KR100383734B1

KR100383734B1 - 음성 및 영상과 함께 부가정보를 전송하는 무선 cctv 시스템

Info

Publication number: KR100383734B1
Application number: KR10-2000-0072614A
Authority: KR
Inventors: 김남수
Original assignee: 김남수
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2003-05-14
Also published as: KR20010016315A

Abstract

본 발명은 영상 및 음성만을 전송하던 종래의 무선 CCTV 시스템의 단점을 개선하기 위한 것으로, 무선 CCTV 시스템에 온도, 습도등의 부가정보를 첨가하여 송신함으로써 원격에서도 영상, 음성 및 부가정보를 모니터링할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 무선 CCTV 시스템에서 단순히 영상 및 음성 정보만을 전송하는 종래의 무선 CCTV의 기능을 확대하여, 기존의 스테레오 음성 전송 채널중 하나를 부가정보전송을 위하여 사용함으로써 위험지역 및 현장접근 불능등의 이유로 원격에서 다양한 정보를 필요로 하는 원격 감시자에게 영상 및 음성정보 외에도 다양한 부가정보를 제공함으로써 종래의 단순한 무선 CCTV 시스템의 단점을 개선한 특징을 갖는다.

본 발명에 의한 부가정보 첨가 방법은 무선 CCTV 송신부에 센서부로부터 입력된 부가정보를 스테레오 음성전송 채널중 하나를 이용하여 무선으로 전송하게 되는데, 이때 센서부로부터 강한 신호가 입력되면 주파수를 높게, 센서부로부터 작은 신호가 입력되면 주파수를 낮게 전송함으로써 무선 CCTV수신부에서 위험의 정도(또는 긴급성의 정도)를 파악할 수 있도록 해준다.

Description

음성 및 영상과 함께 부가정보를 전송하는 무선 CCTV 시스템 {Wireless Audio and video transmit CCTV system with additional information}

CCTV 시스템은 원격지에서 영상 및 음성을 모니터하는 것을 목적으로 하는 것으로 영상을 전송하기 위한 영상 전송부와 수신한 영상을 모니터로 보기 위한 모니터부로 구성되어 있으며, 원격 감시용으로 그 용도가 확산되고 있다. 전송 매체로는 유선 및 무선이 있는데 유선 CCTV 시스템은 영상 전송부와 모니터부를 유선으로 연결한 것으로 영상 및 음성의 품질이 우수한 장점이 있으나, 항상 유선을 연결해야 하므로 선로의 가설이 어려운 장소나 영상 전송부를 자주 이동해야 하는 장소에서는 단점을 갖는다. 한편 무선 CCTV 시스템은 유선에 비하여 영상 및 음성의 품질은 다소 열등하지만 인체에 위험 지역이라든지 유선 가설이 어려운 장소에서는 장점을 갖는다.

본 발명은 영상 및 음성만을 전송하던 종래의 무선 CCTV 시스템의 단점을 개선하기 위한 것으로, 무선 CCTV 시스템에 온도, 습도, 개스유출등의 부가정보를 첨가하여 송신함으로써 원격에서도 영상, 음성 및 부가정보를 모니터링 할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.

종래에 사용해 오던 무선 영상 및 음성 전송 시스템인 무선 CCTV 시스템은 카메라로 입력된 신호를 모니터링하기 위하여 단순히 영상 또는 영상 및 음성신호만의 전송을 위하여 사용해 왔다. 그러나 접근 불능지역이라든지 또는 인체 유해 장소등과 같은 지역에서는 음성 및 영상 정보외에도 다양한 부가적인 정보- 예를 들면 온도, 습도, 유해 개스량 정보등과 같이 다양한 정보를 모니터링 하고자 할 때에는 각각의 무선 정보전송 시스템을 갖추어야 하는 단점을 갖고 있다.

제1a도 및 제1b도는 종래의 고정형 무선 CCTV 시스템의 송신부 및 수신부의 구성도를 각각 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 종래의 기술을 설명하면 다음과 같다. 제1a도는 영상 및 음성을 전송하기 위한 무선 CCTV의 송신부를 나타낸 그림인데, CCD 카메라(101)를 통하여 입력된 영상신호는 CCD 카메라 본체(102)에 의하여전기 신호로 바뀐다. 이 영상신호는 마이크(103)로부터 입력된 음성신호와 함께 무선 송신기(104)로 입력되는데 변조 및 주파수발생기(105)에 의해서 주파수 상향 변환을 시킨 후, 송신안테나(106)를 통하여 무선으로 송신된다. 제1b도는 무선 CCTV로부터 송신된 신호를 수신안테나(107)로 수신하여 무선 수신기(108)에서 발진기(109)를 통하여 주파수 하향 변환된 후 복조되어 송신된 음성 및 영상신호를 복조한 후 모니터(110)와 스피커(111)를 통하여 각각 영상 및 음성신호를 출력시킨다.

한편 부가정보를 보내기 위한 모니터링 시스템으로 미국특허인 US4511886: Electronic security and surveillance system는 여러 개의 센서를 관측하고자 하는 지역에 각각 설치하고 각 센서로부터의 출력 신호를 유선을 통하여 원격지의 모니터에 나타낼 뿐만 아니라, 동축 케이블등을 통하여 또 다른 원격지의 중앙 감시장치에 전송하는 시스템에 관한 특허이다. 그러나 이 특허는 유선을 사용할 뿐만 아니라, 각 센서로부터의 부가정보는 다시 주파수 편이 키잉(FSK: Frequency Shift Keying)된 후 압축된 디지틀 영상신호와 혼합되어 단측대파 진폭변조(SSB)시킨 후 중앙 감시장치로 전송하므로 장치가 복잡한 단점을 가지고 있다.

상기 유선의 단점을 개선하기 위하여 미국특허인 US5382943: Remote monitoring unit는 무선 감시장치에 영상, 음성, 온도, 개스센서를 부착하여 원격지에서 다양한 정보의 모니터링이 가능하도록 한 특허인데, 이 방식은 정상 시에는 동작을 하지 않고 있다가 비 정상시에 영상, 음성, 온도 및 개스정보를 송신하도록 되어있다. 즉, 비정상의 정보는 알려주지만 얼마나 위급한 상황인가에 대한 정보는주지 않으며, 기기가 오작동시에는 아무런 신호를 송신하지 않으므로 원격지의 감시자는 정상상태로 착각할 수 있는 단점이 있다. 더욱이 원격감시장치로 입력된 영상, 음성, 온도, 개스센서로부터 입력된 모든 정보를 A/D(애널로그/디지틀) 변환기를 이용하여 디지틀로 변환하므로 디지틀 데이타의 양이 증가할 뿐만 아니라 전송대역폭도 넓어지는 단점을 가지고 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 단순히 영상정보만을 모니터에 보여주는 종래의 무선 CCTV의 기능을 확대하여, 위험지역 및 현장접근 불능등의 이유로 원격에서 다양한 정보를 필요로 하는 원격 감시자에게 영상 및 음성 외에 센서로부터의 부가정보를 표시하도록 하는 목적으로 안출 되었다. 특히 부가정보는 송신부의 센서로 입력되는 신호의 강도에 따라서 (예를들면 온도센서의 경우는 높은 온도일수록 비례하여 큰 출력, 개스센서의 경우는 유출되는 개스의 양이 많을수록 큰 출력) 원격지에서 수신되는 출력이 다르다. 즉, 무선 CCTV 송신기는 센서로부터 감지된 값을 송신하며 원격 감시자는 이 값이 크고 작음에 따라서 서로 다른 알람을 발생시켜 응급성 식별능력을 높임으로써 종래의 임계치를 기준으로 수신 임계치가 넘을 때에만 응급 신호를 송신하는 단순 기능의 무선 CCTV 시스템의 단점을 개선하기 위한 것이다.

제1a, 1b도는 종래의 무선 CCTV 시스템의 구성도

제2a도는 본 발명에 의한 무선 CCTV의 송신부

제2b도는 본 발명에 의한 무선 CCTV의 수신부

제3도는 센서입력에 대한 센서변조부의 출력 주파수

제4도는 종래의 무선 CCTV 송신 주파수 스펙트럼

제5도는 본 발명에 의한 부가정보 송신 스펙트럼

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

202: 센서부 205: 센서 변조부

226: 센서신호 복조부 229: 센서 알람장치

상기 서술한 종래의 무선 CCTV 시스템을 개선하기 위하여 본 발명은 크게 두 부분으로 구성되어 있다. 첫 번째로, 영상, 음성, 그리고 부가정보를 송신하기 위한 무선 CCTV 송신부(제2a도)와 두 번째로, 감시부로 부터 송신된 신호를 수신하여 영상 및 음성신호를 모니터 및 스피커로 모니터할 뿐만 아니라 송신기의 센서부로부터 송신된 신호를 수신하여 응급도에 따라서 여러 단계로 알람을 울려주는 부가정보 알람기능을 갖는 무선 CCTV 수신부(제2b도)로 구성되어 있다.

무선 CCTV 송신부(제2a도)는 마이크(201) 및 센서(202)로부터 입력된 음성신호 및 센서신호를 부 캐리어(sub-carrier)로변조시키는 저주파 신호 변조부(203)의 출력과, CCD 카메라(206)를 통하여 입력된 영상신호가 CCD 카메라 본체(207)에 의하여 출력된 비디오 신호를 합성하여 주파수발생기(209)에 의해서 주파수 상향 변환을 시킨 후, 송신안테나(210)를 통하여 무선으로 송신하는 무선 송신부(208)로 구성되어 있다. 한편 저주파 신호 변조부(203)는 마이크(201)로 입력된 음성신호를 (AM 또는 FM으로)변조시키는 저주파신호 변조회로부(204)와, 센서(202)로부터 입력된 신호를 (AM 또는 FM으로) 변조시키는 센서 변조부(205)로 구성되어 있다.

한편, 무선 CCTV 수신부(제2b도)는 송신된 신호를 수신하는 안테나(221)와 고주파 신호를 낮추기 위한 주파수 발생기(223), 수신된 신호를 복조하는 무선 수신부(222), 음성 및 센서신호를 복조하는 저주파 복조부(224), 그리고 복조된 영상신호를 디스플레이하는 모니터(227), 복조된 음성신호를 출력하는 스피커(228), 그리고 복조된 센서신호를 출력하는 센서 알람 장치(229)로 구성되어있다. 그리고 저주파 복조부(224)는 음성 신호를 복조하기 위한 음성복조기(225)와 센서 신호를 복조하여 경고음을 내주는 알람 신호발생기(226)로 구성되어 있다.

그림을 이용하여 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다. 제2a도는 무선CCTV 송신부의 구성을 나타낸 것으로서 종래의 시스템인 제1a도에 부가정보를 전송하기 위한 센서(202)를 첨가한 것이다. 종래의 시스템에서는 음성 신호를 전송하기 위하여 모노(mono)인 경우는 하나, 스테레오인 경우는 2개의 부 채널(예를들면 5.5 MHz와 5.74 MHz)로 주파수 변조한 후 비디오 신호와 함께 송신한다. 그러나 본 발명에서는 하나의 음성 채널은 음성 전송을 위하여 종래의 시스템과 동일하게 사용하고, 또 다른 음성 채널은 센서로부터 입력되는 부가정보를 전송하기 위하여 사용한다. 센서는 외부 상황의 변화에 따라서 비례하는 출력을 내는데(예를 들면 온도센서주위의 온도가 올라가면 높은 전압을, 온도가 내려가면 낮은 전압을 출력한다. 만일 개스센서를 사용하면 개스센서 주위의 개스량에 따라서 출력이 달라진다), 이 센서 출력은 센서 변조부(205)에서 부 캐리어주파수로 (AM 또는 FM)변조되고 무선 송신부(208)에서 음성 및 비디오 신호와 함께 송신된다.

제3도는 제2a도의 센서(202)로부터 입력된 신호와 센서 변조부(205)의 동작을 설명하기 위한 센서입력 전압/출력 순시 주파수 도이다. 제3도의 가로축은 센서 입력 전압이고, 세로축은 센서 변조부(205)의 출력 주파수이다. 센서(202)는 외부 요인(온도, 습도, 개스량등)에 따라서 상이한 전압을 출력하며, 센서 변조부(205)는 센서 변조부로 입력되는 전압에 대응하는 주파수를 출력한다. 그러므로 센서가 포착하는 외부요인이 강하면(예를들면 온도가 높아지거나, 습도가 높아지거나, 또는 개스의 유출량이 많아지면) 센서 변조부(205)의 출력 주파수는 높아지게 된다. 반대로 외부요인이 약하면 상대적으로 센서 변조부(205)의 출력 주파수는 낮아지게 된다. 제3도중 센서 입력전압이 낮은 경우(301)에는 센서 변조부(205)의 출력 주파수(304)는 낮은 주파수를 발생시키고, 센서 입력전압이 높은 경우(303)에는 센서 변조부(205)의 출력 주파수(306)는 높은 주파수를 발생시키게 된다. 센서 입력 전압범위에 따른 센서 변조부(205) 출력 주파수의 범위는 사용하는 시스템에 따라서 다른데, 예를들면 기존의 무선 CCTV 시스템(제1a도)에서는 영상 및 음성 신호를 전송할 때 음성 주파수 대역폭이 100 KHz인 시스템을 사용하므로 이런 시스템에 응용할 경우에는 센서 변조부 출력 주파수 범위가 송신시 최대 100 KHz대역 내로 되도록 조정한다.

제2b도는 무선 CCTV 수신부를 나타낸 것인데 종래의 시스템인 제1b도에 센서로부터 보내진 신호를 출력하기 위한 센서신호 복조부(226)와 센서알람 스피커(229)를 첨가한 것이다. 센서신호 복조부(226)는 복조된 센서신호에 따라서 센서알람 장치(229)를 구동시키는데 예를들면 센서신호 복조부(226)에서 복조한 주파수가 낮은 경우에는 센서알람 장치(229)로부터 출력되는 경고 신호의 소리가 작을 뿐만 아니라 경고 신호주기가 길고, 반대로 센서신호 복조부(226)에서 복조한 주파수가 높은 경우에는 경고 신호의 소리가 크고 동시에 경고 신호주기가 매우 빨라지게 된다. 따라서 수신기쪽에 위치한 원격 감시자는 알람신호로부터 위급성 또는 응급성의 완급에 대한 식별능력이 뛰어나게 될 뿐만 아니라, 모니터(227) 및 음성 스피커(228)로 다시 확인하여 즉시 응급상황에 대처할 수 있게 된다.

제4도는 종래의 무선 CCTV 시스템의 송신 스펙트럼을 나타낸 것인데 영상 신호는 음성신호에 비하여 넓은 주파수 점유 대역폭을 가지며, 무선송신 주파수(401)에 실려져서 전송된다. 한편 스테레오인 경우에는 음성신호는 영상 주파수보다 예를 들면 5.5 MHz(402)와 5.74 MHz(403) 이격 되어 있다.

제5도는 한 예로서, 본 발명에 의한 부가정보를 FM변조하여 송신할때 송신되는 순시 주파수를 나타낸 것으로 상기 제4도와 동일하나 음성을 송신하기 위한 하나의 채널에 (이 예에서는 5.74 MHz) 부가정보를 전송하는 방식을 나타내고 있다. 센서로부터 낮은 전압이 입력되면 낮은 순시 주파수(501)을, 높은 전압이 입력되면 높은 순시 주파수(503)을 송신하는 것을 나타내고 있다.

종래의 무선 CCTV 시스템은 영상 및 음성 정보만을 전송하여 모니터링 하고자 하는 지역의 부가정보(예를들면 온도, 습도, 그리고 외부 침입자의 움직임과 같은 정보)는 전송하지 않은 단점을 갖고있었다.

최근에는 이러한 단점을 개선하기 위하여 무선 CCTV 시스템에 부가정보를 송신하는 방식이 등장하였는데, 센서로부터 입력된 값이 미리 설정한 임계치를 초과할 때에만 알람 정보를 송신하므로써 위급성 정도에 대한 정보를 파악하지 못하는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 종래의 무선 CCTV 시스템의 단점으로 지적되어온 영상 및 음성만을 전송하는 방식을 개선하여 영상, 음성, 그리고 부가정보를 동시에 전송하는 방식이며, 부가정보 전송 시에 미리 설정된 임계값을 초과할때 알람을 전송하는 최근의 무선 CCTV 시스템에서 사용하는 단순한 방식을 개선하여 원격지의 센서로부터 보내진 부가정보를 그 위급성에 따라 차등하여 알람을 울려주어 감시자가 원격지의 위급성 정도를 쉽게 식별할 수 있는 효과가 있다.

Claims

카메라 및 마이크로부터 입력된 영상 및 음성신호와 센서로부터 입력된 부가신호를 변조하여 무선으로 송신하고, 수신된 신호를 복조하여 모니터 및 스피커와 알람장치를 통하여 송신된 신호를 복구하는 무선 CCTV 시스템에 있어서,

마이크로부터 입력된 음성신호(AM, FM)를 변조시키는 저주파 신호변조회로부와, 센서로부터 입력된 신호(AM, FM)를 변조시키는 센서변조부로 구성되는 저주파 신호변조부와,

상기 저주파 신호변조부에서 변조되어 출력되는 출력과, 상기 무선 CCTV 시스템을 통해 입력된 부가정보를 합성하여, 합성된 신호의 강약에 따라서 이에 대응하는 송신주파수를 발생시키고, 음성 및 영상정보와 함께 무선으로 전송하는 송신부와,

상기 송신부로 부터 송신된 영상 및 음성 신호를 수신하여 모니터할 뿐만 아니라, 부가정보를 추출하여 센서로부터 수집된 신호의 강약에 따라 알람신호를 상이하게 발생시킴으로써 감시자가 응급성 또는 위급성을 용이하게 판단하도록 하는센서신호 복조부와 알람장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서,

상기 센서변조부는 센서로부터 입력되는 신호에 비례하는 주파수를 출력하는 것을 특징으로하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서, 부가정보는 스테레오 음성 채널중 하나를 이용하여 부가정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서, 센서신호 복조부는 센서알람 장치를 구동하는 데 있어서,복조된 센서신호의 크기에 따라서 알람 신호를 차등을 두고 (예를 들면 소리 또는 빛 등을 이용하여) 발생시키는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.