KR100431894B1 - 다중 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 통신 시스템에 관한 것으로서, 전원신호 및 매칭된 제어신호, 영상 신호 및 음성신호를 동축케이블을 통해 송수신하기 위한 주조정부; 상기 주조정부의 전원신호에 전원을 인가받고, 상기 제어신호에 따라 동작하며, 감지된 영상 및 음성 신호를 상기 주조정부로 전달하는 피조정대상부를 포함하며, 2라인의 동축케이블을 통해 피조정대상부를 조정할 수 있다.

Description

다중 통신 시스템{Multi communication system}

본 발명은 다중 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면, 각종 로봇, CCTV(closed circuit television) 카메라, 장난감 등에 사용되는 다중 통신 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 복잡 다양화된 형태의 구조물의 비파괴 검사시 길이가 길고 가는 관로 또는 관로가 꺽인 부분은 로봇의 크기가 커서 내부 검사를 하지 못했다.

종래에는 로봇, 무인자주차, CCTV 로봇 등에서 구동을 위해 여러 라인으로 제어를 하여 케이블의 굵기가 굵었다.

즉, 별도의 전원 라인, 별도의 영상 라인, 별도의 조명라인 및 별도의 구동 조정 라인을 통하여 대상물을 조정하고 영상을 수신하였다.

이로 인해 케이블의 무게가 무거워지므로 케이블을 끌고 가는 로봇의 구동능력 또한 커져야 했다.

특히, 무선통신이 가능하지 않은 난청 사각지대에서는 반드시 유선만을 사용해야만 한다.

본 발명의 기술적과제는 주조정 파트와 피조정 대상파트간의 영상신호, 음성신호, 제어신호 및 전원을 하나의 동축 케이블로 모두 전달하도록 하는 다중 통신 시스템을 제공 하는데 있다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템의 구성도이다.

도2 내지 도7은 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템의 각 신호 파형도이다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 다중 통신 시스템은,

전원 및 다수의 신호를 동축케이블을 통해 송수신하기 위한 주조정부;

상기 주조정부로부터 전원을 인가받고, 주조정부의 제어에 따라 동작하여 감지된 영상, 음성 및 데이터 신호를 상기 주조정부로 전달하는 피조정대상부를 포함한다.

본 발명은 하나의 동축케이블에 직류인 전원과 각기 다른 주파수를 가진 영상, 음성 및 데이터 및 제어신호를 전송하고 이를 매칭 컨덴서로 해당 성분만 검출하여 이용하는 것이 특징이다.

그러면, 본 발명을 이 분야의 통상을 지식을 지닌자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조로 하여 실시예에 관하여 설명하기로 한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템의 구성도이다.

도1에서와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템은,

전원 및 매칭된 제어신호, 영상 신호, 음성신호 및 데이터 신호를 동축케이블을 통해 송수신하기 위한 주조정부(100);

상기 주조정부(100)의 전원을 인가받고, 상기 제어신호에 따라 동작하며, 감지된 영상, 음성 신호 및 데이터 신호를 상기 주조정부(100)로 전달하는 피조정대상부(200)를 포함한다.

상기 주조정부(100)는,

전원을 인가받아 각 부로 직류 전원을 공급하는 전원부(12);

사용자의 선택에 따라 제어신호를 매칭하여 동축 케이블로 전송하고, 동축케이블에서 수신되는 신호중 자막 관련 데이터를 매칭하여 수신하고, 이를 처리하여 자막용으로 출력하는 데이터 처리부(110);

동축 케이블로부터 수신되는 신호중 영상 및 음성 신호를 매칭하여 수신하고, 이를 상기 자막용 데이터와 합성하여 디스플레이하는 데이터 표시부(120)를 포함한다.

상기 데이터 처리부(110)는,

사용자의 선택을 입력받기 위한 스위치(1);

상기 스위치(1)의 입력을 두 개의 톤 주파수 신호로 출력하고, 수신되는 신호를 자막용 데이터로 출력하는 마이컴(2);

상기 마이컴(2)의 출력신호를 에프엠 변조하여 출력하는 에프엠 변조부(3);

상기 에프엠 변조부(3)의 출력신호를 매칭하여 동축 케이블로 전송하는 매칭 컨덴서(4);

상기 동축케이블(9)에서 수신되는 신호중 에프엠 신호를 수신하는 매칭 컨덴서(11);

상기 매칭컨덴서(11)에서 출력되는 에프엠 신호를 복조하여 상기 마이컴(2)으로 출력하는 에프엠 복조부(10)를 포함한다.

상기 데이터 표시부(120)는,

동축 케이블로부터 수신되는 신호중 영상 및 음성 신호를 매칭하여 수신하는 매칭 컨덴서(8);

상기 매칭 컨덴서(8)의 수신신호를 고주파 복조하는 고주파 복조부(7);

상기 고주파 복조부(7)에서 복조된 영상신호 및 음성신호와 상기 마이컴(2)으로부터 수신되는 자막용 데이터를 합성하여 출력하는 자막믹서(6);

상기 자막믹서에서 출력되는 신호를 디스플레이하는 모니터부(5)를 포함한다.

상기 피조정 대상부(200)는,

상기 동축케이블(9)로부터 전원을 인가받아 각 부로 직류 전원을 공급하는 전원부(201);

상기 동축케이블(9)로부터 수신되는 제어신호를 매칭하여 수신하고, 제어신호에 따라 각종 센서 및 구동단을 구동하고, 각종 센서들에서 출력되는 신호를 에프엠 변조하여 상기 동축 케이블로 전송하는 데이터 처리부(220);

영상 및 음성을 고주파 변조하여 동축 케이블로 전송하는 영상 및 음성 전송부(230)를 포함한다.

상기 데이터 처리부(220)는,

상기 동축케이블(9)에서 수신되는 신호중 에프엠 신호를 수신하는 매칭 컨덴서(202);

상기 매칭컨덴서(202)에서 출력되는 에프엠 신호를 복조하여 출력하는 에프엠 복조부(203);

상기 에프엠 복조부(203)의 출력신호에 따라 각종 구동 장치 및 센서를 구동하고, 각종 센서의 출력신호를 입력받아 전달하는 마이컴(212);

상기 마이컴(212)의 출력신호를 에프엠 변조하여 출력하는 에프엠 변조부 (211);

상기 에프엠 변조부(211)의 출력을 상기 동축케이블(9)에 매칭하여 전송하는 매칭 컨덴서(210)를 포함한다.

상기 영상 및 음성 전송부(230)는,

영상 및 음성을 입력받아 영상 신호 및 음성신호로 출력하는 씨씨디 카메라 및 마이크부(209);

상기 영상 신호 및 음성신호를 고주파 변조하여 출력하는 고주파 변조부 (208);

상기 고주파 변조부(208)의 출력을 동축 케이블로 매칭하여 전송하는 매칭 컨덴서(207)를 포함한다.

그러면, 이러한 구성을 가진 다중 통신 시스템의 동작에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 주조정부(100)의 전원부(12)에 전원을 인가하면, 이는 동축케이블(9)을 통해 피조정 대상부(201)의 전원부(201)에 전달된다.

그러면, 전원부(201)는 조명, 모터, 등 각종 구동장치를 포함하는 구동부 (206), 각종 센서부(213) 및 마이컴(212)을 비롯한 각 부에 전원을 공급한다.

여기서, 각종센서부(213) 및 각종구동부(206)의 세부요소들은 이 분야의 통상의 지식을 지닌자라면 알 수 있는 요소들이며, 다양한 변형 및 추가가 가능하므로 기재하는 않는다.

한편, 전원이 공급되는 상태에서 사용자는 조정 신호를 각종 구동부(206)의 각 구동 단으로 보내 피조정 대상부(200)를 콘트롤하기 위하여 스위치(1)를 제어한다.

그러면, 스위치(1)는 사용자의 제어에 따라 피조정 대상을 콘트롤하기 위하여 제어 데이터를 두개의 톤 주파수(dual ton)로 변환하여 출력한다.

그러면, 마이컴(2)은 입력받은 두 개의 톤 주파수 신호를 조합하여 여덟 가지의 2열 수에서 선택한 16 가지 싸인파를 쌍으로 짝지어 출력한다. 이때, 마이컴(2)에서 출력되는 제어신호의 형태는 필요에 따라 다른 형태로 변형될 수 있다.

그러면, 에프엠 변조부(3)는 싸인파신호의 효율적인 전송을 위해 입력받은 제어신호를 88Mhz~108Mhz의 주파수 대역으로 주파수 변조하여 출력한다.

그러면, 매칭 컨덴서(4)는 전압 매칭을 위해 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 변조 신호성분만 동축 케이블(9)로 전송한다.

그러면, 매칭컨덴서(202)는 동축 케이블(9)에서 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 신호성분만 검출한다.

그리고 나서, 에프엠 복조부(203)는 주파수 변조된 파형을 복조하여 두개의 톤 주파수 신호를 검출한다.

그러면, 마이컴(212)은 두 개의 톤 주파수 신호를 2진화 10진 코드(BCD CODE)인 바이너리 데이터로 변환하여 각종 구동부(206)의 각 구동단으로 출력한다.

그러면, 각 구동단은 제어 데이터에 따라 조명을 비추거나, 모터를 구동하여 피조정 대상부(200)가 움직이도록 하게 된다.

한편, 피조정 대상부(200)의 씨씨디 카메라 및 마이크(209)는 영상 및 음성을 감지하고, 카메라의 영상 및 음성(VIDEO,AUDIO) 신호를 출력한다.

그러면, 고주파 변조부(208)는 신호의 효율적인 전송을 위해 영상을 고주파로 진폭 변조(AM)하고, 음성은 주파수 변조(FM)하여 출력한다. 이때, 변조된 신호의 주파수 전송방식은 VHF, UHF 또는 SHF중 하나의 형식을 이용할 수 있으며, 이와 같은 방식은 널리 알려진 기술이다.

그러면, 매칭 컨덴서(207)는 전압 매칭을 위해 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 신호성분만 동축 케이블(9)로 전송한다.

그러면, 매칭 컨덴서(8)는 동축 케이블(9)에서 직류(DC)성분을 제거하고 VHF, UHF 또는 SHF중 하나의 형식에 해당하는 순수한 신호 성분만 검출한다.

다음, 고주파 복조부(7)는 고주파신호를 복조하여 영상과 음성신호 분리하여 각각 출력한다.

그러면, 자막 믹서(6)는 영상과 수신된 데이터 신호를 혼합하여 모니터(5)에 출력한다.

한편, 각종 센서부(213)의 출력을 자막 처리하기 위한 수신 데이터의 흐름은 다음과 같다.

드라이브 단인 각종 센서부(213)의 각 센서들에서 수신된 데이터 신호는 마이컴(212)으로 입력된다.

그러면, 마이컴(212)은 사용자로 입력된 제어신호에 따라 송신해야할 데이터와 각 조건을 판단하여 해당 데이터를 직렬전송 한다.

그러면, 에프엠 변조부(211)는 해당 데이터를 88Mhz~108Mhz의 주파수로 주파수 변조하여 출력한다.

다음, 매칭 컨덴서(210)는 전압 매칭을 위해 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 신호성분만 동축 케이블(9)로 전송한다.

그러면, 매칭 컨덴서(11)는 동축 케이블(12)에서 직류(DC)성분을 제거하고 88Mhz~108Mhz의 주파수 대의 순수한 신호성분만 검출한다.

다음, 에프엠 복조부(10)는 주파수 변조 파형을 복조하여 데이터를 검출한다.

그러면, 마이컴(2)은 수신된 데이터를 판독하여 자막 믹서(6)로 출력한다.

그러면, 자막 믹서(6)는 마이컴(2)에서 입력되는 데이터를 상기한 과정에서 입력받은 영상 및 음성 데이터를 출력할 때 자막으로 처리하여 사용자에게 디스플레이한다.

그러면, 사용자는 스위치(1)를 통해 자신이 원하는 데이터를 영상, 음성 및 자막 형태로 볼 수가 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 하나의 동축 케이블로 전원신호, 제어신호, 영상신호, 음성신호 및 데이터 신호를 송수신하여 케이블의수, 무게 및 부피를 줄일 수 있다.

상기한 과정에서 신호의 송수신 과정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

영상신호를 진폭 변조, 음성신호를 주파수 변조하고 있다. 직류부터 약 4MHz까지의 주파수 대역이 존재하는 영상신호를 양측파대 주파수 변조하면 도2와 같이 약 8MHz의 전송대역을 필요로 한다. 대역폭을 좁게 하기 위해서는 단측파대 진폭변조(SSB, single sideband)를 고려할 수 있는데, 변조신호를 직류까지 고려하지 않으면 안되는 영상신호에서는 완전한 단측파대로 하는 것은 곤란하다. 따라서 하측파대를 1.25MHz까지 남겨 둔 도3의 잔류측파대 변조(VSB : vestigal sideband)를 사용하고 있다.

도3의의 잔류측파대를 수신했을 때의 복조출력은 도4가 되는데 수상기의 중간주파 증폭기의 주파수 특성을 도5로 하면 도6처럼 정확하게 복조할 수 있다.

음성반송파(fA)는 그림1.8(b)의 fV＋4.5MHz로 설정하여 주파수 변조를 한다. 따라서 텔레비전 방송 1채널의 대역폭은 도7처럼 6MHz가 되고, 현재 우리나라에서는 90MHz에서 770MHz사이에 62채널이 할당되어 있다. 음성반송파의 송신출력은 영상반송파의 1/4(-6dB)이다.

이상의 본 발명은 사용자의 필요에 따라 다양하게 변형하여 자주차나 로봇에적용될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에서, 주조정 파트와 피조정 대상파트간의 영상신호, 음성신호, 데이터 신호, 제어신호 및 전원을 통신을 하나의 동축 케이블로 모두 전달함으로써, 전원을 절약하고 동축 케이블의 양을 줄일 수 있는 다중 통신 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. (정정) 전원 및 다수의 신호를 동축 케이블을 통해 송수신하기 위한 주조정부;

   상기 주조정부로부터 전원을 인가받고, 주조정부의 제어에 따라 동작하여 감지된 영상, 음성 및 데이터 신호를 상기 주조정부로 전달하는 피조정 대상부를 포함하며,

   상기 주조정부는,

   전원을 인가받아 각 부로 직류 전원을 공급하는 전원부;

   사용자의 선택에 따라 제어신호를 매칭하여 동축 케이블로 전송하고, 동축 케이블에서 수신되는 신호중 자막 관련 데이터를 매칭하여 수신하고, 이를 처리하여 자막용으로 출력하는 데이터 처리부;

   상기 동축 케이블로부터 수신되는 신호중 영상 및 음성 신호를 매칭하여 수신하고, 이를 상기 자막용 데이터와 합성하여 디스플레이하는 데이터 표시부를 포함하고,

   상기 데이터 처리부는,

   사용자의 선택을 입력받기 위한 스위치;

   상기 스위치의 입력을 두 개의 톤 주파수 신호로 출력하고, 수신되는 신호를 자막용 데이터로 출력하는 마이컴;

   상기 마이컴의 출력신호를 에프엠 변조하여 출력하는 에프엠 변조부;

   상기 에프엠 변조부의 출력신호를 매칭하여 동축 케이블로 전송하는 제1 매칭 컨덴서;

   상기 동축 케이블에서 수신되는 신호중 에프엠 신호를 수신하는 제2 매칭 컨덴서;

   상기 제2 매칭 컨덴서에서 출력되는 에프엠 신호를 복조하여 상기 마이컴으로 출력하는 에프엠 복조부를 포함하는 다중 통신 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제3항에 있어서,

   상기 데이터 표시부는,

   상기 동축 케이블로부터 수신되는 신호중 영상 및 음성 신호를 매칭하여 수신하는 제3 매칭 컨덴서;

   상기 제3 매칭 컨덴서의 수신신호를 고주파 복조하는 고주파 복조부;

   상기 고주파 복조부에서 복조된 영상신호 및 음성신호와 상기 마이컴으로부터 수신되는 자막용 데이터를 합성하여 출력하는 자막믹서;

   상기 자막믹서에서 출력되는 신호를 디스플레이하는 모니터부를 포함하는 다중 통신 시스템.
5. (정정) 제4항에 있어서,

   상기 피조정 대상부는,

   상기 동축 케이블로부터 전원을 인가받아 각 부로 직류 전원을 공급하는 제2 전원부;

   상기 동축 케이블로부터 수신되는 제어신호를 매칭하여 수신하고, 제어신호에 따라 각종 센서 및 구동단을 구동하고, 각종 센서들에서 출력되는 신호를 에프엠 변조하여 상기 동축 케이블로 전송하는 제2 데이터 처리부;

   영상 및 음성을 고주파 변조하여 동축 케이블로 전송하는 영상 및 음성 전송부를 포함하는 다중 통신 시스템.
6. (정정) 제5항에 있어서,

   상기 제2 데이터 처리부는,

   상기 동축 케이블에서 수신되는 신호중 에프엠 신호를 수신하는 제4 매칭 컨덴서;

   상기 제4 매칭 컨덴서에서 출력되는 에프엠 신호를 복조하여 출력하는 제2 에프엠 복조부;

   상기 제2 에프엠 복조부의 출력신호에 따라 각종 구동 장치 및 센서를 구동하고, 각종 센서의 출력신호를 입력받아 전달하는 제2 마이컴;

   상기 제2 마이컴의 출력신호를 에프엠 변조하여 출력하는 제2 에프엠 변조부;

   상기 제2 에프엠 변조부의 출력을 상기 동축 케이블에 매칭하여 전송하는 제5 매칭 컨덴서를 포함하는 다중 통신 시스템.
7. (정정) 제6항에 있어서,

   상기 영상 및 음성 전송부는,

   영상 및 음성을 입력받아 영상 신호 및 음성신호로 출력하는 씨씨디 카메라 및 마이크부;

   상기 영상 신호 및 음성신호를 고주파 변조하여 출력하는 고주파 변조부;

   상기 고주파 변조부의 출력을 동축 케이블로 매칭하여 전송하는 제6 매칭 컨덴서를 포함하는 다중 통신 시스템.