KR100715728B1 - 교도소의 ｐｌｃ를 이용한 감시/제어 통신시스템 - Google Patents

교도소의 ｐｌｃ를 이용한 감시/제어 통신시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감시/제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PLC(Power Line Communication)를 이용한 감시/제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 PLC 모뎀을 이용한 감시/제어 통신시스템은, 라우터 또는 IP공유기 기능 및 전력선 통신을 담당하는 마스터 PLC(Power Line Communication) 모뎀(3110)과; 상기 전력선(3500)을 통해 상용전원을 분배하여 공급하는 분전반(3100)과; 상기 전력선(3500)을 통해 전송되는 통신신호와 전원신호로부터 통신신호를 분리하는 슬래브 PLC 모뎀(3210)과, 제어 및 데이터 저장을 위한 단말기(3220)와, 음성 통화를 위한 전화기와, 인터넷 전화 및 통신이 가능하도록 다른 종류의 통신망을 상호 접속하는 VoIP 게이트웨이를 포함하며, 다수의 셀들(cell(감방), 3300)을 감시하며 제어하는 중앙통제실(3200)과; 상기 전력선(3500)을 통해 전송되는 통신신호와 전원신호로부터 상기 통신신호를 분리하는 슬래브 PLC 모뎀(3310)과, 영상감시를 위한 카메라와, 음성 통화를 위한 스피커 폰과, 인터넷 전화 및 통신이 가능하도록 다른 종류의 통신망을 상호 접속하는 VoIP 게이트웨이를 포함하는 다수의 셀들(3300);을 포함하여 이루어진다.
PLC 모뎀, 카메라, VoIP 게이트웨이, 셀(감방), 도어락

Description

교도소의 ＰＬＣ를 이용한 감시/제어 통신시스템{Monitoring and Controlling Communication System For Prison Using PLC}
도 1은 본 발명에 따른 PLC를 이용한 감시/제어 통신시스템의 구성도를 도시한 것이며,
도 2는 도 1에 도시된 PLC 모뎀과 다른 전자기기 간의 통신을 위해 연결되는VoIP 게이트 웨이의 단자 구성도이며,
도 3은 도 1의 통신 시스템이 실제로 적용된 교도소의 구성도를 도시한 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1100, 3100; 분전반 1110, 3110; 마스터 PLC 모뎀
1200, 3200; 중앙통제실
1210, 1310, 3210, 3310; 슬래브 PLC 모뎀
1220, 3220; 단말기 1230; 전화기
1240, 1340; VoIP 게이트웨이 1300, 3300; 피제어 룸
1320; 카메라 1330; 스피커폰
1350; 도어락
본 발명은 감시/제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PLC(Power Line Communication)를 이용한 감시/제어 시스템에 관한 것이다.
동일한 구조 및 용도의 다수개의 방이 설치된 곳을 중앙통제실에서 일률적으로 관리 또는 감시할 필요가 있을 때, 각 방과 중앙통제실 간에는 쌍방향 통신이 가능하도록 통신선이 구축되어야 한다.
이러한 통신선의 구축에 따라 각 방에 설치된 네트워크 카메라 등을 통해 중앙통제실에서 일괄 감시가 가능하고, 필요에 따라 중앙통제실에서 각 방을 각각 별도로 통신 제어를 할 수 있게 된다.
그러나, 이러한 통신 네트워크를 구축하기 위해서는 각 방에 설치될 네트워크 장치들과 중앙통제실 간 또는 각 장치들간의 통신선을 설치하여야 한다. 이러한 통신선 설치 공사는 기존 완공 건물 또는 신축 건물에 있어서도 비용 부담 및 공사에 따른 시간 부담이 문제가 된다.
이러한 통신선 공사 부담을 줄이기 위해서 최근에는 PLC(Power Line Communication) 통신을 많이 이용하는데, 이 PLC 통신이란 이미 구축된 전력선을 이용하여 음성, 문자 및 영상 등을 전송하여 초고속 통신 서비스를 가능하게 하는 기술을 의미한다.
PLC 통신은 기구축된 전력선을 이용한다는 장점 때문에 VoIP, 홈네트워킹, 홈오토메이션 등 다양한 분야에 이용되거나 개발되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로 본 발명의 목적은, PLC를 이용한 감시/제어 시스템을 구축하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 동일 구조 및 동일 용도로 사용되는 다수개의 방을 중앙통제실에서 감시하고 제어할 수 있는 네트워크 시스템을 구축하는 데 있어서, 전력선 통신을 이용한 감시/제어 시스템을 구축하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전력선 통신을 이용한 감시/제어 시스템을 교도소의 감방과 중앙통제실에 적용할 수 있는 적합한 솔루션을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 PLC를 이용한 감시/제어 통신시스템은, 라우터 또는 IP공유기 기능 및 전력선 통신을 담당하는 마스터 PLC(Power Line Communication) 모뎀(3110)과; 상기 전력선(3500)을 통해 상용전원을 분배하여 공급하는 분전반(3100)과; 상기 전력선(3500)을 통해 전송되는 통신신호와 전원신호로부터 통신신호를 분리하는 슬래브 PLC 모뎀(3210)과, 제어 및 데이터 저장을 위한 단말기(3220)와, 음성 통화를 위한 전화기와, 인터넷 전화 및 통신이 가능하도록 다른 종류의 통신망을 상호 접속하는 VoIP 게이트웨이를 포함하며, 다수의 감방(3300)을 감시하며 제어하는 중앙통제실(3200)과; 상기 전력선(3500)을 통해 전송되는 통신신호와 전원신호로부터 상기 통신신호를 분리하는 슬래브 PLC 모뎀(3310)과, 영상감시를 위한 카메라와, 음성 통화를 위한 스피커 폰과, 인터넷 전화 및 통신이 가능하도록 다른 종류의 통신망을 상호 접속하는 VoIP 게이트웨이를 포함하는 다수의 감방(3300);을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 카메라로부터 촬영된 영상데이터 및 상기 스피커 폰을 통해 전송되는 음성데이터는 상기 전력선(3500)을 통해 전원신호와 함께 전송되어 상기 슬래브 PLC 모뎀(3210)을 통해 상기 전원신호와 분리되어 상기 전화기 및 단말기(3220)를 통해 출력되거나 저장되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 다수의 감방(3300)에는 각각 도어락이 장착되며, 상기 도어락 및 상기 카메라는 RF(Radio Frequency) 또는 RS-485 통신용 송수신기가 내장되어 상기 중앙통제실(3200)로부터 상기 카메라를 통해 상기 도어락의 유/무선 제어가 가능하도록 구현하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 구성을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 PLC를 이용한 감시/제어 통신시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PLC를 이용한 감시/제어 통신시스템은 분전반(1110), 중앙통제실(1200) 및 제1 내지 제n 피제어 룸(1300)이 이미 구축된 전력선(Power Line)에 의해 연결되어 이루어진다.
분전반(1100) 내에는 마스터 PLC 모뎀(1110)이 장착되어 지는 것이 바람직하 나, 마스터 PLC 모뎀(1110)의 장착위치는 본 발명의 구현에 있어서 중요한 요소가 아니다. 또한 분전반(1100)은 이미 모든 건물에 구축된 전력선을 통해 상용전원(AC110V-220V/50-60Hz)을 각 수용가에 분급한다.
마스터 PLC 모뎀(1100)은 전력선과 연결되어, 전력선을 통해 전달되는 전원신호와 통신신호로부터 통신신호를 분리하여 전송하는 인터넷 모뎀으로서의 기능을수행함과 함께 IP 공유기로서의 기능을 갖는다. IP 공유기로서의 기능을 갖음에 따라 제1 내지 제n 피제어 룸(1300)에 IP를 할당하게 되어 피제어 룸(1300)을 각각 또는 동시에 제어하는 것이 가능하게 된다.
중앙통제실(1200)은 제1 내지 제n 피제어 룸(1300)을 제어하며 감시하는 상황/관제실이며, 전력선에 연결되는 슬래브 PLC 모뎀(1210), 단말기(1220), CID(Call Indentification) 전화기(1230) 및 VoIP 게이트웨이(1240) 등을 포함하여 이루어진다.
슬래브 PLC 모뎀(1210)은 전력선을 통해 통신신호를 분리하는 기능을 담당하여 제어신호를 제1 내지 제n 피제어 룸(1300)로 송신하고, 제1 내지 제n 피제어 룸(1300)으로부터 영상데이터 및 음성데이터의 통신신호를 수신하게 된다. 전력선에는 상용 교류 전원인 60Hz의 사인파에 고주파 신호인 영상 및 음향 신호를 동시에 실어서 전송하게 되며, 슬래브 PLC 모뎀(1210)에서 필요한 고주파 신호인 영상 및 음향 신호를 필터링하여 변복조과정을 거쳐 필요한 데이터를 사용하거나 저장하게 된다.
단말기(1220)는 통제자의 명령하달 및 데이터 저장을 수행하며, 중앙제어 부(1221), 중앙제어부(1221)에 의해 제어되는 도어락 제어부(1222) 및 통신 데이터를 저장하는 저장부(1223)를 포함한다.
CIP 전화기(1230)는 제1 내지 제n 피제어 룸(1300)과 각각 인터넷 전화가 가능하도록 VoIP 게이트웨이(1240)를 통해 슬래브 PLC 모뎀(1210)과 접속된다.
VoIP 게이트웨이(1240)는 프롤토콜 변환기로서 전화망과 IP망을 접속하여 인터넷 전화가 가능하도록 하기 위한 장치이며, 또한 LAN과 WAN을 연결하는 인터페이스들을 포함하여 전력선을 통해 들어오는 신호로부터 통신신호를 분리하기 위한 PLC 모뎀(1210)이 WAN 단자에 연결되고 이 신호들을 제어하거나 저장하기 위해 통신을 하는 단말기(1220)가 LAN 단자에 연결되어 상호 통신이 가능하도록 하는 게이트웨이로서의 역할을 담당한다.
제1 내지 제n 피제어 룸(1300)은 중앙통제실(1200)에 의해 감시/제어되는 방이며, 전력선에 연결되는 슬래브 PLC 모뎀(1310), 카메라(1320), 스피커 폰(1330), VoIP 게이트웨이(1340) 및 도어락(1350) 등을 포함하여 이루어진다.
슬래브 PLC 모뎀(1310)은 전력선을 통해 통신신호를 분리하는 기능을 담당하여 중앙통제실(1200)로부터 전력선을 통해 수신되는 제어신호를 VoIP 게이트웨이(1340)를 통해 각 모듈로 전달하며, 반대로 각 모듈로부터 전송되는 통신신호를 전력선을 통해 중앙통제실(1200)로 전송하는 매개체 역할을 한다.
카메라(1320)는 각각 IP(Internet protocol) 고유 번호가 할당되며, VoIP 게이트웨이(1340)의 LAN 단자에 접속되어 전력선을 통해 전달되는 제어신호에 의해 제어되고, 촬영된 영상데이터를 전력선을 통해 중앙통제실(1200)로 전송한다.
카메라(1320) 및 도어락(1350)에는 RF 또는 RS-485 통신용 송수신기가 장착되어 있으며, 카메라(1320)와 도어락(1350)간 유/무선 통신에 의해 도어락의 잠금 및 해제 제어가 가능하게 된다. 카메라(1320)는 전력선을 통해 전송되는 제어신호에 의한 제어에 따라 유/무선신호를 도어락(1350)의 잠금 및 해제가 가능하게 되며, 또한 카메라(1320)에는 고유의 IP 번호가 할당되어 있으므로 각각의 피제어 룸(1300)의 도어락의 독립적인 제어가 가능하게 된다.
스피커 폰(1330)는 VoIP 게이트웨이(1330)의 인터넷 전화 채널 단자에 접속되며, 중앙통제실(1200)의 음성데이터를 출력하거나 송출한다.
VoIP 게이트웨이(1340)는 프롤토콜 변환기로서 전화망과 IP망을 접속하여 인터넷 전화가 가능하도록 하기 위한 장치이며, 또한 LAN과 WAN을 연결하는 인터페이스들을 포함하여 전력선을 통해 들어오는 신호로부터 통신신호를 분리하기 위한 PLC 모뎀(1310)이 WAN 단자에 연결되고 이 신호들의 제어를 받아 동작을 수행하는 카메라(1320)가 LAN 단자에 연결되어 상호 통신이 가능하도록 하는 게이트웨이로서의 역할을 담당한다.
도 2는 도 1에 도시된 PLC 모뎀과 다른 전자기기 간의 통신을 위해 연결되는VoIP 게이트 웨이의 단자 구성도이다.
VoIP 게이트웨이(1240, 1340)의 후면 단자 구성을 살펴보기로 한다.
일반전화망(PSTN)과 인터넷 망을 상호 접속하기 위해서 일반전화망이 전화선단자(2500)에 연결되고, 전화기(1230) 및 스피커 폰(1330)이 채널단자(2400)에 연결된다.
전력선을 통해 연결되어 통신신호를 분리하는 슬래브 PLC 모뎀(1210, 1310)은 WAN 포트(2300)에 연결되며, 단말기(1220) 및 카메라(1320)는 LAN 포트(2200)에 연결된다.
도 1 및 도 2에 도시된 구성에 따라, 전력선을 통해서 중앙통제실(1200)로부터 감시 및 제어신호를 피제어 룸(1300)의 카메라(1320) 및 도어락(1350)에 전달하는 것이 가능하게 되고, 음성신호를 스피커 폰(1330)을 통해 출력하는 것이 가능하게 되며, 반대로 피제어 룸(1300)의 카메라(1320)에 의해 촬영된 영상 신호를 수신하여 단말기(1220)에 저장하거나 활용하는 것이 가능하게 되며, 또한 피제어 룸(1300)의 스피커 폰(1330)으로부터 음성 신호를 전화기(1230)로 출력하는 것이 가능하게 된다.
도 3은 도 1의 통신 시스템이 실제로 적용된 교도소의 구성도를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 도 3에 도시된 평면도는 1층에 14개의 셀(Cell(감방), 3300)과 중앙통제실(3200)이 배치된다.
각각의 셀(3300)과 중앙통제실(3200)에는 이미 전력선(3400)이 구축되어 있으며, 전력선(3400)을 통해 분전반(3100)으로부터 상용전원이 공급되고 있다.
이러한 전력선(3400)이 이미 구축되어 있으므로, 이 전력선(3400)을 이용하여 통신선을 별도로 구축하지 않고 통신 네트워크를 구축한다.
중앙통제실(3200)과 각 셀들(3300)에는 각각 슬래브 PLC 모뎀(3210, 3310)이 장착되며, 슬래브 PLC 모뎀(3210, 3310)은 마스터 PLC 모뎀(3110)과 전력선을 통해 연결되며, 슬래브 PLC 모뎀(3210), 3310) 뒷단에 접속되는 각각의 장치와의 연결은 통신선(3500, 3600)에 의해 접속된다. 마스터 PLC 모뎀(3110)은 IP 공유기 기능을 갖으므로, 중앙통제실(3200)과 각 셀들(3300)의 슬래브 PLC 모뎀(3210, 3310)은 IP를 공유하면서 각각의 고유 IP번호를 할당받는다.
도시되어 있지는 않지만, 슬래브 PLC 모뎀(3210, 3310)은 VoIP 게이트웨이의 WAN 포트에 접속되고, VoIP 게이트웨이의 RAN 포트에는 단말기(PC) 또는 네트워크 카메라가 접속되며, 일반전화망(PSTN)은 라인 포트에 접속되고, 전화기 또는 스피커 폰은 채널단자에 연결되어 인터넷 전화 및 네트워크 통신이 가능하도록 구현된다.
또한, 각 셀들(3300)에는 출입통제를 위한 도어락이 장착되는데, 도어락 및 네트워크 카메라에는 RF 또는 RS-485 통신용 송수신기가 장착되어 유/무선 통신에 의한 도어락 잠금/해제를 수행한다.
즉, 각 셀들(3300)의 내부에 장착된 네트워크 카메라에 의해 촬영된 영상데이터는 슬래브 PLC 모뎀(3310)을 거쳐 전력선을 통해 전원신호와 함께 전송되며, 이 신호를 중앙통제실(3200)의 슬래브 PLC 모뎀(3210)이 영상데이터 신호만을 분리하여 VoIP 게이트웨이를 통해 단말기(3220)로 전달하여 데이터를 활용하거나 저장한다. 각각의 네트워크 카메라는 IP 고유번호가 할당되어 있어 각각의 네트워크 카메라을 독립 또는 단체로 제어하는 것이 가능하게 된다.
마찬가지로, 전화기와 스피커 폰으로부터 전송 또는 수신된 음성데이타도 중앙통제실(3200)의 슬래브 PLC 모뎀(3210) 및 각 셀들(3300)의 슬래브 PLC 모 뎀(3310) 및 전력선을 통해 쌍방향 인터넷 전화 통신이 가능하게 된다.
또한, 각각의 셀들(3300)에 장착된 네트워크 카메라를 독립적으로 제어가 가능하므로, 중앙통제실(3200)로부터 네트워크 카메라를 제어함과 동시에 RF 또는 RS-485 통신용의 유/무선 신호를 이용하여 도어락의 잠금/해제 제어를 별도로 실시하는 것이 가능하게 된다.
이렇게 함으로써, 기존에 구축된 전력선을 이용하여 각각의 셀(감방)에 카메라 및 스피커 폰 및 도어락을 장착하여 영상 감시가 가능하고, 음성통화가 가능하며, 도어락의 유/무선 통신 제어가 가능하게 된다. 즉, 별도의 통신선 구축없이 PLC 모뎀을 이용하여 각각의 장치들만 구비하게 되면 교도소 내의 감방들의 일괄 감시 및 제어가 가능하게 되어 통신선 구축에 따른 작업시간 및 작업비용을 대폭 감축할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, PLC를 이용한 감시/제어 시스템을 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 동일 구조 및 동일 용도로 사용되는 다수개의 방을 중앙통제실에서 감시하고 제어할 수 있는 네트워크 시스템을 구축하는 데 있어서, 전력선 통신을 이용한 감시/제어 시스템을 구축하는 것이 가능하게 된다.
또한, 전력선 통신을 이용한 감시/제어 시스템을 교도소의 감방과 중앙통제실에 적용할 수 있는 적합한 솔루션을 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. 라우터 또는 IP공유기 기능 및 구축되어 있는 전력선(3500)을 이용한 전력선 통신을 담당하는 마스터 PLC(Power Line Communication) 모뎀(3110)과;
    상기 전력선(3500)을 통해 상용전원을 분배하여 공급하는 분전반(3100)과;
    상기 전력선(3500)을 통해 전송되는 통신신호와 전원신호로부터 통신신호를 분리하는 슬래브 PLC 모뎀(3210)과, 제어 및 데이터 저장을 위한 단말기(3220)와, 음성 통화를 위한 전화기와, 인터넷 전화 및 통신이 가능하도록 다른 종류의 통신망을 상호 접속하는 VoIP 게이트웨이를 포함하며, 다수의 감방(3300)을 감시하며 제어하는 중앙통제실(3200)과;
    상기 전력선(3500)을 통해 전송되는 통신신호와 전원신호로부터 상기 통신신호를 분리하는 슬래브 PLC 모뎀(3310)과, 영상감시를 위한 카메라와, 음성 통화를 위한 스피커 폰과, 인터넷 전화 및 통신이 가능하도록 다른 종류의 통신망을 상호 접속하는 VoIP 게이트웨이를 포함하는 다수의 감방(3300);을 포함하여,
    상기 마스터 PLC 모뎀(3110), 분전반(3100), 중앙통제실(3200) 및 다수의 감방(3300)이 상기 전력선을 통해 통신 네트워크를 구성하는, 교도소의 PLC 모뎀을 이용한 감시/제어 통신시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 감방(3300)에는 각각 도어락이 장착되며, 상기 도어락 및 상기 카메라는 RF(Radio Frequency) 또는 RS-485 통신용 송수신기가 내장되어 상기 중앙통제실(3200)로부터 상기 카메라를 통해 상기 도어락의 유/무선 제어가 가능한, 교도소의 PLC 모뎀을 이용한 감시/제어 통신시스템.
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