KR100869329B1 - 스마트 도어락 시스템 - Google Patents

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방영철
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Abstract

본 발명은 도어락 시스템에 관한 것으로, 별도의 인프라 구축을 위한 공사 없이도 화재 및 침입 감지시 신호를 빠르게 확산시켜 신속하게 대처할 수 있는 스마트 도어락 시스템에 관한 것이다.
지그비(ZigBee)가 탑재되는 화재감지센서(10)와 침입감지센서(20)가 실내에 구비되고, 상기 화재감지센서(10)로부터의 화재신호와 침입감지센서(20)로부터의 침입신호를 입력받는 지그비(ZigBee)가 탑재되는 도어락(30)이 구비되며, 상기 도어락(30) 일측에 RFID(40)가 구비된다.
따라서, 본 발명은 지그비(ZigBee)를 이용한 도어락 자동 무선 알람 확산 시스템을 이용하여, 신호를 빠르게 확산시켜 신속하게 대처할 수 있으며, 이는 기존의 주택 및 아파트 단지에서도 본 발명의 도어락을 설치하면 별도의 인프라 구축을 위한 공사 없이도 방재 및 침입 방지 서비스가 가능한 효과가 있다.
도어락, 무선 알람, 지그비(ZigBee)

Description

스마트 도어락 시스템{Smart door lock system}
도 1은 본 발명에 따른 스마트 도어락 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 도어락의 메인보드 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 도어락의 Power Save 기능이 구비된 RF 카드 리더기의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 도어락의 Power Save 동작 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 스마트 도어락의 지그비 스택 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 도어락에 탑재된 지그비 네트워크의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 화재감지센서 20 : 침입감지센서
30 : 도어락 31 : 파워서플라이
32 : 도어락센서 33 : 키패드
34 : 도어핸들센서 35 : 마이크로프로세서
36 : 시리얼컨트롤러 37 : 지그비모듈
38 : RF리더인터페이스 39 : 홈네트워크인터페이스
40 : RFID 41 : 안테나
42 : RF수신부 43 : 판독제어부
44 : 발진부 45 : 증폭부
46 : 제1정합부 47 : 판독모듈
48 : 제2정합부
본 발명은 도어락 시스템에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 별도의 인프라 구축을 위한 공사 없이도 화재 및 침입 감지시 신호를 빠르게 확산시켜 신속하게 대처할 수 있는 스마트 도어락 시스템에 관한 것이다.
기존의 도어락 시스템은 마스터의 승인 아래 미리 등록한 사람만이 비밀번호나 지문인식 기술을 이용하여 침입자의 출입을 방지하고, 미리 지정된 연락처로 화재 발생 및 침입에 대한 상황을 음성으로 전달하거나, 집에 미리 설치된 사이렌 또는 스피커를 통해 큰소리로 침입자를 쫓아내며, 특정한 서비스에 가입한 경우에는 화재 발생이나 외부인 침입 등 비상상태 발생시 본체에서 알람이 발생되면 경비실이나 방재실, 출동 경비업체 등으로 연락이 취해진다.
그러나, 상기 기존의 디지털 도어락의 경보시스템은 화재나 불법 침입시 사용자에게만 경보를 알려주도록 되어 있으므로 각 사용자는 경보를 인식하고 대피를 할 수 있지만, 이웃들은 인식을 못하고 피해를 입는 경우가 발생되는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 침입 및 화재 발생시 특정한 서비스 가입을 하지 않아도 집 내부에 지그비(ZigBee)가 탑재되는 화재감지센서와 침입감지센서에 의해 수집된 데이터를 도어락으로 전송하고, 상기 화재 또는 침입신호를 전송받은 도어락은 근접하여 설치된 도어락으로 정보를 전달하여 이웃들에게도 신속하게 상황을 전달하며, 이러한 무선 알람의 확산으로 경비실로 전달되어져 침입 및 화재 발생에 따른 신속한 대응이 가능하도록 무선 네트워크망을 구성하는 스마트 도어락 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는,
지그비(ZigBee)가 탑재되는 화재감지센서와 침입감지센서가 실내에 구비되고, 상기 화재감지센서로부터의 화재신호와 침입감지센서로부터의 침입신호를 입력받는 지그비(ZigBee)가 탑재되는 도어락이 구비되며, 상기 도어락 일측에 RFID가 구비된다.
본 발명의 다른 특징으로서, 상기 도어락은 전원을 공급하는 파워서플라이와, 도어 일측에 구비되는 입력장치인 도어락센서와 키패드 및 도어핸들센서의 신호 값이 입력되는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서와 연동되는 시리얼컨트롤러가 구비되고, 상기 시리얼컨트롤러에는 상기 화재감지센서와 침입감지센서와의 신호를 주고받는 지그비모듈과, 상기 RFID와 신호를 주고받는 RF리더인터페이스 및 이웃집이나 경비실, 방재실과 같은 외부에 설치되는 도어락과 신호를 주고받 는 홈네트워크인터페이스로 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 RFID는 RF신호의 송수신을 위한 안테나와, 상기 안테나로부터의 신호를 수신하는 RF수신부와, RF카드 감지시 판독모듈을 선택적으로 동작시키는 판독제어부와, RF카드의 접근상태를 감지하기 위한 RF신호를 발생하는 발진부와, 상기 발진부에서의 RF신호를 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 신호를 정합시키는 제1정합부와, 상기 RF카드에 내장된 데이터를 판독하기 위한 판독모듈과, 상기 판독된 데이터를 정합시키는 제2정합부로 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 RFID에는 비접촉식 카드의 접근시 선택적으로 판독 동작을 수행하는 절전기능과, RF 리더의 전원을 제어하는 Power Save 기능이 구비된다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 도어락 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 도어락의 메인보드 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 도어락의 Power Save 기능이 구비된 RF 카드 리더기의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스마트 도어락의 Power Save 동작 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스마트 도어락의 지그비 스택 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 스마트 도어락에 탑재된 지그비 네트워크의 구성도이다.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 스마트 도어락 시스템의 구성도로써, 지그비(ZigBee)가 탑재되는 화재감지센서(10)와 침입감지센서(20)가 실내에 구비되고, 상기 화재감지센 서(10)로부터의 화재신호와 침입감지센서(20)로부터의 침입신호를 입력받는 지그비(ZigBee)가 탑재되는 도어락(30)이 구비되며, 상기 도어락(30) 일측에 RFID(40)가 구비되는 구성이다.
상기 도어락(30)은 도 2의 메인보드 구성도와 같이, 전원을 공급하는 파워서플라이(31)와, 도어 일측에 구비되는 입력장치인 도어락센서(32)와 키패드(33) 및 도어핸들센서(34)의 신호 값이 입력되는 마이크로프로세서(35)와, 상기 마이크로프로세서(35)와 연동되는 시리얼컨트롤러(36)가 구비되고, 상기 시리얼컨트롤러(36)에는 상기 화재감지센서(10)와 침입감지센서(20)와의 신호를 주고받는 지그비모듈(37)과, 상기 RFID(40)와 신호를 주고받는 RF리더인터페이스(38) 및 이웃집이나 경비실, 방재실과 같은 외부에 설치되는 도어락과 신호를 주고받는 홈네트워크인터페이스(39)로 구성된다.
상기 도어락(30)은 화재감지센서(10)나 침입감지센서(20)가 화재나 침입 등의 응급상황을 감지하면 내장되어 있는 지그비 모듈과 라우팅 알고리즘을 이용하여 도어락(30)으로 응급상황임을 알려주고, 도어락(30)에 내장된 지그비 모듈을 이용하여 인접해 있는 다른 스마트 도어락 시스템에 응급상황을 전달해 줌으로써 응급상황이 스마트 도어락에 의해 급속도록 퍼져 사람들에게 알려지게 되어, 재난에 대피하고 피해를 최소화할 수 있게 된다.
상기 RFID(40)는 도 3의 Power Save 기능이 구비된 RF 카드 리더기의 구성도와 같이, RF신호의 송수신을 위한 안테나(41)와, 상기 안테나(41)로부터의 신호를 수신하는 RF수신부(42)와, RF카드 감지시 판독모듈(47)을 선택적으로 동작시키는 판독제어부(43)와, RF카드의 접근상태를 감지하기 위한 RF신호를 발생하는 발진부(44)와, 상기 발진부(44)에서의 RF신호를 증폭시키는 증폭부(45)와, 상기 증폭부(45)에서 증폭된 신호를 정합시키는 제1정합부(46)와, 상기 RF카드에 내장된 데이터를 판독하기 위한 판독모듈(47)과, 상기 판독된 데이터를 정합시키는 제2정합부(48)로 구성된다.
상기 RFID(40)의 주파수 대역은 900MHz 대역 또는 13.56MHz 대역을 선택적으로 사용가능한데, 상기 900MHz 대역의 RFID(40)는 사람이 허용된 식별카드를 도어락(30)에 밀착시키지 않아도 약 0~70cm 범위내에서 출입카드를 인지하여 동작을 하게 되는 구조이고, 상기 13.56MHz 대역의 근접식 카드도 그대로 적용될 수 있다.
또한, 기존의 RF 리더 모듈은 RF신호를 지속적으로 외부로 송출함으로 불필요한 전력을 낭비하는 단점과, 리더기의 전원을 켜기 위해 접점 스위치를 눌러야 하는 단점이 있는 반면, 본 발명에서는 비접촉식 카드의 접근시 선택적으로 판독 동작을 수행하는 절전기능과 RF 리더의 전원 제어기능이 가능한데, 상기 스마트 도어락(30)의 Power Save 동작 흐름도는 도 4에 도시되는 바와 같이, Power Save 모드시 카드 감지용 RF신호가 송출되는 상태에서 카드 감지여부를 체크하며, 만약 카드가 감지되면 데이터 감지용 RF신호를 송출한 후, 데이터를 판독하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 스마트 도어락의 지그비 스택 구성도로써, 기본적인 홈 시큐리티(Home Security)를 위해 침입센서와 화재센서와의 무선 연동을 가능하게 하는 것으로, 어플리케이션과 지그비스택 및 지그비 하드웨어 모듈로 크게 구성되고, 상기 지그비스택은 어플리케이션 인터페이스와, 네트워크 레이어, 데이터 링 크 레이어 및 MAC 레이어로 구성되며, 상기 지그비 하드웨어 모듈은 MAC 레이어와 PHY 레이어로 구성된다.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 도어락에 탑재된 지그비 네트워크의 구성도로써, 도어락에 탑재된 지그비(ZigBee) 네트워크를 외부로 자동 무선 알람 확산망을 구성하여, 이웃 세대나 단지내 관리실 등에 자동으로 통보가능하게 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 스마트 도어락 시스템의 동작방법을 화재발생에 따른 실시 예로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 화재 발생시 화재감지센서(10)가 감지하고, 상기 감지된 화재감지센서(10)에서는 내부에 탑재되는 지그비(ZigBee)를 이용하여 도어락(30)으로 Event Signal을 보내게 된다.
상기 Event Signal을 받은 도어락(30)은 화재지센서(10)에게 Ack를 보내주고, Event Signal을 통해 알람을 울린 후, 구역 내의 코디네이터(Coordinator)에게 알람이 확산되도록 Event Signal을 보내주게 된다.
상기 코디네이터(Coordinator)는 Event Signal을 구역 내의 모든 도어락에게 보내고, 인접한 다른 구역의 다른 코디네이터(Other Coordinator)에게도 보내게 되며, 상기 Event Signal을 받았으면 코디네이터(Coordinator)에게 Ack를 보내주게 되면, 상기와 같은 상태가 반복되면서 알람은 주변으로 퍼져나가게 된다.
화재 진압 시에는 화재감지센서(10)가 화재를 지속적으로 체크하고 있다가 화재가 종료됨을 감지하면, 화재가 종료되었음을 도어락(30)에게 알려주고, 화재감지센서(10) 내부에 탑재되는 지그비(ZigBee)를 이용하여 도어락(30)으로 OFF 알람 의 Event Signal을 보내게 된다.
상기 Event Signal을 받은 도어락(30)은 화재지센서(10)에게 Ack를 보내주고, Event Signal을 통해 알람을 울린 후, 구역 내의 코디네이터(Coordinator)에게 OFF 알람이 확산되도록 Event Signal을 보내주게 된다.
상기 코디네이터(Coordinator)는 Event Signal을 구역 내의 모든 도어락에게 보내고, 인접한 다른 구역의 다른 코디네이터(Other Coordinator)에게도 보내게 되며, 상기 Event Signal을 받았으면 코디네이터(Coordinator)에게 Ack를 보내주게 되면, 상기와 같은 상태가 반복되면서 OFF 알람은 주변으로 퍼져나가게 된다.
본 발명의 도어락(30)에 탑재되는 지그비(ZigBee)는 항상 슬립(Sleep) 상태이고, 외부 인터럽트(External interrupt)에 의해서 깨어나게 되며, 깨어있을 동안에만 신호를 받아 일을 수행하게 된다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 지그비(ZigBee)를 이용한 도어락 자동 무선 알람 확산 시스템을 이용하여, 신호를 빠르게 확산시켜 신속하게 대처할 수 있으며, 이는 기존의 주택 및 아파트 단지에서도 본 발명의 도어락을 설치하면 별도의 인프라 구축을 위한 공사 없이도 방재 및 침입 방지 서비스가 가능한 효과가 있다.
또한, 기존의 디지털 도어락의 경보시스템은 화재나 불법 침입시 사용자에게만 경보를 알려주도록 되어 있으므로 각 사용자는 경보를 인식하고 대피를 할 수 있지만, 이웃들은 인식을 못하고 피해를 입는 경우도 있는 반면, 본 발명의 도어락 도입시 특정한 서비스 가입을 하지 않아도 경보 알람을 확산하여 이웃들에게도 신속하게 상황을 전달함으로써 능동적이고 빠른 대처를 하여 피해를 줄일 수 있으며, 화재시에는 미리 대피를 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 지그비(ZigBee)가 탑재되는 화재감지센서(10)와 침입감지센서(20)가 실내에 구비되고, 상기 화재감지센서(10)로부터의 화재신호와 침입감지센서(20)로부터의 침입신호를 입력받는 지그비(ZigBee)가 탑재되는 도어락(30)이 구비되며, 상기 도어락(30) 일측에 RFID(40)가 구비되는 스마트 도어락 시스템에 있어서,
    상기 RFID(40)는 RF신호의 송수신을 위한 안테나(41)와, 상기 안테나(41)로부터의 신호를 수신하는 RF수신부(42)와, RF카드 감지시 판독모듈(47)을 선택적으로 동작시키는 판독제어부(43)와, RF카드의 접근상태를 감지하기 위한 RF신호를 발생하는 발진부(44)와, 상기 발진부(44)에서의 RF신호를 증폭시키는 증폭부(45)와, 상기 증폭부(45)에서 증폭된 신호를 정합시키는 제1정합부(46)와, 상기 RF카드에 내장된 데이터를 판독하기 위한 판독모듈(47)과, 상기 판독된 데이터를 정합시키는 제2정합부(48)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 도어락 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 RFID(40)에는 비접촉식 카드의 접근시 선택적으로 판독 동작을 수행하는 절전기능과, RF 리더의 전원을 제어하는 Power Save 기능이 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 도어락 시스템.
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