KR100998263B1

KR100998263B1 - 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 ｒｆｉｄ태그 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100998263B1
Application number: KR1020090117783A
Authority: KR
Inventors: 김성제
Original assignee: (주) 부성 리싸이클링; 주식회사 에이티알앤디
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2010-12-03
Also published as: WO2011068347A3; WO2011068347A2

Abstract

본 발명은 시각장애인이 점자블록을 따라 보행할 시 RFID리더기에서 점자블록에 장착된 RE태그를 무선으로 감지하여 보행방향을 안내할 수 있도록 하는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 및 그 제조방법에 관한 것이다.

시각장애인이 지팡이를 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm이상으로 벗어나 점자블록에 근접시키지 않아도 RFID리더기에서RFID태그를 감지하기 위한 본 발명의 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그는,

0.32mm의 두께를 갖으며, 안테나와 RFID칩(14)이 상부면에 장착되는 PCB기판(15)과, 상기 PCB기판(15)에 상부면과 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖도록 열융착되는 투명 PVC필름(16a, 16b)과, 상기 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 백색 PVC필름(17a, 17b)과, 상기 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 투명 PVC필름(18a, 18b)과, 2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 2가닥의 코일이 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시키는 루프형태의 코일을 상기 PCB 기판(15) 상에 장착하는 안테나(12)와, 상기 안테나(12)의 시작점과 끝점에 각각 전기적으로 연결되고 상기 안테나(12)와 중첩되도록 상기 PCB기판(15) 상에 실장되는 RFID칩(14)을 포함한다.

본 발명은 시각장애인이 지팡이를 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm이상으로 벗 어나 점자블록에 근접시키지 않아도 지팡이와 RFID태그 간의 거리가 15cm범위 내에서 시각장애인용 RFID리더기에서 RFID태그를 감지하여 시각장애인의 보행안내를 할 수 있는 이점이 있다.

보행안내, 시각장애보행, RF태그, 점자블록

Description

시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 ＲＦＩＤ태그 및 그 제조방법{Manufacture method and RFID Tag of brailleblock for walking guidance for a blind person thereof}

본 발명은 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시각장애인이 점자블록을 따라 보행할 시 RFID리더기에서 점자블록에 장착된 RE태그를 무선으로 감지하여 보행방향을 안내할 수 있도록 하는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 시각장애인들이 이동을 하기 위해서는 지팡이로 바닥에 있는 유도블록의 돌출부를 감지하여 위치 및 위험을 인지하여 이동하게 된다. 그러나 이런 방법으로는 정확한 현재의 위치 및 가고자하는 진행 방향을 알 수 없으며, 처음 가는 곳에서는 그 위치 정보를 주위의 사람으로부터 얻을 수밖에 없는 실정이다. 그러므로 처음 가는 곳은 위치를 가이드 해 줄 타인을 필요로 하고 있다.

현재로서는 건널목이나 지하철 승하차 출입문, 계단 등과 같이 주의를 요하 거나 특정위치까지 안내하기 위해 보도블럭 중간에 유도블럭을 추가하여 이용하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 유도블럭은 고무, 스테인레스 스틸, 플라스틱, 자기질 등과 같은 일반 바닥 재질과는 다른 재질을 사용하게 되어 있으며 시각장애인들이 돌출된 부분을 지팡이나 발로 감지하게 하였다. 또한, 시각장애인이 소지한 지팡이를 두드리거나, 끌면서 소리나 감각을 통하여 감지하게 된다.

시각 장애인들이 지팡이로 이리저리 흔들어서 부딪치는 블럭 상의 돌출형상만으로 감각적으로 감지하게 되며, 이와 같이 형상에 의해 시각 장애인에게 전달되는 메시지의 종류는 크게 분류하여 3종류의 형태로 매우 제한되어 있으며, 실제 시각 장애인이 보행시 이들 메시지만으로 원하는 장소까지 유도되는 것과 안전하게 유도되는 것에는 감지의 속도가 느리고 불편하며, 또한 정확하지 않다는 문제점이 있었다.

시각 장애인을 위한 정보 제공은 음성이나 음향 등과 같은 청각적 정보 전달과 점자판과 같은 촉각을 이용한 전달만이 가능하다. 청각적인 정보 전달은 촉각에 의한 정보 전달에 비하여 빠르고 정확한 전달이 가능하다. 시각장애인이 스스로 얻을 수 있는 위치정보를 전달받기 위한 방법은 많이 연구되어 지고 있다.

한편, 시각 장애인용 보행안내기구에 관한 선행기술로서 한국등록실용신안 20-0203332호에는 지팡이에 초음파발생장치 및 진동장치를 장착하여 초음파로 주변 장애물을 검출하고, 장애물 검출시 진동자를 구동시켜 장애물이 있음을 알리는 안내기구가 제안되어 있다. 그러나 이러한 초음파를 이용한 안내장치는 근접 위치의 장애물에 대해서는 감지하여 알려줄 수 있으나 사람이 많은 곳에서는 이동중인 사람과 고정 장애물을 구별할 수 없어서 오히려 방해가 되고 혼란을 유발시킬 수 있다는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 점자블록에 RFID태그를 장착하고 RFID태그를 비접촉식으로 읽어들여 음성 안내를 할 수 있도록 하되, 유도로에 적외선 반사로를 형성하여 지팡이에 접촉·비접촉에 관계없이 반사 유도로를 알아낼 수 있는 기능을 더하고, 진행 방향에 위치되는 위험 경고와 안내 정보를 제공하는 기술이 대한민국 공개특허 10-2009-0020857호에 개시되어 있다.

대한민국 공개특허 10-2009-0020857호에 개시된 종래의 시각장애인용 보행안내시스템은 보행로에 설치된 점자블록에 RFID태그를 장착하고 장애인용 지팡이 아래부분에 RFID리더를 장착한 후 RFID리더의 안테나를 통해 무선신호를 방사하여 근접되는 RFID태그로부터 정보를 읽어들여 보행안내를 하도록 하고 있다.

이러한 종래의 시각장애인용 보행안내시스템은 점자블록에 장착되는 RFID태그의 안테나는 도 1과 같이 폴리에스테르필름(PET 필름) 위에 가로, 세로 100×100mm 크기의 외주부분에 4줄로 병렬로 권선하는 구조를 갖게 하였다. 그런데 시각장애인은 시각장애인용 지팡이를 상,하,좌,우로 스윙하면서 점자블록을 따라 이동하게 된다. 이때 시각장애인용 보행안내시스템의이러한 RFID태그의 안테나의 구조에서는 시각장애인이 보행하면서 시각장애인용 지팡이를 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm이하로 근접시키지 않게 되면 시각장애인용 지팡이에 장착된 RFID리더기에서 RFID태그를 감지하지 못하게 되어 시각장애인의 보행안내를 할 수 없는 문제가 있 었다.

또한 바닥에 금속판이나 유리판 등이 깔려 있는 상태에서 RFIF태그의 안테나가 놓여질 경우 RFID리더에서 방사되는 무선신호가 유리판이나 금속판으로 패스되어 RFID리더에서 RFID태그를 인식하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 시각장애인이 지팡이를 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm이상으로 벗어나 점자블록에 근접시키지 않아도 RFID리더기에서RFID태그를 감지하여 시각장애인의 보행안내를 할 수 있는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 점자블록에 장착되는 RFID태그의 안테나 크기를 200mm×200mm의 크기로 하여 상,하,좌,우로 스윙하면서 5Cm이상으로 벗어나 점자블록에 근접시키지 않아도 RFID리더기에서 RFID태그를 감지할 수 있는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그는,

0.32mm의 두께를 갖으며, 안테나와 RFID칩(14)이 상부면에 장착되는 PCB기판(15)과, 상기 PCB기판(15)에 상부면과 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖도록 열융착되는 투명 PVC필름(16a, 16b)과, 상기 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 백색 PVC필름(17a, 17b)과, 상기 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 투명 PVC필름(18a, 18b)과, 2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 2가닥의 코일이 시 작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시키는 루프형태의 코일을 상기 PCB 기판(15) 상에 장착하는 안테나(12)와, 상기 안테나(12)의 시작점과 끝점에 각각 전기적으로 연결되고 상기 안테나(12)와 중첩되도록 상기 PCB기판(15) 상에 실장되는 RFID칩(14)으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그는,

0.32mm의 두께를 갖으며, 안테나와 RFID칩(14)이 상부면에 장착되는 PCB기판(15)과, 상기 PCB기판(15)에 상부면과 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖도록 열융착되는 투명 PVC필름(16a, 16b)과, 상기 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 백색 PVC필름(17a, 17b)과, 상기 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 투명 PVC필름(18a, 18b)과, 2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 외주부분에 외측방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시킨 루프형태의 코일을 상기 PCB 기판(15) 상에 실장하는 메인안테나(12a)와, 나선형으로 이루어진 코일을 상기 메인안테나(12a)의 루프형태의 코일이 배치되지 않은 내부공간의 상기 PCB기판(15) 상에 각각 실장하여 지팡이의 안테나로부터 방사된 고주파전력신호를 상기 메인안테나(12a)로 유기시키는 복수의 부스터안테나(13)와, 상기 안테나(12a)의 시작점과 끝점에 각각 전기적으로 연결되고 상기 안테나(12a)와 중첩되도록 상기 PCB기 판(15) 상에 실장되는 RFID칩(14)으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법은,

0.32mm의 두께를 갖는 PCB기판(15)위에 안테나(12)와 RFID칩(14)을 장착하는 단계와, 상기 안테나(12)와 상기 RFID칩(14)을 장착한 PCB기판(15)의 상부면와 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(16a, 16b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 PVC필름(15)의 상부면과 하부면에 상기 투명 PVC필름(16a, 16b)을 융착시키는 단계와, 상기 PVC필름(15) 상부면와 하부면에 융착된 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.1~0.2mm의 두께를 갖는 백색 PVC필름(17a, 17b)을 각각 씌우고 열융착기에 투입하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 상기 백색 PVC필름(17a, 17b)을 융착시키는 단계와, 상기 융착된 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(18a, 18b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 상기 투명 PVC필름(18a, 18b)을 융착시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 안테나(12)는

2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 PVC 기판(10) 상에 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시키는 루프형태의 코일을 장착함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 시각장애인 보 행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법은,

0.32mm의 두께를 갖는 PCB기판(15)위에 메인안테나(12a) 및 복수의 부스터 안테나(13)와 상기 RFID칩(14)을 장착하는 단계와, 상기 안테나(12a) 및 복수의 부스터안테나(13)와 상기 RFID칩(14)을 장착한 PCB기판(15)의 상부면와 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(16a, 16b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 PVC필름(15)의 상부면과 하부면에 투명 PVC필름(16a, 16b)이 융착시키는 단계와, 상기 PVC필름(15) 상부면와 하부면에 융착된 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.1~0.2mm의 두께를 갖는 백색 PVC필름(17a, 17b)을 각각 씌우고 열융착기에 투입하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 백색 PVC필름(17a, 17b)이 융착시키는 단계와, 상기 융착된 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(18a, 18b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 투명 PVC필름(18a, 18b)이 융착시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 안테나(12a)는 2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 PVC 기판(10) 상에 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시킨 루프형태의 코일이 장착되고,

복수의 부스터안테나(13)는 상기 안테나(12a)의 루프형태의 코일이 배치되지 않은 내부공간에 나선형의 코일이 각각 장착됨을 특징으로 한다.

본 발명은 시각장애인이 지팡이를 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm이상으로 벗어나 점자블록에 근접시키지 않아도 지팡이와 RFID태그 간의 거리가 15cm범위 내에서 시각장애인용 RFID리더기에서 RFID태그를 감지하여 시각장애인의 보행안내를 할 수 있는 이점이 있다.

또한 점자블록에 장착되는 RFID태그의 안테나 크기를 200mm×200mm의 크기로 하여 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm이상으로 벗어나 점자블록에 근접시키지 않아도 시각장애인용 지팡이에 장착된 RFID리더기에서 RFID태그를 감지할 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것에 불과하다는 것에 유의하여야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 당 업계의 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명이 생략됨에 유의하여야 한다.

도 2은 본 발명에 따른 반사 유도로와 RFID태그를 매립한 유도로의 설명도이고,

도 3은 본 발명에 따른 유도로 감지용 지팡이의 개요도이며,

도 4는 본 발명에 따른 유도로 감지장치의 구성도이고,

도 5는 본 발명에 따른 RFID태그 감지 음성안내장치 구성도이다.

본 발명은, 적외선 반사용 비드 글라스가 도포 되어 보행로 상에 설치되는 유도로(20)와, 상기 유도로(20) 상에임의의 위치마다 매립 설치되어 각 위치별 안내 정보를 저장하여두고 비접촉식 통신으로 액세스가 가능하도록 설치되는 RFID태그(110)와; RFID태그용 안테나(210)가 하단부에 설치되는 지팡이(200)와, 상기 지팡이(200)의 그립부(201)의 아래쪽에 적외선 센서부가 설치되어 적외선을 조사하고 유도로(20)로부터 반사되는 적외선을 수신하여 진동자(227)를 구동시키는 유도로 감지장치(220)와, 상기 지팡이(200)와 전원 및 통신 연결 케이블을 잭으로 연결하고, 상기 안테나(210)와 연결되어 무선송수신에 의해 상기 RFID태그(110)로부터 해당 정보를 읽어들이고 RFID태그의 정보에 의해 음성안내 메시지를 출력하는 휴대용 안내장치(300)로 구성된다.

상기 유도로(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 시각장애인을 위하여 보행로 상에 반사 유도로(20)를 구성한다. 반사 유도로(20)는 비드 글라스를 도포하여 적외선을 일반 노면과는 차별성이 분명하게 반사하게 하여 유도로를 시각장애인이 인지할 수 있도록 한다.

또한, 상기와 같이 보행로 상에 설치된 유도로(20)에는 특정한 위치 즉, 시각장애인에게 안내메시지를 전달할 필요가 있는 위치마다 RFID태그(110)를 유도로(20)에 매립설치함으로써 시각장애인이 유도로(20)를 따라 이동하다가 RFID태그로부터 안내 정보를 받아서 음성안내를 받을 수 있도록 구성된다.

도 3은 본 발명에 의한 시각장애인용 지팡이의 개요도이다.

지팡이(200)의 그립(grip)부(201)에 설치하는 적외선 LED(225)와 수광 다이오드(diode)(226)로 이루어진 적외선 센서부가 설치된다. 상기 적외선 LED(225)의 위치는 지팡이(200)의 축으로부터의 반사에 의한 간섭을 받지 않고 지팡이의 유지에 지장이 되지 않은 그립(grip)부(201)의 하단이 효과적이다. 정확한 반사 유도로(20)의 폭 등을 알아내기 위해 노면으로 향하고 조사하는 적외선 LED(225)으로부터의 적외선은 가능한 한 좁게 할 필요가 있고 약 1m 떨어진 위치에서 직경 수십 cm인 것이 바람직하다.

따라서, 반사 유도로(20)에서는 구형 입상의 비드 글라스(beads glass)에 따라서 입사 방향에 회귀 반사하고 접촉·비접촉에 관계없이 수광 다이오드(diode)(226)로 수광하게 되므로 지팡이(200)의 진동자(vibrator)(227)를 구동시켜 유도로의 이탈 유무를 인지할 수 있도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 시각 장애인용 안내장치의 유도로 감지 장치의 구성도이다.

본 발명은 적외선 센서부로서 적외선 LED(225)와, 수광다이오드(226)를 설치하고, 상기 적외선 LED(225)의 적외선 송신 주파수를 제어함과 아울러 상기 수광다이오드(226)의 수광상태를 감지하며 상기 휴대용 안내장치(300)와 통신하는 제어부(224)와, 지팡이(200)의 그립부(201)내부에 설치되어 상기 수광다이오드(226)의 수광상태에 따라 구동이 제어되는 진동자(227)로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 구성에 덧붙여 사용자의 조작제어를 위한 버튼(221) 과, 적외선 동작상태를 알림과 아울러 알람 음을 출력하기 위한 부저(222)와, 사용자의 선택에 의해 외부에 시각장애인임을 알리도록 점멸제어되는 점멸LED(223)를 더 포함하여 구성된다. 상기 부저(222)는 사용자의 조작과는 관계없이 일정한 주기로 짧은 주기의 음을 출력함으로써 적외선 센서부의 작동이 정상적인지의 여부를 알리도록 할 수도 있다.

여기서, 상기 유도로 감지장치(210)에는 별도의 밧데리를 취부하여 전원을 공급하도록 구성될 수도 있으나, 본 발명의 휴대용 안내장치(300)로부터 동작 전원을 공급받을 수 있도록 구성된다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 버튼(221)은 하나 이상 복수 개를 설치할 수 있으며, 부저(222)만 울리도록 하는 기능, 점멸 LED(223)만 구동시키는 기능 등을 구별하여 누르고 있는 동안에 부저 또는 점멸LED를 각각 구동시키도록 구성할 수 있다.

하나의 버튼만으로 구성하는 경우 제어부(224)가 버튼 누름 신호를 분석하여 소정시간 이상 길게 눌러지는 경우 점멸 LED를 일정시간 작동시키고, 짧게 터치 식으로 눌러지는 경우 단주기로 부저음을 울리도록 함으로써 하나의 버튼만으로도 부저와 점멸 LED를 구별하여 작동시킬 수 있다. 적외선 작동은 별도의 온/오프 스위치를 구비하여 사용중일 때만 전체 전원이 온되게 구성할 수도 있고, 도면에서처럼 온/오프 스위치 없이 휴대용 안내장치(300)와 잭 연결이 이루어지면 자동으로 전원이 공급되어 적외선 작동이 이루어지도록 구성할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 의한 시각장애인용 휴대용 안내장치 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 시각장애인을 위한 안내 정보를 저장하여 제공하기 위한 복수의 RFID태그(110)와; 상기 RFID태그(110)를 비접촉식 무선 송수신방식으로 액세스하기 위하여 시각 장애인용 지팡이(200)에 설치되는 안테나(210)와; 상기 안테나(210)를 통해서 상기 RFID태그(110) 정보를 읽고 그 정보에 의거하여 음성 안내를 하는 휴대용 안내장치(300); 로 구성된다.

상기 휴대용 안내장치(300)는, 상기 안테나(210)를 통해 무선신호를 방사하여 근접되는 RFID태그(110)에서 정보를 읽어오는 RFID리더기(310)와; 상기 RFID리더기(310)에서 읽어들인 RFID태그(110) 정보를 해독하여 해당 정보에 따른 음성 안내 신호를 발생함과 아울러 음성출력을 위한 이어폰 출력포트(321)를 구비한 신호처리부(320)와; 외부전원 포트(321)를 통해 연결되는 외부전원을 충전밧데리에 충전시켜 휴대용 안내장치 각부의 동작 전원을 발생시켜 공급하는 충전 전원부(330)와; 휴대용 안내장치 각부의 동작을 제어하여 RFID태그(110)의 정보에 의한 음성안내 출력을 제어함과 아울러 외부의 디바이스와 통신하기 위한 통신 포트(341)를 구

비한 제어 및 통신부(340)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 보행로 상에 유도로(20)를 설치하고, 유도로(20) 상에 RFID태그(110)를 매립 설치하여 시각장애인의 이동시 안내를 위한 기본 시설을 갖춘다. 그리고 시각장애인용 지팡이(200)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 적외선 센서와 진동자 등을 설치하여 상기 유도로(20)를 감지하기 위한 유도로 감지장치(220)를 부착하며, 아울러 RFID태그(110)를 비접촉식으로 액세스하기 위한 안테나(210)를 부착설치한다. 그리고 휴대용 안내장치(300)를 지팡이(200)와 잭으로 연결하여 전원 공급 및 RFID태그와의 정보 송수신 등을 하도록 한다.

이와 같이 준비된 상태에서 사용자(시각장애인)가 지팡이(200)에 휴대용 안내장치(300)를 연결하여 휴대용 안내장치(300)를 작동(도면에 도시되지 않았으나, 동작 스위치를 온시킴)시키게 되면, 휴대용 안내장치(300)에서 전원이 유도로 감지장치(220)로 공급되고, 유도로 감지장치(220)의 제어부(245)는 적외선 LED(225)를 일정한 주파수로 제어하여 적외선을 방사하게 한다.

상기 적외선 LED(225)로부터 방사되는 적외선은 유도로(20)와 일반 노면으로 방사되어 반사되는 적외선이 수광다이오드(226)에 수광된다. 이때 일반 노면에서만 반사되는 경우 수광되는 적외선신호의 세기가 미약하고, 유도로(20)에서 반사되는 적외선 신호는 일반 노면에서보다 세기가 크다. 따라서 일정한 수광량 이상의 적외선신호가 수광되는 경우 유도로(20)임을 인지하게 되고, 일정한 수광량 이상에서 진동자(227)를 구동시킨다. 진동자(227)의 구동을 지속적으로 구동시킬 필요는 없으며, 일정한 시간 간격(예; 수 초)마다 짧게 한번 씩 구동시켜 유도로(20)를 따라가고 있음을 알릴 수 있다.

또한, 상기 제어부(224)는 상기 수광다이오드(226)로부터 수광되는 적외선신호를 소정의 기준치와 비교 판단하여 유도로(20)를 벗어나는 지를 감지하고, 유도로(20)를 일정시간 이상 벗어나는 경우, 휴대용 안내장치(300)로 유도로 이탈 정보를 전송하며, 휴대용 안내장치(300)의 제어 및 통신부(340)가 유도로 이탈 정보를 수신하여 신호처리부(320)를 통해서 음성 메시지로 '유도로 이탈'을 알릴 수 있다.

상기와 같이 지팡이(200)의 적외선 센서기능을 이용하여 유도로(20)를 따라 이동이 가능하게 되며, 유도로(20)를 따라 이동중에 RFID태그(110)가 매설된 지점 에 오면, 안테나(210)를 통해 방사되는 무선신호에 의해 RFID태그(110)에 유도 기전력이 유기되어 태그 내부 동작 전원이 발생되고, 아울러 비접촉식 무선 송수신으로 RFID태그(110)에 기록된 정보를 읽어들일 수 있게 된다.

본 발명에서는 유선 연결로서 잭으로 연결/분리가 가능하도록 구성하고, 휴대용 안내장치(300)에는 충전밧데리전원을 이용한 충전 전원부(330)를 구비하여 동작 전원을 공급한다.

휴대용 안내장치(300)에는 사용 조작을 위한 버튼 또는 스위치가 포함되어 제어 및 통신부(340)로 조작입력을 하게 하거나, 충전 전원부(330)의 전원 출력을 온/오프 시키도록 구성한다. 도면에서는 표시하지 않았으며 이에 대해서는 설명하지 않는다.

휴대용 안내장치(300)는 지팡이(200)에 설치된 안테나(210)와 연결하여 사용하게 되고, 지팡이(200)를 이용하여 보행로를 탐색하면서 이동할 때 RFID태그(110)를 감지한다. 이때 휴대용 안내장치(300)의 제어 및 통신부(340)는 RFID리더기(310)를 제어하여 RFID태그(110)의 정보를 읽기 위한 무선신호를 방사하도록 하며, 안테나(210)에서 방사되는 무선신호에 의거하여 RFID태그(110) 정보를 읽게 된다.

RFID태그(110)의 정보는 신호처리부(320)에서 해독하게 되고, 신호처리부(320)는 해독된 정보에 의거하여 해당 되는 음성신호를 발생시켜 이어폰으로 출력하게 된다.

RFID태그(110)의 정보는 각 위치마다 적정한 안내정보를 저장하며, 예를 들 어, '좌로굽은길', '횡단보도', '우로 분기길', '앞으로 가시오', 등등의 보행안내와, 장애물과, 해당 위치의 지명, 신호등, 위험물, 주변 상태 등등 다양하게 적용될 수 있다. 그리고 이러한 정보는 유저 인터페이스를 통하여 태그에 저장되고 미리 표준화된 코드 체계를 사용하여 호환성을 높이도록 한다.

이와 같이 태그의 정보를 읽어 그 정보를 분석 후 음성 데이터로 변환하여 단말기와 이어폰을 통하여 시각장애인의 귀로 청각적으로 정보를 알려주는 것이다.

따라서 본 발명은 유도로를 지팡이를 통해서 감지하여 유도로를 따라 이동할 수 있게 되고, 유도로 상에 설치되는 RFID태그나 무선 송수신기로부터 안내정보를 취득하여 음성으로 안내를 받을 수 있어서 잘못된 방향으로 가거나 RFID태그를 찾는데 어려움이 없으며, 다양한 정보를 제공할 수 있고, 시각장애인용 지팡이에만 적용하는 것은 아니고, 자동차, 자전거, 유모차, 휠체어 등 모든 것에 이용이 가능해지고, 언제도 어디도 간단히 사용할 수 있는 정보 통신 방식의 개인 휴대 단말로 이용가능해진다.

이와 같이 지팡이(200)를 통해서 감지하여 유도로(20)를 따라 이동할 수 있게 되고, 유도로 상의 태그블록(100)에 설치되는 RFID태그나 무선 송수신기로부터 안내정보를 취득하여 음성으로 안내를 받을 수 있어서 잘못된 방향으로 가거나 RFID태그를 찾는데 어려움이 없으나, 시각장애인이 유도로(20)를 따라 지팡이(200)를 상,하,좌,우로 스윙하면서 이동할 시 지팡이(200)를 들어올리는 높이가 높아 5Cm이 될 경우 시각장애인용 휴대용 안내장치(300)에 장착된 RFID리더기(310)에서 RFID태그(110)를 감지하지 못하게 되어 시각장애인의 보행안내를 할 수 없기 때문 에 지팡이(200)을 지면으로부터 5cm이상 들어올리더라도 RFID태그(110)를 감지할 수 있는 RFID태그가 요구되었다. 따라서 본 발명에서는 시각장애인의 보행안내를 할 수 없기 때문에 지팡이(200)을 지면으로부터 5cm이상 들어올리더라도 RFID태그(110)를 감지할 수 있는 RFID태그를 구현하였으며, 이하 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그를 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 일 실시 예에 따른 RFID태그의 구조도이다.

폴리염화비닐기판(이하 PVC기판 이라함)(10)과,

2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 2가닥의 코일이 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시키는 루프형태의 코일을 상기 PCB 기판(15) 상에 장착하는 안테나(12)와,

상기 안테나(12)의 시작점과 끝점에 각각 전기적으로 연결되고 상기 안테나(12)와 중첩되도록 상기 PCB기판(15) 상에 실장되는 RFID(Radio Frequency Identification)칩(14)으로 구성되어 있다.

도 7은 도 6의 PVC기판(10)의 단면구조도이다.

0.32mm의 두께를 갖으며, 안테나와 RFID칩(14)이 상부면에 장착되는 PCB(Print Circuit Board)기판(15)과,

상기 PCB기판(15)에 상부와 하부에 0.05~0.1mm의 두께를 갖도록 열융착되는 투명 PVC필름(16a, 16b)와,

상기 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착 되는 백색 PVC필름(17a, 17b)와,

상기 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 투명 PVC필름(18a, 18b)으로 구성되어 있다.

상기 PVC기판(10)을 제조하는 과정을 설명하면, 0.32mm의 두께를 갖는 PCB기판(15)위에 상기 안테나(12)와 상기 RFID칩(14)이 장착된 후 상부면와 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(16a, 16b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 PCB기판(15)의 상부면과 하부면에 투명 PVC필름(16a, 16b)이 융착되도록 한다. PCB기판(15) 상부면와 하부면에 융착된 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.1~0.2mm의 두께를 갖는 백색 PVC필름(17a, 17b)을 각각 씌우고 열융착기에 투입하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 백색 PVC필름(17a, 17b)이 융착되도록 한다. 상기 융착된 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(18a, 18b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 투명 PVC필름(18a, 18b)이 융착되도록 한다.

상기 투명PVC필름(16a, 16b)의 두께가 0.05mm이하, 상기 백색PVC필름(17a, 17b)의 두께가 0.1mm이하, 상기 투명PVC필름(18a, 18b)의 두께가 0.05mm이하로 얇아질 경우 안테나(12)의 특성이 떨어져 감지거리가 짧아져 지팡이(200)로부터 방사된 고주파전력이 15cm의 거리에서 RFIF태그(110)의 안테나(12)에 수신되지 않는다.

상기 투명PVC필름(16a, 16b)의 두께가 0.1mm이상, 상기 백색PVC필름(17a, 17b)의 두께가 0.2mm이상, 상기 투명PVC필름(18a, 18b)의 두께가 0.1mm이상으로 두꺼워질 경우 RFID태그(110)의 두께가 두꺼워져 보도블록의 두께를 얇게 하여야 하 는 문제가 발생한다.

그리고 상기 투명PVC필름(16a, 16b), 상기 백색PVC필름(17a, 17b), 상기 투명PVC필름(18a, 18b)를 열융착할 때 융착온도를 135℃이하로 할 경우 필름이 녹지않고 융착온도를 150℃이상으로 할 경우 필름이 녹아내려 융착불량이 발생하는 문제가 있다.

이와 같이 제조된 PVC기판(10) 위에 2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 PVC 기판(10) 상에 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 권선되도록 하고 상기 2가닥의 코일의 끝점이 전기적으로 연결되도록 접속시켜 루프형태의 코일을 갖는 안테나(12)를 설치한다. 그러면 상기 PVC기판(10)이 안테나(12)의 반사손실을 방지하게 되어 공진주파수, 안테나 임피던스 및 방사효율의 특성을 향상시켜 지팡이(200)에 설치된 안테나(210)를 통해 방사되는 무선신호에 의해 RFID태그(110)의 안테나(12)에 유도 기전력이 유기되어 태그 내부 동작 전원이 발생되고, 아울러 비접촉식 무선 송수신으로 RFID태그(110)에 기록된 정보를 읽어들일 수 있게 된다. 이때 지팡이(200)를 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm를 벗어나더라도 지팡이(200)가 15cm의 범위내에서 근접되기만 하면 휴대용 안내장치(300)에 장착된 RFID리더기(310)에서 RFID태그를 감지하게 되어 시각장애인의 보행안내를 할 수 있다.

본 발명의 RFID태그는 도 6과 같이 구성하였으나 본 발명의 다른 RFID태그는 안테나를 도 8과 같이 구성할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 RFID태그의 안테나 구조도이다.

도 8을 참조하면, 2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 외주부분에 외측방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시킨 루프형태의 코일을 상기 PCB 기판(15) 상에 실장하는 메인안테나(12a)와,

나선형으로 이루어진 코일을 상기 메인안테나(12a)의 루프형태의 코일이 배치되지 않은 내부공간의 상기 PCB기판(15) 상에 각각 실장하여 지팡이의 안테나로부터 방사된 고주파전력신호를 상기 메인안테나(12a)로 유기시키는 복수의 부스터안테나(13)로 구성되어 있다.

지팡이(200)의 안테나(210)로부터 방사된 고주파전력신호는 시각장애인이 지팡이(200)를 상,하,좌,우로 스윙할 때 메인안테나(12a)와 부스터 안테나(13)로 방사된다. 이때 부스터 안테나(13)로 방사된 고주파전력신호는 메인안테나(12a)로 유기되어 지팡이(200)를 상,하,좌,우로 스윙하면서 5cm를 벗어나더라도 지팡이(200)가 15cm의 범위내에서 근접되기만 하면 휴대용 안내장치(300)에 장착된 RFID리더기(310)에서 RFID태그(110)를 감지하게 되어 시각장애인의 보행안내를 할 수 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대하여만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정할 수 있은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래의 점자블록에 장착되는 RFID태그의 안테나

도 2은 본 발명에 따른 반사 유도로와 RFID태그를 매립한 유도로의 설명도

도 3은 본 발명에 따른 유도로 감지용 지팡이의 개요도

도 4는 본 발명에 따른 유도로 감지장치의 구성도

도 5는 본 발명에 따른 RFID태그 감지 음성안내장치 구성도

도 6은 본 발명에 일 실시 예에 따른 RFID태그의 구조도

도 7은 도 6의 PVC기판(10)의 단면구조도

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 RFID태그의 안테나 구조도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10: PVC기판 12: 안테나

13: 복수의 부스트 안테나 14: RFID칩

15: PCB기판 16a, 16b: 투명 PVC필름

17a, 17b: 백색 PVC필름 18a, 18b: 투명 PVC필름;

12a: 메인안테나

Claims

시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그에 있어서,

0.32mm의 두께를 갖으며, 안테나와 RFID칩(14)이 상부면에 장착되는 PCB기판(15)과,

상기 PCB기판(15)에 상부면과 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖도록 열융착되는 투명 PVC필름(16a, 16b)과,

상기 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 백색 PVC필름(17a, 17b)과,

상기 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 투명 PVC필름(18a, 18b)과

2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 2가닥의 코일이 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시키는 루프형태의 코일을 상기 PCB 기판(15) 상에 장착하는 안테나(12)와,

상기 안테나(12)의 시작점과 끝점에 각각 전기적으로 연결되고 상기 안테나(12)와 중첩되도록 상기 PCB기판(15) 상에 실장되는 RFID칩(14)으로 구성됨을 특징으로 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그.
시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그에 있어서,

0.32mm의 두께를 갖으며, 안테나(12)와 RFID칩(14)이 상부면에 장착되는 PCB기판(15)과,

상기 PCB기판(15)에 상부면과 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖도록 열융착되는 투명 PVC필름(16a, 16b)과,

상기 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 백색 PVC필름(17a, 17b)과,

상기 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.01~0.2mm의 두께를 갖도록 각각 열융착되는 투명 PVC필름(18a, 18b)과,

2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 외주부분에 외측방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시킨 루프형태의 코일을 상기 PCB 기판(15) 상에 실장하는 메인안테나(12a)와,

나선형으로 이루어진 코일을 상기 메인안테나(12a)의 루프형태의 코일이 배치되지 않은 내부공간의 상기 PCB기판(15) 상에 각각 실장하여 지팡이의 안테나로부터 방사된 고주파전력신호를 상기 메인안테나(12a)로 유기시키는 복수의 부스터안테나(13)와,

상기 메인안테나(12a)의 시작점과 끝점에 각각 전기적으로 연결되고 상기 안테나(12)와 중첩되도록 상기 PCB기판(15) 상에 실장되는 RFID칩(14)으로 구성됨을 특징으로 하는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그.
시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법에 있어서,

0.32mm의 두께를 갖는 PCB기판(15)위에 안테나(12)와 RFID칩(14)을 장착하는 단계와,

상기 안테나(12)와 상기 RFID칩(14)을 장착한 PCB기판(15)의 상부면와 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(16a, 16b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 PVC필름(15)의 상부면과 하부면에 상기 투명 PVC필름(16a, 16b)을 융착시키는 단계와,

상기 PVC필름(15) 상부면과 하부면에 융착된 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.1~0.2mm의 두께를 갖는 백색 PVC필름(17a, 17b)을 각각 씌우고 열융착기에 투입하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 상기 백색 PVC필름(17a, 17b)을 융착시키는 단계와,

상기 융착된 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(18a, 18b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 상기 투명 PVC필름(18a, 18b)을 융착시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법.
청구항 3에 있어서, 상기 안테나(12)는

2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 PVC 기판(10) 상에 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시키는 루프형태의 코일을 장착함을 특징으로 하는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법.
시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법에 있어서,

0.32mm의 두께를 갖는 PCB기판(15)위에 메인안테나(12a) 및 복수의 부스터 안테나(13)와 RFID칩(14)을 장착하는 단계와,

상기 메인안테나(12a) 및 복수의 부스터안테나(13)와 상기 RFID칩(14)을 장착한 PCB기판(15)의 상부면와 하부면에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(16a, 16b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 PVC필름(15)의 상부면과 하부면에 투명 PVC필름(16a, 16b)이 융착시키는 단계와,

상기 PVC필름(15) 상부면와 하부면에 융착된 투명 PVC필름(16a, 16b) 상에 0.1~0.2mm의 두께를 갖는 백색 PVC필름(17a, 17b)을 각각 씌우고 열융착기에 투입하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 백색 PVC필름(17a, 17b)이 융착시키는 단계와,

상기 융착된 백색 PVC필름(17a, 17b) 상에 0.05~0.1mm의 두께를 갖는 투명 PVC필름(18a, 18b)을 각각 씌우고 열융착기를 이용하여 135~150℃로 20~30분간 가열하여 투명 PVC필름(18a, 18b)이 융착시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법.
청구항 5에 있어서,

상기 메인안테나(12a)는 2가닥의 코일의 시작점을 접속시킨 후 상기 PVC 기판(10) 상에 상기 2가닥의 코일의 시작점으로부터 중심부를 경유하여 외주부분에 외곽방향이나 내측방향으로 3턴(6라인)이 병렬로 감기어지고 상기 2가닥의 코일의 끝점을 접속시키는 루프형태의 코일이 장착되고,

복수의 부스터안테나(13)는 상기 메인안테나(12a)의 루프형태의 코일이 배치되지 않은 내부공간에 나선형의 코일이 각각 장착됨을 특징으로 하는 시각장애인 보행안내를 위한 점자블록 RF태그 제조방법.