KR101066606B1 - 저전력동작형 루프식 차량검지장치 - Google Patents

저전력동작형 루프식 차량검지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 관한 것으로서, 검지영역에 설치된 루프코일을 구비한 엘씨공진부와 상기 엘씨공진부에 연결된 발진부를 가지고 상기 루프코일의 인덕턴스값에 따라 결정되는 주파수를 갖는 아날로그발진신호를 생성하는 공진발진회로부와, 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호에 기초하여 검지영역에서의 차량거동을 판단하는 차량거동판단부를 갖는 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 있어서, 상기 차량거동판단부는 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호보다 큰 주파수를 갖는 거동판단클럭을 생성하는 거동판단클럭생성부와, 상기 발진부에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키고 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 정상상태구간에서 클럭계수시간을 설정하는 계수제어부와, 상기 거동판단클럭생성부에서 생성된 거동판단클럭을 상기 계수제어부에서 설정하는 클럭계수시간동안 계수하는 거동판단클럭계수부와, 상기 거동판단클럭계수부에서의 계수값에 기초하여 검지영역에서의 차량거동상태를 결정하는 차량거동상태결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 소비전력을 감소시킬 수 있다.
루프코일, 차량검지, 공진발진, 거동판단클럭

Description

저전력동작형 루프식 차량검지장치{Low Power Loop Type Automobile Sensing System}
본 발명은 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검지영역에 설치된 루프코일의 인덕턴스변화량을 이용하여 차량거동(차량의 주차상태, 정차상태, 통과상태 등)을 검지하는 장치에 관한 것이다.
교통정보나 주차장의 사용정보를 획득하기 위해 차량검지장치가 사용되고 있으며 이들 차량검지장치중에는 검지영역(차량주차영역, 정차영역 또는 통과영역)에 설치된 루프코일의 인덕턴스변화량을 이용하여 차량거동(차량의 주차상태, 정차상태, 통과상태 등)을 검지하는 루프식 차량검지장치가 안출되어 사용되고 있다.
도3은 종래의 저전력동작형 루프식 차량검지장치의 기능별블럭도이다.
종래의 루프식 차량검지장치는, 도3에 도시된 바와 같이, 검지영역에 설치된 루프코일(111a)을 구비한 엘씨(LC)공진부(111)와 엘씨공진부(111)에 연결된 발진부(112)를 갖는 공진발진회로부(110)와, 공진발진회로부(110)에 연결된 차량거동판단부(120)를 갖고 있다.
루프코일(111a)에는 낙뢰등에 의한 과전류가 공진발진회로부(110)에 유입되 는 것을 방지하기 위한 보호회로(도시되지 않음)가 연결되어 있다.
엘씨(LC)공진부(111)는 루프코일(111a)의 인덕턴스값 변화에 따라 달라지는 공진주파수로 공진하게 된다. 루프코일(111a)의 인덕턴스값은 차량의 금속성분과 루프코일(111a)이 전자기적으로 상호 작용하면 감소하기 때문에 차량이 루프코일(111a)에 접근하면 엘씨공진부(111)의 공진주파수는 증가하게 된다.
이러한 구성을 갖는 엘씨공진부(111)는 임피던스매칭에 의해 주파수 선택특성이 있는 경우도 포함한다.
발진부(112)는 엘씨공진부(111)의 공진주파수 변화에 따라 달라지는 주파수로 발진하게 된다.
발진부(112)에는 동작전압이 지속적으로 인가된다.
발진부(112)로부터 출력되는 아날로그발진신호의 주파수는 차량이 루프코일(111a)에 접근할 때 증가하게 된다(차량이 루프코일에 접근할 때 엘씨공진부의 공진주파수가 증가함).
차량거동판단부(120)는 공진발진회로부(110)로부터 출력되는 아날로그발진신호를 동일한 주파수의 디지탈발진신호로 변환하는 아날로그디지탈변환부(121)와, 아날로그디지탈변환부(121)에서 변환된 디지탈발진신호의 클럭을 계수하는 발진클럭계수부(127)와, 발진클럭계수부(127)에서 계수한 디지탈발진신호클럭수에 기초하여 차량거동상태를 결정하는 차량거동상태결정부(125)를 갖고 있다.
차량거동상태결정부(125)는 발진클럭계수부(127)에서 계수한 디지탈발진신호클럭수를 일정 시간(보통 10~100msec)으로 나누어 주파수를 계산하고, 계산된 주파 수를 미리 설정되어 메모리에 저장되어 있는 차량거동기준클럭수와 비교하여 차량의 거동상태를 결정하게 된다.
그런데 종래의 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 따르면, 발진부(112)에 동작전압이 지속적으로 인가되기 때문에 소비전력이 크다는 문제점이 있었다.
이와 같이 소비전력이 크면 전압원을 자주 교체해야 한다는 2차적인 문제점이 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은, 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한 저전력동작형 루프식 차량검지장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 검지영역에 설치된 루프코일을 구비한 엘씨공진부와 상기 엘씨공진부에 연결된 발진부를 가지고 상기 루프코일의 인덕턴스값에 따라 결정되는 주파수를 갖는 아날로그발진신호를 생성하는 공진발진회로부와, 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호에 기초하여 검지영역에서의 차량거동을 판단하는 차량거동판단부를 갖는 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 있어서, 상기 차량거동판단부는 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호보다 큰 주파수를 갖는 거동판단클럭을 생성하는 거동판단클럭생성부와, 상기 발진부에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키고 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 정상상태구간에서클럭계수시간을 설정하는 계수제 어부와, 상기 거동판단클럭생성부에서 생성된 거동판단클럭을 상기 계수제어부에서 설정하는 클럭계수시간동안 계수하는 거동판단클럭계수부와, 상기 거동판단클럭계수부에서의 계수값에 기초하여 검지영역에서의 차량거동상태를 결정하는 차량거동상태결정부를 포함하거나 또는 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호를 디지탈발진신호로 변환하는 아날로그디지탈변환부와, 상기 발진부에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키고 상기 아날로그디지탈변환부로부터 출력되는 디지탈발진신호중 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 정상상태구간에 대응하는 디지탈발진신호구간에 기초하여 클럭계수시간을 설정하는 계수제어부와, 상기 아날로그디지탈변환부에서 생성된 디지탈발진신호를 상기 계수제어부에서 설정하는 클럭계수시간동안 계수하는 거동판단클럭계수부와, 상기 거동판단클럭계수부에서의 계수값에 기초하여 검지영역에서의 차량거동상태를 결정하는 차량거동상태결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 의해 달성된다.
그리고 소비전력이 더욱더 감소하도록, 상기 계수제어부는 상기 클럭계수시간을 벗어난 시간대에서는 상기 거동판단클럭의 생성이 중지되도록 상기 거동판단클럭생성부를 제어하는 것이 바람직하다.
여기서 클럭계수시간을 정확하게 설정할 수 있도록, 상기 아날로그디지탈변환부는 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 1/N(N=2 이상의 정수) 주파수를 갖는 분주디지탈발진신호를 생성하고; 상기 계수제어부는 상기 거동판단클럭계수부의 계수가 시작되는 계수개시펄스가 상기 분주디지탈발진신호의 첫번째 펄스부터 시작하여 몇 번째에 해당하는 펄스인가를 나타내는 계수개시펄스위치정보와 상기 거동판단클럭계수부의 계수가 종료되는 계수종료펄스가 상기 분주디지탈발진신호의 첫번째 펄스부터 시작하여 몇 번째에 해당하는 펄스인가를 나타내는 계수종료펄스위치정보를 가지고 상기 클럭계수시간을 설정하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 따르면, 발진부에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키고 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 정상상태구간에서 클럭계수시간을 설정하도록 함으로써, 소비전력을 감소시킬 수 있다.
이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 저전력동작형 루프식 차량검지장치의 기능별블럭도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 저전력동작형 루프식 차량검지장치의 타이밍도이다.
본 발명의 실시예에 따른 저전력동작형 루프식 차량검지장치는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 검지영역에 설치된 루프코일(11a)을 구비한 엘씨(LC)공진부(11)와 엘씨공진부(11)에 연결된 발진부(12)를 갖는 공진발진회로부(10)와, 공진발진회로부(10)에 연결된 차량거동판단부(20)를 갖고 있다.
루프코일(11a)에는 낙뢰등에 의한 과전류가 공진발진회로부(10)에 유입되는 것을 방지하기 위한 보호회로(도시되지 않음)가 연결되어 있다.
엘씨(LC)공진부(11)는 루프코일(11a)의 인덕턴스값 변화에 따라 달라지는 공진주파수로 공진하게 된다. 루프코일(11a)의 인덕턴스값은 차량의 금속성분과 루프코일(11a)이 전자기적으로 상호 작용하면 감소하기 때문에 차량이 루프코일(11a)에 접근하면 엘씨공진부(11)의 공진주파수는 증가하게 된다.
이러한 구성을 갖는 엘씨공진부(11)는 직렬공진, 병렬공진 또는 임피던스매칭에 의해 주파수 선택특성이 있는 경우를 모두 포함한다.
발진부(12)는 엘씨공진부(11)의 공진주파수 변화에 따라 달라지는 주파수로 발진하게 된다.
그리고 발진부(12)에는 계수제어부(23)의 스위칭제어신호에 따라 주기적으로 동작전압이 인가된다.
발진부(12)로부터 출력되는 아날로그발진신호의 주파수는 차량이 루프코일(11a)에 접근할 때 증가하게 된다(차량이 루프코일에 접근할 때 엘씨공진부의 공진주파수가 증가함). 여기서 아날로그발진신호의 주파수는 보통 수십 내지 수백 KHz 정도로 선택할 수 있다.
차량거동판단부(20)는 공진발진회로부(10)의 출력단에 연결된 아날로그디지탈변환부(21)와, 거동판단클럭을 생성하는 거동판단클럭생성부(24)와, 거동판단클럭생성부(24)에서 생성된 거동판단클럭을 계수하는 거동판단클럭계수부(22)와, 거동판단클럭계수부(22)의 계수동작과 거동판단클럭생성부(24)의 클럭생성동작을 제어하는 계수제어부(23)와, 거동판단클럭계수부(22)에서의 계수값에 기초하여 검지영역에서의 차량거동상태를 결정하는 차량거동상태결정부(25)를 갖고 있다.
아날로그디지탈변환부(21)는 공진발진회로부(10)로부터 출력되는 아날로그발진신호를 다음과 같은 방법으로 변환한다.
먼저 공진발진회로부(10)의 시상수(時常數)를 고려하여 아날로그발진신호의 정상상태구간(진폭의 63.2%이상인 구간)을 선택한다.
다음에 선택된 정상상태구간에서 정상상태구간 주파수와 동일한 주파수를 갖는 디지탈발진신호를 생성한다(도2 참조).
다음에 정상상태구간 주파수와 동일한 주파수를 갖는 디지탈발진신호를 소정의 분주회로를 통해 16분주하여 분주디지탈발진신호를 생성한다(도2 참조).
거동판단클럭생성부(24)는 아날로그발진신호의 주파수보다 100배 내지 1000배 정도의 주파수를 갖는 거동판단클럭을 생성하도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 거동판단클럭생성부(24)는 계수제어부(23)로부터 후술하는 클럭생성인에이블신호가 입력될 때 거동판단클럭을 생성하기 시작하고, 계수제어부(23)로부터 후술하는 클럭생성디스에이블신호가 입력될 때 거동판단클럭의 생성을 중지한다(도2 참조).
거동판단클럭계수부(22)는 계수제어부(23)로부터 후술하는 계수개시신호가 전달될 때 거동판단클럭의 계수를 시작하고, 계수제어부(23)로부터 후술하는 계수종료신호가 전달될 때 거동판단클럭의 계수를 종료한다. 계수개시신호와 개수종료신호사이가 클럭계수시간이 된다.
계수제어부(23)는 발진부(12)에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키기 위한 스위칭제어신호를 생성하여 발진부(12)/에 동작전압을 공급하는 전압스위 칭회로부(도시되지 않음)의 스위칭동작과 발진부(12)의 발진동작을 제어한다.
거동판단클럭계수부(22)의 계수가 시작되는 계수개시펄스가 분주디지탈발진신호의 첫번째 펄스부터 시작하여 몇 번째 해당하는 펄스인가를 나타내는 계수개시펄스위치정보(Start=3)와 거동판단클럭계수부(22)의 계수가 종료되는 계수종료펄스가 분주디지탈발진신호의 첫번째 펄스부터 시작하여 몇 번째에 해당하는 펄스인가를 나타내는 계수종료펄스위치정보(Stop=53)를 이용하여 클럭계수시간을 설정한다.
즉, 계수제어부(23)는 계수개시펄스위치(Start=3)에서 계수개시신호를 생성하여 거동판단클럭계수부(22)에 전달하고 계수종료펄스위치(Stop=53)에서 계수종료신호를 생성하여 거동판단클럭계수부(22)에 전달한다(도2 참조).
그리고 계수제어부(23)는 거동판단클럭생성부(24)에서의 클럭생성을 기동시키기 위한 클럭생성인에이블신호를 계수개시펄스위치(Start=3) 직전에 생성하여 거동판단클럭생성부(24)에 전달하고 거동판단클럭생성부(24)에서의 클럭생성을 종료시키기 위한 클럭생성디스에이블신호를 계수종료펄스위치(Stop=53) 직후에 생성하여 거동판단클럭생성부(24)에 전달한다(도2 참조).
차량거동상태결정부(25)는 다음과 같은 방법으로 차량거동상태를 결정하게 된다.
먼저 거동판단클럭계수부(22)에서 계수한 거동판단클럭수를 미리 설정되어 메모리에 저장되어 있는 차량거동기준클럭수와 비교하여 차량의 거동상태를 결정하게 된다.
차량거동상태결정부(25)에서 결정된 차량거동상태는 유선 또는 무선으로 상 위시스템에 전달되어 교통량정보 또는 주차정보로 활용된다.
한편 전술한 실시예에서는 거동판단클럭생성부(24)에서 거동판단클럭을 계수하여 차량거동상태를 판단하도록 구성하고 있으나, 거동판단클럭생성부(24)를 생략하고 아날로그디지탈변환부(21)로부터 출력되는 디지탈발진신호를 계수하여 차량거동상태를 판단하도록 구성하고 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 발진부(12)에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키고 공진발진회로부(10)로부터 출력되는 아날로그발진신호의 정상상태구간에서 클럭계수시간을 설정하도록 함으로써, 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.
그리고 클럭계수시간을 벗어난 시간대에는 거동판단클럭생성부(24)에서 거동판단클럭의 생성이 중지되도록 함으로써, 소비전력이 더욱더 감소된다.
또한 아날로그디지탈변환부(21)에서 분주디지탈발진신호를 생성하고 이 분주디지탈발진신호에 기초하여 클럭계수시간을 설정함으로써, 클럭계수시간을 정확하게 설정할 수 있게 되고 나아가 차량거동상태를 정확하게 판단할 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 저전력동작형 루프식 차량검지장치의 기능별블럭도,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 저전력동작형 루프식 차량검지장치의 타이밍도,
도3은 종래의 저전력동작형 루프식 차량검지장치의 기능별블럭도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 110 : 공진발진회로부 11, 111 : 엘씨공진부
12, 112 : 발진부 20, 120 : 차량거동판단부
21, 121 : 아날로그디지탈변환부 22 : 거동판단클럭계수부
23 : 계수제어부 24 : 거동판단클럭생성부
25, 125 : 차량거동상태결정부 127 : 발진클럭계수부

Claims (4)

  1. 검지영역에 설치된 루프코일을 구비한 엘씨공진부와 상기 엘씨공진부에 연결된 발진부를 가지고 상기 루프코일의 인덕턴스값에 따라 결정되는 주파수를 갖는 아날로그발진신호를 생성하는 공진발진회로부와, 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호에 기초하여 검지영역에서의 차량거동을 판단하는 차량거동판단부를 갖는 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 있어서,
    상기 차량거동판단부는 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호보다 큰 주파수를 갖는 거동판단클럭을 생성하는 거동판단클럭생성부와,
    상기 발진부에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키는 스위칭 제어신호를 발생하고 또한 상기 스위칭 제어 신호에 의해 상기 발진부에 공급되는 동작 전압이 온되었을 경우 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 정상상태구간에서 클럭계수시간을 설정하는 계수제어부와,
    상기 거동판단클럭생성부에서 생성된 거동판단클럭을 상기 계수제어부에서 설정하는 클럭계수시간동안 계수하는 거동판단클럭계수부와, 상기 거동판단클럭계수부에서의 계수값에 기초하여 검지영역에서의 차량거동상태를 결정하는 차량거동상태결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력동작형 루프식 차량검지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계수제어부는 상기 클럭계수시간을 벗어난 시간대에서는 상기 거동판단클럭의 생성이 중지되도록 상기 거동판단클럭생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 저전력동작형 루프식 차량검지장치.
  3. 검지영역에 설치된 루프코일을 구비한 엘씨공진부와 상기 엘씨공진부에 연결된 발진부를 가지고 상기 루프코일의 인덕턴스값에 따라 결정되는 주파수를 갖는 아날로그발진신호를 생성하는 공진발진회로부와, 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호에 기초하여 검지영역에서의 차량거동을 판단하는 차량거동판단부를 갖는 저전력동작형 루프식 차량검지장치에 있어서,
    상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호를 디지탈발진신호로 변환하는 아날로그디지탈변환부와,
    상기 발진부에 공급되는 동작전압을 주기적으로 온오프시키는 스위칭 제어 신호를 발생하고 또한 상기 스위칭 제어 신호에 의해 상기 발진부에 공급되는 동작 전압이 온되었을 경우 상기 아날로그디지탈변환부로부터 출력되는 디지탈발진신호중 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 정상상태구간에 대응하는 디지탈발진신호구간에 기초하여 클럭계수시간을 설정하는 계수제어부와,
    상기 아날로그디지탈변환부에서 생성된 디지탈발진신호를 상기 계수제어부에서 설정하는 클럭계수시간동안 계수하는 거동판단클럭계수부와, 상기 거동판단클럭계수부에서의 계수값에 기초하여 검지영역에서의 차량거동상태를 결정하는 차량거동상태결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력동작형 루프식 차량검지장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아날로그디지탈변환부는 상기 공진발진회로부로부터 출력되는 아날로그발진신호의 1/N(N=2 이상의 정수) 주파수를 갖는 분주디지탈발진신호를 생성하고;
    상기 계수제어부는 상기 거동판단클럭계수부의 계수가 시작되는 계수개시펄 스가 상기 분주디지탈발진신호의 첫번째 펄스부터 시작하여 몇 번째에 해당하는 펄스인가를 나타내는 계수개시펄스위치정보와 상기 거동판단클럭계수부의 계수가 종료되는 계수종료펄스가 상기 분주디지탈발진신호의 첫번째 펄스부터 시작하여 몇 번째에 해당하는 펄스인가를 나타내는 계수종료펄스위치정보를 이용하여 상기 클럭계수시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 저전력동작형 루프식 차량검지장치.
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