KR101181221B1 - Cctv system capable of wireless visible light communications - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 가시광 통신이 가능한 CCTV 시스템을 제공한다. 상기 CCTV 시스템은, 가시광선을 방출하는 LED 어레이를 갖는 광송신기 및 서브 CCTV 카메라를 갖는 서브 CCTV 카메라 장치, 상기 LED 어레이로부터 방출된 가시광선을 검출하는 광검출기와 메인 CCTV 카메라를 갖는 메인 CCTV 카메라 장치, 및 통신 네트워크를 통해 상기 메인 CCTV 카메라 장치에 연결된 관제 시스템을 포함한다. 상기 서브 CCTV 카메라 장치는 상기 서브 CCTV 카메라에 의해 촬영된 영상 신호를 광신호로 변환하여 가시광 통신을 이용하여 상기 메인 CCTV 카메라의 광검출기로 송신하며, 상기 메인 CCTV 카메라 장치는 상기 광검출기에서 검출된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 상기 통신 네트워크를 통해 관제 시스템으로 송신한다.The present invention provides a CCTV system capable of wireless visible light communication. The CCTV system includes a sub-CCTV camera apparatus having an optical transmitter and a sub-CCTV camera having an LED array emitting visible light, a main CCTV camera apparatus having a main detector and a photo detector detecting a visible light emitted from the LED array. And a control system connected to the main CCTV camera device via a communication network. The sub CCTV camera device converts the video signal photographed by the sub CCTV camera into an optical signal and transmits the image signal to the photo detector of the main CCTV camera using visible light communication, and the main CCTV camera device is detected by the photo detector. The optical signal is converted into an electrical signal and transmitted to the control system through the communication network.

Description

무선 가시광 통신이 가능한 ＣＣＴＶ 시스템{CCTV SYSTEM CAPABLE OF WIRELESS VISIBLE LIGHT COMMUNICATIONS}CCTV system capable of wireless visible light communication {CCTV SYSTEM CAPABLE OF WIRELESS VISIBLE LIGHT COMMUNICATIONS}

본 발명은 무선 가시광 통신이 가능한 CCTV 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a CCTV system capable of wireless visible light communication.

도로, 공항, 항만, 산업시설, 군사보호구역 등에 이르기까지 현대인의 안전과 행복을 책임지는 역할을 수행하는 CCTV(closed-circuit television)는 현재 급속도로 수요가 높아지고 있다.Closed-circuit televisions (CCTVs), which are responsible for the safety and happiness of modern people, from roads, airports, ports, industrial facilities, and military reserves, are rapidly growing in demand.

CCTV를 설치하는 과정에서는, 각 CCTV 카메라마다 연결에 필요한 케이블과 전선을 설치하고 CCTV 촬영 내용을 관제시스템으로 송신하기 위해 유선 라인을 설치해야 한다. In the process of installing CCTV, each CCTV camera should be equipped with cables and wires for connection, and wired lines should be installed to transmit CCTV footage to the control system.

특히, 넓은 장소 또는 세밀한 관찰이 필요한 장소에 다수의 CCTV 카메라를 설치하는 경우에는, CCTV 카메라마다 유선 라인을 연결하려면 배선하는데에 작업시간이 과다하게 소모되고 설치 장소의 넓이 및 세밀한 관찰 필요에 따라 배선이 복잡해지고 배선 길이가 길어지게 되어 이에 따라 설치 비용이 증가한다는 문제점이 발생한다.In particular, in case of installing a large number of CCTV cameras in a large place or a place where detailed observation is necessary, if a wired line is to be connected to each CCTV camera, an excessive amount of work time is required for wiring and wiring is performed according to the size of the installation site and the need for detailed observation. This becomes complicated and the wiring length becomes long, resulting in an increase in installation cost.

본 발명은 무선 가시광 통신이 가능한 CCTV 시스템을 제공한다. 상기 CCTV 시스템은, 가시광선을 방출하는 LED 어레이를 갖는 광송신기 및 서브 CCTV 카메라를 갖는 서브 CCTV 카메라 장치, 상기 LED 어레이로부터 방출된 가시광선을 검출하는 광검출기와 메인 CCTV 카메라를 갖는 메인 CCTV 카메라 장치, 및 통신 네트워크를 통해 상기 메인 CCTV 카메라 장치에 연결된 관제 시스템을 포함한다. 상기 서브 CCTV 카메라 장치는 상기 서브 CCTV 카메라에 의해 촬영된 영상 신호를 광신호로 변환하여 가시광 통신을 이용하여 상기 메인 CCTV 카메라의 광검출기로 송신하며, 상기 메인 CCTV 카메라 장치는 상기 광검출기에서 검출된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 상기 통신 네트워크를 통해 관제 시스템으로 송신한다.The present invention provides a CCTV system capable of wireless visible light communication. The CCTV system includes a sub-CCTV camera apparatus having an optical transmitter and a sub-CCTV camera having an LED array emitting visible light, a main CCTV camera apparatus having a main detector and a photo detector detecting a visible light emitted from the LED array. And a control system connected to the main CCTV camera device via a communication network. The sub CCTV camera device converts the video signal photographed by the sub CCTV camera into an optical signal and transmits the image signal to the photo detector of the main CCTV camera using visible light communication, and the main CCTV camera device is detected by the photo detector. The optical signal is converted into an electrical signal and transmitted to the control system through the communication network.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른, LED를 이용한 무선 가시광 통신이 가능한 CCTV 시스템의 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른, LED를 이용한 무선 가시광 통신이 가능한 서브 CCTV 카메라 장치를 나타내는 다이어그램이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 메인 CCTV 카메라 장치를 나타내는 다이어그램이다.1 is a schematic diagram of a CCTV system capable of wireless visible light communication using an LED according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a sub-CCTV camera device capable of wireless visible light communication using LEDs according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a main CCTV camera device according to an embodiment of the present invention.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른, LED를 이용한 무선 가시광 통신이 가능한 CCTV 시스템(1000)의 개략도이다. 도1을 참조하면, CCTV 시스템(1000)은 메인 CCTV 카메라 장치(100), 다수의 서브 CCTV 카메라 장치들(110-1, 110-2), 통신 네트워크(120), 및 관제 시스템(130)을 포함한다. 다수의 서브 CCTV 카메라 장치들(110-1 및 110-2)은 1개 또는 2개 초과의 서브 CCTV 카메라 장치가 존재할 수 있으며, 설치 필요에 따라 2개를 초과할 수 있으나, 설명 편이를 위하여 도2에는 2개만이 도시되어 있다. 1 is a schematic diagram of a CCTV system 1000 capable of wireless visible light communication using LEDs, in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the CCTV system 1000 includes a main CCTV camera device 100, a plurality of sub CCTV camera devices 110-1 and 110-2, a communication network 120, and a control system 130. Include. The plurality of sub-CCTV camera devices 110-1 and 110-2 may have one or more than two sub-CCTV camera devices, and may be more than two depending on installation needs. Only two are shown at 2.

서브 CCTV 카메라 장치(110-1, 110-2)는 카메라(111-1,111-2) 및 LED 모듈(112-1,112-2)을 포함한다. 카메라(111-1,111-2)는 통상의 CCTV 감시용 카메라이며 적외선 감시 카메라일 수 있다. LED 모듈(112-1,112-2)은 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이 메인 CCTV 카메라 장치(100)와 가시광 통신을 가능하게 하는 백색 LED 어레이를 포함하고 있다.The sub CCTV camera apparatuses 110-1 and 110-2 include cameras 111-1 and 111-2 and LED modules 112-1 and 112-2. The cameras 111-1 and 111-2 may be conventional CCTV surveillance cameras and infrared surveillance cameras. The LED modules 112-1 and 112-2 include a white LED array that enables visible light communication with the main CCTV camera device 100 as described in more detail below.

메인 CCTV 카메라 장치(100)는 통상의 CCTV 감시용 카메라(101)와 포토 디텍터(113)를 포함한다. 메인 CCTV 카메라 장치(100)는 통신 네트워크(120)를 통해 관제 시스템(130)에 연결된다. 통신 네트워크(120)는 LAN과 같은 유선망이거나 블루투쓰 또는 인터넷과 같은 무선망일 수 있다. 관제 시스템(130)은 서브 카메라 장치들(110-1 및 110-2)로부터 가시광 통신 링크를 통해 수집된 영상 데이터들을 저장 및/또는 분석할 수 있으며, TV 화면(미도시)에 디스플레이하고 비상 상황 발생시 스피커 및/또는 비상 램프(미도시)를 이용하여 경보를 발생시킬 수 있다. 바람직하게는, 경보가 발생하는 경우 자동으로 관제 시스템 관리자의 개인 휴대 단말(스마트폰, PDA 등)에 경보 메시지와 기타 필요 정보가 SMS 메시지 형태로 자동으로 전송될 수 있다. 신호 포토 디텍터 모듈(113)은 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 다수의 서브 CCTV 카메라 장치들(112-1 및 112-2)로부터 가시광 통신 링크를 통해 전송된 영상 데이터 정보를 수신한다.The main CCTV camera device 100 includes a conventional CCTV surveillance camera 101 and a photo detector 113. The main CCTV camera device 100 is connected to the control system 130 through the communication network 120. The communication network 120 may be a wired network such as a LAN or a wireless network such as Bluetooth or the Internet. The control system 130 may store and / or analyze image data collected from the sub-camera devices 110-1 and 110-2 through the visible light communication link, display on a TV screen (not shown), and display an emergency situation. In the event of an alarm, a speaker and / or an emergency lamp (not shown) may be used to generate an alarm. Preferably, when an alarm occurs, an alarm message and other necessary information may be automatically transmitted in the form of an SMS message to a personal portable terminal (smartphone, PDA, etc.) of the control system administrator. The signal photo detector module 113 receives image data information transmitted through the visible light communication link from the plurality of sub CCTV camera devices 112-1 and 112-2, as described in more detail below.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른, LED를 이용한 무선 가시광 통신이 가능한 서브 CCTV 카메라 장치(110)를 나타내는 다이어그램이다. 도2를 참조하면, 서브 CCTV 카메라 장치(110)는 통상의 CCTV 카메라(111)를 포함하며, 카메라(111)를 통해 수집된 영상 정보는 제어부(205)로 전달되어 영상 디지털 정보로 변환되고 상기 영상 디지털 정보는 광변조부(209)에서 변조되며 변조된 영상 신호는 제어부(205)의 제어에 따라 LED 모듈(112)을 구동 회로(211)로 구동시킴으로써 가시광 신호로 송신된다. LED 모듈(112)은 백색 LED 어레이(215)와 광 필터(219)와 렌즈(217)를 포함한다. 백색 LED 어레이는 다수의 백색 LED들의 어레이들로 이루어지며, 각각의 백색 LED의 동작은 제어부(205)를 통한 구동 회로(211)에 의해 구동되어 광신호를 송출할 수 있다. 2 is a diagram illustrating a sub-CCTV camera apparatus 110 capable of wireless visible light communication using LEDs according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the sub-CCTV camera device 110 includes a conventional CCTV camera 111, and the image information collected through the camera 111 is transferred to the control unit 205 and converted into image digital information. The image digital information is modulated by the light modulator 209 and the modulated image signal is transmitted as a visible light signal by driving the LED module 112 to the driving circuit 211 under the control of the controller 205. The LED module 112 includes a white LED array 215, an optical filter 219, and a lens 217. The white LED array is composed of a plurality of arrays of white LEDs, and the operation of each white LED may be driven by the driving circuit 211 through the controller 205 to transmit an optical signal.

서브 CCTV 카메라 장치(110)는 전원(201)에 연결된 전력 변환부(203)를 포함하며, 전력 변환부(203)는 입력 전류를 서브 CCTV 카메라 장치(110) 내에서 필요한 예를들어 5V 직류 전류로 변환하여 서브 CCTV 카메라 장치(110) 내에 전력을 공급할 수 있다.The sub-CCTV camera device 110 includes a power converter 203 connected to the power supply 201, and the power converter 203 needs an input current in the sub-CCTV camera device 110, for example, a 5V DC current. The power may be supplied to the sub CCTV camera apparatus 110 by converting to.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 메인 CCTV 카메라 장치(100)를 나타내는 다이어그램이다. 도3을 참조하면, 메인 CCTV 카메라 장치(100)는 다수의 서브 CCTV 카메라 장치들(111-1 및 111-2)로부터 가시광 통신 링크를 통해 전송된 영상 데이터 정보를 수신하는 포토 디텍터 모듈(113)을 포함한다. 포토 디텍터 모듈(113)은 입력되는 광을 감지하여 전기 신호로 변환하는 포토 디텍터(315)와 렌즈(317)와 광 필터(319)를 포함한다. 포토 디텍터 모듈(113)에서 변환된 전기적인 영상 신호는 광복조부(311)에서 복조되어 신호접속부(321)를 통하여 관제 시스템(130)으로 통신 네트워크(120)로 송신된다. 광복조부(311) 및 신호 접속부(321)의 동작들은 제어부(305)에 의해 제어된다. 메인 CCTV 카메라 장치(100)는 또한 통상의 CCTV 카메라(101)를 포함하며, CCTV 카메라(101)에서 수집된 영상 데이터는 제어부(305)에서 디지털 신호로 변환되어 신호 접속부(321)와 통신 네트워크(120)를 통해 관제 시스템(130)으로 전송될 수 있다. 메인 CCTV 카메라 장치(100)는 전원(301)에 연결된 전력 변환부(303)를 포함하며, 전력 변환부(303)는 입력 전류를 메인 CCTV 카메라 장치(100) 내에서 필요한 예를들어 5V 직류 전류로 변환하여 메인 CCTV 카메라 장치(100) 내에 전력을 공급할 수 있다.3 is a diagram showing the main CCTV camera device 100, according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the main CCTV camera device 100 receives a photo detector module 113 for receiving image data information transmitted from a plurality of sub CCTV camera devices 111-1 and 111-2 through a visible light communication link. It includes. The photo detector module 113 includes a photo detector 315, a lens 317, and an optical filter 319 that detect input light and convert the light into an electrical signal. The electrical image signal converted by the photo detector module 113 is demodulated by the optical demodulator 311 and transmitted to the communication system 120 through the signal connection unit 321 to the control system 130. Operations of the optical demodulator 311 and the signal connection unit 321 are controlled by the controller 305. The main CCTV camera device 100 also includes a conventional CCTV camera 101, the image data collected by the CCTV camera 101 is converted into a digital signal in the control unit 305 to the signal connection unit 321 and the communication network ( 120 may be transmitted to the control system 130. The main CCTV camera device 100 includes a power converter 303 connected to a power source 301, and the power converter 303 needs an input current in the main CCTV camera device 100, for example, a 5V DC current. By converting to the main CCTV camera device 100 can be supplied with power.

이상은 본 발명의 일 실시예에 대해 설명하였으나, 당업자는 청구범위의 내용을 벗어남 없이 다른 실시예를 도출할 수 있을 것이다. 서브 CCTV 카메라 장치(110-1 또는 110-2)가 LED 모듈(112-1 또는 112-2)만을 포함하지 않고 메인 카메라 장치(100)의 포토 디텍터 모듈(113)을 포함하여 가시광 통신 정보를 수신할 수 있다. 이때 서브 CCTV 카메라 장치(110-1 또는 110-2)는 가시광 통신 링크를 통해 송신 및 수신할 수 있으며, 제어부(205)는 메인 CCTV 카메라 장치(100)의 제어부(305)와 마찬가지로 수신된 가시광 신호를 변환하여 디지털 신호를 제공할 수 있다. 이 경우 서브 CCTV 카메라 장치(110-1 또는 110-2)는 가시광 통신의 허브 역할을 할 수 있으며 다른 서브 CCTV 카메라 장치에서 수집된 영상 신호를 또 다른 서브 CCTV 카메라 장치나 메인 CCTV 카메라 장치로 전달하거나 또는 통신 네트워크(120)를 통해 관제 시스템(130)으로 직접 전달할 수 있게 된다. 마찬가지로, 메인 CCTV 카메라 장치(100)는 LED 모듈(112)을 포함할 수 있으며, 이 경우 가시광 신호를 서브 CCTV 카메라 장치들(110-1 및 110-2) 중 적어도 하나에 가시광 통신 링크를 통해 광신호를 전송할 수 있다. While the above has been described for one embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to derive other embodiments without departing from the scope of the claims. The sub-CCTV camera device 110-1 or 110-2 does not include only the LED module 112-1 or 112-2 but includes the photo detector module 113 of the main camera device 100 to receive visible light communication information. can do. In this case, the sub-CCTV camera device 110-1 or 110-2 may transmit and receive via the visible light communication link, and the control unit 205 may receive the visible light signal similarly to the control unit 305 of the main CCTV camera device 100. Can be converted to provide a digital signal. In this case, the sub-CCTV camera device 110-1 or 110-2 may serve as a hub for visible light communication, and transfer video signals collected from another sub CCTV camera device to another sub CCTV camera device or a main CCTV camera device. Or it may be delivered directly to the control system 130 through the communication network 120. Similarly, the main CCTV camera device 100 may include an LED module 112, in which case the visible light signal is transmitted to the at least one of the sub CCTV camera devices 110-1 and 110-2 via a visible light communication link. You can send a signal.

본 발명에 따르면 LED를 이용하여 메인 CCTV 카메라와 서브 CCTV 카메라들 간에 무선으로 가시광 통신이 가능해지므로, 배선이 복잡해지고 배선 길이가 길어짐에 따라 발생하는 설치비용 증가의 문제점이 발생하지 않는다. According to the present invention, since the visible light communication is enabled wirelessly between the main CCTV camera and the sub CCTV cameras by using the LED, the wiring is complicated and the installation cost caused by the length of the wiring is not increased.

또한, 무선 가시광 통신을 이용하므로 신호 간에 전기적 간섭도 없어서 안전하게 데이터를 전송할 수 있어 효과적이며, 무선 가시광 통신이 무선 주파수가 아니므로 주파수 할당 규제를 받지 않고 전자기파 전송에 따른 유해성 문제도 없어 친환경적이라는 이점이 있다.In addition, since wireless visible light communication is used, there is no electrical interference between signals, so it is effective to transmit data safely. Since wireless visible light communication is not a radio frequency, there is no restriction on frequency allocation and there is no harmful problem due to electromagnetic waves. have.

이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며 청구범위에 의해 최광의로 정해질 것이다.The embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited thereto and will be defined broadly by the claims.

Claims (5)

가시광선을 방출하는 LED 어레이를 갖는 광송신기 및 서브 CCTV 카메라를 갖는 서브 CCTV 카메라 장치;
상기 LED 어레이로부터 방출된 가시광선을 검출하는 광검출기와 메인 CCTV 카메라를 갖는 메인 CCTV 카메라 장치; 및
통신 네트워크를 통해 상기 메인 CCTV 카메라 장치에 연결된 관제 시스템을 포함하며,
상기 서브 CCTV 카메라 장치는 상기 서브 CCTV 카메라에 의해 촬영된 영상 신호를 광신호로 변환하여 가시광 통신을 이용하여 상기 메인 CCTV 카메라의 광검출기로 송신하며,
상기 메인 CCTV 카메라 장치는 상기 광검출기에서 검출된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 상기 통신 네트워크를 통해 관제 시스템으로 송신하며,
상기 서브 CCTV 카메라 장치는,
상기 서브 CCTV 카메라로부터의 영상 신호를 변조하는 광변조부와,
상기 광송신기를 구동시키는 구동회로와,
상기 광송신기, 상기 서브 CCTV 카메라, 상기 광변조부, 상기 구동회로의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는,
CCTV 시스템.A sub-CCTV camera apparatus having an optical transmitter and a sub-CCTV camera having an LED array for emitting visible light;
A main CCTV camera device having a photo detector and a main CCTV camera for detecting visible light emitted from the LED array; And
It includes a control system connected to the main CCTV camera device through a communication network,
The sub CCTV camera device converts the video signal photographed by the sub CCTV camera into an optical signal and transmits the optical signal to the photo detector of the main CCTV camera using visible light communication.
The main CCTV camera device converts the optical signal detected by the photodetector into an electrical signal and transmits it to the control system through the communication network,
The sub CCTV camera device,
An optical modulator for modulating the video signal from the sub CCTV camera;
A driving circuit for driving the optical transmitter;
Further comprising a control unit for controlling the operation of the optical transmitter, the sub CCTV camera, the optical modulator, the driving circuit,
CCTV system. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 메인 CCTV 카메라 장치는,
상기 광검출기에서 검출된 광신호를 전기적 신호로 복조하는 광복조부와,
상기 광복조부의 전기적 신호를 상기 통신 네트워크를 통해 상기 관제 시스템으로 전송하는 신호 접속부와,
상기 광검출기, 상기 메인 CCTV 카메라, 상기 광복조부, 상기 신호 접속부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는,
CCTV 시스템.The method of claim 1,
The main CCTV camera device,
An optical demodulator for demodulating the optical signal detected by the photodetector into an electrical signal;
A signal connection unit for transmitting an electrical signal of the optical demodulation unit to the control system through the communication network;
Further comprising a control unit for controlling the operation of the photodetector, the main CCTV camera, the optical demodulation unit, the signal connection unit,
CCTV system. 제 1 항에 있어서,
상기 서브 CCTV 카메라 장치가 다수 개 존재하는,
CCTV 시스템.The method of claim 1,
There are a plurality of sub-CCTV camera device,
CCTV system. 제 1 항에 있어서,
상기 관제 시스템은 경보가 발생하는 경우 관제 시스템 관리자의 개인 단말에 경보 메시지를 자동으로 전송하는,
CCTV 시스템.The method of claim 1,
The control system automatically transmits an alarm message to a personal terminal of a control system administrator when an alarm occurs,
CCTV system.
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