KR101275764B1

KR101275764B1 - 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치

Info

Publication number: KR101275764B1
Application number: KR1020110117676A
Authority: KR
Inventors: 최형림; 김재중; 이재기; 홍순구; 김채수; 곽광훈; 이강배; 이은규; 손정락; 최성필; 문영식; 신중조; 이진욱; 손희목
Original assignee: 동아대학교 산학협력단
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-06-17
Also published as: KR20130052302A

Abstract

본 발명은 컨테이너의 도어와 측벽 사이에 설치되어 컨테이너를 송화지에서 수화지로 이송하는 과정에서 컨테이너 도어의 개폐 여부를 감지하고, 이를 무선 통신을 통해 컨테이너 보안 시스템에 전송하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치는, 컨테이너 내부에서 컨테이너 도어와 측벽 사이에 고정되게 설치되며, 컨테이너 도어의 개폐 상태를 센싱하기 위한 센싱유닛과, 외부와의 무선 통신을 수행하는 통신모듈이 내설된 본체와: 상기 본체 내측에 설치되며, 상기 본체의 통신모듈에 연결되는 안테나 신호케이블이 통과하는 본체연결부와; 내측 단부가 상기 본체연결부에 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 설치되고, 외측 단부가 상기 컨테이너 도어와 측벽 사이의 공간을 통해 외부로 노출된 상태를 유지하도록 되어, 컨테이너 도어의 개폐에 따라 회전 운동하는 안테나 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치{Apparatus for Sensing Closing and Opening of Container Door for Container Security}

본 발명은 컨테이너 보안 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨테이너의 도어와 측벽 사이에 설치되어 컨테이너를 송화지에서 수화지로 이송하는 과정에서 컨테이너 도어의 개폐 여부를 감지하고, 이를 무선 통신을 통해 컨테이너 보안 시스템에 전송하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치에 관한 것이다.

컨테이너(container)는 화물을 능률적이고 경제적으로 수송하기 위해 사용하는 상자형 용기로, 국제표준화기구(ISO)에서는 프레이트 컨테이너(freight container), 미국규격협회(ANSI)에서는 카고 컨테이너(cargo container)라는 말을 사용한다.

이와 같은 컨테이너를 이용한 화물 운송은 화물 적입, 트럭운송, 게이트 인, 선적, 항해, 하선, 게이트 아웃, 트럭운송, 하역 등의 여러 단계를 거쳐 이루어지고 운송기간 또한 수개월에 걸쳐 이루어진다.

이와 같은 컨테이너를 이용한 화물 운송 과정에서 컨테이너 및 그 내용물의 안전을 모니터링 할 수 있는 메커니즘은 아주 중요한 문제로 대두되고 있다. 최근들어 컨테이너를 추적하거나, 봉안상태를 파악하거나, 내부상태 등을 파악하기 위해서 컨테이너 도어의 개폐를 감지하고, 이를 무선통신으로 컨테이너 보안 시스템의 서버로 전송하는 무선장치를 적용하는 경우가 있다.

그러나, 종래의 컨테이너 보안용 무선장치들은 외부인에 의한 파손을 방지하기 위하여 컨테이너의 내부에 설치되는데, 이 경우 금속으로 이루어진 컨테이너의 벽체가 통신을 방해하는 요소로 작용하여 무선통신이 원활하게 이루어지지 못하게 되는 문제가 있었다.

이에 무선장치를 컨테이너 내부에 설치하되, 무선장치의 안테나를 컨테이너 도어와 측벽 사이의 틈새를 통해 외부로 인출하여 설치한 구조의 무선장치가 개발되었다.

하지만, 이와 같이 안테나가 컨테이너 내부에서 외부로 인출된 구조를 갖는 종래의 무선장치는 컨테이너 도어를 여닫는 과정에서 안테나가 충격에 의해 파손되는 현상이 자주 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 본체는 컨테이너 내부에 설치되고 안테나는 컨테이너 외부에 위치되도록 한 상태에서 컨테이너의 도어를 개폐할 때 강한 충격 하중에 가해지더라도 파손이나 손상없이 안정된 상태를 유지할 수 있는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 컨테이너 내부에서 컨테이너 도어와 측벽 사이에 고정되게 설치되며, 컨테이너 도어의 개폐 상태를 센싱하기 위한 센싱유닛과, 외부와의 무선 통신을 수행하는 통신모듈이 내설된 본체와: 상기 본체 내측에 설치되며, 상기 본체의 통신모듈에 연결되는 안테나 신호케이블이 통과하는 본체연결부와; 내측 단부가 상기 본체연결부에 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 설치되고, 외측 단부가 상기 컨테이너 도어와 측벽 사이의 공간을 통해 외부로 노출된 상태를 유지하도록 되어, 컨테이너 도어의 개폐에 따라 회전 운동하는 안테나 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 안테나 지지부가 본체연결부에 대해 회전이 가능하게 구성되어 있으므로 컨테이너 도어가 빠른 속도로 닫혀 안테나 지지부의 외면에 큰 충격 하중이 가해지더라도 안테나 지지부가 자연스럽게 회전하여 손상되거나 파손되는 현상은 발생하지 않으며, 상기 안테나 지지부의 외측 단부가 안정적으로 컨테이너의 외측에 노출된 상태를 유지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 컨테이너 도어 개폐 감지장치의 일부 구성을 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 컨테이너 도어 개폐 감지장치가 컨테이너 내부에 장착된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1의 컨테이너 도어 개폐 감지장치의 횡단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 컨테이너 도어의 개폐 작동에 따른 본 발명의 컨테이너 도어 개폐 감지장치의 작동을 순차적으로 나타낸 요부 횡단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치는 컨테이너 내부에서 컨테이너 도어(1)와 측벽(2) 사이에 고정되게 설치되는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 슬라이딩 가능하게 설치된 본체연결부(20)와, 상기 본체연결부(20)에 수직한 힌지축(40)을 중심으로 회전가능하게 연결되어 컨테이너 도어(1)의 개폐에 따라 회전 운동하며 외측 단부에 외부와의 무선통신을 위한 안테나(33)가 구비되어 있는 안테나 지지부(30)를 포함한다.

상기 본체(10)는 대략 'ㄷ'자 형태를 가지며, 컨테이너의 측벽(2)과 연접하고 있는 컨테이너 도어(1)의 세로 프레임(1a)에 고정된다. 상기 본체(10)를 컨테이너 도어(1)에 고정시키기 위하여 본체(10)의 일면에는 복수개의 자석(12)이 구비되나, 이외에도 별도의 클램핑 기구나 볼트 등의 체결수단을 이용하여 본체(10)를 컨테이너 도어(1)가 고정되게 설치할 수 있다.

상기 본체(10) 내부에는 컨테이너 도어(1)의 개폐를 감지하기 위한 센싱유닛과, 외부의 컨테이너 보안 시스템의 서버나 RFID 리더기 등과 통신하기 위한 통신모듈(15), 배터리, 전원 온/오프(on/off) 버튼, 상태 표시용 LED 등이 구성된다. 상기 통신모듈(15)은 RFID 통신모듈, WCDMA, GSM, GLONASS, GPS 등이 선택적으로 또는 통합되어 구성될 수 있다.

상기 본체연결부(20)는 상기 통신모듈(15)과 안테나(33)를 연결하는 안테나 신호케이블(22)이 통과하는 합성수지 재질의 사각 플레이트로 이루어지며, 상기 본체(10)에 측방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이 실시예에서 본체연결부(20)는 상기 본체(10)에 측방향으로 개방되게 형성된 가이드홈(11) 내측에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되며, 상기 가이드홈(11) 내측에는 본체(10)에 대해 상기 본체연결부(20)에 외측방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재(50)가 설치된다. 상기 탄성부재(50)는 압축코일스프링 등을 이용하여 구성할 수 있다.

이와 같이 본체연결부(20)가 본체(10)의 가이드홈(11) 내측에서 탄성부재(50)에 의해 탄성적으로 지지되므로, 컨테이너 도어(1)의 개방시 본체(10)와 컨테이너 측벽(2) 간의 거리가 멀어지게 되면, 본체연결부(20)가 탄성력에 의해 자동으로 본체(10) 외측으로 슬라이딩하여 인출되고, 컨테이너 도어(1)가 폐쇄될 때에는 본체연결부(20)의 외측 단부가 컨테이너 측벽(2)에 의해 탄성부재(50)의 탄성력을 이기고 본체(10) 내측으로 밀려 들어오게 된다.

상기 안테나 지지부(30)는 내측면이 컨테이너 측벽(2)과 컨테이너 도어(1) 사이의 가스켓(3)과 밀착되며, 외측 단부는 상기 가스켓(3)의 끝단부를 밀고 나와 컨테이너의 외부로 노출된 상태를 유지한다. 상기 안테나 지지부(30)의 외측 단부에는 외부의 컨테이너 보안 시스템과 무선통신을 수행하기 위한 안테나(33)가 내장된다. 여기서, 상기 안테나(33)는 인쇄회로기판(PCB)에 GSM/WCDMA 안테나 및/또는 GPS/GLONASS 안테나가 실장된 구조로 이루어진다. 상기 안테나 지지부(30)가 컨테이너 도어(1)의 개폐 동작에 따라 회전 운동할 때 안테나 지지부(30)의 외측 단부가 외부로 노출된 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하기 위하여 안테나 지지부(30)의 외측부는 절곡 형성됨이 바람직하다.

상기 안테나 지지부(30)는 일단이 상기 본체연결부(20)에 힌지축(40)에 의해 상대 회전 가능하게 연결되며, 상기 본체연결부(20)를 통해 연장된 안테나 신호케이블(22)이 수용되는 사각플레이트 형태로 이루어질 수 있다.

상기 안테나 지지부(30)는 단일체로 이루어질 수도 있지만, 이 실시예와 같이 상기 본체연결부(20)의 외측 단부에 힌지축(40)에 의해 회전 가능하게 연결되는 힌지부재(32)와, 상기 힌지부재(32)에 고정되게 결합되는 커버부재(31)로 이루어질 수 있다. 상기 커버부재(31)의 외측 단부에는 상기 안테나(33)가 내장된다.

한편, 상기 본체(10)에 구성되는 도어 개폐 감지를 위한 센싱유닛은 상기 본체연결부(20)에 설치되어 본체연결부(20)의 이동에 따라 위치가 가변되는 자성체(16)와, 상기 본체(10) 내부에 측방향으로 일정 간격으로 배치되어 상기 자성체(16)와의 상대 위치에 따른 자기장 변화에 의해 컨테이너 도어(1)의 개폐를 감지하게 되는 복수개의 리드센서(17)(reed sensor)를 포함한 구성으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 센싱유닛이 자성체(16)와 복수개의 리드센서(17)로 구성될 경우, 비접촉 방식으로 컨테이너 도어(1)의 개폐를 감지할 수 있으므로 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 컨테이너 도어 개폐 감지 장치는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 도 5a에 도시된 것과 같이 컨테이너 도어(1)를 완전 개방한 상태에서 본체(10)의 오목한 부분에 컨테이너 도어(1)의 세로 프레임(1a)이 삽입되도록 하면, 본체(10)에 설치된 자석(12)에 의해 본체(10)가 컨테이너 도어(1)에 고정된다. 이 때, 안테나 지지부(30)의 외측 단부가 컨테이너 도어(1)의 세로 프레임(1a)과 측벽(2) 사이의 가스켓(3)을 밀고 나와 컨테이너의 외부로 노출되도록 한다.

이 상태에서 컨테이너 도어(1)를 닫으면, 도 5b 및 도 5c에 차례로 도시된 것과 같이 안테나 지지부(30)의 외측면은 컨테이너 측벽(2)에 접촉됨과 동시에 본체연결부(20)의 외측 단부는 컨테이너 측벽(2)에 접촉하게 된다. 이 때, 상기 안테나 지지부(30)는 본체연결부(20)에 대해 힌지축(40)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있으므로 컨테이너 도어(1)가 점진적으로 폐쇄됨에 따라 안테나 지지부(30)가 본체연결부(20)에 대해 자연스럽게 회전하게 된다. 그리고, 본체연결부(20)는 탄성부재(50)의 탄성력을 이기고 본체(10)의 가이드홈(11) 내측방향으로 슬라이딩하여 본체(10) 내측으로 삽입된다.

도 5d에 도시한 것과 같이 컨테이너 도어(1)가 완전히 폐쇄되면, 상기 안테나 지지부(30)의 외측면은 컨테이너 측벽(2)에 밀착되고 내측면은 가스켓(3)의 내측부에 밀착되며, 본체연결부(20)는 본체(10)의 가이드홈(11) 내측으로 완전히 삽입된 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 본 발명의 컨테이너 도어 개폐 감지장치는 상기 안테나 지지부(30)가 본체연결부(20)에 대해 회전이 가능하게 구성되어 있으므로 컨테이너 도어(1)가 빠른 속도로 닫혀 안테나 지지부(30)의 외면에 큰 충격 하중이 가해지더라도 안테나 지지부(30)가 자연스럽게 회전하여 손상되거나 파손되는 현상은 발생하지 않으며, 상기 안테나 지지부(30)의 외측 단부가 안정적으로 컨테이너의 외측에 노출된 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 상술한 것과 같이 컨테이너 도어(1)가 폐쇄된 상태에서 상기 안테나 지지부(30)는 외부로 노출된 상태이므로 본체(10)에 내장된 통신모듈(15)은 상기 안테나 지지부(30)를 통해 외부의 컨테이너 보안 시스템과 원활한 무선통신을 수행할 수 있다.

컨테이너의 운송 중 컨테이너 도어(1)를 개방하게 되면, 이전과는 반대로 본체(10)와 컨테이너 측벽(2) 간의 거리가 점차적으로 멀어지게 되고, 본체연결부(20)가 탄성부재(50)의 탄성력에 의해 본체(10)의 외측 방향으로 슬라이딩하게 밀려나오게 된다(도 5c 및 도 5b 참조). 이에 따라 본체연결부(20)의 외측 단부는 컨테이너 측벽(2)에 탄력적으로 접촉된 상태를 유지하게 된다. 또한, 상기 안테나 지지부(30)는 본체연결부(20)에 대해 힌지축(40)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있으므로 컨테이너 도어(1)가 점진적으로 개방됨에 따라 안테나 지지부(30)가 본체연결부(20)에 대해 자연스럽게 회전하게 된다.

이와 같이 컨테이너 도어(1)가 개방됨에 따라 본체연결부(20)는 외측방향으로 슬라이딩하게 되고, 본체연결부(20)에 부착된 자성체(16)의 위치가 가변된다. 이에 따라 상기 본체(10)에 부착된 복수개의 리드센서(17)들이 자기장의 변화를 감지하여 컨테이너 도어(1)의 개방을 감지하게 되고, 본체(10)의 통신모듈(15)은 무선통신을 통해 컨테이너 도어(1)의 개방 상태를 외부의 컨테이너 보안 시스템의 서버 등으로 전송한다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1 : 컨테이너 도어 1a : 세로 프레임
2 : 컨테이너 측벽 3 : 가스켓
10 : 본체 11 : 가이드홈
12 : 자석 15 : 통신모듈
20 : 본체연결부 22 : 안테나 신호케이블
30 : 안테나 지지부 31 : 힌지부재
32 : 커버부재 33 : 안테나
40 : 힌지축 50 : 탄성부재

Claims

컨테이너 내부에서 컨테이너 도어(1)와 측벽(2) 사이에 고정되게 설치되며, 컨테이너 도어의 개폐 상태를 센싱하기 위한 센싱유닛과, 외부와의 무선 통신을 수행하는 통신모듈(15)이 내설된 본체(10)와:
상기 본체(10) 내측에 설치되며, 상기 본체(10)의 통신모듈(15)에 연결되는 안테나 신호케이블(22)이 통과하는 본체연결부(20)와;
내측 단부가 상기 본체연결부(20)의 일단부에 힌지축(40)을 중심으로 회전 가능하게 설치되고, 외측 단부에 외부와 무선통신을 수행하기 위한 안테나(33)가 설치되며, 상기 안테나(33)가 설치된 외측 단부가 상기 컨테이너 도어(1)와 측벽(2) 사이의 공간을 통해 외부로 노출된 상태를 유지하도록 되어, 상기 컨테이너 도어(1)의 개폐에 따라 회전 운동하는 안테나 지지부(30)를 포함하며;
상기 본체연결부(20)는 본체(10) 내측에 측방향으로 개방되게 형성된 가이드홈(11) 내측에 수용되어 가이드홈(11)을 따라 측방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되며;
상기 본체연결부(20)에 자성체(16)가 설치되고, 상기 본체(10) 내부에는 상기 본체연결부(20)의 슬라이딩 이동에 따른 자성체(16)와의 상대 위치에 의해 컨테이너 도어(1)의 개폐를 감지하게 되는 복수개의 리드센서(17)(reed sensor)가 일정 간격으로 설치되어 센싱유닛을 구성하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치.
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제1항에 있어서, 상기 본체(10) 내에 설치되어, 상기 본체연결부(20)에 외측방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나 지지부(30)의 외측 단부는 임의의 각도로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치.
제1항에 있어서, 상기 본체연결부(20)는 상기 통신모듈(15)과 상기 안테나(33)를 연결하는 안테나 신호케이블(22)이 통과하는 합성수지 재질의 사각 플레이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치.
제5항에 있어서, 상기 안테나 지지부(30)는 일단이 상기 본체연결부(20)의 외측 단부에 힌지축(40)에 의해 회전 가능하게 연결되는 힌지부재(32)와, 내측 단부가 상기 힌지부재(32)에 고정되게 결합되며 외측 단부에 안테나(33)가 내장된 커버부재(31)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치.
제6항에 있어서, 상기 커버부재(31)의 외측 단부는 임의의 각도로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 컨테이너 보안용 컨테이너 도어 개폐 감지장치.
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