KR101293241B1

KR101293241B1 - 버블형 동작감지기

Info

Publication number: KR101293241B1
Application number: KR1020120056939A
Authority: KR
Inventors: 김동욱
Original assignee: 충남대학교산학협력단
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-08-09

Abstract

본 발명은 동작감지기의 송신기와 떨어진 특정 위치에 움직임을 감지하는 경계 버블막을 형성하는 버블형 동작감지기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 펄스발진기를 구동하는 펄스발생기, 상기 펄스발진기의 발진 신호를 설정된 동작 감지 거리에 대응하는 지연 시간만큼 가변 군지연하여 수신기로 제공하는 지연선로 및 상기 지연선로와 연결되어, 수신안테나로부터 수신되는 수신 신호와 상기 지연 시간만큼 지연된 상기 펄스발진기의 발진 신호를 혼합하여 제공하는 혼합기를 포함하여, 상기 지연 시간에 따른 동작 감지 거리에서 경계 버블막을 형성하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

버블형 동작감지기{Bubble-type motion detector}

본 발명은 감시 보안 환경에 설치되는 동작감지기에 관한 것으로 더 상세하게는 동작감지기의 송신기와 떨어진 특정 위치에서의 움직임을 감지하는 경계 버블막을 형성할 수 있는 버블형 동작감지기에 관한 것이다.

일반적으로 물체의 움직임을 감지하는 동작감지기는 적외선 감지기, 열선 감지기, 초음파 감지기, 마이크로파 감지기가 많이 이용되며, 보안 시스템이 설치되는 영역에 따라 다양한 동작감지기를 적용하게 된다.

열선 감지기는 주변에서 방사되는 열을 감지하여, 전기적인 신호로 변환시키는 방식으로 물체의 움직임을 감지하며, 초음파 감지기는 인간의 귀로 들을 수 없는 40kHz~250kHz 대역의 단일 주파수 펄스를 송신한 다음에 물체에서 반사된 동일 주파수 신호를 감지하여, 물체의 존재 및 거리를 계산한다.

또한, 마이크로파 감지기는 마이크로파를 송신한 후 해당 신호의 반사파를 감지하는 것으로 도플러 효과에 의하면 마이크로파의 반사체가 송신기와 가까워지거나 멀어지면 그 속도에 비례하여, 반사파의 주파수가 변하는 원리를 이용하여, 물체의 움직임 및 거리를 감지한다.

이러한 종래 동작감지기는 대한민국 공개특허 공보 제10-2000-0014633호(2000. 03. 15)에 기재된 방범 시스템에서의 사용자 자동 감지장치 및 방법과 같이, 감지 영역 내에 어떠한 움직임도 허용되지 않음에 따라 실내에서 외부의 침입만을 감지하고 실내의 모든 활동은 정상적으로 수행할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 종래 적외선 감지기를 포함하는 동작 감지기는 외부의 침입자를 감지하기 위해 건물 외부에 노출되도록 설치되어 외부 환경 조건에 영향을 많이 받아 감지 성능이 저하되며, 미관상 좋지 않은 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 공보 10-0553814B1, 2006. 02. 14, 7쪽 27줄 내지 29줄.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기의 목적은 수신기로 입력되는 신호를 특정 거리에 해당하는 지연 시간을 적용하여, 송신기와 특정 거리에 떨어진 위치에 경계 버블막을 형성할 수 있는 동작감지기를 제공하는데 있다.

다른 목적은, 시간폭제어기를 더 포함하여, 경계 버블막의 두께 즉, 동작 감지 구간을 가변 제어하는데 있다.

또 다른 목적은, 지연시간제어기를 더 포함하여, 경계 버블막의 형성 거리를 조절하는데 있다.

또 다른 목적은, 감지대상경로추적기를 더 포함하여, 경계 버블막을 가로 지르는 감지대상의 움직임을 추적하는데 있다.

본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 펄스발진기를 구동하는 펄스발생기, 상기 펄스발진기의 발진 신호를 설정된 동작 감지 거리에 대응하는 지연 시간만큼 가변 군지연하여 수신기로 제공하는 지연선로 및 상기 지연선로와 연결되어, 수신안테나로부터 수신되는 수신 신호와 상기 지연 시간만큼 지연된 상기 펄스발진기의 발진 신호를 혼합하여 제공하는 혼합기를 포함하여, 상기 지연 시간에 따른 동작 감지 거리에서 경계 버블막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 송신기의 펄스발진기를 구동하는 펄스발생기, 상기 펄스발생기의 펄스 신호를 동작 감지 거리에 대응하는 지연 시간만큼 지연하는 지연선로 또는 지연회로 및 수신기로 들어오는 신호를 지연선로 또는 지연회로에 의해 지연된 펄스신호에 의해 단속하는 스위치를 포함하여, 상기 지연 시간에 따른 동작 감지 거리에서 경계 버블막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기에 있어서, 펄스발생기는 상기 펄스발진기의 발진 신호의 시간 폭을 설정하는 시간폭제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기에 있어서, 발진 신호의 시간 폭은 상기 경계 버블막의 두께를 규정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 지연선로와 연결되어, 상기 동작 감지 거리에 해당하는 상기 지연 시간을 제어하는 지연시간제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 혼합기와 연결되어, 동작 감지 신호를 검출하는 적분기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 적분기와 연결되어, 동작 감지 신호의 움직임을 추적하는 감지대상경로추적기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 수신기로 입력되는 신호를 특정 거리에 해당하는 지연 시간을 적용하여, 송신기와 특정 거리에 떨어진 위치에 경계 버블막을 형성할 수 있는 동작감지기를 제공할 수 있으며, 이러한 경계 버블막을 기준으로 내부와 외부에 자유로운 움직임을 보장하여, 항시 경계 감시를 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 송신기와 일정 거리 떨어진 위치에 경계 버블막을 형성하고, 경계 버블막의 내부의 움직임을 허용할 수 있으므로 동작감지기를 건물 천장 및 벽면에 은닉하여 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시간폭제어기를 더 포함함으로써, 동작 감지기의 설치 목적 및 설치 공간을 고려하여, 경계 버블막의 두께 즉, 동작 감지 구간을 가변 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 지연시간제어기를 더 포함함으로써, 경계 감시 상황에 따라 경계 버블막의 형성 거리를 가변 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 감지대상경로추적기를 더 포함함으로써, 경계 버블막을 가로 지르는 최초 감지 대상 확인 이후, 경계 버블막의 위치를 이동하거나, 경계 버블막의 두께를 조절하여, 감지대상의 움직임을 추적할 수 있는 효과가 있다.

또한, 회로 구성이 간단하여 동작감지기를 소형화하기 용이하며, 가격경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 버블형 동작감지기의 첫 번째 실시예를 나타내는 구성도 및 동작 감지부의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 버블형 동작감지기에 있어서, 각 구성에서 출력되는 신호를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 버블형 동작감지기에 있어서, 수신기로 입력되는 다양한 신호를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 버블형 동작감지기에 있어서, 경계 버블막에서 감지하는 신호를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 버블형 동작감지기의 두 번째 실시예를 나타내는 도면.

이하, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기를 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.

[도 1]은 본 발명에 따른 버블형 동작감지기의 구성을 나타내는 첫 번째 실시예로, 시간폭제어기(5), 펄스생성기(10), 펄스발진기(20), 송신안테나(30), 지연선로(40), 지연시간제어기(45), 혼합기(60), 적분기(70) 및 감지대상경로추적기(80)을 포함한다.

상기 펄스발생기(10)에서 발생되는 펄스 신호에 의해 상기 펄스발진기(20)가 구동되며, 상기 펄스발진기(20)에서 출력되는 신호는 상기 송신안테나(30)를 통해 외부로 전송되며, 이때 전송되는 제1신호(S1)는 [도 2]의 S1과 같다.

이때 상기 제1신호(S1)는 △τ 의 시간 폭을 형성하게 되는데 본 발명에 따른 상기 시간폭제어기(5)는 상기 펄스발생기(10)와 연결되어, 시간 폭(△τ)을 가변 제어하는 역할을 한다.

상기 시간폭제어기(5)의 시간 폭 가변 제어는 후술에서 자세하게 설명하도록 한다.

상기 송신안테나(30)를 통해 외부로 송신된 제1신호(S1)는 반사체에 의해 반사되어, 상기 수신안테나(50)를 통해 제2신호(S2)로 수신되며, 이때 상기 제2신호(S2)는 지연 시간(τ1, τ2)의 정도에 따라 각각 수신되어, 상기 혼합기(60)에 입력된다.

또한, 상기 펄스발진기(20)에서 출력되는 신호는 상기 지연선로(40)에서 지연시간으로 변환된 제3신호(S3)로 상기 혼합기(60)에 입력된다.

본 발명에 있어서, 상기 지연선로(40)는 가변 군지연 특성을 가지며, 동작 감지 거리(R)에 대응하는 지연 시간(τ)만큼 제3신호(S3)를 가변하여, 제공하는 역할을 하며, 본 발명의 실시예에서는 상기 지연시간제어부(45)를 이용하여, 상기 지연선로(40)에 포함된 다이오드의 전압을 조절하여, 상기 지연 시간(τ)을 제어하였다.

상기 지연 시간(τ)을 가변함으로써, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기의 경계 버블막(100)이 형성되는 위치를 가변할 수 있다.

상기 혼합기(60)는 상기 제2신호(S2)와 상기 제3신호(S3)를 혼합한 신호를 제공하는 역할을 하며, 본 발명에 있어서, 상기 혼합기(60)를 통해 출력되는 제4신호는 군지연 특성에 의해 특정 거리 즉, 송신기로부터 상기 지연 시간(τ)에 해당하는 동작 감지 거리(R)에서 경계 버블막(100)을 형성할 수 있게 되는 것이다.

이를 자세하게 설명하면, [도 3]에 도시된 (a) 신호는 상기 지연선로(40)에 의해 지연 시간(τ)만큼 지연되어 입력되는 신호를 나타내며, 이때 상기 지연 시간(τ)은 [도 1]의 경계 버블막(100)이 형성되는 위치 즉, 동작 감지 거리(R)를 가변하는 변수가 되며, 이러한 지연 시간(τ)은 상기 [도 1]에 도시된 상기 지연시간제어기(45)를 통해 가변 제어된다.

즉, 상기 지연시간제어기(45)를 통해 지연 시간(τ)을 가변함으로써, 상기 경계 버블막(100)의 위치를 제어할 수 있으므로, 감시 영역을 고려하여, 송신기의 위치를 기준으로 상기 경계 버블막(100)의 위치를 이동시킬 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 경계 버블막(100)의 위치 즉, 동작 감지 거리(R)는 [수학식 1]에 의해 산출된다.

여기서, R은 감지거리, c는 진공에서의 빛 속도, τ는 지연 시간.

본 발명에 있어서, 상기 시간 폭(△τ)은 상기 경계 버블막(100)의 감지 영역의 감지 폭(△R)을 가변하는 변수가 되며, 상기 시간 폭(△τ)은 상기 펄스발생기(10)와 연결된 시간폭제어기(5)를 통해 가변 제어된다.

이처럼 상기 시간폭제어기(5)를 통해 시간 폭(△τ)을 가변함으로써, 상기 경계 버블막(100)의 감지 폭(△R)의 가변 제어가 용이하며, 경계 상황 및 경계 목적에 따라 상기 경계 버블막(100)의 감지 폭(△R)을 결정할 수 있는 것이다.

[도 3]의 (b)와 같이, 동작감지기의 수신기에 τ1의 지연 시간과 대응되는 거리에 있는 물체를 감지한 신호가 입력되거나, (d)와 같이 τ2의 지연 시간과 대응되는 거리에 있는 물체를 감지한 신호가 입력되는 경우, 이러한 지연 시간은 감지 영역(R)에 대응하는 거리에 해당하지 않으므로 감지 신호를 무시하게 된다.

하지만, (c)는 τ2와 τ1 사이에 해당하는 거리에 있는 물체에 의해 반사되어 들어오는 신호로 △τ의 지연 시간 만큼의 거리를 차이를 나타내며, 이는 (a)의 신호와 일치하므로 상기 혼합기(60)를 통해 저주파 신호를 생성하게 되는 것이다.

또한 [도 1]에 도시된 상기 적분기(70)를 통해 검출된 동작 감지 신호는 상기 감지대상경로추적기(80)에 전달된다.

상기 감지대상경로추적기(80)는 동작 감지 신호의 움직임을 추적하는 역할을 하며, 상기 경계 버블막(100)을 가로 지르는 최초 감지 대상 확인 이후, 경계 버블막의 위치를 이동하거나, 경계 버블막(100)의 두께를 조절하여, 감지대상의 움직임을 추적하는 역할을 한다.

[도 4]는 본 발명에 따른 버블형 동작감지기에서 감지하는 신호의 개념을 설명하는 도면으로, 상기 경계 버블막(100)의 내부에서 수신된 물체 움직임 신호(a)와 상기 경계 버블막(100)의 외부에서 수신된 물체 움직임 신호(c)는 감지 대상에서 제외되며, 상기 경계 버블막(100)을 통과하는 물체 움직임 신호(b)만을 침입 대상 신호로 감지하는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 송신기를 기준으로 특정 동작 감지 거리(R)에 경계 버블막(100)을 형성하고, 상기 경계 버블막(100)의 내부 및 외부의 움직임을 허용함으로써, 상시 침입자 감시가 가능한 장점이 있으며, 전체 활동 공간에서 감지 영역이 차지하는 비중을 조절할 수 있는 장점이 있다.

[도 5]는 본 발명에 따른 버블형 동작감지기의 두 번째 실시예를 나타내는 구성도로, 펄스발생기(10)에 지연선로(40) 또는 지연회로가 연결되어, 상기 펄스발생기(10)에서 발생되는 펄스 신호를 동작 감지 거리에 대응하는 지연 시간만큼 직접적으로 지연하도록 하는 것이 특징이다.

또한, 수신기는 첫 번째 실시예의 상기 혼합기(60) 대신 상기 지연선로(40)와 연결된 스위치(90)를 포함하여, 지연 펄스에 의해 수신신호를 단속할 수 있다.

상기 스위치부(90)에 의해 수신된 신호는 적분기(70)를 통해 동작 감지 신호가 검출되고, 검출된 동작 감지 신호는 상기 감지대상경로추적기(80)에 전달된다.

이처럼 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 다수의 안테나를 사용하지 않고, 아날로그 전압 또는 디지털 신호를 상기 지연선로(40)에 인가하여, 군지연 시간을 가변함으로써, 상기 경계 버블막(100)을 쉽게 이동 시킬 수 있으며 상기 펄스발진기(20)의 펄스 폭을 가변 제어함으로써, 경계 버블막(100)의 두께를 조정할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 버블형 동작감지기를 적용할 경우, 경계 버블막 내에 움직임을 허용함으로써, 실내에 사람이 있는 경우에도 보안 시스템을 정상적으로 구동할 수 있으며, 외부로부터의 침입만을 감지하는데 효과적이며, 실내 천장 속 또는 시설물 내에 은닉이 가능하여, 미관을 해칠 우려를 방지할 수 있다.

또한, 간소화된 회로의 구현이 가능함에 따라 종래 동작감지기에 비해 소형화할 수 있으며, 이와 더불어 동작감지기 생산에 따른 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 장점이 있다.

나아가 본 발명에 따른 버블형 동작감지기는 자동 출입문 통제, 건물 출입 자 유무에 따른 조명 통제, 철길 또는 건널목의 보행자 감지, 군경계지역에서의 침입자 감지 등 보안 시스템에 폭넓게 적용이 가능하다.

이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 버블형 동작감지기로 구현할 수 있다.

5 : 시간폭제어기
10 : 펄스생성기
20 : 펄스발진기
30 : 송신안테나
40 : 지연선로
45 : 지연시간제어기
60 : 혼합기
70 : 적분기
80 : 감지대상경로추적기
90: 스위치
100 : 경계 버블막
R : 감지거리

Claims

펄스발진기를 구동하는 펄스발생기;
상기 펄스발진기의 발진 신호를 설정된 동작 감지 거리에 대응하는 지연 시간만큼 가변 군지연하여 수신기로 제공하는 지연선로 및
상기 지연선로와 연결되어, 수신안테나로부터 수신되는 수신 신호와 상기 지연 시간만큼 지연된 상기 펄스발진기의 발진 신호를 혼합하여 제공하는 혼합기를 포함하여, 상기 지연 시간에 따른 동작 감지 거리에서 경계 버블막을 형성하는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
송신기의 펄스발진기를 구동하는 펄스발생기;
상기 펄스발생기의 펄스 신호를 동작 감지 거리에 대응하는 지연 시간만큼 지연하는 지연선로 및
상기 펄스발진기에서 송신되어 반사된 수신신호를 단속하는 스위치를 포함하여, 상기 지연 시간에 따른 동작 감지 거리에서 경계 버블막을 형성하는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 펄스발생기는 상기 펄스발진기의 발진 신호의 시간 폭을 설정하는 시간폭제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
제3항에 있어서,
상기 발진 신호의 시간 폭은,
상기 경계 버블막의 두께인 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지연선로와 연결되어, 상기 동작 감지 거리에 해당하는 상기 지연 시간을 제어하는 지연시간제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
제5항에 있어서,
상기 동작 감지 거리는 [수학식 1]로 산출되는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
[수학식 1]
R=(c×τ/2) 여기서, R은 감지거리, c는 진공에서의 빛 속도, τ는 지연 시간을 나타냄.
제1항에 있어서,
상기 혼합기와 연결되어, 동작 감지 신호를 검출하는 적분기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
제2항에 있어서,
상기 스위치와 연결되어, 동작 감지 신호를 검출하는 적분기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 적분기와 연결되어, 동작 감지 신호의 움직임을 추적하는 감지대상경로추적기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버블형 동작감지기.