KR101320339B1 - 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템 - Google Patents

전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템은, 송/배전 선로 상에 탈/부착 가능하게 설치되고, 전자기 유도 방식으로 전원을 생성하는 발전용 CT 코어; 상기 발전용 CT 코어에서 발생된 교류 전원을 직류 전압으로 변환하는 전력 변환부와; 상기 전력 변환부에서 변환된 전원을 공급받아 보안 동영상을 촬영하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈에서 촬영된 동영상의 영상 및 음성 데이터를 외부로 전송하는 무선 통신 모듈; 및 상기 카메라 모듈에서 촬영되는 동영상의 흔들림을 보정하는 평형 유지 모듈;을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 배전선로에 흐르는 전류로부터 전자기 유도 방식을 통해 주 전원을 생성하는 탈부착 가능한 전원 장치를 보안카메라 시스템에 주 전원으로 공급함으로서 전원을 확보하기 위한 시공 시간 및 비용을 단축하여, 생산성을 향상 시킬수 있다.

Description

전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템{Security camera system using of electromagnetic inductive power supply}
본 발명은 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템에 관한 것으로, 특히 보안 카메라 설치시 선로의 유도 기전력을 이용하여 전원을 제공함으로써 별도의 전원 공급을 위한 전원 공사를 수행하지 않아 비용을 절감하고, 감시 영역에 따른 설치 장소를 손쉽게 변경할 수 있는 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 보안시스템이란 건물의 출입문, 회사의 내부에서 주요 위치, 지하주차장, 가정주택의 현관문 등과 같이 보안 카메라 시스템에 필요한 전원이 용이하게 확보될 수 있는 지역에서는 전원 확보에 별다른 문제가 없지만, 일반 도로 혹은 산책로 혹은 최근에 문제가 되고 있는 올레길 등의 지역에서는 이러한 보안 시스템에 전력을 확보하기 위한 별도의 대단위 전원 수급을 위한 별도의 공사를 수행하여야 한다.
또한, 일반 산업 분야 혹은 군사 분야에서도 이러한 보안 카메라의 수요는 증가하고 있는 추세이나 이러한 전원 확보 문제는 전체 시스템을 구성하기 위한 소요 경비에서 대부분을 차지하고 있는 실정이다.
특히 도시화 및 스마트 그리드(Smart Grid) 시스템이 진행됨에 따라 일반적으로 카메라시스템에서 필요로 하는 220V 전원을 외부에서 확보하는 것이 어려워 지고, 이를 위해서 별도의 시공 공사를 필요로 한다는 점에서 더욱 이러한 전원 확보 문제는 심각한 문제로 등장하고 있다.
보안 카메라 및 시스템은 지속적으로 발전하고 또한 적용하고자 하는 개소들은 급격히 증가하고 있으나, 이러한 필요한 전원을 원활히 확보할 수 있는 방안이 해결되지 않으면 막대한 예산을 전원확보에 선 투여해야 한다는 것을 전제하게 됨으로서, 실제 시스템으로 구현하는데 걸림돌로 작용할 것으로 하기와 같은 문제점이 발생 된다.
첫째, 보안 카메라의 동작 전원을 확보하기 위해 사전에 전원 공급과 관련된 시공관련 비용이 증가하는 문제점이 있다.
둘째, 보안 카메라의 위치 변경이 요구되는 경우에도 설치 및 철거 관련된 시공 비용이 증가하는 문제점이 있다.
셋째, 적용 개소 분야의 증대로 인해 일반 전원(220V) 가 준비되지 않은 고압 전선만 존재하는 경우에는 별도의 변압기 등을 준비해야 하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 보안 카메라 설치시 선로의 유도 기전력을 이용하여 전원을 제공함으로써 별도의 전원 공급을 위한 전원 공사를 수행하지 않아 비용을 절감하고, 감시 영역에 따른 설치 장소를 손쉽게 변경할 수 있는 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템은, 송/배전 선로 상에 탈/부착 가능하게 설치되고, 전자기 유도 방식으로 전원을 생성하는 발전용 CT 코어; 상기 발전용 CT 코어에서 발생된 교류 전원을 직류 전압으로 변환하는 전력 변환부와; 상기 전력 변환부에서 변환된 전원을 공급받아 보안 동영상을 촬영하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈에서 촬영된 동영상의 영상 및 음성 데이터를 외부로 전송하는 무선 통신 모듈; 및 상기 카메라 모듈에서 촬영되는 동영상의 흔들림을 보정하는 평형 유지 모듈;을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 카메라 모듈에서 촬영된 동영상을 외부로 전송하기 위한 영상 데이터 및 음성 데이터로 신호 처리하는 신호 처리부를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 발전용 CT 코어는 무접점 형식으로 독립 전원을 발생시키는 것을 특징으로 하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 발전용 CT 코어는 필요 전력량에 따라 복수 개로 형성되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 발전용 CT 코어는 각각 내부에 코어와 코일이 설치되는 탑 어셈블리; 상기 탑 어셈블리와 대응되는 바텀 어셈블리; 상기 탑 어셈블리 및 상기 바텀 어셈블리가 상호 회동 결합되는 힌지; 및 상기 탑 어셈블리 및 상기 바텀 어셈블리를 선택적으로 개폐하는 록 클립; 을 포함하는 구조물인 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 발전용 CT 코어 및 상기 전력 변환부는 상기 카메라 모듈, 상기 평형 유지 모듈 및 상기 무선 통신 모듈과 일체형 구조로 형성하거나 별도로 설치하여 상기 카메라 모듈, 상기 평형 유지 모듈 및 상기 무선 통신 모듈에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 발전용 CT 코어는 별도로 마련된 분리 장치의 제어에 의해 탈부착이 되는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 배전선로에 흐르는 전류로부터 전자기 유도 방식을 통해 주 전원을 생성하는 탈부착 가능한 전원 장치를 보안카메라 시스템에 주 전원으로 공급함으로서 전원을 확보하기 위한 시공 시간 및 비용을 단축하여, 생산성을 향상 시킬수 있다.
또한, 필요시 별도의 시공없이 카메라의 설치 장소를 배전선로가 있는 곳이면 임의로 변경 가능하게 함으로써 보안카메라의 확장성 및 안정성, 그리고 시공비 절감을 이룰 수 있으며, 선로전류가 약한 곳에서도 전원 CT 코어를 간단히 추가 함으로서 공급 전원을 증가시킬 수 있어 보안 카메라 시스템의 적용 개소를 극대화 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 상기 도 1의 결합 관계를 도시한 사시도.
도 3a 및 도 3는 상기 도 1의 분해 사시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 복수 개의 발전용 CT 코어가 구성된 보안 카메라 시스템을 도시한 도면.
도 5는 복수 개의 발전용 CT 코어가 선로에 장착되는 것을 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 상기 도 1의 결합 관계를 도시한 사시도이고, 도 3a 및 도 3는 상기 도 1의 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템(100)은, 송/배전 선로(160) 상에 탈/부착 가능하게 설치되고, 전자기 유도 방식으로 전원을 생성하는 발전용 CT 코어(110); 상기 발전용 CT 코어(110)에서 발생된 교류 전원을 직류 전압으로 변환하는 전력 변환부(120); 상기 전력 변환부에서 변환된 전원을 공급받아 보안 동영상을 촬영하는 카메라 모듈(150); 상기 카메라 모듈에서 촬영된 동영상의 영상 및 음성 데이터를 외부로 전송하는 무선 통신 모듈(140); 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영되는 동영상의 흔들림을 보정하는 평형 유지 모듈(130); 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 동영상을 외부로 전송하기 위한 영상 데이터 및 음성 데이터로 신호 처리하는 신호 처리부(145)를 포함하여 구성된다.
상기 발전용 CT 코어(110)는 전원을 공급하는 독립 전원을 의미하며, 외부의 전원 공급 없이 무접점 형식으로 전원을 발생시킨다. 상기 선로(W)(160)에 흐르는 전류에서 발생되는 유도 기전력을 활용하여 전류를 생성한다. 가령, 선로(W)(160)에 큰 전류가 흐르면 발전용 CT 코어(core)(110)에 암페어 법칙(ampere's law)의 오른손 법칙에 의해 자계가 발생하고, 코일(coil)에는 패러데이 법칙(faraday's law)에 의하여 유도 기전력이 발생함으로써, 전원이 발생한다. 즉, 선로(W)(160)의 큰 전류에 대해 비례하는 작은 전류가 발생하게 된다.
보다 구체적으로, 발전용 CT 코어(110)는, 코어(core: 보이지 않음)와 코어에 권선되는 코일(coil: 보이지 않음)로 구성되어, 코일의 권선 수에 따라 고 전압, 고 전류의 선로 전압을 저 전압, 저 전류로 변성시킬 수 있다. 본 발명의 경우 발전용 CT()는, 선로(W)에 탈/부착이 가능하도록 링(ring) 타입으로 하되, 클램프(clamp) 방식의 구조물로 제작될 수 있다.
이러한 상기 발전용 CT 코어(110)는 각각 내부에 코어와 코일이 설치되는 탑 어셈블리; 상기 탑 어셈블리와 대응되는 바텀 어셈블리; 상기 탑 어셈블리 및 상기 바텀 어셈블리가 상호 회동 결합되는 힌지; 및 상기 탑 어셈블리 및 상기 바텀 어셈블리를 선택적으로 개폐하는 록 클립을 포함한다. 각 어셈블리 내부에는 코어(core)와 코일(coil)이 포함되어 기전력을 발생시킨다.
이와 같은 구조물에 의하면, 각 CT가 탈부착 가능한 분리형으로 제작되기 때문에, 각 CT를 선로(W)에 추가로 증설하거나 반대로 교체를 위하여 제거할 필요가 있을 때 편리하다.
또한, 이러한 탈부착 가능한 발전용 CT 코어를 사용함으로써 도난의 위험으로부터 방지하기 위해 선로 전류가 흐르는 경우 코어의 자화를 제어하여 코어의 탈착이 가능 부분을 외부에서 별도로 관리하게 함으로서, 임의로 시스템의 탈부착이 불가능하다. 상기 발전용 CT 코어를 분리하기 위한 분리 장치가 별도로 마련되어 임의로 탈부착하지 못하도록 이를 제어할 수 있다.
다시 말해, CT 기반의 코어는 선로에 전류가 흐르면 기본적으로 전자석의 구조가 되기 때문에 일단 선로에 부착이 되면 물리적인 힘으로는 탈착이 거의 불가능하며, 이러한 CT 코어에 자화 제어를 위한 전기적인 제어를 하지 않으면, 정전이나, 비상 사태시 선로에 전류가 정전되는 경우를 제외하고 코어를 분리할 수 없다.
상기 전력 변환부(120)는 상기 발전용 CT 코어(110)의 전자기 유도에 의해 유도되어 출력되는 각각의 2차 전류를 제공받아 원하는 크기의 직류 전압로 변환하여 출력할 수 있다. 여기서, 전력 변환부(120)에는 정전시 비상 전원을 위하여 비상 배터리를 충전하는 시스템이 준비되어 있으며, 이 비상 배터리는 통신부가 긴급 신호를 호출하고, 비상시 최대 1 분 이내의 상황을 영상으로 전송할 수 있는 정도의 배터리 용량을 가지고 있다. 이는 향후 설치 지역에서의 비상상황에서의 기록을 보관하기 위해 사용될 수 있다.
상기 카메라 모듈(150)은 동영상을 실시간으로 촬영하여 얻어지는 영상 및 음성 데이터를 무선 통신 방식으로 전송하기 위한 영상 및 음성 신호에 필요한 신호 처리를 상기 신호 처리부(145)에서 처리하게 된다.
상기 무선 통신 모듈(140)은 독립 전원 형식의 발전용 CT(110)로부터 전력을 공급받으며 RF 송수신 유닛 및 WLAN 송수신 유닛 등을 포함할 수 있으며, 원격에서 무선 통신망을 이용하여 송/배전 선로(W)의 부하를 감시하는 원격 모니터링 감시 카메라 모듈은 보안 상태를 실시간으로 모니터링하여 영상 및 음성 데이터를 무선 통신망을 이용하여 전송할 수 있다. 여기서, RF 송수신 유닛은 근거리 통신을 위한 통신 모듈로서, 중파 대역을 사용하여 비교적 수 킬로미터 내외의 근거리에 위치한 시스템과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 반면, WLAN 송수신 유닛은 무선 인터넷 통신을 위한 통신 모듈로서, TCP/IP 통신 규격에 따라서 인접한 무선 AP(access point) 혹은 스마트폰(smart device)을 통해 무선 통합 시스템과 직접 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 평형 유지 모듈(130)은 선로의 흔들림에 대한 영상의 흔들림을 보정하기 위해 자이로스코프와 같은 평형 유지 장치를 적용할 수 있다.
또한, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 복수 개의 발전용 CT 코어가 구성된 보안 카메라 시스템을 도시한 도면이고, 도 5는 복수 개의 발전용 CT 코어가 선로에 장착되는 것을 도시한 도면이다.
도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하면, 구조물은 반드시 단수 개로 설치될 필요는 없으며, 발전용 CT(410)의 경우 전력을 공급하기 위하여 필요 한 수만큼 복수 개로 설치될 수 있다. 일 예로 3 개의 발전용 CT 코아를 설치하는 경우를 보여주고 있으며, 각 파트별 필요에 따라서 추가 및 삭제를 가능하게 할 수 있다.
보다 구체적으로, 설치하고자 하는 선로의 평균 선로 전류가 보안 카메라 시스템을 구동하기에 충분하지 않은 여기 전압이 발생하는 경우, 일반적인 배터리( battery)를 추가하는 것과 같은 방식으로 외부 전원용 CT를 간단히 추가 설치함으로써 전원 확보를 하는 일 예를 보여 주고 있다. 이를 통해서, 필요 최소한의 전력을 확보할 수 있으며, 설치 및 제거가 간편함으로써, 생산성을 극대화할 수 있다.
이때, 이론적으로는 이러한 발전용 CT 코아를 무한대로 설치 가능하지만 설치 상황에 따라서 그 숫자를 제한할 수도 있다. 즉, 부하에서 요구하는 전력의 크기에 따라 상기 발전용 CT 코아를 탈부착하여 장치에서 요구되는 적절한 전력이 출력될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 상기 발전용 CT 코아(410)는 카메라 모듈(450)과 떨어져 있는 곳에 설치함으로써 전원 장치와 카메라 장치를 별도로 설치할 수도 있다. 즉, 상기 발전용 CT 코어(410) 및 상기 전력 변환부(420)는 상기 카메라 모듈(450), 상기 평형 유지 모듈(430) 및 상기 무선 통신 모듈(440)과 일체형 구조로 형성하거나 도시되지 않았지만 별도로 설치하여 상기 카메라 모듈(450), 상기 평형 유지 모듈(430) 및 상기 무선 통신 모듈(440)에 전원을 공급할 수 있다. 즉, 보안 카메라 부분과 무선통신 모듈만을 일반 전원에 연결하여 일반적인 보안 카메라 역할을 수행할 수도 있거나, 발전용 CT 코어만을 별도로 설치하고, 그 외 부분은 고정부에 고정하여 사용할 수도 있다. 따라서, 설치 환경에 따라 전원부를 임의로 설치 가능하게 할 수 있게 하여 준다.
따라서, 본 발명에 따르면, 탈부착 가능한 CT 기반의 전원 공급 장치를 일반적인 전원과 함께 사용할 수 있도록 구비하여, 선로의 전압과 상관없이 전류가 흐르는 동안 안정적인 전원 확보가 가능하고, 이에 기반하여 보안 카메라 시스템을 구성할 수 있다.
이러한 시스템은 내부적으로 통신 모듈 및 관련 SW를 구동할 수 있는 중앙처리 장치를 구비함으로써 일반적인 응용 프로그램을 그대로 적용할 수 있으며, 향후 제품 업그레이드가 필요 한 경우에도 관련 부분만 교체가 가능해져, 유지 보수 비용 및 시스템 성능 개선시에도 그 비용을 대폭적으로 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110, 410 --- 발전용 CT 코어 120, 420 --- 전력 변환부
130, 430 --- 평형 유지 모듈 140, 440 --- 무선 통신 모듈
150, 450 --- 카메라 모듈 160, 460 --- 선로

Claims (7)

  1. 송/배전 선로 상에 탈/부착 가능하게 설치되고, 전자기 유도 방식으로 전원을 생성하는 발전용 CT 코어;
    상기 발전용 CT 코어에서 발생된 교류 전원을 직류 전압으로 변환하는 전력 변환부와;
    상기 전력 변환부에서 변환된 전원을 공급받아 보안 동영상을 촬영하는 카메라 모듈;
    상기 카메라 모듈에서 촬영된 동영상의 영상 및 음성 데이터를 외부로 전송하는 무선 통신 모듈; 및
    상기 카메라 모듈에서 촬영되는 동영상의 흔들림을 보정하는 평형 유지 모듈을 포함하고,
    상기 발전용 CT 코어는 무접점 형식으로 독립 전원을 발생시키며, 필요 전력량에 따라 복수 개로 형성되고, 상기 발전용 CT 코어는 각각 내부에 자화 코어와 코일이 설치되는 탑 어셈블리; 상기 탑 어셈블리와 대응되는 바텀 어셈블리; 상기 탑 어셈블리 및 상기 바텀 어셈블리가 상호 회동 결합되는 힌지; 및 상기 탑 어셈블리 및 상기 바텀 어셈블리를 선택적으로 개폐하는 록 클립을 포함하고,
    상기 발전용 CT 코어는 별도로 마련된 분리 장치의 전기적 제어에 의해 자화 코어를 탈부착하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라 모듈에서 촬영된 동영상을 외부로 전송하기 위한 영상 데이터 및 음성 데이터로 신호 처리하는 신호 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 발전용 CT 코어 및 상기 전력 변환부는 상기 카메라 모듈, 상기 평형 유지 모듈 및 상기 무선 통신 모듈과 일체형 구조로 형성하거나 별도로 설치하여 상기 카메라 모듈, 상기 평형 유지 모듈 및 상기 무선 통신 모듈에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 방식의 전원공급을 이용한 보안 카메라 시스템.
  7. 삭제
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