KR101621857B1 - 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법 - Google Patents

어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템은, 도어의 개방을 감지하며 출입문과 인접한 일정거리 이내에 존재하는 어린이의 유무 및 차량의 속도변화를 감지할 수 있는 적어도 두 개 이상의 감지센서를 구비하여 센서정보를 생성하는 복합센서모듈, 및 상기 복합센서모듈에서 생성되는 센서정보와 외부에서 입력되는 제어신호를 이용하여 상기 복합센서모듈의 동작유무를 판단하고 동작전원을 제어하는 지능형 센서제어모듈을 구비하며, 차량의 승하차 출입문 도어에 설치되는 어린이 감지용 센서단말장치와; 차량의 운전자석 전방에 설치되어 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈에서 생성되는 센서정보를 이용하여 운전자에게 응급상황을 자동으로 알릴 수 있으며, 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 지능형 센서제어모듈을 제어하기 위한 제어신호를 송신하는 운전자용 메인단말기;를 구비한다.
따라서, 본 발명은, 복합센서모듈 및 지능형 센서제어모듈을 구비한 어린이 감지용 센서단말장치 및 어린이 감지용 센서단말장치로부터 수신한 다양한 센서정보를 이용하여 운전자에게 안전사고 방지를 위한 응급정보를 제공하는 운전자용 메인단말기를 포함하여 어린이 통학용 차량에서 승하차시 문끼임 사고와 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법 { INTELLIGENT JAMMING PREVENTION SYSTEM OF VEHICLE FOR SCHOOL CHILDREN AND OPERATION METHOD}
본 발명은 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 복합센서모듈 및 지능형 센서제어모듈을 구비한 어린이 감지용 센서단말장치 및 운전자에게 안전사고 방지를 위한 응급정보를 제공하는 운전자용 메인단말기를 포함하여 어린이 통학용 차량에서 승하차시 문끼임 사고와 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법에 관한 것이다.
일반적으로 어린이 통학 버스로는 유아 교육법에 의한 유치원, 초중등 교육법에 의한 초등학교 및 특수학교, 영유아 보육법에 의한 보육시설, 학원의 설립, 운영 및 과외 교습에 관한 법률에 의하여 설립된 학원, 체육시설의 설치 및 이용에 관한 법률에 의하여 설립된 체육시설 등에서 어린이 통학 등에 이용되는 차량 등이 포함된다.
이러한 어린이 통학 버스는 어린이가 탑승한 차량의 특별 보호가 의무화되면서 어린이 통학 버스 특별 보호법으로 보호받고 있다. 즉, 어린이 통학 버스가 도로에 정차하여 어린이가 승·하차 중이라는 점멸등을 가동할 때 그 옆을 통과하는 차량의 운전자 등은 일시 정지하여 안전을 확인한 후 서행하도록 하고, 어린이 통학 버스가 어린이를 태우고 통행할 때에는 모든 차는 앞지르기를 하지 못하도록 하고 있다.
또한, 어린이 승하차시 발생하는 사고를 감소시키기 위하여 통학 버스 운행시 보육교사 등 영유아를 보호할수 있는 사람이 동승하도록 영유아 보육법 시행규칙에 규정하고 있고, 어린이 승하차 표시기를 통학 버스의 승강문(도어) 쪽에 설치하여 통학 버스의 승강문이 열리면 저절로 전개되도록 하여 어린이가 승하차 중임을 알려주어 옆에서 오는 오토바이나 자전거 등의 주행을 차단하는 방법들이 제안되었다.
그러나, 이러한 노력에도 불구하고, 해마다 어린이 통학 버스 사고는 지속적으로 발생하고 있다.
특히, 최근 들어 통학차량의 승하차시에 어린이의 가방이나 옷이 문틈에 끼여 어린이가 통학차량에 의해 일정거리를 끌려가거나 출입문 근처에 어린이가 있는 것을 모르고 운전자가 출발하여 안전사고가 빈번하게 발생하고 있어 이에 대한 보완책이 시급한 실정이다.
한편, 어린이 통학용 차량의 문끼임 방지를 위한 종래기술로서 버스나 지하철등에서 사용하는 차량본체와 차문 사이에 압력센서를 장착하여 감지하는 기술이 있었으나 이와 같은 기술은 옷이나 가방 끈과 같은 미세한 압력변화를 감지할 수 없으며, 출입문 근처 위험범위 내에 어린이가 있더라도 감지할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 승합차의 전후좌우면에 열감지센서를 장착하고 열감지센서에 어린이가 접근했을 때 경고음으로 위험을 알리는 기술이 있었으나, 이와 같이 단일의 센서만을 사용하는 기술은 외부환경의 영향으로 오류가 발생하는 경우가 많고 감지거리가 제한되어 실효성이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 어린이용 통학차량에서 승하차시 문끼임 사고와 같은 안전사고를 미연에 효과적으로 방지할 수 있는 현실적이고도 활용도가 높은 기술이 절실히 요구되는 실정이다.
특허공개공보 KR 10-2013-0041862호 2013.04.25.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 복합센서모듈 및 지능형 센서제어모듈을 구비한 어린이 감지용 센서단말장치 및 어린이 감지용 센서단말장치로부터 수신한 다양한 센서정보를 이용하여 운전자에게 안전사고 방지를 위한 응급정보를 제공하는 운전자용 메인단말기를 포함하여 어린이 통학용 차량에서 승하차시 문끼임 사고와 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 지능형 문끼임 방지 시스템 및 동작방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템은, 도어의 개방을 감지하며 출입문과 인접한 일정거리 이내에 존재하는 어린이의 유무 및 차량의 속도변화를 감지할 수 있는 적어도 두 개 이상의 감지센서를 구비하여 센서정보를 생성하는 복합센서모듈, 및 상기 복합센서모듈에서 생성되는 센서정보와 외부에서 입력되는 제어신호를 이용하여 상기 복합센서모듈의 동작유무를 판단하고 동작전원을 제어하는 지능형 센서제어모듈을 구비하며, 차량의 승하차 출입문 도어에 설치되는 어린이 감지용 센서단말장치와; 차량의 운전자석 전방에 설치되어 상기 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 복합센서모듈에서 생성되는 센서정보를 이용하여 운전자에게 응급상황을 자동으로 알릴 수 있으며, 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 지능형 센서제어모듈을 제어하기 위한 제어신호를 송신하는 운전자용 메인단말기;를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템에서, 상기 어린이 감지용 센서단말장치와 상기 운전자용 메인단말기는 서로 지그비 무선네트워크를 이용하여 센서정보 및 제어신호를 송수신 할 수 있다.
상기 어린이 감지용 센서단말장치는, 차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 방향의 차체 외측에 설치되는 마그네틱센서에 근접하는 경우에 도어개방신호를 생성하는 마그네틱센서부와, 출입문과 인접한 일정거리 이내의 물체를 감지할 수 있는 복수개의 적외선 센서를 이용하여 어린이의 존재를 감지하면 동작감지신호를 생성하는 동작감지센서부, 및 차량의 속도변화를 감지하여 미리 설정된 기준속도를 초과하는 경우에 차량주행신호를 생성하는 3축 가속도센서부를 구비하는 복합센서모듈과; 상기 복합센서모듈에서 생성되는 도어개방신호, 동작감지신호, 및 차량주행신호를 상기 운전자용 메인단말기로 송신하고 상기 운전자용 메인단말기로부터 제어신호를 수신하는 제 1 지그비통신모듈과; 상기 복합센서모듈의 마그네틱센서부로터 도어개방신호를 입력받거나 상기 제 1 지그비통신모듈로부터 특정조건에 해당되는 제어신호를 입력받는 경우에 상기 복합센서모듈을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 동작시키기 위한 구동신호를 생성하는 신호입력부와; 상기 신호입력부로부터 구동신호가 입력되는 경우에는 상기 복합센서모듈 및 제 1 지그비통신모듈에 동작전원을 인가하고, 상기 신호입력부로부터 구동신호가 입력되지 않는 경우에는 유휴상태로 진입하는 지능형 센서제어모듈; 및 차량용 상시전원과 휴대용 배터리 중 어느 하나를 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈에 동작전원을 인가하는 하이브리드 전력모듈;을 구비할 수 있다.
상기 지능형 센서제어모듈은, 상기 하이브리드 전력모듈로부터 입력되는 동작전원을 상기 복합센서모듈의 마그네틱센서부와 상기 제 1 지그비통신모듈에 인가하는 경우에는 3.3V의 DC전압을 인가하고, 상기 하이브리드 전력모듈로부터 입력되는 동작전원을 상기 복합센서모듈의 동작감지센서부 및 3축가속도센서부에 인가하는 경우에는 3.1V의 DC전압을 인가할 수 있다.
상기 하이브리드 전력모듈은, 차량용 상시전원을 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈에서 필요로 하는 동작전원을 인가하는 경우에 입력전압을 낮추는 전압강하부, 및 휴대용 배터리를 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈에서 필요로 하는 동작전원을 인가하는 경우에 입력전압을 높이는 전압승압부를 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 상기 차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 방향의 차체 외측에 설치되는 마그네틱센서를 외부로부터 보호하기 위한 보호커버를 구비할 수 있다.
또한, 상기 어린이 감지용 센서단말장치를 차량의 승하차 출입문 도어에 설치하기 위한 외부하우징을 더 구비할 수 있고, 상기 외부하우징은, 상기 동작감지센서부를 구성하는 복수개 적외선 센서의 외부물체를 감지하기 위한 각도를 조절할 수 있는 감지각도조절수단을 외측에 구비할 수 있다.
상기 동작감지센서부는, 외부물체를 감지하는 적외선 센서의 감지거리를 조절할 수 있는 감지거리조절수단을 내장할 수 있다.
상기 3축 가속도센서부는, 미리 설정된 주행속도에 대한 기준속도를 조절할 수 있는 기준속도조절수단을 내장할 수 있다.
상기 운전자용 메인단말기는, 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈에서 생성되는 도어개방신호, 동작감지신호, 및 차량주행신호를 포함하는 센서정보를 수신하고, 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 지능형 센서제어모듈을 제어하기 위한 특정조건에 해당하는 제어신호를 송신하는 제 2 지그비통신모듈과; 상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 복합센서모듈의 센서정보 및 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 전력량을 표시하는 엘이디 디스플레이부와; 상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되면 응급신호를 발생시키고, 상기 도어개방신호가 입력되지 않은 경우에는 상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 송신되는 특정조건에 해당하는 제어신호를 생성하는 마이컴과; 상기 마이컴에서 발생된 응급신호를 입력받아 운전자에게 응급상황을 알리는 경보수단; 및 차량용 상시전원 또는 어댑터에 연결되어 상기 제 2 지그비통신모듈, 엘이디 디스플레이부, 마이컴, 및 경보수단을 동작시키기 위한 동작전원을 인가하는 스마트 전력모듈;을 구비할 수 있다.
상기 경보수단은, 상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 일정시간 동안 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되지 않으면 녹색등을 점멸시키고, 상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되면 적색등을 점멸시켜 운전자에게 위험신호를 보내는 엘이디알림등; 및 상기 마이컴에서 응급신호가 발생하면 경보음을 울려 운전자에게 위험신호를 보내는 버저부;를 구비할 수 있다.
상기 스마트 전력모듈은, 차량용 상시전원 또는 어댑터에서 인가되는 DC전압을 일차로 강하시키고 상기 엘이디 디스플레이부, 마이컴, 및 경보수단에서 필요로한 동작전원을 공급하는 DC/DC컨버터부; 및 상기 DC/DC컨버터부에서 입력되는 DC전압을 이차로 강하시켜 상기 제 2 지그비통신모듈에서 필요로 하는 일정한 크기의 DC전압으로 유지하는 레귤레이터부;를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법은, 도어의 개방을 감지하면서도 출입문과 인접한 일정거리 이내에 존재하는 어린이의 유무와 차량의 속도변화까지 동시에 감지할 수 있는 복합센서모듈 및 동작전원을 제어하는 지능형 센서제어모듈을 구비하며 차량의 승하차 출입문 도어에 설치되는 어린이 감지용 센서단말장치, 및 차량의 운전자석 전방에 설치되어 운전자에게 응급상황을 자동으로 알릴 수 있는 운전자용 메인단말기를 구비하는 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법에 있어서, 상기 어린이 감지용 센서단말장치 및 상기 운전자용 메인단말기에 동작전원이 인가되는 제 1 단계; 상기 운전자용 메인단말기에 구비되는 엘이디 디스플레이부 및 엘이디알림등을 초기화 하는 제 2 단계; 차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 경우에 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 마그네틱센서부가 차체 외측에 설치된 마그네틱센서에 근접하여 도어개방신호를 생성하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서 생성된 도어개방신호가 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 신호입력부에 입력되면 상기 복합센서모듈을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 이용하여 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계에서 응급상황이 발생하지 않는 경우에는 엘이디알림등의 녹색등을 점멸시키고, 상기 제 4 단계에서 응급상황이 발생하는 경우에는 상기 엘이디알림등의 적색등을 점멸시키고 부저를 울려 운전자에게 응급상황을 알리는 제 5 단계; 상기 제 5 단계의 응급상황이 해제된 이후에 차량의 승하차 출입문 도어가 닫히면 상기 운전자용 메인단말기를 구성하는 마이컴에 설정된 특정시간동안 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 이용하여 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 제 6 단계; 및 상기 제 6 단계에서 응급상황이 발생하면 상기 제 5 단계로 피드백하고, 상기 제 6 단계에서 상기 운전자용 메인단말기를 구성하는 마이컴에 설정된 특정시간동안 응급상황이 발생하지 않는 경우에 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 지능형 센서제어모듈이 유휴상태로 진입하는 제 7 단계;를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 복합센서모듈 및 지능형 센서제어모듈을 구비한 어린이 감지용 센서단말장치를 이용하여 단일의 센서로 구성된 감지장치에 비하여 어린이 통학용 차량의 승하차시 차량 출입문으로부터 일정한 거리 이내의 위험거리에 있는 어린이를 효과적으로 감지하여 문끼임 사고와 같은 안전사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치로부터 수신한 다양한 센서정보를 이용하여 운전자에게 안전사고 방지를 위한 응급정보를 제공하는 운전자용 메인단말기 내부에 어린이 감지용 센서단말장치를 여러가지 조건의 다양한 방식으로 제어할 수 있는 마이컴을 구비하여 외부환경 및 차량의 종류가 바뀌더라도 능동적으로 대응할 수 있을 뿐만 아니라 자동으로 운전자에게 응급상황을 알려줄 수 있기 때문에 안전사고 방지의 실효성을 높일 수 있는 지능형 문끼임 사고 방지 시스템 및 동작방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치에 전압승압부와 전압강하부를 동시에 내장하여 휴대용 배터리 뿐만 아니라 차량에서 공급되는 상시전원을 동작전원으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치 및 운전자용 메인단말기 내부에 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 분야에서 널리 사용되는 지그비(Zigbee) 통신모듈을 각각 내장하여 지그비 기반의 무선통신을 구현함으로써 상호 데이터통신의 호환성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치를 구성하는 지능형 센서제어모듈을 이용하여 운전자용 메인단말기에서 수신된 제어신호에 따라 차량 출입문 주변 감지동작을 수행하지 않는 경우에는 복합센서모듈 및 지그비 통신모듈에 대한 동작전원을 유휴 상태로 전환함으로써 전력소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 동작감지용 적외선센서에 동작을 감지하기 위하여 설정되는 감지거리를 용이하게 조절할 수 있는 감지거리조절수단을 형성하여 어린이 통학용 차량이 이동하는 주위의 외부환경에 따라 기준거리를 능동적으로 조절하여 안전사고 방지의 실효성을 높이는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 가속도센서에 차량의 주행여부를 감지하기 위하여 설정되는 기준속도를 용이하게 조절할 수 있는 기준속도조절수단을 형성하여 어린이 통학용 차량이 이동하는 주위의 외부환경 뿐만 아니라 다양한 차량에 장착되더라도 감지가능한 기준속도를 능동적으로 조절하여 안전사고 방지의 실효성을 높이는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 운전자용 메인단말기 내부에서 서로 다른 동작전원으로 동작하는 각각의 액티브 모듈에 동작전원을 공급하기 위하여 차량 상시전원을 이중으로 변환시킬 수 있도록 DC/DC컨버터부 및 레귤레이터부를 동시에 구비하여 제조비용을 절감하여 생산성을 높일 수 있으면서 동작전원을 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어린이 감지용 센서단말장치가 차량에 설치되는 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 운전자용 메인단말기가 차량내부에 설치되는 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 어린이 감지용 센서단말장치의 구성을 나타내는 세부구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 운전자용 메인단말기의 구성을 나타내는 세부구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지시스템은, 어린이감지용 센서단말장치(100)와 운전자용 메인단말기(200)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 어린이감지용 센서단말장치(100)는, 복합센서모듈(110), 지능형 센서제어모듈(120), 하이브리드 전력모듈(130), 및 제 1 지그비통신모듈(140)을 구비할 수 있으며, 후술하는 도 4에 도시된 신호입력부(150)를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 복합센서모듈(110)은, 도어의 개방을 감지하며 출입문과 인접한 일정거리 이내에 존재하는 어린이의 유무 및 차량의 속도변화를 감지할 수 있는 적어도 두 가지 방식 이상으로 동작하는 감지센서를 구비하여 센서정보를 생성할 수 있다.
또한, 지능형 센서제어모듈(120)은, 상기 복합센서모듈(110)에서 생성되는 센서정보와 외부에서 입력되는 제어신호를 이용하여 상기 복합센서모듈(110)의 동작유무를 판단하고 동작전원을 제어할 수 있다.
상기 하이브리드 전력모듈(130), 제 1 지그비통신모듈(140), 및 신호입력부(150)에 대한 설명은 후술하는 도 4에서 설명하기로 한다.
한편, 상기 운전자용 메인단말기(200)는, 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 복합센서모듈(110)에서 생성되는 다양한 센서정보를 이용하여 운전자에게 응급상황을 자동으로 알릴 수 있으며, 상기 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 지능형 센서제어모듈(120)을 제어하기 위한 제어신호를 송신할 수 있다.
이때, 상기 운전자용 메인단말기(200)는, 도면에 도시된 바와 같이, 제 2 지그비통신모듈(210), 엘이디디스플레이부(220), 마이컴(230), 버저부(242), 스마트전력모듈(250)을 구비할 수 있고, 후술하는 도 5에서와 같이 엘이디알림등(241) 및 동작을 온오프하는 스위치를 더 포함할 수 있으며, 세부구성에 대한 상세한 설명은 후술하는 도 5에서 상세하게 설명하기로 한다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템에서, 상기 어린이 감지용 센서단말장치(100)와 상기 운전자용 메인단말기(200)는 서로 지그비 무선네트워크를 이용하여 센서정보 및 제어신호를 송수신 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템은, 복합센서모듈 및 지능형 센서제어모듈을 구비한 어린이 감지용 센서단말장치를 이용하여 단일의 센서로 구성된 감지장치에 비하여 어린이 통학용 차량의 승하차시 차량 출입문으로부터 일정한 거리 이내의 위험거리에 있는 어린이를 효과적으로 감지할 수 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치 및 운전자용 메인단말기 내부에 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 분야에서 널리 사용되는 지그비(Zigbee) 통신모듈을 각각 내장하여 지그비 기반의 무선통신을 구현함으로써 상호 데이터통신의 호환성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 2는 도 1에 도시된 어린이 감지용 센서단말장치가 차량에 설치되는 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 운전자용 메인단말기가 차량내부에 설치되는 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 문끼임 방지 시스템을 구성하는 어린이 감지용 센서단말장치(100)는, 차량의 승하차 출입문 도어에 설치되기 때문에 도어가 개방되는 경우에 도 4에서 상세하게 후술하는 복합센서모듈(110)을 구성하는 동작감지센서부(112)를 이용하여 출입문 근처에 인접해 있는 일정거리 이내의 어린이를 용이하게 감지할 수 있다.
이때, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 어린이 감지용 센서단말장치(100)는, 차량의 승하차 출입문 도어에 설치하기 위한 외부하우징을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 외부하우징은, 상기 동작감지센서부(112)를 구성하는 복수개 적외선 센서(102,103)의 외부물체를 감지하기 위한 각도를 조절할 수 있는 감지각도조절수단을 외측에 구비할 수 있다.
여기서, 상기 감지각도 조절수단은 상기 외부하우징의 하단에 나사결합으로 높이를 조절하는 방식의 조절부재로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 방향의 차체 외측에 마그네틱센서(101)가 설치될 수 있다.
상기 마그네틱센서(101)는, 출입문 도어가 개방되는 경우 도 4에서 상세하게 후술하는 복합센서모듈(110)을 구성하는 마그네틱센서부(111)에 의해 감지될 수 있으며, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 마그네틱센서(101)를 외부로부터 보호하기 위한 보호커버를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 마그네틱센서(101)와 상기 외부하우징을 차량에 설치하기 위하여 각 뒷면에 초강력 자석으로 부착하여 차체에 흠집이 나는 것을 방지하면서 유지보수 및 설치를 용이하게 할 수 있게 하였다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 문끼임 방지 시스템을 구성하는 운전자용 메인단말기(200)는, 차량의 운전자석 전방에 주로 설치되기 때문에 운전자에게 손쉽게 응급상황을 전달할 수 있다. 이때, 상기 메인단말기(200)는 통상적으로 사용되는 휴대폰 거치대나 네비게이션 거치대를 이용하여 장착할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템은, 출입문 도어에 설치되며 다양한 센서정보를 감지하는 어린이 감지용 센서단말장치 및 차량의 운전석에 설치되는 운전자용 메인단말기를 이용하여 자동으로 운전자에게 응급상황을 알려줄 수 있기 때문에 안전사고 방지의 실효성을 높일 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 어린이 감지용 센서단말장치의 구성을 나타내는 세부구성도이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 어린이 감지용 센서단말장치를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 감지용 센서단말장치(100)는, 복합센서모듈(110), 지능형 센서제어모듈(120), 하이브리드 전력모듈(130), 제 1 지그비통신모듈(140), 및 신호입력부(150)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 복합센서모듈(110)은, 마그네틱센서부(111), 동작감지센서부(112), 3축 가속도센서부(113)를 포함한다.
이때, 상기 마그네틱센서부(111)는, 차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 방향의 차체 외측에 설치되는 도 2의 마그네틱센서(101)에 근접하는 경우에 도어개방신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 동작감지센서부(112)는, 차량의 승하차 출입문과 인접한 일정거리 이내의 물체를 감지할 수 있는 복수개의 적외선 센서(102,103)를 이용하여 어린이의 존재를 감지하면 동작감지신호를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 동작감지센서부(112)는, 외부물체를 감지하는 적외선 센서(102,103)의 감지거리를 조절할 수 있는 감지거리조절수단을 내장할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는, 가변저항회로부를 감지거리를 조절할 수 있는 조절수단으로 사용할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서 상기 동작감지센서부(112)는 비교기와 가변저항회로를 포함하는 디지털회로로 구성할 수 있으며, 가변저항회로를 이용하여 설정되는 감지거리에 대응되는 기준값이 초과되는 경우에 동작감지신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 3축 가속도센서부(113)는, 차량의 속도변화를 감지하여 미리 설정된 기준속도를 초과하는 경우에 차량주행신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 3축 가속도센서부(113)는, 미리 설정된 주행속도에 대한 기준속도를 조절할 수 있는 기준속도조절수단을 내장할 수 있으며, 상술한 동작감지센서부(112)와 같이 가변저항회로부를 조절수단으로 사용하여 전체적으로 비교기와 가변저항회로를 포함하는 디지털 회로로 구성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 동작감지용 적외선센서에 감지거리조절수단을 형성하여 기준거리를 능동적으로 조절할 수 있고, 또한, 가속도센서에 기준속도조절수단을 형성하여 안전사고 방지의 실효성을 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 제 1 지그비통신모듈(140)은, 상기 복합센서모듈(110)에서 생성되는 도어개방신호, 동작감지신호, 및 차량주행신호를 운전자용 메인단말기(200)로 송신하고 상기 운전자용 메인단말기(200)로부터 제어신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 신호입력부(150)은, 상기 복합센서모듈(110)의 마그네틱센서부(111)로터 도어개방신호를 입력받거나 상기 제 1 지그비통신모듈(140)로부터 특정조건에 해당되는 제어신호를 입력받는 경우에 상기 복합센서모듈(110)을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 동작시키기 위한 구동신호를 생성할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 어린이 감지용 센서단말장치(100)를 구성하는 복합센서모듈(110)은, 차량문의 도어가 개방되어 마그네틱센서(101)가 마그네틱센서부(111)에 의해 감지되는 경우 뿐만 아니라 차량문이 닫힌 이후에도 운전자용 메인단말기(200)에 의해 미리 설정된 특정조건, 예를 들어 5초~30초 이내의 특정시간을 사전에 설정하여 사전에 설정된 시간동안 상기 복합센서모듈(110)을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 동작시키기 위한 구동신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 지능형 센서제어모듈(120)은, 상기 신호입력부(150)로부터 구동신호가 입력되는 경우에는 상기 복합센서모듈(110) 및 제 1 지그비통신모듈(140)에 동작전원을 인가하고, 상기 신호입력부(150)로부터 구동신호가 입력되지 않는 경우에는 유휴상태로 진입할 수 있다.
여기서, 상기 신호입력부(150)로부터 구동신호가 입력되지 않는 경우는 차량문이 닫힌 이후에 정상상태에서 메인단말기(200)에 의해 사전에 설정된 특정시간을 초과하는 경우를 가리킨다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템은, 어린이 감지용 센서단말장치를 구성하는 지능형 센서제어모듈을 이용하여 차량 출입문 주변 감지동작을 수행하지 않는 경우에는 복합센서모듈 및 지그비 통신모듈에 대한 동작전원을 유휴 상태로 전환하여 전력소모를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 전력모듈(130)은, 차량용 상시전원과 휴대용 배터리 중 어느 하나를 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈에 동작전원을 인가할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 차량용 상시전원은 DC 12V, 휴대용 배터리는 DC 3V의 규격이 사용되었으나, 이에 한정하지 않고 DC 전압 3V~ 12V 의 범위에서 다양하게 사용될 수 있다.
또한, 상기 지능형 센서제어모듈(120)은, 상기 하이브리드 전력모듈(130)로부터 입력되는 동작전원을 상기 복합센서모듈(110)의 마그네틱센서부(111)와 상기 제 1 지그비통신모듈(140)에 인가하는 경우에는 3.3V의 DC전압을 인가하고, 상기 하이브리드 전력모듈(130)로부터 입력되는 동작전원을 상기 복합센서모듈(110)의 동작감지센서부(112) 및 3축가속도센서부(113)에 인가하는 경우에는 3.1V의 DC전압을 인가할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 사용되는 센서의 종류와 통신모듈에 따라 DC전압을 한정하였으나 이에 한정하지 않고 다양한 규격의 DC전압을 인가할 수 있다.
한편, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 하이브리드 전력모듈(130)은, 차량용 상시전원을 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈(120)에서 필요로 하는 동작전원을 인가하는 경우에 입력전압을 낮추는 전압강하부(131)를 구비할 수 있으며, 휴대용 배터리를 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈(120)에서 필요로 하는 동작전원을 인가하는 경우에는 입력전압을 높이는 전압승압부(132)를 구비할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템은 어린이 감지용 센서단말장치의 하이브리드 전력모듈에 전압승압부와 전압강하부를 동시에 내장하여 휴대용 배터리 뿐만 아니라 차량에서 공급되는 상시전원을 동작전원으로 사용할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 운전자용 메인단말기의 구성을 나타내는 세부구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템을 구성하는 운전자용 메인단말기(200)는, 제 2 지그비통신모듈(210), 엘이디 디스플레이브(220), 마이컴(230), 경보수단(240), 및 스마트 전력모듈(250)을 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 제 2 지그비통신모듈(210)은, 도 4에 도신된 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 복합센서모듈(111)에서 생성되는 도어개방신호, 동작감지신호, 및 차량주행신호를 포함하는 센서정보를 수신할 수 있다.
또한, 상기 제 2 지그비통신모듈(210)은, 상기 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 지능형 센서제어모듈(120)을 제어하기 위한 특정조건에 해당하는 제어신호를 송신할 수 있다.
여기서, 상기 지능형 센서제어모듈(120)을 제어하기 위한 특정조건에 해당하는 제어신호는, 차량문이 닫힌 이후에도 운전자용 메인단말기(200)의 후술하는 마이컴(230)에 의해 미리 설정된 5초~30초 이내의 시간동안 상기 복합센서모듈(110)을 동작하기 위한 제어신호이다.
상기 엘이디 디스플레이부(220)는, 상기 제 2 지그비통신모듈(210)을 통하여 수신되는 복합센서모듈(110)의 센서정보 및 상기 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 휴대용배터리의 잔량과 같은 사용전력량을 표시할 수 있으며, 알림내용에 따라 글자의 색을 달리하여 표시할 수 있다. 전체적으로는 차량 출입문 도어 주위의 안전상태에 관한 정보를 시각적으로 표시하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 마이컴(230)은, 상기 제 2 지그비통신모듈(210)을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되면 응급신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 마이컴(230)은, 상기 제 2 지그비통신모듈(210)을 통하여 도어개방신호가 입력되지 않은 경우에는 상기 제 2 지그비통신모듈(210)을 통하여 송신되는 특정조건에 해당하는 제어신호를 생성할 수 있다.
상기 경보수단(240)은, 상기 마이컴(230)에서 발생된 응급신호를 입력받아 운전자에게 응급상황을 알릴 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이, 엘이디알림등(241)와 버저부(242)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 엘이디알림등(241)은, 상기 제 2 지그비통신모듈(210)을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 일정시간 동안 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되지 않으면 녹색등을 점멸시키고, 상기 제 2 지그비통신모듈(210)을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되면 적색등을 점멸시켜 운전자에게 위험신호를 보낼 수 있다.
상기 버저부(242)는, 상기 마이컴(230)에서 응급신호가 발생하면 경보음을 울려 운전자에게 위험신호를 보낼 수 있다.
한편, 상기 스마트 전력모듈(250)은, 차량용 상시전원 또는 어댑터에 연결되어 상기 제 2 지그비통신모듈(210), 엘이디 디스플레이부(220), 마이컴(230), 및 경보수단(240)을 동작시키기 위한 동작전원을 인가할 수 있다.
여기서, 상기 스마트 전력모듈(250)은, DC/DC컨버터부(251)와 레귤레이터부(252)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 DC/DC컨버터부(251)는, 차량용 상시전원 또는 어댑터에서 인가되는 DC전압을 일차로 강하시키고 상기 엘이디 디스플레이부(220), 마이컴(230), 및 경보수단(240)에서 필요로한 동작전원을 공급할 수 있다.
또한, 상기 레귤레이터부(252)는, 상기 DC/DC컨버터부(251)에서 입력되는 DC전압을 이차로 강하시켜 상기 제 2 지그비통신모듈(210)에서 필요로 하는 일정한 크기의 DC전압으로 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 DC전압을 변환하기 위하여 DC/DC컨버터부(251)와 레귤레이터부(252)를 동시에 구비하는 것은 동일한 방식을 사용하여 DC전압을 이중으로 변환시키는 것에 비하여 제조비용을 절감할 수 있기 때문이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템은, 운전자용 메인단말기 내부에 어린이 감지용 센서단말장치를 여러가지 조건의 다양한 방식으로 제어할 수 있는 마이컴을 구비하여 외부환경 및 차량의 종류가 바뀌더라도 능동적으로 대응할 수 있을 뿐만 아니라 자동으로 운전자에게 응급상황을 알려줄 수 있기 때문에 안전사고 방지의 실효성을 높일 수 있다.
또한, 운전자용 메인단말기 내부에 차량 상시전원을 이중으로 변환시킬 수 있도록 DC/DC컨버터부 및 레귤레이터부를 동시에 구비하여 제조비용을 절감하여 생산성을 높일 수 있으면서 동작전원을 안정적으로 공급할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.
도면을 참조하여 도 1 내지 도 5 에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법은, 도어의 개방을 감지하면서도 출입문과 인접한 일정거리 이내에 존재하는 어린이의 유무와 차량의 속도변화까지 동시에 감지할 수 있는 복합센서모듈 및 동작전원을 제어하는 지능형 센서제어모듈을 구비하며 차량의 승하차 출입문 도어에 설치되는 어린이 감지용 센서단말장치, 및 차량의 운전자석 전방에 설치되어 운전자에게 응급상황을 자동으로 알릴 수 있는 운전자용 메인단말기를 구비할 수 있으며, 이를 구성하는 각각의 세부구성에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 5에서 상술한 바와 같기 때문에 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법은, 동작전원이 인가되는 제 1 단계(S10), 초기화 하는 제 2 단계(S20), 도어가 개방되면 도어개방신호를 생성하는 제 3 단계(S30), 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 제 4 단계(S40), 응급상황이 발생하면 운전자에게 응급상황을 알리는 제 5 단계(S50), 응급상황이 해제된 이후에도 특정시간동안 응급상황이 방생하는 감지하는 제 6 단계(S60), 및 응급상황이 다시 발생하면 응급상황을 알리는 단계로 피드백하고, 응급상황이 발생하지 않으면 유휴상태로 진입하는 제 7 단계(S70)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 동작전원이 인가되는 제 1 단계(S10)는, 도 1의 어린이 감지용 센서단말장치(100) 및 상기 운전자용 메인단말기(200)에 동작전원이 인가되는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 초기화 하는 제 2 단계(S20)는, 도 5의 운전자용 메인단말기(200)에 구비되는 엘이디 디스플레이부(220) 및 엘이디알림(241)등을 초기화 하는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 도어가 개방되면 도어개방신호를 생성하는 제 3 단계(S30)는, 차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 경우에 도 4의 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 복합센서모듈(110)을 구성하는 마그네틱센서부(111)가 차체 외측에 설치된 도 2의 마그네틱센서(101)에 근접하여 도어개방신호를 생성하는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 제 4 단계(S40)는, 상기 제 3 단계(S30)에서 생성된 도어개방신호가 도 4에 도시된 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 신호입력부(150)에 입력되면 복합센서모듈(110)을 구성하는 동작감지센서부(112) 및 3축 가속도센서부(113)를 이용하여 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 응급상황이 발생하면 운전자에게 응급상황을 알리는 제 5 단계(S50)는, 상기 제 4 단계(S40)에서 응급상황이 발생하지 않는 경우에는 도 5의 엘이디알림등(241)의 녹색등을 점멸시키고, 상기 제 4 단계(S40)에서 응급상황이 발생하는 경우에는 상기 엘이디알림등(241)의 적색등을 점멸시키고 부저(242)를 울려 운전자에게 응급상황을 알리는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 응급상황이 해제된 이후에도 특정시간동안 응급상황이 방생하는 감지하는 제 6 단계(S60)는, 상기 제 5 단계(S50)의 응급상황이 해제된 이후에 차량의 승하차 출입문 도어가 닫히면 도 5에 도시된 운전자용 메인단말기(200)를 구성하는 마이컴(230)에 설정된 특정시간동안 도 4에 도시된 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 복합센서모듈(110)을 구성하는 동작감지센서부(112) 및 3축 가속도센서부(113)를 이용하여 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 단계일 수 있다.
마지막으로, 상기 응급상황이 다시 발생하면 응급상황을 알리는 단계로 피드백하고, 응급상황이 발생하지 않으면 유휴상태로 진입하는 제 7 단계(S70)는, 상기 제 6 단계(S60)에서 응급상황이 발생하면 상기 제 5 단계(S50)로 피드백하고, 상기 제 6 단계(S60)에서 도 5에 도시된 운전자용 메인단말기(200)를 구성하는 마이컴(230)에 설정된 특정시간동안 응급상황이 발생하지 않는 경우에는 도 4에 도시된 어린이 감지용 센서단말장치(100)의 지능형 센서제어모듈(120)이 유휴상태로 진입하는 단계일 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은, 복합센서모듈 및 지능형 센서제어모듈을 구비한 어린이 감지용 센서단말장치를 이용하여 단일의 센서로 구성된 감지장치에 비하여 어린이 통학용 차량의 승하차시 차량 출입문으로부터 일정한 거리 이내의 위험거리에 있는 어린이를 효과적으로 감지하여 문끼임 사고와 같은 안전사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치로부터 수신한 다양한 센서정보를 이용하여 운전자에게 안전사고 방지를 위한 응급정보를 제공하는 운전자용 메인단말기 내부에 어린이 감지용 센서단말장치를 여러가지 조건의 다양한 방식으로 제어할 수 있는 마이컴을 구비하여 외부환경 및 차량의 종류가 바뀌더라도 능동적으로 대응할 수 있을 뿐만 아니라 자동으로 운전자에게 응급상황을 알려줄 수 있기 때문에 안전사고 방지의 실효성을 높일 수 있는 지능형 문끼임 사고 방지 시스템 및 동작방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치에 전압승압부와 전압강하부를 동시에 내장하여 휴대용 배터리 뿐만 아니라 차량에서 공급되는 상시전원을 동작전원으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치 및 운전자용 메인단말기 내부에 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 분야에서 널리 사용되는 지그비(Zigbee) 통신모듈을 각각 내장하여 지그비 기반의 무선통신을 구현함으로써 상호 데이터통신의 호환성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치를 구성하는 지능형 센서제어모듈을 이용하여 운전자용 메인단말기에서 수신된 제어신호에 따라 차량 출입문 주변 감지동작을 수행하지 않는 경우에는 복합센서모듈 및 지그비 통신모듈에 대한 동작전원을 유휴 상태로 전환함으로써 전력소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 동작감지용 적외선센서에 동작을 감지하기 위하여 설정되는 기준거리를 용이하게 조절할 수 있는 기준거리조절수단을 형성하여 어린이 통학용 차량이 이동하는 주위의 외부환경에 따라 기준거리를 능동적으로 조절하여 안전사고 방지의 실효성을 높이는 효과가 있다.
또한, 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 가속도센서에 차량의 주행여부를 감지하기 위하여 설정되는 기준속도를 용이하게 조절할 수 있는 기준속도조절수단을 형성하여 어린이 통학용 차량이 이동하는 주위의 외부환경 뿐만 아니라 다양한 차량에 장착되더라도 감지가능한 기준속도를 능동적으로 조절하여 안전사고 방지의 실효성을 높이는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 운전자용 메인단말기 내부에서 서로 다른 동작전원으로 동작하는 각각의 액티브 모듈에 동작전원을 공급하기 위하여 차량 상시전원을 이중으로 변환시킬 수 있도록 DC/DC컨버터부 및 레귤레이터부를 동시에 구비하여 제조비용을 절감하여 생산성을 높일 수 있으면서 동작전원을 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
100 : 어린이 감지용 센서단말장치 101 : 마그네틱센서
102,103 : 적외선센서 110 : 복합센서모듈
111 : 마그네틱센서부 112 : 동작감지센서부
113 : 3축 가속도센서부 120 : 지능형 센서제어모듈
130 : 하이브리드 전력모듈 131 : 전압강하부
132 : 전압승압부 140 : 제 1 지그비통신모듈
150 : 신호입력부 200 : 운전자용 메인단말기
210 : 제 2 지그비통신모듈 220 : 엘이디 디스플레이부
230 : 마이컴 240 : 경보수단
241 : 엘이디 알림등 242 : 버저부
250 : 스마트 전력모듈 251 : DC/DC컨버터부
252 : 레귤레이터부

Claims (13)

  1. 도어의 개방을 감지하며 출입문과 인접한 일정거리 이내에 존재하는 어린이의 유무 및 차량의 속도변화를 감지할 수 있는 적어도 두 개 이상의 감지센서를 구비하여 센서정보를 생성하는 복합센서모듈, 및 상기 복합센서모듈에서 생성되는 센서정보와 외부에서 입력되는 제어신호를 이용하여 상기 복합센서모듈의 동작유무를 판단하고 동작전원을 제어하는 지능형 센서제어모듈을 구비하며, 차량의 승하차 출입문 도어에 설치되는 어린이 감지용 센서단말장치와;
    차량의 운전자석 전방에 설치되어 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈에서 생성되는 센서정보를 이용하여 운전자에게 응급상황을 자동으로 알릴 수 있으며, 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 지능형 센서제어모듈을 제어하기 위한 제어신호를 송신하는 운전자용 메인단말기;를 구비하며,
    상기 어린이 감지용 센서단말장치와 상기 운전자용 메인단말기는 서로 지그비 무선네트워크를 이용하여 센서정보 및 제어신호를 송수신 하며,
    상기 어린이 감지용 센서단말장치는,
    차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 방향의 차체 외측에 설치되는 마그네틱센서에 근접하는 경우에 도어개방신호를 생성하는 마그네틱센서부와, 출입문과 인접한 일정거리 이내의 물체를 감지할 수 있는 복수개의 적외선 센서를 이용하여 어린이의 존재를 감지하면 동작감지신호를 생성하는 동작감지센서부, 및 차량의 속도변화를 감지하여 미리 설정된 기준속도를 초과하는 경우에 차량주행신호를 생성하는 3축 가속도센서부를 구비하는 복합센서모듈과;
    상기 복합센서모듈에서 생성되는 도어개방신호, 동작감지신호, 및 차량주행신호를 상기 운전자용 메인단말기로 송신하고 상기 운전자용 메인단말기로부터 제어신호를 수신하는 제 1 지그비통신모듈과;
    상기 복합센서모듈의 마그네틱센서부로터 도어개방신호를 입력받거나 상기 제 1 지그비통신모듈로부터 특정조건에 해당되는 제어신호를 입력받는 경우에 상기 복합센서모듈을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 동작시키기 위한 구동신호를 생성하는 신호입력부와;
    상기 신호입력부로부터 구동신호가 입력되는 경우에는 상기 복합센서모듈 및 제 1 지그비통신모듈에 동작전원을 인가하고, 상기 신호입력부로부터 구동신호가 입력되지 않는 경우에는 유휴상태로 진입하는 지능형 센서제어모듈; 및
    차량용 상시전원과 휴대용 배터리 중 어느 하나를 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈에 동작전원을 인가하는 하이브리드 전력모듈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 지능형 센서제어모듈은,
    상기 하이브리드 전력모듈로부터 입력되는 동작전원을 상기 복합센서모듈의 마그네틱센서부와 상기 제 1 지그비통신모듈에 인가하는 경우에는 3.3V의 DC전압을 인가하고,
    상기 하이브리드 전력모듈로부터 입력되는 동작전원을 상기 복합센서모듈의 동작감지센서부 및 3축가속도센서부에 인가하는 경우에는 3.1V의 DC전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  5. 제 4항에 있어서, 상기 하이브리드 전력모듈은,
    차량용 상시전원을 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈에서 필요로 하는 동작전원을 인가하는 경우에 입력전압을 낮추는 전압강하부, 및
    휴대용 배터리를 이용하여 상기 지능형 센서제어모듈에서 필요로 하는 동작전원을 인가하는 경우에 입력전압을 높이는 전압승압부를 구비하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 방향의 차체 외측에 설치되는 마그네틱센서를 외부로부터 보호하기 위한 보호커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 어린이 감지용 센서단말장치를 차량의 승하차 출입문 도어에 설치하기 위한 외부하우징을 더 구비하고,
    상기 외부하우징은,
    상기 동작감지센서부를 구성하는 복수개 적외선 센서의 외부물체를 감지하기 위한 각도를 조절할 수 있는 감지각도조절수단을 외측에 구비하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  8. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 동작감지센서부는,
    외부물체를 감지하는 적외선 센서의 감지거리를 조절할 수 있는 감지거리조절수단을 내장하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  9. 제 1항에 있어서, 상기 3축 가속도센서부는,
    미리 설정된 주행속도에 대한 기준속도를 조절할 수 있는 기준속도조절수단을 내장하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  10. 제 1항에 있어서, 상기 운전자용 메인단말기는,
    상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈에서 생성되는 도어개방신호, 동작감지신호, 및 차량주행신호를 포함하는 센서정보를 수신하고, 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 지능형 센서제어모듈을 제어하기 위한 특정조건에 해당하는 제어신호를 송신하는 제 2 지그비통신모듈과;
    상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 복합센서모듈의 센서정보 및 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 전력량을 표시하는 엘이디 디스플레이부와;
    상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되면 응급신호를 발생시키고, 상기 도어개방신호가 입력되지 않은 경우에는 상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 송신되는 특정조건에 해당하는 제어신호를 생성하는 마이컴과;
    상기 마이컴에서 발생된 응급신호를 입력받아 운전자에게 응급상황을 알리는 경보수단; 및
    차량용 상시전원 또는 어댑터에 연결되어 상기 제 2 지그비통신모듈, 엘이디 디스플레이부, 마이컴, 및 경보수단을 동작시키기 위한 동작전원을 인가하는 스마트 전력모듈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  11. 제 10항에 있어서, 상기 경보수단은,
    상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 일정시간 동안 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되지 않으면 녹색등을 점멸시키고, 상기 제 2 지그비통신모듈을 통하여 수신되는 도어개방신호가 입력된 이후에 동작감지신호 및 차량주행신호가 입력되면 적색등을 점멸시켜 운전자에게 위험신호를 보내는 엘이디알림등; 및
    상기 마이컴에서 응급신호가 발생하면 경보음을 울려 운전자에게 위험신호를 보내는 버저부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  12. 제 10항에 있어서, 상기 스마트 전력모듈은,
    차량용 상시전원 또는 어댑터에서 인가되는 DC전압을 일차로 강하시키고 상기 엘이디 디스플레이부, 마이컴, 및 경보수단에서 필요로한 동작전원을 공급하는 DC/DC컨버터부; 및
    상기 DC/DC컨버터부에서 입력되는 DC전압을 이차로 강하시켜 상기 제 2 지그비통신모듈에서 필요로 하는 일정한 크기의 DC전압으로 유지하는 레귤레이터부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템
  13. 도어의 개방을 감지하면서도 출입문과 인접한 일정거리 이내에 존재하는 어린이의 유무와 차량의 속도변화까지 동시에 감지할 수 있는 복합센서모듈 및 동작전원을 제어하는 지능형 센서제어모듈을 구비하며 차량의 승하차 출입문 도어에 설치되는 어린이 감지용 센서단말장치, 및 차량의 운전자석 전방에 설치되어 운전자에게 응급상황을 자동으로 알릴 수 있는 운전자용 메인단말기를 구비하는 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법에 있어서,
    상기 어린이 감지용 센서단말장치 및 상기 운전자용 메인단말기에 동작전원이 인가되는 제 1 단계;
    상기 운전자용 메인단말기에 구비되는 엘이디 디스플레이부 및 엘이디알림등을 초기화 하는 제 2 단계;
    차량의 승하차 출입문 도어가 개방되는 경우에 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 마그네틱센서부가 차체 외측에 설치된 마그네틱센서에 근접하여 도어개방신호를 생성하는 제 3 단계;
    상기 제 3 단계에서 생성된 도어개방신호가 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 신호입력부에 입력되면 상기 복합센서모듈을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 이용하여 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계에서 응급상황이 발생하지 않는 경우에는 엘이디알림등의 녹색등을 점멸시키고, 상기 제 4 단계에서 응급상황이 발생하는 경우에는 상기 엘이디알림등의 적색등을 점멸시키고 부저를 울려 운전자에게 응급상황을 알리는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계의 응급상황이 해제된 이후에 차량의 승하차 출입문 도어가 닫히면 상기 운전자용 메인단말기를 구성하는 마이컴에 설정된 특정시간동안 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 복합센서모듈을 구성하는 동작감지센서부 및 3축 가속도센서부를 이용하여 응급상황이 발생하는지 주기적으로 감지하는 제 6 단계; 및
    상기 제 6 단계에서 응급상황이 발생하면 상기 제 5 단계로 피드백하고, 상기 제 6 단계에서 상기 운전자용 메인단말기를 구성하는 마이컴에 설정된 특정시간동안 응급상황이 발생하지 않는 경우에 상기 어린이 감지용 센서단말장치의 지능형 센서제어모듈이 유휴상태로 진입하는 제 7 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학용 차량을 위한 지능형 문끼임 방지 시스템의 동작방법



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