KR101785110B1 - 효율적인 침입자 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

침입 감지 시스템의 유지에 필요한 전력을 최소화하면서도 정밀도를 유지할 수 있는 시스템 및 방법이 개시된다. 침입 감지 시스템의 센서 노드는 일정 거리 안의 침입자 존재 유무를 감지하는 침입자 감지 센서; 및 침입자의 존재가 감지된 경우 구동되어 상기 침입자의 위치를 확인하는 위치 감지 센서를 포함할 수 있다.

Description

효율적인 침입자 감지 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR EFFICIENT INTRUSION SENSING}
본 발명은 침입 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저 전력 센서와 고 전력 센서를 상황에 따라 사용함으로써 시스템의 유지에 필요한 전력을 최소화하면서도 정밀도를 유지할 수 있는 침입 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어 도둑이 농가의 작물이나 집의 귀중품과 같은 물건을 훔쳐가는 것을 방지하기 위하여 도둑의 침입을 감지하는 침입 감지 시스템들이 개발되고 있다.
이러한 침입 감지 시스템에는 보안 카메라를 사용한 침입 감지 시스템과 감지 센서를 사용한 침입 감지 시스템이 있다.
이중 보안 카메라를 사용한 침입 감지 시스템의 경우는 보안 카메라로 촬영한 영상에서 침입자를 판별해야 하는 과정이 필요하므로 설치해야 하는 부가 장비가 증가하고, 그에 따라 비용도 증가하는 문제가 있었다.
반면, 감지 센서를 사용한 침입 감지 시스템의 경우, 감지 센서의 오 작동에 의한 잘못된 경보가 발생할 수도 있고, 정밀도가 높은 적외선 센서 같은 경우에는 전력 소모가 크므로 유지 비용이 커지는 문제가 있었다.
따라서, 감지 센서의 오작동을 방지하며, 적은 전력 소모로 정밀도를 높일 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 침입 감지 시스템의 유지에 필요한 전력을 최소화하면서도 정밀도를 유지할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 복수의 감지 센서가 측정한 값을 비교함으로써 감지 센서 오작동에 의한 잘못된 경보를 방지할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템의 센서 노드는 일정 거리 안의 침입자 존재 유무를 감지하는 침입자 감지 센서; 및 침입자의 존재가 감지된 경우 구동되어 상기 침입자의 위치를 확인하는 위치 감지 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 평상시에는 저 전력 센서를 사용하여 일정 거리 안에 침입자가 있는지 여부만을 감지하고, 침입자가 감지된 경우, 침입자가 감지된 지역의 고 전력 고 정밀 센서를 작동하여 침입자의 위치를 확인함으로써 침입 감지 시스템의 유지에 필요한 전력을 최소화하면서도 정밀도를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 복수의 감지 센서가 측정한 값을 비교하고, 감지 센서들이 측정한 값의 차이가 일정 값 이하인 경우에만 침입자가 있는 것으로 판단함으로써 감지 센서 오작동에 의한 잘못된 경보를 방지할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템의 센서 노드를 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템의 구성이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 노드에서의 침입 감지 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 관리 센터에서의 침입 감지 방법을 도시한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 방법은 침입자를 감지하는 복수의 센서 노드와 센서 노드의 감지 여부에 따라 해당영역을 감시, 또는 경보를 발령하는 관리 센터를 포함하는 침입 감지 시스템에 의해 수행될 수 있다. 이때, 복수의 센서 노드는 서로 연계되어 센서 네트워크를 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템의 센서 노드를 도시한 블록 다이어그램이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템의 센서 노드(100)는 침입자 감지 센서(110), 위치 감지 센서(120), 제어부(140), 센서 인터페이스부(130), 데이터 관리부(150), 네트워크 구성부(160), 및 통신부(170)를 포함할 수 있다.
침입자 감지 센서(110)는 센서 노드(100)에 접근하는 침입자의 존재 유무를 감지하는 저 전력 센서이다. 구체적으로 침입자 감지 센서(110)는 지속적으로 구동해야 하는 센서이므로 정밀도보다는 효율성이 중요하다. 즉, 침입자가 정확히 어디에 있는지를 감지하는 대신 고 전력을 소비하는 센서보다는 침입자가 있는지 여부만을 확인하는 대신 저 전력을 소비하는 센서를 사용할 수 있다. 일례로, 침입자 감지 센서(110)는 인체 감지 센서(PIR sensor: Pyroelectric Infrared Ray sensor)일 수 있다.
이때, 침입자 감지 센서(110)는 제1 인체 감지 센서(111)와 제2 인체 감지 센서(112)와 같이 복수의 센서를 사용하여 센싱 범위에 진입한 침입자의 존재 유무를 감지할 수 있다. 이때, 센서 노드(100)는 각각의 센서가 측정한 값들의 차이가 오차 범위인 경우에만 침입자가 존재하는 것으로 판단하도록 함으로써 센서의 오작동으로 인하여 침입자가 없는 상태를 침입자가 있는 것으로 판단하는 것을 방지할 수 있다.
위치 감지 센서(120)는 침입자 감지 센서(110)에서 침입자의 존재가 감지된 경우 제어부(140)에 의하여 구동되어 침입자의 위치를 세밀하게 확인하는 고 전력 센서이다. 구체적으로 위치 감지 센서(120)는 평상시에는 구동하지 않고, 침입자가 있는 경우에만 구동하여 침입자의 위치를 확인하는 센서이므로 효율성보다는 정밀도를 중요시할 수 있다. 일례로, 위치 감지 센서(120)는 침입자가 진입하면 안 되는 경계 라인에 설치된 적외선 센서일 수 있다. 이때, 센서 노드(100)는 적외선 센서에 물체가 감지된 경우 관리 센터에 침입자가 경계 라인을 통과하고 있다는 것을 알리는 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 경계 라인은 센서 노드(100)가 설치된 장소에서 경계하는 방향으로 일정 거리 이동하여 생성한 라인일 수 있다.
제어부(140)는 침입자 감지 센서(110)가 침입자의 존재를 감지한 경우 위치 감지 센서(120)를 구동하여 침입자가 경계 라인을 통과하는지 여부를 확인할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 침입자 감지 센서(110)의 인체 감지 센서들 중 적어도 하나가 인간이나 동물을 감지한 경우, 복수의 인체 감지 센서들의 측정값을 서로 비교하고, 측정값의 오차가 기준 값 이하이면, 전방에서 접근하는 침입자가 있는 것으로 판단하여 관리 센터에 침입자 감지 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 복수의 인체 감지 센서 중 하나의 인체 감지 센서만 침입자를 감지한 경우, 해당 인체 감지 센서가 오작동을 일으킨 것으로 판단하고, 침입자가 없는 것으로 처리할 수 있다.
그리고, 제어부(140)는 위치 감지 센서(120)가 구동한 상태에서 침입자 감지 센서(110)에 침입자의 존재가 더 이상 감지되지 않는 경우, 침입자가 떠난 것으로 판단하고, 위치 감지 센서(120)를 정지 시킬 수 있다.
이때, 센서 인터페이스부(130)는 침입자 감지 센서(110), 위치 감지 센서(120), 및 제어부(140)간의 정보 전송을 중계할 수 있으며, 침입자 감지 센서(110)와 위치 감지 센서(120)가 측정한 값을 데이터 관리부(150)에 저장할 수 있다. 그리고, 센서 노드(100)는 네트워크 구성부(160)를 사용하여 다른 센서 노드와 센서 네트워크를 구성할 수 있으며, 통신부(170)를 사용하여 침입자를 감지한 것을 알리는 침입자 감지 메시지와 침입자가 경계 라인을 통과하고 있다는 것을 알리는 침입자 통과 메시지를 관리 센터에 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템은 평상시에는 저 전력 센서를 사용하여 일정 거리 안에 침입자가 있는지 여부만을 감지하고, 침입자가 감지된 경우, 침입자가 감지된 지역의 고 전력 고 정밀 센서를 작동하여 침입자의 위치를 확인함으로써 침입 감지 시스템의 유지에 필요한 전력을 최소화하면서도 정밀도를 유지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템의 구성이다.
본 발명의 일실시예에 따른 침입 감지 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 침입자를 감지하는 복수의 센서 노드(100)와 센서 노드의 감지 여부에 따라 해당영역을 감시, 또는 경보를 발령하는 관리 센터(200)로 구성될 수 있다.
이때, 센서 노드(100)는 침입자 감지 센서(110)인 제1 인체 감지 센서(PIR1)와 제2 인체 감지 센서(PIR2)를 사용하여 센서 노드(100)로부터 10M 전방에 사람이나 동물 같은 침입자가 있는지 여부를 확인할 수 있다. 그리고, 인체 감지 센서의 감지 범위(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 부채꼴 형태이다. 따라서, 센서 노드(100)와 다른 센서 노드 간의 간격은 센서 노드의 상기 감지 범위가 다른 센서 노드의 상기 감지 범위와 일부가 겹치도록 조정함으로써 감지 범위의 사각을 없앨 수 있다. 그리고, 침입자 감지 센서(110)가 침입자를 감지하는 경우 센서 노드(100)는 관리 센터(200)에 침입자 감지 메시지를 전송할 수 있다.
이때, 관리 센터(200)는 침입자 감지 메시지를 전송한 센서 노드(100)의 식별 정보를 기초로 침입자의 대략 적인 위치와 방향을 추정하고 관리자에게 경계 라인(220)에 근접한 침입자가 있다는 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 침입자를 비추는 경광등이 회전 가능한 경우, 관리 센터(200)는 경광등의 방향을 침입자의 대략 적인 위치에 따라 회전시킬 수 있다.
또한, 센서 노드(100)는 위치 감지 센서(120)인 적외선 센서를 센서 노드로부터 1m 전방에 설치하여 경계 라인(220)을 통과하는 침입자를 감지할 수 있다. 적외선 센서는 침입자 감지 센서(110)가 침입자를 감지하는 경우, 기동하여 좌측 센서 노드의 적외선 센서, 또는 우측 센서 노드의 적외선 센서와 적외선을 송수신할 수 있다. 이때, 적외선 센서는 좌측 센서 노드의 적외선 센서, 또는 우측 센서 노드의 적외선 센서 중 하나와 적외선 송수신이 불가능한 경우, 적외선 송수신이 불가능한 센서 노드의 식별 정보와, 적외선 송수신이 불가능하다는 메시지를 센서 노드(100)에 전달할 수 있다. 이때, 센서 노드(100)는 침입자가 식별 정보에 대응하는 센서 노드와 자신 사이의 경계 라인(220)을 통과하는 것으로 판단하여 관리 센터(200)에 침입자 통과 메시지를 전송할 수 있다.
이때, 관리 센터(200)는 침입자 통과 메시지를 전송한 센서 노드(100)의 식별 정보를 기초로 침입자의 현재 위치를 확인하고, 확인된 침입자의 위치에 경광등을 조사할 수 있다. 구체적으로 관리 센터(200)는 상기 적외선 송수신이 불가능한 센서 노드와 센서 노드(100)로부터 동시에 침입자 통과 메시지를 수신하고, 상기 적외선 송수신이 불가능한 센서 노드와 센서 노드(100)의 사이에 침입자가 있는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 관리 센터(200)는 경고음을 울릴 수도 있고, 관리자에게 경계 라인(220)을 통과하는 침입자가 있다는 메시지를 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 노드에서의 침입 감지 방법을 도시한 플로우차트이다.
단계(S310)에서 센서 노드(100)의 제어부(140)는 침입자 감지 센서(110)인 PIR 센서가 감지한 것이 있는지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 침입자 감지 센서(110)는 제1 인체 감지 센서(PIR1)와 제2 인체 감지 센서(PIR2)로 구성된다.
단계(S320)에서 제어부(140)는 단계(S310)에서 제1 인체 감지 센서(PIR1)가 감지한 측정 값과 제2 인체 감지 센서(PIR2)가 감지한 측정 값을 비교하여 어느 정도 차이가 있는지를 확인할 수 있다.
단계(S330)에서 제어부(140)는 단계(S320)에서 비교한 제1 인체 감지 센서(PIR1)의 측정값과 제2 인체 감지 센서(PIR2)의 측정 값의 차이가 오차 범위보다 적은지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 차이가 오차 범위보다 큰 경우 제1 인체 감지 센서(PIR1), 또는 제2 인체 감지 센서(PIR2) 중 하나의 오 동작으로 판단하고 단계(S310)로 돌아가 다시 감지 여부를 확인할 수 있다.
단계(S340)에서 제어부(140)는 침입자를 감지하였다는 침입자 감지 메시지를 관리 센터로 전송하고, 위치 감지 센서(120)인 적외선 센서를 구동할 수 있다.
단계(S350)에서 제어부(140)는 단계(S340)에서 구동한 적외선 센서가 감지한 것이 있는지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 적외선 센서는 좌측 센서 노드의 적외선 센서, 또는 우측 센서 노드의 적외선 센서 중 하나와 적외선 송수신이 불가능한 경우, 적외선 송수신이 불가능한 센서 노드의 식별 정보와, 적외선 송수신이 불가능하다는 메시지를 제어부(140)에 전달할 수 있다.
단계(S360)에서 제어부(140)는 단계(S350)에서 적외선 센서가 감지한 위치로 침입자가 통과하고 있다는 침입자 통과 메시지를 관리 센터로 전송할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 단계(S350)에서 적외선 센서로부터 수신한 식별 정보를 기초로 침입자가 식별 정보에 대응하는 센서 노드와 자신 사이의 경계 라인(220)을 통과하는 것으로 판단하여 관리 센터(200)에 침입자 통과 메시지를 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 관리 센터에서의 침입 감지 방법을 도시한 플로우차트이다.
단계(S410)에서 관리 센터(200)는 센서 노드(100)로부터 침입자 감지 메시지를 수신할 수 있다.
단계(S420)에서 관리 센터(200)는 단계(S410)에서 수신한 침입자 감지 메시지에 따라, 감시 모드로 전환하여 침입자의 위치와 방향을 추정할 수 있다. 일례로, 관리 센터(200)는 침입자 감지 메시지를 전송한 센서 노드(100)의 식별 정보를 기초로 침입자가 센서 노드(100)가 설치된 장소의 전방 10m 안에 있다는 것을 추정할 수 있다.
또한, 관리 센터(200)는 관리자에게 경계 라인(220)에 근접한 침입자가 있다는 메시지를 전달할 수 있다. 그리고, 침입자를 비추는 경광등이 회전 가능한 경우, 관리 센터(200)는 경광등의 방향을 단계(S410)에서 추정한 위치에 따라 회전시킬 수 있다.
단계(S430)에서 관리 센터(200)는 센서 노드(100)로부터 침입자 통과 메시지를 수신하였는지 여부를 확인한다.
단계(S440)에서 관리 센터(200)는 단계(S430)에서 수신한 침입자 통과 메시지에 따라 경고 모드로 전환하여 침입자에게 경고를 할 수 있다.
구체적으로 관리 센터(200)는 단계(S430)에서 침입자 통과 메시지를 전송한 센서 노드(100)의 식별 정보를 기초로 침입자의 현재 위치를 확인하고 확인된 침입자의 위치에 경광등을 조사하거나 경고음을 울려서 침입자에게 경고를 할 수 있다. 또한, 관리 센터(200)는 관리자에게 경계 라인(220)을 통과하는 침입자가 있다는 메시지를 전달할 수도 있다.
본 발명은 평상시에는 저 전력 센서를 사용하여 일정 거리 안에 침입자가 있는지 여부만을 감지하고, 침입자가 감지된 경우, 침입자가 감지된 지역의 고 전력 고 정밀 센서를 작동하여 침입자의 위치를 확인함으로써 침입 감지 시스템의 유지에 필요한 전력을 최소화하면서도 정밀도를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 감지 센서가 측정한 값을 비교하고, 감지 센서들이 측정한 값의 차이가 일정 값 이하인 경우에만 침입자가 있는 것으로 판단함으로써 감지 센서 오작동에 의한 잘못된 경보를 방지할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 침입자 감지 센서
120: 위치 감지 센서
140: 제어부

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 일정 거리 안에 침입자가 있는지 여부를 감지하는 복수의 침입자 감지 센서들;
    상기 침입자가 감지되는 경우, 위치 감지 센서를 구동시키는 제어부; 및
    상기 침입자의 위치를 확인하는 위치 감지 센서;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    복수의 침입자 감지 센서들 중 적어도 하나의 침입자 감지 센서가 상기 침입자를 감지한 경우, 복수의 침입자 감지 센서들 각각의 측정 결과들 간의 차이를 확인하고,
    상기 측정 결과들 간의 차이가 오차 범위 이상인 경우, 상기 적어도 하나의 침입자 감지 센서가 오작동을 일으킨 것으로 판단하며, 상기 침입자가 감지되지 않은 것으로 처리하는 센서 노드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위치 감지 센서가 구동한 상태에서 상기 침입자 감지 센서에 상기 침입자가 감지되지 않는 경우, 침입자가 떠난 것으로 판단하여 상기 위치 감지 센서를 정지 시키는 센서 노드.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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