KR101942501B1 - 무선전력전송을 이용한 디지털 도어락 시스템 - Google Patents

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    • H02J2007/0037—
    • H02J2007/004—

Abstract

본 발명은 무선전력송신장치와 연결되어 무선충전을 하는 디지털 도어락 시스템에 관한 것이다. 디지털 도어락 시스템은, 상기 무선전력송신장치에서 무선으로 전송되는 전력신호를 수신하는 수신 안테나 매칭부; 상기 수신 안테나 매칭부에서 출력되는 사인파 형태의 신호를 전파정류하는 전파정류부; 상기 전파정류부에서 출력되는 신호를 안정화하여 출력하는 정전압부; 정전시에 전원을 공급하기 위한 2차전지; 상기 정전압부의 안정된 전원으로 2차전지를 충전하며, 과전압 및 과방전 방지기능을 가지는 과충전 및 과방전 방지부; 상기 정전압부의 전원을 시스템 각부로 공급하되, 정전시에는 상기 2차전지의 전원을 시스템 각부로 공급하는 전원공급부를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 무선전력전송 기술을 디지털 도어락 시스템에 적용하여 기술의 발전에 따른 생체인증 기술을 적용하여 사용자의 편리성을 획기적으로 높일 수 있다.

Description

무선전력전송을 이용한 디지털 도어락 시스템{Digital door lock system using wireless power transfer}
본 발명은 디지털 도어락 시스템에 관한 것으로, 특히 무선전력 전송기술을 적용하여 다양한 인증 시스템 적용이 가능한 디지털 도어락 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디지털 도어락의 경우에는 직접 사용자가 기설정한 비밀번호를 입력하여 인증을 수행하거나, 또는 고유번호가 미리 내장된 RFID 태그를 통해 인증을 수행하여 출입을 허용받는 방식으로 도어락이 구동되는 기술이 적용되었다.
한편, 최근에는 전자통신기술의 급속한 진보와 개인의 처분 가능한 재산의 증가로 말미암아, 최근에는 다양한 본인확인을 위한 인증기술이 개발되고 있다. 즉, 본인확인은 다양한 부가가치에 대한 이용 제한, 다양한 정보에 대한 이용제한 등과 같이 대부분 지불 내지 연령 제한과 관련된 분야에서 그 필요성이 인식되어 개발되었으며, 통상적으로 기부여된 비밀번호를 통해 본인 확인을 수행하였었다.
그러나, 비밀번호 유출시에는 본인확인 인증의 오류가 발생될 수 있으므로, 최근에는 더욱 복잡하면서 정확한 인증기술이 개발되고 있는 실정이다.
그 대표적인 인증방법은 생채 인증기술이다. 즉, 홍채나 지문, 안면인식, DNA 등을 이용한 본인확인 기술인 바, 생체데이터 즉, 지문데이터 및 홍채데이터 등을 미리 저장해두고, 이용자가 입력한 생체데이터와 비교함으로써 인증을 수행하는 추가적인 인증기술이 선보이고 있으나, 이 경우 인증을 위해 전력공급이 필수적이다.
그런데 디지털 도어락의 경우 일반 직류형 건전지를 사용하고 있으며, 전력소모를 줄이는 것이 중요하므로 생체 인증기술을 적용하는데 어려움이 있다.
특허문헌1 : 국내 등록특허 10-1009167(2011. 1. 11. 등록)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선전력전송 기술을 디지털 도어락 시스템에 적용하여 기술의 발전에 따른 생체인증 기술을 적용하여 사용자의 편리성을 획기적으로 높이는 무선전력전송을 이용한 디지털 도어락 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디지털 도어락 시스템에 2차전지를 사용하고, 이를 무선적력으로 충전하여 사용하므로 배터리 교체가 필요없고 배터리 방전시 동작이 불가한 문제가 없는, 무선전력전송을 이용한 디지털 도어락 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 디지털 도어락 시스템은,
무선전력송신장치와 연결되어 무선충전을 하는 디지털 도어락 시스템으로서,
상기 무선전력송신장치에서 무선으로 전송되는 전력신호를 수신하는 수신 안테나 매칭부;
상기 수신 안테나 매칭부에서 출력되는 사인파 형태의 신호를 전파정류하는 전파정류부;
상기 전파정류부에서 출력되는 신호를 안정화하여 출력하는 정전압부;
정전시에 전원을 공급하기 위한 2차전지;
상기 정전압부의 안정된 전원으로 2차전지를 충전하며, 과전압 및 과방전 방지기능을 가지는 과충전 및 과방전 방지부;
상기 정전압부의 전원을 시스템 각부로 공급하되, 정전시에는 상기 2차전지의 전원을 시스템 각부로 공급하는 전원공급부를 포함한다.
상기 시스템은,
사용자로부터 비밀번호를 입력받기 위한 키패드;
사용자로부터 생체정보를 입력받기 위한 생체정보 입력부;
사용자의 생체정보 또는 비밀번호를 저장하는 메모리;
도어를 개폐가능하도록 잠금 또는 열림 기능을 하는 잠금장치부;
상기 잠금장치부를 제어하는 잠금장치 제어부;
상기 키패드 또는 생체정보 입력부로부터 비밀번호 또는 생체정보가 입력되면, 상기 메모리에 저장된 정보와 일치여부를 비교하여 잠금장치부의 해제여부를 제어하는 제어부를 포함한다.
필요에 따라 시스템은,
외부와의 통신 기능을 수행하기 위한 무선 통신부;
화상 입력 및 출력 기능을 가진 화상 입력 및 송출부를 더 포함한다.
상기 무선전력송신장치는,
상기 안테나 매칭부와 근거리에 설치되며,
외부 전원을 입력받아 직류로 변환하는 AC/DC 변환기;
상기 AC/DC 변환기의 출력으로부터 제1 정전압을 생성하는 제1 정전압 회로부;
상기 AC/DC 변환기의 출력으로부터 제2 정전압을 생성하는 제2 정전압 회로부;
상기 제2 정전압 회로부의 출력을 발진하여 무선전력 송신 주파수를 생성하는 발진부;
상기 제1 정전압을 이용하여 상기 발진부에서 생성된 무선전력 송신 주파수의 세기를 증폭하는 증폭부;
상기 증폭부에서 신호의 세기가 증폭된 무선전력 송신 신호를 무선으로 방사하는 송신 안테나 매칭부를 포함한다.
상기 송신 안테나 매칭부의 안테나는 상기 수신 안테나 매칭부의 방향으로 지향성을 갖는 안테나를 사용할 수도 있고, 필요에 따라 반대방향으로 차폐물을 설치할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 무선전력전송 기술을 디지털 도어락 시스템에 적용하여 기술의 발전에 따른 생체인증 기술을 적용하여 사용자의 편리성을 획기적으로 높이는 무선전력전송을 이용한 디지털 도어락 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 디지털 도어락 시스템에 2차전지를 사용하고, 이를 무선적력으로 충전하여 사용하므로 배터리 교체가 필요없고 배터리 방전시 동작이 불가한 문제가 없는, 무선전력전송을 이용한 디지털 도어락 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 도어락 시스템의 무선전력 송신장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 도어락 시스템의 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 도어락 시스템의 무선전력 송신장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 도어락 시스템의 구성도이다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 도어락 시스템은,
무선전력송신장치와 연결되어 무선충전을 하는 디지털 도어락 시스템으로서,
상기 무선전력송신장치에서 무선으로 전송되는 전력신호를 수신하는 수신 안테나 매칭부(201);
상기 수신 안테나 매칭부(201)에서 출력되는 사인파 형태의 신호를 전파정류하는 전파정류부(202);
상기 전파정류부(202)에서 출력되는 신호를 안정화하여 출력하는 정전압부(203);
정전시에 전원을 공급하기 위한 2차전지(205);
상기 정전압부(203)의 안정된 전원으로 2차전지(205)를 충전하며, 과전압 및 과방전 방지기능을 가지는 과충전 및 과방전 방지부(204);
상기 정전압부(203)의 전원을 시스템 각부로 공급하되, 정전시에는 상기 2차전지(205)의 전원을 시스템 각부로 공급하는 전원공급부(206)를 포함한다.
상기 시스템은,
사용자로부터 비밀번호를 입력받기 위한 키패드(208);
사용자로부터 생체정보를 입력받기 위한 생체정보 입력부(209);
사용자의 생체정보 또는 비밀번호를 저장하는 메모리(212);
도어를 개폐가능하도록 잠금 또는 열림 기능을 하는 잠금장치부(213);
상기 잠금장치부(213)를 제어하는 잠금장치 제어부(214);
상기 키패드(208) 또는 생체정보 입력부(209)로부터 비밀번호 또는 생체정보가 입력되면, 상기 메모리에 저장된 정보와 일치여부를 비교하여 잠금장치부(213)의 해제여부를 제어하는 제어부(207)를 더 포함한다.
필요에 따라 시스템은,
외부와의 통신 기능을 수행하기 위한 무선 통신부(210);
화상 입력 및 출력 기능을 가진 화상 입력 및 송출부(211)를 더 포함한다.
상기 무선전력송신장치는,
상기 수신 안테나 매칭부(201)와 근거리에 설치되며,
외부 전원을 입력받아 직류로 변환하는 AC/DC 변환기(101);
상기 AC/DC 변환기(101)의 출력으로부터 제1 정전압을 생성하는 제1 정전압 회로부(102);
상기 AC/DC 변환기(101)의 출력으로부터 제2 정전압을 생성하는 제2 정전압 회로부(103);
상기 제2 정전압 회로부(103)의 출력을 발진하여 무선전력 송신 주파수를 생성하는 발진부(104);
상기 제1 정전압을 이용하여 상기 발진부(104)에서 생성된 무선전력 송신 주파수의 세기를 증폭하는 증폭부(105);
상기 증폭부에서 신호의 세기가 증폭된 무선전력 송신 신호를 무선으로 방사하는 송신 안테나 매칭부(106)를 포함한다.
상기 송신 안테나 매칭부(106)의 안테나는 상기 수신 안테나 매칭부(201)의 방향으로 지향성을 갖는 안테나를 사용할 수도 있고, 필요에 따라 반대방향으로 차폐물을 설치할 수도 있다.
그러면 이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 디지털 도어락 시스템의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 무선전력송신장치의 AC/DC 변환기(101)가 AC 110볼트 또는 220볼트 등의 외부 전원을 입력받아 직류로 변환하여 출력한다.
그리고 나서, 제1 정전압 회로부(102)는 상기 AC/DC 변환기(101)의 출력으로부터 제1 정전압을 생성하고, 제2 정전압 회로부는 상기 AC/DC 변환기(101)의 출력으로부터 제2 정전압을 생성하여 출력한다. 여기서, 제2 정전압은 무선전력 송신 주파수를 생성하는 발진부의 공급전압으로 사용하고, 제1 정전압은 제2 정전압보다 높은 전압을 사용한다. 제1 정전압은 무선전력 송신 주파수를 증폭하는 증폭회로인 증폭부(105)의 구동전압으로 사용된다.
예를 들면, 제2 정전압은 5볼트를 사용하고, 제1 정전압은 12V~30V 사이에서 증폭부(105)에 적합하도록 전압을 선택하여 사용할 수 있다.
이후, 제2 정전압 회로부(103)의 제2 정전압에 의해 발진부(104)에서 만들어진 무선전력 송신 주파수는 증폭부(105)에서 증폭되어 송신 안테나 매칭부(106)를 거쳐 안테나를 통해 공중으로 방사된다. 이때, 지향성 안테나 또는 안테나 후면에 차폐물을 설치하여 수신측 안테나 방향으로 되도록 많은 신호가 수신되도록 한다. 상기 송신 안테나 매칭부(106)의 안테나는 상기 수신 안테나 매칭부(201)의 방향으로 지향성을 갖는 안테나를 사용할 수도 있고, 필요에 따라 안테나 후면에 차폐물을 설치할 수도 있다.
그러면, 수신 안테나 매칭부(201)가 상기 무선전력송신장치에서 무선으로 전송되는 전력신호를 수신한다.
공중방사되어 수신된 무선전력전송신호는 수신 안테나매칭부(201)를 통해 사인파 형식으로 출력되고, 브리지 다이오드 형식의 전파정류부(202)를 거쳐 C1 콘덴서에 의해 전압이 안정화된다.
그리고 나서, 정전압부(203)는 상기 전파정류부(202)에서 출력되는 신호를 안정화하여 제어부, 전원 공급부 및 과충전 및 과방전 방지부(204)로 공급한다.
이후, 과충전 및 과방전 방지부(204)는 상기 정전압부(203)의 안정된 전원으로 2차전지(205)를 충전하며, 과전압 및 과방전 방지기능을 가지고 있어 2차 전지를 안정적으로 충전할 수 있다.
또한, 전원공급부(206)는 상기 정전압부(203)의 전원을 시스템 각부로 공급하되, 정전시에는 상기 2차전지(205)의 전원을 시스템 각부로 공급한다.
이러한 과정에 의해 안정적인 전원 공급이 이루어진다.
이러한 상태에서 사용자는 외출에서 돌아와 출입문을 열기 위하여 자신이 미리 등록해 놓은 방식에 따라 키패드(208)를 조작하여 비밀번호를 입력할 수도 있고, 생체정보 입력부(209)에 해당 생체를 근접시켜 생체정보를 입력할 수도 있다. 여기서, 생체정보는, 지문, 홍채, 안면인식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다. 지문의 경우 손가락을 접촉시키고, 안면이나 홍채인 경우, 얼굴이나 눈동자를 생체정보 입력부(209)에 근접시킨다.
다음, 제어부(107)는 상기 키패드(208) 또는 생체정보 입력부(209)로부터 비밀번호 또는 생체정보가 입력되면, 상기 메모리(212)에 저장된 정보와 일치여부를 비교하여 잠금장치부(213)의 해제여부를 제어한다. 즉, 비교결과 일치하는 경우에는 잠금장치부(213)를 해제하여 출입문의 오픈이 가능하도록 하고, 일치하지 않는 경우에는 잠금장치부(213)를 해제하지 않도록 한다.
이후, 잠금장치 제어부(214)는 제어부(207)의 제어에 따라 잠금장치부(213)를 해제하도록 제어하고, 잠금장치부(213)가 도어를 개폐가능하도록 잠금을 해제한다.
이외에도 본 발명의 실시예에서는 그리고 2차전지(205)를 사용하므로 배터리 방전우려가 없으므로 전력을 소모하는 다양한 기능을 디지털 도어락 시스템에 적용 가능하다.
필요에 따라 외부와의 통신 기능을 수행하기 위한 무선 통신부(210)를 구비하고, 제어부(207)의 제어에 따라 외부와의 통신기능을 수행할 수 있다.
그리고, 화상 입력 및 출력 기능을 가진 화상 입력 및 송출부(211)를 더 포함하여 출입문 외부 사람을 촬영하여 안면인식에 이용하거나, 내실자에게 제공할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 무선전력전송 기술을 디지털 도어락 시스템에 적용하여 기술의 발전에 따른 생체인증 기술을 적용하여 사용자의 편리성을 획기적으로 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 디지털 도어락 시스템에 2차전지를 사용하고, 이를 무선적력으로 충전하여 사용하므로 배터리 교체가 필요없고 배터리 방전시 동작이 불가한 문제가 없다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 무선전력송신장치와 연결되어 무선충전을 하는 디지털 도어락 시스템으로서,
    상기 무선전력송신장치에서 무선으로 전송되는 전력신호를 수신하는 수신 안테나 매칭부;
    상기 수신 안테나 매칭부에서 출력되는 전력신호를 전파정류하는 전파정류부;
    상기 전파정류부에서 출력되는 신호를 안정화하여 출력하는 정전압부; 및
    상기 정전압부의 전원을 시스템 각부로 공급하는 전원공급부를 포함하고,
    상기 무선전력송신장치는,
    상기 안테나 매칭부와 근거리에 설치되며,
    외부 전원을 입력받아 직류로 변환하는 AC/DC 변환기;
    상기 AC/DC 변환기의 출력으로부터 제1 정전압을 생성하는 제1 정전압 회로부;
    상기 AC/DC 변환기의 출력으로부터 제2 정전압을 생성하는 제2 정전압 회로부;
    상기 제2 정전압 회로부의 출력을 발진하여 무선전력 송신 주파수를 생성하는 발진부;
    상기 제1 정전압을 이용하여 상기 발진부에서 생성된 무선전력 송신 주파수의 세기를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭부에서 신호의 세기가 증폭된 무선전력 송신 신호를 무선으로 방사하는 송신 안테나 매칭부를 포함하는 디지털 도어락 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자로부터 비밀번호를 입력받기 위한 키패드;
    사용자로부터 생체정보를 입력받기 위한 생체정보 입력부;
    사용자의 생체정보 또는 비밀번호를 저장하는 메모리;
    도어를 개폐가능하도록 잠금 또는 열림 기능을 하는 잠금장치부;
    상기 잠금장치부를 제어하는 잠금장치 제어부;
    상기 키패드 또는 생체정보 입력부로부터 비밀번호 또는 생체정보가 입력되면, 상기 메모리에 저장된 정보와 일치여부를 비교하여 잠금장치부의 해제여부를 제어하는 제어부;
    정전시에 전원을 공급하기 위한 2차전지;
    상기 정전압부의 안정된 전원으로 2차전지를 충전하며, 과전압 및 과방전 방지기능을 가지는 과충전 및 과방전 방지부를 더 포함하고,
    상기 전원공급부는 정전시에는 상기 2차전지의 전원을 시스템 각부로 공급하는 것을 특징으로 하는 디지털 도어락 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    외부와의 통신 기능을 수행하기 위한 무선 통신부;
    화상 입력 및 출력 기능을 가진 화상 입력 및 송출부를 더 포함하는 디지털 도어락 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 송신 안테나 매칭부의 안테나는 상기 수신 안테나 매칭부의 방향으로 지향성을 갖는 안테나인 것을 특징으로 하는 디지털 도어락 시스템.
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