KR102266548B1 - 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템에 관한 것으로 그 목적은 사전에 설정한 민감도 설정 값을 기준으로 침입자의 예상 중량 조건 또는 충격량 정보에 해당할 때만 기둥제어기가 이벤트를 생성되도록 함으로써 감지센서의 오작동을 방지하여 신뢰성 있는 침입감지가 이루어지도록 구성한 스마트 보안 울타리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 울타리 자체가 외력에 의한 장력 변화를 측정하는 침입감지 센서 역할을 하도록 구성된 울타리센서부(1); 하중 변화를 측정하여 침입을 감지토록 구성된 복수개의 중량감지센서부(2); 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)에서 검출된 데이터를 기둥 별로 수집 및 분석하여 사전에 조정된 민감도 설정 값을 넘는 이벤트 발생시 담당 데이터 수집기로 전송하도록 구성된 개별 기둥제어기(3); 담당하는 복수개의 기둥제어기와 연결되어 이벤트를 포함한 데이터를 수집하여 중앙관제 센터로 송신하고, 민감도 설정 값을 수신하여 각 기둥제어기로 송신하도록 구성된 개별 데이터수집기(4); 및 복수개의 데이터수집기에서 전송되는 정보를 모니터링하면서 데이터수집기를 통해 기둥제어기의 민감도 설정 값을 조정하는 중앙관제 센터(5);를 포함하여 구성되는오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템을 발명의 특징으로 한다.

Description

오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템{Smart security fence system with improved malfunction prevention and intrusion detection reliability}

본 발명은 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 울타리 자체가 인장력을 감지하는 울타리센서부와 임의의 지점에 매설된 중량감지센서부를 포함하는 복수 센서들을 구비하고 검출대상 침입자에 대한 감지 민감도를 임의의 값으로 원격 설정하여 검출되도록 함으로써 오작동을 방지하면서 신뢰성 있는 침입 감지가 이루어지도록 구성한 스마트 보안 울타리 시스템에 관한 것이다.

국가 중요시설 또는 군대의 철책 또는 기타 주요 시설물에는 외곽 침입감지 시스템 등을 설치하여 외부인의 침입을 차단하고 있다.

외곽 침입감지 센서·시스템 시장은 저가부터 고가 제품군까지 다양하게 분포돼 있고 가격대 별로 성능 또한 차이가 날 수 밖에 없는데, 시장이 좁고 폐쇄적이다 보니 경쟁이 심하고 성능에 대한 객관적인 데이터 없이 과장 광고가 많아 시장이 교란되고 있다. 그럼에도 최근 국내 주요 외곽감지 센서·시스템 업체들이 기술개발에 적극 나서면서 경쟁력을 갖춘 제품을 출시 또는 준비 중에 있다.

외곽 침입감지 시스템(perimeter intrusion detection system, PIDS)은 크게 독립형, 펜스형, 매설형과 같이 3가지 종류로 분류할 수 있다.

독립형은 감지기 자체로 눈에 보이지 않는 경계면을 설정할 수 있으며, 이 구역을 침입자가 침입하는 경우 감지할 수 있는 시스템으로써 마이크로웨이브, PIR(수동형적외선), 정전식, AIR(능동형 적외선) 감지기 등이 이에 해당한다.

펜스형은 2차원적인 물리적인 펜스를 제작하여 침입자가 펜스를 타고 올라가면서 발생하는 장력이나 진동으로 침입을 감지하는 시스템으로 마이크로폰, 광섬유, 장력, 진동, 지진파 센서 등이 이에 해당한다.

매설형은 땅 속에 센서를 매설하여 설치하고, 이곳을 밟고 지나가는 경우 알람을 발생하는 감지 시스템이다.

상기와 같은 이와 같은 외곽 침입감지 시스템 중 펜스형은 물리적으로 침입자의 접근을 막을 수 있는 수단인데, 여기에 사용되는 센서들을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

진동 센서는 침입을 감지하고자 하는 펜스 영역에 설치하며, 침입자가 펜스를 흔들거나 펜스를 타고 올라가거나, 펜스를 절단하거나 할 때 발생하는 진동을 감지하는 센서이다.

마이크로폰 센서는 펜스가 진동하는 음파의 패턴으로부터 침입을 감지하는 방식이다.

광섬유 센서는 펜스에 부착하여, 침입자가 펜스를 올라타게 되면 이로 인해 발생하는 미세한 진동 패턴을 감지하여 침입으로 인식하는 센서이다.

외곽 침입감지 시스템 센서들의 침입 유형에 대한 탐지율과 각종 환경에 대한 오보율을 비교하면 하나의 센서로 탐지율도 높이고 오보율도 줄일 수 있는 것은 없다. 따라서 환경과 침입유형을 고려하여 적재적소에 센서를 설치 및 운영해야 한다.

외곽 침입감지 시스템에 가장 많이 사용 되는 독립형 센서인 마이크로웨이브와 AIR 센서의 탐지율과 오보율을 비교해 보면, 두 센서 모두 탐지율과 오보율은 거의 비슷하지만, 오보율 측면에서 마이크로웨이브 센서가 AIR 대비 약간 우수하다. 그 이유는 AIR 센서의 경우 탐지 알고리즘을 적용하는데 한계가 있는 반면, 마이크로웨이브 센서는 탐지 알고리즘을 보다 유연하게 적용할 수 있기 때문이다. 대신 마이크로웨이브 센서가 AIR 센서 대비 가격이 약간 높은 것이 단점이다. 그리고 펜스를 자르거나 기어 오르는 행위는 감지할 수 없다.

마이크로웨이브와 AIR은 주로 펜스와 펜스 사이에 설치를 하여 운영을 하는데, 따라서 원리적으로 펜스에 붙어서 일어나는 행위는 탐지할 수가 없다.

반면 진동을 감지하는 펜스형의 센서는 펜스를 자르거나 기어오르고 들어 올리는 행위에 대해서는 높은 탐지력을 가지고 있다. 그러나 대부분의 물리적인 외곽 침입감지 시스템이 가지고 있는 단점은 사다리를 타고 올라가거나 땅굴을 파서 침입하는 것을 탐지할 수 없다는 것이다. 따라서 이런 침입에 대해서는 이차적으로 건물로 진입하는 것을 탐지할 수 있는 시스템으로 설계해야 한다.

한편, 외곽침입감지 시스템의 장비가격과 설치 및 유지비용을 비교해 보면 다음과 같다.

먼저, 독립형 시스템은 가격이 저렴하고 설치가 간단하다는 장점이 있으며, 이중에서도 가장 가격대비 저렴한 시스템은 PIR 감지기인 열선감지기이다. 반면 가격은 저렴하지만 오보가 많이 발생하기 때문에 국소적인 영역을 감시하고자 하는 용도로 사용된다.

가격대비 비교적 상대적으로 우수한 성능을 가진 것은 적외선빔 감지기와 마이크로웨이브를 복합화한 시스템이다. 다른 감시 시스템에 비해 상대적으로 설치비용도 매우 저렴하고 감지 시스템 가격도 상대적으로 저렴하다. 보통 하나의 감지 시스템으로 최대 수백미터까지 감지할 수 있는 장점이 있다. 다만, 투광부와 수광부가 마주 보아야 하기 때문에 굴곡진 부분은 감지할 수 없는 단점이 있다.

펜스형 시스템은 감지성능은 우수한 편이지만 설치비용과 유지보수 비용이 매우 고가인 단점이 있어, 특수한 시설의 일부 구간을 감시하고자 하는 목적으로 사용이 될 수 있다.

그리고 매설형은 감지 시스템이 외부에 드러나지 않기 때문에 외관적으로 좋고 침입자가 감지 시스템을 인지하지 못하기 때문에 이 시스템을 피해서 침입하는 것은 매우 어렵다. 그러나 시스템의 매설을 위해 땅을 굴착해야 하는 문제점이 있기 때문에 특수한 용도의 목적으로만 사용이 된다.

상기와 같은 다양한 외곽 침입감지 시스템은 각각의 장단점이 존재하는데, 공통적인 문제점으로는 센서의 민감도 설정에 따라 너무 많은 오 알람, 오경보, 오 탐지, 미탐지 문제가 발생한다는 것이다.

즉, 종래의 외곽 침입감지 시스템은 사용되는 센서의 민감도를 너무 높게 설정하면 침입자가 아닌 동물에 의한 잦은 감지 또는 계절별 환경 변화에 따른 눈, 비, 낙엽, 바람과 같은 조건에서도 쉽게 작동하여 잦은 알람과 경보 등으로 인해 감지의 신뢰성이 떨어진다는 문제점이 있다.

반대로 민감도를 너무 낮게 설정하면 실제 침입자가 발생해도 이를 감지 못하여 외곽 침입감지 시스템으로의 역할을 하지 못할 수 있다는 단점이 있다.

또한 본 발명이 속하는 종래의 펜스형은 감지센서의 신호가 아날로그 방식으로 구성되어 단순히 on/off 방식으로 구성되거나 계절변화에 따른 변화에 대응하지 못하거나, 너무 민감한 검출로 인한 잦은 오 알람, 오경보, 오 탐지, 미탐지 사례가 과다 발생하여 신뢰성 있는 침입 감지가 어렵다는 단점이 있다.

또한 종래의 펜스형은 단일 센서만을 사용할 경우 센서의 검출 능력 한계로 인해 여러 종류의 침입 형태에 모두 작동되지 않아 신뢰성 있는 침입감지가 어렵다는 단점이 있다.

또한 종래의 펜스형 센서의 고장 여부를 신뢰성 있게 파악할 수 없어서 결정적인 순간에 작동하지 않아 신뢰성 있는 침입감지가 어렵다는 단점이 있다.

또한 종래의 펜스형은 센서를 펜스에 추가적으로 설치하는 방식으로 주로 구성되어 펜스 자체를 센서로 활용하지 못해, 센서의 기능을 무력화하면서 펜스를 통과할 수 있다는 구조적 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 10-1812981(2017.12.21.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1871634(2018.06.20.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0933239(2009.12.14.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1927364(2018.12.04.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 울타리 자체가 인장력을 감지할 수 있는 울타리센서부와 임의의 지점에 매설되어 설치된 중량감지센서부를 포함하는 복수의 센서들을 구비하여 사전에 설정한 민감도 설정 값을 기준으로 침입자의 예상 중량 조건 또는 충격량 정보에 해당할 때만 기둥제어기가 이벤트를 생성되도록 함으로써 신뢰성 있는 침입감지가 이루어지도록 구성한 스마트 보안 울타리 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 울타리센서부와 중량감지센서부의 민감도 설정 값을 계절별 상황 변화에 따른 변수 또는 동물의 접근에 의한 변수 등을 제거하여 최적의 수치 설정 값(scalable value)으로 변경하여 설정함으로써 이벤트 생성시 신뢰성 있는 침입감지가 이루어지도록 구성한 스마트 보안 울타리 시스템을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 추가적으로 소리 또는 영상을 감지하는 센서를 구비하여 감지된 소리 및 영상 정보를 딥러닝 또는 머신런닝을 통해 학습한 인공지능(AI)이 종합적으로 분석함으로써 신속하게 감지센서의 오 알람, 오경보, 오 탐지, 미탐지 문제를 방지하여 신뢰성 있는 침입감지가 이루어지도록 구성한 스마트 보안 울타리 시스템을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 울타리센서부가 정상적으로 설정된 값으로 작동하고 있는지 유무를 항상 파악할 수 있어서 신뢰성 있는 유지보수가 가능한 스마트 보안 울타리 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 울타리 자체가 외력에 의한 장력 변화를 측정하는 침입감지 센서 역할을 하도록 구성된 울타리센서부;

울타리센서부 전방에 매설되어 외력에 의한 하중 변화를 측정하여 침입을 감지토록 구성된 복수개의 중량감지센서부;

울타리센서부와 중량감지센서부에서 검출된 데이터를 좌표와 아이디가 부여된 기둥 별로 수집 및 분석하여 사전에 조정된 민감도 설정 값을 넘는 이벤트 발생시 담당 데이터 수집기로 전송하도록 구성된 개별 기둥제어기;

담당하는 복수개의 기둥제어기와 연결되어 이벤트를 포함한 데이터를 수집하여 중앙관제 센터로 송신하고, 민감도 설정 값을 수신하여 각 기둥제어기로 송신하도록 구성된 개별 데이터수집기; 및

복수개의 데이터수집기에서 전송되는 정보를 모니터링하면서 데이터수집기를 통해 기둥제어기의 민감도 설정 값을 조정하는 중앙관제 센터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템을 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예로, 상기 울타리센서부와 중량감지센서부의 감지 능력을 보충하기 위해 기둥제어기에 연결되어 데이터수집기를 경유하여 중앙관제 센터로 침입 감지 데이터를 전송하는 레이저빔센서, 소리감지 센서, 레이더센서, 열영상센서 중 하나 이상을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 울타리센서부는 보안대상의 둘레 또는 전방에 일정 간격으로 설치되는 좌표별 아이디가 부여된 기둥과, 각 기둥 내부에서 수직방향으로 수납되어 양방향 인장력 변화를 감지하는 복수개의 인장로드셀과, 상기 각 기둥에 설치된 개별 인장로드셀 간을 연결하는 개별 인장와이어와; 상기 개별 기둥 상부 간을 연결하여 보강하는 커넥터;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 기둥은 일측면은 개방 구조로 구성되고 내부에 설치된 칸막이에 의해 나뉘어진 수납부가 구비되고, 일측면 또는 양측면에는 인장와이어와 연결되도록 각 수납부에 대응하는 홀이 형성된 기둥본체와;

기둥본체의 개방면을 체결하여 막는 덮개와;,

상기 칸막이에 설치되어 인장로드셀을 고정하는 로드셀홀더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 로드셀홀더는 'ㄷ'자로 절곡된 구조로 하부 양단에는 홀이 형성된 플랜지가 형성되어 칸막이에 형성된 홀 간을 볼트 체결하여 고정되고, 개구가 형성된 양측방향의 상단부 양측단에는 각각 스톱퍼가 형성되어 내부에 삽입된 인장로드셀과 접촉지지되어 측방향 이동을 단속하여 움직이지 못하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 중량감지센서부는 상면을 구성하는 패널과; 패널에 인가되는 하중을 감지하도록 적어도 4개 이상 접촉되어 설치된 압축로드셀과; 패널의 처짐을 방지하는 지지프레임부와; 지지프레임에 일측단이 연결되어 고정되고 타측단에 압축로드셀이 연결되어 고정되는 지지브라켓;으로 구성되어 울타리센서부를 구성하는 각 기둥이 담당하는 바깥 영역마다 하나 이상의 지점에 매설되어 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 중량감지센서부는 스트립 피에조 센서를 십자 형태로 배치하고 그 상면에 십자 형태로 보강부재를 보강 후 매설하여 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 민감도 설정 값의 크기 설정 변경은 중앙관제 센터 뿐만 아니라 데이터수집기 및 기둥제어기 중 어느 하나에서 조정할 수 있게 구성되되,

기둥제어기는 울타리센서부(1)의 인장로드셀에 가해지는 장력 변화는 울타리 충격이 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하고, 중량감지센서부의 압축로드셀에 가해지는 압축력 변화는 침입자 무게 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 입력되는 데이터를 분석 후 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 데이터수집기는 복수개의 기둥제어기 영역을 감시하는 고정형 감시카메라, 스피드 돔형 감시카메라 및 경고용 스피커를 포함하여 구성되고, 기둥제어기로부터 이벤트 신호가 전송되면 특정 기둥의 좌표값 방향으로 스피드 돔 카메라를 연동하여 추적하여 감시하면서 해당 영상정보를 중앙관제 센터로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 중앙관제 센터는 울타리센서부의 인장로드셀 또는 중량감지센서부의 압축로드셀에서 수집된 정보 중 기둥제어기에서 전송된 정보와 데이터 수집기에서 전송된 카메라 영상을 데이터베이스에 누적하면서 이를 바탕으로 인공지능(AI)이 딥러닝 또는 머신러닝 학습을 통해 침입자가 차량, 사람, 동물 인지를 구분하여 최적의 민감도 설정 값을 도출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 스마트 보안 울타리 시스템은 울타리 자체가 인장력을 감지할 수 있는 울타리센서부와 임의의 지점에 매설되어 설치된 중량감지센서부를 포함하는 복수의 센서들을 구비하여 사전에 설정한 민감도 설정 값을 초과하는 침입자의 예상 중량 조건 또는 충격량 정보에 해당할 때만 이벤트가 생성되도록 함으로써 감지센서의 오 알람, 오경보, 오 탐지, 미탐지 문제를 방지하여 신뢰성 있는 침입감지가 가능하다는 장점을 가진다.

또한 본 발명은 울타리센서부와 중량감지센서부의 민감도 설정 값을 계절별 상황 변화에 따른 변수 또는 동물의 접근에 의한 변수 등을 제거하여 최적의 수치 설정 값(scalable value)으로 변경하여 설정함으로써 감지센서의 오 알람, 오경보, 오 탐지, 미탐지 문제를 방지하여 신뢰성 있는 침입감지가 가능하다는 장점을 가진다.

또한 본 발명은 추가적으로 소리 또는 영상을 감지하는 센서를 구비하여 감지된 소리 및 영상 정보를 딥러닝 또는 머신런닝을 통해 학습한 인공지능(AI)이 종합적으로 분석함으로써 신속하게 감지센서의 오 알람, 오경보, 오 탐지, 미탐지 문제를 방지하여 신뢰성 있는 침입감지가 가능하다는 장점을 가진다.

또한 본 발명은 울타리센서부가 정상적으로 설정된 값으로 작동하고 있는지 유무를 항상 파악할 수 있어서 신뢰성 있는 유지보수가 가능하다는 장점을 가진다.

상기와 같이 본 발명은 다양한 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전체 구성을 보인 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 울타리센서부의 전체 구성을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 인장로드셀이 수납된 울타리센서부의 기둥을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인장로드셀이 수납된 울타리센서부의 일측단 기둥을 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 양방향 인장력을 측정하는 로드셀홀더를 보인 사시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 로드셀홀더에 인장로드셀이 지지된 모습을 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 중량감지센서부를 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중량감지센서부를 보인 예시도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전체 구성을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 울타리센서부의 전체 구성을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 인장로드셀이 수납된 울타리센서부의 기둥을 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인장로드셀이 수납된 울타리센서부의 일측단 기둥을 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 양방향 인장력을 측정하는 로드셀홀더를 보인 사시도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 로드셀홀더에 인장로드셀이 지지된 모습을 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 중량감지센서부를 보인 예시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중량감지센서부를 보인 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스마트 보안 울타리 시스템은 울타리 자체가 외력에 의한 장력 변화를 측정하는 침입감지 센서 역할을 하도록 구성된 울타리센서부(1); 울타리센서부(1) 전방에 매설되어 외력에 의한 하중 변화를 측정하여 침입을 감지토록 구성된 복수개의 중량감지센서부(2); 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)에서 검출된 데이터를 좌표와 아이디가 부여된 기둥 별로 수집 및 분석하여 사전에 조정된 민감도 설정 값을 넘는 이벤트 발생시 담당 데이터 수집기로 전송하도록 구성된 개별 기둥제어기(3); 담당하는 복수개의 기둥제어기와 연결되어 이벤트를 포함한 데이터를 수집하여 중앙관제 센터로 송신하고, 민감도 설정 값을 수신하여 각 기둥제어기로 송신하도록 구성된 개별 데이터수집기(4); 및 복수개의 데이터수집기에서 전송되는 정보를 모니터링하면서 데이터수집기를 통해 기둥제어기의 민감도 설정 값을 조정하는 중앙관제 센터(5)를 포함하여 구성된다.

또한 본 발명은 상기 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)의 감지 능력을 보충하기 위해 기둥제어기(3)에 연결되어 데이터수집기(4)를 경유하여 중앙관제 센터(5)로 침입 감지 데이터를 전송하는 레이저빔센서(6), 소리감지 센서(7), 레이더센서(8), 열영상센서(9) 중 하나 이상의 센서를 더 포함하여 구성할 수 있다.

울타리센서부(1)는 보안 대상 시설물의 둘레 또는 보안 대상 지역의 전방에 설치되어 외부로부터의 침입을 감지하는 구성이다. 즉, 어떤 보안 대상 영역이나 보안 대상 건물에 대한 보안을 위한 설치일 경우는 둘레를 따라 설치되고, 군부대의 전방 철책과 같이 지역이 보안 대상이 일 경우에는 라인 형태로 설치된다.

이를 위해 보안대상의 둘레 또는 전방에 일정 간격으로 설치되는 좌표별 아이디가 부여된 기둥(110)과, 각 기둥 내부에서 수직방향으로 수납되어 양방향 인장력 변화를 감지하는 복수개의 인장로드셀(120)과, 상기 각 기둥에 설치된 개별 인장로드셀 간을 연결하는 개별 인장와이어(130)와; 상기 개별 기둥 상부 간을 연결하여 보강하는 커넥터(140);로 구성된다.

상기 기둥(110)은 수직하게 형성된 4각 함체 구조로 그 구성은 보안 대상 시설물이 위치하는 쪽 또는 후방에 해당하는 쪽에 위치하는 일측면은 개방 구조로 구성되고 내부에 설치된 칸막이(111a)에 의해 나뉘어진 수납부(111b)가 구비되는 기둥본체(111)와, 이 기둥본체의 개방면을 체결하여 막는 덮개(112)로 구성된다. 이와 같이 구성됨으로써 기둥 본체 내부에 인장로드셀(120)을 인장와이어(130)와 연결하여 설치하는 작업이 끝나면 덮개(112)로 기둥본체의 개방면을 닫은 후 볼트 등으로 체결한다.

이와 같이 구성함으로써 덮개(112)를 닫은후 체결수단을 이용해 닫으면 외부에서 기둥본체(111) 내부 수납부에 설치된 내부의 장치를 쉽게 훼손할 수 없게 되어 보안 감시에 안정성이 유지되게 된다. 기둥본체와 덮개의 재질은 내구성이 강한 금속재로 구성하면 된다. 물론 강도가 금속 만큼 강도와 내구성이 강한 합성수지재로 구성할 수도 있음은 물론이다.

또한 기둥본체의 하부는 받침부(113)가 형성되어 사전에 시공되는 콘크리트 기초부(도시생략)에 앙카볼트 등으로 체결하여 고정하도록 구성된다.

또한 기둥본체(111)의 일측면 또는 양측면에는 내부에 형성된 복수개의 각 수납부에 대응하는 위치에 각각 홀(111c)이 형성되어 수납부에 설치되는 인장로드셀에 인장와이어를 설치되도록 구성된다. 인장와이어는 인장스프링을 통해 인장로드셀과 연결되게 구성된다.

상기 기둥본체(111)의 면 구조를 보면 양측면에 각각 홀(111c)이 형성되어 내부에 설치된 인장로드셀(120)이 양측에 위치한 인장와이어(130)와 동시에 연결되는 구조를 가진 것이 기본구조이고, 좌측 또는 우측과 같이 일측면에만 홀이 형성된 기둥본체는 양측단에만 위치하는 구조이다. 즉, 이와 같은 일측에 홀이 형성된 구조는 라인형으로 울타리센서부를 설치할 경우 양측단에 형성된 기둥의 기둥본체일 경우에 적용된다. 마찬가지로 둘레를 따라 형성시에도 꼭지점에 위치하는 기둥의 기둥본체일 경우에도 인장로드셀이 양측방향 장력 인가방식이어서 직교되는 방향으로 인장와이어를 설치하기가 어렵기 때문에 일측면에 홀이 형성된 기둥본체를 사용할 수 있다.

상기와 같이 기둥본체의 양측면에 홀을 형성한 이유는 인장로드셀(120)이 양방향의 인장와이어와 연결되어 양방향 장력을 측정할 수 있게 구성하였기 때문이다.

상기 기둥본체(111) 내부는 수직방향으로 복수개의 칸막이(111a)로 구획되어 수납부(111b)가 형성되는데, 이 칸막이 상면에는 인장로드셀(120)을 고정시키는 로드셀홀더(114)가 설치되고, 인장로드셀과 연결된 전원 및 데이터 통신을 위한 전기배선(도시생략)이 통과되는 홀이 형성된 구조로 구성된다. 로드셀홀더(114)는 'ㄷ'자로 절곡된 구조로 하부 양단에는 홀이 형성된 플랜지(114a)가 형성되어 칸막이(115)에 형성된 홀 간을 볼트 체결하여 고정되고, 개구가 형성된 양측방향의 상단부 양측단에는 각각 스톱퍼(114b)가 형성되어 내부에 삽입된 인장로드셀(120)과 접촉지지되어 측방향 이동을 단속하여 움직이지 못하도록 구성된다.

도시된 한 실시예에서는 1개의 기둥에는 내부에 상하로 16개 층의 수납부(111b)가 수직하게 구성된다. 이와 같이 16개의 수납부가 구비되는 이유는 측방향으로 16개의 인장와이어를 연결하기 위한 구성인데, 다만, 본 발명은 이와 같은 수납부의 개수만 한정하는 것은 아니고 설치되는 기둥의 높이 또는 인장와이어의 상하 간격에 따라 변동될 수 있음은 당연하다.

상기 기둥(110)에 좌표별 아이디를 부여하는 방법은 기둥 설치시 해당 좌표를 측정하고, 아이디를 부여하여 이를 담당하는 기둥제어기(3)가 해당 정보를 저장하여 데이터수집기(4)를 경유하여 중앙관제 센터(5)에게 전송하여 저장함으로써 동일하게 인식하도록 구성한다.

또한 상기 기둥 내부에는 설치 및 유지관리의 편의성을 위해 별도의 수납공간을 구비하여 기둥제어기(3)를 수납하게 구성할 수도 있다. 이와 같이 구성하면 별도의 지점에 기둥제어기(3)를 설치하여 울타리센서부(1) 및 중량감지센서부(2)의 센서들을 연결하거나 전원 및 데이터 전기배선을 연결하는 것 보다 간편하게 구성할 수 있다.

상기 인장로드셀(120)은 양방향에 위치하는 인장와이어와 연결하여 어느 일측의 장력이 인가되면 장력을 측정할 수 있게 구성된다. 이와 같이 양방향 장력 측정이 가능한 형태로 인장로드셀을 구성하면 울타리센서부(1)를 구성하는데 필요한 센서의 수를 줄일 수 있는 장점이 있고, 또한 하나의 인장와이어에 장력이 인가될 경우 양측단의 인장로드셀(120) 2개가 감지하게 됨으로써 해당 인장로드셀(120)이 수납된 좌표별 아이디가 부여된 기둥(110)이 식별됨으로써 신속하게 침입 영역의 위치를 알 수 있게 되는 장점이 있다.

한편, 인장로드셀(120)은 라인 형태로 구성되는 울타리센서부(1)에서 양측단에 위치한 기둥에 설치된 인장로드셀 또는 둘레를 따라 형성된 울타리센서부(1)의 기둥 중 꼭지점에 해당하는 위치에 위치하는 인장로드셀일 경우 일측과 연결된 인장와이어의 장력만 측정하게 된다. 하지만 이와 같은 경우도 인장로드셀이 설치된 수납된 기둥(110)에 좌표별 아이디가 부여되었기 때문에 신속하게 장력변동이 발생한 해당 위치 영역을 알 수 있게 된다.

인장로드셀(120)의 작동원리를 한 실시예로 설명하면 로드셀홀더(114)에 고정된 상태에서 이와 양방향 또는 일방향 쪽에 장력이 인가된 스프링이 수평방향의 인장와이어와 연결되어 장력 변화를 감지하게 된다.

따라서 인장와이어가 절단되거나 외력이 가해질 경우 스트레인 게이지 기반 'S'빔 형태 로드셀에 인장력 변위가 발생하면서 아날로그 미소신호(수mV)가 발생되고 이를 로드셀엠프(도시생략)를 통해 증폭시킨 후 A/D컨버터(도시생략)를 통해 디지털 신호로 출력하게 구성된다. 이와 같은 방식은 아날로그방식 스트레인 게이지 기반 로드셀과 로드셀엠프로 구성된 한 실시예를 설명한 것인데, 다른 실시예로 디지털방식 인장로드셀로 구성할 수도 있다. 예시한 인장로드셀 구성이나 구조는 공지 또는 상용의 로드셀을 사용하면 충분하므로 보다 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명에서는 양측으로 연결된 인장와이어로 구성한 인장로드셀을 구비하여 장력을 측정한다는 기술적 사상이 중요하다.

상기 인장와이어(130)는 바람직하게는 철제와이어로 구성되어 인장로드셀(120)의 양측 또는 일측을 스프링(131)을 통해 연결하여 장력이 인가된 상태를 유지하도록 구성되어 외력에 의한 추가적인 인장력이 발생하거나 절단 등에 의해 장력이 해제될 경우 이를 인장로드셀이 감지할 수 있게 구성된다.

상기 인장와이어(130)의 재질은 철제와이어와 같은 물성을 가질 수 있다면 합성수지재로 구성할 수도 있다.

한편, 상기 인장와이어(130)는 기둥(110)과 기둥(110) 사이의 거리 및 인장와이어 자체 무게 때문에 중앙부위가 처질 수 있는데 이와 같은 경우 인장로드셀이 장력을 정확히 측정하지 못할 뿐만 아니라 외부 침입이 쉽게 이루어질 수 있으므로 중앙부 한곳 또는 여러 지점에 턴버클과 같은 장력조절기(132)를 설치하여 장력을 조정하거나 처짐을 방지하도록 구성한다. 장력조절기(132)는 턴버클 방식으로 설치시 회전에 의해 양방향 인장와이어의 장력이 증가하거나 작아지게 됨다.

상기 커넥터(140)는 금속 플레이트로 구성되어 기둥과 기둥간의 상부를 볼트 체결하여 연결하여 기둥의 상부가 인장와이어의 장력에 의해 기울어지는 것을 방지하게 구성된다.

또한 커넥터는 부차적으로 외부의 낙하물에 의해 인장와이어가 파손되는 것을 방지하거나 겨울철에 눈이 내려 인장와이어에 과도하게 얼어붙어 하중이 인가되거나 늘어지는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

또한 커넥터는 상부면을 이용하여 보조적인 센서나 조명 같은 것을 설치할 수 있는 장소를 제공하는데 사용될 수도 있다.

중량감지센서부(2)는 상기 울타리센서부의 바깥 영역에 매설되어 하중 변화를 측정하도록 구성한다. 특히 중량감지센서부(2)는 울타리센서부를 구성하는 각 기둥이 담당하는 바깥 영역마다 하나 이상의 지점에 매설되게 구성하여 각 중량감지센서부(2)에서 하중 변화가 발생하면 해당 기둥 영역에 대한 침입을 예상하게 된다.

이를 위해 중량감지센서부(2)는 상면을 구성하는 패널(210)과, 패널에 인가되는 하중을 감지하도록 적어도 4개 이상 접촉되어 설치된 압축로드셀(220)과, 패널의 처짐을 방지하는 지지프레임부(230)가 지하에 매설되고, 그 상부는 위장되어 설치된다.

상기 패널의 형상은 사각형태. 또는 다각형태 또는 원판형태, 또는 타원판 형태 등과 같이 다양하게 구성할 수 있다.

상기 압축로드셀은 압전에 의한 변화량을 측정하는 공지 또는 상용의 센서를 사용하면 되므로 구체적인 설명은 생략한다. 압축로드셀은 지지프레임부에 설치되면 된다. 지지프레임은 패널과 거의 근접된 구성으로 압축로드셀에 압축하중이 인가될 정도만 이격되면 충분하다.

이를 위해 지지프레임에 일측단이 연결되어 고정되고 타측단에 압축로드셀이 연결되어 고정되는 지지브라켓(240)을 구비하여 패널의 저면과 압축로드셀을 접촉하게 구성하면 된다. 이때 지지브라켓을 탄성력을 가지는 금속으로 구성하면 별도의 스프링과 같은 완충부재를 지지프레임에 구비하지 않아도 패널을 통해 하중이 인가되거나 해제되었을 때 압축로드셀의 위치가 원상복귀될 수 있게 된다.

상기 중량감지센서부(2)는 또 다른 실시형태로 85% 정도의 정확도를 가지는 스트립 피에조 센서(250)를 하부에 십자 형태로 배치하고 그 상부를 보강하는 십자형태의 보강 부재(260)를 올려 구성할 수 있다. 십자 형태로 구성한 이유는 다양한 각도에서 접근시 감시 효율을 높이기 위함이다. 스트립 피에조 센서는 줄 형태의 센서로 약간 흙을 파서 매설하고, 그 상면에 보강부재로 보강한 후 흙으로 덮어 감추면 된다. 보강 부재의 재질은 목재 또는 금속재로 구성되는데 스트립 피에조 센서의 상부를 덮어 하중을 전달한다.

이와 같이 구성 후 센싱값을 전송하는 회로(도시 생략)를 기둥제어기와 연결하고 매설하면 그 시공 구조가 간단하여 중량감지센서부(2)의 무게를 줄일 수 있고, 매설 위치가 발견될 염려가 적고 필요시 신속하게 광범위하게 시공하거나 제거할 수 있어서 효율적이다.

상기 실시예들처럼 중량감지센서부(2)는 압축로드셀(220)을 이용한 방식과 스트립 피에조 센서(250)를 조합하여 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성함으로써 울타리센서부(1)의 각 기둥이 담당하는 영역에 접근하는 침입 신호를 미리 파악할 수 있어서 정밀한 감지를 보조할 수 있게 된다.

또한 중량감지센서부(2)에서의 하중 감지 신호가 감지된 후 순차적으로 이웃하는 기둥 영역에 매설된 중량감지센서부(2)에서 발생하면 침입자의 경로를 예측하는데 사용될 수 있다.

또한 중량감지센서부(2)에서 발생된 하중 변화에 따라 발생되는 침입 감지 정보가 데이터가 누적되면 중앙관제 센터(5)에서 인공지능(AI)이 입력된 데이터를 가지고 딥러닝 또는 머신러닝을 통한 진짜 침입자의 접근인지 아니면 동물 또는 낙석 또는 기타 나무 등의 쓰러짐과 같은 불필요한 노이즈 데이터 인지 여부를 지속적으로 학습하여 정밀한 침입감지 제어를 하거나 해당 보안영역 상황에 맞는 민감도 설정 값 조정시 사용할 수 있어서 신뢰성 있는 보안 감시를 이룰 수 있게 된다.

기둥제어기(3)는 상기 좌표별 아이디가 부여된 기둥이 담당하는 영역에 설치된 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀과 센싱값을전송하는 회로가 연결되어 평상시는 일정 주기로 폴링(polling)신호를 데이터 수집기로 전송하고, 장력이 해제(예 : 인장와이어 끊기) 되거나 인가된 장력 변동(예: 인장와이어 밀기, 인장와이어 당기기)이나 압축력 변동(예: 패널에 올라서기)이 사전에 전송되어 설정된 민감도 설정 값 보다 큰 값이 발생하면 이벤트(기둥의 좌표값 및 아이디 및 변화량 값)를 데이터 수집기로 전송하도록 구성된다.

상기 기둥제어기(3)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀 또는 이와 연결된 기타 센서들이 작동하기 위한 전원을 공급하는 역할과 이들로부터 발생된 데이터를 외부 데이터 수집기로 전송하기 위한 전기배선과 디지털 입출력포트 등을 구비함은 물론이다.

상기 기둥제어기는 데이터 수집기와 유선 시리얼 통신을 통해 데이터를 교환하도록 구성하는데, 설치된 지점의 지리적 환경에 따라 다양한 디지털 무선 통신 방식으로 연결할 수 있음은 물론이다.

또한 기둥제어기(3)는 이웃하는 기둥제어기(3)와 유선 시리얼 통신을 통해 데이터를 교환하도록 구성하여 이를 통해 데이터 수집기와 유선 시리얼 통신을 통해 데이터를 교환하도록 구성하여 백업으로 구성할 수도 있다.

상기 기둥제어기(3)가 전송하는 데이터는 평상시는 일정 주기(5초~60초)로 폴링(polling)신호를 데이터 수집기로 전송하여 이를 전송받은 중앙관제 센터(5)가 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀이 정상적인 장력이나 압축력을 유지하고 있는지 유지관리 할 수 있다. 이 때문에 관제센터에서는 기둥제어기(3)로부터 일정 시간 동안 POLLING 신호가 수신되지 않으면 해당 기둥제어기(3)가 문제가 있는 것으로 판단할 수 있다.

또한 기둥제어기(3)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀의 장력 또는 압축력이 해제되거나 사전에 전송되어 설정된 민감도 설정 값 보다 큰 값이 발생하면 이를 전송하게 된다.

상기 민감도 설정 값은 사전에 중앙관제 센터(5)로부터 전송되어 입력된 값을 기준으로 그 이상일 때만 전송하도록 구성함으로써 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀에서 전송되는 불필요한 데이터를 전송함으로써 이를 중앙관제 센터(5)에서 분석 및 제어함에 따른 부하를 방지하고, 또한 신뢰성 없는 데이터에 의한 오작동이나 잦은 경보가 일어나지 않도록 함으로써 신뢰성 있는 침입자 감지가 이루어지도록 한다.

또한 상기 민감도 설정 값의 크기 설정 변경은 중앙관제 센터(5) 뿐만 아니라 데이터수집기(4) 및 기둥제어기(3) 중 어느 곳에서도 입력수단(도시 생략)을 통해 제어수치를 조정할 수 있게 구성된다.

또한 민감도 설정 값의 크기 설정 변경시 계절변화에 따른 온도변화는 자동으로 중앙관제 센터(5) 뿐만 아니라 데이터수집기(4) 및 기둥제어기(3)를 통해 제어프로그램에 의해 수시로 처리되며 수동으로도 할 수 있다. 이와 같이 보정을 하는 이유는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀이 온도 변화에 따라 장력 또는 수축력의 변화가 발생하는 것을 보정하기 위함이다.

한 실시예로 상기 민감도 설정 값은 침입자의 기준 몸무게나 부피를 기준으로 디지털 값인 숫자로 값을 설정하고, 기준 값을 기준으로 증감 조정하여 설정된다.

따라서 울타리센서부(1)의 인장로드셀에 가해지는 장력 변화는 울타리 충격이 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정하여 입력되는 데이터를 분석한다.

또한 중량감지센서부(2)의 압축로드셀에 가해지는 압축력 변화는 침입자 무게 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정하여 입력되는 데이터를 분석한다.

또한 상기 기둥제어기(3)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀 외에 레이저빔센서, 레이더센서, 열영상센서와 같이 부피나 크기를 측정할 수 있는 센서를 더 구비하여 연결할 경우 침입자의 월담 부피 기준값 30cm ± 30cm 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정하여 입력되는 데이터를 분석한다.

또한 상기 기둥제어기(3)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀 외에 소리감지 센서(7)를 더 구비하여 연결할 경우 중앙관제 센터(5)에서 인공지능(AI)에 의해 학습된 정보를 바탕으로 침입자의 충돌, 충격, 발소리, 말소리, 달리기, 기계 등 침입 소리의 종류와 파장(λ), 세기(dbm)를 구분 설정하여 설정된 값보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정하여 입력되는 데이터를 분석한다.

데이터수집기(4)는 복수개의 기둥제어기와 연결되어 데이터를 수집하여 중앙관제 센터로 송신하고, 중앙관제 센터로부터 민감도 설정 값을 수신하여 기둥제어기로 송신하도록 구성된다.

데이터수집기(4)는 복수개의 기둥제어기 영역을 감시하도록 구성하는데 한실시예로 500ｍ ~ 1000ｍ마다 1개씩 설치할 수 있다. 연결방법은 다양한 공지의 유무선 방식으로 연결할 수 있다.

상기 민감도 설정 값의 설정 변경은 중앙관제 센터(5) 뿐만 아니라 데이터수집기(4) 및 기둥제어기(3)에서도 조정할 수 있게 조절수단을 구비한다.

또한 데이터수집기(4)는 복수개의 기둥제어기 영역을 감시하는 고정형 감시카메라(41), 스피드 돔형 감시카메라(42) 및 경고용 스피커(43)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 구비함으로써 특정 기둥제어기로부터 이벤트 신호가 전송되면 특정 기둥의 좌표값 및 아이디 및 변화량 값을 알 수 있으므로 신속하게 스피드 돔 카메라를 연동하여 특정 기둥의 좌표값 방향으로 회전시켜 추적 감시하고, 동시에 해당 영상정보를 중앙관제 센터(5)로 전송하도록 구성된다.

또한 동시에 경고용 스피커(43)를 사용하여 침입자에 대한 방송을 시행하여 악의가 없는 침입자일 경우 경고를 하여 물러나게 할 수 있다. 이와 같은 경고를 무시하고 침입을 계속 시도하면 불법 침입임을 확인할 수 있다. 물론 이러한 스피커는 선택적으로 방송되지 않게 제어하여 은밀한 감시가 되도록 구성할 수 있다.

또한 데이터수집기(4)는 기둥제어기(3)에서 전송된 데이터 전송시 중앙관제 센터(5)의 서버와 통신 두절시 미전송 데이터를 저장하였다가 재전송하는 역할을 한다.

중앙관제 센터(5)는 복수개의 데이터수집기에서 전송되는 정보를 데이터베이스(51)에 저장하고 고정형 감시카메라 및 스피드 돔형 감시카메라에서 전송되는 영상 정보에 각 기둥제어기의 상태정보를 다수개의 모니터(52)를 통해 모니터링하면서, 필요시 데이터수집기를 통해 기둥제어기의 민감도 설정 값을 조정하도록 구성된다. 여기서 중앙관제 센터(5)는 본 발명의 감시 제어를 수행하는 서버 또는 컴퓨터 시스템을 말하는 것으로 상기 데이터 저장을 위한 데이터베이스(51), 영상 모니터링을 위한 모니터(52), 경고 및 알람을 위한 방송 및 마이크시스템 등을 포함한다.

중앙관제 센터(5)에 의한 모니터링은 다양한 감시화면을 보기 위한 다수의 모니터 또는 파노라마 형식으로 모니터를 구성하여 효율적인 감시가 이루어지도록 구성할 수 있다.

이때 데이터수집기(4)로 특정 기둥제어기로부터 이벤트 신호가 전송되어 작동되는 스피드 돔 카메라가 추적한 이벤트가 발생된 특정 기둥의 좌표값 및 아이디 및 변화량 값과 같은 정보가 자동으로 모니터에 표출되어 신속한 감시 제어가 이루어지게 된다.

또한 이벤트 상황 발생 시 데이터수집기(4)가 제어하는 고정형 감시카메라(41)를 통해 해당 기둥제어기 구역의 화면을 자동 강조/확대, 상황실 경보음을 발생시키는 역할을 한다.

또한 기둥제어기(3)를 통해 전달되는 폴링(polling)신호가 없으면 장애 발생을 인지하여 해당 기둥제어기(3) 정보가 화면에 표시되면서 신속한 장애복구 기능을 수행한다.

상기 민감도 설정 값의 설정 변경은 중앙관제 센터(5) 뿐만 아니라 데이터수집기(4) 및 기둥제어기(3)에서도 조정할 수 있게 조절수단을 구비한다.

또한 중앙관제 센터(5)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀에서 수집된 정보 중 기둥제어기(3)에서 전송된 정보와 데이터 수집기에서 전송된 카메라 영상을 데이터베이스(51)에 누적하면서 이를 바탕으로 인공지능(AI)이 딥러닝 또는 머신러닝 학습을 통해 침입자가 차량, 사람, 동물 인지를 구분하여 최적의 민감도 설정 값을 도출하도록 구성된다.

이를 통해 울타리센서부(1)의 인장로드셀에 가해지는 장력 변화는 울타리 충격이 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정된 값을 도출하여 데이터수집기(4)를 경유하여 개별 기둥제어기(3)로 전송하고,

또한 중량감지센서부(2)의 압축로드셀에 가해지는 압축력 변화는 침입자 무게 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정된 값을 도출하여 데이터수집기(4)를 경유하여 개별 기둥제어기(3)로 전송하고,

또한 레이저빔센서, 레이더센서, 열영상센서와 같이 부피나 크기를 측정할 수 있는 센서를 더 구비하여 연결할 경우 침입자의 월담 부피 기준값 30cm ± 30cm 단위(증↑, 감↓)로 설정된 값을 도출하여 데이터수집기(4)를 경유하여 개별 기둥제어기(3)로 전송하게 된다.

또한 중앙관제 센터(5)는 비상시 또는 언제든지 알람 경고 담당자와 관련자 스마트 폰에 톡, 문자 및 영상전송 및 일정 시간 경과 후, 미확인 시 전화 자동 호출하는 기능을 수행한다.

또한 중앙관제 센터는 데이터 수집기들과 TCP/IP 프로토콜로 연결되어 유지 상태 실시간 표시가 이루어지게 구성된다. 따라서 인터넷과 연결되는 환경하에 있다면 울타리 내부가 아닌 원격지에서도 유지관리가 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)의 감지 능력을 보충하기 위해 레이저빔센서(6), 소리감지 센서(7), 레이더센서(8), 열영상센서(9) 중 하나 이상의 센서를 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 각 센서들은 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)처럼 기둥제어기(3)에 연결하여 데이터수집기(4)를 경유하여 중앙관제 센터(5)에서 침입 감지하는데 보조하도록 구성한다.

레이저빔센서(6)는 울타리센서부(1)를 월담하는 침입자의 레이아웃 등을 검출할 수 있기 때문에 울타리센서부(1)를 월담하는 부피 기준값 30cm ± 30cm 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정하여 입력되는 데이터를 생성하는데 사용된다. 레이저빔센서(6)의 구성은 발광부에서 적외선 레이즈빔을 수광부 어레이에 전송하여 물체를 감지하도록 구성한다.

설치장소는 울타리센서부(1)의 복수개의 커넥터(140)의 위에 하나 이상 설치하여 커넥터를 넘는 라인을 감시하거나, 대각선으로 위에서 아래, 등의 여러 방향으로 조사하도록 적용할 수 있다.

이와 같이 설치하면 각 기둥별 영역별로 탐지하게 구성할 수도 있고, 울타리센서부(1)의 후방에서 넓은 영역을 적은 수로 탐지하게 구성할 수도 있다. 상기에서 커넥터(140)에 설치시는 부피뿐만 아니라 인장와이어에 장력을 인가하지 않고 사다리 등을 이용하여 월담할 때 이를 탐지하는데 사용할 수도 있다.

소리감지 센서(7)는 울타리센서부(1)에 접근하거나 월담하는 침입자의 소리를 탐지할 수 있기 때문에 중앙관제 센터(5)에서 인공지능(AI)에 의해 학습된 정보를 바탕으로 침입자의 충돌, 충격, 발소리, 말소리, 달리기, 기계 등 침입 소리의 종류와 파장(λ), 세기(dbm)를 구분하여 설정하여 설정된 값보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정하여 입력되는 데이터를 생성하는데 사용된다.

설치장소는 탐지 능력에 따라 울타리센서부(1)의 기둥제어기에서 가깝거나 먼 곳에 설치하면 된다. 이와 같이 소리감지 센서가 구비되면 특히 주변의 특이 소리의 크기를 확인하여 스피드 돔 카메라에 좌표값을 주어서 정밀하게 확인하는데 도움을 줄 수 있다.

레이더센서(8)는 근거리 레이더를 구비할 경우는 일반적인 사물을 인식하는 작용뿐 아니라 침입자의 호흡, 심장 박동수 등을 근거리용 2.5m 이내에서 탐지할 수 있다. 따라서 주변 악천후 환경에 상관없이 움직이는 사람과 자동차를 구분하며 사람과 동물은 호흡과 심장박동수로 감지할 수 있다.

설치장소는 근거리 레이더로 구성할 경우는 탐지 거리에 제한이 따르므로 울타리센서부(1)의 기둥제어기 근처에 설치하면 된다.

또한 장거리 레이더를 구성할 경우는 악천후에 상관없이 100m용, 500m용, 1000m용으로 사용 거리에 따라서 구분되며 각도는 90ㅀ이며 움직이는 사람과 차량을 구분할 수 있다. 설치장소는 울타리센서부(1)의 기둥제어기와 멀리 떨어진 곳에 설치하면 충분하다. 이때 생성된 데이터는 탐지거리가 여러개의 기둥제어기를 커버할 정도라면 대표 기둥제어기 하나를 지정해 전송하면 된다.

열영상센서(9)는 데이터수집기와 함께 구성되는 카메라 또는 스피드돔 카메라와 함께 사용하여 악천후시 또는 야간에 사용하면 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 사전 단계로, 중앙관제 센터(5)가 울타리센서부(1) 및 중량감지센서부(2)의 센서 또는 기타 보조센서들에서 감지되어 전송되는 값 중 필요로하는 정보만을 얻기 위해 민감도 설정 값을 침입자의 몸무게 또는 부피를 기준으로 디지털 값인 숫자로 조정하여 데이터수집기(4)를 통해 기둥제어기(3)로 전송하여 설정을 완료한다.

한 실시예로 상기 설정 작업은 울타리센서부(1)의 인장로드셀에 가해지는 장력 변화는 울타리 충격이 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정한다.

또한 중량감지센서부(2)의 압축로드셀에 가해지는 압축력 변화는 침입자 무게 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정한다.

또한 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀 외에 레이저빔센서, 레이더센서, 열영상센서와 같이 부피나 크기를 측정할 수 있는 센서를 더 구비하여 연결할 경우 침입자의 월담 부피 기준값 30cm ± 30cm 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 설정한다.

상기와 같은 기본 설정이 완료되면, 중앙관제 센터(5)는 일정 간격으로 설치되는 좌표별 아이디가 부여된 기둥(110)를 기준으로 설치된 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)로부터 장력 및 하중변화가 발생하여 기둥제어기(3)로부터 이벤트가 전송되는지를 모니터링한다.

이때 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)의 감지를 보조할 레이저빔센서(6), 소리감지 센서(7), 레이더센서(8), 열영상센서(9)와 같은 센서가 설치되었을 경우 함께 모니터링하게 된다.

상기와 같은 설정값이 전송되어 설정되면 기둥제어기(3)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀의 장력 또는 압축력이 해제되거나 사전에 전송되어 설정된 민감도 설정 값 보다 큰 값이 발생하면 이를 즉각 데이터수집기(4)를 통해 중앙관제 센터(5)로 전송한다.

이후 중앙관제 센터(5)는 평상시는 모니터링 과정을 통해 기둥제어기(3)로부터 전달되는 폴링(polling)신호를 인지하여 신호가 없으면 장애 발생을 인지하여 해당 기둥제어기(3) 정보가 화면에 표시되면서 신속한 장애복구 기능을 수행하도록 제어한다.

이후 중앙관제 센터(5)는 데이터수집기(4)를 통해 기둥제어기(3)가 발생시킨 이벤트 신호가 전송되면 데이터수집기(4)가 제어하면서 스피드 돔형 감시카메라(42)가 추적한 이벤트가 발생한 특정 기둥의 좌표값 및 아이디 및 변화량 값과 같은 정보를 자동으로 모니터를 통해 신속한 감시 제어를 실시하게 된다.

동시에 데이터수집기(4)가 제어하는 고정형 감시카메라(41)를 통해 해당 기둥제어기 구역의 화면을 자동 강조/확대, 상황실 경보음을 발생시킨다.

또한 알람 경고 담당자와 관련자 스마트 폰에 톡, 문자 및 영상전송 및 일정 시간 경과 후, 미확인 시 전화 자동 호출하는 기능을 수행한다.

상기와 같은 감시를 통해 본 발명은 불필요한 센서의 반응으로 인한 오 알람, 오경보를 방지하고, 너무 낮은 센서 감도 설정으로 인한 오 탐지, 미탐지 문제를 방지하면서 신뢰성 있는 침입감지를 수행하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(1) : 울타리센서부 (2) : 중량감지센서부
(3) : 기둥제어기 (4) : 데이터수집기
(5) : 중앙관제 센터 (6) : 레이저빔센서
(7) : 소리감지 센서 (8) : 레이더센서
(9) : 열영상센서 (41) : 고정형 감시카메라
(42) : 스피드 돔형 감시카메라 (43) : 경고용 스피커
(51) : 데이터베이스 (52) : 모니터
(110) : 기둥 (111) : 기둥본체
(111a) : 칸막이 (111b) : 수납부
(111c) : 홀 (112) : 덮개
(113) : 받침부 (114) : 로드셀홀더
(114a) : 플랜지 (114b) : 스톱퍼
(120) : 인장로드셀 (130) : 인장와이어
(131) : 스프링 (132) : 장력조절기
(140) : 커넥터 (210) : 패널
(220) : 압축로드셀 (230) : 지지프레임부
(240) : 지지브라켓 (250) : 스트립 피에조 센서
(260) : 보강 부재

Claims (10)

1. 울타리 자체가 외력에 의한 장력 변화를 측정하는 침입감지 센서 역할을 하도록 구성된 울타리센서부(1);
   울타리센서부(1) 전방에 매설되어 외력에 의한 하중 변화를 측정하여 침입을 감지토록 구성된 복수개의 중량감지센서부(2);
   울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)에서 검출된 데이터를 좌표와 아이디가 부여된 기둥 별로 수집 및 분석하여 사전에 조정된 민감도 설정 값을 넘는 이벤트 발생시 담당 데이터 수집기로 전송하도록 구성된 개별 기둥제어기(3);
   담당하는 복수개의 기둥제어기와 연결되어 이벤트를 포함한 데이터를 수집하여 중앙관제 센터로 송신하고, 민감도 설정 값을 수신하여 각 기둥제어기로 송신하도록 구성된 개별 데이터수집기(4); 및
   복수개의 데이터수집기에서 전송되는 정보를 모니터링하면서 데이터수집기를 통해 기둥제어기의 민감도 설정 값을 조정하는 중앙관제 센터(5);를 포함하여 구성하되,
   상기 중앙관제 센터(5)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀 또는 중량감지센서부(2)의 압축로드셀에서 수집된 정보 중 기둥제어기(3)에서 전송된 정보와 데이터 수집기에서 전송된 카메라 영상을 데이터베이스(51)에 누적하면서 이를 바탕으로 인공지능(AI)이 딥러닝 또는 머신러닝 학습을 통해 침입자가 차량, 사람, 동물 인지를 구분하여 최적의 민감도 설정 값을 도출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 울타리센서부(1)와 중량감지센서부(2)의 감지 능력을 보충하기 위해 기둥제어기(3)에 연결되어 데이터수집기(4)를 경유하여 중앙관제 센터(5)로 침입 감지 데이터를 전송하는 레이저빔센서(6), 소리감지 센서(7), 레이더센서(8), 열영상센서(9) 중 하나 이상을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 울타리센서부(1)는 보안대상의 둘레 또는 전방에 일정 간격으로 설치되는 좌표별 아이디가 부여된 기둥(110)과, 각 기둥 내부에서 수직방향으로 수납되어 양방향 인장력 변화를 감지하는 복수개의 인장로드셀(120)과, 상기 각 기둥에 설치된 개별 인장로드셀 간을 연결하는 개별 인장와이어(130)와; 상기 개별 기둥 상부 간을 연결하여 보강하는 커넥터(140);로 구성되는 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 기둥(110)은 일측면은 개방 구조로 구성되고 내부에 설치된 칸막이(111a)에 의해 나뉘어진 수납부(111b)가 구비되고, 일측면 또는 양측면에는 인장와이어와 연결되도록 각 수납부에 대응하는 홀(111c)이 형성된 기둥본체(111)와;
   기둥본체의 개방면을 체결하여 막는 덮개(112)와;,
   상기 칸막이(111a)에 설치되어 인장로드셀을 고정하는 로드셀홀더(114);를 포함하는 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 로드셀홀더(114)는 'ㄷ'자로 절곡된 구조로 하부 양단에는 홀이 형성된 플랜지(114a)가 형성되어 칸막이(115)에 형성된 홀 간을 볼트 체결하여 고정되고, 개구가 형성된 양측방향의 상단부 양측단에는 각각 스톱퍼(114b)가 형성되어 내부에 삽입된 인장로드셀(120)과 접촉지지되어 측방향 이동을 단속하여 움직이지 못하도록 구성된 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 중량감지센서부(2)는 상면을 구성하는 패널(210)과; 패널에 인가되는 하중을 감지하도록 적어도 4개 이상 접촉되어 설치된 압축로드셀(220)과; 패널의 처짐을 방지하는 지지프레임부(230)와; 지지프레임에 일측단이 연결되어 고정되고 타측단에 압축로드셀이 연결되어 고정되는 지지브라켓(240);으로 구성되어 울타리센서부를 구성하는 각 기둥이 담당하는 바깥 영역마다 하나 이상의 지점에 매설되어 구성된 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 중량감지센서부(2)는 스트립 피에조 센서(250)를 십자 형태로 배치하고 그 상면에 십자 형태로 보강부재(260)를 보강 후 매설하여 구성한 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 민감도 설정 값의 크기 설정 변경은 중앙관제 센터(5) 뿐만 아니라 데이터수집기(4) 및 기둥제어기(3) 중 어느 하나에서 조정할 수 있게 구성되되,
   기둥제어기(3)는 울타리센서부(1)의 인장로드셀에 가해지는 장력 변화는 울타리 충격이 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하고, 중량감지센서부(2)의 압축로드셀에 가해지는 압축력 변화는 침입자 무게 기준값 50kg ± 10kg 단위(증↑, 감↓)로 설정하여 입력되는 데이터를 분석 후 이보다 클 경우 데이터를 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 데이터수집기(4)는 복수개의 기둥제어기 영역을 감시하는 고정형 감시카메라(41), 스피드 돔형 감시카메라(42) 및 경고용 스피커(43)를 포함하여 구성되고, 기둥제어기로부터 이벤트 신호가 전송되면 특정 기둥의 좌표값 방향으로 스피드 돔 카메라를 연동하여 추적하여 감시하면서 해당 영상정보를 중앙관제 센터(5)로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 오작동 방지와 침입 감지 신뢰성이 향상된 스마트 보안 울타리 시스템.
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