KR102568109B1 - 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공동주택 또는 건축물에서 복수개의 안테나를 설치 조합한 기지국과, 세대별 혹은 가구별로 구비된 단말기와 종합상황실을 연계하여 음성, 영상파일을 무선으로 안정적이면서 신속하게 송수신할 수 있도록 개선된 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템에 관한 것이다.

Description

정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템{Information and communication network wireless transmission/reception installation system}

본 발명은 통신 기술 분야 중 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공동주택 또는 건축물에서 복수개의 안테나를 설치 조합한 기지국과, 세대별 혹은 가구별로 구비된 단말기와 종합상황실을 연계하여 음성, 영상파일을 무선으로 안정적이면서 신속하게 송수신할 수 있도록 개선된 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 무선 네트워크는 송신과 수신을 동시에 할 수 없는 반이중(half-duplex) 방식을 이용하는데, 반이중 방식을 이용하여 무선 매체에 접근 시 매체 점유에 대한 충돌을 방지하기 위하여 전송 요구(RTS:Request To Send) 신호 및 전송 클리어(CTS:Clear To Send) 신호가 이용된다.

전송할 프레임을 가지고 있는 송신 스테이션은 우선, 전송 요구 신호를 송신함으로써 전송 절차를 개시하는데, 이를 수신한 주변의 모든 스테이션은 전파 발생을 중지한다.

그리고, 수신 스테이션이 전송 요구 신호를 수신하면 전송 클리어 신호로 응답하는데, 전송 클리어 신호 또한 주변의 모든 스테이션의 전파 발생을 중지시킨다.

전송 클리어 신호를 수신한 송신 스테이션은 프레임을 송신하고, 이를 수신한 수신 스테이션으로부터 확인 응답(Acknowledgement) 신호를 수신한다.

이러한 방식으로 진행되는 무선통신은 사회 전반에 걸쳐 보편화되었으며, 현재는 무선통신이 사용되지 않는 분야가 없을 정도로 광범위하게 사용되고 있다.

그럼에도 불구하고, 공동주택이나 건축물에서는 각종 정보통신기능이 대부분 유선으로 구현되어 있어 비효율성이 제기되고 있다.

물론, 안정적인 신호처리와 신호왜곡없이 정확한 정보전달 측면에서는 장점이 있지만, 설치류 등이 전선을 갉아 먹거나 개미류가 전선을 끊어버리는 예도 있고, 특히 유지보수시 전선을 새로 포설해야 하는 불편함과 어려움, 안전사고의 위험이 상존하고 있는 실정이다.

하지만, 원활하고 안정적인 신호처리, 특히 지하주차장 영상처리, 화재감지 및 경보기 제어 등은 아직도 유선에 의존하는 것이 옳다고 주장하는 사람들이 있기 때문에 무선으로의 완전교체는 어려움이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0791300호(2007.12.27.), '무선 네트워크 시스템 및 상기 무선 네트워크상에서데이터를 송수신하는 방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 공동주택 또는 건축물에서 복수개의 안테나를 설치 조합한 기지국과, 세대별 혹은 가구별로 구비된 단말기와 종합상황실을 연계하여 음성, 영상파일을 무선으로 안정적이면서 신속하게 송수신할 수 있도록 개선된 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 종합상황실에 설치된 상황실서버(100)와, 공동주택 또는 건축물에 설치되어 상기 상황실서버(100)로부터 송신된 제어신호를 수신하는 세대별 무선수신기(200)와, 상기 세대별 무선수신기(200)의 제어신호에 따라 음성이 출력되는 스피커(300)와, 상기 세대별 무선수신기(200)의 제어신호에 따라 영상이 출력되는 디스플레이(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템를 제공한다.

본 발명에 따르면, 공동주택 또는 건축물에서 복수개의 안테나를 설치 조합한 기지국과, 세대별 혹은 가구별로 구비된 단말기와 종합상황실을 연계하여 음성, 영상파일을 무선으로 안정적이면서 신속하게 송수신할 수 있도록 개선시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 구성블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 상황실서버의 예시적인 구성블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 세대별 수신안테나모듈의 예시적인 구성블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 수신안테나의 예시도이다.
도 5는 도 4의 수신안테나를 구성하는 패턴안테나의 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 종합상황실에 설치된 상황실서버(100)와, 공동주택 또는 건축물에 설치되어 상기 상황실서버(100)로부터 송신된 제어신호를 수신하는 세대별 무선수신기(200)와, 상기 세대별 무선수신기(200)의 제어신호에 따라 음성이 출력되는 스피커(300)와, 상기 세대별 무선수신기(200)의 제어신호에 따라 영상이 출력되는 디스플레이(400)를 포함한다.

이때, 상기 상황실서버(100)는 세대별로 공지하고자 하는 사항을 전달할 수 있는 종합상황실에 설치된다.

특히, 현재 공동주택 혹은 건축물의 경우에는 양방향 통신이라기 보다는 주로 공지사항을 음성으로 안내하거나 혹은 공지영상을 전달하는 것이기 때문에 세대별로 독립적인 통신이 필요한게 아니라 모든 세대에 공통으로 통지하면 되는 정보여서 동일한 제어신호를 송출하면 된다.

이를 위해, 상기 상황실서버(100)는 도 2의 예시와 같이, 서버제어부(110)와, 상기 서버제어부(110)에 연결된 송신안테나모듈(120)과, 상기 서버제어부(110)에 연결되고 음성 혹은 영상을 저장할 수 있는 메모리(130)와, 상기 서버제어부(110)에 연결된 A/D컨버터(140)와, 상기 A/D컨버터(140)를 통해 음성정보를 서버제어부(110)로 출력하는 음성입력기(150)와, 상기 A/D컨버터(140)를 통해 영상정보를 서버제어부(110)로 출력하는 영상입력기(160)를 포함한다.

여기에서, 상기 송신안테나모듈(120)은 원형편파(Circular polarization)를 발진시키는 안테나모듈이며, 원형편파의 회전방향은 왼쪽 또는 오른쪽 중 하나로서 임의 선택이 가능하다.

이 경우, 원형편파를 사용하도록 한정하는 이유는 수신안테나(210)를 패치안테나(Patch Antenna)로 구현하기 위함이며, 무엇보다도 타이밍 조절로 한주파수에서 두 개 이상의 채널을 송수신할 수 있고, 또한 장애물 잡음에 강해서 건물투과성이 높고 다중반사간섭에 강하며, 편파손실이 적기 때문이다.

이와 같은 이유로, 본 발명에서는 송신안테나모듈(120)은 의도적으로 원형편파를 발생시키는 모듈을 사용하도록 한다.

그리고, 상기 세대별 무선수신기(200)는 도 3의 예시와 같이, 세대 외벽상에 고정 설치된 수신안테나(210)와, 상기 수신안테나(210)에 연결되어 수신된 제어신호를 판독하고 판독된 제어신호에 따라 스피커(300)를 통한 음성출력 혹은 디스플레이(400)를 통한 영상출력을 처리하는 수신안테나모듈(220)을 포함한다.

이때, 상기 수신안테나(210)는 패치안테나로서 마이크로스트립 기판 위에 특정 형상의 금속패턴을 만든 후 여러가지 형태로 급전하는 형태를 갖는다.

특히, RF 원형편파에 대한 신호수신이 뛰어나 안테나이득(게인)을 높일 수 있어 정확한 제어신호 수신이 가능하여 오류 발생을 줄인다.

이를 위해, 상기 수신안테나(210)는 도 4 및 도 5의 예시와 같이, 상부가 개방되고 하부가 막혀 있는 사각통 형상의 제1유전체하우징(2112)과, 상기 제1유전체하우징(2112)과 동일한 구조를 갖는 제2유전체하우징(2114)이 상기 제1유전체하우징(2112)의 상단에 안착된다.

그리고, 상기 제1유전체하우징(2112)의 하단면에는 'ㅜ'형상의 전송단자(2116)가 고정되고, 상기 전송단자(2116)는 수신안테나모듈(220)과 전송선로를 통해 연결된다.

이 경우, 상기 수신안테나모듈(220)은 세대별 실내벽에 설치된다.

아울러, 상기 제1,2유전체하우징(2112,2114)은 유전체로 구성하여 전파 손실을 줄이기 위한 것으로, 에폭시수지 100중량부를 기준으로 디메틸폴리실록산 25중량부, 티탄산바륨(BaTiO₃) 10중량부, 4-디아조디페닐아민 바이황산염(4-Diazodiphenylamine sulfate) 5중량부, 실리콘디옥사이드 10중량부, 톨루엔디이소시아네이트 5중량부를 혼합 조성한 후 사각틀 형상으로 성형하여 제조된다.

이때, 에폭시수지는 비전도성 유전체를 구현하여 안테나 이득 손실을 저해하지 않도록 하기 위한 베이스수지이고, 디메틸폴리실록산은 미세구조 내에서 일어나는 전자기파의 상호 작용에 의해 안테나 효율을 상승시키기 위해 첨가되며, 티탄산바륨은 고유전율을 확보하고 유지하기 위해 첨가된다.

그리고, 4-디아조디페닐아민 바이황산염(4-Diazodiphenylamine sulfate)은 CAS 넘버 4477-28-5에 해당하는 물질로서, 변색을 방지하면서 내화학성과 내약품성을 강화시켜 내부식, 내열, 피로한계 증대를 통해 장수명화를 유지시킨다.

또한, 실리콘디옥사이드는 전파간섭을 줄여 안테나 게인을 높이기 위해 첨가되며, 톨루엔디이소시아네이트는 표면 광택성을 높이고 오염방지 및 열화 억제를 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 제1유전체하우징(2112)의 내부 바닥면에는 승강모터(2118)가 고정되고, 상기 승강모터(2118)의 회전축에는 볼스크류(2120)가 연결되며, 상기 볼스크류(2120)는 제2유전체하우징(2114)의 내부 바닥면을 관통하여 수직하게 배열된다.

여기에서, 상기 제2유전체하우징(2114)의 내부 바닥면 중심에는 스크류부쉬(2122)가 인서트 성형되어 있고, 상기 볼스크류(2120)가 상기 스크류부쉬(2122)를 관통하여 스크류 결합되어 있다.

특히, 상기 볼스크류(2120)의 상단은 상기 제2유전체하우징(2114)의 상하 길이의 1/2 정도까지만 상승된 위치를 위지하고, 상단에는 스토퍼(2124)가 고정되어 있어 상기 제2유전체하우징(2114)의 상승 높이를 제한하도록 설계된다.

아울러, 상기 제1유전체하우징(2112)의 4면 둘레에는 각각 다른 형상의 하부패턴안테나(2200)가 고정되고, 상기 하부패턴안테나(2200)의 내부에는 슬라이딩홈(2210)이 형성된다.

이 경우, 상기 슬라이딩홈(2210)은 상단이 개방되고, 하단은 막혀 있는 형상을 갖는다.

또한, 상기 하부패턴안테나(2200)는 설계자유도를 높이고, 설치 위치 및 동작을 원활하게 하기 위해 ABS수지로 사출 성형된 사출체의 표면에 도전성 금속을 도금한 구조를 갖는다.

이때, 도금은 구리, 은 등이 될 수 있고, 사출체가 입체를 띈 경우 모든 면이 도금된다.

뿐만 아니라, 상기 하부패턴안테나(2200)는 수신감도를 높이기 위해 'I'형, 'ㄹ'형, 'ㄷ'형, 'ㅁ'형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이들은 모두 테스트를 거쳐 가장 수신이 잘되는 형상을 취한 것이다.

아울러, 상기 제2유전체하우징(2114)의 4면 둘레에도 상기 하부패턴안테나(2200)와 각각 대응되는 상부패턴안테나(2300)가 고정되되, 길이가 서로 다르게 구성되며, 상기 상부패턴안테나(2300)의 하단에는 상기 슬라이딩홈(2210)에 삽입되는 슬라이더부(2310)가 각각 일체로 형성된다.

이 경우, 슬라이딩 과정에서도 접촉상태를 유지하여 항상 통전 가능하도록 이들의 접촉면에는 모두 도전체로 도금되어 있어야 한다.

따라서, 상기 승강모터(2118)의 회전에 따라 제2유전체하우징(2114)이 상승하게 되는데, 이때 패턴안테나들 때문에 제2유전체하우징(2114)은 회전하지 못하고 그대로 수직방향으로 상승만 하게 된다.

이때, 상부패턴안테나(2300)도 함께 상승하므로 슬라이더부(2310)도 상승하면서 패턴안테나의 다양한 높이차로 인해 수신효율, 즉 안테나의 이득이 증가되어 안정적인 통신이 가능하게 된다.

이것은 승강모터(2118)가 후술되는 모듈제어부(222)와 연결되어 이의 제어신호에 따라 수신감도가 떨어질 경우 승강되도록 모듈제어부(222)에 의해 동작제어되게 된다.

다른 한편, 상기 수신안테나모듈(220)은 수신안테나(210)로부터 수신된 제어신호를 판독하는 모듈제어부(222)와, 상기 모듈제어부(222)와 연결되어 수신정보를 저장하는 모듈메모리(224)와, 상기 모듈제어부(222)의 판독신호에 따라 출력할 신호가 음성인지 영상인지에 따라 음성신호이면 음성신호로 추출하여 출력하고, 영상신호이면 영상신호로 추출하여 출력하는 변환기(226)를 포함한다.

이렇게 구성하게 되면, 유선에 버금가는 안정성을 확보할 수 있어 정확한 정보전달이 가능하고, 자동적으로 종합상황실과 정보통신 네트워크를 구성하게 되므로 원활한 무선 송수신 시스템을 구축할 수 있게 된다.

100: 상황실서버 200: 세대별 무선수신기

Claims (2)

1. 종합상황실에 설치된 상황실서버(100)와, 공동주택 또는 건축물에 설치되어 상기 상황실서버(100)로부터 송신된 제어신호를 수신하는 세대별 무선수신기(200)와, 상기 세대별 무선수신기(200)의 제어신호에 따라 음성이 출력되는 스피커(300)와, 상기 세대별 무선수신기(200)의 제어신호에 따라 영상이 출력되는 디스플레이(400)를 포함하며; 상기 상황실서버(100)는 서버제어부(110)와, 상기 서버제어부(110)에 연결된 송신안테나모듈(120)과, 상기 서버제어부(110)에 연결되고 음성 혹은 영상을 저장할 수 있는 메모리(130)와, 상기 서버제어부(110)에 연결된 A/D컨버터(140)와, 상기 A/D컨버터(140)를 통해 음성정보를 서버제어부(110)로 출력하는 음성입력기(150)와, 상기 A/D컨버터(140)를 통해 영상정보를 서버제어부(110)로 출력하는 영상입력기(160)를 포함하고; 상기 세대별 무선수신기(200)는 세대 외벽상에 고정 설치된 수신안테나(210)와, 상기 수신안테나(210)에 연결되어 수신된 제어신호를 판독하고 판독된 제어신호에 따라 스피커(300)를 통한 음성출력 혹은 디스플레이(400)를 통한 영상출력을 처리하는 수신안테나모듈(220)을 포함하며; 상기 수신안테나모듈(220)은 수신안테나(210)로부터 수신된 제어신호를 판독하는 모듈제어부(222)와, 상기 모듈제어부(222)와 연결되어 수신정보를 저장하는 모듈메모리(224)와, 상기 모듈제어부(222)의 판독신호에 따라 출력할 신호가 음성인지 영상인지에 따라 음성신호이면 음성신호로 추출하여 출력하고, 영상신호이면 영상신호로 추출하여 출력하는 변환기(226)를 포함하는 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템에 있어서;
   상기 송신안테나모듈(120)은 원형편파(Circular polarization)를 발진시키는 안테나모듈이고;
   상기 수신안테나(210)는 패치안테나(Patch Antenna)이며;
   상기 수신안테나(210)는 상부가 개방되고 하부가 막혀 있는 사각통 형상의 제1유전체하우징(2112)과, 상기 제1유전체하우징(2112)과 동일한 구조를 갖고 상기 제1유전체하우징(2112)의 상단에 안착된 제2유전체하우징(2114)과, 상기 제1유전체하우징(2112)의 하단면에 고정되고 수신안테나모듈(220)과 전송선로를 통해 연결된 'ㅜ'형상의 전송단자(2116)와, 상기 제1유전체하우징(2112)의 내부 바닥면에 고정된 승강모터(2118)와, 상기 승강모터(2118)의 회전축에 연결되고 제2유전체하우징(2114)의 내부 바닥면을 관통하여 수직하게 배열된 볼스크류(2120)와, 상기 제1유전체하우징(2112)의 4면 둘레에 고정된 각각 다른 형상의 하부패턴안테나(2200)와, 상기 하부패턴안테나(2200)의 내부에 형성된 상부개방 하부폐쇄형인 슬라이딩홈(2210)과, 상기 제2유전체하우징(2114)의 4면 둘레에 상기 하부패턴안테나(2200)와 각각 대응되게 구비되되 서로 길이가 다르게 구비된 상부패턴안테나(2300)와, 상기 상부패턴안테나(2300)의 하단에 형성되어 상기 슬라이딩홈(2210)에 삽입되는 슬라이더부(2310)를 포함하고;
   상기 하부패턴안테나(2200)는 'I'형, 'ㄹ'형, 'ㄷ'형, 'ㅁ'형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 정보통신의 네트워크 무선 송수신 설치 시스템.
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