KR20020026306A - 거리이격 감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선신호를 송신하는 RF태그와 무선신호를 수신하는 신호수신 및 경보발생기 사이의 이격된 거리를 시각적으로 표시하며, 또한 RF태그가 미리 설정되어 있는 제한 거리를 벗어나면 경보를 발생시키는 거리이격 감지장치에 관한 것 것이다.
상기한 본 발명의 거리이격 감지장치는, 내부에 고유의 식별코드를 저장하고 있으며 주기적으로 고유식별코드를 포함하는 무선신호를 송신하는 RF태그와, 상기 RF태그로부터 송신되는 무선신호를 수신하고 수신되는 무선신호의 강도를 측정하여 상기 RF태그까지의 이격거리를 검출하여 숫자로 표시하며 RF태그에 대하여 설정된 거리를 벗어나면 경보신호를 출력하는 신호수신 및 경보발생기로 구성되며,
RF태그가 부착된 물품 또는 RF태그를 휴대한 사람과의 거리를 실시간으로 파악할 수 있으며, 신호수신레벨의 설정상태에 따라서 RF태그가 설정거리를 벗어나는 경우에 즉시 경보음을 출력할 수 있으므로, 간이거리계, 인원관리기, 미아방지장치등과 같이 움직이거나 이동하는 물체의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 것이다.

Description

거리이격 감지장치{Device for detecting the distance between RF tag and signal receive and alarm display unit}
본 발명은 인원 또는 물품과의 이격거리를 감지하고 표시하는 거리이격 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 내부에 고유의 식별코드를 저장하고 있으며 무선신호를 송신할 수 있는 RF태그와, 상기 RF태그로부터 송신되는 신호를 수신하고 무선신호의 강도를 측정하여 이격거리를 검출하며, 또한 설정거리를 벗어나면 경보를 발생하는 신호수신 및 경보발생기로 구성된 거리이격 감지장치에 관한 것이다.
무선송수신장치를 응용한 다양한 장비들이 사용되고 있으며, 이것들 중의 하나가 미아방지장치이다. 미아방지장치는 송신기를 유아나 어린이에게 부착시키고 송신부로부터 송출되는 전파신호를 수신기를 이용하여 수신하여 위치를 감지하고 있으나, 일정한 반경내에서만 무선신호를 수신할 수 있기 때문에 미아 발생시에 미아를 효과적으로 찾을 수 없는 문제점을 내포하고 있다.
이것은 특히 미아방지장치가 수신기에 수신되는 무선신호의 강약에 따라서 거리를 실시간으로 표시하는 것이 아니라 설정된 거리를 벗어나는 경우에만 신호음의 크기를 변화시켜 경고를 발생하기 때문에 신호감도가 동일하게 약화되는 동일반경내에서 미아가 위치한 방향은 어느 정도 측정할 수 있지만 얼마만큼 이동하였는가를 정확하게 감지하지 못하기 때문에 발생된다.
더욱이 종래 미아방지장치는 송신기와 수신기가 상호 작용하는 거리를 벗어나서 실종사건이 발생되는 경우에만 경보를 하기 때문에 어린이의 이동상태를 미리파악하여 대비할 수 없는 본질적인 문제점이 존재하였다.
무선송수신장치의 또 다른 적용예로서, 물품도난방지장치에 응용된 경우에도, 송신기가 부착된 귀중품이나 관리대상 물품이 도난 당하여 이동되어도 이동상태를 즉시 파악하지 못하고 송수신기의 전파도달범위를 벗어나는 경우에 도난사실을 파악하게 되므로 물품도난을 예방하는 효과가 전무한 상태이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 송신장치와 수신장치 사이의 거리를 시각적으로 표시할 수 있어서 실시간으로 이동상태를 감지할 수 있으며, 설정거리를 벗어나면 즉각적으로 경보를 발생시킬 수 있는 거리이격 감지장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 여행객과 같은 다수 인원의 통합관리, 미아방지, 물품의 관리 및 휴대용 거리계로서 사용할 수 있는 RF태그와 신호수신 및 경보발생기로 구성되는 거리이격 감지장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 거리이격 감지장치의 블럭회로도.
도 2는 본 발명의 RF태그의 송신상태를 나타내는 흐름도.
도 3은 본 발명의 신호수신 및 경보발생기의 수신상태를 나타내는 흐름도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10 : RF태그 30 : 신호수신 및 경보발생기
110 : 주파수발생부 120 : 반송파발생부
130 : 변조부 140 : 증폭부
150 : 송신부 160 : 안테나
170 : 식별코드저장부 180 : 전원공급부
310 : 수신부 320 : 복조부
330 : 증폭부 340 : 레벨감지부
350 : 기준레벨발생기 360 : 레벨비교부
370 : 표시장치 380 : CPU
390 : 경보부 400 : 전원공급부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 거리이격 감지장치는, 내부에 고유의 식별코드를 저장하고 있으며 주기적으로 고유식별코드를 포함하는 무선신호를 송신하는 RF태그와, 상기 RF태그로부터 송신되는 무선신호를 수신하고 수신되는 무선신호의 강도를 측정하여 상기 RF태그까지의 이격거리를 검출하여 숫자로 표시하며 RF태그에 대하여 설정된 거리를 벗어나면 경보신호를 출력하는 신호수신 및 경보발생기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 거리이격 감지장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 거리이격 감지장치의 일실시예의 블럭회로도로서, 무선신호를 송신하는 RF태그(10)와 무선신호를 수신하는 신호수신 및 경보발생기(30)로 분리되어 있다.
상기 RF태그(10)는 일정주파수를 갖는 소정의 신호파를 발생하는 주파수발생부(110)와, 반송파를 발생시키기 위한 반송파발생부(120)와, 상기 주파수발생부(110)에서 발생된 신호파와 반송파발생부(120)에서 출력된 반송파의 혼합된 신호를 변조하기 위한 변조부(130)와, 상기 변조부(130)로부터 출력되는 RF변조신호를 소정레벨로 증폭하는 증폭부(140)와, 상기 증폭부(140)로부터 출력되는 RF신호를 안테나(160)를 통하여 전송하기 위한 송신부(150)와, 고유식별ID를 저장하고 있으며 주기적으로 신호송출을 수행하는 ID코드저장부(170)와, 전원공급부(180)를 포함하고 있다.
또한 상기 신호수신 및 경보발생기(30)는, 안테나(160)를 통하여 RF신호를 수신하기 위한 수신부(310)와, 상기 수신부(310)에 의하여 수신된 RF신호로부터 반송파를 제거하여 신호파를 검출하는 복조부(320)와, 상기 복조부(320)로부터 출력되는 신호파를 소정레벨로 증폭하는 증폭부(330)와, 상기 증폭부(330)로부터 출력되는 신호파의 전류치를 검출하고 신호파에 포함된 제어신호와 검출레벨에 상응하는 신호를 출력하는 신호레벨감지분(340)와, 신호레벨의 기준점을 제공하기 위한 기준레벨발생기(350)와, 입력되는 신호레벨의 강도를 비교하기 위한 신호레벨비교부(360)와, 상기 입력되는 신호에 따라서 RF태그(10)의 등록상태를 파악하고 이격거리를 표시하며 경보레벨을 초과하는 것을 검출하는 CPU(380)와, 상기 CPU(380)의 제어신호에 따라서 거리를 표시하는 표시장치(370)와, 상기 CPU(380)의 제어신호에 따라서 경보를 발생하는 경보부(390)를 포함하고 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 거리이격 감지장치중 RF태그(10)에 의한 송신상태를 도 2의 흐름도를 참고하여 설명한다. 먼저 RF태그(10)는 관리하고자 하는 인원이나 물품, 귀중품 또는 거리를 측정하고자 하는 물품의 내, 외부에 부착하여 사용하고, 신호수신 및 경보발생기(30)는 개인이 소지하는 것이 바람직하다.
RF태그(10)를 부착한 상태에서 전원을 온 시키면 미리 설정되어 있는 송신주기를 판독하고 ID코드저장부(170)에서 내부에 저장되어 있는 고유식별코드를 송신주기가 되면 송신한다. 이러한 주기적인 송신동작은 전원이 오프될 때까지 지속되어서 신호수신 및 경보발생기(30)로 무선신호를 전송한다. 이것을 상세히 설명하면, 사용자가 RF태그(10)의 작동스위치(미도시됨)를 온 시키면 전원공급부(180)로부터 전체 회로에 전원이 공급되며, 역시 신호수신 및 경보발생기(30)의 작동스위치를 온 시키면 전원공급부(400)로부터 전원이 전체 회로에 공급된다.
이와 같이 각 회로에 전원이 공급되는 상태에서 RF태그(10)내의 ID코드저장부(170)에서는 주기적으로 식별코드신호가 포함되어 있는 신호파를 발생시키고 주파수발생부(120)와 반송파발생부(120)에서는 각각 설정된 신호가 발생되어서 혼합(MIX)되어서 RF신호가 된다. 혼합된 RF신호는 변조부(130)에서 변조된 후에 소정의 주파수신호가 된다. 이 주파수는 신호수신 및 경보발생기(30)의 주파수와 동일한 것이다. 변조부(130)에서 변조된 신호는 증폭부(140)에서 소정의 증폭률로 증폭된 후에 송신부(150)를 매개로 안테나(160)를 통하여 공중으로 발신된다.
상기 RF태그(10)의 안테나(160)를 통하여 발신된 무선신호는 신호수신 및 경보발생기(30)의 안테나(160)를 통하여 수신된다. 수신된 RF신호는 수신부(310)를 통하여 복조부(320)로 인가되며, 복조부(320)에서 반송파가 제거된 신호파로 복조된다. 신호파에는 고유식별코드에 대한 정보가 포함되어 있다.
상기 복조부(320)에서 복조된 신호파는 증폭부(330)에서 증폭된 다음 신호레벨감지부(340)로 인가되며, 이 때 신호레벨감지부(340)에서는 증폭부(330)로부터 입력된 신호파의 파형의 크기(전압)를 검출하고, 검출된 전압치를 기준레벨발생기(350)로부터 발생되는 기준전압레벨과 함께 레벨비교부(360)로 입력시킨다.
입력된 전압은 레벨비교부(360)에서 비교하여 검출된 전압치가 기준전압레벨보다 높은 가를 감지하고 감지결과를 CPU(380)로 입력시킨다. CPU(380)에서는 입력되는 감지결과를 이용하여 RF태그(10)와 신호수신 및 경보발생기(30) 사이의 거리를 판단한다.
레벨판단시에 수신된 신호전압레벨이 기준전압레벨보다 적으면 기준전압을 다음 단계로 증가시켜서 레벨을 상호 비교한다. 이러한 레벨비교는 수신된 전압레벨이 기준전압레벨보다 큰 것, 다시 말하면 기준전압값에 의하여 설정된 거리보다 짧은 거리에 있어서 수신되는 신호의 감도의 크기가 큰 것으로 판명될 때까지 계속된다. 또한 CPU(380)에서 기준레벨값을 변경함으로서 경보거리를 임의로 설정가능하며, 이것은 인원이나 물품의 이동상태를 때와 장소에 따라서 변경시킬 수 있는 가변성을 부여한다.
상기 레벨비교부(360)에서의 감지된 전압레벨과 기준전압레벨의 비교에 의한 거리추출은, A/D변환기를 이용하여 신호의 전압레벨을 판별하고 그에 상응하는 거리로 환산하거나 또는 D/A변환기를 이용하여 일정한 거리에 상응하는 기준신호전압을 발생시키고 이 기준전압레벨과 입력되는 신호전압레벨을 비교하여 거리로 환산하여 판단할 수 있다.
CPU(380)에서는 상기와 같이 입력되는 신호파중에 포함된 고유식별코드를 이용하여 RF태그(10)를 식별하고 또한 전압레벨을 이용하여 거리를 파악한다. 거리가 산출되면 표시장치(370)를 통하여 거리를 수치로 표시한다. 또한 파악된 거리가 미리 설정된 제한거리에 도달하면 경보부(390)를 통하여 경고음을 발생시킴으로서, 특정물건에 부착된 RF태그(10)가 설정거리를 벗어남을 관리자가 파악하고 필요한 조치를 취할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 신호수신 및 경보발생기(30)의 작동상태를 도 3의 흐름도를 참고하여 설명한다. 이것은 신호수신 및 경보발생기(30)의 CPU(380)에 의하여 작동되는 상태이다.
전원이 인가되면 먼저 관리를 위하여 등록된 RF태그가 있는가를 확인한다. 등록된 태그에 관련된 정보는 고유식별코드와 물품명(또는 인명)과 거리설정데이터등이다. 등록된 태그가 없으면 태그를 등록하고자 하는가 아닌가를 판단하여 등록하려고 하면 기준전압을 최소로 설정하고 수신대기상태를 유지한다. RF태그(10)로부터 신호가 입력되면 태그 고유식별코드 및 품명을 입력하여 등록한다. 더 등록할 태그가 있는가를 질의하여 있으면 수신대기상태를 유지하여 RF태그(10)로부터의 신호입력이 있으면 상기와 같이 등록한다. 만일 더 이상 등록할 태그가 없으면 등록상태를 해제하고 RF태그(10)로부터의 신호를 대기한다. 이 때 등록된 태그가 존재하므로 기준전압은 최단거리에 해당되는 값으로 설정하고 대기한다.
RF태그(10)로부터 신호가 입력되지 않으면 대기상태를 유지하고, 신호가 수신되면 수신된 신호가 기준전압보다 큰가를 판단한다. 기준전압이 입력된 전압보다 적으면 기준전압의 순차적으로 다음단계로 증가시켜서 기준전압을 변경시킨 후에 다시 수신된 신호와 비교한다.
만일 기준전압이나 또는 증가된 전압보다 수신된 신호가 크면, 수신된 신호가 등록된 고유식별코드와 일치하는가 아닌가를 판단한다. 등록된 고유식별코드와 일치하지 않으면 다시 신호수신대기상태로 복귀한다. 그러나 등록된 고유식별코드와 동일하면 기준전압을 거리로 환산하여 표시장치(370)에 거리를 표시한다.
이와 동시에 CPU(380)에서는 해당 RF태그(10)에 대하여 경보거리가 설정되어 있는가를 판단하여 설정되지 않으면 다시 신호수신대기상태를 유지하고, 경보가 설정되어 있으면 현재 수신된 신호에 상응하는 거리가 설정된 경보거리보다 큰가를 판단한다. 경보거리보다 적으면 경보표시해제를 수행하고 다시 신호수신대기상태로 복귀한다. 그러나 현재 수신된 신호에 의하여 측정된 거리가 설정된 경보거리보다 큰 것으로 판단되면 소리 또는 진동으로 경보를 발생하고, 표시장치(370)에 설정거리를 벗어났다는 것을 표시한다. 상기와 같이 하여 RF태그(10)와 신호수신 및 경보발생기(30) 사이의 거리를 표시하고, 설정거리를 벗어나는 경우에 즉각 경보음을 발생시켜서 이탈사실을 파악할 수 있다.
본 발명의 설명에서 한 대의 RF태그(10)를 이용하는 것이 설명되었지만, 서로 다른 고유식별코드를 가지는 다수의 RF태그(10)를 동시에 등록하여 사용하는 것도 가능함은 명백하다. 이 경우에는 각 RF태그(10)의 전송주기를 서로 다르게 설정함으로서 상호간의 간섭을 최소화시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면 송신장치와 수신장치 사이의 거리를 시각적으로 표시할 수 있으며, 설정거리를 벗어나면 즉각적으로 경보를 발생시킬 수 있어서, 여행객과 같은 다수 인원의 통합관리, 미아방지, 물품의 관리 및 휴대용 거리계로서 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 내부에 고유의 식별코드를 저장하고 있으며 주기적으로 식별코드를 포함하는 무선신호를 송신할 수 있는 RF태그와,
    상기 RF태그로부터 송신되는 무선신호를 수신하고 수신되는 무선신호의 강도를 측정하여 상기 RF태그까지의 이격거리를 검출하여 숫자로 표시하며 RF태그에 대하여 설정된 거리를 벗어나면 경보신호를 출력하는 신호수신 및 경보발생기로 구성됨을 특징으로 하는 거리이격 감지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 RF태그(10)가, 일정주파수를 갖는 소정의 신호파를 발생하는 주파수발생부(110)와, 반송파를 발생시키기 위한 반송파발생부(120)와, 상기 주파수발생부(110)에서 발생된 신호파와 반송파발생부(120)에서 출력된 반송파의 혼합된 신호를 변조하기 위한 변조부(130)와, 상기 변조부(130)로부터 출력되는 RF변조신호를 소정레벨로 증폭하는 증폭부(140)와, 상기 증폭부(140)로부터 출력되는 RF신호를 안테나(160)를 통하여 전송하기 위한 송신부(150)와, 고유식별ID를 저장하고 있으며 주기적으로 신호송출을 수행하는 ID코드저장부(170)와, RF태그(10)에 전원을 공급하는 전원공급부(180)를 포함하며,
    상기 신호수신 및 경보발생기(30)가, 안테나(160)를 통하여 RF신호를 수신하기 위한 수신부(310)와, 상기 수신부(310)에 의하여 수신된 RF신호로부터 반송파를제거하여 신호파를 검출하는 복조부(320)와, 상기 복조부(320)로부터 출력되는 신호파를 소정레벨로 증폭하는 증폭부(330)와, 상기 증폭부(330)로부터 출력되는 신호파의 전류치를 검출하고 신호파에 포함된 제어신호와 검출레벨에 상응하는 신호를 출력하는 신호레벨감지부(340)와, 신호레벨의 기준점을 제공하기 위한 기준레벨발생기(350)와, 입력되는 신호레벨의 강도를 비교하기 위한 신호레벨비교부(360)와, 상기 입력되는 신호에 따라서 RF태그(10)의 등록상태를 파악하고 이격거리를 표시하며 경보레벨을 초과하는 것을 검출하는 CPU(380)와, 상기 CPU(380)의 제어신호에 따라서 거리를 표시하는 표시장치(370)와, 상기 CPU(380)의 제어신호에 따라서 경보를 발생하는 경보부(390)를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리이격 감지장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 레벨비교부(360)에서의 감지된 전압레벨과 기준전압레벨의 비교에 의한 거리추출은, A/D변환기를 이용하여 신호의 전압레벨을 판별하고 그에 상응하는 거리로 환산하거나 또는 D/A변환기를 이용하여 일정한 거리에 상응하는 기준신호전압을 발생시키고 이 기준전압레벨과 입력되는 신호전압레벨을 비교하여 거리로 환산하는 것을 특징으로 하는 거리이격 감지장치.
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