KR20020066170A - Multi communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다중 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면, 각종 로봇, CCTV(closed circuit television) 카메라, 장난감 등에 사용되는 다중 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-communication system, and more particularly, to a multi-communication system used in various robots, closed circuit television (CCTV) cameras, toys, and the like.
일반적으로 복잡 다양화된 형태의 구조물의 비파괴 검사시 길이가 길고 가는 관로 또는 관로가 꺽인 부분은 로봇의 크기가 커서 내부 검사를 하지 못했다.In general, during the non-destructive testing of complex and diversified structures, the length of the long, thin pipes or the sections of the pipes are large and the size of the robot could not be inspected internally.
종래에는 로봇, 무인자주차, CCTV 로봇 등에서 구동을 위해 여러 라인으로 제어를 하여 케이블의 굵기가 굵었다.Conventionally, the thickness of the cable was thick by controlling with several lines for driving in robots, driverless parking lots, CCTV robots and the like.
즉, 별도의 전원 라인, 별도의 영상 라인, 별도의 조명라인 및 별도의 구동 조정 라인을 통하여 대상물을 조정하고 영상을 수신하였다.That is, the object was adjusted and the image was received through a separate power line, a separate image line, a separate lighting line, and a separate drive adjustment line.
이로 인해 케이블의 무게가 무거워지므로 케이블을 끌고 가는 로봇의 구동능력 또한 커져야 했다.Because of this, the weight of the cable became heavy, and the driving ability of the robot to pull the cable had to increase.
특히, 무선통신이 가능하지 않은 난청 사각지대에서는 반드시 유선만을 사용해야만 한다.In particular, in the hearing blind area where wireless communication is not possible, only wires must be used.
본 발명의 기술적과제는 주조정 파트와 피조정 대상파트간의 영상신호, 음성신호, 제어신호 및 전원을 하나의 동축 케이블로 모두 전달하도록 하는 다중 통신 시스템을 제공 하는데 있다.The technical problem of the present invention is to provide a multi-communication system for transmitting a video signal, an audio signal, a control signal, and a power supply between a main adjusting part and a part to be adjusted through a single coaxial cable.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a multiple communication system according to an embodiment of the present invention.
도2 내지 도7은 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템의 각 신호 파형도이다.2 through 7 are respective signal waveform diagrams of a multiple communication system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 하나의 특징에 따른 다중 통신 시스템은,According to one aspect of the present invention,
전원 및 다수의 신호를 동축케이블을 통해 송수신하기 위한 주조정부;A casting unit for transmitting and receiving power and multiple signals through a coaxial cable;
상기 주조정부로부터 전원을 인가받고, 주조정부의 제어에 따라 동작하여 감지된 영상, 음성 및 데이터 신호를 상기 주조정부로 전달하는 피조정대상부를 포함한다.Powered by the casting unit, and operates under the control of the casting unit includes a subject to be adjusted to deliver the detected image, audio and data signals to the casting unit.
본 발명은 하나의 동축케이블에 직류인 전원과 각기 다른 주파수를 가진 영상, 음성 및 데이터 및 제어신호를 전송하고 이를 매칭 컨덴서로 해당 성분만 검출하여 이용하는 것이 특징이다.The present invention is characterized by transmitting video, audio, data, and control signals having different frequencies from DC power supplies to one coaxial cable, and detecting and using only the corresponding components as matching capacitors.
그러면, 본 발명을 이 분야의 통상을 지식을 지닌자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조로 하여 실시예에 관하여 설명하기로 한다.Then, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily practice the present invention.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a multiple communication system according to an embodiment of the present invention.
도1에서와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 다중 통신 시스템은,As shown in Figure 1, the multiple communication system according to the embodiment of the present invention,
전원 및 매칭된 제어신호, 영상 신호, 음성신호 및 데이터 신호를 동축케이블을 통해 송수신하기 위한 주조정부(100);A casting unit 100 for transmitting and receiving power and matched control signals, video signals, audio signals, and data signals through a coaxial cable;
상기 주조정부(100)의 전원을 인가받고, 상기 제어신호에 따라 동작하며, 감지된 영상, 음성 신호 및 데이터 신호를 상기 주조정부(100)로 전달하는 피조정대상부(200)를 포함한다.And a target to be adjusted 200 that receives power from the foundry unit 100 and operates according to the control signal, and transmits the detected image, audio signal, and data signal to the foundry unit 100.
상기 주조정부(100)는,The casting part 100,
전원을 인가받아 각 부로 직류 전원을 공급하는 전원부(12);A power supply unit 12 receiving power to supply DC power to each unit;
사용자의 선택에 따라 제어신호를 매칭하여 동축 케이블로 전송하고, 동축케이블에서 수신되는 신호중 자막 관련 데이터를 매칭하여 수신하고, 이를 처리하여 자막용으로 출력하는 데이터 처리부(110);A data processor 110 for matching a control signal according to a user's selection and transmitting the same to a coaxial cable, matching and receiving subtitle related data among signals received from the coaxial cable, and processing the same to output a subtitle;
동축 케이블로부터 수신되는 신호중 영상 및 음성 신호를 매칭하여 수신하고, 이를 상기 자막용 데이터와 합성하여 디스플레이하는 데이터 표시부(120)를 포함한다.And a data display unit 120 for matching and receiving the video and audio signals among the signals received from the coaxial cable, and synthesizing and displaying the video and audio signals.
상기 데이터 처리부(110)는,The data processing unit 110,
사용자의 선택을 입력받기 위한 스위치(1);A switch 1 for receiving a user's selection;
상기 스위치(1)의 입력을 두 개의 톤 주파수 신호로 출력하고, 수신되는 신호를 자막용 데이터로 출력하는 마이컴(2);A microcomputer 2 for outputting the input of the switch 1 as two tone frequency signals and outputting the received signal as caption data;
상기 마이컴(2)의 출력신호를 에프엠 변조하여 출력하는 에프엠 변조부(3);An FM modulator (3) for outputting an FM signal by modulating the output signal of the microcomputer (2);
상기 에프엠 변조부(3)의 출력신호를 매칭하여 동축 케이블로 전송하는 매칭 컨덴서(4);A matching capacitor (4) for matching the output signal of the FM modulator (3) and transmitting the matching signal through a coaxial cable;
상기 동축케이블(9)에서 수신되는 신호중 에프엠 신호를 수신하는 매칭 컨덴서(11);A matching capacitor (11) for receiving an FM signal among the signals received at the coaxial cable (9);
상기 매칭컨덴서(11)에서 출력되는 에프엠 신호를 복조하여 상기 마이컴(2)으로 출력하는 에프엠 복조부(10)를 포함한다.And an FM demodulator 10 for demodulating the FM signal output from the matching capacitor 11 and outputting the demodulated FM signal to the microcomputer 2.
상기 데이터 표시부(120)는,The data display unit 120,
동축 케이블로부터 수신되는 신호중 영상 및 음성 신호를 매칭하여 수신하는 매칭 컨덴서(8);A matching capacitor 8 for matching and receiving video and audio signals among signals received from the coaxial cable;
상기 매칭 컨덴서(8)의 수신신호를 고주파 복조하는 고주파 복조부(7);A high frequency demodulator (7) for high frequency demodulation of the received signal of the matching capacitor (8);
상기 고주파 복조부(7)에서 복조된 영상신호 및 음성신호와 상기 마이컴(2)으로부터 수신되는 자막용 데이터를 합성하여 출력하는 자막믹서(6);A caption mixer (6) for synthesizing the video signal and the audio signal demodulated by the high frequency demodulator (7) and the caption data received from the microcomputer (2);
상기 자막믹서에서 출력되는 신호를 디스플레이하는 모니터부(5)를 포함한다.And a monitor unit 5 for displaying the signal output from the caption mixer.
상기 피조정 대상부(200)는,The adjustment target unit 200,
상기 동축케이블(9)로부터 전원을 인가받아 각 부로 직류 전원을 공급하는 전원부(201);A power supply unit 201 receiving power from the coaxial cable 9 and supplying DC power to each unit;
상기 동축케이블(9)로부터 수신되는 제어신호를 매칭하여 수신하고, 제어신호에 따라 각종 센서 및 구동단을 구동하고, 각종 센서들에서 출력되는 신호를 에프엠 변조하여 상기 동축 케이블로 전송하는 데이터 처리부(220);Data processing unit for matching and receiving a control signal received from the coaxial cable (9), driving various sensors and driving stages in accordance with the control signal, fm-modulated signals output from the various sensors to the coaxial cable ( 220);
영상 및 음성을 고주파 변조하여 동축 케이블로 전송하는 영상 및 음성 전송부(230)를 포함한다.It includes a video and audio transmission unit 230 for transmitting a high-frequency modulated video and audio over a coaxial cable.
상기 데이터 처리부(220)는,The data processor 220,
상기 동축케이블(9)에서 수신되는 신호중 에프엠 신호를 수신하는 매칭 컨덴서(202);A matching capacitor (202) for receiving an FM signal among the signals received from the coaxial cable (9);
상기 매칭컨덴서(202)에서 출력되는 에프엠 신호를 복조하여 출력하는 에프엠 복조부(203);An FM demodulator 203 for demodulating and outputting an FM signal output from the matching capacitor 202;
상기 에프엠 복조부(203)의 출력신호에 따라 각종 구동 장치 및 센서를 구동하고, 각종 센서의 출력신호를 입력받아 전달하는 마이컴(212);A microcomputer 212 driving various driving devices and sensors according to the output signal of the FM demodulator 203 and receiving and transmitting output signals of various sensors;
상기 마이컴(212)의 출력신호를 에프엠 변조하여 출력하는 에프엠 변조부 (211);An FM modulator 211 outputting an FM signal by outputting the MICOM 212;
상기 에프엠 변조부(211)의 출력을 상기 동축케이블(9)에 매칭하여 전송하는 매칭 컨덴서(210)를 포함한다.And a matching capacitor 210 that transmits the output of the FM modulation unit 211 to match the coaxial cable 9.
상기 영상 및 음성 전송부(230)는,The video and audio transmitter 230,
영상 및 음성을 입력받아 영상 신호 및 음성신호로 출력하는 씨씨디 카메라 및 마이크부(209);A CD camera and microphone unit 209 which receives an image and an audio signal and outputs an image signal and an audio signal;
상기 영상 신호 및 음성신호를 고주파 변조하여 출력하는 고주파 변조부 (208);A high frequency modulator 208 for high frequency modulating and outputting the video signal and the audio signal;
상기 고주파 변조부(208)의 출력을 동축 케이블로 매칭하여 전송하는 매칭 컨덴서(207)를 포함한다.And a matching capacitor 207 for matching and transmitting the output of the high frequency modulator 208 with a coaxial cable.
그러면, 이러한 구성을 가진 다중 통신 시스템의 동작에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the multiple communication system having such a configuration will be described in detail.
먼저, 사용자가 주조정부(100)의 전원부(12)에 전원을 인가하면, 이는 동축케이블(9)을 통해 피조정 대상부(201)의 전원부(201)에 전달된다.First, when a user applies power to the power supply unit 12 of the casting unit 100, it is transmitted to the power supply unit 201 of the target unit 201 through the coaxial cable (9).
그러면, 전원부(201)는 조명, 모터, 등 각종 구동장치를 포함하는 구동부 (206), 각종 센서부(213) 및 마이컴(212)을 비롯한 각 부에 전원을 공급한다.Then, the power supply unit 201 supplies power to each unit including a driving unit 206 including various driving devices such as lighting, a motor, and the like, various sensor units 213, and a microcomputer 212.
여기서, 각종센서부(213) 및 각종구동부(206)의 세부요소들은 이 분야의 통상의 지식을 지닌자라면 알 수 있는 요소들이며, 다양한 변형 및 추가가 가능하므로 기재하는 않는다.Here, the various elements of the sensor unit 213 and the various driving unit 206 are elements that can be known to those skilled in the art, and various modifications and additions are possible and thus will not be described.
한편, 전원이 공급되는 상태에서 사용자는 조정 신호를 각종 구동부(206)의 각 구동 단으로 보내 피조정 대상부(200)를 콘트롤하기 위하여 스위치(1)를 제어한다.On the other hand, while the power is supplied, the user controls the switch 1 in order to control the target to be adjusted 200 by sending an adjustment signal to each driving stage of the various driving units 206.
그러면, 스위치(1)는 사용자의 제어에 따라 피조정 대상을 콘트롤하기 위하여 제어 데이터를 두개의 톤 주파수(dual ton)로 변환하여 출력한다.Then, the switch 1 converts and outputs the control data into two tone frequencies (dual ton) in order to control the target to be adjusted according to the user's control.
그러면, 마이컴(2)은 입력받은 두 개의 톤 주파수 신호를 조합하여 여덟 가지의 2열 수에서 선택한 16 가지 싸인파를 쌍으로 짝지어 출력한다. 이때, 마이컴(2)에서 출력되는 제어신호의 형태는 필요에 따라 다른 형태로 변형될 수 있다.Then, the microcomputer 2 pairs the input two tone frequency signals and outputs a pair of 16 sine waves selected from eight columns. At this time, the shape of the control signal output from the microcomputer 2 may be modified into other forms as necessary.
그러면, 에프엠 변조부(3)는 싸인파신호의 효율적인 전송을 위해 입력받은 제어신호를 88Mhz~108Mhz의 주파수 대역으로 주파수 변조하여 출력한다.Then, the FM modulator 3 frequency modulates the control signal received for the efficient transmission of the sine wave signal to the frequency band of 88Mhz ~ 108Mhz and outputs it.
그러면, 매칭 컨덴서(4)는 전압 매칭을 위해 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 변조 신호성분만 동축 케이블(9)로 전송한다.The matching capacitor 4 then removes direct current (DC) components for voltage matching and transmits only the purely modulated signal components to the coaxial cable 9.
그러면, 매칭컨덴서(202)는 동축 케이블(9)에서 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 신호성분만 검출한다.The matching capacitor 202 then removes direct current (DC) components from the coaxial cable 9 and detects only pure signal components.
그리고 나서, 에프엠 복조부(203)는 주파수 변조된 파형을 복조하여 두개의 톤 주파수 신호를 검출한다.The FM demodulator 203 then demodulates the frequency-modulated waveform to detect two tone frequency signals.
그러면, 마이컴(212)은 두 개의 톤 주파수 신호를 2진화 10진 코드(BCD CODE)인 바이너리 데이터로 변환하여 각종 구동부(206)의 각 구동단으로 출력한다.Then, the microcomputer 212 converts the two tone frequency signals into binary data that is a binary coded decimal code (BCD CODE) and outputs them to the respective driving stages of the various driving units 206.
그러면, 각 구동단은 제어 데이터에 따라 조명을 비추거나, 모터를 구동하여 피조정 대상부(200)가 움직이도록 하게 된다.Then, each driving stage illuminates according to the control data, or drives the motor to move the target object 200 to be adjusted.
한편, 피조정 대상부(200)의 씨씨디 카메라 및 마이크(209)는 영상 및 음성을 감지하고, 카메라의 영상 및 음성(VIDEO,AUDIO) 신호를 출력한다.On the other hand, the CD camera and the microphone 209 of the target to be adjusted 200 detects the video and audio, and outputs the video and audio (VIDEO, AUDIO) signals of the camera.
그러면, 고주파 변조부(208)는 신호의 효율적인 전송을 위해 영상을 고주파로 진폭 변조(AM)하고, 음성은 주파수 변조(FM)하여 출력한다. 이때, 변조된 신호의 주파수 전송방식은 VHF, UHF 또는 SHF중 하나의 형식을 이용할 수 있으며, 이와 같은 방식은 널리 알려진 기술이다.Then, the high frequency modulator 208 modulates the image at high frequency with high frequency for efficient transmission of the signal, and outputs the audio with frequency modulation (FM). In this case, the frequency transmission scheme of the modulated signal may use one of VHF, UHF, or SHF, which is a well-known technique.
그러면, 매칭 컨덴서(207)는 전압 매칭을 위해 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 신호성분만 동축 케이블(9)로 전송한다.The matching capacitor 207 then removes the direct current (DC) component for voltage matching and transmits only the pure signal component to the coaxial cable 9.
그러면, 매칭 컨덴서(8)는 동축 케이블(9)에서 직류(DC)성분을 제거하고 VHF, UHF 또는 SHF중 하나의 형식에 해당하는 순수한 신호 성분만 검출한다.The matching capacitor 8 then removes the direct current (DC) component from the coaxial cable 9 and detects only the pure signal component corresponding to one of the types of VHF, UHF or SHF.
다음, 고주파 복조부(7)는 고주파신호를 복조하여 영상과 음성신호 분리하여 각각 출력한다.Next, the high frequency demodulator 7 demodulates the high frequency signal and outputs the video and audio signals separately.
그러면, 자막 믹서(6)는 영상과 수신된 데이터 신호를 혼합하여 모니터(5)에 출력한다.Then, the caption mixer 6 mixes the image and the received data signal and outputs it to the monitor 5.
한편, 각종 센서부(213)의 출력을 자막 처리하기 위한 수신 데이터의 흐름은 다음과 같다.On the other hand, the flow of received data for captioning the output of the various sensor units 213 is as follows.
드라이브 단인 각종 센서부(213)의 각 센서들에서 수신된 데이터 신호는 마이컴(212)으로 입력된다.The data signals received by the sensors of the various sensor units 213 that are the drive stages are input to the microcomputer 212.
그러면, 마이컴(212)은 사용자로 입력된 제어신호에 따라 송신해야할 데이터와 각 조건을 판단하여 해당 데이터를 직렬전송 한다.Then, the microcomputer 212 determines the data to be transmitted and each condition according to the control signal input to the user and serially transmits the corresponding data.
그러면, 에프엠 변조부(211)는 해당 데이터를 88Mhz~108Mhz의 주파수로 주파수 변조하여 출력한다.Then, the FM modulation unit 211 frequency modulates the data to a frequency of 88Mhz ~ 108Mhz and outputs.
다음, 매칭 컨덴서(210)는 전압 매칭을 위해 직류(DC)성분을 제거하고 순수한 신호성분만 동축 케이블(9)로 전송한다.Next, the matching capacitor 210 removes direct current (DC) components for voltage matching and transmits only pure signal components to the coaxial cable 9.
그러면, 매칭 컨덴서(11)는 동축 케이블(12)에서 직류(DC)성분을 제거하고 88Mhz~108Mhz의 주파수 대의 순수한 신호성분만 검출한다.Then, the matching capacitor 11 removes the direct current (DC) component from the coaxial cable 12 and detects only pure signal components in the frequency band of 88 MHz to 108 MHz.
다음, 에프엠 복조부(10)는 주파수 변조 파형을 복조하여 데이터를 검출한다.Next, the FM demodulator 10 demodulates the frequency modulated waveform to detect data.
그러면, 마이컴(2)은 수신된 데이터를 판독하여 자막 믹서(6)로 출력한다.Then, the microcomputer 2 reads the received data and outputs it to the subtitle mixer 6.
그러면, 자막 믹서(6)는 마이컴(2)에서 입력되는 데이터를 상기한 과정에서 입력받은 영상 및 음성 데이터를 출력할 때 자막으로 처리하여 사용자에게 디스플레이한다.Then, the caption mixer 6 processes the data input from the microcomputer 2 as a caption when outputting the video and audio data input in the above-described process and displays the caption to the user.
그러면, 사용자는 스위치(1)를 통해 자신이 원하는 데이터를 영상, 음성 및 자막 형태로 볼 수가 있게 된다.Then, the user can view the desired data in the form of video, audio and subtitles through the switch (1).
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 하나의 동축 케이블로 전원신호, 제어신호, 영상신호, 음성신호 및 데이터 신호를 송수신하여 케이블의수, 무게 및 부피를 줄일 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the number of cables, weight, and volume can be reduced by transmitting and receiving a power signal, a control signal, a video signal, an audio signal, and a data signal with one coaxial cable.
상기한 과정에서 신호의 송수신 과정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The process of transmitting and receiving signals in the above process will be described in more detail as follows.
영상신호를 진폭 변조, 음성신호를 주파수 변조하고 있다. 직류부터 약 4MHz까지의 주파수 대역이 존재하는 영상신호를 양측파대 주파수 변조하면 도2와 같이 약 8MHz의 전송대역을 필요로 한다. 대역폭을 좁게 하기 위해서는 단측파대 진폭변조(SSB, single sideband)를 고려할 수 있는데, 변조신호를 직류까지 고려하지 않으면 안되는 영상신호에서는 완전한 단측파대로 하는 것은 곤란하다. 따라서 하측파대를 1.25MHz까지 남겨 둔 도3의 잔류측파대 변조(VSB : vestigal sideband)를 사용하고 있다.The video signal is amplitude modulated and the audio signal is frequency modulated. When the video signal in which the frequency band from DC to about 4 MHz is present is frequency-modulated on both sides, a transmission band of about 8 MHz is required as shown in FIG. In order to narrow the bandwidth, single sideband amplitude modulation (SSB) can be considered. However, in a video signal that requires a modulation signal up to direct current, it is difficult to make a complete single sideband. Therefore, the residual sideband modulation (VSB: vestigal sideband) of FIG. 3 with the lower sideband up to 1.25MHz is used.
도3의의 잔류측파대를 수신했을 때의 복조출력은 도4가 되는데 수상기의 중간주파 증폭기의 주파수 특성을 도5로 하면 도6처럼 정확하게 복조할 수 있다.The demodulation output when the residual side band shown in FIG. 3 is received is shown in FIG. 4. When the frequency characteristic of the intermediate frequency amplifier of the receiver is shown in FIG. 5, it can be accurately demodulated as shown in FIG.
음성반송파(fA)는 그림1.8(b)의 fV+4.5MHz로 설정하여 주파수 변조를 한다. 따라서 텔레비전 방송 1채널의 대역폭은 도7처럼 6MHz가 되고, 현재 우리나라에서는 90MHz에서 770MHz사이에 62채널이 할당되어 있다. 음성반송파의 송신출력은 영상반송파의 1/4(-6dB)이다.The voice carrier (fA) is set to fV + 4.5MHz in Fig. 1.8 (b) to perform frequency modulation. Accordingly, the bandwidth of one channel of television broadcasting is 6 MHz as shown in Fig. 7, and 62 channels are currently allocated between 90 MHz and 770 MHz in Korea. The transmission power of the voice carrier is 1/4 (-6 dB) of the video carrier.
이상의 본 발명은 사용자의 필요에 따라 다양하게 변형하여 자주차나 로봇에적용될 수 있다.The present invention can be applied to a self-propelled vehicle or a robot by various modifications according to the needs of the user.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에서, 주조정 파트와 피조정 대상파트간의 영상신호, 음성신호, 데이터 신호, 제어신호 및 전원을 통신을 하나의 동축 케이블로 모두 전달함으로써, 전원을 절약하고 동축 케이블의 양을 줄일 수 있는 다중 통신 시스템을 제공할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the video signal, the audio signal, the data signal, the control signal, and the power supply between the main adjustment part and the part to be adjusted are all transferred through one coaxial cable, thereby saving power. It is possible to provide multiple communication systems that can reduce the amount of coaxial cables.
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KR100431894B1 (en) | 2004-05-17 |
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