KR200340686Y1 - 차폐물 검지기 - Google Patents

Abstract

차폐물(Anti-Masking) 검지기에 대해 개시한다. 본 고안은 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수를 통해 마스크의 존재유무를 감지하여 미약전압 레벨을 출력시키는 센서부와, 상기 전압 레벨을 체크하여 전압 레벨이 설정값 이상일 경우에 마스크의 존재유무를 감지하기 위하여 디지털 처리된 신호값이 설정범위 내에 존재하는지 판단하는 신호처리부와, 그리고 상기 신호처리에 대응하여 표시 및 경보가 이루어지는 표시부 및 경보부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 마이크로웨이브 감지기의 차폐여부를 확인할 수 있어 더욱 신뢰성있는 보안시스템을 구축할 수 있다.

Description

차폐물 검지기{Anti-Masking detector}

본 고안은 방범용 감지기의 기능을 무력화시키는 차폐물의 유무를 감지하는차폐물 검지기에 관한 것으로, 특히 도플러효과를 이용한 반사파의 신호강도를 체크하여 마스크 차폐여부를 확인할 수 있는 차폐물(Anti-Masking) 검지기에 관한 것이다.

요즘, 신축 건물 뿐만 아니라 기존 건축물에 홈 오토메이션을 구축하여 편리한 기능을 거주자에게 제공하기 위한 다양한 방법이 모색되고 있다. 이와 연관되어 건물의 내ㆍ외부에서 건물 자체의 방범 목적으로 다양한 보안시스템 또한 다양하게 선보이고 있다. 이는 자신을 비롯하여 주변 가족 및 동료의 생명 및 재산을 보호하기 위한 예방대책인 것이다. 이 보안시스템은 아파트를 비롯하여 개인주택, 상가, 빌딩에 이르기까지 광범위하게 적용되고 있으며, 개별세대 방범시스템, 방재 시스템, 공동현관 출입통제 시스템, 주차관리 시스템, 가정자동화시스템, CCTV 감시장치 등의 보안시스템이 사용되고 있다. 이러한 보안시스템은 고객에게 외부 침입 등 이상이 발생되면 이를 확인하여 경찰 및 자체 출동차량을 출동시켜 긴급상황에 대한 조치를 취하거나, 출입 통제, 근태 관리, 주차 관리 등을 수행한다. 그리고, 경비구역 내에 설치된 CCTV의 영상을 제공하기도 한다.

이러한 보안시스템에는 적외선 방식이 널리 사용되고 있다. 이 적외선 방식은 적외선 빔의 차단시 이를 감지하는 방법으로서 감지영역은 10[m] ∼ 15[m] 이내이고, 자동 경보 기능이 가능하다. 그런데, 이 적외선 방식은, 장애발생 지역을 정확하게 파악하는데 한계가 있었고, 침입자 이외의 작은 동물 또는 적외선을 차단할 수 있는 낙엽, 종이 등에 의해서도 경보가 발생되어 경보에 대응한 출동으로 인한 인력 및 시간 등의 낭비가 초래되었다. 게다가, 감지거리내의 침입 여부 상태만을감지할 뿐 물체의 크기 및 물체의 이동속도를 확인할 수 없어 침입의 의도가 있는 물체와 그렇지 않은 물체와의 구별이 불가능한 단점이 있었다.

이와 같은 적외선 방식의 단점을 보완하기 위해 좀 더 강력한 투과 성능을 보이는 마이크로웨이브를 이용한 보안시스템이 제안되고 있다. 이 마이크로웨이브는 거의 대부분의 물체를 투과하므로 뛰어난 감지성능을 발휘한다. 그런데, 철판과 같은 성질의 마스크를 마이크로웨이브를 이용한 보안시스템 주변을 둘러쌀 경우, 마이크로웨이브가 철판을 투과하지 못하여 보안시스템의 기능을 실제적으로 수행하지 못하는 단점이 있었다. 이와 같은 단점을 이용하여 범죄를 목적으로 마이크로웨이브 발생 주변을 마이크로웨이브를 차폐시킨다 할지라도 마스크에 의한 차폐여부를 확인할 수 있는 방법이 없었다.

따라서, 본 고안의 목적은 마이크로웨이브를 차폐시키는 마스크로 에워싸여질 경우 등을 고려하여, 도플러효과를 이용한 반사파의 신호강도를 체크하여 마스크 차폐여부를 확인할 수 있는 차폐물 검지기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 차폐물 검지기의 개념도,

도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 차폐물 검지기의 제어회로블록도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 차폐물 검지기의 제어흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 센서부, 마이크로웨이브 센서모듈부

2 : 신호처리부

21 : 신호강도 필터링부 22 : 신호레벨 조정부

23 : 미약신호 증폭부 24 : 신호변환부

25 : 차폐물 신호처리부 26 : 차폐물 감지레벨 설정부

3 : 경보부

31 : 신호표시기 32 : 경보기

33 : 알람출력부

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 차폐물 검지기는, 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수를 통해 마스크의 존재유무를 감지하여 미약전압 레벨을 출력시키는 센서부; 상기 전압 레벨을 체크하여 전압 레벨이 설정값 이상일 경우에 마스크의 존재유무를 감지하기 위하여 디지털 처리하고, 이 디지털 처리된 신호값이 설정범위 내에 존재하는지 판단하는 신호처리부; 및 상기 신호처리에 대응하여 표시 및 경보가 이루어지는 표시부 및 경보부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 센서부는, 고주파를 발생시키는 고주파발진부; 상기 발진된 고주파를 증폭시키는 증폭부; 상기 증폭된 고주파를 공중으로 전파하는 송신안테나; 상기 센서부에 일체로 형성시켜 전파된 고주파 또는 물체에 부딪혀 반사된 고주파를 수신하는 수신안테나; 물체에 부딪쳐 반사되는 신호와 전파되는 고주파를 합성하는 주파수합성부; 및 상기 주파수합성부에서 합성된 주파수로부터 중간대역의 주파수로 변환시켜 신호를 출력하는 중간주파수단을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 신호처리부는, 저항을 이용하여 해당 전압 레벨을 산출하고, 상기 전압 레벨이 설정전압 이상일 경우에는 허용하고 설정전압 이하일 경우에는 차단하는 신호강도 필터링부; 상기 신호강도 필터링부로부터 출력된 신호의 레벨을 이후 처리가능한 레벨로 조정하는 신호레벨 조정부; 상기 신호레벨 조정부로부터 출력된 신호를 증폭하는 미약신호 증폭부; 상기 미약신호 증폭부로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부; 및 상기 디지털로 변환된 신호값이 미리 설정된 상한값과 하한값 내에 속하는지의 여부를 비교 판단하는 차폐물 신호처리부를 포함하여 이루어진다. 여기에, 상기 상한값과 하한값의 폭 설정을 조절할 수 있도록 상기 차폐물 신호처리부에 차폐물 감지레벨 설정부를 더 접속하여 이루어진 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 고안의 차폐물 검지기의 개념도이고, 도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 차폐물 검지기의 제어회로블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 차폐물 검지기는 크게, 센서부(1), 신호처리부(2) 및 경보부(3)로 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 차폐물 검지기는 물체의 감지가 이루어지는 감지시스템에 회로적으로 접속되거나 별도로 장착되어질 수 있다. 이러한 차폐물 검지기는 브래킷(Bracket)을 이용하여 설치하고자 하는 벽이나 천장에 간편하게 설치할 수 있으며, 센서와 브래킷을 연결하는 조인트(Joint) 부분을 이용하여 설치 방향을 변경하여 고정시킬 수 있다.

상기 센서부(1)는 구체적으로 마이크로웨이브 센서모듈부(1)로 이루어지며, 일례로서 이 마이크로웨이브 센서모듈부(1)는, 고주파를 발생시키는 고주파발진부와, 상기 고주파를 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭된 고주파를 공중으로 전파하는 송신안테나와, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(1)내에 일체로 형성되어 전파된 고주파 또는 물체에 부딪혀 반사된 고주파를 수신하는 수신안테나와, 물체에 부딪쳐 반사되는 신호와 전파되는 고주파를 합성하는 주파수합성부와, 이 주파수합성부에서 합성된 주파수로부터 최종적으로 중간대역의 주파수로 변환시켜 출력하는 중간주파수단 등을 포함하여 이루어져 있다.

이와 같이, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(1)는 도플러 원리(Doppler principle)를 이용하여 보안 구역에서의 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수에 의해 마스크 존재여부를 감지하며, 이때 사용되는 주파수는 마이크로웨이브[㎓] 범주 영역을 사용하며, 중간 주파수는 방사되는 마이크로웨이브 주파수와 물체에 의해 반사되는 주파수가 합성된 주파수이며, 마스크 존재여부의 판정 거리는 1 ∼ 20 [cm] 이다.

상기 신호처리부(2)는 구체적으로 신호강도 필터링부(21), 신호레벨 조정부(22), 미약신호 증폭부(23), 신호변환부(24), 차폐물 신호처리부(25) 및 차폐물 감지레벨 설정부(26)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 신호강도 필터링부(21)는, 상기 중간주파수단에서 출력되는 신호강도를 저항을 이용하여 해당 설정전압 이상일 경우에는 허용하고 설정전압 이하일 경우에는 차단하는 기능을 수행한다.

상기 신호레벨 조정부(22)는, 신호강도 필터링부(21)로부터 출력된 신호의 레벨을 이후 처리가능한 레벨로 조정하는 기능을 수행한다.

상기 미약신호 증폭부(23)는, 신호레벨 조정부(22)로부터 출력된 신호를 증폭하는 기능을 수행한다.

상기 신호변환부(24)는, 미약신호 증폭부(23)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

상기 차폐물 신호처리부(25)는, 디지털로 변환된 신호값이 미리 설정된 상한값과 하한값 내에 속하는지의 여부를 비교 판단하는 기능을 수행한다.

여기에, 상기 상한값과 하한값의 폭 설정을 조절할 수 있도록 차폐물 감지레벨 설정부(26)가 상기 차폐물 신호처리부(25)에 접속되어 있으며, 상기 차폐물 감지레벨 설정부(26)는 마이크로웨이브가 투과하지 못하는 물질의 반사신호 세기값과 비교가 이루어지는 기준값(상한값과 하한값의 폭)을 미리 설정하는 기능을 수행한다. 이 때, 상기 신호레벨의 설정은 다단계로 세분화되며, 마스크의 종류에 따른신호 레벨도 세분화하여 조정할 수 있도록 한다. 이는 마스크의 종류와 거리 등으로부터 얻어진 실험적인 데이터를 데이터베이스화함으로써 구해질 수 있다.

한편, 상기 경보부(3)는, 신호표시기(31), 경보기(32) 및 알람출력부(33)로 이루어지며, 상기 차폐물 신호처리부(25)에서 출력되는 신호에 대응하여 신호레벨, 경보 및 알람을 사용자에게 알리는 기능을 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 차폐물 검지기의 작용효과를 설명한다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 차폐물 검지기의 제어흐름도이다. 도 3을 참조하면, 국부발진부에서 ㎓ 대역의 고주파를 발생하여 마이크로웨이브 센서모듈부(1)로부터 고주파를 발산시킨다(S11). 이 때, 수직 및 수평각을 설정함으로써 수직단면이 타원 형상 또는 원 형상을 갖는 발산이 이루어진다. 이 상태에서 마스킹 여부를 실시간으로 감시하게 된다.

이 때, 범죄를 목적으로 마이크로웨이브가 투과하지 못하는 마스크를 차폐물 검지기 주변에 둘러쌀 경우에(S13) 발산된 고주파가 마스크에 반사되어 재입사가 이루어진다. 이는 도플러효과에 의한 것으로서, 입사된 고주파는 발산된 고주파와 합성되어 중간주파수단을 통과하여 최종적으로 마이크로웨이브 센서모듈부(1)에서 출력된다. 즉, 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(1)는 최종단에서 저주파 전압을 출력시키게 된다(S15).

이 저주파 전압은 비교적 근접거리에서 반사된 신호이므로 상대적으로 높은 전압값을 갖게 된다. 즉, 미리 설정된 전압값 이상일 경우에만 마스킹 여부를 판단할 수 있도록 상기 저주파 전압은 신호강도 필터링부(21)를 1차적으로통과시킨다(S17). 이 신호강도 필터링부(21)에서 입력된 신호가 미리 설정된 기준전압값보다 크지 않을 경우에는 상기 마이크로웨이브 센서모듈부(1)의 고유한 기능을 계속 수행하고, 신호강도 필터링부(21)에서 입력된 신호가 미리 설정된 기준전압값 보다 클 경우에는 다음 과정으로 출력된 신호레벨을 조정한다(S19). 이는 이후 프로세스에서 신호처리가 가능한 레벨로 조정하는 것이다. 이후 미약한 신호를 증폭한(S21) 다음, 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다(S23).

이어서, 상기 차폐물 신호처리부(25)는 디지털 신호로 변환된 신호를 입력받아 미리 세팅된 기준값과 비교가 이루어지게 되는데(S25), 상기 미리 세팅된 기준값은 상기한 바와 같이 상한값과 하한값을 의미한다. 즉, 상한값과 하한값 사이에 상기한 디지털 신호로 변환된 값이 존재하지 않을 경우에는 마스크가 존재하는 것으로 판단하는 것이다. 이에 따라 차폐물 경보 여부가 결정된다(S27). 한편, 상기한 기준값 범주내에 설정시간 이상 출력되거나, 설정회수 이상 출력되었다고 판단하였을 경우에도 차폐물 경보를 수행할 수 있다. 이 차폐물 경보는 수치적인 값으로 표현되거나, 경보 또는 알람의 형태로 표현될 수도 있다.

한편, 상기한 과정에서 마이크로웨이브가 투과하지 못하는 물질의 반사신호 세기값에 대하여 민감도를 조절할 수 있는데, 이는 차폐물 감지레벨 설정부(26)에서 이루어지게 된다. 이 차폐물 감지레벨 설정부(26)의 레벨 제어에 따라 마스크 감지 감도가 변화되게 되며, 감도를 둔화시키거나 민감하게 조절할 수 있다. 즉, 상한값과 하한값의 영역을 좁히거나 넓혀서 이 영역에 존재하는 신호에 대응하여 경보처리를 수행할 수 있다.

본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 차폐물 검지기는, 마이크로웨이브 감지기의 차폐여부를 확인할 수 있어 더욱 신뢰성있는 보안시스템을 구축할 수 있다.

Claims (4)

1. 방사된 마이크로웨이브 주파수 및 중간 주파수를 통해 마스크의 존재유무를 감지하여 미약전압 레벨을 출력시키는 센서부;

   상기 전압 레벨을 체크하여 전압 레벨이 설정값 이상일 경우에 마스크의 존재유무를 감지하기 위하여 디지털 처리하고, 이 디지털 처리된 신호값이 설정범위 내에 존재하는지 판단하는 신호처리부; 및

   상기 신호처리에 대응하여 표시 및 경보가 이루어지는 표시부 및 경보부

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차폐물 검지기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부는,

   고주파를 발생시키는 고주파발진부;

   상기 발진된 고주파를 증폭시키는 증폭부;

   상기 증폭된 고주파를 공중으로 전파하는 송신안테나;

   상기 센서부에 일체로 형성시켜 전파된 고주파 또는 물체에 부딪혀 반사된 고주파를 수신하는 수신안테나;

   물체에 부딪쳐 반사되는 신호와 전파되는 고주파를 합성하는 주파수합성부; 및

   상기 주파수합성부에서 합성된 주파수로부터 중간대역의 주파수로 변환시켜 신호를 출력하는 중간주파수단

   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차폐물 검지기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 신호처리부는,

   저항을 이용하여 해당 설정전압 이상일 경우에는 허용하고 설정전압 이하일 경우에는 차단하는 신호강도 필터링부;

   상기 신호강도 필터링부로부터 출력된 신호의 레벨을 이후 처리가능한 레벨로 조정하는 신호레벨 조정부;

   상기 신호레벨 조정부로부터 출력된 신호를 증폭하는 미약신호 증폭부;

   상기 미약신호 증폭부로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부; 및

   상기 디지털로 변환된 신호값이 미리 설정된 상한값과 하한값 내에 속하는지의 여부를 비교 판단하는 차폐물 신호처리부

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차폐물 검지기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 상한값과 하한값의 폭 설정을 조절할 수 있도록 상기 차폐물 신호처리부에 차폐물 감지레벨 설정부를 더 접속하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차폐물 검지기.