KR200344945Y1 - 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 재해 방송등 특정 방송 내용의 음성 송,수신이 가능하도록 한 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템에 관한 것이다.

본 고안은 재해, 재난이 발생한 특정 위치에 있는 고정 또는 이동 상태의 수신기가 특정 지역에 관련된 재해, 재난 방송을 선택하여 수신할 수 있도록 하기 위하여 재해 발생시 경보 방송 제어 통제대에서 경보 내용을 데이터화하여 모뎀을 통하여 RDS 엔코더에서 엔코딩시킨 데이터를 FM방송 송신기에서 송신하며, 이는 각 지역의 수신기의 전원을 온시키고, 수신기에서는 재해 방송을 수신하기 위한 RDS 튜너가 작동되어 마이크로프로세서와 함께 경보 방송 데이터를 해독하고, 경보 방송을 출력시키기 위하여 미리 음성 메모리에 저장된 데이터를 억세스하여 음성합성회로에서 출력시킴으로써 경보 내용과 일치하는 합성 음성이 출력될 수 있도록 하여서 된 것이다.

이에 따라 본 고안은 사용자가 미리 지정한 특정지역을 통과하는 차량이나 사람이 존재하고 특정지역의 재해에 관련된 방송이 실시되는 경우 고정되어 있는 수신기나 차량에 장착된 수신기 또는 사용자가 휴대한 수신기에서 해당 위치의 재해에 대응한 방송을 수신할 수 있게 되는 것이어서, 즉시 대피하거나 재해 예방 조치를 취하게 됨으로써 인명의 손실을 방지하거나 최소화할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Description

음성 합성 재해 방송 송수신 시스템{Voice Synthesizer Disaster Broadcasting Transmit-Receive System}

본 고안은 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템에 관한 것으로, 특히, 재해 발생시특정지역에만 해당하는 경보 방송 및 재해 대피 방송을 음성 합성 방식으로 구현할 수 있도록 한 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 산이나 계곡, 도로, 교량등 재해·재난 취약시설에서의 산사태, 집중호우, 침수, 폭설, 붕괴, 결빙등 각종 자연 재해의 발생은 특정 위치에 집중되는 경우가 많으며, 이러한 일련의 재해, 안내 방송은 RDS(Radio Data System)을 활용하여 FM 문자 다중 방송의 형태로 이루어 지거나 지역 방송국 또는 전국 방송국을 통하여 일반 방송으로 이루어 지고 있는 것이다. 이러한 대표적인 예를 대한민국특허등록 제88359호(비상방송자동수신및사이렌경보자동취명방법)에 의하여 살펴볼 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면 도1,2로 도시한 바와 같이 키입력 스위치의 입력상태를 마이크로 프로세서에서 판별한 후 해당지역을 선택한 상태인가를 판별하여 해당지역 선택상태이면 해당램프를 온 시킨 후 DTMF 발생기를 동작시켜 DTMF 신호를 연속적으로 발생하고 종료하는 제l과정과, 상기 해당지역 선택 상태가 아니면 경보 스위치 온 상태를 판별하여 온 상태이면 해당 지역선택 상태인가를 판별하여 해당지역 선택 상태이면 DTMF 신호를 연속적으로 발생하는 과정을 수행하고 상기 해당지역 선택 상태가 아니면 곧바로 종료하는 제2과정으로 이루어지는 엔코딩 과정과; 도2로 도시한 바와 같이 딥 스위치로서 고유코드를 설정한 후 마이크로 프로세서에서 DTMF 신호 입력상태를 판별하여 신호 입력상태이면 제어코드를 수신한 상태인가를 판별하는 제3과정과, 상기 제어코드 수신상태가 아니면 규정시간이내 수신상태 인가를 판별하여 규정시간 이내 수신상태가 아니면 에러상태로 처리하는 제4과정과, 상기 제어코드 수신상태이면 수신코드와 설정 고유코드가 일치하는가를 판별하여 일치하면 릴레이를 온시켜 외부앰프를 동작시키므로 지역별 비상 방송수신을 온·오프 제어하는 제5과정과, 수신코드와 전체지역 설정 고유코드가 일치하지 않으면 경보 코드인가를 판별하여 경보코드이면 외부앰프가 온 상태인가를 검출한 후 사이렌 경보음 발생을 온·오프 제어하는 제6과정으로 이루어지는 디코딩 과정을 수행함을 특징으로 하는 것이어서 2개 이상의 음을 조합한 신호를 여러개 조합하는 DTMF 방식을 채용하여 잡음과 혼선등에 의해 발생될 수 있는 오동작을 극소화하여 시스템 전체의 신뢰성을 향상시키며, 또한 경보대상지역의 수신코드를 구분하여 동일 주파수대에서도 복수개의 경보지역으로 세분하여 지역적 특성에 다른 선별적 경보가 가능한 잇점이 있는 것이다.

반면에 우리나라는 대륙과 해양성 기후의 교차점에 위치한 지정학적인 여건으로 인하여 매년 하절기마다 연평균 강수량 1,274mm의 2/3가 집중되는 기상학적인 원인과 전 국토의 70%에 가까운 면적이 산지로 구성되어 있는 지형학적인 원인으로 인해 과거부터 풍수해로 인한 피해를 다른 나라에 비해 많이 입고 있으며, 특히 국지성 집중호우로 인해 재해의 규모가 점차 커지고 있는 실정이다.

특히 이러한 국지성 집중호우는 우리나라의 경제력이 집중된 서울과 경기 북부 등 수도권과 강원지역등의 재해 위치에 집중하여 발생하는 경향이 높은 것이므로, 국지성 발생 재해에 충분한 정도로 극히 세분화하여야 할 필요가 있으며, 향후 선택적으로 활용가능한 RDS와 DARC(Data Radio Channel)등 FM부가 방송을 이용하여 특정한 시간대에 집중으로 발생된 많은 지역에 해당하는 재난 예방 및 피해 최소화를 위하여 지역적으로 세분화된 수많은 종류의 음성 방송을 동시에 상이한 내용으로 실시하여 각 지역에 최적화된 재해 피해 최소화를 위한 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템의 출현이 요청되는 것이다.

본 고안의 목적은 이러한 제반 여건을 감안하여 재해, 재난이 발생한 재해 위치에 있는 고정 또는 이동 상태의 수신기가 재해 지역에 해당하는 재해, 재난 방송 데이터를 수신하고 이를 활용하여 음성 합성에 의한 해당 지역만의 재해 방송이 실시되도록 함으로써 재해 예방 및 대피등 재해 최소화를 위한 조치를 취할 수 있도록 한 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템을 제공함에 있다.

도1는 종래의 재해 방송 수신 시스템의 일례를 보인 구성도.

도2는 종래의 재해 방송 수신 시스템의 작동을 보인 흐름도.

도3은 본 고안에 의한 재해 방송을 위한 송수신 시스템을 보인 개략도.

도4는 본 고안에 사용되는 제어 통제대의 구성을 보인 개략도.

도5는 본 고안에 사용되는 수신기의 구성을 보인 개략도.

도6,7은 본 고안의 다른 실시예를 보인 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:재해방송시스템

2:마이크로콘트롤러 유니트

3:편집입력장치

4:데이터 뱅크

5: 시스템 프로그램, 운용 프로그램이 탑재된 하드 디스크등의 저장수단

8:모뎀

9:RDS엔코더

10:FM송신기

11:튜너

12:마이크로프로세서

13:선택기

14:증폭기

15:RDS튜너

16:디텍터

17:디코더

18:음성 메모리

19:음성합성회로

20:음성 재생 콘트롤러

21:키패드

22:딥스위치

23:스피커

24:입출력포트

25:적외선 수신기

26:적외선 송신기

이러한 본 고안의 목적은 일반 방송 및 재해 방송을 송수신하기 위하여 시,군,구등 행정구역 단위로 설치된 재해대책본부나 기상청, 경찰청등의 재해 발생 및 예방 업무 관한 관청으로부터 제공된 재해 관련 각종 정보가 시도 재해 대책 본부를 거쳐서 중앙 재해 대책 본부에 도달되도록 하고, 중앙 재해 대책 본부에서는 재해 지역 및 해당 재해 종류, 수신기 자동 온/오프, 경보 방송 여부등을 입력시키면 관제 센터의 서버에 의하여 해당 재해 코드가 형성되고, 이는 모뎀을 통하여 방송국으로 전송되며, FM 부가 방송 엔코더에 의하여 엔코딩된 다음 FM 송신기에 의하여 방송되고, 이러한 재해 코드가 수신기의 안테나에 유기되면 수신기의 FM 부가 방송 디코더에 의하여 재해 코드 감지 출력이 발생되고, 이는 디텍터에 의하여 감지되어 마이크로프로세서에 소정의 출력을 인가하게 되므로, 마이크로프로세서가 해당코드를 디코더에서 해독하게 되고, 그 결과 해당 출력에서 해독된 코드가 먼저 수신기에 설정된 지역코드와 일치하는 지의 여부를 먼저 판단하게 된다. 그 결과 지역코드가 일치하는 경우에는 다음의 수신코드가 전체 방송 코드인지를 판단하고 전체 방송 코드인 경우에는 전체 방송을 실시하고, 전체 방송이 아닌 경우에는 경보코드인지의 여부를 판단하고 경보 코드인 경우에는 외부 앰프를 온시키기 위한 경보코드인지 외부 앰프를 오프시키기 위한 경보코드인지를 판단하여 사이렌을 작동시키던가 사이렌의 작동을 정지시키게 되는 것이다. 특히, 본 고안은 폭우, 폭설시 산악 지역 등반객이나 하천이 범람 빈발 지역, 낙석 피해 및 도로 유실 다발 지역, 산사태 우려 지역, 침수 빈발 지역, 해일 우려 지역등 재해가 집중되는 많은 지역에 맞춤형 경보 방송을 실시하기 위한 음성 코드가 재해 방송 코드에 포함되고, 이는 본 고안에 의한 수신기에서 음성 합성되어 음성으로 특정 재해 지역에서의 방재, 피해 예방등을 위한 경보 방송을 실시하게 된다.

이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 재해 방송을 실시하기 위하여 도3으로 보인 바와 같은 재해 경보 방송 시스템(1)을 운영하게 된다.

즉, 본 고안에서는 기상청이나 경찰청 기타 재해지역의 제보자등 다양한 경로로부터 재해 정보가 시, 도재해 대책 본부나 시, 군, 구 재해 대책본부에 보고되고, 이들 재해 대책 본부에는 도4으로 보인 바와 같은 재해 경보 방송 제어 통제대가 설치되어야 한다.

아울러, 이러한 제어 통제대는 마이크로콘트롤러 유니트(2)를 중심으로 하여 편집입력장치(3), 데이터 뱅크(4), 시스템 프로그램, 운용 프로그램이 탑재된 하드 디스크등의 저장수단(5)으로 구성되어 있으며, 이에서 출력되는 데이터는 모니터(6)으로 표시됨과 아울러, 프린터(7)로 인쇄될 수도 잇고, 특히 모뎀(8)을 경유하여 도3으로 보인 바와 같이 모뎀에 의하여 방송국송신소로 전송되고, 방송국 송신소에서는 모뎀(8)에 의하여 이를 수신하고 RDS엔코더(9), FSK, BPF, FM송신기(10)를 경유하여 전파를 발사하게 되는 것이다. 이와 같이 하여 발사된 전파는 도5로 보인 바와 같이 일반 FM 방송을 수신하기 위한 튜너(11)와, 튜너(11)의 출력이 마이크로프로세서(12)에 의하여 제어되는 선택기(13)를 거쳐 증폭기(14)에서 증폭된 후 스피커로 출력되도록 하되, RDS튜너(15)의 출력에 연결되어 비상방송신호를 검출하도록 하기 위한 디텍터(16) 및 디코더(17)와, 이들을 제어하기 위한 마이크로프로세서(12)로 구성된 공지의 것에 있어서,

음성 합성 데이터 존재 여부를 감지하기 위한 디텍터(16)와, 디코더(17)의 출력을 해독하여 음성 메모리(18)에 제어 신호 및 어드레스를 공급하고, 독출 데이터를 음성합성회로(19)에 인가하기 위한 음성 재생 콘트롤러(20)와, 음성 메모리(18)의 출력 데이터에 의하여 음성신호를 출력시켜 선택기(14)에 공급하기 위한 음성 합성 회로(19)를 구비하여서 된 것이다. 이와 같이 된 본 고안은 평상시에는 전원 투입시 전원공급부에 의하여 회로의 각부에 전원이 공급되고, 튜너(11)의 출력이 선택기(13)를 거쳐 증폭기(14)에서 증폭되고, 출력되어 일반 방송을 청취하게 된다. 이러한 상태에서 재해가 발생되는 경우 기상청, 경찰청, 도로, 항만 관리 관서, 제보자 등에 의하여 재해 발생이나 예방 정보 및 기타 관련 정보가 도,시, 군 재해 대책 본부에 접수되는 것이고, 이때 근무자가 접수된 정보에 의하여 도4로 보인 재해경보 방송 시스템(1)을 조작함으로써 내장된 운용 프로그램에 의하여 해당 정보를 데이터화하여 송출하게 되는 것이고, 이러한 데이터는 모뎀(8)을 통하여 방송국 송신소로 전송된다.

이러한 본 고안에서 송신되는 데이터는 예를 들면 경보 방송 발령 지역, 호우나 강설, 도로 붕괴, 해일, 낙석등의 각종 방송내용, 대피 대상, 재해 예방을 위한 대피나 조치 요령, 발령일시, 종료 일시등과 관련된 재해 관련 데이터를 음성 데이터화한 것이며, 이는 모뎀(8)을 경유하여 방송국 송신소의 모뎀(8)을 거쳐 RDS엔코더(9)에 인가된다. 그러므로, RDS엔코더(9)는 이러한 데이터를 전송에 적합한 형태로 코드화하여 FM 송신기(10)의 스테레오 방송시 반송파와 함께 송출되는 부반송파를 변조하여 송출하게 된다. 이와 같이 재해의 발생으로 RDS엔코더(9)에 의한 음성 데이터 변조 출력이 존재하는 경우에는 도 5로 보인 바와 같은 RDS튜너(15)와 연결된 디텍터(16)가 이를 감지하여 전원이 오프되어 있는 경우에는 전원공급부를 온시켜 회로의 각부에 전원공급이 개시되도록 함과 아울러, RDS튜너(15)의 출력이 마이크로프로세서(12)에 공급되도록 하며, 전원이 온되어 있는 경우에는 즉시 RDS튜너(15)의 출력이 마이크로프로세서(12)에 공급되도록 한다. 이에 따라 마이크로프로세서는 RDS튜너로부터 수신된 음성 데이터를 디코더에서 해독하여 키패드(21)나 기타 입출력포트(24), 딥스위치(22)등에 의하여 미리 설정된 지역 코드와 일치하는 지를 판단하게 되며, 일치하는 것으로 판정된 경우에 한하여 디코더(17)가 수신 음성 데이터를 해독하도록 작동을 활성화 시킨다. 이와 같이 설정된 지역 코드가 수신되는 데이터에 포함된 지역코드와 일치되는 경우에 한하여 음성 재생 콘트롤러(20)는 디코더(17)에 의하여 해독된 데이터에 기초하여 음성 메모리(18)의 해당 번지 데이터를 억세스하여 음성 합성회로(19)에서 음성 출력을 얻고, 이를 선택기(13)를 통하여 증폭기(14)에서 증폭한 후 스피커(23)로 합성된 음성을 출력시키게 되는 것이다.

이와 같이 본 고안에서는 수신된 데이터에는 특정 지역 코드와 함께 수신되는 음소 데이터를 활용하기 위하여 재해 방송에 관련된 다수의 어휘를 미리 음성 메모리(18)에 저장하여 두고, 음성 재생 콘트롤러(20)의 제어에 의하여 메모리의 해당 번지를 해독하여 해당 번지의 음성 데이터가 출력되도록 할 수 있는 것이다. 아울러, 본 고안에서는 재해 방송 코드에 메모리의 특정 번지를 지정하는 지정 코드가 아닌 음절 코드 자체를 포함시켜서 된 문자-음성 변환 시스템 - TTS(Text-To-Speech)이 사용될 수 있다. 이러한 경우에는 중앙 재해 대책 본부에서 재해의 발생 시기, 재해의 발생 위치, 재해의 종류, 대피 대상, 대피 방법을 문장으로 입력하여 음절 코드가 형성되도록 하고, 이러한 음절 코드가 재해 코드에 포함되어 송수신되고, 디코더(17)에서 해독되며, 이는 마이크로프로세서(12), 디코더(17), 음성 재생 콘트롤러(20)에 의하여 인지되어 해당 음절에 해당하는 음성메모리의 음절 데이터를 지정하고, 이에 따라 음절 데이터가 음성합성회로(19)로 출력되며, 음성합성회로(19)에서 각 음절에 해당하는 음성신호가 재생되어 증폭기(14)에서 증폭된후 스피커(23)로 출력되도록 할 수 있으며, 이러한 경우에는 어휘를 저장하여 출력시키는 방식보다는 음의 연결이 부자연스러운 단점은 있으나, 제한을 받지 않는 다양한 내용으로 방송이 가능하다는 잇점이 있다. 본 고안에서는 이상에서 음성 메모리(18)에 어휘를 저장하여 재생하는 방법과 음절을 저장하여 재생하는 방법을 예시하였으나, 기타 추후 개발되는 음성 합성을 위한 여러 기술을 응용할 수도 있음은 물론이다.

아울러, 도5에서는 키패드(21)를 사용하여 수신기의 지역 코드를 입력시키도록 하고 있으나, 이러한 방식외에도 도6으로 도시한 바와 같이 마이크로프로세서(12)의 입출력포트(24)를 사용하여 외부 기기에 의하여 지역 코드 설정이 가능함은 물론이며, 실제로는 입출력포트(24)에 적외선 수신기(25)를 연결하고, 적외선 송신기(26)를 사용하여 조작함으로써 더욱 간편하게 지역 코드 설정이 가능함은 물론이다.

또한, 본 고안에서는 도7로 도시한 바와 같이 마이크로프로세서(12)에 딥스위치(22)를 연결하여 줌으로써 수신기의 위치에 따라 지역코드를 설정하여 줌으로써 수시로 조작할 수 있게 된다.

이와 같이 하여 본 고안에 의한 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템은 수신기 위치가 고정된 경우나 차량으로 이동하거나 산악에서 이동하는 경우등 다양한 경우에 해당 위치에 해당하는 지역 코드를 입력시키고 수시로 변경할 수 있으므로, 해당 지역에 재해 발생시 해당 지역에 가장 적합한 맞춤형 재해 방송 수신이 가능하게 되는 것이다. 이러한 재해 방송은 재해 대책 본부에서 제어 통제대에서 FM 방송 가청 지역에 포함된 모든 지역을 세분화하여 맞춤형 재해 방송을 할 수 있게 되는 것이어서 사용자가 경보 방송에 따라 지정된 장소로 대피하거나 재해 예방을 위한 최적의 조치가 가능하게 되는 잇점이 있다. 따라서, 본 고안에 의한 수신 시스템은 산악이 국토의 대부분을 차지하는 지형에서 위치에 따라 재해의 종류가 상이할 수 있으며, 이러한 위치에 따른 세분화된 재해 예방을 위한 맞춤형 경보 방송을 할 수 있으므로 더욱 능률적이고 효과적인 재해 예방이 가능하게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 마이크로콘트롤러 유니트(2)를 중심으로 하여 편집입력장치(3), 데이터 뱅크(4), 시스템 프로그램, 운용 프로그램이 탑재된 하드 디스크등의 저장수단(5)으로 구성된 재해 방송 시스템(1)과, 이에서 출력되는 데이터를 전송하기 위한 모뎀(8)에 의하여 방송국의 RDS엔코더(9), FSK, BPF, FM송신기(10)를 경유하여 전파를 발사하며,

   일반 FM 방송을 수신하기 위한 튜너(11)와, 튜너(11)의 출력이 마이크로프로세서(12)에 의하여 제어되는 선택기(13)를 거쳐 증폭기(14)에서 증폭된 후 스피커(23)로 출력되도록 하되, RDS튜너(15)의 출력에 연결되어 비상방송신호를 검출하도록 하기 위한 디텍터(16) 및 디코더(17)와, 이들을 제어하기 위한 마이크로프로세서(12)로 구성된 공지의 수신기에 있어서,

   재해 발생시 입력되는 각종 재해 대응 정보 데이터를 어휘 데이터나 음소 데이터등 문자 데이터로 변환한 후, 이를 모뎀(8)으로 전송하기 위한 재해 방송 시스템(1)과, 재해 방송 시스템(1)의 출력데이터가 전송되어 코드화하기 위한 RDS엔코더(9)와, RDS엔코더(9)의 출력을 전파로 전송시키기 위한 방송국 송신소의 FM 송신기(10)와,

   상기 수신기의 음성 합성 데이터 존재 여부를 감지하기 위한 디텍터(16)와, 디코더(17)의 출력을 해독하여 음성 메모리(18)에 제어 신호 및 어드레스를 공급하고, 독출 데이터를 음성합성회로(19)에 인가하기 위한 음성 재생 콘트롤러(20)와, 음성 메모리(18)의 출력 데이터에 의하여 음성신호를 출력시켜 선택기(13)에 공급하기 위한 음성 합성 회로(19)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템.
2. 제1항에 있어서, 마이크로프로세서(12)에 수신기의 지역 코드를 입력시키기 위한 키패드(21)를 구비함을 특징으로 하는 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템.
3. 제1항에 있어서, 마이크로프로세서(12)에 지역 코드를 입력시키기 위한 입출력포트(24)와, 적외선 수신기(25)를 연결하고, 적외선 송신기(26)를 구비함을 특징으로 하는 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템.
4. 제1항에 있어서, 마이크로프로세서(12)에 지역 코드를 입력시키기 위한 딥스위치(22)를 구비함을 특징으로 하는 음성 합성 재해 방송 송수신 시스템.