KR20050074000A - Infrared rays sensor apparatus and sensing method thereof - Google Patents

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KR20050074000A
KR20050074000A KR1020040002170A KR20040002170A KR20050074000A KR 20050074000 A KR20050074000 A KR 20050074000A KR 1020040002170 A KR1020040002170 A KR 1020040002170A KR 20040002170 A KR20040002170 A KR 20040002170A KR 20050074000 A KR20050074000 A KR 20050074000A
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Abstract

본 발명은 열선 센서 장치 내부에 마이크로 컨트롤러를 내장하여 여러 가지 부가기능을 제공하는 열선 센서 장치 및 그 감지 방법에 관한 것이다. 본 발명은 적외선 센서를 통해 검출한 감지 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 바탕으로 마이크로 컨트롤러부가 침입자의 침입여부를 판단함에 있어 각종 부가 기능이 제공될 수 있다. 먼저, 마이크로 컨트롤러부가 온도 측정부를 통한 온도 정보를 이용하여 기준 레벨을 설정하고, 기준 레벨 및 감지 신호를 바탕으로 침입여부를 판단함으로써 온도 보상 기능을 제공한다. 또한, 마이크로 컨트롤러부가 상한 기준 레벨 및 하한 기준레벨을 설정하여 내부의 이상을 판단하는 자기 진단기능을 제공한다. 또한, 감지 신호를 통해 침입자가 침입한 것을 내부에 저장하여 점검자의 요청 시 이를 제공함으로써 알람메모리 기능을 제공하며, 리드 스위치 또는 홀 아이씨를 통해 점검자에게 편리한 워크 테스트(Walk Test) 기능을 제공한다. 또한, 무선 통신 모듈부와 통신 모듈부를 통해 열선 센서 장치의 마이크로 컨트롤러부와 원격 통신을 제공한다. 이를 통해, 오동작 방지하고, 효과적이고 유용한 열선 센서 장치를 제공한다.The present invention relates to a heat ray sensor device and a method of detecting the same by providing a microcontroller inside the heat ray sensor device to provide various additional functions. The present invention converts the detection signal detected through the infrared sensor into a digital signal, and based on this, various additional functions may be provided in determining whether the intruder is invaded. First, the microcontroller sets a reference level by using temperature information through the temperature measuring unit, and provides a temperature compensation function by determining whether the intrusion is based on the reference level and the detection signal. In addition, the microcontroller provides a self-diagnostic function for determining an internal abnormality by setting an upper limit reference level and a lower limit reference level. In addition, it provides alarm memory function by storing the intruder's intrusion through the detection signal and providing it at the request of the inspector, and provides convenient walk test function to the inspector through the reed switch or hall IC. In addition, it provides a remote communication with the microcontroller unit of the hot wire sensor device through the wireless communication module unit and the communication module unit. This prevents malfunction and provides an effective and useful heat ray sensor device.

Description

열선 센서 장치 및 그 감지 방법{INFRARED RAYS SENSOR APPARATUS AND SENSING METHOD THEREOF}Heated wire sensor device and its detection method {INFRARED RAYS SENSOR APPARATUS AND SENSING METHOD THEREOF}

본 발명은 열선 센서 장치 및 그 감지 방법에 관한 것으로서, 특히 열선 센서 장치 내부에 마이크로 컨트롤러를 내장하여 여러 가지 부가기능을 제공하는 열선 센서 장치 및 그 감지 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat ray sensor device and a sensing method thereof, and more particularly, to a heat ray sensor device and a method of detecting the same, which provide various additional functions by embedding a microcontroller inside the heat ray sensor device.

열선 센서 장치는 적외선을 이용하여 그 값의 변화를 검출하여 감시영역내에 인체의 유무를 판별하는 장치이다. 이러한 열선 센서 장치는 그 동작원리에 따라 능동형과 수동형의 두 가지로 나뉜다. 능동형 열선 센서 장치는 일정 장소, 일정 방향으로 고정된 곳에 수광기와 투광기를 각각 설치하고 투광기에서 나오는 적외선을 수광기가 받고 있다가 둘 사이에 물체가 끼어들면 수광기의 적외선 검출이 사라지고 이를 검출하는 장치이다. 수동형 열선 센서 장치는 넓은 시야각을 가진 초전형 적외선 센서만을 설치하고 이 시야각 안에 인체가 접근하면 센서가 해당하는 적외선을 검출하여 경보를 발생시키는 장치이다.The hot wire sensor device is a device for detecting the presence or absence of a human body in the surveillance region by detecting a change in its value using infrared rays. The hot wire sensor device is divided into two types, active and passive, depending on its operation principle. The active heating sensor device installs the receiver and the transmitter in a fixed place at a certain place and in a certain direction, and receives the infrared light from the transmitter. When an object is inserted between the two, the infrared detection of the receiver disappears. Device. The passive hot wire sensor device is a device that installs only a pyroelectric infrared sensor having a wide viewing angle, and when the human body approaches the viewing angle, the sensor detects a corresponding infrared ray and generates an alarm.

이중 넓은 시야각을 갖는 수동형 열선 센서 장치를 살펴보면 다음과 같다. 먼저 인간의 체온은 36∼37℃ 이므로 8∼10㎛에 피크를 갖는 원적외선이 방사되고 있다. 이를 검출하기 위한 센서로는 열형과 양자형이 있다. 열형은 상온에서 동작하고, 파장 의존성이 없으며, 가격이 염가이나 감도가 낮으며 응답이 늦은 단점이 있다. 양자형은 감도가 크고, 응답이 빠르나 액체질소를 사용한 냉각이 필요하고, 파장 의존성이 있으며 고가인 단점이 있다. 보안 시스템의 용도로는 가격이 싸고 경박단소한 성질을 요구하는 바 양자형보다는 열형 센서가 널리 쓰이고 있다. 열형소자의 구체적인 예로는 써미스터, 볼로미터, 서모 파일, 초전소자가 대표적이다. 특히, 보안 시스템으로 널리 적외선 초전소자가 사용된다. The passive hot wire sensor device having a wide viewing angle is as follows. First, since human body temperature is 36-37 degreeC, the far-infrared ray which has a peak in 8-10 micrometers is emitted. There are two types of sensors for detecting this, a thermal type and a quantum type. Thermotypes operate at room temperature, have no wavelength dependence, are inexpensive, have low sensitivity, and have a slow response. The quantum type has disadvantages such as high sensitivity, fast response, cooling with liquid nitrogen, wavelength dependence and expensiveness. Thermal sensors are used more widely than quantum type because they are inexpensive and require light and thin properties. Specific examples of thermal devices are thermistors, bolometers, thermopiles, and pyroelectric devices. In particular, infrared pyroelectric elements are widely used as security systems.

한편, 상기에서 설명한 열형이며 수동형인 열선 센서 장치와 관련하여 대한 민국 공개특허공보 특2000-0024550(지능형 수동 적외선 감지기)에서 개시하고 있다. On the other hand, it is disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 2000-0024550 (Intelligent Passive Infrared Detector) related to the thermal type and passive type thermal sensor device described above.

도 1은 상기 공개특허공보인 종래의 열선 센서 장치의 구성을 나타내는 도면이며, 도 2는 종래의 열선 센서 장치에서 적외선 센서의 온도에 따른 출력신호를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a conventional hot wire sensor device of the above-mentioned patent publication, Figure 2 is a view showing the output signal according to the temperature of the infrared sensor in the conventional hot wire sensor device.

도 1에 나타낸 바와 같이 종래의 열선 센서 장치는 인체로부터 방사되는 에너지(적외선)를 모으기 위한 렌즈(10), 렌즈를 통해 집광된 적외선을 받아들여서 전기적 신호로 변환하는 적외선 센서(20), 전기적 신호를 증폭하는 증폭기(30), 저주파 및 고주파 신호성분을 제거하는 BPF(Band Pass Filter, 'BPF')인 필터(40), 기준 전압과 비교하기 위한 비교기(50), 인체에 의한 감지여부를 판단하는 제어부 (60) 및 감지 상황을 외부에 알려줄 수 있는 알람출력부(70)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a conventional heat ray sensor device includes a lens 10 for collecting energy (infrared rays) emitted from a human body, an infrared sensor 20 that receives infrared rays collected through the lens, and converts the infrared rays into electrical signals, and an electrical signal. Determining whether the amplifier 30 to amplify, the filter 40 which is a BPF (Band Pass Filter, 'BPF') to remove the low frequency and high frequency signal components, the comparator 50 to compare with the reference voltage, the human body detects It includes a control unit 60 and an alarm output unit 70 that can inform the outside of the detection situation.

감시하고자 하는 감시 영역에 침입자가 들어왔을 경우 열선 센서 장치에서 바라보는 배경온도와 침입자의 온도차만큼의 적외선 에너지의 변화량이 렌즈(10)를 통해 집광되며, 도 2에 나타낸 바와 같이 집광된 에너지의 변화분을 수동형 적외선 센서(20) 특히, 초전소자에서 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 이 출력된 신호는 mV 단위로 매우 미약하기 때문에 신호처리를 위해 판단하기 부적합하므로 증폭기(30)를 2단으로 사용하여 약 60∼70dB 정도의 이득(Gain)을 가지는 신호로 증폭한다. 또한, 사람이 감시 영역을 움직일때의 속도, 적외선 센서(20)의 주파수 응답 특성 등을 감안하여 BPF 필터(40)를 사용하여 저주파 성분과 고주파 성분을 걸러낸다. BPF 필터(40)에서 걸러진 신호를 비교기(50)를 사용하여 기준레벨 신호와 비교하여 신호가 기준레벨보다 클 경우 제어부(60)에 의해 침입자가 감지된 것을 판단하고, 침입자가 감지된 경우 알람 출력부(70)를 통해 외부에 알려준다. When the intruder enters the surveillance area to be monitored, the amount of change in the infrared energy as much as the background temperature seen by the hot wire sensor device and the temperature difference of the intruder is collected through the lens 10, and the change in the collected energy as shown in FIG. 2. The minute is converted into an electrical signal from the passive infrared sensor 20, in particular, the pyroelectric element, and outputs it. Since the output signal is very weak in mV, it is not suitable for signal processing. Therefore, the amplifier 30 is used in two stages and amplified into a signal having a gain of about 60 to 70 dB. In addition, the low frequency component and the high frequency component are filtered using the BPF filter 40 in consideration of the speed when a person moves the monitoring area, the frequency response characteristic of the infrared sensor 20, and the like. The signal filtered by the BPF filter 40 is compared with the reference level signal using the comparator 50 to determine that the intruder is detected by the controller 60 when the signal is greater than the reference level, and outputs an alarm when the intruder is detected. Inform the outside through the unit 70.

한편, 여름철의 경우 배경온도와 침입자의 온도차가 작아지기 때문에 작은 온도변화에도 감지할 수 있는 온도변화에 따른 신호크기 및 판단기준의 변화가 필요하다. 이를 감안하여 보상하는 기능을 온도보상 기능이라 하는데, 상기 도 1과 같은 종래의 열선 센서 장치에서는 증폭기(30)의 1단 증폭기(32)와 2단 증폭기(34) 사이에 써미스터(thermistor)(36)를 추가하여 온도의 변화에 따른 저항 값의 변화를 이용하여 비교기(50)로 전달되는 출력신호의 크기를 변화시켜 온도차가 작은 여름철에도 침입자를 감지할 수 있도록 하였다.On the other hand, in summer, since the temperature difference between the background temperature and the intruder decreases, it is necessary to change the signal size and judgment criteria according to the temperature change that can be detected even in the small temperature change. In view of this, a function of compensating for temperature is called a temperature compensation function. In the conventional heat ray sensor device as illustrated in FIG. 1, a thermistor 36 is disposed between the first stage amplifier 32 and the second stage amplifier 34 of the amplifier 30. In addition, by changing the magnitude of the output signal transmitted to the comparator 50 by using the change of the resistance value according to the change of temperature to detect the intruder even in the summer temperature is small.

하지만, 도 1과 같은 종래의 열선 센서 장치는 감시영역내에 침입자가 출현했는가에 대한 판단을 기준레벨과 적외선 센서의 출력신호의 크기 비교만으로 판단하고 있어서 외부 환경에 의한 온도변화(태양광, 히터, 냉동고 등)에 의하여 오동작 하기 쉽다. 또한, 작은 동물(예를 들면, 쥐)이 열선 센서 장치 근처에서 배회할 경우 먼 거리에서 침입자가 움직이는 경우와 신호의 크기가 유사하기 때문에 작은 동물에 의한 오동작이 발생한다. However, in the conventional heat ray sensor device as shown in FIG. 1, the determination of whether an intruder appears in the monitoring area is determined only by comparing the magnitude of the output signal of the infrared ray sensor with the reference level, so that the temperature change (sunlight, heater, It is easy to malfunction by freezer. In addition, when a small animal (for example, a mouse) roams near a hot wire sensor device, a malfunction due to a small animal occurs because the magnitude of the signal is similar to that of an intruder moving over a long distance.

또한, 종래에는 써미스터를 이용하여 온도보상 기능을 제공하였으나, 써미스터의 특성상 온도가 올라가면 저항값이 한방향(올라가거나 내려가는 경우)으로만 변화하기 때문에 배경온도가 인체의 온도보다 높은 경우에는 적절한 온도보상이 이루어지지 않아 오동작이 발생할 수 있다.In addition, in the past, the temperature compensation function was provided using a thermistor. However, when the temperature rises, the resistance value changes only in one direction (up or down). Failure to do so may cause malfunction.

또한, 알람 출력부(70)의 경우 감지가 되었는가에 대한 표시방법으로 접점 출력신호를 내보내거나 LED를 통해 알려주고 있어 사용자에게 불편한 점이 있다. 그리고, 동일루프에 여러 개의 열선 센서 장치가 동시에 연결되어 있을 때, 그 중 한 개의 센서에서 오동작이 발생하면 점검자가 어느 센서에서 오동작이 발생하였는지를 구별할 수 있는 방법이 없다. In addition, in the case of the alarm output unit 70, there is an inconvenience to the user by sending a contact output signal or indicating through the LED as a display method of whether the detection was detected. When a plurality of hot wire sensor devices are connected to the same loop at the same time, if a malfunction occurs in one of the sensors, there is no way for the inspector to distinguish which sensor has the malfunction.

그리고, 열선 센서 장치를 설치하거나 보수 점검시 열선 센서 장치의 정상동작을 확인하기 위해서 사용하는 기능 중에 하나가 Walk Test 기능인데, Walk Test 기능을 종래의 열선 장치에서 사용하기 위해서는 설치되어 있는 열선 센서 장치의 뚜껑을 열고 Walk Test 설정 Jump Pin을 세팅하여야 하는데, 이는 점검자 입장에서 매우 불편하다. In addition, one of the functions used to check the normal operation of the hot wire sensor device when installing or repairing the hot wire sensor device is a walk test function. The hot wire sensor device is installed to use the walk test function in a conventional hot wire device. Open the lid and set the Walk Test Jump Pin, which is very inconvenient for the inspector.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 외부 환경의 변화 및 소동물에 의한 오동작을 줄이는 열선 센서 장치 및 그 감지 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the above-mentioned problems of the related art, and to provide a heat ray sensor device and a method of detecting the same, which reduce a change in an external environment and a malfunction caused by a small animal.

또한, 온도보상을 적절하게 보상해 주며, Walk Test 기능의 사용상 문제점을 해결하는 열선 센서 장치 및 그 감지 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides a hot wire sensor device and a method of detecting the same, which properly compensate for temperature compensation and solve a problem in using the Walk Test function.

또한, 내부에 문제가 발생하였을 경우 감시할 수 있는 자기진단 기능과, 동일 루프에 여러 개가 접속되었을 경우 오동작하는 센서를 구별할 수 있는 알람메모리 기능을 갖춘 열선 센서 장치 및 그 감지 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, to provide a hot wire sensor device having a self-diagnostic function that can be monitored in the event of an internal problem, and an alarm memory function that can distinguish a malfunctioning sensor when several are connected to the same loop. will be.

또한, 열선 센서 장치 내부에 통신기능을 구현하여 점검자의 점검시 무선으로 손쉽게 점검이 가능하도록 하며 외부에서 원격으로 제어할 수 있는 열선 센서 장치 및 그 감지 방법을 제공하기 위한 것이다. In addition, by implementing a communication function inside the hot wire sensor device to facilitate the inspection by the inspector wirelessly to provide a hot wire sensor device and a sensing method that can be controlled remotely from the outside.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 열선 센서 장치는 Hot wire sensor device according to a feature of the present invention for achieving the above object

감시 영역에 나오는 적외선의 변화를 전기적 신호로 변환하여 증폭한 후 이를 필터링하고, 상기 필터링된 감지 신호를 통해 침입자의 침입을 감지하는 열선 센서 장치에 있어서,In the hot-wire sensor device for converting the infrared rays from the surveillance area into an electrical signal, amplified and filtered, and detecting the intrusion of the intruder through the filtered detection signal,

상기 필터링된 감지 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 아날로그 디지털 변환부;A first analog to digital converter converting the filtered sensed signal into a digital signal;

감지 영역의 주위 온도를 측정하여 이에 대한 정보를 전송하는 주위 온도 측정부;An ambient temperature measuring unit measuring ambient temperature of the sensing area and transmitting information about the ambient temperature;

상기 주위 온도 측정부에 의해 전송되는 정보를 디지털 신호로 변환하는 제2 아날로그 디지털 변환부;A second analog to digital converter converting the information transmitted by the ambient temperature measuring unit into a digital signal;

상기 제2 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 주위 온도에 대한 정보를 이용하여 제1 기준 레벨을 설정하며, 상기 제1 기준레벨과 상기 제1 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 감지 신호를 비교하여 침입자의 침입여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러부를 포함한다. An intruder by setting a first reference level by using information on the ambient temperature converted by the second analog-digital converter, and comparing the first reference level with the sensed signal converted by the first analog-digital converter. It includes a microcontroller to determine whether the intrusion.

이때, 상기 마이크로 컨트롤러부는 상기 제1 기준 레벨보다 상기 제1 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 감지 신호가 더 크고, 더 큰 감지 신호의 감지 회수와 더 큰 감지 신호 사이의 시간 간격을 통해 침입자의 침입여부를 판단하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 마이크로 컨트롤러부는 상기 제1 기준레벨보다 큰 제2 기준레벨보다 상기 제1 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 감지 신호가 더 크고 일정한 시간동안 지속되는 경우, 상기 열선 센서 장치가 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In this case, the microcontroller unit has a larger detection signal converted by the first analog-digital converter than the first reference level, and intrudes an intruder through a time interval between detection times of a larger detection signal and a larger detection signal. It is characterized by determining whether or not. When the detection signal converted by the first analog-to-digital converter is greater than the second reference level larger than the first reference level and is maintained for a predetermined time, the micro-controller unit may be abnormal. It is characterized by judging.

또한, 상기 열선 센서 장치는 자기적 물체가 접근하는 경우 단선이 되어 상기 마이크로 컨트롤러부로 하여금 워크 테스트 기능을 하도록 하는 신호를 전송하는 리드 스위치를 더 포함한다. In addition, the hot wire sensor device further includes a reed switch that transmits a signal that causes a disconnection when the magnetic object approaches, causing the microcontroller to perform a work test function.

본 발명의 다른 특징에 따른 열선 센서 장치의 감지 방법은 According to another aspect of the present invention, a method of detecting a hot wire sensor device includes

감시 영역에 나오는 적외선의 변화를 전기적 신호로 변환하여 증폭한 후 이를 필터링하고, 상기 필터링된 감지 신호를 통해 침입자의 침입을 감지하는 열선 센서 장치의 감지 방법에 있어서,In the detection method of the hot-wire sensor device for converting the infrared rays emitted from the surveillance area into an electrical signal, amplifying and filtering them, and detecting the intrusion of the intruder through the filtered detection signal,

(a) 상기 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;(a) converting the filtered signal into a digital signal;

(b) 감지 영역의 주위 온도를 측정하여 이에 대한 정보를 획득하는 단계;(b) measuring the ambient temperature of the sensing area and obtaining information thereon;

(c) 상기 단계(b)에서 획득된 정보를 디지털 신호로 변환하는 단계;(c) converting the information obtained in step (b) into a digital signal;

(d) 상기 단계(c)에서 변환된 주위 온도에 대한 정보를 이용하여 제1 기준레벨을 설정하며, 상기 제1 기준 레벨과 상기 단계(a)에서 변환된 감지신호를 비교하여 침입자의 침입여부를 판단하는 단계를 포함한다. (d) setting a first reference level by using the information on the ambient temperature converted in step (c), comparing the first reference level with the detected signal converted in step (a), and invading the intruder. Determining the step.

이때, 상기 단계(d)에서 침입 여부의 판단은 상기 제1 기준레벨보다 상기 단계(a)에서 변환된 감지 신호가 더 크고, 더 큰 감지 신호의 감지 회수와 상기 더 큰 감지 신호 사이의 시간 간격을 통해 침입자의 침입여부를 판단하는 것을 특징으로 한다. At this time, the determination of intrusion in the step (d) is larger than the first reference level, the detection signal converted in the step (a) is larger, the time interval between the number of detection of the larger detection signal and the larger detection signal It is characterized by determining whether the intruder through the intrusion.

또한, 상기 열선 센서 장치의 감지 방법은 상기 제1 기준레벨보다 더 큰 제2 기준레벨보다 상기 단계(a)에서 변환된 감지 신호가 더 크고 일정한 시간동안 지속되는 경우, 상기 열선 센서 장치가 이상이 있는 것으로 판단하는 단계를 더 포함한다. In addition, the sensing method of the hot wire sensor device is that if the detection signal converted in the step (a) is larger than the second reference level larger than the first reference level and lasts for a predetermined time, the hot wire sensor device is abnormal. And determining that there is.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

이제 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a heat ray sensor device according to an embodiment of the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 열선 센서 장치는 렌즈(101), 적외선 센서부(102), 증폭부(103), 필터부(104), 아날로그-디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, 이하 'ADC'라 함)-1(105), ADC-2(106), 마이크로 컨트롤러부(micro-controller)(107), 온도 측정부(써미스터)(108), 리드 스위치(Reed Switch) 또는 홀 아이씨(Hall IC)(109), LED(Light Emitting Diode, 'LED')(110), 알람 출력부(111), 통신 모듈(112), 무선 통신 모듈(113)을 포함한다. As shown in FIG. 3, the heat ray sensor device according to the embodiment of the present invention includes a lens 101, an infrared sensor unit 102, an amplifying unit 103, a filter unit 104, and an analog-to-digital converter. (Hereinafter referred to as 'ADC')-1 (105), ADC-2 (106), micro-controller (107), temperature measuring unit (thermistor) 108, Reed Switch or A Hall IC 109, a light emitting diode (LED) 110, an alarm output unit 111, a communication module 112, and a wireless communication module 113 are included.

렌즈(101)는 여러 방향으로 나오는 인체 적외선을 집광하여 적외선 센서부(102)로 보내주며, 적외선 양이 작은 신호를 포착할 수 있도록 한다. 즉, 렌즈(101)는 인체로부터 방사되는 적외선 에너지를 모으기 위한 장치이다.The lens 101 collects the infrared rays of the human body coming out in various directions and sends them to the infrared sensor unit 102 to capture a signal having a small amount of infrared rays. That is, the lens 101 is a device for collecting infrared energy emitted from the human body.

적외선 센서부(102)는 렌즈(101)를 통해 집광된 적외선에 대한 변화를 전기적 신호로 바꾸어 준다. 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 적외선 센서부(102)는 감시 영역에서 적외선에 대한 변화를 전기적 신호(전압의 변화)로 하여 출력한다. 적외선 센서부(102)로는 써미스터, 볼로미터, 서모 파일, 초전 소자 등이 있다. 대표적인 것으로는 초전 소자를 사용한다. 초전 소자는 온도 변화가 있는 경우에만 신호를 발생하는 미분형 소자로서 움직이지 않는 사람에 대해서는 출력이 나오지 않는다. 초전 소자에 대한 구체적 설명은 국내 공개 특허 특2000-0024550에 자세하게 설명되어 있는바 이하에서는 생략한다. The infrared sensor unit 102 converts the change in the infrared light collected through the lens 101 into an electrical signal. As described above with reference to FIG. 2, the infrared sensor unit 102 outputs a change in infrared rays as an electric signal (change in voltage) in the monitoring area. The infrared sensor unit 102 includes a thermistor, a bolometer, a thermopile, a pyroelectric element, and the like. Typical examples are pyroelectric elements. The pyroelectric element is a differential element that generates a signal only when there is a temperature change, and there is no output for a person who does not move. A detailed description of the pyroelectric element is described in detail in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2000-0024550 and will be omitted below.

증폭부(103)는 적외선 센서부(102)에 의해 변환된 전기적 신호의 크기를 증폭한다. 즉, 증폭부(103)는 적외선 센서부(102)에 의해 변환된 전기적 신호가 미약한 신호이기 때문에 신호처리를 위해 부적합하므로, 이를 이용할 수 있도록 전압 증폭을 한다. 이에 대한 구체적 구현은 OP-AMP를 다단계로 하여 충분한 전압증폭 이득을 얻을 수 있다. 증폭부(103)는 2단으로 증폭기를 사용하여 약 60∼70dB 정도의 이득(Gain)을 가지도록 신호를 증폭하는 것이 바람직하다.The amplifier 103 amplifies the magnitude of the electrical signal converted by the infrared sensor unit 102. That is, since the amplification unit 103 is not suitable for signal processing because the electrical signal converted by the infrared sensor unit 102 is a weak signal, the amplification unit 103 performs voltage amplification so that it can be used. A concrete implementation of this is to obtain a sufficient voltage amplification gain by using the OP-AMP in multiple stages. It is preferable that the amplifier 103 amplifies a signal using a two stage amplifier using a gain of about 60 to 70 dB.

필터부(104)는 증폭부(103)가 증폭한 신호에서 저주파 및 고주파 성분을 제거하기 위해 필터링한다. 이때, 사람이 감식영역을 움직일 때 속도, 적외선 센서부(102)의 주파수 응답 특성 등을 감안하여 밴드패스 필터(Band Pass Filter)를 사용하여 저주파 성분과 고주파 성분을 걸러낸다. The filter unit 104 filters to remove low and high frequency components from the signal amplified by the amplifier 103. At this time, in consideration of the speed, the frequency response characteristics of the infrared sensor unit 102, etc., when a person moves the recognition region, a low pass component and a high frequency component are filtered using a band pass filter.

아날로그-디지털 변환기(ADC)-1(105)은 필터부(104)에서 필터링된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.The analog-to-digital converter (ADC) -1 105 converts the analog signal filtered by the filter unit 104 into a digital signal.

마이크로 컨트롤러부(107)는 상기 ADC-1(105)에 의해 변환된 디지털 신호를 이용해 감시 영역 내에 침입자의 감지여부를 판단하는 등 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치를 전체적으로 제어한다. 또한, 여러 가지 부가 기능 즉, 워크 테스트(Walk Test)기능, 온도 보상 기능, 자기 진단 기능, 알람 메모리 기능 등을 제공하는바 아래에서 이에 대해 구체적으로 알아본다.The microcontroller 107 controls the hot wire sensor device according to the exemplary embodiment of the present invention, such as determining whether an intruder is detected in the surveillance region by using the digital signal converted by the ADC-1 105. In addition, various additional functions such as a walk test function, a temperature compensation function, a self-diagnosis function, and an alarm memory function are provided.

리드 스위치(Reed Switch) 또는 홀 아이씨(Hall IC)(109)는 워크 테스트(Walk Test) 기능 즉, 열선 센서 장치를 설치하거나 보수 점검 시 열선 센서 장치의 정상동작을 확인하기 위해 사용하는 기능을 제공하는데, 점검봉이 근접한 경우 단선이 되어 이에 대한 정보가 마이크로 컨트롤러부(107)에 전송되며, 마이크로 컨트롤러부(107)는 리드 스위치 또는 홀 아이씨(109)로부터 이와 같은 신호가 전송되는 경우 센서 감지 상태를 LED(110)을 통해 출력한다. Reed Switch는 진공관 튜브 형태로 구성되어 있으며 근처에 자장을 형성해 주면 분극이 자장의 영향을 받아 붙기 때문에 점검봉을 접촉하는 경우 단선이 형성되어 이에 대한 정보가 마이크로 컨트롤러부(107)에 전송이 된다. 홀 아이씨(Hall IC)도 Reed Switch와 같은 기능을 수행하나 크기가 작은 IC 형태를 가지고 있으므로 PCB 상에 납땜 시 다른 부품과 동시에 작업을 수행할 수 있어 공정 상에서는 리드 스위치(Reed Switch)보다는 유리하다. 한편, 점검봉은 지휘봉과 같은 막대기 끝에 자석이 달려있다. 열선 센서 장치는 주로 높은 위치에 설치되어 있는 것이 대부분이므로 리드 스위치 나 홀 아이씨(109)에 자석을 접촉시킬 수 있도록 지휘봉과 같이 크기를 조절할 수 있는 막대기 형태가 바람직하다. The Reed Switch or Hall IC 109 provides a walk test function, that is, a function used to confirm the normal operation of the hot wire sensor device when installing or performing maintenance on the hot wire sensor device. However, when the inspection rod is close, it becomes a disconnection and information about this is transmitted to the microcontroller 107, and the microcontroller 107 detects a sensor detection state when such a signal is transmitted from the reed switch or the hole IC 109. Output through the LED (110). The reed switch is configured in the form of a vacuum tube tube, and if a magnetic field is formed nearby, the polarization is affected by the magnetic field, so when a check rod is contacted, a disconnection is formed, and information about this is transmitted to the microcontroller 107. Hall ICs perform the same functions as Reed Switches, but have a smaller IC shape, which allows them to work simultaneously with other components when soldering onto a PCB, which is more advantageous than Reed Switches in the process. On the other hand, the check rod has a magnet attached to the end of the bar, like a baton. Since most of the hot wire sensor device is mainly installed in a high position, a rod-type bar that can be resized such as a baton to contact a magnet to a reed switch or hall IC 109 is preferable.

주위 온도 측정부(써미스터(thermistor))(108)는 감지 영역에서의 주위의 온도를 측정하여 이에 대한 정보로 전송한다. 대표적인 예로서 써미스터 (thermistor)를 사용할 수 있으나 그 외 다른 소자를 사용할 수 있음은 당업자에 의해 자명하다. 주위 온도 측정부(써미스터(thermistor))(108)에 의해 측정된 아날로그 신호는 아날로그-디지털 변환기(ADC)-2(106)에 의해 디저털 신호로 변환되어 마이크로 컨트롤러부(107)에 전송된다. 여기서, 써미스터(thermistor))(108)는 온도에 의한 전기 저항의 특성이 변화가 심한 반도체 소자로서, 온도가 상승하면 저항값이 감소하는 부성 저항성을 가진다. 주위 온도 측정부(써미스터(108))에 의해 측정된 온도 신호는 ADC-2(106)에 의해 디지털 신호로 변환되며, 마이크로 컨트롤러부(107)는 디지털 신호로 변환된 주위 온도에 대한 정보를 이용하여 온도 보상을 한다. 즉, 마이크로 컨트롤러부(107)는 주위 온도에 대한 정보를 감안하여 침입자가 감지를 판단하는데 사용하는 기준레벨의 크기를 변화시켜 온도 보상을 한다. 이때, 기준레벨의 크기는 주위 온도에 따른 실험을 통해 적당한 값으로 설정할 수 있다. 이를 통해, 종래의 온도 보상 방법에서 써미스터를 증폭단에 사용하고 있어 써미스터의 특성상 온도가 올라가면 저항값이 한방향(올라가거나 내려가는 경우)으로만 변화하기 때문에 배경온도가 인체의 온도보다 높을 경우 적절한 온도보상이 이루어지지 않아 발생하였던 문제를 해결할 수 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러부(107)가 온도 측정부(써미스터(108))와 ADC-2(106)를 통해 전송된 주위 온도에 대한 정보를 감안하여 주위 온도에 따라 기준레벨을 변경시킴으로써, 여름철과 같이 주위 배경온도가 침입자간의 온도차이가 작아지기 때문에 발생할 수 있는 무감지 가능성을 줄일 수 있다. The ambient temperature measuring unit (thermistor) 108 measures the ambient temperature in the sensing area and transmits the information about the ambient temperature. As a representative example, a thermistor may be used, but it is apparent to those skilled in the art that other elements may be used. The analog signal measured by the ambient temperature measuring unit (thermistor) 108 is converted into a digital signal by the analog-to-digital converter (ADC) -2 106 and transmitted to the microcontroller unit 107. Here, thermistor 108 is a semiconductor device whose characteristics of electrical resistance vary greatly with temperature, and have a negative resistance in which the resistance value decreases when the temperature rises. The temperature signal measured by the ambient temperature measuring unit (thermistor 108) is converted into a digital signal by the ADC-2 106, and the microcontroller unit 107 uses the information on the ambient temperature converted into a digital signal. Temperature compensation. That is, the microcontroller 107 compensates the temperature by changing the size of the reference level used by the intruder to determine the detection in consideration of the information on the ambient temperature. At this time, the size of the reference level may be set to an appropriate value through experiments with ambient temperature. Through this, the thermistor is used in the amplification stage in the conventional temperature compensation method. When the temperature rises due to the characteristics of the thermistor, the resistance value changes only in one direction (when going up or down). It can solve the problem caused by not made. That is, the microcontroller 107 changes the reference level according to the ambient temperature in consideration of the information on the ambient temperature transmitted through the temperature measuring unit (thermistor 108) and the ADC-2 106, such as in summer. Ambient background temperature can reduce the possibility of non-sensing that can occur because the temperature difference between intruders is small.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치에서의 마이크로 컨트롤러부 (107)가 감시영역에 침입자가 침입했는지 여부를 상기 온도보상을 감안하여, 최종적으로 판단하여 알람 출력을 하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.4 is a flow diagram illustrating a method for finally outputting an alarm by finally determining in consideration of the temperature compensation whether the microcontroller 107 invades the surveillance region in the heat ray sensor device according to the embodiment of the present invention. It is a chart.

먼저, 마이크로 컨트롤러부(107)는 상기에서 설명한 ADC-1(105)과 ADC-2(106)를 통해 각각 전송되는 주위 온도 및 인체감지 시 발생하는 신호를 읽는다(S101). 이때, 써미스터(108)와 ADC-2(106)를 통해 전송받은 주위 온도에 대한 정보를 바탕으로 마이크로 컨트롤러부(107)는 기준 레벨을 변경한다(S102). 여기서, 기준 레벨은 충분한 실험을 통해 적절한 기준레벨이 사전에 설정되어 있다. First, the microcontroller 107 reads a signal generated when sensing the ambient temperature and the human body transmitted through the ADC-1 105 and the ADC-2 106 described above (S101). At this time, the microcontroller 107 changes the reference level based on the information on the ambient temperature received through the thermistor 108 and the ADC-2 106 (S102). Here, the reference level is appropriately set in advance by an appropriate reference level.

인체감지 신호가 기준레벨보다 높은 경우 마이크로 컨트롤러부(107)는 감지 시각을 저장하고 감지횟수를 증가시킨다(S103,S104) . 이때, 인체감지 신호가 기준레벨보다 낮은 경우에는 침입자가 침입하지 않은 경우이므로 다시 처음 단계인 단계 S101로 간다. When the human body detection signal is higher than the reference level, the microcontroller 107 stores the detection time and increases the detection frequency (S103, S104). In this case, when the human body detection signal is lower than the reference level, the intruder does not intrude, so the process goes back to the first step S101.

다음으로 마이크로 컨트롤러부(107)는 감지회수를 판단하는데(S105), 감지회수가 1회인 경우에는 다시 단계 101로 돌아간다(S105, S101). Next, the microcontroller 107 determines the number of times of detection (S105). When the number of times of detection is one time, the microcontroller 107 returns to step 101 again (S105 and S101).

감지회수가 2회인 경우에는 1번째와 2번째 감지시간 차가 10초 이하인지 여부를 판단한다(S106). 이때, 10초 이하인 경우에는 감지회수 즉, 2번째임을 유지하여 단계S101로 돌아가며(S106, S107, S101)), 그렇치 않은 경우에는 인체가 감지되지 않은 것으로 판단하여 감지회수를 초기화시킨 후 단계S101로 돌아간다(S107, S101).If the number of detection times is two, it is determined whether the difference between the first and second detection time is 10 seconds or less (S106). At this time, if less than 10 seconds to maintain the number of times of detection, that is the second time and return to step S101 (S106, S107, S101), otherwise it is determined that the human body is not detected and initializes the number of detection and then to step S101 It returns (S107, S101).

감지회수가 3회인 경우에는 2번째와 3번째 감지시간 차가 5초 이내인지 여부를 마이크로 컨트롤러부(107)가 판단한다(S109). 만약, 5초 이내가 아닌 경우에는 감시영역에 인체가 침입하지 않은 것으로 판단하여 감지회수를 초기화시킨 후 다시 단계S101로 돌아간다(S109, S110, S101). 5초 이내인 경우에는 마이크로 컨트롤러부(107)는 알람출력부(110)를 통해 알람출력을 한다(S109, S111). If the number of times of detection is three times, the microcontroller 107 determines whether the difference between the second and third times of detection is within 5 seconds (S109). If it is not within 5 seconds, it is determined that the human body has not invaded the monitoring area, and the detection frequency is initialized and the process returns to step S101 again (S109, S110, S101). If less than 5 seconds, the microcontroller 107 outputs an alarm through the alarm output unit 110 (S109, S111).

상기에서 살펴본 바와 같이 마이크로 컨트롤러부(107)는 침입자의 감시 영역 침입여부를 판단하여 알람 출력하는데 있어서, 감지된 신호가 기준신호레벨보다 크다는 조건과 첫 번째 감지와 두 번째 감지 사이의 시간 간격(10초), 두 번째와 세 번째 감지사이의 시간 간격(5초) 등에 의해서 결정한다. 이때, 상기 시간 간격을 예시적으로 각각 10초와 5초로 나타내었지만 이는 충분한 실험을 통해 적당한 시간 간격을 설정할 수 있으므로 변경될 수 있음은 자명하다. 이를 통해, 외부환경에 야기되는 오동작(즉, 주위 온도의 변화), 작은 동물에 의한 오동작 등을 최소화 할 수 있다. As described above, the microcontroller 107 determines whether the intruder is invading the surveillance area and outputs an alarm. The time interval between the first detection and the second detection and the condition that the detected signal is greater than the reference signal level 10 Second), and the time interval (5 seconds) between the second and third detections. At this time, the time interval is shown as 10 seconds and 5 seconds, for example, but it is obvious that it can be changed because a suitable time interval can be set through sufficient experiments. Through this, it is possible to minimize the malfunction caused by the external environment (that is, the change in the ambient temperature), the malfunction caused by small animals.

상기 알람출력부(110)는 마이크로 컨트롤러부(107)에 의해 침입자의 감시영역 침입을 감지한 경우 외부에 알려주는 기능을 하며, LED(110)는 열선 센서 장치의 상태를 외부에 표시하는 기능을 한다. 이때, LED(110)는 열선 센서 장치의 상태를 외부에 표시하는 기능 즉, 외부 표시기능을 하는 다른 소자에 의해 구현할 수 있음은 당업자에 의해 자명하다. The alarm output unit 110 notifies the outside when the invader's surveillance area is detected by the microcontroller unit 107, and the LED 110 has a function of displaying the state of the hot wire sensor device to the outside. do. At this time, it is apparent to those skilled in the art that the LED 110 may be implemented by another device having a function of displaying the state of the hot wire sensor device to the outside, that is, an external display function.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치의 마이크로 컨트롤러부 (107)가 자기 진단기능을 수행하는 것을 개념적으로 나타내는 도면으로서, 자기 진단 기능을 수행하는 경우 발생되는 증폭부(103)의 출력신호를 나타낸 것이다.5 is a diagram conceptually illustrating that the microcontroller 107 of the heat ray sensor device according to an exemplary embodiment of the present invention performs a self-diagnostic function, and outputs the amplifier 103 generated when the self-diagnostic function is performed. The signal is shown.

도 5에 나타낸 바와 같이 마이크로 컨트롤러부(107)는 증폭부(103)에서 상한 기준 레벨보다 높은 값이 출력되거나 하한 기준레벨보다 낮은 값이 출력되는 경우가 일정한 기간(예를 들면, 1분이상)지속되는 경우에는 열선 센서 장치가 이상이 있는 것으로 출력한다. 이때, 상기 상한 기준 레벨과 하한 기준레벨은 침입자가 감시영역에 침입한 경우에 발생하는 신호보다 훨씬 높거나 낮은 값으로 설정하며, 일정한 기간도 실험을 통해 적정한 값으로 설정한다. 즉, 침입자가 침입한 경우에 발생하는 신호와 열선 센서 장치가 이상이 있는 경우 발생하는 신호간에 차이를 두기 위해 오차범위를 생각하여 침입자가 침입한 경우에 발생되는 신호에서 나오지 않는 값으로 미리 설정하는 것이다. 예를 들면, 증폭기에서 바이어스 하는 전압보다 약간 낮은 값으로 설정할 수 있다. As shown in FIG. 5, the microcontroller 107 outputs a value higher than the upper limit reference level or a value lower than the lower limit reference level from the amplifier 103 (for example, 1 minute or longer). If it persists, the heating sensor device outputs a fault. In this case, the upper and lower reference levels are set to a value that is much higher or lower than a signal generated when the intruder enters the surveillance area, and a predetermined period of time is set to an appropriate value through an experiment. In other words, in order to make a difference between the signal generated when an intruder invades and the signal generated when there is an abnormality in the hot wire sensor device, the error range is considered and the preset value does not come from the signal generated when the intruder intrudes. will be. For example, it can be set slightly lower than the voltage biased by the amplifier.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 컨트롤러부(107)는 알람메모리 기능을 가지는데, 도 6은 마이크로 컨트롤러부(107)에서 알람메모리 기능을 수행하는 것을 개념적으로 나타내는 도면이다. 알람메모리 기능은 동일루프에서 여러 개의 열선 센서 장치가 접속되어 있는 상태에서 어느 열선 센서 장치가 감지되었지를 알려주는 것을 말한다. In addition, the microcontroller 107 according to an embodiment of the present invention has an alarm memory function. FIG. 6 is a diagram conceptually illustrating an alarm memory function performed by the microcontroller 107. The alarm memory function informs which hot wire sensor devices are detected in a state where several hot wire sensor devices are connected in the same loop.

도 6의 (a)는 PIR(Passive Infrared) 출력신호 즉, 열선 센서 장치가 침입자를 감지했을 때 출력되는 출력신호로서, 마이크로 컨트롤러부(107)는 알람메모리 기능을 수행하기 위해 침입자의 감시영역 출입이나 오동작으로 인해 감지된 이력을 메모리에 저장하고 있다. 이때, 마이크로 컨트롤러부(107)는 감지된 시각도 같이 메모리에 저장한다. 이후, 점검자가 점검봉이나 다른 수단을 이용하여 도 6의 (b)와 같이 마이크로 컨트롤러부(107)의 알람메모리 기능을 동작시키는 경우, 마이크로 컨트롤러부(107)는 알람메모리 동작하는 시점으로부터 일정한 기간 내(5분부터 60분까지)에서 감지된 이력을 메모리로부터 불러들여 LED((110)나 IrDA(Infrared Data Association) 통신을 통해 외부 표시기(200)에 정보를 전송함으로써, 도 6의 (c)와 같이 감지이력을 출력한다. 이때, 마이크로 컨트롤러부(107)가 감지한 이력을 모두 출력하는 것이 아니라 일정한 기간 내에 감지된 이력만을 출력하도록 한 것은 점검자가 점검하기 위해 열선 센서 장치에 접근할 경우에도 열선 센서 장치에서 감지(도 6에서 점검자에 의한 발보로 나타내었음)되기 때문이다. 도 6에서는 5분전부터의 감지 이력을 출력하도록 하였는데 이는 한 루프 공간(실내 공간)내에 여러 개의 열선 센서 장치가 있는 경우 약 5분 정도이면 전체를 점검할 수 있을 것으로 판단되어 설정된 값이므로 그 값은 상황에 따라 다르게 설정할 수 있다. 이를 통해, 복수개의 열선 센서 장치 설치 후에 가장 문제가 되었던 것 중의 하나인 어느 열선 센서 장치가 감지하였는지를 구별할 수 있다. FIG. 6 (a) is a PIR (Passive Infrared) output signal, that is, an output signal which is output when the hot wire sensor device detects an intruder, and the microcontroller 107 enters and exits the surveillance area of the intruder to perform an alarm memory function. The history detected by an error or malfunction is stored in the memory. At this time, the microcontroller 107 also stores the detected time in a memory. Subsequently, when the inspector operates the alarm memory function of the microcontroller 107 as shown in FIG. 6B by using a check rod or other means, the microcontroller 107 has a predetermined period from the time when the alarm memory operates. 6 (c) of FIG. 6 by transferring the history detected in the memory (from 5 to 60 minutes) from the memory and transmitting information to the external display 200 through the LED (110) or IrDA (Infrared Data Association) communication. In this case, the microcontroller 107 outputs only the detected history instead of outputting all of the detected histories even when the inspector approaches the hot wire sensor device to check. This is because it is detected by the hot wire sensor device (indicated by a footer by the inspector in Fig. 6.) In Fig. 6, the detection history from five minutes ago is outputted. If there are several hot wire sensor devices in the space (indoor space), it is determined that the entire inspection can be performed in about 5 minutes, so the value can be set differently according to the situation. It is possible to distinguish which hot wire sensor device has detected one of the most problematic problems after installation.

한편, 통신 모듈부(112)는 외부 기기(300)와 접속을 할 수 있도록 하여 외부 기기(300)와의 접속 시, 열선 센서 장치 내부에서 감지한 감지 상태 및 내부 정보를 전달할 수 있으며 외부 기기(300)로부터 직접적인 제어를 받을 수 있다. 이때, 통신 모듈부(112)는 마이크로 컨트롤러부(107)로부터 전송되는 각종 정보를 외부 기기(300)로 전송하며, 외부 기기(300)로부터 전송되는 제어 정보를 마이크로 컨트롤러부(107)로 전송하며 마이크로 컨트롤러부(107)는 외부 기기(300)에 의해 제어될 수 있다. 외부 기기(300)는 열선 센서 장치를 전체적으로 감시하는 감시센터에서 설치되어 있는 감시 시스템을 의미한다. 상기 통신 모듈부(112)를 통해 열선 센서 장치의 감지상태 및 내부정보를 전달하거나 제어할 수 있어 원거리에서도 유용하게 열선 센서 장치의 감지 상태 파악 및 제어 등이 가능하게 한다. 통해 통신 모듈(112)의 구현은 당업자라면 알 수 있는바 이하에서 구체적 설명은 생략한다. On the other hand, the communication module 112 may be connected to the external device 300, and when connected to the external device 300, may transmit the detection state and internal information detected inside the hot wire sensor device and the external device 300 Can be directly controlled. In this case, the communication module 112 transmits various information transmitted from the microcontroller 107 to the external device 300, and transmits control information transmitted from the external device 300 to the microcontroller 107. The microcontroller 107 may be controlled by the external device 300. The external device 300 refers to a monitoring system installed in a monitoring center that monitors a hot wire sensor device as a whole. The communication module unit 112 may transmit or control the detection state and internal information of the hot wire sensor device, thereby enabling the detection and control of the detection state of the hot wire sensor device from a long distance. Through the implementation of the communication module 112 can be appreciated by those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted below.

무선 통신 모듈부(113)는 외부 표시기(200)와 무선으로 통신할 수 있는 기능을 제공한다. 외부 표시기(200)로부터 상기에서 설명한 알람메모리 기능 및 자기진단 기능 결과에 대한 정보를 요청 받은 경우 이를 마이크로 컨트롤러부(107)로 전송하며, 마이크로 컨트롤러부(107)는 상기에서 설명한 방법으로 측정한 알람메모리 상태 또는 자기 진단 상태를 무선 통신 모듈부(113)를 통해 외부 표시기(200)로 전송한다. 이때, 상기 무선 통신 모듈부(113)는 IrDA(Infrared Data Association, 'IrDA')에서 정한 규격을 통해 IrDA 통신을 할 수 있다. 이때, 외부 표시기(200)는 PDA(Personal Digital Assistants)를 사용할 수 있으며, 점검자는 PDA와 같은 외부 표시기(200)를 통해 알람메모리 및 자기진단 결과를 볼 수 있다. The wireless communication module unit 113 provides a function of wirelessly communicating with the external display 200. When the information on the result of the above-described alarm memory function and the self-diagnosis function is received from the external display 200, it is transmitted to the microcontroller 107, and the microcontroller 107 measures the alarm measured by the method described above. The memory state or the self-diagnosis state is transmitted to the external display unit 200 through the wireless communication module 113. In this case, the wireless communication module 113 may perform IrDA communication through a standard determined by an Infrared Data Association (IrDA). In this case, the external display 200 may use personal digital assistants (PDAs), and the inspector may view an alarm memory and a self-diagnosis result through an external display 200 such as a PDA.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

이상에서 살펴본 바와 같이, 마이크로 컨트롤러부를 통해 지능적으로 외부 침입여부를 감지할 수 있어 외부환경에 의한 오동작, 작은 동물에 의한 오동작을 막을 수 있다. As described above, it is possible to intelligently detect whether or not the external intrusion through the micro-controller unit can prevent malfunction due to the external environment, malfunction by small animals.

또한, 마이크로 컨트롤러부를 통해, 주위 온도와 인체의 온도차가 작은 경우에도 감지할 수 있도록 하는 온도보상 기능, 동일 루프에서 여러 개의 열선 센서 장치가 동시에 접속되어 있을 때 어느 것이 동작하였는지를 알 수 있도록 하는 알람메모리 기능, 내부의 이상을 자체적으로 진단하는 자기진단 기능 및 점검봉을 통해 보다 용이한 워크 테스트 기능을 제공하여 효과적이고 유용한 열선 센서 장치를 제공한다.In addition, through the microcontroller unit, a temperature compensation function that can detect even when the temperature difference between the human body and the human body is small, and an alarm memory that allows the user to know which operation was performed when several hot wire sensor devices were simultaneously connected in the same loop. The function, the self-diagnosis function that diagnoses the internal abnormality itself, and the inspection rod provide easier work test function, providing an effective and useful heat ray sensor device.

또한, 무선 통신 모듈부을 통해 외부 표시기로 각종 정보를 전송할 수 있고, 통신 모듈부을 통해 외부 기기와 각종 정보의 전송 및 제어를 받을 수 있으므로 사용 및 감시의 편의성을 제공한다. In addition, various types of information may be transmitted to the external display through the wireless communication module unit, and various types of information may be transmitted and controlled through the communication module unit, thereby providing convenience of use and monitoring.

도 1은 종래의 열선 센서 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a conventional heat ray sensor device.

도 2는 종래의 열선 센서 장치에서 적외선 센서의 온도에 따른 출력신호를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an output signal according to the temperature of the infrared sensor in the conventional heat ray sensor device.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a heat ray sensor device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치에서의 마이크로 컨트롤러부가 감시영역에 침입자가 침입했는지 여부를 온도보상을 감안하여, 최종적으로 판단하여 알람 출력을 하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of finally making an alarm output by determining whether a microcontroller intrudes an intruder in a surveillance region in the heat ray sensor device according to an embodiment of the present invention in consideration of temperature compensation.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치의 마이크로 컨트롤러부가 자기 진단기능을 수행하는 것을 개념적으로 나타내는 도면이다. 5 is a view conceptually showing that the microcontroller of the heat ray sensor device according to an embodiment of the present invention performs a self-diagnostic function.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열선 센서 장치의 마이크로 컨트롤러부가 알람메모리 기능을 수행하는 것을 개념적으로 나타내는 도면이다.6 is a diagram conceptually illustrating that the microcontroller unit of the heat ray sensor device according to an embodiment of the present invention performs an alarm memory function.

Claims (14)

감시 영역에 나오는 적외선의 변화를 전기적 신호로 변환하여 증폭한 후 이를 필터링하고, 상기 필터링된 감지 신호를 통해 침입자의 침입을 감지하는 열선 센서 장치에 있어서,In the hot-wire sensor device for converting the infrared rays from the surveillance area into an electrical signal, amplified and filtered, and detecting the intrusion of the intruder through the filtered detection signal, 상기 필터링된 감지 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 아날로그 디지털 변환부;A first analog to digital converter converting the filtered sensed signal into a digital signal; 감지 영역의 주위 온도를 측정하여 이에 대한 정보를 전송하는 주위 온도 측정부;An ambient temperature measuring unit measuring ambient temperature of the sensing area and transmitting information about the ambient temperature; 상기 주위 온도 측정부에 의해 전송되는 정보를 디지털 신호로 변환하는 제2 아날로그 디지털 변환부;A second analog to digital converter converting the information transmitted by the ambient temperature measuring unit into a digital signal; 상기 제2 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 주위 온도에 대한 정보를 이용하여 제1 기준 레벨을 설정하며, 상기 제1 기준레벨과 상기 제1 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 감지 신호를 비교하여 침입자의 침입여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러부를 포함하는 열선 센서 장치. An intruder by setting a first reference level by using information on the ambient temperature converted by the second analog-digital converter, and comparing the first reference level with the sensed signal converted by the first analog-digital converter. Heat sensor device including a micro-controller to determine whether the intrusion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로 컨트롤러부는 상기 제1 기준 레벨보다 상기 제1 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 감지 신호가 더 크고, 더 큰 감지 신호의 감지 회수와 더 큰 감지 신호 사이의 시간 간격을 통해 침입자의 침입여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 열선 센서 장치.The microcontroller has a larger detection signal converted by the first analog-digital converter than the first reference level, and determines whether an intruder intrudes through a time interval between detection times of a larger detection signal and a larger detection signal. Hot wire sensor device characterized in that judging. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 마이크로 컨트롤러부는 상기 제1 기준레벨보다 큰 제2 기준레벨보다 상기 제1 아날로그 디지털 변환부에 의해 변환된 감지 신호가 더 크고 일정한 시간동안 지속되는 경우, 상기 열선 센서 장치가 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열선 센서 장치. The microcontroller may determine that the hot wire sensor device is abnormal when the sensing signal converted by the first analog-to-digital converter is greater than the second reference level larger than the first reference level and lasts for a predetermined time. Hot wire sensor device, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로 컨트롤러부는 침입자가 침입한 것으로 판단한 경우 이에 대한 정보를 저장하여 점검자의 요청 시 이에 대한 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 열선 센서 장치.The microcontroller unit stores the information about the intruder when it determines that the intruder is intruded, and transmits the information on the request of the inspector. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 자기적 물체가 접근하는 경우 단선이 되어 상기 마이크로 컨트롤러부로 하여금 워크 테스트 기능을 하도록 하는 신호를 전송하는 리드 스위치를 더 포함하는 열선 센서 장치. And a reed switch which transmits a signal for disconnecting the magnetic object and causing the microcontroller to perform a walk test function. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 자기적 물체가 접근하는 경우 단선이 되어 상기 마이크로 컨트롤러부로 하여금 워크 테스트 기능을 하도록 하는 신호를 전송하는 홀 아이씨를 더 포함하는 열선 센서 장치.And a Hall IC for transmitting a signal for disconnecting the magnetic object and causing the microcontroller to perform a walk test function. 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항 에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 마이크로 컨트롤러부에 의해 판단된 정보를 외부 표시기에 무선으로 전송할 수 있도록 하는 무선 통신 모듈부를 더 포함하는 열선 센서 장치.And a wireless communication module unit configured to wirelessly transmit information determined by the micro controller unit to an external display. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 외부 기기로 상기 마이크로 컨트롤러부에 의해 판단된 정보를 전송하며, 상기 외부 기기로부터 각종 제어신호를 전송 받는 통신 모듈을 더 포함하는 열선 센서 장치. And a communication module for transmitting information determined by the microcontroller to an external device and receiving various control signals from the external device. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 마이크로 컨트롤러부에 의해 침입자가 침입한 것을 판단한 경우 이를 표시하기 위한 알람 출력부를 더 포함하는 열선 센서 장치.And an alarm output unit for displaying the intruder when the intruder determines that the intruder has intruded. 감시 영역에 나오는 적외선의 변화를 전기적 신호로 변환하여 증폭한 후 이를 필터링하고, 상기 필터링된 감지 신호를 통해 침입자의 침입을 감지하는 열선 센서 장치의 감지 방법에 있어서,In the detection method of the hot-wire sensor device for converting the infrared rays emitted from the surveillance area into an electrical signal, amplifying and filtering them, and detecting the intrusion of the intruder through the filtered detection signal, (a) 상기 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;(a) converting the filtered signal into a digital signal; (b) 감지 영역의 주위 온도를 측정하여 이에 대한 정보를 획득하는 단계;(b) measuring the ambient temperature of the sensing area and obtaining information thereon; (c) 상기 단계(b)에서 획득된 정보를 디지털 신호로 변환하는 단계;(c) converting the information obtained in step (b) into a digital signal; (d) 상기 단계(c)에서 변환된 주위 온도에 대한 정보를 이용하여 제1 기준레벨을 설정하며, 상기 제1 기준 레벨과 상기 단계(a)에서 변환된 감지신호를 비교하여 침입자의 침입여부를 판단하는 단계를 포함하는 열선 센서 장치의 감지 방법. (d) setting a first reference level by using the information on the ambient temperature converted in step (c), comparing the first reference level with the detected signal converted in step (a), and invading the intruder. Detecting a hot wire sensor device comprising the step of determining. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 단계(d)에서 침입 여부의 판단은 상기 제1 기준레벨보다 상기 단계(a)에서 변환된 감지 신호가 더 크고, 더 큰 감지 신호의 감지 회수와 상기 더 큰 감지 신호 사이의 시간 간격을 통해 침입자의 침입여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 열선 센서 장치의 감지 방법.Determination of intrusion in the step (d) is larger than the first reference level the detection signal converted in the step (a) is larger, and through the time interval between the number of detection of the larger detection signal and the larger detection signal Detecting whether or not the intruder invading hot wire sensor device detection method characterized in that. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 기준레벨보다 더 큰 제2 기준레벨보다 상기 단계(a)에서 변환된 감지 신호가 더 크고 일정한 시간동안 지속되는 경우, 상기 열선 센서 장치가 이상이 있는 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 열선 센서 장치의 감지 방법.The heating element further comprises the step of determining that the hot wire sensor device is abnormal when the detection signal converted in the step (a) is larger than the second reference level larger than the first reference level and lasts for a predetermined time. How to detect sensor device. 제10항 또는 제11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, wherein 상기 단계(d)에서 침입자가 침입한 것으로 판단한 경우 이에 대한 정보를 저장하여 점검자의 요청 시 이에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 열선 센서 장치의 감지 방법.If it is determined that the intruder intruded in step (d), storing the information about the transmission of information on the request of the inspector further comprising the step of detecting. 상기 제10항 또는 제11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, 상기 단계(d)에서 판단된 정보를 외부에 알리기 위해 표시하는 단계를 더 포함하는 열선 센서 장치의 감지 방법. And displaying the information determined in step (d) to notify the outside.
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