KR20080008504A - 가정용 도어 개폐 장치 - Google Patents

가정용 도어 개폐 장치 Download PDF

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KR20080008504A
KR20080008504A KR1020060067844A KR20060067844A KR20080008504A KR 20080008504 A KR20080008504 A KR 20080008504A KR 1020060067844 A KR1020060067844 A KR 1020060067844A KR 20060067844 A KR20060067844 A KR 20060067844A KR 20080008504 A KR20080008504 A KR 20080008504A
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door
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노승수
송제석
강병배
김응수
김진성
안대기
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한국델파이주식회사
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Abstract

본 발명은 가정용 도어 개폐 장치에 관한 것으로, 송·수신에 적합한 안테나를 구비하고, 디지털 키에 저주파 3축 안테나를 장착시킴으로써, 소정의 범위내에 사용자가 위치할 경우 사용자가 키를 꺼내지 않아도 소정의 순서에 따라 도어가 개폐되며, 전원 공급부와 정류 및 충전부를 기계적으로 분리시킴으로써, 도어 개폐 장치가 도어 핸들에 장착될 경우 전원을 공급가능하도록 하는 가정용 도어 개폐 장치를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은 인체를 감지하는 인체 감지 센서와, 상기 인체 감지 센서로부터 감지된 신호를 저주파로 송신하는 저주파 안테나와, 상기 저주파 안테나로부터 수신된 저주파로 암호의 오류 여부를 판단하여 인증하는 암호/인증 기구와, 상기 암호/인증 기구에서 인증된 소정의 신호를 고주파로 수신받는 고주파 안테나와, 전원을 충전 및 정류하여 소정의 전압을 출력할 수 있도록 구비되는 정류 및 충전부와, 상기 정류 및 충전부로부터 충전된 에너지를 저장하는 배터리와, 상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 도어 개폐 장치; 상기 도어 개폐 장치의 저주파 안테나로부터 소정의 경로를 따라 입력된 저주파를 수신하는 저주파 안테나와, 소정의 단계를 따라 인증된 인증 신호를 상기 도어 개폐 장치에 송신하는 고주파 안테나와, 상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 디지털 키; 그리고, 상기 도어 개폐 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함하며 이루어지는 것을 특징으로 한다.
안테나, 저주파, 고주파, 무선 통신, 도어 개폐 장치.

Description

가정용 도어 개폐 장치{a Device of a Door Switch-Gear for Home Use}
도 1은 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 전원 공급부 정류 및 충전부를 개략적으로 나타내는 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 인체 감지 센서를 개략적으로 나타내는 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1: 가정용 도어 개폐 장치 10: 디지털 키
11: 암호/인증 기구 13: 제어부
15: 배터리 17: 저주파 안테나
19: 고주파 안테나 20: 전원 공급부
30: 제어부 31: 정류 및 충전부
33: 배터리 35: 암호/인증 기구
37: 안테나 구동부 40: 인체 감지 센서
50: 저주파 안테나 60: 고주파 안테나
70: 도어 개폐 액츄에이터 80: 알람부
90: 인증 표시부 100: 키 패드
본 발명은 가정용 도어 개폐 장차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송·수신에 적합한 안테나를 구비하고, 디지털 키에 저주파 3축 안테나를 장착시킴으로써, 소정의 범위내에 사용자가 위치할 경우 사용자가 키를 꺼내지 않아도 소정의 순서에 따라 도어가 개폐되며, 인체 감지 센서 및 접촉 센서를 도어의 소정의 위치에 구비함으로써, 안테나가 작동되지 않을 경우를 대비하여 도어 개폐 장치가 구동되도록 백업시키고, 전원 공급부와 정류 및 충전부를 기계적으로 분리시킴으로써, 도어 개폐 장치가 도어 핸들에 장착될 경우 전원을 공급가능하도록 하는 가정용 도어 개폐 장치에 관한 것이다.
일반적으로 아파트, 단독 주택에는 방범을 위하여 현관의 도어에 잠금 장치를 설치하게 되며, 이때 설치되는 잠금 장치 즉 도어 록은 통상적으로 솔레노이드를 이용하거나 또는 기계적으로 작동하는 것을 설치하고, 실내의 내부에는 비디오 폰을 설치하여 출입자는 현관 도어에 설치된 도어록의 별도의 열쇠를 이용하여 개폐하면서 출입하거나 또는 도어벨을 이용하여 실내에서 설치된 비디오 폰으로 자신을 확인시키면서 출입하도록 구비된다.
그리고, 기계식 또는 솔레노이드를 이용한 잠금 장치를 사용하지 않고, 디지털 방식의 비밀 번호를 이용하는 디지털 도어록을 설치하여 별도의 키를 구비하지 않도록 버튼 입력으로 도어를 개폐하면서 출입할 수 있도록 함으로써, 편리하게 도어록을 이용할 수 있게 하고, 반대로 외부 방문객에게는 손쉽게 도어를 개폐할 수 없도록 구비됨으로써, 도어에 대한 방범 기능을 강화하도록 하였다.
여기서, 출입 관리 시스템 방식에는 기존의 열쇠키를 이용한 방식외에 디지털 키를 이용한 비밀번호 입력을 통해 출입이 가능한 디지털 키 방식과, 생체(지문, 음성, 홍채)인식을 이용한 생체 인식 키 방식, 실외에 부착되는 카드 리더기와 개인의 식별 정보 및 신상 기록이 기록된 마그네틱 카드(magnetic card) 또는 IC(integrated circuit) 카드와의 인증을 통해 출입이 가능한 카드 리더(card reader)방식등이 있다.
그러나, 기존의 열쇠를 이용한 방식은 열쇠를 분실하면 정당한 권리자도 원천적으로 출입을 할 수 없으며, 이에 대한 대안으로 제시된 디지털 키 방식은 비밀번호를 분실하거나 또는 타인에 의해 부정한 방법으로 유출될 수 있고, 생체 인식 방식은 정확한 생체 인식 및 인식 처리 기술을 요하기 때문에 도어 록 장치에 적용시 제조 단가가 상승하여 실제 시장에서 확대되기 어려우며, 주택이나 건물등의 화 재와 같은 긴급한 상황에 있어서는 디지털 도어 록의 잠금 상태를 긴급히 해지해야만 할 경우 디지털 키 소유자가 현장에 없을 경우에는 상기 상황에 대처하도록 관리자인 제3자를 신속히 출입시켜야하며, 외부인의 무단 침입을 방지하기 위하여 복잡 다양해진 보안 기술로 이루어진 디지털 도어록 잠금을 해제하기 위한 디지털 키 정보를 획득하기가 용이하지가 않기 때문에 상기 상황에 즉각적으로 대응할 수 없었고, 종래의 디지털 도어록에서는 도어의 개폐를 디지털 키를 도어 개폐 장치 본체에 직접 접촉하여 디지털 키를 인증하여 도어를 개폐하거나, 키 패드를 도어 개폐 장치 본체에 구비하여, 사용자가 초기에 등록시킨 비밀번호와 키 패드로 직접 입력한 번호와의 일치 여부에 따라 도어 개폐를 실시하고 있었으나, 사용자가 짐등을 운반하는 경우에는 디지털 키를 찾아 도어 개폐 장치 본체에 접촉하는 것에 대한 불편함을 초래해왔다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 송·수신에 적합한 안테나를 구비하고, 디지털 키에 저주파 3축 안테나를 장착시킴으로써, 소정의 범위내에 사용자가 위치할 경우 사용자가 키를 꺼내지 않아도 소정의 순서에 따라 도어가 개폐되며, 인체 감지 센서 및 접촉 센서를 도어의 소정의 위치에 구비함으로써, 안테나가 작동되지 않을 경우를 대비하여 도어 개폐 장치가 구동되도록 백업시키고, 전원 공급부와 정류 및 충전부를 기계적으로 분리시킴으로써, 도어 개폐 장치가 도어 핸들에 장착될 경우 전원을 공급가능하도록 하는 가정용 도어 개폐 장 치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인체를 감지하는 인체 감지 센서와, 상기 인체 감지 센서로부터 감지된 신호를 저주파로 송신하는 저주파 안테나와, 상기 저주파 안테나로부터 수신된 저주파로 암호의 오류 여부를 판단하여 인증하는 암호/인증 기구와, 상기 암호/인증 기구에서 인증된 소정의 신호를 고주파로 수신받는 고주파 안테나와, 전원을 충전 및 정류하여 소정의 전압을 출력할 수 있도록 구비되는 정류 및 충전부와, 상기 정류 및 충전부로부터 충전된 에너지를 저장하는 배터리와, 상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 도어 개폐 장치; 상기 도어 개폐 장치의 저주파 안테나로부터 소정의 경로를 따라 입력된 저주파를 수신하는 저주파 안테나와, 소정의 단계를 따라 인증된 인증 신호를 상기 도어 개폐 장치에 송신하는 고주파 안테나와, 상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 디지털 키; 그리고, 상기 도어 개폐 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 도어 개폐 장치의 각 안테나의 입·출력 및 구동을 제어하는 안테나 구동부를 더 구비 가능하다.
또한, 상기 디지털 키의 상기 저주파 안테나는 3축 안테나를 구비한다.
이때, 상기 인체 감지 센서는 신호를 감지하는 센서 커페시터와, 상기 센서 커페시터와 직렬 연결로 기준값을 구비하는 기준 커페시터와, 상기 각 커페시터에 소정의 파형을 발생시키는 펄스 발생기와, 상기 센서 커페시터 값에 기준 커페시터 값를 감분한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기로부터 송신된 디지털 데이터를 소정의 프로그램에 따라 변환시키는 제어기와, 상기 제어기로부터 변환된 데이터를 기준 전위와 비교하여 일정한 값을 출력하는 트리거 신호 발생부를 포함하여 이루어진다.
한편, 전원 공급부는 특정 주파수 신호 발생기와 LC 직렬 공진 회로로 구성되고, 정류 및 충전부는 LC 병렬 공진 회로와 브릿지 정류 회로와 정류용 커페시터와 레귤레이터로 구성되되, 상기 전원 공급부와 상기 정류 및 충전부는 동일한 공진 주파수로 동작한다.
여기서, 상기 도어 개폐 장치가 회동되는 도어에 설치될 시, 전원의 공급을 위하여 전원 공급부와 정류 및 충전부에 자기 유도로 에너지를 공급하여 상기 전원 공급부와 정류 및 충전부는 분리시킨다.
또한, 상기 도어 개폐 장치의 배터리는 상기 전원 공급부에서 자기 유도된 에너지를 브릿지 정류 회로와 정류용 커페시터와 레귤레이터를 통과시켜 생성된 출력 전압을 공급받아 충전된다.
그리고, 도어의 핸들에 접촉 센서 및 인체 감지 센서를 더 구비한다.
이때, 상기 도어 개폐 장치는 소정의 숫자 및 문자로 암호를 입력할 수 있는 키 패드를 더 구비 가능하다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설 명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 도어 개폐 장치와 디지털 키(digital key,10)로 구성된다,
상기 도어 개폐 장치는 전원 공급부(20)와 정류 및 충전부(31)와 배터리(battery,33)와 제어부(30)와 인체 감지 센서(40)와 안테나 구동부(37)와 저주파 안테나(low frequency antenna,50)와 고주파 안테나(60,high frequency antenna)와 암호/인증 기구(35)와 도어 개폐 액츄에이터(70)와 알람부(80)와 인증 표시부(90)와 키 패드(key pad,100)로 구성된다.
그리고, 상기 전원 공급부(20)와 정류 및 충전부(31)는 상호 기계적 또는 전기적인 연결이 없도록 분리되어 설치가능하도록 구비되며, 전원 공급의 방식은 상호 유도 발식을 이용하여 전원 공급부(20)의 공진 주파수와 정류 및 충전부(31)의 공진 주파수가 상호 일치하도록 회로를 설계하여 최대 전력이 공급되도록 구비되었다.
여기서, 배터리(33)의 두께는 전체 디지털 키(10)의 크기를 좌우하기 때문에 상용화된 배터리 중에서 두께 2~3mm의 배터리를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 도어 개폐 장치의 정류 및 충전부(31)에 근접하도록 위치시키면, 기계적 또는 전기적인 연결이 없도록 분리되어 충전가능하다.
또한, 제어부(30)는 일반적인 마이크로 프로세서(microprocessor)로 구현이 되며, 전체 시스템 구성의 동작을 제어하고, 상기 도어 개폐 장치의 제어부(30)는 도어 출입을 위한 식별 정보 및 개인 신상 정보를 포함하는 인증 정보를 암호/인증 기구(35)로부터 인증이 완료되면 상기 제어부(30)에서 도어를 개방할 준비를 하는 도어 개폐 액츄에이터(70)를 구동하여 도어를 구동하도록 제어하며, 상기 암호/인증 기구(35)로부터 인증이 실패하면 상기 제어부(30)에서 인증 표시를 위하여 인증 실패에 따른 오류 램프를 점등시키면서 오류 알람부(80)를 울리도록 제어한다.
한편, 인체 감지 센서(40)는 사용자가 접근을 하였는지의 여부를 확인하기 위하여 구비되는 센서로써, 특정 물체(사람 포함)의 이동을 감지하고, 상기 인체 감지 센서(40)의 감지 방법은 상기 인체 감지 센서(40)의 감지 범위 내의 특정 물체(사람 포함)에 적외선을 조사하고, 상기 조사한 적외선이 상기 인체 감지 센서(40)에 반사되어 수신되는 시간에 따라 특정 물체(사람 포함)를 감지하는 적외선 센서가 구비된다.
이때, 상기 인체 감지 센서(40)의 센서 부분은 상기 도어 개폐 장치의 전면부 외부로 돌출되는 것이 바람직하며, 상기 인체 감지 센서(40)의 리드선을 포함한 인쇄 회로 기판은 상기 도어 개폐 장치의 내부에 삽입되어 상기 제어부(30)와 연결되어 상기 인체 감지 센서(40)의 신호를 입력시키며, 상기 인체 감지 센서(40)의 센서 부분이 장착되는 상기 도어 개폐 장치의 외부면에는 적외선 조사를 방해하지 않으면서 상기 인체 감지 센서(40)가 오염되지 않도록 오염 방지 수단이 구비되는 것이 바람직하다.
더불어, 안테나 구동부(37)는 상기 인체 감지 센서(40)에서 사용자의 접근을 판단하면, 안테나를 구동시키기 위하여 저주파 안테나(50)에 온(on) 신호를 보내고, 상기 도어 개폐 장치의 저주파 신호를 보내기 위한 제어 신호를 출력하며, 하기 디지털 키(10)의 고주파 안테나(19)로부터 고주파 신호가 상기 도어 개폐 장치의 고주파 안테나(60)에 수신되는 일련의 동작 과정을 제어하고, 상기 도어 개폐 장치의 고주파 안테나(60)및 저주파 안테나(50)의 구동을 제어한다.
여기서, 키 패드(100)는 0~9까지의 숫자키와 별표(*)와 우물정(#)과 같은 특수 문자키를 포함하며, 가정용 도어 개폐 장치로부터 전송되는 숫자키와 별표(*)와 우물정(#)과 같은 특수 문자키의 조합 신호를 통해 경계/해제 설정을 위한 기능 정보가 생성되도록 구현될 수 있다.
여기서, 키 패드(100)로부터 임의의 숫자키가 입력된 후 우물정(#)이 입력되면 경계 설정으로, 별표(*) 또는 우물정(#)이 입력된 후 임의의 숫자가 입력되면 해제로 판단함으로써 상기 판단 결과에 따라 도어 개폐 신호를 도어 개폐 장치로 출력하도록 구현되는 것도 바람직하다.
그리고, 암호/인증 기구(35)는 사용자의 접근을 감지하는 인체 감지 센서(40)로부터 안테나 구동부(37)에 저주파 및 고주파를 이용한 통신 명령에 의한 과정이 종료되면, 상기 통신에 의한 암호 데이터의 오류 또는 정상 여부를 확인하여 인증 신호를 출력하고, 상기 키 패드(100)로부터 사용자가 입력한 숫자 및 특수 문자 조합에 의한 암호 데이터의 오류 또는 정상 여부를 확인하여 인증 신호를 출력한다.
한편, 도어 개폐 액츄에이터(70)는 상기 암호/인증 기구(35)로부터 암호 데 이터가 정상인 인증 신호가 출력되면 도어의 잠금을 해제하여 사용자가 도어를 개방할 수 있도록 구비되며, 상기 키 패드(100)에 입력된 숫자 및 특수 문자의 조합으로 이루어진 암호가 정상인 경우에는 상기 암호/인증 기구(35)로부터 상기 사용자가 입력한 암호에 대하여 인증 신호를 출력하고, 상기 인증 신호로 인하여 상기 제어부(30)는 도어의 잠금을 해제하기 위하여 상기 도어 개폐 액츄에이터(70)에 해제 신호를 출력하며, 상기 도어 개폐 액츄에이터(70)는 도어의 잠금을 해제하여 사용자가 도어를 개방할 수 있도록 작동된다.
또한, 알람부(80)는 저주파 및 고주파의 통신으로 입력되어 상기 암호/인증 기구(35)에서 인증받지 못한 암호 및 키 패드(100)로부터 입력된 숫자 및 특수 문자의 조합에 의한 암호가 오류가 발생하였을 경우에 사용자에게 오류에 대한 알람부(80)를 울리게 되며, 동시에 저주파 및 고주파의 통신으로 입력되어 상기 암호/인증 기구(35)에서 인증받아 허가된 정상 암호 및 키 패드(100)로부터 입력된 숫자 및 특수 문자의 조합에 의한 암호가 정상일 경우에 사용자에게 정상 암호에 대한 알람부(80)를 울리도록 구비된다.
그리고, 인증 표시부(90)는 저주파 및 고주파의 통신으로 입력되어 상기 암호/인증 기구(35)로부터 인증을 받은 경우에 상기 암호/인증 기구(35)로부터 인증 신호가 제어부(30)로 전송되고, 상기 제어부(30)는 상기 도어 개폐 액츄에이터(70)를 구동시켜 도어의 잠금을 해제시키는 신호를 출력함과 동시에, 상기 인증 신호를 사용자에게 디스플레이하기 위하여 LCD(liquid crystal display) 또는 LED(light emitted diode)를 이용하여 인증 표시부(90)를 구비한다.
여기서, 상기 인증 표시부(90)가 LCD(liquid crystal display)로 장착되는 경우에는 사용자가 숫자 및 특수 문자로 이루어지는 키 패드(100)로 입력하는 숫자 및 특수 문자들을 사용자가 확인할 수 있도록 디스플레이하는 것도 바람직하다.
그리고, 상기 인증 표시부(90)를 LED(light emitted diode)로 구비하는 경우에는 사용자가 입력한 암호의 오류 및 정상 여부를 알 수 있도록 상기 LED(light emitted diode)의 색을 달리하여 오류 및 정상에 대한 여부를 사용자에게 알리도록 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디지털 키(10)는 암호/인증 기구(11)와 제어부(13)와 배터리(15)와 저주파 안테나(17)와 고주파 안테나(19)로 구성된다.
더불어, 암호/인증 기구(11)는 상기 도어 개폐 장치로부터 저주파 신호로 송신된 암호에 대하여 상기 디지털 키(10)의 저주파 안테나(17)로 수신하여 상기 도어 개폐 장치와 암호가 일치하는 지의 여부를 판단하여, 오류 또는 정상에 대한 인증 신호를 상기 도어 개폐 장치로 고주파 안테나(19)를 통하여 상기 도어 개폐 장치로 송신한다.
여기서, 제어부(13)는 일반적인 마이크로 프로세서로 구현이 되며, 디지털 키(10)의 전체 시스템의 동작을 제어하고, 도어 출입을 위한 식별 정보 및 개인 신상 정보를 포함하는 인증 정보를 암호/인증 기구(11)로부터 인증이 완료되면 고주파 안테나(19)를 통하여 상기 도어 개폐 장치의 고주파 안테나(60)로 인증 신호를 송신하도록 구비된다.
또한, 배터리(15)의 두께는 전체 디지털 키(10)의 크기를 좌우하기 때문에 상용화된 배터리 중에서 두께 2~3mm의 배터리를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 도어 개폐 장치의 정류 및 충전부(31)에 근접하도록 위치시키면, 기계적 또는 전기적인 연결이 없도록 분리되어 충전가능하다.
더불어, 본 실시예에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 전면 패널에는 정전시에 자체 구동 전원을 확보하여 상기 도어 개폐 장치를 구동하기 위한 건전지 설치부가 더 포함되는 것도 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 전원 공급부(20) 및 정류 및 충전부(31)를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 전원 공급부(20)는 LC 직렬 공진 회로(21,23)와 교류 전원으로 구성된다.
여기서, 교류 전원은 상기 도어 개폐 장치의 전원을 공급하도록 구비되며, 상기 교류 전원의 특정 주파수를 인턱터와 커페시터로 이루어지는 LC 직렬 공진 회로(21,23)에 입력시키고, 상기 LC 직렬 공진 회로(21,23)로부터 발생되는 동일한 공진 주파수로 하기 정류 및 충전부(31)에 전원을 공급하도록 구비된다.
그리고, 정류 및 충전부(31)는 LC 병렬 공진 회로(31a,31b)와 브릿지 정류 회로(31c)와 정류용 커페시터(31d)와 레귤레이터(31e)로 구성된다,
한편, LC 병렬 공진 회로(31a,31b)는 회로를 흐르는 전류가 변화할 때, 회로 자체에 전류의 변화를 방해하는 방향으로 기전력(起電力)이 유발되는 자기유도(自己誘導), 즉 전류의 변화와 회로를 관통하는 자력선속(磁力線束)이 변화하기 때문 에 발생하는 전자 유도 현상을 이용하여, LC 직렬 공진 회로(21,23)와 동일한 공진 주파수로 동작하도록 설계되어 전원 공급부(20)와 기계적 또는 전기적으로 분리되어 있어도 충전이 가능하도록 구비된다.
더불어, 브릿지 정류 회로(31c)는 단방향으로 전류를 흐르게 하는 정류기이며, 교류를 직류로 변환하는 회로로써, 상기 브릿지 정류기 회로의 정류 소자로 다이오드가 사용된다.
여기서, 단상반파(單相半波) 정류 회로가 컴팩트하지만, 교류 전원의 전류에 직류분(直流分)이 생기는 직류측의 맥동이 상승되는 결점이 있기 때문에 단상 브리지 회로나, 또는 3상 전원에는 3상브리지회로가 사용된다.
그리고, 대전류를 필요로 하지 않고, 고전압이 필요할 때는 배압(倍壓)인 정류회로가 사용되는 것이 바람직하며, 정류 소자를 사이리스터와 같은 제어가 가능한 소자로 하고, 전류가 흘러 나오는 시점(時點)을 바꾸어 주면 출력의 크기를 제어할 수 있다.
한편, 레귤레이터(31e)는 출력보다 높은 입력 전압을 제어하여 입력보다 낮은 안정한 전압을 출력하기 위하여 구비되고, 입력 전압보다 높은 출력 전압은 생성되지 않으며, 3단자로 이루어져 상기 정류용 브릿지로부터 정류된 전류를 상기 레귤레이터(31e)의 입력 단자(VIN)에 입력시키고, 접지 단자는 상기 정류 및 충전부(31)의 마이너스 단자에 접지시키며, 상기 레귤레이터(31e)의 출력 단자(VOUT)로 출력되는 전압은 상기 도어 개폐 장치의 전압원으로 공급된다.
여기서, 상기 레귤레이터(31e)는 내부에 열에 대한 보호회로가 내장되어 있 으나, 온도가 약 120~150℃이면, 출력 전류가 제한되어 전압이 급강하여 상기 정류 및 충전부(31)의 전압이 불안정하게 되므로 방열판을 장착시켜 열을 분산시키거나 상기 레귤레이터(31e)의 앞단에 저항 또는 다이오드를 구비하는 것도 바람직하다..
한편, 정류용 커페시터(31d)는 상기 레귤레이터(31e)에 리플을 제거하기 위하여 상기 레귤레이터(31e)의 앞단에 병렬로 배선되어 구비된다.
도 3은 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 인체 감지 센서(40)를 개략적으로 나타내는 회로도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 펄스 발생기(41)와 기준 커페시터(43a)와 A/D 변환기(45)와 제어기(47)와 트리거 발생부와 센서 커페시터(43b)로 구성된다.
그리고, 펄스 발생기(41)는 통상적으로 오실레이터 및 크리스털로 제작가능하며, 소정의 주파수를 계속적으로 상기 인체 감지 센서(40)의 회로에 발생시키며 하기의 각 구성 요소(43a,43b,45,47)들이 동작하도록 구비된다.
한편, 기준 커페시터(43a)는 특정 사물(인체 포함)을 감지하기 위하여 기준 데이터를 제공하기 위하여 구비되며, 특정 사물(인체 포함)을 감지하는 센서 커페시터(43b)와 직렬로 연결되며, 상기 센서 커페시터(43b)는 정전 용량의 가변성을 가지고 상기 센서 커페시터(43b)가 사용자를 감지하였을 경우에는 센서 커페시터(43b)의 값이 변하여 상기 기준 커페시터(43a)와의 감분을 하기 A/D 변환기(45)로 전송한다.
더불어, A/D 변환기(45)는 아날로그 디지털 변환기로써, 센서 커페시터(43b) 와 기준 커페시터(43a)의 정전 용량값 차이를 전압의 변화 형태로 인체 감지를 가능하도록 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변경하며, 인체 감지 센서(40)의 제어기(47)로 변환된 디지털 데이터를 송신한다.
여기서, A/D 변환기(45)를 제어하기 위한 레지스터로는 아날로그 디지털 멀티플렉서 선택 레지스터(ADMUX)와 아날로그 디지털 컨버터 제어 상태 레지스터(ADCSR)로 구비되는 것이 바람직하며, 아날로그 디지털 멀티 플렉서 선택 레지스터(ADMUX)는 A/D 신호를 입력받을 채널을 0에서 7까지 선택 가능하도록 구비되며, 변환 채널이 선택되면 아날로그 디지털 컨버터 제어 상태 레지스터(ADCSR)을 설정하여 변환 프리스케일러 및 변환 완료 인터럽트(interrupt)를 설정하고, 전역 인터럽트 플래그를 셋(set)하여 인터럽트(interrupt)를 활성화하며, 아날로그 디지털 변환 완료 인터럽트(interrupt) 처리 루틴을 구성한 후, 아날로그 디지털 컨버터 제어 상태 레지스터(ADCSR)의 6번 비트를 셋시켜 A/D 변환을 시작한 후, 상위 데이터를 우선적으로 읽는 경우에는 하위 데이터에 쓰레기 값(trash data)이 들어갈 수 있기 때문에 변환이 종료되어 변환 데이터를 저장할 시 하위 데이터를 우선적으로 읽어서 저장하는 것이 바람직하며, 변환 완료 플래그를 주기적으로 점검하거나 아날로그 디지털 변환 완료 인터럽트(interrupt)를 이용하여 A/D 변환 후의 데이터 처리 루틴을 구성하는 것도 바람직하다.
그리고, 상기 제어기(47)는 상기 A/D 변환기(45)로부터 입력되는 디지털 데이터로 기준 커페시터(43a)와 센서 커페시터(43b)의 차이를 비교하여 상기 트리거 발생부에서 트리거 신호(trigger signal)를 발생하도록 제어하며, 상기 제어기(47) 에는 전기적으로 데이터의 소거와 프로그램이 가능한 고집적 비휘발성 메모리, 예를 들면 EEPROM(eletrically erasable and programmable read only memory)을 포함하는 플래쉬 메모리(flash memory)로 구현되는 것이 바람직하며, 도어 출입을 위한 식별 정보 및 개인 신상정보를 포함하는 인증 정보를 포함한다.
여기서, 트리거 신호 발생부(49)는 상기 제어기(47)로부터 입력된 사용자의 감지 데이터를 펄스(pulse)의 상승 또는 하강을 이용하여 상기 도어 개폐 장치의 제어부(30)에 송신하고, 상기 도어 개폐 장치의 회로의 작동 및 상태의 변동을 발생시키며, 소정의 트리거 신호(trigger signal)를 상기 도어 개폐 장치에 송신한다.
도 4는 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 흐름도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 사용자가 접근 또는 도어 핸들의 접촉 센서에 접촉할 시, 상기 도어 개폐 장치의 인체 감지 센서(40)에서 사용자의 접근을 판단하여 가정용 도어 개폐 장치의 프로그램이 온(on)되며, 상기 디지털 키(10)를 소정의 부위에 장착하거나 위치시킨 사용자가 접근을 할 시, 또는 도어 핸들에 접촉을 했는지의 여부를 확인한다(S11).
여기서, 상기 인체 감지 센서(40)의 정전 용량형 형태의 센서 커페시터(43b)는 기준 커페시터(43a)와의 정전 용량값의 차이를 상기 인체 감지 센서(40)의 회로로써 판단가능하여 인체 감지 센서(40)에서 사용자의 접근을 판단할 수 있으며, 상기 센서 커페시터(43b)와 기준 커페시터(43a)의 정전 용량 차이에서 전압의 변화 형태로 인체 감지가 가능하도록 되어 있다.
또한, 상기 단계(S11)에서 사용자의 접근을 상기 도어 개폐 장치와 디지털 키(10)의 통신으로 감지하거나 또는 도어 핸들의 접촉 센서에 접촉 신호가 감지되지 않을 시, 상기 가정용 도어 개폐 장치의 흐름도를 종료하며, 상기 단계(S11)에서 사용자의 접근이 감지되거나, 도어 핸들의 접촉 센서에 접촉 신호가 감지되면 도어 개폐 장치의 안테나 구동부(37)를 온 시킨다(S13).
그리고, 상기 단계(S13)에서 안테나 구동부(37)가 온 되면, 상기 도어 개폐 장치의 안테나 구동부(37)에서 저주파(low freqency) 안테나(50)를 이용하여 상기 디지털 키(10)의 저주파 안테나(17)에 저주파 신호를 송신(S15)하고, 상기 신호가 디지털 키(10)에 도달하면 디지털 키(10)는 웨이크 업(wake up)된다(S21).
한편, 상기 단계(S21)에서 디지털 키(10)가 상기 도어 개폐 장치로부터 송신된 저주파 신호를 수신하지 못할 경우에는 사용자가 디지털 키(10)를 지니고 있지 않은 것으로 판단하여 키 패드(100)로부터 입력을 받게 되며, 사용자가 직접 키 패드(100)에 소정의 숫자 및 특수 문자를 입력하게 되고, 상기 키 패드(100)에 입력한 키 조합에 의한 소정의 숫자 및 특수 문자가 정상이면(S31) 정상 램프가 점등되며(S33), 정상적인 사용자의 입력에 대한 알람부(80)가 울리게 되고(S35), 도어를 개방하거나 폐쇄시킬 수 있는 도어 개폐 장치의 도어 개폐 액츄에이터(70)가 온(on)되어 잠금을 해제시키는 준비 작업으르 수행하게 되며(S28), 도어가 열리면서 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 흐름도는 종료된다(S41).
그리고, 상기 단계(S31)에서 사용자가 입력한 소정의 숫자 및 특수 문자가 정상이 아닐 경우에는 오류 램프를 점등시키고(S37), 사용자에게 입력에 오류가 있다는 점을 알리기 위한 오류 알람부(80)를 울리며 본 발명에 따른 가정용 도어 개폐 장치의 흐름도를 종료시킨다(S39).
더불어, 상기 단계(S21)에서 디지털 키(10)가 상기 도어 개폐 장치의 저주파 안테나(50)로부터 저주파 신호를 수신하였으면 사용자가 디지털 키(10)를 소지하고 있는 것으로 판단하는 동시에, 상기 디지털 키(10)는 웨이크업 되면서 디지털 키(10)의 암호/인증 기구(11)에서 상기 도어 개폐 장치와 암호가 일치하는 지에 대해 확인하며, 상기 암호가 일치되면(S23) 인증 신호를 고주파 안테나(19)로 송신하고(S25), 도어 개폐 장치의 고주파 안테나(60)에서 상기 인증 신호를 수신하여 암호/인증 기구(11)에서 각각의 암호를 확인하고(S26), 인증 신호를 도어 개폐 장치의 제어부(30)로 전달한다.
이를 위하여, 상기 도어 개폐 장치의 제어부(30)에서는 상기 디지털 키(10)의 암호/인증 기구(11)의 신호와의 일치 여부를 판단하고(S27), 상기 디지털 키(10)의 암호가 상기 도어 개폐 장치의 암호와 일치하지 않으면 사용자의 디지털 키(10)의 오류를 알리는 오류 램프가 점등되며(S37), 상기 오류에 대한 알람부(80)를 울리며 본 발명에 의한 가정용 도어 개폐 장치의 흐름도를 종료시킨다(S39).
다시 말하면, 상기 단계(S27)에서 도어 개폐 장치 및 디지털 키(10)의 상호 인증이 완료 되었으면 정상 램프 및 정상 알람부(80)없이 도어를 개방하거나 폐쇄시킬 수 있는 도어 개폐 장치의 도어 개폐 액츄에이터(70)가 온(on)되어 잠금을 해제시키는 준비 작업으르 수행하게 되며(S28), 도어가 열리면서 본 발명에 따른 가 정용 도어 개폐 장치의 흐름도는 종료된다(S41).
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 송·수신에 적합한 안테나를 구비하고, 디지털 키에 저주파 3축 안테나를 장착시킴으로써, 소정의 범위내에 사용자가 위치할 경우 사용자가 키를 꺼내지 않아도 소정의 순서에 따라 도어가 개폐되며, 인체 감지 센서 및 접촉 센서를 도어의 소정의 위치에 구비함으로써, 안테나가 작동되지 않을 경우를 대비하여 도어 개폐 장치가 구동되도록 백업시키고, 전원 공급부와 정류 및 충전부를 기계적으로 분리시킴으로써, 도어 개폐 장치가 도어 핸들에 장착될 경우 전원을 공급가능하도록 하는등의 효과를 거둘 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능 할 것이다.

Claims (9)

  1. 인체를 감지하는 인체 감지 센서(40)와, 상기 인체 감지 센서(40)로부터 감지된 신호를 저주파로 송신하는 저주파 안테나(50)와, 상기 저주파 안테나(50)로부터 수신된 저주파로 암호의 오류 여부를 판단하여 인증하는 암호/인증 기구(35)와, 상기 암호/인증 기구(35)에서 인증된 소정의 신호를 고주파로 수신받는 고주파 안테나(60)와, 전원을 충전 및 정류하여 소정의 전압을 출력할 수 있도록 구비되는 정류 및 충전부(31)와, 상기 정류 및 충전부(31)로부터 충전된 에너지를 저장하는 배터리(33)와, 상기 각 구성 요소(31,33,35,40,50,60)를 제어하는 제어부(30)를 포함하여 이루어지는 도어 개폐 장치;
    상기 도어 개폐 장치의 저주파 안테나(50)로부터 소정의 경로를 따라 입력된 저주파를 수신하는 저주파 안테나(17)와, 소정의 단계를 따라 인증된 인증 신호를 상기 도어 개폐 장치에 송신하는 고주파 안테나(19)와, 상기 각 구성 요소(17,19)를 제어하는 제어부(13)를 포함하여 이루어지는 디지털 키(10); 그리고,
    상기 도어 개폐 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부(20);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도어 개폐 장치의 각 안테나(50,60)의 입·출력 및 구동을 제어하는 안테나 구동부(37)으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 디지털 키(10)의 상기 저주파 안테나(17)는 3축 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인체 감지 센서(40)는 신호를 감지하는 센서 커페시터(43b)와, 상기 센서 커페시터(43b)와 직렬 연결로 기준값을 구비하는 기준 커페시터(43a)와, 상기 각 커페시터(43a,43b)에 소정의 파형을 발생시키는 펄스 발생기(41)와, 상기 센서 커페시터(43b) 값에 기준 커페시터(43a) 값를 감분한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기(45)와, 상기 A/D 변환기(45)로부터 송신된 디지털 데이터를 소정의 프로그램에 따라 변환시키는 제어기(47)와, 상기 제어기(47)로부터 변환된 데이터를 기준 전위와 비교하여 일정한 값을 출력하는 트리거 신호 발생부(49)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
  5. 제1항에 있어서, 전원 공급부(20)는 특정 주파수 신호 발생기와 LC 직렬 공진 회로(21,23)로 구성되고, 정류 및 충전부(31)는 LC 병렬 공진 회로(31a,31b)와 브릿지 정류 회로(31c)와 정류용 커페시터(31d)와 레귤레이터(31e)로 구성되되, 상 기 전원 공급부(20)와 상기 정류 및 충전부(31)는 동일한 공진 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도어 개폐 장치가 회동되는 도어에 설치될 시, 전원의 공급을 위하여 전원 공급부(20)와 정류 및 충전부(31)에 자기 유도로 에너지를 공급하여 상기 전원 공급부(20)와 정류 및 충전부(31)는 분리시키는 것을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도어 개폐 장치의 배터리(33)는 상기 전원 공급부(20)에서 자기 유도된 에너지를 브릿지 정류 회로(31c)와 정류용 커페시터(31d)와 레귤레이터(31e)를 통과시켜 생성된 출력 전압을 공급받아 충전되는 것을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치
  8. 제1항에 있어서, 도어의 핸들에 접촉 센서 및 인체 감지 센서(40)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도어 개폐 장치는 소정의 숫자 및 문자로 암호를 입력할 수 있는 키 패드(100)를 더 구비가능 함을 특징으로 하는 가정용 도어 개폐 장치.
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