KR20090102058A - 독립전원을 사용한 발리스 점검툴 - Google Patents

독립전원을 사용한 발리스 점검툴

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Abstract

본 발명은 발리스 위에 발리스 점검툴을 올려놓는 것만으로 발리스에 텔래그램을 전송하고 발리스로부터 텔래그램을 수신할 수 있으며, 외부전원의 도움 없이 독립전원을 사용하여 운용할 수 있는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴에 관한 것으로, 외부로부터 전달되는 전원을 회로에 공급 및 충전하는 전원관리부(150)와; 발리스를 동작시키도록 발리스가 필요로 하는 전력을 상기 전원관리부터 공급받아 밸리스로 전송하는 텔래파워전송부(110)와; 발리스가 방사하는 텔래그램의 신호를 텔래그램 Loop안테나를 통해 수신하는 텔래그램 수신부(120)와; FSK 신호로 변조된 텔래그램 신호를 복조하여 디지털신호로 변환시키는 FSK복조기(130)와; 상기 FSK복조기에서 복조한 암호화 상태의 텔래그램을 전달받아 해석한 후 사용자단말기로 전송하는 텔래그램 디코더(140)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴에 관한 것이다.

Description

독립전원을 사용한 발리스 점검툴{BALISE INSPECTION TOOL USING THE SELF-POWER RESOURCES}
본 발명은 지상 관제실에서 열차에 정보를 전달하는 발리스(Balise)를 분해하지 않고 발리스(Balise) 정보를 프로그램하거나 수정하고 이를 점검하도록 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴에 관한 것이다.
최근 경부선 및 호남선, 고속철도, 지하철공사 등에서는 발리스를 선로(Rail)에 설치하여 사용하고 있다.
이미 선로에 설치되어 운용중인 발리스의 고장유무를 점검하기 위해서는 발리스 Reader를 장착한 특수한 차량(모터카등)을 운행해야 하므로 발리스를 점검하는데 상당한 시간이 소요되며, 점검차량운행으로 인해 상당한 비용이 필요하게 되고, 점검차량운행으로 인해 다수의 인원이 필요하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점으로 인해 발리스를 운용하는 현장에서는 보다 손쉽고 빠르며 또한 저비용으로 발리스를 유지보수 할 수 있는 장치가 요망되고 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 외부전원 없이 발리스 점검툴을 단독으로 사용 가능하도록 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검 툴을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 발리스와 점검툴 간에 별도의 Cable(전선) 연결 없이 Air Gap을 통해 발리스의 정보를 인식할 수도 있도록 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검 툴을 제공하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발리스 점검툴에 별도의 장치를 추가 하지 않고 단지 발리스 위에 올려놓는 것만으로 발리스 점검툴의 설치가 완료되도록 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검 툴을 제공하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발리스 점검툴의 연속사용시간을 늘이기 위해 저 전력으로 동작이 가능하도록 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검 툴을 제공하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이미 설치되어 운용 중인 발리스의 정보를 Air-Gap을 통해 Read하여 발리스의 고장여부를 판단하는 독립전원을 사용한 발리스 점검 툴을 제공하기 위함이다.
상기의 해결 과제 수단에 의한 본 발명은 외부로부터 전달되는 전원을 회로에 공급 및 충전하는 전원관리부(150)와; 발리스를 동작시키도록 발리스가 필요로 하는 전력을 상기 전원관리부터 공급받아 밸리스로 전송하는 텔래파워전송부(110)와; 발리스가 방사하는 텔래그램의 신호를 텔래그램 Loop안테나를 통해 수신하는 텔래그램 수신부(120)와; FSK 신호로 변조된 텔래그램 신호를 복조하여 디지털신호로 변환시키는 FSK복조기(130)와; 상기 FSK복조기에서 복조한 암호화 상태의 텔래그램을 전달받아 해석한 후 사용자단말기로 전송하는 텔래그램 디코더(140)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴에 의해 달성된다.
상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명의 독립전원을 사용한 발리스 점검 툴은 발리스 위에 발리스 점검툴을 올려놓는 것만으로 발리스에 텔래그램을 전송하고 발리스로부터 텔래그램을 수신할 수 있으며, 외부전원의 도움 없이 독립전원을 사용하여 운용할 수 있고 또한 IP67등급의 방수기능을 가지고 있어 우천시에도 사용이 가능하게 된다.
또한 발리스 점검툴은 약 6.2Kg의 무게를 유지함으로서 사용자가 들고 다니며 이미 설치되어 운용되고 있는 발리스를 손쉽게 점검할 수 있다.
또한 발리스 점검툴에 사용된 전원관리부는 발리스 점검툴을 외부전원의 연결 없이 사용가능 하도록 하고 충전식 밧데리의 충전시간을 2시간 이내로 유지하여 급속한 충전이 가능할 뿐만 아니라 충전전류를 1A로 제한하고 충전이 완료되면 충전전류를 끊어 과 충전으로부터 발리스 점검툴을 보호할 수 있다.
또한 발리스 점검툴은 텔래파워를 방사하는 Loop 안테나와 PCB 사이를 전기 적으로 차폐하는 쉴드플래이트를 내장하고 있기 때문에 텔래파워에서 방사되는 전자파로부터 발리스 점검툴을 보호하여 장비의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 독립전원을 사용한 발리스 점검툴의 전체 회로 구성도,
도 2는 도 1의 텔래파워 전송부의 회로도,
도 3은 도 1의 F나 복조부 구성도,
도 4는 도 1의 전원관리부의 구성도,
도 5는 도 1의 발리스점검툴이 사용자 단말기와 발리스와 유선으로 연결된 상태도.
*도면부호에 대한 설명*
100 : 발리스 점검툴 110: 텔래파워전송부
120 : 텔래그램수신부 130 : FSK 복조기
140 : 텔레그램 디코더 150 : 전원관리부
160 : 충전식밧데리 170 : 통신포트
180 : 상태표시 LED 190 : 유선연결부
도 1은 본 발명의 독립전원을 사용한 발리스 점검 툴의 회로 구성도다.
도 1에서 보는 바와 같이. 본 발명의 발리스 점검 툴(100)은 텔래파워 전송부(110), 텔래그램 수신부(120), FSK 복조기(130), 텔래그램 디코더(140), 전원관리부(150), 충전식 밧데리(160), 사용자 인터페이스를 위한 통신 포트(170), 밧데리 상태 표시를 위한 상태표시 LED(180), 발리스 유선연결부(190), 사용자단말기(10), 쉴드플래이트(101)로 구성되어 있다.
상기 텔래파워전송부(110)는 발리스를 동작시키기 위해 발리스가 필요로 하는 전력을 전송하는 기능을 하도록 클럭발생기, 밴드패스필터, 파워증폭기, 텔래파워 Loop 안테나로 구성된다.
이를 위해 상기 텔래파워전송부는(110)는 도 2에서 도시된 바와 같이 27.095Mhz의 클럭발생기와 이를 사인파로 만들기 위한 패시브(Passive) 밴드패스필터(Band Pass Filer)를 가진다.
상기 밴드패스필터를 거치면서 사인파로 만들어진 27.095Mhz는 FET로 구성된 파워증폭기를 거치면서 증폭되어 텔래파워 Loop 안테나를 통해 발리스로 텔래파워를 전송하게 된다.
상기 텔래그램 수신부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 발리스가 방사하는 텔래그램의 신호를 텔래그램 Loop안테나를 통해 수신하여 FSK복조기(130)로 전달하는 기능을 한다.
상기 발리스가 방사하는 낮은 Level의 텔래그램 신호를 효과적으로 수신하기 위해 텔래그램 Loop 안테나는 4.234Mhz에서 L/C공진을 이루며 그 임피던스는 50옴에서 600옴 사이로 조정된다.
상기 FSK복조기(130)는 도 3에서와 같이 FSK 신호로 변조된 텔래그램 신호를 복조하여 이 신호를 텔래그램 디코더(140)가 인식할 수 있는 디지탈신호로 만드는 기능을 한다.
상기 FSK복조기는 L/C Tank를 내장하고 있어 FSK신호의 위상차를 이용한 복조방법을 사용하여 복조하고 비교기에서는 복조된 신호를 텔래그램 디코더가 인식할 수 있는 TTL Level로 변환해 준다.
상기 텔래그램 디코더(140)는 상기 FSK복조기에서 복조한 텔래그램을 전달받아 이를 해석하는 기능을 한다.
상기 FSK복조기(130)에서 복조한 텔래그램은 암호화 되어 있기 때문에 사용자가 그 내용을 알 수 없도록 되어있다.
상기 텔래그램 디코더(140)는 이렇게 암호화 되어있는 텔래그램을 실시간으로 해석하여 그 내용을 사용자단말기(10)로 전송한다.
전원관리부(150)는 도 4에서와 같이 발리스 점검툴에서 필요로 하는 전원을 관리하는 기능을 하도록 전원제어기와 충전식 밧데리를 포함하여 구성하고 있다.
상기 발리스 점검툴은 전원제어기의 도움을 받아 외부전원을 연결하여 운용할 수도 있고 외부전원 없이 독립전원을 사용하여 운용할 수도 있다.
이 때문에 상기 발리스점검툴은 내부에 충전식밧데리를 내장하고 있으며 상기 전원관리부(150)는 외부전원이 연결될 때는 외부전원을 사용하여 상기 발리스점검툴을 운용하고 동시에 충전식 밧데리를 충전하게 되며 외부전원이 연결되지 않을때는 충전식밧데리의 전원을 사용하여 발리스 점검툴을 운용할 수 있도록 자동으로 스위칭해 주는 기능을 가진다.
또한 전원관리부(150)는 DC10V ~ DC28V 넓은 영역의 외부 전원을 사용할 수 있도록 자동으로 조정해주는 기능을 가지고 있다.
상기 통신포트(170)는 발리스 점검툴(100)과 사용자 단말기(10) 간의 통신을 유지할 수 있도록 하는 기능을 가진다.
이를 위해 상기 통신포트(170)는 두 가지 통신방법을 제공한다.
하나는 38400bps까지 통신속도를 지원하는 RS232(171)이며 나머지 하나는 10Mpbs의 Ethernet(172) 이다.
상기 발리스 점검툴(100)은 이 두 통신방법 중 하나를 택하여 발리스(20)로부터 수신한 텔래그램을 사용자 단말기(10)로 전송하며 또한 사용자단말기(10)로부터 발리스 점검툴(100)의 제어명령을 받기도 한다.
상기 상태표시LED(180)는 도 4에서와 같이 전원제어기에 연결되어 충전식 밧데리(160)의 전원상태를 표시해주는 기능을 한다.
이때, 충전중, 충전완료, 방전 3 가지의 상태를 표시할 수 있도록 하였다.
상기 유선연결부(190)는 도 5에서와 같이 발리스와 발리스 점검툴을 직접 Cable로 연결하여 발리스를 점검할 수 있는 기능이다.
즉, 상기 발리스(20)와 상기 발리스 점검툴(100)을 유선으로 연결하여 이 Cable를 통해 발리스(20)에 전원을 공급한다.
또한 발리스(20)에 새로운 텔래그램을 프로그램하고 이를 다시 유선연결부(190)를 통해 Read함으로서 프로그램한 텔래그램의 무결성을 검사하는 기능이 있다.
또한 유선연결부(190)는 IP67을 만족하도록 하여 우천 시에도 사용이 가능하도록 하였다.
상기 사용자단말기(10)는 도 5에서와 같이 발리스 점검툴과 통신으로 연결되어 사용자가 발리스 점검툴(100)을 효과적으로 사용할 수 있도록 하는 기능이다.
예컨대 사용자단말기를 사용하여 윈도우환경에서 사용자프로그램을 통해 발리스를 점검할 수 있도록 하였다.
상기 쉴드플래이트(101)는 상기 텔래그램 Loop 안테나와 텔래파워 Loop 안테나로부터 발리스 점검툴에 내장되어 있는 PCB를 전기적으로 차폐하는 기능을 하므로, 텔래파워에서 방사되는 전자파로부터 발리스점검툴을 보호하여 장비의 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 텔래그램 Loop 안테나와 텔래파워 Loop 안테나로부터 발생하는 전자파로부터 위에서 설명한 발리스 점검툴의 다양한 구성들을 보호함으로서 발리스 점검툴의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하였다.
이상에서 와 같이 본 개발에 있어서 발리스 점검툴은 도 5에서처럼 발리스 위에 발리스 점검툴을 올려놓는 것만으로 발리스에 텔래그램을 전송하고 발리스로부터 텔래그램을 수신할 수 있으며, 외부전원의 도움 없이 독립전원을 사용하여 운용할 수 있고 또한 IP67등급의 방수기능을 가지고 있어 우천시에도 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.
발리스점검툴은 약 6.2Kg의 무게를 유지함 으로서 사용자가 들고 다니며 이미 설치되어 운용되고 있는 발리스를 손쉽게 점검할 수 있는 장점을 가지고 있다.
발리스점검툴에 사용된 전원관리부는 발리스점검툴을 외부전원의 연결 없이 사용가능 하도록 하고 충전식밧데리의 충전시간을 2시간 이내로 유지하여 급속한 충전이 가능한 장점이 있다. 또한 충전전류를 1A로 제한하고 충전이 완료되면 충전전류를 끊어 과충전으로부터 발리스점검툴을 보호하는 장점이 있다.
외부전원과의 연결을 통해 전원이 전원관리부(150)로 흐르게 되면 발리스점검툴이 동작됨과 동시에 그 내부의 충전식 밧데리에 충전이 된다.
상기 외부전원 혹은 충전전원이 상기 텔래파워전송부(110)에 공급되면, 상기 전원은 발리스를 동작시키기 위한 전력으로 변환된다.
따라서 상기 전원이 텔래파워전송부(110)의 클럭발생기를 통해 밴드패스필터를 거치면서 사인파로 만들어진 27.095Mhz가 되고, FET로 구성된 파워증폭기를 거치면서 증폭되어 텔래파워로 변환되어 텔래파워 Loop 안테나를 통해 발리스로 전송된다.
상기와 같이 발리스 점검툴 및 발리스에 전원이 공급되는 상태에서, 상기 발리스에서 방사되는 텔래그램 신호는 텔래그램 수신부(120)의 텔래그램 Loop 안테나를 통해 수신되어 FSK복조기(130)로 전달된다.
상기 FSK 신호로 변조된 텔래그램 신호는 FSK복조기(130)에서 복조되어 텔래그램 디코더(140)가 인식할 수 있는 디지털 신호가 된다.
즉, 상기 FSK 신호는 FSK복조기의 L/C Tank에 의해 그 위상차를 통해 복조된 후 비교기로 전달되며 복조된 신호는 상기 비교기에서 텔래그램 디코더가 인식할 수 있는 TTL Level로 변환해 준다.
상기 FSK복조기에서 복조된 텔래그램 신호는 암호화되어 있어 텔래그램 디코더(140)로 전송된 후 실시간으로 해석되어 그 내용이 사용자단말기(10)로 전송된다.
이때, 상기 해석된 텔래그램 신호는 상기 통신포트(170)를 통해 RS232 혹은 Ethernet을 통해 사용자 단말기로 전송된다.

Claims (9)

  1. 외부로부터 전달되는 전원을 회로에 공급 및 충전하는 전원관리부(150)와;
    발리스를 동작시키도록 발리스가 필요로 하는 전력을 상기 전원관리부터 공급받아 밸리스로 전송하는 텔래파워전송부(110)와;
    발리스가 방사하는 텔래그램의 신호를 텔래그램 Loop안테나를 통해 수신하는 텔래그램 수신부(120)와;
    FSK 신호로 변조된 텔래그램 신호를 복조하여 디지털신호로 변환시키는 FSK복조기(130)와;
    상기 FSK복조기에서 복조한 암호화 상태의 텔래그램을 전달받아 해석한 후 사용자단말기로 전송하는 텔래그램 디코더(140)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 텔래파워전송부는(110)는,
    상기 발리스로부터 수신된 텔래파워 신호를 통해 27.095Mhz의 클럭신호를 발생시키는 클럭발생기와;
    상기 클럭신호를 사인파로 만들기 위한 패시브 밴드패스필터와;
    상기 사인파로 만들어진 27.095Mhz 클럭신호를 증폭시키도록 FET로 구성된 파워증폭기와;
    증폭된 클럭신호를 발리스로 전송하는 텔래파워 Loop 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 텔래그램 수신부(120)는 상기 발리스가 방사하는 낮은 Level의 텔래그램 신호를 수신받기 위해 텔래그램 Loop 안테나를 구성하고 있어, 4.234Mhz에서 L/C공진을 이루며 그 임피던스는 50옴에서 600옴 사이로 조정되는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  4. 제 1항 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 FSK복조기는,
    상기 텔래그램 Loop 안테나로부터 전달받은 상기 FSK신호 형태의 텔래그램 신호의 위상차를 이용하여 텔레그램 신호를 복조하는 L/C Tank와;
    상기 복조된 신호를 텔래그램 디코더가 인식할 수 있는 TTL Level으로 변환하는 비교기로 구성되는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전원관리부는 DC10V ~ DC28V의 영역의 외부 전원을 사용할 수 있도록 자동으로 조정해주는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 텔래그램 디코더(140)로부터 전송되는 텔래그램 신호가 RS232 혹은 Ethernet 중 어느 하나의 통신을 이용하여 사용자단말기로 전송되도록 텔래그램 디코더(140)와 사용자 단말기 사이에 통신포트(170)를 더 포함하여 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전원관리부(150)는,
    외부전원과 연결시켜 전원을 전달받아 회로에 공급하는 전원제어기와;
    상기 전원제어기로부터 전송되는 외부전원을 공급받아 이를 충전시키는 충전식 밧데리를 포함하여 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전원제어기에 연결되어 충전식 밧데리의 전원상태를 표시해주는 상태 표시LED(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
  9. 제 1항 내지 제 3항에 있어서,
    상기 텔래그램 Loop 안테나와 텔래파워 Loop 안테나로부터 발리스 점검툴에 내장되어 있는 PCB를 전기적으로 차폐하도록 텔래파워에서 방사되는 전자파로부터 발리스점검툴을 보호는 쉴드플래이트(101)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 독립전원을 사용한 발리스 점검툴.
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