KR20100049896A - 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하기 위한 것으로, 네트워크 구성이 가능한 양방향 통신 RF modem 모듈을 이용하여 제어장치(200)의 활동 영역을 인비저블 펜스(invisible fence)인 제한영역 내로 규제하도록 제어하는 무선제어 단말기(100)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서 제공하는 명령을 받아 수행하는 제어장치(200);를 포함하여 구성함으로서, 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 일정영역의 범위로 규제할 수 있게 되는 것이다.
인비저블, 전자울타리, 양방향 무선통신 RF modem, 무선신호, 동물활동, 애완동물

Description

인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법{System for invisible electronic fence and control method thereof}
본 발명은 전자울타리에 관한 것으로, 특히 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 일정영역의 범위로 규제하기에 적당하도록 한 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에서 사용하는 인비저블 전자울타리(Invisible electronic Fence, I-Fence)란 애완동물, 사냥견, Working dog, 사람을 포함하여 움직이는 대상물을 정해진 영역을 정하여 그 범위 안에서 활동하도록 영역을 한정하고 그 범위를 벗어나면 지정된 통신규약에 부합하는 제어신호(signal)를 방사하여 그 위치를 감시하고 추적하는 시스템을 의미한다.
종래기술은 해당영역 내에 있는 지반에 전자울타리 와이어(Electric fence wire) 매설하여 울타리(Fence, 또는 펜스)를 설치하는 방법을 이용하고 있다.
그래서 전자울타리 와이어(Electric Fence Wire) 내에서 얻어지는 무선신호 를 이용하여 동물에게 전기적인 충격, 진동 또는 충격과 진동을 동시에 전달하게 된다.
그리고 송신기에는 전자울타리 와이어(Electric Fence Wire)에 낙뢰 같은 에너지로부터 보호하기 위한 낙뢰보호회로가 구비되어 있다.
그래서 Fence 이탈 후 다시 돌아올 때 shock(충격)이 발생하므로 shock(충격)을 받으면 애완동물(Dog 등)은 주인이 원하지 않는 것으로 간주하여 목적지로부터 이탈하게 된다.
종래기술의 관련 특허는 다음과 같다.
[1] 미국특허 US 제6,269,776호는 무선신호를 송출하기 위하여 와이어를 설치하는 방법의 특허이다.
[2] 미국특허 US 제5,381,129호는 동물 활동영역의 중심에 무선신호를 송출하는 송신기를 설치하고 안테나를 통해서 무선신호를 송출하여 그 안테나로부터 일정거리이상으로 멀어지게 되면 무선신호를 수신하지 못하게 됨에 따라 동물의 몸에 부착된 수신기에 전기적 충격을 발생시켜 이탈되지 못하게 하는 무선통신 방법을 사용하고 있다.
[3] 한국특허등록 KR 제10-0718841호는 애완동물이 Fence를 이탈한 후 되돌아오고자 하는 경우 일시적으로 Fence에 접근할 때 발생하는 Electric shock을 OFF시키는 기술이 기재되어 있다.
또한 [4] 미국특허 US 제5,605,116호, [5] 한국실용등록 제20-0177396호가 유사기술로 기재되어 있다.
그러나 이러한 종래기술들은 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 대상물이 급격히 제한영역을 이탈하는 경우 제어가 불가능하며, 이후 통제 불가능한 상태에 이르게 된다.
또한 Electric Wire를 넓은 지역에 매설하여야 하므로 시간과 비용이 많이 소요된다.
또한 Electric Wire의 경우 동물에 한정하여 Visible fence가 가능하며, 매설지점이 동물에 노출될 경우 동물에 의하여 파손될 수도 있다.
또한 Master와 Collar들 간 통신이 일률적으로 적용되므로 개별 관리가 불가하다.
또한 지면이 굴곡(요철)이 있는 경우 Wire 매설의 어렵고 또한 경계영역 및 한계영역 설정이 어렵다.
또한 안전영역을 이탈할 경우 직접적으로 전기적인 충격을 가하므로 동물에게 과도한 충격을 주게 된다.
또한 대상물이 경계영역을 이탈한 경우, 대상물의 위치추적이 불가능하다.
또한 Wire 단락시 해당 위치 추적이 어려워 인적, 시간적 손실(loss)이 발생한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것 으로, 본 발명의 목적은 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 일정영역의 범위로 규제할 수 있는 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 Local/Personal area network 구성이 가능한 무선 통신 기법을 이용하여 인비저블 무선 펜스(Invisible radio fence)를 설치하여 움직이는 물체의 활동 영역을 일정 범위내(제한영역)로 규제하는 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 또다른 목적은 경계를 따라 설정한 경계표시신호에 의해 대상물이 제한영역의 경계에 접근하면 그 대상물에 부착된 수신기에서 정해진 신호(진동, 음성, 동물의 경우-shock 추가, 혹은 음성 Only)를 제어대상 단말기로 전달할 수 있는 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 또다른 목적은 대상물이 제한영역을 벋어나지 못하도록 신호(Electric stimulation or warning sound)를 제공할 수 있는 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 또다른 목적은 대상물의 움직인 위치와 거리 및 시간을 무선제어단말기 상의 LCD화면(전광판)에 표시하거나 컴퓨터를 이용하여 관리할 수 있는 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 또다른 목적은 대상물의 현재 위치/상태를 무선제어단말기 상의 LCD화면(전광판)에 표시(Invisible fence 이탈시에도 현재 위치 표시) 할 수 있는 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 인비저블 전자울타리 시스템의 개념도이다.
이에 도시된 바와 같이, 양방향 통신 RF modem 모듈을 이용하여 제어장치(200)의 활동 영역을 인비저블 펜스(invisible fence)인 제한영역 내로 규제하도록 제어하는 무선제어 단말기(100)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서 제공하는 명령을 받아 수행하는 제어장치(200);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 2는 도 1에서 무선제어 단말기의 일 예를 보인 상세블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 무선제어 단말기(100)는, 상기 무선제어 단말기(100)의 동작 상태를 표시하는 LCD 및 GUI(101)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서 자신의 상태 및 제어장치들의 상태를 표시하고 알려줄 수 있는 오디오 alarm, 상태 표시 LED 및 Vibration alarm(102)과; 상기 무선제어 단말기(100)의 동작을 제어하고 정보 및 명령을 저장하는 CPU 및 메모리(103)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서의 위치정보 처리를 수행하는 GPS(104)와; 상기 무선제어 단말기(100)에 대해 사용자가 명령을 입력하도록 하는 키패드 및 버튼(105)과; 상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)와 통신을 수행하도록 하는 RF 모뎀(106)과; 상기 무선제어 단말기(100)의 전원을 관리하는 PM(Power Manager)(107)과; 상기 무선제어 단말기(100)에서의 진단 및 모니터링을 수행할 수 있도록 하는 진단 및 모니터링 포트(Diagnosis & Monitoring port)(108)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서 전원을 공급하는 배터리(Battery)(109);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 다.
도 3은 도 1에서 무선제어 단말기의 다른 예를 보인 상세블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 무선제어 단말기(100)는, 상기 무선제어 단말기(100)의 동작을 제어하는 CPU(110)와; 상기 CPU(110)의 제어를 받고 무선 통신 처리를 수행하는 양방향 통신 RF modem (120)과; 상기 CPU(110)의 제어를 받고 위치정보 처리를 수행하는 GPS 모듈(130)과; 상기 CPU(110)의 제어를 받아 명령 및 정보를 저장하는 메모리(140)와; PS 성능을 보완하여 정확한 위치추적이 가능하도록 상기 CPU(110)의 제어를 받는 가속도 sensor 및 electronic compass (150) 와; 상기 CPU(110)의 제어에 따라 상기 무선제어 단말기(100)에서의 인비저블 전자울타리 동작에 대한 상황을 표시하는 Display 장치인 LCD 모듈(160);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 4는 도 1에서 제어장치의 일 예를 보인 상세블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 제어장치(200)는, 상기 제어장치(200)에서 위치정보 처리를 수행하는 GPS(201)와; 상기 제어장치(200)의 상태를 알리는 상태 LED 및 오디오 알람(202)과; 상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 전기 충격이 발생하도록 하는 전기 자극부(Electric stimulation)(203)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 진동이 발생하도록 하는 진동 구동부(Electric vibration)(204)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 Horn Sound가 발생하도록 하는 Horn부(205)와; 상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 동영상 혹은 정지화면을 촬영할 수 있도록 하는 Camera module(206)과; 상기 제어장 치(200)의 전원을 관리하는 PM(Power Manager)(207)과; 상기 제어장치(200)에서의 진단 및 모니터링이 수행되도록 하는 진단 및 모니터링 포트(Diagnosis & Monitoring port)(208)와; 상기 제어장치(200)에 전원을 공급하는 배터리(Battery)(209)와; CPU 및 메모리(211)와 RF 트랜시버(RF Transceiver)(212)를 구비하고, 상기 무선제어 단말기(200)와의 무선통신을 수행하는 양방향 통신 RF modem 모뎀 모듈(210);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 5는 도 1에서 제어장치의 다른 예를 보인 상세블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 제어장치(200)는, 상기 제어장치(200)와 상기 무선제어 단말기(100)와의 무선 통신을 처리하는 양방향 통신 RF modem 모뎀(210)과; 상기 제어장치(200)에서의 위치정보 처리를 수행하는 GPS 모듈(220)과; 상기 양방향 통신 RF modem 모뎀(210)에서 처리된 정보를 저장하는 옵션 메모리(230)와; 상기 제어장치(200)의 전원 관리 및 리셋 관리를 수행하는 전원 및 리셋(240)과; 상기 제어장치(200)의 상태를 표시하는 LED 및 Audio alarm(251) 과 ; 상기 제어장치(200)에서의 진단 및 모니터링을 수행할 수 있도록 하는 DM(Diagnosis & Monitoring) 포트(252)와; 상기 제어장치(200)에서의 제어에 따라 녹음된 음성 혹은 직접 음성을 전달하는 Buzzer 혹은 Speaker(253)와; 상기 제어장치(200)의 이벤트 발생시 단말기의 요청에 따라 동영상 또는 정지영상을 촬영하고 음성녹음을 수행하여 상기 무선제어 단말기(100)로 무선 전송되도록 하는 카메라모듈(254)과; 상기 제어장치(200)에서의 제어에 따라 Horn을 발생하도록 하는 Horn(255)과; 상기 제어장치(200)에서의 제어에 따라 진동을 발생하도록 하는 진동자(256)와 상기 무 선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 전기 충격이 발생하도록 하는 전기 자극 전극(257)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 무선제어 단말기(100)는, 복수개의 상기 제어장치(200) 들 각각에 대한 그룹 관리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 무선제어 단말기(100)는, 기본적으로 복수개의 제어장치를 스타 네트워크에 의해 구성하여 양방향 통신 RF 통신 방식을 이용하여 연결/관리 하는 것을 특징으로 한다. 또한, Tree 구조 또는 Mesh network 를 구성하여 여러개의 star netwrok 을 묶어서 통신 range를 넓힐 수 있다
상기 제어장치(200)는, 도 19에 도시된 바와 같이, 가벼운 윗부분과 무거운 아래부분으로 구분되어 구성되도록 하고, 상기 무거운 아래부분에 충전회로를 포함하는 밧데리를 위치시키고, 상기 가벼운 윗부분에 대부분의 회로를 구성시키며, 또한 회로 및 GPS안테나는 통신감도를 높이기 위해서 상기 제어장치(200)의 상기 가벼운 윗부분에 위치하도록 하며, 상기 무거운 아래부분의 상기 밧데리는 이에 맞춰 균형을 갖도록 이동이 가능하도록 하는 구조를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 인비저블 전자울타리 시스템이 시작되면 무선제어 단말기(Master terminal)(100) 및 제어장치(asset device)(200)의 전원(Power)이 온(On) 되도록 하는 제 1 단계(ST1)와; 상기 제 1 단계 후 어떤 모드에 의해 동작하도록 선택되는지를 판별하는 제 2 단계(ST2)와; 상기 제 2 단계에서 펜스(Fence) 모드, 트래킹(Tracking) 모드, 트레이닝 모드(Training) 중에서 선택된 모드에 따라 상기 인비저블 전자울타리 시스템이 동작하도록 하는 제 3 단계(ST3);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 7은 도 6에서 펜스 모드의 동작예를 보인 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 단계에서 펜스 모드는, 양방향 통신 RF modem으로 네트워크를 구성하는 제 11 단계(ST11)와; 상기 제 11 단계 후 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행하고, Group ID 및 asset ID 설정을 수행하는 제 12 단계(ST12)와; 상기 제 12 단계 후 상기 제어장치(200)의 초기조건을 설정하여 상기 제어장치(Collar)(200)의 동작 모드를 설정하는 제 13 단계(ST13)와; 상기 제 13 단계 후 상기 무선제어 단말기(100)는 상기 제어장치(200)로 Reference 위치 전송을 수행하여 상기 무선제어 단말기(100)의 위치 확인 후 상기 제어장치(200)에 위치정보를 제공하는 제 14 단계(ST14)와; 상기 제 14 단계 후 상기 제어장치(200)는 자신의 정보(위치, 상태)를 상기 무선제어 단말기(100)에 설정 조건에 해당하는 시점에서 또는 미리 설정된 주기로 주기적으로 전송하고, 상기 무선제어 단말기(100)는 상기 제어장치(200)로부터 전송받은 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는지 판단하여 미리 설정된 조건을 만족하면 상기 제어장치(200)에 설정된 1차 Command 전달을 수행하고, Event를 유지할 것으로 판별하면 2차 이후 Warning command를 전달하고, 다시 Event를 유지할 것으로 판별하면 3차 Warning command를 전달하고, 계속 한계지점에서 Event를 유지하고 있는지를 확인하여 계속 유지하고 있다고 판단하면 펜스를 넘어갔다는 리포트를 단말기(100)에 전달하고 단말기(100) 로부터 직접 명령을 전달받아 수행하는 제 15 단계(ST15 ~ ST25);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 8은 도 6에서 트래킹 모드에 대한 동작 예를 보인 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 단계에서 트래킹 모드는, 양방향 통신 RF modem 으로 네트워크를 구성하는 제 31 단계(ST31)와; 상기 제 31 단계 후 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행하고, Group ID 및 asset ID 설정을 수행하는 제 32 단계(ST32)와; 상기 제 32 단계 후 단말기(100)에서 Report주기를 포함하는 초기조건을 제어장치(200)에 전송하는 제 33 단계(ST33)와; 상기 제 33 단계 후 현재 등록된 제어장치(200)의 상태 및 위치정보를 포함하는 리포트를 제어장치(200)로부터 받는 제 34 단계(ST34)와; 상기 제 34 단계 후 상기 무선제어 단말기(100)는 상기 제어장치(200)로부터 전송받은 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는지 판단하여(ST35) 미리 설정된 조건을 만족하면 상기 제어장치(200)에 설정된 Command 전달을 수행하고(ST36), 해당 제어장치(200)를 선택하여(ST38) 직접 Command를 전달할 수 있도록 하는 제 35 단계(ST39);를 포함하여 수행하며, 상기 제어장치(asset device)(200)가 제공하는 상태 및 리포트 내용은 현재 위치 및 상기 무선제어 단말기(100)로부터의 거리, 상태(on point or run), 이탈시간, 이탈경로 등을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 9는 도 6에서 트레이닝 모드의 동작 예를 보인 상세흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 단계에서 트레이닝 모드는, 양방향 통신 RF modem 으로 네트워크를 구성하는 제 41 단계(ST41)와; 상기 제 41 단계 후 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행하고, Group ID 및 asset ID 설정을 수행하는 제 42 단계(ST42)와; 상기 제 42 단계 후 펜스 모드를 사용할 것인지 판별하는 제 43 단계(ST43)와; 상기 제 43 단계에서 펜스모드 사용 시 펜스모드에 의한 제어동작을 수행하여 상기 제어장치(200)에 대한 직접 명령이 가능하도록 하는 제 44 단계(ST44, ST13 ~ ST25)와; 상기 제 43 단계에서 펜스모드 불사용 시 상기 제어장치(200)에 대하여 직접 제어명령을 전달하도록 하는 제 45 단계(ST45);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 무선제어 단말기(100)에 설정된 시나리오에 따라 대상물(사람, 동물, 기타 움직이는 목적물)에게 직접 스피커를 통한 음성 전달(무선통신 data rate 의 제한으로 불가능할 수도 있음) 혹은 녹음된 음성을 전달하는 것(가능)을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)에 진동, 단계적 전기 자극, Horn sound, beep sound, 및 LED Flash(독립적 동작 또는 다른 명령과 복합동작을 포함)를 전달하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)에 동영상 혹은 정지영상 촬영을 명령하여 상기 제어장치(200)가 그 명령을 수행한 후 상기 무선 제어단말기(100)에게 전달하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 제어장치(200)에서 이벤트 발생시 설정된 조건에 따라 직접 상기 제어장치(200)에서 명령을 수행하고, 이에 대한 리포트를 동시에 상 기 무선제어 단말기(100)로 제공하고, 상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)에서 정보를 요청하여 해당 정보를 받도록 하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 무선제어 단말기(100)를 중심으로 상기 제어장치(200)가 위치하는 경우, 상기 무선제어 단말기(100)와 상기 제어장치(200)는 서로 가지고 있는 위치정보를 자체 GPS 위치 정보 reference와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하고 설정된 조건에 따라 명령을 전달하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다,
상기 제 3 단계는, 관리대상인 목적물의 일괄 관리를 위해서 상기 무선제어 단말기(100) 내의 메모리를 이용하여 컴퓨터 내에서 이탈횟수, 이탈방향 추적, 시기, 이탈 위치 중에서 하나 이상을 포함한 목적물의 특성을 분석하여 표시하고, 관리대상인 상기 제어장치(200)의 펜스 내 존재 또는 이탈 정보를 포함한 현재 상태를 상기 무선제어 단말기(100)를 이용하여 가시적으로 표시하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 펜스모드에서 Electric stimulation의 강도를 일정레벨까지로 나눌 수 있는 상기 제어장치(200)가 펜스에 접근할수록 Electric stimulation의 강도가 점차적으로 증가되도록 하며, 한계 인비저블 전자울타리에서 Electric stimulation의 강도가 가장 크게 작동하도록 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 한 화면에 Fence의 coverage를 표시하고 해당 coverage내 에서 상기 제어장치(200)의 분포상태 및 상황을 감시할 수 있도록 하고, 기본적인 compass기능을 기준으로 절대좌표 및 상대거리를 표시할 수 있도록 하여 상기 펜스 모드와 상기 트래킹 모드의 화면을 한꺼번에 출력시키는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 무선제어 단말기(100)의 동작을 위한 키는 Training Mode에서 제어장치에 RF signal로 직접 명령을 수행하도록 하는 Training Key area와 Tracking mode or Fence mode에서 환경설정을 위해 사용하도록 하는 Operation Key area로 분리하여 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 무선제어 단말기(100)에서 전달되는 음성 이름호출 및 명령어는 코드화되어 전달되도록 하며, 해당되는 상기 제어장치(200)는 해당 코드를 인식하고 지정한 명령을 물리적으로 변화시켜 설정된 명령을 수행하도록 하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 제어장치(200)가 최종 한계펜스에서 3차 Warning Zone 유지시 또는 펜스 이탈시 미리 설정된 일정시간 동안 전기자극을 받으며, 일정시간 이후에는 미리 설정한 다른일정시간 마다 진동과 LED flash가 같이 작동하며, 다시 되돌아오는 경우 1차 Warning command zone에 도달할때까지 2차 Warning command와 3차 Warning command가 작동하지 않도록 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)로 전달되는 명령 중에서 Rising 명령이 전달되면, 바로 이전에 작동된 세기의 전기자극 의 세기에서부터 시작하여 최대 설정값까지 올라가도록 Rising 명령을 수행하고, 최대값까지 도달되면 자동으로 진동으로 전환되어 역으로 높은 단계에서 낮은 단계로 낮아지면서 Rising 명령을 수행하도록 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법은 무선을 이용하여 대상물의 활동을 일정영역의 범위로 규제할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한 본 발명은 네트워크 구성이 가능한 양방향 무선 통신기법을 이용하여 인비저블 무선 펜스(Invisible radio fence)를 설치하여 움직이는 물체의 활동 영역을 일정 범위내(제한영역)로 규제할 수 있다.
또한 본 발명은 경계를 따라 설정된 무선 경계표시신호에 대하여 대상물이 제한영역의 경계에 접근하면 그 대상물에 부착된 수신기에서 정해진 신호(진동, 음성, LED blinking 등의 visible alarm, 동물의 경우-shock 추가, 혹은 음성 Only)를 전달할 수 있다.
또한 본 발명은 대상물이 제한영역을 벋어나지 못하도록 신호(Electric stimulation or warning sound)를 제공할 수 있다.
또한 본 발명을 대상물의 상태를 시각적으로 제어할 수 있도록 동영상 혹은 정지화면을 촬영하여 전달할 수 있다.
또한 본 발명은 대상물의 움직인 위치와 거리 및 시간을 무선제어 단말기의 display 장치인 LCD화면(전광판)에 표시하고 컴퓨터에서 관리할 수 있다.
또한 본 발명은 대상물의 현재 위치/상태정보를 무선제어 단말기의 display 장치인 LCD화면(전광판)에 표시(Invisible fence 이탈시에도 현재 위치 표시하고 컴퓨터에서 관리할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 대상물의 분실위험을 제거할 수 있고, 분실 후에도 위치추적을 통하여 쉽게 찾을 수 있게 된다.
또한 본 발명은 종래의 유선 Fence에 비하여 설치 용이하고 정확한 위치파악이 가능하고, 대상물이 동물뿐만 아니라 사람을 포함하여 움직이는 대상물은 모두 적용 가능하며, 무선통신을 통한 제어이므로 설치구역에 장애를 받지 않는 장점이 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 인비저블 전자울타리 시스템 및 그의 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.
먼저 본 발명은 무선을 이용하여 대상물의 활동을 일정영역의 범위로 규제하고자 한 것이다.
본 발명에서 사용하는 개념을 정의하면 다음과 같다.
- I-Fence(Invisible Fence) : 무선(Radio Frequency)을 이용한 울타리를 말하며, 일명 '전자울타리'라고 한다. 본 발명에 의한 i-fence는 양방향 RF 무선통신 솔루션 기술과 GPS 기술을 적용한 전자울타리를 의미한다. 이러한 I-Fence는 애완동물, 사냥견, Working dog, 사람을 포함하여 움직이는 대상물을 정해진 영역을 정하여 그 범위 안에서 활동하도록 영역을 한정하고 그 범위를 벗어나면 지정된 signal을 방사하여 감시하는 시스템을 의미한다.
- 자유구역 : 제한하고자 하는 영역 내에서 대상물이 자유로이 활동할 수 있는 공간을 말한다.
- 경계영역 : 지정하는 fence를 넘어서지 않는 구역으로 Master terminal로부터 warning message를 받는 구역을 말하며, 이때 warning message는 자체적으로 발생할 수도 있다.(fence mode)
- 제한영역 : Radio Frequency를 이용한 fence가 구성되는 영역 중에서 최종적으로 통제하고자 하는 구역이며, 가능하면 이 구역을 벗어나지 못하도록 다양한 Warning message를 전달하여 제어하게 된다.
- 양방향 통신 RF 모뎀 : 양방향 통신 및 network 구성이 가능한 최신 통신기술이 적용된 무선 모뎀을 의미한다.
- GPS module : Global Positioning System으로 GPS 칩셋(chipset)을 추가하 면서 위치정보를 얻을 수 있다.
- 가속도 sensor 및 전자 compass : GSP 정보의 위치 보정에 사용할 수 있도록 추가 구현한다.
- Master terminal(무선제어 단말기) : 본 발명에서 Control Tower 역할 및 감시기능을 하는 관제시스템을 의미한다.
- Asset Device or Asset(제어장치) : 목적물에게 부착하는 부착물을 의미한다.(본 발명에서는 Collar로 표현됨)
- Collar : 본 발명에서는 제어장치(200)를 의미하며, 무선제어 단말기(Master terminal)와 대비되는 개념으로, 무선제어 단말기(Master terminal)의 지배를 받아 자신의 위치/상태 정보 등을 무선으로 보고하며 무선제어 단말기(Master terminal)에서 제공하는 명령을 받아 수행하는 역할을 한다.
또한 본 발명의 주요 구성품인 무선제어 단말기(Master terminal)와 Asset device or asset(제어장치)는 다음의 기능을 수행한다.
- Master terminal(무선제어 단말기) : 대상물의 움직임을 감시하는 장치로서 LCD Display를 장착하고 제어장치에서 제공하는 무선신호를 받아 적정한 제어를 수행하는 장치(100)이며, 도 29에서 보인 바와 같이 직접 명령키를 가지는 트레이닝(Training) 모드키와 환경 설정 및 트래킹(Tracking) 모드, 펜스(Fence)모드의 기능을 가지는 키를 분리하도록 하는 구조를 가진다.
- Asset device or asset(제어장치) : 대상물에 장착된 Collar를 의미하며(200), 대상물의 움직임에 대한 정보(위치, 시간, 단말기와의 거리, 이동경로 등)를 무선제어 단말기(100)에 제공하고, GPS 모듈을 채용하여 정확한 방위정보를 무선제어 단말기(100)에 제공한다. 또한 제한영역을 벗어나게 되면 지정된 Signal(음성, 진동, 동물의 경우 전기 자극추가)을 전달하며, 무선제어 단말기로부터 직접 명령(음성, 진동, 전기자극)을 받아 그 명령을 수행하는 장치이다.
또한 본 발명은 Invisible Fence의 개념을 구현하고자 다음과 같은 기술이 적용되며, 그 세부 내용은 다음과 같다.
- Invisible fence를 설정하고자 하는 지역의 지리정보(GPS), 양방향 무선 RF 통신기술을 적용하여 상호간의 위치를 확인 하고, 기 설정된 invisible fence 내에 목적물을 가두고 관리하는 기술.
- Master terminal(무선 제어 단말기)과 각 asset(제어장치)간의 통신은 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF통신 기술을 사용하고 외부 Power amp 등을 추가하여 출력 power 를 높이면 관리가능영역을 LOS(line of sight) 높이는 기술
- Master terminal(무선 제어 단말기)에 GPS module 내장하여 reference Location 확보.
- Master terminal(무선 제어 단말기)에서는 asset제어장치)로부터 양방향 무선 RF 통신 modem 기술을 사용하여 각 GPS 정보를 수집하여 각 asset 의 방위각, 거리 등 계산.
- asset(제어장치)로부터 전송된 위치/방위 정보가 Mater terminal(무선 제어 단말기) 에 미리 설정된 boundary를 벗어나는 경우 asset device(제어장치)내의 audio alarm, vibration 이나 stimulation을 동작시켜 목적물 관리하는 기술.
- network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem기술을 적용하여 하나의 Master terminal(무선 제어 단말기)이 복수개의 제어장치를 관리토록 하는 기술.
- Maser terminal(무선 제어 단말기)은 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem기술을 기준으로 상기 기능을 가지도록 개발하는 기술.
- Asset device(제어장치)내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Vibration 구동 기술.
- Asset device(제어장치)내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Beep Sound 구동 기술.
- Asset device(제어장치)내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Stimulation 구동 기술.
- Asset device(제어장치)내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Horn 구동 기술.
- Master Terminal(무선 제어 단말기)에서 호명된 asset device(제어장치)가 자신을 자체 인식하고 주어진 명령(Vibration, Sound or electric stimulation)을 수행하도록 하는 기술.
- Master Terminal(무선 제어 단말기)에서 주어지는 명령에 따라 Asset Device(제어장치)에서 동영상 혹은 정지영상을 촬영하여 Master Terminal(무선제어 단말기)에 전달하여 Display하는 기술
- Master Terminal(무선 제어 단말기)에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 통하여 Recorded Voice혹은 직접 Voice를 전달 하는 기술.
- Asset device(제어장치)내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 LED 구동 기술.
이러한 본 발명은 다음과 같은 특징은 갖는다.
먼저 가로/세로 수 mile 범위 내에서 모니터링 하고자 하는 moving asset(제어장치)의 GPS 정보/Status 정보를 수집하고, 수집 정보에 대해 대응하기 위해서일정 통신 범위를 갖는 무선적용 솔루션이 구현된다.
또한 무선제어 단말기(Maser Terminal)(100)의 구성은 CPU, network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem, GPS, display LCD 등을 갖춘 mobile handset 형상으로 이루어질 수 있다.
또한 제어장치(Asset Device)(200)의 구성은 GPS 수신기와 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 으로 이루어질 수 있다.
또한 적용 solution에서 무선제어 단말기(100)와 제어장치(200) 간의 통신은 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem기술 을 사용하고, network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem기술 에서 적정한 통신거리는 확보된다.
또한 무선제어 단말기(100)와 제어장치(200)에 GPS module을 내장하여 위치정보를 수집한다.
또한 무선제어 단말기(100)에서는 제어장치(200)로부터 각 GPS 정보를 수집하여 각 제어장치(200)들의 방위각, 거리 등을 계산한다.
또한 제어장치(200)의 위치정보가 무선제어 단말기(100)의 미리 설정된 조건 또는 boundary를 벗어나는 경우 audio alarm / visible alarm / vibration alarm / electric stimulation을 발생하고, 무선제어 단말기(100)와 제어장치(200)의 위치/status를 확인한다.
또한 수동 모드(Manual mode)는 direct training mode로서 해당 제어장치(200)에 직접 명령(Command)을 전송한다.
또한 많은 수의 제어장치(200)를 관리하기 위해, Coordinator 역할을 하는 하나의 무선제어 단말기(100)가 스타 네트워크(Star network)를 구성하여 통신가능한 관리영역내의 많은 제어장치(200)들을 관리한다.
또한 관리영역 및 수량 확장성은 Mesh / Tree network 를 구성하여 routing 기능을 사용할 수 있도록 하면 관리 영역 및 관리수량은 더 늘어나게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 인비저블 전자울타리 시스템의 개념도이다.
무선제어 단말기(Master terminal)(100)와 각 제어장치(Asset Device)(200) 간의 통신은 네트워크 구성이 가능한 양방향 무선통신 기술을 사용하며, 무선 모뎀과 RF 신호 증폭기 및 High-gain antenna 를 이용하여 FCC 인증의 무선출력 규정에 부합하는 출력을 조정하여 LOS 무선동신 가능 range 를 설정할 수 있다.
무선제어 단말기(100)에서는 coverage 내의 단말의 위치정보 및 상태정보를 주기적으로 보고 받아서 모니터링/관리할 수 있다.
초기 네트워크 구성시 star network 구성하여 하나의 무선제어 단말기(100)에서 관리 그룹을 형성한다.
또한 각 제어장치(200)에 ID 를 부여하여 각 무선제어 단말기(100) 내의 관리 그룹을 설정하여 운용한다.
각 제어장치(200)는 동작 모드에 따라 주기적으로 위치정보 및 상태정보를 송신하거나 기 설정된 이벤트(event) 발생시 위치정보 및 관련 알람(alarm) 정보를 송신하도록 운용한다.
도 2는 도 1에서 무선제어 단말기의 일 예를 보인 상세블록도이다.
그래서 무선제어 단말기(100)는 LCD GUI(101), 오디오 상태 LED(102), CPU 및 메모리(103), GPS(104), 키패드 및 버튼(105), RF 트랜시버(106), PM(Power Manager)(107), 진단 및 모니터링 포트(Diagnosis & Monitoring port)(108), 배터리(Battery)(109)로 구성할 수 있다.
CPU는 RISC microprocessor 를 사용하고, 시스템 메모리(System memory)는 OS와 Application 용으로 NOR / SRAM 또는 NAND 또는 SDRAM을 사용할 수 있다.
LCD는 2.8인치 LCD 와 Graphic GUI를 사용할 수 있다.
또한 양방향 무선통신 modem module을 포함하여 구성한다.
GPS 모듈은 GPS 위성의 위치정보를 수신할 수 있는 수신기 module을 사용할 수 있다. 위치정보의 해상도 확보를 위하여 가속도 센서 및 전자 compass 기능을 추가하여 구성한다
네트워크는 Star network 구성 Coordinator를 사용할 수 있고, Group ID와 개별 ID 부여로 그룹관리를 수행한다.
CPU(103)는 제어 장치(200)의 위치, 상태 LOG의 저장 및 관리 기능을 수행하 고, 로그 데이터의 저장 및 분석을 위해 내부 메모리와 외부 (마이크로) SD-카드 인터페이스를 사용할 수 있다.
오디오 장치에서는 부저(Buzzer) 또는 스피커(Speaker)를 사용할 수 있다.
비저블 알람(Visible Alarm)은 LCD 또는 LED 블링킹(blinking)을 사용하거나 바이브레이션 알람(Vibration alarm) 또는 Horn을 사용할 수 있다.
전원은 일반적인 AA battery x 2 또는 리튬이온(Li-ion) battery를 사용할 수 있다.
진단 및 모니터링 포트는 업그레이드 및 AS를 위해 사용한다.
도 3은 도 1에서 무선제어 단말기의 다른 예를 보인 상세블록도이다.
그래서 무선제어 단말기(100)는, CPU(110), 양방향 통신 RF modem 모뎀(120), GPS 모듈(130), 메모리(140), 전자 컴퍼스(Electronic Compass)(150), LCD 모듈(160), LED(171), 키 버튼(172), USB 포트(173), 부저 또는 스피커(174), Vibrator(175)를 포함하여 구성할 수 있다.
도 4는 도 1에서 제어장치의 일 예를 보인 상세블록도이다.
그래서 제어장치(200)는 GPS(201), 상태 LED 오디오 알람(202), 전기 자극부(Electric Stimulation)(203), Vibration(204), Horn(205), Camera module(206), PM(Power Manager)(207), 진단 및 모니터링 포트(Diagnosis & Monitoring port)(208), 배터리(Battery)(209), 양방향 통신 RF modem 모뎀 모듈(210)을 구비할 수 있다. 또한 양방향 통신 RF 모뎀 모듈(210)은 CPU 및 메모리(211), RF 트랜시버(RF Transceiver)(212)로 구성할 수 있다.
도 5는 도 1에서 제어장치의 다른 예를 보인 상세블록도이다.
그래서 제어장치(200)는 양방향 통신 RF 모뎀 모듈(210), GPS 모듈(220), 옵션 메모리(230), 전원 및 리셋(240), LED 또는 Audio Alarm(251), DM(Diagnosis & Monitoring) 포트(252),부저 또는 스피커(253), Camera module(254), Horn(255), Vibration(256), 전기 자극 전극(257)을 포함하여 구성할 수 있다.
이와 같이 제어장치(200)는 양방향 통신 RF modem을 채용하며, 양방향 통신 RF modem 내의 CPU 에서 기본 기능이 구현된다. 또한 기능에 따라 CPU의 추가가 가능하다.
또한 오디오 및 비저블(Audio/visible) 알람 및 바이브레이션(Alarm/Vibration)이 가능하고, 전기 자극 전극(stimulation Electrode)을 포함할 수 있다.
또한 위치 정보를 위해 GPS module을 채용할 수 있다.
또한 배터리 전원을 포함할 수 있는 데, 이는 Detachable AA 배터리를 사용하거나 재충전 가능한 리튬-이온(Li-ion), 리튬-폴리머(Li-Polymer), 니켈-수소(Ni-MH) 배터리를 사용할 수 있다. 또한 배터리 전원의 내부에는 충전회로가 내장될 수 있다.
또한 진단 및 모니터링 포트는 업그레이드 및 AS를 위해 사용한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법을 보인 흐름도이다.
먼저 시스템이 시작되면 무선제어 단말기(Master terminal)(100) 및 제어장 치(asset device)(200)의 전원(Power)이 온(On) 되도록 한다(ST1).
그리고 어떤 모드에 의해 동작하도록 선택되는지를 판별한다(ST2).
그래서 선택된 모드에 따라 인비저블 전자울타리 시스템이 동작하도록 한다(ST3).
이때의 동작 모드는 펜스(Fence) 모드, 트래킹(Tracking) 모드, 트레이닝(Training) 모드가 포함될 수 있다.
도 7은 도 6에서 펜스 모드의 동작예를 보인 상세흐름도이다.
펜스 모드가 시작되면, 무선제어 단말기(100)와 제어장치(200) 사이에 네트워크를 구성한다(ST11).
그리고 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행한다. 이때 Group ID 및 asset ID 설정을 수행한다(ST12).
그런 다음 각 제어장치(Asset device)(200)의 동작 모드를 설정한다. 이때 설정하는 동작 모드는 초기 상태(Initial Condition)가 된다.
이를 위해 먼저 기준 위치(Reference position)를 저장한다. 그리고 이벤트(Event) 발생조건의 설정 및 저장을 수행한다. 이때 동작영역 및 영역별 액션(action) 방법을 결정한다.(ST13~ST14)
또한 GPS 정보 및 보고 주기를 설정하고 저장한다. 이때 펜스 모드(Fence mode)는 무선제어 단말기(100)에서 조작하도록 하되, 이벤트가 발생하는 경우에 주로 전달이 이루어지도록 설정하고, 트래킹 모드(tracking mode)에서는 보고 주기를 무선제어 단말기(100)에서 조작하도록 하되 빠른 주기를 갖도록 설정한다.
또한 전달하는 명령(Command)의 종류를 설정한다. 이는 각 영역별 command 종류 설정을 포함한다. 이때 각 영역은 Vibration, recordable sound, speaker or beep sound, electric stimulation 등이 포함된다(ST13).
그리고 Reference 위치 전송을 수행하여 무선제어 단말기(100)의 위치 확인 후 제어장치(200)에 위치정보를 제공한다(ST14).
그러면 Event Report 전송에 의해 제어장치(200)는 자신의 정보(위치, 상태)를 무선제어 단말기(100)에 전송한다(ST15).
이에 따라 무선제어 단말기(100)는 제어장치(200)로부터 전송받은 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는지 판단한다(ST16).
No인 경우, 설정된 주기에 따라 report를 제공하고 이탈여부를 다시 묻는다.
Yes인 경우, 제어장치(200)에 설정된 1차 Command(recordable sound or beep sound with LED flash)수행한다. 또한 무선제어 단말기(100)에게는 상태(status) 및 경고메시지(warning message)를 제공한다(ST17).
또한 Event를 유지할 것인지 판별한다(ST18).
그래서 Event를 유지할 것으로 판별하면, 2차 이후 Warning command (Vibration)를 전달한다. 이때 무선제어 단말기(100)에게는 상태(status) 및 경고메시지(warning message)를 제공한다(ST19).
다시 Event를 유지할 것인지 판별한다(ST20).
그래서 Event를 유지할 것으로 판별하면, 3차 Warning Command(Electric stimulation for dog, voice and vibration for people)를 전달한다. 여기서 제어 장치(200)가 한계 Fence line에 가까이 접근할수록 그 세기는 증가한다. 동시에 무선제어 단말기(100)에게는 계속적으로 상태정보(위치, 상태, 이탈경로, 시각 등)를 제공한다. 단, sound와 stimulation(혹은 sound와 Vibration)을 10초간만 제공할 수 있다. 10초 이후에는 일정한 간격을 두고 Sound, LED, Vibration, 혹은 Electric Stimulation을 반복적으로 동작하도록 한다. 이때 무선제어 단말기(100)에게는 상태(status) 및 경고메시지(warning message)를 계속 제공한다(ST21).
다시 Event를 유지하고 있는지를 판별한다.(ST22).
이 단계에서 Eevent를 계속 유지하고 있는 것으로 판별하면, 최종 한계울타리를 넘어간 것으로 간주하며, 해당 제어장치, asset 혹은 Collar(200)의 정보(위치, 거리, 움직이는 방향, 시간 등)을 단말기(100)의 화면에 보여주고 해당 Collar를 직접 선택하여(ST24) 원하는 명령을 제어장치(100)에 전달하도록 한다.(ST25)
여기서 Event 조건이란 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 즉, invisible fence (설정 boundary parameter)를 넘어선 경우로서 이를 event라고 한다.
도 8은 도 6에서 트래킹 모드의 동작 예를 보인 상세흐름도이다.
먼저 트래킹 모드(Tracking mode)가 시작되면, WPAN modem으로 네트워크를 구성한다(ST31).
그리고 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행한다. 이때 Group ID, asset ID 설정을 수행할 수 있다(ST32).
그런 다음 각 제어장치(200)의 동작 모드(Initial Condition)를 설정하는데, 여기에는 무선 단말기(100)에 제공하는 리포트 주기, event 발생시 작동되는 alarm signal, event를 정하기 위한 최종 한계 Fence의 반경을 정할 수 있다(ST33). 또한 Tracking mode 사용에는 Reference position이 움직이므로 별도로 설정하지 않으며, 그 영역은 무선 단말기(100)가 움직임에 따라 제어장치(200)를 추적하는 가시영역도 같이 움직인다.(ST33).
그리고 한계 Fence 이탈 여부를 판별한다(ST35).
이때 한계 Fence를 이탈하게 되면 해당 제어장치(asset device)(200)에서는 자체적으로 Early Warning message(Beep sound, vibration, electric stimulation 혹은 recorded voice)가 작동되며(ST36), 동시에 해당 제어장치(200)를 추적하여 정보(현재 위치, 상태, 이탈시간, 이탈경로 등)를 무선 단말기(100)로 송신하며, 무선단말기(100)에서는 그 내용을 보여준다(ST37).
그리고 해당 제어장치(Asset device)(200)의 ID를 선정하여(ST38) 직접 명령을 전달하도록 한다(ST39). 여기서 직접 명령이란 recordable voice, speaker를 이용한 voice 전달, vibration 전달, nick or continuous stimulation, 동영상 혹은 정지화면 촬영명령 전달 등이다(ST39).
도 9는 도 6에서 트레이닝 모드의 동작 예를 보인 상세흐름도이다.
먼저 트레이닝 모드(Training mode)가 시작되면, WPAN modem으로 네트워크를 구성한다(ST41).
그리고 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행한다. 이때 Group ID, asset ID 설정을 포함한다(ST42).
다음 단계로 Fence mode 사용 여부를 판별하며(ST43), Fence mode는 ST13에 서 ST25단계를 포함하며(ST44), 해당 제어장치(100)에 직접 명령을 전달할 수 있다. 또한 Fence mode를 사용하지 않고 해당 제어장치(100)에게 직접 명령을 전달 할 수 있다(ST45).
트레이닝 모드(Training mode)에서 모든 직접 명령은 도 29에서 도시한 무선제어 단말기의 제어명령 키의 "Training mode Control Zone"을 사용한다.
트레이닝 모드(Training mode) 에서도 Fence mode를 사용하게 되면 해당 제어장치(asset device)(200)를 추적하여 Fence 이내에 존재하는 또는 Fence를 이탈하는 모든 제어장치(asset device)(200)의 정보(현재 위치, 상태, 이탈시간, 이탈경로 등)를 실시간으로 무선제어 단말기(100)에서 확인 ?? 관리가 가능하다.
제어영역 내의 모든 제어장치들의 상태 및 위치정보를 무선제어 단말기(100)에서 확인하고 특정 제어장치(Asset device)(200)의 ID를 선정하여 무선제어 단말기(100)의 사용자가 직접 해당 제어장치(200)로 직접 제어명령을 전달한다(ST45).
여기서 직접 명령이란 recordable voice, speaker를 이용한 voice 전달, vibration 전달, nick electric stimulation 전달, Continuous electric stimulation 전달 등이다(ST45).
도 10은 본 발명의 각 관리영역별 적용하는 예를 보인 개념도이다.
제어장치(asset device 혹은 collar) 및 무선제어 단말기(Master terminal)(100)의 주요 기능은 다음과 같다.
- Beep sound 전달 기능,
- Vibration 전달 기능,
- Electric stimulation 전달 기능,
- Horn sound 전달기능,
- 녹음된 voice 전달 기능,
- 직접 voice전달 기능,
- 정지영상 및 동영상 전달기능,
- 무선제어 단말기(Master terminal)(100)에 주기적 또는 Event 발생시 제어장치(200)의 상태정보(밧데리 잔량, 통신감도, 제어장치의 위치, 상태 등)를 리포트하는 기능
- 무선제어 단말기(Master terminal)(100)에 제어장치(asset device)(200)로부터 보고받은 Battery 잔량 및 통신감도 등의 상태를 표시
- 무선제어 단말기(Master terminal)(100)에 제어장치(asset device)(200)로부터 보고받은 각 제어장치(200)의 위치정보, 이동속도, 이동 방향 등을 표시
- 무선제어 단말기(Master terminal)(100)에 제어장치(asset device)(200)의 현재의 위치 및 동작상태(Run, Scoring, sleep, stop, struggle)를 표시
- 제어장치(200)가 움직이면 horn이 안 울리고, 움직이지 않고 정지해있으면 Horn을 울리는 기능 : RUN & Point 기능
- Invisible fence 이탈시 무선제어 단말기(100)에 Warning message 및 현재 위치 표시(방위, 이탈거리, 상태 표시) 기능
- 무선제어 단말기(Master terminal)(100)에서 제어장치(asset device 혹은 collar)의 이름이 호명되면 호명된 제어장치는 자신의 이름을 자체 인식하고 전달 된 명령을 수행하는 기능
또한 작동 절차를 3가지 경우로 구분하여 설명하면 다음과 같다.
1) Free zone에서 Invisible fence로 진입시
- 1차 warning : Recordable sound 혹은 beep sound with LED Flash
- 2차 warning : 주기적으로 진동 전달
여기서 1차, 2차 warning Menu는 사용자가 선택하여 그 순서를 바꿀 수 있다. 예) 1차-소리, 2차-진동, 혹은 소리만, 진동만 설정가능.
- 3차 warning : Electric shock 발생(Fence에 가까울수록 shock level 증가).
2) Invisible fence를 벗어난 경우
해당 제어장치(asset device 혹은 Collar)는 Invisible fence 밖으로 이탈한 경우이다. 이때부터는 Fence를 이탈한 것으로 간주하여 지속적인 electric stimulation을 전달하지 않고, 일정한 주기를 가지고 sound, vibration 혹은 electric stimulation을 번갈아가며 작동시킨다. 동시에 무선제어 단말기(200)에는 제어장치의 정보(무선단말기와의 거리, 이동경로, 방향, 시간 등)를 주기적으로 제공한다.
컴퓨터가 연결되어 있는 경우, 혹은 warning board가 설치되어 있는 경우, Warning message를 제공할 수 있다.
3) 되돌아오고자 하는 경우
Invisible fence을 지나 3rd Warning Zone에 진입하게 되면 3rd warning message인 electric stimulation이 'off'되며, 1st warning zone까지 진입하는 순간 3rd warning zone이 'on'된다. 2nd waring zone 또한 'ON'으로 전환된다.
도 11은 도 1을 펜스 모드에 적용시 일 작동예를 보인 개념도이다.
먼저 도 11에서의 설정은 다음과 같다. 즉, Master Terminal(무선제어 단말기)을 기준으로 Fence 영역을 R1, R2, R3로 구분하여 Fence 설치한다(in Master Terminal).
이러한 설정 영역 내에서의 기능을 4가지로 구분하여 설명하면 다음과 같다.
1) R1 : 안전영역(Free Zone) & 1st warning zone
제어장치 a, b는 간헐적으로 Master Terminal(무선제어 단말기)로 위치정보를 전송한다. 안전영역(R1)을 벗어나면 Master Terminal(무선제어 단말기)에 안전영역을 이탈했다는 message와 제어장치(200)(c,d,e)에는 Beep sound와 LED flash를 같이 작동하도록 전달한다.
2) R2 : 2nd Warning zone
이 구역에서는 Master Terminal(무선제어 단말기)의 LCD display상에 '2nd warning zone 이탈'정보를 전달한다. 또한 이탈 asset(제어장치) f, g의 위치를 뿌려준다.
한편 이탈된 asset(제어장치) f, g는 안전영역 이탈시 기 설정된 경고 메시지로 주기적으로 진동을 전달한다.
3) R3 : Invisible Fence Limit Line 영역
Limit Line에 도달된 asset f, g 에게는 electric stimulation이 전달되며, Limit line에 접근할 수록 그 세기는 점점 커진다. 여기서 electric stimulation은 을 10초를 넘지 않도록 제공한다. 이후에 제어장치(200)가 Fence를 넘은 것으로 간주되면 sound, Vibration, electric stimulation등을 일정한 주기를 가지고 반복 전달할 수 있도록 한다.
한편 Master Terminal(무선제어 단말기)(100)에게는 이탈 제어장치(200)의 위치 정보 및 'Limit Line'을 이탈했다는 메시지를 전달한다.
또한 해당 제어장치(200)를 선택하여 Direct Signal 정보(electric stimulation or vibration)를 전달할 수 있다. 이는 필요시만 사용하도록 한다.
또한 해당영역을 벗어나게 되면 제어 command는 중단하게 된다.
4) 이탈한 제어장치의 return시 signal
제어장치 h는 limit line을 완전히 이탈한 상태로, Master terminal(무선제어 단말기)에서는 해당 asset(제어장치)의 tracking이 가능토록 한다.
제어장치 h가 돌아오면 R2,R3 영역의 Warning message가 해제되고, R1 영역내에 들어오면 다시 R2, R3 영역이 active mode로 전환된다.
네트워크 구성이 가능한 RF 양방향 통신 무선 modem 을 사용하여 I-Fence system을 구성하는 것에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 기본적으로 하나의 Master terminal(무선제어 단말기)로부터 Star Network 구성하여 asset device(제어장치)를 관리한다.
하나의 Master terminal(무선제어 단말기)이 구성된 network 상에서 Coordinator 의 역할을 수행한다.
또한 Network ID / Group ID / Device ID 부여로 Group 관리가 가능하다.
또한 Master terminal(무선제어 단말기)을 중심으로 양방향 통신이 가능하여 LOS(Line of Sight) range 내에 Asset Device(제어장치)가 위치하는 경우 각 asset(제어장치)로부터 주기적으로 받은 위치 정보를 현재 terminal(무선제어 단말기)의 GPS 위치정보와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하여 각 asset(제어장치)의 위치 및 status 를 모니터링 할 수 있다.
또한 Asset Device(제어장치)에서 확인된 GPS 위치/방위 정보가 미리 설정된 조건에서 벗어나는 event 가 발생하는 경우, 미리 설정된 시나리오에 따라 Asset Device(제어장치)에서 Mater terminal(무선제어 단말기)로 alarm을 발생하여 전송하고, 각 asset(제어장치)의 위치정보/status 를 Master terminal(무선제어 단말기)로 전송하고 Master terminal(무선제어 단말기)에서 전송 데이터를 판단하여 해당 response에 대응한다.
또한 Master terminal(무선제어 단말기)에서 각 asset device(제어장치)로부터 위치정보 및 status 를 기 설정한 특정주기로 주기적으로 수신받아 내부 설정된 조건에 따라 알람을 발생시키고 사용자가 해당 response에 대응하도록 한다.
또한 수 개의 Master terminal(무선제어 단말기)을 구현하고, Tree / Mesh network 등의 네트워크 구성방식을 적용/구성하여 운용하면 라우팅 기능을 이용하여 Coverage 및 모니터링 가능한 asset(제어장치)의 수를 확장할 수 있다.
즉, 각 Master terminal 에 Co-ordinator 기능 + 중계기 기능을 설정하면 Master terminal 간 통신 또는 각 master terminal 와 Headquarter 간 양방향 통신 을 이용하면 Headquarter terminal 또는 컴퓨터에서 전체적으로 단말의 상태 상황을 관리할 수 있다.
또한 각 Master terminal(무선제어 단말기)에서의 관리 데이터를 Headquarter Master terminal 로 전송하면 Headquarter Master terminal 에서 이를 취합 관리할 수 있다.
도 12는 도 11의 펜스 모드의 동작을 보인 흐름도이다.
적용하는 양방향 무선통신 방식의 네트워크 구성 protocol 에 맞게 무선제어단말기와 제어장치간 network이 구성되며, 무선제어단말장치와 제어장치 간에서는 네트워크형태 구성을 통한 Group 형성과 Device ID 부여를 통하여 하나의 양방향 통신 가능한 그룹을 구성한다.
그러면 무선제어 단말기(100)는 자신의 GPS 정보를 이용하여 Coordinator reference 위치 지정을 수행한다(ST58).
그런 다음 무선제어 단말기(100)는 제어장치(200)로 Reference Position을 전송하고(ST59), Working condition을 전송한다(ST60).
또한 제어장치(200)는 Reference position을 저장하고, Working Boundary를 계산하여 저장하고, Event 발생조건을 저장하고, GPS /Status report 주기를 저장하고, GPS / Status monitoring을 수행한다(ST61).
또한 제어장치는 Initial GPS/Status report를 수행하고, 주기적으로 정보를 송신하며, Event 발생시 alarm 전송을 수행한다(ST62).
그래서 무선제어 단말기(100)는 제어장치(200)로부터 Receive 승인(ST63), Asset initial GPS/Status 전송(ST54)을 받으면, Client devices List-up을 수행하고, Initial parameter setup을 수행하며, History 저장을 수행한다(ST64).
도 13은 도 1을 펜스 모드에 적용시 다른 작동예를 보인 개념도이다.
그래서 초기 reference position setting을 수행한다.
그리고 Master terminal(무선제어 단말기)이 초기 reference 위치를 확정하고, 각 asset device(제어장치)로 설정값을 전송한다. 이때 설정값 전송은 다음과 같다.
- 초기 reference position
- Boundary limit rule value 1 / 2 / 3 설정
- Event 발생 조건 전송 [boundary 벗어나는 조건]
- 각 asset(제어장치) 위치정보 report 주기 설정
또한 Master terminal(무선제어 단말기)은 초기 설정위치를 reference position 로 setting 하고, 통신가능 coverage 내에서 임의 이동이 가능하다. 이때 제어장치들과의 LOS 통신가능영역을 벗어나면 통신구역 외에 있는 asset(제어장치)에 대한 정보 수신은 불가하게 된다.
각 asset(제어장치)은 Master terminal(무선제어 단말기)의 위치와 무관하게 초기 reference 위치로부터의 조건 반경 이내에 존재하는 경우는 주기적인 위치/status 를 전송한다.
또한 설정조건에 따른 Event 발생시에는 주기와 관계없이 Master terminal(무선제어 단말기)로 Alarm Signal을 전송한다.
또한 Master terminal(무선제어 단말기)은 현재의 자신의 위치에서부터 event를 발생시킨 asset(제어장치)을 확인하고 감시하는 것이 가능하다.
또한 이는 Event-based 동작이므로 전력 소모 효율화를 도모할 수 있다.
또한 Master terminal(무선제어 단말기)의 이동 은 어디나 가능하나, asset(제어장치)과의 LOS 통신 가능영역을 벗어나면 정보수집이 불가하게 된다.
이러한 펜스 모드의 세부운용 시나리오는 다음과 같다.
먼저 펜스 모드는 양떼 목장 및 소 목장과 같이 moving asset(제어장치)의 움직임이 시간에 따라 그리 크지 않은 asset 관리의 경우에 적합하다.
Master(무선제어 단말기)의 초기 설정위치(Reference position)를 각 asset device(제어장치)로 전송하고, Asset device(제어장치)는 Master Terminal(무선제어 단말기)의 reference position 으로 부터 이동 가능 boundary 반경 event 조건을 setting한다.
또한 각 asset device(제어장치)는 주기적으로 자신의 GPS 정보 확인 후 reference position 으로 부터 거리 계산하고, reference position 에 대한 설정조건 대비 event 발생하는 경우만 자신의 위치정보 및 status를 송신한다.
각 asset(제어장치)은 현재 Master terminal(무선제어 단말기)의 위치와 관계없이 초기 reference position 을 기준으로 일정 boundary 조건 내에서 조건 동작하므로 event 발생시의 Master terminal(무선제어 단말기)의 위치는 무관하게 된다.
Master terminal(무선제어 단말기)이 감시를 위하여 초기 reference setting 위치에서 벗어나더라도 통신가능범위에 있으면 event 를 발생시킨 Asset Device(제어장치)로부터 받은 위치 정보를 자체 terminal(무선제어 단말기)의 현재 GPS 위치 정보와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하여 위치 추적이 가능하다.
초기 reference 대비 설정된 boundary 를 벗어나지 않는 경우는 event 미발생상태 이므로 event 송신하지 않는다. 이를 통해 전력 소모의 효율화를 도모할 수 있다.
단, 주기적으로 자신의 위치 정보는 Master terminal(무선제어 단말기)로 송신하여 전체 관리 가능하도록 한다. Master terminal(무선제어 단말기)의 사용자는 각 asset device(제어장치)의 행동 pattern 을 감안하여 asset(제어장치)의 위치정보 및 status 정보의 report 주기를 설정할 수 있다. 그래서 30초 / 1분 / 3분 / 5분 등으로 설정하여 전력소모의 효율화를 도모할 수 있다.
도 14는 도 13의 펜스 모드의 동작을 보인 흐름도이다.
먼저 무선제어 단말기(100)는 GPS 정보를 이용하여 initial reference 위치 지정을 수행한다(ST71). 그리고 무선제어 단말기(100)는 제어장치(200)로 Initial Condition과 Parameter를 전송하고, 설정 승인 및 Report를 전송받는다(ST72).
또한 제어장치(200)는 Reference position을 저장하고, Working boundary를 계산하여 저장하며, Event 발생 조건을 저장하고, GPS 및 Status report 주기를 저장한다(ST73).
그래서 제어장치(200)는 GPS 정보 수집 후 주기적으로 위치 Difference를 계산하여(ST74), Periodic GPS 및 Status Report를 무선제어 단말기(100)로 전송한 다.
또한 제어장치(200)는 설정조건을 검색하여 Event Generation을 수행하고(ST76), 1st Alarm Event Report를 무선제어 단말기(100)로 전송한다.
그러면 무선제어 단말기(100)는 GPS 및 Status 정보를 분석하고, Information을 저장하고, Command generation을 수행한다.
그런 다음 무선제어 단말기(100)는 제어장치(200)로 적절한 행동을 위한 첫 번째 명령(1st Command for proper action)을 전송한다. 그러면 제어장치(200)는 명령에 따른 행동(Action by command)을 수행하고, 승인 및 Report를 전송한다(ST80). 그래서 제어장치는 무선제어 단말기(100)로 Command response 승인 및 result report를 전송한다(ST81).
또한 제어장치(200)는 주기적으로 위치 Difference를 계산하여(ST82), Periodic GPS 및 Status Report를 무선제어 단말기(100)로 전송한다(ST83).
그러면 무선제어 단말기(100)는 GPS 및 Status 정보를 분석하고, Periodic Information을 저장한다(ST84).
또한 제어장치(200)는 Position Difference를 계산하고, 설정조건을 검색하고, Event generation을 수행한다(ST85).
그리고 제어장치(200)에서 무선제어 단말기(100)로 N-th Alarm Event Alarm 이 전송된다(ST86).
그러면 무선제어 단말기(100)는 GPS 및 Status 정보를 분석하고, Information을 저장하며, Command generation을 수행한다(ST87).
또한 무선제어 단말기(100)는 제어장치(200)로 적절한 행동을 위한 N번째 명령(N-th Command for proper action)을 전송하게 되고(ST88), 제어장치(200)는 명령에 따른 행동(Action by command)을 수행하며, 승인 및 Report 정보를 전송한다(ST89).
또한 제어장치(200)의 Command response 승인 및 result report는 무선제어 단말기(100)로 전송된다(ST90).
도 15는 도 1을 트래킹 모드에 적용시 일 작동예를 보인 개념도이다.
먼저 각 asset(제어장치)은 주기적인 위치/status 만을 전송한다.
또한 Master terminal(무선제어 단말기)은 각 asset(제어장치)가 전송하는 주기적인 위치정보와 status 정보를 분석하여 Master terminal(무선제어 단말기) 내 시나리오에 따라 설정조건에 부합하는지 여부를 판단한다.
Master terminal(무선제어 단말기)에서 모든 asset(제어장치)의 위치 및 status 를 모니터링하고 관리하며, 설정조건에 따른 Event 를 사용자에게 alarm 으로 알려준다.
사용자는 alarm 확인 후 해당하는 command 를 asset(제어장치)으로 전송하고 asset device(제어장치)는 Master terminal(무선제어 단말기)로부터 command 를 받으면 해당 동작(sound, vibration, electric stimulation, Recording 등)을 수행한다.
Asset device(제어장치)는 설정된 주기로 위치 및 status 를 전송하므로 항상 Modem 및 GPS ON 상태를 유지한다. 이때 데이터 전송주기가 짧기 때문에 전력 소모가 많게 된다.
모든 asset(제어장치)에 대한 모니터링/관리 및 Event 발생여부는 Master terminal(무선제어 단말기)이 판단하므로 시스템 관리관점에서 운용효율은 좋게 된다.
Master terminal(무선제어 단말기)과 asset(제어장치) 간의 통신 가능 거리는 최대 boundary 와 동일하다. 이는 Master terminal(무선제어 단말기)이 움직이는 반경이 boundary이기 때문이다.
Master terminal(무선제어 단말기)이 이동하는 경우에 대해서 asset(제어장치)을 같이 이동할 수 있도록 관리하는 것도 가능하다.
또한 트래킹 모드의 세부운용 시나리오는 다음과 같다.
먼저 이러한 트래킹 모드는 Hunting dog 과 같이 moving asset 의 움직임이 빠른 경우의 asset 관리에 사용한다.
그래서 초기 Master terminal(무선제어 단말기)에서 asset(제어장치)의 위치정보 및 status report 주기를 설정한다.
각 asset device(제어장치)는 자신의 GPS 정보 확인 후 Master terminal(무선제어 단말기)로 자신의 위치정보 및 status를 주기적으로 송신한다.
Master terminal(무선제어 단말기)은 moving asset 로부터 주기적으로 정보를 수신하고 이를 자신의 위치정보와 비교하여 어느 위치에 있는지 확인한다. 이때 일정시간 정보수신이 없거나 같은 위치의 정보인 경우 alarm을 발생한다.
또한 임의로 asset을 설정하여 정보를 요청할 수 있다.
주기적으로 수신된 각 asset 의 위치 정보는 Master terminal(무선제어 단말기) 에서 전체 관리한다.
설정된 boundary 를 벗어나는 경우 Master terminal(무선제어 단말기) 에서 계산하여 alarm 발생시킨다.
해당 alarm 상태에 따라 사용자가 해당 asset device로 다양한 command (stimulation, vibration, sound)를 송신한다.
Asset device는 Master terminal이 전송하는 command 에 대해 응답한다.
Master terminal(무선제어 단말기) 을 사용자는 각 asset device 의 행동 pattern 을 감안하여 asset 의 위치정보 및 status 정보의 report 주기를 설정할 수 있다.
Master terminal(무선제어 단말기) 은 Asset Device 로부터 받은 위치 정보를 자체 GPS 위치 정보 reference 와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하여 위치 추적(tracking)하여 모니터링하거나 제어(Control)하는 것이 가능하다.
Master terminal(무선제어 단말기) 의 전체 모니터링 coverage 는 양방향무선 통신가능반경과 동일하다.
도 16은 도 15의 트래킹 모드의 동작을 보인 흐름도이다.
먼저 무선제어 단말기(100)는 Operation condition 전송을 수행하여(ST91), Initial Condition 및 Parameter를 제어장치(200)로 전송한다(ST92).
그러면 제어장치(200)는 Working boundary를 계산하여 저장하고, GPS 및 Status report 주기를 저장하며(ST93), 무선제어 단말기(100)로 설정 승인 및 Report를 전송한다.
또한 제어장치(200)는 GPS 정보를 수집하고, Status data를 수집하며, Report 주기를 Check 하고, Periodic 위치 및 상태 report를 작성하고, emergency alarm을 작성한다(ST94).
그리고 제어장치(200)는 Periodic GPS 및 Status Report를 무선제어 단말기(100)로 전송한다(ST95).
무선제어 단말기(100)는 GPS 및 Status 정보를 분석하고, Information 저장을 수행한다(ST96).
또한 무선제어 단말기(100)는 Master Terminal 위치를 수집하고, Position Difference를 계산하며, 설정조건을 검색한다(ST97).
그래서 무선제어 단말기(100)에서 Alarm Event 가 발생하면(ST98), 무선제어 단말기(100)는 Alarm Event를 처리한다(ST99).
또한 무선제어 단말기(100)는 적절한 행동을 위한 명령(Command for proper action)을 제어장치(200)에 전송하고, 제어장치(200)는 명령에 의한 행동(Action by command)을 수행하며, 승인 및 Report를 전송한다(ST101). 그러면 Command response 승인 및 result report는 제어장치(200)에서 무선제어 단말기(100)로 전송된다(ST102).
또한 제어장치(200)는 Periodic 위치 및 상태 report를 작성하고, emergency alarm을 발생시킨다(ST103).
그러면 제어장치(200)에서 무선제어 단말기(100)로 Periodic GPS 및 Status Report가 전송되고(ST104), 무선제어 단말기(100)는 GPS 및 Status 정보를 분석하고, Information 저장을 수행한다(ST105).
도 17은 본 발명에서 음성처리를 수행하는 예를 보인 개념도이다.
Master terminal(무선 제어 단말기)에서 전달되는 Voice Name command로도 작동하는 asset device(제어장치)로 음성명령을 물리적 명령으로 변환시키도록 한다.
Asset device(제어장치)가 통신반경 내에 있는 경우 음성으로 이미 저장되어 있는 asset device(제어장치)의 이름과 명령을 부르면(ST111), 해당코드가 전송된다(ST112). 그러면 해당 asset device(제어장치)에서는 이미 코드(code)로 저장되어 있는 음성명령(정지, 돌아와, 등등)을 해당 asset device(제어장치)로 전달하여 해당 명령을 수행하게 된다(ST113).
또한 본 발명은 카메라 모듈을 추가적으로 장착할 수 있다.
즉, 트래킹 모드(Tracking mode)에서 asset device(제어장치)를 가지고 이동하는 목적물(사냥견, 사람, 기타 목적물)이 긴급한 상황이 발생한 경우, asset device(제어장치)에 설치되어 있는 카메라를 통하여 현지 상황을 동영상 혹은 정지화면으로 촬영하여 Master terminal(무선제어 단말기)에 전달하여 Display가 가능도록 한다.
이를 위한 설치방법은 Asset device와 일체형으로 설치할 수도 있고, 유/무선을 통한 분리형으로 설치할 수도 있다.
이때의 기본기능은 Camera module에 의한 동영상 또는 정지영상의 촬영이 가 능하고, 음성녹음을 포함한다.
또한 Master terminal(무선제어 단말기)에서는 미리 설정한 조건(촬영 매수, 촬영시간)의 동영상 또는 정지영상을 촬영하여 일시 저장할 수 있는 메모리를 포함할 수 있다.
이때 메모리의 위치는 Camera module 내부 혹은 분리형으로 설치될 경우 asset device(제어장치) 본체에 설치할 수 있다.
이때 디바이스별 프로세스(process)는 다음과 같다.
- Asset device(제어장치) : Master terminal(무선제어 단말기)로부터 요청이 있을 경우, 미리 설정한 조건(촬영 매수, 촬영시간)의 동영상 또는 정지영상을 촬영하여 Master terminal(무선제어 단말기)로 무선 전송한다.
- Master terminal(무선제어 단말기) : 사용자가 필요하다고 생각할 때 Asset device(제어장치)에 촬영 및 전송 요청하여, 회신된 동영상 또는 정지영상을 LCD에 display하여 보여주고, 또한 저장 가능하다.
또한, 각 무선제어 단말기 및 제어장치의 위치 정보 및 이동정보에 대한 신뢰도를 높이기 위하여 전자나침반 및 가속도 센서를 추가 장착할 수 있다.
가속도 센서는 제어장치의 이동 가속도를 측정하여 이를 GPS 수신정보와 결합하여 좀 더 정확한 위치정보를 추출할 수 있으며 전자나침반은 지자기센서를 이용하여 무선제어 단말기 자체의 위치정보와 수신된 제어장치의 위치정보를 이용 정확한 방위정보를 추출하여 제공할 수 잇다.
도 18은 본 발명에서 펜스 범위를 확장하는 예를 보인 개념도이다. 도 18에 서 (a)는 하나의 무선제어 단말기를 이용한 작은 영역에 적용한 예를 보인 것이고, (b)는 양방향 통신 RF modem 솔루션을 사용한 다수개의 무선제어 단말기에 펜스 범위를 확장하여 넓은 영역에 적용한 예를 보인 것이다.
그래서 통신거리 확보를 위하여 수 개의 무선제어 단말기를 운용하고 각 무선제어 단말기에 라우터 기능을 추가하면 무선통신 운용 range 확장이 가능하다.
이를 위해 각 무선제어 단말기에 ID 를 부여하여 각 Master terminal(무선제어 단말기)내의 관리 group 을 설정하여 운용한다.
무선제어 단말기는 기본적으로 Star network 를 구성하고 부가적으로 중계기 기능을 구현하고 Tree / Mesh 네트워크 등을 구현한다면 면 수 개의 Master terminal 의 정보를 하나의 HQ(Headquarter) master terminal 에서 수집하여 monitoring 이 가능한 구조로 구현할 수 있다.
Master terminal(무선제어 단말기)은 자신의 coverage 내의 단말기를 control / monitoring 하는 기능과 관리 정보 및 status 를 HQ Master terminal 로 전송하는 기능을 갖도록 구현할 수 있다.
HQ(Headquarter) Master terminal에서는 전체 coverage 내의 단말의 status 를 관리한다.
HQ(Headquarter)의 monitoring program은 운용 시나리오에 따라 프로그램화 된다.
도 18의 (a)에서와 같이 하나의 Master Post 구현/운용 구조에서의 동작은 다음과 같다.
도 18의 (a)와 같이 하나의 Master terminal(무선제어 단말기)을 중심으로 기본적으로 Star Network 를 구성하고 Asset device(제어장치)가 위치하는 경우 각 asset device(제어장치)로부터 받은 위치 정보를 자체 GPS 위치정보 reference 와 비교하여 거리 및 방위각 계산을 수행한다.
Asset device(제어장치))로부터 전송된 위치/방위 정보가 Master terminal(무선제어 단말기)에 미리 설정된 boundary 를 벗어나는 경우 미리 Master terminal(무선제어 단말기)에 설정된 시나리오에 따라 asset device(제어장치) 내의 audio alarm 이나 stimulus electrode 를 동작시키도록 Master terminal(무선제어 단말기)에서 remote control(별도의 정의된 기능에 따라 동작)을 수행한다.
Master terminal(무선제어 단말기)의 control coverage 는 Modem 의 출력 power 와 LOS 에 따라 결정되며, 원형 혹은 임의 영역의 coverage에서 동작한다.
또한 도 18의 (b)에서와 같이 수 개의 Master Post 구현/운용 구조에서의 동작은 다음과 같다.
먼저 무선통신 모뎀과 GPS module을 채용한 수개의 Master terminal(무선제어 단말기)을 도 18의 (b)에서와 같이 setting 하고 Tree / Mesh network 를 구성하는 경우 Coverage 는 산술적으로 늘어날 수 있으며 overlap 되는 부분은 운용 scenario상에서 algorithm 으로 처리한다.
또한 각 Master terminal(무선제어 단말기)의 control boundary 는 도 18의 (a)에서와 같은 하나의 Master terminal의 동작과 동일하며 각 asset device(제어장치)로부터 방위각 및 거리 등의 위치 정보에 따라 각 Master terminal(무선제어 단말기)이 관리하는 구조이다.
각 Master terminal(무선제어 단말기)에서의 관리 데이터를 Headquarter(HQ) Master terminal로 전송하면 Master terminal(무선제어 단말기)에서 이를 취합 관리할 수 있다.
각 Master terminal(무선제어 단말기)에 중계기 기능을 설정하면 Master Terminal(무선제어 단말기) 간 / Master terminal과 Headquarter 간 통신을 이용 전체적으로 단말의 상태 상황을 관리할 수 있다.
Master Terminal 의 RF antenna를 지향성을 갖도록 구현하여 적용하면 임의형상의 coverage / range 확보가 가능하다.
Coverage 확보를 위하여 4~6개의 무선제어 단말기를 운용하면 각 boundary 별로 control / monitoring 이 가능하며 각 무선제어 단말기에 중계기 기능을 같이 구현하고 Tree / Mesh network 를 구성하면 하나의 Headquarter Master terminal에서 관리할 수 있다.
도 19는 본 발명에서 제어장치의 구성예를 보인 개념도이다.
그래서 제어장치의 기본 개념은 다음과 같다.
즉, i-Fence의 asset device(제어장치)는 양방향 무선통신 modem module과 GPS 모듈을 포함하여 이들 구동할 수 있도록 하는 Circuit과 main 전원에 사용되는 Battery가 포함된다.
또한 GPS 수신기의 경우 송수신을 원활하게 하기 위해서는 안테나의 방향이 위성을 가리켜야 하므로 하늘방향을 가리킬 때 수신감도가 가장 증가한다.
Asset device(제어장치)의 특성상 dog의 목에 장착시에는 asset device(제어장치)가 가벼우며, 원활한 위성통신을 위해서는 돌아가지 말아야 하므로 무게중심을 적정하게 유지할 필요가 있다.
균형추 역할을 하도록 충전회로를 포함하는 Battery를 아래에 장착하고 안테나를 포함하는 모든 circuit은 상측에 분리하여 배출하므로 원활한 통신환경을 만든다.
도 19에서 상위 부분과 하위 부분의 구성은 다음과 같다.
- 상위 부분(Upper part) : GPS modem module, 무선통신 modem, GPS patch antenna, 무선통신 RF antenna, Whole circuits
- 하위 부분(Lower part) : Rechargeable Battery, Battery charging circuit, Electrode & electric shock circuit
무선제어 단말기(100)의 GUI Mode 및 Key 할당을 수행한다.
먼저 사용자의 편의를 위해 Fence Mode, Tracking Mode, Training Mode 를 제공한다.
기본 모드로 설정된 후에는 Power-On시 항상 설정된 모드로 동작하며 Menu 혹은 Key를 통해서 모드를 변경 할 수 있다.
Menu의 구성은 다음과 같다.
- Mode Menu : 각 Mode에 맞는 메뉴를 제공한다.
- Asset : Asset을 관리하기 위한 메뉴를 제공한다.
- Setup : System을 설정하기 위한 메뉴를 제공한다.
- Group : Group을 관리하기 위한 메뉴를 제공한다.
- Mark : GPS Position을 Mark 하고 관리하기 위한 메뉴를 제공한다.
또한 키의 할당은 다음과 같다.
- Mode : Fence Mode, Tracking Mode, Training Mode를 선택 할 수 있다.
- Arrow Key(Left, Right, Up, Down) : 방향키로 메뉴 동작 및 Keypad에서 사용한다.
- Menu : 해당 Mode에 대한 Menu를 나타낸다.
- Enter(Select) Key : 선택한 Mode, 선택한 Menu, 선택한 Key를 입력 한다.
- Stimulation Key : Stimulation을 수행한다.
- Vibration Key : Vibration을 수행한다.
- Sound Key : Sound를 수행한다.
- Compass Key : Compass Mode로 전환한다.
- Make Key : 현 GPS 정보를 저장하고, 저장된 정보를 관리 한다.
트레이닝 모드는 특정 Asset에 대한 제제를 바로 할 수 있게 한 것이다. Asset을 가시거리 안에서 사용함을 원칙으로 하며, 오직 선택된 Asset만을 관리 할 수 있다.
Asset을 지정하게 되면 Power Off/On시도 지정된 Asset이 자동 선택 될 수 있게 한다.
지정된 Asset에게 Menu혹은 Key로 Stimulation, Vibration, Sound등을 쉽게 지정할 수 있다.
트래킹 모드(Tracking Mode, 이는 Hunting Mode임)는 빠르게 움직이는 Asset을 관리할 수 있게 한 것이다.
이는 선택된 다수의 Asset을 관리 할 수 있다. 즉, Master에서 차례로 정보를 요청한다.
일정시간 이상 한자리에 머물러 있는 경우 혹은 한동안 예정된 report가 없는 경우에는 Alarm을 Master Terminal에 전송한다.
Asset을 지정하게 되면 Power Off/On시도 지정된 Asset이 자동 선택 될 수 있게 한다.
지정된 Asset에게 Menu혹은 Key로 Stimulation, Vibration, Sound 등을 쉽게 지정할 수 있다.
또한 GPS 정보를 이용한 Bird Position을 Mark 할 수 있고 관리 할 수 있다.
도 20은 무선제어 단말기에서 트래킹 모드의 메뉴예를 보인 표이다.
이는 Start, Pause, Resume, Stop으로 구성할 수 있다.
도 21은 무선제어 단말기에서 펜스 모드에서 기본 화면의 처리예를 보인 개념도이다.
그래서 펜스 모드(Fence Mode)는 느리게 움직이는 다수의 Asset을 Group으로 관리 한다.
또한 Asset을 지정하여 Stimulation, Vibration, Sound 제제를 할 수 있다.
또한 Fence의 종류는 Circle Fence, User Drawing Fence, GPS Input Fence 3가지로 구성 할 수 있다.
그래서 선택된 Fence가 기본 화면이 된다.
도 22는 무선제어 단말기에서 펜스 모드의 일 메뉴예를 보인 표이다.
그래서 메뉴는 New 선택시, Name, Type, Boundary로 구성할 수 있다. 또한 Type에는 Circle, User Input, Marked Position으로 구성할 수 있다. 또한 Boundary는 1st Boundary, 2nd Boundary, 3rd Boundary로 구성할 수 있으며, 그 각각은 On/Odd, 1Sec~30Min, Shock/Vib/Snd로 구성할 수 있다.
도 23은 무선제어 단말기에서 펜스 모드의 다른 메뉴예를 보인 표이다.
그래서 메뉴는 List와 Set으로 구성할 수 있으며, List에는 View, Delete, Select를 서브메뉴로 구성할 수 있고, Set에는 To All, To Group, To Device의 서브메뉴로 구성할 수 있다.
도 24는 무선제어 단말기에서 컴퍼스 모드의 기본 화면의 구성예를 보인 개념도이다.
이는 한 화면에 Fence의 coverage를 표시하고 해당 coverage내에서 제어장치(200)의 분포상태 및 상황을 감시할 수 있도록 하고, 기본적인 compass기능을 기준으로 절대좌표 및 상대거리를 표시할 수 있도록 한다.
도 25는 무선제어 단말기에서 제어장치(asset)를 관리하기 위한 asset 메뉴의 예를 보인 표이다.
이는 Asset(제어장치)를 관리하기 위한 메뉴이다.
도 26은 무선제어 단말기에서 그룹을 관리하기 위한 메뉴인 그룹 메뉴의 예를 보인 표이다.
이는 그룹을 관리하기 위한 메뉴이다.
도 27은 무선제어 단말기에서 시스템을 관리하기 위한 셋업 메뉴의 예를 보인 표이다.
이는 시스템을 관리하기 위한 메뉴이다.
도 28은 무선제어 단말기에서 마크 메뉴의 예를 보인 표이다.
이는 현 위치의 GPS 정보를 마크(Mark)하고, 이미 마크된 리스트를 관리하기 위한 메뉴이다.
도 29는 무선제어 단말기에서 Mode별 제어명령 Key 구성의 예를 보인 개념도이다.
이는 Training mode에 사용되는 직접 명령키와 Fence mode or Tracking mode에서 사용되는 control key로 구성되며, 모든 mode에서 제어가 가능하다.
이와 같이 본 발명은 다음과 같은 기능을 구현하였다.
- 네트워크 구성이 가능한 양방향 무선통신 solution을 이용한 invisible fence 구현.
- Invisible fence기능을 가지는 동시에 목적물의 Tracking 기능을 가지고 Dog Training을 공용으로 사용 가능한 기능을 가지도록 구현. 여기서 Menu의 구성은 Invisible fence mode, Tracking mode 및 Direct Command를 전달하기 위한 Training mode button을 직접 설치한다.
- Master terminal(무선제어 단말기)에 설정된 scenario에 따라 대상물(사람, 동물, 기타 움직이는 목적물)에게 직접 speaker를 통한 음성 전달 혹은 녹음된 음성을(recorded voice command and one way voice communication) 전달하는 기술(예, "stop", "Get Back").
- 해당 asset(제어장치)에 진동, 전기적 자극, Horn sound, beep sound, 및 LED Flash를 전달하는 방법과 전달하는 과정에서 Invisible fence에 가까이 접근할수록 각 동작들을 변화시키는 기술.
- Fence mode에서는 asset device(제어장치)에서 event 발생시 설정된 조건에 따라 직접 자신이 command를 수행하고, 이에 대한 리포트를 동시에 Master terminal(무선제어 단말기)에 제공하는 기술과 Master terminal(무선제어 단말기)에서 asset device(제어장치)에 정보를 요청하여 해당정보를 받도록 하는 기술.
- Tracking mode에서는 Fence mode 하에서 Tracking mode를 설정, 사용하는 기술과 Fence mode를 사용하지 않는 경우 asset device(제어장치)는 단지 자신의 정보만을 Master terminal(무선제어 단말기)에 전달하는 기술과 Master terminal(무선제어 단말기)에서 asset device(제어장치)에 정보를 요청하여 해당정보를 받도록 하는 기술.
- Tracking mode(트래킹 모드)에서 asset device(제어장치)에 설치되어 있는 카메라를 통하여 현지 상황을 동영상 혹은 정지화면으로 촬영하여 Master terminal(무선제어 단말기)에 전달하여 Display가 가능도록 하는 기술.
- Master terminal(무선 제어 단말기)에서 전달되는 Voice Name command로도 작동하는 asset device(제어장치)로 음성명령을 물리적 명령으로 변환시키도록 하는 기술
- Master terminal(무선제어 단말기)을 중심으로 asset device(제어장치)가 위치하는 경우, Master terminal(무선제어 단말기)과 각 asset device(제어장치)는 서로 가지고 있는 위치정보를 자체 GPS 위치 정보reference와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하고 설정된 조건에 따라 명령을 전달 또는 수행하는 기술.
- 무선통신 modem만으로 invisible fence를 구현하는 기술(이 경우, 방위 및 거리만 제공)
- Asset device(제어장치) 내에서 GPS 기술과 양방향 무선통신 modem module 통신을 통하여 일정 Invisible fence에서 대상물이 fence 이탈 후 return시 Master terminal(무선제어 단말기) 및 asset device(제어장치)가 동작하는 기술.
- Invisible fence의 설정기술과 그 흐름.
- Invisible fence의 내부 H/W구성 및 구동 솔루션.
- Master terminal(무선제어 단말기)에서의 데이터 관리 기술.
- Invisible fence의 영역이 원이 아닌 자유영역을 지정하고 구성하는 기술.
- Coverage 확대를 위해서 star network 개념으로 2개 이상의 Master terminal(무선제어 단말기)을 운용하여 Control/monitoring range를 확장하여 관리하는 기술.
- 관리대상인 목적물의 일괄 관리를 위해서 Master terminal(무선제어 단말기)내 Memory를 이용하여 컴퓨터 내에서 목적물의 특성(이탈횟수, 이탈방향 추적, 시기, 이탈 위치 등)을 분석하고, 관리대상 asset(제어장치)전체의 현재 상태(Fence내 존재, 이탈 정보 등)를 가시적으로 확인할 수 있는 기술(예, asset device 전자 현황판).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 인비저블 전자울타리 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1에서 무선제어 단말기의 일 예를 보인 상세블록도이다.
도 3은 도 1에서 무선제어 단말기의 다른 예를 보인 상세블록도이다.
도 4는 도 1에서 제어장치의 일 예를 보인 상세블록도이다.
도 5는 도 1에서 제어장치의 다른 예를 보인 상세블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법을 보인 흐름도이다.
도 7은 도 6에서 펜스 모드의 동작예를 보인 상세흐름도이다.
도 8은 도 6에서 트래킹 모드의 동작예를 보인 상세흐름도이다.
도 9는 도 6에서 트레이닝 모드의 동작예를 보인 상세흐름도이다.
도 10은 본 발명을 동물인 경우에 적용하는 예를 보인 개념도이다.
도 11은 도 1을 펜스 모드에 적용시 일 작동예를 보인 개념도이다.
도 12는 도 11의 펜스 모드의 동작을 보인 흐름도이다.
도 13은 도 1을 펜스 모드에 적용시 다른 작동예를 보인 개념도이다.
도 14는 도 13의 펜스 모드의 동작을 보인 흐름도이다.
도 15는 도 1을 트래킹 모드에 적용시 일 작동예를 보인 개념도이다.
도 16은 도 15의 트래킹 모드의 동작을 보인 흐름도이다.
도 17은 본 발명에서 음성처리를 수행하는 예를 보인 개념도이다.
도 18은 본 발명에서 펜스 범위를 확장하는 예를 보인 개념도이다.
도 19는 본 발명에서 제어장치의 구성예를 보인 개념도이다.
도 20은 무선제어 단말기에서 트래킹 모드의 메뉴예를 보인 표이다.
도 21은 무선제어 단말기에서 펜스 모드에서 펜스영역의 설정방법을 보인 개념도이다.
도 22는 무선제어 단말기에서 펜스 모드의 일 메뉴예를 보인 표이다.
도 23은 무선제어 단말기에서 펜스 모드의 다른 메뉴예를 보인 표이다.
도 24는 무선제어 단말기에서 컴퍼스 모드의 기본 화면의 구성예를 보인 개념도이다.
도 25는 무선제어 단말기에서 제어장치(애셋)를 관리하기 위한 애셋 메뉴의 예를 보인 표이다.
도 26은 무선제어 단말기에서 그룹을 관리하기 위한 메뉴인 그룹 메뉴의 예를 보인 표이다.
도 27은 무선제어 단말기에서 시스템을 관리하기 위한 셋업 메뉴의 예를 보 인 표이다.
도 28은 무선제어 단말기에서 마크 메뉴의 예를 보인 표이다.
도 29는 무선제어 단말기에서 Mode별 제어명령 Key 구성의 예를 보인 개념도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 무선제어 단말기
200 : 제어장치
300 : 커버리지

Claims (24)

  1. 네트워크 구성이 가능한 양방향 통신 RF modem 모듈을 이용하여 제어장치(200)의 활동 영역을 인비저블 펜스(invisible fence)인 제한영역 내로 규제하도록 제어하는 무선제어 단말기(100)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서 제공하는 명령을 받아 수행하는 제어장치(200);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선제어 단말기(100)는,
    상기 무선제어 단말기(100)의 동작 상태를 표시하는 LCD GUI(101)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서 상태를 표시하는 상태 LED(102)와;
    상기 무선제어 단말기(100)의 상태를 사용자에게 알려주기 위한 Audio alarm 장치, 또는 vibration alarm 장치, 또는 Visible alarm 장치와;
    상기 무선제어 단말기(100)의 동작을 제어하고 정보 및 명령을 저장하는 CPU 및 메모리(103)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 위치정보 처리를 수행하는 GPS(104)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에 대해 사용자가 명령을 입력하도록 하는 키패드 및 버튼(105)과;
    상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)와 통신을 수행하도록 하는 RF 모뎀(106)과;
    상기 무선제어 단말기(100)의 전원을 관리하는 PM(Power Manager)(107)과;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 진단 및 모니터링을 수행할 수 있도록 하는 진단 및 모니터링 포트(Diagnosis & Monitoring port)(108)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서 전원을 공급하는 배터리(Battery)(109);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선제어 단말기(100)는,
    상기 무선제어 단말기(100)의 동작을 제어하는 CPU(110)와;
    상기 CPU(110)의 제어를 받고 양방향 통신 RF modem 통신 처리를 수행하는 네트워크 구성이 가능한 양방향 통신 RF modem(120)과;
    상기 CPU(110)의 제어를 받고 위치정보 처리를 수행하는 GPS 모듈(130)과;
    상기 CPU(110)의 제어를 받아 명령 및 정보를 저장하는 메모리(140)와;
    PS 성능을 보완하여 정확한 위치추적이 가능하도록 상기 CPU(110)의 제어를 받는 가속도 sensor 및 electronic compass(150)와;
    상기 CPU(110)의 제어에 따라 상기 무선제어 단말기(100)에서의 인비저블 전 자울타리 동작에 대한 상황을 표시하는 LCD 모듈(160);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어장치(200)는,
    상기 제어장치(200)에서 위치정보 처리를 수행하는 GPS(201)와;
    상기 제어장치(200)의 상태를 알리는 visible 상태 LED 및 오디오 알람(202)과;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 전기 충격이 발생하도록 하는 전기 자극부(Electric stimulation)(203)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 발진, 진동이 발생하도록 하는 진동 구동부(Electric Vibration)(204)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 Horn sound가 발생하도록 하는 Horn부(205)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 정지화면 혹은 동영상을 촬영할 수 있도록 하는 카메라 모듈부(Camera module)(206)와;
    상기 제어장치(200)의 전원을 관리하는 PM(Power Manager)(207)과;
    상기 제어장치(200)에서의 진단 및 모니터링이 수행되도록 하는 진단 및 모니터링 포트(Diagnosis & Monitoring port)(208)와;
    상기 제어장치(200)에 전원을 공급하는 배터리(Battery)(209)와;
    CPU 및 메모리(211)와 RF 트랜시버(RF Transceiver)(212)를 구비하고, 상기 무선제어 단말기(200)와의 양방향 무선 통신을 수행하는 양방향 통신 RF 모뎀 모듈(210);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어장치(200)는,
    상기 제어장치(200)와 상기 무선제어 단말기(100)와의 양방향 무선 통신을 처리하는 네트??크 구성이 가능한 양방향 통신 RF 모뎀(210)과;
    상기 제어장치(200)에서의 위치정보 처리를 수행하는 GPS 모듈(220)과;
    상기 양방향 통신 RF 모뎀(210)에서 처리된 정보를 저장하는 옵션 메모리(230)와;
    상기 제어장치(200)의 전원 관리 및 리셋 관리를 수행하는 전원 및 리셋(240)과;
    상기 제어장치(200)의 상태를 표시하는 LED Audio alarm(251)과;
    상기 제어장치(200)에서의 진단 및 모니터링을 수행할 수 있도록 하는 DM(Diagnosis & Monitoring) 포트(252)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 녹음된 음성(recordable voice) 혹은 기계적인 sound 혹은 직접 음성을 전달하는 Buzzer 혹은 Speaker(253)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어를 받고, 상기 제어장치(200)의 이벤트 발생시 상기 무선제어 단말기(100)의 요청에 따라 동영상 또는 정지영상을 촬영하고 음성녹음을 수행하여 상기 무선제어 단말기(100)로 무선 전송되도록 하는 카메라 모듈(254)과;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 Horn을 발생시키는 Horn(255);
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 발진 또는 진동을 전달하도록 하는 진동자(Vibration)(256)와;
    상기 무선제어 단말기(100)에서의 제어에 따라 전기 충격이 발생하도록 하는 전기 자극 전극(257);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  6. 상기 무선제어 단말기(100)는,
    복수개로 구성되고, 복수개의 상기 제어장치(200) 각각에 대한 그룹 관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 무선제어 단말기(100)는,
    스타 네트워크에 의해 복수개의 제어장치들과 양방향 통신 RF modem 통신으로 연결된 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  8. 상기 무선제어 단말기(100)는,
    Tree 구조 또는 Mesh network 를 구성하여 여러 개의 star netwrok 을 묶어서 상기 복수개의 상기 제어장치(200)에 대한 그룹 관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어장치(200)는,
    가벼운 윗부분과 무거운 아래부분으로 구분되어 구성되도록 하고, 상기 무거운 아래부분에 충전회로를 포함하는 밧데리를 위치시키고, 상기 가벼운 윗부분에 대부분의 회로를 구성시키며, 또한 회로 및 GPS안테나는 통신감도를 높이기 위해서 상기 제어장치(200)의 상기 가벼운 윗부분에 위치하도록 하며, 상기 무거운 아래부분의 상기 밧데리는 이에 맞춰 균형을 갖도록 이동이 가능하도록 하는 구조를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템.
  10. 인비저블 전자울타리 시스템이 시작되면 무선제어 단말기(Master terminal)(100) 및 제어장치(asset device)(200)의 전원(Power)이 온(On) 되도록 하는 제 1 단계(ST1)와;
    상기 제 1 단계 후 어떤 모드에 의해 동작하도록 선택되는지를 판별하는 제 2 단계(ST2)와;
    상기 제 2 단계에서 펜스(Fence) 모드, 트래킹(Tracking) 모드, 트레이닝(Training) 모드 중에서 선택된 모드에 따라 상기 인비저블 전자울타리 시스템이 동작하도록 하는 제 3 단계(ST3);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 펜스 모드는,
    양방향 통신 RF modem으로 네트워크를 구성하는 제 11 단계(ST11)와;
    상기 제 11 단계 후 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행하고, Group ID 및 asset ID 설정을 수행하는 제 12 단계(ST12)와;
    상기 제 12 단계 후 상기 제어장치(200)의 초기조건을 설정하여 상기 제어장 치(Asset device)(200)의 동작 모드를 설정하는 제 13 단계(ST13)와;
    상기 제 13 단계 후 상기 무선제어 단말기(100)는 상기 제어장치(200)로 Reference 위치 전송을 수행하여 상기 무선제어 단말기(100)의 위치 확인 후 상기 제어장치(200)에 위치정보를 제공하는 제 14 단계(ST14)와;
    상기 제 14 단계 후 상기 제어장치(200)는 자신의 정보(위치, 상태)를 상기 무선제어 단말기(100)에 설정 조건에 해당하는 시점에서 또는 미리 설정된 주기로 주기적으로 전송하고, 상기 무선제어 단말기(100)는 상기 제어장치(200)로부터 전송받은 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는지 판단하여 미리 설정된 조건을 만족하면 상기 제어장치(200)에 설정된 1차 Warning command 전달을 수행하고, Event를 유지할 것으로 판별하면 2차 이후 Warning command를 전달하고, 다시 Event를 유지할 것으로 판별하면 3차 Warning command를 전달하고, 계속 한계지점에서 Event를 유지하고 있는지를 확인하여 계속 유지하고 있다고 판단하면 펜스를 넘어갔다는 리포트를 단말기(100)에 전달하고 단말기(100)로부터 직접 명령을 전달받아 수행하는제 15 단계(ST15 ~ ST25);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 트래킹 모드는,
    양방향 통신 RF modem으로 네트워크를 구성하는 제 31 단계(ST31)와;
    상기 제 31 단계 후 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행하고, Group ID 및 asset ID 설정을 수행하는 제 32 단계(ST32)와;
    상기 제 32 단계 후 단말기(100)에서 Report주기를 포함하는 초기조건을 제어장치(200)에 전송하는 제 33 단계(ST33)와;
    상기 제 33 단계 후 현재 등록된 제어장치(200)의 상태 및 위치정보를 포함하는 리포트를 제어장치(200)로부터 받는 제 34 단계(ST34)와;
    상기 제 34 단계 후 상기 무선제어 단말기(100)는 상기 제어장치(200)로부터 전송받은 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는지 판단하여(ST35) 미리 설정된 조건을 만족하면 상기 제어장치(200)에 설정된 Command 전달을 수행하고(ST36), 해당 제어장치(200)를 선택하여(ST38) 직접 Command를 전달할 수 있도록 하는 제 35 단계(ST39);
    를 포함하여 수행하며,
    상기 제어장치(asset device)(200)가 제공하는 상태 및 리포트 내용은 현재 위치 및 상기 무선제어 단말기(100)로부터의 거리, 상태(on point or run), 이탈시간, 이탈경로 중에서 하나 이상을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 트레이닝 모드는,
    양방향 통신 RF modem으로 네트워크를 구성하는 제 41 단계(ST41)와;
    상기 제 41 단계 후 등록 ID check 및 미등록 ID 추가를 수행하고, Group ID 및 asset ID 설정을 수행하는 제 42 단계(ST42)와;
    상기 제 42 단계 후 펜스 모드를 사용할 것인지 판별하는 제 43 단계(ST43)와;
    상기 제 43 단계에서 펜스모드 사용 시 펜스모드에 의한 제어동작을 수행하여 상기 제어장치(200)에 대한 직접 명령이 가능하도록 하는 제 44 단계(ST44, ST13 ~ ST25)와;
    상기 제 43 단계에서 펜스모드 불사용 시 상기 제어장치(200)에 대하여 직접 제어명령을 전달하도록 하는 제 45 단계(ST45);
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 무선제어 단말기(100)에 설정된 시나리오에 따라 대상물에게 직접 스피커를 통한 음성 전달 혹은 녹음된 음성을 전달하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)에 진동, 단계적 전기 자극, Horn sound, beep sound, 및 LED Flash(독립적 동작 또는 다른 명령과 복합동작을 포함)를 직접 전달하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 제어장치(200)에서 이벤트 발생시 설정된 조건에 따라 직접 상기 제어장치(200)에서 명령을 수행하고, 이에 대한 리포트를 동시에 상기 무선제어 단말기(100)로 제공하고, 상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)에서 정보를 요청하여 해당 정보를 받도록 하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 무선제어 단말기(100)를 중심으로 상기 제어장치(200)가 위치하는 경우, 상기 무선제어 단말기(100)와 상기 제어장치(200)는 서로 가지고 있는 위치정보를 자체 GPS 위치 정보 reference와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하고 설정된 조건에 따라 명령을 전달하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    관리대상인 목적물의 일괄 관리를 위해서 상기 무선제어 단말기(100) 내의 메모리를 이용하여 컴퓨터 내에서 이탈횟수, 이탈방향 추적, 시기, 이탈 위치 중에서 하나 이상을 포함한 목적물의 특성을 분석하여 표시하고, 관리대상인 상기 제어장치(200)의 펜스 내 존재 또는 이탈 정보를 포함한 현재 상태를 상기 무선제어 단말기(100)를 이용하여 가시적으로 표시하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  19. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 펜스모드에서 Electric stimulation의 강도를 일정레벨까지로 나눌 수 있는 상기 제어장치(200)가 펜스에 접근할수록 Electric stimulation의 강도가 점차적으로 증가되도록 하며, 한계 인비저블 전자울타리에서 Electric stimulation의 강도가 가장 크게 작동하도록 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  20. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    한 화면에 Fence의 coverage를 표시하고 해당 coverage내에서 상기 제어장치(200)의 분포상태 및 상황을 감시할 수 있도록 하고, 기본적인 compass기능을 기준으로 절대좌표 및 상대거리를 표시할 수 있도록 하여 상기 펜스 모드와 상기 트래킹 모드의 화면을 한꺼번에 출력시키는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  21. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 무선제어 단말기(100)의 동작을 위한 키는 Training Mode에서 제어장치에 RF signal로 직접 명령을 수행하도록 하는 Training Key area와 Tracking mode or Fence mode에서 환경설정을 위해 사용하도록 하는 Operation Key area로 분리하여 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  22. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 무선제어 단말기(100)에서 전달되는 음성 이름호출 및 명령어는 코드화되어 전달되도록 하며, 해당되는 상기 제어장치(200)는 해당 코드를 인식하고 지정한 명령을 물리적으로 변화시켜 설정된 명령을 수행하도록 하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  23. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 제어장치(200)가 최종 한계펜스에서 3차 Warning Zone 유지시 또는 펜스 이탈시 미리 설정된 일정시간 동안 전기자극을 받으며, 일정시간 이후에는 미리 설정한 다른일정시단 마다 진동과 LED flash가 같이 작동하며, 다시 되돌아오는 경우 1차 Warning command zone에 도달할때까지 2차 Warning command와 3차 Warning command가 작동하지 않도록 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
  24. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 무선제어 단말기(100)에서 상기 제어장치(200)로 전달되는 명령 중에서 Rising 명령이 전달되면, 바로 이전에 작동된 세기의 전기자극의 세기에서부터 시작하여 최대 설정값까지 올라가도록 Rising 명령을 수행하고, 최대값까지 도달되면 자동으로 진동으로 전환되어 역으로 높은 단계에서 낮은 단계로 낮아지면서 Rising 명령을 수행하도록 제어하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 인비저블 전자울타리 시스템의 제어방법.
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