KR20100121878A

KR20100121878A - Ｇｐｓ를 이용한 전자울타리 시스템

Info

Publication number: KR20100121878A
Application number: KR1020090040789A
Authority: KR
Inventors: 김준수; 브라이언트 김
Original assignee: 은기전자 주식회사; 브라이언트 김; 김준수
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2010-11-19

Abstract

본 발명에서 제공하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템은 동물이 훈련을 통하여 미리 설정된 제한구역으로 되돌아오도록 유도하는 시스템이다. 전자울타리 시스템은 수신기가 움직이는 방향을 결정하기 위하여 복수개의 루프를 이용하거나 선택적으로 GPS시스템을 이용할 수 있다. GPS시스템을 이용한 실시예로, GPS 위치정보를 이용하여 전자울타리의 경계가 설정된다. 고립감금모드는 고립감금모드를 초기화 시키도록 하는 제어명령을 수신하거나 특별히 주어지는 조건인 경우에 동물을 제한구역 내에서 고립시키거나 접근을 못하게 할 목적으로 사용된다. 주어진 조건은 동물이 접근 하거나 또는 주어진 구역으로 들어오거나, 또는 수신기의 배터리 잔량이 설정한 한계에 도달한 경우이다.

전자울타리, 양방향 무선통신 RF modem, 무선신호, 동물활동, 애완동물

Description

ＧＰＳ를 이용한 전자울타리 시스템{System for electronic fence by GPS}

본 발명은 전자울타리 시스템에 관한 것으로, 특히 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 감시하고 데이터 통신을 수행하여 일정영역의 범위로 규제하여 제한된 영역으로 동물을 돌아오도록 가이드 역할을 하기에 적당하도록 한 GPS를 이용한 전자울타리 시스템에 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.

한편 도 1은 종래 전자울타리 시스템의 무선제어 단말기를 보인 블록구성도이다.

도 1에서 송신기(10)는 전파를 전달하기 위해서 전파 wire antenna(15)를 사용한다. 송신기(10)는 동물에게 작용하는 전기충격을 조절하는 전기충격 레벨 제어 기(11), 안테나 점검램프(12), 파워스위치(13), 송신출력레벨 조절기(14)를 포함한다.

도 1과 같은 종래 전자울타리 시스템의 무선제어 단말기의 작동법을 설명하면 다음과 같다.

사용자가 송신기(10)에 포함되어 있는 전원스위치(13)를 켜고 송신기(10)에 포함되어있는 충격레벨 제어기(11)를 작용하여 동물에 작용하는 전기충격의 레벨을 설정한다. 부가적으로 사용자는 사용하고자 하는 전원레벨을 설정하기 위하여 송신기 출력레벨 조절기(14)를 작동시킨다. 그러면 동물이 이탈을 못하도록 하는 전자울타리에 포함된 송신 wire antenna (15)가 signal을 발생시키도록 작동한다.

이러한 상황에서 수신기를 착용한 동물이 울타리에 접근하면, 수신안테나는 송신기(10)에서 전송된 신호를 받고 탐지기는 전송받은 신호를 원래신호로 변환한다. 그 변환된 신호가 전기충격일 때, 전송된 신호의 레벨에 상응하는 전기충격을 한 쌍의 전기충격단자를 통하여 발생시킨다. 즉, 동물은 송신wire antenna(15)의 테두리를 벗어날 수 있다.

또한 도 2는 도 2는 종래 전자울타리 시스템의 목적물 제어장치를 보인 블록구성도이다.

도 2에서 발신기(20)는 복수개의 제어신호를 가지는 RF신호를 전송하며, 그러한 복수개의 제어신호는 동물이 미리 설정된 제한영역의 경계로 접근할 때에 반응(예, stimuli)하도록 하는 제어신호이다. 또한 발신기(20)는 원하는 기능을 나타내기 위하여 복수개의 제어신호를 발생시킬 수 있다.

전자울타리는 하나의 전원 스위치를 포함하며, 송신레벨제어, '0'에서 설정 최고치까지 충격레벨을 선택하도록 하기위한 전기충격레벨제어기(23), 기능선택 스위치, 루프 안테나 확인 램프, 경보음 선정 램프, 전기충격 선정 램프, 자동 선정 램프, 그리고 각각의 첫번째(29), 두번째(30) 루프 안테나를 포함한다.

전원 스위치(21)는 발신기(20)에 전원을 공급한다. 발신기(20)의 전원레벨 제어기(22)는 발신기(20)의 전원레벨을 제어한다. 전기충격 레벨제어기(23)는 전기충격의 레벨을 설정한다. 기능선택 스위치(24)는 원하는 기능을 선택하는데 사용된다. 루프 안테나 확인 램프(25)는 루프안테나의 일부가 문제를 발생하는지를 표시 한다. 경보음 선전 램프(26)는 고주파 경보음의 선정여부를 확인하도록 한다. 전기충격 전정램프(27)와 자동 선정 램프(28)는 전기충격이 선택되었는지 그리고 각각 자동으로 선택이 되어 있는지를 확인하도록 한다.

그러나 앞에서 언급한 종래의 전자울타리는 동물이 제한된 영역으로부터 탈출할 때 일정한 레벨을 가지는 전기충격을 발생시키며, 이는 효과적이지 못하다. 더군다나 전기충격은 탈출한 동물에 제한된 영역으로 되돌아 올 때에도 발생한다. 이때 동물은 전기충격으로 인하여 전자울타리 내부로 들어올 수 없으며 결국 멀리 달아나게 된다.

동물은 흥분되었을 때 100Km/Hour(62 miles/hours)정도의 속력을 내어 달릴 수 있다. 이러한 속력에서는 동물은 전기충격이 작용하기 이전에 제한영역을 탈출 할 수 있음을 의미한다. 게다가 동물들은 안정을 되찾고 집으로 돌아올 때 매우 느린 속도로 돌아오는 습성을 가진다. 종래의 전자울타리는 제한영역 쪽으로 움직이 는 동물의 방향을 탐지하지 못하며, 동물들이 제한된 영역으로 들어가려 하면 전기충격을 발생하게 된다. 만약 동물이 설정된 제한영역 내부로 돌아올 때 전기 충격이 발생하면, 동물들은 종래의 전자울타리로부터 방해를 받게 되고, 멀리 도망칠 수 있으며, 결국 교통사고나 분실하게 된다. 부가적으로 현재의 전자울타리들은 보통 고정 설치물로서 고정된 지역에서만 사용된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 특히 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 감시하고 데이터 통신을 수행하여 일정영역의 범위로 규제하여 제한된 영역으로 동물을 돌아오도록 가이드 역할을 할 수 있는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 해결하기 위한 다음과 같은 과제 해결 수단을 제시한다.

목적물 제어장치와 GPS 통신을 수행하고, RF(Radio Frequency) 신호를 생성시키고, 복수개의 기능 중에서 선택가능하고, 진동, 고주파 경고음, 고주파 경고음을 갖는 진동, 전기충격 그리고 전기충격 및 세기를 제어하는 제어명령을 생성시키는 무선제어 단말기와; 초기에 자극을 주도록 내려진 상기 무선제어 단말기의 제어 명령을 기준으로 전송된 RF신호와 제어명령신호를 수신하는 수신기 및 동물에 부착되도록 만들어진 구조를 가진 복수개의 안테나를 포함하는 목적물 제어장치;를 포함하여 전자울타리 시스템을 구성하고, 상기 무선제어 단말기는 커버리지 내에서 최초로 설정한 기준 위치(reference point)를 기준으로 상기 목적물 제어장치 자신의 위치정보 또는 좌표를 산정하도록 하고, 산정된 위치 또는 좌표 정보를 전달받아 기준 위치로부터의 상기 무선제어 단말기의 위치와 상기 목적물 제어장치로부터 수신받은 위치를 현재의 위치에서 보정하여 상기 목적물 제어장치의 현재 위치를 환산하며, 상기 목적물 제어장치의 위치정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선제어 단말기는, GPS 안테나를 내장하고, RF 안테나를 일체화하여 상기 목적물 제어장치와의 상호간 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선제어 단말기는, 상기 목적물 제어장치로 전달하는 제어명령이 어떤 형태(전기 자극, 진동, 소리 중에서 하나 이상 포함)인지, 언제 또는 얼마 만큼의 크기 및 시간을 주었는지에 대한 리포트(report)를 전달받아 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 상기 무선제어 단말기와 상기 목적물 제어장치 사이에 위치하여 상기 무선제어 단말기의 통신거리를 확장시키는 리피터(repeater)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 주어진 위치 혹은 주어진 위치로부터의 거리 중 최소 하나를 설정하여 전자울타리 경계를 정의하도록 설정 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 주어진 위치는, 상기 목적물 제어장치가 상기 무선제어 단말기로부터 주어진 제어명령을 수신하는 시점의 상기 목적물 제어장치의 위치인 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 상기 무선제어 단말기의 화면에 나타나는 경계패턴을 정의함으로써 상기 무선제어 단말기가 설정하는 대로 전자울타리의 경계를 정의할 수 있도록 설정 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 정상작동모드로 제 1 울타리 경계를 정하고 고립감금 모드를 작동하기 위하여 고립감금(Lock-down Mode) 울타리 경계를 정의할 수 있도록 설정 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 고립감금(Lock-down Mode) 울타리의 경계는, 상기 목적물 제어장치가 고립감금모드(Lock-down Mode)로 들어온 시점에서의 상기 목적물 제어장치의 위치와 상기 목적물 제어장치의 고립감금위치로부터의 거리를 기준으로 울타리의 경계영역을 정하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 상기 고립감금모드(Lock-down Mode)의 작동의 시작은 상기 무선제어 단말기로부터 고립감금모드(Lock-down Mode)를 나타내는 신호를 상기 목적물 제어장치가 전송 받으면서 시작되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 상기 고립감금모드(Lock-down Mode)의 작동은 현재 수신기가 있는 위치가 고립감금모드(Lock-down Mode)의 작동조건에 합당한지를 수신기가 결정하여 작동하게 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 상기 고립감금모드의 작동은 수신기의 배터리 세기가 미리 설정한 소모량 수준에 도달되었을 때 작동하도록 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 복수개의 전자울타리 영역이 상기 목적물 제어장치의 위치와 연계하여 정의되도록 설정 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자울타리 시스템은, 최소한 하나의 전자울타리 영역이 상기 목적물 제어장치에 대하여 복수개의 그룹 중 하나에 속하도록 설정 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적물 제어장치는, 상기 무선제어 단말기에게 신호를 전송하는 통신신호를 생성하는 송신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선제어 단말기는, 상기 무선제어 단말기에게 셀방식 프로토콜에 따르는 통신신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선제어 단말기는, 상기 목적물 제어장치의 ID와 GPS 정보를 포함한 짧은 메시지를 전달하도록 하는 SMS(short message service) 메시지를 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선제어 단말기는, 상기 무선제어 단말기의 셀방식 프로토콜에 부합하는 통신신호 또는 상기 목적물 제어장치가 상기 무선제어 단말기의 최종위치로부터 관리하고자 하는 주어진 거리보다 멀리 떨어진 경우에 한하여 SMS 메시지를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선제어 단말기는, 다른 무선제어 단말기와 상기 목적물 제어장치 사 이에서 상호 통신을 연계할 수 있도록 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적물 제어장치는, 상기 무선제어 단말기와 다른 무선제어 단말기 또는 다른 무선제어 단말기 사이에서 상호 통신을 연계할 수 있도록 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적물 제어장치는, 교체 가능한 자극모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적물 제어장치는, 양방향 통신 가능한 RF 안테나 및 GPS 안테나 구조를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 목적물 제어장치의 GPS 안테나는, 동물의 크기에 따라 벨트의 크기를 조절할 때 GPS 안테나의 위치가 항상 위를 향하도록 하는 이동 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 GPS를 이용한 전자울타리 시스템은 특히 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 감시하고 데이터 통신을 수행하여 일정영역의 범위로 규제하여 제한된 영역으로 동물을 돌아오도록 가이드 역할을 할 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 shock or warning sound)를 제공할 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 표시)하고 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 GPS를 이용한 전자울타리 시스템의 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 특히 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 감시하고 데이터 통신을 수행하여 일정영역의 범위로 규제하여 제한된 영역으로 동물을 돌아오도록 가이드 역할을 하고자 한 것이다.

본 발명에서 사용하는 개념을 정의하면 다음과 같다.

- E-Fence(Electronic Fence) : 무선(Radio Frequency)을 이용한 울타리를 말하며, 일명 '전자울타리'라고 한다. 이는 I-Fence(Invisible Fence)라고도 한다. 본 발명에 의한 E-fence는 양방향 RF 무선통신 솔루션 기술(예, ZigBee)과 GPS 기술을 적용한 전자울타리를 의미한다. 이러한 E-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 Handheld 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.

- GPS module : Global Positioning System으로 GPS 칩셋(chipset)을 추가하면서 위치정보를 얻을 수 있다.

- 무선제어 단말기(Handheld master terminal) : 본 발명에서 Control Tower 역할 및 감시기능을 하는 관제시스템을 의미한다.

- 목적물 제어장치(Object control unit) : 목적물에게 부착하는 부착물을 의미한다.(예, 동물에게는 목적물 제어장치를 의미한다.)

- Animal confinement : 동물을 대상으로 한 전자울타리의 영어식 표현이다.

- Dog Collar : 본 발명에서는 목적물 제어장치(200)를 의미하며, 무선제어 단말기(Handheld master terminal)와 대비되는 개념으로, 무선제어 단말기(Handheld master terminal)의 지배를 받아 자신의 위치/상태 정보 등을 무선으로 보고하며 무선제어 단말기(Handheld master terminal)에서 제공하는 명령을 받아 수행하는 역할을 한다.

또한 본 발명의 주요 구성품인 무선제어 단말기(Handheld master terminal)와 목적물 제어장치(Object control unit)는 다음의 기능을 수행한다.

- 무선제어 단말기(Handheld master terminal) : 대상물의 움직임을 감시하 는 장치로서 LCD Display를 장착하고 목적물 제어장치에서 제공하는 무선신호를 받아 적정한 제어를 수행하는 장치이다(100).

- 목적물 제어장치(Object control unit) : 대상물에 장착된 Dog 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.

- Handheld master terminal과 각 Object control unit 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

- Handheld master terminal에 GPS module 내장하여 reference Location 확보.

- Handheld master terminal에서는 Object control unit 으로부터 양방향 무선 RF 통신 modem 기술을 사용하여 각 GPS 정보를 수집하여 각 Object control unit 의 방위각, 거리 등 계산.

- 목적물 제어장치(Object control unit)로부터 전송된 위치/방위 정보가 Mater terminal 에 미리 설정된 boundary를 벗어나는 경우 목적물 제어장치(Object control unit) 내의 audio alarm, vibration 이나 stimulation을 동작시켜 목적물 관리하는 기술.

- network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem기술을 적용하여 하나의 Handheld master terminal이 복수개의 목적물 제어장치를 관리토록 하는 기술.

- Handheld master terminal은 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem기술을 기준으로 상기 기능을 가지도록 개발하는 기술.

- Object control unit 내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Vibration 구동 기술.

- Object control unit 내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Beep Sound 구동 기술.

- Object control unit 내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Stimulation 구동 기술.

- Object control unit 내에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 이용하여 일정 조건에서 Horn 구동 기술.

- Handheld master terminal에서 호명된 Object control unit가 자신을 자체 인식하고 주어진 명령(Vibration, Sound or electric shock)을 수행하도록 하는 기술.

- Handheld master terminal에서 GPS module과 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 기술을 통하여 Recorded Voice 혹은 직접 Voice를 전달하는 기술.

- Object control unit 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 Object control unit(목적물 제어장치)의 GPS 정보/Status 정보를 수집하고, 수집 정보에 대해 대응하기 위해서 일정 통신 범위를 갖는 무선적용 솔루션이 구현된다.

또한 무선제어 단말기(Handheld Master Terminal)(100)의 구성은 CPU, network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem, GPS, display LCD 등을 갖춘 mobile handset 형상으로 이루어질 수 있다.

또한 목적물 제어장치(Object control unit)(200)의 구성은 GPS 수신기와 network 구성이 가능한 양방향 무선 RF modem 으로 이루어질 수 있다.

또한 적용 solution에서 무선제어 단말기(100)와 목적물 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 목적물 제어장치(200)에 GPS module을 내장하여 위치정보를 수집한다.

또한 무선제어 단말기(100)에서는 목적물 제어장치(200)로부터 각 GPS 정보 를 수집하여 각 목적물 제어장치(200)들의 방위각, 거리 등을 계산한다.

또한 목적물 제어장치(200)의 위치정보가 무선제어 단말기(100)의 미리 설정된 조건 또는 boundary를 벗어나는 경우 audio alarm / visible alarm / vibration alarm / electric shock을 발생하고, 무선제어 단말기(100)와 목적물 제어장치(200)의 위치/status를 확인한다.

또한 수동 모드(Manual mode)는 direct training mode로서 해당 목적물 제어장치(200)에 직접 시그널(signal)을 전송한다.

또한 많은 수의 목적물 제어장치(200)를 관리하기 위해, Coordinator 역할을 하는 하나의 무선제어 단말기(100)가 스타 네트워크(Star network)를 구성하여 통신 가능한 관리영역내의 많은 목적물 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 3은 본 발명이 적용되는 전자울타리 시스템의 개념도이다.

그래서 무선제어 단말기(Master terminal)(100)와 각 목적물 제어장치(Object control unit)(200) 간의 통신은 Zigbee modem module을 사용할 수 있다.

또한 Zigbee solution + high-gain antenna 를 사용하여 무선제어 단말기(100)를 중심으로 반경 최소 1mile 내 통신이 가능하도록 할 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 목적물 제어장치(200)에 ID 를 부여하여 각 무선제어 단말기(100) 내의 관리 그룹을 설정하여 운용한다.

각 목적물 제어장치(200)는 동작 모드에 따라 주기적으로 위치정보 및 상태정보를 송신하거나 기 설정된 이벤트(event) 발생시 위치정보 및 관련 알람(alarm) 정보를 송신하도록 운용한다.

또한 커버리지(Coverage)는 3개의 영역으로 구분된다. R1 영역(301)은 첫 번째 경보 영역으로서, 비프 사운드(beep sound)가 작동된다. R2 영역(302)은 두 번째 경보 영역으로서, 진동(vibration) 또는 진동 및 사운드(vibration & sound)가 작동된다. R3 영역(303)은 세 번째 경보 영역으로서, 전기 충격(Electric chock)이 작동된다.

도 4는 본 발명에 의한 무선제어 단말기의 일 예를 보인 블록구성도이다.

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 2.4인치 또는 2.8인치(다른 크기도 가능)의 LCD 와 Graphic GUI를 사 용할 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 수행하고, 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, 리튬폴리머 또는 리튬이온(Li-ion) battery등을 사용할 수 있다.

진단 및 모니터링 포트는 업그레이드 및 AS를 위해 사용한다.

도 5는 본 발명에 의한 무선제어 단말기의 다른 예를 보인 블록구성도이다.

그래서 무선제어 단말기(100)는, CPU(110), 양방향 통신 RF modem 모뎀(120), GPS 모듈(130), 메모리(140), 2,3-축 전자 컴퍼스(2,3-axis Electronic Compass)(150), LCD 모듈(160), LED(171), 키 버튼(172), USB 포트(173), 부저 또 는 스피커(174), Vibrator(175)를 포함하여 구성할 수 있다.

도 6은 본 발명에 의한 목적물 제어장치의 일 예를 보인 블록구성도이다.

그래서 목적물 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 7은 본 발명에 의한 목적물 제어장치의 다른 예를 보인 블록구성도이다.

그래서 목적물 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 목적물 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 재충전가능(Rechargeable) 리튬-이온(Li-ion)또는 리튬폴리머 등의 배터리를 사용할 수 있다. 또한 배터리 전원의 내부에는 충전회로가 내장될 수 있다.

또한 진단 및 모니터링 포트는 업그레이드 및 AS를 위해 사용한다.

도 8은 본 발명이 동물인 경우에 적용되는 전자울타리 시스템의 주요 기능을 보인 개념도이다. 여기서 커버리지(Coverage)는 3개의 영역으로 구분된다. R1 영역(301)은 첫 번째 경보 영역으로서, 비프 사운드(beep sound)가 작동된다. R2 영역(302)은 두 번째 경보 영역으로서, 진동(vibration) 또는 진동 및 사운드(vibration & sound)가 작동된다. R3 영역(303)은 세 번째 경보 영역으로서, 전기 충격(Electric chock)이 작동된다.

주요기능은 다음과 같다.

- Vibration 전달 기능

- Vibration and LED flash

- Electric shock 전달 기능

- Beep sound 전달 기능,

- 녹음된 voice 전달 기능, 직접 voice전달 기능

- 정지화면 및 동작화면 촬영, 전송 및 display기능

- 무선제어 단말기에 목적물 제어장치의 현재의 위치 및 상태(Run, Scoring, sleep, stop, struggle) 를 표시

- 목적물 제어장치가 움직이면 horn이 안 울리고, 움직이지 않고 정지해있으면 Horn을 울리는 기능 : RUN & Point기능

- Invisible fence이탈시 무선제어 단말기에 Warning message 및 현재 위치 표시(방위, 이탈거리, 상태 표시)

또한 작동 절차는 다음과 같다.

- Free zone(1st warning zone내부)에서 Invisible fence로 진입시

* 1차 warning : beep sound or LED flash

* 2차 warning : 진동, 진동 + sound

# 1차, 2차 Menu는 사용자가 선택하여 그 순서를 바꿀 수 있다. 예) 1차-진동, 진동+Sound, 2차-sound로 변경 가능.

- 3차 warning : Electric shock 발생(Fence에 가까울수록 shock level 증가)

# 거리가변,전압 가변(초기 setting,후 증가)

- Invisible fence 벗어난 경우

* 해당 목적물 제어장치는 Invisible fence 밖에(3rd warning zone의 밖) 존재

* 이때 3rd warning zone밖에서는 해당 목적물 제어장치에는 electric shock "OFF"되며 목적물 제어장치에 부착된 LED가 작동

* 동시에 Horn 동작이 작동되면서 목적물에게 경고(optional) 및 사용자에게 경고 표시

* 컴퓨터가 연결되어 있는 경우, 혹은 warning board가 설치되어 있는 경우, Warning message 제공

- Home coming 하고자 하는 경우

* 2nd warning zone에 진입하는 순간 3rd warning zone이 활성화 되면서 다시 밖으로 탈출시도할 경우 electric shock이 전달되도록 함

* 완전히 귀환시에 모든 zone의 warning boundary가 활성화됨

- 항상 수동으로 정지화면 촬영 및 display가능

도 9는 본 발명이 사람인 경우에 적용되는 전자울타리 시스템의 주요 기능을 보인 개념도이다. 여기서 커버리지(Coverage)는 2개의 영역으로 구분된다. R1 영역(301)은 첫 번째 경보 영역으로서, 비프 사운드(beep sound) 또는 LED 플래시가 작동된다. R2 영역(302)은 두 번째 경보 영역으로서, 진동(vibration) 또는 진동 및 사운드(vibration & sound)가 작동된다.

주요기능은 다음과 같다.

- Vibration 전달 기능

- Vibration and LED flash

- Beep sound 전달 기능,

- 녹음된 voice 전달 기능, 직접 voice전달 기능

- 정지화면 및 동작화면 촬영, 전송 및 display기능

또한 작동 절차는 다음과 같다.

- 자유영역에서 1st warning zone구역으로 접근시

* 1차 warning : beep sound or LED flash

* 2차 warning : 진동 혹은 진동 + sound , 녹음된 음성 메시지

* 수동으로 정지화면 촬영 및 display가능

- 2nd warning zone 벗어난 경우

* 현재 Invisible fence밖에 존재

* 이때 무선제어 단말기에 Warning message와 현재의 위치 표시

- Home coming 하면서 Invisible fence내로 진입한 경우

* 기존의 signal 그대로 받음("영역 이내에 들어왔음" 이란 메시지 제공 전달)

* 수동으로 정지화면 촬영 및 display가능

도 10은 본 발명에서 전자울타리 시스템의 위치계산의 예를 보인 개념도이다.

기본개념은 다음과 같다.

1) 기준점이 되는 Reference Point를 정하여 모든 위치의 계산기준으로 한다.

2) 초기 설정한 Reference point는 무선제어 단말기와 목적물 제어장치의 현 재위치를 계산하는 기준이 된다.

3) 목적물 제어장치는 무선제어 단말기에게 reference point로부터의 자신의 위치를 전송하며, 자신의 좌표, 초기위로부터의 변위차(ΔX, ΔY) 혹은 θ, ｒ의 형태로 표현하여 전송할 수 있다.

4) 무선제어 단말기는 현재의 위치를 기준으로 목적물 제어장치의 상대위치와 거리를 display할 수 있다.

도 10에서 각각의 의미는 다음과 같다.

A. 최초 Reference point : T1(x1, y1)

B. 최초 무선제어 단말기의 위치(최초 reference point와 같을 수 있음) : T1(x1, y1)

C. 최초 목적물 제어장치의 위치(최초 reference point와 같을 수 있음) : R1(x3, y3)

D. Reference point를 중심으로 하는 모든 좌표의 중심이 되는 Original 좌표 축 : X-Y

E. 현재의 무선제어 단말기의 위치 : T2(x2, y2)

F. 현재의 목적물 제어장치의 위치 : R2(x4, y4)

G. 무선제어 단말기의 화면에 위치를 보여주기 위한 가상의 좌표축 : X'-Y'

H. θ1, r1 : Reference point에서 목적물 제어장치의 최초 위치각과 거리

I. θ2, r2 : Reference point에서 목적물 제어장치의 현재 위치각과 거리

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자울타리 시스템의 위치계산방법을 보인 흐름도이다.

그래서 목적물 제어장치(200)의 현재 위치를 계산하는 것은 다음과 같이 수행한다.

A. Step 1 : 최초 Reference 위치 설정(초기 무선제어 단말기/목적물 제어장치의 위치와 같을 수 있음). T1(x1,y1)

i. 무선제어 단말기는 위성으로부터 GPS Data를 수신하고 그 자신의 위도, 경도Data를 T1(x1, y1)로 저장한다. 기본적으로 T1(x1,y1)의 좌표는 (0,0)로 설정되며, 이를 최초의 Reference Point로 정의한다. 이 지점은 무선제어 단말기 및 목적물 제어장치의 위치를 계산하는 기준 좌표로 존재한다.

ii. 최초의 Reference Point를 설정한 무선제어 단말기는 해당 Reference Point Data를 지점R1(x3,y3)에 위치하고 있는 목적물 제어장치에게 이를 전송한다.

* 초기화 단계의 의미 : 위성으로 수신되는 GPS Data는 수신감도에 따라 측정오차를 발생할 수 있다. 만약 무선제어 단말기와 목적물 제어장치가 동시에 허용 오차범위(약 15m정도)안에 동시에 위치하고 있으면, 무선제어 단말기 와 목적물 제어장치는 같은 위치에 있다고 인식할 수 있다. 이러한 오차를 제거하기 위하여 무선제어 단말기와 목적물 제어장치가 자신들의 위도와 경도를 공유할 수 있도록 하는 초기화 단계가 필요하며, Reference Point를 설정하여 공유함으로써 초기화가 가능하다.

iii. 다음으로 무선제어 단말기로부터 해당 Reference data를 수신한 목적물 제어장치는 이를 수신했다는 Message를 무선제어 단말기에 전달한다.

iv. 결론적으로 무선제어 단말기와 목적물 제어장치는 동일한 Reference position을 가지고 있음을 확인하고, 그 위치를 (0,0)로 설정하여 모든 각각의 위치는 이를 기준으로 계산하게 된다.

B. Step 2 : 목적물 제어장치의 현재위치 R2(x4,y4)의 환산방법

i. 목적물 제어장치가 최초위치 R1(x3,y3)로부터 현재위치 R2(x4,y4)로 이동했을 경우, vector를 이용하여 표현이 가능하다. 즉, 수신기의 최초 위치가 Reference point로부터 거리 r1과 방위각 θ1로 표시가능하며, 현재 위치는 Reference point로부터 거리 r2와 방위각 θ2로 표시가 가능하다. 여기서 Reference point로부터 목적물 제어장치까지의 거리 r2= r1 + Δr (Δr : r1에서 r2까지의 증가된 값) 또는 (R2-T1) = (R1-T1) + (R2-R1)로 표현할 수 있다. 여기서 고도정보의 경우는 각각의 송수신장치에서 수신이 가능하므로 송수신 Data량을 줄이기 위하여 따로 송수신하지 않을 수도 있다.

ii. 무선제어 단말기 또한 Reference point로 지정한 T1(x1,y1)로 부터 현재의 위치인 T2(x2,y2)로 이동하게 된다. 여기서 T1(x1,y1)은 Reference point로 정의되면 기술한 바와 같이 (0,0)의 좌표를 가지게 되고, 무선제어 단말기의 위치계산을 위한 기준좌표가 된다. 무선제어 단말기 또한 Reference point를 기준으로 자신의 위치 T2(x2,y2)를 인식하고, 이 위치를 기준으로 하여 가상의 좌표 X'-Y'에 목적물 제어장치의 위치를 표현할 수도 있다.

iii. 목적물 제어장치는 계속적으로 위성으로부터 GPS위치 정보Data를 수신하게 되고, 수신된 현재의 위치정보를 최초 설정한 Reference point T1(x1,y1)과 비교하여 상대적으로 어느 정도 떨어져 있는지에 관한 위치정보(거리, 각도 등)로 환산하고 그 값을 저장한다.

C. Step 3 : 목적물 제어장치의 위치정보 송신

i. 목적물 제어장치에서 수신한 GPS위치정보 Data와 최초 설정된 Reference point T1(x1,y1)과의 상관관계에 의하여 환산된 목적물 제어장치의 위치정보(xN,yN)는 미리 설정된 조건에 의하여 주기적으로 무선제어 단말기로 송신하게 된다.

ii. 여기서 목적물 제어장치는 자신이 위성으로부터 받은 GPS 위치정보를 가지고 자신의 위치를 계산하고, 자신의 위치를 인식하기보다는 Reference point로부터의 상대위치로 환산한다.

D. Step 4 : 무선제어 단말기에서의 위치정보 보여주기

i. 목적물 제어장치로부터 해당 제어장치의 위치정보를 받은 무선제어 단말기는 현재의 자신의 위치 T2(x2,y2)를 기준으로 가상의 좌표(x'-y')를 구성하고 가상의 좌표(x'-y')에 목적물 제어장치의 위치를 표시한다.

ii. 여기서도 고도정보는 각각의 송수신기에서 수신이 가능하므로 송수신 Data량을 줄이기 위하여 따로 송수신하지 않을 수도 있다.

iii. Reference point를 기준으로 무선제어 단말기와 목적물 제어장치의 위치를 표시할 수 있다. (즉, 시작점을 기준으로 수신기의 이동경로를 추적할 수 있으며, 총 이동거리도 계산 가능하도록 한다.)

도 12는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 동작방법 1을 보인 개념도이 다. 여기서 무선제어 단말기(100)는 기준위치(310)와 통신연계망(401)이 형성된다. 또한 복수개의 목적물 제어장치(200)는 기준위치(310)와 각각 통신연계망(402 ~ 404)이 형성된다. 또한 무선제어 단말기(100)는 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(405 ~ 407)이 형성된다.

따라서 초기 reference position setting은 다음과 같이 수행한다.

1) 무선제어 단말기는 초기 reference 위치를 확정하고 각 목적물 제어장치에게 설정값 전송

* 초기 reference position

* 각 목적물 제어장치 위치정보 report 주기 설정

2) 무선제어 단말기는 초기 설정위치를 reference position 으로 setting

3) 각 목적물 제어장치는 초기 전달받은 reference position 을 저장하고 이를 기준으로 자신의 GPS 정보로부터 자신의 상대위치를 계산

4) 각 목적물 제어장치는 무선제어 단말기의 현재위치와 무관하게 초기 reference 위치로부터의 상대위치인 (X, Y) 좌표 및 자신의 상태를 주기적으로 전송

5) 무선제어 단말기는 reference 위치로부터의 현재의 자신의 상대위치 계산

6) 목적물 제어장치로부터 전송 받은 Reference 위치에 대한 상대위치 정보인 (X, Y) 좌표로부터 무선제어 단말기의 상대위치에 대한 거리, 방위 등 계산

도 13은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 동작방법 2를 보인 개념도이다. 여기서 바운더리(300)는 3개의 영역(301 ~ 303)으로 구성될 수 있다. 또한 무 선제어 단말기(100)는 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(411 ~ 415)이 형성된다.

그래서 I-Fence 시스템 구성은 다음과 같다.

- 무선제어 단말기(Handheld master terminal)와 각 목적물 제어장치(Object control unit)간의 통신은 ZigBee modem module과 같은 양방향 통신모듈을 사용

- 무선제어 단말기에서는 coverage 내의 목적물 제어장치의 좌표 및 상태정보를 주기적으로 report 받아서 무선제어 단말기의 현재위치와의 거리 및 상대 위치를 계산하여 모니터링하고 관리할 수 있음.

- 초기 network 구성시 star network 구성하여 하나의 무선제어 단말기가 관리 그룹형성

- 각 목적물 제어장치에 ID 를 부여하여 각 무선제어 단말기내의 관리 그룹을 설정하여 운용.

- 각 목적물 제어장치는 동작 모드에 따라 주기적으로 위치정보 및 상태정보를 송신하거나 기 설정된 이벤트(event) 발생시에 무선제어 단말기에 Reference point로부터 자신의 거리 및 좌표를 송신하고 기 설정된 해당 명령을 수행함.

도 14는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 펜스 모드에서의 작동 예를 보인 개념도이다.

설정은 다음과 같다. 즉, 무선제어 단말기를 기준으로 Fence 영역을 R1, R2, R3로 구분하여 무선제어 단말기에서 Fence 설치한다.

또한 설정 영역 내에서의 기능은 다음과 같다.

1) R1 : 안전영역

- 목적물 제어장치는 간헐적으로 무선제어 단말기로 위치정보전송

2) R2 : 경계영역

- 안전영역(R1) 벗어나면 무선제어 단말기에 안전영역 이탈 message 전달(LCD display상에 '안전영역 이탈') 및 이탈한 제어장치(c, d, e)의 상대위치를 뿌려줌.

- 한편 이탈된 제어장치(c, d, e)는 안전영역 이탈시 기 설정된 경고 메시지로 sound+LED signal을 전달

3) R3 : Invisible Fence Limit Line 영역

- Limit Line에 도달된 제어장치(f, g)에게는 sound와 shock(혹은 sound와 Vibration)을 10초간 제공함 (이후에는 10초간 sound, 10초간 electric shock 혹은 Vibration을 반복적으로 동작함

- 한편 무선제어 단말기에게는 이탈한 제어장치의 위치 정보 및 'Limit Line'이탈했다는 메시지 전달

- 또한 해당 제어장치에게 Direct Signal 정보(shock or vibration) 전달 가능(필요시만 사용)

4) 해당영역을 벗어나게 되면 제어명령은 중단하게 된다.

5) 이탈한 제어장치의 return시 signal

- 제어장치(h)는 limit line을 완전히 이탈한 상태로, 무선제어 단말기에서는 해당 목적물 제어장치의 tracking 가능토록 함

- 제어장치(h)가 돌아오면 R3영역이 해제되고 R2 영역 내에 들어오면 다시 R3영역이 active mode로 전환

도 15는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 락-다운 모드에서의 작동 예를 보인 개념도이다. 여기서 바운더리(300) 내에는 기준위치(310)가 설정되어 있다. 또한 고립감금모드로 동작하는 전자울타리(320)가 형성되며, 고립감금모드 전자울타리(320) 내에는 동작의 기준위치(321)가 설정되어 있다. 또한 무선제어 단말기(100)는 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(431 ~ 434)이 형성된다.

이는 본 발명에서 초기 Reference position을 정의하고 펜스를 정의하는 과정에서 관리하고자 하는 대상물이 원하지 않는 지역에 추가로 펜스를 설정하는 경우 혹은 어떤 지역에 대상물을 별도로 감금하는 예를 나타낸다.

무선제어 단말기는 Reference point를 설정하고, 이 값을 목적물 제어장치에 송신하며, 이를 수신한 목적물 제어장치는 이 값을 저장하고 위성으로부터 받는 GPS 위치정보를 참조하여 Reference point로부터의 좌표값을 주기적으로 무선제어 단말기에 송신한다. 이 과정에서 무선제어 단말기는 목적물 제어장치가 수행해야 할 Boundary Condition을 송신하게 되는데 고립-감금(lock-down mode)을 할 수 있도록 sub-fence를 설정하도록 한다. 여기서 sub-fence란 펜스 내에 설정된 또다른 펜스를 의미한다.

두 펜스간의 경계는 정상적인 작동모드에서 사용된다. 본 발명의 한 실시 예에서 전자울타리 시스템은 고립감금모드(lock-down)를 지원하며, 이 모드에서는 목 적물 제어장치의 위치로부터 임의로 주어진 반경을 가지는 작은 펜스영역을 가지고 고립감금 모드(lock-down)가 초기화 되고 활성화 되어지는 시점에서 작동된다.

고립감금모드(lock-down)는 무선제어 단말기로부터 제어명령을 받자마자 활성화되거나 주어진 조건을 만족하는 경우(예, 주어진 영역 혹은 위치로 접근하는 경우), 목적물 제어장치가 시야에서 벗어나 무선제어 발신기와의 교신이 끊어진 경우, 또는 주어진 배터리 조건에 도달하는 경우(예, 목적물 제어장치의 배터리 잔량이 20%인 경우)에 활성화 될 수 있다.

도 16은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 전자울타리 설정 방법 1을 보인 개념도이다. 여기서 바운더리(300) 내에는 복수개의 지정된 점들(331 ~ 335)이 있다. 또한 고립감금모드로 동작하는 전자울타리(320)가 형성되며, 고립감금모드 전자울타리(320) 내에는 동작의 기준위치(321)가 설정되어 있다. 또한 무선제어 단말기(100)는 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(441, 442)이 형성된다.

그래서 전자울타리의 불규칙한 모양의 울타리 경계(300)는 목적물 제어장치(200)를 포함한다. 이들 목적물 제어장치(200)들은 미리 설정된 조건에 의하여 동작이 이루어지며, 전자울타리의 경계(300) 내에는 고립-감금모드를 위한 또 다른 전자울타리(320)를 포함한다. 도면에서 전자울타리의 경계(300)는 복수개의 지정된 점들(331 ~ 335)을 연결하여 정의된다. 하나의 실시 예로서, 울타리 경계(300)를 정의 하는 지점들은 사용자가 직접 해당 지점(331 ~ 335)로 이동해서 무선제어 단말기(100) 혹은 목적물 제어장치(200) 중에서 해당 버튼을 누름으로써 만들어진다.

또한 연결점 펜스연결방법은 다음과 같다.

즉, 사용자는 화면에 점들을 나타낼 수 있도록 장치(예, 컴퓨터 또는 무선제어 단말기, 100)의 화면에서 그림을 그릴 수 있도록 한다. 이와 연관된 장치, 즉, 무선제어 단말기(100)는 표시된 위치의 실제 좌표를 결정한 다음, 전자울타리(300)의 경계를 정의하는 지정위치들(331 ~ 335)을 기준으로 전자울타리(300)를 활성화시킬 수 있도록 표시된 위치좌표를 목적물 제어장치(200)에 송신한다. 기술된 실시 예에서 이러한 위치좌표들은 무선제어 단말기(100)에서 통신연계망(441, 442)을 통해 목적물 제어장치(200)에 전송된다.

도 17은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 전자울타리 설정 방법 2를 보인 개념도이다. 여기서 바운더리(300) 내에는 복수개의 지정된 점들(331 ~ 335)이 있다. 또한 고립감금모드로 동작하는 전자울타리(320)가 형성되며, 고립감금모드 전자울타리(320) 내에는 동작의 기준위치(321)가 설정되어 있다. 또한 일부 지정된 점(334)에는 커서(336)를 위치시킬 수 있다.

이는 커서를 움직이면서 해당 지점을 정하고 화면에서 펜스를 연결하는 방법을 보인 것이다.

그래서 무선제어 단말기의 화면은 지정위치(331 ~ 335)로 형성된 울타리(300)의 경계를 보여주는 것을 나타낸다. 보여지는 바와 같이 커서(336, "X"로 표시됨)는 한 지점(334)에 위치하고 있음을 보여준다. 이것은 본 발명의 일면을 나타낸 것이며, 여기서 사용자는 원하는 위치로 커서를 움직이고 해당 위치(334)를 지정, 선택하기 위해서 지정버튼(hard button or soft button, selectable display option)을 선정한다. 보여지는 바와 같이, 울타리(300)와 지정 위치들은 무선제어 단말기가 아닌 목적물 제어장치들의 위치와 관련하여 정의되어 진다. 본 발명의 많은 실시예의 또다른 한 면은 울타리 영역이 무선제어 단말기를 대신하여 목적물 제어장치의 위치와 연관되어 정의되어진다는 것이다.

한편 본 발명은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 모뎀으로 전자울타리 시스템을 구성한다.

이는 다음과 같다.

- 기본적으로 하나의 무선제어단말기로부터 Star Network 구성하여 목적물 제어장치 관리

- 하나의 무선제어 단말기가 WPAN network 상에서 Coordinator 의 역할 수행

- PAN ID / Group ID / Device ID 부여로 Group 관리 가능

- 무선제어 단말기를 중심으로 통신가능 LOS(Line of Sight) range 내에 목적물 제어장치가 위치하는 경우, 초기에 모든 위치계산의 기준이 되는 Reference position Data를 수신한 각 목적물 제어장치는 위성으로부터 받은 GPS위치정보 기초하여 Reference point로부터 자신의 좌표를 인식하여 이를 무선제어 단말기에 송신하면 무선제어 단말기에서는 자신의 GPS 위치정보와 비교하여 거리 및 방위(위도, 경도 등)를 계산하여 각 목적물 제어장치의 위치 및 상태를 모니터링 할 수 있음.

* 목적물 제어장치에서는 GPS 위치/방위 정보가 미리 설정된 조건에서 벗어나는 event 가 발생하는 경우 미리 설정된 scenario에 따라 목적물 제어장치에서 무선제어 단말기로 알람을 발생시켜 전송하고, 각 목적물 제어장치의 좌표와 상태를 무선제어 단말기로 전송하고 무선제어 단말기에서 전송 데이터를 판단하여 해당 response 대응

* 무선제어 단말기에서 각 목적물 제어장치로부터 위치정보 및 status 를 기 설정한 주기로 주기적으로 수신받아 내부 설정된 조건에 따라 alarm 발생시키고 사용자가 해당 response 대응

- 수 개의 무선제어 단말기를 구현하고 WPAN Tree / Mesh network 을 구성하여 운용한다면 라우팅 기능을 이용하여 Coverage 및 모니터링 가능한 목적물 제어장치 의 수를 확장할 수 있음

* 각 무선제어 단말기에서의 관리 data 를 Headquarter 무선제어 단말기 로 전송하면 무선제어 단말기 에서 이를 취합 관리할 수 있음.

* 각 무선제어 단말기 에 Coordinator 기능 + 중계기 기능을 설정하면 무선제어 단말기 간 / 무선제어 단말기 와 Headquarter 간 통신을 이용 전체적으로 단말의 상태 상황을 관리할 수 있음.

도 18의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 범위 확장 방법 1을 보인 개념도이다. 여기서 전자울타리(300)는 3개의 울타리(301 ~ 303)로 구분되어 동작할 수 있다. 또한 무선제어 단말기(100)는 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(451 ~ 453)이 형성된다. 또한 복수개의 무선제어 단말기(100)는 HQ 포스트와 통신연계망(461 ~ 464)이 형성된다.

이는 다음과 같다.

- 무선제어 단말기와 각 목적물 제어장치간의 통신은 양방향 통신모뎀 모듈을 사용하며 Zigbee Modem module을 사용할 수 있으며, 이때 16 ~ 20dBm 의 Class-I 급 출력을 갖는 2.4GHz 대역의 Zigbee solution 을 사용할 경우 무선제어 단말기 반경 1 mile 내 통신이 가능

- 무선제어 단말기에서는 coverage 내의 단말의 상태를 확인하고 control 신호를 송신

- 통신거리 확보를 위하여 확장이 가능한 수 개의 양방향 통신모뎀 모듈을 사용하여 무선제어 단말기와 목적물 제어장치간의 통신범위 확장

- 각 단말에 ID 를 부여하여 각 무선제어 단말기내의 관리 group 을 설정하여 운용

- 무선제어 단말기 Post 에 중계기 기능을 구현하면 수 개의 무선제어 단말기 Post 의 정보를 하나의 HQ(Headquarter) 무선제어 단말기 Post 에서 수집하여 Monitoring 이 가능한 구조로 구현

- 무선제어 단말기는 coverage 내의 단말기를 control / monitoring 하는 기능과 status 를 HQ 무선제어 단말기 Post 로 전송하는 기능을 갖도록 구현

- HQ 무선제어 단말기 Post 에서는 전체 coverage 내의 단말의 status 를 관리

- HQ(Headquarter) 의 monitoring program 은 운용 scenario 에 따라 개발

여기서 도 18의 (a)는 하나의 무선제어 단말기 Post 구현/운용의 구조를 보인 것이다.

- 도 18의 (a)와 같이 하나의 무선제어 단말기를 중심으로 목적물 제어장치가 위치하는 경우 각 목적물 제어장치로 부터 받은 위치 정보를 자체 GPS 위치 정보 reference 와 비교하여 거리 및 방위각을 계산

- 목적물 제어장치로부터 전송된 좌표값이 무선제어 단말기에 미리 설정된 boundary 를 벗어나는 경우 미리 무선제어 단말기에 설정된 scenario에 따라 Dog 목적물 제어장치 내의 audio alarm 이나 stimulus electrode 를 동작시키도록 무선제어 단말기에서 remote control(별도의 정의된 기능에 따라 동작)

- 무선제어 단말기의 제어범위는 Modem 의 출력 power 와 LOS(Line of Sight)범위 에 따라 결정되며 무지향성 Antenna 사용하므로 원형의 coverage 로 동작

- 최소반경 반경 1 mile 이상 통신이 가능하도록 구현

또한 도 18의 (b)는 수 개의 무선제어 단말기 Post 구현/운용의 구조를 보인 것이다.

- 무지향성 antenna 를 채용한 수개의 무선제어 단말기를 도 18의 (b)와 같이 setting 하는 경우 Coverage 는 산술적으로 늘어날 수 있으며 overlap 되는 부분은 운용 scenario상에서 algorithm 으로 처리

- 각 무선제어 단말기의 제어영역은 도 18의 (a)와 같은 하나의 무선제어 단말기 post 의 동작과 동일하며 각 목적물 제어장치로부터 방위각 및 거리 등의 위치 정보에 따라 각 무선제어 단말기가 관리하는 구조임

- 각 무선제어 단말기에서의 관리 data 를 Headquarter 무선제어 단말기로 전송하면 무선제어 단말기에서 이를 취합 관리할 수 있음. 각 무선제어 단말기에 중계기 기능을 설정하면 무선제어 단말기 간, 무선제어 단말기와 Headquarter 간 통신을 이용 전체적으로 단말의 상태 상황을 관리할 수 있음

- 무선제어 단말기의 RF antenna를 지향성을 갖도록 구현, 적용하면 임의형상의 coverage / range 확보

- Coverage 확보 를 위하여 4~6개의 양방향통신모뎀 모듈을 갖는 무선제어 단말기 post 를 운용하면 control / monitoring range 확장가능하며 중계기 기능을 같이 구현하면 하나의 Headquarter 무선제어 단말기 Post 에서 관리

도 19는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 범위 확장 방법 2를 보인 개념도이다. 여기서 복수개의 무선제어 단말기(100)는 각각의 커버리지(341 ~ 343)를 갖는다. 또한 복수개의 무선제어 단말기(100)는 다른 무선제어 단말기(100) 및 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(471 ~ 474)을 형성한다.

이에 보여지는 바와 같이, 유효한 통신 영역 내에서 무선제어 단말기는 통신연계망을 통하여 무선제어 단말기와 통신하도록 하는 실시 예이다. 유사한 방법으로, 무선제어 단말기는 또 다른 무선제어 단말기와 통신 연계망을 통하여 교신이 가능하도록 구현한다. 무선제어 단말기는 다른 목적물 제어장치와 통신연계망을 통하여 교신이 가능하도록 한다.

또한 Mesh network 추가에 의한 작동상에 있어서, 목적물 제어장치로 향하는 제어명령은 무선제어 단말기를 경유하여 목적물 제어장치에 전달될 수 있다. 여기서 특이한 것은 목적물 제어장치는 무선제어 단말기의 유효 통신범위로부터 벗어날 경우 무선제어 단말기는 다른 수신 가능한 무선제어 단말기와 연계되어 메시지가 전송된다는 표시와 함께 제어명령을 전송한다. 이러한 표시는 어떠한 형식으로도 가능하며, 일반적으로 메시지의 표제와 같이 정하게 될 것이다. 예를 들면, 만약 메시지의 유형이 "방송"으로 정하게 되면, "방송"메시지를 수신하는 송신기는 전송을 반복하게 된다. 이와 같은 예에서 무선제어 단말기는 방송유형의 메시지를 수신하게 되고 그 메시지를 전달하게 된다. 무선제어 단말기는 다른 무선제어 단말기에 의하여 전송된 방송유형의 메시지를 수신하고 나서 그 메시지를 원래 수신하기로 되어있는 목적물 제어장치로 전달한다.

도 20은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 범위 확장 방법 3을 보인 개념도이다. 여기서 무선제어 단말기(100)와 목적물 제어장치(200)는 각각 커버리지(341 ~ 343)를 갖는다. 또한 무선제어 단말기(100)와 복수개의 목적물 제어장치(200)는 각각 통신연계망(481 ~ 483)을 형성한다.

그래서 무선제어 단말기에서 목적물 제어장치로의 명령 전달이 가능하다.

이에 보여지는 바와 같이, 유효한 통신 영역 내에서 목적물 제어장치는 통신연계망을 통하여 목적물 제어장치와 통신하도록 하는 실시 예이다. 유사한 방법으로, 목적물 제어장치는 또 다른 목적물 제어장치와 통신 연계망을 통하여 교신이 가능하도록 구현한다. 또한 제어신호를 받은 또 다른 목적물 제어장치는 다른 목적물 제어장치와 통신연계망을 통하여 교신이 가능하도록 한다.

또한 Mesh network 추가에 따른 작동상에 있어서, 목적물 제어장치로 향하는 제어명령은 무선제어 단말기를 경유하여 목적물 제어장치에 전달될 수 있다. 여기 서 특이한 것은 목적물 제어장치는 무선제어 단말기의 유효 통신범위로부터 벗어날 경우 무선제어 단말기는 다른 수신 가능한 목적물 제어장치와 연계되어 메시지가 전송된다는 표시와 함께 제어명령을 전송한다. 이러한 표시는 어떠한 형식으로도 가능하며, 일반적으로 메시지의 표제와 같이 정하게 될 것이다. 예를 들면, 만약 메시지의 유형이 "방송"으로 정하게 되면, "방송"메시지를 수신하는 송신기는 전송을 반복하게 된다. 이와 같은 예에서 목적물 제어장치는 방송유형의 메시지를 수신하게 되고 그 메시지를 전달하게 된다. 목적물 제어장치는 다른 제어장치에 의하여 전송된 방송유형의 메시지를 수신하고 나서 그 메시지를 원래 수신하기로 되어있는 목적물 제어장치로 전달한다.

도 21은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 셀룰러 네트워크 및 SMS의 동작방법을 보인 개념도이다. 여기서 무선제어 단말기(100)는 기지국(350)과 통신연계망(491)을 형성한다. 또한 기지국(350)은 자체의 커버리지(300)를 갖는다. 이때 기지국(350)은 다른 종류의 중계기(repeater)를 사용할 수도 있으며, 휴대전화기로 대체될 수도 있다. 또한 고립감금모드로 동작하는 전자울타리(320)가 형성되며, 고립감금모드 전자울타리(320) 내에는 동작의 기준위치(321)가 설정되어 있다. 또한 무선제어 단말기(100)는 기지국(350)을 통해 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(492 ~ 495)을 형성된다.

본 발명에서 실시예에서는 발신기 그리고 또는 수신기는 서로 통신하기에 너무 멀리 떨어져있는 무선제어단말기와 목적물 제어장치 혹은 또다른 무선 제어단말기 사이의 통신을 중계할 수 있도록 하는 논리를 포함한다.

본 발명에서 무선제어 단말기와 목적물 제어장치 혹은 또다른 무선제어 단말기간에 통신을 연결하기 위하여 셀방식의 네트워크(Cellular network element) 구조를 사용하여 두 장치간 통신을 할 수 있도록 한다. 예를 들면, 실시예의 한 예로, 목적물 제어장치는 셀방식의 네트워크(cellular network)를 통하여 단문의 메시지서비스(SMS)를 무선제어 단말기가 특정 목적물 제어장치의 시간, 위치 및 ID를 인식하도록 무선제어 단말기에게 송신할 수 있도록 한다. 또다른 하나의 특정 실시 예에서 목적물 제어장치가 무선제어 단말기의 최종 위치로부터 설정된 거리를 초과할 때 이러한 단문 메시지(SMS)가 생성된다.

또한 본 발명의 실시예에서는 무선제어 단말기와 목적물 제어장치 혹은 무선제어 단말기와 또다른 무선제어 단말기간의 통신을 지원하기 위해서 셀방식의 네트워크 요소(Cellular network element, 안테나와 같은 형상)를 이용할 수 있다. 도면에서 보여지는 바와 같이, 하나의 전자울타리는 셀방식의 네트워크 요소(Cellular network element)를 통하여 셀방식의 네트워크로 통신이 가능하도록 하는 실시 예이다. 여기에서 무선제어 단말기는 통신연계망(직선화살표로 표시됨)을 통하여 셀방식의 네트워크 요소(Cellular network element)로 무선 신호를 전송하면 셀방식의 네트워크 요소(Cellular network element)는 셀방식의 네트워크 대상(여기서는 목적물 제어장치 혹은 무선제어 단말기)에게 제어명령을 다시 전송한다. 같은 방법으로 목적물 제어장치에서는 무선제어 단말기로 송신하는 리포트 혹은 기타 전송내용을 통신연계망을 통하여 네트워크 요소(Cellular network element)로 전송하고 셀방식의 네트워크 요소(Cellular network element)는 다시 무선제어 단말기에 전송한다. 다른 하나의 특이한 실시예로, 목적물 제어장치는 단문의 메시지 서비스(SMS)를 셀방식의 네트워크를 통하여 무선제어장치로 전송한다.

단문메시지서비스(SMS)는 수신기의 ID, 위치(위치를 표시하는 GPS정보), 그리고 시간 중에서 최소한 한 가지를 포함한다. 이러한 셀방식 네트워크 요소(cellular network element)를 통한 통신은 계속적으로 이루어지거나 혹은 주어진 조건하에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 어떠한 무선제어장치가 최종으로 알려진 목적물 제어장치 혹은 또 다른 무선제어장치로부터 주어진 거리보다 멀리 위치하고 있다면, 셀방식 네트워크는 무선제어장치와 목적물 제어장치사이에서 통신을 주고받도록 한다. 그러나 일반적으로 셀 기반의 프로토콜과 메시지 혹은 데이터의 형태는 어떠한 형태로든지 사용되어질 수 있다. SMS메시지의 한 예는 많은 실시예 중의 하나이다.

(도 21은 단말기와 셀방식 네트워크 요소 그리고 멀리 있는 목적물 제어장치의 연계관계를 보임)

도 22는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 최초 기준 위치 설정 방법을 보인 흐름도이다.

적용하는 양방향 무선통신 방식의 네트워크 구성 protocol 에 맞게 무선제어단말기와 목적물 제어장치간 network이 구성되며, 무선제어단말장치와 목적물 제어장치 간에서는 네트워크형태 구성을 통한 Group 형성과 Device ID 부여를 통하여 하나의 양방향 통신 가능한 그룹을 구성한다(ST211 ~ ST217).

그러면 무선제어 단말기(100)는 자신의 GPS 정보를 이용하여 Coordinator reference 위치 지정을 수행한다(ST218).

그런 다음 무선제어 단말기(100)는 목적물 제어장치(200)로 Reference Position을 전송하고(ST219), Working condition을 전송한다(ST220).

또한 목적물 제어장치(200)는 Reference position을 저장하고, Working Boundary를 계산하여 저장하고, Event 발생조건을 저장하고, GPS /Status report 주기를 저장하고, GPS / Status monitoring을 수행한다(ST221).

또한 목적물 제어장치는 Initial GPS/Status report를 수행하고, 주기적으로 정보를 송신하며, Event 발생시 alarm 전송을 수행한다(ST222).

그래서 무선제어 단말기(100)는 목적물 제어장치(200)로부터 Receive 승인(ST223), Object control unit의 initial GPS/Status 전송(ST224)을 받으면, Client devices List-up을 수행하고, Initial parameter setup을 수행하며, History 저장을 수행한다(ST225).

여기서 I-Fence 의 Mode별 주요 Activity는 다음의 표 1과 같다.

도 23은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 펜스 모드의 시스템 구성을 보인 개념도이다. 여기서 무선제어 단말기(100)는 기준위치(310)와 통신연계망(401)이 형성된다. 또한 복수개의 목적물 제어장치(200)는 기준위치(310)와 각각 통신연계망(402 ~ 404)이 형성된다. 또한 무선제어 단말기(100)는 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(405 ~ 407)이 형성된다. 또한 목적물 제어장치(200)가 커버리지(300)를 벗어나 이동할 경우에도 무선제어 단말기(100)는 커버리지를 벗어난 목적물 제어장치와도 통신연계망(408 ~ 410)을 형성한다.

이의 동작은 다음과 같다.

- 초기 reference position setting

- 무선제어 단말기 이 초기 reference 위치를 확정하고 각 목적물 제어장치 로 설정값 전송

* 초기 reference position

* Boundary limit rule value 1 /2 / 3 설정

* Event 발생 조건 전송 [ boundary 벗어나는 조건 ]

* 각 목적물 제어장치 위치정보 report 주기 설정

- 무선제어 단말기는 초기에 reference position 을 setting 하고 통신가능 coverage 내 임의 이동 가능(통신영역 벗어나면 통신구역 외에 있는 목적물 제어장치정보 수신불가)

- 각 목적물 제어장치는 무선제어 단말기의 위치와 무관하게 상호간 통신거리 이내에 존재하는 경우는 자신의 Reference point로부터의 좌표 및 상태정보를 무선제어 단말기에 주기적으로 전송

- 설정조건에 따른 Event 발생시 주어진 조건에 따라 스스로 명령을 수행하며, 주기적으로 무선제어 단말기에 상태정보 전송

- 무선제어 단말기는 현재의 자신의 위치에서부터 event 발생시킨 목적물 제어장치 확인/감시 가능

- Event-based 동작이므로 전력 소모 효율화

- 무선제어 단말기 의 이동 은 어디나 가능하나 목적물 제어장치 과의 통신 가능영역을 벗어나면 정보수집 불가

또한 펜스 모드의 세부 운용 시나리오는 다음과 같다.

- 목적물 제어장치의 움직임이 시간에 따라 그리 크지 않은 복수의 목적물 제어장치 관리의 경우에 적합

- 무선제어 단말기의 기준좌표(Reference position)를 각 목적물 제어장치로 전송하고 목적물 제어장치는 무선제어 단말기의 Reference position을 수신받아 저장하고 이를 기준으로 자신의 좌표를 설정함

- 또한 무선제어 단말기는 목적물 제어장치가 수행해야할 명령에 대한 조건들을 목적물 제어장치에 전송한다.

- 각 목적물 제어장치는 무선제어 단말기로부터 수신한 Reference position을 기준으로 자신의 좌표를 확인하고 설정조건을 수신하고 저장하며, 위성으로부터 수신하는 GPS정보를 참고로 하여 Reference position으로부터 자신이 움직이는 좌표와 상태정보를 미리 설정된 조건으로 무선제어 단말기에 송신한다.

- 각 목적물 제어장치는 현재 무선제어 단말기의 위치와 관계없이 초기 reference position 을 기준으로 일정 boundary 조건 내에서 조건 동작하므로 event 발생시의 무선제어 단말기의 위치는 무관

- 무선제어 단말기는 통신가능범위에 있으면 event 를 발생시킨 목적물 제어장치로부터 받은 위치 정보를 자체 Terminal 의 현재 GPS 위치 정보 와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하여 위치 추적 가능

- 미리 설정된 울타리의 범위를 벗어나지 않는 경우는 event 가 발생한 생태가 아니므로 전력소모를 최소화하기 위하여 전송주기를 길게 가져간다.

- 단, 자신의 위치 정보는 주기적으로 무선제어 단말기로 송신하여 전체 관리 가능하도록 함. 무선제어 단말기 사용자는 각 목적물 제어장치 의 행동 pattern 을 감안하여 목적물 제어장치의 위치정보 및 status 정보의 report 주기를 설정할 수 있음. 30초 / 1분 / 3분 / 5분 등으로 설정하여 전력소모 효율화.

예 : 무선제어 단말기 과 목적물 제어장치간 통신가능거리가 LOS 3 mile 이라면 최악의 경우 통신을 위해서는 모서리와 대각모서리간 거리가 3mile 이내이어야 하므로 설정 가능한 boundary 및 terminal 의 유효이동가능거리는 초기 reference로부터 반경1.5mile / 관리가능 range 도 ref. position 대비 1.5mile 임. 이때 무선제어 단말기 이동거리가 작은 경우는 관리 range 늘릴 수 있음.

도 24는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 펜스 및 트래킹 모드에서의 동작을 보인 흐름도이다.

먼저 무선제어 단말기(100)는 GPS 정보를 이용하여 initial reference 위치 지정을 수행한다(ST231). 그리고 무선제어 단말기(100)와 목적물 제어장치(200)는 정보 송수신에 의해 Initial Condition과 Parameter를 전송하여 설정 승인 및 Report를 전송받는다(ST232).

또한 목적물 제어장치(200)는 Reference position을 저장하고, GPS 및 Status report 주기를 저장한다(ST233).

그래서 목적물 제어장치(200)는 GPS 정보 수집 후 Reference position에 대한 상대위치를 계산하여(ST234), Periodic GPS 및 Status Report를 무선제어 단말기(100)로 전송한다(ST235).

또한 목적물 제어장치(200)는 설정조건을 검색하여 Event Generation을 수행하고(ST236), 1st Alarm Event Report를 무선제어 단말기(100)로 전송한다(ST237).

그러면 무선제어 단말기(100)는 자신의 위치를 계산하고, 목적물 제어장치(200)의 위치를 계산하고, 위치를 디스플레이하고, Command generation을 수행한다(ST238).

그런 다음 무선제어 단말기(100)는 목적물 제어장치(200)로 적절한 행동을 위한 첫 번째 명령(1st Command for proper action)을 전송한다(ST239). 그러면 목적물 제어장치(200)는 명령에 따른 행동(Action by command)을 수행하고, 승인 및 Report를 전송한다(ST240). 또한 목적물 제어장치는 무선제어 단말기(100)로 Command response 승인 및 result report를 전송한다(ST241).

또한 목적물 제어장치(200)는 Reference position에 대한 상대 위치를 계산하여(ST242), Periodic GPS 및 Status Report를 무선제어 단말기(100)로 전송한다(ST243).

그러면 무선제어 단말기(100)는 GPS 및 Status 정보를 분석하고, Periodic Information을 저장한다(ST244).

또한 목적물 제어장치(200)는 설정조건을 검색하고, Event generation을 수행한다(ST245).

그리고 목적물 제어장치(200)에서 무선제어 단말기(100)로 N-th Alarm Event Alarm 이 전송된다(ST246).

그러면 무선제어 단말기(100)는 자신의 위치를 계산하고, 목적물 제어장치의 위치를 계산하며, 위치를 디스플레이하고, Command generation을 수행한다(ST247).

또한 무선제어 단말기(100)는 목적물 제어장치(200)로 적절한 행동을 위한 N번째 명령(N-th Command for proper action)을 전송하게 되고(ST248), 목적물 제어장치(200)는 명령에 따른 행동(Action by command)을 수행하며, 승인 및 Report 정보를 전송한다(ST249).

또한 목적물 제어장치(200)의 Command response 승인 및 result report는 무선제어 단말기(100)로 전송된다(ST250).

도 25는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 트래킹 모드의 동작 예를 보인 개념도이다. 여기서 무선제어 단말기(100)는 기준위치(310)와 통신연계망(401)이 형성된다. 또한 복수개의 목적물 제어장치(200)는 기준위치(310)와 각각 통신연계망(402 ~ 404)이 형성된다. 또한 무선제어 단말기(100)는 복수개의 목적물 제어장치(200)와 각각 통신연계망(405 ~ 407)이 형성된다. 또한 목적물 제어장치(200)가 커버리지(300)를 벗어나 이동할 경우에도 무선제어 단말기(100)는 커버리지를 벗어난 목적물 제어장치와도 통신연계망(408 ~ 410)을 형성한다.

따라서 트래킹 모드에서의 기본 개념은 다음과 같다.

- 초기 reference position setting

* 초기 Reference position

* Boundary condition(Fence사용여부는 optional이다.)

* Event 발생 조건 전송

* 각 목적물 제어장치 위치정보 report 주기 설정

- 목적물 제어장치는 설정된 주기로 위치 및 status 를 전송하므로 항상 Modem 및 GPS ON 상태

- 모든 목적물 제어장치 모니터링/관리 및 Event 발생여부는 무선제어 단말기 또는 목적물 제어장치가 판단 가능하도록 구현하며, 선택적으로 전력소모를 최소화하기 위하여 목적물 제어장치가 판단하도록 한다.

- 무선제어 단말기는 목적물 제어장치로부터 받은 위치정보를 자신의 위치와 비교하여 목적물 제어장치의 위치를 계산하고 그 위치를 화면에 보여준다.

- 무선제어 단말기 와 목적물 제어장치 간의 통신 가능 거리는 통신이 가능한 유효통신거리를 의미한다.

또한 트래킹 모드의 세부 운용 시나리오는 다음과 같다.

- 목적물 제어장치의 움직임이 빠른 경우의 목적물 제어장치 관리에 사용

- 초기 무선제어 단말기에서 Reference position을 설정하여 목적물 제어장치에 전송

- 각 목적물 제어장치는 무선제어 단말기로부터 reference position을 수신하여 이를 저장하며, 동작조건을 수신받아 저장후 이에 대한 응답으로 무선제어 단말기에게 전달한다.

- 각 목적물 제어장치는 자신의 GPS 정보 확인 후 무선제어 단말기로 자신의 위치정보 및 status를 주기적으로 송신

- 무선제어 단말기 은 moving 목적물 제어장치 로부터 주기적으로 정보를 수신하고 이를 자신의 위치정보와 비교하여 어느 위치에 있는지 확인(일정시간 정보수신이 없거나 같은 위치의 정보인 경우 alarm발생)

- 임의로 목적물 제어장치를 설정하여 정보를 요청할 수 있음

- 주기적으로 수신된 각 목적물 제어장치 의 위치 정보는 무선제어 단말기 에서 전체 관리함

- 설정된 boundary 를 벗어나는 경우 무선제어 단말기 에서 계산하여 alarm 발생시킴

- 해당 alarm 상태에 따라 사용자가 해당 목적물 제어장치로 다양한 command (shock, vibration, sound) 를 송신

- 목적물 제어장치는 무선제어 단말기이 전송하는 command 에 대해 응답

* 이때 무선제어 단말기의 사용자는 각 목적물 제어장치 의 행동 pattern 을 감안하여 목적물 제어장치 의 위치정보 및 status 정보의 report 주기를 설정할 수 있음

- 무선제어 단말기는 목적물 제어장치로부터 받은 위치 정보를 자체 GPS 위치 정보 reference 와 비교하여 거리 및 방위각을 계산하여 위치 추적하여 모니터링, Control 가능

- 무선제어 단말기 의 전체 모니터링 coverage 는 WPAN modem 의 통신반경과 동일함

도 26은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 작동 예를 보인 흐름도이다.

그래서 시스템이 시작되면, 무선제어 단말기 및 목적물 제어장치의 전원을 온(power on)시킨다(ST261).

그리고 어떤 모드를 설정할 것인지 판별한다(ST262).

이때의 모드는 i-Fence mode, Tracking mode, Training mode가 있다.

도 27은 도 26에서 펜스 모드 동작 시의 흐름도이다.

펜스 모드가 시작되면, WPAN 모뎀으로 네트워크를 구성한다(ST271).

그리고 등록 ID 체크 및 미등록 ID 추가(Group ID, 목적물 제어장치 ID)를 수행한다(ST272).

또한 초기조건 설정에 의해 각 목적물 제어장치의 동작 모드(Initial Condition)를 설정한다. 이때는 다음과 같은 동작을 수행한다(ST273).

- Reference position 저장

- Event 발생조건 설정 및 저장(동작영역 및 영역별 action방법 결정)

- GPS정보 및 Report주기 설정 및 저장 :

* Fence mode : 간헐적 전달

* tracking mode : 자주 전달

- 전달 Command 의 종류 설정 : 각 영역별 command 종류 설정 (Vibration, recordable sound, speaker or beep sound, electric shock)

또한 Reference 위치전송에 의해 관리하고자 하는 목적물 제어장치에 Reference position 정보 전송을 수행한다(ST274).

그리고 Event Report 전송에 의해 목적물 제어장치에서는 자신의 정보(위치, 상태)를 무선제어 단말기에 전송한다(ST275).

또한 Event 판단에 의해, 목적물 제어장치의 정보가 앞서 설정된 조건을 만족하는지 판단한다(ST276).

* No 인 경우 -> 설정된 주기에 따라 report를 제공하고, 이탈 여부를 다시 묻는다.

* Yes 인 경우 -> 목적물 제어장치에 설정된 1차 Command(recordable sound or beep sound) + flash 전달(ST277)

또한 Terminal에게는 status 및 warning을 제공하고, 2차 이후 Warning Command(Vibration OR Vibration & beep sound)를 전달한다(ST279).

또한 3차 Final Command (Electric shock for dog, voice and vibration for man) 전달을 수행한다. 동시에 무선제어 단말기에게는 계속적으로 상태정보(위치, 상태, 이탈경로, 시각) 등을 제공한다. 단, sound와 shock(혹은 sound와 Vibration)을 10초간 제공한다. (이후에는 10초간 sound, 10초간 electric shock 혹은 Vibration을 반복적으로 동작한다.) 또한 Terminal에게는 status 및warning제공한다(ST281).

여기서 Event 조건이란 기 설정된 조건에 만족하는 경우를 의미한다.

또한 여기서 정의한 'a'는 펜스모드에서 정의한 루프의 일부를 의미한다.

도 28은 도 26에서 트래픽 모드 동작 시의 흐름도이다.

트래킹 모드가 시작되면, WPAN 모뎀으로 네트워크를 구성한다(ST291).

그리고 등록 ID 체크 및 미등록 ID 추가(Group ID, 목적물 제어장치 ID)를 수행한다(ST292).

또한 초기조건 설정에 의해 각 목적물 제어장치의 동작 모드(Initial Condition)를 설정한다. 이때는 다음과 같은 동작을 수행한다(ST293).

- Reference position 저장

- 동작조건 설정(Command, 리포트 주기, command 종류 등)

또한 Reference 위치전송에 의해 관리하고자 하는 목적물 제어장치에 Reference position 정보 전송을 수행한다. 또한 각 목적물 제어장치는 Reference position을 수신받아 저장한다(ST294).

그리고 펜스 모드를 사용할 것인지 판별한다(ST295). 이를 통해 선택적으로 펜스 모드의 사용이 가능하다. 펜스 모드의 사용은 동일하며, 명령 수행을 위한 boundary condition은 달라질 수 있다.

- a : 펜스 모드의 루프를 의미하며, 펜스 모드를 사용하고자 할 경우, 펜스 모드의 루프를 사용하게 된다(ST296).

그리고 펜스를 이탈하였는지 판별한다(ST297).

펜스를 이탈하였으면, 펜스를 이탈한 목적물 제어장치의 정보(현재 위치, 상태, 이탈시간, 이탈경로 등)를 보여준다(ST298).

또한 선택적으로 목적물 제어장치의 ID를 선정하여 직접명령을 전달하도록 한다(ST299, ST300). 여기서 직접 명령이란 recordable voice, speaker를 이용한 voice 전달, vibration 전달, nick electric shock 전달, Continuous electric shock 전달 등을 말한다.

도 29는 도 26에서 트레이닝 모드 동작 시의 흐름도이다.

이러한 트레이닝 모드는 트레킹 모드와 동일하게 동작한다.

그래서 트레이닝 모드가 시작되면, WPAN 모뎀으로 네트워크를 구성한다(ST301).

그리고 등록 ID 체크 및 미등록 ID 추가(Group ID, 목적물 제어장치 ID)를 수행한다(ST302).

또한 초기조건 설정에 의해 각 목적물 제어장치의 동작 모드(Initial Condition)를 설정한다. 이때는 다음과 같은 동작을 수행한다(ST303).

- Reference position 저장

- 동작조건 설정(Command, 리포트 주기, command 종류 등)

또한 Reference 위치전송에 의해 관리하고자 하는 목적물 제어장치에 Reference position 정보 전송을 수행한다. 또한 각 목적물 제어장치는 Reference position을 수신받아 저장한다(ST304).

그리고 펜스 모드를 사용할 것인지 판별한다(ST305). 이를 통해 선택적으로 펜스 모드의 사용이 가능하다. 펜스 모드의 사용은 동일하며, 명령 수행을 위한 boundary condition은 달라질 수 있다.

- a : 펜스 모드의 루프를 의미하며, 펜스 모드를 사용하고자 할 경우, 펜스 모드의 루프를 사용하게 된다(ST306).

그리고 펜스를 이탈하였는지 판별한다(ST307).

펜스를 이탈하였으면, 펜스를 이탈한 목적물 제어장치의 정보(현재 위치, 상태, 이탈시간, 이탈경로 등)를 보여준다(ST308).

또한 선택적으로 목적물 제어장치의 ID를 선정하여 직접명령을 전달하도록 한다(ST309, ST310). 여기서 직접 명령이란 recordable voice, speaker를 이용한 voice 전달, vibration 전달, nick electric shock 전달, Continuous electric shock 전달 등을 말한다.

도 30은 본 발명에서 호출 명령의 예를 보인 개념도이다.

여기서 호출 명령이란 무선제어 단말기에서 전달되는 음성명령으로도 목적물 제어장치가 원하는 명령을 수행하도록 하는 것을 말한다.

본 발명에서 우선 음성인식 엔진을 가지고 있는 무선제어 단말기에는 제어하고자 하는 제어대상과 수행하고자 하는 명령에 해당하는 음성명령에 대하여 코드화하여 저장하게 된다. 예를 들면 도 30에서와 같이, Dog 3그룹에서 제어대상인 "C"의 음성코드를 'ox23'으로 코드화하고 저장한다고 가정하면, 무선제어 단말기에서 "C"라고 호명되었을 때, 무선제어 단말기는 "C"에 해당하는 제어장치를 정하여 전송준비를 하게 된다. 다음으로 음성명령 즉, 무선제어 단말기로부터 도 30에서와 같이 'stop'이라는 음성명령이 내려졌을 때, 무선제어 단말기는 위의 해당 목적물 제어장치의 음성인식 ID code인 'ox23'과 함께 'stop'에 해당하는 코드인 'oxF3'을 목적물 제어장치에 순차적으로 또는 동시에 전송하게 된다. 한편 이러한 코드를 수신한 해당 목적물 제어장치에서는 'stop'이라는 음성명령에 대하여 이미 목적물 제어장치에 설정된 물리적 명령인 'vibration'을 수행하게 된다. 여기서 voice command 및 physical command는 다양한 형태로 설정이 가능하도록 한다.

도 31은 본 발명에서 이동 가능한 GPS 수신용 안테나의 구조를 보인 개념도이다.

이러한 도 31은 동물에 착용하도록 하기 위하여 만들어진 목적물 제어장치의 도면이다. 또한 본 발명은 양방향 통신이 가능하도록 RF안테나를 가지고 있으며, 위성으로부터 GPS정보를 수신할 수 있도록 GPS 안테나를 가지고 있다. 그림에서 보는 바와 같이 동물의 훈련 및 제어명령을 전달하기 위하여 electrode를 가지고 있으며, 특히 그림의 GPS 안테나는 동물의 목에 착용시 목 크기에 따라 그 움직임을 자유로이 조절 하도록 고안되어 있다.

또한 동물의 크기에 따라 벨트의 크기를 조절할 때, 목적물 제어장치의 GPS 안테나는 그 위치가 항상 위를 향하도록 하는 이동 구조를 갖는다.

여기서 사람용으로 사용되는 목적물 제어장치의 경우, GPS안테나와 아랫부분의 목적물 제어장치가 일체형이 되어있어 큰 부피를 가지지 않도록 할 수 있다. 또한 사람이 사용할 경우, 위성으로부터 GPS수신호가 불량할 가능성이 있어 이를 보완하기 위하여 배낭식 혹은 외부에 탈 부착이 가능한 주머니 형식의 Harness 구조를 가지도록 한다.

도 32는 본 발명에서 내장 GPS 안테나를 갖는 무선제어 단말기의 제어명령 키의 구성을 보인 개념도이다.

이처럼 본 발명은 특히 무선통신을 이용하여 대상물의 활동을 감시하고 데이터 통신을 수행하여 일정영역의 범위로 규제하여 제한된 영역으로 동물을 돌아오도록 가이드 역할을 하게 되는 것이다.

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 종래 전자울타리 시스템의 무선제어 단말기를 보인 블록구성도이다.

도 2는 종래 전자울타리 시스템의 목적물 제어장치를 보인 블록구성도이다.

도 8은 본 발명이 동물인 경우에 적용되는 전자울타리 시스템의 주요 기능을 보인 개념도이다.

도 9는 본 발명이 사람인 경우에 적용되는 전자울타리 시스템의 주요 기능을 보인 개념도이다.

도 12는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 동작방법 1을 보인 개념도이다.

도 13은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 동작방법 2를 보인 개념도이다.

도 15는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템의 락-다운 모드에서의 작동 예를 보인 개념도이다.

도 16은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 전자울타리 설정 방법 1을 보인 개념도이다.

도 17은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 전자울타리 설정 방법 2를 보인 개념도이다.

도 18의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 범위 확장 방법 1을 보인 개념도이다.

도 19는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 범위 확장 방법 2를 보인 개념도이다.

도 20은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 범위 확장 방법 3을 보인 개념도이다.

도 21은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 셀룰러 네트워크 및 SMS의 동작방법을 보인 개념도이다.

도 23은 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 펜스 모드의 시스템 구성을 보인 개념도이다.

도 25는 본 발명에 의한 전자울타리 시스템에서 트래킹 모드의 동작 예를 보인 개념도이다.

도 27은 도 26에서 펜스 모드 동작 시의 흐름도이다.

도 28은 도 26에서 트래픽 모드 동작 시의 흐름도이다.

도 29는 도 26에서 트레이닝 모드 동작 시의 흐름도이다.

도 30은 본 발명에서 호출 명령의 예를 보인 개념도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 무선제어 단말기

200 : 목적물 제어장치

300 : 커버리지

Claims

목적물 제어장치와 GPS 통신을 수행하고, RF(Radio Frequency) 신호를 생성시키고, 복수개의 기능 중에서 선택가능하고, 진동, 고주파 경고음, 고주파 경고음을 갖는 진동, 전기충격 그리고 전기충격 및 세기를 제어하는 제어명령을 생성시키는 무선제어 단말기와;

초기에 자극을 주도록 내려진 상기 무선제어 단말기의 제어명령을 기준으로 전송된 RF신호와 제어명령신호를 수신하는 수신기 및 동물에 부착되도록 만들어진 구조를 가진 복수개의 안테나를 포함하는 목적물 제어장치;를 포함하여 전자울타리 시스템을 구성하고,

상기 무선제어 단말기는 커버리지 내에서 최초로 설정한 기준 위치(reference point)를 기준으로 상기 목적물 제어장치 자신의 위치정보 또는 좌표를 산정하도록 하고, 산정된 위치 또는 좌표 정보를 전달받아 기준 위치로부터의 상기 무선제어 단말기의 위치와 상기 목적물 제어장치로부터 수신받은 위치를 현재의 위치에서 보정하여 상기 목적물 제어장치의 현재 위치를 환산하며, 상기 목적물 제어장치의 위치정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 무선제어 단말기는,

GPS 안테나를 내장하고, RF 안테나를 일체화하여 상기 목적물 제어장치와의 상호간 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 무선제어 단말기는,

상기 목적물 제어장치로 전달하는 제어명령이 어떤 형태(전기 자극, 진동, 소리 중에서 하나 이상 포함)인지, 언제 또는 얼마 만큼의 크기 및 시간을 주었는지에 대한 리포트(report)를 전달받아 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

상기 무선제어 단말기와 상기 목적물 제어장치 사이에 위치하여 상기 무선제어 단말기의 통신거리를 확장시키는 리피터(repeater)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

주어진 위치 혹은 주어진 위치로부터의 거리 중 최소 하나를 설정하여 전자울타리 경계를 정의하도록 설정 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 5에 있어서,

상기 주어진 위치는,

상기 목적물 제어장치가 상기 무선제어 단말기로부터 주어진 제어명령을 수신하는 시점의 상기 목적물 제어장치의 위치인 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

상기 무선제어 단말기의 화면에 나타나는 경계패턴을 정의함으로써 상기 무선제어 단말기가 설정하는 대로 전자울타리의 경계를 정의할 수 있도록 설정 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

정상작동모드로 제 1 울타리 경계를 정하고 고립감금 모드를 작동하기 위하여 고립감금(Lock-down Mode) 울타리 경계를 정의할 수 있도록 설정 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 8에 있어서,

상기 고립감금(Lock-down Mode) 울타리의 경계는,

상기 목적물 제어장치가 고립감금모드(Lock-down Mode)로 들어온 시점에서의 상기 목적물 제어장치의 위치와 상기 목적물 제어장치의 고립감금위치로부터의 거리를 기준으로 울타리의 경계영역을 정하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 8에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

상기 고립감금모드(Lock-down Mode)의 작동의 시작은 상기 무선제어 단말기로부터 고립감금모드(Lock-down Mode)를 나타내는 신호를 상기 목적물 제어장치가 전송 받으면서 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 8에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

상기 고립감금모드(Lock-down Mode)의 작동은 현재 수신기가 있는 위치가 고립감금모드(Lock-down Mode)의 작동조건에 합당한지를 수신기가 결정하여 작동하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 8에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

상기 고립감금모드의 작동은 수신기의 배터리 세기가 미리 설정한 소모량 수준에 도달되었을 때 작동하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

복수개의 전자울타리 영역이 상기 목적물 제어장치의 위치와 연계하여 정의되도록 설정 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전자울타리 시스템은,

최소한 하나의 전자울타리 영역이 상기 목적물 제어장치에 대하여 복수개의 그룹 중 하나에 속하도록 설정 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 목적물 제어장치는,

상기 무선제어 단말기에게 신호를 전송하는 통신신호를 생성하는 송신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 무선제어 단말기는,

상기 무선제어 단말기에게 셀방식 프로토콜에 따르는 통신신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 무선제어 단말기는,

상기 목적물 제어장치의 ID와 GPS 정보를 포함한 짧은 메시지를 전달하도록 하는 SMS(short message service) 메시지를 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 무선제어 단말기는,

상기 무선제어 단말기의 셀방식 프로토콜에 부합하는 통신신호 또는 상기 목적물 제어장치가 상기 무선제어 단말기의 최종위치로부터 관리하고자 하는 주어진 거리보다 멀리 떨어진 경우에 한하여 SMS 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 무선제어 단말기는,

다른 무선제어 단말기와 상기 목적물 제어장치 사이에서 상호 통신을 연계할 수 있도록 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 목적물 제어장치는,

상기 무선제어 단말기와 다른 무선제어 단말기 또는 다른 무선제어 단말기 사이에서 상호 통신을 연계할 수 있도록 처리하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 목적물 제어장치는,

교체 가능한 자극모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 목적물 제어장치는,

양방향 통신 가능한 RF 안테나 및 GPS 안테나 구조를 구비한 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.
청구항 22에 있어서,

상기 목적물 제어장치의 GPS 안테나는,

동물의 크기에 따라 벨트의 크기를 조절할 때 GPS 안테나의 위치가 항상 위를 향하도록 하는 이동 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 전자울타리 시스템.