KR20110029142A - 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치 - Google Patents

Abstract

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명 장치는 절전상태에서의 금고 이상 감지 장치로 금고 외부의 미세한 진동(충격,이동시)시 전원공급이 없이도 미세한 진동을 전기적 신호로 변환 시켜주는 Piezo센서를 이용하여 전원소비를 최소화하면서 S/W필터를 이용하여 더욱 정밀하게 발생한 진동(충격)을 감지하여 경보음을 적절하게 발생시키고 오동작에 의한 경보발생을 방지하였으며, 전원소비를 최소화하여 건전지교체 수명을 연장하고, 충격과 이동을 동시에 감지하여 금고의 안정성과 신뢰성을 증대시킨 장점이 있다.

Description

절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치{Power-saving device for detecting impacts and movements of safe}

본 발명은 디지털 금고의 보안성을 강화하고 안전성을 보다 높이기 위하여 금고의 외부에서 가해지는 각종 물리적 충격 또는 이동 등 금고에 가해질 수 있는 이상 상태를 감지하는 장치에 관한 것으로, 특히 전원 소비를 최소화하는 것을 목적으로 하는 절전형 금고 이상 감지 장치에 관한 것이다.

충격 및 위치 이동을 감지하고 경보신호를 발생하기 위해서 다양한 센서들이 적용되어 사용될 수 있음은 다 아는 사실이다. 충격 및 위치이동 감지를 위해서 회전형 및 선형 광 엔코더 방식의 센서(rotary or linear optical encoder), LVDT, Linear Scale, 피에조, GPS 등이 사용될 수 있으며, 더욱 신뢰할 만한 데이터를 얻어내기 위해서 제어부를 별도로 두어, 상기 센서들을 통해 감지한 이벤트 값을 증폭하거나 선별함으로써 이상 여부를 더욱 정밀하게 판단하여 경보음의 송출 여부를 결정하도록 하는 마이컴 방식이 적용되고 있다.

마찬가지로 일반 가정의 주택이나 사무실 등에서 설치되고 사용되는 금고 제품에 있어서, 발생하는 경보음과 같은 인지신호는 정확성 및 신뢰성이 더욱 요구되기 때문에, 모든 이벤트마다 무조건으로 경보를 발생시키는 단순한 형태의 종래 방식으로는 한계가 있다.

이러한 감지와 동시에 즉각 인지신호를 발진시키는 단순 형태의 종래의 기술로는 '위치 감지 센서 및 이를 이용한 자전거용 도난 경보기(등록번호 10-0376054)'를 들 수 있으며, 금고에 적용된 기술로는 '금고의 도난방지장치(공고번호 실1997-0006673)'를 들 수 있다. 이러한 기술은 상기에 기술된 바와 같이 인지된 이벤트에 대한 유효성을 판단하지 못하는 단점이 있고, 기울기를 감지하여 이동 여부만을 단순히 파악하기 때문에 신뢰성 있는 경보신호를 발생시켜야하는 금고에 적용하기에 부적합하다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 '금고용 도난경보기(등록번호 20-0173192)'와 '금고의 충격감지장치(20-0404859)'가 있는데, 이 경우 평상시 이상 상태를 감지하기 위해서 계속해서 전원이 턴 온 되어 있어야 하고, 따라서 계속해서 전기를 소모하게 되어 전력소모량이 많아 사용자가 수시로 건전지를 교체해야하는 불편함과 교체에 따른 비용 부담이 발생하는 단점이 있으며, 결국 건전지의 전력량 미달이나 방전등으로 이상상태를 감지하지 못할 경우, 감지 장치로서의 본 기능을 수행하지 못하게 될 소지가 높으며, 외부에서 전원을 쉽게 차단할 수 있는 구조로 인하여 쉽게 무력화되는 치명적인 결함이 있다. 또한 상기 출원 기술들은 제어부를 갖추고 있지만, 충격과 이동을 구분하여 판단하지 못할 뿐 아니라 외부에서 물리적으로 작용한 이벤트 신호를 더욱 정밀하게 분석하지 못하는 단점이 있어, 효과적인 보안상태를 유지하는데 어려움이 있다.

최근에 통용되는 가정용 혹은 사무용 금고는 대부분 디지털금고 제품으로서 건전지를 이용한 디지털 락 장치가 구비되는 실정이고, 보안을 위하여 금고 이상 감지 장치들은 금고 내부에 함께 구비되어 금고 구동에 필요한 전원을 함께 소모해야 하는 상황이기 때문에 과도한 전력 사용은 사용자에게 큰 부담으로 작용한다.

이를 해결하기 위해 어댑터 등을 이용한 전원을 공급하는 방식이 시도될 수 있으나, 전원 케이블이나 연결 커넥터를 금고의 외측에 구비하는 것은 금고가 가지는 본연의 기능인 내화성을 현격히 저하할 뿐 아니라, 해당 부분이 타공 등의 공격 포인트로 사용되기 때문에 방도성 역시 충분히 발휘될 수 없고, 오히려 금고의 보안성을 해치는 결과를 초래한다. 뿐만 아니라 금고에 인가되는 전원을 쉽게 차단할 수 있어서 감지 장치를 손쉽게 무력화시킬 수 있다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로 금고의 이상 유무를 더욱 정밀하게 감지함에 있어서 전력 소모량을 최소화하는 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위하여, 이하의 수단을 채용했다.

즉, (1)본 발명은 전력 소모를 줄이기 위하여 경보발생 조건을 이루는 이벤트 신호를 기다리는 경계상태에서는 제어부를 슬립(sleep)모드를 유지하도록 한다.

(2) 상기 슬립모드에서는 피에조(piezo)센서만 구동되어 이상 신호를 기다린다. 충격 혹은 이동이 있을 경우 피에조 센서가 이벤트를 감지하는 즉시 제어부에 전력이 인가되어 활성화되고, 피에조에서 감지한 신호를 전송하도록 한다.

(3) 상기 제어부는 전력 소모를 줄이기 위하여 소정의 시간 동안(500ms 이하) 활성화되어 기울기 센서를 가동시켜 인지한 이벤트 신호가 충격인지 이동인지를 판단하고, 또한 유효한 범위에 속한 값인지를 판단함으로써 불필요한 경보신호일 경우는 다시 절전상태인 슬립모드로 돌아가 전원소비를 최소화하도록 한다.

(4) 상기 제어부가 사용자 오작동 여부인지 아니면 경보를 발생시킬 조건인지를 판단하며 신호의 정확성을 높임으로써 절전효과가 구현되도록 하는데 있어서, 소프트웨어 필터를 사용하고 입력된 신호가 충격인지, 이동인지도 판별한 후, 충격일 경우 충격의 크기 와 이동일 경우 이동의 거리가 각 각 유효 범위에 속하는지를 판단하여, 보다 신뢰서 있는 경보를 유도함으로써 필요에 따라 적절하게 신호를 발생시키고 절전효과를 거둘 수 있도록 한다.

(5) 상기 소프트웨어 필터에 의해서 걸러진 신호는 결과에 따라 경보신호등의 인지음을 발생 혹은 경비업체에 통보 등 다양한 형태의 경보신호를 제공한다.

본 발명, 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치를 통하여 더욱 정밀하게 이상 신호를 잡아내면서도 전력 소모량을 줄임으로써 금고 사용자의 부담을 줄이고 신뢰성을 줄 수 있다. 통상적으로 디지털 금고에 사용되는 1.5V AA형 건전지 4EA를 장착하여 사용빈도에 따라 최소 6개월 최대 1년 이상을 사용하는 경우에 통상적인 감지 장치가 구비된 경우는 30일을 유지하기 어려우나 본 발명을 통해 6개월 이상을 유지할 수 있고, 9V 건전지를 함께 사용할 경우 1년 이상 유지가 가능하여 전력효율을 대폭 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치의 작동고정을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 S/W 필터(200)의 구동원리를 도시한 흐름도.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 도면을 통하여 기술하면 다음과 같다. 도1은 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치의 블록도를 도시한 것으로, 금고 내부에 설치되어 미세한 진동이 발생하였을 때 미세한 진동을 전기적 신호로 발생하여 제어부로 신호를 출력하는 Piezo(피에조)센서부(101), 전원을 공급하는 전원부(102), 전원부(102)의 전원 상태를 측정하는 전원측정부(103), 제어하는 제어부(100), 더욱 정밀하게 신호 값을 측정하기 위해 감지된 신호를 분석하여 경보 여부를 판단하기 위한 S/W 필터(200) 및 가속도센서부(104), 경보음을 발생하는 경보음 발생부(105)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치는 금고 내부의 특정위치에 설치되고 절전을 이루기 위한 과정은 도 2에서 도시된 흐름도에 따른다. 즉, 금고는 평상시에는 절전상태(슬립모드)로 건전지 전원소비가 최소화되어 있다가 만일 금고에 미세한 이상 진동이 발생할 경우 Piezo센서부(101)에서 이들 감지하고 이 신호를 증폭 및 안정화하여 제어부에 인가하면 절전상태의 제어부는 신호가 인가되는 즉시 500ms동안 활성화되어 상기 S/W필터(200)를 구동한다. S/W필터(200)는 신호를 분석하고 경보요건을 충족하는 유효범위에 속한지를 계산하여 경보 요건에 미달될 경우 제어부(100)는 다시 절전상태로 돌아감으로써 전원소비를 최소화한다.

상기 S/W필터의 작동 원리는 도 3에서 도시한 흐름도에 따른다. 즉, S/W필터가 시작되면 가속도센서(X,Y,Z축)를 구동시키고, 구동된 가속도센서(X,Y,Z축)에서 진동에 의해 발생한 전기적 신호를 제어부의 A/D단으로 출력하여 제어부에 설정된 기준값과 비교한다. 이상발생이 아닌 경우에는 500ms후 다시 절전상태로 돌아가 전원소비를 최소화하며, 이상발생일 경우에는 감지된 신호의 값이 충격인지 이동인지를 파악하여 충격일 경우 경보음 발생부(105)로 신호를 보내어 경보음을 발생한다. 이 때 경보음과 같은 인지음 이외에 사설 경비 업체에 출동신호를 전송하는 등의 여러 가 방법이 적용될 수 있다. 또한 충격의 강도가 기준치 미달일 경우 가속도센서는 이동 여부를 판단하고 마찬가지로 설정된 이동 기준치에 도달할 경우 경보음 발생부(105)로 신호를 보내어 경보음을 발생한다. 이는 평상시에는 절전상태로 건전지의 전원소비를 최소화하고 Piezo센서의 특성을 이용하여 절전상태에서 미세한 진동을 감지함으로써, 평상시에 지속적인 전원을 사용하지 아니하고도 진동을 감지하고 있다가 금고의 미세한 진동이 발생할 경우 이들 감지하여 제어부를 절전상태에서 활성화하고 S/W필터(200)를 통해 충격과 이동 여부를 판단하고, 정확한 값을 비교하기 때문에 오류로 인한 오동작을 막을 수 있다.

본 발명에 따른 감지 장치는 1단계, 금고문이 열리면 전원부(102)에서 전원을 차단하고 완전 절전상태로 들어감으로써 절전효과를 최대화한다. 2단계, 금고문이 닫힌 상태이면 감지상태에 들어가게 되는데, 이때 전원은 인가되지만 최대 절전상태인 슬립모드를 유지하여 절전효과를 최대한 유지한다. 슬립모드로 유지되는 경계상태에서 금고에 미세한 진동이 발생하면 금고 내부의 전원이 없어도 진동에 의해 자체 전기적신호를 발생할 수 있는 Piezo(피에조)센서부(101)내에 피에조센서가 이를 감지한다. 이때 상기 피에조센서가 감지한 신호레벨이 기준치(80mV)이하일 경우 무시하고 그 이상일 경우에 전기적 신호로 변환하고, Piezo센서부(101)내의 증폭회로를 통해 증폭하고, 버퍼회로를 통해 안정화하여 제어부(100)로 신호를 출력하게 된다. 3단계, 상기 Piezo센서부(101)에서 안정화된 신호는 제어부(100)를 슬립모드에서 활성화 상태로 바꾸어주는 역할을 하고, 보다 정밀한 측정을 위한 S/W필터(200)에 의한 필터링을 거쳐 최종 경보 여부를 판단함으로써 불필요한 전원소비를 차단하여 절전 효과를 최대화한다.

활성화된 제어부(100)은 500ms동안 활성화되며 제어부(100)은 주 센서인 가속도센서부(104)를 절전상태에서 활성화하여 이때 발생하는 X축, Y축, Z축에서 발생한 각기 다른 진동폭 또는 각도의 값을 전기적 신호 값으로 변환한다. 이 전기적신호는 제어부(100)로 신호를 출력되며, 각 신호는 제어부(100)의 입력되어 초기 설정된 기준치와 입력받은 전기적 신호의 값을 비교하여 충격 또는 이동의 값을 산출하여 경보음 발생부(105)에 신호를 보내 경보음을 발생시킨다. 전원측정부(103)는 금고 사용자가 인증과 동시에 전원부(102)의 상태를 체크하여, 해당 전원부에 전압이 기준치보다 낮을 경우 설정된 비음을 발생하여 건전지 교체시기를 알림으로써 적절하게 건전지를 교환하여 감지 장치가 정상적으로 유지될 수 있도록 한다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 제어부 200 S/W(소프트웨어)필터
101 Piezo(피에조)센서부 102 전원부
103 전원측정부 104 가속도센서부
105 경보음발생부

Claims (3)

1. 금고 내부에 설치되어 미세한 진동이 발생하였을 때 미세한 진동을 전기적 신호로 발생하여 제어부로 신호를 출력하는 Piezo(피에조)센서부(101), 전원을 공급하는 전원부(102), 전원부(102)의 전원 상태를 측정하는 전원측정부(103), 제어하는 제어부(100), 더욱 정밀하게 신호 값을 측정하기 위해 감지된 신호를 분석하여 경보 여부를 판단하기 위한 S/W 필터(200) 및 가속도센서부(104), 경보음을 발생하는 경보음 발생부(105)를 구비하는 것을 특징으로 하는 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   평상시에는 슬립모드를 두어 절전상태를 유지하고 상기 Piezo(피에조)센서(101)가 신호를 감지할 경우에만 전원을 공급하여 상기 제어부(100)를 활성화시키는 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   감지된 신호를 상기 S/W필터(200)를 사용하여 신호의 강도와 특성을 기준치와 비교 분석하여 충격과 이동을 가려내고, 각 각의 유효범위를 측정하는 것을 특징으로 하는 절전형 금고 충격 및 이동 감지 장치.

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