KR20120071352A - 전압-주파수 컨버터를 이용한 원격 동물 훈련 시스템 - Google Patents

Abstract

전압-주파수 변환 기술(VFC)을 이용한 본 발명의 동물 훈련 장치 및 시스템은, 동물관리자(소유주/조련사)가 요구하는 새로운 행동을 피훈련 동물이 학습할 수 있도록 동물에게 적합한 자극 레벨의 출력을 정교하면서도 신속하게 단계적으로 증가 또는 감소시킬 수 있는 기능을 제공한다. 본 발명의 장치는 동물의 목 둘레에 목걸이 끈이나 동물에 맞게 조절된 벨트를 통해 착용되는 하우징 안에 수납된다. 본 발명의 시스템은 개에 주로 사용할 수 있지만, 모든 종류의 가축에 적용할 수 있다. VFC 기술은 다양한 전자적 플랫폼에 의해 구현된다. 사용자에 의한 수동 조작, 원격 센서 검출기에 의한 자동 조작, 또는 온 보드 마이크로프로세서 회로가 동물의 행동을 감지함으로써 수행되는 자동 조작 등의 다양한 방식으로, 1-웨이 또는 2-웨이 원격 제어가 가능하다. 어떤 방식의 장치에서도 동물 관리자는 주어진 순간에 동물을 과도하게 제압하거나 과잉 반응을 야기하지 않으면서 다양한 자극 신호의 레벨을 적합한 수준으로 신속하게 선택할 수 있다.

Description

전압-주파수 컨버터를 이용한 원격 동물 훈련 시스템 {REMOTE ANIMAL TRAINING SYSTEM USING VOLTAGE-TO-FREQUENCY CONVERSION}

본 발명은 동물의 원격 훈련 장치 및 시스템에 관한 것이다.

동물 훈련 분야에서는, 1960년대 후반부터 소유주나 조련사(이하, '사용자'라 함)는 다양한 전기 전자 기술을 채용하여 동물의 행동을 격려하거나 단념시키는 데에 사용해 왔다. 이로부터 동물은 바람직한 행동을 학습할 수 있다. 이러한 전자적 보조 수단은, 사용자에 의해 원격 제어되거나, 센서 입력에 의해 수동적으로 제어되거나, 또는 동물 자체의 동작에 의해 자동적으로 제어되거나 간에, 진보를 거듭하여 오늘날의 전자 기술 속에서 탁월한 효과를 얻고 있다.

소리, 진동 및 전기 충격의 정도나 레벨을 변화시키는 데에 다양한 종류의 전자적 자극 신호가 채용되어 왔다. 이러한 수단과 해를 거듭한 경험과 함께, 동물의 수용 정도를 개선하여 주어진 임무를 보다 쉽게 학습할 수 있도록 하는 이러한 자극 신호를 만드는 데에 초점이 맞춰져 왔다. 이러한 경험은 주로 개에 대해 이루어졌다. 하지만, 본 발명의 장치가 오직 개에게만 한정되는 것은 아니다.

이러한 발전 속에서, 장치 제조자는 사용자들에게, 주어진 순간에 핸드 헬드(hand-held) 송신기에서 원격지에 위치한 개의 목걸이(dog's collar)로 보내지는 자극 신호의 레벨을 하나에서 100여 개의 서로 다른 레벨을 선택할 수 있는 장치를 제공해왔다. 이러한 발전과정에서 한 가지 깨달은 점은 한 가지 레벨이 모든 경우에 적합하지는 않다는 것이다. 즉, 주어진 순간에 개별적인 개의 기질이나 주의 정도에 따라 많은 수의 레벨이 유용하다. 개의 현재 상태에 초점을 맞추어 자극 레벨을 신속하게 조절할 수 있는 수단이 있다면 매우 유용할 것이다. 그러나, 다단의 셀렉터 다이얼의 경우에도 아직까지, 활용가능한 레벨들을 충분히 선택하기에는 부족하며, 개의 신경 이완이나 주의 정도에 적합하게 매칭되지는 않는다.

따라서, 마치 카 오디오에서 주위의 잡음 레벨을 극복하고 개인의 청력에 신속하게 맞출 수 있는 볼륨 컨트롤러처럼 신속하게 단계적으로 증가하는 레벨들을 신속하게 조절할 수 있는 장치가 요구되어 왔다. 이런 방식으로, 장치의 출력은 어떤 주어진 순간과 적당한 거리에서도 개의 신경과 주의에 매칭되도록 한정적으로 변화될 필요가 있다. 레벨을 상승시키는 것뿐만 아니라 즉각적으로 레벨을 하강시킴으로써 개를 과도하게 제압하거나 과잉 반응을 유발하지 않을 수 있다.

본 발명은 동물관리자(소유주/조련사)가 요구하는 새로운 행동을 피훈련 동물이 학습할 수 있도록 동물에게 적합한 자극 레벨의 출력을 정교하면서도 신속하게 단계적으로 증가 또는 감소시킬 수 있는 동물 훈련 장치, 원격 컨트롤러, 및 이들을 포함하는 동물 훈련 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 사용자에 의해 소지되는 원격 컨트롤러와, 피훈련 동물에 착용되는 훈련 장치를 포함하고, 상기 원격 컨트롤러와 훈련 장치는 고주파(RF) 통신에 의해 상호 통신하도록 구성되는 원격 동물 훈련 시스템을 제공한다. 원격 컨트롤러는, 자극 모드 선택 버튼과, 볼륨 컨트롤을 위한 3-단자 포텐셔미터(potentiometer)를 포함하여 동물에게 인가될 전기 충격 자극의 레벨을 설정하기 위한 볼륨 컨트롤러를 가진다. 전압-주파수 컨버터(Voltage-to-Frequency Converter; VFC)는 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 전압 레벨을 이 전압 레벨에 비례하는 대응 주파수 신호로 변환한다. RF 통신 회로는 자극의 종류와 모드 및 전기 충격 자극의 레벨을 포함하는 신호들을 송신 안테나를 통해 훈련 장치에 송신한다.

훈련 장치는 원격 컨트롤러에 의해 제어되는 버저(buzzer)와 LED를 포함하여 부가적인 특징들을 선택적으로 채용할 수 있다. 두 장치의 전원인 배터리의 충전 상태가 원격 컨트롤러에 표시될 수 있다.

본 발명의 동물 훈련 시스템에 의하면, 동물 관리자는 주어진 순간에 동물을 과도하게 제압하거나 과잉 반응을 야기하지 않으면서 다양한 자극 신호의 레벨을 적합한 수준으로 신속하고 정교하게 선택할 수 있다.

본 발명의 다른 추가적인 수단과 유리한 점들은 이하의 구체적인 설명에 의해 명확해 질 것이다.

도 1은 원격 동물 훈련 시스템에 사용되는 원격 컨트롤러와 훈련 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 제1실시예에 따른 원격 컨트롤러 회로를 도시한 블록도이다.
도 3은 제1실시예에 따른 훈련 장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 제2실시예에 따른 원격 컨트롤러 회로를 도시한 블록도이다.
도 5는 제2실시예에 따른 훈련 장치를 도시한 블록도이다.
도 6은 제3실시예에 따른 훈련 장치를 도시한 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 디지털 볼륨의 상세 구조와, 마이크로프로세서 및 전기 충격 자극 생성기와의 연결 관계를 도시한 회로도이다.
도 8은 제4실시예에 따른 훈련 시스템을 구성하는 원격 컨트롤러와 훈련 장치를 도시한 사시도이다.
도 9는 제4실시예에 따른 원격 컨트롤러 회로를 도시한 블록도이다.
도 10은 제4실시예에 따라 복수의 동물에 대해 각각의 자극 레벨을 설정하고 잠금하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 원격 동물 훈련 시스템은 부호화된 명령 신호들을 송신하기 위한 핸드 헬드(hand-held) 송신기(원격 컨트롤러)를 포함한다. 이 명령 신호들은 RF 시스템을 통해 증폭되고 안테나를 통해 출력되어 마이크로프로세서에 의해 송신된다. 원격 동물 훈련 시스템은 피훈련 동물에 착용되는 훈련 장치를 더 포함한다. RF 수신기는 명령 신호들을 동물의 감각기관에 대한 세 가지의 서로 다른 종류의 자극의 개별적인 출력 레벨과 함께 수신하여 동물이 이 자극 레벨에 적절하게 반응 또는 응답하도록 한다.

핸드 헬드 송신기는 3-단자 포텐셔미터로부터 입력되는 전압을 그에 비례하는 주파수로 변환하기 위해 전압-주파수 컨버터(VFC)를 사용한다. 이 주파수 신호는 마이크로프로세서로 입력된다. 마이크로프로세서는 훈련 장치의 제어를 대응하는 원격 컨트롤러에만 제한하기 위해 보안 코드 기능을 가진다. 다섯 가지의 기능 스위치들이 다섯 가지 타입의 자극을 선택하게 하는데, 이 다섯 가지 타입의 자극은 1) 순간 전기 충격 자극, 2) 연속 전기 충격 자극, 3) 미리 설정된 레벨만큼 증가된 연속 자극을 설정하는 연속 전기 충격 자극 증가, 4) 마그네틱 버저 자극, 및 5) 빛 자극이다. 이 스위치들은 RF 회로에 연결되어 선택된 자극을 나타내는 신호들이 생성 및 증폭되어 안테나 구동기로 전송되고 튜닝된 송신 안테나로 보내진다.

동물 목에 착용되는 수신기(훈련 장치)는 송신기(원격 컨트롤러)로부터 RF 송신된 부호화된 신호들을 수신한다. 검출기 회로는 부호화된 신호들을 검출하고 이를 온 보드(on-board) 마이크로프로세서로 보낸다. 마이크로프로세서는 부호화된 신호들을 변환하고 다섯 개의 구동기 회로 중 하나를 활성화시키고 선택된 자극과 동물에 대한 적절한 레벨을 출력한다. 원격 컨트롤러와 훈련 장치 상의 RF 회로는 쌍을 이루는 트랜시버(transceiver)로 기능하여 데이터를 서로 주고 받을 수 있다.

자극 조절 컨트롤러는 3-단자 포텐셔미터를 구비하는 전압 분할 네트워크를 포함한다. 포텐셔미터는 전압 레벨을 개별적으로 분리된 주파수 신호로 변환하는 전압-주파수 컨버터 회로(VFC)에 연결된다. 이러한 분리된 주파수 신호는, 다섯 개의 개별적으로 선택가능한 자극 수단들을 위한 개별적인 자극 수단 구동기가 각 자극 수단의 출력 레벨을 명확히 설정할 수 있도록, 마이크로프로세서가 적합한 신호를 보낼 수 있게 한다.

송신기와 수신기 각각은 온 보드 레귤레이터 및 전원 스위치를 통해 각 시스템을 동작시키기 위한 DC 배터리 팩을 채용하고 있다. 일 실시예에서 재충전 가능한 배터리와 충전 회로가 제공된다.

송신기와 수신기 각각에 각 시스템을 독립적으로 활성화 및 비활성화 할 수 있도록 전원 온/오프 스위치가 제공된다. 일 실시예에서, 송신기에는 LCD 화면이 채용되어 사용자에게 설정된 레벨을 시각적으로 표시하고, 송신기 배터리의 상태를 표시하며, 다섯 개의 기능 선택 버튼 중 특정 버튼이 눌러졌을 때 바람직하게는 아이콘으로 선택된 버튼의 상태를 표시한다.

단계적인 레벨을 상향 및 하향 조절가능하게 하면서 서로 다른 스타일의 자극을 제공함으로써, 본 발명의 시스템은 동물에게 성공적인 학습 기회를 부여하고 사용자에게는 동물과의 좀더 의미있는 관계를 구축할 수 있게 해 준다. 좀더 높은 훈련 결과의 성공 가능성을 위해, 공지된 모든 종류의 자극 수단과 그 구동 회로를 포함할 수 있는데, 빛, 적외선, 기류, 진동, 경사, 압력, 반사, 자기, 온도, 전압, 전류, 주파수 및 충격 등을 이용하는 트랜스듀서/센서를 활용할 수 있다.

이러한 자극 제어 활성화는 다음과 같은 타입의 자극 신호를 활용하는 것을 포함한다.

음향(소리) - 기계적 스피커/마이크로폰, 릴레이 버저, 고상(solid-state), 압전, 세라믹, 페라이트, 마그네틱, 컨덴서 및 진동(모든 주파수, 펄스비, 듀티 사이클, 펄스폭, 진폭, 지속시간, 반복율 등을 활용함) 등에 의해 생성되는 가청, 초음파, 아음속(subsonic) 음향.

빛 - 모든 스펙트럼의 컬러, 휘도 등(모든 주파수, 펄스비, 듀티 사이클, 펄스폭, 진폭, 지속시간, 반복율 등을 활용함).

맛 - 달콤한 맛에서 독한 맛까지.

냄새 - 자극적인 냄새에서 향기까지.

전기 충격 - 저전류(50μA에서 100mA까지) 고전압(50VAC에서 10,000VAC까지)의 변압기 제어(모든 주파수, 펄스비, 듀티 사이클, 펄스폭, 진폭, 지속시간, 반복율 등을 활용함).

보다 상세하게 도면을 참조하면, 도 2 및 도 4는 핸드 헬드 원격 컨트롤러(100)를 도시하고 있다. 원격 컨트롤러의 제1 내지 제5 기능 버튼(스위치) 중 어느 하나가 눌려지면, 상응하는 데이터와 ID 코드 설정 수단에 의해 설정된 ID 코드가 발진기/변조기(151)에 공급된다. 그러면, 발진기/변조기(151)에서 생성된 RF 신호가 RF 증폭기(152) 및 RF 출력단(153)에서 증폭되고, 로우패스 필터(154)에서 필터링된 다음, 안테나(155)를 통해 고주파로서 방출된다.

자극 조절 수단(130)은 종래 기술과 달리 자극 레벨을 동물에 맞게 매우 정교하고 미세하게 제어하고 변화시킬 수 있는 "볼륨"(크기) 제어기로서 포텐셔미터를 사용한다. 통상의 자극 조절 수단은 기계적인 셀렉터 스위치를 사용하고, 이러한 셀렉터 스위치는 자극 레벨을 정교하게 세분할 수 없다.

도 3 및 도 5는 훈련 장치(200)를 도시한다. 훈련 장치(200)는 내장된 안테나(221)를 통해 각각 도 2 및 도 4의 원격 컨트롤러(100)로부터 송신된 RF 신호를 수신한다. 이어서, 고주파 증폭기(222)는 미약한 고주파를 증폭하고, 믹서(224)는 검출기(227)가 송신기로부터 송신된 데이터를 필터(226)를 통해 추출할 수 있도록 2차 중간 주파수를 만들어낸다. 추출된 데이터는 마이크로프로세서(210)에 포함된 저주파 증폭기에 입력된다. 마이크로프로세서(210)는 송신기로부터 수신한 ID 코드와 자신이 갖고 있는 ID 코드가 일치하는 선택된 하나의 자극 수단, 예컨대 전기 충격 자극 생성기로 신호를 출력한다.

이하, 도 2 내지 도 5에 도시된 원격 컨트롤러(송신기)(100) 및 훈련 장치(수신기)(200)의 각 구성요소들을 상세히 설명함으로써, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 대해 설명한다. 이하의 설명에서 '제2실시예'라는 언급이 있는 경우는 제2실시예에만 해당하고, 별도의 언급이 없으면 제1 및 제2실시예에 공통적으로 적용된다.

<도 2 및 도 4의 원격 컨트롤러(100)의 구성요소들>

120: 버튼(또는 스위치)

121: 순간 자극 버튼(제1기능 버튼)

원격 컨트롤러에서 버튼을 누르고 있는 시간에 관계없이 훈련 장치에서는 짧게(3~5개의 펄스) 저주파 전기 충격 자극이 생성된다.

122: 연속 자극 버튼(제2기능 버튼)

원격 컨트롤러에서 버튼을 누르고 있는 시간 동안(최대 12초) 훈련 장치에서 연속적인 저주파 전기 충격 자극이 생성된다.

123: +20 레벨 연속 자극 버튼(제3기능 버튼)

원격 컨트롤러에서 버튼을 누르고 있는 시간 동안(최대 5~7초) 훈련 장치에서 현재 레벨보다 20 레벨이 증가된 레벨의 저주파 전기 충격 자극이 생성된다.

124: 버저 버튼(제4기능 버튼)

원격 컨트롤러에서 버튼을 누르고 있는 시간에 관계없이 훈련 장치에서 짧게(3~5개의 펄스) 버저 음향이 생성된다.

125: 라이트 버튼(제5기능 버튼)

원격 컨트롤러에서 버튼을 누르고 있는 시간에 관계없이 처음 한번 누르면 훈련 장치의 LED가 켜지고, 다시 한번 누르면 꺼진다.

130: 볼륨 컨트롤러

훈련 장치의 자극 레벨을 조정하는 데에 사용된다. 이 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 레벨의 저주파 전기 충격 자극이 제1, 제2, 제3 기능 버튼에 의해 훈련 장치에서 생성된다.

132: V/F 컨버터

볼륨 컨트롤러(130)로부터 출력되는 레벨에 상응하는 아날로그 전압을 원격 컨트롤러의 마이크로프로세서가 인식할 수 있는 디지털 값인 주파수로 변환하고, 변환된 디지털 값은 훈련 장치의 마이크로프로세서에 전송된다. 예를 들어, 볼륨 출력 전압이 0.1V(레벨 1단)일 경우 20Hz 신호를, 볼륨 출력 전압이 0.5V(레벨 5단)일 경우 100Hz 신호를 마이크로프로세서에 공급하게 된다.

110: 마이크로프로세서

기능 버튼들(120)로부터 입력되는 모든 기능과 ID 코드 신호를 제어하며, 전원 ON/OFF 기능도 가지고 있다.

마이크로프로세서는 자극 레벨에 따라 공급되는 주파수 신호를 인식하여 처리하며, 디스플레이(8)를 동작시키며, 특정 기능이 동작될 때 RF 발진기(151) 및 RF 증폭기(152)를 제어하는 RF 컨트롤러(156)를 동작시킨다. 그리고, 2-웨이(two-way) 시스템(제2실시예 참조)에서, 마이크로프로세서는 훈련 장치(200)로부터 수신된 데이터를 처리한다. 예를 들어, 마이크로프로세서는 사용자와 동물의 위치 정보에 기초하여 사용자와 동물 간의 거리를 계산한다.

140, 142: 디스플레이

볼륨 컨트롤러(130)에 의해 설정된 레벨, 원격 컨트롤러의 배터리 잔량을 표시한다. 2-웨이 시스템(제2실시예)에서는, 훈련 장치의 배터리 잔량, 사용자로부터 동물까지의 거리와 방향, 동물의 이동 속도 등이 디스플레이(142)에 표시된다.

151: 발진기/변조기

원격 컨트롤러는 주파수 변조(FM) 방식을 사용하고, 변조가 가능한 VCXO를 적용하여 RF 발진 및 변조를 동시에 하고 있다.

152: RF 증폭기

발진기/변조기(151)의 RF 출력은 낮기 때문에, RF 증폭기는 다음 단인 출력단이 동작할 수 있도록 출력 RF를 증폭한다.

153: RF 출력단

원격 컨트롤러와 훈련 장치가 통신 가능 거리 안에 있도록 RF를 증폭하여 출력한다.

154: 로우패스 필터

RF 신호에 있어서 기본파 외에 발생되는 고조파를 차단한다.

155: 안테나

로우패스 필터(154)를 통과한 기본파로 이루어진 RF를 송신하는 수단이다. 2-웨이 시스템(제2실시예)에서, 안테나는 훈련 장치로부터 송신된 RF 신호를 수신한다.

156: RF 컨트롤러

원격 컨트롤러의 제1 내지 제5 기능 버튼 중에서 어느 하나를 동작시켰을 때, RF 컨트롤러는 발진기/변조기(151)과 RF 증폭기(1152)에 전원을 공급하여 동작하게 한다.

161: 레귤레이터 및 전원 스위치

레귤레이터 및 전원 스위치는 정전압 IC의 기능을 가지고 마이크로프로세서(110)와 연동하여 동작한다. 원격 컨트롤러의 전원 스위치를 0.5초 이상 누르면 전원이 켜지고, 전원이 켜진 상태에서 다시 1초 이상 누르면 꺼진다.

162: 배터리

재충전 가능한 배터리가 채용된다.

263: 충전 수단

배터리(162)가 재충전 가능한 배터리이므로 충전 수단이 사용된다.

170: GPS 모듈(제2실시예)

GPS 모듈(170)은 훈련 장치(200)의 GPS로부터 신호를 받아, 사용자의 위치 정보를 마이크로프로세서(110)에 공급한다.

180: 2-웨이 수신기(제2실시예)

2-웨이 수신기(180)는 훈련 장치의 정보를 수신하는 데에 사용되며, 데이터를 마이크로프로세서(110)에 보낸다.

<도 3 및 도 5의 훈련 장치(200)의 구성요소들>

221: 안테나

안테나는 원격 컨트롤러(100)로부터 송신된 RF 신호를 수신한다. 2-웨이 시스템(제2실시예)에서, 안테나는 원격 컨트롤러(100)에 RF 신호를 송신한다. 안테나(221)는 내장(빌트인) 안테나인 것이 바람직하고, 통신 가능 거리를 확장하기 위해 착탈가능한 외부 안테나(221', 도 1 참조)를 더 구비할 수 있다.

222: 고주파 증폭기

고주파 증폭기는 수신 안테나(221)에 유기된 미약한 RF 신호를 증폭한다.

223: OSC

OSC는 2차 중간 주파수를 얻어내기 위한 자체 발진기이다.

224: 믹서

고주파 증폭기(222)로부터 공급되는 RF 신호와 OSC(223)로부터의 발진신호를 혼합하여 2차 중간 주파수를 만들어낸다.

225: 중간 주파 증폭기

믹서(224)에서 만들어진 중간 주파수를 증폭하는 증폭기이다.

226: 필터

믹서(224)에서 만들어진 중간 주파수에 포함되어 있는 노이즈를 필터링한다.

227: 검출기

검출기는 원격 컨트롤러에서 보내오는 기능 및 ID 신호를 검출한다.

210: 마이크로프로세서

마이크로프로세서 내부에 있는 저주파 증폭기에 의해 검출기(227)에서 검출된 아날로그 신호를 증폭하고, 미리 기억되어 있는 ID와 수신된 신호가 일치할 경우, 원격 컨트롤러의 제1 내지 제5버튼들(121~125) 중에서 선택된 어느 하나의 신호를 출력한다. 그리고, 2-웨이 시스템(제2실시예)에서, 마이크로프로세서는 훈련 장치의 정보를 처리하여 2-웨이 송신기(280)에 보낸다.

231: D/A 컨버터

D/A 컨버터는 원격 컨트롤러의 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 자극 레벨을 아날로그 신호로 출력하기 위한 수단이다.

232: 전기 충격 자극 생성기

전기 충격 자극 생성기는 변압기를 사용하여 고전압 자극을 생성하고 동물에게 저주파 전기 충격 자극을 인가한다.

233: 자극 단자

발생된 전기 충격 자극을 동물에게 인가하기 위한 전극이다.

234: 자극 발생 회로 컨트롤러

원격 컨트롤러의 제1 내지 제3기능 버튼을 동작시켰을 때, 자극 발생 회로 컨트롤러(234)는 전기 충격 자극 생성기(232)에 전원을 공급하여 동작하게 한다.

241: 버저 구동기

원격 컨트롤러에서 제4기능 버튼(124)를 눌렀을 때, 마그네틱 버저를 동작시키는 데에 사용된다.

242: 마그네틱 버저

마그네틱 버저(242)는 전기 신호를 소리 신호로 바꾸는 데에 사용된다.

251: 라이트 구동기

원격 컨트롤러에서 제5기능 버튼(125)을 눌렀을 때, 라이트를 동작시키는 데에 사용되다.

252: LED

2개의 고휘도 LED가 적용되었으며, 전기 신호를 빛 신호로 바꾸는 수단이다.

261: 레귤레이터 및 전원 스위치

레귤레이터 및 전원 스위치는 정전압 IC의 기능을 가지고 마이크로프로세서(110)와 연동하여 동작한다. 훈련 장치의 리드 스위치에 자석이 0.5초 이상 접촉되면 전원이 켜진다. 전원이 켜진 상태에서 다시 자석이 0.5초 이상 접촉되면 전원이 꺼진다.

262: 배터리

재충전 가능한 배터리가 채용된다.

263: 충전 수단

배터리(262)가 재충전 가능한 배터리이므로 충전 수단(263)이 사용된다.

270: GPS 모듈(제2실시예)

GPS 모듈(270)은 적어도 3개의 위성으로부터 참조 신호를 받아, 동물의 위치 정보를 마이크로프로세서(210)에 공급한다.

280: 2-웨이 송신기(제2실시예)

2-웨이 송신기(280)는 훈련 장치의 정보를 송신하는 데에 사용되며, 데이터를 고주파 신호로서 송출한다.

한편, 전술한 실시예들에서 훈련 장치(200)는 설정된 자극 레벨을 전기 충격 자극 생성기(232)가 처리 가능한 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 D/A 컨버터(231)를 구비하고 있다. 그런데, 이 D/A 컨버터는 다양한 방식으로 구현할 수 있지만, 일반적으로 마이크로프로세서(210)의 출력 핀들 중 자극 레벨의 수에 대응되는 개수의 출력 핀들에 연결된다. 즉, 도 3 및 도 5에서 D/A 컨버터(231)는 마이크로프로세서(210)에 하나의 선으로 연결되는 것으로 도시되었지만, 예를 들어 자극 레벨의 수가 256(=2⁸)인 경우 마이크로프로세서(210)의 8개의 출력 핀들에 연결된다. 따라서, 일반적으로 ASIC으로 구성되는 마이크로프로세서의 용량과 사이즈가 커지게 되는 단점이 있다.

이러한, 단점을 해소하기 위해 미국특허 제5,666,908호나 제6,637,376호에서는 명시적 또는 암시적으로 D/A 컨버터를 사용하지 않는 구성을 개시하고 있다. 즉, 이들 특허는 디지털 값을 출력하는 마이크로프로세서에서 자극 레벨(세기)에 대응되는 펄스 열(pulse train)을 출력하고 이를 그대로(엄밀하게는 버퍼를 통해) 전기 충격 자극 생성기인 변압기의 1차측 전류를 제어하는 트랜지스터에 인가하고 있다. 구체적으로, 미국특허 제5,666,908호에서는, 마이크로프로세서가 펄스 주기(pulse period), 펄스의 크기(magnitude) 및 펄스 열 지속시간(pulse train duration)을 일정하게 하고 펄스 폭(pulse width)을 자극 레벨에 비례하여 변화시킨 펄스 열을 생성한다. 또한 미국특허 제6,637,376호는 펄스의 크기(amplitude)와 펄스 열 지속시간(duration)을 일정하게 하고, 일정한 펄스 열 지속시간 안에 포함되는 펄스의 개수를 자극 세기(intensity)에 비례하여 변화시키거나 펄스 개수는 일정하되 펄스간 분리 간격을 변화시킨 펄스 열을 생성한다(결국, 자극 세기에 비례하여 듀티 사이클을 변화시킨다). 이렇게 생성된 펄스 열은 변압기의 1차측 전류를 제어하는 트랜지스터에 인가되고, 펄스의 ON 기간(듀티 사이클) 동안 변압기의 1차측에 전류를 흘림으로써 2차측에 전기 충격 자극을 생성한다.

이들 특허들에 의하면 별도의 D/A 컨버터를 사용하지 않음으로써 훈련 장치 내의 회로를 간소화하고 마이크로프로세서의 출력 핀 수를 저감할 수 있다. 그러나, 자극 레벨에 대응되는 펄스 열을 생성하기 위한 구성이 결국은 마이크로프로세서 내에 구비되어야 하므로 마이크로프로세서의 복잡도와 용량이 커지는 문제는 피할 수 없다. 또한, 자극인 전기 충격의 세기(레벨)는 펄스 열에서 펄스의 크기에 의해 조절되는 것이 아니라 펄스의 ON 기간에 의해 조절될 뿐이므로, 진정한 의미에서 전기 충격 자극의 세기가 조절되는 것이 아니라 동일한 세기의 전기 충격이 지속되는 시간이 조절될 뿐이다.

이에 본 발명의 제3실시예에서는 종래의 D/A 컨버터를 사용하지 않고 마이크로프로세서의 복잡도를 증가시키지 않으면서도 진정한 의미에서의 자극의 레벨(세기)을 조절한다. 이를 위해, 제3실시예에서는, 도 6과 같이, D/A 컨버터 대신에 디지털적으로 제어가능한 볼륨 컨트롤러(330)(digitally controllable volume control, 이하 '디지털 볼륨'이라 한다)를 사용한다. 디지털 볼륨(330)은 몇 개의 저항 소자와 CMOS 스위치로 구현 가능하고 집적회로 칩으로 구성가능하다. 디지털 볼륨(330)은 마이크로프로세서(210)로부터 자극 레벨을 나타내는 디지털 신호를 받아 그에 비례하는 전압을 출력한다. 즉, 전술한 미국특허들의 표현을 빌자면, 전압 펄스의 폭이나 개수 또는 듀티 사이클은 일정하되 펄스의 진폭 또는 크기(amplitude or magnitude)가 가변인 펄스를 출력한다. 이 디지털 볼륨(330)의 출력인 크기가 가변인 전압은 그대로 전기 충격 자극 생성기의 변압기의 1차측 전류를 제어하는 트랜지스터에 인가되어 전압값에 비례하는 전류를 변압기 1차측에 흘림으로써 2차측에서는 그에 비례하는 전압의 전기 충격 자극이 생성된다.

본 실시예의 디지털 볼륨(330)의 입력과 출력 및 기능은, 전술한 실시예의 D/A 컨버터(231)의 입력과 출력 및 기능과 동일하다는 점에서 넓은 의미의 D/A 컨버터라고 할 수 있다. 그러나, 전술한 실시예의 D/A 컨버터(231)는 마이크로프로세서(210)의 다수의 출력 핀을 점유함에 반해, 본 실시예의 디지털 볼륨(330)은 자극 레벨의 수와 무관하게 적은 수의 출력 핀만을 점유하므로 마이크로프로세서의 용량과 사이즈를 줄일 수 있고, 그만큼 동물에 착용되는 훈련 장치(200)를 경량화할 수 있다. 예컨대, 자극 레벨의 수가 256인 경우 전술한 실시예에서 D/A 컨버터(231)는 8개의 출력 핀을 점유하지만, 본 실시예의 디지털 볼륨(330)은 자극 레벨의 수와 무관하게 3개의 출력 핀만을 점유한다.

이하, 도 6 및 도 7에 도시된 훈련 장치(수신기)(200)의 구성요소들 중 전술한 실시예와 다른 구성요소들을 중심으로 상세히 설명함으로써, 본 발명의 제3실시예에 대해 설명한다. 도 6에서 도 3 및 도 5와 동일한 참조부호가 부여된 구성요소는 전술한 실시예의 구성요소와 동일하다. 한편, 도 7에서 마이크로프로세서(210)의 입출력 핀은 디지털 볼륨(330)과 관련된 핀만을 도시하고 나머지 입출력 핀들은 생략하였다.

330: 디지털 볼륨

<입출력 핀의 설명>

VCC: 전원 핀으로서, 배터리(262)로부터 전원을 인가 받아 디지털 볼륨 내의 회로에 공급한다.

GND: 접지핀

DA: 데이터 핀으로서, 마이크로프로세서(210)로부터 또는 마이크로프로세서에 명령 및 데이터(자극 레벨 데이터 포함)를 시리얼 통신으로 주고 받는다. 데이터 핀(DA)를 통해 입출력되는 명령 및 데이터는 쓰기, 읽기 등의 명령 코드(식별 코드) 필드, 각 명령의 대상이 되는 레지스터를 지정하는 어드레스 필드, 및 어드레스 필드에 의해 지정된 레지스터에 쓰여질 데이터 값(자극 레벨 값)을 나타내는 데이터 필드로 이루어진다. 각 필드의 길이(비트수)는 명령의 종류수, 레지스터의 수, 자극 레벨의 수에 따라 적절히 정해진다. 예를 들어 자극 레벨의 수가 256인 경우 데이터 필드의 길이는 8비트가 된다.

CL: 클럭 핀으로서, 디지털 볼륨 내의 각 회로의 동작 타이밍을 규정하는 기본 클럭을 제공한다.

WP: 쓰기 금지(Write Protection) 핀으로서, 이 핀이 활성화되어야 디지털 볼륨 내의 각 레지스터에의 쓰기가 가능하다.

VH: High 출력 핀으로서, 최고 자극 레벨에 대응되는 최대 전압 값(전원 핀(VCC)으로부터 받은 전력의 전압 값)이 출력된다.

VL: Low 출력 핀으로서, 최저 자극 레벨에 대응되는 최저 전압 값(전형적으로 0V)이 출력된다.

VW: 와이퍼(wiper) 출력 핀으로서, 와이퍼 레지스터(332)에 저장된 자극 레벨에 대응되는 전압 값이 출력된다. 와이퍼 출력 핀은 전기 충격 자극 생성기(232)의 변압기(232a) 1차측 전류를 제어하는 트랜지스터(232b)의 베이스에 연결되어, 와이퍼 출력 핀의 출력 전압(자극 레벨)에 비례하는 만큼의 전류가 변압기(232a) 1차측에 흐르게 되고, 그에 따라 변압기(232a)의 2차측에도 자극 레벨에 비례하는 고전압이 유기되어 자극 단자(233)에 인가된다.

332: 와이퍼 레지스터(wiper register)

데이터 핀(DA)을 통해 입력되거나 비휘발성 레지스터(333)에 저장되어 있던 자극 레벨 값을 저장하는 레지스터로서, 휘발성 메모리 소자로 구현된다. 와이퍼 레지스터의 길이(비트수)는 데이터 핀을 통해 입출력되는 명령 및 데이터의 데이터 필드의 길이와 동일하다. 와이퍼 레지스터에 저장된 자극 레벨에 비례하는 전압이 와이퍼 출력 핀(VW)에서 출력된다. 예를 들어 자극 레벨의 수가 256이고(와이퍼 레지스터의 길이가 8비트) 현재 와이퍼 레지스터에 저장된 값이 25라면, 와이퍼 출력 핀(VW)에는 최대 전압(High 출력 핀 VH의 전압)을 256 분할하여 25번째에 해당하는 전압이 와이퍼 출력 핀(VW)을 통해 출력된다.

333: 비휘발성 레지스터

디지털 볼륨(330) 또는 훈련 장치(200)의 전원이 꺼질 때 와이퍼 레지스터(332)에 마지막으로 저장되었던 값을 저장하거나, 디지털 볼륨(330) 또는 훈련 장치(200)의 전원이 켜질 때 와이퍼 레지스터(332)에 로드할 초기 값(초기 자극 레벨 값)을 저장해 두는 레지스터이다. 특별히 초기 자극 레벨 값을 설정하지 않거나, 와이퍼 레지스터(332)의 마지막 값을 저장하지 않는다면, 또 와이퍼 레지스터(332)를 비휘발성 메모리 소자로 구현한다면, 이 비휘발성 레지스터는 없어도 된다.

331: 제어 로직

디지털 볼륨(330)의 각 구성요소를 제어하는 논리 회로로서, 데이터 핀(DA)를 통해 입력되는 명령 및 데이터를 해독하고, 클럭 핀(CL) 및 쓰기 금지 핀(WP)의 논리 값에 따라, 와이퍼 레지스터(332)나 비휘발성 레지스터(333)의 값을 읽거나 쓴다.

한편, 이상의 제3실시예의 설명에서, 훈련 장치(200)는 원격 컨트롤러(100)와 통신하며 원격 컨트롤러(100)에서 설정된 자극 레벨에 따라 동물에게 전기 충격 자극을 인가하는 것으로 설명되고 도시되었지만, 제3실시예의 훈련 장치(200)는 원격 컨트롤러(100) 없이 단독으로 사용될 수도 있다. 즉, 훈련 장치(200)는 교정을 필요로 하는 동물의 특정 행동, 예컨대 개가 짖거나 설정된 영역을 벗어나는 등의 행동을 감지하는 센서를 가지고, 이러한 센서에 의해 동물의 특정 행동이 감지되었을 때, 이 특정 행동의 회수나 정도에 따라 미리 정해진 알고리즘을 적용하여 정해지는 레벨의 자극을 자동적으로 동물에게 인가할 수도 있다. 이러한 알고리즘은, 전형적으로, 특정 행동의 회수나 정도가 증가할수록 자극 레벨을 증가하고, 소정 시간 동안 특정 행동이 감지되지 않았을 때에는 자극 레벨을 감소시키는 것이 될 수 있다. 이러한 경우, 원격 컨트롤러는 필요하지 않고, 원격 컨트롤러와 통신하기 위한 안테나와 제반 회로 역시 필요하지 않으며, 대신에 동물의 특정 행동을 감지하기 위한 센서가 필요하다. 또한, 훈련 장치(200)의 마이크로프로세서(210)에는 상기의 미리 정해진 알고리즘을 프로그램화하여 저장해 둘 필요가 있다.

본 발명의 동물 훈련 시스템은 하나의 원격 컨트롤러로 두 마리 이상의 동물을 각각 훈련시키도록 구성될 수도 있다. 즉, 하나의 원격 컨트롤러와, 이 하나의 원격 컨트롤러와 각각 고주파(RF) 통신에 의해 통신이 가능하고 각각 피훈련 동물에 착용되는 2 이상의 훈련 장치로 구성될 수 있다. 제4실시예는 이와 같은 하나의 원격 컨트롤러와 복수의 훈련 장치로 구성되는 시스템에 관한 것이다.

이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제4실시예에 관해 전술한 실시예와 다른 점들을 중심으로 상세히 설명한다. 도 8 내지 도 10에서 도 1 및 도 2와 동일한 참조부호가 부여된 구성요소는 전술한 실시예의 구성요소와 동일하다.

본 실시예의 동물 훈련 시스템은, 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 원격 컨트롤러(100')와 2개의 훈련 장치(200-1, 200-2)를 구비한다. 도 8에서 원격 컨트롤러(100')는 2개인 것처럼 도시되었으나, 하나의 원격 컨트롤러를 보는 방향을 달리하여 도시한 것에 지나지 않는다. 또한, 도 8의 원격 컨트롤러(100')는 도 1에 도시된 원격 컨트롤러(100)와 외관이 많이 다르지만, 2개의 훈련 장치(200-1, 200-2)를 구분하여 제어하기 위한 세부 구성을 제외하고, 그 기본적인 기능은 동일하다. 또한, 2개의 훈련 장치(200-1, 200-2)의 각각은 전술한 실시예의 훈련 장치(200)와 실질적으로 동일하다. 또한, 2개의 훈련 장치끼리는, 선택된 훈련 장치만이 원격 컨트롤러에 반응하기 위한 세부 구성이 다를 뿐, 그 기본적인 구성이 동일하다. 아울러, 2개의 훈련 장치(200-1, 200-2)에는 두 훈련 장치간 식별을 위한 표식이 부가될 수 있다.

본 실시예의 원격 컨트롤러(100')가 전술한 실시예의 원격 컨트롤러(100)와 크게 다른 점은, 동물 선택 스위치(126)를 구비하여 제어(훈련)하고자 하는 훈련 장치(200-1, 200-2)(즉, 동물)를 선택할 수 있다는 점이다. 즉, 사용자는 예를 들어 토글 스위치(toggle switch) 형태로 구현된 동물 선택 스위치(126)를 이용하여 동물 1(예를 들어, dog 1) 또는 동물 2(예를 들어 dog 2)를 선택하고, 전술한 실시예에서 설명한 바와 같은 조작을 통해 선택된 동물에게 전기 충격 자극, 소리 자극 및 빛 자극과 같은 자극을 인가할 수 있다.

이때, 원격 컨트롤러(100')는 선택된 훈련 장치(200-1 또는 200-2)만을 제어하기 위해서(즉, 선택된 훈련 장치만이 원격 컨트롤러에 의한 제어에 반응하도록 하기 위해서), 훈련 장치 1 및 2와의 통신 주파수를 서로 다르게 하거나, ID 코드를 다르게 한다. 이에 따라, 훈련 장치 1 및 2(200-1, 200-2)의 세부 구성도 각각 대응하는 통신 주파수로 원격 컨트롤러(100')와 통신 가능하도록 구성되거나, ID 코드가 달리 부여된다.

이와 같은 본 실시예의 동물 훈련 시스템에 의하면 하나의 원격 컨트롤러(100')만으로도 복수의 동물을 제어(훈련)할 수 있게 된다. 그런데, 하나의 원격 컨트롤러(100')에 의해 제어(훈련)되는 복수의 동물은, 자극에 대한 민감도가 서로 다른 경우가 많다. 따라서, 제어하고자 하는 동물이 바뀔 때마다 그 선택된 동물에 적절한 자극 레벨을 조정하여야 한다. 그러나, 선택하는 동물이 바뀔 때마다 매번 자극 레벨을 조정하는 것은 번거로울 뿐만 아니라, 긴급한 제어가 요구되는 상황에서는 사용자가 당황하여 적절한 자극 레벨로의 조정이 곤란할 수도 있다.

이러한 점을 감안하여 본 실시예의 동물 훈련 시스템은, 몇 번의 시행착오를 통해 각각의 동물에 적절한 자극 레벨을 찾아서 이를 기억시켜 두고, 동물 선택 스위치(126)에 의해 한 동물이 선택되었을 때 그 동물에 대해 기억시켜 두었던 적절한 자극 레벨이 자동적으로 설정되도록 한다. 나아가, 본 실시예에서는, 각 동물에 대해 기억시켜 둔 적절한 자극 레벨이 볼륨 컨트롤러(130')의 조작에 의해서도 변화하지 않도록 잠금(lock) 기능과, 잠금 해제(unlock) 기능을 제공한다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 원격 컨트롤러(100')는, 볼륨 컨트롤러(130')의 조작에 의해서도 현재 설정된 상기 전기 충격 자극의 레벨이 변화하지 않도록 잠금하는 잠금 수단을 구비한다. 이 잠금 수단은, 볼륨 컨트롤러(130')에 의해 설정되는 전기 충격 자극의 레벨을 기억하는 기억 수단과, 동물 선택 스위치(126)에 의해 선택된 훈련 장치(200-1, 200-2)에 대해 설정된 전기 충격 자극의 레벨을 상기 기억 수단에 기억시키는 잠금 버튼을 포함한다.

기억 수단은, 도 9에 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서(110) 내부에 마련된 메모리 소자(111)일 수 있다. 이 메모리 소자(111)는 레지스터의 형태로 구현될 수도 있는데, 전원을 껐을 때에도 기억된 내용이 소거되지 않는 비휘발성 메모리인 것이 바람직하다.

본 실시예에서 잠금 버튼은 별도의 버튼으로 하지 않고, 볼륨 컨트롤러(130')가 잠금 버튼의 기능을 겸비하도록 하고 있다. 즉, 볼륨 컨트롤러(130')는 회동가능하게 구성되어 회동하는 양에 비례하여 전기 충격 자극의 레벨을 조정하는 기능을 구비함과 함께, 볼륨 컨트롤러(130')가 회동하는 축방향으로 누름으로써(도 10의 화살표 참조) 잠금 기능을 실현하도록 구성되어 있다. 이렇게 볼륨 컨트롤러(130')를 그 축방향으로 누르면, 마이크로프로세서(110)는 현재 볼륨 컨트롤러(130')의 회동에 의해 설정되어 디스플레이(140)의 중앙에 표시되어 있는 전기 충격 자극의 레벨을, 동물 선택 스위치(126)에 의해 현재 선택되어 있는 동물의 자극 레벨로서 기억 수단(111)에 기억시키고, 그 이후에는 볼륨 컨트롤러(130')를 회동하더라도 이 회동 조작을 무시하여 자극 레벨이 변화하지 않도록 한다. 이때, 디스플레이(400)에는 현재 선택되어 자극 레벨이 기억되고 잠금된 동물을 나타내어(예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, Dog 1에 대한 자극 레벨의 잠금인 경우 '1D'와 같은 표시를 나타내고, Dog 2에 대한 자극 레벨의 잠금인 경우 '2D'와 같은 표시를 나타내어) 사용자에게 어떤 동물에 대한 자극 레벨을 잠금하였는지를 표시한다.

이렇게 각 동물에 대한 적절한 자극 레벨을 기억 및 잠금하여 두고, 동물 선택 스위치(126)에 의해 선택되는 동물을 바꾸면, 선택된 동물에 대해 기억되어 있는 자극 레벨이 디스플레이(140)에 자동적으로 표시되고, 이 상태에서 자극 레벨을 조정하지 않고 바로 자극 버튼(예컨대, 순간 자극 버튼(121) 또는 연속 자극 버튼(122))을 누르면, 선택된 훈련 장치(200-1 또는 200-2)에 현재의 자극 레벨이 송신되어 선택된 동물에 인가된다.

한편, 위와 같이 특정 동물에 대한 전기 충격 자극의 레벨이 잠금 상태에 있을 때, 잠금 버튼(볼륨 컨트롤러(130'))를 다시 누르면 잠금 상태는 해제된다. 즉, 마이크로프로세서(110)는 디스플레이에 자극 레벨이 기억 및 잠금되어 있던 선택된 동물을 나타내는 표시(도 10에서 '1D' 또는 '2D')를 끄고, 볼륨 컨트롤러(130')의 회동 조작에 의한 전기 충격 자극의 레벨의 변화를 허용한다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 동물 훈련 시스템은 복수의 동물에 대해 각각의 적절한 자극 레벨을 기억 및 잠금하여 두고 동물의 선택이 바뀌었을 때 별도의 자극 레벨을 조정하는 조작이 필요없게 함으로써, 편리하고 신속한 대응을 가능하게 한다.

한편, 이상의 제4실시예에 대한 설명에서 선택 가능한 동물의 수는 2마리(즉, 선택 가능한 훈련 장치의 개수는 2개)로 하였지만, 본 발명이 이에 한하지 않고, 3마리 이상으로 할 수도 있음은 물론이다.

또한, 이상의 제4실시예에 대한 설명에서 볼륨 컨트롤러(130')는 잠금 버튼을 겸하는 것으로 설명되었지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않고, 볼륨 컨트롤러(130')와는 별도의 잠금 버튼을 구비하도록 해도 무방하다.

나아가, 이상의 제1 내지 제4실시예는 임의로 조합으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 원격 컨트롤러와 하나의 훈련 장치로 구성되는 동물 훈련 시스템에서도 제4실시예의 자극 레벨 기억 및 잠금 기능을 구현할 수 있고, 제3 또는 제4실시예에 제2실시예의 2-웨이 기능을 부가할 수도 있으며, 제1, 제2 또는 제4실시예에 제3실시예의 디지털 볼륨을 채용할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 개선된 동물 훈련 시스템이 설명되었다. 본 발명은 실시예에 의해 본 발명이 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명은 아래에 기재되는 특허청구범위보다 좁은 범위로 제한되어서는 아니 된다.

Claims (25)

1. 사용자에 의해 소지되는 원격 컨트롤러와, 피훈련 동물에 착용되는 훈련 장치를 포함하고, 상기 원격 컨트롤러와 훈련 장치는 고주파(RF) 통신에 의해 상호 통신하도록 구성되는 원격 동물 훈련 시스템에 있어서,
   상기 원격 컨트롤러는,
   적어도 전기 충격 자극을 포함하는 동물에게 인가될 자극의 종류와 모드를 선택하기 위한 자극 모드 선택 버튼;
   3-단자 포텐셔미터를 포함하고, 상기 동물에게 인가될 전기 충격 자극의 레벨을 설정하기 위한 볼륨 컨트롤러;
   상기 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 전압 레벨을 이 전압 레벨에 비례하는 대응 주파수 신호로 변환하기 위한 전압-주파수 컨버터;
   상기 자극의 종류와 모드 및 전기 충격 자극의 레벨을 포함하는 신호들을 송신 안테나를 통해 상기 훈련 장치에 송신하기 위한 RF 통신 회로; 및
   상기 신호들을 처리하고 상기 RF 통신 회로를 제어하기 위한 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 훈련 장치는,
   상기 원격 컨트롤러로부터 송신된 신호들을 수신 안테나를 통하여 수신하기 위한 RF 통신 회로;
   상기 원격 컨트롤러에 의해 설정된 레벨을 가지고 자극 단자를 통해 상기 동물에게 인가될 전기 충격 자극을 생성하기 위한 전기 충격 자극 생성기; 및
   상기 신호들을 처리하고 상기 전기 충격 자극 생성기를 제어하기 위한 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 훈련 장치는, 상기 동물에게 소리 자극을 인가하기 위한 버저 및 이 버저를 구동하기 위한 버저 구동기를 더 포함하고,
   상기 원격 컨트롤러는, 상기 소리 자극을 선택하기 위한 버저 선택 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 훈련 장치는, LED 및 이 LED를 발광시키기 위한 라이트 구동기를 더 포함하고,
   상기 원격 컨트롤러는 LED를 발광시키기 위한 라이트 선택 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
5. 제2항에 있어서,
   상기 수신 안테나는 내장 안테나 및 이 내장 안테나에 연결되도록 구성되는 착탈가능한 외부 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 원격 컨트롤러는 상기 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 전기 충격 자극의 레벨을 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 디스플레이는 상기 원격 컨트롤러의 배터리 잔량을 더 표시하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
8. 제2항에 있어서,
   상기 훈련 장치는, 상기 훈련 장치의 배터리 잔량을 포함하는 훈련 장치의 정보를 상기 원격 컨트롤러에 송신하기 위한 송신기를 더 포함하고,
   상기 원격 컨트롤러는, 상기 송신기에 의해 송신된 훈련 장치의 정보를 수신하기 위한 수신기 및 상기 훈련 장치의 배터리 잔량을 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
9. 제2항에 있어서,
   상기 훈련 장치는 상기 동물의 위치 데이터를 얻기 위한 GPS, 및 상기 동물의 위치 데이터 정보를 송신하기 위한 송신기를 더 포함하고,
   상기 원격 컨트롤러는 상기 사용자의 위치 데이터를 수신하기 위한 모듈, 상기 송신기로부터 송신된 상기 동물의 위치 데이터 정보를 수신하기 위한 수신기, 및 이 정보를 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함하고,
   상기 원격 컨트롤러의 마이크로프로세서는 상기 동물과 사용자의 위치 데이터에 기초하여 상기 사용자에 대한 상기 동물의 상대 위치 정보를 연산하고, 상기 디스플레이는 상기 동물의 위치 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 자극 모드 선택 버튼은, 상기 동물에게 전기 충격 자극이 미리 정해진 제1시간 동안 인가되는 순간 전기 충격 자극 모드, 상기 동물에게 전기 충격 자극이 상기 제1시간보다 긴 미리 정해진 제2시간 동안 인가되는 연속 전기 충격 자극 모드, 및 전기 충격 자극의 레벨이 미리 정해진 레벨만큼 증가되는 전기 충격 자극 증가 모드 중 적어도 어느 하나의 모드를 선택가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 훈련 장치의 마이크로프로세서는, 상기 전기 충격 자극의 레벨을 복수 비트로 구성되는 디지털 값으로서 출력하고,
    상기 훈련 장치는, 상기 훈련 장치의 마이크로프로세서로부터 입력되는 복수 비트로 구성되는 디지털 값을 받아 이 디지털 값에 비례하는 전압을 출력하는 디지털적으로 제어가능한 디지털 볼륨을 구비하며,
    상기 전기 충격 자극 생성기는, 상기 디지털 볼륨으로부터 입력되는 전압을 받아 이 전압에 비례하는 고전압의 전기 충격 자극을 생성하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 훈련 장치의 마이크로프로세서는 상기 복수 비트로 구성되는 디지털 값을 하나의 출력 핀을 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 디지털 볼륨은,
    상기 마이크로프로세서로부터 입력되는 상기 복수 비트로 구성되는 디지털 값을 저장하는 와이퍼 레지스터; 및
    전원으로부터 받은 최대 전압을 분할하여 상기 와이퍼 레지스터에 저장된 상기 디지털 값에 비례하는 값의 전압을 출력하는 저항 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 동물 훈련 시스템.
14. 피훈련 동물에 착용되어 이 동물이 교정을 필요로 하는 행동을 하였을 때 이 동물에게 복수의 자극 레벨을 가지는 전기 충격 자극을 인가하는 동물 훈련 장치로서,
    상기 동물이 교정을 필요로 하는 행동을 하였을 때, 상기 전기 충격 자극의 복수의 자극 레벨 중 하나의 자극 레벨을 복수 비트로 구성되는 디지털 값으로서 출력하는 마이크로프로세서;
    상기 마이크로프로세서로부터 입력되는 복수 비트로 구성되는 디지털 값을 받아 이 디지털 값에 비례하는 전압을 출력하는 디지털적으로 제어가능한 디지털 볼륨;
    상기 디지털 볼륨으로부터 입력되는 전압을 받아 이 전압에 비례하는 고전압의 전기 충격 자극을 생성하기 위한 전기 충격 자극 생성기; 및
    상기 전기 충격 자극 생성기로부터 생성된 전기 충격 자극을 상기 동물에게 인가하는 자극 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 훈련 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 상기 복수 비트로 구성되는 디지털 값을 하나의 출력 핀을 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 동물 훈련 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 디지털 볼륨은,
    상기 마이크로프로세서로부터 입력되는 상기 복수 비트로 구성되는 디지털 값을 저장하는 와이퍼 레지스터; 및
    전원으로부터 받은 최대 전압을 분할하여 상기 와이퍼 레지스터에 저장된 상기 디지털 값에 비례하는 값의 전압을 출력하는 저항 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 훈련 장치.
17. 제14항에 있어서,
    상기 동물이 교정을 필요로 하는 행동을 하였음을 감지하기 위한 센서를 더 포함하고,
    상기 마이크로프로세서는 상기 센서에 의해 감지된 상기 동물의 행동의 정도 또는 회수에 대하여 미리 정해진 알고리즘을 적용하여 상기 복수의 자극 레벨 중 하나의 자극 레벨을 정하는 것을 특징으로 하는 동물 훈련 장치.
18. 사용자에 의해 소지되어, 복수의 피훈련 동물에 각각 착용되는 복수의 훈련 장치를 고주파(RF) 통신에 의해 원격 제어하는 원격 컨트롤러에 있어서,
    상기 복수의 훈련 장치들 중 제어하고자 하는 훈련 장치를 선택하기 위한 동물 선택 스위치;
    적어도 전기 충격 자극을 포함하는 동물에게 인가될 자극의 종류와 모드를 선택하기 위한 자극 모드 선택 버튼;
    3-단자 포텐셔미터를 포함하고, 상기 동물에게 인가될 전기 충격 자극의 레벨을 설정하기 위한 볼륨 컨트롤러;
    상기 볼륨 컨트롤러의 조작에 의해서도 현재 설정된 상기 전기 충격 자극의 레벨이 변화하지 않도록 잠금하는 잠금 수단;
    상기 자극의 종류와 모드 및 전기 충격 자극의 레벨을 포함하는 신호들을 송신 안테나를 통해 상기 훈련 장치에 송신하기 위한 RF 통신 회로; 및
    상기 신호들을 처리하고 상기 잠금 수단 및 RF 통신 회로를 제어하기 위한 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러.
19. 제18항에 있어서,
    상기 잠금 수단은, 상기 볼륨 컨트롤러에 의해 설정되는 상기 전기 충격 자극의 레벨을 기억하는 기억 수단; 및 눌려졌을 때, 상기 동물 선택 스위치에 의해 선택된 훈련 장치에 대해 상기 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 전기 충격 자극의 레벨이 상기 기억 수단에 기억되도록 하는 잠금 버튼;을 포함하고,
    상기 마이크로프로세서는 상기 잠금 버튼이 눌려졌을 때 상기 볼륨 컨트롤러의 조작을 무시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러.
20. 제19항에 있어서,
    상기 볼륨 컨트롤러는 회동가능하게 구성되어 회동하는 양에 비례하여 상기 전기 충격 자극의 레벨을 설정가능하게 구성됨과 함께, 볼륨 컨트롤러가 회동하는 축방향으로 눌렀을 때 설정된 상기 전기 충격 자극의 레벨을 상기 기억 수단에 기억시키는 상기 잠금 버튼을 겸하는 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러.
21. 제19항에 있어서,
    상기 전기 충격 자극의 레벨이 잠금 상태에 있을 때, 상기 마이크로프로세서는 상기 잠금 버튼이 눌려지면 상기 잠금 상태를 해제하여 상기 볼륨 컨트롤러의 조작에 의한 상기 전기 충격 자극의 레벨의 변화를 허용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러.
22. 제19항에 있어서,
    상기 기억 수단은 전원을 OFF했을 때에도 기억된 내용이 소거되지 않는 비휘발성 메모리 소자인 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러..
23. 제18항에 있어서,
    상기 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 전기 충격 자극의 레벨을 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러..
24. 제23항에 있어서,
    상기 디스플레이는 상기 전기 충격 자극의 레벨이 잠금 상태에 있는 훈련 장치를 나타내는 심벌 및 잠금 상태의 전기 충격 자극의 레벨을 더 표시하는 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러.
25. 제18항에 있어서,
    상기 볼륨 컨트롤러에 의해 설정된 전압 레벨을 이 전압 레벨에 비례하는 대응 주파수 신호로 변환하기 위한 전압-주파수 컨버터를 더 포함하고,
    상기 마이크로프로세서는 상기 전압-주파수 컨버터에 의해 변환된 주파수 신호를 입력 받는 것을 특징으로 하는 원격 컨트롤러.

Images