KR20140011456A - 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치 - Google Patents

방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140011456A
KR20140011456A KR1020120077701A KR20120077701A KR20140011456A KR 20140011456 A KR20140011456 A KR 20140011456A KR 1020120077701 A KR1020120077701 A KR 1020120077701A KR 20120077701 A KR20120077701 A KR 20120077701A KR 20140011456 A KR20140011456 A KR 20140011456A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
azimuth
unit
bicycle
signal
gyro sensor
Prior art date
Application number
KR1020120077701A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101484122B1 (ko
Inventor
정영인
조해준
임다니엘
Original Assignee
주식회사 에릭앤클레어랩
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에릭앤클레어랩 filed Critical 주식회사 에릭앤클레어랩
Priority to KR20120077701A priority Critical patent/KR101484122B1/ko
Publication of KR20140011456A publication Critical patent/KR20140011456A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101484122B1 publication Critical patent/KR101484122B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62H—CYCLE STANDS; SUPPORTS OR HOLDERS FOR PARKING OR STORING CYCLES; APPLIANCES PREVENTING OR INDICATING UNAUTHORIZED USE OR THEFT OF CYCLES; LOCKS INTEGRAL WITH CYCLES; DEVICES FOR LEARNING TO RIDE CYCLES
    • B62H5/00—Appliances preventing or indicating unauthorised use or theft of cycles; Locks integral with cycles
    • B62H5/001—Preventing theft of parts or accessories used on cycles, e.g. lamp, dynamo
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 주차된 자전거가 이동에 의하여 설정된 범위 이상으로 방위각이 변경되는 경우를 검출하여 해제시킬 때까지 경보신호를 발생하도록 하므로 자전거의 이동에 의한 도난을 방지하는 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치에 관한 것으로 방위각의 변경된 값을 검출하고 잡음을 제거하며 증폭하여 출력하는 자이로센서부와 자이로센서부로부터 입력된 방위각의 초기값과 변경된 값을 비교하여 설정된 범위를 초과하면 정지신호가 입력되기까지 경보신호를 출력하는 방위각 운용부와 방위각 운용부에 접속하여 경보신호의 출력을 정지시키는 스위치부와 방위각 운용부의 해당 제어신호에 의하여 경보신호를 출력하는 알람부와 각 기능부에 접속하고 배터리 전원을 입력하여 균일한 레벨의 3.3 볼트 저전압으로 변환하여 공급하는 정전압부를 포함하는 특징에 의하여 방위각이 설정된 범위 이상으로 변경되는 경우를 감지하므로 충격이나 단순하게 자전거가 쓰리지는 경우와 구분하여 이동에 의한 도난 상태를 정확하게 검출하고 해제될 때까지 경보신호를 계속 발생하며 핸드백, 지갑 등을 포함하여 이동이 용이한 물체에 설치하면 부당한 이동 상태를 신속하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

Description

방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치{Apparatus of alarm for bicycle with detecting azimuth}
본 발명은 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 주차된 자전거가 이동에 의하여 설정된 범위 이상으로 방위각이 변경되는 경우를 검출하여 해제시킬 때까지 경보신호를 발생하도록 하므로 자전거의 이동에 의한 도난을 방지하는 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치에 관한 것이다.
자전거(자전차)는 운전자가 두발로 페달을 밟아 발생한 동력을 체인으로 전달하여 바퀴를 돌리므로 전진하도록 제작된 운송장치이며 가볍고 취급이 편리하여 근거리 교통수단으로 사용된다.
특히, 운동량이 적은 도시인에게는 레저를 겸한 운동기구로 사용되는 것이 일반적이다.
각 지방자치 단체는 국민의 여가선용, 국민 건강 보호, 스포츠 열기 등에 부응하며 교통체증을 완화시켜 자연환경을 보호하는 등을 위하여 자전거 전용도로 개설하는 추세이다.
자전거는 그 보급이 확대되면서 선호도가 높아지고 일부의 자전거는 고급화 전략에 따라 더욱 가볍고 단단한 재질을 사용하며 다양한 부가 기능과 장치를 포함하므로 비싼 가격으로 거래되므로 자전거 도난이 발생할 수 있다.
그러므로 자전거의 도난을 방지하거나 예방하는 기술을 개발할 필요가 있다.
종래기술에 의한 자전거 도난 방지장치는 특허등록 제10-1161827호(2012.06.26.등록)에 의한 “무선통신망을 이용한 도난 방지 장치”가 있다.
도 1 은 종래기술의 일실시 예에 의한 것으로 자전거 도난 방지 장치의 기능 구성도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 종래기술에 의한 자전거 도난 방지 장치는 메인모듈(10), 지피에스(GPS) 모듈(20), 무선 데이터 송수신부(30), 휴대폰인터페이스부(40), 잠금장치(60), 도난경보모듈(70)로 이루어지는 본체(1)와 휴대기(2)를 포함하는 구성이다.
본체(1)는 자전거 등의 이동체(M)에 고정 설치되고 휴대기(2)는 사용자가 휴대한다.
데이터송수신부(30)와 휴대기(2)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며 무선으로 연결되는 것으로 설명하기로 하고, 연결은 전용 통신채널과 공용 통신채널이 있으며 평상시에는 전용 통신채널로 연결된다.
휴대기(2)가 데이터송수신부(30)와 무선으로 연결될 수 있는 반경을 벗어난 경우 또는 분실의 경우, 메인모듈(10)은 잠금장치(60)를 구동시키는 동시에 도난경보모듈(70)을 구동한다. 잠금장치(60)는 이동체(M)를 움직이지 못하게 하는 것으로 타인에 의하여 동작불능 상태가 될 수도 있고, 도난경보모듈(70)은 시각 및 청각으로 이동체(M)의 도난 상태를 주변에 알리는 구성이다.
한편, 메인모듈(10)은 데이터송수신부(30)를 제어하여 지피에스 모듈(20)로부터 인가받은 이동경로 정보가 포함되는 현재의 위치정보와 도난신호를 인근의 다른 본체(1-1) 또는 휴대기(2)에 공통채널로 무선 송신하며, 인근의 다른 본체(1-1)와 휴대기(2)는 인근의 또 다른 본체(1-1)와 휴대기(2)로 공통채널을 통하여 전달하는 과정을 반복하므로 최종적으로 원래의 휴대기(2)에 전달되도록 한다.
또한, 메인모듈(10)은 휴대폰인터페이스부(40)를 제어하여 도난신호를 지정된 상대방에게 전달할 수 있다.
이러한 종래기술은 주변의 모든 자전거(M)가 본체(1)와 휴대기(2)를 구비하여야 하므로 보급이 활성화될 때까지 안전하게 사용할 수 없는 문제가 있고 또한 제조, 생산, 관리 비용이 많이 소요되는 등의 문제가 있다.
또한, 종래기술은 자전거(M)의 분실 초기에 도난 사실을 주변에 알리지 못하고 일정한 반경을 벗어난 경우에 다른 자전거(M)를 통하여 도난사실을 알려주므로 분실된 자전거의 회수가 어렵고 시간과 경비가 많이 소요되는 등의 문제가 있다.
한편, 충격을 이용하여 도난을 검출하는 기술의 경우 정차를 위하여 기대어 놓거나 세워놓은 자전거가 바람 및 우연한 충격 등에 의하여 쓰러지는 경우에도 경보신호를 발생하는 문제가 있다.
따라서 자전거가 타인에 의하여 부당하게 이동하는 경우를 신속하고 정확하게 감지하여 경고신호를 발생하도록 하는 기술을 개발할 필요가 있다.
또한, 충격 및 쓰러짐 등을 구별하여 도난에 의한 이동 상태를 검출하는 기술을 개발할 필요가 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 자전거의 이동에 의한 방위각이 설정된 각도 이상 변경되는 경우를 감지하여 지속적으로 경보신호를 발생하므로 부당한 이동 상태를 신속하게 검출하는 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치를 제공한다.
본 발명의 과제를 달성하기 위한 것으로 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치는 자전거의 도난경보장치에 있어서 방위각의 변경된 값을 검출하고 잡음을 제거하며 증폭하여 출력하는 자이로센서부; 상기 자이로센서부로부터 입력된 방위각의 초기값과 변경된 값을 비교하여 설정된 범위를 초과하면 정지신호가 입력되기까지 경보신호를 출력하는 방위각 운용부; 상기 방위각 운용부에 접속하여 경보신호의 출력을 정지시키는 스위치부; 상기 방위각 운용부의 해당 제어신호에 의하여 경보신호를 출력하는 알람부; 상기 각 기능부에 접속하고 배터리 전원을 입력하여 균일한 레벨의 3.3 볼트 저전압으로 변환하여 공급하는 정전압부; 를 포함할 수 있다.
상기 자이로센서부는 일본 무라다(murata) 회사 상표 자이로스타(gyrosta) 제품의 자이로센서; 상기 자이로센서로부터 출력되는 신호의 고주파 대역의 신호를 차단하는 저역통과 필터부; 상기 저역통과 필터부로부터 인가된 신호의 전압레벨을 9 내지 12 배 범위로 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부의 출력신호를 보호하고 임피던스를 매칭시켜 전달하는 볼테이지 폴로워; 를 포함할 수 있다.
상기 저역통과 필터부는 상기 자이로센서의 출력(Vout) 단자와 상기 증폭부의 플러스 단자 사이에 연결된 10 마이크로 패러드의 콘덴서와 상기 증폭부의 플러스 단자와 마이너스 단자 사이에 연결된 100 킬로옴의 저항으로 구성되고, 상기 증폭부는 오피암프로 이루어지며 상기 오피암프의 마이너스 단자와 그라운드 사이에 10 킬로옴의 저항을 연결하고 상기 마이너스 단자와 출력단자 사이에 100 킬로옴의 저항을 연결하여 입력되는 신호의 전압레벨을 9 내지 12 배 범위로 증폭하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 방위각 운용부는 상기 방위각의 설정된 초기값 대비 변경된 값을 검출하며 동작상태의 정보와 함께 57600 비피에스(bps), 논 패리티, 8 비트, 1 스톱비트의 데이터로 출력하는 모드설정부; 상기 방위각 운용부에 설치되어 운용될 프로그램과 데이터를 입력받는 데이터포트부; 상기 정전압부의 전원공급 상태, 오류 발생, 검출된 범위의 방위각 초과를 시각적으로 표시하는 모드표시부; 상기 자이로센서부가 검출한 방위각의 레벨을 시각적으로 표시하는 레벨표시부; 를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 자전거에 설치되어 방위각이 설정된 범위 이상으로 변경되는 경우를 감지하므로 충격이나 단순하게 쓰리지는 경우와 구분하여 이동에 의한 도난 상태를 정확하게 검출하는 장점이 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 도난 상태를 검출하면 해제될 때까지 경보신호를 계속 발생하는 장점이 있다.
그리고 핸드백, 지갑 등을 포함하여 이동이 용이한 물체에 설치하면 부당한 이동 상태를 신속하게 검출할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 종래기술의 일실시 예에 의한 것으로 자전거 도난 방지 장치의 기능 구성도,
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치의 기능 구성도,
도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 자이로센서부의 상세 회로 구성도,
도 4 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 정전압부의 상세 회로 구성도,
도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 스위치부의 상세 회로 구성도,
도 6 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 모드표시부의 상세 회로 구성도,
도 7 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 레벨표시부의 상세 회로 구성도,
및
도 8 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 알람부의 상세 회로 구성도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치의 기능 구성도 이고, 도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 자이로센서부의 상세 회로 구성도 이며, 도 4 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 정전압부의 상세 회로 구성도 이고, 도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 스위치부의 상세 회로 구성도 이며, 도 6 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 모드표시부의 상세 회로 구성도 이고, 도 7 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 레벨표시부의 상세 회로 구성도 이며, 도 8 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 알람부의 상세 회로 구성도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치(100)는 자이로센서부(1000), 방위각 운용부(1100), 스위치부(1200), 알람부(1300), 정전압부(1400), 모드설정부(1500), 데이터포트부(1600), 모드표시부(1700), 레벨표시부(1800)를 포함하는 구성이다.
자이로센서부(1000)는 각속도를 측정할 수 있는 일반적인 구성을 모두 사용할 수 있으며, 자이로센서(1010), 저역통과필터부(1020), 증폭부(1030), 볼테이지 폴로워(1040)를 포함하여 이루어진다.
자이로센서(1010)는 모든 종류의 자이로센서를 사용할 수 있으나 일본 무라다(murata) 회사의 상표 자이로스타(gyrosta) 제품을 사용하는 것이 소형 경량이며 전력소모가 적어 비교적 바람직하다.
자이로센서(1010)는 전원입력단자(Vcc)와 그라운드 단자(GND)와 출력단자(Vout)와 레퍼런스 단자(Vref)의 4 개 단자를 포함하고, 전원입력단자에 2.7 내지 5.25 볼트의 직류전원이 입력되면 동작할 수 있으나 3.3 볼트로 안정된 전원을 공급하는 것이 바람직하다.
자이로센서(1010)가 출력단자(Vout)로 출력하는 기준전압은 1.35 볼트이며 1도/초(deg/sec) 단위로 출력되는 전압은 0.67 밀리볼트(mV) 이며 검출(측정) 가능한 최대 각속도는 +- 300 도까지 이다.
자이로센서(1010)가 검출하여 출력단자로 출력하는 신호는 기준전압 1.35 볼트에 각속도 1 도 당 0.67 밀리볼트이므로 9 내지 12 배의 범위로 증폭하며 10 배로 증폭하는 것이 바람직하다.
자이로센서(1010)로부터 출력되는 신호에 정전기 등의 고주파 성분의 잡음이 포함될 수 있으므로 고주파 대역의 신호를 차단하고 저주파 대역의 신호만을 통과시키는 저역통과필터부(1020)를 자이로센서(1010)와 증폭부(1030) 사이에 설치한다.
저역통과 필터부(1020)는 자이로센서(1010)의 출력단자(Vout)와 오피암프(OP Amp)로 이루어지는 증폭부(1030)의 플러스(+) 단자 사이에 직렬로 연결되는 10 마이크로 패러드(uF)의 콘덴서와 증폭부(1030)의 플러스 단자와 마이너스 단자 사이에 연결되는 100 킬로옴의 저항으로 이루어진다.
자이로센서(1010)의 레퍼런스 단자(Vref)는 증폭부(1030)의 마이너스(-) 단자로 연결되며 레퍼런스 단자(Vref)로부터 출력되는 직류전원에 포함될 수 있는 교류성분을 제거하기 위하여 레퍼런스 단자(Vref)와 그라운드 사이에 10 마이크로 패러드(uF)의 콘덴서를 연결한다.
증폭부(1030)는 증폭률을 9 내지 12 배 범위로 설정하고 10 배로 설정하는 것이 바람직하다.
증폭부(1030)의 마이너스 단자와 그라운드 사이에 일실시 예로 10 킬로옴의 저항을 연결하고 마이너스 단자와 출력단자 사이에 10 배에 해당하는 100 킬로옴의 저항을 연결하면 증폭률을 10 배로 설정할 수 있다.
볼테이지(voltage) 폴로워(follower)(1040)는 증폭부(1030)로부터 출력되는 신호가 방위각 운용부(1100)로 손실 없이 전달되도록 하는 동시에 한쪽 방향으로 전달되도록 한다.
방위각 운용부(1100)는 자전거 도난경보 장치(100)의 전체 운용을 감시하고 제어하는 콘트롤러의 기능을 하는 것으로 자이로센서(1000)로부터 입력된 방위각의 초기값과 변경된 값을 비교하여 설정된 범위를 초과하면 스위치부(1200)를 통하여 정지신호가 입력되기까지 알람부(1300)를 제어하여 경보신호를 출력한다.
방위각 운용부(1100)는 모드설정부(1500)를 통하여 입력되는 명령신호에 의하여 자이로센서부(1000)로부터 입력된 현재의 방위각 정보를 초기값으로 지정하고 연속적으로 입력된 방위각의 값이 설정된 범위를 초과하는지를 판단한다.
방위각 운용부(1100)는 초기값 지정 이후에 자이로센서부(1000)로부터 입력되는 방위각의 값이 설정된 범위를 초과하는 것으로 판단되면 알람부(1300)를 제어하여 경보신호를 연속적으로 출력시킨다. 출력되는 알람신호는 일반적인 내용이 포함될 수 있다.
모드설정부(1500)를 통하여 방위각 운용부(1100)에 입력되는 방위각의 변위량 설정값 범위는 일실시 예로, 15도, 30도, 45도, 60도 등이 될 수 있으나 30도로 설정하는 것이 비교적 바람직하다.
방위각 운용부(1100)는 측정(검출)된 방위각의 값을 레벨표시부(1800)를 통하여 시각적으로 표시할 수 있으며 또한, 모드표시부를 통하여 동작전원이 정상적으로 공급되는지의 여부, 오류 발생 상태, 정상동작 상태로 표시할 수 있다.
방위각 운용부(1100)는 운용 중에 수집된 모든 데이터를 내부에 할당된 메모리에 저장할 수 있고 저장된 데이터를 데이터포트부(1600)를 통하여 외부로 출력할 수 있다.
스위치부(1200)는 알람부(1300)로부터 경보신호가 출력되지 않도록 차단하는 제어명령 신호를 방위각 운용부(1100)에 입력하는 것으로 일반적인 스위치 구성이 사용될 수 있으나 멤브레인형 또는 택트(tact) 형 스위치를 사용하는 것이 수납공간이 작은 자전거에서 사용하기에 비교적 바람직하다.
스위치부(1200)는 스위치가 눌려지면 R20으로 표시된 10 킬로옴의 저항을 통하여 C5로 표시된 컨덴서에 대전되어 있던 전압 신호가 R21로 표시된 저항을 통하여 방위각 운용부(1100)의 도면에 도시되지 않은 PD2 표시 단자에 입력된다.
방위각 운용부(1100)의 각 단자에 대한 구체적인 표시는 도면에 기재하지 않기로 한다.
알람부(1300)는 방위각 운용부(1100)의 도면에 도시하지 않은 PC0 내지 PC5 단자를 통하여 입력된 신호를 다링톤 어레이 소자로 증폭하여 부저(buzzer)를 단속하므로 경보신호를 출력한다.
이때, 버저에는 3.3 볼트의 동작전원을 직접 공급하는 것이 바람직하며, 릴레이는 사용하지 않을 수도 있다.
정전압부(1400)는 일반적인 건전지, 수은배터리, 축전지, 자전거용 발전기 등을 통하여 입력되는 전원을 3.3 볼트의 저전압에 의한 정전압으로 일정하며 안정적이도록 출력시키는 레귤레이터(regulator) 이고, 자전거 도난경보 장치(100)의 각 기능부에 동작전원을 공급한다.
모드설정부(1500)는 방위각의 초기값을 지정하고 도난으로 추정하는 방위각 변위량을 설정하는 것으로 논 패리티(non-parity), 8 비트(bit), 1 스톱비트로 이루어지는 티티엘(TTL) 레벨 신호를 57600 bps의 데이터 속도로 통신한다.
모드설정부(1500)가 설정하는 방위각 변위량은 15도, 30도, 45도, 60도 등이 될 수 있으나 30도로 설정하는 것이 비교적 바람직하다.
데이터포트(1600)는 외부로부터 방위각 운용부(1600)에 프로그램, 운용 데이터 등을 입력할 수 있으며 필요에 의하여 데이터 통신에 의한 선택된 다른 용도로 사용할 수도 있다.
모드표시부(1700)는 방위각 운용부(1100)의 해당 제어신호에 의하여 전원공급 상태, 오류 발생 상태, 검출된 방위각의 값 등을 시각적으로 표시할 수 있다.
모드표시부(1700)는 엘이디(LED)로 구성되며 각 모드의 상태를 그린(green), 레드(red), 암버(amber) 등의 색상으로 표시되도록 할 수 있고 저소모 전력 상태로 설계하는 경우는 구성하지 않을 수 있다.
레벨표시부(1800)는 자이로센서부(1000)가 검출한 방위각의 값이 초기값으로 설정된 방위각 값과 대비하여 + 및 - 방향으로 어느 정도 값인지를 시각적으로 표시하는 것으로 다수의 엘이디를 직렬로 연결한 엘이디 바(LED BAR) 또는 그래픽(graphic) 바 형상이다.
레벨표시부(1800)는 가운데 엘이디를 기준으로 좌회전과 우회전에 의한 방위각의 변화량을 시각적으로 표시하는 것으로 저소모 전력 상태로 설계하는 경우는 구성하지 않을 수 있다.
본 발명이 구성에 의한 동작을 상세히 설명하면 자이로센서(1010)에 정전압부(1400)의 3.3 V 정전압을 동작전원으로 인가하고 기준 전압(Vref)과 출력 신호(Vout)를 저역통과필터부(1020)를 통하여 증폭부(1030)에 인가하므로 10 배로 증폭한다.
증폭부(1030)는 고주파 성분이 차단된 자이로센서(1010)의 교류(AC)신호만을 10 배로 증폭하고 Voltage Follower(1040)를 통하여 방위각 운용부(1100)의 A/D Converter 단자에 입력한다.
저역통과필터부(1020)의 컷오프 주파수는 일실시 예로, 컨덴서 10uF, 저항 100K로 설정한 경우 아래의 수학식 1 에 의하여 연산되어 약 0.16 헤르츠(Hz)가 된다.
Figure pat00001
증폭부(1030)의 증폭률은 오피암프의 입력저항과 출력저항의 비율이므로 아래의 증폭률 = 출력저항 / 입력저항= 100 K / 10 k=101과 같이 연산되어 10 배가 된다.
증폭부(1030)로부터 증폭되어 출력된 방위각의 값은 Voltage Follower(1040)에 의하여 방위각 운용부(1100)의 A/D C 6 포트로 전달되므로 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환 처리된다.
방위각 운용부(1100)의 기준전압은 2.56 볼트(V) 이고 자이로센서부(1000)로부터 인가되는 기준전압(중간값)은 1.35 볼트이며, 검출된 방위각 신호의 크기는 0.67 mV/deg./sec. 이다.
일실시 예로 자이로센서부(1000)로부터 검출되어 방위각 운용부(1100)에 입력되는 신호가 100 deg./sec. 인 경우 아래의 수학식 3 과 같이 연산된다.
Figure pat00002
자이로센서부(1000)의 출력 가능한 최대 방위각은 ±300 deg./sec. 이고 증폭부(1030)를 통하여 예상되는 최대 신호 레벨은
각속도 상한값 : 2.56V - 1.35V = 1.21 V = 121 deg./sec.
각속도 하한값 : 1.35V - 0.3V = 1.05 V = 105 deg./sec. (증폭부(1030)를 구성하는 Op-Amp 특성상 dead zone 0~0.3 V)
이 될 수 있다.
상기의 구성에서 검출하고자 하는 방위각(회전각도, 각속도)의 범위가 ± 30 deg. 이고, 각속도는 10 deg./sec.를 초과하기 어려우므로 충분한 범위 안에 들어간다.
방위각 운용부(1100)는 입력된 신호의 잡음(Noise) 성분을 제거하기 위하여 내부 타이머를 작동하고 데이터 검출속도(Sampling Rate)를 100 Sample/Sec.로 하여 10 개씩 읽고 최대값과 최소값을 각각 1 개씩 버린 후 남은 8 개를 평균하여 그 지점에서의 방위각(각속도) 값으로 선택한다.
신호의 지연시간(delay time)은 증폭부(1030)를 무시할 때 약 100 밀리세크(ms) 이며 계속 누적하면 적분값으로 각도를 계산할 수 있다.
이때, 30 deg 를 트리거 포인트(Trigger Point)로 설정하면 반응속도는 최대 120 deg/sec 의 각속도이며 일실시 예로 30 도 회전할 때
30 deg / 120(deg/sec ) = 0.25 sec.
가 되고, 지연시간 100 ms 를 합쳐 0.35 sec.가 되므로 자이로센서(1010)의 반응속도 50 Hz 에 충분하다.
일실시 예로 도난당한 자전거가 천천히 회전할 경우(저속으로 회전) 자이로센서(1010)의 반응속도는 30 / 1(deg./sec.) = 30 sec 이며, 5초간 누적한 거리의 평균값을 연산하면 30 / 6 (deg./sec.) = 5 sec 이다.
즉, 초당 6 deg. 이상의 속도로 회전해야만 시스템의 동작을 감지할 수 있다.
이때, 방위각 운용부(1100)의 아날로그 디지털 변환 포트(A/D-C)에 입력되는 신호는
VGyro = 1.350V + 6deg./sec. * 0.67mV/deg./sec. * 10(Av)
= 1.350V + 40.2mV
= 1.3902 V
가 되므로 139 로 읽을 수 있다.
신호 중심구간에서의 불감치 영역은 1.35 ± 0.04 V 가 된다.
1.31V < Vdeadzone < 1.39
상기와 같은 구성을 이동체인 자전거에 설치하면 자전거에 충격이 인가되거나 옆으로 넘어지는 경우 알람신호를 발생하지 않고, 다만 자전거를 이동시키면서 일실시 예로 방위각이 30 도 이상 변경되는 경우에만 경보신호를 발생하는 장점이 있다.
또한, 상기의 구성을 백, 지갑 등의 다른 물건에 설치하는 경우에도 이동에 의한 방위각이 허용된 범위를 초과하면 경보신호가 발생 되도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치
1000 : 자이로센서부 1010 : 자이로센서
1020 : 저역통과필터부 1030 : 증폭부
1040 : 볼테이지 폴로워 1100 : 방위각 운용부
1200 : 스위치부 1300 : 알람부
1400 : 정전압부 1500 : 모드설정부
1600 : 데이터포트부 1700 : 모드표시부
1800 : 레벨표시부

Claims (4)

  1. 자전거의 도난경보장치에 있어서,
    방위각의 변경된 값을 검출하고 잡음을 제거하며 증폭하여 출력하는 자이로센서부;
    상기 자이로센서부로부터 입력된 방위각의 초기값과 변경된 값을 비교하여 설정된 범위를 초과하면 정지신호가 입력되기까지 경보신호를 출력하는 방위각 운용부;
    상기 방위각 운용부에 접속하여 경보신호의 출력을 정지시키는 스위치부;
    상기 방위각 운용부의 해당 제어신호에 의하여 경보신호를 출력하는 알람부;
    상기 각 기능부에 접속하고 배터리 전원을 입력하여 균일한 레벨의 3.3 볼트 저전압으로 변환하여 공급하는 정전압부; 를 포함하는 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자이로센서부는
    일본 무라다(murata) 회사 상표 자이로스타(gyrosta) 제품의 자이로센서;
    상기 자이로센서로부터 출력되는 신호의 고주파 대역의 신호를 차단하는 저역통과 필터부;
    상기 저역통과 필터부로부터 인가된 신호의 전압레벨을 9 내지 12 배 범위로 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭부의 출력신호를 보호하고 임피던스를 매칭시켜 전달하는 볼테이지 폴로워; 를 포함하는 구성을 특징으로 하는 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저역통과 필터부는 상기 자이로센서의 출력(Vout) 단자와 상기 증폭부의 플러스 단자 사이에 연결된 10 마이크로 패러드의 콘덴서와 상기 증폭부의 플러스 단자와 마이너스 단자 사이에 연결된 100 킬로옴의 저항으로 구성되고,
    상기 증폭부는 오피암프로 이루어지며 상기 오피암프의 마이너스 단자와 그라운드 사이에 10 킬로옴의 저항을 연결하고 상기 마이너스 단자와 출력단자 사이에 100 킬로옴의 저항을 연결하여 입력되는 신호의 전압레벨을 9 내지 12 배 범위로 증폭하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 방위각 운용부는
    상기 방위각의 설정된 초기값 대비 변경된 값을 검출하며 동작상태의 정보와 함께 57600 비피에스(bps), 논 패리티, 8 비트, 1 스톱비트의 데이터로 출력하는 모드설정부;
    상기 방위각 운용부에 설치되어 운용될 프로그램과 데이터를 입력받는 데이터포트부;
    상기 정전압부의 전원공급 상태, 오류 발생, 검출된 범위의 방위각 초과를 시각적으로 표시하는 모드표시부;
    상기 자이로센서부가 검출한 방위각의 레벨을 시각적으로 표시하는 레벨표시부; 를 더 포함하여 이루어지는 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치.

KR20120077701A 2012-07-17 2012-07-17 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치 KR101484122B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120077701A KR101484122B1 (ko) 2012-07-17 2012-07-17 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120077701A KR101484122B1 (ko) 2012-07-17 2012-07-17 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140011456A true KR20140011456A (ko) 2014-01-28
KR101484122B1 KR101484122B1 (ko) 2015-01-22

Family

ID=50143625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20120077701A KR101484122B1 (ko) 2012-07-17 2012-07-17 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101484122B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2902307A3 (en) * 2014-01-29 2015-11-04 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Motor control system for electric bicycle and method of controlling the same
CN110751788A (zh) * 2018-07-24 2020-02-04 李公健 识别车辆方位与道路的角度和距离是否正确的系统和方法
CN117737815A (zh) * 2024-02-21 2024-03-22 山东裕能电力器材有限公司 一种适用于电镀槽除杂装置的运行质量智能预警系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100110206A (ko) * 2009-04-02 2010-10-12 김용대 도난방지장치
KR20110007069A (ko) * 2009-07-15 2011-01-21 주식회사 파워라이드 도난방지 기능 전기자전거, 그 도난방지 방법 및 전기자전거의 도난방지 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2902307A3 (en) * 2014-01-29 2015-11-04 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Motor control system for electric bicycle and method of controlling the same
CN110751788A (zh) * 2018-07-24 2020-02-04 李公健 识别车辆方位与道路的角度和距离是否正确的系统和方法
CN117737815A (zh) * 2024-02-21 2024-03-22 山东裕能电力器材有限公司 一种适用于电镀槽除杂装置的运行质量智能预警系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101484122B1 (ko) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kattukkaran et al. Intelligent accident detection and alert system for emergency medical assistance
CN106292670B (zh) 一种自动行进的智能行李箱与系统
CN105342623B (zh) 智能跌倒监护装置及其处理方法
US10914754B2 (en) Portable wireless personal head impact reporting system
EP3313222B1 (en) A helmet wearing encouraging and/or controlling system and a method of encouraging and/or controlling use of a helmet when riding a vehicle
US9381445B2 (en) Distance detector
US9984555B2 (en) Mobile security system and method
CN106504470B (zh) 一种新型智能儿童玩具车控制系统
US9998893B2 (en) Mobile function device
US9640056B2 (en) Method for sensing emergency in response to physical and mental shock and apparatus for sensing emergency using the method
US20110187538A1 (en) Drowning alert transmitter
ATE432650T1 (de) System zur auswertung der aktivität einer person und zum automatischen nachweis von stürzen
KR100931137B1 (ko) 소방관용 생체인식 위치추적 단말기 및 그 제어방법
KR20140011456A (ko) 방위각 검출에 의한 자전거 도난경보 장치
US8264365B2 (en) Motion sensing remote microphone
CN103892996A (zh) 导盲系统
CN106360899B (zh) 一种智能拐杖
US20170143067A1 (en) Impact Garment with Inflatable Safety System and Method of Manufacture
WO2017200116A1 (ko) 물리적충격과 심리적충격 및 생리적현상에 대응한 긴급상황감지방법과 이를 이용한 긴급상황감지장치
CN206594775U (zh) 一种基于机器学习的防盗防丢可拆卸智能口袋
CN102595324A (zh) 基于无线传感网络的区域性跌倒检测定位系统及方法
CN207733775U (zh) 一种适用于老年人跌倒求助的智能拐杖
CN207097211U (zh) 一种移动终端防丢系统
TWI683289B (zh) 安全繩索監控系統
EP3127755B1 (en) Impact detection device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
N231 Notification of change of applicant
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee