KR20160033809A - 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템 및 위험감지방법 - Google Patents

힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템 및 위험감지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 힘 감지기반 스마트 방충망 장치, 그 장치의 작동방법 및 그 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 방충망, 창문, 방범창 또는 문의 외곽을 구획하는 프레임; 상기 프레임 내에 매립되어 상기 프레임에 가해지는 힘 또는 압력을 감지하는 감지수단; 및 상기 감지수단의 입력신호를 처리하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치에 관한 것이다.

Description

힘 감지기반 스마트 방충망 장치, 그 장치의 작동방법, 그 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템 및 위험감지방법{Smart security apparatus based on force technology and method for detecting intrusion using security apparatus based on force technology}
본 발명은 힘 감지기반 스마트 방충망 장치, 그 장치의 작동방법 및 그 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 압저항 고무를 이용한 감지수단을 방충망 프레임에 일부 돌출되도록 매설시켜, 침입자에 의한 침입정보만을 분석, 파악할 수 있는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치, 그 장치의 작동방법, 그 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템 및 위험 감지방법에 관한 것이다.
아파트 또는 연립과 같은 건축물에서는 발코니를 통한 외부의 불순 침입 및 도난의 위험성이 매우 높은 실정이며, 이에 따라 거주자가 더운 여름일지라도 마음대로 창문을 개방하지 못하고 있다.
이와 같은 문제점을 고려하여 시중에는 여러 종류의 방범창이 개발 및 시판되고 있다. 시중의 일반적인 방범창은, 내외부를 완전히 차단하여 시설되는 붙박이형 고정식 방범창이 있으며, 화재 등의 비상시 또는 거주자의 필요에 따라 선택적으로 개방할 수 있도록 시설되는 이동식 방범창이 있다.
도 1a는 통상 방충망, 방범창의 정면도를 도시한 것이다. 이러한 고정식 및 이동식 방범창은 발코니의 샤시나 창틀(5)에 조립 설치되는 것으로서, 외부의 불순한 침입자를 막기 위하여 강성이 높은 구조물로 구성된다.
즉, 통상의 방범창, 방충망(3)은 대략 4각형 모양의 창프레임(2)을 기본 틀로 구성하고, 그 창프레임의 내측에 세로 또는 가로방향의 창살 즉, 가드바를 설치하여 구성되는 것이며, 이러한 구성품들은 구조적인 안정성을 고려하여 알루미늄이나 강철 등의 금속 제품으로 이루어진다.
이러한 창문 등에 설치된 방범창, 방충방의 경우 침입자가 방범창이나 방충망을 찢거나 분리시켜 내부를 침입할 위험이 존재한다. 따라서, 외부인의 실내 침입을 방지하기 위해 현재 상태를 모니터링하기 위한 장치나 구조가 필요한 실정이다.
기존의 방충망, 방범창 용 위험감지 시스템의 경우 창틀 프레임에 센서를 부착하거나 창틀 측에 카메라와 CCTV를 설치하거나 적외선을 이용하여 침입을 감지하고 있다. 그러나 기존의 창틀 프레임에 구비되는 센서는 가속도센서 또는 자이로센서 등의 진동을 측정하는 센서로 구성되어, 침입자가 아닌, 바람이나 사람이 창문 프레임을 흔드는 작은 외란도 침입으로 감지하게 되는 문제점이 존재하였다. 또한, 카메라와 CCTV로 구성된 감시 시스템을 설치하는 경우 설치비용이 비싸고 계속 전력이 소비되어 유지비용이 많이 들고, 모니터링을 위해 항시 감시자가 화면을 감시하여야 하는 불편함이 존재하였다. 또한, 적외선으로 외부 침입을 감시하는 경우도 설치비용이 비싸고 계속 전력이 소비되는 단점을 가지고 있었다.
일반적으로 센서(sensor)는 열, 빛, 온도, 압력, 소리 등의 물리적인 양이나 그 변화를 감지하거나 구분 및 계측하여 일정한 신호로 알려주는 부품이나 기구, 또는 계측기를 말한다. 이러한 센서는 동작을 감지하거나 소리에 따라 반응하거나, 누르는 힘에 따라 반응하는 등 그 활용범위가 매우 넓다.
또한, 센서의 종류에는 온도 센서, 압력 센서, 유량 센서, 자기 센서, 광 센서, 음향 센서, 미각 센서, 후각 센서 등이 있다. 다양한 센서 중 접촉 센서 (touch sensor)는 물리적인 접촉에 의해 만들어진 신호를 보내는 장치이다.
접촉 센서의 가장 간단한 형태는 접촉에 의해 켜지거나 꺼지는 마이크로 스위치이다. 마이크로스위치는 다른 감도와 운동의 범위로도 설치가 가능하다. 예를 들면, 만약 이동 로봇이 운행중에 장애물에 다다르면 적당한 위치에 배치된 마이크로스위치는 제어기에 신호를 보낸다. 더욱 진보된 접촉 센서는 부가적인 정보를 보낼 수도 있다.
또 다른 예를 들면 접촉 센서로 쓰이는 힘 센서는 접촉정보를 보낼 뿐만 아니라 접촉력의 정도를 검출할 수 있다. 또한, 다양한 센서 중 촉각 센서(tactile sensor)는 접촉 유무를 검출하는 기능뿐만 아니라 접촉물체에 대한 부가적인 정보까지도 제공할 수 있는 접촉 센서의 조합을 의미한다.
또한, 폴리머 복합체의 일종으로서 압저항 고무(Piezo-Resistive rubber(PR2))가 다양한 센서의 동작을 위해 이용될 수 있다. 고무는 일반적으로 절연재료이지만, 금속이나 탄소 등 도전재료를 배합함으로써 압저항 고무가 될 수 있다. 압저항 고무는 압저항 카본 블랙이나 금속 섬유 등을 섞으면 전기가 통하게 되고, 대전(電) 방지 재료로서 실용화되고 있다.
더 나아가, 일렉트로닉스(electronics)기술의 진보에 따라 접점(接点) 재료, 도선성 접착제 등 다양한 목적으로 사용되고 있다. 도 1b는 압저항 고무(30)를 이용한 감지센서를 모식적으로 나타낸 단면도를 도시한 것이다. 도 1ㅊ는 압저항 고무를 이용한 감지센서에서 힘과 출력전압 그래프를 도시한 것이다.
도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 2개의 전극(11, 12) 사이에 압저항 고무(30)가 구비되게 되며, 압저항 고무는 인가되는 압력에 비례하여 저항이 감소되므로 전극 사이에 흐르는 전압이 증가하게 됨을 알 수 있다.
대한민국 등록 특허 제1350820호 대한민국 등록 특허 제1247676호 대한민국 공개 특허 제2014-0001720호 대한민국 공개 특허 제2013-0030479호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 압저항 고무(Piezo-Resistive rubber(PR2))를 활용한 촉각기반의 센싱기술과 상용 무선통신기술의 융합을 통해 근거리/원거리 사용자에게 침입, 제한구역접근 등 위험상황을 경고할 수 있는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면 압저항 고무를 활용한 감지수단을 적용하게 됨으로써, 침입자에 의한 침입에 의해 인가되는 힘 또는 압력과, 일생활 상에서 창문 프레임에 인가되는 힘 또는 압력을 구별하여, 정확하게 침입정보를 신속하고 간편하게 제공할 수 있는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 제공하게 된다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 방충망, 창문, 방범창 또는 문의 외곽을 구획하는 프레임; 상기 프레임 내에 매립되어 상기 프레임에 가해지는 힘 또는 압력을 감지하는 감지수단; 및 상기 감지수단의 입력신호를 처리하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치로서 달성될 수 있다.
그리고, 상기 감지수단은, 서로 특정간격 이격되어 배치된 제1전극과 제2전극을 갖는 전극부; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 연결되며, 인가되는 힘 또는 압력에 따라 저항이 변화되어 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 변화시키도록 구성되는 압저항 고무;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전극부에 전압을 인가하고, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하며, 측정된 전압 값을 감지하여 인가된 힘 또는 압력을 분석하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 압저항 고무는 중공관 형태로 구성되며, 상기 전극부는 상기 압저항 고무의 외면 또는 내면 측에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 감지수단은 일면 일부가 돌출되도록 상기 프레임에 매설되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프레임에서 돌출된 상기 감지수단을 보호하기 위해 구비된 보호커버를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 잠김여부를 감지하는 잠김감지수단을 갖는 잠금장치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 잠김감지수단은 마이크로 스위치 또는 마그네틱 리드스위치인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 외부로 위험감지 정보를 송출하는 경보수단을 더 포함하고, 분석수단은, 인가된 힘 또는 압력이 설정된 힘 또는 압력을 초과하는 경우 상기 경보수단을 작동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 힘 감지기반 스마트 방충망 장치의 작동방법에 있어서, 앞서 제1목적에 따른 스마트 방충망 장치의 압저항 고무를 이용한 감지수단 일면 일부가 돌출되도록 프레임 내에 매설, 장착시키는 단계; 상기 힘 감지기반 스마트 방충망 장치에 구비된 제1전극과 제2전극 사이에 연결된 압저항 고무 측으로 힘 또는 압력이 인가되는 단계; 및 상기 힘 기반 스마트 감지장치에 구비된 제어부에서 상기 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치의 작동방법으로서 달성될 수 있다.
그리고, 분석수단이 상기 제어부에서 측정된 전압 값을 기반으로 인가된 힘 또는 압력이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단이 경보수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템에 있어서, 앞서 언급한 제 1목적에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치; 및 인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단에서 알림신호를 전송받는 실내단말기;를 포함하여, 알림신호를 전송받은 실내단말기는 통신사를 통해 사용자 단말기로 위험감지정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 시스템으로서 달성될 수 있다.
또한, 인가된 힘 또는 압력이 설정된 힘 또는 압력을 초과하는 경우, 분석수단에서 제어신호를 전송받아 경보음을 출력하는 경보수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 할 수 있다.
그리고, 인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단에서 제어신호를 전송받아 상기 스마트 방충망 장치가 부착된 특정위치 부근을 촬상하여 영상데이터를 형성하는 촬상수단과, 상기 촬상수단에서 형성된 영상데이터를 저장하는 저장수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 분석수단은 상기 저장수단에 저장된 상기 영상데이터를 통신사를 통해 상기 사용자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제4목적은, 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 방법에 있어서, 앞서 언급한 제 1목적에 따른 스마트 방충망 장치의 일구성인 압저항 고무를 이용한 감지수단 일면 일부가 돌출되도록 프레임 내에 매설, 장착시키는 단계; 상기 힘 감지기반 스마트 방충망 장치에 구비된 제1전극과 제2전극 사이에 연결된 압저항 고무 측으로 힘 또는 압력이 인가되는 단계; 상기 힘 기반 스마트 감지장치에 구비된 제어부에서 상기 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하는 단계; 분석수단이 상기 제어부에서 측정된 전압 값을 기반으로 인가된 힘 또는 압력이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단이 알림신호를 실내단말기로 전송하는 단계; 및 알림신호를 전송받은 실내단말기가 통신사를 통해 사용자 단말기로 위험 정보를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 스마트 감지장치를 이용한 위험감지 방법으로서 달성될 수 있다.
그리고, 경보수단이 인가된 힘 또는 압력이 설정된 힘 또는 압력을 초과하는 경우, 분석수단에서 제어신호를 전송받아 경보음을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 촬상수단이 분석수단에서 제어신호를 전송받아 상기 스마트 방충망 장치가 부착된 특정위치 부근을 촬상하여 영상데이터를 형성하는 단계, 및 저장수단이 상기 촬상수단에서 형성된 영상데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제5목적은, 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 앞서 언급한 제4목적에 따른 위험감지방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기록매체로서 달성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 압저항 고무(Piezo-Resistive rubber(PR2))를 활용한 촉각기반의 센싱기술과 상용 무선통신기술의 융합을 통해 근거리/원거리 사용자에게 침입 등 위험상황을 경고할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 힘 감지기반 방충망 장치는 원통형 구조이므로 기존의 창문 프레임에 매설하여 구성되므로, 활용 시 사람의 침입을 감시할 수 있어, 경제성, 활용성이 크다는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치는 압저항 고무를 활용한 감지수단을 채용하게 됨으로써 기본적으로 단순한 스위치 기능이 아니라 힘, 압력의 크기를 측정함으로써 침입자와, 단순한 일생활 시 인가될 수 있는 힘을 구분할 수 있는 특징을 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망장치는 기본적으로 CCTV는 상시 감시자가 필요없이, 침입자의 침입을 손쉽게 확인하고 경보를 해 줌으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망장치는 원통형으로 창문프레임에 매설, 탈부착 가능하도록 구성되므로, 많은 수요가 예상되며, 압력, 힘을 감지하는 압저항 고무를 이용하여 다양한 형상을 갖는 곡면에 유연하게 부착할 수 있으며 제작원가도 매우 저렴한 장점을 갖는다.
또한, 평소에는 전력소모가 거의 없으므로 장시간 사용할 수 있으며 배터리 외에는 별도의 전원이 필요없어 유지비가 저렴하며, ICT 기술을 활용, 휴대 전화와 연계하면 외부에서 필요한 감시정보를 서비스받을 수 있고, 홈오토메이션 사업과 연계하여 적절한 대처가 가능토록 하는 등 타사업으로의 확장성이 큰 장점을 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 통상 방범창의 정면도,
도 1b는 압저항 고무를 이용한 감지센서를 모식적으로 나타낸 단면도,
도 1c는 압저항 고무를 이용한 감지센서에서 압력과 출력 전압그래프,
도 1d는 종래 방범 시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지 기반 스마트 방충망 장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지 기반 스마트 방충망 장치의 단면도,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무를 이용한 감지수단이 펼쳐진 상태의 분해 사시도,
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무를 이용한 감지수단의 일구성인 전극부가 펼쳐진 상태의 평면도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무를 이용한 감지수단의 횡단면도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무를 이용한 감지수단의 종단면도,
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 힘이 가해진 상태에서의 압저항 고무를 이용한 감지수단의 횡단면도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 힘이 가해진 상태에서의 압저항 고무를 이용한 감지수단과 압저항 고무의 확대 단면도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 잠김감지수단의 개념을 나타낸 단면도,
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잠김감지수단의 개념을 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 감지수단에 가해지는 힘에 대한 저항 그래프,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망장치를 이용한 위험감지시스템의 블록도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망장치를 이용한 위험 감지방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
<힘 감지기반 스마트 방충망 장치의 구성 및 감지방법>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지 기반 스마트 방충망 장치(1)의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지 기반 스마트 방충망 장치(1)의 단면도를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지 기반 스마트 방충망 장치(1)는, 창문, 방범창 또는 문의 외곽을 구획하는 프레임(2); 프레임(2) 내에 매립되어 상기 프레임(2)에 가해지는 힘 또는 압력을 감지하는 감지수단(10); 및 상기 감지수단(10)의 입력신호를 처리하는 제어부(90) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지 기반 스마트 방충망 장치(1)는 통상의 방충망이 포함된 창문이나, 방범창 또는 문의 외곽을 구성하는 프레임(2)에 매립, 장착되게 된다.
이러한 창문 프레임(2)에 매립되는 본 발명의 일실시예에 따른 감지수단(10)은 압저항 고무(30)를 이용한 것으로, 후에 설명되는 바와 같이, 전극부와, 압저항 고무(30) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제어부(90)는 전극부에 전압을 인가시키는 전압인가부(60)와, 전극부를 구성하는 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 흐르는 전압의 크기를 실시간으로 측정하는 전압측정부로 구성될 수 있다. 그리고, 분석수단은 제어부(90)에 의해 측정된 전압 값을 감지하여 인가된 힘 또는 압력을 분석하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압저항고무(30)를 이용한 감지수단(10)과 제어부(90)는 창문 프레임(2) 내부에 매립되어 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)은 일면 일부가 프레임(2)의 내측면에서 창틀(5) 측으로 돌출되도록 프레임(2)에 매설되도록 구성됨을 알 수 있다. 그리고, 프레임(2)에서 돌출된 부분의 감지수단(10)을 보호하기 위해 보호커버(80)가 구비되게 된다.
따라서, 침입자가 내부로 침입하기 위해 방충망의 프레임(2)에 힘을 인가하게 되는 경우, 창틀(5)의 외면이 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)과 접촉되어 감지수단(10)에 힘 또는 압력이 인가되게 되면 감지수단(10)의 제1전극(11)과 제2전극(12)에 흐르는 전압이 증가하게 되고, 이를 제어부(90)가 측정하게 된다. 또한, 분석수단은 이러한 측정된 전압값을 분석하여 인가된 힘 또는 압력이 설정된 값을 초과하게 되는 경우 침입자에 의한 침입이 발생된 것으로 판단하게 된다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)는, 침입자가 아닌 바람이나 일상생활에 의해 방충망 프레임(2)을 움직이거나 프레임(2)에 힘 또는 압력을 인가한 경우와, 침입자에 의해 방충망 프레임(2)에 힘 또는 압력을 인가한 경우를 구별할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)의 일구성인 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)의 구성 및 기능에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)이 펼쳐진 상태의 분해 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)의 일구성인 전극부가 펼쳐진 상태의 평면도를 도시한 것이다.
그리고, 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)의 횡단면도를 도시한 것이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)의 종단면도를 도시한 것이다.
또한, 도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 힘이 가해진 상태에서의 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)의 횡단면도를 도시한 것이고, 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 힘이 가해진 상태에서의 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)과 압저항 고무(30)의 확대 단면도를 도시한 것이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)은, 플렉시블 PCB기판(13)과 제1전극(11)과 제2전극(12)으로 구성된 전극부, 압저항 고무(30) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.
전극부는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 플렉시블 PCB기판(13)의 일면에 부착되며, 제1전극(11)과 제2전극(12)이 서로 특정간격 이격되어 지그재그 형태로 배치되게 됨을 알 수 있다.
즉, 제1전극(11)과 상기 제2전극(12)은 서로 교차되지 않도록 지그재그 형태로 배치됨을 알 수 있다. 구체적으로 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1전극(11)은 배터리 등으로 구성된 전압인가부(60)와 연결되어져 플렉시블 PCB기반의 길이방향을 따라 연장된 제1전극(11)의 연장단을 형성하고, 이러한 제1전극(11)의 연장단에서 서로 특정간격 이격되어 길이방향이 연장단과 수직인 다수의 제1가지단을 형성하고 있고, 이러한 다수의 제1전극(11)의 제1가지단에는 또 다시 다수의 제2가지단들이 형성되어 있음을 알 수 있다. 또한, 제2전극(12) 역시, 제1전극(11)과 동일한 형상으로 구성되나. 제1전극(11)과 제2전극(12)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 서로 교차되지 않고 서로 이격되어 배치되게 됨을 알 수 있다.
또한, 플렉시블 PCB기판(13) 일면의 테두리 측에는 스페이서가 구비될 수 있다. 그리고, 압저항 고무(30) 플렉시블 PCB기판(13)의 스페이서에 결합되며, 인가되는 힘 또는 압력에 따라 저항이 변화되어 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 흐르는 전압의 크기를 변화시키도록 구성되게 된다.
특정 힘, 압력이 인가되면 압저항 고무(30)가 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이를 통전시키게 되며, 인가되는 힘, 압력에 비례하여 전압이 커지게 된다.
전압인가부(60)는 이러한 전극부에 전압을 인가하게 되며, 구체적 실시예에서는, 이러한 전압인가부(60)는 소형 배터리로 구성될 수 있다. 또한, 전압측정부는 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하게 되며, 분석수단은, 전압측정부에서 측정된 전압 값을 감지하여 인가된 힘을 분석하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)은 전체적으로 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 중공관 형태로 구성됨을 알 수 있다. 즉, 플렉시블 PCB기판(13)과 전극부 및 압저항 고무(30)가 롤링되어 중공관 형태를 갖게 되고, 도 5a에 도시된 바와 같이, 이러한 중공관 형태의 내부 공간에는 플렉시블 내부 프레임(40)이 구비될 수 있고, 외부로는 플렉시블 튜브(50)가 구비될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 침입자 등에 의해 방충망에 힘이 인가되게 되는 경우, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 일면 일부가 창틀(5) 측으로 돌출되도록 방충망 프레임(2)에 매립된 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)의 형태가 변형되게 됨을 알 수 있다.
압저항 고무(30)를 이용함 감지수단(10)에 힘 또는 압력이 인가되는 경우, 압저항 고무(30)의 양자터널링 효과에 의해 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이가 통전되게 되며, 인가되는 힘 또는 압력에 비례하여 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 흐르는 전압의 크기가 증가하게 된다. 이러한 전압의 크기변화를 전압측정부가 측정하게 되며, 분석수단은 측정된 전압값의 변화를 분석하여, 인가된 힘이 설정된 값을 초과하는 경우, 위험 감지알림신호를 송출하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)는, 창문 프레임(2) 일측 또는 실내에 경보수단을 포함하여, 분석수단에 의해, 인가된 힘 또는 압력이 설정된 힘 또는 압력을 초과한다고 판단되는 경우 이러한 경보수단을 작동시키도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)는, 잠금장치(1)에 잠금감지수단(71)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 잠김감지수단(71)의 개념을 나타낸 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잠김감지수단(71)의 개념을 나타낸 단면도를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)는, 잠금장치(70)에 잠금감지수단(71)을 포함하여 잠금장치(70)에 의해 방충망이 잠김상태인지, 해제상태인지를 판단할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 잠금감지수단(71)은 마이크로 스위치로 구성될 수 있다. 즉, 도 7a에 도시된 바와 같이, 창틀(5) 일측에 마이크로 스위치가 설치되고, 탄성수단(73)과 레버(72)가 구비될 수 있다. 따라서 잠금해제상태인 경우 레버(72)는 마이크로 스위치에 접촉되어 있지 않아 마이크로 스위치가 off상태로 유지되며, 잠금장치(70)를 회전시켜 레버(72)가 마이크로 스위치에 접촉되는 경우, 마이크로 스위치는 제어부(90)로 잠김알림신호를 전송하여 잠김 상태 모드로 전환됨을 판단할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잠김감지수단(71)은 마그네틱 리드스위치로 구성될 수 있다. 즉, 도 7b에 도시된 바와 같이, 창틀(5) 일측에 마그네틱 리드스위치가 설치되고, 잠금장치(70) 일측에 영구자석(74)이 구비됨을 알 수 있다. 따라서 잠금해제상태인 경우 잠금장치(70)의 영구자석(74)은 마그네틱 리드스위치와 특정간격 이격된 위치에 있게 되고, 잠금장치(70)를 회전시키게 되면 잠금장치(70)의 영구자석(74)이 마그네틱 리드 스위치에 근접하게 되어, 마그네틱 리드스위치는 이를 감지하여 제어부(90)로 잠김알림신호를 전송하여 잠김 상태 모드로 전환됨을 판단할 수 있게 된다.
힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)의 작동방법은, 먼저, 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10) 일면 일부가 돌출되도록 프레임(2) 내에 매설, 장착시키게 된다. 그리고, 침입자 등에 의해 프레임(2) 측으로 힘 또는 압력이 인가되게 되면, 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)에 구비된 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 연결된 압저항 고무(30) 측으로 힘 또는 압력이 인가되게 된다.
그리고, 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)에 구비된 제어부(90)는 상기 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하게 된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 감지수단(10)에 가해지는 힘에 대한 저항 그래프를 도시한 것이다. 즉, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 분석수단은 제어부(90)의 전압측정부에서 측정된 전압값, 전압 변화를 분석하여, 인가된 힘 또는 압력이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하게 된다.
즉, 분석수단에 의해, 침입자가 아닌 바람이나 일상생활에 의해 방충망 프레임(2)을 움직이거나 프레임(2)에 힘 또는 압력을 인가한 경우와, 침입자에 의해 방충망 프레임(2)에 힘 또는 압력을 인가한 경우를 구별할 수 있게 된다.
인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단이 경보수단을 작동시켜 침입여부를 외부로 알릴 수 있게 된다.
<위험 감지 시스템 및 위험감지방법>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)를 이용한 위험 감지 시스템(100)의 구성 및 위험 감지방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망장치(1)를 이용한 위험감지 시스템(100)의 블록도를 도시한 것이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망장치(1)를 이용한 위험 감지방법의 흐름도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)를 이용한 위험 감지 시스템(100)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 힘 감지기반 스마트 방충망장치(1); 프레임(2) 측에 인가된 힘이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단에서 알림신호를 전송받는 실내단말기(110);를 포함하여, 알림신호를 전송받은 실내단말기(110)는 통신사(120)를 통해 사용자 단말기(130)로 위험감지정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
이러한 힘 감지기반 스마트 방충망장치(1)의 구성은 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)의 구성과 동일하다.
본 발명의 일실시예에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망장치(1)를 갖는 위험감지 시스템(100)을 이용한 위험 감지 방법은, 도 10에 도시된 바와 같이 먼저, 압저항 고무(30)를 이용한 감지수단(10)을 프레임(2)의 내부에 매설, 설치하게 된다(S100). 즉, 앞서 언급한 바와 같이, 중공관 형태 감지수단(10)의 일면 일부가 창틀(5) 측으로 돌출되도록 프레임(2) 내측에 매설하여 설치하게 된다.
그리고, 침입자 등에 의해 프레임(2) 측으로 힘 또는 압력이 인가되게 되는 경우, 설치된 감지수단(10)의 일구성인 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 연결된 압저항 고무(30) 측으로 힘 또는 압력이 인가되게 된다(S200). 그리고, 압저항 고무(30) 측으로 힘이 인가되면, 힘 감지기반 스마트 방충망 장치(1)에 구비된 전압측정부에서 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하게 된다(S300).
그리고, 분석수단은 전압측정부에서 측정된 전압 값을 기반으로 인가된 힘이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하게 되고(S400), 인가된 힘이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단은 경보수단을 작동시켜 경보음이 송출되게 된다.
그리고, 인가된 힘이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단은 알림신호를 실내단말기(110)로 전송하게 되고(S500), 알림신호를 전송받은 실내단말기(110)가 통신사(120)를 통해 사용자 단말기(130)로 위험 정보를 전송하게 된다(S600).
예를 들어, 바람이나, 아이들이 방충망을 흔드는 경우, 인가된 힘은 설정된 값 미만에 해당하므로, 분석수단은 알림신호를 송출하리 않고, 침입자 등에 의해 방충망을 파손시킬 정도로 설정된 힘을 초과하게 되는 경우, 경보수단을 작동시켜, 경보음이 울리게 되고, 실내단말기(110)로 알림신호를 전송시키고, 실내단말기(110)는 사용자가 외부에 있는 경우 통신사(120)를 통해 사용자 단말기(130)로 정보를 송출하게 된다.
또한, 인가된 힘이 설정된 특정값을 초과한 경우, 촬상수단이 분석수단에서 제어신호를 전송받아 방충망 장치(1) 부근의 특정위치를 촬상하여 영상데이터를 형성하고, 저장수단이 촬상수단에서 형성된 영상데이터를 저장할 수 있다. 그리고, 이러한 영상데이터는 통신사(120)를 통해 상기 사용자 단말기(130)로 전송되어 질 수 있다.
한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템(100)에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:스마트 방충망 장치
2:프레임
3:방충망
4:유리창
5:창틀
10:감지수단
11:제1전극
12:제2전극
13:플렉시블 PCB기판
30:압저항 고무
40:플렉시블 내부프레임
50:플렉시블 튜브
60:전압인가부
70:잠금장치
71:잠김감지수단
72:레버
73:탄성수단
74:영구자석
80:보호커버
90:제어부
100:위험감지시스템
110:실내단말기
120:통신사
130:사용자단말기

Claims (19)

  1. 방충망, 창문, 방범창 또는 문의 외곽을 구획하는 프레임;
    상기 프레임 내에 매립되어 상기 프레임에 가해지는 힘 또는 압력을 감지하는 감지수단; 및
    상기 감지수단의 입력신호를 처리하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지수단은,
    서로 특정간격 이격되어 배치된 제1전극과 제2전극을 갖는 전극부; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 연결되며, 인가되는 힘 또는 압력에 따라 저항이 변화되어 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 변화시키도록 구성되는 압저항 고무;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 전극부에 전압을 인가하고, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하며, 측정된 전압 값을 감지하여 인가된 힘 또는 압력을 분석하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 압저항 고무는 중공관 형태로 구성되며, 상기 전극부는 상기 압저항 고무의 외면 또는 내면 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 감지수단은 일면 일부가 돌출되도록 상기 프레임에 매설되는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 프레임에서 돌출된 상기 감지수단을 보호하기 위해 구비된 보호커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    잠김여부를 감지하는 잠김감지수단을 갖는 잠금장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 잠김감지수단은 마이크로 스위치 또는 마그네틱 리드스위치인 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    외부로 위험감지 정보를 송출하는 경보수단을 더 포함하고,
    분석수단은, 인가된 힘 또는 압력이 설정된 힘 또는 압력을 초과하는 경우 상기 경보수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치.
  9. 힘 감지기반 스마트 방충망 장치의 작동방법에 있어서,
    제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 압저항 고무를 이용한 감지수단 일면 일부가 돌출되도록 프레임 내에 매설, 장착시키는 단계;
    상기 힘 감지기반 스마트 방충망 장치에 구비된 제1전극과 제2전극 사이에 연결된 압저항 고무 측으로 힘 또는 압력이 인가되는 단계; 및
    상기 힘 기반 스마트 감지장치에 구비된 제어부에서 상기 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치의 작동방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    분석수단이 상기 제어부에서 측정된 전압 값을 기반으로 인가된 힘 또는 압력이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단이 경보수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치의 작동방법.
  11. 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험감지 시스템에 있어서,
    제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 힘 감지기반 스마트 방충망 장치; 및
    인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단에서 알림신호를 전송받는 실내단말기;를 포함하여,
    알림신호를 전송받은 실내단말기는 통신사를 통해 사용자 단말기로 위험감지정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 힘 감지기반 스마트 방충망 장치의 잠김감지수단이 잠겨있는 경우에만, 분석수단이 경보수단을 작동시키거나, 알림신호를 실내단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 시스템.
  13. 제 11항에 있어서,
    인가된 힘 또는 압력이 설정된 힘 또는 압력을 초과하는 경우, 분석수단에서 제어신호를 전송받아 경보음을 출력하는 경보수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단에서 제어신호를 전송받아 상기 스마트 방충망 장치가 부착된 특정위치 부근을 촬상하여 영상데이터를 형성하는 촬상수단과, 상기 촬상수단에서 형성된 영상데이터를 저장하는 저장수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 분석수단은 상기 저장수단에 저장된 상기 영상데이터를 통신사를 통해 상기 사용자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 시스템.
  16. 힘 감지기반 스마트 방충망 장치를 이용한 위험 감지 방법에 있어서,
    제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 압저항 고무를 이용한 감지수단 일면 일부가 돌출되도록 프레임 내에 매설, 장착시키는 단계;
    상기 힘 감지기반 스마트 방충망 장치에 구비된 제1전극과 제2전극 사이에 연결된 압저항 고무 측으로 힘 또는 압력이 인가되는 단계;
    상기 힘 기반 스마트 감지장치에 구비된 제어부에서 상기 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전압의 크기를 측정하는 단계;
    분석수단이 상기 제어부에서 측정된 전압 값을 기반으로 인가된 힘 또는 압력이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;
    인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 분석수단이 알림신호를 실내단말기로 전송하는 단계; 및
    알림신호를 전송받은 실내단말기가 통신사를 통해 사용자 단말기로 위험 정보를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 스마트 감지장치를 이용한 위험감지 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    경보수단이 인가된 힘 또는 압력이 설정된 힘 또는 압력을 초과하는 경우, 분석수단에서 제어신호를 전송받아 경보음을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 스마트 감지장치를 이용한 위험감지 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    인가된 힘 또는 압력이 설정된 특정값을 초과하는 경우, 촬상수단이 분석수단에서 제어신호를 전송받아 상기 스마트 방충망 장치가 부착된 특정위치 부근을 촬상하여 영상데이터를 형성하는 단계, 및 저장수단이 상기 촬상수단에서 형성된 영상데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 스마트 감지장치를 이용한 위험감지 방법.
  19. 컴퓨터에 의해 판독가능하며,
    제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 따른 위험감지방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기록매체.
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