KR20170100796A - 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치 - Google Patents

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KR20170100796A
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전병국
이만형
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강릉원주대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명은 승강실을 형성하고 디스플레이 모듈, 웹 카메라 모듈, 지센서 모듈, 엘리베이터 인터폰, 엘리베이터 기계장치를 구비한 적어도 하나의 엘리베이터 케이지와; 엘리베이터 케이지의 승강 동작을 제어하기 위한 엘리베이터 제어패널과; 엘리베이터 케이지의 운행 상태를 감시하기 위한 관리센터와; 엘리베이터 제어패널과 관리센터 사이에서 엘리베이터의 운행정보와 광고정보를 전송하기 위한 제1 및 제2 통합셋탑박스를 포함한다. 본 발명은 제1 통합셋탑박스의 TLC 모뎀과 제2 통합셋탑박스의 TLC 모뎀이 인터폰 전화선으로 연결되어 유선 통신할 수 있고, 제1 통합셋탑박스는 엘리베이터 케이지에 근접 설치되고, 제2 통합셋탑박스는 엘리베이터 케이지로부터 멀리 떨어져 장소에 인터넷에 연결되어 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 통신하며, 제2 통합셋탑박스는 제1 통합셋탑박스에서 수집된 정보를 전달받아 인터넷을 매개로 관리센터로 전송하는 중계 통신하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치{MULTI-DATA INTEGRATED PROCESSING APPARATUS FOR ELEVATOR}
본 발명은 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘리베이터의 운행정보와, 재난경보, 긴급 음성인식 등의 멀티 데이터를 수집하여 원격 관리센터로 데이터를 전송하고, 승강실에 수용된 탑승객에게 운행정보와 재난경보 및 광고 데이터를 동시에 제공하는 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엘리베이터는 단순히 사람과 물건을 수송하는 역할뿐만 아니라, 각종 사고에 대비하여 엘리베이터의 동작 상태 및 엘리베이터 내부 상황, 그리고 여러 정보들을 관리센터로 알려주는 역할을 한다. 선행문헌 1(한국등록특허 제10-1161267호)에서는 엘리베이터를 이용하는 사람이 누를 수 있는 비상버튼을 형성하고, 그 버튼과 연동하여 경보 표시등이나 경보음으로 위험상황을 알려 관리자가 정확하게 상황파악을 하도록 하여 엘리베이터 범죄를 예방하는 기술을 개시한다.
한편 집에서 해당 엘리베이터의 상태를 확인할 수도 있고, 외출하기 전에 미리 엘리베이터를 부르는 것 등과 같은 편리한 기능들이 추가되고 있다. 선행문헌 2(한국등록특허 제10-1580637호)에서는 가족 구성원이 엘리베이터에 탑승시 이를 자동으로 인지하여 댁내에서 엘리베이터 내부 영상을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 엘리베이터 보안 시스템을 개시한다.
최근 엘리베이터 기술 동향에 따르면 안전 사고를 방지하고 사용자 편의성을 향상시키기 위하여 정보기술을 융합하여 고기능 엘리베이터를 개발하고, 더 나아가 엘리베이터의 유지보수와 원격관리에 적합한 감시기능을 효율적으로 지원할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 예를 들어 엘리베이터 내부에 일어나는 성추행 등의 범죄를 예방하기 위하여 음성 인식기능과 인터폰을 통한 비상통화 기능을 구비할 필요가 있고, 또한 화재 등의 재난 발생시 엘리베이터 탑승객에게 신속 정확하게 재난 경보를 전달하여 추가적인 사고방지를 도모하는 것이 필요하다.
또한 엘리베이터 탑승객에게 멀티미디어 콘텐츠를 제공하기 위한 고화질 디스플레이를 통하여 엘리베이터의 운행정보와 재난정보 그리고 상업 광고와 공익 광고 등을 제공하는 디지털 사이니즈에 대한 서비스 요구가 늘어나고 있다.
한국등록특허 제10-1161267호(2012.7.2. 공고) 한국등록특허 제10-1580637호(2015.12.28. 공고)
본 발명의 목적은 엘리베이터의 운행정보와, 재난경보, 긴급 음성인식 등의 멀티 데이터를 수집하여 원격 관리센터로 데이터를 전송하고, 디스플레이를 통하여 탑승객에게 운행정보와 재난경보 및 광고 데이터를 통합 디스플레이하는 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치는, 승강실을 형성하고 디스플레이 모듈, 웹 카메라 모듈, 지센서 모듈, 엘리베이터 인터폰, 엘리베이터 기계장치를 구비한 적어도 하나의 엘리베이터 케이지; 상기 엘리베이터 케이지의 승강 동작을 제어하기 위한 엘리베이터 제어패널; 상기 엘리베이터 케이지의 운행 상태를 감시하기 위한 관리센터; 상기 엘리베이터 제어패널과 상기 관리센터 사이에서 엘리베이터의 운행정보와 광고정보를 전송하기 위한 제1 및 제2 통합셋탑박스를 포함하되, 상기 제1 통합셋탑박스의 TLC 모뎀과 상기 제2 통합셋탑박스의 TLC 모뎀이 인터폰 전화선으로 연결되어 유선 통신할 수 있고, 상기 제1 통합셋탑박스는 상기 엘리베이터 케이지에 근접 설치되고, 상기 제2 통합셋탑박스는 상기 엘리베이터 케이지로부터 멀리 떨어져 장소에 인터넷에 연결되어 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 통신하며, 상기 제2 통합셋탑박스는 상기 제1 통합셋탑박스에서 수집된 정보를 전달받아 인터넷을 매개로 상기 관리센터로 전송하는 중계 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 통합셋탑박스는 통합신호 처리제어부, 광고재생기, 멀티포트 허브, 전원분배기, TLC 모뎀을 포함하고, 상기 멀티포트 허브는 상기 통합신호 처리제어부와 상기 광고재생기와 상기 TLC 모뎀 및 상기 웹 카메라 모듈에 연결되는 복수 포트를 구비하고, 각 포트를 통하여 데이터를 송수신하여 상호 간에 TCP/IP 프로토콜에 따라 통신하며, 상기 광고 재생기는 상기 디스플레이 모듈을 통하여 표시하기 위한 광고를 재생하고, 재생한 영상데이터를 상기 통합신호 처리제어부에 인가함으로써 상기 디스플레이 모듈에서 고화질 광고 영상과 해당 층의 번호를 함께 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 디스플레이 모듈은 승강실 내부에 마련되어 상기 제1 통합셋탑박스의 통합신호 처리제어부로부터 수신한 영상데이터에 따라 고화질 영상을 표시하고, 상기 웹 카메라 모듈은 멀티포트 허브에 연결되어 승강실 내부에서 발생하는 위급 상황을 촬영하고 촬영된 영상은 TCP/IP 프로토콜에 따라 전송하며, 상기 지센서 모듈은 엘리베이터 케이지의 감가속도를 측정하여 상기 통합신호 처리제어부에 전달하고, 상기 엘리베이터 인터폰에 음성 인식용 마이크로폰과 비상호출용 버튼이 마련되고, 음성 신호와 비상호출 신호를 상기 통합신호 처리제어부에 전달하고, 상기 엘리베이터 기계장치는 승강과 하강을 위한 구동장치와 전기전자적 안전장치를 포함하는 엘리베이터 운행정보를 상기 엘리베이터 제어패널에 제공하며, 상기 엘리베이터 제어패널은 상기 엘리베이터 기계장치로부터 수집된 엘리베이터 운행정보를 상기 통합신호 처리제어부에 전달하며, 상기 엘리베이터 제어패널과 상기 통합신호 처리제어부는 RS485 통신방식으로 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 통합셋탑박스는 TLC 모뎀과 화재감지부를 포함하고, 상기 화재 감지부는 화재 경보기에 연결되고, 화재 발생시 상기 화재 경보기로부터 경보신호를 인가받고 인터넷을 매개로 상기 관리센터에 전달하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따르면 운행정보와 광고 영상을 표시하기 위한 디스플레이 이 모듈이 고해상도 영상(FHD)을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면 엘리베이터 인터폰에 마련된 마이크로폰의 음성신호를 전송받는 통합셋탑박스의 음성 인식률을 향상할 수 있고, 비상호출 신호의 검출전압범위를 양호하게 유지할 수 있으며, 재난 경보에 대한 감지율이 높다.
또한 본 발명에 따르면 네트워크 전송속도가 빠르고 엔코딩 레이트를 양호하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 제1 통합셋탑박스의 메인보드에 적용된 MCU의 블록도이다.
도 3은 제1 통합셋탑박스의 메인보드에 적용된 RS485 모듈의 회로도이다.
도 4 및 도 5는 제1 통합셋탑박스의 메인보드에 적용된 TCP/IP 모듈의 블록도와 IC 칩의 전기적 연결을 나타낸 회로도이다.
도 6은 통합신호 처리제어부에 적용된 OSD 모듈의 블록도이다.
도 7 및 도 8은 G센서 모듈의 블록도와 IC 칩의 전기적 연결을 나타낸 회로도이다.
도 9는 통합신호 처리제어부의 음성레벨 검출 모듈의 회로도이다.
도 10은 통합신호 처리제어부의 전압레벨 검출 모듈의 회로도이다.
도 11a는 OSD 성능 시험을 위한 입출력 인터페이스 연결 상태를 나타낸 도면이고, 도 11b는 OSD 성능 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 12a는 음성레벨 검출모듈을 시험하기 위한 입력 레벨을 나타내는 그래프이고, 도 12b는 음성레벨 검출모듈의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13a는 전압레벨 검출모듈을 시험하기 위한 입력 레벨을 나타내는 그래프이고, 도 13b는 전압레벨 검출모듈의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 지센서에 대한 시험결과를 나타내는 그래프이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 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. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치(1)는 탑승객을 수용하기 위한 승강실을 형성하는 엘리베이터 케이지(10), 엘리베이터 제어패널(20), 제1 통합셋탑박스(30), 제2 통합셋탑박스(40), 관리실 인터폰(50), 화재경보기(60), 관리센터(70)를 포함한다.
제1 통합셋탑박스(30)와 제2 통합셋탑박스(40)는 전화선 모뎀을 이용하여 상호 통신할 수 있으며, 제1 통합셋탑박스(30)는 엘리베이터 케이지(10)에 근접 설치되고, 제2 통합셋탑박스(40)는 엘리베이터 케이지(10)로부터 멀리 떨어져 장소에 인터넷(80)에 연결되어 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다. 제1 통합셋탑박스(30)의 TLC 모뎀(35)과 제2 통합셋탑박스(40)의 TLC 모뎀(41)이 인터폰 전화선으로 연결되어 유선 통신할 수 있다.
엘리베이터 케이지(10)는 디스플레이 모듈(11), 웹 카메라 모듈(12), 지센서 모듈(13), 엘리베이터 인터폰(14), 엘리베이터 기계장치(15)를 구비한다.
디스플레이 모듈(11)은 승강실 내부에 마련되어 제1 통합셋탑박스(30)의 통합신호 처리제어부(31)로부터 수신한 영상데이터(HDMI OUT)에 따라 고화질(FULL-HD) 영상을 표시할 수 있는 일종의 표시장치이다.
웹 카메라 모듈(12)은 멀티포트 허브(33)에 연결되어 승강실 내부에서 발생하는 위급 상황을 촬영하고 촬영된 영상은 TCP/IP 프로토콜에 따라 전송할 수 있다.
지센서 모듈(13)은 엘리베이터 케이지(10)의 감가속도를 측정하여 통합신호 처리제어부(31)에 전달한다.
엘리베이터 인터폰(14)에 음성 인식용 마이크로폰과 비상호출용 버튼이 마련되고, 음성 신호와 비상호출 신호를 통합신호 처리제어부(31)에 전달하고, 제1 통합셋탑박스(30)의 TLC 모뎀(35)과 인터폰 전화선으로 연결된다.
엘리베이터 기계장치(15)는 승강과 하강을 위한 구동장치뿐만 아니라 도어 잠금장치와 출입문 감지센서 등 전기전자적 안전장치를 포함하고, 엘리베이터 제어패널(20)에 동작 상태, 센서의 감지 등 엘리베이터 운행정보를 제공한다.
엘리베이터 제어패널(20)은 엘리베이터 기계장치(15)로부터 수집된 엘리베이터 운행정보를 통합신호 처리제어부(31)에 전달한다. 이때 엘리베이터 제어패널(20)과 통합신호 처리제어부(31)는 RS485 통신방식을 적용하여 통신할 수 있다.
제1 통합셋탑박스(30)는 통합신호 처리제어부(31), 광고재생기(32), 멀티포트 허브(33), 전원분배기(34), TLC 모뎀(35)을 포함한다.
멀티포트 허브(33)는 4개 포트를 구비하고, 각각의 포트는 통합신호 처리제어부(31)와 광고재생기(32)와 TLC 모뎀(35) 및 웹 카메라 모듈(12)에 연결되고, 각 포트를 통하여 상호 간에 TCP/IP 프로토콜에 따라 통신할 수 있다.
전원 분배기(34)는 1개 입력포트의 교류 전원(AC 220V)을 입력받고 4개 출력포트를 통하여 직류 전원(DC 12V)을 각각 출력한다.
광고 재생기(32)는 디스플레이 모듈(11)을 통하여 표시하기 위한 광고를 재생하고, 재생한 영상데이터(HDMI IN)를 통합신호 처리제어부(31)에 인가한다. 이에 따라 디스플레이 모듈(11)에서는 고화질(FULL-HD) 광고 영상을 표시하며, 이때 승강되는 해당 층의 번호를 함께 표시할 수 있다.
제2 통합셋탑박스(40)는 TLC 모뎀(41)와 화재감지부(42)를 구비한다.
제2 통합셋탑박스(40)의 TLC 모뎀(41)는 인터폰 전화선으로 제1 통합셋탑박스(30)의 TLC 모뎀(35)에 연결된다. 이 TLC 모뎀(41)는 제1 통합셋탑박스(30)에서 수집된 정보를 TLC 모뎀(35)로부터 전달받아 인터넷(80)을 매개로 관리센터(70)로 전송하는 중계 통신을 하는 역할을 한다. 관리실 인터폰(50)은 인터폰 전화선에 연결되어 엘리베이터 인터폰(14)과 통화로를 형성할 수 있다.
화재 감지부(42)는 건물에 설치된 화재 경보기(60)에 연결되고, 화재 발생시 화재 경보기(60)로부터 경보신호를 인가받고 인터넷(80)을 매개로 관리센터(70)에 전달한다.
도 2는 제1 통합셋탑박스의 메인보드에 적용된 MCU의 블록도이다.
메인보드의 MCU는 최대 108MHZ의 빠른 동작속도를 가진 32비트 마이크로 컨트롤러이며, 특히 칩내부에 내장되는 메모리 소자는 플래시 메모리 뿐만 아니라 SDRAM까지 내장되어 다양한 애플리케이션에 적용할 수 있다. MCU는 칩 외부에 연결되거나 내부에 내장된 Quad Flash로 동작하며, Flash는 프로그램 코드와 데이터 용도로 같이 사용가능하며, 설정에 의해 Quad 데이터비트를 사용하여 매우 빠른 접근을 한다. 또한 JTAG Programming을 통하여 빠른 프로그램 다운로드를 한다. CPU는 프로그램 메모리와 데이터 메모리를 액세스하기 위한 버스를 독립적으로 구현하며(하버드 구조), 5단 파이프라인의 EISC(Extendable Instruction Set Computer)구조로 매우 빠른 명령처리를 수행한다.
또한 별도의 하드웨어로 구성된 LCD Controller는 RGB888 또는 RGB565 출력을 지원하며, 동급 최대 800×600의 해상도를 지원하고 Graphic Library와 JPEG Decoding Library를 제공함으로써, 칩 하나만으로도 LCD를 사용하는 스마트 애플리케이션에 적합하다.
또한 외부에 SRAM, FLASH Memory, SD Card를 확장할 수 있고 특히 NAND FLASH의 경우 SLC Type뿐만 아니라 24비트 ECC 채용으로 MLC Type을 사용할 수 있다. 통신수단으로는 USB 20 Full-Speed Device/Host(-TBD), 5채널 UART, 2채널 SPI, 2채널 I2S, TWI(Two-wire Serial Interface) 등을 제공한다.
EISC ISA(Instruction Set Architecture)는 프로그램의 크기를 줄이고 에너지 소비를 최적화하기 위해 메모리 주파수가 효율적으로 접근하는 압축-RISC 명령어 세트이다. AE32000은 32비트 고급 EISC ISA 제품군을 의미한다.
SIMD 형식의 DSP(Digital Signal Processing) 명령어는 DSP 애플리케이션을 가속화한다. AE32000C 프로세서는, 32비트 ALU, 배럴 시프터, 곱셈기 및 MAC(곱셈 및 누산기) 32-비트와 같은 데이터 처리 장치가 있다. AE32000C 프로세서는 4G 바이트의 메모리 공간까지 액세스한다.
AE32000C 프로세서는 고급 자원 보호를 위해 관리자 모드, 사용자 모드 및 하이퍼 바이저 모드를 지원하며, 효율적인 컨텍스트 스위칭을 위해 다중 PUSH 및 POP를 지원한다. AE32000C 프로세서는 32비트 MAC, 80비트 누적, 8비트 및 16비트 SIMD MAC, 곱셈 합, 포화 추가/빼기, 최소/최대. 평균 등과 같은 SIMD-DSP 명령어를 지원한다.
제1 통합셋탑박스(30)은 엘리베이터 제어패널(20)과 RS485 방식을 통하여 엘리베이터 동작 상태 정보를 수집한다. 이를 위하여 제1 통합셋탑박스(30)은 도 3에 도시한 RS485 모듈을 구비한다. 여기서 RS485 통신방식은 Half Duplexfh 되어 있어 송신과 수신이 같은 회선을 사용하기 때문에, 양단의 장비 간에 연결되는 두 가닥의 회선으로서 한쪽이 송신을 하면 다른 쪽은 수신을 할 수 있도록 회로를 설계한다. Multi drop에 의한 다자간 통신이 가능하기 때문에 Start point와 End point에 종단저항(terminator resistor)을 삽입하여 라인간의 Impendence를 조정하도록 설계한다. 디지털 전원과 함께 사용하는 경우, DS75176에서 발생되는 디지털 노이즈가 다른 IC에 영향을 끼치지 않도록 하기 위하여 Vcc 부분에 코일과 콘덴서를 연결한다. 또한 제너 다이오드를 연결하여 장비 간의 장애로 인해 영향을 주지 않도록 설계한다. DS75176의 과부하로 망가지는 현상, 예를 들어 CPU의 오동작으로 인한 TX Control이 High 상태로 지속되거나, 병렬연결된 장비들의 전원을 빈번하게 Off/On할 때 발생되는 장애요인을 감안하여 제너 다이오드를 연결하는 회로를 설계한다.
도 4 및 도 5는 제1 통합셋탑박스의 메인보드에 적용된 TCP/IP 모듈의 블록도와 IC 칩의 전기적 연결을 나타낸 회로도이다.
TCP/IP 모듈은 TCP/IP 임베디드 시스템을 위한 인터넷 솔루션 중 SPI(Serial Peripheral Interface) 성능을 향상하도록 설계한다. SPI Interface를 채택하여 패키지 사이즈를 줄여 작은 임베디드 시스템을 설계한다. W5200 칩으로 TCP/IP 프로토콜 처리 및 10/100 Ethernet PHY와 MAC을 구하며, 개발 애플리케이션에 Internet Connectivity를 지원 활용하여 설계한다. W5200 칩은 TCP, UDP, IPv4, IGMP, ARP, PPPoE 등의 통신 프로토콜을 Full hardware logic으로 지원한다. 데이터 통신을 위해서 Data Communication Memory 32Kbyte를 사용하며, 하드웨어로 처리되는 8개의 독립적인 하드웨어 소켓을 적용한다.
SPI Interface 방식은 MCU와 TCP/IP 모듈의 연결을 간단하게 설계할 수 있으며, SPI는 최대 80MHz의 고속 통신할 수 있다. 시스템의 소비전력을 낮추기 위해 WOL(Wake On LAN) 기능과 Power Down mode를 이용하며, WOL 모드에서 외부에서 Wake-up 시키기 위해 Raw Ethernet Packet 형식의 MACGIC Packet을 적용한다.
도 6을 참고하여, 제1 통합셋탑박스(30)는 통합신호 처리제어부(31)는 디스플레이 모듈(11)에서의 정보 표시 동작을 제어하기 위한 OSD 모듈을 구비한다. 이러한 통합신호 처리제어부(31)는 HDMI RX(31a), OSD 엔진(31b), HDMI TX(31c), RS485 RX(31d), OSD 콘트롤러(31e), 플래시 메모리(31f)를 구비한다.
광고 재생기(32)는 TCP/IP 통신방식으로 전송되는 광고영상 포맷을 저장 및 스케줄링 후 HDMI RX(31a)를 통하여 OSD 엔진(31b)에 인가된다. 또한 엘리베이터 제어패널(20)가 RS485 통신방식으로 전송되는 엘리베이터의 운행정보와 해당 층의 번호를 RS485 RX(31d)를 통하여 OSD 콘트롤러(31e)에 인가된 후 OSD 엔진(31b)에 제공된다. OSD 엔진(31b)은 광고 영상과 엘리베이터 운행정보 및 해당 층의 번호가 HDMI TX(31c)에 연결된 디스플레이 모듈(11)에 출력하여 화면에 동시에 표시될 수 있도록 한다.
제1 통합셋탑박스(30)의 통합신호 처리제어부(31)는 지센서 모듈(13)로부터 엘리베이터 케이지(10)에 대한 가감속 데이터를 인가받는다.
도 7 및 도 8을 참고하여, 지센서 모듈(13)은 VDD 라인을 통해 장치 전원을 공급한다. 파워서플라이의 노이즈를 제거하기 위한 디커플링 커패시터(100nF 세라믹)는 가능한 장치의 핀1과 핀2에 근접하여 배치한다. 추가로 디커플링 커패시터를 재충전하기 위하여 1nF 커패시터를 벌크 디커플링 커패시터로 적용한다.
VDDIO는 디지털 I/O 핀인 SCL, SDA, 및 INT1에 전원을 공급한다. 제어신호 SCL 및 SDA는 VADDIO +0.3v 이상의 전압은 허용되지 않는다. VDDIO가 제거되면 제어신호 SCL 및 SDA는 내부 ESD 보호 다이오드를 통해 임의의 논리 신호를 클램프한다.
제1 통합셋탑박스(30)의 통합신호 처리제어부(31)는 엘리베이터 인터폰(14)에 마련된 마이크로폰으로부터 인가되는 신호 레벨을 따라 음성신호(MIC)를 검출하기 위하여 도 9와 같은 음성레벨 검출모듈을 구비한다.
통합신호 처리제어부(31)의 음성레벨 검출모듈은 낮은 전압에서 사용하기 위해 설계된 전력 증폭기(LM386)이다. 전력 증폭기의 핀1과 핀8 사이에 저항과 콘덴서를 추가함으로써 20에서 200까지 임의의 값으로 이득을 증가시킨다. 이득제어는 핀1과 그라운드에 용량성 커플링 저항(또는 FET)에 의해 제어된다. 각각의 애플리케이션에 대한 주파수 응답과 이득을 조정하기 위해 추가적인 외부 컴포넌트를 내부 피드백 저항과 병렬로 연결한다.
제1 통합셋탑박스(30)의 통합신호 처리제어부(31)는 엘리베이터 인터폰(14)에 마련된 비상호출 버튼에 의해 발생되는 비상호출 신호 레벨을 검출하기 위하여 도 10과 같은 전압레벨 검출모듈을 구비한다.
통합신호 처리제어부(31)의 전압레벨 검출모듈은 4051 칩셋에 기반하여 설계하고, 역전류 방지 다이오드를 적용한다. 전압레벨 검출모듈은 비상호출 신호의 전압변위를 검출하고, 검출 결과 10v 이하이면 대기 모드로 인식하고, 12-28v에 해당하면 비상호출 모드로 인식한다.
상기와 같은 구성된 본 발명에 따른 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치에 대한 주요 특성의 시험 결과는 다음과 같다.
(1) 디스플레이 해상도는 1920×1080 고화질 영상(Full HD)을 충족한다.
(2) 엘리베이터 내부의 위급한 상황에서의 음성 인식율은 95% 이상이다.
(3) 재난신호(비상호출 신호)에 대한 검출 전압범위는 -5%를 충족한다.
(4) 외부 네트워크의 전송속도는 80Mbps를 충족한다.
(5) 엔코딩 레이트(encoding data)는 30FPS를 충족한다.
(6) 재난경보 엘리베이터 감지율은 95%를 충족한다.
(7) 지원 가능한 이종프로토콜의 수는 2개를 충족한다.
도 11a는 OSD 성능 시험을 위한 입출력 인터페이스 연결 상태를 나타낸 도면이다. 여기서 성능 목표값은 OSD 출력 해상도가 1920×1080이고, 엔코딩 레이트(encoding data)는 30FPS 이다. 도 11b는 OSD 성능 시험 결과를 나타내는 도면으로, 출력 영상이 고화질 영상(FHD)이고 엔코딩 레이트가 30FPS를 충족하고 있음을 확인할 수 있다.
도 12a는 음성레벨 검출모듈을 시험하기 위한 입력 레벨을 나타내는 그래프이고, 도 12b는 음성레벨 검출모듈의 시험 결과를 나타내는 그래프이다. 위급음성 감지율에 대한 목표값은 95%이고, 입/출력은 tone generator, 오실로스코프, TCP/IP 프로토콜 패킷 분석 툴을 사용한다. 음성레벨의 시험에 따르면 TCP/IP 프로토콜의 패킷 툴을 이용하여 출력 100회에 대하여 99% 이상 검출되는 것으로 확인할 수 있다.
도 13a는 전압레벨 검출모듈을 시험하기 위한 입력 레벨을 나타내는 그래프이고, 도 13b는 전압레벨 검출모듈의 시험 결과를 나타내는 그래프이다. 검출 전압의 범위에 대한 목표값은 -5%이고, 입/출력은 엘리베이터 자모기, 오실로스코프, TCP/IP 프로토콜 패킷 분석 툴을 사용한다. 이러한 전압레벨의 시험에 따르면 TCP/IP 프로토콜의 패킷 툴을 이용하여 출력 100회에 대하여 99% 이상 검출되는 것으로 확인할 수 있다.
도 14는 지센서에 대한 시험결과를 나타내는 그래프이다. 지센서의 X값, Y값, Z값이 수치로 표현되는 지를 검사하기 위하여 입출력은 수동 변이로 하고, TCP/IP 프로토콜 패킷 분석 툴을 사용한다. 시험 결과 지센서의 출력이 정상으로 확인할 수 있다.
10 : 엘리베이터 케이지 11 : 디스플레이 모듈
12 : 웹 카메라 모듈 13 : 지센서 모듈
14 : 엘리베이터 인터폰 15 : 엘리베이터 기계장치
20 : 엘리베이터 제어패널 30 : 제1 통합셋탑박스
31 : 통합신호 처리제어부 32 : 광고 재생기
33 : 멀티 포트 허브 34 : 전원 분배기
35 : TLC 모뎀 40 : 제2 통합셋탑박스
41 : TLC 모뎀 42 : 화재 감지부
50 : 관리실 인터폰 60 : 화재 경보기
70 : 관리센터 80 : 인터넷

Claims (4)

  1. 승강실을 형성하고 디스플레이 모듈, 웹 카메라 모듈, 지센서 모듈, 엘리베이터 인터폰, 엘리베이터 기계장치를 구비한 적어도 하나의 엘리베이터 케이지;
    상기 엘리베이터 케이지의 승강 동작을 제어하기 위한 엘리베이터 제어패널;
    상기 엘리베이터 케이지의 운행 상태를 감시하기 위한 관리센터;
    상기 엘리베이터 제어패널과 상기 관리센터 사이에서 엘리베이터의 운행정보와 광고정보를 전송하기 위한 제1 및 제2 통합셋탑박스를 포함하되,
    상기 제1 통합셋탑박스의 TLC 모뎀과 상기 제2 통합셋탑박스의 TLC 모뎀이 인터폰 전화선으로 연결되어 유선 통신할 수 있고, 상기 제1 통합셋탑박스는 상기 엘리베이터 케이지에 근접 설치되고, 상기 제2 통합셋탑박스는 상기 엘리베이터 케이지로부터 멀리 떨어져 장소에 인터넷에 연결되어 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 통신하며,
    상기 제2 통합셋탑박스는 상기 제1 통합셋탑박스에서 수집된 정보를 전달받아 인터넷을 매개로 상기 관리센터로 전송하는 중계 통신하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통합셋탑박스는 통합신호 처리제어부, 광고재생기, 멀티포트 허브, 전원분배기, TLC 모뎀을 포함하고,
    상기 멀티포트 허브는 상기 통합신호 처리제어부와 상기 광고재생기와 상기 TLC 모뎀 및 상기 웹 카메라 모듈에 연결되는 복수 포트를 구비하고, 각 포트를 통하여 데이터를 송수신하여 상호 간에 TCP/IP 프로토콜에 따라 통신하며,
    상기 광고 재생기는 상기 디스플레이 모듈을 통하여 표시하기 위한 광고를 재생하고, 재생한 영상데이터를 상기 통합신호 처리제어부에 인가함으로써 상기 디스플레이 모듈에서 고화질 광고 영상과 해당 층의 번호를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 승강실 내부에 마련되어 상기 제1 통합셋탑박스의 통합신호 처리제어부로부터 수신한 영상데이터에 따라 고화질 영상을 표시하고,
    상기 웹 카메라 모듈은 멀티포트 허브에 연결되어 승강실 내부에서 발생하는 위급 상황을 촬영하고 촬영된 영상은 TCP/IP 프로토콜에 따라 전송하며,
    상기 지센서 모듈은 엘리베이터 케이지의 감가속도를 측정하여 상기 통합신호 처리제어부에 전달하고,
    상기 엘리베이터 인터폰에 음성 인식용 마이크로폰과 비상호출용 버튼이 마련되고, 음성 신호와 비상호출 신호를 상기 통합신호 처리제어부에 전달하고,
    상기 엘리베이터 기계장치는 승강과 하강을 위한 구동장치와 전기전자적 안전장치를 포함하는 엘리베이터 운행정보를 상기 엘리베이터 제어패널에 제공하며,
    상기 엘리베이터 제어패널은 상기 엘리베이터 기계장치로부터 수집된 엘리베이터 운행정보를 상기 통합신호 처리제어부에 전달하며, 상기 엘리베이터 제어패널과 상기 통합신호 처리제어부는 RS485 통신방식으로 통신하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 통합셋탑박스는 TLC 모뎀과 화재감지부를 포함하고,
    상기 화재 감지부는 화재 경보기에 연결되고, 화재 발생시 상기 화재 경보기로부터 경보신호를 인가받고 인터넷을 매개로 상기 관리센터에 전달하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 전용 멀티데이터 통합 처리 장치.
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