KR20180028423A - 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 존재 유무를 파악하여 일반적인 적외선리모컨을 사용하는 가전기기를 제어하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어의 대상이 되는 가전기기의 적외선리모컨 수신부에 근접한 곳에 설치되어 사용자의 적외선리모컨 신호를 가전기기와 동시에 입력받고 사용자의 존재 유무를 검출하여 설정한 조건에 부합하면 해당 기기의 켜기(ON), 끄기(OFF), 선호 기능 설정, Welcome 기능 등의 필요한 제어신호를 적외선리모컨 신호의 형태로 제어의 대상이 되는 가전기기에 전송하여 능동적인 가전기기의 제어를 가능하게 하는 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 사용자의 적외선리모컨 신호를 수신하는 리모컨수신부(10); 사용자의 인체에서 발생하는 특정 대역의 파장을 가진 적외선신호를 검출하는 인체감지센서로 구성된 인체감지부(20); 장치 전체에 전원을 공급하는 전원부(30); 신호를 처리하고 전체 장치를 제어하는 제어부(40); 사용자의 각종 설정값을 입력할 수 있는 설정부(50); 제어의 대상이 되는 가전기기에 적외선리모컨 신호를 송신하는 리모컨신호송신부(60); 설정정보와 상태정보를 표시하는 표시부(70)로 구성되어, 각종 설정값을 설정부(50)로 입력받고, 제어의 대상이 되는 가전기기와 동시에 사용자의 적외선리모컨 신호를 리모컨수신부(10)로 입력받으며, 인체감지부(20)를 통해 사용자의 존재 유무를 판별하여 제어부(40)의 처리결과가 특정조건을 만족하면 리모컨신호송신부(60)를 통해 적외선리모컨 신호를 출력하여 해당 가전기기를 제어하고, 표시부(70)를 통해서 동작 중 발생하는 각종 설정정보와 상태정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방식에 관한 것이다.

Description

인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방법 {An infrared local controller and control method using human detecting sensor}

본 발명은 사용자의 존재 유무를 파악하여 일반적인 적외선리모컨을 사용하는 가전기기를 제어하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어의 대상이 되는 가전기기의 적외선리모컨 수신부에 근접한 곳에 설치되어 사용자의 적외선리모컨 신호를 가전기기와 동시에 입력받고 사용자의 존재 유무를 검출하여 설정한 조건에 부합하면 해당 기기의 켜기(ON), 끄기(OFF), 선호 기능, Welcome 기능 등의 필요한 제어신호를 적외선리모컨 신호의 형태로 제어의 대상이 되는 가전기기에 전송하여 능동적인 가전기기의 제어를 가능하게 하는 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.

TV나 에어컨 등의 가전기기를 제어하는데 일반적으로 사용하는 적외선리모컨은 저렴한 비용과 기능구현의 용이성으로 인하여 다양한 용도로 사용한다. 전송거리와 식별력을 향상시키기 위해 940nm 대역의 파장을 사용하고, 38kHz로 변조된 신호를 전송한다. 대부분의 사용자에게 조작법이 익숙하고, 친숙하게 접근할 수 있지만, 사용자의 제어명령을 전달할 수만 있을 뿐, 능동적인 제어는 할 수 없는 제어장치이다.

또한, 전자기술과 IT 기술의 발전으로 다양한 가전기기의 제어기술이 개발되어 보급되고 있다. 하지만, 여러 가지 기술들이 최적화되지 못하고 가전기기의 제어에 단편적으로 사용되고 있어서 좋은 반응을 얻지 못하고 있다. 간략히 살펴보면 가장 단순한 형태로는 타임스위치가 있으며, 인체감지센서를 이용하는 방식이 있고, 인터넷과 유무선기술을 이용한 최신의 IoT(Internet of Thing)기술 등이 사용되고 있다. 각각의 제어기법에 대해 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

첫째로 타임스위치는 가장 오래된 형태로 일정한 시간을 하나의 스위치에 분배한 수십 개의 스위치로 구성된다. 스위치를 켜거나 끄는 것을 통해서 제어의 대상이 되는 가전기기의 동작시간을 조절할 수 있다. 제어의 대상이 되는 가전기기의 전원단에 설치하여 가전기기의 전원을 직접 켜거나 끄며, 복잡한 제어에는 적합하지 않다.

둘째로 인체감지기술은 사람의 동작(motion)이나 존재(presence)를 검출하여 가전기기를 제어할 수 있는 방식이다. 동작을 검출하는 방식은 PIR(Passive Infra Red)센서를 이용하며 센서등, 보안용 카메라 등에 응용되고 있다. 존재를 검출하는 센서는 이미지센서나 인체에서 발생하는 특정한 대역의 파장을 검출하는 적외선센서가 있다. 최근에는 가전기기에 내장되어 사용자의 움직임을 검출해 최적의 제어를 하는데 사용되기도 한다. 제어의 대상이 되는 가전기기의 외부에 설치해 운용하는 방식은 주로 전원을 켜거나 끄는 방식으로, 가전기기의 자체에 무리를 줄 수 있고, 사용자가 가전기기에 설정해 놓은 정보가 손실되며, 다양한 제어가 어렵다.

셋째로 IoT 기술은 가장 최근에 보급되고 있는 제어기술로 유무선통신망과 소프트웨어기술을 융합하여 원거리에서 정밀한 제어가 가능하다. 하지만 IoT 기술을 활용하기 위해서는 유무선인터넷망과 같이 일정한 인프라시설의 구축이 필요하고, 소프트웨어와 하드웨어를 동시에 개발해야 하므로 구현에 많은 노력이 필요하며, 단순한 기능을 구현하는데도 상대적으로 높은 수준의 연산능력이 필요해 효율성이 높지않다.

상기와 같은 기존의 제어기술은 제어의 대상이 되는 가전기기의 특성을 고려하지 않은 단순히 전원을 켜거나 끄는 기술이거나, 정교한 제어가 가능할 경우에는 별도의 인프라시설이 필요한 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 다음과 같이 해결해야 할 과제가 존재한다.

첫째로 사용자로부터 제어신호를 입력받을 수 있어야 한다. 제어의 종류, 제어 시기 등을 입력받아야 하고, 쉬운 조작방법으로 사용이 가능해야 한다.

둘째로 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 사용자의 존재 유무를 파악할 수 있는 수단을 가져야 한다. 사용자가 존재할 경우에는 사용자가 능동적으로 가전기기를 제어할 수 있으므로, 본 발명에서는 사용자가 자리를 비운 경우 및 사용자가 복귀하는 경우에 가전기기를 켜고 끄거나 특정기능을 수행하도록 제어한다. 따라서 사용자의 존재 유무를 파악할 수단이 필요하다.

셋째로 제어의 대상이 되는 가전기기의 외부에 설치되지만 제어할 가전기기의 현재상태를 파악할 수 있어야 한다. 일반적인 TV나 오디오, 에어컨 등은 켜거나 끄는 제어에 하나의 제어명령을 사용하는 경우가 있다. 예를 들어 가전기기가 켜진 상태일 때 ON/OFF 신호가 입력되면 가전기기를 끄고, 그 반대일 때는 켠다. 따라서 제어의 대상이 되는 가전기기의 현재상태를 알 수 없을 경우에는 정확한 제어를 할 수 없다. 또한, 파악된 가전기기의 상태정보는 사용자의 수동조작 등에 의해서 언제든 변경될 수 있으므로, 본 발명과 제어의 대상이 되는 가전기기 사이에 상태정보의 불일치가 발생할 수 있다. 따라서 사용자가 필요한 때 상태정보의 불일치를 보정할 수 있는 적절한 수단도 함께 제공해야 한다.

넷째로 제어의 대상이 되는 가전기기에 제어명령을 전송할 수 있는 수단이 필요하다. 본 발명에서는 사용자의 존재 유무를 판별하여 능동적으로 가전기기의 제어를 수행해야하므로, 가전기기에 제어명령을 전달할 수단이 필요하다.

이러한 과제의 해결을 통하여 본 발명 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방법은 사용자의 존재 유무를 측정하여 능동적이고 정교하게 가전기기를 제어할 수 있는 기능을 단순한 형태로 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방법은, 사용자의 가전기기 제어용 적외선리모컨 신호를 수신받는 리모컨신호수신부(10); 사용자의 존재 유무를 식별하기 위해서 인체신호를 입력받는 인체감지부(20); 장치 전체에 전원을 공급하는 전원부(30); 신호를 처리하고 장치를 제어하는 제어부(40); 필요한 설정값을 입력할 수 있는 설정부(50); 적외선리모컨 신호를 출력하는 리모컨신호송신부(60); 현재의 설정값과 동작상태를 표시하는 표시부(70)로 구성된다. 여기서, 리모컨신호수신부(10)는 제어의 대상이 되는 가전기기의 적외선리모컨 수신부에 근접한 곳에 설치되어 사용자의 가전기기 제어용 적외선리모컨 신호를 가전기기와 동시에 입력받고, 인체감지부(20)는 사용자의 인체에서 방출되는 특정 대역의 파장을 가진 적외선을 검출할 수 있는 인체감지센서로 구성되며, 리모컨신호송신부(60)를 통해서 적외선리모컨 신호를 제어의 대상이 되는 가전기기에 출력한다.

또한, 제어부(40)는 제어할 수 있는 모든 가전기기의 적외선리모컨코드 정보가 저장되어 있는 리모컨코드정보(41)와 사용자가 입력하는 각종 설정값을 저장하는 설정정보(43)와 연산과 제어를 담당하는 처리기(42)로 구성하며, 설정부(50)는 제어의 대상이 되는 가전기기와 상태정보의 불일치가 발생할 경우에 사용하는 상태보정입력(51)과 가전기기의 제어에 필요한 각종 정보를 입력할 수 있는 동작설정입력(52)과 제어용 적외선리모컨의 코드를 설정할 수 있는 리모컨코드설정입력(53)으로 구성하며, 표시부(70)는 각종 설정정보를 표시하는 LCD(71)와 동작상태를 빛으로 표시하여 먼 거리에서도 식별이 용이한 LED(72)를 통하여 구성함이 바람직하다.

이러한 구성을 통하여 제어부(40)에서는 사용자에 의해 모든 설정값을 입력하는 단계(S101)가 완료되면 사용자의 적외선리모컨 신호를 입력 받는 단계(S102)를 거쳐서 신호를 식별하는 단계(S103)에서 조건이 만족되면 인체감지부(20)가 활성화되는 단계(S104)로 진입하며 가전기기의 제어조건이 만족되면 가전기기를 끄는 신호를 출력(S109)하거나 켜는 신호를 출력(S112)하는 방식으로 가전기기를 제어할 수 있다. 이때 가전기기를 끄는 출력(S109)이나 켜는 출력(S112)은 다른 제어명령으로 대체하여 사용할 수 있으므로 다양한 가전기기에 활용이 가능하다.

상기와 같이 이루어진 본 발명 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치 및 제어방법은 복잡한 장치나 조작이 없이도 사용자의 존재 유무를 검출하여 적외선리모컨을 사용하는 각종 가전기기를 켜거나 끌 수 있고, 선호 기능, Welcome 기능 등을 구현할 수 있어 에너지의 절감 및 편리한 가전기기 제어환경을 구축할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치를 설명하기 위한 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치의 제어방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

본 발명은 다양한 형태로 가전기기를 제어하는 것이 가능하나 여기서는 가전기기의 사용자가 가전기기를 켜(ON)놓은 상태에서 자리를 비우면 해당 가전기기를 끄고(OFF), 사용자가 복귀하면 다시 켜(ON)는 제어장치의 실시 예를 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.

본 발명에서는 사용자가 현재 가전기기의 제어를 위하여 사용하고 있는 적외선리모컨을 그대로 사용하며, 두 개의 적외선리모컨 신호가 존재한다. 사용자의 적외선리모컨에서 발생하는 신호는 적외선신호 1이며, 리모컨신호수신부(10)와 제어의 대상이 되는 가전기기에 동시에 전달된다. 다른 하나의 적외선리모컨 신호는 리모컨신호송신부(60)에서 발생하는 적외선신호 2로 제어의 대상이 되는 가전기기에만 전달된다. 또한, 본 발명은 사용자의 적외선리모컨과 제어의 대상이 되는 가전기기의 사이에 위치시키며 사용자가 현재 사용하고 있는 적외선리모컨의 제어명령을 입력받는 리모컨신호수신부(10)는 제어의 대상이 되는 가전기기와 동시에 적외선리모컨

신호를 입력받도록 구조적으로 전면부에 위치시킨다. 또한 리모컨신호송신부(60)는 제어의 대상이 되는 가전기기에 제어신호를 출력하므로 리모컨신호수신부(10)와 구조적으로 반대쪽인 후면부에 위치시키고, 제어의 대상이 되는 가전기기의 적외선 리모컨 수신부를 향하도록 한다.

리모컨신호수신부(10)는 사용자의 적외선리모컨 신호를 입력받아서 전기적인 신호로 변환하여 제어부(40)에 전달하며, 제어부에서는 동작에 필요한 신호인 켜기(ON) 신호와 끄기(OFF) 신호만을 선택적으로 처리한다.

인체감지부(20)는 인체에서 발생하는 특정 파장 대역을 가진 적외선신호를 검출하는 인체감지센서로 구성되며, 인체신호가 검출되면 전기적인 신호로 변환하여 제어부(40)로 전달한다.

전원부(30)는 전체 장치의 동작에 필요한 직류전원을 공급하며, 배터리나 직류전원 공급장치 등으로 구성할 수 있다.

제어부(40)는 제어할 수 있는 모든 가전기기의 적외선리모컨코드를 불휘발성메모리에 저장하고 있는 리모컨코드정보(41)와 장치내의 모든 연산과 처리를 담당하는 처리기(42)와 사용자가 설치후 시행하는 설정절차의 결과를 저장하는 설정정보(43)로 구성된다.

설정부(50)는 제어의 대상이 되는 가전기기의 현재상태와 본 발명의 상태정보 사이에 차이가 발생할 경우 보정할 수 있는 수단인 상태보정입력(51)과 동작모드와 대기시간 등을 설정할 수 있는 동작설정입력(52)과 해당 가전기기의 적외선리모컨코드를 설정할 수 있는 리모컨코드설정입력(53)으로 구성된다.

설정부(50)를 이용한 설정과정은 정상적인 동작을 위해서 반드시 선행되어야 하며, 두 두단계로 나누어진다.

첫째는 적외선리모컨코드의 설정으로 설정부(50)의 리모컨코드설정입력(53)은 수치를 입력할 수 있는 스위치로 구성하고 이를 통해 입력된 값으로 제어부(50)의 리모컨코드정보(41)에 있는 유효한 적외선리모컨코드를 선택하여 제어에 이용한다.

둘째는 동작설정으로 설정부(50)의 동작설정입력(52)을 조작해서 동작모드, 대기시간 등을 입력하면 제어부(50)의 설정정보(43)에 저장되고 활용된다.

또한, 다수의 가전기기가 켜기(ON)와 끄기(OFF)를 하나의 적외선리모컨코드를 이용하여 처리한다. 즉 가전기기가 켜진 상태일 때 ON/OFF 코드가 입력되면 가전기기를 끄는 방식이다. 이러한 방식의 사용과 더불어 사용자가 적외선리모컨을 사용하지 않고 수동으로 가전기기를 제어하는 경우 등으로 인하여 본 발명과 제어 대상이 되는 가전기기 사이에 상태정보의 불일치가 발생할 수 있다. 즉 가전기기는 켜진 상태인데, 본 발명의 실시 예에서는 가전기기의 상태를 꺼진 상태로 인식할 수 있다. 이 상태에서는 정확한 가전기기의 제어가 이루어질 수 없으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여 설정부(50)의 상태보정입력(51)이 필요하다. 상태보정입력(51)은 간단한 스위치 조작으로 가전기기의 상태정보를 켜진(ON)상태 또는 꺼진(OFF)상태로 보정할 수 있다.

표시부(70)는 LCD(71)과 LED(72)로 구성된다. 상태정보와 설정정보 등 복잡한 정보는 LCD를 통해서 나타내고, 켜진 상태인지 꺼진 상태인지 등의 동작정보는 먼거리에서 식별이 용이하도록 LED(72)로 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치의 제어방법을 나타내는 플로우차트이며, 플로우차트를 통해 본 발명에 따른 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

가장 먼저, 본 발명이 제대로 기능을 하기 위해서 적외선리모컨코드, 동작모드, 대기시간 등의 설정값을 입력한다(S101).

그리고 사용자의 적외선리모컨 신호가 입력될 때까지 대기한다(S102).

사용자의 적외선리모컨 신호가 입력되고, 그 신호가 켜기(ON) 신호이면 인체감지부(20)를 활성화한다(S103).

인체감지부(20)가 사용자의 존재 유무를 검출한다.(S104).

만약 인체신호가 검출되지 않아서 사용자가 자리를 비운 것으로 판단되면, 다음 단계로 진입한다(S105).

사용자가 설정한 대기시간 동안 대기한다(S106).

다시 인체체감지부(20)가 사용자의 존재 유무를 검출한다(S107).

만약 인체신호가 또다시 검출되지 않으면 다음 단계로 진입한다(S108).

리모컨신호송신부(60)를 통해서 적외선리모컨 신호로 가전기기에 끄기(OFF) 신호를 출력하고 대기한다(S109).

인체감지부(20)가 사용자의 존재 유무를 검출한다(S110).

인체신호가 검출되면 사용자가 복귀한 것으로 판단하여 다음 단계로 진입한다(S111).

리모컨신호송신부(60)를 통해서 적외선리모컨 신호로 가전기기에 켜기(ON) 신호를 출력한다(S112).

이러한 절차를 통해서 본 발명이 사용자의 존재 유무를 측정하여 제어의 대상이 되는 가전기기를 능동적으로 제어할 수 있다.

10 : 리모컨신호수신부 20 : 인체감지부
30 : 전원부 40 : 제어부
41 : 리모컨코드정보 42 : 처리기
43 : 설정정보 50 : 설정부
51 : 상태보정입력 52 : 동작설정입력
53 : 리모컨코드설정입력 60 : 리모컨신호송신부
70 : 표시부 71 : LCD(Liquid Crystal Display) 72 : LED(Light Emitting Diode)

Claims (3)

1. 사용자의 적외선리모컨 신호를 수신하는 리모컨수신부(10);
   사용자의 인체에서 발생하는 특정 대역의 파장을 가진 적외선 신호를 검출하는 인체감지센서로 구성된 인체감지부(20);
   장치 전체에 전원을 공급하는 전원부(30);
   신호를 처리하고 장치를 제어하는 제어부(40);
   사용자의 각종 설정값을 입력할 수 있는 설정부(50);
   제어의 대상이 되는 가전기기에 적외선리모컨 신호를 송신하는
   리모컨신호송신부(60);
   설정정보와 상태정보를 표시하는 표시부(70)로 구성되어,
   각종 설정값을 설정부(50)로 입력받고, 제어의 대상이 되는 가전기기와 동시에 사용자의 적외선리모컨 신호를 리모컨수신부(10)로 입력받으며, 인체감지부(20)를 통해 사용자의 존재 유무를 판별하여 제어부(40)의 처리결과가 특정조건을 만족하면 리모컨신호송신부(60)를 통해 적외선리모컨 신호를 출력하여 해당 가전기기를 제어하고, 표시부(70)를 통해서 동작 중 발생하는 각종 설정정보와 상태정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서, 사용자의 각종 설정값을 입력할 수 있는 설정부(50)에서 동작중에 발생할 수 있는 가전기기와의 상태정보의 불일치가 나타날 경우 보정할 수 있는 상태보정입력(51)을 가진 것을 특징으로 하는 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치.
3. 청구항 1에 있어서, 제어부(40)에서 다수의 가전기기용 적외선리모컨코드 정보를 가진 리모컨코드정보(41)와 설정부(50)에서 적외선리모컨코드를 설정할 수 있도록 리모컨코드설정입력(53)으로 구성되어 다양한 가전기기를 적외선리모컨코드의 선택을 통해서 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 인체감지센서를 이용한 적외선 근거리 제어장치.

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