KR20180032848A - V-pass 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템 및 그 탐색 제어방법 - Google Patents

V-pass 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템 및 그 탐색 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어선 입출항관리시스템(V-PASS) 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템에 관한 것으로, 해상에서 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(Personal Location Transponder; "PLT")(100)와; 상기 개인휴대 위치발신장치(100)로부터 발신되는 신호를 제공받아 송신하는 어선에 설치된 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)과; 상기 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)으로부터 증폭되어 발신된 신호를 수신하여 중계하기 위한 송수신 안테나를 구비한 기지국(3); 및 상기 기지국으로부터 신호정보를 송수신하는 조난정보센터(5);를 순차적으로 구비하되, 상기 개인휴대 위치발신장치로부터 발신된 신호를 단계적으로 증폭하여 육상에 설치된 상기 조난정보센터(5)에 제공함으로써 사용자에 의해 발신되는 긴급구조신호(SOS)를 신속하게 확인하고 구조활동을 실행할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템 및 그 탐색 제어방법{Marine Search And Rescue System And Its Control Method Using Personal Location Transponder Which is Based On V-PASS}
본 발명은 V-PASS 기반 해양수색구조 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기존 선박에 설치 운영되고 있는 어선 입출항관리시스템(V-PASS)에 구축된 통신인프라를 활용하여 개인휴대 위치발신장치를 구비하도록 함으로써 해양사고시 신속한 출동을 통해 인명과 시설을 보호하기 위한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템 및 그 탐색 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
최근 해양에서 어선 및 선박의 사고가 빈발하면서 인명을 구조하고 선박을 손실을 방지하기 위하여 다양한 해양사고 안전 관리시스템이 개발되고 있다.
한국 특허출원번호 제10-2012-0134233(2012.11.26.)호는 '해양사고 안전 관리시스템'에 관한 선행기술로서, 어선 및 어선원의 위치발신 단말기로부터 조난신호가 수신되면 알람 경보를 발생하고 각 유관기관으로 상황전파를 자동으로 제공함으로써 신속한 구조가 이루어질 수 있도록 경보 신호를 제공하며, 유관기관으로부터의 어선의 위치정보 등을 통합관리하고 어선 및 어선원의 사고 발생 시부터 상황 종료 시까지 상시 관리하는 서비스를 구축하기 위한 해양사고 안전 관리시스템에 관한 것이다.
또한, 도 1은 일반적인 해양수색구조 시스템의 구성 및 작용을 설명하기 위해 도시한 예시 구성도이다. 도시한 바와 같이, 해양에서 선박(어선 포함)이 출항할 때는 선원들을 구조하기 위하여 구명용 튜브(T) 등을 선박에 탑재하고 있는 경우도 많다. 그러나, 해양에서 사고 발생시에는 수심과 풍량등의 조건에 따라 구명용 튜브만으로는 안전하고 신속한 구명이 어려울 수 있다는 문제점이 있었다.
또, 본원의 발명자는 이러한 종래의 기술은 비록 선박이 어선 입출항관리시스템인 V-PASS 송수신 장치를 구비한 경우에도 항행 중인 선박이 돌발적인 사고로 전복되어 선원 또는 어민이 송수신장치를 탈착하지 못했을 때, 개인의 위치송신을 발신할 수 없는 상황에 처할 수 있게 됨에 따라 외부에 긴급조난(SOS) 신호를 신속하게 발송할 수 없게되어 인명구조가 신속하게 이루어지지 못한다는 문제점이 있었다는 것을 발견하였다.
이러한 돌발적인 선박의 전복사고로는 안개나 기상 상태 불량 등으로 인한 저시정 상태에서 대형상선이 어선과 충돌하는 경우나, 해양에서의 3각 파도 또는 암초에 의해 선박이 전복되는 경우 등이 있다.
또한, 군(Army) 및 해상관련 공기관에서 해상 훈련을 실시할 때, 그 훈련의 종료시에는 훈련에 참여하는 병사 또는 관련 인원을 안전하게 복귀시켜야 하지만, 해양에서 발생하는 긴급 기상변화 등에 따라 훈련 인원이 실종되는 사태가 생기는 문제점도 존재하였다.
본 출원의 발명자는 이러한 사유에 따라 전복한 선박에서 탈출한 개인 또는 해상 훈련자는 개인의 위치 및 긴급조난(SOS) 신호를 발신할 수 있는 장치가 매우 필요하다는 것을 발견하였다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 어선 입출항관리시스템(V-PASS) 송수신 장치에 개인휴대 위치발신장치를 탈부착할 수 있도록 구비하여, 해양사고 발생시 긴급조난 신호를 자동으로 발신하여 신속한 인명구조와 설비를 보호할 수 있도록 조치하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 어선 입출항관리시스템(V-PASS) 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템에 관한 것으로, 해상에서 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(Personal Location Transponder; "PLT")(100)와; 상기 개인휴대 위치발신장치(100)로부터 발신되는 신호를 제공받아 송신하는 어선에 설치된 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)과; 상기 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)으로부터 증폭되어 발신된 신호를 수신하여 중계하기 위한 송수신 안테나를 구비한 기지국(3); 및 상기 기지국으로부터 신호정보를 송수신하는 조난정보센터(5);를 구비하되, 상기 개인휴대 위치발신장치로부터 발신된 신호를 단계적으로 증폭하여 육상에 설치된 상기 조난정보센터(5)에 제공함으로써 사용자에 의해 발신되는 긴급구조신호(SOS)를 신속하게 확인하고 구조활동을 실행할 수 있도록 구성함으로써 달성할 수 있다.
또, 어선의 입출항관리시스템(V-PASS)을 구비한 선박에서 이탈하여 개인휴대 위치발신장치를 사용하여 사용자의 위치를 탐색하기 위한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법은, 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(PLT)의 구동전원을 공급하는 전원공급단계(S10)와; 상기 개인휴대 위치발신장치가 침수되었는지의 여부를 감시하기 위한 침수여부 감시단계(S20)와; 상기 개인휴대 위치발신장치에 구비된 수분감지 센서단자(S)에 감지되는 전압을 주기적으로 측정하는 센서전압 측정단계(S30)와; 상기 개인휴대 위치발신장치에 침수여부를 판단할 수 있는 기준전압이 되는 임계전압 설정단계(S40)와; 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 값이 큰지의 여부를 판정하는 센서전압 판단단계(S50); 및 상기 센서전압 판단단계(S50)에서 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 큰 값일 때는, 상기 침수여부 감시단계(S20)로 복귀하여 지속적으로 침수여부를 감시하도록 복귀하는 침수여부 감지복귀단계(S60);를 구비함으로써 달성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 어선 입출항관리시스템(VPASS) 송수신 장치에 탈부착식으로 개인휴대 위치발신장치를 구비하여 해양사고 발생시 긴급조난 신호를 자동으로 발신하여 신속한 인명구조와 설비를 구조할 수 있도록 조치하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템을 제공하는 효과를 구현할 수 있다.
또, 본 발명의 실시 예에 의하면, 서지전압을 제거하고 내부회로를 안정적으로 보호하기 위한 침수감지기를 구비하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템을 제공하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면 조난상태에 빠진 사용자가 개인용 단말기를 활용하여 위치신호를 발신하고, 이를 어선 및 조난정보센터에 자동적으로 통지함으로써 인명을 구조할 수 있는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법을 제공한다.
도 1은 일반적인 해양수색구조 시스템의 구성 및 작용을 설명하기 위해 도시한 예시 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 구성 및 작용을 구체적으로 설명하기 위해 도시한 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템을 활용한 신호의 전달 과정 및 신호전달영역(커버리지) 확장을 설명하기 위한 개념 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치의 구성 및 작용을 구체적으로 설명하기 위한 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치의 내부구성 및 작용을 설명하기 위해 도시한 블록도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치에 구비된 침수감지부의 구성 및 작용을 설명하기 위해 도시한 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법을 단계적으로 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하면서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
(실시 예)
본 발명의 실시 예에 의한 어선 입출항관리시스템(V-PASS) 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템은, 어선 입출항관리시스템(V-PASS) 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템에 관한 것으로, 해상에서 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(Personal Location Transponder; "PLT")(100)와; 상기 개인휴대 위치발신장치(100)로부터 발신되는 신호를 제공받아 송신하는 어선에 설치된 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)과; 상기 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)으로부터 증폭되어 발신된 신호를 수신하여 중계하기 위한 송수신 안테나를 구비한 기지국(3); 및 상기 기지국으로부터 신호정보를 송수신하는 조난정보센터(5);를 순차적으로 구비하되, 상기 개인휴대 위치발신장치로부터 발신된 신호를 단계적으로 증폭하여 육상에 설치된 상기 조난정보센터(5)에 제공함으로써 사용자에 의해 발신되는 긴급구조신호(SOS)를 신속하게 확인하고 구조활동을 실행할 수 있도록 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의한 본 발명의 실시 예에 의한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 구성 및 작용을 도 2 내지 도 6을 참조하면서 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 첨부 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 구성 및 작용을 구체적으로 설명하기 위해 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템을 활용한 신호의 전달 과정 및 신호전달영역(커버리지)(Coverage)의 확장을 설명하기 위한 개념 구성도를 각각 도시한다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치의 구성 및 작용을 구체적으로 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치의 내부구성 및 작용을 설명하기 위해 도시한 블록도이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치에 구비된 침수감지부의 구성 및 작용을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템은, 도시한 바와 같이, 어선 입출항관리시스템(V-Pass)(10)을 장착하여 운영하는 선박(어선, 함선 등 포함)의 구성에 개인휴대 위치발신장치(100)를 탈착식으로 탑재하여 선박의 전복 및 침몰 등에 이 개인휴대 위치발신장치(100)를 개인이 휴대하여 탈출하면서 자동으로 그 위치정보를 기지국(3)을 경유하여 조난정보센터(5)에 송신한다.
이러한 조난정보센터(5)에서는 조난 및 안전정보중계운영 서비스(센터) 등이 운영되고, 이 조난정보센터(5)를 통하여 수색구조함정(20) 또는 수색구조 항공기(30)에 긴급조난(SOS) 신호를 발신하여 조난자를 수색 및 구조하도록 지시한다.
또, 본 발명의 일 실시예에 의한 어선 입출항관리시스템(V-PASS) 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템은, 가동용 전원을 충전하는 충전부를 구비한 전원부(102)와; 상기 전원부(102)의 전원을 공급받고, 해수(water)에 침수되었는지 여부를 인지하여 제어명령을 처리하는 마이컴(Micro Control Unit(MCU))(110)과; 상기 마이컴(MCU)(110)에 연결되어, 해수에 침수되었는지의 여부를 감지하기 위한 센서를 구비하는 침수감지부(Water Sensor Part)(105)와; 사용자에 의해 정보를 입력하기 위한 키버튼 입력부(115)와; 상기 마이컴(110)를 통해 처리된 신호와 송수신 상태 및 그 정보를 표출하기 위한 디스플레이부(118)와; 선박 본체에 설치된 어선 입출항관리시스템(VPASS) 송수신 장치 및 기지국 상에 설치된 조난정보센터(5)과 정보를 송수신하기 위한 RF 송수신부(120); 및 단말기의 사용자 또는 소유자의 위치정보를 제공하기 위한 GPS 수신부(130);를 포함하되, 상기 침수감지부(105)에서 침수사고 발생을 감지한 때, 그 상태를 감지하여 긴급조난(SOS) 신호를 자동으로 발신하는 기능을 갖는 개인휴대 위치발신장치(100)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 의한 상기 개인휴대 위치발신장치(Personal Location Tranponder; "PLT")(100)의 구성 및 작용은 이하 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 의한 상기 개인휴대 위치발신장치(100)의 구성 및 작용을 도 3 내지 도 6을 참조하면서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 전원부(102)는 배터리 충전 IC 및 리튬폴리머, 충전 단자, 그 밖의 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터를 구비하여 구성된다. 이는 장치 전체에 구동전원을 공급하는 기능을 수행한다.
상기 마이컴(Micro Control Unit(MCU))(110)은 주변의 연결회로 및 장치에 명령을 전달하거나 신호를 입력받아 처리하는 기능을 수행한다.
상기 침수감지부(Water Sensor Part)(105)는 수분을 감지하는 물감지 센서(S)를 장착하여 상기 마이컴(110)에게 장치가 침수되었는지의 여부를 감지하는 정보를 전송한다.
상기 키버튼 입력부(115)는 전원버튼과 긴급조난(SOS) 신호발신 버튼을 구비하며, 키 스위치 회로(도시 생략)를 내부에 구비한다.
상기 디스플레이부(118)는 긴급조난(SOS) 상태, GPS신호 상태, 전원표시 상태를 표출하며, LED 및 LCD 액정 등으로 구성된다. 그 내부에는 이를 표출하기 위해 작동하는 회로(도시 생략)가 구비된다.
상기 RF 송수신부(120)는 RF 송수신 IC, 파워앰프 IC, 필터 헬리컬 안테나를 구비하는 RF송수신 회로로 구성되어, 신호를 외부로 송신 및 수신한다.
상기 GPS 수신부(130)는 GPS 수신모듈, GPS패치 안테나를 구비하는 GPS 수신회로로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 의한 상기 개인휴대 위치발신장치(100)를 이용한 해수감지 및 긴급조난(SOS) 신호 발신의 단계를 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 침수감지부(Water Sensor Part)(105)에 구비된 감지센서(S)를
통해 회로(도시 생략)에 침수가 감지되면 이를 상기 마이컴(110)에 통지한다.
다음으로, 상기 마이컴(110)에 침수 신호가 전달되면, 전송할 데이터 패킷의 상태값을 해수감지 SOS 상태값으로 대체하여, 그 신호를 상기 RF 송수신부(120)로 전달한다. 여기에서 말하는 SOS 상태값은 국제적으로 또는 국가적 규격에 의해 정의되고 있는 것으로, 그 상세한 내용의 기재는 생략한다.
마지막으로, 상기 RF 송수신부(120)에서 원데이터를 캐리어 주파수에 싣는 FM변조과정을 경과하여 공중으로 무선신호를 방출한다. 이 신호는 상술한 바와 같이 기지국(3)을 경유하여 상기 조난정보센터(5)에 송신한다.
이때, 구체적으로, 상기 RF 송수신부(120)는, 무선신호를 송수신 처리하는 RF안테나(128)와, 상기 RF안테나(128)에 연결되는 제1저역통과필터(LPF)(102a), 제1저역통과필터(LPF1)(102a)에 연결되어 RF송수신을 전환선택하는 SPDT(120b), 상기 SPDT(120b)에서 분기되어 순차연결되는 저잡음 증폭기(Low-noise amplifier)(120c)와 대역통과필터(BPF)(102d), 상기 대역통과필터(BPF)(102d)와 상기 마이컴(MCU)(110)에 연결되어 RF신호를 송수신처리하는 송수신용 IC(Transceiver IC)(120e), 상기 송수신용 IC(Transceiver IC)(120e)에 연결되는 펄스진폭변조기(PAM)(120f), 상기 펄스진폭변조기(PAM)(120f)에 연결되어 저역통과하여 상기 SPDT(120b)에 분기연결되는 제2저역통과필터(LPF2)(102g),를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 5에 도시한 각 구성부의 명칭과 기능은 다음과 같다.
먼저, LPF(Low Pass Filter)는 저역통과필터를 나타내고, SPDT(Single Pole Double Throw)는 송수신 경로 선택 스위치를 나타내며, LNA(Low Noise Amplifier)는 저잡음증폭기를 각각 나타낸다.
또, BPF(Band Pass Filter)는 대역통과필터이고, PAM(Power Amplifier Module)는 전력증폭기 모듈을 나타내고, Transceiver IC는 송신 기능과 수신 기능을 수행하는 집적회로를 나타내며, TCXO(Temperature Compensate Crystal Oscillator)는 온도보상형 수정발진기를 나타낸다.
다음으로, OSC(Oscillator)는 국부발진기이고, BATT(Battery)는 전원공급용의 배터리이며, MCU(Micro Controller Unit)는 마이크로제어장치를 나타내고, PSU(Power Supply Unit)는 전원공급장치를 나타내며, UART(Universal asynchronous receiver/transmitter)는 범용 비동기로서 시리얼통신방식의 일종이고, SPI(Serial Peripheral Interface)는 직렬 주변기기 인터페이스로서 시리얼통신방식의 일종이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 의한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템 및 그에 사용되는 침수감지기의 구성 및 작용에 대해 설명하기로 한다.
도 6에 도시한 상기 침수감지부(Water Sensor Part)(105)는 수분(물)을 감지하기 위한 수분감지 센서단자(Water Sensor)(S)와, 접지(GND), 및 양극 전원(Vcc)(+5V)의 세 단자를 구비하여 이루어진다.
구체적으로, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 침수감지부(105)는: 상기 개인휴대 위치발신장치(PLT)(100)의 본체 외부로 노출되는 수분감지 센서단자(S)와, 양(+)의 전원을 출력하는 양전원(Vcc)(+) 단자와, 음(-)의 전원을 제공하는 접지단자(GND)를 구비하는 침수상태 감지부(106)와; 상기 침수상태 감지부(106)에 연결되고, 상기 수분감지 센서단자(S)에서 유입되는 서지(surge)를 1차적으로 제거하기 위한 서지전압 보호부(107)와; 상기 서지전압 보호부(107)의 후단에 연결되고, 그 입력측에 고 임피던스를 제공하여 안정적인 입력을 얻고, 상기 물감지 센서단자(S)로부터 유입되는 서지를 2차적으로 제거함으로써, 후단에 연결되는 상기 중앙처리장치(CPU)의 내부회로를 보호하는 OP AMP(108);를 구비하여 그 출력을 상기 마이컴(MCU))(110)에 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 침수상태 감지부(106)는, 상기 개인휴대 위치발신장치(PLT)(100)의 본체 외부로 노출되는 수분감지 센서단자(S)와, 양(+)의 전원을 출력하는 양전원(Vcc)(+) 단자와, 음(-)의 전원을 제공하는 접지단자(GND)를 구비한다.
이때, 상기 개인휴대 위치발신장치(100)의 외면에 노출된 3개의 단자는 도전기능을 갖도록 금속단자로 구성되고, 외부에서는 서로 격리되고 절연되는 상태로 구성된다.
즉, 통상의 상태에서는 서로 간에 전기적으로 절연되고, 침수 등이 발생할 경우에 상기 센서단자(S)를 통해 이를 감지하고 내부의 회로를 통해 전기적으로 연결된다.
또, 상기 서지전압 보호부(107)는 상기 침수상태 감지부(106)에 연결되고, 상기 수분감지 센서단자(S)에서 유입되는 서지(surge)를 1차적으로 제거하기 위한 구성이다. 이를 통해 저전력으로 가동되면서도 서지전압을 안정적으로 제거할 수 있다.
상기 OP AMP(108)는 상기 서지전압 보호부(107)의 후단에 연결되고, 그 입력측에 고 임피던스를 제공하여 안정적인 입력을 얻고, 상기 물감지 센서단자(S)로부터 유입되는 서지를 2차적으로 제거함으로써, 후단에 연결되는 상기 중앙처리장치(CPU)의 내부회로를 보호하며, 그 출력을 상기 마이컴(MCU))(110)에 제공하도록 구성한다.
더욱 상세하게는, 상기 침수감지부(Water Sensor Part)(105)는, 상기 개인휴대 위치발신장치(PLT)(100)의 본체 외부로 노출되는, 수분감지 센서단자(S)와, 양(+)의 전원을 출력하는 양(+) 전원(Vcc)단자와, 접지단자(GND)를 구비하되,
상기 수분감지 센서단자(S)가 해수에 침수하고, 그 해수에 존재하는 전해질에 의해 상기 수분감지 센서단자(S)와 상기 접지단자(GND)가 단락이 발생하면, 상기 침수감지부(Water Sensor Part)(105)의 출력부 전압이 감소하며, 상기 마이컴(MCU)(110)은 이를 사용자가 해수에 침수된 것으로 인지하고 상기 RF 송수신부(120)를 통해 비상용 긴급조난(SOS) 신호를 발신하도록 제어한다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치를 휴대한 사용자가 해수 또는 물에 빠지게 되어 침수감지부(105)가 물에 잠기게 되면, 상기 수분감지 센서단자(S)와 상기 접지단자(GND) 간 단락(short)이 발생하고, 그 해수에 함유되는 전해질의 작용에 의해 상기 침수감지부(105)의 출력부 전압이 감소하며, 상기 마이컴(110)은 이를 사용자가 해수에 침수된 것으로 인지하고, 상기 RF 송수신부(120)를 통해 비상용 긴급조난(SOS) 신호를 발신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치의 침수감지기에서, 상기 수분감지 센서단자(S)와 상기 접지단자(GND)는, 그 양단간에서 측정되는 전압이 일정[V] 이하일 때 침수된 것으로 인정할 수 있도록 본 발명자는 임계전압을 설정하여 실험하였다.
센서단자(S)와 접지단자(GND) 간의 간격에 따른 전압의 측정

조건

측정 전압[V]

물이 없는 경우

x1[V]

물이 센서단자와 커버 사이에 있는 때

x2[V]

물이 센서단자와 접지(G) 핀 사이에 약간 닿은 때(1/2미만)

x3[V]

물이 센서단자와 접지(G)단자 사이에 절반이상 닿은 때

x4[V]
여기에서, 측정한 측정전압은 x1 > x2 > x3 > x4 의 순으로 나타났다.
또, x4은 설정된 임계전압보다 크거나 같은 범위로 측정된다.
상기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의한 개인휴대 위치발신장치의 침수감지기에 있어서, 주변에 물(수분, 염분 등)이 없는 경우에는 x1[V]의 전압이 상기 센서단자(S)와 접지단자(GND) 간에서 측정되었다.
또, 물이 센서단자와 커버 사이에 있는 때에는 x2[V]의 전압이 측정되었다.
또한, 물이 센서단자와 접지(G) 핀 사이에 약간 닿은 때(1/2미만)에는 x3[V]의 전압이 측정되었다.
다음으로, 물이 센서단자와 접지(G)단자 사이에 절반이상 닿은 때, 즉 확실하게 양 단자가 침수된 것으로 판단되었을 때는 x4[V]의 전압이 측정되었다.
따라서, 본원의 발명자는 이러한 특성을 분석하여 상기 수분감지 센서단자(S)와 상기 접지단자(GND)는, 그 양단간에서 측정되는 전압이 임계전압[V] 이하일 때 침수된 것으로 설정하였다. 이때, 구체적인 임계전압은 별도로 기재하지 않는다.
본 발명의 발명자는 이러한 회로로 침수감지기를 구성하고 반복적인 실험을 통하여 서지 전압과 노이즈에서 발생하는 충격으로부터 침수감지기의 내부회로를 안정적으로 보호할 수 있음을 실험하였다.
도 5 내지 도 6에서 나타나는 센서단자(S)와 접지단자(GND) 및 양의 전원(Vcc)단자는 외부적으로는 상호간 전기적으로 절연되면서, 그 내부적으로 침수여부에 따른 전압의 변화를 안정적으로 측정할 수 있도록 회로를 구성하게 된다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 의한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법에 대해 도 7을 참조하면서 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 의한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법은 어선의 입출항관리시스템(V-PASS)을 구비한 선박에서 이탈하여 개인휴대 위치발신장치를 사용하여 사용자의 위치를 탐색하기 위한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법에 있어서, 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(PLT)의 구동전원을 공급하는 전원공급단계(S10)와; 상기 개인휴대 위치발신장치가 침수되었는지의 여부를 감시하기 위한 침수여부 감시단계(S20)와; 상기 개인휴대 위치발신장치에 구비된 수분감지 센서단자(S)에 감지되는 전압을 주기적으로 측정하는 센서전압 측정단계(S30)와; 상기 개인휴대 위치발신장치에 침수여부를 판단할 수 있는 기준전압이 되는 임계전압 설정단계(S40)와; 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 값이 큰지의 여부를 판정하는 센서전압 판단단계(S50); 및 상기 센서전압 판단단계(S50)에서 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 큰 값일 때는, 상기 침수여부 감시단계(S20)로 복귀하여 지속적으로 침수여부를 감시하도록 복귀하는 침수여부 감지복귀단계(S60);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 전원공급단계(S10)는 어선 입출항관리시스템(V-PASS)이 설치된 어선 또는 선박에서 사용자가 비상시에 개인휴대 위치발신장치(PLT)를 가지고 탈출할 때 자동으로 전원을 공급하도록 구성되는 구동전원을 공급하는 단계이다.
즉, 어선 또는 선박에 설치된 개인휴대 위치발신장치(PLT)를 사용자가 분리하면 일정시간(예를 들면, 3초 정도)이 경과하면 자동적으로 내부 전원이 온(on)되도록 구성한다. 이는 사고 발생이라는 비상시를 대비한 것으로, 물론 수동으로 온/오프 작동할 수도 있다.
상기 침수여부 감시단계(S20)는, 상기 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치가 침수되었는지의 여부를 감시하기 위한 단계로, 상기 마이컴(110)의 제어에 의해 침수여부를 지속적으로 감시하게 된다.
상기 센서전압 측정단계(S30)는 상기 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치에 구비된 수분감지 센서단자(S)에 감지되는 전압을 주기적으로 측정하는 단계이다. 이때는 침수되는 정도에 따라 전압이 변경되도록 구성되고, 침수정도가 클수록 상대적으로 측정전압은 낮도록 구성하였다.
상기 임계전압 설정단계(S40)는 상기 개인휴대 위치발신장치(100)에서 침수여부를 판단할 수 있는 기준전압이 되는 임계전압을 설정하는 단계이다. 이 임계전압은 상기 센서전압 측정단계(S30)에서 측정한 값보다 작을 때 침수된 것으로 간주한다.
상기 센서전압 판단단계(S50)는 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 값이 큰지의 여부를 판정하는 단계이다. 이는 상기 감지된 전압을 마이컴(110)에서 비교하여 판단한다.
상기 침수여부 감지복귀단계(S60)는 상기 센서전압 판단단계(S50)에서 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 큰 값일 때는, 상기 침수여부 감시단계(S20)로 복귀하여 지속적으로 침수여부를 감시하도록 복귀하는 단계이다. 이를 통하여 지속적으로 침수여부를 판단하고, 침수되었을 경우에 SOS 신호를 자동으로 송출함으로써 신속한 구조조치를 할 수 있게 한다.
이때, 상기 센서전압 판단단계(S50)에서 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 작은 값일 때는, 상기 침수여부 감시단계(S20)로 복귀하여 지속적으로 침수여부를 감시하도록 복귀하는 침수여부 감지복귀단계(S60);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 함으로써, 사용자가 인식이 없거나 조난상태에서 별도의 대피행위를 할 수 없는 비상사태에 빠지더라도 주기적으로 위치정보를 파악하여 이를 송신함으로써 안전하고 신속한 인명구조가 될 수 있는 장치와 방법을 제공하게 된다.
상술한 바와 같이 구성함으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 개인휴대 위치발신장치 및 그 제어방법은 전자적으로 안정적인 상태에서 운용될 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 바와 같이 그 일 실시 예를 들어 설명하였지만, 해당분야에 통상의 지식을 가진 자라면 그 기술적인 사상이 동일한 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 부가가 가능한 발명을 안출할 것은 자명하다.
1, 1': 선박 3: 기지국
5: 조난정보센터 10: 어선 입출항관리시스템(V-Pass)
20: 수색구조용 함정
100: 개인휴대 위치발신장치(PLT; Personal Location Transponder)
102: 전원부
105: 침수감지부(Water Sensor Part)
110: 마이컴(Micro Control Unit;MCU)
115: 키버튼 입력부
118: 디스플레이부
120: RF 송수신부
130: GPS 수신부
S: 센서단다
GND:접지단자 Vcc: 양전원(Vcc) 단자

Claims (7)

  1. 해상에서 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(Personal Location Transponder; "PLT")(100)와;
    상기 개인휴대 위치발신장치(100)로부터 발신되는 신호를 제공받아 송신하는 어선에 설치된 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)과;
    상기 어선 입출항관리시스템(V-PASS)(10)으로부터 증폭되어 발신된 신호를 수신하여 중계하기 위한 송수신 안테나를 구비한 기지국(3); 및
    상기 기지국으로부터 신호정보를 송수신하는 조난정보센터(5);를 구비하되,
    상기 개인휴대 위치발신장치로부터 발신된 신호를 단계적으로 증폭하여 육상에 설치된 상기 조난정보센터(5)에 제공함으로써 사용자에 의해 발신되는 긴급구조신호(SOS)를 신속하게 확인하고 구조활동을 실행할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템.
  2. 어선 입출항관리시스템(V-PASS) 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템에 있어서,
    가동용 전원을 충전하는 충전부를 구비한 전원부(102)와;
    상기 전원부(102)의 전원을 공급받고, 해수(water)에 침수되었는지 여부를 인지하여 제어명령을 처리하는 마이컴(Micro Control Unit(MCU))(110)과;
    상기 마이컴(MCU)(110)에 연결되어, 해수에 침수되었는지의 여부를 감지하기 위한 센서를 구비하는 침수감지부(Water Sensor Part)(105)와;
    사용자에 의해 정보를 입력하기 위한 키버튼 입력부(115)와;
    상기 마이컴(110)를 통해 처리된 신호와 송수신 상태 및 그 정보를 표출하기 위한 디스플레이부(118)와;
    선박 본체에 설치된 어선 입출항관리시스템(VPASS) 송수신 장치 및 기지국 상에 설치된 조난정보센터(5)과 정보를 송수신하기 위한 RF 송수신부(120); 및
    단말기의 사용자 또는 소유자의 위치정보를 제공하기 위한 GPS 수신부(130);를 포함하되,
    상기 침수감지부(105)에서 침수사고 발생을 감지한 때, 그 상태를 감지하여 긴급조난(SOS) 신호를 자동으로 발신하는 기능을 갖는 개인휴대 위치발신장치(100)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 RF 송수신부(120)는, 무선신호를 송수신 처리하는 RF안테나(128)와, 상기 RF안테나(128)에 포함된 신호중에 저역신호를 통과시키는 제1저역통과필터(LPF)(102a), 제1저역통과필터(LPF1)(102a)에 연결되어 RF송수신을 전환선택하는 RF스위치(SPDT)(120b), 상기 RF스위치(120b)에서 분기되어 순차연결되는 저잡음 증폭기(Low-noise amplifier)(120c) 및 대역통과필터(BPF)(102d), 상기 대역통과필터(BPF)(102d)를 통과한 대역신호를 제공받아 RF신호를 송수신처리하는 송수신용 IC(Transceiver IC)(120e), 상기 송수신용 IC(Transceiver IC)(120e)로부터 제공되는 신호를 진폭변조하기 위한 펄스진폭변조기(PAM)(120f), 상기 펄스진폭변조기(PAM)(120f)를 통과한 신호 중 저역신호를 필터링하여 상기 RF스위치(120b)에 분기연결되는 제2저역통과필터(LPF2)(102g),를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 침수감지부(105)는:
    상기 개인휴대 위치발신장치(PLT)(100)의 본체 외부로 노출되는 수분감지 센서단자(S)와, 양(+)의 전원을 출력하는 양전원(Vcc)(+) 단자와, 음(-)의 전원을 제공하는 접지단자(GND)를 구비하는 침수상태 감지부(106)와;
    상기 침수상태 감지부(106)에 연결되고, 상기 수분감지 센서단자(S)에서 유입되는 서지(surge)를 1차적으로 제거하기 위한 서지전압 보호부(107)와;
    상기 서지전압 보호부(107)의 후단에 연결되고, 그 입력측에 고 임피던스를 제공하여 안정적인 입력을 얻고, 상기 물감지 센서단자(S)로부터 유입되는 서지를 2차적으로 제거함으로써, 후단에 연결되는 상기 중앙처리장치(CPU)의 내부회로를 보호하기 위한 OP AMP(108);를 구비하여 그 출력을 상기 마이컴(MCU))(110)에 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 침수감지부(105)가 침수하면, 상기 수분감지 센서단자(S)와 상기 접지단자(GND) 간 단락(short)이 발생하고, 그 해수에 함유되는 전해질의 작용에 의해 상기 침수감지부(105)의 출력부 전압이 감소하며,
    상기 마이컴(110)은 이를 사용자가 해수에 침수된 것으로 인지하고, 상기 RF 송수신부(120)를 통해 비상용 긴급조난(SOS) 신호를 발신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템.
  6. 어선의 입출항관리시스템(V-PASS)을 구비한 선박에서 이탈하여 개인휴대 위치발신장치를 사용하여 사용자의 위치를 탐색하기 위한 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법에 있어서,
    사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(PLT)의 구동전원을 공급하는 전원공급단계(S10)와;
    상기 개인휴대 위치발신장치가 침수되었는지의 여부를 감시하기 위한 침수여부 감시단계(S20)와;
    상기 개인휴대 위치발신장치에 구비된 수분감지 센서단자(S)에 감지되는 전압을 주기적으로 측정하는 센서전압 측정단계(S30)와;
    상기 개인휴대 위치발신장치에 침수여부를 판단할 수 있는 기준전압이 되는 임계전압 설정단계(S40)와;
    상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 값이 큰지의 여부를 판정하는 센서전압 판단단계(S50); 및
    상기 센서전압 판단단계(S50)에서 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 큰 값일 때는, 상기 침수여부 감시단계(S20)로 복귀하여 지속적으로 침수여부를 감시하도록 복귀하는 침수여부 감지복귀단계(S60);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 센서전압 판단단계(S50)에서 상기 센서전압 측정단계(S30)의 측정전압이 상기 임계전압 설정단계(S40)에서 설정된 전압보다 작은값일 때는, 상기 침수여부 감시단계(S20)로 복귀하여 지속적으로 침수여부를 감시하도록 복귀하는 침수여부 감지복귀단계(S60);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템의 탐색 제어방법.
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