KR20190041080A - 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의한 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템은 자기장 발생부가 설치된 적어도 하나 이상의 게이트와 상기 게이트를 제어하는 게이트 제어부를 포함하는 게이트부, 사용자의 스마트폰에 설치되어 상기 자기장 발생부에서 발생하는 자기장을 감지한 후 출입요청신호를 송신하는 인증 요청부 및 상기 인증 요청부에서 송신한 출입요청신호를 수신하여 사용자의 인증여부를 결정하고, 인증여부에 따라 상기 게이트 제어부에 제어신호를 송신하는 인증 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템{Security gate system using smartphone and electromagnet}

본 발명은 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템에 관한 것이다.

종래의 출입통제 시스템은 주로 사용자의 토큰 또는 별도로 발급된 ID카드를 이용하거나, 사용자의 홍채 또는 지문과 같은 생체정보를 미리 시스템에 등록시키고 출입하고자하는 사용자의 생체정보를 미리 시스템에 등록된 생체정보와 비교하여 출입여부를 결정하는 방식을 사용했으며, 상기한 바와 같은 방식을 사용하는 종래 기술로는 한국등록특허 제10-1689121호("출입권한 관리 시스템 및 그 출입 인증방법", 공고일 2016.12.19.)가 있다.

상기한 바와 같은 종래 방식 중 토큰 또는 ID카드를 사용하는 방식은 토큰 또는 ID카드를 별도로 구비해야 하고, 토큰 또는 ID카드를 분실한 상황에서 토큰 또는 ID카드를 취득한 비인가자의 출입을 통제할 방법이 없었으며, 토큰 또는 ID카드의 재발급 및 재등록이 불편한 문제점이 있었다.

또한 종래의 방식 중 생체정보를 이용하는 방식은 생체정보의 비정현적인 변수로 발생하는 오차로 인해, 사용자가 생체정보가 일치함을 인증하기 위해서는 몇 번씩 인증을 시도할 필요가 있는 불편함이 있었고, 사용자의 생체정보를 등록 및 재발급하는데 불편한 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-1689121호("출입권한 관리 시스템 및 그 출입 인증방법", 공고일 2016.12.19.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템의 목적은 스마트폰의 자기장 인식에 기반 하여 보안게이트에서 사용자의 인증을 진행함으로써, 별도의 토큰 또는 ID카드를 발급받거나 사용자의 생체정보를 이용하지 않더라도 보안게이트의 인증이 가능하고, 또한 보안게이트 별로 자기장을 변경하여, 사용자가 출입하는 보안게이트의 식별을 가능하도록 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템은, 자기장 발생부가 설치된 적어도 하나 이상의 게이트와 상기 게이트를 제어하는 게이트 제어부를 포함하는 게이트부, 사용자의 스마트폰에 설치되어 상기 자기장 발생부에서 발생하는 자기장을 감지한 후 출입요청신호를 송신하는 인증 요청부 및 상기 인증 요청부에서 송신한 출입요청신호를 수신하여 사용자의 인증여부를 결정하고, 인증여부에 따라 상기 게이트 제어부에 제어신호를 송신하는 인증 수행부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자기장 발생부는 전자석과 사용자가 상기 게이트에 접근하는지를 감지하는 접근감지센서를 포함하고, 상기 접근감지센서에서 사용자의 접근이 감지되면 상기 전자석을 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 전자석은 적어도 한 쌍이 서로 다른 극이 마주보도록 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 게이트가 복수일 경우 상기 전자석이 배치되는 패턴은 게이트별로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인증 요청부는 상기 자기장 발생부에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기센서 및 상기 스마트폰의 현재자세를 측정하는 방위센서를 포함하며, 상기 인증 요청부는 상기 방위센서에서 측정되는 스마트폰의 현재자세를 이용하여 상기 자기센서에서 감지되는 자기장의 방향을 보정하여 게이트를 식별하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자석은 N극과 S극이 배치된 방향이 지면을 기준으로 기울어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출입요청신호는 스마트폰 및 사용자의 정보인 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템은 사용자가 휴대한 스마트폰을 이용하여 사용자의 출입인증을 수행하기 때문에, 별도의 토큰 또는 ID카드가 필요하거나 지문 또는 홍채와 같은 사용자의 생체정보가 필요하지 않고 간편하게 사용자의 출입인증을 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 게이트별로 발생하는 자기장의 방향이 달라, 스마트폰에서 게이트에서 발생하는 자기장을 감지할 때, 감지되는 자기장의 방향에 따라 게이트를 식별할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면 본 발명은 자기장을 발생시키고 스마트폰에 기본적으로 내장된 자기센서가 해당 자기장을 감지함으로써 사용자의 출입을 통제함으로써, NFC 기능이 없는 스마트폰을 사용하더라도 사용자의 출입을 통제할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실실예의 개략도.
도 2는 본 발명의 게이트부의 상세도.
도 3은 본 발명의 3축 방위센서를 설명하기 위한 개략도.
도 4는 본 발명의 스마트폰 자세별 3축 방위센서에서 출력값을 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 인증 수행부에서 수행되는 출입절차 과정 중 일부의 순서도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템은 게이트부(100), 인증 요청부(미도시), 인증 수행부(200)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 게이트부(100)는 자기장 발생부(110) 및 게이트(120) 그리고 도 1에 도시되지 않은 접근감지센서와 게이트 제어부를 포함할 수 있다.

도 2는 자기장 발생부(110)와 게이트(120)를 보다 상세히 설명하기 위해 게이트부(100)를 확대 도시한 것으로, 도 1 및 2를 참고하여 게이트부(100)에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 1 및 2에 도시된 게이트(120)는 사용자가 보안시설로 들어가는 입구에 설치되어 개폐됨으로써 사용자의 출입을 막거나 허용하는 일종의 구조물로, 이동 가능하게 설치되는 별도의 구조물인 차단막(121)의 움직임을 통해 사용자의 출입을 막거나 허용할 수 있다. 단, 도 1 및 2에 도시된 차단막(121)은 게이트(120)에서 사용자의 출입을 통제하기 위한 한 실시예일 뿐으로, 본 발명은 이에 한정하지 않고 다양한 방법으로 사용자의 출입을 통제할 수 있다.

게이트(120)는 적어도 하나 이상 설치된다면 그 숫자를 한정하지는 않으며, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에서는 다수개가 설치되어 사용자의 출입을 막거나 허용할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 자기장 발생부(110)는 게이트(120)의 일측에 설치되어 자기장을 발산하는 부분으로, 사용자는 자기장 발생부(110)에서 발생하는 자기장을 스마트폰으로 감지하여 출입요청신호를 후술할 인증 수행부(200)로 송신할 수 있다.

자기장 발생부(110)는 다양한 방식으로 자기장을 발생시킬 수 있지만 본 발명의 일실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1전자석(111a)과 제2전자석(111b)으로 이루어지는 한 쌍의 전자석(111)이 서로 일정 거리 이격되어 동작함으로써 자기장을 발생시킬 수 있다. 제1전자석(111a)과 제2전자석(111b)이 서로 마주보는 측은 S극과 N극 중 서로 다른 극을 마주보도록 배치될 수 있다.

전자석(111)을 이용하는 이유는 사용자가 접근할 때에만 자기장을 발생시킬 수 있고, 전류의 크기에 따라 자기장의 크기를 변화할 수 있기 때문에 자기장의 구분을 하는데 있어서 보다 용이하기 때문이다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이 게이트(120)별로 설치된 전자석(111)의 배치는 달라질 수 있다. 보다 상세히는 도 2에 도시된 바와 같이 제1게이트(120a)에 설치된 제1전자석(111a)과 제2전자석(111b)은 상하방향으로 배치되어 있는데, 제2게이트(120b)에 설치된 전자석은 제1게이트(120a)에 설치된 전자석보다 시계 반대방향으로 45도 기울어진 형태로 배치된다. 이는 각각의 게이트별로 발생하는 자기장의 방향을 달리함으로써, 사용자의 스마트폰에서 해당 자기장을 감지했을 때, 서로 다른 자기장의 방향을ㄹ 이용하여 게이트를 식별할 수 있도록 하기 위함이다.

도 2에서는 제1게이트(120a)와 제2게이트(120b)에 각각 설치된 전자석의 배치만이 도시되어 있지만, 제1게이트와 제2게이트의 실시예와 같이 게이트별로 한 쌍의 전자석이 배치된 각도를 달리 함으로써 게이트별로 다른 자기장을 발산할 수 있도록 할 수 있으며, 이 외에도 전자석에 흐르는 전류를 변경하여 역방향의 자기장을 발산하도록 할 수도 있고, 전자석에 흐르는 전류의 세기를 변경하여 게이트별로 다른 세기의 자기장을 발산하도록 할 수 있으며, 한 쌍 뿐만 아니라 추가적인 쌍의 전자석이 단일의 자기장 발생부(110)에 설치될 수 있다.

도 2에 도시된 자기장 발생부(110)의 전자석(111)은 게이트(120)의 내부에 일정정도 함몰된 후 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 전자석(111)의 배치를 설명하기 위한 것으로 전자석(111)이 배치된 부분의 상측이 별도의 패드로 덮여 사용자가 스마트폰을 태그하는 것을 보다 용이하게 하면서, 전자석(111)을 외부로부터 보호할 수 있다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 자기장 발생부(110)의 전자석(111)은 N극에서 S극을 향하는 방향이 수평 또는 수직방향이 아닌, 지면을 기준으로 일정각도 기울어지도록 설치될 수 있다. 이는 후술할 인증 요청부에서 자기장의 보정을 위해 사용하는 스마트폰의 3축 방위센서를 모두 사용하게 하기 위함으로, 인증 요청부를 설명할 때 보다 상세히 설명한다.

접근감지센서는 사용자가 게이트(120)에 접근하는지 여부를 감지한 후, 전자석의 동작신호를 자기장 발생부(110)로 송신한다. 접근감지센서는 다양한 방식으로 사용자가 게이트(120)로 접근하는지 여부를 감지할 수 있으며, 대표적인 방식으로는 접근감지센서가 게이트에 설치되고 인접한 게이트 방향 또는 사용자가 출입하는 측으로 초음파를 발산하여 사용자의 접근을 감지하는 방식이 있을 수 있다. 또한 접근감지센서는 사용자가 게이트(120)의 접근여부를 송신하기 위한 통신수단과 연동되서 사용될 수 있다.

게이트 제어부는 도 1에 도시된 게이트(120)의 차단막(121)의 동작여부를 제어하는 구성으로, 게이트(120) 내부의 차단막(121)의 동작시키기 위한 하드웨어, 소프트웨어 및 송신되는 신호를 수신하기 위한 통신수단을 포함할 수 있다.

인증 요청부는 도 1에 도시된 사용자의 스마트폰(10)에 설치되어 자기장 발생부(110)에서 발생하는 자기장을 감지한 후 출입요청신호를 송신한다. 자기장 발생부(110)에서 발생하는 자기장을 감지하는 방법은 사용자가 스마트폰(10)을 자기장 발생부(110)의 상부에 태그하는 방식이 사용될 수 있으며, 자기장 발생부(110)에서 발생하는 자기장을 감지하기 위해 인증 요청부는 일반적인 스마트폰에 설치되는 자기센서를 포함할 수 있다.

인증 요청부는 자기센서에서 일반적인 상황에서 감지되는 지구자기장 외에 자기장이 미리 정해진 정도 이상으로 급격하게 변화하거나, 일정 세기 이상의 자기장이 감지될 경우 출입요청신호를 후술할 인증 수행부(200)로 송신한다.

인증 요청부의 자기센서에서 자기장을 감지하더라도, 해당 자기장은 스마트폰의 자세에 따라 감지되는 위치가 달라질 수 있다. 이를 위해 인증 요청부는 3축 방위센서를 이용하여 현재 스마트폰의 자세에 따라 감지되는 자기장을 보정한 후, 감지되는 자기장의 방향을 게이트의 식별에 사용한다.

인증 요청부에서 송신하는 출입요청신호에는 태그된 스마트폰(10)의 디바이스 정보와 사용자의 신상정보가 포함될 수 있다.

도 3은 3축 방위센서에 대하여 설명하기 위해 도시된 것으로, 3축 방위센서는 서로 수직한 각각의 X, Y, Z축을 기준으로 얼마만큼 회전했느냐를 측정하기 위한 것으로, 3축 방위센서에서 측정하는 회전정도는 자동차, 배, 항공기 등에서 사용되는 롤링(Rolling), 피칭(Pitching), 요잉(Yawing)과 유사하다.

도 4는 스마트폰(10)을 기울이는 정도와 방향을 달리했을 때, 각각의 3축 방위센서에서 발생하는 값을 그래프로 도시한 것이다. 스마트폰(10)을 평면과 평행하게 위치시켜 자기장 발생부(110)에서 발생하는 자기장을 감지했을 경우, 3축 방위센서 중 일부 방향에서 한 축의 값이 변화하지 않아 보정시 오차가 있을 수 있다. 이를 방지하기 위한 방안으로, 스마트폰(10)을 자기장 발생부(110)에 태그할 때, 도 4에 도시된 바와 같이 지면을 기준으로 45도 정도 기울어진 상태로 태그되도록 할 수 있다. 이는 스마트폰(10)을 지면을 기준으로 45도 각도로 기울였을 때 3축 방위센서가 모두 동작하기 때문으로, 3축 방위센서의 측정값에 오차가 적기 때문이다.

3축 방위센서에서 측정되는 값은 스마트폰의 화면이 위로 향했을 경우 양수로 출력되고, 스마트폰의 화면이 아래를 향했을 경우 음수로 출력되므로, 인증 요청부는 이를 고려하여 자기센서에서 감지되는 자기장을 보정한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 인증 수행부(200)는 인증 요청부에서 송신한 출입요청신호를 수신하여 사용자의 인증여부를 결정한다. 인증 수행부(200)는 현장 또는 별도의 장소에 설치될 수 있고, 인증 요청부와 통신이 가능하도록 구성될 수 있다. 인증 수행부(200)는 수신한 출입요청신호에 포함된 디바이스정보와 사용자의 인적사항을 별도의 데이터베이스에 저장된 정보와 비교하여 일치했을 경우 게이트 제어부로 제어신호를 송신하고 게이트 제어부는 해당 제어신호를 수신한 후 게이트(120)에 설치된 차단막(121)을 움직여 사용자가 통과할 수 있도록 하고, 일치하지 않았을 경우 게이트 제어부로 인증거부 신호를 송신하여, 게이트(120)에 설치된 별도의 출력수단으로 게이트(120)를 통과하려는 사용자에게 인증불가 메시지를 출력하도록 할 수 있다. 출력수단은 음성출력수단 또는 디스플레이일 수 있다.

이하 일예를 들어 사용자가 게이트(120)를 통과하려는 경우, 어떠한 단계에 의해서 사용자의 인증여부가 결정되는지에 관하여 상세히 설명한다.

먼저, 상술한 바와 같이 사용자는 스마트폰(10)을 자기장 발생부(110)에 태그한다. 접근감지센서는 사용자가 게이트(120)에 접근하는 것을 감지한 한 후, 전자석(111)의 동작신호를 자기장 발생부(110)로 송신하고, 자기장 발생부(110)는 해당 동작신호를 수신한 후 전자석(111)을 동작시킨다. 전자석(111)이 동작되면 자기장 발생부(110)의 인근에는 자기장이 형성되고, 인증 요청부에 포함된 자기센서가 자기장 발생부(110)에서 발생하는 자기장을 감지하면 인증 요청부는 출입요청신호를 인증 수행부(200)로 송신한다. 단, 자기장 발생부(110)는 자기센서에서 감지되는 자기장의 세기가 기준치 이상이거나, 단위 시간동안 자기장의 변화량이 기준치 이상일 경우에만 출입요청신호를 인증 수행부(200)로 송신한다.

인증 요청부에서 인증 수행부(200)로 송신하는 출입요청신호에는 디바이스, 즉 스마트폰(10)의 고유 아이디(IMEI 또는 UUID)와 사용자의 인적정보가 포함되어 있다.

도 5에는 인증 수행부(200)에서 출입요청신호를 이용하여 출입 등록이 필요한지 여부를 판단하는 과정이 순서도 형태로 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 인증 수행부(200)는 출입요청신호를 수신한 후, 출입요청신호에 포함된 스마트폰의 고유 아이디가 데이터베이스에 저장되어 있는지 데이터베이스에 저장된 정보와 대조한다. 데이터베이스에 동일한 스마트폰의 고유 아이디가 저장되어 있으면 인증 수행부(200)는 해당 고유 아이디와 연동된 계정으로 로그인을 하고, 데이터베이스에 동일한 스마트폰의 고유 아이디가 저장되어 있지 않으면 아이디와 패스워드를 요구하여 계정을 생성할 준비를 한 후, 등록 가능한 사용자인지 판단을 위한 기본적인 신상정보를 입력하여 절차를 진행한다.

이후 인증 수행부(200)는 입력된 신상정보가 데이터베이스에 저장되어 있는지를 비교한 후, 저장되어 있지 않으면 사용자에게 등록 불가능한 사용자라는 알림을 공지하고 별도의 문의사항이 있을 경우 보안통제실로 방문해달라는 알림을 출력한 후, 처음으로 돌아갈 수 있다. 이는 데이터베이스에 저장된 인적사항은 게이트부(100)가 설치된 보안시설의 출입 가능한 인적사항이 저장되어 있기 때문이다.

도 5와 같은 과정을 거쳐 사용자의 스마트폰이 로그인을 하는 과정에서 스마트폰에 설치된 인증 요청부에서는 3축 방위센서로 감지되는 현재 스마트폰의 자세를 기반으로 자기센서에서 감지되는 자기장을 보정하여, 게이트를 판별하고, 판별된 게이트의 정보를 인증 수행부(200)로 함께 송신할 수 있다.

도 5의 과정을 거쳐 사용자가 스마트폰의 태그를 이용하여 로그인한 후, 인증 요청부(200)는 해당 사용자의 신상정보, 디바이스 정보, 출입 게이트 정보 및 출입시간등을 데이터베이스에 저장한 후, 게이트부(100)의 게이트 제어부로 동작신호를 송신하고, 게이트 제어부는 동작신호를 수신한 후, 해당 게이트의 차단막을 동작시켜 사용자가 게이트를 통과할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 일실시예는 RFID를 사용하는 별도의 토큰, ID카드 또는 사용자의 생체신호를 사용하지 않고서도 사용자가 소유한 스마트폰을 이용하여 보안시설 내부로 사용자의 출입통제를 수행할 수 있고, NFC와 같은 기능이 없는 스마트폰으로도 사용자의 출입통제를 수행할 수 있고, 사용자의 출입통제를 수행함과 동시에 사용자가 출입하는 게이트를 판별할 수 있어, 빠른 속도로 사용자의 출입을 관리할 수 있는 효과가 있다.

10 : 스마트폰
100 : 게이트부
110 : 자기장 발생부
111 : 전자석
120 : 게이트
121 : 차단막
200 : 인증 수행부

Claims (7)

1. 자기장 발생부가 설치된 적어도 하나 이상의 게이트와 상기 게이트를 제어하는 게이트 제어부를 포함하는 게이트부;
   사용자의 스마트폰에 설치되어 상기 자기장 발생부에서 발생하는 자기장을 감지한 후 출입요청신호를 송신하는 인증 요청부; 및
   상기 인증 요청부에서 송신한 출입요청신호를 수신하여 사용자의 인증여부를 결정하고, 인증여부에 따라 상기 게이트 제어부에 제어신호를 송신하는 인증 수행부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 자기장 발생부는
   전자석과 사용자가 상기 게이트에 접근하는지를 감지하는 접근감지센서를 포함하고,
   상기 접근감지센서에서 사용자의 접근이 감지되면 상기 전자석을 동작시키는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 전자석은
   적어도 한 쌍이 서로 다른 극이 마주보도록 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 게이트가 복수일 경우 상기 전자석이 배치되는 패턴은 게이트별로 다른 것을 특징으로 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 인증 요청부는
   상기 자기장 발생부에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기센서 및
   상기 스마트폰의 현재자세를 측정하는 방위센서를 포함하며,
   상기 인증 요청부는 상기 방위센서에서 측정되는 스마트폰의 현재자세를 이용하여 상기 자기센서에서 감지되는 자기장의 방향을 보정하여 게이트를 식별하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템.
   
6. 제2항에 있어서, 상기 전자석은
   N극과 S극이 배치된 방향이 지면을 기준으로 기울어진 것을 특징으로 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 출입요청신호는
   스마트폰 및 사용자의 정보인 것을 특징으로 하는 스마트폰과 전자석을 이용한 보안게이트 시스템.
   

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