KR20210002764U - 비접촉식 승강기 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안에는 비접촉식 승강기 제어 시스템이 제공된다. 그 시스템은 적외선 터치 센서, 릴레이 제어 장치 및 승강기 버튼 제어 장치를 포함하되: 상기 적외선 터치 센서는 다수의 적외선 빔들의 배열을 방출하고, 반사된 적외선 빔들을 수신하며, 수직 변위 및 횡 변위를 계산하고, 대응하는 좌표 정보를 결정하며, 대응하는 승강기 버튼 번호를 계산하고, 대응하는 제어 명령을 송신하며; 상기 릴레이 제어 장치는 상기 대응하는 릴레이 접촉부들이 닫히도록 구동한다. 본 해법(solution)은 승강기 버튼들의 비접촉식 제어를 달성하는 적외선 터치 센서를 이용하여, 그 승강기 버튼들에 닿을 때 세균 및 바이러스를 확산시킬 위험을 줄인다.

Description

비접촉식 승강기 제어 시스템{CONTACTLESS ELEVATOR CONTROL SYSTEM}

본 고안은 전체적으로 승강기 제어의 기술분야에 관한 것이고 구체적으로는 비접촉식 승강기 제어 시스템에 관한 것이다.

몇몇 환경에서, 사람들은 기름지고 더러운 손가락으로 승강기 버튼의 표면에 닿는 것을 주저한다. 반대로, 사람들은 오염된 승강기 버튼에 닿는 것을 회피하기도 한다. 공공의 표면들에 대한 빈번한 이용의 위생 문제에 관한 보고서가 지적해온 바는: 승강기 버튼들 위의 세균은 병원 화장실의 표면 위의 세균보다 훨씬 많다는 것이다. 따뜻한 환경에서, 승강기 버튼 영역 주변의 통풍이 적은 환경은 세균 번식을 촉진할 수 있다. 승강기 버튼에 접촉하는 손가락의 위생 문제를 어떻게 해결할 것인지, 또는 어떻게 그 승강기 버튼에 접촉하지 않은 채로 해당 승강기 버튼을 선택할 것인지, 아직 효과적인 해법이 제안되지 않았다.

본 고안의 일 목적은 선행 기술의 승강기 버튼들에 접촉한 손가락에 의하여 야기되는 위생 문제를 해결하는 비접촉식 승강기 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 고안에는 상기 비접촉식 승강기 제어 시스템이 제공되는바, 그 시스템은: 적외선 터치 센서, 릴레이 제어 장치 및 승강기 버튼 제어 장치를 포함하고, 상기 적외선 터치 센서는 승강기 버튼 패널에 인접하게 설치되고 상기 릴레이 제어 장치에 연결되며, 상기 릴레이 제어 장치는 버튼 건식 접촉부들 각각에 연결된 다수의 릴레이 접촉부들을 포함하고, 상기 버튼 건식 접촉부들은 상기 승강기 버튼들을 구동하는데 이용되며,

상기 적외선 터치 센서는: 다수의 적외선 빔들의 배열을 방출하고, 물체가 상기 승강기 버튼 패널 앞쪽의 상기 적외선 터치 센서의 활성 검출 영역에 들어올 때 반사된 적외선 빔들을 수신한다. 그 후, 그 적외선 터치 센서는 반사된 상기 적외선 빔들에 따른 수직 변위 및 횡 변위를 계산하여 대응하는 좌표 정보를 결정함으로써, 대응하는 승강기 버튼 번호의 매핑을 수행하고, 대응하는 제어 명령을 릴레이 제어 장치에 송신하며;

상기 릴레이 제어 장치는: 상기 대응하는 제어 명령에 따라 대응하는 상기 릴레이 접촉부들이 닫히게 구동하도록 구성되고;

상기 승강기 버튼 제어 장치는: 상기 대응하는 버튼 건식 접촉부들이 닫히게 작동하도록 구성된다.

본 고안의 일 실시 예에서, 상기 적외선 터치 센서는 다수의 적외선 빔들의 배열을 방출하고, 물체가 상기 승강기 버튼 패널 앞쪽의 상기 센서의 상기 활성 검출 영역에 들어올 때 반사된 상기 적외선 빔들을 수신하며, 상기 반사된 적외선 빔들에 따른 수직 변위 및 횡 변위를 계산하고, 상기 수직 변위 및 상기 횡 변위에 따른 대응하는 상기 좌표 정보를 결정하며, 상기 대응하는 좌표 정보에 따른 대응하는 승강기 버튼 번호를 계산하고, 상기 대응하는 승강기 버튼 번호에 따른 대응하는 제어 명령을 송신하며, 상기 대응하는 제어 명령에 기초하여 상기 릴레이 제어 장치 내 릴레이 접촉부들을 제어함으로써, 상기 릴레이 접촉부들에 연결된 승강기 버튼 제어 장치의 버튼 건식 접촉부들을 작동시킨다.

상기 승강기 버튼들에 사람의 손가락이 닿을 필요가 없는바, 이는 세균 및 바이러스의 확산 위험을 줄여 더 나은 위생을 위하는 것이다.

본 고안의 실시 예들 또는 선행 기술에서의 기술적 해법들을 더 분명하게 설명하기 위하여, 그 실시 예들의 설명에 이용될 필요가 있는 도면들을 아래에 간략히 소개한다.
도 1은 본 고안에 따른 비접촉식 승강기 제어 시스템의 구조적 블록도이다;
도 2는 본 고안에 따른 적외선 터치 센서의 구조적 블록도이다.

본 고안의 실시 예들의 기술적 해법들은 본 고안의 실시 예들에서 첨부된 도면들과 함께 아래에서 분명하고 완전하게 설명된다. 명백하게, 설명된 실시 예들은 본 고안의 실시 예들의 일부일 뿐이며, 모든 실시 예들이 아니다. 본 고안의 실시 예들에 기초하여, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의하여 얻어질 수 있는 모든 다른 실시 예들은 본 고안의 보호범위 내에 속할 것이다.

본 고안은 도 1에 도시된 바와 같은 비접촉식 승강기 제어 시스템을 제공하는바, 그 시스템은:

적외선 터치 센서, 릴레이 제어 장치 및 승강기 버튼 제어 장치를 포함하고, 상기 적외선 터치 센서는 승강기 버튼 패널에 인접하게 설치되고 상기 적외선 터치 센서는 상기 릴레이 제어 장치에 연결되며, 상기 릴레이 제어 장치는 버튼 건식 접촉부들과 하나씩 연결된 다수의 릴레이 접촉부들을 포함하고,

상기 적외선 터치 센서는: 다수의 적외선 빔들의 배열을 방출하고, 물체가 상기 승강기 버튼 패널 앞쪽의 상기 적외선 터치 센서의 활성 검출 영역에 들어올 때 차단 및 반사된 적외선 빔들을 수신하며, 반사된 상기 적외선 빔들에 따른 수직 변위 및 횡 변위를 계산하고, 대응하는 좌표 정보에 따른 대응하는 승강기 버튼 번호를 계산하고, 대응하는 제어 명령을 송신하도록 구성되며;

상기 릴레이 제어 장치는: 승강기 버튼의 상기 대응하는 제어 명령에 따라 대응하는 상기 릴레이 접촉부들이 닫히게 구동하도록 구성되고;

상기 승강기 버튼 제어 장치는: 상기 대응하는 버튼 건식 접촉부들이 닫히게 제어하고, 이용자가 선택할 필요가 있는 상기 승강기 버튼 번호를 선택하도록 구성된다.

범용 근접 센서는 가까운 물체들을 검출하기 위하여 일반적으로 적외선 광을 방출하여 돌아오는 광을 모니터링하고, 승강기 버튼 제어 패널 내측에 설치되어 이용자들의 입력 행위(inputs)에 의한 손가락 끝을 검출하기 위하여 그 내측으로부터 외측으로 적외선 광을 직접 방출하는데, 주변 광의 동적 변동이 수신기에 간섭할 수도 있으며, 각각의 버튼에 근접 센서 기능이 내장될 필요가 있는바, 이는 설치 중에 복잡함을 야기한다. 라이더(LiDAR; Light detecting and ranging) 및 ToF(Time-of-Flight)와 같은 다른 센서들은 장애물 검출에 효과적이지만 시스템 복잡성으로 인하여 값이 비싸다.

본 고안은 적외선 터치 센서를 이용할 것을 제안한다. 반사 기술을 이용함으로써 적외선 비터치식(touchless) 감지가 승강기 제어 패널에 인접한 하나 이상의 적외선 터치 센서들을 설치함으로써 달성될 수 있다. 상호작용 터치 영역(interactive touch area)은 상기 승강기 제어 패널의 표면 위에 요구되는 거리에 위치하고 투사되는 다수의 적외선 빔들의 배열로 구성된다.

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 의하여 제공되는 적외선 터치 센서의 구조적 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 적외선 터치 센서는 송신기, 수신기 및 마이크로컨트롤러를 포함하고; 상기 송신기는: 상기 적외선 빔을 방출하도록 구성되며; 상기 수신기는: 물체가 상기 승강기 버튼 패널 앞쪽의 상기 센서의 상기 활성 검출 영역에 들어올 때 차단 및 반사된 적외선 빔들을 수신하도록 구성되고; 상기 마이크로컨트롤러는: 상기 반사된 적외선 빔에 따른 수직 변위 및 횡 변위를 계산하고, 상기 수직 변위 및 상기 횡 변위에 따른 상기 대응하는 좌표 정보를 결정하며, 상기 대응하는 좌표 정보에 따른 상기 대응하는 승강기 버튼 번호를 계산하고, 상기 대응하는 승강기 버튼 번호에 따른 상기 대응하는 제어 명령을 송신하도록 구성된다. 상기 마이크로컨트롤러는 물체의 좌표들(object coordinates)을 읽고 그것들을 버튼 명령들로 변환한 후, 통신 버스를 통하여 대응하는 릴레이가 닫히도록 구동한다.

여기에서 상기 적외선 터치 센서는 교번하는 방식으로 배치된 다수의 송신기들 및 수신기들의 배열을 포함할 수 있다. 스캔 중에 각각의 송신기가 계속 스캔되는 동안에 복수개의 수신기 신호들은 동시에 기록되고, 각각의 송신기-수신기 조합은 상기 활성 영역 상의 좁은 영역을 커버한다. 상기 활성 영역 내에 존재하는 물체들은 복수개의 송신기-수신기 채널들에 영향을 미치고, 보고된 좌표들은 이들 신호들의 삼각함수 계산(trigonometric calculation)의 결과이다.

물체들의 위치를 찾기(locate) 위하여 신호 강도에 의존하는 적외선 근접 검출기에 비해, 적외선 터치 센서의 구조(geometry)는 물체의 위치 찾기를 기하학 문제로 바꾸었다.

상기 적외선 터치 센서는 다수의 물체들을 동시에 검출 및 추적하는 기능을 가진다. 그 하드웨어 및 소프트웨어는 최적화되었으며, 손가락 크기의 물체들 이외의 불필요한 거짓 촉발을 무시하도록 소프트웨어 필터링이 수행된다.

덧붙여, 상기 적외선 터치 센서는 좌표들을 결정하는 데 있어 오차를 줄이도록 보정(calibrated)되어야 할 필요도 있다.

본 고안의 실시 예에서, 상기 적외선 터치 센서 내 마이크로컨트롤러는 유효한 핵심 이벤트들(valid key events)을 해석하고 그것들을 모드버스(Modbus) RTU RS-485 인터페이스로 출력한다. 상기 릴레이 제어 장치는 그것의 모드버스 RTU RS-485 인터페이스를 통하여 명령들을 수신한다.

RS-485는 물리적 인터페이스인바, 간단한 용어로는, 하드웨어이다. RS-485는 유선 전송에 속하므로, 하드웨어 전송 매체가 요구된다. 사실, 단 2개의 와이어로 충분하다. 그 2개의 와이어들은 실제로 동일한 신호를 송신하는데, 그 송신단(transmitting end)은 신호를 2개로 나누고, 수신단은 그것들은 원래의 신호로 복원한다.

모드버스(Modbus)는 상이한 제조사들의 장치들 사이에서 (일반적으로 산업상 목적으로) 데이터를 교환하는 데 이용되는 국제 표준 통신 프로토콜이다. 모드버스 프로토콜은 모드버스 RTU로 나뉜다. 이용되는 물리적 하드웨어 인터페이스들으 모두 직렬 통신 포트들이다.

상기 적외선 터치 센서는 다양한 버튼 레이아웃들을 가진 현존하는 거의 모든 승강기 제어 패널들에 널리 이용될 수 있다. 상기 적외선 터치 센서가 손가락 검출을 위한 다수의 빔들의 배열을 투사하기 때문에, 현존하는 제어 패널들에서 작동하는 것으로 한정되지 않는다. 달리 말하자면, 상기 센서는 물리적 버튼 패널 없이 승강기 내 임의의 위치에 설치될 수 있고, 가상의 제어 패널이 될 평평한 표면 상에 설치될 수 있다.

상기 적외선 터치 센서는 높은 스캐닝 주파수와 높은 검출률, 및 높은 터치 정확도의 특성을 가진다.

본 고안의 실시 예에서, 상기 릴레이 제어 장치는 상기 승강기 버튼 패널 주위에 설치될 수 있고, 또는 승강기 운반체의 상단에, 또는 그 승강기 운반체 내 임의의 위치에 설치될 수 있다. 상기 릴레이 제어 장치는 복수개의 릴레이들을 포함한다. 복수개의 릴레이 접촉부들은 승강기 버튼 제어 장치 내 버튼 건식 접촉부들에 하나씩 연결된다. 상기 버튼 건식 접촉부들은 상기 승강기 버튼들을 구동하는 데 이용된다. 상기 승강기 버튼 제어 장치는 원래의 승강기 내에 존재하고 이용자 버튼 제어 패널 및 승강기 주 제어 유닛을 포함할 수 있다. 상기 승강기 제어 패널은 이용자 명령을 위한 층 제어 버튼 및 도어 제어 버튼을 포함한다. 대응하는 릴레이의 접촉부들이 닫히는 때, 그 출력은 상기 버튼 건식 접촉부들로 직접 구동된다. 원래 버튼들과 유사하게, 촉발 마지막에 상기 건식 접촉부는 열리고 활성 로직 레벨(active logic level)은 원래 승강기 컨트롤러의 버튼 이벤트를 활성화하지만, 지정된 층에 도달할 때까지 승강기 주 제어 유닛 내에서 모든 층 호출 이벤트가 잠긴다(latched).

건식 접촉부는 수동 스위치이고, 이는 닫힘과 열림의 2가지 상태를 가진다. 2개의 건식 접촉부들 간에 극성은 없으며, 상호 교환될 수 있다.

본 고안의 실시 예에서, 상기 적외선 터치 센서는 복수개의 송신기들 및 복수개의 수신기들을 포함하고, 상기 송신기들 및 수신기들은 교번 배치된다.

본 고안의 실시 예에서, 상기 적외선 터치 센서는 상기 마이크로컨트롤러 상의 모드버스 RTU RS-485 인터페이스를 통하여 상기 릴레이 제어 장치에 연결된다.

요컨대, 본 고안에 의해 제안되는 비접촉식 승강기 제어 시스템은 다음의 장점들을 가진다: 이용자들은 더 이상 승강기 버튼들을 누를 필요가 없고, 이용자들이 해야 할 모든 것은 손가락이 상기 승강기 버튼 패널 앞쪽의 센서의 활성 검출 영역으로 들어갈 때에 반사된 적외선 빔들을 수신하는 상기 적외선 터치 센서 위로 손가락들을 맴돌게 하는 것이다. 그러면, 상기 시스템은 그 적외선 빔 정보에 따른 상기 수직 변위 및 상기 횡 변위를 계산하고, 상기 수직 변위 및 상기 횡 변위에 따른 대응하는 상기 좌표 정보를 결정하며, 상기 대응하는 좌표 정보에 따른 대응하는 승강기 버튼 번호를 계산하고, 상기 대응하는 승강기 버튼 번호에 따른 대응하는 제어 명령을 송신하며, 상기 릴레이 제어 장치 내 릴레이 접촉부들을 제어하여 상기 릴레이 접촉부들에 연결된 승강기 버튼 제어 장치의 버튼 건식 접촉부들을 구동한다. 상기 승강기 버튼들에 사람의 손가락이 닿을 필요가 없는바, 이는 승강기 버튼에 닿을 때의 세균 및 바이러스의 확산 위험을 줄이고 더 나은 위생을 보장한다.

해당 기술분야에 통상의 지식을 가진 사람은 본 고안의 실시 예들이 방법, 시스템, 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서 본 고안은 완전한 하드웨어 실시 예, 완전한 소프트웨어 실시 예, 또는 소프트웨어 및 하드웨어를 결합한 실시 예의 형태를 채택할 수 있다. 게다가 본 고안은 컴퓨터에서 이용 가능한 프로그램 코드들을 포함하는 (디스크 저장소, CD-ROM, 광학 저장소 등을 포함하나 이에 한정되지 않는) 하나 이상의 컴퓨터에서 이용 가능한 저장 매체 상에 구현된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 채택할 수 있다.

본 고안은 본 고안의 실시 예들에 따른 방법, 장치(시스템), 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도들 및/또는 블록도들을 참조하여 설명되었다. 흐름도 및/또는 블록도 내 각각의 공정 및/또는 블록, 및 그 흐름도 및/또는 블록도 내 공정들 및/또는 블록들의 조합이 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의하여 구현될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이 컴퓨터 프로그램 명령어들은 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 임베디드 프로세서, 또는 기계를 이루는 기타 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공됨으로써, 상기 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 처리 장치에 의하여 실행된 그 명령어들이 상기 흐름도 내 하나의 공정 또는 다수의 공정들 및/또는 상기 블록도 내 하나의 블록 또는 다수의 블록들로 구체화된 기능들을 수행하기 위한 장치를 이룰 수 있다.

이 컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 처리 장치가 특정한 방식으로 작동하도록 안내할 수 있는 컴퓨터-판독 가능한 메모리 내에 저장될 수도 있는바, 그럼으로써, 상기 컴퓨터-판독 가능한 메모리 내에 저장된 상기 명령어들이 명령어 장치(instruction device)를 포함하는 제조물을 이루고, 그 명령어 장치는 상기 흐름도 내 하나의 공정 또는 다수의 공정들 및/또는 상기 블록도 내 하나의 블록 또는 다수의 블록들로 구체화된 기능들을 실현한다.

이 컴퓨터 프로그램 명령어들은 일련의 작동 단계들(operation steps)이 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 장치 상에서 수행되어 컴퓨터로 구현된 처리를 이루도록 상기 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 상에 적재될 수도 있으며, 그럼으로써 상기 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 장치들 상에서 실행되는 상기 명령어들이 상기 흐름도 내 한 흐름 또는 다수의 흐름 및/또는 상기 블록도 내 한 블록 또는 다수의 블록들로 구체화된 기능들을 구현하기 위한 단계들을 제공한다.

전술한 설명 내용은 본 고안의 바람직한 실시 예들일 뿐이고 본 고안을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 있어 본 고안의 실시 예들은 다양한 변형 및 변경사항들을 가질 수 있다. 본 고안의 원리로 만들어진 임의의 변형물, 균등적 대체물, 개량물 등은 본 고안의 보호범위에 포함된 것이어야 한다.

Claims (6)

1. 비접촉식 승강기 제어 시스템으로서, 버튼 건식 접촉부들이 있는 승강기 버튼 제어 장치를 포함하고, 상기 버튼 건식 접촉부들은 승강기 버튼들을 구동하도록 구성되며, 상기 시스템은: 적외선 터치 센서 및 릴레이 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 적외선 터치 센서는 승강기 버튼 패널에 인접하게 설치되고 모드버스(Modbus) RTU RS-485 인터페이스를 통하여 상기 릴레이 제어 장치에 연결되며, 상기 릴레이 제어 장치는 복수개의 릴레이 접촉부들을 포함하고, 상기 복수개의 릴레이 접촉부들은 상기 승강기 버튼 제어 장치의 상기 버튼 건식 접촉부들에 하나씩 연결되고;
   상기 적외선 터치 센서는:
   적외선 빔들의 배열을 방출하고, 물체가 상기 승강기 버튼 패널 앞쪽의 상기 적외선 터치 센서의 활성 검출 영역에 들어올 때 반사된 적외선 빔들을 수신하며, 상기 반사된 적외선 빔들에 따른 수직 변위 및 횡 변위를 계산하고, 상기 수직 변위 및 상기 횡 변위에 따른 대응하는 좌표 정보를 결정하며, 상기 대응하는 좌표 정보에 따른 대응하는 승강기 버튼 번호를 계산하고, 상기 대응하는 승강기 버튼 번호에 따른 대응하는 제어 명령을 송신하도록 구성되며,
   상기 릴레이 제어 장치는: 상기 대응하는 제어 명령에 따라 대응하는 상기 릴레이 접촉부들이 닫히게 구동하도록 구성되고;
   상기 승강기 버튼 제어 장치는: 상기 대응하는 버튼 건식 접촉부들이 닫히게 구동하도록 구성되는, 비접촉식 승강기 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 적외선 터치 센서는 송신기, 수신기 및 마이크로컨트롤러를 포함하고;
   상기 송신기는: 상기 적외선 빔을 방출하도록 구성되며;
   상기 수신기는: 물체가 상기 승강기 버튼 패널 앞쪽의 상기 센서의 상기 활성 검출 영역에 들어올 때 상기 반사된 적외선 빔들을 수신하도록 구성되고;
   상기 마이크로컨트롤러는: 상기 적외선 빔 정보에 따른 수직 변위 및 횡 변위를 계산하고, 상기 수직 변위 및 상기 횡 변위에 따른 상기 대응하는 좌표 정보를 결정하며, 상기 대응하는 좌표 정보에 따른 상기 대응하는 승강기 버튼 번호를 계산하고, 상기 대응하는 승강기 버튼 번호에 따른 상기 대응하는 제어 명령을 송신하도록 구성되는, 비접촉식 승강기 제어 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 적외선 터치 센서는 복수개의 송신기들 및 수신기들을 포함하고, 상기 복수개의 송신기들 및 수신기들은 교번하여 배치되는, 비접촉식 승강기 제어 시스템.
4. 제2항에 있어서, 상기 송신기는 출력 윈도우에 대해 수직인 적외선 빔을 방출하는, 비접촉식 승강기 제어 시스템.
5. 제2항에 있어서, 상기 수신기의 시야(view field)는 미리 설정된 좌측 각도 및 우측 각도를 중심으로 하는, 비접촉식 승강기 제어 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 릴레이 제어 장치는 상기 승강기 버튼 패널 주위에 또는 승강기 운반체(elevator car)의 상단에 설치되는, 비접촉식 승강기 제어 시스템.

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