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KR20060014702A - 무선통신을 이용한 거리인식 경보장치 - Google Patents

무선통신을 이용한 거리인식 경보장치 Download PDF

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KR20060014702A
KR20060014702A KR1020040063360A KR20040063360A KR20060014702A KR 20060014702 A KR20060014702 A KR 20060014702A KR 1020040063360 A KR1020040063360 A KR 1020040063360A KR 20040063360 A KR20040063360 A KR 20040063360A KR 20060014702 A KR20060014702 A KR 20060014702A
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antenna
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조현국
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Abstract

본 발명은 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 상기 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"는 크게 나누어 송신장치와 수신장치로 구분되며, 송신장치에는 마이컴, 변조부, RF송신부, RF스위치, 안테나를 포함한다. 수신장치에는 마이컴, 음성메세지, 검파부, 발진부, RF증폭부, 수신감도선택스위치, RF스위치, 안테나, 등이 포함된다.
상기 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"는 거리선택이 가능한 수신감도선택스위치조작으로 필요에 따라 단거리인 약 10m ,20m 등의 거리를 선택할 수 있고 또한 필요에 따라 장거리인 약 수백m 정도거리까지도 선택할 수 있게 하여, 선택한 거리이상 벗어나면 수신장치에 음성메세지가 몇 회 반복해서 울리는 기능을 가진 거리인식 경보장치이다.
본 발명에서는 상기의 장치를 구성함에 있어서 무선통신의 최대 문제점인 동일주파수 간섭문제를 해결하기 위하여 송신장치와 수신장치에 RF 스위치를 내장하여 매회 데이터를 전송할 때 송신장치의 RF 송신부에서 서로 다른 주파수의 채널을 필요한 채널만큼 선택하여 빠른 시간 내에 순차적으로 전송하면 수신장치에서는 수신대기시간 내에 송신된 서로 다른 주파수의 채널을 순차 수신하여 첫 번째 수신한 채널의 주파수가 외부의 동일주파수간섭으로 데이터를 수신하지 못할 경우 다음순번으로 들어온 다른 채널의 주파수를 통해 데이터를 수신할 수 있도록 채널 자동변환 데이터 전송방식을 채택하여 구성하였다.
또한 통신사각 문제 때문에 발생하는 거리인식의 부정확성을 해결하기 위하여 송수신용 안테나를 외부의 목걸이에 내장시키는 구성을 채택하였으며, Watch Dog을 채택하여 송수신용 마이컴에서 일정주기 만큼 간헐적으로 on/off시켜 on시간동안만 무선통신으로 ID를 확인하게 함으로써 작동시간을 짧게 하여 배터리 소모를 최소화할 수 있도록 구성하였다.
수신장치, 송신장치, 마이컴, 변조부, RF송신부, RF스위치, 음성메세지, 검파부, 발진부, RF증폭부, 수신감도선택스위치, RF스위치, 신호검지부, 안테나.

Description

무선통신을 이용한 거리인식 경보장치{RF Distance Recognition and Warning Device}
도 1은 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 송신장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 수신장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 안테나 구조도.
도 4는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 송신장치 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 수신장치 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 6는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 타임차트.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 명칭＞
100:송신장치, 101:마이컴-1(MPU-1), 102:변조부, 103:RF송신부, 104:목걸이형 안테나(ANT), 105:RF스위치1(RF-SW1), 106:RF스위치-N(RF-SW-n), 107:송신장치전원컨트롤부, 200:수신장치, 201:목걸이형 안테나(ANT), 202:RF증폭부, 203:발진 부, 204:검파부, 205:마이컴-2(MPU-2), 206:음성메세지, 207:수신감도선택스위치부, 208:RF스위치1(RF-SW1), 209:RF스위-N(RF-SW-n), 210,211:주파수변경용콘덴서, 212:1단계스위치, 213: 2단계스위치, 214:3단계스위치, 215:수신장치전원컨트롤부, 216:절체스위치, 300:목걸이형 안테나, 301:안테나, 302:안테나인입선, 303:목걸이줄, 304:송,수신장치.
본 발명은 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"에 관한 것이다. 종래의 무선통신을 이용한 소출력 송수신장치는 통신 중에 동일주파수간섭이 발생하고, 안테나의 조건에 따라 통신사각지역이 많이 발생하게 되고 또한 장치의 크기를 최소화하기위해 안테나를 장치 속에 간단하게 내장했기 때문에 송신출력과 수신감도가 불안정하여 실제 필드에서 사용하기에는 불편함을 초래하고 있어도 아직 해결이 불가능해 사용상에 많은 문제가 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 1)RF스위치를 이용하여 주파수를 순차적으로 자동 변경하여 Data를 송수신을 하게함으로써 소출력 무선통신의 최대 문제점인 동일 주파수에 의한 간섭 문제를 해결하는 방식과 2)송,수신용 안테나를 외부의 목걸이에 내장하는 방식으로 최적의 위치에 고정하여 전파의 사각을 최소화함으로써 통신사각에 의한 거리인식의 부정확성을 해소하는 방식과 3)수 신부에 수신감도 선택스위치를 3단계 또는 그 이상으로 선택하게 하여 통신을 최소 단거리에서, 수신장치가 수신할 수 있는 최대장거리까지 선택할 수 있게 필요에 따라 거리를 임의로 수신장치의 외부 선택스위치로 선택하는 방식과. 4)송신장치의 마이컴에서 Watch Dog을 걸어 연속적인 통신을 피해 일정주기만 통신을 하고 그 다음 일정주기 동안 통신을 중단하게 하고, 수신장치에서도 일정기간 동안만 수신대기상태로 하여, 배터리소모를 최소화하도록 구성하는데 그 목적이 있다.
본 발명에서는 송신장치(100)와 수신장치(200)로 상호 무선통신이 이루어져, 도 2의 절체스위치(216)의 절체에 의해, 선택된 거리를 벗어나면 수신장치(200)의 음성메세지(206)가 소리로 경보를 알려주는 이격거리의 무선통신과 반대로 선택된 거리 내에 있으면 수신장치(200)의 음성메세지(206)가 소리로 경보를 알려주는 근접거리의 무선통신을 하는 것을 목적으로 하며, 송신장치(100)에서 작동 중에 ID를 생성하는 마이컴-1(101) 으로부터 작동표시용으로 TX-LED(108)가 점멸되게 하고, 변조부(102)로 ID를 제공하여 RF송신부(103)과 안테나(104)을 통하여 순차적인 다 채널 송신을 하고, 일정한 거리에 떨어져 있는 수신장치(200)의 안테나(201)을 통해 RF증폭부(202)로 순차적인 다 채널 수신을 하여 발진부(203)와 검파부(204)를 통해 데이터를 수신해서 송신장치에서 보낸 ID를 마이컴-2(203)에서 검사한 후 확인되면 송신주기에 맞추어 수신장치(200)의 RX-LED(217)가 점멸하고, 만일 수신장치에서 수신신호나, ID를 제대로 받지 못하면 소리로 알려주는 음섬메세지(206)부와, 통신거리 선택을 할 수 있도록 한 수신감도선택스위치(207)에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"를 제안한다.
이하 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 6을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 송신장치 전체구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 수신장치 구조도이며, 도 3은 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 안테나 구조도, 도 4는 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 송신장치 동작을 설명하기 위한 흐름도, 도 5는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 수신장치 동작을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 타임챠트이다.
본 발명의 기본구성을 살펴보면 도 1는 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 송신장치(100)구성도로서, 송신장치(100)에 ID를 생성하는 마이컴-1(101) 으로부터 작동표시용으로 마이컴-1(101)작동중 TX-LED(108)가 점멸되게 하고, 변조부(102)로 ID를 제공하며, 동일주파수간섭을 최소화하기위해 RF송신부(103)내의 발진용컨데서(109)(110)를 선택하여 발진주파수를 필요한 주파수채널만큼 만들어 RF스위치1(RF-SW1)(105)와 RF스위치-N(RF-SW-n)(106)를 마이컴-1(101)에서 필요한 만큼 순차적으로 컨트롤하여 서로다른주파수채널을 RF송신부(103)를 통하여 일정주기 동안 주파수채널별로 동일ID데이터를 순차송신하고, 배터리소모를 최소화하기위해 도 1과 도 4의 마이컴-1(101)에서 Watch Dog을 설정해 마이컴-1(101)으로부터 컨트롤신호를 받아 송신장치전원컨트롤부(107)가 송 신주기 동안만 작동되어,변조부(102)와 RF송신부(103) 및 RF스위치1(RF-SW1) (105)와 RF스위치-N(RF-SW-n)(106)에 전원을 일정시간만큼만 공급되게 하는 구성이며, 일정한 거리에 떨어져 있는 도2의 수신장치(200)의 안테나(201)를 통해 수신대기시간동안 RF증폭부(202)로 수신하도록 하고, 이때 이격거리와 근접거리를 필요한 만큼 확정하기위해 수신감도선택스위치부(207)에 의해 1단계(212) 또는 2단계(213) 및 3단계(214)의 스위치를 선택하면 RF증폭부(202)내의 바이어스가 컨트롤되어 수신감도가 변화도록 함으로서 필요거리가 확정되도록 구성하고, 발진부(203)에서는 순차적으로 다채널로 보내온 송신주파수와 동일하게 발진용컨데서(210)(211)의 순차 선택에 의해 다채널용 발진주파수를 만들어 마이컴-2(203)에서 출력되는 신호로 RF스위치1(RF-SW1)(208)와 RF스위치-N(RF-SW-n)(209)를 순차 작동시켜 송신장치에서 보내온 동일 ID를 가진 정해진 다채널주파수별로 순차 수신하여 출력되는 송신장치에서 보낸 ID를 마이컴-2(MPU2)(205)에서 검사한 후 확인되면 송신주기에 맞추어 수신부(200)의 RX LED(217)가 점멸하고, 그 즉시 수신대기는 멈추고 일정시간이 지나 다음 수신대기상태로 준비된다. 이때 만일 수신장치(200)에서 수신신호나, ID를 제대로 받지 못하면 소리로 알려주는 음성메세지(206)부가 포함된다.
도 3은 본 발명에 의한 안테나구조(300)로서 전파의 사각에 의한 방향성을 최소화하기 위해 안테나(300)를 목걸이형태의 구조로 구성하여 안테나구조(300)와 같이 목걸이 줄(302) 내부에 연선으로 만든 송수신용 안테나(301)를 사람의 목 위치에 내장하여 전후방향으로 수신감도를 최적화하여 안테나용 컨넥터(304)를 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"(303)와 연결사용 하도록 한 구성이며,
도 4는 도 1의 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 마이컴-1(MPU-1)(101)의 작동을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 1에서 송신장치(100)의 전원을 ON하면, 마이컴-1(MPU-1)(101)의 모든 변수가 초기화가 되고, 마이컴-1(MPU-1)(101)에서 Soft Ware적으로 Watch Dog을 설정하여 마이컴-1(MPU-1)(101)이 일정시간 마다 주기적으로 on, off를 계속되는 동안 on시간만큼 초기상태에 있는 마이컴-1(MPU-1)(101)의 각 포트들이 활성화되어 마이컴-1(MPU-1)(101)의 작동주기에 따라 점멸되는 TX-LED(106)가 구성되고, 마이컴-1(MPU-1)(101)에서 생성된 고유ID를 송출하고 난 뒤 송신장치(100)의 마이컴-1(MPU-1)(101)은 sleep시간으로 들어가 일정 주기 후 다시 watch dog점검상태로 돌아가 상기와 같이 일정시간 마다 주기적으로 on, off를 계속 일정주기로 반복하는 흐름도이다.
도 5는 도 2의 본 발명에 의한 마이컴-2(MPU-2)(203)의 작동을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 2에서 수신장치(200)의 전원을 ON하면 마이컴-2(MPU-2)(205)의 모든 변수가 초기화되고, 마이컴-2(MPU-2)(205)에서 도 6의 RX Time Chart와 같이 수신대기 시작 시간변수(Δt) 내에 수신장치(200)의 전원을 ON하면, 전원투입 후 각 변수가 초기화상태로 되면서 초기 1회 수신대기시간동안만 마이컴-2(MPU-2)(205)가 송신장치(100)의 ID를 수신하기 위해 수신대기 되어 수신대기 시간 내에 데이터가 수신되면 마이컴-2(MPU-2)(205)에서 ID검사를 해서 확인되면 RX-LED(217)가 송신주기에 맞춰 점멸되도록 구성하고, 수신대기시간 내에 수신신호가 없거나 ID가 없을 때 음성메세지가 ON된 후 대기모드상태가 되며, 또한 ID검사를 해서 확인되어 상기의 흐름이 한번 끝나면 일정시간 만큼 딜레이를 준 후 대기모드상태로 됨을 반복하는 것을 구성한다.
도 6은 도 1과 도 2를 기준으로 하여 본 발명에 의한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"의 타임챠트로서, 먼저 송신장치(100)의 TX TIME CHART를 보면 1회 송신하는 데이터 량이 T3 시간동안이며 송신주파수 1채널당 ID군이 1회 전송되며, T1시간동안 필요한 채널만큼을 동시에 순차적으로 즉 제일먼저 채널1(CH1)부터 채널-n(CH-n)까지 전송하고, T2시간동안은 Sleep됨을 반복하고, 채널수가 많아지면 T3시간이 길어지며 상기와 같은 작동을 반복하도록 구성하고, 수신장치(200)의 RX TIME CHART를 보면 ΔT시간 내에 수신장치(200)의 전원을 ON하면 그때부터 수신대기시간으로 작동하여 송신장치(100)의 T3시간동안 데이터를 3회 송신할 때 수신대기시간 내에 최소한 1개 이상의 데이터를 수신할 수 있도록 구성함으로서, 데이터 수신의 오차를 최소화하도록 구성하였다.
ID전송용 데이터 챠트(DATA CHART)의 구성은 T1시간동안 ID1(CH1)을 전송하는 시간 T5와 휴지시간 T6와 ID-n(CH-n)을 전송하는 시간 T6 및 ID-n(CH-n)을 전송하는 시간 T7의 조합되어 구성하였고, T5과 T7시간동안 ID1과 ID-n이 3byte씩 전송되도록 구성함.
상기와 같이 본 출원에서 구현한 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"는 순차적 다채널 송수신장치로 구성된 채널 자동변환 데이터 전송방식을 채택하여 동일주파수 간섭문제를 해결하고, 안테나를 외부 목걸이 형태로 구성하여 무선통신의 효율성을 높이고, 배터리소모를 최소화하기 위해 일정시간 주기로 무선통신을 하도 록 구성한 것과, 수신장치 내의 절체스위치로 필요한 거리를 선택해서 이격거리와 근접거리를 확보하도록 한 구조로서 실제 필드에서 미아방지, 귀중품 및 애완동물의 분실방지 등의 목적에 유용하게 사용하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

  1. 본 발명은 첨부한 도 1도 및 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6과 같이 하는 것으로서 송신장치(100)의 TX TIME CHART를 보면 1회 송신하는 데이터 량이 T3 시간동안이며 송신주파수 1채널당 ID군이 1회 전송되며, T1시간동안 필요한 채널만큼을 동시에 순차적으로 즉 제일먼저 채널1(CH1)부터 채널-n(CH-n)까지 전송하고, T2시간동안은 Sleep됨을 반복하고, 채널수가 많아지면 T3시간이 길어지며 상기와 같은 작동을 반복하도록 구성하고, 수신장치(200)의 RX TIME CHART를 보면 ΔT시간 내에 수신장치(200)의 전원을 ON하면 그때부터 수신대기시간으로 작동하여 송신장치(100)의 T3시간동안 데이터를 3회 송신할 때 수신대기시간 내에 최소한 1개 이상의 데이터를 수신할 수 있도록 구성함으로서, 데이터 수신의 오차를 최소화하도록 구성한 "채널 자동변환 데이터 송수신방식".
  2. 수신감도 선택 스위치부(207)조작으로 RF증폭부(202)의 바이어스전압을 컨트롤하여 감도 즉 거리를 선택하도록 구성함으로써 ,"무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"에 배터리가 소모되어 인식거리가 좁아질 때 거리를 더 넓게 선택하거나 필요한 인식거리를 단거리인 약 10m, 20m등에서 장거리인 수백m정도 거리까지를 선택할 수 있게 하는 구성과,
    송신장치의 마이컴에서 Watch Dog을 걸어 일정주기만 송신을 하고 그 다음 일정주기는 송신을 중단하게 하고, 수신장치에서도 일정기간 동안만 수신대기상태 로 함으로써 배터리소모를 최소화하도록 하는 구성과,
    본 발명에 의한 안테나구조(300)로서 전파의 방향성과 통신사각을 최소화하기 위해 안테나(300)를 외부 목걸이 줄(302) 내부에 연선으로 만든 송수신용 안테나(301)를 내장하여 사람의 목 부분에 위치시킴으로써 전 후 방향으로 수신감도를 최적화한 후 안테나용컨넥터(304)를 "무선통신을 이용한 거리인식 경보장치"(303)와 연결사용 하도록 한 구조.
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