KR20110021449A - Anti-masking method and system of wireless sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 센서의 안티 마스킹 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 무선 센서에 침입자 또는 기타 주변환경적인 요인에 의해 마스킹이 발생하는 경우 무감지 상태임을 알리는 안티 마스킹 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a system for anti-masking of a wireless sensor. In particular, the present invention relates to an anti-masking method and a system for informing a wireless sensor that a masking state is not detected when masking occurs due to an intruder or other environmental factors.
종래의 방범 시스템은 도난 및 무단 침입을 방지하기 위한 시스템으로 외부로부터 침입이 가능한 곳에 각종 센서를 장착하고, 센서로부터 감지된 신호에 기초하여 침입에 대한 경보를 발생시키거나 경비 용역업체 또는 파출소 등으로 침입 사실을 알려 신속한 출동이 이루어질 수 있도록 하고 있다. Conventional security system is a system for preventing theft and unauthorized intrusion, and equipped with various sensors in the place where intrusion is possible from outside, and generates an alarm for intrusion based on the signal detected from the sensor, or to a security service company or police box, etc. It informs of the intrusion so that it can be dispatched quickly.
이러한 방범 시스템은 최근 아파트의 홈 오토메이션을 비롯하여 개인주택, 상가, 빌딩에 이르기까지 광범위하게 적용되고 있으며, 예컨대, 개별세대 방범시스템, 방재 시스템, 공동현관 출입통제 시스템, 주차관리 시스템, CCTV 감시장치 등을 들 수 있다. These security systems are widely applied to home automation of apartments, private houses, shopping malls, buildings, and so on. For example, individual household security systems, disaster prevention systems, entrance control systems, parking management systems, CCTV monitoring devices, etc. Can be mentioned.
방범 시스템에 사용되는 센서는 감시 영역내의 설치 장소 및 용도에 따라 다양한 종류가 개발되어 있으며 일반적으로 적외선 빔을 이용한 적외선 감지장치가 널리 이용되고 있다. Sensors used in security systems have been developed in various types according to the installation location and use in the surveillance area. In general, infrared sensors using infrared beams are widely used.
적외선 감지장치는 투광기와 수광기가 쌍으로 구성되어 출입문, 베란다, 창문, 담장 등과 같은 감시영역내의 소정 위치에 마주보는 형태로 설치된다.Infrared sensing device is composed of a transmitter and a receiver in a pair to be installed in a form facing each other in the surveillance area, such as doors, verandas, windows, fences.
적외선 감지 장치의 투광기는 적외선 신호를 발생시켜 수광기로 방사하고, 수광기는 투광기로부터 방사되는 적외선 신호를 분석하여 상기 적외선 신호가 차단된 경우 침입정보를 발생시킨다. 또한, 침입정보는 중앙관제장치에 알림으로써 침입자 감지에 따른 신속한 대응이 이루어 질 수 있도록 한다.The transmitter of the infrared sensing device generates an infrared signal and emits it to the receiver, and the receiver analyzes the infrared signal emitted from the transmitter to generate intrusion information when the infrared signal is blocked. In addition, the intrusion information is notified to the central control device so that a quick response according to the intruder detection can be made.
그러나, 적외선 감지 장치는 침입자 이외에 동물이나 낙엽 및 짙은 안개 등의 주변환경으로 인해 적외선 신호가 차광되어 오보가 발생할 수 있으며, 그로 인해 현장출동과 같은 인적 물적 비용이 증가되는 문제점이 지적되고 있다. 또한, 감지거리내의 침입 여부 상태만 감지 할 뿐 감지 대상의 크기와 이동속도를 확인할 수 없어 침입의 의도가 있는 대상과 그렇지 않은 대상의 구별이 불가능한 한계가 있다.However, the infrared sensing device may be misinformed due to the blocking of the infrared signal due to the surrounding environment such as animals, fallen leaves and dense fog in addition to the intruder, thereby increasing the human cost such as field trips. In addition, there is a limitation in that it is impossible to distinguish between the target of intrusion and the target of intrusion because only the state of intrusion within the detection distance is detected and the size and movement speed of the detection target cannot be confirmed.
한편, 이러한 적외선 감지 장치의 단점을 보완하기 위해 좀 더 강력한 투과 성능을 보이는 마이크로웨이브를 이용한 센서 및 초광대역(Ultra Wide Band, UWB) 레이더 센서를 이용한 무선 센서들이 개발되었다. On the other hand, to compensate for the shortcomings of the infrared sensing device, sensors using microwaves and ultra-wide band (UWB) radar sensors, which show more powerful transmission performance, have been developed.
마이크로웨이브는 거의 대부분의 물체를 투과하므로 뛰어난 감지성능을 발휘한다. 그리고, UWB 레이더 센서는 수 GHz 대의 UWB 신호를 송출하고, 송출한 신호를 수신신호로 수신하여 대상체(사람이나 물체 등)의 존재 유무를 감지한다. 또한 UWB 레이더 센서는 이동체의 존재 유무 감지와 더불어 이동체와의 거리를 산출하는 장점을 가지고 있다.Microwaves penetrate almost any object and show excellent sensing performance. The UWB radar sensor transmits a UWB signal of several GHz and receives the transmitted signal as a reception signal to detect the presence or absence of an object (a person or an object). In addition, UWB radar sensor has the advantage of detecting the presence of the moving object and calculate the distance to the moving object.
그러나, 이러한 무선 센서들은 침입자가 철판과 같은 금속성질의 차폐물을 이용해 물리적으로 송출신호를 차단할 경우 그 침입대상을 감지하지 못하는 무감지 현상이 발생하여 그 기능이 무력화되는 문제점을 가지고 있다. 그러므로, 이러한 무선 센서들의 장점을 적극 활용하기 위해서는 마스킹에 따른 무감지 상태를 확인할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있다.However, these wireless sensors have a problem in that when the intruder physically blocks the transmission signal by using a metallic shield such as an iron plate, a non-sensing phenomenon that does not detect the intrusion target occurs and the function is disabled. Therefore, in order to take full advantage of the advantages of these wireless sensors, there is an urgent need for a method of checking a non-sensing state due to masking.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 무선 센서가 목표물을 감지하지 못하도록 하는 안티 마스킹(Anti masking)에 따른 무선 센서의 무감지 상태를 검출하여 알리는 무선 센서의 안티 마스킹 방법 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems and provides a method and system for anti-masking of a wireless sensor that detects and informs the non-sensing state of the wireless sensor according to anti masking to prevent the wireless sensor from detecting a target. It is to.
전술한 기술 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서의 무감지 상태를 검출하기 위한 안티 마스킹 방법은,In order to solve the above technical problem, an anti-masking method for detecting a non-sensing state of a wireless sensor according to an embodiment of the present invention,
a) 상기 무선 센서가 감지영역에 무선신호 방사하고 물리적으로 반사되는 수신신호의 전력을 측정하는 단계; b) 시간에 따라 구분되는 복수의 윈도우에서 상기 수신신호의 전력이 미리 설정된 기준치를 연속적으로 초과하는지를 검출하여 무감지 상태를 판단하는 단계; 및 c) 판단되는 상기 무감지 상태를 외부로 표출하는 단계를 포함한다.a) measuring, by the wireless sensor, a power of a received signal that is wirelessly radiated to the sensing area and is physically reflected; b) determining whether there is no sensing state by detecting whether power of the received signal continuously exceeds a preset reference value in a plurality of windows divided by time; And c) expressing the determined non-sensing state to the outside.
여기서, 상기 b) 단계는, 제1 윈도우의 수신신호의 전력에 대한 역수를 구하고, 상기 역수를 선행 윈도우와 상대적 전력 값을 이용한 하나의 임계치와 비교하여 상기 임계치를 초과하는 경우 무감지 발생을 검출하는 단계; 상기 무감지 발생에 따른 카운터를 개시하는 단계; 및 무감지가 발생된 상기 제1 윈도우의 상기 수신신호 전력이 제2 윈도우의 카운터 종료시까지 동일하게 유지되는 것을 확인하면 무감지 발생 이벤트를 생성하는 단계를 포함한다.Here, in step b), the reciprocal of the power of the received signal of the first window is obtained, and the reciprocal is compared with one threshold using a preceding window and a relative power value to detect the occurrence of no detection when the threshold is exceeded. Making; Starting a counter according to the non-detection occurrence; And generating a non-sensing generation event when it is confirmed that the received signal power of the first window in which the non-sensing has occurred remains the same until the end of the counter of the second window.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서의 무감지 상태를 검출하기 위한 안티 마스킹 시스템은,On the other hand, the anti-masking system for detecting a non-sensing state of the wireless sensor according to an embodiment of the present invention,
감지영역에 시설되어 무선신호 방사하고 물리적으로 반사되어 수신되는 수신신호를 통해 침입 목표물을 감시하는 센서부; 및 시간에 따라 구분되는 복수의 윈도우를 설정하고, 설정된 상기 복수의 윈도우에서의 상기 수신신호 전력이 미리 설정된 기준치를 연속적으로 초과하는지 검출하여 무감지 상태를 판단하는 안티 마스킹 장치를 포함한다.A sensor unit installed in a detection area to monitor an intrusion target through a received signal that is radiated and physically reflected by a radio signal; And an anti-masking device for setting a plurality of windows divided according to time, and detecting whether the received signal power in the set plurality of windows continuously exceeds a preset reference value to determine a non-sensing state.
여기서, 상기 센서부는, 소스 신호를 이용하여 상기 무선신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 무선신호를 상기 감지영역으로 방사하는 신호 전송부; 안테나를 통해 상기 수신신호를 수신하고 외부 연동장치와의 통신을 수행하는 신호 수신부; 상기 반사되어 되돌아오는 상기 수신신호를 수신하기 위하여 상기 신호 수신부의 동작을 지연시키는 신호 지연부; 및 상기 수신신호를 디지털 신호 처리하여 수신신호 전력 및 수신시간을 파악하여 목표물의 감지, 거리 및 크기 중 적어도 하나를 산출하는 신호 처리부를 포함한다.Here, the sensor unit, a signal generator for generating the wireless signal using a source signal; A signal transmitter radiating the radio signal to the sensing area; A signal receiver configured to receive the received signal through an antenna and communicate with an external companion device; A signal delay unit delaying an operation of the signal receiver to receive the reflected signal from the reflected signal; And a signal processor for digitally processing the received signal to determine at least one of a detection, a distance, and a size of a target by identifying a received signal power and a reception time.
그리고, 상기 안티 마스킹 장치는, 제1 윈도우(선행 윈도우)의 수신신호 전력과 제2 윈도우(후위 윈도우)의 수신신호 전력을 미리 설정된 기준 임계치와 비교하여 무감지 발생여부를 검출하는 무감지 검출부; 상기 무감지가 발생된 제1 윈도우의 상기 수신신호 전력이 제2 윈도우에 동일하게 유지되는 것을 파악하여 무감지 발생 이벤트를 생성하는 제어부; 및 상기 무감지 발생 이벤트에 따라 무감지 상태를 알리는 경보를 외부로 표출하고, 미리 설정된 유관 시스템으로 통보하는 무감지 알람부를 포함한다.The anti-masking device may further include: a non-sensing detector configured to detect whether a non-sensing occurs by comparing a received signal power of a first window (preceding window) and a received signal power of a second window (backward window) with a preset reference threshold value; A controller configured to determine that the received signal power of the first window in which the non-sensing has occurred remains the same in a second window and generate a non-sensing generation event; And a non-sensing alarm unit expressing an alarm indicating a non-sensing state to the outside according to the non-sensing occurrence event, and notifying to a preset related system.
전술한 구성에 의하여 본 발명에 따르면 마스킹하는 차폐물의 매질과 무관하게 상대적인 전력 값만을 사용하여 마스킹 발생여부를 간단히 파악할 수 있으며, 복수의 윈도우에서 연속적으로 동일한 마스킹이 발생하는 경우 무감지 알람을 알리는 효과가 있다.According to the present invention by the above-described configuration, it is possible to simply determine whether the masking occurs using only the relative power value irrespective of the medium of the shielding masking, and the effect of notifying the non-sensing alarm when the same masking occurs continuously in a plurality of windows. There is.
또한, 신호 강도에 따른 복수의 윈도우 구간의 전력 값을 미리 설정된 상한 및 하한 임계치와 비교하고 이를 토대로 무감지 발생여부를 검출할 경우 금속 물질과 비금속 물질 별로 무감지에 대한 채널 이득 및 수신기의 잡음 전력을 모르더라도 간단히 무감지 검출이 가능한 효과를 기대할 수 있다.In addition, when comparing power values of a plurality of window sections according to signal strength with preset upper and lower threshold values and detecting whether there is no sensing, the channel gain and the noise power of the receiver for the non-sensing by metal and non-metallic materials are detected. Even without knowing this, it is possible to expect an effect that can be easily detected.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기 에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서의 안티 마스킹 방법 및 그 시스템 에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다. Now, an anti-masking method and a system of a wireless sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 예를 설명하기 전에, 먼저 도 1 및 도 2를 통해 일반적인 센서에서의 무감지 발생 및 이를 검출하는 방법을 개략적으로 설명한다.Before describing an embodiment of the present invention, first, a general description of a non-sense occurrence in a general sensor and a method of detecting the same will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 일반적인 무감지 상태에 따른 수신신호 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a graph illustrating a change in a reception signal according to a general non-sensing state.
도 2는 일반적인 상한과 하한 레벨 값을 이용한 무감지 검출 방법을 나타낸 그래프이다.2 is a graph illustrating a non-sensing detection method using general upper and lower limit level values.
전술했듯이 마스킹(Masking)은 센서 앞에 금속 물질 또는 비금속 물질을 위치시켜, 목표물(침입자 또는 기타 침입 장애물)을 감지하지 못하도록 하는 것을 말한다. As mentioned above, masking refers to placing a metallic or non-metallic material in front of the sensor so that the target (intruder or other intrusion obstacle) is not detected.
첨부된 도 1를 참조하면, 센서에서 무감지가 발생하는 경우 일반적인 경우와 는 달리 수신신호의 강도가 특정 레벨 값으로 상승 또는 하강한 다음 일정하게 유지되는 현상이 일어난다. 즉, 금속물질에 의한 무감지가 발생한 경우 수신신호의 강도(세기)가 강해져서 일정한 상승 값이 유지되며, 반대로 비금속 물질(또는 전파 흡수체 등)인 경우 수신신호의 강도가 약해져서 일정한 일정한 하강 값이 유지되는 현상이 나타난다.Referring to FIG. 1, when the sensorless detection occurs, unlike the general case, the intensity of the received signal rises or falls to a specific level value and then remains constant. That is, when no sensing is caused by a metal material, the strength (intensity) of the received signal is increased to maintain a constant rising value. On the contrary, in the case of a non-metallic material (or an electromagnetic wave absorber, etc.), the strength of the received signal is weakened, so that a constant constant falling value is obtained. The phenomenon is maintained.
센서에서의 기본 송수신신호 모델은 다음의 수학식 1과 같이 표현 가능하다.The basic transmit / receive signal model in the sensor may be expressed as
여기서, 센서의 펄스 폭이 매우 짧아 심볼간 간섭은 없다고 가정한다. 그리고, 다음과 같이 기호를 정의한다.Here, it is assumed that the pulse width of the sensor is very short and there is no inter-symbol interference. The symbol is defined as follows.
다음, 수신기에서는 저 복잡도로 목표물을 감지하기 위해 다음의 수학식 2와 같이 에너지 검출기를 사용한다고 가정한다. 또한 센서에서는 실수 값을 송신 한다고 가장한다. 만약 복소수 신호 모델이더라도 이를 단순 확장해서 적용이 가능할 것이다.Next, it is assumed that the receiver uses an energy detector as shown in
일반적으로 센서에서는 상한과 하한의 수신신호의 레벨(임계값)이 정해져 있다. 금속 물질로 무감지가 되도록 할 때 상한 수신레벨보다 높아지는 경향이 나타나며, 비금속 물질인 경우 하한 레벨보다 작아지는 경향이 발생한다. 또한, 무감지를 실시하는 경우 천이시간이 흐른 후 수신신호의 레벨이 커지거나 작아진 후 일정한 값을 유지하게 된다.In general, the sensor has a predetermined level (threshold) of the received signal at the upper and lower limits. When the metal material is non-sensitized, a tendency to be higher than the upper limit reception level appears, and a non-metallic material tends to be smaller than the lower limit level. In addition, in the case where no sensing is performed, a constant value is maintained after the level of the received signal increases or decreases after the transition time passes.
따라서, 무감지를 검출하기 위한 가장 보편적인 방법은 도 2에서와 같이 수신신호 강도가 상한과 하한 신호 수신레벨보다 크거나 낮아진 후 일정한 레벨을 유지하는지 확인하여 검출하는 것이다.Therefore, the most common method for detecting non-sensing is to check and detect whether or not a constant level is maintained after the received signal strength becomes greater or lower than the upper and lower limit signal reception levels as shown in FIG. 2.
그러나, 다음의 수학식 3을 살펴보자. However, consider Equation 3 below.
여기서, 수신신호의 전력 값은 반드시 무감지를 시도하는 물질에 의한 채널 이득 값(
한편, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.On the other hand, Figure 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a wireless sensor system according to an embodiment of the present invention.
여기서, 무선 센서는 초광대역(Ultra Wide Band, UWB) 레이더 센서, 무선주파수(Radio Frequency) 센서, 가시광선(Visible Light) 센서, 적외선(Infra-red) 센서 및 마이크로 웨이브(Microwave) 센서 등일 수 있다. 이하 본 발명의 실시 예에서는 무선 센서를 UWB 레이더 센서로 가정하여 설명하되 이에 한정되지 않는다.The wireless sensor may be an ultra wide band (UWB) radar sensor, a radio frequency sensor, a visible light sensor, an infrared ray sensor, a microwave sensor, or the like. . Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described assuming that the wireless sensor as a UWB radar sensor, but is not limited thereto.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서시스템은 침입이 예상되는 감지영역에 시설되어 무선신호 방사를 통해 침입 목표물을 감시하는 센서부(100) 및 센서부(100)의 물리적인 신호 차폐에 따른 무감지 상태 이벤트를 검출하여 외부에 표출하거나 연관된 장치와의 통신을 통해 알리는 안티 마스킹 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a wireless sensor system according to an embodiment of the present invention is installed in a sensing area where an intrusion is expected, and includes a
도 3의 무선 센서 시스템에서는 편의상 센서부(100)와 안티 마스킹 장치(200)를 구분하여 도시하였으나 이에 한정되지 않고, 하나의 시스템(기기)에 결합하여 구성될 수 있다.In the wireless sensor system of FIG. 3, for convenience, the
센서부(100)는 소스신호 생성부(101), UWB 신호 생성부(102), 신호 전송부(103), 스위치부(104), 신호 지연부(105), 신호 수신부(106) 및 신호 처리부(107)를 포함한다.The
소스신호 생성부(101)는 UWB 신호를 만들기 위한 소스 신호를 생성한다. 여기서 상기 소스 신호는 펄스 신호일 수 있다.The source signal generator 101 generates a source signal for generating a UWB signal. The source signal may be a pulse signal.
UWB 신호 생성부(102)는 소스 신호를 이용하여 UWB 신호를 생성하며, 신호 전송부(103)는 UWB 신호 생성부(102)에 의해 생성된 UWB 신호를 외부로 전송한다.The UWB signal generator 102 generates a UWB signal using the source signal, and the
스위치부(104)는 소스신호 생성부(101)에 의해 스위칭 동작을 수행하며, 신호 전송부(103)와 안테나를 전기적으로 연결하거나, 신호 수신부(106)와 안테나를 전기적으로 연결한다. 이러한 스위치부(104)의 스위칭 동작에 따라 신호 전송부(103)에 의해 생성된 UWB 신호가 외부로 송출되거나, 외부로부터 신호가 수신된다.The
신호 지연부(105)는 송출한 UWB 신호가 되돌아오는 것을 수신하기 위하여 신호 수신부(106)의 동작을 지연시키는 역할을 한다. The signal delay unit 105 serves to delay the operation of the
신호 수신부(106)는 스위치부(104)를 통해 수신되는 외부 신호를 수신한다. 여기서, 외부 신호는 목표물(대상체)에 의해 반사된 UWB 신호 및 센서부(100)와 연동하는 다른 통신 기기의 신호를 포함한다.The
신호 처리부(107)는 신호 수신부(106)를 통해 수신된 UWB 신호를 디지털 신호 처리하여 수신된 수신신호의 강도(즉, UWB 신호 세기를 나타내는 디지털 값) 및 수신 시간을 파악하고, 수신신호 강도가 설정된 임계치보다 크면 대상체 감지라고 판단한다. 이러한, 신호 처리부(107)는 목표물(대상체)을 감지하였다고 판단하면 수신 시간을 거리로 환산하여 목표물까지의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 목표물의 크기와 위치까지도 예측이 가능하다.The
안티 마스킹 장치(200)는 무감지 검출부(201), 무감지 알람부(202) 및 제어부(203)를 포함한다.The
무감지 검출부(201)는 센서부(100)로부터 수신되는 UWB 신호 강도에 대하여 일정한 시간으로 구분된 복수의 윈도우를 설정한다. 그리고, 상기 UWB 신호 강도에 따른 각 윈도우 구간의 전력 값을 미리 설정된 상한 및 하한 임계치와 비교하여 이를 토대로 무감지 발생여부를 검출한다. 또한, 각 윈도우의 전력 값 비율과 이의 역수 값을 토대로 무감지가 발생하는지 여부를 검출할 수도 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 뒤에서 다시 언급하기로 한다.The non-sensing detection unit 201 sets a plurality of windows divided by a predetermined time with respect to the UWB signal strength received from the
무감지 알람부(202)는 무감지 검출부(201)에서 검출되는 무감지 발생에 따라 무감지 상태를 알리는 경보를 외부로 표출하고, 미리 설정된 무감지 발생 이벤트정보를 해당 관리자 및 연관된 시스템으로 전송하여 알리는 역할을 한다. 여기서, 상기 경보의 표출은 도면에서는 생략되었으나 경광등 및 스피커 등을 통해 시각적 청각적으로 표출할 수 있다. 또한, 상기 연관된 시스템은 예컨대, 관할 경찰서, 보안회사의 서버 등일 수 있으며 관리자에게는 미리 설정된 연락처로 단문/멀티 메시지(SMS/MMS) 및 이메일(E-Mail) 형식으로 전송할 수 있다.The
제어부(203)는 안티 마스킹 장치(200)의 전반적인 동작을 위한 상기 각부의 동작을 제어하는 역할을 하며, 무감지가 발생된 제1 윈도우의 수신신호 전력이 제2 윈도우에 동일하게 유지되는 것을 파악하여 무감지 발생 이벤트를 생성한다.The
또한, 무감지 발생을 검출하기 위한 윈도우 설정 및 윈도우 에서의 전력 값 등의 각종 연산을 수행할 수 있다.In addition, various operations such as window setting and power value in the window may be performed to detect the occurrence of non-sensing.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 시스템은 기존의 단순 고정되는 상한과 하한의 임계 값을 사용하는 방법과 달리 다음과 같은 이점을 가진다.The wireless sensor system according to the exemplary embodiment of the present invention has the following advantages, unlike the conventional method of using a simple fixed upper and lower threshold values.
먼저, 금속 또는 비금속 물질에 대한 채널 이득정보가 없어도 되며, 수신측에서의 잡음전력을 알 필요가 없다. 그리고, 마스킹 검출을 위한 임계값이 상대적인 전력 값만을 사용하기 때문에 채널환경과 무관하게 일한 이점이 있다.First, there is no need for channel gain information for metal or nonmetallic materials, and there is no need to know the noise power at the receiver. In addition, since the threshold value for masking detection uses only a relative power value, there is an advantage of working regardless of the channel environment.
한편, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복수의 윈도우 내의 전력 값을 이용하는 무감지 검출 방법을 나타낸다. 4 illustrates a non-sensing detection method using power values in a plurality of windows according to the first embodiment of the present invention.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 안티 마스킹 장치(200)의 무감지 검출부(201)는 복수(예; 2개)의 윈도우 전력 값을 이용하여 무감지 발생여부를 검출할 수 있으며, 이를 설명하기 위해 다음과 같이 정의한다.Referring to FIG. 4, the non-sensing detection unit 201 of the
- 윈도우 1은 수신신호의 l번째 샘플로부터 l+N-1까지의 수신신호
- 윈도우 2는 수신신호의 l+N번째 샘플로부터 l+2N-1까지의 수신신호
- P1은 N개의 샘플로 구성된 윈도우 1에서의 전력 값P1 is the power value in
- P2는 N개의 샘플로 구성된 윈도우 2에서의 전력 값P2 is the power value in
- 윈도우 1은 선행 윈도우이며 윈도우 2는 후위 윈도우로, 윈도우 1과 윈도우 2는 중첩되지 않는다.-
보다 자세한 것은 아래의 수학식 4를 통해 설명될 수 있을 것이다.More details may be described through Equation 4 below.
센서부(100)는 항상 동일한 신호를 송신하기 때문에 
즉, 윈도우 1에서의 전력 값은 아래의 수학식 5를 통해 계산할 수 있다.That is, the power value in the
또한, 윈도우 2에서의 전력 값을 상기 수학식 5와 동일한 방법으로 계산하면 다음의 수학식 6을 통해 계산할 수 있다.In addition, if the power value in the
무감지 검출부(201)는 각각의 윈도우 내의 무감지 여부를 출력할 경우 다음과 같은 세 가지 조건을 확인할 수 있다.The non-sensing detection unit 201 may check the following three conditions when outputting whether there is no detection in each window.
Case 1: 윈도우 1과 윈도우 2에 무감지가 없는 경우Case 1: There is no sense in
Case 2: 윈도우 1에 무감지가 없고 윈도우 2에 무감지가 있는 경우Case 2: If
Case 3: 윈도우 1과 윈도우 2에 무감지가 동시에 발생하는 경우Case 3: Insensitivity to
여기서, 윈도우1은 선행 윈도우이고 윈도우2는 후위 윈도우이다.Here,
먼저, 첫 번째 케이스(Case 1)는 윈도우 1과 윈도우 2에 무감지가 없는 경우는 다음의 수학식 7과 같다.First, the first case (Case 1) is the case in which there is no sense in
여기서, 윈도우 1의 채널 이득 값과 윈도우 2의 채널 이득 값이 일정하다는 것을 보여준다. Here, it is shown that the channel gain value of the
무감지 검출부(201)는 무감지가 없는 상태에서 윈도우 1의 채널 이득 값과 원도우 채널 2의 이득 값이 일정하게 유지되므로 정상적인 동작범위로 판단한다.The non-sensing detection unit 201 determines that the channel gain value of the
다음, 두 번째 케이스(Case 2)는 윈도우 1에 무감지가 없고 윈도우 2에 무감 지가 있는 경우로 다음의 수학식 8 및 수학식 9와 같다.Next, the second case (Case 2) is a case where there is no sense in the
이 경우는 금속물질로 무감지를 시도하는 경우로 반사율이 매우 높음을 보여준다. 따라서, 윈도우 1의 채널 이득 값보다 윈도우 2의 채널 이득 값이 크게 나타난다. In this case, the non-sensing attempt with a metallic material shows a very high reflectance. Therefore, the channel gain value of the
반면, 두 번째 케이스(Case 2)에서 윈도우 1에 무감지가 있고 윈도우 2에 무감지가 없는 경우는 비금속 물질로 무감지를 시도하는 경우로 
이런 경우 무감지 검출부(201)는 윈도우 1에서 무감지가 발생하였으나 윈도우 2에서까지 무감지가 유지되지 않았으므로 카운터를 초기화하고 정상상태로 판단한다.In this case, the non-sensing detection unit 201 initializes the counter and determines that it is in a normal state because no detection occurs in the
다음, 세 번째 케이스(Case 3)는 윈도우 1과 윈도우 2에 무감지가 동시에 발생하는 경우로 다음의 수학식 10과 같다. Next, the third case (Case 3) is a case where the senseless occurs at the same time in
이 경우는 금속 혹은 비금속 물질로 무감지가 시도된 상태에서 윈도우 1의 채널 이득 값과 윈도우 2의 채널 이득 값이 일정하게 유지되는 것을 보여 준다. 즉, 윈도우 1과 윈도우 2에 무감지가 동시에 발생하는 경우는 윈도우 1에서 발생한 무감지가 연속적으로 윈도우 2에 유지되는 것을 의미한다. This case shows that the channel gain value of
그러므로, 무감지 검출부(201)는 상기 세 번째 케이스(Case 3)와 같이 윈도우 1에서 발생된 무감지가 윈도우 2에도 일정하게 유지되는 경우를 확인하면 마스킹(masking)에 의한 무감지가 발생된 것으로 판단할 수 있다.Therefore, when the non-sensing detection unit 201 checks the case in which the non-sensing generated in the
한편, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복수의 윈도우에서의 전력 값을 이용한 무감지 검출 결과를 나타낸다. 5 illustrates a non-sensing detection result using power values in a plurality of windows according to the first embodiment of the present invention.
첨부된 도 5를 참조하면, 무감지 검출부(201)는 각각의 윈도우 내의 무감지 발생 결과에 따른 피크 값을 출력하는 상태를 보여준다. 예컨대, 상기 두 번째 케이스(Case 2)에서 금속물질로 인한 마스킹(Masking)이 시도되는 경우 피크 값이 상승하고, 비금속물질로 인한 마스킹이 시도되는 경우 피크 값이 하강하는 형태로 출 력될 수 있다.Referring to FIG. 5, the non-sensing detection unit 201 shows a state of outputting a peak value according to a result of the non-sensing occurring in each window. For example, when the masking due to the metal material is attempted in the second case (Case 2), the peak value may be increased, and when the masking due to the non-metallic material is attempted, the peak value may be output in the form of falling.
이와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복수의 윈도우에서의 전력 값을 이용한 무감지 검출방법은 금속 물질과 비금속 물질별로 무감지에 대한 채널 이득 및 수신기의 잡음 전력을 모르더라도 간단히 무감지 검출이 가능한 장점이 있다. 예컨대, 금속 물질인 경우, 임계값>1으로 세팅을 한 특정 시간 후에도 1.0 값을 지속적으로 보인다. 또한, 비금속 물질인 경우, 임계값<1로 세팅하여 동일한 방식을 적용할 수 있다. As described above, in the non-sensing detection method using power values in a plurality of windows according to the first embodiment of the present invention, the non-sensing detection is simply performed even if the channel gain and the noise power of the receiver are not known for each metal and non-metal material. There are possible advantages. For example, in the case of a metallic material, the value 1.0 remains constant even after a certain time of setting the threshold value> 1. In addition, in the case of a non-metallic material, the same method can be applied by setting the threshold value <1.
한편, 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무감지 검출방법에서는 무감지 검출을 위해서 두 개의 임계 값을 세팅한 후 결과 값을 비교하는 과정이 필요하다. 그러나 본 발명의 제2 실시 예에 따르면 단순히 하나의 임계 값을 적용하여 다음의 수학식 11과 같이 
한편, 도 6는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하나의 임계 값을 적용하는 무감지 검출 결과를 나타낸다.6 illustrates a result of the non-sensing detection applying one threshold value according to the second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무감지 발생에 따른 
첨부된 도 6을 참조하면, 무감지 검출부(201)는 상기 수학식 11에서와 같이 
즉, 각 윈도우의 무감지 특성에 따라 도 7과 같이 
한편, 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 센서의 안티 마스킹 방법을 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an anti-masking method of a wireless sensor according to a second embodiment of the present invention.
먼저, 또한, 안티 마스킹 검출을 위한 시스템은 전술한 구성을 바탕으로 하되, 그 안티 마스킹 검출을 위한 주요 동작 조건은 다음과 같다.First, the system for anti-masking detection is based on the above-described configuration, but the main operating conditions for the anti-masking detection are as follows.
무감지가 발생하는 경우 
첨부된 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 센서부(100)가 감지영역에 무선신호 방사하고 물리적으로 반사되는 수신신호의 전력을 측정한다. Referring to FIG. 8, the
안티 마스킹 장치(200)는 초기화 및 카운터 C(n)=0을 세팅한 후 
안티 마스킹 장치(200)는 윈도우 1에서의 마스킹 발생을 검출하면(S804), 윈도우 1에 마스킹이 발생한 순간부터 카운터 C(n)값을 하나씩 증가시킨다(S805). 이어서, 마스킹을 확인하기 위한 충분한 시간이 만족하면(S806),
그리고, 안티 마스킹 장치(200)는 윈도우 1과 윈도우 2에 마스킹이 동시에 발생하였는지를 판단하여(S808), 
반면, 상기 S808 단계에서의 판단결과 
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면 마킹하는 매질과 무관하게 동일한 a1과 a2 값만을 사용하여 마스킹 발생여부를 간단히 파악할 수 있으며, 복수의 윈도우에서 연속적으로 동일한 마스킹이 발생하는 경우 무감지 상태를 알리는 효과가 있다.As described above, according to an exemplary embodiment of the present invention, masking may be easily detected using only the same values of a 1 and a 2 irrespective of the marking medium. Notify is effective.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited only to the above embodiments, and various other changes are possible.
예컨대, 도 8에 도시한 본 발명의 제2 실시 예에서는 안티 마스킹 장치(200)가 S804 단계에서 윈도우 1에서의 마스킹 발생을 검출하는 조건(이하, 제1 조건)을 δa(n)≥α1로 하고, S808 단계에서 윈도우 1과 윈도우 2에서 마스킹이 동시에 발생하는 조건(이하, 제2 조건)을 δa(n+Ct)≤α2 로 하였다. For example, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 8 example, the condition (the first condition) for
그러나, 제1 실시 예에 따르면 금속과 비금속의 경우 다른 조건을 적용하여 구현할 수 있다. 금속의 경우 제1 조건을 δa(n)≥α1 로 하고, 제2 조건을 δa(n+Ct)≤α2 로 한다. 또는, 비금속인 경우 제1 조건을 δa(n)<α1 로 하고, 제2 조건을 δa(n+Ct)≤α2로 사용할 수 있다.However, according to the first embodiment, the metal and the nonmetal may be implemented by applying different conditions. In the case of metal, the first condition is δ a (n) ≧ α 1 , and the second condition is δ a (n + Ct) ≦ α 2 . Alternatively, in the case of a nonmetal, the first condition may be δ a (n) <α 1 , and the second condition may be used as δ a (n + Ct) ≦ α 2 .
그래서, 기존의 단순 고정 상한과 하한 사용 기법이 금속별로, 비금속별로 사용하는 마스킹 발생 임계값이 달라 임계 값의 설정이 매우 어려운데 비해, 금속 물질과 비금속 물질별로 무감지에 대한 채널 이득 및 수신기의 잡음 전력을 모르더라도 간단히 무감지 검출이 가능한 효과를 기대할 수 있다.Therefore, the conventional simple fixed upper limit and lower limit use method is very difficult to set the threshold value because the masking occurrence threshold used by metal and non-metal is different, the channel gain and the noise of the receiver for the non-sensibility by metal and non-metallic material Even if you don't know the power, you can expect the effect that can be detected without detection.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라 면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.An embodiment of the present invention is not implemented only through the above-described apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded, and the like. In addition, such an implementation may be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 일반적인 무감지 상태에 따른 수신신호 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a graph illustrating a change in a reception signal according to a general non-sensing state.
도 2는 일반적인 상한과 하한 레벨 값을 이용한 무감지 검출 방법을 나타낸 그래프이다.2 is a graph illustrating a non-sensing detection method using general upper and lower limit level values.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a wireless sensor system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복수의 윈도우 내의 전력 값을 이용하는 무감지 검출 방법을 나타낸다.4 illustrates a non-sensing detection method using power values in a plurality of windows according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복수의 윈도우에서의 전력 값을 이용한 무감지 검출 결과를 나타낸다.5 illustrates a non-sensing detection result using power values in a plurality of windows according to the first embodiment of the present invention.
도 6는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하나의 임계 값을 적용하는 무감지 검출 결과를 나타낸다.6 illustrates a result of the non-sensing detection applying one threshold value according to the second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무감지 발생에 따른 
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 센서의 안티 마스킹 방법을 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an anti-masking method of a wireless sensor according to a second embodiment of the present invention.
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