KR0134740B1 - Home automation system sensor interface circuit - Google Patents
Home automation system sensor interface circuitInfo
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Abstract
홈오토메이션 시스템에의 센서부를 구비한 센스 엔터패이싱에 있어서, 제어수단에서 상기 홈오토메이션 시스템의 감지상태를 처리하고 각부를 제어하고, 입력수단에서 상기 센서부로부터 감지값을 읽어 제어신호발생수단에서 상기 감지값을 읽기 위한 제어신호를 발생한다. 그리고 상기 제어신호 발생수단의 출력에 의해 상기 센서부의 각부 상태를 기준값과 비교하여 센서부의 각 부 연결 상태값을 발생하여 상기 입력수단으로 제공토록 구성되어 있다.In the sensing enter provided with a sensor unit to a home automation system, the control unit processes the sensing state of the home automation system, controls each unit, and reads the sensed value from the sensor unit in the input unit, A control signal for reading the sensed value is generated. And by the output of the control signal generating means to compare the state of each part of the sensor unit with a reference value, it is configured to generate each connection state value of the sensor unit to provide to the input means.
Description
제 1도는 본 발명의 실시예에 따른 회로도1 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
제 2도는 제 1도의 센서인터페이스부의 구체 회로도.2 is a specific circuit diagram of the sensor interface unit of FIG.
제 3도는 본 발명에 따른 제 1도의 전원공급수단의 전원공급타이밍도3 is a power supply timing diagram of the power supply means of FIG. 1 according to the present invention.
본 발명은 홈오토메이션(Home Automation)시스템에 있어서 센서인터페이스 회로에 관한 것으로, 특히 홈오토메이션 시스템의 설치상태를 감지하는 홈오토메이션 시스템에서 센서인터페이스회로에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor interface circuit in a home automation system, and more particularly, to a sensor interface circuit in a home automation system for detecting an installation state of a home automation system.
일반적으로 홈오토메이션 시스템에서는 화재, 가스누출, 방범 등 각종 상태를 감지하기 위한 센서가 설치되어 있다.In general, home automation systems are equipped with sensors for detecting various conditions such as fire, gas leakage, crime prevention.
상기 센서부의 센싱결과를 받아 처리하는 센서인터페이스에서는 센서의 연결라인에 저항성분이 연결되어 이상 상태로부터 정상과 비정상태에 대해 명확히 구분 감지처리토록 구성되어 있다.In the sensor interface for receiving and processing the sensing result of the sensor unit, a resistance component is connected to the connection line of the sensor so as to clearly distinguish between normal and abnormal states from abnormal conditions.
이와같은 구성은 국내 삼성전자에서 제작된 모델 SHT-101, 103, 208, 206, 101 RF, 103H가 그에 해당된다.Such a configuration corresponds to models SHT-101, 103, 208, 206, 101 RF, and 103H manufactured by Samsung Electronics in Korea.
그러나 이와같은 연결구성은 라인이 절단되더라도 상기 저항을 통해 구동전원이 그대로 흐르게 되므로 센싱시스템은 라인 절단 상태를 전혀 알 수 없다. 즉, 시스템을 도난 당하더라도 이를 미리 알 수 없는 문제점이 있었다.However, in this connection configuration, even though the line is cut, the driving power flows as it is through the resistor, so the sensing system cannot know the state of the line cut at all. That is, even if the system is stolen there is a problem that can not know in advance.
따라서 본 발명의 목적은 홈오토메이션 시스템의 센싱부의 선로 연결의 단선여부를 감지하여 홈오토메이션 시스템의 도난을 방지할 수 있도록 함과 동시에 감지에 있어 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a circuit that can detect the disconnection of the line connection of the sensing unit of the home automation system to prevent theft of the home automation system and at the same time significantly improve the reliability in the detection.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1도는 본 발명에 따른 회로도로서, 홈오토메이션의 각종 처리용 프로그램 데이타를 보관하고 있는 룸(104)과, 현재 처리된 프로그램 및 감지 데이타를 일시적으로 보관하는 램(103)과, 홈오토메이션에서 가스누설, 화재, 금고 또는 도난방지등을 위한 상태를 감지하는 센서(S1-S4)를 구비한 센서부(109)와 상기 센서부(109)의 센서(S1-S4)로 부터 상기 롬(104)에 기록된 프로그램에 따라 제어하여 센싱값을 읽기 위한 제어데이타를 발생하고 이의 결과에 따라 상태 감지값을 읽어 처리하는 중앙처리장치(102)와 상기 센서부(109)의 감지된 데이타를 래치하는 리드래치(105)와, 상기 센서부(109)에서 감지할 데이타를 리드하기 위한 제어데이타를 래치하는 라이트래치(107)와 상기 라이트 래치(107)의 출력 데이타를 완충하는 버퍼(106)와, 상기 버퍼(106) 및 리드래치(105)와 연결되어 상기 센서부(109)의 상기 센서(S1-S4)로 부터 감지 상태값을 읽기 의해 인터페이싱을 하는 센서인터페이싱부(108)와, 상기 센서(S1-S4)의 해당센서의 각 연결라인간에 저항(R1,R11-R13)을 연결하고 서지가 유기될 경우 시스템을 보호하는 바리스터(Z6-Z9)를 연결하며 상기 센서를 연결하는 일측 라인에 코일(L1,L3,L5, L7)을 통해 전원단(Vcc)을 연결하고 타측라인의 각각에 코일(L2,L4,L6,L8)을 상기 센서인터페이싱부(108)에 연결하는 센싱출력부(126)와, 상기 버퍼(106)의 출력단(OUT1)에 트랜지스터(Q101)의 베이스를 연결하고 상기 트랜지스터(Q1)의 콜랙터에 다이오드(D101)을 연결하여 코일(L15)을 통해 상기 센서부(109)의 각 센서(S1-S4)에 전원을 공급하는 전원공급부(125)로 구성된다.1 is a circuit diagram according to the present invention, which includes a room 104 for storing various types of program data for home automation, a RAM 103 for temporarily storing currently processed programs and sensed data, and a gas in home automation. The ROM 104 is provided from a sensor unit 109 having a sensor S1-S4 for detecting a state for leakage, fire, safe or theft prevention, and a sensor S1-S4 of the sensor unit 109. A control for generating a control data for reading a sensing value by controlling according to a program recorded in the program and latching the sensed data of the sensor unit 109 and the central processing unit 102 for reading and processing the state detection value according to the result. A latch 105, a write latch 107 for latching control data for reading data to be sensed by the sensor unit 109, a buffer 106 for buffering output data of the write latch 107, and Buffer 106 and Read Latch 105 Connected to the sensor interface unit 108 for interfacing by reading detection state values from the sensors S1-S4 of the sensor unit 109, and respective connection lines of the corresponding sensors of the sensors S1-S4. Connect the resistors (R1, R11-R13) to each other, connect the varistors (Z6-Z9) to protect the system when the surge is induced, and through the coils (L1, L3, L5, L7) on one line connecting the sensors. A sensing output unit 126 connecting the power supply terminal Vcc and connecting the coils L2, L4, L6, and L8 to the sensor interfacing unit 108 on each of the other lines, and an output terminal of the buffer 106; The base of the transistor Q101 is connected to OUT1 and the diode D101 is connected to the collector of the transistor Q1 to supply power to each sensor S1-S4 of the sensor unit 109 through the coil L15. It is composed of a power supply 125 for supplying.
제 2도의 (2A)∼(2D)는 본 발명에 따른 제 1도의 센서 인터페이싱부(108)의 구체 회로도로서 트랜지스터(Q1)의 에미터에 센싱 출력부(126)의 코일(L2)을 통해 센서부(109)의 센서(S1)의 센싱신호가 입력되도록 연결되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 저항 (R1,R2)을 통해 상기 버퍼(105)의 출력단(OUT)이 연결되며, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 저항 (R3∼R5)로부터 저항 (R24)을 통해 연산증폭기(U1A)의 비반전단(+)을, 연산증폭기(U1B)의 반전단(-)을 연결하고, 상기 연산증폭기(U1B)의 비반전단(+)에 저항(R21∼R23)을 연결하여 기준전압을 제공하며, 상기 연산증폭기(U1A)의 반전단(-)에 저항 (R25∼R27)을 연결하여 기준전압으로 제공되어 상기 연산증폭기(U1B∼U1A)의 출력이 저항(R42∼R43) 에 의해 풀업되어 출력단 (DETI1,DET2)으로 출력되어 리드래치(105)의 입력단 (D0∼D1)으로 입력된다.2A to 2D of FIG. 2 are specific circuit diagrams of the sensor interface 108 of FIG. 1 according to the present invention, through the sensor L1 of the sensing output unit 126 to the emitter of the transistor Q1. The sensing signal of the sensor S1 of the unit 109 is connected to the input, and the output terminal OUT of the buffer 105 is connected to the base of the transistor Q1 through resistors R1 and R2. The collector of (Q1) connects the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier U1A and the inverting terminal (-) of the operational amplifier U1B through the resistor R24 from the resistors R3 to R5. The resistor R21 to R23 is connected to the non-inverting terminal (+) of U1B to provide a reference voltage, and the resistor R25 to R27 is connected to the inverting terminal (-) of the operational amplifier U1A to the reference voltage. The outputs of the operational amplifiers U1B to U1A are pulled up by the resistors R42 to R43 and output to the output terminals DETI1 and DET2 to the input terminals D0 to D1 of the read latch 105. Is entered.
이는 센서부(109)의 센서(S1)에서의 인터페이싱이며, 제 2도는 (2B)는 제 2도의 (2A) 와 같이 센서(S2)에서 인터페이싱예이고, 제2도 (2C)는 제 2도의 (2A)와 같이 센서(S3)에서의 인터페이싱예이며, 제 2도 (2D)는 제2도의(2A)와 같이 센서(S4)에서의 인터페이싱예이다.This is the interfacing in the sensor S1 of the sensor unit 109, the second diagram (2B) is an example of interfacing in the sensor S2 as shown in (2A) of FIG. 2, the second diagram (2C) of FIG. 2A is an example of interfacing in the sensor S3, and FIG. 2D is an example of interfacing in the sensor S4 as in FIG. 2A of FIG.
제 3도의 (3A),(3B)는 본 발명에 따른 제 1도의 전원공급부(125)의 전원공급타이밍도로서, (3A)는 전원공급부(125)에서 전원공급 온시의 예시도이며, (3B)는 전원공급부(125)에서 전원공급 오프시의 예이다.3A and 3B of FIG. 3 are power supply timing diagrams of the power supply unit 125 of FIG. 1 according to the present invention, and 3A is an illustration of power supply on from the power supply unit 125, and FIG. ) Is an example of power supply off from the power supply 125.
따라서 본 발명의 구체적 일실시예를 제1도∼3도를 참조하여 상세히 설명하면, 센서부(109)의 센서(S1∼S4)로부터 감지상태값을 읽기 위해서 중앙처리장치(102)는 어드레스 디코더(101)에 제어신호를 입력하면 어드레스 디코더(101)는 센서부(109)로부터 센싱되어 검출한 결과값을 리드하거나 상기 센서부부(109)에서 센싱된 상대값을 상기 검출하기 위해 인에이블하기 위한 제어신호를 발생하며 버퍼(105)또는 라이트 래치(107)에 가해진다.Therefore, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3, in which the central processing unit 102 reads the detected state value from the sensors S1 to S4 of the sensor unit 109. When the control signal is input to the address 101, the address decoder 101 reads the result value detected by the sensor unit 109 or enables to detect the relative value sensed by the sensor unit 109. The control signal is generated and applied to the buffer 105 or the write latch 107.
상기 버퍼(105)는 중앙처리장치(102)가 상기 센서인터페이싱부(108)에서 검출된 상태값을 읽기 위해 어드레스 디코더(101)에서 리드제어신호를 발생한다. 상기 라이트래치(107)는 상기 센서인터페이싱부(108)가 상기 센싱출력부(126)로부터 출력되는 센싱상태값을 읽기 위해 버퍼(106)을 통해 인에이블신호를 발생하도록 어드레스 디코더(101)에서 상기 중앙처리장치(102)의 출력데이타를 래치한다.The buffer 105 generates a read control signal from the address decoder 101 so that the central processing unit 102 reads the state value detected by the sensor interfacing unit 108. The write latch 107 causes the sensor interfacing unit 108 to generate an enable signal through the buffer 106 to read the sensing state value output from the sensing output unit 126. The output data of the central processing unit 102 is latched.
즉, 상기 라이트래치(107)에서 래치된 데이타는 버퍼(106)에서 완충되어 센서인터페이싱부(108)의 인에이블단(EN)으로 제공된다. 그리고 이 값은 제 2도(2A∼2D)의 트랜지스터(Q1∼Q4)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q1∼Q4)중의 어느 하나를 온 시키되, 제 3도와 같이 순차적으로 온/오프를 시키게 된다.That is, the data latched in the write latch 107 is buffered in the buffer 106 and provided to the enable end EN of the sensor interfacing unit 108. This value is applied to the bases of the transistors Q1 to Q4 in FIGS. 2A to 2D to turn on any one of the transistors Q1 to Q4, and turn on / off sequentially as shown in FIG.
상기 트랜지스터(Q1) 가 온될시 센서부(109)이 센서의 동작에 따른 스위칭 상태값이 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 나타나서 저항 (R3,R4)을 통해 저항 (R5,R24)를 지나 연산증폭기(U1A)의 비반전단(+)과 연산증폭기(U1B)의 반전단)-)에 인가되어 저항 (R21∼R23)에 의해 발생되는 기준전압과 저항(R25∼27)에 의한 기준전압과 비교되어 출력단(D0,D1)으로 소정출력값이 발생된다.When the transistor Q1 is turned on, the sensor unit 109 displays a switching state value according to the operation of the sensor in the collector of the transistor Q1 so as to pass through the resistors R5 and R24 through the resistors R3 and R4. Is applied to the non-inverting stage (+) and the operational amplifier (U1B) of U1A)-) and compared with the reference voltage generated by the resistors R21 to R23 and the reference voltage by the resistors R25 to 27 A predetermined output value is generated at (D0, D1).
상기 센서 인터페이싱부(108)의 출력값은 어드레스 디코더(101)의 출력에 의해 리드래치(105)를 인에이블 할 시 센싱부(109)의 상태값을 래치하여 중앙처리장치(102)가 읽어간다. 상기 중앙처리장치(102)는 상기 읽은 결과 값을 읽어가서 센서부(109)의 센서(S1)가 쇼트(Short)인지 오픈(Open) 인지 또는 정상인지를 확인하여 처리토록 되어 있다.The output value of the sensor interfacing unit 108 reads the central processing unit 102 by latching the state value of the sensing unit 109 when the read latch 105 is enabled by the output of the address decoder 101. The central processing unit 102 reads the read result and checks whether the sensor S1 of the sensor unit 109 is short, open or normal.
그리고 상기 제 2도(2A)의 연산증폭기(U1A, U1B)의 입력기준을 설정하는데 있어 연산증폭기(U1A)의 반전단을 2V, 연산증폭기(U1B)의 비반전단(+)을 4.9V로 맞추어 센서부(109)의 센서로 부터 출력되는 상태값을 감지할 수 있다. 먼저, 전체의 동작 상태를 구체적으로 살펴보면, 상기 중앙처리장치(102)는 센서부(109)에 전원을 공급하기 위해서 먼저 어드레스 디코더(101)에 데이터단(D0)을 하이로 라이트하고, 상기 센서부(109)의 센싱 상태를 체크하기 위해서는 어드레스 디코더(101)의 데이타단(D1)을 하이로 라이트한다. 따라서 상기데이타단(D0)이 하이이면 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 센서부(109)에 12V전원이 공급되고, 상기 센서부(109)의 센싱포트를 체크하기 위해서 데이타단(D1)을 하이로 하면 센서부(109)의 센싱 포트의 트랜지스터가 턴온되어 센서부(109)의 12V가 센서부(109)의 내부를 거쳐서 종단 저항(정상일 경우 보통 470Ω)과 센서 인터페이싱부(108)의 내부의 트랜지스터(Q1)의 에미터에 연결된 저항(R3,R4)(270 OHM)과 분압되며, 상기 분압된 전압은 다시 저항(R5,R24)에 의해 33KΩ과 200 KΩ으로 분압된다. 상기 저항값이 470 KΩ은 정상적일 경우이고, 또다른 상태인 개방(Open), 쇼트(Short)등과 같이 3부문으로 나타날 수 있으며, 상기 3가지 상태에 따라서 분압된 전압은 센서 인터페이싱부(108)의 내부회로 연산증폭기(U1B,U1A)의 입력단 반전단(+), 비반전단(+)으로 입력되어 연산증폭기(U1A,U1B)의 출력단(D0, D1)이 표 1과 같이 나타나게 된다.In setting the input reference of the operational amplifiers U1A and U1B of FIG. 2A, the inverting terminal of the operational amplifier U1A is set to 2V and the non-inverting terminal of the operational amplifier U1B is set to 4.9V. The state value output from the sensor of the sensor unit 109 may be sensed. First, referring to the overall operating state in detail, the central processing unit 102 first writes the data terminal D0 high to the address decoder 101 in order to supply power to the sensor unit 109, and then the sensor In order to check the sensing state of the unit 109, the data terminal D1 of the address decoder 101 is written high. Accordingly, when the data terminal D0 is high, the transistor Q1 is turned on to supply 12V power to the sensor unit 109, and the data terminal D1 is turned high to check the sensing port of the sensor unit 109. When the transistor of the sensing port of the sensor unit 109 is turned on, the 12V of the sensor unit 109 passes through the interior of the sensor unit 109 and terminates in the termination resistor (normally 470 Ω when normal) and the transistor inside the sensor interface 108. The divided voltages are divided by the resistors R3 and R4 (270 OHM) connected to the emitter of Q1, and the divided voltage is divided by the resistors R5 and R24 into 33 KΩ and 200 KΩ. The resistance value is 470 KΩ is normal, and may appear in three parts, such as another state of open, short, and the like, and the voltage divided according to the three states may correspond to the sensor interface 108. The input circuit inverting stage (+) and non-inverting stage (+) of the internal circuit operational amplifiers (U1B, U1A) of the output terminals (D0, D1) of the operational amplifier (U1A, U1B) are shown in Table 1.
[표 1]TABLE 1
상기 중앙처리장치(102)는 어드레스 디코더(101)의 데이타를 리드하여 출력단(D0,D1)의 상태를 읽어 상기 표1과 비교하여 인식한다.이에 따른 동작 타이밍도를 제 3도(3A,3B)와 같이 발생되는 것으로 (3A)는 센서부(109)에 전원공급 상태를 보인 것이고, (3B)는 센서부(109)에 전원 비공급 상태를 도시한 것이다. 상기 제 3도의 (3A)의 예는 상기 센서부(109)에 전원을 인가하고 난 후 어드레스 디코더(101)의 데이타단(D1)을 1라이트하고, 어드레스 디코더(101)의 리드래치(105)을 통해 데이타를 읽어서 상기 표1과 비교하면 센서부(109)의 상태를 알 수 있다. 상기 순차적으로 데이타단(D2,D3,D4)에 데이타를 라이트하고, 리드래치(105)을 통해 데이타를 읽어 상기 표1과 비교하여 센서 상태를 알 수 있다. 상기 제3도와 같이 시간적인 차이를 주면서 감지하는 것은 센서부(109)의 전력 소비를 줄이기 위한 것이다.The CPU 102 reads the data of the address decoder 101, reads the states of the output terminals D0 and D1, and recognizes them in comparison with Table 1 above. 3A is a power supply state to the sensor unit 109, and 3B is a power supply state to the sensor unit 109. In the example of (3A) of FIG. 3, after applying power to the sensor unit 109, the data stage D1 of the address decoder 101 is written to one, and the read latch 105 of the address decoder 101 is written. By reading the data through the comparison with Table 1, the state of the sensor unit 109 can be seen. The data may be sequentially written to the data terminals D2, D3, and D4, the data may be read through the read latch 105, and the sensor state may be compared with Table 1 above. Sensing while giving a time difference as shown in FIG. 3 is to reduce power consumption of the sensor unit 109.
한편,제 3도(3B)의 상기 센서부(109)의 전원을 공급하지 않고 각 센서라인을 감지하였을 경우 정상 데이타가 아니어야 하는데도 불구하고 정상적인 데이타가 감지되면 무감지로 볼 수 있다. 이것으로 센서(S1∼S4)의 연결이 직접적으로 설치가 되었는지 아닌지도 감지한다.On the other hand, if each sensor line is detected without supplying power to the sensor unit 109 of FIG. 3B, the normal data may be detected. This detects whether or not the sensors S1 to S4 are connected directly.
상술한 바와 같이 본 발명은 센서가 정상이냐, 아니면 이벤트 발생했느냐를 감지하고 이벤트가 발생을 한 것 중에서는 개방이냐 쇼트냐를 구분하여 감지하고 또한 센서의 설치를 잘못한 경우를 감지하여 무감지 상태를 미리 알 수 있다는 이점이 있다.As described above, the present invention detects whether the sensor is normal or an event occurs, and detects whether the sensor is open or short among the occurrence of the event, and also detects a case where the installation of the sensor is incorrect, so as to detect a non-sensing state in advance. There is an advantage to know.
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