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문제 정의
- 그리고 앞으로는 출입감지와 더불어 출입문의 개폐 및 원격 제어가 되도록 시스템 성능을 향상시키고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 MPU, CPU등은 사용하 지 않고 ALTE-RA사의 CPLD(EPF10K10 TC 144-3)와 적외선 센서를 이용하여 소형이면서 성능이 우수한 줄입 통제 보안 시스템을 개발하였4.
제안 방법
- STAT2에서는 키 선택 신호를 입력받아 최종 출력신호로 보내기 위해 상태를 Mealy- Machine 방식을 이용하여 최종상태로 이동하게 하였다.'4⑸ 그리고 현재 키 입력 상태를 표시하기 위해 출입허가를 위한 상태변화 신호 8개(a, b, c. d:출입허가를 위한 상태 신호, al, bl, cl, dl:출입 불허가를 위한 상태 신호) 를 OR gate를 이용하여 한 신호로 카운터 하여 LCD에 출력 데이타로 전송한다.
- n 장에서 정의된 각 블록의 아키텍쳐 레벨 회로도를 VHDL로 기술하여 VHDL 시뮬레이터로 그 모델을 검증하고 결과를 확인하였다.
- 출력장치로는 경고를 알리기 위한 부저와 출입을 허가하는 신호로 청색 LED, 출입 불허가 신호로 적색 LED를 사용하였다. 그리고 LCD를 이용하여각 상태의 정보를 문자로 출력시켰다. 표 1은 각 입력에 대한 출력 상태를 나타낸 것이다.
- D flip- flop에 1 #의 기준주파수를 인가하고 줄입이 허가된 상황에서는D flip-flop의 preset 단자에 신호를 인가하여 적외선 센서가 정상동작 한 것처럼 인식하게 만든다. 그리고 각 모듈로 이동하는 신호는 inve- rter를 통하여 반전되도록 하였다. 이것은 적외선 센서가 비정상적으로 동작되었을 때에도 부저를 통하여 출력을 보내 주기 위해서이다.
- RPT- 34PB3F)이다. 동작 전류 50mA에서 발광 다이오드의 Wide radiation angle 이 27 ° 이기 때문에 감지 성능 향상을 위해 수광 다이오드의 상하좌우간의 센서간격을 표 2와 같이 조절하였다.
- 이 블럭은 카운터를 수행하게 되는데 사용되는 카운터 블럭의 거대화를 막기 위하여 인가 주파수를 1Hz의 낮은 주파수로 채택하였다. 두 카운터 블럭은 같은 리셋신호를 발생시키기 위한 것이므로 동시에 신호가 발생하는 경우의 수가없_으므로 OR-gate를 이용하여 공통신호로 처리하였다.
- 따라서 본 연구에서 구현한 시스템은 보안 시스템의 각종 출입 환경에 적합하게 응용 가능하며, 센서 입력부를 제외한 대부분의 동작이 디지털 방식으로 구현되어 PC 등과 연계하여 시스템을 구축할 수 있으며, 출입자를 직접확인 할 수 있는 CCD 카메라 등의 설치도 용이하도록 설계하였다. 그리고 앞으로는 출입감지와 더불어 출입문의 개폐 및 원격 제어가 되도록 시스템 성능을 향상시키고자 한다.
- 본 연구에서는 보안 시스템을 적외선 센서와 CPLD를 이용하여 설계함으로서 LOGIC DEVICE# CPL-D 1 개로 집적화 하였다. 보안에 필요한 디지털부호를 RTL 레벨의 VHDL로 설계하고 ALTERA 사의 CPLD (EPF10K10TC 144-3)칩에 구현하여 그 기능을 PC와 각종 인터페이스를 이용하여 신호를 관찰하고, 출력 장치에 display 하여 그 기능을 검증하였다. 설계된 시스템은 56%의 LOGIC CELLS를 이용하였다.
- 본 연구에서는 그림 7에서와 같은 흐름도에따라 ALTERA사의 CPLD를 이용하여 pro- totype으로 제작하여 그 성능을 검증하였다. n 장에서 정의된 각 블록의 아키텍쳐 레벨 회로도를 VHDL로 기술하여 VHDL 시뮬레이터로 그 모델을 검증하고 결과를 확인하였다.
- 그러므로 보안 시스템 성능은 고성능, 다기능화가 요구되고, 동시에 소형화, 경량화를 추구하여야 한다. 본 연구에서는 보안 시스템을 적외선 센서와 CPLD를 이용하여 설계함으로서 LOGIC DEVICE# CPL-D 1 개로 집적화 하였다. 보안에 필요한 디지털부호를 RTL 레벨의 VHDL로 설계하고 ALTERA 사의 CPLD (EPF10K10TC 144-3)칩에 구현하여 그 기능을 PC와 각종 인터페이스를 이용하여 신호를 관찰하고, 출력 장치에 display 하여 그 기능을 검증하였다.
- 센서부를 구현 할 때는 출입문 안쪽에 센서를 설치함으로써 실제 출입자에 한해서 센서 신호를 감지할 수 있게 하였고, 우측에는 현재 상태를 표시하기 위한 LCD와 LED를 설치하였다. 입력장치로서는 키패드를 사용하였고 암호는 4자리 수로 되도록 하였다.
- 우선 입력장치로 불특정한 외부인의 무단 출입을 확인하기 위해 적외선 센서를 사용하였다. 그리고 외부인이 출입허가를 얻기 위한 수단으로 암호 키패드(16키)를 사용하였다.
- 위와 같은 검증과정을 통하여 동작상황을 확인 한 후에 실제 보안시스템을 제작하여 실험하였다. 센서부를 구현 할 때는 출입문 안쪽에 센서를 설치함으로써 실제 출입자에 한해서 센서 신호를 감지할 수 있게 하였고, 우측에는 현재 상태를 표시하기 위한 LCD와 LED를 설치하였다.
- 이와 같은 simulatiorr을 통하여 결과를 확인하고 하드웨어 검증을 위하여 CPLD로 구현을 하였고, VHDL 논리 합성기를 이용하여 논리 회로도를 생성하였다.
- 센서부를 구현 할 때는 출입문 안쪽에 센서를 설치함으로써 실제 출입자에 한해서 센서 신호를 감지할 수 있게 하였고, 우측에는 현재 상태를 표시하기 위한 LCD와 LED를 설치하였다. 입력장치로서는 키패드를 사용하였고 암호는 4자리 수로 되도록 하였다. 그리고 허용되지 않은 출입을 경고하기 위해 내부적으로 부저를 부착하였다.
- PLD 회로를 구성 . 제작하여 실제 출력을 oscilloscope를 이용하여 출력파형을 확인하였고, LED, LCD등의 출력장치를 이용하여 출력 결과를 확인하였다. 출입 감지용으로 사용한 센서는 적외선 수.
- 전체 시스템은 보통의 제어시스템설계 방식을 따르고 있다. 즉 입력부, 제어부, 출력부로 나누어지고, 보안시스템에서는 시간제어가 필요하기 때문에 feedback signal로 reset signal을 인가하는 알고리즘을 사용하였다.
대상 데이터
- 사용하였다. 그리고 외부인이 출입허가를 얻기 위한 수단으로 암호 키패드(16키)를 사용하였다. 출력장치로는 경고를 알리기 위한 부저와 출입을 허가하는 신호로 청색 LED, 출입 불허가 신호로 적색 LED를 사용하였다.
- 출입 감지용으로 사용한 센서는 적외선 수. 발광 다이오드(SIRT4TS 3F.RPT- 34PB3F)이다. 동작 전류 50mA에서 발광 다이오드의 Wide radiation angle 이 27 ° 이기 때문에 감지 성능 향상을 위해 수광 다이오드의 상하좌우간의 센서간격을 표 2와 같이 조절하였다.
- 보안에 필요한 디지털부호를 RTL 레벨의 VHDL로 설계하고 ALTERA 사의 CPLD (EPF10K10TC 144-3)칩에 구현하여 그 기능을 PC와 각종 인터페이스를 이용하여 신호를 관찰하고, 출력 장치에 display 하여 그 기능을 검증하였다. 설계된 시스템은 56%의 LOGIC CELLS를 이용하였다.
- 1개를 사용하였고, MAX + PLUS II에의한 배치와 배선을 수행하였다. 이와 같은 과정에 따라 MAX + PLUS n 에서 출력되는 셀 사용 정보에 의하면 56%의 셀을 사용하였다.
- 그리고 외부인이 출입허가를 얻기 위한 수단으로 암호 키패드(16키)를 사용하였다. 출력장치로는 경고를 알리기 위한 부저와 출입을 허가하는 신호로 청색 LED, 출입 불허가 신호로 적색 LED를 사용하였다. 그리고 LCD를 이용하여각 상태의 정보를 문자로 출력시켰다.
이론/모형
- 동작은 키패드 입력을 받아서 STAT2에서는 출입하기 위한 입력신호가 설정된 비밀번호와 같을 시에는 출입허가신호(admission signal), 입력이 비밀번호와 틀렸을 때 출입 불허가신호(nonadm- ission signal), 현재 키 입력 상태 신호 (#)의 4단계의 통과 과정을 거쳐 출력으로 나오게 된다. STAT2에서는 키 선택 신호를 입력받아 최종 출력신호로 보내기 위해 상태를 Mealy- Machine 방식을 이용하여 최종상태로 이동하게 하였다.'4⑸ 그리고 현재 키 입력 상태를 표시하기 위해 출입허가를 위한 상태변화 신호 8개(a, b, c.
성능/효과
- O〕)에서 비밀번호와 다른 입력신호를 차례대로 인가하면 380/zs 에서 불허가 신호가발생되어 부저가 울리고, 비밀번호와 같은 입력신호를 인가하였을 때 800#에서 허가 신호가 발생하여 줄입이 가능하게 된다. device 문제로 glitch가 발생하지만 키패드 입력부인 그림 3에서 클럭주파수에 동기를 맞추어 동작하기 때문에 오류 신호 발생 빈도가 현저히 낮아지고 문제가 되지 않음을 확인하였다. 그리고 출입하기 위해 현재 입력된 입력신호의 개수를 파악하기 위해 신호(y〔2.
- 또한 각 상태는 시간에 따라 변화 될 수 있으므로 1 kHz의 입력 주파수에 따라 현재 상태를 파악하여 모드전환을 하게 된다. 출입 환경이 최소 1초 이상 걸리는 것을 감안하면 1초에 1000회를 감지함으로 충분한 감지 효과를 가져 올 수 있다고 판단된다.
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