KR100981660B1 - Observation system for personal safety of fire fighter - Google Patents
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Abstract
본 발명에서 소방관의 안전 상태를 외부에서 감시할 수 있는 소방관의 개인안전 감시 시스템을 개시한다.The present invention discloses a personal safety monitoring system of a firefighter who can monitor the safety status of the firefighter from the outside.
본 발명에 따른 시스템은, 소방 차량 또는 통제상황실에서 보유하며, 각 소방관에 대한 위험요소를 검출하고, 이를 근거로 각 소방관에게 위험상황을 통지 및 통제하기 위한 무선 통제장치; 및 소방관의 위험상황을 규정화된 통신 프로토콜에 따라 상기 무선 통제장치로 전송하고, 상기 위험상황에 대한 통지 및 통제 신호를 해당 소방관에게 전송하여 이를 디스플레이하기 위한 상태검출 장치 및 헤드업 디스플레이 장치로 이루어진 개인 안전장치로 구성되고, 개인 안전장치는 소방관의 개별 장비로써, 소방 산소통 및 소방 헬멧으로 장착되며, 외부 설정이 가능한 고유코드가 부여되며, 소방 산소통 및 소방 헬멧은 상호 간 데이터 통신을 위해 지그비 또는 블루투스의 근거리 통신 시스템이 적용되고, 상기 무선통제 장치는 상기 개인 안전장치와 424MHz 대역 또는 447MHz 대역의 RF 통신 시스템이 적용된다.The system according to the present invention includes a wireless control device which is held in a fire fighting vehicle or a control situation room, detects a hazard for each firefighter, and informs and controls a danger situation to each firefighter based on this; And a status detection device and a head-up display device for transmitting a firefighter's dangerous situation to the wireless control device according to a prescribed communication protocol, and transmitting a notification and control signal for the dangerous situation to the corresponding firefighter for display. It is composed of personal safety devices, and the personal safety devices are individual equipment of firefighters, equipped with fire fighting tanks and fire helmets, and are assigned a unique code that can be set externally. The short range communication system of Bluetooth is applied, and the wireless control device is applied with the personal safety device and the RF communication system of 424MHz band or 447MHz band.
따라서, 본 발명은 소방관이 인지하지 못한 위험 상황에 대한 외부 지시가 가능하여, 소방관의 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention can be externally directed to the dangerous situation that the firefighter is not aware of, it is possible to promote the safety of the firefighter.
소방, 소방관, 안전, 통신, 디스플레이, 산소량, 산소압력, 헬멧, 산소통 Fire fighting, firefighter, safety, communication, display, oxygen, oxygen pressure, helmet, oxygen tank
Description
본 발명은 소방관의 안전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소방관의 보유 산소량을 포함한 주변 위험 요소를 지속적으로 감시하고, 감시결과에 따라 외부에서의 안전지시 및 안내를 수행할 수 있는 소방관의 개인안전 감시 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a firefighter's safety system, and more particularly, to the personal safety of firefighters that can continuously monitor the surrounding hazards, including the amount of oxygen held by the firefighter, and can perform safety instructions and guidance from outside according to the monitoring results. It relates to a surveillance system.
일반적으로, 소방관의 화재진압시 연무나 소음 등으로 소방관 자신의 위치를 분간 못하거나 사고를 당해 위험에 처해 있는 소방관을 구조하는 방법은 일일이 동료 소방관들이 찾아다녀야만 했다. 그러나, 정확한 위치가 파악되지 않는 소방관을 구조하다가 동료 소방관들도 위험에 처하는 경우가 발생하고 있는 것이 현실이다.In general, the firefighters had to visit their fellow firefighters to find out how to rescue the firefighters who were in danger due to accidents or noises. However, it is a reality that fellow firefighters are in danger while rescued firefighters who do not know the exact location.
따라서, 근래에는 건물의 화재진압시 위험에 빠진 소방관의 위치를 파악하여 쉽게 구조하기 위한 위치파악시스템이 구현되고 있는데, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Therefore, recently, a location detection system has been implemented to easily locate and rescue firefighters who are in danger of extinguishing a fire in a building.
먼저, 도 1은 종래 소방관 위치파악시스템을 개략적으로 나타낸 상태도 이며, 도 2는 소방관 위치파악시스템을 도시한 블록도이다. 이를 참조하면, 소방관 위치파악시스템은, 송신부(110)와, 수신부(120)와, 위치 파악부(130)와, 디스플레이부(140)와, 메인처리부(150)와, 음성전달 무선시스템(160) 및 데이터베이스(170)로 구성된다.First, Figure 1 is a state diagram schematically showing a conventional firefighter positioning system, Figure 2 is a block diagram showing a firefighter positioning system. Referring to this, the firefighter positioning system, the transmitting
상기 송신부(110)는 소방관이 착용하는 장비에 부착하여 움직임 및 위치를 검출하는 센서를 구비하고, 검출된 값을 송신하는 수단으로 자이로 센서(112)와 가속도 센서(114)로부터 추출된 값을 송신하게 된다. 상기 자이로 센서(112)는 각 가속도 값을 추출하는 것으로서, x y좌표상의 소방관의 움직임을 감지하는 센서이다.The
상기 가속도 센서(114)는 중력가속도 값을 추출하는 것으로서, z좌표상의 소방관의 높이를 감지하는 센서이다. 따라서, 상기 자이로 센서(112) 및 가속도 센서(114)에 의해 소방관의 위치를 정확히 파악할 수 있다. 그리고, 상기 송신부(110)는 소방관 각자의 고유의 식별번호가 부여되어 데이터베이스(170)에 저장된다. 상기 수신부(120)는 상기 센서에 의해 추출된 움직임 정보를 수신하게 된다.The acceleration sensor 114 extracts the gravity acceleration value, and detects the height of the firefighter on the z-coordinate. Therefore, the position of the firefighter can be accurately determined by the gyro sensor 112 and the acceleration sensor 114. In addition, the
상기 위치파악부(130)는 상기 수신부(120)에 의해 수신된 센서 값으로부터 움직임을 (x, y, z) 좌표를 이용하여 포착하고, 이를 데이터베이스(170)에 저장된 기준 좌표값과 비교하여 소방관의 위치를 파악한다. 상기 디스플레이부(140)는 (x, y, z) 좌표를 이용하여 포착된 움직임을 화면에 표시한다.The
상기 메인처리부(150)는 소방관이 쓰러져 상기 센서 값에 소정 기간 동안 변화가 없거나 소방관 자신이 위급한 상황에 처했을 때 긴급구조를 요청하는 경우, 그 소방관의 식별번호에 불이 켜짐과 동시에 긴급구조신호음을 내어 구조를 요청한다. 상기 음성전달 무선시스템(160)은 상기 긴급구조신호를 수신하여 다른 소방관 들에게 도움을 요청하는 시스템이다.The
따라서, 전술된 종래의 소방관 위치파악 시스템은, 소방관이 불의의 사고를 당하여, 당황하여 자신의 위치를 정확히 전달하지 못하거나 음성전달 무전시스템이 고장이 났을 때, 소방관이 어느 위치에 있는지 정확히 파악되므로, 소방관이 화재진압시 사고를 당했을 때 음성전달 무전시스템으로 근처에 있는 소방관에게 연락하여 구조받거나, 건물 밖에서 대기하는 소방관이 용이하게 구출할 수 있도록 하고 있다.Therefore, the above-described conventional firefighter positioning system, because when the firefighter is inadvertently accidentally, do not convey his position accurately in a panic or the voice transmission radio system is broken, it is determined exactly where the firefighter is located. In addition, when a fire fighter has an accident during firefighting, the voice transmission radio system is used to contact a nearby fire fighter to help rescue or to be rescued by a fire fighter standing outside the building.
그러나, 이와 같이 소방관의 현장 위치를 파악하고, 이를 토대로 위험 상황에 노출된 소방관을 용이하게 구출할 수 있도록 하나, 현장에서 순직하는 다수의 소방관은 자신의 위치를 통지함에도 불구하고, 위험상황을 극복하지 못하여 사고로 이어지고 있는 것이다. 즉, 소방관은 자신이 보유한 산소량을 지속적으로 인지해야 하는데, 위험 상황에서 산소량 체크가 제대로 이루어지지 못하여 어려움에 처하게 되는 것이다.However, in this way, the location of the firefighters can be identified and the firefighters who are exposed to the dangerous situation can be easily rescued based on this, and many firefighters who are in the field overcame the danger situation even though they are notified of their location. It is not leading to an accident. In other words, the firefighters must constantly be aware of the amount of oxygen they have, and in a dangerous situation, the amount of oxygen is not properly checked and is in trouble.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 소방관의 위험요소를 외부에서 인지하고, 이를 해당 소방관으로 통지함으로써 소방관의 안전을 도모할 수 있는 소방관의 개인안전 감시 시스템을 제공함에 있다.The present invention was created to solve such a problem, an object of the present invention is to provide a firefighter's personal safety monitoring system that can promote the safety of firefighters by recognizing the dangers of firefighters from the outside, and notifying the firefighters In providing.
본 발명의 다른 목적은, 소방관의 보유 산소량을 검출하고, 현재의 보유 산소량을 토대로 소방관의 이동 가능한 거리를 산출하여, 소방관의 구조 반경을 외부에서 통제 및 지시할 수 있는 소방관의 개인안전 감시 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a firefighter's personal safety monitoring system that detects the amount of oxygen held by a firefighter, calculates the distance the firefighter can move based on the current amount of oxygen held, and controls and instructs the fireman's rescue radius from the outside. In providing.
본 발명의 또 다른 목적은, 소방관의 주변 온도, 진동 데이터를 포함하여, 소방관의 신체적 변위량을 외부에서 인지토록 하고, 이를 근거로 소방관의 위험 상황을 판단함으로써 주변 소방관에게 구조 요청을 통지할 수 있는 소방관의 개인안전 감시 시스템을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to include a firefighter's ambient temperature and vibration data so that the physical displacement of a firefighter can be recognized from the outside, and a firefighter's dangerous situation can be determined based on the firefighter's danger. To provide firefighters' personal safety monitoring systems.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 소방관의 개인안전 감시 시스템은, 소방관의 개인 안전을 원격 감시하기 위한 시스템에 있어서, 소방 차량 또는 통제상황실에서 보유하며, 각 소방관에 대한 위험요소를 검출하고, 이를 근거로 각 소방관에게 위험상황을 통지 및 통제하기 위한 무선 통제장치; 및 소방관의 위험상황을 규정화된 통신 프로토콜에 따라 상기 무선 통제장치로 전송하고, 상기 위험상황에 대한 통지 및 통제 신호를 해당 소방관에게 전송하여 이를 디스플레이 하기 위한 상태검출 장치 및 헤드업 디스플레이 장치로 이루어진 개인 안전장치로 구성되고, 상기 개인 안전장치는 소방관의 개별 장비로써, 소방 산소통 및 소방 헬멧으로 장착되며, 외부 설정이 가능한 고유코드가 부여되며, 상기 소방 산소통 및 소방 헬멧은 상호 간 데이터 통신을 위한 근거리 통신 시스템이 적용되고, 상기 무선통제 장치는 상기 개인 안전장치와 RF 통신 시스템이 적용되는 것을 특징으로 한다.Firefighter's personal safety monitoring system according to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the system for remote monitoring of the personal safety of the firefighter, held in the fire fighting vehicle or control situation room, detecting the risk factors for each firefighter And a radio control device for notifying and controlling a risk situation to each firefighter based on this; And a status detection device and a head-up display device for transmitting a firefighter's dangerous situation to the wireless control device according to a prescribed communication protocol, and transmitting a notification and control signal for the dangerous situation to the corresponding firefighter for display. It is composed of a personal safety device, the personal safety device is a firefighter's individual equipment, equipped with a fire fighting oxygen tank and a fire helmet, and is given a unique code that can be set externally, the fire fighting oxygen tank and the fire fighting helmet for mutual data communication A short range communication system is applied, and the wireless control device is characterized in that the personal safety device and the RF communication system are applied.
구체적으로, 상기 상태검출 장치는, 상기 소방 산소통의 산소 밸브와 체결되거나, 산소량 게이지와 연동하여 상기 소방 산소통의 압력을 측정하는 산소압력 센서 및 상기 상태 검출장치로 내설되어 소방 산소통의 기울기 각도를 측정하기 위한 자이로 센서로 이루어진 주변감지 수단의 각 출력 신호를 소정 레벨로 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환 출력하는 AD 컨버터; 상기 상태 검출장치로 설정되는 고유코드 정보를 저장하고, 상기 주변감지 수단에서 검출된 각각의 센서 신호에 대한 위험수치 정보를 저장하며, 무선 통신에 대한 통신 프로토콜 및 통신 알고리즘을 보유하는 프로그램 메모리; 상기 근거리 통신 알고리즘에 따라 상기 헤드업 디스플레이 장치와 무선통신을 수행하는 근거리 통신모듈; 원거리 통신 알고리즘에 기반하여 상기 무선 통제장치와의 원거리 통신을 수행하는 RF 통신모듈; 및 상기 고유코드 정보에 대한 변/복조 결과에 기반하여 상기 AD 컨버터의 출력 데이터를 상기 RF 통신모듈로 제공하고, 상기 프로그램 메모리로부터 상기 출력 데이터에 대한 위험수치 여부를 판단한 후, 판단결과에 따른 위험상황 정보 및 상기 RF 통신모듈로부터 접수된 통제지시 정보를 상기 근거리 통신모듈로 제공하는 제어부로 구성된 다.Specifically, the state detection device is coupled to the oxygen valve of the fire fighting oxygen tank, or in conjunction with the oxygen amount gauge is installed in the oxygen pressure sensor and the state detection device for measuring the pressure of the fire fighting oxygen tank to measure the inclination angle of the fire fighting oxygen tank An AD converter which amplifies each output signal of the peripheral sensing means composed of a gyro sensor to a predetermined level and converts it into a digital signal; A program memory for storing unique code information set by the state detection device, storing dangerous value information for each sensor signal detected by the peripheral sensing means, and holding a communication protocol and a communication algorithm for wireless communication; A near field communication module configured to perform wireless communication with the head-up display device according to the near field communication algorithm; An RF communication module for performing long range communication with the wireless control device based on a long range communication algorithm; And providing output data of the AD converter to the RF communication module based on a result of the modulation / demodulation of the unique code information, and determining whether a dangerous value for the output data is determined from the program memory, and according to the determination result. And a control unit for providing the situation information and the control instruction information received from the RF communication module to the short range communication module.
본 발명에 따른 소방관의 개인안전 감시 시스템은, 소방관의 위험요소를 외부에서 인지하고, 이를 해당 소방관으로 통지함으로써 소방관이 인지하지 못한 위험 상황에 대한 외부 지시가 가능하여, 소방관의 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 소방관의 보유 산소량을 검출하여 이를 근거로 소방관의 이동 가능한 거리를 산출함에 따라, 화재 진압의 효율적인 운용과 소방관의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.Firefighter's personal safety monitoring system according to the present invention, by externally recognizing the dangers of the firefighters, and notifying the firefighters can be an external instruction for the dangerous situation that the firefighters are not aware, it is possible to promote the safety of firefighters It has an effect. In addition, the present invention is to detect the amount of oxygen held by the firefighters to calculate the distance the firefighters can move based on this, there is an effect that can ensure the efficient operation of the fire suppression and the stability of the firefighters.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 3은 본 발명에 따른 소방관의 개인 안전장치를 나타낸 구성도이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, Figure 3 is a block diagram showing a personal safety device of a firefighter according to the present invention.
도시된 바와 같이, 소방 차량 또는 통제상황실에서 보유하며, 각 소방관에 대한 위험요소를 검출하고, 이를 근거로 각 소방관에게 위험상황을 통지 및 통제하기 위한 무선 통제장치(340)와, 소방관의 위험상황을 규정화된 통신 프로토콜에 따라 상기 무선 통제장치(340)로 전송하고, 상기 위험상황에 대한 통지 및 통제 신호를 해당 소방관에게 전송하기 위한 개인 안전장치(350)로 구성된다.As shown, the radio control device 340, which is held in the fire fighting vehicle or the control situation room, for detecting a hazard for each firefighter and notifying and controlling the danger situation to each firefighter based thereon, and the fire situation of the firefighter. It is composed of a
상기 개인 안전장치(350)는 소방관의 개별 장비로써, 산소 공급 시스템 예컨 대, 소방 산소통 및 소방 헬멧으로 장착되며, 외부 설정이 가능한 고유코드가 부여된다. 따라서, 상기 개인 안정장치(350)로 정의되는 소방 산소통 및 소방 헬멧은 본 발명의 실시 예이며, 필요에 따라 별도의 개인별 소방 장치 또는 장비로 적용될 수 있을 것이다.The
한편, 상기 무선 통제장치(340)는 개인 안전장치(350)와 RF 통신을 수행하며, RF 통신은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 424MHz 대역 또는 447MHz 대역의 주파수가 사용되나, 필요에 따라 모바일 와이맥스용으로 거론되는 2.3GHz, 2.5GHz, 3.5GHz 등이 사용되거나 700MHz, 900MHz, 1.9GHz 등의 3세대 후보 주파수 대역이 적용될 수 있을 것이다.On the other hand, the wireless control device 340 performs the RF communication with the
그리고, 상기 무선 통제장치(340)는 소방 차량 또는 통제상황실에 구비됨에 따라, 별도의 관리 컴퓨터(PC)와 접속가능하며, 이는 무선 인터넷을 통해 상황을 통제받을 수 있음을 의미할 것이다. 또한, 상기 개인 안전장치(350)로 적용되는 소방 산소통 및 소방 헬멧은 상호 간 데이터 통신을 위해 근거리 통신 시스템 예컨대, 수 GHz대의 초광대역을 사용하는 초고속 무선 데이터 전송이 가능한 UWB(Ultra - WideBand), 2.4GHz 기반의 저전력 무선 데이터 전송이 가능한 지그비(Zigbee), 블루투스, 2.4GHz대역을 사용하는 무선 LAN규격을 갖는 와이파이(WiFi), 휴대 인터넷에서 사용 가능한 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access,와이맥스) 등이 사용될 수 있다.In addition, as the wireless control device 340 is provided in a fire fighting vehicle or a control situation room, it can be connected to a separate management computer (PC), which means that the situation can be controlled through the wireless Internet. In addition, the fire fighting oxygen tank and the fire helmet applied as the
그러면, 전술된 개인 안전장치(350)를 구체적으로 살펴 보면, 산소통 체결벨트(305)로 안착 고정되는 소방 산소통(303)과, 상기 소방 산소통(303)의 저면에 근 접 설치되어 상기 소방 산소통(303)의 산소 압력을 검출하고, 상기 소방 산소통(303)의 기울기 상태를 판단하며, 다수의 주변 환경 검출을 위한 센서와 연동하여 소방관의 위험 상황을 인지한 후, 인지결과에 따른 위험 상황정보를 생성 및 출력하는 상태 검출장치(320)와, 소방관의 시야각 내에서 설치되도록 소방 헬멧(313)의 마스크(315)로 고정 설치되며, 상기 상태 검출장치(320)의 위험 상황정보 및 상기 무선 통제장치(340)의 통제지시 정보를 수신하여 이를 디스플레이 또는 출력하는 헤드업 디스플레이 장치(330)로 구성된다.Then, looking at the above-described
여기서, 상기 상태 검출장치(320)로 연동되는 다수의 센서는 온도 센서, 진동 센서 등을 포함하며, 필요에 따라 심장박동 상태를 검출하기 위한 바이오센서가 더 포함될 수 있을 것이다. 또한, 상기 헤드업 디스플레이 장치(330)로 디스플레이되는 위험 상황정보는 적어도 소방 산소통의 산소 적재량 정보를 포함하며, 상기 통제지시 정보는 외부로부터 위험 상황을 통지받을 수 있는 음성 입출력수단에 의해 제공되거나, 별도의 경고 표시수단에 의해 제공될 수 있다.Here, the plurality of sensors linked to the
도 4는 본 발명에 따른 개인 안전장치(350)로 적용되는 상태 검출장치(320)의 주요 동작을 설명하기 위한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 상기 소방 산소통(303)의 산소 밸브(309)와 체결되거나, 산소량 게이지(307)와 연동하여 상기 소방 산소통(303)의 압력을 측정하는 산소압력 센서(413), 상기 상태 검출장치(320)로 내설되어 소방 산소통(303)의 기울기 각도를 측정하기 위한 자이로 센서(415)와, 주변의 온도를 측정하기 위한 온도센서(417) 및 주변의 진동 상태를 감지하기 위한 진동센서(419)로 구성된 주변감지 수단(420)의 각 출력 신호를 소정 레벨로 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환 출력하는 AD 컨버터(411)와, 상기 상태 검출장치(320)로 설정되는 고유코드 정보를 저장하고, 상기 주변감지 수단(420)에서 검출된 각각의 센서 신호에 대한 위험수치 정보를 저장하며, 무선 통신에 대한 통신 프로토콜 및 통신 알고리즘을 보유하는 프로그램 메모리(403)와, 근거리 통신 알고리즘에 따라 상기 헤드업 디스플레이 장치(330)와 무선통신을 수행하는 근거리 통신모듈1(405)과, 원거리 통신 알고리즘에 기반하여 상기 무선 통제장치(340)와의 원거리 통신을 수행하는 RF 통신모듈1(407)과, 상기 고유코드 정보에 대한 변/복조 결과에 기반하여 상기 AD 컨버터(411)의 출력 데이터를 상기 RF 통신모듈1(407)로 제공하고, 상기 프로그램 메모리(403)로부터 상기 출력 데이터에 대한 위험수치 여부를 판단한 후, 판단결과에 따른 위험상황 정보 및 상기 RF 통신모듈1(407)로부터 접수된 통제지시 정보를 상기 근거리 통신모듈1(405)로 제공하는 제어부1(401)로 구성된다.4 is a configuration diagram for explaining the main operation of the
상기 상태검출 장치(320)는 전원 공급부(미부호) 및 배터리(미부호)를 포함하며, 상기 배터리는 적절한 전력량을 갖는 소형화된 전지로써, 1.5V AAA 사이즈의 건전지가 사용됨이 바람직할 것이다. 또한, 상기 상태검출 장치(320)는 산소통 체결벨트(305)의 소정 위치로 장착된 비상 스위치(317)로부터 스위칭 신호를 검출하며, 이에 응답하여 상기 RF 통신모듈1(407)로 비상 메시지를 출력할 수 있다. 따라서, 상기 프로그램 메모리(403)는 상기 비상 스위치(317)의 스위칭 신호를 인지하고, 그 결과에 따른 비상 메시지를 제공하기 위한 프로그램이 탑재된다.The
이하, 본 발명에 따른 상태검출 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the state detection apparatus according to the present invention will be described.
먼저, 소방관은 소방 산소통(303)이 장착된 산소통 체결 벨트(305)를 메고, 소방 헬멧(313)을 착용한다. 상기 소방 산소통(303)의 하단부에는 상태 검출장치(320)가 고정 설치되고, 상기 소방 헬멧(313)의 마스크(315) 상측부로 헤드업 디스플레이 장치(330)가 고정된다. 상기 상태 검출장치(320) 및 헤드업 디스플레이 장치(330)는 각각으로 장착된 배터리에 의해 동작된다.First, the firefighter carries the oxygen
상기 상태 검출장치(320)는 주변감지 수단(420)과 연동하며, 주변감지 수단(420)은 전술된 바와 같이, 산소압력 센서(413), 자이로 센서(415), 온도센서(417) 및 진동센서(419)를 포함한다. 상기 산소압력 센서(413)는 산소통 체결벨트(305)로 구비되는 산소량 게이지(307)로부터 산소압력 신호를 제공받거나, 상기 소방 산소통(303)의 산소벨브(309)로부터 별도로 장착되는 압력센서로 상정될 수 있을 것이다.The
상기 자이로 센서(415)는 상태검출 장치(320)로 내설되어, 산소통 체결벨트(305)의 기울어진 각도를 측정한다. 상기 자이로 센서(415)는 2축 자이로 센서가 사용되거나 필요에 따라 3축 자이로 센서가 적용될 수 있을 것이다. 상기한 자이로 센서(415)는 소방관의 특정 움직임 예컨대, 넘어짐 또는 쓰러짐을 감지하는 것으로, 소정 시간 동안 특정 움직임이 유지될 경우 긴급 상태로 판정하기 위한 수단으로 사용된다.The
상기 온도센서(417)는 소방관의 주변 온도를 측정하는 것으로, 소방복의 착용을 감안하더라도, 위험상황의 온도를 판단하기 위해 사용된다. 또한 상기 진동센서(419)는 건물 내의 진동상태 또는 소방관의 충격상태 등을 판단하기 위한 수단이 다. 이와 같이, 주변감지 수단(420)에 의한 센서 신호는 상기 AD 컨버터(411)에 의해 소정 레벨의 디지털 신호로 변환되어 상기 제어부1(401)로 인가된다.The
먼저, 상기 제어부1(401)은 산소압력 센서(413)의 검출 데이터를 인지하고, 상기 프로그램 메모리(403)로 탑재된 기준치 압력정보를 추출한다. 이는 현재의 산소압력이 기준치 이하의 위험상황인지를 판단하는 것이다. 물론, 산소압력 센서(413)에서 검출된 신호는 상기 근거리 통신모듈1(405) 및 RF 통신모듈1(407)로 제공되며, 상기 근거리 통신모듈1(405)과 통신이 이루어지는 헤드업 디스플레이 장치(330)로 산소압력 정보가 제공된다. 산소압력 정보는 헤드업 디스플레이 장치(330)의 디스플레이 패널로 표시되며, 현재의 산소압력이 기준치 이하일 경우 별도의 경고 메시지가 표시 또는 출력된다.First, the control unit 1 (401) recognizes the detection data of the
소방관은 소방 헬멧(313)의 마스크(315) 상측으로 장착되는 헤드업 디스플레이 장치(330)를 통해 산소압력 정보를 인지한다. 또한, 상기 산소압력 정보는 RF 통신모듈1(407)을 통해 무선통제 장치(340)로 전송되는데, 상기 프로그램 메모리(403)로 저장된 고유코드 정보가 변조되어 전송된다. 따라서, 상기 무선통제 장치(340)는 소방관에 대한 개별 산소량을 인지한다.The firefighter recognizes the oxygen pressure information through the head-up
한편, 상기 제어부1(401)은 AD 컨버터(411)를 통해 상기 자이로 센서(415)로부터 검출된 데이터를 인식하는데, 산소통 체결벨트(305)가 소방관에게 장착된 상태를 기준으로 90도 각도로 기울어져 있는지를 판단한다. 만약, 상기 자이로 센서(415)에서 검출된 각도가 90도로서 소방관이 넘어져 있거나, 쓰러져 있는 상태로 감지될 경우, 상기 제어부1(401)는 RF 통신모듈1(407)로 고유코드 정보와 더불어 비상 메시지를 제공한다.On the other hand, the control unit 1 (401) recognizes the data detected from the
상기 비상 메시지는 SOS 메시지로서, 무선통제 장치(340)는 상기 RF 통신모듈1(407)을 통해 해당 소방관과의 위험상황에 따른 확인 통화가 이루어질 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부1(401)는 RF 통신모듈1(407)로부터 수신된 음성신호를 상기 근거리 통신모듈1(405)로 제공하며, 상기 헤드업 디스플레이 장치(330)는 음성 입출력수단을 통해 무선통제 장치(340)로부터 전송된 음성 메시지를 청취하거나, 소방관의 음성을 무선통제 장치(340)로 전송할 수 있다.The emergency message is an SOS message, and the wireless control device 340 may make a confirmation call according to a dangerous situation with the corresponding firefighter through the RF communication module 1 (407). To this end, the control unit 1 (401) provides a voice signal received from the RF communication module 1 (407) to the short-range communication module 1 (405), the head-up
한편, 상기 무선통제 장치(340)는 소방관의 주변 온도 및 진동 상태를 인지하여, 현장의 위험정도를 감시한다. 즉, 상기 온도센서(417) 및 진동센서(419)로부터 검출된 데이터가 RF 통신모듈1(407)을 통해 무선통제 장치(340)로 제공되며, 무선통제 장치(340)는 이를 근거로 해당 소방관의 주변 환경을 인지하는 것이다.On the other hand, the wireless control device 340 recognizes the ambient temperature and vibration state of the firefighter, and monitors the degree of danger of the site. That is, the data detected from the
미설명된 비상 스위치(317)는 산소통 체결벨트(305)의 소정 위치에 설치되어, 소방관의 위험 상황을 통지하기 위한 수단으로 사용된다. 상기 비상 스위치(317)가 동작하면 상기 제어부1(401)는 스위칭 신호를 인지한 후, 상기 프로그램 메모리(403)로 기 설정된 비상 알고리즘을 가동한다. 비상 알고리즘은 소방관의 비상 사태에 따른 비상 메시지를 포함하여 해당 고유코드 정보를 상기 RF 통신모듈1(407)로 전송하기 위한 것으로, 이러한 비상 메시지는 무선통제 장치(340)로 전송된다. 무선통제 장치(340)로 비상 메시지가 접수될 경우, 소방 지휘본부는 해당 소방관과 근접한 임의의 소방관에게 현재의 상황을 통지토록 한다.The
도 5는 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치(330)의 주요 기능을 설명하 기 위한 구성도이다.5 is a configuration diagram for explaining the main functions of the head-up
도시된 바와 같이, 상기 헤드업 디스플레이 장치(330)는 소방 헬멧(313)의 마스크(315) 상측으로 고정 설치되되, 소방관의 시야 내에 위치하도록 한다. 따라서, 소방관은 소방 헬멧(313)을 착용한 상태에서 헤드업 디스플레이 장치(330)를 주시할 수 있다. 이러한 헤드업 디스플레이 장치(330)는 상기 상태검출 장치(320)와 근거리 무선통신을 수행하기 위한 근거리 통신모듈3(503)과, 상기 근거리 통신모듈3(503)을 통해 수신되는 무선통제 장치(340)의 통제지시 정보를 음성신호로 수신하거나, 소방관의 음성을 상기 무선통제 장치(340)로 전송하는 음성 입출력 수단(505)과, 상기 근거리 통신모듈3(503)로 수신된 데이터를 복조하기 위한 신호처리 기능을 포함하여, 상기 위험상황 정보를 소방관에게 전달하기 위한 문자, 그래픽 또는 음성신호로 변환하는 제어부3(501)와, 상기 제어부3(501)의 출력 포트에 접속되어 상기 문자 또는 그래픽 신호를 디스플레이하기 위한 구동신호로 변환하는 드라이버(507)와, 상기 드라이버(507)의 출력 신호를 표시하는 디스플레이 패널(509)로 구성된다.As shown, the head-up
상기 디스플레이 패널(509)은 LCD, LED 등의 표시 수단이 가능하며, 상기 음성 입출력 수단(505)은 스피커(515)와 접속되는 DA 컨버터(511) 및 마이크(517)와 접속되는 AD 컨버터(513)로 구성된다.The
이와 같이 구성된 헤드업 디스플레이 장치(330)의 제어부3(501)는 상기 근거리 통신모듈3(503)을 통해 상태검출 장치(320)로부터 발신된 위험상황 정보를 수신한다. 제어부3(501)는 근거리 통신 예컨대, 지그비, 블루투스 통신 주파수 대역의 신호를 동조 및 복조시켜 상기 위험상황 정보를 추출한다. 위험상황 정보는 상기한 산소압력 센서(413)의 산소압력 정보, 온도센서(417), 진동센서(419)의 검출 신호를 포함하여, 상기 무선통제 장치(340)로부터 전송된 통제지시 정보이다.The controller 3 501 of the head-up
상기 통제지시 정보는 상기 무선통제 장치(340)로부터 발신되어 상태검출 장치(320)를 거쳐 헤드업 디스플레이 장치(330)로 제공되는 것으로, 텍스트화된 정보 또는 음성 정보, 경고 메시지 등이 포함될 수 있다. 상기 제어부3(501)은 이러한 위험상황 정보 및 통제지시 정보를 수신하고, 각 정보를 분리하여 상기 디스플레이 패널(509)로 전송하거나, 상기 음성 입출력 수단(505)으로 제공한다.The control instruction information is transmitted from the wireless control device 340 and provided to the head-up
따라서, 상기 디스플레이 패널(509)은 산소압력 정보를 수치화된 데이터 또는 그래픽화된 데이터로 디스플레이하며, 주변의 온도정보, 진동 상태 등을 식별 가능한 그래픽으로 디스플레이한다. 또한, 상기 무선통제 장치(340)로부터 발신되는 텍스트화된 통제지시 정보를 디스플레이할 수 있으며, 소방관은 디스플레이 패널(509)을 주시함으로써 통제지시 정보를 인지한다.Accordingly, the
물론, 상기한 통제지시 정보는 음성신호가 가능하며, 이 경우 상기 제어부3(501)는 DA 컨버터(511)를 통해 디지털 음성 데이터를 아날로그의 음성신호로 변환하여 스피커(515)로 제공한다. 소방관의 음성은 상기 마이크(517)를 거쳐 AD 컨버터(513)에 의해 디지털 신호로 변환되며, 제어부3(501)의 지시하에 상기 근거리 통신모듈3(503)을 거쳐 상기 무선통제 장치(340)로 제공된다.Of course, the control instruction information may be a voice signal. In this case, the control unit 3 (501) converts the digital voice data into an analog voice signal through the
도 6은 본 발명에 따른 무선통제 장치(340)의 주요 동작을 설명하기 위한 구성도이다.6 is a configuration diagram for explaining the main operation of the wireless control device 340 according to the present invention.
상기 무선통제 장치(340)는 소방 차량 내에 설치됨을 실시 예로 하고 있으나, 필요에 따라 휴대 가능한 장치로 구현될 수 있음은 물론이다. 따라서, 상기 무선통제 장치(340)는 별도의 배터리를 필요로 할 수 있으며, 또는 차량 내의 전원장치를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 무선통제 장치(340)는 다수 종류의 통신과 연계 가능하여 소방 관제의 효율성을 높일 수 있을 것이다. 예컨대, 무선통제 장치(340)는 USB, RS232 통신, RS485 통신, 이더넷, 인터넷 등의 통신 네트워킹이 가능하다.Although the wireless control device 340 is installed in the fire fighting vehicle as an example, it may be implemented as a portable device if necessary. Therefore, the wireless control device 340 may require a separate battery, or may be supplied with power through a power supply device in the vehicle. In addition, the wireless control device 340 may be linked with a plurality of types of communication to increase the efficiency of fire control. For example, the wireless control device 340 is capable of communication networking, such as USB, RS232 communication, RS485 communication, Ethernet, the Internet.
전술된 무선통제 장치(340)는 다수의 통신 수단과 연계 가능하도록 통신 제어부(609)를 포함하여, 상기 상태검출 장치(320)로 통제지시 정보를 전송하거나 상기 상태검출 장치(320)로부터 다수의 센서 신호를 수신하기 위한 RF 통신모듈2(603)을 구비하고, 임의의 소방관과 음성 통화를 수행하는 음성 입출력 수단(611), 임의의 소방관을 지칭하거나 임의의 소방관으로 텍스트화된 메시지를 입력하는 제어버튼(613), 다수의 소방관에 대한 위험상황 정보 및 각종 센서의 검출 값을 그래픽 또는 텍스트화된 정보로 디스플레이하기 위한 표시 패널(607), 상기 RF 통신모듈2(603)로부터 수신되는 위험상황 정보 및 각종 센서 값을 고유코드 별로 수신하고, 상기 음성 입출력 수단(611)으로부터 제공되는 음성 신호에 대한 송수신 제어를 수행하며, 상기 산소압력 센서(413)의 검출 결과를 토대로 해당 소방관의 이동 가능한 거리 또는 시간을 산출하는 제어부2(601)로 이루어진다.The above-described wireless control device 340 includes a
상기 표시패널(607)은 LCD 패널로 구성됨이 바람직하며, 고유코드 별 소방관의 현재 상황을 그래픽 또는 텍스트화된 정보로 디스플레이한다. 상기한 소방관의 현재 상황은 각종 센서로부터 검출된 결과 데이터를 포함하여, 소방관의 이동 가능한 거리 정보, 이동 가능한 시간 정보를 나타낸다. 현재 상황에 대한 각종 정보는 제어부2(601)에 의해 제공되며, 상기 표시패널(607)은 제어부2(601)의 출력 포트로 접속되는 표시 드라이버(605)로부터 해당 디스플레이 정보를 제공받는다.The
상기 음성 입출력 수단(611)은 ADC, DAC 기능을 수행하는 컨버터 및 스피커, 미이크로 구성되며, 상기 제어버튼(613)은 다수 개로 이루어진 스위치 버튼 또는 컴퓨터 키보드일 수 있다.The voice input / output means 611 is composed of a converter, a speaker, and a microphone that perform an ADC, a DAC function, and the
이하, 무선통제 장치(340)의 동작을 살펴 보면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the wireless control device 340 will be described.
먼저, 상기 상태검출 장치(320)는 각종 센서로 구성된 주변감지 수단(420)의 검출 신호를 해당 고유코드 정보와 더불어 상기 RF 통신모듈1(407)로 제공한다. 상기 RF 통신모듈1(407)은 무선통제 장치(340)의 RF 통신모듈2(603)과 동조하여 센서 검출신호 및 고유코드 정보를 전송한다.First, the
상기 제어부2(601)는 RF 통신모듈2(603)을 통해 수신된 각종 센서 신호 및 고유코드 정보를 복조하여 고유코드 정보별 각 신호를 분리한다. 이는 다수의 상태검출 장치(320)로부터 수신된 데이터를 분류하는 것으로, 해당 소방관의 현재 주변상황을 수치적으로 분석하기 위한 수단이다. 따라서, 상기 제어부2(601)는 고유코드 정보별로 분류된 각종 센서신호를 표시 드라이버(605)로 제공하며, 표시 드라이버(605)는 표시패널(607)을 통해 그래픽화된 정보로 디스플레이한다.The control unit 2 (601) demodulates various sensor signals and unique code information received through the RF communication module 2 (603) to separate each signal for each unique code information. This classifies the data received from the plurality of
또한, 상기 제어부2(601)는 각종 센서신호 중 산소압력 센서(413)의 검출 신호를 토대로 해당 소방관의 이동 가능한 거리 또는 이동 가능한 시간 정보를 산출 한다. 이는 위험상황을 감안할 때, 보유 산소량을 기준으로 유지 가능한 시간을 테이블화된 정보로부터 추출하고, 해당 시간을 토대로 이동 가능한 거리를 산출한다. 상기 테이블화된 정보는 경험적 수치에 기반한 것으로, 긴급 상황에서의 산소 소비량을 시간으로 환산하여 잔여 산소량에 대응하는 시간 정보를 제공하는 것이다.In addition, the control unit 2 (601) calculates the movable distance or the movable time information of the firefighter based on the detection signal of the
따라서, 상기 제어부2(601)는 표시패널(607)로 상기 테이블화된 정보를 기반으로 추출된 시간정보 또는 이동 가능한 거리 정보를 디스플레이하며, 중앙 관제에서는 해당 소방관에게 추출 또는 산출된 시간, 거리 정보를 통지한다. 이러한 정보를 토대로, 각 소방관의 현장 진입 경로 및 구조 시간을 안정적으로 제공한다.Accordingly, the control unit 2 (601) displays the time information or movable distance information extracted based on the tabled information on the
물론, 이러한 데이터는 상태검출 장치(320)를 통해 헤드업 디스플레이 장치(330)로 제공되어 상기 디스플레이 패널(509)로 표시되며, 또는 무선통제 장치(340)의 음성 입출력 수단(611)에 의해 잔여 시간 정보를 음성 통지할 수 있다. 상기한 음성 통지는 헤드업 디스플레이 패널(330)의 음성 입출력 수단(505)에 의해 제공되며 해당 소방관은 디스플레이 패널(509) 및 음성 입출력 수단(505)에 의해 안정적인 구조 활동을 수행할 수 있는 것이다.Of course, such data is provided to the head-up
또한 상기 무선통제 장치(340)의 제어부2(601)는 통신 제어부(609)와 연동하여 현재의 각 소방관 현황을 통신망으로 제공할 수 있다. 이는 다수 개의 현장을 일괄 관리하는데 극히 유리한 조건으로, 중앙 관제에서는 다수 개의 무선통제 장치(340)로부터 접수된 소방관 현황을 일괄적으로 감시 및 통제하는 것이다. 따라서, 상기 통신 제어부(609)는 RS232 통신, RS485 통신, 이더넷, 인터넷 등과 연동 가능한 통신 제어모듈을 보유하며, 필요에 따라 USB 포트를 보유토록 하여 추후 정 보 관리에 용이하도록 할 수 있을 것이다.In addition, the control unit 2 (601) of the wireless control device 340 may provide the current status of each firefighter in communication with the
전술된 바와 같이, 본 발명은 소방관의 개인 안전을 도모하고 화재 진압의 효율성을 증대시킬 수 있는 장치로써, 산업적인 이용 가치가 충분히 높을 것으로 판단된다.As described above, the present invention is a device capable of promoting the personal safety of firefighters and increasing the efficiency of fire extinguishing, and it is judged that industrial use value will be sufficiently high.
도 1 및 도 2는 종래 소방관 위치파악 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining a conventional firefighter positioning system.
도 3은 본 발명에 따른 소방관 개인안전 장치를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a firefighter personal safety device according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 상태검출 장치를 설명하기 위한 구성도이다.4 is a configuration diagram illustrating a state detection apparatus according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 설명하기 위한 구성도이다.5 is a configuration diagram illustrating a head-up display device according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 무선통제 장치를 설명하기 위한 구성도이다.6 is a block diagram for explaining a wireless control device according to the present invention.
<주요 도면에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main drawings>
303 : 소방 산소통 305 : 산소통 체결벨트303: fire oxygen tank 305: oxygen cylinder fastening belt
307 : 산소량 게이지 309 : 산소 벨브307: oxygen amount gauge 309: oxygen valve
311 : 산소 공급관 313 : 소방 헬멧311: oxygen supply pipe 313: fire fighting helmet
315 : 마스크 317 : 비상 스위치315: mask 317: emergency switch
320 : 상태검출 장치 330 : 헤드업 디스플레이 장치320: state detection device 330: head-up display device
340 : 무선통제 장치 401 : 제어부1340: wireless control device 401: control unit 1
403 : 프로그램 메모리 405 : 근거리 통신모듈1403: Program Memory 405: Short Range Communication Module 1
407 : RF 통신모듈1 411 : AD 컨버터407: RF communication module 1 411: AD converter
420 : 주변감시 수단 501 : 제어부3420: peripheral monitoring means 501: control unit 3
503 : 근거리 통신모듈3 505 : 음성 입출력 수단503: short range communication module 3 505: voice input / output means
509 : 디스플레이 패널 601 : 제어부2509
603 : RF 통신모듈2 607 : 표시패널603: RF communication module 2 607: display panel
609 : 통신 제어부 613 : 제어 버튼609: communication control unit 613: control button
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