KR102361512B1 - An address type fire detection device that generates AC current with multiple frequency components AND a fire detection system including the same - Google Patents
An address type fire detection device that generates AC current with multiple frequency components AND a fire detection system including the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102361512B1 KR102361512B1 KR1020200065720A KR20200065720A KR102361512B1 KR 102361512 B1 KR102361512 B1 KR 102361512B1 KR 1020200065720 A KR1020200065720 A KR 1020200065720A KR 20200065720 A KR20200065720 A KR 20200065720A KR 102361512 B1 KR102361512 B1 KR 102361512B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- value
- voltage
- address
- fire
- fire detection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
- G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
- G08B25/018—Sensor coding by detecting magnitude of an electrical parameter, e.g. resistance
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/34—Analogue value compared with reference values
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Fire Alarms (AREA)
Abstract
복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기는 복수의 스위치 각각의 전기적인 연결상태에 대응하는 주소 코드값을 생성하는 주소 설정부와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 신호 및 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가하여 출력하는 마이크로프로세서와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압을 출력하되 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가한 값을 교류전압의 진폭에 반영되도록 출력하는 전압 주파수 변환부와, 교류전압의 전압레벨에 대응하는 전류를 전원라인으로 구동하는 전압전류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An address-type fire detector for generating an alternating current having a plurality of frequency components includes an address setting unit generating an address code value corresponding to an electrical connection state of each of a plurality of switches, and a plurality of address code values corresponding to the address code values one-to-many. A microprocessor for adding and outputting a frequency signal and an operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor, and outputting an AC voltage having a plurality of frequency components corresponding to one-to-many address code values, but adding an operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor It characterized in that it comprises a voltage-frequency converter for outputting the added value to be reflected in the amplitude of the AC voltage, and a voltage-to-current converter for driving a current corresponding to the voltage level of the AC voltage to the power line.
Description
본 발명은 화재감지장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하여 노이즈에 둔감한 주소형 화재감지기 및 이를 포함하는 화재감지시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fire detection device, and more particularly, to an address-type fire detector insensitive to noise by generating an alternating current having a plurality of frequency components, and a fire detection system including the same.
한국등록특허 제10-1811402호는 디지털 아날로그 변환부로 제어되는 전압제어 전류원을 이용한 주소형 화재감지장치 및 이를 포함하는 화재탐지 시스템이다.Korean Patent No. 10-1811402 is an address-type fire detection device using a voltage-controlled current source controlled by a digital-to-analog converter and a fire detection system including the same.
도 1은 종래의 전류원을 이용한 주소형 화재감지기 및 화재탐지 시스템이다.1 is an address type fire detector and fire detection system using a conventional current source.
전압제어 전류원을 이용한 주소형 화재 탐지 시스템’의 구성은 도 1과 같이 수신기와 여러 개의 정전류원 이용 주소형 화재감지기 그리고 종단 저항으로 구성된다. The configuration of the ‘address-type fire detection system using a voltage-controlled current source’ consists of a receiver, an address-type fire detector using several constant current sources, and a terminating resistor as shown in FIG.
수신기는 도면 1에서와 같이 전류 검출부, ADC(Analog to digital converter)가 있는 마이컴, 그리고 디스플레이 모듈로 구성된다.As shown in FIG. 1, the receiver consists of a current detector, a microcomputer with an analog to digital converter (ADC), and a display module.
각각의 정전류원 이용 주소형 화재감지기는 주소 설정부, D/A 변환부, 화재감지 센서, 그리고 정전류원 회로부로 구성된다. Each address type fire detector using a constant current source is composed of an address setting unit, a D/A conversion unit, a fire detection sensor, and a constant current source circuit unit.
도면 1에서 ‘정전류원 이용 주소형 화재감지기’의 주소 설정부는 화재감지기의 주소를 이진수 형태로 설정하는 역할을 하고, D/A 변환부는 이진수 형태로 설정된 주소를 아날로그 전압으로 변환하여 출력하는 역할을 하고, 정전류원 회로부는 화재감지 센서가 동작하면 D/A 변화부의 출력전압에 의해 제어되는 전류를 +24V 전원선에 흐르게 하는 역할을 한다.In Figure 1, the address setting unit of the 'address type fire detector using a constant current source' serves to set the address of the fire detector in binary form, and the D/A conversion unit converts the address set in binary form into analog voltage and outputs it. In addition, the constant current source circuit unit serves to flow the current controlled by the output voltage of the D/A change unit to the +24V power line when the fire detection sensor operates.
도면 1에서 수신기의 ‘전류 검출부’는 +24V 전원선에 흐르는 직류전류 I 를 저항 R sense 를 통하여 검출하고 증폭기로 증폭한다. ‘마이컴’은 증폭기의 출력전압을 ADC(Analog to Digital Coverter)를 통하여 받아들여 정상상태 여부와 동작한 화재감지기의 주소(즉, 화재발생 위치)를 알아내고 결과를 ‘디스플레이 모듈’로 보낸다. 디스플레이 모듈은 마이컴으로부터 받은 정보, 즉 정상상태 여부와 화재발생 위치를 표시해 주는 역할을 한다.In FIG. 1, the 'current detection unit' of the receiver detects the DC current I flowing through the +24V power line through the resistor R sense and amplifies it with an amplifier. 'Micom' receives the output voltage of the amplifier through ADC (Analog to Digital Coverter), finds out whether it is in normal state and the address of the fire detector that has operated (that is, the location of the fire), and sends the result to the 'display module'. The display module serves to display the information received from the microcomputer, that is, whether it is in a normal state and the location of the fire.
도면 1에서 수신기에 개의 화재 감지기가 연결된 경우를 설명한다. 도면 1의 화재감지기에서, 화재 발생 여부에 관계없이 화재감지기의 주소설정부, 화재감지 센서, D/A변환부 그리고 정전류원 회로부에 항상 전원이 공급된다. 화재가 발생하지 않은 정상상태에서 k번 주소의 화재감지기에 흐르는 직류전류 를 이라고 하고, 정상상태에서 수신기의 전류검출부에 있는 저항 에 흐르는 직류전류 를 이라고 하면, 이다. 여기서 N 은 수신기에 연결된 화재 감지기 수의 총 합이다.To the receiver in Figure 1 A case in which two fire detectors are connected will be described. In the fire detector of FIG. 1, power is always supplied to the address setting unit, the fire detection sensor, the D/A conversion unit, and the constant current source circuit unit of the fire detector regardless of whether a fire occurs. DC current flowing through the fire detector at address k in the normal state where there is no fire cast , and the resistance in the current detection part of the receiver in the steady state direct current flowing through cast If you say to be. where N is the sum of the number of fire detectors connected to the receiver.
화재가 발생하지 않아 화재감지기 모두가 동작하지 않는 정상상태에서는 +24V 전원선에 의 직류전류가 흐르고, 화재가 발생하여 k번 주소의‘정전류원 이용 주소형 화재감지기’가 동작하면 +24V 전원선에 의 직류전류가 흐른다. 의 크기는‘정전류원 이용 주소형 화재감지기’의 주소설정부에서 설정한 주소값 에 따라 크기가 결정된다. 예를 들어, 1번 주소의 ‘정전류원 이용 주소형 화재감지기’가 동작하면 의 값은 1번 주소값에 대응하는 1㎃이고, 2번 주소의 ‘정전류원 이용 주소형 화재감지기’가 동작하면 의 값은 2번 주소에 대응하는 2㎃이다.In the normal state where all fire detectors do not work because there is no fire, the +24V power line is connected. If a direct current of direct current flows. The size is the address value set in the address setting part of the 'address type fire detector using a constant current source'. size is determined according to For example, if 'address type fire detector using constant current source' of
수신기의 전류 검출부는 +24V 전원선에 흐르는 직류전류 를 저항 에 걸리는 전압 로 검출하고 증폭기로 배 증폭한다. 마이컴은 ADC(Anlog to Digital converter)를 통하여 증폭된 의 전압을 디지털 신호로 변환하고, CPU는 변환된 결과를 입력받아 프로그램 처리하여 정상상태 여부와 동작한 화재감지기의 주소(즉, 화재발생 위치)를 알아낸다. 디스플레이 모듈은 정상상태 여부와 화재발생 위치를 나타내 준다.The current detector of the receiver is a DC current flowing through the +24V power line. resist voltage across detected by the amplifier and double amplify The microcomputer is amplified through ADC (Anlog to Digital converter). converts the voltage to a digital signal, and the CPU receives the converted result and processes the program to find out whether it is in a normal state and the address of the fire detector (that is, the location of the fire). The display module indicates whether the state is normal or not and the location of the fire.
화재가 발생하지 않은 정상상태일 때, +24V 전원선에 의 전류가 흐르므로 CPU에서 받아들인 전압값은 이다. k번 주소에서 화재가 발생하여 k번 주소의 ‘정전류원 이용 주소형 화재감지기’가 동작하면, +24V 전원선에 의 전류가 흐르므로 CPU에서 받아들인 전압값은 이다. 따라서, CPU에서 받아들인 전압값이 에서 으로 만큼 증가하면 k번 주소의 ‘정전류원 이용 주소형 화재감지기’가 동작한 것으로 판단할 수 있어 동작한 화재감지기의 주소 k를 알아내는 방식이다.When there is no fire, the +24V power line is current flows, so the voltage value received by the CPU is to be. If a fire occurs at address k and the 'address type fire detector using a constant current source' at address k operates, the +24V power line current flows, so the voltage value received by the CPU is to be. Therefore, the voltage value received from the CPU is at by If it increases by that amount, it can be determined that the 'address type fire detector using a constant current source' at address k has been activated, so it is a method to find out the address k of the fire detector that has operated.
종래의 시스템은 k번 주소의 화재감지기가 동작 시 +24V 전원선에 정상상태보다 의 직류전류가 더 흐르게 함으로써 동작한 화재감지기의 주소 k를 알아내는 방법이므로 기존의 통신선을 이용하는 방법이나 +24V 전원선을 이용한 통신 방법보다 설치비가 적게 드는 장점이 있다.In the conventional system, when the fire detector at address k operates, the +24V power line is connected to the Since it is a method to find out the address k of the fire detector that has operated by allowing more DC current to flow, it has the advantage of lower installation cost than the existing method using a communication line or a communication method using a +24V power line.
하지만, 종래의 시스템은 +24[V] 전원선에 흐르는 직류전류의 증가량으로 동작한 화재감지기의 주소를 알아내는 방법이므로 여러 개의 화재감지기가 동시에 동작하면 오동작 할 수 있다. 예를 들어 1번 화재감지기와 2번 화재감지기가 동시에 동작하면 3번 화재감지기가 동작한 것으로 판단할 수 있는 단점이 있다. However, since the conventional system is a method of finding out the address of a fire detector operated by an increase in DC current flowing through the +24 [V] power line, it may malfunction if several fire detectors operate at the same time. For example, if
또한, 기존 방식은 On/Off 형의 화재감지기에 제한하여 동작한 화재감지기의 주소를 알아내는 방법으로 아날로그 형의 화재감지기에는 적용할 수 없다.Also, the existing method is a method to find out the address of a fire detector that has operated by limiting it to an on/off type fire detector, and cannot be applied to an analog type fire detector.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 통신선이 추가로 구비될 필요없이 전원라인만을 이용하여 동작할 수 있으며, 교류전류를 이용하여 아날로그형 화재감지기에도 적용할 수 있는 화재감지시스템을 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above technical problems, and it can operate using only a power line without the need for an additional communication line, and fire detection that can be applied to an analog type fire detector using an alternating current provide the system.
또한, 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하여 노이즈에 둔감한 주소형 화재감지기 및 이를 포함하는 화재감지시스템을 제공한다.In addition, there is provided an address-type fire detector insensitive to noise by generating an alternating current having a plurality of frequency components, and a fire detection system including the same.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 스위치 각각의 전기적인 연결상태에 대응하는 주소 코드값을 생성하는 주소 설정부와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 신호 및 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가하여 출력하는 마이크로프로세서와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압을 출력하되 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가한 값을 교류전압의 진폭에 반영되도록 출력하는 전압 주파수 변환부와, 교류전압의 전압레벨에 대응하는 전류를 전원라인으로 구동하는 전압전류 변환부를 포함하는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기가 제공된다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problem, an address setting unit generating an address code value corresponding to an electrical connection state of each of a plurality of switches, and a plurality of frequencies corresponding to the address code value one-to-many A microprocessor that adds and outputs the operation confirmation voltage to the signal and the output value of the fire detection sensor, and outputs an AC voltage having a plurality of frequency components corresponding one-to-many to the address code value, but applies the operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor Generates an AC current having a plurality of frequency components, including a voltage-frequency converter that outputs the added value to be reflected in the amplitude of the AC voltage, and a voltage-current converter that drives a current corresponding to the voltage level of the AC voltage to a power line Addressable fire detectors are provided.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각의 화재감지기는 배치된 장소에 따라 서로 다른 주소 코드값이 설정되며 전원라인에 서로 병렬로 연결됨에 있어서, 화재감지기 각각은 자신의 주소 코드값에 각각 1대 다로 대응하는 복수의 주파수를 갖는 교류성분의 전류를 상기 전원라인으로 구동하되, 자신에게 할당된 상기 화재 감지센서의 출력값에 동작확인 전압을 부가한 신호가 상기 교류성분의 전류의 진폭에 반영되는 복수의 주소형 화재감지기와, 전원라인에 흐르는 전류신호를 전압으로 검출한 후 고속 푸리에 변환하여 상기 복수의 주파수 성분별 진폭을 추출하고, 추출된 복수의 주파수 성분별 진폭에 대하여 평균값 산출 방법 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출 방법 또는 중앙값 산출 방법 또는 산출방법의 조합을 활용하여 디지털 또는 아날로그 형인 화재 감지센서의 출력값을 판단하는 화재 수신기를 구비하는 화재감지시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, different address code values are set for each fire detector according to an arrangement location and are connected in parallel to each other to a power line, so that each fire detector has one corresponding to its own address code value. A plurality of signals in which an AC component current having a plurality of frequencies corresponding to each other is driven with the power line, and a signal obtained by adding an operation check voltage to the output value of the fire detection sensor allocated thereto is reflected in the amplitude of the AC component current of the address-type fire detector, and the current signal flowing through the power line is detected as a voltage and then subjected to fast Fourier transform to extract the amplitudes for each of the plurality of frequency components, and the average value calculation method or the highest value for the extracted amplitudes for each of the plurality of frequency components Provided is a fire detection system including a fire receiver that determines the output value of a digital or analog fire detection sensor by using an average value calculation method or a mode calculation method or a median value calculation method or a combination of calculation methods excluding the minimum value.
또한, 본 발명에 포함되는 복수의 주소형 화재감지기는 각각, 복수의 스위치 각각의 전기적인 연결상태에 대응하는 주소 코드값을 생성하는 주소 설정부와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 신호 및 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가하여 출력하는 마이크로프로세서와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압을 출력하되 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가한 값을 교류전압의 진폭에 반영되도록 출력하는 전압 주파수 변환부와, 교류전압의 전압레벨에 대응하는 전류를 전원라인으로 구동하는 전압전류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the plurality of address-type fire detectors included in the present invention includes an address setting unit that generates an address code value corresponding to an electrical connection state of each of the plurality of switches, and a plurality of address code values corresponding to the address code value one-to-many. A microprocessor for adding and outputting a frequency signal and an operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor, and outputting an AC voltage having a plurality of frequency components corresponding to one-to-many address code values, but adding an operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor It characterized in that it comprises a voltage-frequency converter for outputting the added value to be reflected in the amplitude of the AC voltage, and a voltage-to-current converter for driving a current corresponding to the voltage level of the AC voltage to the power line.
또한, 본 발명에 포함되는 화재 수신기는, 화재 감지센서의 출력값이 0이고 노이즈도 0이며, 양의 값인 동작확인전압만 있을 때 고속 푸리에 변환을 통해 추출한 복수의 주파수 별 진폭 값과 상기 동작확인전압의 비율로 복수의 주파수 별 보정계수를 정의하고, 복수의 주파수 별 보정계수를 알아낸 이후의 각 화재 감지센서의 출력값의 추정값은 추출한 복수의 주파수 별 진폭에서 동작확인전압만 있을 때의 복수의 주파수 별 진폭을 뺀 값에 주파수 별 보정계수를 곱한 값들에 대하여 평균값 산출방법 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법 또는 방법들의 조합으로 산출함으로써 노이즈에 둔감한 것을 특징으로 한다.In addition, the fire receiver included in the present invention, when the output value of the fire detection sensor is 0, the noise is 0, and there is only a positive operation confirmation voltage, a plurality of amplitude values for each frequency extracted through fast Fourier transform and the operation confirmation voltage After defining a plurality of frequency-specific correction coefficients in the ratio of For the values obtained by subtracting the amplitude of stars and multiplying the correction factors for each frequency, the average value calculation method, the average value calculation method excluding the highest and lowest values, the mode calculation method, or the median value calculation method or a combination of methods are calculated as insensitive to noise. do.
또한, 본 발명에 포함되는 화재 수신기는, 각 화재감지기의 주소에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 성분의 진폭 및 동작확인전압을 활용하여, 각 주소형 화재감지기의 정상동작, 고장여부 및 단선여부를 검출함에 있어서, 복수의 주파수 성분별 진폭의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 방법들의 조합으로 추정한 화재감지기의 출력의 크기가 각각 동작확인전압의 진폭 스펙트럼의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 방법들의 조합으로 추출한 값에 근접하거나 크면 정상동작 상태로 판단하고, 추출한 복수의 주파수 성분별 진폭의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 방법들의 조합으로 추정한 화재감지기의 출력의 크기가 0에 근접하면 고장이나 이탈로 판단하며, 특정 주소의 감지기는 정상동작 상태로 판단되고, 특정 주소 이후의 모든 감지기는 고장이나 이탈로 판단되면, 최종적으로는 특정 주소의 감지기와 이웃한 감지기 사이에서 단선이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fire receiver included in the present invention utilizes the amplitude and operation check voltage of a plurality of frequency components corresponding to the address of each fire detector one-to-many, and whether each address-type fire detector operates normally, has a failure, and is disconnected. In detecting , the average value or the average value excluding the highest and lowest values of the amplitudes of a plurality of frequency components, or the mode or median value, or the magnitude of the output of the fire detector estimated by a combination of methods is the average value or the highest value of the amplitude spectrum of the operation confirmation voltage, respectively If it is close to or greater than the average value, mode, or median value excluding the value and the minimum value, or the value extracted by a combination of methods, it is judged to be in a normal operation state, and the average value or the average value or mode or median value excluding the average value or the highest and lowest values of the amplitudes for a plurality of extracted frequency components, or If the size of the output of the fire detector estimated by the combination of methods approaches 0, it is judged as a failure or departure. Finally, it is characterized in that it is determined that a disconnection has occurred between the detector of a specific address and the adjacent detector.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기 및 이를 포함하는 화재감지시스템은 통신선이 추가로 구비될 필요없이 전원라인만을 이용하여 동작할 수 있으며, 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하여 아날로그형 화재감지기에도 적용할 수 있다. 또한, 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성함으로써 노이즈에 둔감하여 동작 신뢰성을 확보할 수 있다.The address-type fire detector for generating an alternating current having a plurality of frequency components and a fire detection system including the same according to an embodiment of the present invention can operate using only a power line without the need for additional communication lines. It can be applied to analog fire detectors by generating alternating current with frequency components. In addition, by generating an alternating current having a plurality of frequency components, it is insensitive to noise and operation reliability can be secured.
즉, 아날로그 또는 디지털 화재감지 센서부의 형식에 구애받지 않고 적용할 수 있는 주소형 화재감지 시스템이다. 또한, 수신기에 병렬 연결된 모든 화재감지기가 보내는 화재감지센서부의 출력신호를 동시에 추출하므로 여러 개의 화개감지기가 동시에 경보를 발하여도 문제없이 정상 동작한다. That is, it is an address-type fire detection system that can be applied regardless of the type of analog or digital fire detection sensor unit. In addition, since the output signal of the fire detection sensor sent by all the fire detectors connected in parallel to the receiver is simultaneously extracted, even if several fire detectors fire an alarm at the same time, it operates normally without any problem.
또한, 화재감지 센서부의 출력값을 정확히 산출할 수 있으므로 아날로그 형식의 주소형 화재감지 시스템으로 사용 가능하다.In addition, since the output value of the fire detection sensor can be accurately calculated, it can be used as an analog-type address-type fire detection system.
또한, 화재감지기가 정상상태인지 고장상태인 지를 알 수 있다. In addition, it is possible to know whether the fire detector is in a normal state or a malfunction state.
또한, +24[V] 전원선이 중간에서 단선된 경우 대략적인 단선 위치를 알 수 있다.Also, if the +24[V] power line is disconnected in the middle, the approximate disconnection position can be found.
도 1은 종래의 전류원을 이용한 주소형 화재감지기 및 화재탐지 시스템의 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주소형 화재감지 시스템(1)의 구성도
도 3은 실시예에 따른 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기(100-1)의 구성도
도 4는 화재감지 센서부의 출력신호의 형태를 나타낸 도면
도 5는 도 3의 복수의 주파수 성분을 갖는 교류 전류를 생성하는 주소형 화재감지기의 상세 구성도1 is a view showing a conventional address-type fire detector and fire detection system using a current source
2 is a block diagram of an address-type
3 is a block diagram of an address-type fire detector 100-1 for generating an alternating current having a plurality of frequency components according to an embodiment;
4 is a view showing the shape of the output signal of the fire detection sensor unit;
5 is a detailed configuration diagram of an address-type fire detector that generates an alternating current having a plurality of frequency components of FIG. 3;
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주소형 화재감지 시스템(1)의 구성도이다.2 is a block diagram of an address-type
도 2를 참조하면, 제안된 ‘복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기 및 이를 포함하는 화재감지시스템(1)’은 +24[V] 전원선에 흐르는 노이즈가 혼합된 교류전류의 진폭 스펙트럼을 분석하여 화재감지기의 주소 및 화재감지 센서부의 출력신호인 온도나 연기농도를 알아내는 아날로그 형식의 노이즈에 둔감한 주소형 화재감지 시스템이다. Referring to FIG. 2 , the proposed 'address-type fire detector generating an alternating current having a plurality of frequency components and a fire detection system (1) including the same' is an alternating current in which noise flowing through a +24 [V] power line is mixed. It is an address-type fire detection system insensitive to analog-type noise that analyzes the amplitude spectrum of the current and finds out the address of the fire detector and the temperature or smoke concentration, which are output signals of the fire detection sensor unit.
각각의 화재감지기(100-k)는 +24[V] 전원선에 직류성분과 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 흐르게 한다. k번 주소의 화재감지기의 경우, 흐르는 전류의 주파수는 화재감지기의 주소 k에 1대 다로 대응시킨 복수의 주파수,,,…, 으로 하고, 흐르는 전류의 주파수가 각각 ,,,…, 인 교류성분의 진폭은 화재감지 센서부의 출력값 에 화재감지기의 정상동작 여부 확인용 값인 을 합한 값인 으로 대응시킨다. 즉, +24[V] 전원선에 흐르는 전류에는, 화재감지기의 주소정보가 복수의 주파수로 내포되어 있고, 화재감지 센서부의 출력정보와 화재감지기의 정상동작 정보는 교류성분의 진폭으로 내포되어 있다. Each of the fire detectors (100- k ) passes an AC current having a DC component and a plurality of frequency components to a +24 [V] power line. In the case of a fire detector at address k , the frequency of the flowing current is a plurality of frequencies corresponding one-to-many to address k of the fire detector. , , ,… , , and the frequency of the flowing current is , , ,… , The amplitude of the phosphorus alternating current component is the output value of the fire detection sensor. is the value for checking whether the fire detector is operating normally. is the sum of respond with That is, in the current flowing through the +24 [V] power line, the address information of the fire detector is contained in a plurality of frequencies, and the output information of the fire sensor unit and the normal operation information of the fire detector are contained in the amplitude of the AC component. .
수신기(200)는 +24[V] 전원선에 흐르는 노이즈가 혼재된 전류 를 전압으로 검출한 후, 고속 푸리에 변환 처리함으로써 +24[V] 전원선에 흐르는 전류 i에 포함된 주파수 성분의 진폭 스펙트럼을 추출한다. 추출한 진폭 스펙트럼은 화재감지기의 주소에 대응하는 주파수 별 진폭이고, 주파수 별 진폭의 크기는 +24[V] 전원선에 흐르는 전류의 교류성분의 진폭과 1대 1로 대응되므로 화재감지 센서부의 출력신호값을 알 수 있다.The
구체적으로 설명하면 다음과 같다. 제안한 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기 및 이를 포함하는 화재감지시스템”의 구성은 도면 2와 같이 1개의 수신기(200)와 병렬 연결된 N개의 화재감지기(100-1 ~ 100-N)로 구성되며, 화재감지기의 주소는 1번부터 N번까지이다. Specifically, it is as follows. The configuration of the proposed address-type fire detector generating alternating current having a plurality of frequency components and a fire detection system including the same is -N), and the address of the fire detector is from 1 to N.
수신기(200)는 도면 2에서와 같이 전류 검출부(210), 고속 푸리에 변환부(220), 마이크로 컴퓨터(230), 그리고 디스플레이 모듈(240)로 구성된다. 전류 검출부(210)는 +24[V] 전원선에 흐르는 노이즈가 혼재된 전류 를 검출하여 전압 vsensing으로 변환하는 기능을 하고, 고속 푸리에 변환부(220)는 입력신호인 vsensing을 고속 푸리에 변환 처리함으로써 vsensing에 포함된 주파수 의 성분 별 진폭 스펙트럼 을 추출하는 기능을 하며 고속 푸리에 변환부의 기능은 마이크로 컴퓨에서 소프트웨어 적으로 처리 가능하고, 마이크로 컴퓨터(230)는 입력받은 진폭 스펙트럼 을 기반으로 화재감지기의 주소 에 대응하는 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 를 산출하고 또한 화재감지기의 정상동작 여부 및 화재발생 여부를 판단한다. 디스플레이 모듈(240)은 화재발생 여부와 화재발생 주소, 화재감지 센서부의 출력값, 그리고 화재감지기의 정상동작 여부 등을 표시하는 기능을 한다. 참고적으로 고속 푸리에 변환부(220)는 별도의 전용 하드웨어 칩으로 구성될 수 있다.The
도 3은 실시예에 따른 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기(100-1)의 구성도이다.3 is a block diagram of an address-type fire detector 100-1 for generating an alternating current having a plurality of frequency components according to an embodiment.
참고적으로 본 실시예에서 마이크로 프로세서(120)에서 출력되는 f k 는 1Hz에서 300Hz 범위의 주파수가 사용되는 것이 바람직하다.For reference, f k output from the
화재감지기(100-1)는 “복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지”로 도면 3과 같으며, 주소 설정부(110), 화재감지 센서부(150), 아날로그 디지털 변환기가 있는 마이크로프로세서(120), 전압 주파수 변환부(130), 그리고 전압 전류 변환부(140)로 구성된다. The fire detector 100-1 is “address-type fire detection that generates an alternating current having a plurality of frequency components” as shown in FIG. 3 , and includes an
주소 설정부(110)는 화재감지기의 주소를 k로 설정하는 기능을 하고, 화재감지 센서부(150)는 온도센서, 연기센서 등의 센서신호를 전압신호로 변환하거나 증폭한 전압신호 를 출력하는 기능을 하고, 마이크로프로세서(120)는 병렬포트로 받아들인 화재감지기의 주소 k와 1대 다로 대응되는 복수의 주파수 값,,,…, 과 내장된 아날로그 디지털 변환기를 통하여 받아들인 화재 감지 센서부(150)의 출력값 에 화재감지기의 정상동작 여부 확인용 값인 을 부가한 값 을 α배한 값 을 전압 주파수 변환부(130)로 출력하는 기능을 하고, 전압 주파수 변환부(140)는 입력신호인 ,,,…, 과 의 값에 대응하는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압 를 출력하는 기능을 하고, 전압 전류 변환부는 입력전압 에 대응하는 교류전류가 +24[V] 전원선에 흐르게 하는 기능을 한다. The
화재감지기의 동작원리 설명Description of the operation principle of a fire detector
도면 3의 “복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류 생성 주소형 화재감지기의 구성도”에서, 주소 설정부에 있는 딥 스위치로 화재감지기의 주소를 k번으로 설정하였고, 또한 화재감지 센서부의 출력신호를 라고 하고 설명한다. 3 of the “AC current generating address type fire detector having a plurality of frequency components” In the configuration diagram”, the address of the fire detector is set to number k with the dip switch in the address setting unit, and the output signal of the fire detection sensor unit is and explain.
화재감지 센서부의 출력신호인 화재감지 센서가 온도 센서이면 x 는 온도에 대응하는 전압 값이고, 연기 센서이면 x는 연기농도에 대응하는 전압 값이다. The output signal of the fire detection sensor If the fire sensor is a temperature sensor, x is a voltage value corresponding to the temperature, and if the smoke sensor is a smoke sensor, x is a voltage value corresponding to the smoke concentration.
도 4는 화재감지 센서부의 출력신호의 형태를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the form of an output signal of the fire detection sensor unit.
화재감지 센서부의 출력신호인 의 형태는 도면 4와 같이 아날로그 형, 3단 디지털 신호 형, On/Off 형의 3가지 형태의 신호이다.The output signal of the fire detection sensor As shown in FIG. 4 , the form of is a signal of three types: an analog type, a three-stage digital signal type, and an On/Off type.
마이크로 프로세서(120)는 화재감지기의 주소 k에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 값 ,,,…, 과 화재 감지 센서부(150)의 출력값 에 화재감지기의 정상동작 여부 확인용 값인 을 부가한 값 을 α배한 값을 전압 주파수 변환부로 출력한다.The
전압 주파수 변환부(Voltage and Frequency converter)는 ,,,…, 과 을 입력받아 식 (1)과 같은 직류성분이 있는 교류전압 를 출력한다. 여기서, m은 통상적으로 2내지 5이다.Voltage and frequency converter (Voltage and Frequency converter) , , ,… , class AC voltage with DC component as in Equation (1) to output Here, m is typically 2 to 5.
<수학식 1><
식 (1)에서, 는 의 최소값에 절대치를 취한 값이다. In formula (1), Is It is a value obtained by taking the absolute value of the minimum value of
전압 전류 변환부(Voltage to Current Converting Circuit)는 전압을 전류로 변환하는 회로로, 식 (1)의 전압을 식 (2)와 같은 전류 ik가 +24[V] 전원선에 흐르게 한다.The voltage-to-current converting circuit (Voltage to Current Converting Circuit) is a circuit that converts voltage into current, and allows the voltage of Equation (1) to flow through the current i k as in Equation (2) to the +24[V] power line.
<수학식 2> <
즉, k번 주소의 화재감지기는 자기의 주소 k에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 ,,,…, 과 화재 감지 센서부의 출력값 를 내포한 식 (2)의 전류 i k 가 +24[V] 전원선에 흐르게 한다. 화재감지기의 주소 k는 교류전류 i k 의 주파수 ,,,…, 로 대응시키고, 화재 감지 센서부의 출력값 에 화재감지기의 동작여부 확인 용인 신호를 부가한 값을 α배한 값 은 전류 i k 의 교류성분들의 진폭 으로 대응시켜 +24[V] 전원선에 교류전류 i k 가 흐르게 한다. That is, the fire detector at address k has a plurality of frequencies corresponding to its address k one-to-many. , , ,… , and the output value of the fire detection sensor Let the current i k in Equation (2) containing The address k of the fire detector is the frequency of the alternating current i k , , ,… , and the output value of the fire detection sensor Check whether the fire detector is working in The value multiplied by the signal added value by α is the amplitude of the alternating current components of the current i k AC current i k flows through the +24[V] power line.
수신기의 동작설명Description of receiver operation
제안한 도면 2의 수신기에서, In the receiver of the proposed figure 2,
전류 검출부는 +24[V] 전원선에 흐르는 전류를 검출하는 기능을 한다. +24[V] 전원선에는 화재감지기에 흐르는 전류 와 외부 요인에 의한 노이즈 전류 가 흐르므로, +24[V] 전원선에 흐르는 전류 i는 이고 전류 i를 검출저항 을 통하여 검출한 전압값 은 다음의 식 (3)과 같다. The current detector detects the current flowing in the +24[V] power line. +24[V] current flowing through the fire detector in the power line and noise current caused by external factors flows, so the current i flowing through the +24[V] power line is and the current i is the sensing resistor voltage value detected through is the following equation (3).
<수학식 3><
식 (3)에서, 이다.In formula (3), to be.
고속 푸리에 변환부(Fast Fourier Transform part)는 식 (3)의 입력신호를 고속 푸리에 변환함으로써 주파수 성분의 진폭 스펙트럼 을 출력하며, 출력된 진폭 스펙트럼 와 사이의 관계는 다음의 식 (4)와 같다.The Fast Fourier Transform part converts the input signal of Equation (3) into a frequency by fast Fourier transform. the amplitude spectrum of the component output the output amplitude spectrum Wow The relationship between them is as the following equation (4).
<수학식 4><
식 (4)에서 근사등호 의 주요 요인은 노이즈와 고속 푸리에 변환부의 오차이다. In Equation (4), the approximate equal sign The main factors are noise and the error of the fast Fourier transform part.
마이크로 컴퓨터는 진폭 스펙트럼 microcomputer amplitude spectrum
을 입력받아 k번 주소의 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 를 다음과 같이 산출한다. is the output value of the fire detection sensor unit at address k estimate of is calculated as follows.
식 (4)로부터, k번 주소의 화재감지기에 대한 의 추정값 은 다음의 식 (5)와 같다.From Equation (4), for the fire detector at address k estimate of is the same as the following equation (5).
<수학식 5><
이고 이어서 만 있을 때 고속 푸리에 변환부에서 추출한 주파수 성분의 진폭 스펙트럼 를 이라 하면, 다음의 식 (6)으로 정의한 는 이 때에 고속 푸리에 변환 시 발생하는 오차로서 중요한 의미를 갖는다. ego next Extracted from the fast Fourier transform unit when there is Amplitude spectrum of frequency components cast , defined by the following formula (6) At this time, it has an important meaning as an error occurring during the fast Fourier transform.
<수학식 6><
식 (6)에서, 고속 푸리에 변환 시 샘플링 주파수를 충분히 크게 하고 데이터의 양을 많이 사용하여 이도록 하면 고속 푸리에 변환으로 인한 오차가 작으므로 이며 식 (5)를 활용하여 의 추정값 를 산출할 수 있으나, 메모리 양이 많이 필요하고 고속 푸리에 변환 시간이 길어진다. 메모리 크기와 변환 시간의 제약으로 샘플링 시간과 데이터 양을 줄이면 이므로 고속 푸리에 변환부에서 추출한 주파수 성분의 진폭 스펙트럼 를 보정하여 를 산출하는 것이 바람직하다.In Equation (6), when the fast Fourier transform is performed, the sampling frequency is made large enough and a large amount of data is used. Since the error due to the fast Fourier transform is small, and using Equation (5) estimate of , but a large amount of memory is required and the fast Fourier transform time becomes long. Reducing the sampling time and data amount due to the limitations of memory size and conversion time Therefore, the fast Fourier transform Amplitude spectrum of frequency components by correcting It is preferable to calculate
고속 푸리에 변환에 기인한 오차를 보정하기 위한 진폭 스펙트럼의 보정은 다음과 같이 한다. 식 (4)에서 이고 이며 만 있을 때, 고속 푸리에 변환부에서 추출한 주파수 성분의 진폭 스펙트럼 를 The correction of the amplitude spectrum for correcting the error caused by the fast Fourier transform is as follows. in equation (4) ego is , extracted from the fast Fourier transform unit Amplitude spectrum of frequency components cast
이라 하면 식 (4)로부터 , 이도록 보정 계수 를 다음의 식 (7)로 정의한다. From Equation (4), , correction factor to be is defined by the following formula (7).
<수학식 7> <
보정 계수 는 노이즈가 0이고 화재감지 센서부의 출력이 0일 때 고속 푸리에 변환부에서 추출한 주파수 성분의 진폭 스펙트럼 과 의 비율이며, 보정 계수 를 사용하여 식 (5)를 표현하면 다음의 식 (8)과 같이 표현된다. correction factor is the value extracted from the fast Fourier transform unit when the noise is 0 and the output of the fire detection sensor unit is 0. Amplitude spectrum of frequency components class is the ratio of the correction factor If Equation (5) is expressed using
<수학식 8> <Equation 8>
이면, 를 추정한 값 는 위의 식 (8)로부터 다음의 식 (9)와 같다. this side, estimated value is from the above equation (8) to the following equation (9).
<수학식 9><Equation 9>
주소가 번인 화재감지기의 출력값 의 추정값 는 고속 푸리 변환 결과를 보정하지 않고 를 산출할 수도 있고, 보정한 결과를 가지고 를 산출할 수 있으며, 각각의 산출과정에는 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법 또는 이들 3가지 방법의 조합을 활용할 수 있고, 어느 방법을 채택할 지는 화재감지 센서부의 출력 형식에 따라 다를 수 있다.address is Output value of burn-in smoke detector estimate of without correcting the fast Fourier transform result can be calculated, and with the corrected result can be calculated, and the average value calculation method, the mode calculation method, the median value calculation method, or a combination of these three methods can be used in each calculation process, and the method to be adopted may differ depending on the output format of the fire detection sensor unit. have.
(1) 보정하지 않은 고속 푸리 변환 결과를 기반으로 를 산출하는 경우 (1) based on the uncorrected fast Fourier transform results When calculating
주소가 k 번인 화재감지기의 출력값 의 추정값 를 식 (5)를 기반으로 다음과 같이 3가지 방법으로 산출할 수 있다.Output value of fire detector with address k estimate of can be calculated in the following three ways based on Equation (5).
첫 번째 방법은 평균값 산출 방법으로 다음과 같이 산출하는 방법으로 식 (5)로부터 의 추정값 를 다음의 식 (10)과 같이 의 산술 평균값으로 산출함으로써 노이즈의 등의 영향을 줄이는 방법이며, 가 디지털 형이든 아날로그 형이든 모두에 적용 가능하다.The first method is the average value calculation method, which is calculated as follows from Equation (5). estimate of as in the following equation (10) It is a method of reducing the influence of noise by calculating the arithmetic mean value of It is applicable to both digital type and analog type.
<수학식 10><Equation 10>
식 (10)에서 이고 만 있을 때, 고속 푸리에 변환부에서 추출한 주파수 성분의 진폭 스펙트럼 를 라 하면 의 추정값 는 식 (10)으로부터 다음의 식 (11)과 같이 평균값으로 산출한다.in equation (10) ego , extracted from the fast Fourier transform unit Amplitude spectrum of frequency components cast If you say estimate of is calculated as an average value from Equation (10) as shown in Equation (11) below.
<수학식 11><Equation 11>
따라서, k번 주소의 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 는 다음의 식 (12)와 같이 평균값으로 산출할 수 있다.Therefore, the output value of the fire detection sensor unit at address k estimate of can be calculated as an average value as in the following equation (12).
<수학식 12> <Equation 12>
두 번째 방법은 디지털 형의 에 대하여는 적용할 수 있는 최빈값 산출 방법으로, The second method is digital As a mode calculation method that can be applied to
중에서 V비경보에 근접한 개수가 가장 많으면 로 판단하고, V주의에 근접한 개수가 가장 많으면 로 판단하고, V경보에 근접한 개수가 가장 많으면 로 판단하는 방법이다. Among them, if the number closest to V non-alarm is the largest, Judging by , if the number closest to V is the largest, If it is judged as and the number close to V alarm is the largest, as a way to judge.
세 번째 방법은 의 중앙값을 이라하고, 의 중앙값을 이라고 하면 으로 판단하는 중앙값 산출 방법이다.the third way the median of say, the median of If you say It is a method of calculating the median value determined by .
(2) 보정한 고속 푸리 변환 결과를 기반으로 를 산출하는 경우 (2) based on the corrected fast Fourier transform result When calculating
주소가 k번인 화재감지기의 출력값 의 추정값 를 식 (9)를 기반으로 다음과 같이 3가지 방법으로 산출할 수 있다. Output value of fire detector with address k estimate of can be calculated in the following three ways based on Equation (9).
첫 번째 방법은 평균값 산출 방법으로, 식 (9)를 활용하여 의 추정값 를 다음의 식 (13)과 같이 평균값으로 산출함으로써 노이즈 등의 영향을 줄이는 방법이며, 가 디지털 형이든 아날로그 형이든 모두에 적용 가능하다.The first method is the average value calculation method, using Equation (9) to estimate of is a method of reducing the influence of noise by calculating as an average value as in the following equation (13) It is applicable to both digital type and analog type.
<수학식 13><Equation 13>
두 번째 방법은 디지털 형의 에 대하여는 적용할 수 있는 최빈값 산출 방법으로, The second method is digital As a mode calculation method that can be applied to
중에서 V비경보에 근접한 개수가 가장 많으면 로 판단하고, V주의에 근접한 개수가 가장 많으면 로 판단하고, V경보에 근접한 개수가 가장 많으면 로 판단하는 방법이다. Among them, if the number closest to V non-alarm is the largest, Judging by , if the number closest to V is the largest, If it is judged as and the number close to V alarm is the largest, as a way to judge.
세 번째 방법은the third way
중에서 중앙값을 이라고 하면 으로 판단하는 중앙값 산출 방법이다. of the median If you say It is a method of calculating the median value determined by .
위의 3가지 방법 중 하나 또는 3가지 방법의 조합을 적용하여 k번 주소의 화재감지 센서부의 출력값 를 산출할 수 있으며, 주요 특징은 다음과 같다.The output value of the fire detection sensor unit at address k by applying one of the above three methods or a combination of three methods can be calculated, and the main features are as follows.
(특징 1) +24V 전원선에 흐르는 외부 요인에 의한 노이즈에 둔감하다.(Feature 1) Insensitive to noise caused by external factors flowing through the +24V power line.
화재감지기의 주소 k는 1대 다의 복수의 주파수 값 ,,,…, 로 대응시키고 화재감지 센서부의 출력 는 각 주파수 ,,,…, 성분의 진폭으로 대응시키고, 수신기에서 k번 주소의 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 는 고속 푸리에 변환으로 추출한 진폭 스펙트럼 을 기반으로 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법으로 산출한다. 따라서, 화재감지기의 주소 k를 1대 1의 주파수 값 f k 로 대응시키고 화재감지 센서부의 출력 는 주파수 f k 성분의 진폭으로 대응시키고, 수신기에서 k번 주소의 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 는 1개의 진폭 스펙트럼 만을 기반으로 산출하는 방법에 비하여 에일리어싱(aliasing) 현상에 둔감하고 +24V 전원선에 흐르는 특정 주파수 성분을 갖는 노이즈에 둔감한 주소형 화재감지 시스템이라 할 수 있다.The address k of the fire detector is one-to-many multiple frequency values. , , ,… , and the output of the fire detection sensor is each frequency , , ,… , It corresponds to the amplitude of the component, and the output value of the fire detection sensor unit at address k in the receiver estimate of is the amplitude spectrum extracted by fast Fourier transform based on the average value calculation method, the mode calculation method, or the median value calculation method. Therefore, the address k of the fire detector is matched with a frequency value f k of one to one, and the output of the fire detection sensor unit is corresponds to the amplitude of the frequency f k component, and the output value of the fire detection sensor at address k in the receiver estimate of is one amplitude spectrum It can be said that it is an address-type fire detection system insensitive to the aliasing phenomenon and insensitive to noise having a specific frequency component flowing through the +24V power line compared to the calculation method based on the
(특징 2) 화재감지기가 정상상태인지 고장상태 인지를 알 수 있다. (Feature 2) It is possible to know whether the fire detector is in a normal state or a malfunction state.
k번 주소의 화재감지기가 고장이 아닌 정상적 동작상태에 있으면 화재감지 센서부의 출력 는 이므로, 값은 식 (14)를 만족시켜야 한다.If the fire detector at address k is in a normal operating state, not a malfunction, the output of the fire detection sensor unit Is Because of, The value must satisfy Equation (14).
<수학식 14><Equation 14>
따라서, 에 대하여 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법으로 k번 주소의 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 를 산출하면 식 (11)의 값에 근접하거나 큰 값이므로, 값이 값에 근접하거나 큰 값이면 k번 주소의 화재감지기는 정상적인 동작상태에 있다고 판단할 수 있다. 다시 말하면, 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 각각 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값에 근접하거나 큰 값이면 k번 주소의 화재감지기는 정상적인 동작상태에 있다고 판단할 수 있다. 보상한 진폭 스펙트럼을 사용할 경우에는의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 각각 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값에 근접하거나 큰 값이면 k번 주소의 화재감지기는 정상적인 동작상태에 있다고 판단할 수 있다. thus, The output value of the fire detection sensor unit at address k by the average value calculation method, the mode calculation method, or the median value calculation method for estimate of If we calculate , the equation (11) Because it is close to or greater than the value, value If the value is close to or larger than the value, it can be determined that the fire detector at address k is in a normal operating state. In other words, is the mean or mode or median of If the value is close to or greater than the average or mode or median of When using a compensated amplitude spectrum, is the mean or mode or median of If the value is close to or greater than the average or mode or median of
반면에, k번 주소의 화재감지기가 고장상태에 있거나 이탈되면, 수신기에서는 으로 인식하므로, 고속 푸리에 변환 결과는 노이즈와 고속 푸리에 변환부의 오차에 기인한 결과이며 출력되는 진폭 스펙트럼은 이다. On the other hand, if the fire detector at address k is in a faulty state or is released, the receiver Therefore, the fast Fourier transform result is a result of noise and the error of the fast Fourier transform unit, and the output amplitude spectrum is to be.
따라서, 에 대하여 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법으로 산출한 값이 0에 근접하면 k번 주소의 화재감지기는 고장상태거나 이탈된 것으로 판단할 수 있다. 보상한 진폭 스펙트럼을 사용할 경우에는 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 0에 근접하면 k번 주소의 화재감지기는 고장상태거나 이탈된 것으로 판단할 수 있다. thus, When the value calculated by the average value calculation method, the mode value calculation method, or the median value calculation method is close to 0, it can be determined that the fire detector at address k is in a broken state or is out of order. When using a compensated amplitude spectrum, When the average value, mode, or median value of is close to 0, it can be determined that the fire detector at address k is in a broken state or is out of order.
즉, 수신기에서 추출한 주파수 성분별 진폭 스펙트럼 과 동작확인전압의 진폭 스펙트럼 을 활용하거나, 보상한 진폭 스펙트럼 과 보상한 동작확인전압의 진폭 스펙트럼 을 활용하여 k번 주소의 화재감지기가 정상적 동작상태에 있는 지 또는 고장상태이거나 이탈상태인 지를 알 수 있다.That is, the amplitude spectrum for each frequency component extracted from the receiver Amplitude spectrum of operation check voltage using or compensated amplitude spectrum Amplitude spectrum of operation check voltage compensated with It is possible to know whether the fire detector at address k is in a normal operating state, in a faulty state, or in a broken state by using
(특징 3) +24[V] 전원선이 중간에서 단선된 경우 대략적인 단선 위치를 알 수 있다.(Feature 3) If the +24[V] power line is disconnected in the middle, the approximate position of the disconnection is known.
k번 화재감지기와 k+1번 화재감지기 사이에서 +24[V] 전원선이 단선되면, 수신기에서는 으로 인식하므로 수신기에서 추출한 주파수 성분의 진폭 는 식 15와 같다.If the +24[V] power line is disconnected between the k fire detector and the k+1 fire detector, the receiver As it is recognized as , the receiver extracts the amplitude of the frequency component is the same as Equation 15.
<수학식 15><Equation 15>
따라서, 수신기에서 추출한 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값은 각각 동작확인전압의 진폭 스펙트럼 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값에 근접한 값이거나 큰 값이어서 번 화재감지기는 정상동작 상태이고, 동시에 j=k+1 번부터 j=N 번까지에 대하여 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 0에 근접하면 k번 주소의 화재감지기와 k+1번 주소의 화재감지기 사이에서 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Therefore, the receiver extracts The average or mode or median of the amplitude spectrum of the operation confirmation voltage, respectively value close to or greater than the mean or mode or median of Fire detector No. is in normal operation, and at the same time, for No. j=k+1 to No. j=N When the average or mode or median of is close to 0, it can be determined that a disconnection has occurred between the fire detector at address k and the fire detector at address k+1 .
(수신기의 구성 및 부분별 기능 설명)(Composition of receiver and description of function by part)
제안한 수신기는 도면 2에서와 같이 전류 검출부, 고속 푸리에 변환부, 마이크로 컴퓨터, 그리고 디스플레이 모듈로 구성된다. The proposed receiver is composed of a current detector, a fast Fourier transform unit, a microcomputer, and a display module as shown in FIG. 2 .
전류 검출부는 +24[V] 전원선에 흐르는 전류 를 검출하여 식 (3)의 전압 으로 변환하는 기능을 하고, 고속 푸리에 변환부는 입력신호인 을 고속 푸리에 변환 처리함으로써 에 포함된 진폭 스펙트럼 을 추출하는 기능을 하며 고속 푸리에 변환부의 기능은 마이크로 컴퓨터에서 소프트웨어 적으로 처리 가능하고, 마이크로 컴퓨터는 입력받은 Current detection unit +24[V] current flowing through the power line It detects and converts it into the voltage of Equation (3), and the fast Fourier transform unit By fast Fourier transform processing amplitude spectrum contained in The function of the fast Fourier transform part can be processed by software in the microcomputer, and the microcomputer receives the input
진폭 스펙트럼 을 기반으로 주소가 인 화재감지기에 대하여 화재감지 센서부의 출력값 을 평균 값 산출 방법 또는 최빈값 산출 방법 또는 중앙값 산출 방법으로 산출하고 또한 화재감지기의 정상동작 여부 및 화재발생 여부를 판단한다. 디스플레이 모듈은 화재발생 여부와 화재발생 주소, 화개감지 센서부의 출력값, 그리고 화재감지기의 정상동작 여부 등을 표시하는 기능을 한다.amplitude spectrum address based on Output value of fire detection sensor for phosphorus fire detector is calculated by the average value calculation method, the mode calculation method, or the median value calculation method, and it is determined whether the fire detector is operating normally and whether a fire has occurred. The display module functions to display whether or not a fire has occurred, the address of the fire, the output value of the fire detection sensor unit, and whether the fire detector is operating normally.
(화재감지기의 구성 및 부분별 기능 설명)(Description of the composition and function of each part of the fire detector)
제안한 “복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류 생성 주소형 화재감지기”의 구성도는 도면 3과 같으며, 주소 설정부, 화재감지 센서부, 아날로그 디지털 변환기(ADC : Analog to Digital converter)가 있는 마이크로프로세서, 전압 주파수 변환부(Voltage and Frequency converter), 그리고 전압 전류 변환부(Voltage to Current Converting circuit)로 구성된다. The configuration diagram of the proposed “AC current generation address-type fire detector having a plurality of frequency components” is shown in Fig. 3, and a microprocessor having an address setting unit, a fire detection sensor unit, and an analog-to-digital converter (ADC). , a Voltage and Frequency converter, and a Voltage to Current Converting circuit.
도면 3에서 주소 설정부는 딥 스위치(Dip Switch)와 저항들로 구성되고, 딥 스위치로 화재감지기의 주소를 k 로 설정하는 기능을 하며, 설정된 주소 k는 마이크로프로세서로 입력된다. 화재감지 센서부는 온도센서, 연기센서 등의 센서와 센서의 신호를 전압신호로 변환하거나 증폭하는 회로로 구성되며, 화재감지 센서부는 전압신호 를 출력하는 기능을 한다. In FIG. 3, the address setting unit is composed of a dip switch and resistors, and the dip switch functions to set the address of the fire detector to k , and the set address k is input to the microprocessor. The fire detection sensor unit consists of sensors such as temperature sensors and smoke sensors, and a circuit that converts or amplifies the signals of the sensors into voltage signals, and the fire detection sensor unit consists of voltage signals. function to output
도면 3에서 마이크로프로세서는 병렬포트로 받아들인 화재감지기의 주소 k와 1대 다로 대응되는 복수의 주파수 값 ,,,…, 과 내장된 아날로그 디지털 변환기를 통하여 받아들인 화재 감지 센서부의 출력값 에 화재감지기의 정상동작 여부 확인용 값인 을 부가한 값 을 α배한 값 를 전압 주파수 변환부로 출력하는 기능을 한다. In FIG. 3, the microprocessor has a plurality of frequency values corresponding one-to-many to the address k of the fire detector received through the parallel port. , , ,… , and the output value of the fire detection sensor received through the built-in analog-to-digital converter is the value for checking whether the fire detector is operating normally. added value multiplied by α It functions to output the voltage to the frequency converter.
도면 3에서 전압 주파수 변환부(Voltage and Frequency converter)는 입력신호인 ,,,…, 과 의 값에 대응하는 식 (1)의 직류성분이 있는 교류전압 신호 를 출력하는 기능을 한다. In Figure 3, the voltage and frequency converter (Voltage and Frequency converter) is an input signal , , ,… , class AC voltage signal with the DC component of Equation (1) corresponding to the value of function to output
도면 3에서 전압 전류 변환부(Voltage to Current Converting circuit)는 식 (1)의 입력전압 에 대응하는 식 (2)의 전류가 +24[V] 전원선에 흐르게 하는 기능을 한다. In Figure 3, the voltage-to-current converting unit (Voltage to Current Converting circuit) is the input voltage of Equation (1) It functions to allow the current of Equation (2) corresponding to +24[V] to flow through the power line.
도 5은 도 3의 복수의 주파수 성분을 갖는 교류 전류를 생성하는 주소형 화재감지기의 상세 구성도이다.FIG. 5 is a detailed configuration diagram of an address-type fire detector that generates an alternating current having a plurality of frequency components of FIG. 3 .
도 5를 참조하면, 주소 설정부는 딥 스위치(Dip Switch)와 저항들로 구성되고, 딥 스위치로 화재감지기의 주소를 k로 설정하는 기능을 하며 설정된 주소 k는 마이크로프로세서의 입력병렬포트를 통하여 CPU로 보내진다. 예를 들어, 딥 스위치를 000000012로 설정하면 화재감지기의 주소 k는 십진수로는 1이다. Referring to FIG. 5 , the address setting unit is composed of a dip switch and resistors, and the dip switch functions to set the address of the fire detector to k , and the set address k is the CPU through the input parallel port of the microprocessor. is sent to For example, if the dip switch is set to 00000001 2 , the address k of the fire detector is 1 in decimal.
화재 감지 센서부는 온도센서, 연기센서 등의 센서의 출력신호를 전압신호로 변환하거나 증폭한 전압신호 를 출력하는 기능을 한다.The fire detection sensor unit converts the output signals of sensors such as temperature sensors and smoke sensors into voltage signals or amplified voltage signals. function to output
마이크로프로세서는 병렬포트로 받아들인 화재감지기의 주소 와 1대 다로 대응되는 주파수 값 ,,,…, 과 내장된 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital converter)를 통하여 받아들인 화재감지 센서부의 출력값 에 화재감지기의 정상동작 여부 확인용 값인 을 부가한 값 을 α배한 값 을 전압 주파수 변환부로 출력하는 기능을 한다. The microprocessor accepts the address of the fire detector through the parallel port. and one-to-many corresponding frequency values , , ,… , and the output value of the fire detection sensor received through the built-in Analog to Digital converter is the value for checking whether the fire detector is operating normally. added value multiplied by α It functions to output the voltage to the frequency converter.
전압 주파수 변환부(Voltage and Frequency converter)는 입력신호인 ,,,…, 과 의 값에 대응하는 식 (1)의 교류전압 를 출력하는 기능을 한다. Voltage and frequency converter is the input signal , , ,… , class AC voltage in equation (1) corresponding to the value of function to output
전압 전류 변환부(Voltage-to-Current Converting circuit)는 입력전압 에 대응하는 식 (2)의 교류전류 i k 가 +24[V] 전원선에 흐르게 하는 기능을 한다.Voltage-to-Current Converting circuit (Voltage-to-Current Converting circuit) It functions to allow the AC current i k of Equation (2) corresponding to +24[V] to flow through the power line.
(제안한 방식의 장점)(Advantages of the proposed method)
제안한 ‘복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기 및 이를 포함하는 화재감지시스템’은 +24[V] 전원선에 흐르는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류의 진폭 스펙트럼을 분석하여 화재감지기의 주소 및 화재감지 센서부의 출력신호인 온도나 연기농도를 알아내는 아날로그 형식의 주소형 화재감지 시스템으로 다음과 같은 장점이 있다. The proposed 'address-type fire detector generating alternating current having a plurality of frequency components and a fire detection system including the same' is It is an analog type address-type fire detection system that finds out the address of the detector and the output signal of the fire detection sensor, such as temperature or smoke concentration, and has the following advantages.
(장점 1) +24V 전원선에 흐르는 외부 요인에 의한 노이즈에 둔감하다.(Advantage 1) Insensitive to noise caused by external factors flowing through the +24V power line.
화재감지기의 주소 k는 1대 다의 복수의 주파수 값 ,,,…, 로 대응시키고 화재감지 센서부의 출력 는 각 주파수 ,,,…, 성분의 진폭으로 대응시키고, 수신기에서 k주소의 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 는 고속 푸리에 변환으로 추출한 진폭 스펙트럼 ,,,…, 을 기반으로 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법으로 산출한다. 따라서, 화재감지기의 주소 k를 1대 1의 주파수 값 f k 로 대응시키고 화재감지 센서부의 출력 는 주파수 f k 성분의 진폭으로 대응시키고, 수신기에서 k번 주소의 화재감지 센서부의 출력값 의 추정값 는 1개의 진폭 스펙트럼 만을 기반으로 산출하는 방법과 비교하여 에일리어싱(aliasing) 현상에 둔감하고 +24V 전원선에 흐르는 특정 주파수 성분을 갖는 노이즈에 둔감한 주소형 화재감지 시스템이라 할 수 있다. The address k of the fire detector is one-to-many multiple frequency values. , , ,… , and the output of the fire detection sensor is each frequency , , ,… , It corresponds to the amplitude of the component, and the output value of the fire detection sensor unit at address k in the receiver estimate of is the amplitude spectrum extracted by fast Fourier transform , , ,… , based on the average value calculation method, the mode calculation method, or the median value calculation method. Therefore, the address k of the fire detector is matched with a frequency value f k of one to one, and the output of the fire detection sensor unit is corresponds to the amplitude of the frequency f k component, and the output value of the fire detection sensor at address k in the receiver estimate of is one amplitude spectrum It can be said that it is an address-type fire detection system that is insensitive to aliasing and noise having a specific frequency component flowing through the +24V power line compared to the calculation method based on the
(장점 2) 화재감지기가 정상상태인지 고장상태인 지를 알 수 있다. (Advantage 2) It is possible to know whether the fire detector is in a normal or malfunctioning state.
k번 주소의 화재감지기가 고장이 아닌 정상적 동작상태에 있으면 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 각각 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값에 근접하거나 큰 값이므로 k번 주소의 화재감지기는 정상적인 동작상태에 있다고 판단할 수 있다. 보상한 진폭 스펙트럼을 사용할 경우에는 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 각각 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값에 근접하거나 큰 값이면 k번 주소의 화재감지기는 정상적인 동작상태에 있다고 판단할 수 있다.If the fire detector at address k is in a normal operating state, not a malfunction, is the mean or mode or median of It can be judged that the fire detector at address k is in a normal operating state because it is close to or larger than the average or mode or median of . When using a compensated amplitude spectrum, is the mean or mode or median of If the value is close to or greater than the average or mode or median of
반면에, k번 주소의 화재감지기가 고장상태에 있거나 이탈되면, 수신기에서는 으로 인식하므로, 고속 푸리에 변환 결과는 노이즈와 고속 푸리에 변환부의 오차에 기인한 결과이며 출력되는 진폭 스펙트럼은 이다. On the other hand, if the fire detector at address k is in a faulty state or is released, the receiver Therefore, the fast Fourier transform result is a result of noise and the error of the fast Fourier transform unit, and the output amplitude spectrum is to be.
따라서, 에 대하여 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법으로 산출한 값은 0에 근접하고, 산출한 값이 0에 근접하면 k번 주소의 화재감지기는 고장상태거나 이탈된 것으로 판단할 수 있다. 보상한 진폭 스펙트럼을 사용할 경우에는 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 0에 근접하면 k번 주소의 화재감지기는 고장상태거나 이탈된 것으로 판단할 수 있다. thus, The value calculated by the average value calculation method, the mode calculation method, or the median value calculation method for When using a compensated amplitude spectrum, When the average value, mode, or median value of is close to 0, it can be determined that the fire detector at address k is in a broken state or is out of order.
즉, 수신기에서 추출한 주파수 성분별 진폭 스펙트럼 과 동작확인전압의 진폭 스펙트럼 을 활용하거나, 보상한 진폭 스펙트럼 과 보상한 동작확인전압의 진폭 스펙트럼 을 활용하여 k번 주소의 화재감지기가 정상적 동작상태에 있는 지 또는 고장상태이거나 이탈상태인 지를 알 수 있다.That is, the amplitude spectrum for each frequency component extracted from the receiver Amplitude spectrum of operation check voltage using or compensated amplitude spectrum Amplitude spectrum of operation check voltage compensated with It is possible to know whether the fire detector at address k is in a normal operating state, in a faulty state, or in a broken state by using
(장점 3) +24[V] 전원선이 중간에서 단선된 경우 대략적인 단선 위치를 알 수 있다. (Advantage 3) If the +24[V] power line is disconnected in the middle, the approximate position of the disconnection can be known.
k번 화재감지기와 k+1번 화재감지기 사이에서 +24[V] 전원선이 단선되면, 수신기에서는 으로 인식하므로 수신기에서 추출한 주파수 성분의 진폭 이다. If the +24[V] power line is disconnected between the k fire detector and the k+1 fire detector, the receiver As it is recognized as , the receiver extracts the amplitude of the frequency component to be.
따라서, 수신기에서 추출한 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값은 각각 동작확인전압의 진폭 스펙트럼 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값에 근접한 값이거나 큰 값이어서 k번 화재감지기는 정상동작 상태이고, 동시에 j=k+1 번부터 j=N 번까지에 대하여 의 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값이 0에 근접하면 k번 주소의 화재감지기와 k+1번 주소의 화재감지기 사이에서 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Therefore, the receiver extracts The average or mode or median of the amplitude spectrum of the operation confirmation voltage, respectively Because it is a value close to or larger than the average or mode or median of When the average or mode or median of is close to 0, it can be determined that a disconnection has occurred between the fire detector at address k and the fire detector at address k+1 .
(장점 4) 화재감지 센서부의 출력값의 형식에 무관하게 화재감지 센서부의 출력값을 산출할 수 있으므로 디지털 또는 아날로그 형식의 주소형 화재감지 시스템으로 사용가능하다.(Advantage 4) Since the output value of the fire detection sensor can be calculated regardless of the format of the output value of the fire detection sensor, it can be used as a digital or analog address-type fire detection system.
(장점 5) 수신기에 병렬 연결된 모든 화재감지기가 보내는 화재감지 센서부의 출력신호를 동시에 추출하므로 여러 개의 화개감지기가 동시에 경보를 발하여도 문제없이 정상 동작한다.(Advantage 5) Since output signals from all fire detectors connected in parallel to the receiver are simultaneously extracted, it operates normally without any problem even if several fire detectors fire an alarm at the same time.
상술한 바와 같이 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기는 복수의 스위치 각각의 전기적인 연결상태에 대응하는 주소 코드값을 생성하는 주소 설정부와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 신호 및 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가하여 출력하는 마이크로프로세서와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 상기 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압을 출력하되 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가한 값을 교류전압의 진폭에 반영되도록 출력하는 전압 주파수 변환부와, 교류전압의 전압레벨에 대응하는 전류를 전원라인으로 구동하는 전압전류 변환부를 포함한다.As described above, the address-type fire detector that generates an alternating current having a plurality of frequency components includes an address setting unit that generates an address code value corresponding to an electrical connection state of each of a plurality of switches, and one-to-many address code values A microprocessor for adding and outputting a plurality of frequency signals and an operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor, and outputting an AC voltage having the plurality of frequency components corresponding one-to-many to an address code value, but It includes a voltage-frequency converter for outputting a value obtained by adding the operation check voltage to the output value to be reflected in the amplitude of the AC voltage, and a voltage-to-current converter for driving a current corresponding to the voltage level of the AC voltage to the power line.
또한, 화재감지시스템은 배치된 장소에 따라 서로 다른 주소 코드값이 설정되며 전원라인에 서로 병렬로 연결됨에 있어서, 화재감지기 각각은 자신의 주소 코드값에 각각 1대 다로 대응하는 복수의 주파수를 갖는 교류성분의 전류를 상기 전원라인으로 구동하되, 자신에게 할당된 화재 감지센서의 출력값에 동작확인 전압을 부가한 신호가 교류성분의 전류의 진폭에 반영되는 복수의 주소형 화재감지기와, 전원라인에 흐르는 전류신호를 전압으로 검출한 후 고속 푸리에 변환하여 복수의 주파수 성분별 진폭을 추출하고, 추출된 복수의 주파수 성분별 진폭에 대하여 평균값 산출 방법 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출 방법 또는 중앙값 산출 방법 또는 산출방법의 조합을 활용하여 디지털 또는 아날로그 형인 화재 감지센서의 출력값을 판단하는 화재 수신기를 구비한다.In addition, in the fire detection system, different address code values are set according to the places where they are arranged and they are connected to each other in parallel to the power line. A plurality of address-type fire detectors in which an AC component current is driven by the power line, and a signal obtained by adding an operation check voltage to the output value of the fire detection sensor assigned to it is reflected in the amplitude of the AC component current; After detecting a flowing current signal as a voltage, fast Fourier transform is performed to extract the amplitudes for a plurality of frequency components, and the average value calculation method or the average value calculation method except for the highest and lowest values or the mode calculation method for the extracted amplitudes for the plurality of frequency components Alternatively, a fire receiver for determining the output value of a digital or analog fire detection sensor by using a median value calculation method or a combination of calculation methods is provided.
화재 감지 시스템에서 복수의 주소형 화재감지기는 각각,In the fire detection system, a plurality of address-type fire detectors are each,
복수의 스위치 각각의 전기적인 연결상태에 대응하는 주소 코드값을 생성하는 주소 설정부와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 신호 및 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가하여 출력하는 마이크로프로세서와, 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압을 출력하되 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가한 값을 상기 교류전압의 진폭에 반영되도록 출력하는 전압 주파수 변환부와, 교류전압의 전압레벨에 대응하는 전류를 전원라인으로 구동하는 전압전류 변환부를 포함한다.An address setting unit that generates an address code value corresponding to the electrical connection state of each of a plurality of switches, a plurality of frequency signals corresponding one-to-many to the address code value, and an operation confirmation voltage are added to the output value of the fire detection sensor and output a microprocessor that outputs an AC voltage having a plurality of frequency components corresponding one-to-many to an address code value, and outputs a value obtained by adding an operation check voltage to the output value of the fire detection sensor to be reflected in the amplitude of the AC voltage It includes a frequency converter and a voltage-current converter for driving a current corresponding to the voltage level of the AC voltage to the power line.
또한, 화재 감지 시스템에서 화재 수신기는, 화재 감지센서의 출력값이 0이고 노이즈도 0이며, 양의 값인 동작확인전압만 있을 때 고속 푸리에 변환을 통해 추출한 복수의 주파수 별 진폭 값과 동작확인전압의 비율로 복수의 주파수 별 보정계수를 정의하고, 복수의 주파수 별 보정계수를 알아낸 이후의 각 화재 감지센서의 출력값의 추정값은 추출한 복수의 주파수 별 진폭에서 상기 동작확인전압만 있을 때의 복수의 주파수 별 진폭을 뺀 값에 주파수 별 보정계수를 곱한 값들에 대하여 평균값 산출방법 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법 또는 방법들의 조합으로 산출함으로써 노이즈에 둔감한 것을 특징으로 한다.In addition, in the fire detection system, when the output value of the fire detection sensor is 0, the noise is 0, and there is only a positive operation confirmation voltage, the ratio of the amplitude values for each frequency extracted through the fast Fourier transform and the operation confirmation voltage to define a plurality of frequency-specific correction coefficients, and the estimated value of the output value of each fire detection sensor after finding out the plurality of frequency-specific correction coefficients is for each of the plurality of frequencies when there is only the operation confirmation voltage from the extracted amplitudes for each frequency. It is characterized in that it is insensitive to noise by calculating the values obtained by multiplying the amplitude minus the amplitude by the correction factor for each frequency by the average value calculation method, the average value calculation method excluding the highest and lowest values, the mode calculation method, or the median value calculation method or a combination of methods .
또한, 화재 감지 시스템에서 화재 수신기는, 각 화재감지기의 주소에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 성분의 진폭 및 동작확인전압을 활용하여, 각 주소형 화재감지기의 정상동작, 고장여부 및 단선여부를 검출함에 있어서,In addition, in the fire detection system, the fire receiver utilizes the amplitude and operation check voltage of a plurality of frequency components corresponding one-to-many to the address of each fire detector to determine the normal operation, failure or disconnection of each address-type fire detector. In detecting,
복수의 주파수 성분별 진폭의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 방법들의 조합으로 추정한 화재감지기의 출력의 크기가 각각 동작확인전압의 진폭 스펙트럼의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 방법들의 조합으로 추출한 값에 근접하거나 크면 정상동작 상태로 판단하고,The average value of the amplitude of each frequency component or the average value excluding the highest and lowest values, or the mode or median value, or the size of the output of the fire detector estimated by a combination of methods, is the average value or the highest and lowest values of the amplitude spectrum of the operation confirmation voltage, respectively, except the average value or the highest and lowest values. If it is close to or greater than the average value, the mode value, the median value, or a value extracted by a combination of methods, it is judged to be in a normal operating state,
추출한 복수의 주파수 성분별 진폭의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 방법들의 조합으로 추정한 화재감지기의 출력의 크기가 0에 근접하면 고장이나 이탈로 판단하며,If the amplitude of the extracted plurality of frequency components or the average value excluding the highest and lowest values or the mode or median value or the size of the output of the fire detector estimated by a combination of methods approaches 0, it is judged as a failure or departure;
특정 주소의 감지기는 정상동작 상태로 판단되고, 특정 주소 이후의 모든 감지기는 고장이나 이탈로 판단되면, 최종적으로는 특정 주소의 감지기와 이웃한 감지기 사이에서 단선이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.When it is determined that the detector of a specific address is in a normal operating state, and all detectors after the specific address are determined to be malfunctioning or departing, it is finally determined that a disconnection has occurred between the detector of the specific address and the neighboring detector.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기 및 이를 포함하는 화재감지시스템은 통신선이 추가로 구비될 필요없이 전원라인만을 이용하여 동작할 수 있으며, 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하여 아날로그형 화재감지기에도 적용할 수 있다. 또한, 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성함으로써 노이즈에 둔감하여 동작 신뢰성을 확보할 수 있다.The address-type fire detector for generating an alternating current having a plurality of frequency components and a fire detection system including the same according to an embodiment of the present invention can operate using only a power line without the need for additional communication lines. It can be applied to analog fire detectors by generating alternating current with frequency components. In addition, by generating an alternating current having a plurality of frequency components, it is insensitive to noise and operation reliability can be secured.
즉, 아날로그 또는 디지털 화재감지 센서부의 형식에 구애받지 않고 적용할 수 있는 주소형 화재감지 시스템이다. 또한, 수신기에 병렬 연결된 모든 화재감지기가 보내는 화재감지센서부의 출력신호를 동시에 추출하므로 여러 개의 화개감지기가 동시에 경보를 발하여도 문제없이 정상 동작한다. That is, it is an address-type fire detection system that can be applied regardless of the type of analog or digital fire detection sensor unit. In addition, since the output signal of the fire detection sensor sent by all the fire detectors connected in parallel to the receiver is simultaneously extracted, even if several fire detectors fire an alarm at the same time, it operates normally without any problem.
또한, 화재감지 센서부의 출력값을 정확히 산출할 수 있으므로 아날로그 형식의 주소형 화재감지 시스템으로 사용 가능하다.In addition, since the output value of the fire detection sensor can be accurately calculated, it can be used as an analog-type address-type fire detection system.
또한, 화재감지기가 정상상태인지 고장상태인 지를 알 수 있다. In addition, it is possible to know whether the fire detector is in a normal state or a malfunction state.
또한, +24[V] 전원선이 중간에서 단선된 경우 대략적인 단선 위치를 알 수 있다.Also, if the +24[V] power line is disconnected in the middle, the approximate disconnection position can be found.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
110 : 주소 설정부
120 : 마이크로 프로세서
130 : 전압 주파수 변환부
140 : 전압전류 변환부
150 : 화재감지 센서부
200 : 수신기
210 : 전류 검출부
220 : 고속 푸리에 변환부
230 : 마이크로 컴퓨터
240 : 디스플레이 모듈110: address setting unit
120: microprocessor
130: voltage frequency converter
140: voltage current conversion unit
150: fire detection sensor unit
200: receiver
210: current detection unit
220: fast Fourier transform unit
230: microcomputer
240: display module
Claims (5)
상기 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 신호 및 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가하여 출력하는 마이크로프로세서;
상기 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 상기 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압을 출력하되 상기 화재 감지센서의 출력값에 상기 동작확인전압을 부가한 값을 상기 교류전압의 진폭에 반영되도록 출력하는 전압 주파수 변환부; 및
상기 교류전압의 전압레벨에 대응하는 전류를 전원라인으로 구동하는 전압전류 변환부;
를 포함하는 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전류를 생성하는 주소형 화재감지기.an address setting unit generating an address code value corresponding to an electrical connection state of each of the plurality of switches;
a microprocessor for outputting a plurality of frequency signals corresponding to the address code value one-to-many and outputting an operation check voltage to an output value of the fire detection sensor;
Voltage frequency for outputting an AC voltage having the plurality of frequency components corresponding to the address code value one-to-many, and outputting a value obtained by adding the operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor to be reflected in the amplitude of the AC voltage conversion unit; and
a voltage-current converter for driving a current corresponding to the voltage level of the AC voltage to a power line;
Address-type fire detector for generating an alternating current having a plurality of frequency components including.
상기 전원라인에 흐르는 전류신호를 전압으로 검출한 후 고속 푸리에 변환하여 상기 복수의 주파수 성분별 진폭을 추출하고, 추출된 상기 복수의 주파수 성분별 진폭에 대하여 평균값 산출 방법 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출 방법 또는 중앙값 산출 방법 또는 상기 산출방법의 조합을 활용하여 디지털 또는 아날로그 형인 상기 화재 감지센서의 출력값을 판단하는 화재 수신기;
를 구비하는 노이즈에 둔감한 화재감지시스템.
Each fire detector has a different address code value set depending on the location where it is placed, and is connected to the power line in parallel with each other. a plurality of address-type fire detectors that drive the current of the component to the power line, and in which a signal obtained by adding an operation check voltage to the output value of the fire detection sensor allocated thereto is reflected in the amplitude of the current of the AC component; and
After detecting the current signal flowing through the power line as a voltage, fast Fourier transform is performed to extract the amplitudes for each of the plurality of frequency components, and an average value calculation method or an average value excluding the highest and lowest values for the extracted amplitudes for each of the plurality of frequency components a fire receiver for determining an output value of the fire detection sensor, which is a digital or analog type, using a calculation method, a mode calculation method, a median value calculation method, or a combination of the calculation methods;
A fire detection system that is insensitive to noise.
상기 복수의 주소형 화재감지기는 각각,
복수의 스위치 각각의 전기적인 연결상태에 대응하는 주소 코드값을 생성하는 주소 설정부;
상기 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 신호 및 화재 감지센서의 출력값에 동작확인전압을 부가하여 출력하는 마이크로프로세서;
상기 주소 코드값에 1대 다로 대응하는 상기 복수의 주파수 성분을 갖는 교류전압을 출력하되 상기 화재 감지센서의 출력값에 상기 동작확인전압을 부가한 값을 상기 교류전압의 진폭에 반영되도록 출력하는 전압 주파수 변환부; 및
상기 교류전압의 전압레벨에 대응하는 전류를 상기 전원라인으로 구동하는 전압전류 변환부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈에 둔감한 화재감지시스템.
3. The method of claim 2,
Each of the plurality of address-type fire detectors,
an address setting unit generating an address code value corresponding to an electrical connection state of each of the plurality of switches;
a microprocessor for outputting a plurality of frequency signals corresponding to the address code value one-to-many and outputting an operation check voltage to an output value of the fire detection sensor;
Voltage frequency for outputting an AC voltage having the plurality of frequency components corresponding to the address code value one-to-many, and outputting a value obtained by adding the operation confirmation voltage to the output value of the fire detection sensor to be reflected in the amplitude of the AC voltage conversion unit; and
a voltage-current converter for driving a current corresponding to the voltage level of the AC voltage to the power line;
Noise-insensitive fire detection system comprising a.
상기 화재 수신기는,
상기 화재 감지센서의 출력값이 0이고 노이즈도 0이며, 양의 값인 상기 동작확인전압만 있을 때 고속 푸리에 변환을 통해 추출한 복수의 주파수 별 진폭 값과 상기 동작확인전압의 비율로 복수의 주파수 별 보정계수를 정의하고, 상기 복수의 주파수 별 보정계수를 알아낸 이후의 각 화재 감지센서의 출력값의 추정값은 추출한 상기 복수의 주파수 별 진폭에서 상기 동작확인전압만 있을 때의 복수의 주파수 별 진폭을 뺀 값에 상기 주파수 별 보정계수를 곱한 값들에 대하여 평균값 산출방법 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 산출방법 또는 최빈값 산출방법 또는 중앙값 산출방법 또는 상기 방법들의 조합으로 산출함으로써 노이즈에 둔감한 것을 특징으로 하는 노이즈에 둔감한 화재감지시스템.
3. The method of claim 2,
The fire receiver is
When the output value of the fire detection sensor is 0, the noise is 0, and there is only the operation confirmation voltage, which is a positive value, a correction coefficient for a plurality of frequencies is the ratio of the amplitude values for each frequency extracted through the fast Fourier transform and the operation confirmation voltage is defined, and the estimated value of the output value of each fire detection sensor after finding out the correction coefficient for each of the plurality of frequencies is a value obtained by subtracting the amplitudes for each of the plurality of frequencies when there is only the operation confirmation voltage from the extracted amplitudes for each of the plurality of frequencies Insensitive to noise, characterized in that it is insensitive to noise by calculating the values obtained by multiplying the correction coefficients for each frequency by an average value calculation method, an average value calculation method excluding the highest and lowest values, a mode calculation method, a median value calculation method, or a combination of the above methods a fire detection system.
상기 화재 수신기는,
각 화재감지기의 주소에 1대 다로 대응하는 복수의 주파수 성분의 진폭 및 동작확인전압을 활용하여, 각 주소형 화재감지기의 정상동작, 고장여부 및 단선여부를 검출함에 있어서,
상기 복수의 주파수 성분별 진폭의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 상기 방법들의 조합으로 추정한 화재감지기의 출력의 크기가 각각 동작확인전압의 진폭 스펙트럼의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 상기 방법들의 조합으로 추출한 값에 근접하거나 크면 정상동작 상태로 판단하고,
상기 추출한 복수의 주파수 성분별 진폭의 평균값 또는 최고값과 최저값을 제외한 평균값 또는 최빈값 또는 중앙값 또는 상기 방법들의 조합으로 추정한 화재감지기의 출력의 크기가 0에 근접하면 고장이나 이탈로 판단하며,
특정 주소의 감지기는 상기 정상동작 상태로 판단되고, 특정 주소 이후의 모든 감지기는 상기 고장이나 이탈로 판단되면, 최종적으로는 특정 주소의 감지기와 이웃한 감지기 사이에서 단선이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 노이즈에 둔감한 화재감지시스템.3. The method of claim 2,
The fire receiver is
In detecting the normal operation, failure, and disconnection of each address type fire detector by utilizing the amplitude and operation check voltage of a plurality of frequency components corresponding one-to-many to the address of each fire detector,
The average value or the mode or median value excluding the average value or the highest value and the lowest value of the amplitudes of the plurality of frequency components, or the magnitude of the output of the fire detector estimated by the combination of the above methods is the average value or the highest value and the lowest value of the amplitude spectrum of the operation confirmation voltage, respectively If it is close to or greater than the average value, the mode value, the median value, or a value extracted by a combination of the above methods,
If the average value of the amplitudes of the extracted plurality of frequency components or the average value excluding the highest and lowest values or the mode or median value or the magnitude of the output of the fire detector estimated by the combination of the above methods approaches 0, it is determined as a failure or departure,
When it is determined that the detector of a specific address is in the normal operating state, and all the detectors after the specific address are determined to be the failure or departure, it is finally determined that a disconnection has occurred between the detector of the specific address and the neighboring detector, characterized in that A fire detection system that is insensitive to noise.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200065720A KR102361512B1 (en) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | An address type fire detection device that generates AC current with multiple frequency components AND a fire detection system including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200065720A KR102361512B1 (en) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | An address type fire detection device that generates AC current with multiple frequency components AND a fire detection system including the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210148630A KR20210148630A (en) | 2021-12-08 |
KR102361512B1 true KR102361512B1 (en) | 2022-02-09 |
Family
ID=78867846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200065720A KR102361512B1 (en) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | An address type fire detection device that generates AC current with multiple frequency components AND a fire detection system including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102361512B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230160556A (en) | 2022-05-17 | 2023-11-24 | 채석 | Address-type fire detector generating alternating current having a multiple of frequency components and fire detection system including the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005038000A (en) | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Nohmi Bosai Ltd | Flame detector |
KR101311950B1 (en) | 2012-04-25 | 2013-09-26 | 비아이산업(주) | Fire detecing and alarm system |
KR102082320B1 (en) | 2018-08-16 | 2020-02-27 | 금오공과대학교 산학협력단 | An address type fire detection device using the current |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101811402B1 (en) | 2016-11-28 | 2017-12-21 | 금오공과대학교 산학협력단 | An address type fire detection device using a voltage controlled current source controlled by a digital to analog converter and a fire detection system including the same |
KR102139807B1 (en) * | 2018-04-26 | 2020-07-30 | 금오공과대학교 산학협력단 | An address type fire detection device using a voltage controlled current source controlled and a fire detection system including the same |
-
2020
- 2020-06-01 KR KR1020200065720A patent/KR102361512B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005038000A (en) | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Nohmi Bosai Ltd | Flame detector |
KR101311950B1 (en) | 2012-04-25 | 2013-09-26 | 비아이산업(주) | Fire detecing and alarm system |
KR102082320B1 (en) | 2018-08-16 | 2020-02-27 | 금오공과대학교 산학협력단 | An address type fire detection device using the current |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230160556A (en) | 2022-05-17 | 2023-11-24 | 채석 | Address-type fire detector generating alternating current having a multiple of frequency components and fire detection system including the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210148630A (en) | 2021-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9360449B2 (en) | Functional monitoring of an electrolytic gas sensor having three electrodes, and hazard alarm and gas measuring device | |
JP4703643B2 (en) | Analog-to-digital converter with range error detection | |
US6429786B1 (en) | Sensor and evaluation system, in particular for double sensors for determining positions and limit values | |
KR102361512B1 (en) | An address type fire detection device that generates AC current with multiple frequency components AND a fire detection system including the same | |
US4575711A (en) | Alarm terminal device | |
US8514661B2 (en) | Transducer | |
US10180502B2 (en) | Radiometric detector for detecting a measurement variable | |
KR102361499B1 (en) | An address type fire detection device using the amplitude spectrum of the alternating current AND a fire detection system including the same | |
US7248991B2 (en) | Method and device for detecting a rotational speed, especially the rotational speed of the wheel of a vehicle | |
JP2009301418A (en) | Programmable controller, and failure detection method using the same | |
US20080218361A1 (en) | Process and system of energy signal detection | |
JPWO2014002198A1 (en) | Fluid measuring device | |
US11079409B2 (en) | Assembly with at least two redundant analog input units for a measurement current | |
US9519565B2 (en) | Method for automatically monitoring at least one component of a physical system | |
JP6705732B2 (en) | Analog output device | |
KR100344088B1 (en) | A Miss Wiring Detecting Device Of 3 Phase 4 Wire Type Power Meter | |
US20120182052A1 (en) | Device for providing electrical signals with high immunity to noise | |
US20210033664A1 (en) | Signal transmission system | |
JP3148923B2 (en) | Identification method of operation detector in monitoring system | |
JP3658990B2 (en) | Electronics | |
KR100486023B1 (en) | Apparatus for self-diagnosis of printed circuit board | |
US20090319229A1 (en) | Measurement arrangement having a monitored measurement unit and having a control unit for controlling a machine | |
KR0149869B1 (en) | Sensor value precision sensing apparatus for electronic appliances | |
JPH02171997A (en) | Sensor failure detector | |
JPH0243812A (en) | Fault detector for a/d converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |