KR100848929B1 - 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 및 그 동작 방법 - Google Patents

다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 및 그 동작 방법 Download PDF

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안선희
이재신
이동규
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주식회사 아트시스템
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Abstract

본 발명은 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기는 다중 센싱부, MCU(Micro Controller Unit), 무선 통신부, 및 경보 발생부를 포함한다. 다중 센싱부는 설정된 장소 내에 설치되며, 상기 설정된 장소 내의 환경 상태를 다중으로 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 다중 센싱 신호를 출력한다. MCU는 상기 다중 센싱 신호에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 경보 신호와 경보 발생 신호를 출력한다. 무선 통신부는 상기 경보 신호를 무선 송신 신호로 변조하고, 상기 무선 송신 신호를 주변의 다중 센싱 단말기들과 중앙 서버에 각각 전송한다. 경보 발생부는 상기 경보 발생 신호에 응답하여, 시각적인 또는 청각적인 경보를 발생한다. 본 발명에 따른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 및 그 동작 방법은 신호 전송 경로 또는 서버의 고장 시에도 정확하게 실시간으로 방화, 방재, 및 방범 기능을 실행할 수 있고, 소비 전력의 감소와, 설치 비용 및 유지 보수 비용의 절감 효과를 얻을 수 있다.
다중 센싱부, 무선 통신부, MCU, 경보 발생부

Description

다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 및 그 동작 방법{Multi-sensing terminal for the exclusive use of fire prevention, and crime prevention and operation method of the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 블록 도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다중 센싱부 및 MCU(Micro controller unit)의 상세한 블록 도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 케이스 외관을 나타내는 사시 도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전원부의 상세한 블록 도이다.
도 5는 도 1에 도시된 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기를 포함하는 유비쿼터스 센싱 네트워크(USN) 시스템을 나타내는 개략적인 블록 도이다.
도 6은 도 2에 도시된 CPU에 의해 생성되는 경보 신호의 비트 값을 나타내는 테이블이다.
도 7은 도 1에 도시된 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100, S1∼SJ : 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 110 : 다중 센싱부
120 : MCU 130 : 경보 발생부
140 : 무선 통신부 150 : 전원부
200 : 유비쿼터스 센싱 네트워크 시스템 201 : 중앙 서버
본 발명은 실시간 감시 시스템에서 사용되는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 센싱 단말기 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 실시간 감시 시스템은 서버와 복수의 센싱 단말기를 포함한다. 복수의 센싱 단말기는 특정 장소 내의 다수의 개소에 각각 설치되어 해당 개소에서의 화재 및 재난 등의 발생 상황을 실시간으로 각각 센싱하고, 그 센싱 정보를 서버에 전달한다. 서버는 복수의 센싱 단말기로부터의 센싱 정보들을 수집하고, 수집된 센싱 정보들을 분석하여 현재의 상황을 판단하고, 그 상황에 적합한 조치(즉, 경보의 발생 등)를 취한다. 이처럼 종래의 실시간 감시 시스템에서는 서버가 주도적으로 동작하기 때문에, 각 센싱 단말기는 단일의 센싱 기능만을 가진다. 다시 말하면, 종래의 센싱 단말기는 온도나 연기 등 어느 하나의 환경만을 센싱하도록 이루어져 있다. 따라서 온도와 연기를 모두 센싱하기 위해서는 온도를 센싱하는 온도 센서와 연기를 센싱하는 연기 센서가 별개로 각각 설치되어야 한다. 이처럼 종래의 센싱 단말기는 단순히 한 가지의 센싱 기능만을 가지며, 센싱 정보를 서버에 전달 하거나, 또는 서버의 지시에 따라 수동적으로 경보 신호를 발생하는 동작만을 실행한다. 그러나, 서버가 주도적으로 동작하는 실시간 감시 시스템은 서버가 센싱 단말기로부터 센싱 정보를 수신할 수 있는 경우에만 정상적으로 동작할 수 있다. 따라서 센싱 단말기와 서버 간의 신호 전송 경로(네트워크 등)에, 또는 서버에 사소한 고장 등의 문제가 있을 경우, 실시간 감시 시스템이 정상적으로 동작할 수 없게 된다. 또한, 화재 등의 재난 발생 시, 복수의 센싱 단말기로부터의 센싱 정보가 한꺼번에 서버로 전달되어 서버에 폭주가 발생할 수 있으므로, 위험 상황 발생시 신속한 조치가 취해져야함에도 불구하고 실시간 감시 시스템의 동작이 마비될 수 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 최근에 센서 네트워크 개념의 실시간 화재 방재 감시 시스템들이 개발되고 있다. 하지만 현재 개발되고 있는 센서 네트워크형 단말기들 역시 단일의 센싱 기능만을 가지므로 상술한 것과 유사한 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다양한 환경 조건들을 센싱하고, 그 센싱 결과를 자체적으로 분석하여, 그 분석 결과에 따라 경보를 발생하고, 주변의 센싱 단말기 또는 중앙 서버에 경보 신호를 전송함으로써, 신호 전송 경로 또는 서버의 고장 시에도 정확하게 실시간으로 방화, 방재, 및 방범 기능을 실행할 수 있는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 다양한 환경 조건들을 센싱하고, 그 센싱 결과를 자체적으로 분석하여, 그 분석 결과에 따라 경보를 발생하고, 주변의 센싱 단말기 또는 중앙 서버에 경보 신호를 전송함으로써, 신호 전송 경로 또는 서버의 고장 시에도 정확하게 실시간으로 방화, 방재, 및 방범 기능을 실행할 수 있는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기는 다중 센싱부, MCU(Micro Controller Unit), 무선 통신부, 및 경보 발생부를 포함한다. 다중 센싱부는 설정된 장소 내에 설치되며, 상기 설정된 장소 내의 환경 상태를 다중으로 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 다중 센싱 신호를 출력한다. MCU는 상기 다중 센싱 신호에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 경보 신호와 경보 발생 신호를 출력한다. 무선 통신부는 상기 경보 신호를 무선 송신 신호로 변조하고, 상기 무선 송신 신호를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들과 중앙 서버에 각각 전송한다. 경보 발생부는 상기 경보 발생 신호에 응답하여, 시각적인 또는 청각적인 경보를 발생한다.
상기 다중 센싱부의 상기 다중 센서는, 적외선 센서, 불꽃 센서, 동체 감지 센서, 긴급 버튼 입력부, 연기 센서, 온도 센서, 및 습도 센서를 포함한다. 적외선 센서는 상기 설정된 장소 내에 적외선을 발생한 후, 그 반사된 적외선을 수신하고, 상기 반사된 적외선의 변화에 따른 데이터를 출력한다. 불꽃 센서는 상기 설정된 장소 내에서 불꽃을 센싱하고, 제1 센싱 신호를 출력한다. 동체 감지 센서는 상기 설정된 장소 내에서 동체를 센싱하고, 제2 센싱 신호를 출력한다. 긴급 버튼 입력부는 긴급 상황 시, 사용자에 의한 버튼의 입력에 따라 제3 센싱 신호를 출력한다. 연기 센서는 상기 설정된 장소 내에서 연기를 센싱하고, 제4 센싱 신호를 출력한다. 온도 센서는 상기 설정된 장소 내의 온도를 센싱하고, 제5 센싱 신호를 출력한다. 습도 센서는 상기 설정된 장소 내의 습도를 센싱하고, 제6 센싱 신호를 출력한다.
상기 무선 통신부는 상기 중앙 서버로부터 수신되는 제1 무선 수신 신호를 복조하여 제1 복조 신호를 출력한다. 상기 경보 발생부가 상기 경보를 발생하는 동안, 상기 MCU는 상기 다중 센싱 신호에 기초하여 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황이 종료되었는지를 판단하고, 상기 위험 상황이 종료된 것으로 판단될 때 경보 정지 신호를 출력하거나, 또는 상기 무선 통신부로부터 수신되는 상기 제1 복조 신호가 경보 해지 정보를 포함할 때 상기 경보 정지 신호를 출력한다. 상기 경보 발생부는 상기 경보 정지 신호에 응답하여, 경보 발생 동작을 정지한다.
상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 동작 방법은, 다중 센싱부의 다중 센서에 의해, 설정된 장소 내의 환경 상태를 다중으로 센싱하고, 다중 센싱 신호를 발생하는 단계; MCU에 의해, 상기 다중 센싱 신호에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 위험 상황이 발생했는지의 여부를 판단하는 단계; 상기 설정된 장소 내에서 위험 상황이 발생할 때, 상기 MCU에 의해, 상기 다중 센싱 신호에 기초하여, 경보의 레벨 필드와 데이터 필드를 포함하는 경보 신호와, 경보 발생 신호를 발생하는 단계; 상기 MCU에 의해, 경보 신호를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들 및 중앙 서버에 무선으로 전송하는 단계; 경보 발생부에 의해, 상기 경보 발생 신호에 응답하여, 상기 설정된 장소 내에서 시각적 또는 청각적인 경보를 발생하는 단계; 상기 경보 발생부가 상기 경보를 발생하는 동안, 상기 MCU에 의해, 경보 해제 상황인지의 여부를 판단하는 단계; 경보 해제 상황일 때, 상기 MCU에 의해, 경보 정지 신호를 발생하는 단계; 및 상기 경보 발생부에 의해, 상기 경보 정지 신호에 응답하여, 상기 시각적 또는 청각적인 경보 발생 동작을 정지하는 단계를 포함한다.
상기 경보 해제 상황인지의 여부를 판단하는 단계에서, 상기 MCU는 상기 다중 센싱 신호에 기초하여 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황이 종료되었는지를 판단하고, 상기 위험 상황이 종료된 것으로 판단되거나, 또는 상기 중앙 서버로부터 경보 해지 정보를 포함하는 무선 수신 신호를 수신할 때, 상기 경보 해제 상황인 것으로 판단한다. 상기 경보 신호의 비트 값은 경보의 중요도와 현재 발생한 위험 상황의 종류를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 블록 도이다. 도 1을 참고하면, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)는 다중 센싱부(110), MCU(Micro controller unit)(120), 경보 발생부(130), 무선 통신부(140), 및 전원부(150)를 포함한다. 다중 센싱부(110)는 설정된 장소 내에 설치되며, 상기 설정된 장소 내의 환경 상태를 다중으로 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 다중 센싱 신호(MSEN)를 출력한다. 바람직하게, 다중 센싱 신호(MSEN)는 데이터(SDAT)와 복수의 센싱 신호(SEN1∼SENK)(K는 정수)를 포함한다. MCU(120)는 다중 센싱 신호(MSEN)에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 경보 신호(ALA)와 경보 발생 신호(AGEN)를 출력한다. 또한, MCU(120)는 복조 신호(DEM2)를 수신할 때에도 경보 발생 신호(AGEN)를 출력한다. 한편, MCU(120)는 복조 신호(DEM1)에 기초하여, 복수의 설정 제어 신호(RSET1∼RSETN)(N은 정수) 중 적어도 하나를 출력하거나 또는 경보 정지 신호(ASTOP)를 출력한다. 또한, MCU(120)는 다중 센싱 신호(MSEN)에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황이 완화 또는 종료된 것으로 판단될 때에도 경보 정지 신호(ASTOP)를 출력한다.
경보 발생부(130)는 경보 발생 신호(AGEN)에 응답하여, 시각적인 또는 청각적인 경보를 발생하고, 경보 정지 신호(ASTOP)에 응답하여, 경보 발생 동작을 정지한다. 무선 통신부(140)는 MCU(120)로부터 수신되는 경보 신호(ALA)를 무선 송신 신호(RFT)로 변조하고, 상기 무선 송신 신호(RFT)를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들(S2∼SJ, 도 5 참고)(J는 정수)과 중앙 서버(201, 도 5참고)에 각각 전송한다. 또, 무선 통신부(140)는 중앙 서버(201)로부터 수신되는 무선 수신 신호(RFR1)를 복조하여 복조 신호(DEM1)를 출력한다. 여기에서, 무선 수신 신호(RFR1)는 다중 센싱부(110)의 센싱 임계값(즉, 센싱 범위)을 설정하기 위한 설정 정보 또는 경보 발생 동작을 정지시키기 위한 경보 해지 정보를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신부(140)는 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S2∼SJ 중 적어도 하나)로부터 수신되는 무선 수신 신호(RFR2)를 복조하여 복조 신호(DEM2)를 출력한다. 여기에서, 무선 수신 신호(RFR2)는 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S2∼SJ 중 적어도 하나)가 설치된 장소에서 위험 상황이 발생할 경우, 해당 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S2∼SJ 중 적어도 하나)가 발생하는 경보 신호(ALA)를 포함한다. 전원부(150)는 다중 센싱부(110), MCU(120), 무선 통신부(140), 및 경보 발생부(130)에 각각 동작 전원을 공급한다.
도 2는 도 1에 도시된 다중 센싱부 및 MCU(Micro controller unit)의 상세한 블록 도로서, 다중 센싱부(110)가 7가지의 환경 조건을 센싱 할 수 있는 경우가 일례로서 도시된다. 여기에서, 다중 센싱부(110)가 센싱 할 수 있는 환경 조건의 종류는 필요에 따라 증가 또는 감소할 수 있다. 도 2를 참고하면, 다중 센싱부(110)는 적외선 센서(111), 불꽃 센서(112), 동체 감지 센서(113), 긴급 버튼 입력부(114), 연기 센서(115), 온도 센서(116), 및 습도 센서(117)를 포함한다. 적외선 센서(111)는 상기 설정된 장소 내에 적외선을 발생한 후, 그 반사된 적외선을 수신하고, 상기 반사된 적외선의 변화에 따른 데이터(SDAT)를 출력한다. 한편, 적외선 센서(111)는 화재 발생 시 적외선이 발생하는 영역의 적외선에 대응하는 주파수를 감지하여, 불꽃 센서(112)와 함께 화재를 감지하는 역할을 할 수도 있다. 불꽃 센서(112)는 상기 설정된 장소 내에서, 라이터 불꽃이나 가스 버너의 불꽃 등과 같이 화재의 초기에 발생할 수 있는 불꽃을 센싱하고, 센싱 신호(SEN1)를 출력한다. 동체 감지 센서(113)는 상기 설정된 장소 내에서 동체를 센싱하고, 센싱 신호(SEN2)를 출력한다. 동체 감지 센서(113)에 의해 상기 설정된 장소 내의 침입자를 감지하거나, 화재 등의 비상 상황 시 사람의 유무 파악 및 사람의 위치를 파악하는 것이 가능해진다. 긴급 버튼 입력부(114)는 긴급 상황 시, 사용자에 의한 버튼의 입력에 따라 센싱 신호(SEN3)를 출력한다. 사용자는 긴급 버튼 입력부(114)의 버튼 입력에 의해, 화재의 발생 시 또는 화재의 징후 발생 시 중앙 서버(201)에 알림으로써 긴 급 구조 요청을 할 수 있으며, 연기나 불에 의해 고립될 경우에도 자신의 위치를 중앙 서버(201)에 알릴 수 있다.
연기 센서(115)는 상기 설정된 장소 내에서 연기를 센싱하고, 센싱 신호(SEN4)를 출력한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 연기 센서(115)는 연기가 유입되는 챔버(미도시)를 포함한다. 연기 센서(115)는 상기 챔버 내에 유입된 연기의 농도를 센싱하고, 연기 농도의 변화에 따라 센싱 신호(SEN4)의 전압 값을 변경한다. 바람직하게, 연기 센서(115)는 설정 제어 신호(RSET1)에 응답하여, 그 센싱 범위(즉, 연기의 농도 범위)를 설정한다. 온도 센서(116)는 상기 설정된 장소 내의 온도를 센싱하고, 센싱 신호(SEN5)를 출력한다. 바람직하게, 온도 센서(116)는 설정 제어 신호(RSET2)에 응답하여, 그 센싱할 온도의 범위를 설정한다. 습도 센서(117)는 상기 설정된 장소 내의 습도를 센싱하고, 센싱 신호(SEN6)를 출력한다. 바람직하게, 습도 센서(117)는 설정 제어 신호(RSET3)에 응답하여, 그 센싱할 습도의 범위를 설정한다.
MCU(120)는 데이터 입출력부(121), 제1 내지 제3 인터럽트 발생부(122∼124), 제1 내지 제3 A/D 컨버터(125∼127), 및 CPU(Central Processing Unit)(128)를 포함한다. 데이터 입출력부(121)는 적외선 센서(111)로부터 데이터(SDAT)를 수신하여, CPU(128)에 출력한다. 제1 인터럽트 발생부(122)는 불꽃 센서(112)로부터 수신되는 센싱 신호(SEN1)에 응답하여, 인터럽트 신호(INT1)를 발생한다. 제2 인터럽트 발생부(123)는 동체 감지 센서(113)로부터 수신되는 센싱 신호(SEN2)에 응답하여, 인터럽트 신호(INT2)를 발생한다. 제3 인터럽트 발생부(124)는 긴급 버튼 입 력부(114)로부터 수신되는 센싱 신호(SEN3)에 응답하여, 인터럽트 신호(INT3)를 발생한다. 제1 A／D 컨버터(125)는 아날로그 신호 형태의 센싱 신호(SEN4)를 디지털 신호(DIG1)로 변환하여 CPU(128)에 출력한다. 여기에서, 센싱 신호(SEN4)의 전압이 변경됨에 따라, 제1 A／D 컨버터(125)는 디지털 신호(DIG1)의 비트 값을 변경하여 출력한다. 제2 A／D 컨버터(126)는 아날로그 신호 형태의 센싱 신호(SEN5)를 디지털 신호(DIG2)로 변환하여 출력한다. 제3 A／D 컨버터(127)는 아날로그 신호 형태의 센싱 신호(SEN6)를 디지털 신호(DIG3)로 변환하여 출력한다. 여기에서, 제2 및 제3 A／D 컨버터(126, 127)는 제1 A／D 컨버터(125)와 유사하게, 센싱 신호(SEN5, SEN6)의 전압이 변경될 때, 디지털 신호(DIG2, DIG3)의 비트 값을 각각 변경시킨다. CPU(128)는 인터럽트 신호(INT1∼INT3 중 적어도 하나), 디지털 신호(DIG1∼DIG3 중 적어도 하나), 및 데이터(SDAT)에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황을 판단한다. 상기 판단 결과, 위험 상황으로 판단될 경우, CPU(128)는 경보 신호(ALA)와 경보 발생 신호(AGEN)를 출력한다. 이때, CPU(128)는 인터럽트 신호(INT1∼INT3 중 적어도 하나), 디지털 신호(DIG1∼DIG3 중 적어도 하나), 및 데이터(SDAT)에 기초하여, 경보 신호(ALA)를 생성한 후 출력한다. 여기에서, CPU(128)는 다중 센싱부(110)에 의해 센싱된 위험 상황에 따라 경보 신호(ALA)의 비트 값을 결정한다. 도 6에 도시된 표를 참고하여, 경보 신호(ALA)의 비트 값에 따른 경보의 종류를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 도 6의 표에서, 경보 신호(ALA)는 3비트(R2∼R0)의 예약 필드, 3비트(L2∼L0)의 레벨 필드, 및 8비트(B7∼B0)의 데이터 필드를 포함한다. 예약 필드의 비트(R2∼R0)는 경보 신호(ALA)에 의 해 표시되는 경보 메시지를 확장하기 위한 예비의 비트들이다. 여기에서, 예약 필드의 비트 수는 필요에 따라 증가 또는 감소할 수 있다. 레벨 필드의 비트(L2∼L0)의 값은 경보 레벨(L), 즉, 경보의 중요도를 나타내며, 경보의 긴급성에 따라 0 레벨에서 7 레벨까지 나타낼 수 있다. 데이터 필드에서, 비트(B7)의 값은 동체(P)의 감지 여부를 나타내고, 비트(B6)의 값은 버튼(B)(즉, 긴급 버튼 입력부(114)의 버튼)의 입력 여부를 나타낸다. 또, 비트(B5)의 값은 불꽃(F)의 감지 여부를 나타내고, 비트(B4)의 값은 연기(S)의 감지 여부를 나타내고, 비트(B3)의 값은 온도(T)의 이상 여부를 나타내며, 비트(B2)의 값은 온도가 급변(△T)하는지의 여부를 나타낸다. 비트(B1)의 값은 저습도 상태인지의 여부를 나타내고, 비트(B0)는 고습도 상태인지의 여부를 나타낸다. 도 6의 표에서 알 수 있는 것과 같이, CPU(128)는 레벨 필드의 비트(L2∼L0) 값을 변화시켜 경보의 중요도를 나타내고, 데이터 필드의 비트(B7∼B0) 값을 변화시켜, 현재 발생한 위험 상황의 종류를 나타낸다. 도 6의 표에서, 경보 메시지는 경보 신호(ALA)의 비트 값에 따른 위험 상황의 종류에 대한 설명이고, 경보 발생 유형은 각 상황별 경보 발생부(130)의 경보 동작을 나타낸다. 한편, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)는 발생한 위험 상황에 따라 경보 신호(ALA)를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기와 중앙 서버(201) 이외에 추가의 다른 장비, 예를 들어, 환풍기 제어부, 경종 제어부, 유도등 제어부 등에 더 전송할 수 있다. 따라서, 연기 발생 상황인 경우, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)가 경보 신호(ALA)를 환풍기 제어부에 전송하면, 환풍기 제어부가 현재의 상황을 인식하고 환풍기를 동작시켜 연기를 외부로 배출시킨다. 또, 화재 발생 및 긴급 구조 요청 상황인 경우, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)가 경보 신호(ALA)를 유도등 제어부에 전송하면, 유도등 제어부가 현재의 상황을 인식하고 유도등을 동작시켜 생존자가 화재 지역으로부터 안전하게 대피할 수 있도록 한다.
CPU(128)는 경보 신호(ALA)와 경보 발생 신호(AGEN)를 출력하는 동안, 인터럽트 신호(INT1∼INT3 중 적어도 하나), 디지털 신호(DIG1∼DIG3 중 적어도 하나), 및 데이터(SDAT)를 연속적으로 수신하여, 위험 상황이 완화 또는 종료되었는지의 여부를 판단한다. CPU(128)는 위험 상황이 완화 또는 종료된 것으로 판단될 때, 경보 정지 신호(ASTOP)를 발생한다. 한편, CPU(128)는 무선 통신부(140, 도 1참고)로부터 복조 신호(DEM2)를 수신할 때 경보 발생 신호(AGEN)를 출력한다. 또, CPU(128)는 무선 통신부(140)로부터 센싱 범위을 설정하기 위한 설정 정보를 포함하는 복조 신호(DEM1)를 수신할 때, 복수의 설정 제어 신호(RSET1∼RSETN)(N은 정수) 중 적어도 하나를 출력한다. 또한, 무선 통신부(140)로부터 경보 발생 동작을 정지시키기 위한 경보 해지 정보를 포함하는 복조 신호(DEM1)를 수신할 때, CPU(128)는 경보 정지 신호(ASTOP)를 출력한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 케이스 외관을 나타내는 사시 도로서, 도 3a는 두 개의 돌출부를 갖는 쌍봉형 케이스(160)를 나타내고, 도 3b는 하나의 돌출부를 갖는 단봉형 케이스(180)를 나타낸다. 먼저, 도 3a를 참고하면, 쌍봉형 케이스(160)는 광범위한 지역의 환경 조건을 더욱 효율적으로 센싱하기에 적합한 구조로 이루어져 있다. 쌍봉형 케이스(160)는 몸체(161)와, 몸체(161)의 일 측에 돌출되도록 형성된 두 개의 원통 형상의 돌출부들(162, 163)을 포함한다. 몸체(161) 내에는 MCU(120), 경보 발생부(130), 무선 통신부(140), 및 전원부(150)가 수용된다. 불꽃 센서(112)는 돌출부(162)의 수용부(164) 내에 수용되고, 동체 감지 센서(113)는 돌출부(162)의 수용부(165) 내에 수용된다. 연기 센서(115)는 돌출부(163) 내에 수용되며, 연기 유입구(166)를 통하여 연기가 유입된다. 적외선 센서(111)는 몸체(161)의 수용부(167) 내에 수용되고, 온도 센서(116) 및 습도 센서(117)는 몸체(161)의 수용부(168) 내에 수용되며, 긴급 버튼 입력부(114)는 몸체(161)의 수용부(169) 내에 수용된다. 도 3a의 쌍봉형 케이스(160)에서 각 센서들이 수용되는 위치는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 다음으로, 도 3b를 참고하면, 단봉형 케이스(180)는 몸체(181)와, 몸체(181)의 일 측에 돌출되도록 형성된 하나의 원통 형상의 돌출부(182)를 포함한다. 몸체(181) 내에는 MCU(120), 경보 발생부(130), 무선 통신부(140), 및 전원부(150)가 수용된다. 불꽃 센서(112)는 돌출부(182)의 수용부(183) 내에 수용되고, 동체 감지 센서(113)는 돌출부(182)의 수용부(184) 내에 수용된다. 연기 센서(115)는 돌출부(182) 내에 수용되며, 연기 유입구(185)를 통하여 연기가 유입된다. 적외선 센서(111)는 돌출부(182)의 수용부(186) 내에 수용되고, 긴급 버튼 입력부(114)는 돌출부(182)의 수용부(188) 내에 수용되고, 온도 센서(116) 및 습도 센서(117)는 돌출부(182)의 수용부(187) 내에 수용된다. 도 3b의 단봉형 케이스(180)에서 각 센서들이 수용되는 위치는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 전원부의 상세한 블록 도이다. 도 4를 참고하면, 전원부(150)는 상시 전원부(151), 배터리(152), 배터리 충전부(153), 전원 관리 부(154), 및 전원 선택부(155)를 포함한다. 상시 전원부(151)는 설정된 장소 내의 전기 설비에 의한 상시 전원(MPWR)을 발생한다. 배터리(152)는 충전 전원(BPWR)을 발생한다. 배터리 충전부(153)는 전원 선택 신호(PSEL)에 응답하여, 상시 전원(MPWR)에 의해 배터리(152)를 충전하거나, 또는 충전 동작을 정지한다. 전원 관리부(154)는 상시 전원(MPWR)의 전압을 기준 전압에 비교하고, 그 비교 결과에 따라 전원 선택 신호(PSEL)를 출력한다. 전원 선택부(155)는 전원 선택 신호(PSEL)에 응답하여, 상시 전원(MPWR)과 충전 전원(BPWR) 중 어느 하나를 선택하고, 그 선택된 전원을 동작 전원(PWR)으로서 다중 센싱부(110), MCU(120), 경보 발생부(130), 및 무선 통신부(140)에 각각 출력한다. 한편, 전원 관리부(154)는 외부 입력 신호(EXCTL)에 응답하여, 전원 변환 신호(PCHA)를 출력한다. 그 결과, 상시 전원부(151)는 전원 변환 신호(PCHA)에 응답하여, 교류 전원(AC)과 직류 전원(DC) 중 어느 하나를 상시 전원(MPWR)으로서 발생한다. 여기에서, 사용자가 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)에 설치된 입력 버튼(미도시)을 입력할 때, 외부 입력 신호(EXCTL)가 전원 관리부(154)에 입력될 수 있다. 이처럼, 교류 전원(AC)과 직류 전원(DC) 중 하나를 선택적으로 발생하기 위해, 상시 전원부(151)는 스위치 모드 전원 공급장치(SMPS; Switch-mode power supply)를 포함한다. 예를 들어, 상시 전원부(151)는 220V의 교류 전원(AC) 또는 12V의 직류 전원(DC)을 발생할 수 있다. 한편, 전원 관리부(154)는 화재나 기타의 원인으로 인하여 상시 전원이 차단되는 경우와 같이, 상시 전원(MPWR)의 전압이 기준 전압의 범위를 벗어날 경우, 전원 선택 신호(PSEL)를 인에이블킨다. 또, 전원 관리부(154)는 상시 전원(MPWR)의 전압이 기준 전압의 범위 내에 속할 경우, 전원 선택 신호(PSEL)를 디세이블시킬 수 있다. 전원 선택 신호(PSEL)가 디세이블될 때, 전원 선택부(155)는 상시 전원(MPWR)을 선택하고, 배터리 충전부(153)는 배터리(152)의 충전 동작을 실행한다. 또, 전원 선택 신호(PSEL)가 인에이블될 때, 전원 선택부(155)는 충전 전원(BPWR)을 선택하고, 배터리 충전부(153)는 배터리(152)의 충전 동작을 정지한다.
도 5는 도 1에 도시된 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기를 포함하는 유비쿼터스 센싱 네트워크 시스템을 나타내는 개략적인 블록 도이다. 도 5를 참고하면, 유비쿼터스 센싱 네트워크 시스템(200)은 복수의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S1∼SJ)(J는 정수)와 중앙 서버(201)를 포함한다. 복수의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S1∼SJ) 각각의 구성 및 구체적인 동작은 상술한 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)의 구성 및 구체적인 동작과 유사하다. 복수의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S1∼SJ) 각각은 각각 설정된 장소 내에 설치되며, 자신이 설치된 장소 내에서 다양한 종류의 환경 조건을 센싱하여, 위험 상황의 발생 여부를 자체적으로 판단하고, 그 판단 결과에 따라 경보를 발생한다. 또한, 복수의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S1∼SJ) 각각은 경보를 발생하면서, 경보 발생과 관련된 정보를 주변의 다른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들과 중앙 서버(201)에 전송한다. 중앙 서버(201)는 복수의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S1∼SJ)로부터 수신된 경보에 대한 정보들을 디스플레이하여 사용자가 확인할 수 있도록 한다. 또한, 사용자는 중앙 서버(201)를 통하여 복수의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S1∼SJ) 각각의 센싱 조건을 설정 또는 변경할 수 있고, 경보 발생 동작을 해제 할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참고하여, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)의 동작 과정을 상세히 설명한다. 도 7은 도 1에 도시된 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 다중 센싱부(110)가 설정된 장소 내의 환경 상태를 다중으로 센싱하고, 다중 센싱 신호(MSEN)를 발생한다(단계 1100). MCU(120)는 다중 센싱 신호를 수신하고(단계 1200), 다중 센싱 신호(MSEN)에 기초하여 설정된 장소 내에서 위험 상황이 발생했는지의 여부를 판단한다(단계 1300). 상기 판단 단계(1300)에서, MCU(120)는 다중 센싱 신호(MSEN)를 분석함으로써, 설정된 장소 내에서 위험 상황이 발생했는지의 여부를 판단하는 것 이외에, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(S2∼SJ 중 적어도 하나)로부터의 경보 신호(ALA)를 포함하는 복조 신호(DEM2)를 무선 통신부(140)로부터 수신할 때에도 위험 상황이 발생한 것으로 판단한다. 상기 판단 단계(1300)에서, 위험 상황이 발생하지 않은 경우, 상기 단계(1100 내지 1300)가 반복적으로 실행된다. 또, 상기 판단 단계(1300)에서, 위험 상황이 발생한 경우, MCU(120)는 다중 센싱 신호(MSEN)에 기초하여 경보 신호(ALA)와 경보 발생 신호(AGEN)를 발생한다(단계 1400). 이 후, MCU(120)는 경보 신호(ALA)를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들(S2∼SJ) 및 중앙 서버(201)에 무선으로 전송한다(단계 1500). 이를 좀 더 상세히 설명하면, MCU(120)가 경보 신호(ALA)를 무선 통신부(140)에 출력하면, 무선 통신부(140)가 경보 신호(ALA)를 무선 송신 신호(RFT)로 변조하여, 무선 송신 신호(RFT)를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들(S2∼SJ) 및 중앙 서버(201)에 전송한다.
한편, 경보 발생부(130)는 경보 발생 신호(AGEN)에 응답하여, 시각적 또는 청각적인 경보를 발생한다(단계 1600). 이 후, MCU(120)는 경보 해제 상황인지의 여부를 판단한다(1700). 여기에서, 무선 통신부(140)가 중앙 서버(201)로부터 경보 해제 정보를 포함하는 무선 수신 신호(RFR1)를 수신하거나, 또는, MCU(120)가 다중 센싱부(110)에 의해 센싱된 다중 센싱 신호(MSEN)를 분석한 결과, 위험 상황이 완화 또는 종료된 것으로 판단될 때, MCU(120)는 경보가 해제된 것으로 판단한다. 상기 판단 단계(1700)에서, 경보가 해제되지 않은 경우, 상기 단계(1600, 1700)가 반복된다. 또, 상기 판단 단계(1700)에서, 경보가 해제된 경우, MCU(120)는 경보 정지 신호(ASTOP)를 발생하여, 경보 발생부(130)의 경보 동작을 정지시킨다(1800). 상기 단계(1800) 이 후, 상술한 단계(1100∼1700)가 반복적으로 실행된다.
상술한 것과 같이, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)가 주변의 환경을 다중으로 센싱하고, 그 센싱 결과를 자체적으로 분석하여 경보를 발생하므로, 긴급 상황 시 중앙 서버에, 또는 중앙 서버와 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 간의 신호 전송 경로(네트워크 등)에 사소한 고장 등의 문제가 있을 경우에도, 실시간 감시 시스템이 정상적으로 동작할 수 있다. 즉, 실시간 감시 시스템이 중앙 서버 중심이 아닌 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 중심으로 동작하므로, 중앙 서버에 폭주가 발생하지 않고, 긴급 상황에 대한 대처가 신속하게 이루어질 수 있다. 또한, 대다수의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기가 화재 등에 의해 손상되더라도, 손상되지 않은 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기가 하나라도 존재할 경우, 이 손상되지 않은 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기에 의해 해당 지역의 전체적인 상황이 파악 될 수 있다. 또한, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)가 여러 가지 다양한 환경 조건을 센싱할 수 있으므로, 설치되는 센싱 단말기의 수가 감소될 수 있고, 그 결과, 소비 전력의 감소와, 설치 비용 및 유지 보수 비용의 절감 효과가 얻어질 수 있다. 또한, 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기(100)를 이용하여, 화재 감시는 물론, 방범 기능, 긴급 상황 시 구조 요청 기능 등이 지원될 수 있다.
상기한 실시 예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 본 발명이 이들 실시 예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기 및 그 동작 방법은 다양한 환경 조건들을 센싱하고, 그 센싱 결과를 자체적으로 분석하여, 그 분석 결과에 따라 경보를 발생하고, 주변의 센싱 단말기 또는 중앙 서버에 경보 신호를 전송하므로, 신호 전송 경로 또는 서버의 고장 시에도 정확하게 실시간으로 방화, 방재, 및 방범 기능을 실행할 수 있다.

Claims (8)

  1. 설정된 장소 내에 설치되며, 상기 설정된 장소 내의 환경 상태를 다중 센서에 의해 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 다중 센싱 신호를 출력하는 다중 센싱부;
    상기 다중 센싱 신호에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 경보 신호와 경보 발생 신호를 출력하는 MCU(Micro Controller Unit);
    상기 경보 신호를 무선 송신 신호로 변조하고, 상기 무선 송신 신호를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들과 중앙 서버에 각각 전송하는 무선 통신부; 및
    상기 경보 발생 신호에 응답하여, 시각적인 또는 청각적인 경보를 발생하는 경보 발생부를 포함하고,
    상기 다중 센싱부의 상기 다중 센서는,
    상기 설정된 장소 내에 적외선을 발생한 후, 그 반사된 적외선을 수신하고, 상기 반사된 적외선의 변화에 따른 데이터를 출력하는 적외선 센서;
    상기 설정된 장소 내에서 불꽃을 센싱하고, 제1 센싱 신호를 출력하는 불꽃 센서;
    상기 설정된 장소 내에서 동체를 센싱하고, 제2 센싱 신호를 출력하는 동체 감지 센서;
    긴급 상황 시, 사용자에 의한 버튼의 입력에 따라 제3 센싱 신호를 출력하는 긴급 버튼 입력부;
    상기 설정된 장소 내에서 연기를 센싱하고, 제4 센싱 신호를 출력하는 연기 센서;
    상기 설정된 장소 내의 온도를 센싱하고, 제5 센싱 신호를 출력하는 온도 센서; 및
    상기 설정된 장소 내의 습도를 센싱하고, 제6 센싱 신호를 출력하는 습도 센서를 포함하고,
    상기 무선 통신부는 상기 중앙 서버로부터 수신되는 제1 무선 수신 신호를 복조하여 제1 복조 신호를 출력하고, 상기 경보 발생부가 상기 경보를 발생하는 동안, 상기 MCU는 상기 다중 센싱 신호에 기초하여 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황이 종료되었는지를 판단하고, 상기 위험 상황이 종료된 것으로 판단될 때 경보 정지 신호를 출력하거나, 또는 상기 무선 통신부로부터 수신되는 상기 제1 복조 신호가 경보 해지 정보를 포함할 때 상기 경보 정지 신호를 출력하고,
    상기 경보 발생부는 상기 경보 정지 신호에 응답하여, 경보 발생 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 MCU는,
    상기 적외선 센서로부터 상기 데이터를 수신하는 데이터 입출력부;
    상기 제1 센싱 신호에 응답하여, 제1 인터럽트 신호를 발생하는 제1 인터럽트 발생부;
    상기 제2 센싱 신호에 응답하여, 제2 인터럽트 신호를 발생하는 제2 인터럽트 발생부;
    상기 제3 센싱 신호에 응답하여, 제3 인터럽트 신호를 발생하는 제3 인터럽트 발생부;
    아날로그 신호 형태의 상기 제4 센싱 신호를 제1 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제1 A／D 컨버터;
    아날로그 신호 형태의 상기 제5 센싱 신호를 제2 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제2 A／D 컨버터;
    아날로그 신호 형태의 상기 제6 센싱 신호를 제3 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제3 A／D 컨버터; 및
    상기 제1 내지 제3 인터럽트 신호, 상기 제1 내지 제3 디지털 신호, 및 상기 데이터에 기초하여, 상기 경보 신호와 상기 경보 발생 신호를 출력하는 CPU를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 경보 신호는 복수의 비트들을 포함하고,
    상기 복수의 비트들 중 일부 비트들은 경보의 레벨 필드를 나타내고, 나머지 비트들은 데이터 필드를 나타내고,
    상기 CPU는 상기 제1 내지 제3 인터럽트 신호 중 하나, 또는 상기 제1 내지 제3 디지털 신호 중 하나, 또는 상기 데이터 값의 변화에 따라, 상기 경보 신호의 비트 값을 변경하는 것을 특징으로 하는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 무선 통신부는 상기 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들 중 적어도 하나로부터 수신되는 제2 무선 수신 신호를 복조하여 제2 복조 신호를 출력하고,
    상기 CPU는, 상기 제1 복조 신호가 센싱 범위를 설정하기 위한 설정 정보를 포함할 때, 상기 제1 복조 신호에 기초하여, 제1 내지 제3 설정 제어 신호 중 적어도 하나를 발생하고, 상기 제2 복조 신호에 기초하여, 상기 경보 발생 신호를 출력하고,
    상기 연기 센서는 상기 제1 설정 제어 신호에 응답하여, 센싱할 연기의 농도 범위를 설정하고,
    상기 온도 센서는 상기 제2 설정 제어 신호에 응답하여, 센싱할 온도의 범위를 설정하고,
    상기 습도 센서는 상기 제3 설정 제어 신호에 응답하여, 센싱할 습도의 범위를 설정하고,
    상기 경보 발생부는 상기 경보 정지 신호에 응답하여, 경보 발생 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 CPU는 상기 제1 내지 제3 인터럽트 신호, 상기 제1 내지 제3 디지털 신호, 및 상기 데이터에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황이 종료되었는지의 여부를 판단하고, 상기 위험 상황이 종료된 것으로 자체 판단될 때, 상기 경보 정지 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기.
  7. 다중 센싱부의 다중 센서에 의해, 설정된 장소 내의 환경 상태를 다중으로 센싱하고, 다중 센싱 신호를 발생하는 단계;
    MCU에 의해, 상기 다중 센싱 신호에 기초하여, 상기 설정된 장소 내에서 위험 상황이 발생했는지의 여부를 판단하는 단계;
    상기 설정된 장소 내에서 위험 상황이 발생할 때, 상기 MCU에 의해, 상기 다중 센싱 신호에 기초하여, 경보의 레벨 필드와 데이터 필드를 포함하는 경보 신호와, 경보 발생 신호를 발생하는 단계;
    상기 MCU에 의해, 경보 신호를 주변의 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기들 및 중앙 서버에 무선으로 전송하는 단계;
    경보 발생부에 의해, 상기 경보 발생 신호에 응답하여, 상기 설정된 장소 내에서 시각적 또는 청각적인 경보를 발생하는 단계;
    상기 경보 발생부가 상기 경보를 발생하는 동안, 상기 MCU에 의해, 경보 해제 상황인지의 여부를 판단하는 단계;
    경보 해제 상황일 때, 상기 MCU에 의해, 경보 정지 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 경보 발생부에 의해, 상기 경보 정지 신호에 응답하여, 상기 시각적 또는 청각적인 경보 발생 동작을 정지하는 단계를 포함하고,
    상기 경보 해제 상황인지의 여부를 판단하는 단계에서, 상기 MCU는 상기 다중 센싱 신호에 기초하여 상기 설정된 장소 내에서 발생하는 위험 상황이 종료되었는지를 판단하고, 상기 위험 상황이 종료된 것으로 판단되거나, 또는 상기 중앙 서버로부터 경보 해지 정보를 포함하는 무선 수신 신호를 수신할 때, 상기 경보 해제 상황인 것으로 판단하고,
    상기 경보 신호의 비트 값은 경보의 중요도와 현재 발생한 위험 상황의 종류를 나타내는 것을 특징으로 하는 다중 센싱 화재 방범 전용 단말기의 동작 방법.
  8. 삭제
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