KR100897936B1 - 동기식 시각경보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동기식 시각경보기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재발생시 제어유닛에서 의사잡음신호를 시각경보기의 동기신호와 합성하고 인버터전송방식으로 DC 24V전원라인 반대편의 시각경보기들로 전송하면, 시각경보기들은 수신된 데이터에서 의사잡음을 제거하여 동기신호를 검출함으로써, 하나의 감지 구역에 설치된 시각경보기가 동시에 점멸되고, 동기신호에 의한 경보기의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있으며, 시공이 편리한 동기식 시각경보 시스템에 관한 것이다.

시각경보기, 자동화재탐지설비, 동기식, 의사잡음

Description

동기식 시각경보 시스템{Synchronous vision alarm system}

도 1은 본 발명에 따른 일실시 예에 있어서 시스템 전체 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 제어유닛과 시각경보기의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 의사잡음 발생부의 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 인버터 전송부와 전원 및 동기신호 검출부의 회로도.

도 5는 도 4에서 인버터 전송부에서 제1 및 제2스위치드라이버의 게이트신호

도 6은 도 1, 도 3에서 ⓐ 내지 ⓗ위치의 신호도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:자동화재탐지설비 20:제어유닛

21:의사잡음 발생부 22:동기신호 발생부

23:인버터 전송부 30:시각경보기

31:전원 및 동기신호 검출부 1:제1스위치드라이버

2:제2스위치드라이버 32:플라이백 변압기

33:크세논램프 34:점멸회로

본 발명은 동기식 시각경보기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재발생시 의사잡음신호를 시각경보기의 동기신호와 합성하여 인버터방식으로 DC 24V전원라인 반대편의 시각경보기들로 전송하면, 시각경보기는 수신된 신호에서 의사잡음을 제거하여 동기신호를 검출함으로써, 하나의 감지 구역에서 시각경보기가 동시에 점멸할 수 있도록 하는 동기식 시각경보 시스템에 관한 것이다.

시각경보기는 화재를 초기에 탐지하여 소방대상물의 관계자 및 거주자에게 안전한 장소로 피난을 통보하는 자동화재탐지설비의 통보장치로서, 청각장애인이 접근 가능한 공공건물 및 공중이용시설의 공공장소나, 주변소음이 너무 커서 귀마개를 착용하여 경종 등으로 화재통보가 불가능한 제조공정 장소에 설치되어 화재 발생시 자동화재탐지설비와 연동하여 일정주기마다 강력한 빛을 점멸시키도록 하는 장치이다.

지금까지의 통보장치는 경종, 싸이렌 등의 청각경보장치가 대부분으로서, 청각장애자들은 경보 발령신호를 들을 수 없어 사고 발생시 안전하게 대피할 수 없고 인명사고의 피해자가 되는 경우가 많았다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 1998년부터 소방기술기준에 관한 규칙 제87조(자동화재탐지설비의 음향장치)에 의거 음향장치 외 별도의 시각경보장치를 설치 하여 청각장애자나 약시자에게 경보 발령신호를 시각적으로 알릴 수 있도록 하였다.

그러나, 국내에는 아직 시각경보장치의 설치에 관한 상세한 기준이 마련되어 있지 않은 상태에서 대부분 비동기식 시각경보기가 설치되어 운영되고 있어, 시각경보기가 동일한 장소에 설치되었음에도 불구하고 서로 다른 주기로 점멸하기 때문에 대피 요구대상자들의 판단을 흐리게 하고, 서로 다른 주기로 발광하는 고휘도의 크세논램프가 빛에 민감한 사람에게 시각적인 장애를 순간적으로 가져오는 등 오히려 공황상태를 일으켜 대형 참사를 가져올 수 있는 요인이 되는 문제점이 있다.

현재 이러한 비동기식 시각경보기의 문제점을 해결하기 위해 동기식 시각경보기에 관한 연구가 진행되고 있으나 대부분의 동기식 시각경보기는 화재경보 발령시 제어유닛에서 시각경보기로 dc 24V를 각각의 시각경보기에 동시에 공급하면, 각각의 시각경보기는 내장된 캐패시터의 충/방전 시간에 의해서 크세논램프를 점멸하도록 되어 있기 때문에, 시각경보기의 충/방전을 위한 캐페시터 용량의 오차와 충전 전류를 제어하는 저항의 오차가 시간의 경과에 따라 각각의 시각경보기의 충/방전 시간에 차이를 가져와 전체 주기가 서로 어긋나게 되는 문제점이 있다.

또한, 제어유닛은 교류의 고주파 변조된 신호를 직류전원의 니플과 같은 형태로 만들어서 시각경보기로 데이터를 전송함으로써, 전원 및 시스템 회로의 전해 캐페시터의 노화를 촉진시켜 시각경보기회로의 수명을 단축하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시간이 경과하여도 같은 구역에 있는 모든 시각경보기는 같은 시간에 점멸하도록 하여 청각장애자는 물론 모든 사람들이 재빨리 대피하도록 경고하는 동기식 시각경보 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

또한 별도의 통신선로 시공이 필요 없이 기존의 전송방식에 비해 통신에러가 적어 정확한 동기 신호를 전송할 수 있고, 동기신호의 전송으로 인해 경보기의 수명이 단축되지 않도록 하는 동기식 시각경보 시스템을 제공함을 다른 목적으로 한다.

그리고, 기존에 설치되어 있는 장소에 별도의 선로나 장치의 추가 없이 호완할 수 있도록 시공이 편리하도록 하는 동기식 시각경보 시스템을 제공함을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 의한 동기식 시각경보기는 자동화재탐지설비(10)로부터 신호가 수신될 때 의사잡음을 발생시켜 시각경보기(30) 동기신호와 합성한 뒤, 기존의 DC 24V 전원라인에 직류 전원의 방향을 변경하는 인버터방식으로 같은 구역에 있는 시각경보기(30)로 전송하는 제어유닛(20), 및 상기 제어유닛(20)의 신호를 전달받아 의사잡음을 제거하고 동기신호와 동작 전원신호를 검출하여 동기신호에 맞춰 크세논램프(33)를 점멸시키는 시각경보기(30)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시 예에 있어서 시스템 전체 개략도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 따른 제어유닛(20)과 시각경보기(30)의 구성을 나타낸다.

화재나 정전 등의 비상상황을 감지하여 하기 제어유닛(20)으로 신호를 발생하는 자동화재탐지설비(10)와; 상기 자동화재탐지설비(10)로부터 신호를 수신한 때 의사잡음을 발생시켜 시각경보기(30) 동기신호와 합성하여 같은 구역에 있는 시각경보기(30)들로 전송하는 제어유닛(20); 및 상기 제어유닛(20)의 신호를 전달받아 의사잡음을 제거하여 동기신호와 동작 전원신호를 검출하여 동기신호에 맞춰 크세논램프(33)를 점멸시키는 시각경보기(30)로 구성된다.

상기 제어유닛(20)은 의사잡음을 발생시키는 의사잡음 발생부(21)와; 상기 시각경보기(30)의 동기신호를 발생시켜 상기 의사잡음 발생부(21)의 출력신호와 합성하는 동기신호 발생부(22)와; 상기 동기신호 발생부(22)의 출력신호와 동 신호를 역변환시킨 신호를 기존의 DC 24V 전원라인을 통해 직류 전원의 전류 방향을 변경하여 전송하는 인버터 전송부(23)로 이루어진다.

상기 의사잡음 발생부(21)는 자기상관치가 크고, 동시에 상호 상관치가 작으며, 부호 다중 전송을 위해서 계열의 종류 수가 많고, 사용목적에 따른 특별한 부호 계열도 기본 의사잡음 계열의 조합에 의해 유연하게 발생시킬 수 있는 선형 귀환 쉬프트 레지스터로 구성함이 바람직하다.

상기 시각경보기(30)는 상기 제어유닛(20)으로부터 수신된 신호에서 시각경보기(30)의 전원신호와 동기신호를 구분하여 검출하는 전원 및 동기신호 검출부(31)와; 상기 전원 및 동기신호 검출부(31)에서 검출된 DC 24V전원을 DC 400V로 승압시키는 플라이백 변압기(32)와; 상기 전원 및 동기신호 검출부(31)에서 검출된 동기신호에서 의사잡음을 제거한 뒤 동기신호에 따라 상기 플라이백 변압기(32)를 동작시켜 순간적인 고전압을 발생하여 크세논램프(33)를 점멸시키는 점멸회로(34); 및 상기 점멸회로(34)에 따라 플라이백 변압기(32)의 높은 출력 전압으로 점멸되는 크세논램프(33)로 이루어진다.

상기 플라이백 변압기(32)는 부스트 방식 및 세픽 방식과 같이 컨버터 방식 중 승압이 가능한 방식으로, 변압기를 사용하지 않고 승압이 가능하지만 승압비가 커져 효율이 저하되는 단점을 갖는 부스트 방식이나, 2개의 변압기를 사용함으로 부피가 커지는 단점을 갖는 세픽 방식에 비해, 1개의 변압기를 사용하면서 충분한 고압을 발생시킬 수 있어 제품을 소형화할 수 있는 플라이백 방법을 사용함이 바람직하다.

상기 점멸회로(34)는 2진 쉬프트 레지스터로 구성된 의사잡음 제거부를 더 포함하여 구성함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명 동기식 시각경보 시스템은 자동화재탐지설비(10)가 화재를 감지하여 제어유닛(20)으로 정보를 전송하면, 상기 제어유닛(20)은 시각경보기(30)의 동기신호에 의사잡음을 합성하여 인버터 전송방식으로 전송선로 반대편의 시각경보기(30)들로 전송하고, 상기 시각경보기(30)들은 수신된 신호에서 동기신호와 DC 24V전원 신호를 분리하며, 다시 동기신호에서 의사잡음 신호를 제거하고 DC 24V전원 신호를 DC 400V로 승압한 뒤, 동기신호에 따른 점멸회로(34)의 제어출력으로 크세논램프(33)를 점멸한다.

상기 동작과정을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 의사잡음 발생기의 개략도를, 도 4는 본 발명의 인버터 전송부(23)와 전원 및 동기신호 검출부(31)의 회로도를, 도 5는 인버터 전송부(23)에 서 제1 및 제2스위치드라이버의 게이트 신호이고, 도 6은 도 1 및 도 3에서 ⓐ 내지 ⓗ위치의 신호를 나타낸다.

먼저 본 발명의 동기식 시각경보 시스템에서는 동기신호의 전송과정에서 잡음에 대한 내성을 크게하는 한편, 협대역 간섭의 영향을 줄일 수 있도록 동기신호에 의사잡음 신호를 활용하고 있는데, 특히 자기상관치가 크고, 동시에 상호 상관치가 작으며 부호 다중 전송을 위해서 계열의 종류 수가 많고, 사용 목적에 따른 특별한 부호 계열도 기본 잡음 계열의 조합에 의해 유연하게 발생시킬 수 있는 선형 귀환 쉬프트 레지스터(LFSR:Linear Feedback Shift Register)를 이용한다.

그 이유를 아래의 식을 통해 설명하면, 먼저 일반적인 의사잡음 부호에 대한 자기상관 함수는 다음 식(1)과 같으며,

.....(1)

본 발명의 선형 귀환 쉬프트 레지스터를 이용한 의사잡음의 자기상관함수는 다음 식(2)와 같다.

...(2)

여기서, Tc는 의사잡음의 칩율(chip rate)이고, G는 의사잡음 주기이며, 이 때 식(2)에서 t가 연속이면 다음 식(3)과 같이 된다.

....(3)

....(4)

여기서, 상기 식(4)를 퓨리에 변환하면 식(5)와 같이 sink함수로 표현된다.

............(5)

상기 식(5)를 만족시키도록 하는 선형 귀환 쉬프트 레지스터 구조는 도 3에서 보이는 바와 같고, 상기 구조로 의사잡음 발생부(21)를 구성하면, 시각경보기(30)에서 동기신호를 검출했을 때 오차를 현저하게 줄일 수 있어 높은 신호대 잡음비(SNR:Signal to Noise Rate)를 얻을 수 있다.

다음으로, 도 4를 참고하여 인버터 전송부(23)의 동작을 살펴보면, 상기 의사잡음 발생부(21)에 의해 발생한 의사잡음은 동기신호 발생부(22)를 통해 발생된 동기신호와 합성되어 ⓐ지점을 통해 제1스위치드라이버(1)로 입력되고, 인버터를 통해 역변환된 뒤 ⓑ지점을 통해 제2스위치드라이버(2)로 입력된다.

이후, 도 5에 도시된 제1 및 제2스위치드라이버의 게이트 신호에 따라 S1 내지 S4가 온/오프 되면서 상기 의사잡음이 합성된 동기신호가 ⓒ지점을 거쳐 전송선로로 출력되고, 상기 역변환된 신호는 ⓓ지점을 거쳐 전송선로로 출력된다.

이때의 상기 ⓐ,ⓑ,ⓒ, 및 ⓓ지점에서의 신호는 도 6에 도시된 바와 같다.

여기서 상기 전송선로는 기존의 DC 24V전원라인을 그대로 사용하는데, 이때 기존의 전송방식과 같이 교류의 변조된 신호를 직류전원의 Nipple과 같은 형태로 만들어서 Data를 전송하면, Nipple에 의한 전원 회로 및 시스템에서 전해 캐페시터의 노화를 촉진하게 되고 나아가 시각경보기(30) 회로의 수명을 단축하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 기존의 DC 24V전원라인을 사용하되 제어유닛(20)과 동기식 시각경보기(30)의 전원은 순수한 직류를 유지하고, 데이터 전송방식은 직류 전원의 전류 방향을 변경하는 인버터 방식을 이용함으로써, 제어유닛(20)과 경보기의 전원 및 시스템회로의 캐페시터에는 영향을 주지 않을 뿐만 아니라 Data전송으로 인한 잡음도 발생하지 않는다.

한편, 시각경보기(30)는 전송선로를 통해 수신된 신호를 전원 및 동기신호 검출부(31)의 ⓔ지점에서 DC 24V전원 신호를 검출하고, ⓕ지점에서 동기신호를 검출한다.

이때 상기 검출된 동기신호에는 의사잡음이 포함되어 있으므로, 원래의 동기신호를 검출하기 위해서 의사잡음 제거부인 2진 시프트 레지스터로부터 발생한 의사잡음과 수신된 의사잡음을 일치시켜 검출된 동기신호에서 의사잡음을 제거한다.

그리고, 상기 검출된 DC 24V전원 신호는 플라이백 변압기(32)를 통해 DC 400V로 승압한다.

이후 동기신호에 따라 점멸회로(34)가 동작하여 크세논램프(33)를 동기 주기에 맞춰 점멸시킨다.

도 1 및 도 6의 도면부호 ⓖ는 의사잡음이 제거된 동기신호의 출력 파형을 도시한 것이고, 도면부호 ⓗ는 플라이백 변압기(32)에서 출력되는 DC 400V의 출력 파형을 도시한 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 동기식 시각경보 시스템은 같은 구역에 설치된 시각경보기(30)의 동기를 일치시킴으로써, 화재 발생시 시각장애인뿐 아니라 일반인에게도 신속하게 대피하도록 유도할 수 있어 화재로 인한 인명의 손실을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 기존의 DC 24V전원라인을 이용하여 동기신호를 전송함으로써, 현재 사용중인 시스템의 시공이 편리하고, 설치비를 절약할 수 있는 이점과 함께, 제어유닛(20)과 시각경보기(30)의 전원 및 시스템회로의 수명을 연장할 수 있는 이점도 있다.

또한, 의사잡음을 동기신호에 결합하여 전송함으로써, 잡음에 대한 내성이 크고, 협대역 간섭의 영향을 줄일 수 있으며, 타 기기에 고주파 영향을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 화재나 정전 등의 비상상황을 감지하여 하기 제어유닛으로 신호를 발생하는 자동화재탐지설비와; 상기 자동화재탐지설비로부터 신호를 수신한 때 의사잡음을 발생시켜 시각경보기 동기신호와 합성하여 같은 구역에 있는 시각경보기들로 전송하는 제어유닛; 및 상기 제어유닛의 신호를 전달받아 의사잡음을 제거하여 동기신호와 동작 전원신호를 검출하여 동기신호에 맞춰 크세논램프를 점멸시키는 시각경보기로 이루어진 동기식 시각경보시스템에 있어서,

   상기 제어유닛(20)은 의사잡음을 발생시키는 의사잡음 발생부(21)와; 상기 시각경보기(30)의 동기신호를 발생시켜 상기 의사잡음 발생부(21)의 출력신호와 합성하는 동기신호 발생부(22)와; 상기 동기신호 발생부(22)의 출력신호와 동 신호를 역변환시킨 신호를 기존의 DC 24V 전원라인을 통해 직류 전원의 전류 방향을 변경하여 전송하는 인버터 전송부(23)로 이루어진 것을 특징으로 하는 동기식 시각경보 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 의사잡음 발생부(21)는 자기상관치가 크고, 동시에 상호 상관치가 작으며, 부호 다중 전송을 위해서 계열의 종류 수가 많고, 사용목적에 따른 특별한 부호 계열도 기본 의사잡음 계열의 조합에 의해 유연하게 발생시킬 수 있는 선형 귀환 쉬프트 레지스터로 구성함을 특징으로 하는 동기식 시각경보 시스템.
4. 제2항에 있어서,

   시각경보기(30)는 상기 제어유닛(20)으로부터 수신된 신호에서 시각경보기(30)의 전원신호와 동기신호를 구분하여 검출하는 전원 및 동기신호 검출부(31)와; 상기 전원 및 동기신호 검출부(31)에서 검출된 DC 24V전원을 DC 400V로 승압시키는 플라이백 변압기(32)와; 상기 전원 및 동기신호 검출부(31)에서 검출된 동기신호에서 의사잡음을 제거한 뒤 동기신호에 따라 상기 플라이백 변압기(32)를 동작시켜 순간적인 고전압을 발생하여 크세논램프(33)를 점멸시키는 점멸회로(34); 및 상기 점멸회로(34)에 따라 플라이백 변압기(32)의 높은 출력 전압으로 점멸되는 크세논램프(33)로 이루어진 것을 특징으로 하는 동기식 시각경보 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 점멸회로(34)는 2진 쉬프트 레지스터로 구성된 의사잡음 제거부를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 동기식 시각경보 시스템.
6. 제4항에 있어서,

   상기 플라이백 변압기(32)는 제품의 소형화가 가능하도록 1개의 변압기를 사용하면서 충분한 고압을 발생시키는 플라이백 방식으로 구성함을 특징으로 하는 동기식 시각경보 시스템.

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