KR101079344B1 - 스마트 벨트와 그 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스마트 벨트장치는, 작업자가 착용하는 벨트부, 벨트부에 탈부착 가능하며 상기 스마트 헬멧으로부터 수신한 제어신호 및 데이터 신호를 중앙통제 센터로 전송하거나 중앙통제 센터로부터 수신된 신호를 상기 스마트 헬멧으로 전송하는 제어모듈과, 적어도 하나의 예비용 배터리를 장착할 수 있는 외장 배터리부와, 작업자의 선택에 따라 상기 예비용 배터리 중 하나를 전원 공급원으로서 설정하는 스위칭 박스를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 스마트 벨트장치는 예비 배터리를 구비함으로써, 스마트 헬멧의 배터리가 방전됐을 때에도 예비 전력이 원활히 공급되도록 하였다. 그에 따라, 배터리 방전에 의해 발생할 수 있는 작업효율의 저하를 막고 작업자가 보다 안전한 환경에서 작업이 이루어질 수 있도록 하였다.

Description

스마트 벨트와 그 운용방법 {SMART BELT AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 각종 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 장비 또는 장구에 관한 것으로서, 특히 첨단의 전자적 장비와 통신기능이 장착된 스마트 웨어에 관한 것이다.

일반적으로 건설현장, 조선소, 기계공장과 같은 산업현장이나 재해현장 등에서 작업자의 안전을 위해 헬멧, 벨트, 장갑 등과 같은 보호 장구의 착용은 필수적이다. 특히, 헬멧은 고공의 낙하물이나 예상치 못한 위험으로부터 작업자의 머리와 안면을 보호하기 위한 것으로, 헬멧의 착용은 작업 현장에서 필수적인 안전수칙에 해당된다.

오늘날, 산업기술의 발전에 따라 산업현장(예: 토목 또는 건설현장)이 대형화되고 복잡해지면서, 현장 작업자는 단순 노동의 수준에서 벗어나, 건설에 투입되는 전자장비와 건설장비를 다룰 줄 알아야 하고 중앙센터나 다른 작업자들과의 협력작업을 위해 커뮤니케이션할 수 있어야 한다. 그리고, 보호장구(헬멧, 벨트, 장갑 등)를 착용해야 하는 것은 물론, 건설현장에서 사용되는 각종 연장, 원격지 작업자들(or 중앙센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 각종 계측장비들을 비롯한 각종 첨단장비들을 소지해야 한다.

산업현장에서 작업자들의 안전과 작업의 전문성 및 효율을 높이기 위해, 통신 및 전자장비의 사용은 매우 중요하다. 그리고, 통신 및 전자장비에 배터리를 공급하고 작업시간 동안 배터리의 공급이 충분히 유지되도록 해야 한다.

작업자들의 안전과 작업의 전문성 및 효율을 높이기 위해, 산업현장(혹은 재해현장)에서 사용되는 통신장비나 전자장비는 배터리로부터 전력을 공급받고 작업시간 동안 전력공급이 충분히 유지되어야 하지만, 통신장비나 전자장비에 내장되는 배터리는 그 저장용량에 한계가 있다.

더욱이, 몸을 가누기 힘든 고공의 작업현장이나 화재진압과 같은 위험천만한 작업환경에서, 배터리의 전력공급이 중단되는 문제는 작업의 효율은 물론 작업자의 안전을 위태롭게 할 수도 있다.

본 발명의 목적은, 각종 산업현장이나 재해현장에서 작업자의 행동과 작업자 주변의 위험요소를 감지할 수 있도록, 스마트 헬멧에 전력을 공급하고 예비 배터리를 구비하는 스마트 벨트 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 부가적인 특성 및 이점들은 아래의 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 상기 설명에 의해 명백해지거나 본 발명의 실행을 통해 숙지될 것이다. 본 발명의 목표 및 다른 이점들은 특히 아래 기재된 설명 및 부가된 도면뿐만 아니라 청구항에서 지적한 구조에 의해 구현될 것이다.

본 발명에 따른 스마트 웨어는 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난현장이나 산업현장에서, 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 중앙통제 센터로 전달하고, 센터의 지시에 따라 현장의 작업을 원활히 통제하고 현장의 긴급상황에 신속히 대처할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 스마트 벨트는 예비 배터리를 구비함으로써, 스마트 헬멧의 배터리가 방전됐을 때에도 예비 전력이 원활히 공급되도록 하였다. 그에 따라, 배터리 방전에 의해 발생할 수 있는 작업효율의 저하를 막고 작업자가 보다 안전한 환경에서 작업이 이루어질 수 있도록 하였다.

도1은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 예시도.
도2는 본 발명에 따른 스마트 웨어의 망 연결에 관한 블록 구성도.
도3은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 블록 구성도.
도4는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 예시도.
도5는 본 발명에 따른 스마트 벨트의 예시도.
도6은 스마트 벨트의 스위칭 박스와 외장 배터리부에 관한 예시도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 스마트 웨어
200 : 스마트 헬멧 300 : 스마트 벨트
210, 310 : 센싱부 220, 320 : 제어부
230 : A/V입출력부 240 : 통신부
250, 350 : 전원부 300B : 제어모듈
300A : 벨트부 300C : 외장 배터리부
300D : 스위칭 박스 330 : 저장부
340 : 제1통신부 360 : 제2통신부
400 : 액세스 포인트 500 : 중앙통제 센터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스마트 벨트장치는,

작업자가 착용하는 벨트부, 벨트부에 탈부착 가능하며 상기 스마트 헬멧으로부터 수신한 제어신호 및 데이터 신호를 중앙통제 센터로 전송하거나 중앙통제 센터로부터 수신된 신호를 상기 스마트 헬멧으로 전송하는 제어모듈과, 적어도 하나의 예비용 배터리를 장착할 수 있는 외장 배터리부와, 작업자의 선택에 따라 상기 예비용 배터리 중 하나를 전원 공급원으로서 설정하는 스위칭 박스를 포함하여 구성된다.

상기 스위칭 박스는 상기 배터리 단자함을 선택할 수 있는 다수의 버튼들을 포함하는 본체부와, 닫힌 상태에서 상기 본체부 내측을 들여다 볼 수 있는 투명한 소재로 이루어지며, 힌지를 축으로 상하 또는 좌우로 회동하는 커버부와, 상기 본체부의 일측면에 위치하여 상기 커버부를 회동시키는 힌지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어모듈은 상기 스마트 헬멧과 근거리 무선통신을 수행하는 제1통신부와, 상기 제1통신부를 통해 수신되는 스마트 헬멧의 정보를 통제센터로 무선 송출하는 제2통신부와, 상기 제1 및 제2통신부의 무선통신을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 지시에 따라 스마트 벨트의 각 구성장치 또는 상기 스마트 헬멧에 전력공급을 수행하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 예시도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어는 헬멧, 벨트, 장갑과 같은 작업자의 보호장구에, 원격지 작업자들(or 중앙센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 이미지 전송을 위한 카메라, 배터리, 헤드셋, 각종 센서 등을 실장한 것이다.

스마트 웨어를 착용한 작업자는 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난현장이나 산업현장에서, 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 중앙통제 센터로 전달하고, 센터의 통제에 따라 고도의 전문적 임무를 수행할 수 있다. 또한, 작업자가 보내온 정보를 분석하여 중앙통제 센터가 작업자가 미처 인지하지 못한 작업자 주변의 위험요소를 검출하여, 작업자에게 경고신호를 송출할 수 있다.

또한, 스마트 웨어를 착용한 주변 작업자들과의 커뮤니케이션(Multi Communication)을 통해, 작업상황을 상호 공유할 수 있다.

본원발명은 또한, 스마트 웨어를 통해 수집된 다양한 정보를 분석하여 원격지의 작업자를 관리 감독(Remote supervising)하고 현장의 긴급상황에 신속하고 원활히 대처(Danger site monitor)할 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 스마트 웨어의 망 연결에 관한 블록 구성도(block diagram)이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 지그비 (Zigbee(IEEE 802.15.4))나 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro)와 같은 통신 프로토콜에 따라 작업자들 상호간의 무선통신을 제공할 수 있다.

통신규약 IEEE802.15.4로 정의되는 지그비(ZigBee)는 저가, 저전력 구현이 가능하여 가정, 빌딩 및 공장 자동화 등을 목표로 개발된 근거리 저속 무선통신 기술이다.

지그비(ZigBee)는 20Kbps, 40Kbps, 그리고 250Kbps의 데이터 전송 속도를 지원하고 10m 이내의 거리에서 적용 가능하며, 한 개의 Piconet 당 255개의 무선 기기들을 연결할 수 있다. 또한, 1mW의 낮은 출력에도 10m 거리 이내에서 무선통신이 가능하여 댁내에 산재해있는 센서들을 하나의 네트워크로 구성할 수 있는 센서 네트워크로서 가장 가능성이 높은 기술이다. IEEE802.15.4에서 PHY와 MAC에 대한 지그비의 표준을 정의하고 있으며 ZigBee Alliance에서 MAC 이상의 레이어와 응용을 위한 프로파일(Profile)까지 정의하고 있다.

또한, 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro, Wireless broadband), 와이맥스 (Wimax, World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)와 같은 통신 프로토콜에 따라 중앙통제 센터(500)와의 무선통신을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜에 따라 스마트 웨어의 내부적 장치들(예: 헬멧 & 벨트)간의 무선통신을 제공할 수 있다.

블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)은 100m의 전송 범위와 최대 24Mbps의 전송속도를 구현하고, 기존 블루투스2.1에 비해 8배 빨라진 전송속도를 갖는다.

기존 블루투스의 전송대역을 넘어서는 대용량 데이터 통신으로 휴대폰과 컴퓨터 등의 영상 전송, 고정형 디바이스와 휴대용 디바이스간의 영상 동기화, 디지털 카메라와 출력기 간의 프린팅 등에 활용될 수 있으며, 한층 낮아진 전력소모와 작은 크기, 저렴한 가격을 특징으로 한다.

도3은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 블록 구성도(block diagram)이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)를 포함하여 구성된다. 위에서 설명한 바와 같이, 상기 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)은 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜에 의한 무선통신을 수행한다.

또한, 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)간은 유선(케이블)으로 연결될 수 있으며, 케이블로 연결되는 경우 그에 따른 유선통신 프로토콜을 설정하게 된다.

도4는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 예시도이다.

도3과 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 헬멧(200)은 센싱부(210), 제어부(220), A/V(Audio/Video)입출력부(230), 통신부(240), 전원부(250)를 포함하여 구성된다. 상기 스마트 헬멧(200)은 헬멧의 내/외부 온도, 작업자 주변 조도, 주변 습도 등을 감지하고, 라이트 기능(후레쉬), 카메라(사진 및 동영상 촬영), 통신 기능(근거리, 이동통신 등) 등을 수행하여 작업자의 임무수행을 돕고, 작업자 주변에서 발생하는 각종 정보들을 감지한 후 중앙통제 센터(500)로 전송하여, 센터(500)에서 작업현장의 상황을 인지할 수 있도록 한다.

상기 센싱부(210)는 스마트 헬멧(200)의 내/외부 온도를 감지하는 온도 감지센서, 작업자 주변의 조도를 감지하는 조도감지 센서, 작업자 주변의 습도를 감지하는 습도감지 센서, 인체에 위해한 개스(gas)를 감지하는 개스감지 센서, 헬멧에 가해지는 외부로부터의 충격을 감지하는 충격감지 센서 등을 포함하고, 각 센서가 발생한 센싱신호를 상기 제어부(220)로 전달한다.

상기 통신부(240)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300) 간의 통신의 담당하는 무선 통신기기를 포함한다. 그리고, 스마트 헬멧(200)과 타 스마트 웨어간의 무선 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 통신부(240)는 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있는 무선통신 기기를 구비하게 된다. 또한, 상기 통신부(240)는 현재 작업지점의 방위와 위치를 검출하는 위치정보 모듈(예: GPS(Global Position System) 모듈)을 구비할 수 있다. 상기 통신부(240)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)이 유선으로 연결되는 경우, 그에 따른 통신 프로토콜을 설정하게 된다.

상기 A/V(Audio/Video) 입출력부(230)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입출력을 위한 것으로, 카메라(미도시), 마이크(미도시), 디스플레이(미도시), 음향출력 모듈(미도시) 등이 이에 포함될 수 있다. 상기 카메라는 화상 통화모드 또는 촬영모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상이나 동영상의 화상 프레임을 처리한다.

상기 카메라에서 처리된 화상 프레임은 스마트 벨트(300)의 저장부(330)에 저장되거나 무선 통신부(240 or 360)를 통해 외부(예: 중앙통제 센터(500))로 전송될 수 있다. 상기 카메라는 스마트 웨어의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

상기 마이크는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 변환한다. 그리고, 변환된 음성 데이터는 통화모드인 경우 송신 가능한 형태로 변환되어 상기 통신부(240, 360)를 통해 무선 망(예: 액세스 포인트(AP(400))으로 출력될 수 있다.

상기 디스플레이는 스마트 웨어(100)에서 처리된 정보나 중앙통제 센터(500)로부터 수신된 정보를 표시한다. 스마트 웨어(100)가 화상 통화모드 또는 촬영모드인 경우 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다. 상기 디스플레이와 터치동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함), 디스플레이는 출력장치 이외에 입력장치로도 사용될 수 있다.

상기 음향출력 모듈은 통화모드에서 통신부(240)로부터 수신된 오디오 신호를 출력한다. 또한, 스마트 헬멧(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 경고음 등)과 관련된 음향신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

상기 제어부(220)는 스마트 헬멧(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 스마트 헬멧(200)을 구성하는 엘리먼트들(예: 센싱부(210), A/V(Audio/Video) 입출력부(230), 통신부(240), 전원부(250) 등)의 동작과 신호 전달을 제어한다. 또한, 상기 센싱부(210), A/V(Audio/Video) 입출력부(230) 등으로부터 전달된 정보들을 무선 통신부(240 or 360)를 통해 외부(예: 중앙통제 센터(500))로 전송한다.

상기 전원부(250)는 제어부(220)의 제어에 따라 외부(예: 스마트 벨트 (300)의 전원부(350))로부터 전력을 인가받거나, 각 구성요소들(예: 센싱부(210), 제어부(220), A/V(Audio/Video)입출력부(230), 통신부(240) 등)의 동작에 필요한 전력을 공급한다. 제어부(220)는 상기 전원부(250)의 배터리 잔량을 체크하고, 배터리 잔량이 기준치 이하인 경우 상기 스마트 벨트(300)의 전원부(350)로부터 전력을 공급받는다. 이와 같은 전력공급에 대비하여, 스마트 벨트(300)의 전원부(350)는 대용량의 배터리를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제어부(220 OR 320)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 제어부(220 OR 320)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 제어부(220 OR 320) 자체로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 스마트 헬멧(200)은 알람부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다. 본 발명의 알람부는 중앙통제 센터(500)의 경고신호나 통신 이벤트(예: 호 수신) 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 상기 알람부는 오디오 사운드 외에 다른 형태로 예를 들어 램프 점멸, 전기충격, 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수 있다. 전기충격은 작업에 몰두 중인 작업자나 실신 상태에 있는 작업자에게 강력한 경고신호를 전달하기 위해 필요하다. 상기 오디오 신호는 A/V(Audio/Video)입출력부(230)를 통해서도 출력될 수 있다.

본 발명에 따른 스마트 헬멧(200)은 조명부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다. 상기 조명부는 엘이디(LED)와 같이 전력소비량이 적은 발광소자를 구비하는 것이 바람직하며, 작업자의 조작에 따라 발광소자의 온/오프를 제어한다. 본 발명은 스마트 헬멧(200)에서 동작하는 장치나 기능들을 조작하는 소정의 실행버튼들을 상기 제어모듈(200B)의 일측에 구비한다.

도5는 본 발명에 따른 스마트 벨트의 예시도이다.

도3과 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 벨트(300)는 크게, 벨트부(300A)와 제어모듈(300B)과 외장 배터리부(300C)와 스위칭 박스(300D)로 구성된다.

상기 벨트부(300A)는 몸통, 팔, 다리 등과 같은 작업자의 신체 일부에 착용될 수 있는 형상을 가지며, 상기 제어모듈(300B)과 외장 배터리부(300C)와 스위칭 박스(300D)가 장착될 수 있는 기반을 제공한다. 또한, 상기 제어모듈(300B)과 외장 배터리부(300C)와 스위칭 박스(300D)간을 상호 연결하는 전류 및 신호 전송 경로는 벨트 내측에 형성된다.

상기 제어모듈(300B)은 벨트부(300A)에 탈부착 가능하며, 모바일 라우터로서 동작을 수행하여, 상기 스마트 헬멧(200)으로부터 수신한 각종 제어신호 및 데이터 신호(예: 센싱 신호 및 영상 신호 등)를 무선 망(예: 액세스 포인트(AP(400))을 통해 중앙통제 센터(500)로 전송하거나, 반대로, 중앙통제 센터(500)로부터 수신된 신호를 상기 스마트 헬멧(200)으로 전송한다.

상기 외장 배터리부(300C)는 도6의 b)에 도시된 바와 같이, 예비용 배터리를 장착할 수 있는 다수의 배터리 단자함(300C_1~300C_n)을 포함한다.

상기 스위칭 박스(300D)는 도6의 a)에 도시된 바와 같이, 본체(300D_1)와 커버부(300D_2)와 힌지(300D_3)로 구성된다. 스위칭 박스(300D)의 본체(300D_ 1)는 배터리 단자함(300C_1 ~300C_n)을 선택할 수 있는 다수의 버튼들 (300D_4)을 포함한다. 그리고 상기 힌지(300D_3)는 본체부(300D_1)의 일측면에 위치하여 상기 커버부(300D_2)를 회동시킨다. 상기 커버부(300D_2)는 힌지(300D_3)를 축으로 상하(혹은 좌우)로 회동하며, 닫힌 상태에서 내측을 들여다 볼 수 있는 투명한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제어모듈(300B)은 센싱부(310), 제어부(320), 저장부(330), 제1통신부(340), 전원부(350), 제2통신부(360)를 포함하여 구성된다.

상기 센싱부(310)는 작업자의 주변 온도를 감지하는 온도 감지센서, 작업자 주변의 조도를 감지하는 조도감지 센서, 작업자 주변의 습도를 감지하는 습도감지 센서, 인체에 위해한 개스(gas)를 감지하는 개스감지 센서, 현재 작업지점의 방위와 위치를 감지하는 위치감지 센서 등을 포함하고, 각 센서가 발생한 센싱신호를 상기 제어부(320)로 전달한다.

상기 제1통신부(340)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300) 간의 무선 통신을 제어하는 통신기기를 포함한다. 그리고, 해당 작업자의 위치를 확인하거나 얻기 위한 위치정보 모듈(예: GPS(Global Position System) 모듈)를 구비할 수 있다. 또한, 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)이 유선으로 연결되는 경우, 그에 따른 케이블 통신을 설정하게 된다.

상기 제2통신부(360)는 스마트 벨트(300)과 중앙통제 센터(500) 간의 무선 통신을 제공하는 장치로서, 스마트 벨트(300)에 내장되거나 외장될 수 있다. 그리고, 스마트 벨트(300)과 중앙통제 센터(500) 간의 무선 통신을 위해, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있는 무선통신 기기를 구비하게 된다.

상기 저장부(330)는 제어부(220 or 320)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 저장부(330)에는 호 착신시 또는 각종 이벤트 발생시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

상기 저장부(330)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상기 전원부(350)는 제어부(320)의 제어에 따라 각 구성요소들(예: 센싱부(310), 제어부(320), 저장부(330), 통신부(340, 360), 등)의 동작에 필요한 전력을 공급한다.

상기 제어부(320)는 스마트 벨트(300)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 스마트 벨트(300)를 구성하는 엘리먼트들(예: 센싱부(310), 저장부(330), 통신부(340, 360), 전원부(350) 등)의 동작과 신호 전달을 제어한다. 제어부(320)는 상기 스마트 헬멧(200)의 배터리 잔량이 기준치 이하인 경우 상기 전원부(350)의 전력을 스마트 헬멧(200)측에 제공한다.

제어부(320)는 상기 전원부(350)의 내장 배터리 잔량이 기준치 이하로 내려가면, 즉, 내장 배터리가 방전되면 예비 배터리(300C_1 ~300C_n)와의 경로를 설정하고 설정된 경로를 통해 전력을 공급한다.

본 발명에 따른 스마트 벨트(300)는 상기 스마트 벨트(200)의 것과 동일한 알람부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다.

도6의 a)는 스마트 벨트의 스위칭 박스에 관한 예시도로서, 스위칭 박스의 닫힌(Close)상태와 열린(Open)상태를 나타내고 있다.

도6의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭 박스(300D)는 본체(300D_1)와 커버부(300D_2)와 힌지(300D_3)로 구성되고, 상기 본체(300D_1)의 내측에는 배터리 단자함(300C_1~300C_n)을 선택할 수 있는 버튼들(300D_4)로 구성된다. 그리고 각 버튼들 (300D_4)의 상면에는 배터리 단자함들(300C_1~ 300C_n)의 일련번호가 표시되어 있으며, 작업자는 버튼을 누르는 것으로 원하는 배터리 단자함을 선택할 수 있다. 작업자의 버튼 조작에 따라 배터리 단자함이 선택되면, 제어부(320)는 그 선택된 배터리 단자함과 배터리 공급경로를 설정한다. 이후, 상기 전원부(350)의 내장 배터리가 방전되면, 전원부(350)는 상기 선택된 단자함의 배터리(예비 배터리)로부터 전력을 공급받게 되고 제어모듈(300B)의 각 구성요소에 그 공급된 전력을 제공한다.

상기 버튼들(300D_4)은 한번 누르면 온(on)되고, 다시 누르면 오프(off)되는 토글(toggle)방식으로 동작한다. 각 버튼들(300D_4)은 발광소자(예: LED 등)를 내장하고 있으며, 버튼이 눌릴 때(on상태) 내장된 발광소자도 동작한다. 작업자는 버튼의 발광을 통해 어두운 곳에서도 어느 단자함의 배터리가 전원 공급원인지를 쉽게 확인할 수 있다.

제어부(320)는 배터리 잔량에 따라 각기 다른 색상(예: 녹색, 노랑, 빨강 등)을 발광하도록 각 버튼(300D_4)의 발광소자를 제어한다. 작업자는 버튼의 발광 색상에 따라 해당 단자함에 남아있는 배터리 잔량을 가늠할 수 있다.

작업자는 또한, 한번에 여러 개의 버튼을 선택하여 여러 개의 예비 배터리들로부터 전력공급이 이루어지도록 할 수 있다. 작업자가 여러 개의 버튼(300D_4)을 선택하면, 제어부(320)는 해당 단자함들과의 배터리 공급경로를 설정한다. 그리고 배터리 공급경로가 설정된 단자함들은 정해진 순서(예: 일련번호순)에 따라 차례로 전력공급을 수행한다.

현재 전원을 공급중인 배터리의 잔량이 기준치 이하로 내려가면, 제어부(320)는 스마트 헬멧(200)이나 스마트 벨트(300)에 구비된 알람부(or A/V(Audio/Video) 입출력부(230))를 통해 소정의 알림 신호(예: Beep음, 진동, 전기충격, 램프 점멸 등)를 출력하여 작업자가 배터리 방전을 인지할 수 있도록 한다.

만일, 상기 전원부(350)의 내장 배터리가 방전된 상태에서, 작업자가 전력 공급을 위한 예비 배터리를 지정(선택)하지 않은 경우, 제어부(320)는 소정의 우선순위(예: 일련번호순, 배터리 용량 등)에 따라 예비 배터리(배터리 단자함)를 임의로 지정하게 된다.

도6의 b)는 스마트 벨트의 외장 배터리부에 관한 예시도로서, 배터리를 단자함에 삽입하고 체결하는 예시에 관한 도면이다.

도6의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 외장 배터리부(300C)는 예비용 배터리를 장착할 수 있는 다수의 배터리 단자함(300C_1~300C_n)으로 구성된다. 외장 배터리부(300C)에 각기 다른 용량의 다양한 예비 배터리가 장착될 수 있으므로, 배터리 단자함들(300C_1 ~300C_n)의 사이즈도 각각 다를 수 있다.

배터리 단자함의 개구부는, 우천시 비나 눈의 유입으로 인한 배터리 방전을 막기 위해 단자함 아래쪽에 형성된다. 상기 개구부를 통해 아래에서 위로 예비 배터리가 삽입되고 예비 배터리와 단자함의 체결이 완료되면, 단자함 상단 내측에 위치한 +, -, 접지 단자를 통해 전력공급이 이루어진다.

예비 배터리와 단자함의 체결방식으로 토글(toggle)방식을 채용하는 것이 바람직하다. 작업자는 단자함과 예비 배터리가 체결상태일 때, 개구부에서 예비 배터리를 누름(아래에서 위측으로)으로써 예비 배터리를 단자함과 분리하여 꺼낼 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 단자함(300C_1~300C_n)은 토글(toggle)방식의 체결장치를 구비해야 할 것이다.

본 발명에 따른 스마트 웨어의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)를 포함하여 구성되며, 상기 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)은 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜에 의한 무선통신을 수행한다.

각종 산업현장(예: 건설현장, 고공 작업장, 조선소 등)이나 재해현장(화재 진압 현장, 수해복구 현장 등)에서, 작업자는 보호장구로서 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)를 착용한다.

작업자가 머리에 착용하는 스마트 헬멧(200)은 우선 센싱부(210)를 통해, 헬멧(200)의 내/외부 온도를 감지하거나, 작업자 주변의 조도를 감지하거나, 작업자 주변의 습도를 감지하거나, 인체에 위해한 개스(gas)를 감지하거나, 헬멧에 가해지는 외부로부터의 충격을 감지하거나, 현재 작업지점의 방위와 위치를 감지하여 그에 따른 센싱신호를 생성한다. 또한, 카메라를 통해 촬영된 작업자 주변의 영상(동영상 혹은 정지영상)을 입력받거나 마이크를 통해 작업자나 작업자 주변의 사운드를 입력받는다.

스마트 헬멧의 제어부(220)는 그리고, 이렇게 생성된(또는 입력된) 정보들을 감지하고 상기 통신부(240)를 통해 무선 송출한다.

이후, 상기 스마트 헬멧(200)으로부터 송출된 신호들은 스마트 벨트(300)로 전달되고, 스마트 벨트의 제2통신부(360)를 통해 다시 무선 송출된다. 그리고 액세스 포인트(400)를 거쳐 상기 중앙통제 센터(500)로 전달된다.

일단, 스마트 벨트(300)로부터 작업현장에 관한 정보가 수신되면, 중앙통제 센터(500)는 수신된 정보에 기초하여, 산업현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론(혹은 모니터)하고 추론결과에 따른 제어신호 또는 위험상황을 알리는 경고알림 신호를 해당 스마트 웨어 측으로 전달한다.

중앙통제 센터(500)는 다양한 방법으로 현장의 작업상황을 제어할 수 있다.

중앙통제 센터(500)의 숙련된 전문가는 스마트 웨어(100)로부터 전송되어 오는 실시간의 정보들(예: 현장을 촬영중인 동영상, 각종 센싱 정보 등)을 모니터하면서 현장의 미숙련 작업자를 통제할 수 있다. 현장의 작업자들은 센터(500)의 통제에 따라 고도의 전문적 임무를 수행하게 된다.

중앙통제 센터(500)는 스마트 웨어(100)로부터 전송된 정보를 분석하여 작업자가 미처 인지하지 못한 작업자 주변의 위험요소를 검출하여, 작업자에게 경고신호를 송출할 수 있다.

중앙통제 센터(500)는 스마트 웨어(100)를 착용한 주변 작업자들과의 커뮤니케이션을 통해, 작업상황을 상호 공유하고 관리 감독할 수 있다. 현장의 긴급상황에 대해 신속하고 원활히 대처할 수 있다.

중앙통제 센터(500)가 송출한 지령이나 제어신호(예: 경고신호 등)는 상기 액세스 포인트(400)를 거쳐 스마트 벨트(300)의 제2통신부(360)에 전달된다. 그리고, 상기 중앙통제 센터(500)의 지령(혹은 제어신호)를 감지한 제어부(320)는 제1통신부(340)를 통해 스마트 헬멧(200)으로 전달한다. 그리고, A/V입출력부 (230)를 통해 작업자에게 출력한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 본 발명에 따른 스마트 웨어는 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난현장이나 산업현장에서, 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 중앙통제 센터로 전달하고, 센터의 지시에 따라 현장의 작업을 원활히 통제하고 현장의 긴급상황에 신속히 대처할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 스마트 벨트는 예비 배터리를 구비함으로써, 스마트 헬멧의 배터리가 방전됐을 때에도 예비 전력이 원활히 공급되도록 하였다. 그에 따라, 배터리 방전에 의해 발생할 수 있는 작업효율의 저하를 막고 작업자가 보다 안전한 환경에서 작업이 이루어질 수 있도록 하였다.

Claims (5)

1. 스마트 헬멧과 함께 스마트 웨어를 구성하는 스마트 벨트에 있어서,
   작업자가 착용하는 벨트부와;
   상기 벨트부에 탈부착 가능하며, 상기 스마트 헬멧으로부터 수신한 제어신호 및 데이터 신호를 중앙통제 센터로 전송하거나, 중앙통제 센터로부터 수신된 신호를 상기 스마트 헬멧으로 전송하는 제어모듈과;
   상기 벨트부의 일측에 장작되며, 예비용 배터리가 내장된 적어도 하나의 배터리 단자함을 구비하는 외장 배터리부와;
   작업자의 선택에 따라 또는 기 설정된 우선순위에 따라 상기 예비용 배터리 중 하나를 전원 공급원으로서 설정하며, 상기 배터리 단자함을 선택할 수 있는 다수의 버튼들을 포함하는 본체부와, 닫힌 상태에서 상기 본체부 내측을 들여다 볼 수 있는 투명한 소재로 이루어지며 소정 축을 중심으로 상하 또는 좌우로 회동하는 커버부와, 상기 본체부의 일측면에 위치하여 상기 커버부에 회동축을 제공하는 힌지로 구성된 스위칭 박스를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 스마트 벨트장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 다수의 버튼들은,
   적어도 둘 이상의 색상을 발광하는 발광소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 벨트장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어모듈은,
   상기 스마트 헬멧과 근거리 무선통신을 수행하는 제1통신부와;
   상기 제1통신부를 통해 수신되는 스마트 헬멧의 정보를 통제센터로 무선 송출하는 제2통신부와;
   상기 제1 및 제2통신부의 무선통신을 제어하는 제어부와;
   상기 제어부의 지시에 따라 스마트 벨트의 각 구성장치 또는 상기 스마트 헬멧에 전력공급을 수행하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 벨트장치.

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