KR101104508B1 - 화재 경보 선로의 이상 테스트 방법 및 이를 수행할 수 있는 ｐ형 수신기 - Google Patents

화재 경보 선로의 이상 테스트 방법 및 이를 수행할 수 있는 ｐ형 수신기 Download PDF

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양종석
이경운
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현대인프라코어 주식회사
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    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
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Abstract

본 발명에 따른 선로 테스트 가능 P형 수신기는 각 감시 구역 내에 설치된 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항이 병렬 연결된 신호선의 선로 상태를 선로 테스트 모드에서 테스트할 수 있다. 선로 인터페이스에서는 직류 구동 전압을 인가하는 단자와 신호선 사이에 제1 및 제2 저항이 차례로 직렬로 연결되어 있어서, 제2 저항과 신호선 사이의 노드의 전압이 진단 신호로서 출력된다. 제어부는 선로 테스트 모드에서, 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위를 판정 기준에 비교하여, 감시 구역의 선로 상태를 판정할 수 있다.

Description

화재 경보 선로의 이상 테스트 방법 및 이를 수행할 수 있는 Ｐ형 수신기{METHOD AND P-TYPE FIRE CONTROL PANEL FOR TESTING FAILURE IN FIRE ALARM WIRING}
본 발명은 화재 감시에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, P형 수신기에 관한 것이다.
국가 화재 안전 기준(NFSC)은 소방 시설에 관하여 여러 가지 규격을 정해놓은 규정집으로서, 이중 NFSC 203 자동화재탐지설비의 화재안전기준은 건축물의 자동화재 탐지설비가 갖추어야 하는 조건들을 규정하고 있다.
NFSC 203에 따르면, 감지기는 화재 발생을 자동으로 감지하여 경보를 수신기에 발신할 수 있는 장치이고, 발신기는 사람이 화재를 직접 발견할 경우에 이를 알리기 위한 장치이다. 여러 가지 발신기 중에 P형 1급 발신기는 사람이 발신한 것을 확인할 수 있는 응답 램프가 있고 수신기와 발신기 사이에 연락 가능하도록 전화 기능을 가지며, P형 2급 발신기는 누름단추 기능은 있지만 전화 기능은 없다. 수신기는 P형, R형, M형, GP형, GR형의 5 가지 형식이 있는데, 그 중 P형 수신기는 감지기 또는 발신기로부터 발해지는 신호를 직접 또는 중계기를 통해 공통 신호로서 수신하고 경보를 발하는 수신기이다. 어떤 한 감시 구역의 신호선이 감지기 및 발신기로부터 P형 수신기까지 연결된다. 감시 구역의 수가 많으면 신호선들의 수도 많이 필요하나, 결선이 간단하고 저렴하기 때문에 소규모 건물에 널리 사용되고 있다.
P형 수신기를 이용한 화재 감시 시스템은 P형 수신기를 관리인이 24시간 감시하거나 또는 P형 수신기에 자동속보기를 장착하여, 화재 발생 시에 전화로 소방 부서에 경보를 알릴 수 있다.
이러한 P형 수신기는 규정상 테스트 기능을 보유하도록 되어 있으나, P형 수신기의 테스트는 단지 P형 수신기의 신호선에 감지 신호를 강제로 인가한 경우에 표시램프, 스피커 등이 정상 작동하는지를 수동으로 테스트하는 것이 요구될 뿐이다. 다시 말해, P형 수신기는 그 자체의 동작 상태만 점검할 수 있기만 할 뿐이고, 감지기와 발신기로부터 화재 경보를 전달해 줄 선로의 상태에 대한 테스트는 P형 수신기가 수행할 테스트로서 규정되어 있지 않다.
통상적으로 선로에 대한 테스트는 설비 작업자가 화재 경보 설비 공사를 완료한 후에 선로에 이상이 없는지를 알기 위해 직접 선로의 특정 부위, 예를 들어 종단 저항 양단에 전압, 전류를 측정하는 식으로 이루어질 뿐이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 화재 경보 선로의 이상 테스트를 P형 수신기에서 자동으로 또한 원격으로 수행하는 방법 및 이를 수행할 수 있는 Ｐ형 수신기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 선로 테스트 가능 P형 수신기는,
각 감시 구역 내에 설치된 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항이 병렬 연결된 신호선의 선로 상태를 선로 테스트 모드에서 테스트할 수 있도록, 직류 구동 전압을 인가하는 단자와 상기 신호선 사이에 제1 및 제2 저항이 차례로 직렬로 연결되어 있어서, 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하는 선로 인터페이스; 및
상기 선로 테스트 모드에서, 상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위를 판정 기준에 비교하여, 상기 감시 구역의 선로 상태를 판정하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 선로 테스트 가능 P형 수신기는
SMS, MMS 또는 패킷 데이터를 송수신할 수 있는 메시지 송수신부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 선로 상태의 판정 결과를 기초로 작성된 테스트 보고서를 상기 메시지 송수신부를 통해 외부로 송신하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 메시지 송수신부를 통해 수신된 메시지 내에 포함된 원격 테스트 명령에 따라 선로 테스트 모드를 개시하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 각 감시 구역의 선로 상태를 정상, 감지기의 불량, 신호선의 단선, 종단 저항의 파손, 종단 저항의 단선 중 적어도 어느 하나로 판정하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 진단 신호의 전압 레벨을 신호선 단선 구간, 종단 저항 결선 불량 구간, 정상 구간, 감지기 불량 구간, 종단 저항 불량 구간으로 각각 분류한 룩업 테이블(LUT)에 기초하여 각 감시 구역의 선로 상태를 판정하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 선로 테스트 가능 P형 수신기는
상기 선로 테스트 모드에서 상기 진단 신호를 각 감시 구역마다 순차적으로 출력하는 아날로그 멀티플렉서; 및
상기 출력된 진단 신호를 디지털 변환하여 상기 제어부에 제공하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면,
상기 선로 인터페이스는
상기 제1 저항과 상기 제2 저항 사이의 노드의 전압을 감지 신호로서 출력하고, 동시에 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하도록 구성되며,
상기 선로 테스트 가능 P형 수신기는,
상기 감지 신호 및 상기 진단 신호 중 적어도 하나를 각 감시 구역마다 순차적으로 출력하는 아날로그 멀티플렉서; 및
상기 아날로그 멀티플렉서로부터 수신된 감지 신호 및 진단 신호를 디지털 변환하여 상기 제어부에 제공하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 선로 인터페이스는
상기 제1 저항과 상기 제2 저항 사이의 노드의 전압을 감지 신호로서 출력하고, 동시에 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하도록 구성되며,
상기 선로 테스트 가능 P형 수신기는,
상기 감지 신호 및 상기 진단 신호를 각 감시 구역마다 각각 순차적으로 출력하는 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서; 및
상기 출력된 감지 신호 및 상기 진단 신호를 각각 디지털 변환하여 상기 제어부에 제공하는 제1 및 제2 아날로그 디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는,
정상 경보 모드로 동작 시에, 상기 감지 신호가 정상 및 경보로 판정되는 전압 범위 외의 레벨로 인가될 경우에 오경보 의심 이벤트를 발생시키고, 소정 빈도 이상의 오경보 의심 이벤트가 발생할 경우에, 상기 선로 테스트 모드로 전환하도록 동작할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템은
각 감시 구역 내에 설치된 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항; 및
상기 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항이 병렬 연결된 신호선에 직류 구동 전압을 인가하는 P형 수신기를 포함하는 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템으로서,
상기 P형 수신기는,
상기 직류 구동 전압을 인가하는 단자와 상기 신호선 사이에 제1 및 제2 저항이 차례로 직렬로 연결되어 있어서, 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하는 선로 인터페이스; 및
상기 선로 테스트 모드에서, 상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위를 판정 기준에 비교하여, 상기 감시 구역의 선로 상태를 판정하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 P형 수신기는
SMS, MMS 또는 패킷 데이터를 송수신할 수 있는 메시지 송수신부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 선로 상태의 판정 결과를 기초로 작성된 테스트 보고서를 상기 메시지 송수신부를 통해 외부로 송신하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템은
상기 메시지 송수신부로부터 SMS, MMS 또는 패킷 데이터로 송신된 상기 테스트 보고서를 수신하는 단말기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템은
상기 메시지 송수신부로부터 SMS, MMS 또는 패킷 데이터로 송신된 상기 테스트 보고서를 수신하는 서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 선로 테스트 가능 P형 수신기의 선로 테스트 방법은,
P형 수신기에서 선로 테스트 모드를 개시하는 단계;
상기 선로 테스트 모드에서, 직류 구동 전압을 인가하는 단자와 상기 신호선 사이에 제1 및 제2 저항이 차례로 직렬로 연결되어 있어서, 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하는 단계; 및
상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위를 판정 기준에 비교하여, 상기 감시 구역의 선로 상태를 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면,
상기 선로 테스트 가능 P형 수신기의 선로 테스트 방법은,
상기 선로 상태의 판정 결과를 기초로 작성된 테스트 보고서를 SMS, MMS 또는 패킷 데이터로 외부에 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면,
상기 선로 테스트 가능 P형 수신기의 선로 테스트 방법은,
상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위에 따라, 각 감시 구역의 선로 상태를 정상, 감지기의 불량, 신호선의 단선, 종단 저항의 파손, 종단 저항의 단선 중 적어도 어느 하나로 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 P형 수신기 및 이를 이용한 화재 경보 선로의 이상 테스트 방법에 따르면, P형 수신기가 원격에서 조종하는 대로 또는 미리 설정한 대로 화재 경보 선로를 테스트할 수 있으며, 작업자의 개입 없이 P형 수신기가, 선로의 단선(open) 및 단락(short), 감지기의 불량, 종단 저항의 불량을 판정할 수 있다. 또한 P형 수신기는 선로 테스트 결과를 원격으로 보고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 이용한 자가 진단 가능 P형 수신기 시스템을 예시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기가 선로 테스트 시에 감지한 진단 전압과 이상 상태의 판정 기준을 예시한 개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 예시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 이용한 선로 테스트 방법을 예시한 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 이용한 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템을 예시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템(10)은 P형 수신기(12)와 단말기(13), 네트워크(14), 관제 센터의 서버(15)를 포함하여 구성된다.
각각의 감시 구역(11)마다 다수의 감지기(111) 및 발신기(112)가 하나의 신호선(113)을 통해 P형 수신기(12)에 연결되어 있다.
P형 수신기(12)는 평상 시의 정상 경보 모드와, 선로 이상을 테스트하는 선로 테스트 모드로 동작할 수 있다. 두 동작 모드는 서로 배타적으로 구동될 수도 있지만, 실시예에 따라서는, 동시에 구동될 수도 있다.
정상 경보 모드에서, P형 수신기(12)는 신호선(113)을 통해 수신된 경보 신호를 식별하여, 식별된 상황을 외부에 표시할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 감지기(111) 또는 발신기(112) 중 어느 하나라도 화재를 감지할 경우에는 신호선(113)의 전압이 변동되고, P형 수신기(12)는 신호선(113)의 전압에 의해 결정되어 감지 회로에서 출력되는 경보 신호의 전압 변화를 추적함으로써 경보 신호가 의미하는 정보를 식별할 수 있다.
예를 들어, 해당 감지기(111) 또는 발신기(112)가 화재를 감지하면 감시 구역(11) 내의 결선의 등가 저항이 전체적으로 급감하고, 따라서 신호선(113)의 전압도 급락한다. 이에 따라 P형 수신기(12)의 감지 회로는 예를 들어 로우(low) 레벨에서 하이(high) 레벨로 급증하는 경보 신호를 출력할 수 있다. P형 수신기(12)는 이러한 경보 신호의 변화에 따라 화재가 발생하였음을 판정할 수 있다.
또한 P형 수신기(12)는 식별된 상황에 상응하는 방재 설비 제어 신호를 생성할 수 있다.
P형 수신기(12)는 경보 신호를 발생시킨 감지기(111) 또는 발신기(112)가 속한 감시 구역(11)의 위치 정보를 포함한 원격 전송 메시지를 상기 P형 수신기(12)에 저장된 미리 정해진 양식에 따라 생성할 수 있다.
P형 수신기(12)는 생성된 원격 전송 메시지를 SMS, MMS 또는 패킷 데이터 중 적어도 하나의 전송 형태를 통해 단말기(13)로 또는 서버(15)로 발신할 수 있다.
한편, 선로 테스트 모드로 동작할 때에는, P형 수신기(12)는 신호선(113)에서 측정되는 전압 또는 전류 레벨을 기초로, 선로에 이상이 있는지 여부와 어떤 이상이 있는지를 판정할 수 있다. 구체적인 이상 판정 절차는 다음에 설명된다.
나아가, P형 수신기(12)는 이상 여부 및 이상 상태의 종류에 관하여 감시 구역(11)의 위치 정보를 포함한 테스트 보고서를 작성하여 SMS, MMS 또는 패킷 데이터 중 적어도 하나의 전송 형태을 통해 단말기(13)로 또는 서버(15)로 발신할 수 있다.
단말기(13)는 SMS, MMS를 수신할 수 있거나 또는 패킷 스위칭 네트워크에 접속할 수 있는 이동통신 모뎀 또는 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있고, P형 수신기(12)로부터 경보 신호에 관한 원격 전송 메시지 또는 테스트 보고서를 수신할 수 있다.
관제 센터의 서버(15)는 네트워크(14)를 통해 P형 수신기(12)에 접속하여 원격 전송 메시지 또는 테스트 보고서를 포함하는 이메일을 수신할 수도 있고, 단말기(13)와 마찬가지로 SMS, MMS를 수신할 수 있거나 또는 패킷 스위칭 네트워크에 접속할 수 있는 이동통신 모뎀 또는 네트워크 인터페이스를 가지고 원격 전송 메시지 또는 테스트 보고서를 포함하는 SMS, MMS 및 패킷 데이터를 수신할 수 있다.
나아가, 단말기(13) 또는 서버(15)는 P형 수신기(12)가 선로 테스트를 수행하도록 명령을 포함하는 SMS, MMS 또는 패킷 데이터를 P형 수신기(12)에 송신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 예시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, P형 수신기(12)는 선로 인터페이스(121), 수신부(122), 제어부(125) 및 메시지 송수신부(126)를 포함할 수 있다.
선로 인터페이스(121)는 신호선(113)에 직렬로 연결된 저항 R1과 R2, 감지 회로 및 스위치 S1를 포함한다.
직류 전압 24 V는 직렬 연결된 저항 R1과 저항 R2를 거쳐 신호선의 선로(113)에 인가되는데, 감시 구역(11)의 등가 저항과 저항 R1 및 R2에 의해 각각 분할된 전압 레벨이 저항 R1과 R2 사이의 감지 노드 N1, 저항 R2와 신호선(113) 사이의 테스트 노드 N2에서 각각 측정되고, 각각 경보 신호 및 진단 신호로서 수신부(122)에 전달될 수 있다. 결선에 이상이 없다면, 감시 구역(11)의 등가 저항은 대체로 종단 저항(RT)의 값에 가깝게 나타난다.
감지 노드 N1의 전압 레벨을 감지하는 감지 회로는, 경보 신호를 수신하는 수신부(122)에 포함되는 아날로그 회로들과 아날로그 디지털 변환기(ADC)가 수용할 수 있는 전압 범위에 따라 감지 노드 N1의 전압 레벨을 적절히 변경할 수 있고, 나아가 감지 노드 N1의 전압 변화 추이가 의미하는 정보를 유지하는 경보 신호를 새로 생성할 수도 있다.
예를 들어, 감지 회로는 단순한 도선일 수도 있고, 전압 레벨을 그대로 전달하는 단위 이득 버퍼(unity gain buffer) 또는 전송 게이트(transmission gate)로 구현될 수도 있으며, 전압 레벨을 적절히 변경하여 전달하는 증폭기로 구현될 수도 있고, 감지 노드 N1의 전압 레벨을 문턱전압에 비교하는 비교기나, 감지 노드 N1의 전압 레벨이 떨어질 때에 활성화되도록 경보 신호를 출력하는 반전회로 등으로 구현될 수 있다.
P형 수신기(12)는 평상 시의 정상 경보 모드와 자가 진단 시의 선로 테스트 모드, 두 가지 동작 모드로 동작할 수 있다.
평상 시의 정상 경보 모드에는 직류 구동 전압 24 V가 감지 저항 R1 및 R2과 신호선(113)을 거쳐 감시 구역(11)의 감지기(111) 및 발신기(112)에 인가되고, 제어부(125)의 모드 선택 신호에 따라 스위치 S1는 a 위치에 놓이며, 감지 회로에서 출력되는 경보 신호가 스위치 S1을 통해 수신부(122)에 입력된다.
신호선(113)에는 직류 구동 전압 24 V가 감시 구역(11)의 등가 저항, 저항 R1 및 R2에 의해 분할되어 나타나는 테스트 노드 N2의 전압 레벨이 인가된다. 화재가 감지되지 않은 상태에서 정상적인 감지기(111) 및 발신기(112)는 개방 상태 또는 매우 큰 저항 값을 나타내므로, 감시 구역(11)의 회로 특성은 실질적으로 종단 저항 RT에 의해 결정된다.
통상적으로 종단 저항 RT의 저항 값은 10 kΩ 정도로서, 각각 100 Ω, 1.2 kΩ 정도인 저항 R1 및 R2에 비해 상대적으로 큰 편으로, 직류 구동 전압 24 V의 대부분은 종단 저항 RT에 걸리며, 감지 노드 N1의 전압 레벨은 23 V 정도로 나타난다.
나아가, 통상적으로 화재가 발생할 가능성이 낮으므로, 현실적으로 이 상태에서 경보 신호는 비활성화된 전압 레벨로 출력되는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는 감지 회로는 0 V에 가까운 전압 레벨의 경보 신호를 출력하고, 그러한 경보 신호는 a 위치의 스위치 S1을 통해 수신부(122)로 인가되고 디지털 값으로 변환되어 제어부(125)에 입력된다. 제어부(125)는 경보 신호의 낮은 레벨에 근거하여 화재가 발생하지 않음을 판정할 수 있다.
화재가 발생하여 감지기(111) 또는 발신기(112) 중 적어도 하나가 작동할 때에는, 작동한 감지기(111) 또는 발신기(112)의 내부 등가 저항 값이 수백 Ω 수준으로 낮아지며, 따라서 감시 구역(11) 전체의 등가 저항도 수백 Ω 수준이 된다.
이때, 감지 노드 N1의 전압 레벨은 2 ~ 6 V로 정도로 나타나도록 규정되어 있다. 감지 회로는 화재 발생 전 24 V에 가깝던 감지 노드 N1의 전압 레벨이 화재 발생에 따라 2 ~ 6 V로 떨어지는 것이 감지되면 예를 들어 5 V 레벨의 활성화된 경보 신호를 출력한다.
경보 신호는 a 위치의 스위치 S1을 통해 수신부(122)로 인가되고 디지털 값으로 변환되어 제어부(125)에 입력된다. 제어부(125)는 경보 신호의 높은 레벨에 근거하여 화재가 발생하였음을 판정할 수 있다.
구체적으로, 수신부(122)는 다수의 감시 구역(11)으로부터 각각 인가되는 경보 신호들을 아날로그 멀티플렉서(MUX)를 통해 시분할로 순차적으로 받아들이고, 아날로그 디지털 변환기(ADC)(124)를 통해 디지털로 변환하여 제어부(125)에 전달한다.
제어부(125)는 전달된 디지털 신호의 값에 따라 화재 경보 여부를 판정할 수 있다.
제어부(125)는 화재 경보일 경우에, 앞서 설명한 바와 같이, 경보 신호를 발생시킨 감지기(111) 또는 발신기(112)가 속한 감시 구역(11)의 위치 정보를 포함한 원격 전송 메시지를 미리 정해진 양식에 따라 생성하고, 생성된 원격 전송 메시지를 메시지 송수신부(126)를 통해 외부로 송신할 수 있다.
한편, 만약 정상 경보 모드에서 위와 같은 두 가지 전압 범위(23 V 또는 2 ~ 6 V)가 아닌 전압 레벨이 수신부(122)를 통해 입력될 경우에, 제어부(125)는 오경보 의심 이벤트를 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따른 P형 수신기(12)의 다른 동작 모드는 선로 테스트 모드이다.
제어부(125)는 관리자의 직접 조작에 따라, 관리자의 직접적인 조작이 없더라도 매주 또는 매월 등의 스케줄링에 따라, 항상, 또는 만약 오경보 의심 이벤트가 발생할 경우 그 빈도에 따라, 선로 상태를 자체 테스트할 수 있고, 테스트한 결과를 저장하거나 테스트 보고서를 작성하여 메시지 송수신부(126)를 통해 외부로 송신할 수 있다.
나아가 제어부(125)는 메시지 송수신부(126)를 통해 단말기(13) 또는 서버(15)로부터 수신된 선로 테스트 명령에 따라 선로 테스트를 수행할 수 있고, 테스트한 결과를 저장하거나 테스트 보고서를 작성하여 메시지 송수신부(126)를 통해 외부로 송신할 수 있다.
선로 테스트 모드에서는, 스위치 S1는 선로 테스트 모드 위치(b)로 절체되어 수신부(122)에 진단 신호가 인가된다. 직류 구동 전압 24 V는 여전히 저항 R1 및 R2를 거쳐 감시 구역(11)의 신호선(113)에 인가된다.
실시예에 따라, 선로 테스트는 저항 R2와 신호선(113) 사이의 테스트 노드 N2의 전압 레벨에 기초하여 수행될 수 있다.
하지만 감시 구역(11)의 결선은 선형적이므로, 실질적으로 결선 경로 중 어디라도 전압의 변동은 동일한 양상을 나타낸다고 할 수 있고, 따라서 선로 테스트는 테스트 노드 N2의 전압 레벨 뿐 아니라, 감지 노드 N1의 전압 레벨에 기초하여 수행될 수 있다. 이에 따라 다른 실시예에서는, 선로 테스트는 저항 R1과 R2 사이의 감지 노드 N1의 전압 레벨에 기초하여 수행될 수 있다. 한편, 또 다른 실시예에서는, 저항 R2가 없고 R1과 신호선(113)이 바로 연결되며, R1과 신호선(113) 사이 노드의 전압 레벨에 기초하여 선로 테스트가 수행될 수 있다.
이렇듯, 테스트 노드 N2 또는 감지 노드 N1의 전압 레벨이 진단 신호로서 스위치 S1의 b 위치를 거쳐 수신부(122)의 아날로그 MUX(123)에 인가된다.
각 감시 구역(11)에서 인가되는 각각의 진단 신호가 아날로그 MUX(123)에 아날로그 전압 신호 형태로 인가되며, 아날로그 MUX(123)가 이들 진단 신호들을 순차적으로 ADC(124)에 인가하며, ADC(124)는 인가되는 아날로그 진단 신호의 전압 레벨을 디지털 진단 신호로 변환한다.
제어부(125)는 디지털로 변환된 디지털 진단 신호를 룩업 테이블(LUT)에 저장된 판정 기준에 따라 정상 상태 또는 이상 상태인지 판정하고, 나아가 이상 상태일 경우 어떤 이상 상태인지 판정할 수 있다.
이어서, 제어부(125)는 어떤 감시 구역(11)에서 어떤 판정 결과를 얻었는지에 관하여 테스트 보고서를 생성하고 이를 메시지 송수신부(126)를 통해 외부로 전송토록 할 수 있다. 메시지 송수신부(128)는 SMS, MMS 또는 패킷 데이터 중 적어도 하나의 전송 형태를 가지고 상기 테스트 보고서를 단말기(13) 또는 서버(15)로 전송할 수 있다.
한편, 진단 신호의 전압 레벨은 감시 구역(11)의 결선 상태가 어떠하냐에 따라 달라진다.
먼저, 신호선 선로(113)와 감지기(111) 및 발신기(112), 종단 저항(114)에 아무런 이상이 없을 경우에는, 진단 신호의 전압 레벨은 직류 구동 전압 24 V를 저항 R1, R2, 종단 저항 RT의 저항 비에 따라 20 V 정도로 나타난다.
감시 구역(11)의 결선에 발생할 수 있는 문제 중에서 1) 신호선(113)이 단선될 경우, 2) 종단 저항 RT의 연결 상태가 불량해질 경우, 3) 종단 저항 RT이 파손되어 저항 값이 낮아질 경우, 4) 감지기들(111) 중 적어도 하나가 불량할 경우에 본 발명의 P형 수신기(12)가 이상 상태를 검출할 수 있다.
먼저, 신호선(113)이 P형 수신기(12)에 대한 결선에 문제가 있어서 단선된 경우에는, 진단 신호는 직류 전압 24 V가 그대로 전달되어 24 V로 나타난다.
다음으로, 신호선(113)의 종단 저항 RT의 연결 상태에 문제가 있어 신호선(113)의 등가 저항 값이 정상보다 높아질 경우에는, 직류 구동 전압 24 V의 대부분이 종단 저항 RT에 걸리므로, 진단 신호의 전압 레벨은 22 ~ 24 V 범위 내에 나타난다.
이어서, 만약 신호선(113)의 감지기(111)에 문제가 있을 경우에, 신호선(113)의 등가 저항이 다소 낮아지지만 그 양상이 다양하므로, 진단 신호의 전압 레벨은 정상 상태일 때보다 낮은 6 ~ 18 V 범위에서 나타낸다.
마지막으로, 신호선(113)의 종단 저항 RT 자체에 문제가 있어 신호선(113)의 등가 저항 값이 오히려 낮아졌을 경우에는, 진단 신호의 전압 레벨은 0 ~ 6 V 정도로 나타난다.
이렇게 진단 전압의 분포에 따라 감시 구역(11) 결선의 이상 여부를 테스트할 수 있다. 비록, 진단 신호의 전압 분포에 따른 이상의 원인이 위의 예시와 다를 수도 있지만, 본 발명의 실시예에 따르면 적어도 진단 신호의 전압 레벨이 정상 상태인지 여부는 정확하게 판단할 수 있다.
어느 한 감시 구역(11)에 대한 선로 테스트가 완료되면, P형 수신기(12)의 제어부(125)는 다음 감시 구역(11)에 대해 선로 테스트를 반복할 수 있다. 또는, 모든 감시 구역(11)에 대해 선로 테스트를 동시에 수행하고, 다만 수신부(122)의 아날로그 MUX(123)에서 순차적으로 각 감시 구역(11)들의 진단 신호를 인가받을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기가 선로 테스트 시에 감지한 진단 전압과 이상 상태의 판정 기준을 예시한 개념도이다.
도 3을 잠시 참조하면, 이러한 진단 전압의 분포와 이상 상태의 판정 기준이 예시적으로 나타나 있다. 도 3의 판정 기준은 설명의 편의를 위해 축척에 맞지 않을 수 있다. 각 구간의 구체적인 수치는 저항 R1, R2 및 종단 저항 RT의 값에 따라 달라질 수 있고, 또한 어떤 지점에서 진단 신호를 검출하느냐, 배터리가 직류 24 V 전압을 제대로 공급하느냐에 따라 달라질 수 있다. 다만, 구간의 분류 및 원인의 진단 원리는 일치할 수 있다.
제1 이상 구간(31)은 진단 신호의 전압 레벨이 24 V에 거의 근접한 구간으로서, 신호선(113)의 단선, 접촉 불량을 의심할 수 있다.
제2 이상 구간(32)은 진단 신호 전압 레벨이 22 ~ 24 V의 구간으로서, 종단 저항 RT의 연결 상태에 문제가 있어 종단 저항 값이 너무 크게 나타나고 감시 구역(11)의 전체 등가 저항 값이 높아진 경우로 이해될 수 있다. 이 경우, 종단 저항 RT 자체는 문제가 없지만 결선에 문제가 있을 수 있다.
제3 이상 구간(33)은 진단 신호의 전압 레벨이 6 ~ 18 V 범위를 나타내는데, 직류 구동 전압 24 V가 골고루 분배된 상태로서, 하나 이상의 감지기(111)에 문제가 있는 경우이다. 일반적으로 한 신호선(113)에 연결되는 감지기(111)의 수가 적지 않고 그 양상이 다양하므로 정확히 어느 감지기가 문제인지는 특정할 수 없지만, 적어도 하나 이상의 감지기들(111)이 불량하다는 점은 분명하다. 다만, 선로 테스트 모드로 동작 중에 화재가 발생하는 드문 경우라면, 진단 신호가 이러한 전압 범위를 나타낼 수 있다.
제4 이상 구간(34)은 진단 전압 레벨은 0 ~ 6 V 범위를 나타내고, 종단 저항 RT 자체에 문제가 있어 감시 구역(11)의 전체 등가 저항 값이 낮아졌을 경우이다. 이 경우, 종단 저항 RT는 서지 등으로 절연이 파괴되어 저항 값이 낮아진 상태일 수 있다.
다만, 제3 이상 구간(33)과 제4 이상 구간(34)은 원인을 실질적으로 구별하기 어려울 수 있다.
정상 구간(35)은 진단 신호의 전압 레벨이 18 ~ 22 V 수준으로, 저항 R1, R2와 종단 저항 RT 사이에 정상적인 전압 분배가 나타난 상태이며, 정상 동작 중에 화재 경보가 발생하지 않는 경우이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 예시한 블록도들이다.
도 4를 참조하면, 도 2의 P형 수신기(12)와 실질적으로 유사한 P형 수신기(42)가 예시되어 있다. 도 2의 P형 수신기(12)가 선로 인터페이스(121)에서 정상 경보 모드와 선로 테스트 모드에 따라 스위치 S1의 위치가 a 또는 b로 결정되고, 경보 신호와 진단 신호 중 어느 하나만 수신부(122)에 인가되는 구성인 반면에, 도 4의 P형 수신기(42)는 아날로그 MUX(423)의 입력 핀 수를 두 배로 늘려 한 선로 인터페이스(121)마다 두 개 신호를 입력받는 구성이다.
이러한 P형 수신기(42)는 선로 인터페이스(421), 수신부(422), 제어부(125) 및 메시지 송수신부(126)를 포함할 수 있다. 제어부(125) 및 메시지 송수신부(126)는 도 2의 상응하는 각 구성요소와 실질적으로 유사하므로, 설명을 생략한다.
선로 인터페이스(421)는 상시적으로 감지 신호와 경보 신호가 아날로그 MUX(423)에 인가되도록 결선된다.
아날로그 MUX(423)는 제어부(125)의 모드 선택 신호에 따라, 정상 경보 모드에서는 각 선로 인터페이스(421)의 감지 신호만 입력받고, 선로 테스트 모드에서는 각 선로 인터페이스(421)의 진단 신호만 입력받아, ADC(423)에 인가할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 도 2의 P형 수신기(12)와 실질적으로 유사한 P형 수신기(52)가 예시되어 있다. 이때, 도 2의 P형 수신기(12)가 선로 인터페이스(121)에서 정상 경보 모드와 선로 테스트 모드에 따라 스위치 S1의 위치가 a 또는 b로 결정되고, 경보 신호와 진단 신호 중 어느 하나만 수신부(122)에 인가되는 구성인 반면에, 도 5의 P형 수신기(52)는 감지 신호를 수신하고 처리하는 아날로그 MUX1(523) 및 ADC1(524)과, 진단 신호를 수신하고 처리하는 아날로그 MUX2(525) 및 ADC2(526)를 포함함으로써 상시적으로 경보 감지와 진단을 수행한다.
이러한 P형 수신기(52)는 선로 인터페이스(521), 수신부(522), 제어부(527) 및 메시지 송수신부(126)를 포함할 수 있다. 메시지 송수신부(126)는 도 2의 상응하는 각 구성요소와 실질적으로 유사하므로, 설명을 생략한다.
선로 인터페이스(521)는 상시적으로 감지 신호와 경보 신호가 각각 아날로그 MUX1(523) 및 ADC1(524)과 아날로그 MUX2(525) 및 ADC2(526)에 인가되도록 결선된다. 따라서, 제어부(527)는 동작 모드에 따라 한쪽 입력만 구분하여 받을 수도 있고, 또는 동작 모드를 구분하지 않고 상시적으로 디지털 감지 신호 및 디지털 경보 신호를 수신할 수 있어서, 탄력적으로 선로 상태를 모니터링할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 선로 테스트 기능을 갖춘 P형 수신기를 이용한 선로 테스트 방법을 예시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 단계(S61)에서, 관리자의 직접 조작이나 원격 메시지 전송에 의한 원격 조작에 따라, 지정된 스케쥴에 따라, 항상, 또는 오경보 의심 이벤트가 소정 빈도 이상 발생할 경우에, P형 수신기(12)의 선로 테스트 모드 동작이 개시된다. 실시예에 따라, 선로 테스트 모드와 정상 경보 모드는 동시에 또는 서로 배타적으로 구동될 수 있다.
단계(S62)에서는, 선로 테스트 모드에서 직류 구동 전압 24 V이 직렬 연결된 저항 R1과 R2를 통해 신호선(113)에 인가되며, 저항 R2와 신호선(113) 사이의 진단 노드 N2의 전압 레벨이 진단 신호로서 수신부(124)에 인가된다.
단계(S63)에서는, 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위에 따라, 감시 구역(11)의 선로 상태를 정상, 감지기(111)의 불량, 신호선(113)의 단선, 종단 저항(114)의 파손, 종단 저항(114)의 단선 중 적어도 어느 하나로 판정한다. 실시예에 따라서는, 이상이 있음이 분명하지만 어떤 이상인지 판정이 불가능할 경우에 판정 불가로 판정할 수도 있다.
단계(S64)에서는, 판정 결과에 관하여 감시 구역(11)의 위치 정보를 포함한 테스트 보고서를 작성 및 저장하며, 필요에 따라서 SMS, MMS 또는 패킷 데이터 중 적어도 하나의 전송 형태을 통해 테스트 보고서를 단말기(13)로 또는 서버(15)로 송신한다.
단계(S65)에서, 모든 감시 구역(11)에 관하여 선로 테스트가 종료되면 P형 수신기(12)는 선로 테스트 모드가 종료되고 정상 경보 모드로 전환되거나, 또는 설정된 스케쥴에 따라 선로 테스트를 준비한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.
10 P형 수신기 시스템 11 감시 구역
111 감지기 112 발신기
113 신호선 114 종단 저항
12 P형 수신기 13 단말기
14 네트워크 15 관제 센터의 서버
121, 421 선로 인터페이스 122, 422 전압계
123, 423 수신반 124 수신부
125 아날로그 멀티플렉서 126 아날로그 디지털 변환기
127 제어부 128 메시지 송수신부

Claims (16)

  1. 각 감시 구역 내에 설치된 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항이 병렬 연결된 신호선의 선로 상태를 선로 테스트 모드에서 테스트할 수 있도록, 직류 구동 전압을 인가하는 단자와 상기 신호선 사이에 제1 및 제2 저항이 차례로 직렬로 연결되어 있어서, 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하는 선로 인터페이스; 및
    상기 선로 테스트 모드에서, 상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위를 판정 기준에 비교하여, 상기 감시 구역의 선로 상태를 판정하는 제어부를 포함하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  2. 청구항 1에 있어서, SMS, MMS 또는 패킷 데이터를 송수신할 수 있는 메시지 송수신부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 선로 상태의 판정 결과를 기초로 작성된 테스트 보고서를 상기 메시지 송수신부를 통해 외부로 송신하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는, 상기 메시지 송수신부를 통해 수신된 메시지 내에 포함된 원격 테스트 명령에 따라 선로 테스트 모드를 개시하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는, 각 감시 구역의 선로 상태를 정상, 감지기의 불량, 신호선의 단선, 종단 저항의 파손, 종단 저항의 단선 중 적어도 어느 하나로 판정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진단 신호의 전압 레벨을 신호선 단선 구간, 종단 저항 결선 불량 구간, 정상 구간, 감지기 불량 구간, 종단 저항 불량 구간으로 각각 분류한 룩업 테이블(LUT)에 기초하여 각 감시 구역의 선로 상태를 판정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 선로 테스트 모드에서 상기 진단 신호를 각 감시 구역마다 순차적으로 출력하는 아날로그 멀티플렉서; 및
    상기 출력된 진단 신호를 디지털 변환하여 상기 제어부에 제공하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 선로 인터페이스는
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항 사이의 노드의 전압을 감지 신호로서 출력하고, 동시에 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하도록 구성되며,
    상기 선로 테스트 가능 P형 수신기는,
    상기 감지 신호 및 상기 진단 신호 중 적어도 하나를 각 감시 구역마다 순차적으로 출력하는 아날로그 멀티플렉서; 및
    상기 아날로그 멀티플렉서로부터 수신된 감지 신호 및 진단 신호를 디지털 변환하여 상기 제어부에 제공하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 선로 인터페이스는
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항 사이의 노드의 전압을 감지 신호로서 출력하고, 동시에 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하도록 구성되며,
    상기 선로 테스트 가능 P형 수신기는,
    상기 감지 신호 및 상기 진단 신호를 각 감시 구역마다 각각 순차적으로 출력하는 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서; 및
    상기 출력된 감지 신호 및 상기 진단 신호를 각각 디지털 변환하여 상기 제어부에 제공하는 제1 및 제2 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
    정상 경보 모드로 동작 시에, 상기 감지 신호가 정상 및 경보로 판정되는 전압 범위 외의 레벨로 인가될 경우에 오경보 의심 이벤트를 발생시키고, 소정 빈도 이상의 오경보 의심 이벤트가 발생할 경우에, 상기 선로 테스트 모드로 전환하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기.
  10. 각 감시 구역 내에 설치된 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항; 및
    상기 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항이 병렬 연결된 신호선에 직류 구동 전압을 인가하는 P형 수신기를 포함하는 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템으로서,
    상기 P형 수신기는,
    상기 직류 구동 전압을 인가하는 단자와 상기 신호선 사이에 제1 및 제2 저항이 차례로 직렬로 연결되어 있어서, 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하는 선로 인터페이스; 및
    상기 선로 테스트 모드에서, 상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위를 판정 기준에 비교하여, 상기 감시 구역의 선로 상태를 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 P형 수신기는
    SMS, MMS 또는 패킷 데이터를 송수신할 수 있는 메시지 송수신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 선로 상태의 판정 결과를 기초로 작성된 테스트 보고서를 상기 메시지 송수신부를 통해 외부로 송신하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 메시지 송수신부로부터 SMS, MMS 또는 패킷 데이터로 송신된 상기 테스트 보고서를 수신하는 단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 메시지 송수신부로부터 SMS, MMS 또는 패킷 데이터로 송신된 상기 테스트 보고서를 수신하는 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기 시스템.
  14. 각 감시 구역 내에 설치된 다수의 감지기, 발신기 및 종단 저항이 병렬 연결되는 신호선에 직류 구동 전압을 인가하는 P형 수신기에서 선로 테스트 모드를 개시하는 단계;
    상기 선로 테스트 모드에서, 직류 구동 전압을 인가하는 단자와 상기 신호선 사이에 제1 및 제2 저항이 차례로 직렬로 연결되어 있어서, 상기 제2 저항과 상기 신호선 사이의 노드의 전압을 진단 신호로서 출력하는 단계; 및
    상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위를 판정 기준에 비교하여, 상기 감시 구역의 선로 상태를 판정하는 단계를 포함하는 선로 테스트 가능 P형 수신기의 선로 테스트 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 선로 상태의 판정 결과를 기초로 작성된 테스트 보고서를 SMS, MMS 또는 패킷 데이터로 외부에 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기의 선로 테스트 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 진단 신호의 전압 레벨이 속하는 범위에 따라, 각 감시 구역의 선로 상태를 정상, 감지기의 불량, 신호선의 단선, 종단 저항의 파손, 종단 저항의 단선 중 적어도 어느 하나로 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 테스트 가능 P형 수신기의 선로 테스트 방법.
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