KR101146871B1 - 종합 방재 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저렴한 비용으로 화재 등 재난 발생 위치와 시각까지 정확히 검출할 수 있는 종합 방재 모니터링 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 시스템은 건축물의 각 층에 분산설치되어 해당 위치의 화재발생을 감지하기 위한 화재감지센서; 해당 위치의 침수를 감지하기 의한 침수감지센서; 해당 위치의 온/습도를 감지하기 위한 온도감지센서; 경보를 발생하고 피난구조방송을 출력하기 위한 방송설비; 및 침수감지센서로부터 침수신호를 입력받고 화재감지센서에 고유파형의 신호를 공급한 후 회귀된 신호를 분석하여 화재발생여부 및 발생위치를 검출하여 피난구조신호를 생성하여 방송설비로 출력하는 감시제어반으로 구성된 것이다. 감시제어반은 조작판넬과, 표시부와, 경보출력수단과, 화상처리부와, 통신부와, 화재위치 검출부와, 평소에는 고유파형의 펄스파를 상기 화재감지센서측으로 공통선로를 통해 송출하고, 화재감지선로의 종단저항(Rt)을 경유한 신호를 기본값으로 수신받아 저장하고 있다가 화재 발생시 해당 화재감지센서를 통해 개별선로로 회귀되는 변화된 신호를 검출하여 화재위치를 산출하고, 화재위치를 표시부에 표시함과 아울러 통신부를 통해 등록된 관리자에게 사고발생사실(사고위치와 시각 등)을 문자로 통지하고, 화상신호처리부를 통해 화상신호로 생성하여 출력하도록 제어하는 마이컴으로 구성된 것이다.

Description

종합 방재 모니터링 시스템{ TOTAL DISASTER PREVENTION MONITORING SYSTEM }

본 발명은 화재나 침수 등을 감시하는 종합 방재 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저렴한 비용으로 화재 등 재난 발생 위치와 시각까지 정확히 검출할 수 있는 종합 방재 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 소방설비라 함은 건축물의 화재시에 작동하는 소화설비, 경보설비, 피난설비, 소방용수설비, 소화활동설비를 총칭한 것으로, 모든 소방대상물은 소방법에 의하여 소방설비의 설치 및 유지관리를 엄격하게 규제받고 있다.

최근에는 아파트가 초고층화하고 각 동의 경비실이 통합 경비실로 운영됨에 따라 R형 수신반 채택, 제연설비, 스프링클러 설비 추가 등 새로운 설비가 설치되고 있고, 소방공사 감리제도를 시행하고 있으므로 설계기준, 방재시스템에 대한 엄격한 관리가 이루어지고 있다.

그런데 종래의 종합 방재 모니터링 시스템은 화재발생시 해당 감지기가 화재를 감지하여 경보를 발생하여도 발생위치나 시각 등 사고에 대한 정확한 정보를 제공하지 못해 대피 안내 등 구난에 필요한 조치를 신속하게 취하지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 감지기 선로에 통신 케이블을 부가설치하여 화재발생 위치를 파악하는 기술이 제안된 바 있으나 감시반 교체와 통신 케이블 및 감지센서를 추가로 설치해야 하므로 공사비용이 급격히 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 화재나 침수 등 재난 발생시 위치 등과 같은 재난상황을 정확하게 감지하여 경보를 발령하고, 건축물 관리자에게 통보하여 인명구조 등 구난조치를 신속하게 취할 수 있도록 하는 종합 방재 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시스템은, 건축물의 각 층에 분산설치되어 해당 위치의 화재발생을 감지하기 위한 화재감지센서; 해당 위치의 침수를 감지하기 의한 침수감지센서; 감시반 설치 위치 및 해당 회로의 온/습도를 감지하기 위한 온도감지센서; 경보를 발생하고 피난구조방송을 출력하기 위한 방송설비; 및 상기 침수감지센서로부터 침수신호를 입력받고 상기 화재감지센서에 고유파형의 신호를 송출한 후 회귀된 신호를 분석하여 화재발생여부 및 발생위치를 검출하여 사고발생 상황을 신호로 생성하여 상기 방송설비로 출력하는 감시제어반으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 감시제어반은 자동/수동 혹은 온/오프를 입력하기 위한 조작판넬과, 동작상태를 표출하기 위한 표시부와, 경보음이나 방송을 송출하기 위한 경보출력수단과, 동작상태를 표시하기 위한 화상신호를 생성하는 화상처리부와, SMS 서버와 통신하기 위한 통신부와, 상기 화재감지센서와 연결되어 화재위치를 검출하기 위한 화재위치 검출부와, 평소에는 고유파형의 펄스파를 상기 화재감지센서측으로 공통선로를 통해 송출하고, 화재감지선로의 종단저항(Rt)을 경유한 신호를 기본값으로 수신하여 저장하고 있다가 화재 발생시 해당 화재감지센서를 통해 개별선로로 회귀되는 변화된 신호를 검출하여 화재위치와 시각을 산출하고, 상기 화재위치와 시각을 상기 표시부에 표시함과 아울러 상기 통신부를 통해 등록된 관리자에게 사고상황을 문자로 통지하고, 상기 화상신호처리부를 통해 화상신호로 생성하여 출력하도록 제어하는 마이컴(중앙처리장치)으로 구성된 것이다.

상기 화재위치 검출부는 삼각파형을 발생시키기 위한 파형발생기와, 상기 화재감지센서와 연결을 위한 선로 인터페이스부와, 선로로부터 되돌아오는 삼각파형을 수신하기 위한 수신부와, 수신된 신호에 포함된 잡음을 제거하기 위한 대역필터(BPF)와, 온도를 측정하여 보상하기 위한 온도보상부와, 아날로그신호를 디지털로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환부로 구성된 것이다.

본 발명에 따르면, 별도의 통신선로나 감지센서를 설치하지 않고서도 화재나 침수 등 재난 발생시 위치, 시각 등과 같은 재난상황을 정확하게 감지하여 경보를 발령하고, 건축물 관리자에게 통보하여 인명구조 등 구난조치를 신속하게 취할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 따르면 화재를 감지할 뿐만 아니라 화재위치 및 시각까지 검출하여 화재 위치에 따른 적절한 피난 계획을 생성하여 신속하게 피난구조를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 종합 방재 모니터링 시스템의 전체 구성을 도시한 구성 블럭도,
도 2는 도 1에 도시된 감시 제어반의 개략적인 외관 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 감시 제어반의 세부 구성 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 종합 방재 모니터링 시스템의 동작 순서도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 종합 방재 모니터링 시스템의 전체 구성을 도시한 구성 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 감시제어반의 개략적인 외관 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 감시제어반의 세부 구성 블럭도이다.

본 발명에 따른 종합 방재 모니터링 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 건축물의 각 층에 분산설치되어 해당 위치의 화재발생을 감지하기 위한 화재감지센서(FS1~FSn)와, 해당 위치의 침수를 감지하기 의한 침수감지센서(120)와, 감시반 설치 위치의 온/습도를 감지, 보상하여 정확한 검출을 위한 온도감지센서(130)와, 경보를 발생하고 피난구조방송을 출력하기 위한 방송설비(140)와, 동작상태나 사고위치를 표시하기 위한 화상설비(150)와, 비상시 전원을 공급하기 위한 축전지(160)와, 침수감지센서(120)로부터 침수신호를 입력받고 화재감지센서(FS1~FSn)에 삼각파형의 신호를 공급한 후 반송된 신호를 분석하여 화재발생여부 및 발생위치를 검출하여 피난구조신호를 생성하여 방송설비(130)로 출력하는 감시제어반(110)으로 구성된다.

도 1을 참조하면, 건물의 각 층(제1층 내지 K층)에는 두개의 선로가 배설되어 다수의 화재감지센서(FS1~FSn)들이 선로에 병렬로 연결되어 있고, 선로의 마지막에는 종단저항(R_T)이 연결되어 있다. 이와 같이 화재감지센서(FS1~FSn)들이 병렬로 연결되어 있기 때문에 종래에는 어느 한 센서가 화재를 감지하더라도 식별이 불가능하여 화재발생 위치는 알 수 없고, 다만 화재가 발생된 층만을 구별할 수 있었으나 본 발명에서는 화재발생 위치까지 검출할 수 있도록 개선된 것이다.

침수감지센서(120)는 설치된 위치의 침수를 검출하여 감시제어반(110)에 전달하고, 온도센서(130)는 설치된 위치의 온도와 습도를 감지하여 감시제어반(110)에 전달한다. 방송설비(140)는 마이크를 통해 입력되는 구조방송내용을 스피커로 출력하거나 미리 저장된 자동음성출력장치로 경보음 및 대피안내 방송하여 피난구조를 가능하게 한다. 화상설비(150)는 미리 입력된 건물평면도 감지센서에 사고정보를 디스플레이하기 위한 모니터 등으로 구현될 수 있으며, 축전지(160)는 평상시에는 충전하고 있다가 정전 등 비상시에 예비전원을 감시제어반(110)에 공급한다.

감시제어반(110)의 외관은 도 2에 도시된 바와 같이, 직사각 통형의 함체(102)로 이루어지고, 함체(102)의 전면에는 온/오프 버튼(107)과 자동/수동 버튼(108), 인디케이터(109)가 위치하고 있으며, 함체(102)의 측면에는 감지기 터미널(T1,T1c), 수동발신기 터미널(T2,T2c), 방송선로(T3), 교류전원 입력구(T4), 축전지 연결구(T5)가 위치하고, 함체(102)의 저면에는 화상신호연결구(103), 마이크 연결구(104), 테스트 연결구(105), 도어록 센서(106)가 위치한다. 이러한 배치는 하나의 예에 불과한 것이고, 필요에 따라 위치가 변경될 수 있으며, 추가된 기능을 위해서도 변경될 수 있다.

또한 감시제어반의 전기적인 회로는 도 3에 도시된 바와 같이, 전체동작을 제어하기 위한 MCU(111)와, 자동/수동 혹은 온/오프를 입력하기 위한 조작판넬(112), 동작상태를 표출하기 위한 표시부(113), 각종 데이터를 저장하기 위한 스토리지(114), 마이크로부터 입력되거나 내장된 경보음성을 처리하기 위한 음성처리부(115), 부저나 경광등과 같은 외부 경보소자를 구동하기 위한 경보구동부(116), 동작상태나 사고상황을 표시하기 위한 화상처리부(117), 인터넷을 통해 통신하기 위한 통신부(118a), DTMF 다이얼톤을 생성하기 위한 DTMF(118b), 각종 센서를 구동하기 위한 센서구동부(118c), 외부 디바이스와 연결을 위한 단자인터페이스부(119), 화재위치를 검출하기 위한 화재위치 검출부(170)로 구성되고, 화재위치 검출부(170)는 삼각파형을 발생시키기 위한 파형발생기(171), 화재감지센서(FS1~FSn)와 연결을 위한 선로 인터페이스부(172), 선로로부터 되돌아오는 삼각파형을 수신하기 위한 수신부(173), 수신된 신호에 포함된 잡음을 제거하기 위한 대역필터(174), 정확한 온도보상을 위해 온도를 측정하기 위한 온도보상부(175), 아날로그신호를 디지털로 변환하기 위한 아날로그-디지털(A/D) 변환부(176)로 구성된다.

도 3을 참조하면, 조작판넬(112)은 전면에 설치된 자동/수동 버튼과 리셋 온/오프 버튼으로서 조작을 입력하고, 표시부(113)는 동작상태를 표시하는 다수의 LED나 LCD, 전압계 및 전류계 등으로 구현될 수 있으며, 스토리지(114)는 데이터를 저장할 수 있는 비휘발성 메모리이다. 음성신호처리부(115)는 경보상태에 대응하는 경보음과 마이크를 통해 입력되는 음성 또는 자동음성신호를 방송설비(140)로 출력하고, 경보구동부(116)는 방송설비(140)가 아닌 부저나 경광등과 같은 경보장치를 구동하며, 화상처리부(117)는 동작상태를 케이블을 통해 연결된 모니터에 디스플레이한다.

화재위치검출부(170)는 평소에는 파형발생기(171)로 고유파형(삼각파형)의 펄스파를 기 설치된 감지기 선로중 공통선로(T1c)로 송출하고, 종단의 저항(Rt)을 경유한 신호를 기본값으로 수신받아 저장하고 있다가 화재 발생시 해당 센서를 통해 개별선로로 회귀되는 변화된 신호를 검출하여 화재 위치를 분석한다. 또한 미세한 DC 전압을 공통선로(T1c)를 통해 송출하고, 각 회로로 회귀할 때 온도/습도에 의한 순수저항의 변화를 최소화 및 최적화시키기 위해 온/습도 보정을 처리한 후 정밀도를 높이기 위해 5~10비트로 분할한 브리지 방식에 의해 거리별 연동의 순수한 저항값을 정확히 검출한다. MCU(111)는 이와 같은 저항값 검출과정을 3회 반복 실시하여 오류를 줄이고, 동일한 상황이 지속되면 사고발생위치 및 시각 등의 사고정보를 디지털 부호화 과정을 거쳐 음성 및 문자처리장치로 송신한다.

사고정보는 감시제어반의 전면부 표시부(113)에 표시되고, 함체 외벽 하단부의 화상신호 인출구(102)를 통해 모니터에 표시되며 경보등이 점등되고, 경보기에 장착된 스피커를 통해 경보하거나 경종을 울리게 된다. 이와 같이 본 발명에 따른 감시제어반(110)은 화재 및 침수 등 사고상황을 검출하기 위하여 펄스 웨이브를 송수신하는 과정에서 기설 전선로의 전선(통상 2 가닥의 비닐절연전선 IV나 내열 비닐절연전선 HIV를 사용한다)이 2 가닥 이상의 차폐 케이블이 아니어서 검출할 때 불필요한 각종 고조파가 전선로로 유입되는 것을 최소화하기 위하여 펄스 웨이브 중 파형이 좁은 삼각파를 채택하였고, 전선로에 유입된 삼각파 이외의 고조파 등 잡음을 감시제어반 인입구에서 제거한다. 또한 본 발명에서는 저주파의 삼각파형을 직류전원선에 의해 송수신하기 위하여 3권형 특수 매칭 트랜스를 이용 검파하고, 본 발명의 감시제어반(110)은 신호의 검출/비교분석 및 디지탈 방식에 의해 문자/화상 표시기능을 갖고, DTMF 발생기(118b)가 사고상황을 지정된 건물 관리자의 휴대폰으로 문자로 송신하여 발생한 사고에 대해 적절하고 신속한 조치를 취할 수 있게 한다.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 종합 방재 모니터링 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 종합 방재 모니터링 시스템의 동작 순서도이다.

도 4를 참조하면, 운영자가 조작패널(112)을 통해 수동 조작을 하면, 마이컴(111)이 입력된 조작에 따라 동작을 처리한다(S1,S2).

자동모드에서 침수감지센서(120)를 감시하여 침수가 검출되면 침수 위치를 계산한 후 경보를 발생한다(S3~S6).

화재위치 검출부(170)는 삼각파형신호를 발생하여 선로를 통해 화재감지센서(FS1~FSn)측으로 인가하고, 선로의 신호를 분석하여 화재감시센서(FS1~FSn)를 감시하고 화재가 검출되면 신호분석에 따라 화재위치를 계산하고, 관련정보를 스토리지(114)에 저장한다(S7~S9). 화재위치는 고유파형(삼각파형)의 펄스파를 기 설치된 감지기 선로중 공통선로(T1c)로 송출하고, 종단의 저항(Rt)을 경유한 신호를 기본값으로 수신받아 저장하고 있다가 화재 발생시 해당 센서를 통해 개별선로로 회귀되는 변화된 신호를 검출하여 구할 수 있다.

그리고 해당 위치의 전기선로를 차단하여 전기사고를 방지하고, 화재위치에 따른 적절한 피난구조신호를 생성하여 경보 및 피난구조 방송을 출력한다(S10~S12).

이와 같이 본 발명에 따르면, 별도의 통신선로 및 별도의 감지센서를 설치하지 않으면서도 화재를 감지할 뿐만 아니라 화재위치까지 검출하여 화재 위치에 따른 적절한 피난 계획을 생성하여 신속하게 피난구조를 가능하게 한다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100: 종합 방재 모니터링 시스템 102: 함체
110: 감시제어반 120: 침수감지센서
130: 온도센서 140: 방송설비
150: 화상설비 160: 축전지
170: 화재위치검출부 FS1~FSn: 화재감지센서

Claims (4)

1. 건축물의 지하층과 같이 저지대의 침수를 감지하기 의한 침수감지센서와, 건축물의 내부에 분산설치되어 해당 위치의 열, 연기, 불꽃과 같은 화재발생을 감지하기 위한 화재감지센서와, 경보를 발생하고 피난구조방송을 출력하기 위한 자동 방송설비와, 상기 침수감지센서로부터 침수신호를 입력받고 상기 화재감지센서에 고유파형의 신호를 공급한 후 회귀된 신호를 분석하여 화재발생여부 및 발생위치를 검출하고 피난구조신호를 생성하여 상기 자동 방송설비로 출력하는 감시제어반으로 구성된 종합 방재 모니터링 시스템에 있어서,
   상기 감시제어반은
   자동/수동 혹은 온/오프를 입력하기 위한 조작판넬과,
   온습도감지센서와,
   동작상태를 모니터링하기 위한 화상 표시부와,
   경보음이나 자동/수동 방송을 송출하기 위한 경보출력수단과,
   상기 화상 표시부에 표시하기 위한 화상신호를 생성하는 화상처리부와,
   SMS 서버와 통신하기 위한 통신부와,
   상기 화재감지센서 및 상기 침수감지센서와 연결되어 사고발생 위치와 발생시각을 검출하기 위한 검출부와,
   사고 상황을 기록하기 위한 기록부와,
   평소에는 직류전원을 상기 침수감지센서 및 화재감지센서측으로 공통선로를 통해 송출하고, 감지센서를 경유한 신호를 기본값으로 수신하며 침수 및 화재발생시 감지센서에서 송신된 펄스파형의 신호를 개별선로로 수신 분석하여 사고발생 위치 및 시각을 산출하되, 각 선로로 회귀할 때 온습도에 의한 순수저항의 변화를 최소화시키기 위해 상기 온습도감지센서에서 감지한 온습도 보정을 처리한 후 정밀도를 높이기 위해 5 내지 10비트로 분할한 브리지 방식에 의해 거리별 연동의 순수한 저항값을 정확히 검출하는 저항값 검출과정을 3회 반복 실시하여 동일한 상황이 지속되면 상기 사고발생 위치와 시각을 상기 표시부에 표시함과 아울러 상기 기록부에 저장하고, 상기 통신부를 통해 등록된 관리자에게 사고사실을 문자로 통지하고 방재관리 기관에 통보하며, 상기 화상처리부를 통해 디지탈화한 화상신호로 생성하여 출력하도록 제어하는 마이컴으로 구성되고,
   상기 검출부는
   삼각파형을 발생시키기 위한 파형발생기와,
   상기 화재감지센서 및 상기 침수감지센서와 상호 통신하기 위한 인터페이스부와,
   감지센서로부터 되돌아오는 삼각파형을 수신하기 위한 수신부와,
   수신된 신호에 포함된 잡음을 제거하기 위한 필터와,
   아날로그신호를 디지털로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환부로 구성되어
   저주파의 삼각파형을 직류 전원선에 의해 송수신하기 위하여 3권형 특수 매칭 트랜스를 이용 검파하고 불필요한 각종 고조파가 선로로 유입되는 것을 최소화하기 위하여 펄스 웨이브 중 파형이 좁은 삼각파를 채택하여 상기 선로를 2가닥 이상의 차폐 케이블이 아닌 일반 비닐절연전선(IV)이나 내열 비닐절연전선(HIV)을 사용하는 것을 특징으로 하는 종합 방재 모니터링 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images