KR101282669B1 - 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템 - Google Patents

작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템 Download PDF

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KR101282669B1
KR101282669B1 KR1020120127332A KR20120127332A KR101282669B1 KR 101282669 B1 KR101282669 B1 KR 101282669B1 KR 1020120127332 A KR1020120127332 A KR 1020120127332A KR 20120127332 A KR20120127332 A KR 20120127332A KR 101282669 B1 KR101282669 B1 KR 101282669B1
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South Korea
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KR1020120127332A
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이철우
박운용
김주찬
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(주)티엘씨테크놀로지
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • G08B25/14Central alarm receiver or annunciator arrangements

Abstract

본 발명에 따른 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템은 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난 현장이나 산업 현장에서, 스마트 웨어를 이용하여 작업자의 작업에 방해를 주지 않으면서 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 긴급 상황에 신속히 대처할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 또한 상기 스마트 웨어는 헬멧, 벨트, 장갑과 같은 작업자의 보호장구에 원격지 작업자들(or 중앙통제 센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 카메라, 배터리, 헤드셋, 각종 센서 등을 일체형으로 실장함으로써 작업자가 불편하지 않은 상태로 작업에 집중할 수 있도록 하여 작업 능률과 생산성을 높일 수 있는 효과가 있으며, 또한 작업자가 작업 중 또는 천재지변이나 사고에 의해 외부로부터 고립될 경우 작업자를 빠르게 비상구가 안전지대로 안내하여 대피할 수 있도록 하며, 작업자의 거동이 어려울 경우 다양한 방법으로 작업자의 위치를 위부의 구조대원들에게 알려줌으로써 빠른 구조가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템{SMART WARE FOR PREVENTING AN ACCIDENT ON WORKSHOP}
본 발명은 각종 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용할 수 있는 스마트 웨어에 관한 것으로서, 특히 스마트 웨어에 장착된 통신기능이 마비되었을 경우에 스마트 웨어 자체적으로 작업자를 안전한 비상구로 안내하거나 구조원들이 작업자를 쉽게 찾을 수 있도록 하는 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템에 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 중요하며, 또한 119 구조대와 같이 화재 사고의 진압이나 자연 재해 또는 건설 현장의 붕괴와 같은 예상하지 못한 상황으로 고립되거나 매몰된 사람들을 구조하는 위험한 작업을 수행하는 구조 대원들에게 있어서도 자신의 안전을 보장하기 위한 장비들의 필요성이 절실한 상황이다.
따라서 작업자들(또는 구조 대원들)은 작업의 원활한 진행을 위해서 작업자들 상호간에 커뮤니케이션은 물론 자신이 위험한 상황(또는 비상 상황)에 처했을 때 자신을 보호하고 자신이 쉽게 구조될 수 있도록 도움을 줄 수 있는 보호장구(헬멧, 벨트, 장갑 등) 및 작업에 필요한 각종 연장, 원격지 작업자들(or 중앙센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 전기전자 계측들을 비롯한 각종 첨단장비들을 소지해야 하지만, 작업자가 지닐 수 있는 장비의 무게나 개수에는 한계가 있다.
더욱이, 몸을 가누기 힘든 고공의 작업 현장이나 화재진압과 같은 위험천만한 작업환경이라면, 위와 같은 장비들의 필요성은 더욱 높지만 사실상 그 장비들을 모두 소지하고 작업하는 것은 매우 어려운 일이다. 또한 상기와 같은 첨단장비들을 소지한다고 하더라도 다른 작업자들 또는 중앙센터와의 커뮤니케이션이 단절됨으로써 작업자 혼자서 고립된 위험 상황이나 비상 상황에 처했을 때 작업자를 안전지대로 대피시키거나 이동이 어려울 경우 작업자의 상황을 외부의 구조대(또는 구조원)에게 알려 구조될 수 있도록 하는 비상 구호장구의 소지도 절실히 필요한 상황이다.
그러나 종래에는 상기 보호장구, 통신장구 및 비상 구호장구를 모두 소지할 경우 작업이 불가능할 정도로 부피와 무게가 증가되며 이 장구들을 전부 작업자의 몸에 부착하기 위한 배낭이나 별도의 휴대용 포켓이 필요한 문제점이 있으며, 비록 휴대한다고 하더라도 오히려 그들에 의해 작업이 방해되거나, 작업자의 안전에 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1079343호(발명의 명칭: 스마트 모니터링 제어 시스템)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 각종 산업 현장이나 재해현장에서 작업자가 반드시 착용해야 하는 보호 장구에 작업자의 행동 및 다양한 위험요소를 감지하는 위험 감지 수단을 융합한 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템을 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 작업자가 외부로부터 고립되었을 때 작업자를 비상구나 안전 지대로 대피할 수 있도록 안내하고, 외부에 작업자의 현재 위치를 알려 빠른 구조가 이루어질 수 있도록 하는 비상 구호 수단을 융합한 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트 웨어는 작업자 주변 상황을 촬영하거나 소정의 센서들로서 감지하는 제1스마트 웨어, 상기 감지된 상황 정보들을 무선 전송하는 제2스마트 웨어 및 무선통신을 중계하는 액세스 포인트를 통해 상기 제2스마트 웨어의 정보를 송신하고 그 송신 정보에 기초하여, 통제 센터로부터 현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론하고 추론결과에 따라 지령하는 제어신호를 수신하는 스마트 웨어에 있어서, 상기 통제 센터와의 통신 두절 또는 상기 스마트 웨어를 착용한 작업자의 건강이나 신체에 문제가 발생하여 통신이 불가한 상황을 감지하는 비상상황 감지부; 상기 비상상황 발생 시 자동으로 구호신호를 발생하는 구호신호 출력부; 및 상기 구호신호의 출력에 필요한 정보들을 저장하는 구호정보 저장부;를 포함하여 구성되고, 상기 비상 신호는 제1스마트 웨어의 외부에 출력하는 외부 사운드, 작업자가 정신을 잃지 않고 마음의 안정을 유지할 수 있도록 유도하거나 비상구나 안전지대로 가는 방향을 안내하는 내부 사운드, 작업자가 정신을 잃었을 경우에 정신을 깨우기 위한 진동, 외부의 구조대원들이 작업자를 발견할 수 있도록 유도하는 컬러 라이트, 또는 사람의 귀에는 들리지 않지만 특수한 장비나 구조견의 귀에는 들릴 수 있는 초음파 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 비상상황 감지부는, 통신 장비의 고장이나 주변의 상황 또는 작업자의 상태에 따른 통신 불가 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하기 위한 통신상태 판단부; 작업자의 움직임이 있는지 없는지 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하기 위한 움직임 검출부; 및 작업자의 체온, 혈압, 또는 맥박을 검출하여 건강 상태에 따른 비상 상황을 판단하기 위한 바이오 검출부;를 포함하고, 상기 구호신호 출력부는, 작업자에게 비상구나 안전지대로 대피할 수 있도록 유도하는 안내 정보 또는 안전을 위한 행동 요령을 출력하는 내부 사운드 출력부; 구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위한 사운드를 출력하는 외부 사운드 출력부; 작업자에게 대피를 위한 방향을 지시하고 그 방향으로 시야를 확보할 수 있는 라이트를 밝혀주는 제1라이트부; 구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위하여 시간이나 상황에 따라 특정 칼라의 라이트를 기 설정된 특정 패턴으로 라이트를 점등하는 제2라이트부; 및 작업자가 사운드를 들을 수 없거나 실시한 상태인 경우 진동으로 이용하여 정보를 전달하거나 실신한 작업자를 깨우기 위하여 진동하는 진동부;를 포함하고, 상기 구호정보 저장부는, 작업자가 작업을 수행하는 지역 또는 건물에 관련된 구조물 정보, 지하 지질 정보, 또는 건물 내부 정보, 지도 정보, 비상구, 비상 계단, 비상 탈출구, 구호 장비가 있는 곳, 비상 식량이 있는 곳, 통신이 가능한 곳, 또는 안전 지대 중 적어도 어느 한 가지 정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트 웨어 운용방법은 작업자 주변 상황을 촬영하거나 소정의 센서들로서 감지하는 제1스마트 웨어, 상기 감지된 상황 정보들을 무선 전송하는 제2스마트 웨어 및 무선통신을 중계하는 액세스 포인트를 통해 상기 제2스마트 웨어의 정보를 송신하고 그 송신 정보에 기초하여, 통제 센터로부터 현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론하고 추론결과에 따라 지령하는 제어신호를 수신하는 스마트 웨어의 운용방법에 있어서, 상기 통제 센터와의 통신 두절 또는 상기 스마트 웨어를 착용한 작업자의 건강이나 신체에 문제가 발생하여 통신이 불가한 상황을 감지하는 제1단계; 상기 비상상황 발생 시 자동으로 구호신호를 발생하는 제2단계; 및 상기 구호신호의 출력에 필요한 정보들을 미리 수신하여 저장하는 제3단계;를 포함하여 구성되고, 상기 비상 신호는 제1스마트 웨어의 외부에 출력하는 외부 사운드, 작업자가 정신을 잃지 않고 마음의 안정을 유지할 수 있도록 유도하거나 비상구나 안전지대로 가는 방향을 안내하는 내부 사운드, 작업자가 정신을 잃었을 경우에 정신을 깨우기 위한 진동, 외부의 구조대원들이 작업자를 발견할 수 있도록 유도하는 컬러 라이트, 또는 사람의 귀에는 들리지 않지만 특수한 장비나 구조견의 귀에는 들릴 수 있는 초음파 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제1단계는, 통신 장비의 고장이나 주변의 상황 또는 작업자의 상태에 따른 통신 불가 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하거나, 작업자의 움직임이 있는지 없는지 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하거나, 또는 작업자의 체온, 혈압, 또는 맥박을 검출하여 건강 상태에 따른 비상 상황을 판단하며, 상기 제2단계는, 작업자에게 비상구나 안전지대로 대피할 수 있도록 유도하는 안내 정보 또는 안전을 위한 행동 요령을 출력하거나, 구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위한 사운드를 출력하거나, 작업자에게 대피를 위한 방향을 지시하고 그 방향으로 시야를 확보할 수 있는 라이트를 밝혀주거나, 구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위하여 시간이나 상황에 따라 특정 칼라의 라이트를 기 설정된 특정 패턴으로 라이트를 점등하거나, 작업자가 사운드를 들을 수 없거나 실시한 상태인 경우 진동으로 이용하여 정보를 전달하거나 실신한 작업자를 깨우기 위하여 진동하는 것, 또는 그들의 조합 중 적어도 어느 하나를 수행하며, 상기 제3단계는, 작업자가 작업을 수행하는 지역 또는 건물에 관련된 구조물 정보, 지하 지질 정보, 또는 건물 내부 정보, 지도 정보, 비상구, 비상 계단, 비상 탈출구, 구호 장비가 있는 곳, 비상 식량이 있는 곳, 통신이 가능한 곳, 안전 지대, 또는 그들의 조합 중 적어도 어느 한 가지 정보를 통제 센터에서 미리 수신하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
이상의 본 발명에 따른 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템은 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난 현장이나 산업 현장에서, 스마트 웨어를 이용하여 작업자의 작업에 방해를 주지 않으면서 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 긴급 상황에 신속히 대처할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 또한 상기 스마트 웨어는 헬멧, 벨트, 장갑과 같은 작업자의 보호장구에 원격지 작업자들(or 중앙통제 센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 카메라, 배터리, 헤드셋, 각종 센서 등을 일체형으로 실장함으로써 작업자가 불편하지 않은 상태로 작업에 집중할 수 있도록 하여 작업 능률과 생산성을 높일 수 있는 효과가 있으며, 또한 작업자가 작업 중 또는 천재지변이나 사고에 의해 외부로부터 고립될 경우 작업자를 빠르게 비상구가 안전지대로 안내하여 대피할 수 있도록 하며, 작업자의 거동이 어려울 경우 다양한 방법으로 작업자의 위치를 위부의 구조대원들에게 알려줌으로써 빠른 구조가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템에 관한 예시도.
도2는 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템의 망 연결에 관한 블록 구성도.
도3은 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템에 관한 블록 구성도.
도4는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 제1예시도.
도5는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 제2예시도.
도6은 본 발명에 따른 스마트 벨트의 예시도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템은, 작업자 주변 상황을 촬영하거나 소정의 센서들로서 감지하는 제1스마트 웨어(or 스마트 헬멧)와, 상기 감지된 상황 정보들을 무선 전송하는 제2스마트 웨어(or 스마트 벨트)와, 스마트 웨어와 통제센터간의 무선통신을 중계하는 액세스 포인트와, 상기 액세스 포인트를 통해 제2스마트 웨어의 정보를 수신하고 수신된 정보에 기초하여, 산업현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론하고 추론결과에 따른 제어신호를 해당 스마트 웨어에 지령하는 통제 센터를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 제1스마트 웨어는 상기 통제 센터와의 교신(또는 통신)이 두절되거나 불가능할 경우 비상 상황으로 판단하여 작업자 구호 모드로 전환되고, 그 작업자 구호 모드에서 내부에 기저장된 정보들을 이용하여 기 설정된 방식에 따라 작업자를 비상구나 안전지대로 대피할 수 있도록 안내하고 외부(또는 구조대원)들이 알 수 있도록 비상 신호를 출력한다.
이때 상기 비상 신호는 사이렌과 같은 외부의 구조대원이 들을 수 있도록 출력하는 외부 사운드, 작업자가 정신을 잃지 않고 마음의 안정을 유지할 수 있도록 유도하거나 비상구나 안전지대로 가는 방향을 안내하는 내부 사운드, 작업자가 정신을 잃었을 경우에 정신을 깨우기 위한 진동, 외부의 구조대원들이 작업자를 발견할 수 있도록 유도하는 컬러 라이트, 사람의 귀에는 들리지 않지만 특수한 장비나 구조견과 같은 동물의 귀에는 들릴 수 있는 초음파나 라디오 웨이브와 같은 무선 신호를 이용하여 SOS 신호(비상구조신호)를 포함한다.
또한 상기 작업자를 비상구나 안전지대로 안내하는 내부 사운드를 출력할 경우 그 방향을 지시하는 지도를 디스플레이 수단(예 : 터치스크린, 소형 모니터)을 통해서 출력할 수 있으며, 방향을 지시하기 위하여 상기 컬러 라이트와는 별도로 적어도 하나 이상의 방향 지시등(예 : 플래시, 레이저, LED 전구 등)을 포함한다. 상기 방향 지시등에 대한 설명은 다른 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 제1스마트 웨어는 작업자 주변의 온도, 조도, 습도, 충격발생을 감지하여 센싱신호를 발생시키는 센싱부와, 카메라를 통해 촬영된 작업자 주변의 영상을 입력받거나 마이크를 통해 작업자나 작업자 주변의 사운드를 입력받는 입력부와, 상기 센싱부와 입력부를 제어하고 이들 장치에서 생성된 정보를 통신부로 전달하는 제어부와, 소정의 근거리 무선통신을 수행하여, 상기 제어부로부터 전달되는 정보를 무선 송출하는 통신부와, 상기 제어부의 지시에 따라 상기 제2스마트 웨어로부터 전력을 인가받거나, 제1스마트 웨어의 각 구성장치에 전력을 공급하는 전원부를 포함한다.
또한 상기 제1스마트 웨어는 비상 상황이 발생한 것을 감지하는 비상 상황 감지부, 상기 비상 상황이 감지될 경우 작업자 구호를 위한 구호 신호 출력부를 더 포함한다. 상기 비상 감화 감지부와 구호 신호 출력부는 별도의 수단으로 구성될 수도 있지만, 상기 제어부를 통해서 그 동작을 추가로 수행하도록 구성할 수도 있다.
여기서 상기 비상 상황 감지부는 외부 및 내부의 상태를 감지하여 비상 상황을 감지한다. 상기 비상 상황 감지부는 외부와의 통신 두절을 검출하는 통신상태 판단부, 작업자의 움직임 불가를 검출하는 움직임 검출부를 포함하여 외부 상황에 의한 비상 상황을 검출할 수 있으며, 작업자의 호흡 곤란이나 맥박, 체온, 또는 혈압과 같은 건강 상태를 검출하는 바이오 검출부를 포함하여 내부 상황에 의한 비상 상황을 검출할 수 있다.
또한 상기 구호 신호 출력부는 외부 및 내부에 구호 신호(또는 구조 신호)를 출력한다. 상기 구호 신호 출력부는 스피커와 같이 외부에 사운드를 출력하는 외부 사운드 출력부, 이어폰이나 헤드셋과 같이 내부에 사운드를 출력하는 내부 사운드 출력부, 작업자의 이동 방향이나 전방 시야를 확보할 수 있도록 방향 지시등 또는 라이트를 출력하는 제1 라이트부와, 작업자의 현재 위치를 외부에 알리는 빨강색이나 파란색, 백색, 또는 시간대나 상황(야간, 새벽, 낮 등)에 따라 눈에 쉽게 발견될 수 있는 컬러를 지정된 소정의 패턴(예 : 깜박임)으로 출력하는 제2 라이트부를 포함한다. 상기 제1 라이트부와 제2 라이트부는 반드시 구별되어야 하는 것은 아니며 상황에 따라 선택적으로 사용될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 라이트가 다양한 위치(예 : 앞쪽, 뒤쪽, 옆쪽, 위쪽)에 부착될 수 있다. 이때 상기 라이트는 다양한 컬러의 LED나 레이저를 포함한다.
또한 상기 구호신호 출력부에는 작업자가 소리를 들을 수 없을 때 진동으로 정보를 제공하거나, 정신을 잃은 작업자를 깨우기 위해 진동을 출력하는 진동부를 더 포함한다. 상기 진동부는 모터를 이용하여 구성할 수 있으며 제1스마트 웨어의 임의의 위치(예 : 앞쪽, 뒤쪽, 옆쪽, 위쪽)에 적어도 하나 이상 부착할 수 있다. 이때 상기 제1스마트 웨어에 장착하는 구성요소들(예 : 비상상황 감지부, 구호신호 출력부)은 별도의 설명이 없더라도 제2스마트 웨어에도 장착할 수 있으며, 제1,제2 스마트 웨어에 나누어 장착할 수도 있다.
상기 제2스마트 웨어는 상기 제1스마트 웨어와 근거리 무선통신을 수행하는 제1통신부와, 상기 제1통신부를 통해 수신되는 제1스마트 웨어의 정보를 상기 액세스 포인트를 통해 통제센터로 무선 송출하는 제2통신부와, 상기 제1 및 제2통신부의 무선통신을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 지시에 따라 제2스마트 웨어의 각 구성장치 또는 제1스마트 웨어에 전력공급을 수행하는 전원부를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템에 관한 예시도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템은 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 및 비상 상황 발생 시 이를 감지하는 비상 상황 감지부와 비상 상황 발생 시 작업자 및 외부에 구호 신호(및 구호 정보)를 출력하는 구호신호 출력부 등을 실장한 것이다.
상기 스마트 웨어를 착용한 작업자는 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난 현장이나 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.
또한 본 발명은 스마트 웨어를 통해 수집된 다양한 정보를 분석하여 원격지의 작업자를 관리 감독(Remote supervising)하고 현장의 긴급상황에 신속하고 원활히 대처(Danger site monitor)할 수 있으며, 이에 더하여 통신 두절과 같은 비상 상황이 발생하여 상기 관리 감독을 받을 수 없는 경우에 기 저장된 매뉴얼에 따라 작업자 스스로 작업을 계속 진행하기 위한 작업 안내 정보를 출력하거나, 작업을 진행할 수 없을 경우에 작업자를 비상구로 탈출 시키거나, 안전 지역으로 대피할 수 있도록 안내 정보를 출력할 수 있으며 외부에는 구조 요청 신호를 출력할 수 있다.
도2는 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템의 망 연결에 관한 블록 구성도(block diagram)이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템(100)은 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 웨어 시스템에 관한 블록 구성도(block diagram)이다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템(100)은 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 제1예시도이다.
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) 및 비상상황 감지부(260), 구호신호 출력부(270)를 더 포함하여 구성된다. 또한 상기 비상상황 감지부(260)는 통신상태 판단부(261), 움직임 검출부(262), 바이오 검출부(263)를 포함하여 구성되며, 상기 구호신호 출력부(270)는 내부 사운드 출력부(271), 외부 사운드 출력부(272), 제1라이트부(273), 제2라이트부(274) 및 진동부(275)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. 또한 상기 센싱부(210)는 외부의 미세한 사운드를 감지하기 위한 고감도 마이크(미도시)를 추가로 장착하며, 외부의 움직임을 감지하기 위한 적외선 센서(미도시)를 더 포함하고, 비상 상황이 감지될 경우(또는 작업자 구호모드인 경우), 제어부(220)의 지시에 따라서, 작업자가 시야를 확보할 수 없을 경우, 또는 정신을 잃었을 경우, 구조대원이 작업자의 근처에 접근하거나 구조대원이 작업자를 부를 소리를 감지하여 그에 대응하는 응답 사운드를 출력할 수 있도록 한다. 즉 외부에서 접근하는 물체(또는 사람)가 감지되거나 외부에서 미세한 소리가 감지될 경우, 그 물체나 미세한 소리가 작업자를 부르는 구조대원인지는 정확히 알 수 없더라도, 작업자가 이를 인지하지 못하는 상황에서 자동으로 이를 감지하여 제어부(220)에 출력함으로써, 제어부(220)에서 구호신호 출력부(270)를 제어하여 구호신호를 출력할 수 있도록 하는 것이다.
상기 통신부(240)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300) 간의 통신을 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 GPS 모듈을 통해 검출된 작업자의 현재 위치는 비상 상황 발생 시 작업자의 정보를 무선으로 외부에 알려줄 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.
또한 본 발명에서 상기 제1스마트 웨어는 구호정보 저장부(280)를 더 포함한다. 상기 구호정보 저장부(280)는 작업자가 작업을 수행하는 지역(또는 건물)에 관련된 지도 정보(또는 구조물 정보, 지하 지질 정보, 건물 내부 정보 등)를 저장한다. 상기 지도 정보는 작업에 투입하기 전에 미리 다운받을 수 있으며, 상기 지도 정보에는 비상구, 비상 계단, 비상 탈출구, 구호 장비가 있는 곳, 비상 식량이 있는 곳, 통신이 가능한 곳, 또는 안전 지대와 같은 구호에 관련된 정보들을 포함할 수 있다. 그리고 비상 상황 발생 시(작업자 구호 모드에서) 제어부(220)는 그 지도 정보를 이용하여 작업자를 안전 지대로 대피할 수 있도록 안내할 수 있다.
상기 디스플레이는 스마트 헬멧(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.
이때 상기 디스플레이는 비상 상황 발생 시(작업자 구호 모드에서) 제어부(220)의 제어에 따라, 상기 지도 정보를 출력할 수 있다. 또는 안전을 위한 행동 요령과 같은 정보를 출력할 수 있다. 상기 안전을 위한 행동 요령 정보는 상기 구호정보 저장부(280)에 추가로 저장될 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), 비상상황 감지부(260), 구호신호 출력부(270), 구호정보 저장부(280) 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), 비상상황 감지부(260), 구호신호 출력부(270), 구호정보 저장부(280) 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 밧데리를 구비하는 것이 바람직하다. 또한 비상 상황에서 상기 대용량의 밧데리가 모두 소모되거나 그로부터 전력공급을 받을 수 없을 경우에 대하여 소형 자가 발전기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
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 전기충격이나 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.
여기서 상기 알람부는 중앙통제 센터의 경고신호나 통신 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력하지만, 상기 구호신호 출력부(270)는 작업자의 구호에 관련된 신호를 작업자 자신 및 외부의 구조 대원에게 알리기 위한 신호를 출력한다는 점에서 차이가 있으며, 상기 구호신호는 작업자의 실신 여부(정신을 잃은 상태 여부)에 관계에 지속적으로 출력하거나 배터리(밧데리)의 잔량에 따라 외부 물체의 접근이나 미세한 소리가 감지될 경우에 자동으로 적극적인 구호신호를 출력한다는 점에서 차이가 있다. 여기서 적극적인 구호신호란, 물체의 접근이나 미세한 소리를 감지하지 못한 상태에서는 일정한 주기와 일정한 라이트 밝기와 일정한 사운드 볼륨으로 구호신호를 출력하다가 물체의 접근이나 미세한 소리가 감지될 경우에는 구호신호 출력주기를 더 빠르게 하고 라이트의 밝기와 사운드 볼륨을 최대로 높여서 출력하는 것을 의미한다. 또한 구호신호 출력부(270)는 작업자에게 출력하는 정보(내부 정보)와 외부의 구조대원에게 출력하는 정보(외부 정보)를 다르게 출력할 수 있는 차이점이 있다. 작업자의 조작이 없더라도(비상 상황에서는 작업자가 조작할 수 없는 경우가 많을 수 있음) 자동으로 기 설정된 구조정보를 이용하여 모든 구조신호 출력 동작이 이루어진다. 물론 작업자의 조작이 가능한 상황에서는 아래와 같이 구성 요소들의 직접 조작이나 구호신호의 출력을 위한 조작이 가능하다.
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 헬멧의 제2예시도이다.
도4의 스마트 헬멧(200)은 헬멧 내부에 각종 기기들(예: 센싱부(210), 제어부(220), A/V입출력부(230), 통신부(240), 전원부(250), 비상상황 감지부(260), 구호신호 출력부(270), 구호정보 저장부(280) 등)을 실장하는 것으로 예시하였으나, 도5에 도시된 바와 같이 별도의 모듈로서 장착할 수도 있다.
도5의 실시예에 따른 스마트 헬멧은 산업현장에 따라 그에 맞는 모듈(예: 건설현장, 조선소, 고공 전기작업, 지하나 실내의 밀폐공간, 진압&군용, 소방 화재진압 등)들을 선택적으로 착용할 수 있도록 고안되었다. 스마트 헬멧에 요구되는 각종 기기들(예: 센싱부(210), 제어부(220), A/V입출력부(230), 무선통신부(240), 전원부(250), 비상상황 감지부(260), 구호신호 출력부(270), 구호정보 저장부(280) 등)을 모듈화하고, 헬멧에 탈부착할 수 있도록 하였다.
도6은 본 발명에 따른 스마트 벨트의 예시도이다.
도3과 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 벨트(300)는 센싱부(310), 제어부(320), 저장부(330), 제1통신부(340), 전원부(350), 제2통신부(360)를 포함하여 구성된다. 상기 스마트 벨트(300)는 대용량 배터리를 구비하여 상기 스마트 헬멧(200)에 전력을 공급하고, High bandwidth 모뎀 기능을 수행한다. 또한 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. 이때 상기 중앙통제 센터(500)에서 수신하는 신호(또는 정보)에는 작업 상황이나 작업하는 장소에서 비상 상황 발생 시 적용할 수 있는 구호정보(예 : 지도 정보, 구호신호 출력을 제어하기 위한 정보 등)를 포함할 수 있다. 상기 구호정보는 구호정보 저장부(280)에 저장됨으로써, 중앙 통제 센터(500)와 통신이 두절되어 지시를 받을 수 없는 상황에서 스마트 웨어의 제어부(220)에서 그 정보를 이용하여 작업자 구호 모드를 자동으로 동작시킬 수 있다.
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. 또한 상기 스마트 헬멧(200)에 포함된 센서(예 : 적외선 센서, 고감도 마이크, 맥박이나 혈압 또는 체온 등을 검출하는 바이오 센서 등)를 추가로 포함할 수 있다.
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 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.
상기 전원부(350)는 제어부(320)의 제어에 따라 외부(예: 스마트 헬멧(200)의 전원부(250))로 전력을 공급하거나, 각 구성요소들(예: 센싱부(310), 제어부(320), 저장부(330), 통신부(340, 360), 등)의 동작에 필요한 전력을 공급한다.
본 발명에 따른 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템(100)은 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(화재진압 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.
상기 중앙통제 센터(500)는 스마트 웨어(100)로부터 전송된 정보를 분석하여 작업자가 미처 인지하지 못한 작업자 주변의 위험요소를 검출하여, 작업자에게 경고신호를 송출할 수 있다. 상기 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.
이때 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.
상기와 같이 중앙통제 센터(500)와 정상적인 통신이 이루어지고 있는 동안에는 상기와 같이 현장의 긴급상황에 대해서 대처할 수 있는 방법을 지시하고 또한 그 지시에 따라 위험을 인지한 작업자가 적절한 보호 조치를 수행할 수 있다. 그러나 사고 발생으로 상기 중앙통제 센터(500)의 통신이 끊어지고 그에 따라 현장의 상황을 중앙통제 센터(500)에 전송할 수 없고, 또한 중앙통제 센터(500)로부터 아무런 지시를 받을 수 없을 경우, 또는 작업자의 신체 기능에 이상이 발생하였을 경우, 본 발명은 비상상황 감지부(260)를 그 상황을 빠르게 검출하고, 그에 따라 구호정보 저장부(280)에 저장된 구호정보들을 이용하여 상황에 따른 구호신호를 작업자나 외부 구조대원에게 자동으로 출력함으로써 자체적으로 작업자의 안전을 최대한 보장할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 작업장 사고방지를 위한 스마트웨어 시스템은 다음과 같은 시나리오에 적용될 수 있다.
예를 들어 지하철 공사현장에서, 터널 굴착작업 시 스마트 웨어를 착용함으로써 폭약 및 장비 사용에 의해 사고가 발생했을 경우, 중앙통제 센터(500)가 상황을 인식하기 전이라도 비상 상황을 자동으로 판단하여, 그들을 빠르게 대피시키거나 구조할 수 있으며, 또한 고공의 교각 건설현장에서, 교각 위의 급격한 기온변화 및 조도차에 의한 신체변화, 급작스런 날씨변화와 같은 위험 상황, 그리고 추락과 같은 사고가 발생했을 경우, 중앙통제 센터(500)와 작업자가 교신을 할 수 없더라도 자동으로 발생하는 구호신호에 의해서 그들을 빠르게 구조할 수 있으며, 또한 화재진압 현장에서, 현장경험이 풍부한 베테랑 소방원이 현장 상황을 원격으로 모니터함으로써, 화재진압에 투입된 장소의 온도, 습도, 건축붕괴 등에 따른 위험상황으로부터 진압요원 보호하고, 그러한 사고 현장에서 작업자가 고립되는 비상 상황이 발생했을 경우 연기와 화염에 의해 작업자의 시야가 확보되지 않은 상황에서도 작업자를 빠르게 대피시키고 그 대피 위치를 알리는 구호신호를 출력함으로써 빠르게 구조가 이루어질 수 있도록 하며, 또한 밀폐된 공간이나 격리된 작업지(예: 수중 잠수작업)에서, 현장에서 동작하는 개스(GAS)감지 센서, 잠수상황(수온, 수압, 산소잔량 등) 감지 센서 등을 원격으로 모니터함으로써, 작업에 몰두하여 위험상황을 감지하지 못하는 작업자들을 보호하고, 작업자의 개스 중독으로 중앙통제 센터와 교신이 불가능할 경우 자동으로 구호신호를 출력함으로써 구조대원이 빠르게 출동하여 작업자를 구조할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명은 작업자와 중앙통제 센터와 통신(또는 교신)이 불가능한 상황이 되었을 경우(예 : 작업자의 건강 이상에 의한 통신 불가, 주변 상황에 따른 통신 불가, 통신 장비의 고장에 의한 통신 불가 등)에 복잡한 건물 내부에서도 작업자를 안전한 곳으로 유도하거나, 중앙통제 센터에 작업자가 통신이 불가한 비상상황에 처해 있음을 자동으로 알리거나, 통신이 불가할 경우 사운드나 라이트 또는 초음파 등을 이용하여 구조대원에 사용자의 위치를 알려줌으로써 사고 발생 후 빠르게 작업자를 구조(또는 구호)할 수 있도록 한다. 이는 기존에 중앙통제 센터로부터 작업지시나 안전경고를 받는 수준에서 보다 적극적으로 작업자의 안전을 확보할 수 있도록 하는 향상된 효과가 있다.
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.
100 : 스마트 웨어 200 : 스마트 헬멧
300 : 스마트 벨트 210, 310 : 센싱부
220, 320 : 제어부 230 : A/V입출력부
240 : 통신부 250, 350 : 전원부
260 : 비상상황 감지부 261 : 통신상태 판단부
262 : 움직임 검출부 263 : 바이오 검출부
270 : 구호신호 출력부 271 : 내부 사운드 출력부
272 : 외부 사운드 출력부 273 : 제1라이트부
274 : 제2라이트부 275 : 진동부
330 : 저장부 340 : 제1통신부
360 : 제2통신부 400 : 액세스 포인트
500 : 중앙통제 센터

Claims (10)

  1. 작업자 주변 상황을 촬영하거나 소정의 센서들로서 감지하는 제1스마트 웨어, 상기 감지된 상황 정보들을 무선 전송하는 제2스마트 웨어 및 무선통신을 중계하는 액세스 포인트를 통해 상기 제2스마트 웨어의 정보를 송신하고 그 송신 정보에 기초하여, 통제 센터로부터 현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론하고 추론결과에 따라 지령하는 제어신호를 수신하는 스마트 웨어에 있어서,
    상기 통제 센터와의 통신 두절 또는 상기 스마트 웨어를 착용한 작업자의 건강이나 신체에 문제가 발생하여 통신이 불가한 비상상황을 감지하는 비상상황 감지부;
    상기 비상상황 발생 시 자동으로 구호신호를 발생하는 구호신호 출력부; 및
    상기 구호신호의 출력을 위해 작업자가 작업을 수행하는 지역 또는 건물에 관련된 구조물 정보, 지하 지질 정보, 또는 건물 내부 정보, 지도 정보, 비상구, 비상 계단, 비상 탈출구, 구호 장비가 있는 곳, 비상 식량이 있는 곳, 통신이 가능한 곳, 또는 안전 지대 중 적어도 어느 한 가지 정보를 저장하는 구호정보 저장부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 웨어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구호 신호는
    제1스마트 웨어의 외부에 출력하는 외부 사운드, 작업자가 정신을 잃지 않고 마음의 안정을 유지할 수 있도록 유도하거나 비상구나 안전지대로 가는 방향을 안내하는 내부 사운드, 작업자가 정신을 잃었을 경우에 정신을 깨우기 위한 진동, 외부의 구조대원들이 작업자를 발견할 수 있도록 유도하는 컬러 라이트, 또는 사람의 귀에는 들리지 않지만 특수한 장비나 구조견의 귀에는 들릴 수 있는 초음파 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비상상황 감지부는,
    통신 장비의 고장이나 주변의 상황 또는 작업자의 상태에 따른 통신 불가 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하기 위한 통신상태 판단부;
    작업자의 움직임이 있는지 없는지 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하기 위한 움직임 검출부;및
    작업자의 체온, 혈압, 또는 맥박을 검출하여 건강 상태에 따른 비상 상황을 판단하기 위한 바이오 검출부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 웨어.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구호신호 출력부는,
    작업자에게 비상구나 안전지대로 대피할 수 있도록 유도하는 안내 정보 또는 안전을 위한 행동 요령을 출력하는 내부 사운드 출력부;
    구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위한 사운드를 출력하는 외부 사운드 출력부;
    작업자에게 대피를 위한 방향을 지시하고 그 방향으로 시야를 확보할 수 있는 라이트를 밝혀주는 제1라이트부;
    구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위하여 시간이나 상황에 따라 특정 칼라의 라이트를 기 설정된 특정 패턴으로 라이트를 점등하는 제2라이트부;및
    작업자가 사운드를 들을 수 없거나 실시한 상태인 경우 진동으로 이용하여 정보를 전달하거나 실신한 작업자를 깨우기 위하여 진동하는 진동부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 웨어.
  5. 삭제
  6. 작업자 주변 상황을 촬영하거나 소정의 센서들로서 감지하는 제1스마트 웨어, 상기 감지된 상황 정보들을 무선 전송하는 제2스마트 웨어 및 무선통신을 중계하는 액세스 포인트를 통해 상기 제2스마트 웨어의 정보를 송신하고 그 송신 정보에 기초하여, 통제 센터로부터 현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론하고 추론결과에 따라 지령하는 제어신호를 수신하는 스마트 웨어의 운용방법에 있어서,
    상기 통제 센터와의 통신 두절 또는 상기 스마트 웨어를 착용한 작업자의 건강이나 신체에 문제가 발생하여 통신이 불가한 비상상황을 감지하는 제1단계;
    상기 비상상황 발생 시 자동으로 구호신호를 발생하는 제2단계; 및
    상기 구호신호의 출력에 필요한 정보들을 미리 수신하여 저장하는 제3단계;를 포함하여 이루어지며,
    상기 구호신호의 출력에 필요한 정보들은 작업자가 작업을 수행하는 지역 또는 건물에 관련된 구조물 정보, 지하 지질 정보, 또는 건물 내부 정보, 지도 정보, 비상구, 비상 계단, 비상 탈출구, 구호 장비가 있는 곳, 비상 식량이 있는 곳, 통신이 가능한 곳, 또는 안전 지대에 관한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어 운용방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 구호 신호는
    제1스마트 웨어의 외부에 출력하는 외부 사운드, 작업자가 정신을 잃지 않고 마음의 안정을 유지할 수 있도록 유도하거나 비상구나 안전지대로 가는 방향을 안내하는 내부 사운드, 작업자가 정신을 잃었을 경우에 정신을 깨우기 위한 진동, 외부의 구조대원들이 작업자를 발견할 수 있도록 유도하는 컬러 라이트, 또는 사람의 귀에는 들리지 않지만 특수한 장비나 구조견의 귀에는 들릴 수 있는 초음파 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어 운용방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1단계는,
    통신 장비의 고장이나 주변의 상황 또는 작업자의 상태에 따른 통신 불가 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하거나, 작업자의 움직임이 있는지 없는지 여부를 검출하여 비상 상황을 판단하거나, 또는 작업자의 체온, 혈압, 또는 맥박을 검출하여 건강 상태에 따른 비상 상황을 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어 운용방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제2단계는,
    작업자에게 비상구나 안전지대로 대피할 수 있도록 유도하는 안내 정보 또는 안전을 위한 행동 요령을 출력하거나, 구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위한 사운드를 출력하거나, 작업자에게 대피를 위한 방향을 지시하고 그 방향으로 시야를 확보할 수 있는 라이트를 밝혀주거나, 구조대원에게 작업자의 위치를 알려주기 위하여 시간이나 상황에 따라 특정 칼라의 라이트를 기 설정된 특정 패턴으로 라이트를 점등하거나, 작업자가 사운드를 들을 수 없거나 실시한 상태인 경우 진동으로 이용하여 정보를 전달하거나 실신한 작업자를 깨우기 위하여 진동하는 것, 또는 그들의 조합 중 적어도 어느 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어 운용방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제3단계는,
    작업자가 작업을 수행하는 지역 또는 건물에 관련된 구조물 정보, 지하 지질 정보, 또는 건물 내부 정보, 지도 정보, 비상구, 비상 계단, 비상 탈출구, 구호 장비가 있는 곳, 비상 식량이 있는 곳, 통신이 가능한 곳, 안전 지대, 또는 그들의 조합 중 적어도 어느 한 가지 정보를 통제 센터에서 미리 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어 운용방법.

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