KR101322613B1 - 소방 조난 신호 송수신장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조난 신호 송수신장치에 관한 것으로서 행위 센서의 감지값이 조난 판단 기준값보다 큰 경우 잠정적인 조난 상태로 판단하고, 잠정적인 조난 상태에서 행위 센서의 감지값이 조난 결정 기준값보다 작은 경우 조난 상태로 결정하고, 조난 상태가 일정시간 이상 지속되는 경우 조난 상태로 확정하는 제어부; 조난 상태로 확정되면, 조난 신호를 송신하는 조난신호 송신기; 송신된 조난신호가 수신되면, 조난신호에 포함된 사용자 식별자로부터 조난자를 식별하는 조난자 식별기; 및 복수의 지향성 조난 신호 수신기를 통하여 수신한 각 조난 신호 수신기별 수신 전력으로부터 조난자의 위치를 결정하고, 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되면, 조난자의 위치방향을 출력하는 위치방향 탐지기를 포함하는 것을 특징으로 하며, 소방화재와 같이 기존 통신 인프라가 소실되고 부대 지원 시설 운용이 어려운 통신 환경에서도 단말 자체적으로 사용자 행위를 분석하여 조난 행위를 탐지하고 조난신호를 발생하여 구조자가 조난자 위치방향을 탐지할 수 있다.

Description

소방 조난 신호 송수신장치 {Apparatus of sending and receiving fire distress signals}
본 발명은 소방 조난 신호 송수신장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소방화재와 같이 기존 통신 인프라가 소실되고 부대 지원 시설 운용이 어려운 통신 환경에서도 단말 자체적으로 사용자 행위를 분석하여 조난 행위를 탐지하고 조난신호를 발생하여 구조자가 조난자 위치방향을 탐지할 수 있는 소방 조난 신호 송수신장치에 관한 것이다.
일반적인 재해 예방 및 소방 산업 안전 보호 기술은 고가의 제품 기술과 특정 장착 기술을 사용하고, 기존 통신 인프라나 부대 지원 통신 환경이 가능한 경우에 사용할 수 있는 일반적인 통신 환경을 갖는다. 그러나 기존 통신 인프라가 소실되고 부대 지원 시설 운용이 어려운 환경에서는 상기와 같은 기술과 제품은 제한적으로 사용할 수밖에 없다.
일반적인 행위센서를 이용한 사용자 행위 인식은 센서 노드와 분석 및 행위인식 판단을 위한 분석 서버로 구성되어 상호 신호를 전송하는 구조이나, 소방화재 현장은 열악한 환경으로 통신 채널을 확보하더라도 신뢰성 있는 통신 채널 형성이 어려워 상기와 같은 행위 인식을 수행하기가 어렵다.
또한, 일반적인 위치방향 탐지 기술로는 기존 통신 인프라를 사용하여 3각 측정을 하여 방향을 탐지하는 기술을 적용한다. 그러나 기존 인프라를 사용할 수 없는 경우, 그리고 다중경로가 발생하고 시변 특성을 갖는 경우에는 기존 위치방향 탐지 기술을 사용할 수 없거나 사용상에 제한성을 갖는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 소방화재와 같이 기존 통신 인프라가 소실되고 부대 지원 시설 운용이 어려운 통신 환경에서도 단말 자체적으로 사용자 행위를 분석하여 조난 행위를 탐지하고 조난신호를 발생하여 구조자가 조난자 위치방향을 탐지할 수 있는 조난 신호 송신장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 위치방향 탐지 기술에 대해 지향성 안테나를 사용한 방향 탐지와 위치 표시, 그리고 조난자와 구조자간 양방향 음성통신 채널을 제공할 수 있는 자체 통신회선을 설정하여, 조난 구조 지원 및 긴급 통화가 가능한 조난 신호 수신장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 환경이 열악하고 시변적인 통신 경로에 따른 다중경로에 의한 방향 탐지 성능 저하를 개선하고 내장형 이중대역 안테나를 사용하여 휴대 가능하고 장착이 용이하여 소형화된 조난신호 송수신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 행위 센서의 감지값이 조난 판단 기준값보다 큰 경우 잠정적인 조난 상태로 판단하는 단계; 상기 잠정적인 조난 상태에서 상기 행위 센서의 감지값이 조난 결정 기준값보다 작은 경우 조난 상태로 결정하는 단계; 상기 조난 상태가 일정시간 이상 지속되는 경우 조난 상태로 확정하는 단계; 및 상기 조난 상태로 확정되면, 조난 신호를 송신하는 단계를 포함하는 조난 신호 송신방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 조난 상태로 확정되면, 음성 통화 송수신기를 일정 시간 동안 켜는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 송신된 조난 신호에 사용자 식별자가 포함되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 조난신호가 수신되면, 상기 조난신호에 포함된 사용자 식별자로부터 조난자를 식별하는 단계; 복수의 지향성 조난 신호 수신기를 통하여 수신한 각 조난 신호 수신기별 수신 전력으로부터 조난자의 위치를 결정하는 단계; 및 상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되면, 상기 조난자의 위치방향을 표시하는 단계를 포함하는 조난 신호 수신방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되지 않으면, 이전에 결정된 상기 조난자의 위치방향을 표시할 수 있다.
또한, 상기 조난신호가 수신되면, 음성 통화 송수신기를 일정 시간 동안 켜는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 세 번째 과제를 달성하기 위하여, 행위 센서의 감지값이 조난 판단 기준값보다 큰 경우 잠정적인 조난 상태로 판단하고, 상기 잠정적인 조난 상태에서 상기 행위 센서의 감지값이 조난 결정 기준값보다 작은 경우 조난 상태로 결정하고, 상기 조난 상태가 일정시간 이상 지속되는 경우 조난 상태로 확정하는 제어부; 상기 조난 상태로 확정되면, 조난 신호를 송신하는 조난신호 송신기; 조난신호가 수신되면, 상기 수신된 조난신호에 포함된 사용자 식별자로부터 조난자를 식별하는 조난자 식별기; 및 복수의 지향성 조난 신호 수신기를 통하여 수신한 각 조난 신호 수신기별 수신 전력으로부터 조난자의 위치를 결정하고, 상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되면, 상기 조난자의 위치방향을 출력하는 위치방향 탐지기를 포함하는 조난 신호 송수신장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 조난 상태로 확정되거나 상기 조난신호가 수신되면, 일정 시간 동안 켜지는 음성 통화 송수신기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 조난 신호의 송수신과 음성 통화를 동시에 하기 위해 이중 대역 안테나와 다이플렉스 소자를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소방화재와 같이 기존 통신 인프라가 소실되고 부대 지원 시설 운용이 어려운 통신 환경에서도 단말 자체적으로 사용자 행위를 분석하여 조난 행위를 탐지하고 조난 신호를 발생하여 구조자가 조난자 위치방향을 탐지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 환경이 열악하고 시변적인 통신 경로에 따른 다중경로에 의한 방향 탐지 성능 저하를 개선하고 내장형 이중대역 안테나를 사용하여 휴대 가능하고 장착이 용이하여 소형화된 조난 신호 송수신 장치를 제공할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따르면, 위치방향 탐지 기술에 대해 지향성 안테나를 사용한 방향 탐지와 위치 표시, 그리고 조난자와 구조자간 양방향 음성통신 채널을 제공할 수 있는 자체 통신회선을 설정하여, 조난 구조 지원 및 긴급 통화가 가능한 구조를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 조난 신호 송수신장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(104)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(204)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위치방향 탐지기(207)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 조난 신호 송신 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 조난 신호 수신 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 조난 신호 송수신장치의 실제 구성 예와 조난 신호 송수신장치가 안전보호구에 장착된 실장 예를 도시한 것이다.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 조난 신호 송수신장치는 행위 센서의 감지값이 조난 판단 기준값보다 큰 경우 잠정적인 조난 상태로 판단하고, 상기 잠정적인 조난 상태에서 상기 행위 센서의 감지값이 조난 결정 기준값보다 작은 경우 조난 상태로 결정하고, 상기 조난 상태가 일정시간 이상 지속되는 경우 조난 상태로 확정하는 제어부; 상기 조난 상태로 확정되면, 조난 신호를 송신하는 조난신호 송신기; 조난신호가 수신되면, 상기 수신된 조난신호에 포함된 사용자 식별자로부터 조난자를 식별하는 조난자 식별기; 및 복수의 지향성 조난 신호 수신기를 통하여 수신한 각 조난 신호 수신기별 수신 전력으로부터 조난자의 위치를 결정하고, 상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되면, 상기 조난자의 위치방향을 출력하는 위치방향 탐지기를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작, 또는 소자 외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 조난 신호 송수신장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 조난 신호 송수신장치는 무선 송수신기(100), 행위 센서(103), 제어부(104), 디스플레이부(105), 마이크 스피커부(106), 및 안테나(107)로 구성된다.
무선 송수신기(100)는 음성통화 송수신기(101)와 조난 신호 송수신기(102)로 구성된다. 무선 송수신기(100)는 정상상태와 조난발생시에 송수신 기능을 절체하여 정상상태에서는 조난 신호를 수신하도록 하고, 조난 발생시에는 조난 신호를 송신하도록 한다. 무선 송수신기(100)는 정상상태에서 사용자 선택시 음성통화 채널을 형성하거나 조난발생시 긴급 음성 통신 채널을 형성하여 음성 신호를 송수신하도록 한다. 또한, 무선 송수신기(100)는 조난 신호 송수신과 음성 신호 송수신을 동시에 전송할 수 있다. 이때, 무선 송수신기(100)는 이중대역 내장형 안테나와 다이플렉스 기능을 갖는 것이 바람직하다.
음성통화 송수신기(101)는 조난 발생시 또는 사용자 음성 통화 선택시, 제어 부(104)의 제어 신호에 의해 음성통화를 조난자와 구조자 간에 제공한다. 음성통화 송신모드에서는 마이크 스피커부(106)의 출력 음성신호를 음성통화 수신 주파수와 동일한 무선 주파수 신호로 변조하여 전송신호를 안테나(107)로 출력한다. 또한, 음성통화 수신모드에서는 안테나(107)로부터 수신된 무선 주파수 음성통화 신호를 복조하여 마이크 스피커부(106)로 복조된 음성신호를 출력한다.
조난 신호 송수신기(102)는 정상 상태에서는 조난 신호 수신모드로 작용하여 안테나(107)로 수신되는 무선 주파수 조난 신호를 복조하여 제어부(104)로 복조된 조난 신호를 출력한다. 또한, 조난 발생시에는 제어부(104)로부터 조난 신호 송신모드로 제어되고, 입력되는 조난 신호를 수신하여 음성통화 송신주파수와 다른 무선 주파수 신호로 변조하여 변조된 조난 신호를 안테나(107)로 출력한다.
행위 센서(103)는 사용자 행동 센서 감지값을 생성하고 제어부(104)로 생성된 감지값을 출력한다.
제어부(104)는 행위 센서(103)로부터 입력되는 감지값을 수신하여 조난상태인지를 판단하고, 조난시 조난자 식별 신호와 조난 신호를 발생하여 조난 신호 송수신기(102)로 조난 신호를 출력한다. 그리고 조난 신호 송수신기(102)의 조난 신호 송신모드를 제어할 수 있는 조난 신호 송수신기 제어신호를 출력한다. 또한, 조난 발생시 자동 또는 사용자 선택에 의해 음성통화 송수신기(101)의 송신모드와 수신모드를 제어할 수 있는 음성통화 전송모드 제어신호를 음성통화 송수신기(101)로 출력한다. 아울러, 정상 상태인 조난 신호 수신모드에서 조난 신호 송수신기(102)로부터 입력되는 조난 신호를 수신하여 사용자 식별자를 추출하고 조난자를 식별하고, 조난자의 위치 방향을 결정하여 디스플레이부(105)로 위치방향 신호를 출력한다.
디스플레이부(105)는 제어부(104)로부터 입력되는 조난자의 위치방향 신호를 수신하여 위치방향을 표시한다. 또한 조난자 위치방향을 청각적으로 표시하기 위하여 마이크 스피커부(106)로 청각표시신호를 출력할 수 있다.
마이크 스피커부(106)는 사용자의 마이크 음성신호를 음성통화 송수신기(101)로 출력하며, 음성통화 송수신기(101)의 수신 음성 신호를 수신하여 스피커로 출력한다. 또한, 조난발생시 조난자의 위치방향을 청각적으로 표시하기 위한 디스플레이부(105)의 청각표시신호를 수신하여 스피커로 출력한다.
안테나(107)는 조난 신호와 음성통화 신호를 독립된 이중대역 무선주파수 신호에 동시에 전송할 수 있는 통신구조를 갖는다. 이를 위해 안테나(107)는 이중대역 특성을 가지며, 이중대역 신호를 분리하는 다이플렉스 기능을 갖는다. 따라서, 안테나(107)는 조난 신호 송수신기의 송수신 신호를 송신하거나 수신하며, 동시에 음성통화 송수신기(101)의 송수신 신호를 송수신한다.
도 2는 도 1에 도시된 조난 신호 송수신장치의 제어부(104)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(104)는 조난 판단기(201), 조난 신호 발생기(202), 조난자 식별신호 발생기(203), 조난 신호 식별기(205), 조난자식별기(206), 조난 신호, 및 제어부(204)로 구성된다.
조난 판단기(201)는 행위 센서(103)의 출력 신호를 입력받아 사용자 행위를 분석하고 조난상태를 판단하여 조난결정 신호를 출력한다.
조난 신호 발생기(202)는 조난자 식별신호 발생기(203)로부터 입력되는 조난자 식별신호를 수신하여 사용자 식별자(ID)가 부여된 조난 신호를 발생하고, 조난 신호 송수신기(102)로 조난 신호를 출력한다.
조난자 식별신호 발생기(203)는 조난결정 신호을 조난 판단기(210)로부터 입력받아 조난되었다고 판단되면, 사용자의 식별자(ID)를 부여하여 조난자 식별신호를 출력한다. 또한, 조난 신호 송수신기(102)를 제어하기 위한 제어신호를 제어부(204)로 출력한다.
제어부(204)는 조난자 식별신호 발생기(203)로부터 입력되는 제어신호, 조난자식별기(206)로부터 입력되는 제어신호를 수신하여 조난 신호 송수신기(102)를 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 또한 음성통화 송수신기(101)를 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.
조난 신호 식별기(205)는 조난발생시 조난 신호 송수신기(102)로부터 입력되는 조난 신호를 수신하여 조난 신호를 판단하고, 조난자 식별신호를 추출하여 조난자식별기(206)로 조난자 식별신호를 추출한 조난 신호(213)를 출력한다. 또한, 음성통화 송수신기(101)을 제어하기 위한 제어신호를 제어부(204)로 출력한다.
조난자식별기(206)는 조난 신호 식별기(205)로부터 입력되는 조난자 식별신호를 추출한 조난 신호(213)를 복조하여 조난자를 인식하고 관리할 수 있도록 조난자 인식 신호를 부여하여 위치방향 탐지기(207)로 조난자 인식 부여된 조난 신호를 출력한다.
위치방향 탐지기(207)는 조난자식별기(206)로부터 조난자 인식 부여된 조난 신호를 수신하여 조난자에 해당하는 위치방향을 탐지 분석하여 조난자의 위치방향신호를 디스플레이부(105)로 출력한다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부(204)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(204)는 통화 송수신 스위치(301), 조난 신호 송수신기 제어부(302), 및 음성통화 송수신기 제어부(303)로 구성된다.
통화 송수신 스위치(301)는 조난자와 구조자간 또는 단말장치 사용자간 음성통화 채널을 형성하기 위해 음성통화 송신기를 구동할 수 있는 사용자 선택 스위치로, 사용자 선택시 음성통화 송신을 요청하는 요청신호를 음성통화 송수신기 제어부(303)로 출력한다. 통화 송수신 스위치는 PTT(Push-To-Talk) 스위치 기능을 갖는 것이 바람직하다.
조난 신호 송수신기 제어부(302)는 조난자 식별신호 발생기(203)으로부터 입력되는 제어신호에 따라 조난 신호 송수신기(102)를 구동(ON, OFF)할 수 있는 제어신호를 출력한다.
음성통화 송수신기 제어부(303)는 조난자 식별기(206)로부터 입력되는 제어신호에 따라 음성통화 송수신기(101)를 송수신 모드로 선택(Active, De-active)할 수 있는 제어신호와 음성통화 송수신기(101)를 구동(ON, OFF)할 수 있는 제어신호를 출력한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위치방향 탐지기(207)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 위치방향 탐지기(207)는 수신전력 검출기(401), 위치방향 산출기(402), 및 분석기(403)로 구성된다.
수신전력 검출기(401)는 조난 신호 송수신기(102)로부터 수신 무선주파수(RF) 신호를 직접 검출하거나 조난 신호 송수신기(102)로부터 출력되는 수신전력 데이터를 수신하여 수신전력을 검출한다.
수신전력 검출기(401)는 조난 신호 송수신기(102)의 조난 신호로부터 복수의 방향 지향각에 따른 각각의 수신전력을 검출하여 위치방향 산출기(402)로 검출신호를 출력한다. 수신 전력 검출기(401)는 서로 다른 지향각을 갖는 복수의 조난 신호 수신기를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
위치방향 산출기(402)는 상기 검출신호를 수신하여 120o 또는 90o 지향각을 갖는 조난 신호 송수신기(102)의 검출신호로부터 최대전력을 갖는 방향을 산출하고, 분석기(403)로 산출된 위치방향 신호를 출력한다.
위치방향 산출기(402)는 각각의 조난 신호 수신기에 대응하는 지향각 방향과 각각의 조난 신호 수신기로 수신되는 전력으로부터 조난 신호가 수신되는 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 지향각 방향별로 수신되는 수신 전력에 따라 지향각 방향에 가중치를 부여하여 방향을 결정할 수 있다.
분석기(403)는 상기 산출된 위치방향 신호를 입력받아 다중경로에 따른 수신전력 변화를 측정 관찰하고 일정시간 동안 유지되는 경우 새로운 위치방향 신호를 디스플레이부(105)로 출력한다. 그러나 일정시간 동안 유지되지 않는 경우에는 이전에 결정된 위치방향 신호를 디스플레이부(105)로 출력한다. 따라서, 분석기(403)는 위치방향 산출기(402)에서 산출된 방향의 신호를 일정시간 측정하여 방향성을 판단하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 조난 신호 송신 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 조난 신호 송신 방법은 도 1에 도시된 조난 신호 송수신 장치에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 조난 신호 송수신 장치에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시 예에 따른 조난 신호 송신 방법에도 적용된다.
조난 신호 송수신 장치의 전원이 켜지면(ON), 초기 상태에서는 사용자의 조난상태를 감지할 수 있도록 행위 센서(103)가 동작하고(행위 센서 ON), 다른 조난 신호 송수신 장치를 휴대하고 있는 사용자가 조난시 전송할 조난 신호를 항상 수신할 수 있도록 조난 신호 송수신기(102)는 수신상태로 동작하는 것이 바람직하다. 또한, 사용자의 선택 또는 조난 발생 이외에는 전력 소비를 방지하기 위하여 음성통화 송수신기(101)는 동작하지 않는 것이 바람직하다.
501 단계에서 행위 센서(103)는 사용자의 행위로 발생되는 행위센서의 감지값을 감지하고, 행위센서의 감지값이 조난 판단 기준값(A) 이상인지 판단한다. 비교 결과 행위센서의 감지값이 조난 판단 기준값보다 큰 경우는 502 단계로 진행하고, 작은 경우는 대기한다. 즉, 감지된 행위센서의 감지값은 추락 등 급격한 행위로 인하여 나타나는 조난 판단 기준값(A)과 비교되고, 행위센서의 감지값이 조난 판단 기준값을 초과할 경우, 잠정적인 조난상태로 인식한다. 한편, 소방화재 현장에서 사용자는 추락 등 급격한 행위와 같은 다양한 행동 양상이 발생하므로, 조난 상태를 결정하기 위해서는 잠정적인 조난 상태 후 사용자의 행위를 분석하여 조난 상태를 결정할 필요가 있다. 잠정적인 조난상태로 인식된 상황에서 조난 상태로 확정하기 위해 502 단계로 진행한다.
502 단계에서 행위센서의 감지값이 조난 결정 기준값보다 작은 경우 503 단계로 진행하고, 큰 경우는 501 단계로 진행한다. 501 단계에서 잠정적인 조난상태로 인식한 후 실제로 사용자가 조난상태일 경우, 행위센서의 감지값은 일정 이하 값(B)을 유지할 것이다. 이러한 행위센서의 일정 이하 값(B)을 조난결정 기준값으로 설정할 수 있다.
503 단계에서 행위센서의 감지값이 조난 결정 기준값보다 작은 상태에서 일정 시간 동안 유지되는지를 판단한다. 일정시간(C) 동안 행위센서의 감지값이 조난결정 기준값(B) 이하의 상태로 유지되고 있는 조건을 관찰하며, 동일한 상태가 일정시간(C) 동안 유지될 경우, 사용자가 조난된 상태로 최종 결정한다. 그러나, 일정시간(C) 동안 상기와 같은 조건이 유지되지 않을 경우에는 일시적인 행동 양상으로 판단하여 일정시간이 경과한 후(504 단계) 잠정적인 조난상태를 감시하는 단계인 502 단계로 진행하거나 501 단계로 진행할 수 있다.
503 단계에서 사용자가 조난된 상태로 결정되면, 505 단계에서 조난 신호를 전송하기 위하여 조난 신호 송수신기(102)의 수신모드를 송신 모드로 전환한다. 즉, 조난 신호 송수신기의 수신기 전원을 끄고, 송신기를 작동시킨다.
506 단계에서 조난자를 인식하고 표시하거나 관리할 수 있는 일정 비트(bit) 정보를 갖는 조난자의 사용자 식별자를 부여하여 조난자 식별 신호를 발생하고, 조난 신호 발생 단계에서 부여된 조난자 식별 신호를 포함하여 조난 신호를 발생한다. 발생된 조난 신호는 조난 신호 송신기(102)와 안테나(107)를 통하여 무선 전송된다. 조난 신호는 조난자가 탐지되고 구조될 때까지 계속 전송되며, 오동작시 중단하고자 할 경우에는 전원을 끄고, 다시 전원을 켜서 초기상태로 동작하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 503 단계에서 사용자가 조난된 상태로 결정되면, 507 단계에서 조난자의 긴급 음성 통화 및 조난 정보 전달을 위하여 조난발생시 자동으로 음성통화 송수신기(101)의 송신기가 동작한다.
508 단계에서 음성통화 송수신기(101)의 송신기는 일정시간(D) 동안 작동(606)하며, 509 단계에서 일정시간 동안 조난자의 긴급 음성 및 정보를 전달한 후 음성통화 송신기는 꺼진다. 일정시간 이후에는 조난자 또는 구조자의 통화 송수신 스위치(301) 선택에 의해 송수신 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 통화 송수신 스위치(301)는 PTT(Push-To-Talk) 스위치 기능을 갖는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 조난 신호 수신 방법의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 조난 신호 수신 방법은 도 1에 도시된 조난 신호 송수신 장치에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 조난 신호 송수신 장치에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시 예에 따른 조난 신호 수신 방법에도 적용된다.
구조자의 조난 신호 송수신 장치는 초기상태에서 조난 신호 수신상태로 동작한다.
601 단계에서 조난 신호 송수신기(102)는 조난 신호를 수신한다.
602 단계에서 수신된 조난 신호로부터 조난자 식별 신호를 추출하고, 조난자 식별 신호로부터 조난자를 식별한다. 식별된 조난자를 디스플레이부(105)에 표시할 수 있으며 조난자의 정보를 관리할 수 있도록 한다.
603 단계에서 조난 신호가 입력되어 조난자가 식별되면, 조난자의 음성통화 신호를 수신하기 위하여 조난자의 조난 신호 송수신 장치에서 음성통화가 전송되는 일정시간(D) 동안 음성통화 송수신기(101)의 수신기의 전원을 켜서 조난자의 음성 정보를 수신하고, 마이크 스피커부(106)의 스피커를 통하여 음성 정보를 전달받을 수 있다.
604 단계에서 상기와 같이 구조자는 조난자의 음성통화를 수신함과 동시에 조난자의 조난 신호 송수신 장치의 조난 신호 송수신기(102)를 통하여 전송되는 조난 신호를 120o 또는 90o 지향각으로 설정된 3개의 수신기의 수신 전력을 측정한다. 측정된 수신 전력으로부터 최대 수신 전력을 갖는 방향을 조난자의 위치방향으로 결정하여 디스플레이부(105)에 해당 방향을 표시한다.
605 단계에서 조난자 위치방향 결정은 조난 신호로부터 산출되므로 조난 신호 수신 여부를 계속 감시하면서 수신된 수신전력이 일정시간 유지되는지 판단한다. 상기 판단 결과 수신전력이 일정시간 유지되면 607 단계로 진행하고, 일정시간 유지되지 않으면 606 단계로 진행한다.
조난 신호가 계속 수신되면, 시시각각 변화하는 다중경로에 의한 순시적인 위치방향 감지를 방지하기 위하여 수신기(1,2,3)의 조난 신호 수신 전력이 일정시간(E) 동안 유지되는지 여부를 판단한다. 조난자 위치방향이 결정된 방향에서 수신되는 전력이 일정시간(E) 동안 최대값으로 유지되면 조난자 위치방향으로 표시하며(607 단계), 일정시간 동안 최대값이 시변적으로 변할 경우에는 다중경로에 의한 영향을 경감하기 위하여 이전에 결정된 위치방향으로 조난자의 위치방향을 표시한다(606 단계).
606 단계에서 통신 채널이 중단되는 경우 조난 신호가 수신되지 않으므로 조난자 위치방향 표시는 조난 신호 수신 중단 이전의 위치방향을 표시하고 604 단계로 진행한다. 소방화재 등 통신 채널 환경이 열악한 경우에 통신 채널 형성이 중단되는 경우가 발생할 수 있기 때문에 새로운 위치방향이 결정될 때까지는 이전 위치방향을 유지하는 것이 바람직하다.
구조자는 도 6과 같은 조난탐지 구조 프로세스를 수행하며, 조난자와 음성통화를 위해서는 조난자와 같이 조난구조 탐지 프로세스 중 통화 송수신 스위치(301) 선택에 의해 음성통화를 수행할 수 있다. 여기서, 통화 송수신 스위치(301)는 PTT(Push-To-Talk) 스위치 기능을 갖는 것이 바람직하다. 구조자가 조난탐지 구조 프로세스 중 조난을 하였을 경우에는 상기의 조난자 조난 신호 송수신장치와 같은 조난자 프로세스를 수행한다.
도 7은 본 발명에 따른 조난 신호 송수신장치의 실제 구성 예와 조난 신호 송수신장치가 안전보호구에 장착된 실장 예를 도시한 것이다.
도 7(a) 와 도 7(b)는 본 발명에 따른 조난 신호 송수신장치의 실제 구성 예이다.
도 7(a)와 도 7(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 조난 신호 송수신장치는 3개 방향을 지향하는 조난 신호 송수신기(102(1), 102(2), 102(3))와 행위 센서(103), 제어부(104), 디스플레이부(105), 및 마이크 스피커부(106)를 포함하는 메인보드로 구성되어 실장 배치된다.
도 7(c) 는 본 발명에 따른 조난 신호 송수신장치가 안전보호구에 장착된 실장예이다.
조난 신호 송수신장치는 3개 방향을 지향하는 조난 신호 송수신기(102(1), 102(2), 102(3))와 행위 센서(103), 제어부(104), 디스플레이부(105), 및 마이크 스피커부(106)를 포함하는 메인보드로 구성되어 실장 배치되며, 조난 신호 송수신기(102(1), 102(2), 102(3))와 메인보드간 신호는 전기적으로 연결된다. 이때, 조난 신호 송수신기가 많아짐에 따라 커버하는 지향각이 작아질수록 조난자의 위치 방향의 정확도는 올라갈 것이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 추락 및 조난시 이를 감지하고 조난 신호를 발생하여 조난자 방향을 탐색하여 조난자를 구조할 수 있는 소방조난 탐지구조 단말장치에 이용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 조난 신호가 수신되면, 상기 조난 신호에 포함된 사용자 식별자로부터 조난자를 식별하는 단계;
    복수의 지향성 조난 신호 수신기를 통하여 수신한 각 조난 신호 수신기별 수신 전력으로부터 조난자의 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되면, 상기 조난자의 위치방향을 표시하는 단계를 포함하되,
    상기 조난자의 위치를 결정하는 단계는
    지향각 방향별로 수신되는 수신전력에 따라 지향각 방향에 가중치를 부여하여 조난자의 위치방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 수신방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되지 않으면, 이전에 결정된 상기 조난자의 위치방향을 표시하는 단계를 더 포함하는 조난 신호 수신방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 조난 신호가 수신되면, 음성 통화 송수신기를 일정 시간 동안 켜는 단계를 더 포함하는 조난 신호 수신방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 조난 신호가 수신되면, 상기 조난 신호에 포함된 사용자 식별자로부터 조난자를 식별하는 조난자 식별기; 및
    복수의 지향성 조난 신호 수신기를 통하여 수신한 각 조난 신호 수신기별 수신 전력으로부터 조난자의 위치를 결정하고, 상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되면, 상기 조난자의 위치방향을 출력하는 위치방향 탐지기를 포함하되,
    상기 위치방향 탐지기는
    지향각 방향별로 수신되는 수신전력에 따라 지향각 방향에 가중치를 부여하여 조난자의 위치방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 수신장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 위치방향 탐지기는 상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되지 않으면, 이전에 결정된 상기 조난자의 위치방향을 출력하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 수신장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 조난 신호가 수신되면, 일정시간 동안 켜지는 음성 통화 송수신기를 더 포함하는 조난 신호 수신장치.
  13. 행위 센서의 감지값이 조난 판단 기준값보다 큰 경우 잠정적인 조난 상태로 판단하고, 상기 잠정적인 조난 상태에서 상기 행위 센서의 감지값이 조난 결정 기준값보다 작은 경우 조난 상태로 결정하고, 상기 조난 상태가 일정시간 이상 지속되는 경우 조난 상태로 확정하는 제어부;
    상기 조난 상태로 확정되면, 조난 신호를 송신하는 조난 신호 송신기;
    조난 신호가 수신되면, 상기 수신된 조난 신호에 포함된 사용자 식별자로부터 조난자를 식별하는 조난자 식별기; 및
    복수의 지향성 조난 신호 수신기를 통하여 수신한 각 조난 신호 수신기별 수신 전력으로부터 조난자의 위치를 결정하고, 상기 각 조난 신호 수신기별 수신 전력이 일정시간 동안 유지되면, 상기 조난자의 위치방향을 출력하는 위치방향 탐지기를 포함하되,
    상기 위치방향 탐지기는
    지향각 방향별로 수신되는 수신전력에 따라 지향각 방향에 가중치를 부여하여 조난자의 위치방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 송수신장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 조난 상태로 확정되거나 상기 조난 신호가 수신되면, 일정 시간 동안 켜지는 음성 통화 송수신기를 더 포함하는 조난 신호 송수신장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 조난 신호의 송수신과 음성 통화를 동시에 하기 위해 이중 대역 안테나와 다이플렉스 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 송수신장치.
  16. 제4항에 있어서,
    상기 조난자의 위치방향을 표시하는 단계는
    상기 조난자의 위치방향을 청각적으로 표시하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 수신방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 위치방향 탐지기는
    상기 조난자의 위치방향을 청각적으로 표시하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 수신장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 위치방향 탐지기는
    상기 조난자의 위치방향을 청각적으로 표시하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조난 신호 송수신장치.
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