KR101581353B1 - 안전 헬멧 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안전 헬멧으로서 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 안전 헬멧이 사용자가 작업하는 환경을 감지하면서 작업자에게 실시간으로 표시하며, 위험이 감지되었을 때 외부의 관리자에게 상호 통신하여 위험성을 전달하여 사용자의 위치, 환경, 건강상태 등을 실시간으로 전달하는 것으로, 산업현장이나 재해현장에서 작업자의 머리를 보호하도록 착용하면서 전측 일면에 공기 흡입구가 형성되며, 작업자의 양 눈에 대면하는 전측에 투시형 고글부가 구비되는 안전 헬멧에 있어서, 상기 안전 헬멧의 흡입구 내측에 구비되어 작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 충격을 감지하여 센싱신호를 생성시키는 제1센서모듈이 설치되고, 상기 제1센서모듈에서 감지한 측정신호를 받아 증폭하고 필터링한 후 디지털 데이터로 변환하는 신호처리모듈과 상기 신호처리모듈을 통해 측정데이터를 입력받고, 측정된 데이터에 대해 미리 저장되어있는 데이터 표시 알고리즘과 분석 알고리즘에 의해 측정 데이터를 표시함과 아울러 비교분석에 의해 알람 및 표시를 제어하는 제어모듈이 상기 헬멧의 후측 내부에 설치되고, 상기 제어모듈에 분석된 주변 환경의 측정 데이터와 분석 데이터를 작업자가 볼 수 있도록 고글부에 마련된 표시부에 표시하고, 상기 제어부(3)로부터 신호를 수신하여 음성으로 알리는 알림부(6)가 헬멧 외측에 마련되고, 상기 제1센서모듈, 제어모듈, 표시부 및 알림부에 필요한 전원을 공급하는 전원부가 포함되는 안전 헬멧을 제공한다.

Description

안전 헬멧{SAFETY HELMET}

본 발명은 안전 헬멧으로서, 더욱 상세하게는 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 안전 헬멧이 사용자가 작업하는 환경을 감지하면서 작업자에게 실시간으로 표시하며, 위험이 감지되었을 때 외부의 관리자에게 상호 통신하여 위험성을 전달하여 사용자의 위치, 환경, 건강상태 등을 실시간으로 전달하는 안전 헬멧에 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.

그러나 이러한 각종 첨단장비들은 작업자가 지닐 수 있는 장비의 무게나 개수에는 한계가 있다. 더욱이, 몸을 가누기 힘든 고공의 작업현장이나 화재진압과 같은 위험천만한 작업환경이라면, 위와 같은 장비들의 필요성은 더욱 높지만 사실상 그 장비들을 모두 소지하고 작업하는 것은 매우 어려운 일이다.

대한민국 등록특허 제10-1092222호(발명의 명칭 : 헬멧)

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 창출한 것으로서 그 목적은, 각종 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 반드시 착용해야 하는 안전 헬멧에 작업자의 행동 및 위험요소를 감지하는 안전 헬멧을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 작업자가 착용하는 안전 헬멧에 의해 제1, 2센서모듈을 통해 주변 환경을 감지하여 감지된 데이터를 헬멧의 고글부에 구비된 표시부에 작업자가 식별할 수 있음과 아울러 헬멧의 표시부 또는 알림부를 통해 인지할 수 있도록 하며, 작업자가 작업하는 주변 환경의 데이터를 습득하여 현재 작업자의 환경을 판단할 수 있도록 하는 목적을 가지고 있다.

본 발명은 산업현장이나 재해현장에서 작업자의 머리를 보호하도록 착용하면서 전측 일면에 공기 흡입구가 형성되며, 작업자의 양 눈에 대면하는 전측에 투시형 고글부가 구비되는 안전 헬멧에 있어서,

상기 안전 헬멧의 흡입구 내측에 구비되어 작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 충격을 감지하여 센싱신호를 생성시키는 제1센서모듈이 설치되고,

상기 제1센서모듈에서 감지한 측정신호를 받아 증폭하고 필터링한 후 디지털 데이터로 변환하는 신호처리모듈과 상기 신호처리모듈을 통해 측정데이터를 입력받고, 측정된 데이터에 대해 미리 저장되어있는 데이터 표시 알고리즘과 분석 알고리즘에 의해 측정 데이터를 표시함과 아울러 비교분석에 의해 알람 및 표시를 제어하는 제어모듈이 상기 헬멧의 후측 내부에 설치되고,

상기 제어모듈에 분석된 주변 환경의 측정 데이터와 분석 데이터를 작업자가 볼 수 있도록 고글부에 마련된 표시부에 표시하고,

상기 제어부(3)로부터 신호를 수신하여 음성으로 알리는 알림부(6)가 헬멧 외측에 마련되고,

상기 제1센서모듈, 제어모듈, 표시부 및 알림부에 필요한 전원을 공급하는 전원부가 포함되는 안전 헬멧을 제공한다.

한편, 상기 신호처리모듈은 상기 제1센서모듈의 신호를 검출하여 각각 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부의 출력신호를 필터링하는 필터부와, 아날로그 신호에서 디지털신호로 변환시키는 변환부로 구성되어 디지털신호로 변환된 데이터를 상기 제어모듈로 출력하고,

상기 제어모듈은 상기 신호처리모듈에서 입력되는 각 센서들의 신호를 각각의 센서별 측정 특성에 따라 알고리즘 또는 룩업 테이블 등으로 저장하고 있는 분석툴에 의해서 측정된 데이터를 수치화하고, 임의의 한계치와 비교하여 상기 알림부와 표시부로 데이터를 출력하며, 상기 알림부는 음성모듈을 포함하여 설정치보다 높은 수치를 기록한 항목에 대해서는 10% 단위로 초과 사항을 내장된 스피커를 통하여 음성으로 송출하고,

상기 표시부는 제1센서모듈로부터 측정된 값을 수치로 표시하되, 정상치 아래일 때는 초록색으로 표시되고 정상치를 초과할 때는 붉은색으로 표시되도록 하는 안전 헬멧을 제공한다.

한편, 상기 제어모듈로부터 상기 측정값을 수신받아 외부 단말기나 관리서버에 전달하는 통신부와, 상기 제1센서모듈로부터 측정되는 값에 대한 위험범위를 설정하는 위험범위설정부와, 상기 위험범위설정부에 의해 설정된 위험범위에 상기 측정값이 해당시 위험발생을 위한 신호를 출력하는 위험판단부 및, 상기 위험판단부의 신호를 수신받아 상기 표시부 또는 상기 외부 단말기 또는 상기 관리서버에 위험을 발생시키도록 하고, 미리 등록된 연락처로 위험에 대한 경보메시지를 전송하도록 하는 경보메시지전송부가 제어모듈에 더 포함되는 안전 헬멧을 제공한다.

한편, 상기 위험판단부는 제1센서모듈에서 감지된 물리적 환경이 설정된 일정 이상으로 변화한다고 판단되면, 변화되는 시점을 기준으로 해당 시점 전후의 일정 시간동안 상기 센서에서 감지된 물리적 환경에 대한 데이터를 메모리에 저장하도록 제어하고, 아울러 상기 헬멧 외측에 마련된 마이크를 통해 입력되는 음향과 상기 알림부를 통해 출력되는 음향도 상기 메모리에 저장되도록 하는 안전 헬멧을 제공한다.

한편, 상기 제1센서모듈에 감지하는 주변환경에 대한 측정의 기준이 되는 기준센서가 상기 관리서버로부터 접속됨으로써 제공하는 기준 측정값과 상기 측정값을 서로 비교하여, 상기 측정값의 오차를 산출하고, 상기 측정값에 오차가 반영되는 보정값이 상기 표시부를 통해서 출력되도록 하는 측정값보정부가 제어모듈에 더 포함되는 안전 헬멧을 제공한다.

한편, 상기 제1센서모듈 중 선택된 온도센서와 작업자 주변에 설치된 실시간 온도 측정을 수행하는 복수의 온도센서를 탐색하여 설정된 온도센서를 네트워크로 연결하여 실시간 모니터링을 하며, 각 온도센서에 대하여 개별 설정된 이상온도범위를 포함하는 개별설정데이터가 저장되면서 화재인식정보를 포함하는 인식정보DB와 상기 온도센서의 측정 온도가 개별설정데이터의 이상온도범위에 해당되면 이상온도범위에 해당된 온도센서를 온도이상으로 판단하면서 온도이상 여부 판단 시 화재인식정보와 비교하여 화재발생 여부 판단을 함께 수행하는 이상온도판단부로 구성되는 다채널온도제어부가 관리서버에 더 포함되는 안전 헬멧을 제공한다.

한편, 상기 헬멧 내부의 내주면에 작업자의 생체신호를 감지하는 제2센서모듈이 더 구비되며, 상기 제2센서모듈은 온도와 압력을 감지하는 다중센서로서 작업자의 헬멧이 머리에 가해지는 압력에 응답하여 생체 정보 신호를 감지하도록 하며, 상기 제2센서모듈의 각 센서들로부터 측정된 생체 정보 신호를 상기 신호처리모듈로 수신하되, 상기 제2센서모듈로부터 수신된 생체 정보 신호의 전압 레벨을 증폭시키고, 각 센서에서 발생된 노이즈를 제거하는 안전 헬멧을 제공한다.

이상과 같이 본 발명인 안전 헬멧은 본 발명은 작업자가 착용하는 안전 헬멧에 의해 제1, 2센서모듈을 통해 주변 환경을 감지하여 감지된 데이터를 헬멧의 고글부에 구비된 표시부에 작업자가 식별할 수 있음과 아울러 헬멧의 표시부 또는 알림부를 통해 인지할 수 있도록 하며, 작업자가 작업하는 주변 환경의 데이터를 습득하여 현재 작업자의 환경을 판단할 수 있는 이점을 가지고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 안전 헬멧의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 안전 헬멧의 제어구조를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 안전 헬멧에서 위험판단시 관리서버-외부단말기-표시부를 제어하는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 안전 헬멧에서 다채널온도제어부의 제어구조를 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 안전 헬멧에서 GPS모듈 기반 제어구조를 나타낸 블록도.

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 실시예를 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이 산업현장이나 재해현장에서 작업자의 머리를 보호하도록 착용하면서 전측 일면에 공기 흡입구(20)가 형성되며, 착용시 작업자의 양 눈에 대면하는 전측에 투시형 고글부(30)가 구비되는 안전 헬멧(10)에 있어서,

상기 안전 헬멧(10)의 흡입구(20) 내측에 구비되어 작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 충격을 감지하여 신호를 생성시키는 제1센서모듈(100a)이 설치되고,

상기 제1센서모듈(100a)에서 감지한 측정신호를 받아 증폭하고 필터링한 후 디지털 데이터로 변환하는 신호처리모듈(200)과 상기 신호처리모듈(200)을 통해 측정데이터를 입력받고, 측정된 데이터에 대해 미리 저장되어있는 데이터 표시 알고리즘과 분석 알고리즘에 의해 측정 데이터를 표시함과 아울러 비교분석에 의해 알람 및 표시를 제어하는 제어모듈(300)이 상기 안전 헬멧(10)의 후측 내부에 설치되고,

상기 제어모듈(300)에 의해 분석된 주변 환경의 측정 데이터와 분석 데이터를 작업자가 볼 수 있도록 고글부(30)에 마련된 표시부(40)에 표시하고,

상기 제어모듈(300)로부터 신호를 수신하여 음성으로 알리는 알림부(50)가 헬멧 외측에 마련되고,

상기 제1센서모듈(100a), 신호처리모듈(200), 제어모듈(300), 표시부(40) 및 알림부(50)에 필요한 전원을 공급하는 전원부(400)가 포함되는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

본 발명의 안전 헬멧(10)은 안전 헬멧에 설치되어 작업자가 상기 안전 헬멧을 착용하고 산업현장이나 재해현장에서 작업시 주변 환경의 위험을 감지하여 안전을 도모함과 아울러 사고시 작업자의 상태, 위치 등을 외부로 알리도록 제공되는 것이다.

본 발명의 안전 헬멧(10)은 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 안전 헬멧(10)의 흡입구(20) 내측에 구비되어 작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 위치, 충격을 감지하여 센싱신호를 생성시키는 제1센서모듈(100a)이 설치되고, 상기 제1센서모듈(100a)에서 감지한 측정신호를 받아 증폭하고 필터링한 후 디지털 데이터로 변환하는 신호처리모듈(200)과 상기 신호처리모듈(200)을 통해 측정데이터를 입력받고, 측정된 데이터에 대해 미리 저장되어 있는 데이터 표시 알고리즘과 분석 알고리즘에 의해 측정 데이터를 표시함과 아울러 비교분석에 의해 알람 및 표시를 제어하는 제어모듈(300)이 상기 안전 헬멧(10)의 후측 내부에 설치되고, 상기 제어모듈(300)에 의해 분석된 주변 환경의 측정 데이터와 분석 데이터를 작업자가 볼 수 있도록 고글부(30)에 마련된 표시부(40)에 표시하고, 상기 제어모듈(300)로부터 신호를 수신하여 음성으로 알리는 알림부(50)가 헬멧(10) 외측에 마련되고, 상기 제1센서모듈(100a), 신호처리모듈(200) 제어모듈(300), 표시부(40) 및 알림부(50)에 필요한 전원을 공급하는 전원부(400)가 헬멧(10) 후측 내부에 설치되어 구성된다.

상기 안전 헬멧(10)의 흡입구(20)를 통해 주변 외부 공기가 유입되어 상기 흡입구(20) 내측에 구비된 제1센서모듈(100a)이 외부 공기의 온도, 조도, 습도, 가스(gas)를 감지하도록, 온도 감지센서, 조도감지 센서, 습도감지 센서, 가스감지센서를 포함하며, 작업자가 착용한 안전 헬멧(10)에 가해지는 외부로부터의 충격을 감지하는 충격감지 센서 등을 포함하여 각 센서들로부터 발생한 센싱신호를 상기 제어모듈(300)로 전달한다.

상기 신호처리모듈(200)은 상기 제1센서모듈(100a)의 각 센서들의 신호를 검출하여 각각 증폭하는 증폭부(210)와, 상기 증폭부(210)의 출력신호를 필터링하는 필터부(220)와, 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환시키는 변환부(230)로 구성되어 디지털신호로 변환된 데이터를 상기 제어모듈(300)로 출력한다.

즉 상기 제1센서모듈(100a)의 각 센서들로부터 감지되는 신호는 상기 신호처리모듈의 증폭부(210)를 통해서 각각 증폭되고, 필터부(220)를 통해서 필터링되어 잡음을 제거한 후, 아날로그 신호를 디지털 변환부(230)를 통해서 디지털 데이터로 변환된다.

상기 제어모듈(300)은 상기 신호처리모듈(200)에서 입력되는 각 센서들의 신호를 각각의 센서별 측정 특성에 따라 알고리즘 또는 룩업 테이블 등으로 저장하고 있는 분석툴에 의해서 측정된 데이터를 수치화하고, 아울러 임의의 한계치와 비교하여 상기 알림부(50)와 표시부(40)로 데이터를 출력한다.

상기 제어모듈(300)은 상기 제1센서모듈(100a)에서 센싱한 정보를 상기 신호처리모듈(200)을 거쳐 정보를 취득하고 센서정보와 기준수치를 비교 분석하여 수치는 상기 표시부(40)에 표시하고 기준수치를 초과한 항목에 대해서는 상기 알림부(50)의 음성모듈을 거쳐 안전 헬멧(10) 외측에 구비된 스피커로 음성으로 송출한다.

그리고, 상기 신호처리모듈(200)은 상기 제1센서모듈(100a)의 신호를 검출하여 각각 증폭하는 증폭부(210)와, 상기 증폭부(210)의 출력신호를 필터링하는 필터부(220)와, 아날로그 신호에서 디지털신호로 변환시키는 변환부(230)로 구성되어 디지털신호로 변환된 데이터를 상기 제어모듈(300)로 출력하고, 상기 제어모듈(300)은 상기 신호처리모듈(200)에서 입력되는 각 센서들의 신호를 각각의 센서별 측정 특성에 따라 알고리즘 또는 룩업 테이블 등으로 저장하고 있는 분석툴에 의해서 측정된 데이터를 수치화하고, 임의의 한계치와 비교하여 상기 알림부(50)와 표시부(40)로 데이터를 출력하며, 상기 알림부(50)는 음성모듈을 포함하여 설정치보다 높은 수치를 기록한 항목에 대해서는 10% 단위로 초과 사항을 내장된 스피커를 통하여 음성으로 송출하고, 상기 표시부(40)는 제1센서모듈(100a)로부터 측정된 값을 수치로 표시하되, 정상치 아래일 때는 초록색으로 표시되고 정상치를 초과할 때는 붉은색으로 표시되도록 하는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

즉, 상기 표시부(40)는 안전 헬멧(10) 전측에 마련된 고글부(30) 내측에 작업자의 시야에 식별할 수 있도록 구비되어 제1센서모듈(100a)을 통해 제어모듈(300)로 전달된 온도, 조도, 습도, 가스(gas)의 데이터를 수치로 표시하되 정상치 아래일 때는 초록색으로 표시되고 정상치를 초과할 때는 붉은색으로 표시되게 된다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 제어모듈(300)로부터 상기 측정값을 수신받아 외부 단말기(1)나 관리서버(2)에 전달하는 통신부(500)와, 상기 제1센서모듈(100a)로부터 측정되는 값에 대한 위험범위를 설정하는 위험범위설정부(310)와, 상기 위험범위설정부(310)에 의해 설정된 위험범위에 상기 측정값이 해당시 위험발생을 위한 신호를 출력하는 위험판단부(320) 및, 상기 위험판단부(320)의 신호를 수신받아 상기 표시부(40) 또는 상기 외부 단말기(1) 또는 상기 관리서버(2)에 위험을 발생시키도록 하고, 미리 등록된 연락처로 위험에 대한 경보메시지를 전송하도록 하는 경보메시지전송부(330)가 제어모듈(300)에 더 포함되는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

상기 통신부(500)는 제어모듈(300)로부터 측정값을 수신받아 외부 단말기(1)나 관리서버(2)에 전달하도록 한다.

여기서 외부 단말기(1)는 통신이 가능한 정보처리기기로서, 휴대폰, 태블릿 PC, 컴퓨터, 노트북 등을 포함할 수 있다. 또한 관리서버(2)는 센서의 측정값을 통해 관리를 수행하는 시스템으로서, 센서의 측정값에 대한 이력을 저장 및 관리하도록 한다. 또한 통신부(500)는 무선 인터넷 통신을 가능하도록 하는 무선통신모듈로 이루어지는 무선통신부와, 근거리 무선 통신, 예컨대 블루투스, 지그비, RF 등에 의한 통신을 가능하도록 NFC모듈로 이루어지는 근거리 무선통신부를 포함할 수 있다.

상기 위험범위설정부(310)는 센서가 측정하는 값에 대한 위험범위를 설정하도록 하고, 위험범위에 해당하는 각 센서들로부터 센싱된 측정값과 안전한 상태의 입력된 기준값이 입력되어 있으며, 상기 위험범위설정부(310)에 의해 입력되는 위험범위는 제어모듈(300)에 마련되거나 별도로 마련된 메모리부(301)에 저장될 수 있다.

상기 위험판단부(320)는 위험범위설정부(310)에 의해 설정된 위험범위에 각 센서들의 측정값이 해당시 경보발생을 위한 신호를 출력하도록 한다.

상기 경보메시지전송부(330)는 위험판단부(320)의 신호를 수신받아 표시부(40) 또는 외부 단말기(1) 또는 관리서버(2)에 위험을 발생시키도록 하고, 미리 등록된 연락처, 예컨대 휴대폰이나 무선호출기의 전화번호로 위험에 대한 경보메시지를 전송하도록 한다. 한편, 등록된 연락처는 예컨대 10개로 이루어질 수 있고, 이에 한하지 않고 다양한 개수로 이루어질 수 있으며, 메모리부(301)에 저장되어 경보메시지전송부(330)에 제공될 수 있다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 위험판단부(320)는 제1센서모듈(100a)에서 감지된 물리적 환경이 설정된 일정 이상으로 변화한다고 판단되면, 변화되는 시점을 기준으로 해당 시점 전후의 일정 시간동안 상기 센서에서 감지된 물리적 환경에 대한 데이터를 메모리부(301)에 저장하도록 제어하고, 아울러 상기 안전 헬멧(10) 외측에 마련된 마이크(60)를 통해 입력되는 음향과 상기 알림부(50)를 통해 출력되는 음향도 상기 메모리부(301)에 저장되도록 하는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 제1센서모듈(100a)이 위치한 주변환경에 대한 측정의 기준이 되는 기준센서가 상기 관리서버(2)로부터 접속됨으로써 제공하는 기준 측정값과 상기 측정값을 서로 비교하여, 상기 측정값의 오차를 산출하고, 상기 측정값에 오차가 반영되는 보정값이 상기 표시부(40)를 통해서 출력되도록 하는 측정값보정부(340)가 제어모듈(300)에 더 포함되는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

상기 측정값보정부(340)는 작업자가 위치한 장소 또는 주변에 대한 측정의 기준이 되는 기준센서, 즉 정확한 측정을 가능하도록 검증된 센서가 유무선통신을 통해 접속되어 네트워크에 의해 관리서버(2)로 제공하는 기준 측정값과 제1센서모듈(100a)로부터 각 센서들의 측정값을 서로 비교하여, 상기 제1센서모듈(100a)에 의해 센싱된 측정값의 오차를 산출하고, 상기 제1센서모듈(100a)의 측정값에 오차가 반영되는 보정값이 통신부(500)를 통해 제어모듈(300)로 전송되어 표시부(40)를 통해서 출력되도록 한다. 즉, 측정값보정부(340)는 정확도가 뛰어난 기준 측정값을 나타내도록 센서의 측정값을 보정하게 된다. 상기 통신부(500)를 통해 제어모듈(300)에 의해 작업자의 위치에 대한 측정값, 예컨대 작업자의 현재 위치와 주변의 온도가 표시된 표시부(40)를 통해서 한눈에 선택적으로 확인할 수 있다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 제1센서모듈(100a) 중 선택된 온도센서와 작업자 주변에 설치된 실시간 온도 측정을 수행하는 복수의 온도센서를 탐색하여 설정된 온도센서를 네트워크로 연결하여 실시간 모니터링을 하며, 각 온도센서에 대하여 개별 설정된 이상온도범위를 포함하는 개별설정데이터가 저장되면서 화재인식정보를 포함하는 인식정보DB(351)와 상기 온도센서의 측정 온도가 개별설정데이터의 이상온도범위에 해당되면 이상온도범위에 해당된 온도센서를 온도이상으로 판단하면서 온도이상 여부 판단시 화재인식정보와 비교하여 화재발생 여부 판단을 함께 수행하는 이상온도판단부(352)로 구성되는 다채널온도제어부(350)가 제어모듈(300)에 더 포함되는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

상기 작업자 주변에 설치된 온도센서는 작업자 주변에 미리 설치된 온도센서로서 다채널온도제어부(350)에 전송하여 다채널온도제어부(350)로 하여금 작업자 주변에 온도변화 대해 모니터링을 가능케 한다.

또한, 상기 작업자 주변에 설치된 온도센서는 저항온도센서(RTD; Resistance Temperature Detector), 열전대센서(Thermocouple Type), 서미스터(Thermistor)와 같은 접촉식 온도제어센서뿐만 아니라, 방사온도계와 같은 비접촉식 온도제어센서도 포함한다.

상기 온도센서가 설치되는 감지구역은, 온도를 이용한 관련 장비내에 포함되는 특정지역을 나타내는 것으로, 이는 벽 등으로 차단된 구역일 수도 있고 일정 범위를 나타낼 수도 있다.

또한, 온도센서는 특정 감지구역내 하나만 설치될 수도 있고, 복수개가 설치될 수도 있다.

이러한 온도센서에 관한 정보는 다채널온도제어부(350)내 저장DB에 저장되는 것이 바람직하고, 온도센서정보에는 각 온도센서의 식별아이디, 설치장소, 각 감지구역의 상세정보(위치, 식별아이디, 설치된 온도센서) 등이 포함된다.

상기 다채널온도제어부(350)는 작업자의 헬멧(10)에 구비된 제1센서모듈(100a)의 온도센서와 작업자 주변에 탐색된 복수의 온도센서가 네트워크 연결되어 각 온도센서에 대한 실시간 모니터링을 수행하는 것으로서, 상기 관리서버(2)에 포함되어 소정의 메모리 수단을 구비하고 소정의 마이크로 프로세서를 탑재함으로써 소정의 연산 능력을 갖춘 단말기인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 다채널온도제어부(350)는 인식정보DB(351), 이상온도판단부(352)를 포함하여 제어모듈(300) 또는 관리서버(2)에 포함되어 수행된다.

상기 관리서버(2)에 상기 다채널온도제어부(350)가 포함시 통신부(500)를 통해 상기 모니터링 된 정보를 수신하여 위험판단시 제어모듈(300)은 표시부(40) 또는 알림부(40)에 입력되도록 제공된다.

상기 인식정보DB(351)는 온도센서에 의해 측정된 감지구역내 온도의 이상 여부를 판단하기 위한 기준으로서, 개별설정데이터, 온도편차데이터, 온도평균값데이터, 이상온도개수데이터를 저장한다.

개별설정데이터는 각 온도센서에 대하여 개별 설정된 이상온도범위를 포함하여 각 온도센서의 측정 온도가 특정 범위의 이상온도에 해당하면 온도이상으로 판단되도록 하고, 온도편차데이터는 작업자 헬멧에 구비된 온도센서와 작업자 주변에 탐색된 각 온도센서에 대하여 설정된 이상편차범위를 포함하여, 작업자와 주변의 각 온도센서에 포함되는 온도센서가 측정한 온도의 편차가 특정 범위의 이상편차에 해당하면 온도이상으로 판단되도록 하고, 온도평균값데이터는 작업자와 주변의 각 온도센서에 대하여 설정된 이상평균값범위를 포함하여, 각 온도센서에 포함되는 온도센서가 측정한 온도의 평균값이 상기 특정 범위의 이상평균값에 해당하면 온도이상으로 판단되도록 하고, 이상온도개수데이터는 각 온도센서에 대하여 설정된 이상개수범위를 포함하여, 작업자 헬멧에 구비된 온도센서를 기준으로 주변의 온도센서에 포함되는 온도센서가 측정한 온도 중 이상온도에 해당하는 온도 개수가 상기 특정 범위의 이상개수에 해당되면 온도이상으로 판단되도록 한다.

상기 이상온도판단부(352)는 작업자 헬멧(10)에 구비된 온도센서와 작업자 주변에 탐색된 온도센서로부터 수집된 온도데이터와 개별설정데이터를 비교하여 각각의 온도센서별 온도이상 여부를 판단한다.

그리고, 상기 이상온도판단부(352)는 상기 각 온도센서에 의해 측정한 온도를 이용하여 온도이상 여부 판단을 수행하는 데, 온도이상 여부 판단 방법과 동일한 방법으로 인식정보DB에 저장된 화재인식정보와 비교하여 화재발생 여부 판단도 함께 수행한다.

한편, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 안전 헬멧(10) 내부의 내주면에 작업자의 생체신호를 감지하는 제2센서모듈(100b)이 더 구비되며, 상기 제2센서모듈(100b)은 온도와 압력을 감지하는 다중센서로서 작업자의 안전 헬멧(10)이 머리에 가해지는 압력에 응답하여 생체 정보 신호를 감지하도록 하며, 상기 제2센서모듈(100b)의 각 센서들로부터 측정된 생체 정보 신호를 상기 신호처리모듈(200)로 수신하되, 상기 제2센서모듈(100b)로부터 수신된 생체 정보 신호의 전압 레벨을 증폭시키고, 각 센서에서 발생된 노이즈를 제거하는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

상기 제2센서모듈(100b)이 헬멧(10) 내부의 내주면에 구비되어 작업자의 머리와 면접되어 있으며, 상기 제2센서모듈(100b)은 온도와 압력을 감지하는 다중센서로서, 상기 다중센서로부터 측정되는 압력값은 작업자가 외부로의 충격으로 인해 가해지는 압력 또는 헬멧(10)이 작업자의 머리로부터 이탈되어 압력변화가 없음을 감지하여 작업자의 위험성을 감지하도록 제공된다.

상기 제2센서모듈(100b)로부터 측정된 데이터는 신호처리모듈(200)로 전송되어 측정된 생체 정보 신호를 수신한다. 일반적으로, 상기 제2센서모듈(100b)에서 측정된 생체 정보 신호는 전압 레벨이 약하고, 노이즈가 많이 발생된다.

따라서, 상기 신호처리모듈(200)은 제2센서모듈(100b)의 각 센서에서 수신된 생체 정보 신호의 전압 레벨을 키우고, 각 센서에서 발생된 노이즈를 제거한다. 그리고 신호처리모듈(200)은 전압 증폭 및 노이즈가 제거된 생체 정보 신호를 제어모듈(300)로 전송한다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 제어모듈(300)에 포함되면서 GPS위성과 통신하는 GPS모듈(360)과, 작업자의 위치설정이 입력되면 상기 GPS모듈(360)로부터 현재 위치의 좌표데이터를 전달받아 작업자가 위치한 위치정보로 저장하는 작업자위치설정부(370)와, 상기 작업자가 설치된 위치정보를 통해 작업자와 작업자 주변의 다른 GPS모듈 사이를 연결하는 선의 좌표데이터를 계산하여 작업자가 위치한 위치정보로 저장하는 주변GPS설정부(380)와, 상기 GPS모듈(360)로부터 일정시간 간격으로 현재 위치에 따른 좌표데이터를 수신하고, 상기 수신된 좌표 데이터와 상기 주변위치로부터 저장된 GPS모듈(360)의 위치정보가 일정 거리이내이면 진동 또는 음향 중 적어도 하나를 발생시키는 자극 발생부(390)가 제어모듈(300)에 포함하고,

상기 주변GPS설정부(380)는 상기 작업자가 위치한 위치정보의 개수가 하나이면, 상기 작업자가 위치한 위치정보를 중심점으로 하는 원의 좌표데이터를 계산하여 주변 GPS모듈(360)이 설치된 위치정보로 설정하는 안전 헬멧(10)을 제공한다.

상기 GPS모듈(360), 작업자위치설정부(370), 주변GPS설정부(380), 자극발생부(390)는 제어모듈(300)에 포함되어 제어될 수 있으며, 또한 상기 관리서버(2)에 작업자위치설정부(370)와 주변GPS설정부(380)가 제어되어 제어모듈(300)의 통신부(500)로부터 좌표데이터를 수신하여 헬멧(10)의 표시부(40)에 표시되면서 자극 발생부(390)를 실행하도록 제어할 수 있다.

작업자의 위치설정은 전원부(400)로부터 제어모듈(300)로 전원을 공급시 GPS모듈(360)이 동작되면서 발생되는 위치설정으로서, 작업자가 현재 위치의 좌표데이터를 등록하기 위한 위치설정으로서 작업자의 위치를 설정을 위해 특정 지점의 좌표데이터를 작업자가 위치한 위치로 등록하기 위해 좌표데이터를 입력받는 위치입력을 포함한다.

상기 GPS모듈(360)은 일정시간 간격으로 GPS위성과 통신하여 작업자의 위치에 대한 좌표 데이터를 수신하고, 수신한 좌표 데이터를 제어모듈(300)로 전달한다.

상기 작업자위치설정부(370)는 GPS모듈(360)의 동작되는 위치등록이 입력되면 GPS모듈(360)을 통해 현재 위치의 좌표데이터를 전달받아 작업자가 위치된 위치정보로 저장한다.

또한 작업자위치설정부(370)는 위치입력을 통해 작업자가 위치될 특정 위치의 좌표데이터를 입력받아 작업자가 위치된 위치정보로 저장할 수도 있다.

또한 작업자위치설정부(370)는 제어모듈(300)의 통신부(500)를 통해 좌표데이터를 전달받으면, 전달받은 좌표데이터를 작업자가 위치된 위치정보로 저장한다.

상기 주변GPS설정부(380)는 작업자가 위치한 주변 다른 GPS모듈을 탐색하여 작업자가 위치된 위치정보를 중심점으로 하는 원의 좌표데이터를 계산하여 작업자의 위치와 다른 GPS모듈의 위치정보로 설정한다.

그리고 자극발생부(390)는 다른 GPS모듈의 위치에 따른 좌표데이터와 작업자의 위치정보와의 근접 거리를 판단하여 작업자에 근접할수록 강한 세기의 진동 또는 음향 중 적어도 하나가 발생되도록 한다.

이때 작업자와 다른 GPS모듈과의 근접 거리에 따라 발생되는 진동 또는 음향의 세기는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있으며, 음향의 세기에 따라 작업자는 다른 GPS모듈이 작업자에 얼마나 근접하게 위치해 있는지를 인지할 수 있으며, 작업 환경에 따른 위험 발생시 자극발생부(390)를 통해 근접한 다른 GPS모듈을 작업자가 인지하여 위험신호 또는 구조를 요청할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

안전 헬멧 : 10, 제1센서모듈 : 100a, 제2센서모듈 : 100b, 신호처리모듈 : 200, 제어모듈 : 300, 위험표시설정부 : 310, 위험판단부 : 320, 경보메세지전송부 : 330, 측정값보정부 : 340, 다체널온도제어부 : 350, GPS모듈 : 360, 작업자위치설정부 : 370, 주변GPS설정부 : 380, 자극 발생부 : 380

Claims (5)

1. 산업현장이나 재해현장에서 작업자의 머리를 보호하도록 착용하면서 전측 일면에 공기 흡입구(20)가 형성되며, 착용시 작업자의 양 눈에 대면하는 전측에 투시형 고글부(30)가 구비되고, 안전 헬멧(10)의 흡입구(20) 내측에 구비되어 작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 충격을 감지하여 신호를 생성시키는 제1센서모듈(100a)이 설치되고, 상기 제1센서모듈(100a)에서 검출된 신호를 각각 증폭하는 증폭부(210)와, 상기 증폭부(210)의 출력신호를 필터링하는 필터부(220)와, 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환시키는 변환부(230)로 구성되는 신호처리모듈(200)과 상기 신호처리모듈(200)을 통해 측정데이터를 입력받고, 측정된 데이터에 대해 미리 저장되어있는 데이터 표시 알고리즘과 분석 알고리즘에 의해 측정 데이터를 표시함과 아울러 비교분석에 의해 알람 및 표시를 제어하는 제어모듈(300)이 상기 안전 헬멧(10)의 후측 내부에 설치되고, 상기 제어모듈(300)에 의해 분석된 주변 환경의 측정 데이터와 분석 데이터를 작업자가 볼 수 있도록 고글부(30)에 마련된 표시부(40)에 표시하고, 상기 제어모듈(300)로부터 신호를 수신하여 음성으로 알리는 알림부(50)가 헬멧 외측에 마련되고, 상기 제1센서모듈(100a), 신호처리모듈(200), 제어모듈(300), 표시부(40) 및 알림부(50)에 필요한 전원을 공급하는 전원부(400)가 포함되고, 상기 제어모듈(300)로부터 측정값을 수신받아 외부 단말기(1)나 관리서버(2)에 전달하는 통신부(500)와, 상기 제1센서모듈(100a)로부터 측정되는 값에 대한 위험범위를 설정하는 위험범위설정부(310)와, 상기 위험범위설정부(310)에 의해 설정된 위험범위에 상기 측정값이 해당시 위험발생을 위한 신호를 출력하는 위험판단부(320) 및, 상기 위험판단부(320)의 신호를 수신받아 상기 표시부(40) 또는 상기 외부 단말기(1) 또는 상기 관리서버(2)에 위험을 발생시키도록 하고, 미리 등록된 연락처로 위험에 대한 경보메시지를 전송하도록 하는 경보메시지전송부(330)가 제어모듈(300)에 포함되는 안전 헬멧에 있어서,
   상기 위험판단부(320)는 제1센서모듈(100a)에서 감지된 물리적 환경이 설정된 일정 이상으로 변화한다고 판단되면, 변화되는 시점을 기준으로 해당 시점 전후의 일정 시간동안 상기 센서에서 감지된 물리적 환경에 대한 데이터를 메모리부(301)에 저장하도록 제어하고, 아울러 상기 안전 헬멧(10) 외측에 마련된 마이크(60)를 통해 입력되는 음향과 상기 알림부(50)를 통해 출력되는 음향도 상기 메모리부(301)에 저장되도록 하고,
   상기 제1센서모듈(100a)이 위치한 주변환경에 대한 측정의 기준이 되는 기준센서의 기준 측정값이 유무선통신을 통해 접속되어 네트워크에 의해 관리서버(2)로 제공하는 기준 측정값과 제1센서모듈(100a)로부터 각 센서들의 측정값을 서로 비교하여, 상기 제1센서모듈(100a)에 의해 센싱된 측정값의 오차를 산출하고, 상기 제1센서모듈(100a)의 측정값에 오차가 반영되는 보정값이 통신부(500)를 통해 제어모듈(300)로 전송되어 표시부(40)를 통해서 출력되도록 하는 측정값보정부(340)가 제어모듈(300)에 포함되고,
   상기 제1센서모듈(100a) 중 선택된 온도센서와 작업자 주변에 설치된 실시간 온도 측정을 수행하는 복수의 온도센서를 탐색하여 설정된 온도센서를 네트워크로 연결하여 실시간 모니터링을 하며, 각 온도센서에 대하여 개별 설정된 이상온도범위를 포함하는 개별설정데이터가 저장되면서 화재인식정보를 포함하는 인식정보DB(351)와 상기 온도센서의 측정 온도가 개별설정데이터의 이상온도범위에 해당되면 이상온도범위에 해당된 온도센서를 온도이상으로 판단하면서 온도이상 여부 판단시 화재인식정보와 비교하여 화재발생 여부 판단을 함께 수행하는 이상온도판단부(352)로 구성되는 다채널온도제어부(350)가 관리서버(2)에 더 포함되어 통신부(500)를 통해 상기 모니터링 된 정보를 수신하여 위험판단시 제어모듈(300)은 표시부(40) 또는 알림부(40)에 입력되는 것을 특징으로 하는 안전 헬멧.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제어모듈(300)에 포함되면서 GPS위성과 통신하는 GPS모듈(360);과,
   작업자의 위치설정이 입력되면 상기 GPS모듈(360)로부터 제어모듈(300)의 통신부(500)를 통해 현재 위치의 좌표데이터를 전달받아 작업자가 위치한 위치정보로 저장하는 작업자위치설정부(370);와,
   상기 작업자가 설치된 위치정보를 통해 작업자와 작업자 주변의 다른 GPS모듈로부터 제어모듈(300)의 통신부(500)를 통해 전달받은 좌표데이터 사이를 연결하는 선의 좌표데이터를 계산하여 작업자가 위치한 위치정보로 저장하는 주변GPS설정부(380); 및,
   상기 GPS모듈(360)로부터 일정시간 간격으로 현재 위치에 따른 좌표데이터를 수신하고, 상기 수신된 좌표 데이터와 주변위치로부터 저장된 GPS모듈(360)의 위치정보가 일정 거리이내이면 진동 또는 음향 중 적어도 하나를 발생시키는 자극 발생부(390);가 제어모듈(300)에 포함하고,
   상기 주변GPS설정부(380)는 상기 작업자가 위치한 위치정보의 개수가 하나이면, 상기 작업자가 위치한 위치정보를 중심점으로 하는 원의 좌표데이터를 계산하여 주변 GPS모듈(360)이 설치된 위치정보로 설정하는 것을 특징으로 하는 안전 헬멧.

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