KR101755533B1 - 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템 - Google Patents

사물인터넷 기반 안전 관리 시스템 Download PDF

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KR101755533B1
KR101755533B1 KR1020160129575A KR20160129575A KR101755533B1 KR 101755533 B1 KR101755533 B1 KR 101755533B1 KR 1020160129575 A KR1020160129575 A KR 1020160129575A KR 20160129575 A KR20160129575 A KR 20160129575A KR 101755533 B1 KR101755533 B1 KR 101755533B1
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황명구
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템은, 건물이나 사물에 구비되어, 상기 건물 및 상기 사물 주변의 환경정보를 측정하는 센서부, 사용자에 구비되어, 상기 사용자의 신체정보를 측정하는 무선 통신 장치, 상기 센서부와 상기 무선 통신 장치 각각의 위치정보, 상기 환경정보와, 상기 신체정보를 수신하고, 자신의 위치정보와 함께 전달하는 모니터링부 및, 상기 센서부, 상기 무선 통신 장치, 상기 모니터링부 각각의 위치정보와, 상기 환경정보, 상기 신체정보를 수신하고, 상기 수시된 정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출하는 중앙서버를 포함할 수 있다.

Description

사물인터넷 기반 안전 관리 시스템{Safety management system based on Internet of Things}
본 발명은 안전 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 각종 건물의 내부에는 화재 발생이나 가수 누출과 같은 재난 상황 발생시 이를 감지하여 건물 내의 사람들이 인지할 수 있도록 하는 경고 수단이 마련되어 있다.
재난 상황 중에서 화재발생에 대한 안전 장치로는 건물 내 천장에 부착되어 있는 열감지센서를 통해 실내의 온도가 고온으로 상승하는 경우 자동으로 고음의 차임벨을 울리게 되거나, 스피커를 통해 경고음을 발하도록 하여 사람들이 대피할 수 있도록 하는 것이 통상적이다.
그러나 상기 화재발생에 대한 안전 장치는 단순히 열감지센서를 이용하여 사람들에게 건물 내에 화재가 발생 되었다는 사실만을 인지시켜줄 뿐, 건물 내에 어디에서 화재가 발생하였는지, 그에 따른 탈출 가능 경로는 어떻게 되는지에 대한 알림이 없기 때문에 건물 내의 사람들이 신속한 대피를 하지 못하여 인명 피해로 번지는 일이 빈번히 발생하고 있다.
또한, 화재 상황이 발생하더라도 불의 화력이 약한 초기 상태인 경우에는, 주변 소화기를 통해 이를 빠르게 진압하면 재산피해를 최소화할 수 있으나, 건물에 방문하는 방문자는 건물 내부 지형에 익숙하지 않고, 소화기 위치를 알기 어려워 화재 발생 지점 주변에 있더라도, 빠른 대처를 할 수 없는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 건물 내 환경정보를 이용하여 화재 또는 가스 누출과 같은 재난 상황 발생을 예측하고, 예측되는 재난 상황에 따라 건물 내 사람의 안전한 대피가 가능하도록 하거나 또는 재난 발생 지점에 대한 신속한 대처가 가능하도록 하는 대처 솔루션을 산출하여 인명피해 및 재산피해를 최소화하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템은 건물이나 사물에 구비되어, 상기 건물 및 상기 사물 주변의 환경정보를 측정하는 센서부; 사용자에 구비되어, 상기 사용자의 신체정보를 측정하는 무선 통신 장치; 상기 센서부와 상기 무선 통신 장치 각각의 위치정보, 상기 환경정보와, 상기 신체정보를 수신하고, 자신의 위치정보와 함께 전달하는 모니터링부; 및 상기 센서부, 상기 무선 통신 장치, 상기 모니터링부 각각의 위치정보와, 상기 환경정보, 상기 신체정보를 수신하고, 상기 수시되는 정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출하는 중앙서버;를 포함할 수 있다.
상기 센서부는, 진동센서, 온도습도센서, 가스농도센서 및, 화재센서를 포함할 수 있다.
상기 센서부는, 자신의 위치정보와 상기 환경정보의 전송이 가능한 블루투스 비콘을 구비할 수 있다.
상기 무선 통신 장치는, 상기 사용자의 신체에 착용 가능한 블루투스 비콘일 수 있다.
상기 무선 통신 장치는, 상기 사용자 위치를 측정하는 자이로 센서와, 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박센서가 구비될 수 있다.
상기 모니터링부는, 상기 건물 전체에 걸쳐 서로 소정 간격 이격된 위치에 복수개가 고정 설치되어, 상기 센서부와 상기 무선 통신 장치로부터 위치정보, 환경정보 및 신체정보를 포함한 정보신호를 수신하고, 이를 상기 중앙서버에 전달할 수 있다.
상기 모니터링부는, 상기 건물 내에서 통로를 복수개 형성하는 복수의 고정형 사물에 적어도 하나 이상이 설치되어, 상기 센서부와 방향 구분 알고리즘을 이용하여 사용자가 상기 통로 중 어느 통로에 위치하는지 판단할 수 있다.
상기 센서부는, 상기 모니터링부를 기준으로 좌상측, 우상측, 좌하측 및 우하측을 포함하는 네 개의 위치에 소정 거리 이격되도록 구비될 수 있다.
상기 모니터링부는, 맵 매칭 알고리즘을 이용하여 상기 사용자가 상기 통로 내에서 중앙쪽 또는 바깥쪽 중 어디에 위치하는지 판단할 수 있다.
상기 모니터링부는, 적어도 세 개 이상이 상기 건물 내에서 다각형을 구현하도록 배치되어, 상기 무선 통신 장치로부터 전달받는 신호의 세기를 기반으로 상기 사용자의 위치를 판단할 수 있다.
상기 중앙서버는, 상기 환경정보를 이용하여 화재 상황 및 가스 누출 상황을 포함한 재난 상황을 예측할 수 있다.
상기 중앙서버는, 상기 예측되는 재난 상황을 기반으로 사용자의 이동 경로를 포함한 대처 솔루션을 산출할 수 있다.
상기 중앙서버는, 화재 상황 또는 가스 누출 상황이 예측되는 경우, 상기 사용자의 휴대 단말기와 연동하여 상기 휴대 단말기에 이동 경로를 표시할 수 있다.
상기 중앙서버는, 상기 신체정보를 이용하여 상기 사용자의 상태를 체크하고, 상기 사용자의 상태가 이상이 있는 것으로 판단되면, 상기 사용자가 위급 상황임을 알릴 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템에 의하면, 건물이나 건물 내의 사물에 구비되는 센서부로부터 주변 환경정보를 수신하고, 수신된 환경정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출함으로써, 재난 솔루션에 따라 건물 내 사람이 안전하게 대피하거나, 재난 발생 지점에 대한 신속한 대처가 가능하여 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있다.
또한, 사용자가 구비하는 무선 통신 장치로부터 사용자의 신체정보를 수신하고, 수신된 신체정보를 이용하여 사용자의 위급 상황을 판단하고, 사용자의 위급 상황으로 판단되면, 주변 안전요원 또는 소방서 등의 유관기관에 알림으로써, 사용자에 대한 응급 처치가 가능하다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템의 개념도이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 위치 산출 방법을 설명하기 위한 제1 도면이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 위치 산출 방법을 설명하기 위한 제2 도면이다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템이 산출한 대처 솔루션을 보여주는 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도1을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템(100)은, 건물의 재난 상황을 미리 예측하여 인명 및 재산피해를 최소화하기 위한 것으로서, 센서부(110), 무선 통신 장치(120), 모니터링부(130) 및 중앙서버(140)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템(100)은, 센서부(110)가 건물이나 건물 내의 사물에 구비되어 건물 및 사물 주변의 환경정보를 측정하고, 무선 통신 장치(120)가 건물 내의 사용자에 구비되어 사용자의 신체정보를 측정하고, 모니터링부(130)가 센서부(110)와 무선 통신 장치(120) 각각의 위치정보, 건물 및 사물 주변의 환경정보 및, 사용자의 신체정보를 수신하고 이후 자신의 위치정보와 함께 중앙서버(140)에 전달하고, 중앙서버(140)가 센서부(110), 무선 통신 장치(120), 모니터링부(130) 각각의 위치정보, 건물 및 사물 주변의 환경정보 및, 사용자의 신체정보를 수신하고, 이후 수신된 정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 그런 다음 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출함으로써, 재난 솔루션에 따라 건물 내 사람이 안전하게 대피하거나, 재난 발생 지점에 대한 신속한 대처가 가능하여 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있다.
이후 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템(100)의 구성을 상세 설명한다.
도1 및 도2를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템(100)의 센서부(110)는 주변 환경정보를 측정하고, 측정한 주변 환경정보를 전송하는 장치이다. 센서부(110)는 건물 전체에 걸쳐 복수개가 배치될 수 있다.
센서부(110)는 건물의 바닥면, 벽면 및 천장 등에 배치될 수 있다. 또한 센서부(110)는 건물 내에 고정되어 있거나, 이동 가능한 사물에 구비될 수 있다. 여기서, 사물은 책상, 의자, 액자, 책장, 소화기 등 건물 내에 구비되는 다양한 물품을 포함할 수 있다.
센서부(110)는 자신 주변의 환경정보 즉, 건물 및 사물 주변의 환경정보를 측정할 수 있다. 여기서, 환경정보는 진동, 연기, 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 메탄 가스 농도, 각종 가스 농도 및 조도 등을 포함할 수 있다.
센서부(110)는 상기한 환경정보 중 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄 가스 농도와 암모니아 농도를 측정 가능한 가스농도센서(111), 온도와 습도를 측정 가능한 온도습도센서(113) 및, 연기와 화재를 측정 가능한 화재센서(115) 등을 포함할 수 있다. 센서부(110)는 상기한 센서뿐만 아니라, 진동을 측정하는 진동센서(미도시), 조도를 측정하는 조도센서(미도시) 및, 그 외 환경정보를 측정 가능한 다양한 센서를 더 포함할 수 있다.
센서부(110)는 자신의 위치정보와 측정한 환경정보의 전송이 가능한 블루투스 비콘(Bluetooth Beacon)을 구비할 수 있다. 여기서, 블루투스 비콘은 블루투스 프로토콜 기반의 근거리 무선통신 장치를 말하며, 저전력으로 대략 70m 이내의 통신 장치들과 교신할 수 있다. 블루투스 비콘은 센서부(110) 뿐만 아니라 무선 통신 장치(120)에 적용될 수 있다.
무선 통신 장치(120)는 건물을 출입하는 사용자에 구비될 수 있다. 여기서, 사용자는 건물 내 근무자 또는 방문자 등을 포함한다. 무선 통신 장치(120)는 상기한 바 있는 블루투스 비콘일 수 있다. 무선 통신 장치(120)는 사용자의 신체 정보를 측정하고, 측정된 신체 정보와 사용자 위치를 전송할 수 있다.
무선 통신 장치(120)는 사용자가 휴대 가능한 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 무선 통신 장치(120)는 USB 타입 또는 카드 타입으로 형성될 수 있다. 무선 통신 장치(120)는 카드 타입으로 형성되는 경우 RFID를 겸용 사용 가능하다. 또한, 무선 통신 장치(120)는 사용자 팔 또는 사용자 목 등에 장착 가능한 형태로 형성될 수 있다. 이는 사용자의 신체 정보 측정이 용이하도록 한다.
무선 통신 장치(120)는 사용자의 심박수를 측정하는 심박센서와 사용자 위치를 측정하는 자이로 센서가 구비될 수 있다. 무선 통신 장치(120)는 심박센서를 이용하여 사용자의 심박수를 대략 1분에 한번씩 측정할 수 있다. 무선 통신 장치(120)는 사용자의 심박수 측정을 통해 사용자의 심박수가 위험 수치 이상인 경우 사용자의 위급 상황과 위치를 알릴 수 있도록 별도의 스피커 장치 또는 LED 장치가 구비될 수도 있다. 사용자 주변 사람들은 스피커 장치의 경보음 또는 LED 장치의 경고신호를 통해 사용자의 상태 이상을 확인함으로써, 사용자의 이송 또는 치료가 빠르게 이루어지도록 할 수 있다.
무선 통신 장치(120)는 사용자 신체 정보 획득이 가능한 다양한 센서 예컨대, 사용자의 신체 온도를 측정하는 온도 센서가 더 구비될 수도 있다. 이는 사용자 신체 온도를 이용하여 사용자의 위급 상황 여부를 알리도록 한다.
또한 무선 통신 장치(120)는 자이로센서를 이용하여 사용자의 위치를 실시간으로 전송할 수 있다. 무선 통신 장치(120)는 사용자가 출입 금지 구역 또는 위험 지역에 위치하는 경우 사용자의 위치를 알려 사용자의 일탈 행위를 사전에 감지하도록 할 수 있다. 여기서, 무선 통신 장치(120)의 신호는 모니터링부(130)에 전송되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 주변 안전요원의 휴대 단말기에 직접적으로 전송되어, 사용자의 일탈 행위 또는 위급 상황을 안전요원이 빠르게 대처하도록 할 수 있다.
모니터링부(130)는 센서부(110)와 무선 통신 장치(120)의 위치정보, 센서부(110)가 측정한 환경정보, 무선 통신 장치(120)가 측정한 신체정보를 수신하고, 이를 자신의 위치정보와 함께 중앙서버(140)에 전달하는 장치이다. 모니터링부(130)는 센서부(110)와 무선 통신 장치(120)를 실시간 모니터링하는 비콘 스캐너(Beacon scanner)일 수 있다.
모니터링부(130)는 건물 전체에 걸쳐 서로 소정 간격 이격된 위치에 복수개가 설치될 수 있다. 모니터링부(130)는 고정 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
모니터링부(130)는 건물 전체에 걸쳐 위치하고 있는 센서부(110)와 무선 통신 장치(120)로부터 위치정보, 환경정보 및 신체정보를 포함하는 정보신호를 수신하고, 수신한 정보신호를 취합하여 중앙서버(140)에 전달할 수 있다. 여기서, 무선 통신 장치(120)로부터 전달받는 위치정보는 사용자가 건물 내에 위치하고 있어, 사용자의 정확한 위치를 전달하지 못하는데, 이때 모니터링부(130)는 무선 통신 장치(120)로부터 전달받은 사용자 위치정보를 참고로 정확한 사용자 위치를 판단할 수 있다.
한편 도3을 참고하면, 모니터링부(130)의 사용자 위치 판단 방법을 확인할 수 있다.
모니터링부(130)는 길이가 긴 통로 등의 협소한 공간 내에 위치하는 사용자 위치의 정확한 파악을 위해, 건물 내에서 통로를 복수개 형성하는 복수의 고정형 사물(예컨대, 책상)에 적어도 하나 이상이 설치되어, 사용자가 복수의 통로 중 어느 통로에 위치하는지 판단할 수 있다.
예컨대, 건물 내에 복수의 책상(desk1, desk2, desk3, desk3)이 배치되어 복수의 통로(A열, B열, C열)을 형성하고, 상기한 복수의 통로 중 어느 하나에 사용자가 위치하는 경우에는, 무선 통신 장치(120)의 위치정보 만으로 사용자 위치를 정확히 판단하기 어려울 수 있는데, 이는 사용자가 위급 상황인 경우, 무선 통신 장치(120)가 사용자의 위급 상황을 전송하더라도 정확한 위치를 알기 어려워 응급 대처가 늦어지는 문제점을 야기한다. 이에 따라 모니터링부(130)는 사용자 위치의 판단 방법을 제공하여 상기한 문제점을 해소할 수 있다.
모니터링부(130)는 복수의 책상(desk1, desk2, desk3, desk4) 각각에 적어도 하나 이상이 설치될 수 있다. 여기서, 모니터링부(130)의 설치되는 수가 많아질수록 세밀한 사용자 위치 측정이 가능하다. 센서부(110)는 복수의 모니터링부(130) 중 어느 하나를 기준으로 소정 거리 이격된 적어도 네 개의 위치에 복수개가 배치될 수 있다. 여기서, 네 개의 위치는 모니터링부(130)를 기준으로 좌상측, 좌하측, 우상측 및 우하측을 포함할 수 있다.
하나의 모니터링부(130)는 자신의 좌상측, 좌하측, 우상측 및 우하측에 위치하는 센서부(110)와 상기한 특정 알고리즘 중에서 방향 구분 알고리즘(BT L-R(비콘 좌우측))을 이용하여 좌측 또는 우측 방향을 구분할 수 있다. 이러한 모니터링부(130)는 구분된 방향과 무선 통신 장치(120)의 위치정보를 이용하여 사용자가 어느 책상 사이의 통로에 위치하는지 판단할 수 있다. 즉, 모니터링부(130)는 A열, B열 및 C열 중 어느 열에 사용자(무선 통신 장치(120))가 위치하는지 판단할 수 있다.
모니터링부(130)는 사용자가 B열에 위치하는 경우, 상기한 특정 알고리즘 중에서 맵 매칭 알고리즘(Map Matching algorithm)을 이용하여 사용자가 B열 내에서 중앙 또는 바깥쪽 등 어디에 위치하는지 더욱 정확하게 판단할 수 있다. 여기서, 맵 매칭 알고리즘은 건물 내부 맵을 이용할 수 있다. 모니터링부(130)는 상기한 방법을 통해 판단된 사용자 위치를 중앙서버(140)에 전달할 수 있다. 이후 중앙서버(140)에 전달된 사용자 위치는 사용자가 위급 상황이나 일탕 행위를 하게 되면, 건물의 안전요원 또는 경찰서 및 소방서 등의 유관기관에 전달되어, 후속 조치가 이루어지도록 한다.
도4를 참고하면, 모니터링부(130)를 이용한 사용자 위치 판단 방법의 다른 예를 확인할 수 있다.
도4에서 모니터링부(130) 세 개가 하나의 그룹을 형성하여 건물 내에 배치되는 경우, 세 개의 모니터링부(130)는 정삼각형에 가까운 형상을 구현하도록 배치될 수 있다. 또한, 모니터링부(130) 네 개가 하나의 그룹을 형성하여 건물 내에 배치되는 경우, 네 개의 모니터링부(130)는 정사각형에 가까운 형상을 구현하도록 배치될 수 있다. 이와 더불어, 모니터링부(130) 다섯 개가 하나의 그룹을 형성하여 건물 내에 배치되는 경우, 다섯 개의 모니터링부(130)는 정오각형에 가까운 형상을 구현하도록 배치될 수 있다. 모니터링부(130)의 배치에 대한 예는 상기한 예 이외의 경우가 있을 수 있으나, 다른 예에 대해서는 생략한다.
이후에는 모니터링부(130) 세 개를 이용한 사용자 위치 판단 방법을 설명한다. 모니터링부(130) 각각은 사용자가 구비한 무선 통신 장치(120)로부터 위치정보를 전달받게 되는데, 이때 무선 통신 장치(120)와 모니터링부(130) 각각의 거리 차에 따라 신호 세기(RSSI: Received Signal Strength Index)가 다르다.
예컨대, 제1 모니터링부(131)의 xy 좌표가 (1,1)이고, 제2 모니터링부(133)의 xy 좌표가 (2,1)이고, 제3 모니터링부(135)의 xy 좌표가 (1.5, 2.5)이면서, 무선 통신 장치(120)를 구비한 사용자의 xy 좌표가 (1.3, 1.9)인 경우에는 제1 모니터링부(131)와 무선 통신 장치(120) 사이의 신호 세기가 RSSI-65로 표현되고, 제2 모니터링부(133)와 무선 통신 장치(120) 사이의 신호 세기가 RSSI-75로 표현되고, 제3 모니터링부(133)와 무선 통신 장치(120) 사이의 신호 세기가 RSSI-60으로 표현될 수 있다.
모니터링부(130) 각각은 이러한 신호 세기의 차이를 이용하여 사용자 위치를 더욱 정확히 판단할 수 있다. 여기서, 신호 세기의 차이를 이용한 사용자 위치 판단에는 다중 측량 알고리즘이 이용된다. 이후 모니터링부(130)는 상기한 방법을 통해 판단된 사용자 위치를 중앙서버(140)에 전달할 수 있다. 이후 중앙서버(140)에 전달된 사용자 위치는 사용자가 위급 상황이나 일탕 행위를 하게 되면, 건물의 안전요원 또는 경찰서 및 소방서 등의 유관기관에 전달되어, 후속 조치가 이루어지도록 한다.
다시 도1 및 도2를 참고하면, 중앙서버(140)는 모니터링부(130)로부터 센서부(110)의 위치정보, 무선 통신 장치(120)의 위치정보, 모니터링부(130)의 위치정보, 센서부(110)가 측정한 환경정보, 무선 통신 장치(120)가 측정한 신체정보를 수신하고, 수시된 정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출할 수 있다.
중앙서버(140)는 모니터링부(130)로부터 각종 정보를 수신하고, 수신된 각종 정보를 저장하는 정보수집서버(141)와, 정보수집서버(141)에 저장되는 각종 정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출하는 데이터 분석 서버(143)를 포함할 수 있다.
정보수집서버(141)는 모니터링부(130)로부터 각종 정보를 수신하고, 수신된 각종 정보를 저장할 뿐만 아니라, 건물 관련 데이터 예컨대, 건물이 지어진 연도, 건물을 이루는 구성재질 및, 건물 맵 데이터 등을 저장할 수 있다. 정보수집서버(141)에 저장되는 각종 데이터는 데이터 분석 서버(143)에 전달되어, 재난 상황 예측 및 대처 솔루션 산출에 이용된다.
데이터 분석 서버(143)는 화재 상황 및 가스 누출 상황 등을 포함한 재난 상황을 예측할 수 있다. 데이터 분석 서버(143)는 정보수집서버(141)로부터 전달받은 환경정보 중에서 진동, 연기, 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 메탄 가스 농도, 각종 가스 농도 및 조도 등을 분석하여 화재 상황 또는 가스 누출 상황 등을 예측할 수 있다.
예컨대, 데이터 분석 서버(143)는 기준 시간 동안 건물 내 소정 위치의 한정된 영역에서 연기 량이 급격히 많아지고 온도가 급격히 상승하는 경우, 화재 상황으로 예측할 수 있다. 또한 데이터 분석 서버(143)는 기준 시간 동안 공기 내 각종 가스 농도가 급격히 상승하는 경우, 가스 누출 상황으로 예측할 수 있다. 데이터 분석 서버(143)는 화재 상황 및 가스 누출 상황뿐만 아니라, 상기한 환경정보를 이용하여 널리 알려진 다양한 재난 상황을 예측 할 수 있다.
데이터 분석 서버(143)는 재난 상황이 예측되는 경우, 재난 상황에 맞춰 사용자 이동 경로를 포함하는 다양한 대처 솔루션을 산출할 수 있다.
예컨대, 데이터 분석 서버(143)는 화재 상황 또는 가스 누출 상황이 예측되는 경우, 무선 통신 장치(120)를 구비한 사용자 각각의 이동 경로를 산출하고, 산출된 이동 경로를 사용자 휴대 단말기(200)에 전송할 수 있다. 여기서, 이동 경로는 화재 발생 지점이나 가스 누출 지점 근처를 최대한 지나지 않도록 설정되고, 출구와 사용자 사이의 거리가 최단 거리가 되도록 설정될 수 있다.
도5를 참고하면, 센서부, 무선 통신 장치, 모니터링부, 화재발생위치 및, 탈출 경로(이동 경로)를 표시하는 건물 내부 화면을 확인할 수 있다.
데이터 분석 서버(143)는 재난 상황이 예측되는 경우, 건물 내부 사용자 각각의 이동 경로를 산출한 이후, 이동 경로를 포함한 대처 솔루션을 사용자 휴대 단말기(200)에 전송하여 사용자 각각의 이동 경로가 휴대 단말기(200)의 화면에 나타나도록 할 수 있다.
여기서, 데이터 분석 서버(143)는 화재 상황 또는 가스 누출 상황임을 알리는 메시지를 사용자 휴대 단말기(200)에 전송할 수도 있다. 이에 따라 사용자는 재난 상황 관련한 메시지 확인 이후에 휴대 단말기(200) 화면의 이동 경로를 따라 이동함으로써, 재난 상황에서 안전하게 벗어날 수 있다.
또한, 데이터 분석 서버(143)는 이동 경로뿐만 아니라, 소화기 위치를 사용자 휴대 단말기(200)에 전송하여 휴대 단말기(200)의 화면에 나타나도록 할 수 있다. 이는 화재 발생 지점 근처의 사용자가 소화기를 이용하여 초기 화재를 진압하도록 도와준다.
또한, 데이터 분석 서버(143)는 소방서 및 경찰서 등 유관기관 또는 건물의 안전 요원에게 재난 상황임을 알림으로써, 재난 상황에 대해 빠른 대처가 되도록 한다.
또한, 데이터 분석 서버(143)는 건물 내부의 스피커 장치를 이용하여 경고 음성으로 건물 내부 사람들에게 재난 상황을 알림으로써, 미처 자신의 휴대 단말기(200)를 확인하지 못한 사용자들이 대피하도록 할 수 있다.
한편, 데이터 분석 서버(143)는 사용자의 신체정보를 이용하여 사용자의 상태를 체크하고, 사용자 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 데이터 분석 서버(143)는 사용자의 심박수가 일정 시간 동안 기준치 보다 높은 심박수를 기록하면, 사용자의 상태가 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 데이터 분석 서버(143)는 사용자의 상태가 이상이 있는 것으로 판단되면, 사용자가 위급 상황임을 건물 내부의 안전 요원에게 알릴 수 있다. 이때 데이터 분석 서버(143)는 모니터링부(130)가 산출한 사용자의 정확한 위치를 안전 요원에게 전송할 수 있고, 이에 따라 안전 요원은 위급한 사용자의 위치를 정확히 찾아갈 수 있어, 사용자에 대한 응급 대처가 빠르게 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템(100)은, 중앙서버(140)가 센서부(110), 무선 통신 장치(120), 모니터링부(130) 각각의 위치정보, 건물 및 사물 주변의 환경정보 및, 사용자의 신체정보를 수신하고, 이후 수신된 정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 그런 다음 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출함으로써, 재난 솔루션에 따라 건물 내 사람이 안전하게 대피하거나, 재난 발생 지점에 대한 신속한 대처가 가능하여 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
110: 센서부
111: 가스농도센서
113: 온도습도센서
115: 화재센서
120: 무선 통신 장치
130: 모니터링부
131, 133, 135: 제1, 제2, 제3 모니터링부
140: 중앙서버
141: 정보수집서버
143: 데이터 분석 서버
200: 사용자 휴대 단말기

Claims (14)

  1. 건물이나 사물에 구비되어, 상기 건물 및 상기 사물 주변의 환경정보를 측정하는 센서부;
    사용자에 구비되어, 상기 사용자의 신체정보를 측정하는 무선 통신 장치;
    상기 센서부와 상기 무선 통신 장치 각각의 위치정보, 상기 환경정보와, 상기 신체정보를 수신하고, 자신의 위치정보와 함께 전달하는 모니터링부; 및
    상기 센서부, 상기 무선 통신 장치, 상기 모니터링부 각각의 위치정보와, 상기 환경정보, 상기 신체정보를 수신하고, 수신되는 정보를 이용하여 재난 상황을 예측하고, 예측되는 재난 상황을 기반으로 대처 솔루션을 산출하는 중앙서버;
    를 포함하고,
    상기 모니터링부는, 상기 건물 내에서 통로를 복수개 형성하는 복수의 고정형 사물에 적어도 하나 이상이 고정 설치되고,
    상기 센서부는, 상기 고정형 사물에 고정 설치된 상기 모니터링부를 기준으로 좌상측, 우상측, 좌하측 및 우하측 방향으로 소정 거리 이격된 네 개의 위치에 고정 설치되며,
    상기 모니터링부는, 상기 센서부의 위치정보와 방향 구분 알고리즘을 이용하여 상기 고정형 사물을 기준으로 좌측 또는 우측 통로에 대한 방향 구분이 가능하고, 상기 무선 통신 장치의 위치정보를 이용하여 사용자가 상기 고정형 사물을 기준으로 좌측 통로 또는 우측 통로 중 어디에 위치하는 지를 판단하고, 상기 사용자가 위치하는 통로가 판단되면, 맵 매칭 알고리즘을 이용하여 통로의 중앙쪽 또는 바깥쪽 중 사용자가 어디에 위치하는지 판단하며, 판단된 상기 사용자의 위치 정보를 상기 중앙서버에 전달하는 것인 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    진동센서, 온도습도센서, 가스농도센서 및, 화재센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서부는, 자신의 위치정보와 상기 환경정보의 전송이 가능한 블루투스 비콘을 구비하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는, 상기 사용자의 신체에 착용 가능한 블루투스 비콘인 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는,
    상기 사용자 위치를 측정하는 자이로 센서와, 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는,
    적어도 세 개 이상이 상기 건물 내에서 다각형을 구현하도록 배치되어, 상기 무선 통신 장치로부터 전달받는 신호의 세기를 기반으로 상기 사용자의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 중앙서버는, 상기 환경정보를 이용하여 화재 상황 및 가스 누출 상황을 포함한 재난 상황을 예측하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중앙서버는,
    상기 예측되는 재난 상황을 기반으로 사용자의 이동 경로를 포함한 대처 솔루션을 산출하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 중앙서버는, 화재 상황 또는 가스 누출 상황이 예측되는 경우,
    상기 사용자의 휴대 단말기와 연동하여 상기 휴대 단말기에 이동 경로를 표시하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 중앙서버는,
    상기 신체정보를 이용하여 상기 사용자의 상태를 체크하고, 상기 사용자의 상태가 이상이 있는 것으로 판단되면, 상기 사용자가 위급 상황임을 알리는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 안전 관리 시스템.
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