KR101853872B1 - 비상문 자동개폐장치 및 클라우드 기반의 비상문 자동개폐 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비상문 자동개폐장치에 관한 것으로, 사용자로부터의 비밀번호를 입력 및 등록하는 비밀번호등록부; 출입카드를 등록 및 삭제하는 카드등록/삭제부; 사용자로부터의 비상버튼을 입력하는 비상버튼 입력부; 열센서 또는 적외선센서를 통하여 화재를 감지하는 화재감지부; 상기 비밀번호등록부 및 카드등록/삭제부의 입력 및 등록 결과에 따라 출입제어신호를 출력하며, 상기 비상버튼 입력부 및 화재감지부의 입력 및 감지 결과에 따라 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부의 비상알람신호에 따라 비상등을 점멸하는 비상등점멸부; 상기 제어부의 비상알람신호에 따라 비상벨을 구동시키는 비상벨구동부; 상기 제어부의 도어개폐신호에 따라 도어를 개폐시키는 도어개폐부; 상용AC전원을 입력받아 배터리를 충전시키고 상기 제어부에 구동전원을 공급하는 배터리충전부를 포함하며, 다양한 수단을 통하여 비상상황을 정확히 판단하여 비상문을 자동으로 개폐시킴과 아울러, 원격통신에 의한 도어개폐장치의 제어가 가능하고, 원격 감지 및 비상 신호를 함께 비교 판단하여 비상문 개방에 대한 신뢰성이 높은 제품을 제공하고, 비상상황 발생시 신속한 조치가 이루어지도록 하여 인명피해를 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 비상문 자동개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재 또는 비상상황 발생시 다양한 수단을 통하여 비상상황을 정확히 판단하여 비상문을 자동으로 개폐시킴과 아울러, 도어개폐 및 비상문 개방에 대한 신뢰성을 높이고, 외부에 전기선을 연결하기 어려운 장소에 유선 또는 무선으로 원격 설치하여 외부의 동력(전원)없이 가압패드를 노크하여 압전소자가 발전하여 발신부를 통하여 발신하면 비상문 개페도어장치가 수신하여 문을 개방하도록 형성한 비상문 자동개폐장치 및 클라우드 기반의 비상문 자동개폐 시스템에 관한 것이다.
종래의 비상문은 수동으로 열쇠에 의해 회전시켜 개폐하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 화재가 발생하면 사람들은 당황하고 공포감에 휩싸여, 평소와는 달리 판단력을 잃고 혼란스럽게 된다. 따라서 간단히 손잡이를 돌려서 개방할 수 있는 비상문을 힘으로 밀기만 하거나, 당겨야 열리는 문을 민다거나 하여 화재 시 발생하는 연소가스 등에 질식되어 사망하는 경우가 빈번하다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 비상문의 회전식 손잡이를 직선식 작동봉과 연결하여 작동봉의 직선운동이 비상문 손잡이의 회전운동으로 변환되는 기술이 개발되었다. 이러한 상기 수동으로 작동되는 비상문은 화재 발생 시 판단력을 잃은 대피자들이 비상문을 열지 못하여 사망에 이르는 문제점을 다소 해소시켜 주긴 하였으나, 화재 발생 시 발생하는 유독가스가 매우 짧은 시간에 건물 내부에서 수직으로 상승하면서 대피자들이 비상문에 이르기도 전에 유독가스에 질식됨으로써, 큰 효과를 거둘 수 없었다.
상기 건물 내에 설치되는 비상문은 건물의 화재에 대비하여, 바람직하게는 개방이 되어 있어야 하나 보안 및 도난 등의 이유로 평소에는 잠겨 있어야 하는 문제점이 있다. 또한, 자동조작이 가능한 비상문도 화재 발생 초기에 화재의 확산을 막기 위하여 전원 스위치를 내리므로 비상문을 개폐할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-0418596호에는 건물 내에서의 화재발생 시, 비상문을 자동으로 개폐할 수 있도록 하는 비상문 자동 개폐 시스템 및 방법이 개시되어 있다.
그러나, 개시된 종래기술은, 화재 또는 비상상황 발생시 정확한 상황을 판단하기 어려우며, 원격통신에 의한 도어개폐 및 비상문 개방에 대한 신뢰성을 제공하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 화재 또는 비상상황 발생시 다양한 수단을 통하여 비상상황을 정확히 판단하여 비상문을 자동으로 개폐시킴과 아울러, 도어개폐 및 비상문 개방에 대한 신뢰성을 높이고 신속한 조치가 이루어지도록 하는 비상문 자동개폐장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 외부에서 사용자의 노크 신호에 의하여 자동개폐도어장치에 수신되어 도어를 개방하도록 형성한 것으로서, 외부에 전기선을 연결하기 어려운 장소에 유선 또는 무선으로 원격 설치하여 외부의 동력(전원)없이 가압패드를 노크함으로써 압전소자가 발전하여 발신부를 통하여 발신하면 비상문 개페도어장치가 수신하여 문을 개방하도록 형성한 비상문 자동개폐장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 비상문자동개폐기에 연결되어 있는 비상문 자동 개폐형 도어, 건물 내에 설치된 화재 감지기 신호 및 비상문 자동개폐기의 상태를 무선 데이터 통신망을 통해 바로 원격지의 클라우드 서버로 업로드 하며 클라우드 서버를 통해 각 개폐기의 상태를 주기적으로 로그파일을 기록 및 축적할 수 있고 클라우드 서버에서 로그 파일을 분석하여 특정 이벤트 발생시 이를 특정 건물 관리자 및 기관에 즉시 통보할 수 있으며 미리 설정해 놓은 상태를 통해 화재 발생시 자동으로 개폐기에 연결 되어 있는 비상문 자동 개폐형 도어를 열 수 있도록 제공한다.
또한, 웹페이지 및 휴대용 단말 어플리케이션을 통해 언제든 비상문 자동개폐기의 정보를 조회할 수 있고 특정 이벤트 발생에 대한 알림 메시지를 작성하여 출력하는 클라우드 서버 통해 건물 관리자 및 기관에 알림 메시지를 전송하며 비상문 자동개폐기의 고장 여부를 판단하여 통합 관리업체에서 관리할 수 있는 서비스가 가능하다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 사용자로부터의 비밀번호를 입력 및 등록하는 비밀번호등록부; 출입카드를 등록 및 삭제하는 카드등록/삭제부; 사용자로부터의 비상버튼을 입력하는 비상버튼 입력부; 열센서 또는 적외선센서를 통하여 내부화재를 감지하는 화재감지부; 상기 비밀번호등록부 및 카드등록/삭제부의 입력 및 등록 결과에 따라 출입제어신호를 출력하며, 상기 비상버튼 입력부 및 화재감지부의 입력 및 감지 결과에 따라 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부의 비상알람신호에 따라 비상등을 점멸하는 비상등점멸부; 상기 제어부의 비상알람신호에 따라 비상벨을 구동시키는 상벨구동부; 상기 제어부의 도어개폐신호에 따라 도어를 개폐시키는 도어개폐부; 상용AC 또는 DC전원을 입력받아 배터리를 충전시키고 상기 제어부에 구동전원을 공급하는 배터리충전부를 포함하는 비상문 자동개폐장치에 있어서, 도어 외측의 일정거리 또는 벽체로 이격된 원격지에 설치되어 사용자의 노크를 인지하여 상기 제어부로 퇴실명령을 전달하는 원격퇴실버튼부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 외부퇴실버튼으로부터 퇴실명령이 입력될 경우 즉시 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 비상문 자동개폐장치를 제공한다.
또한, 외부 화재경보기의 화재경보신호를 수신하는 화재감지 수신부; 상기 화재감지 수신부에서 수신된 화재경보신호를 상기 제어부에 전달하는 중계기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 중계기로부터 외부 화재경보신호가 전달될 경우 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 동시에 출력하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 중계기로부터 전달되는 외부 화재경보신호와, 상기 비상버튼 입력부 및 화재감지부의 입력 및 감지되는 내부화재 감지 결과에 따라 각각의 화재상황을 판단하고 각각에 따른 서로 다른 비상알람신호를 출력하여 상기 비상등점멸부 및 비상벨구동부로부터 내부경보상황과 외부경보상황을 구별 가능하게 동작되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 비상버튼 입력부가 입력되고, 이후 미리 설정된 시간범위 이내에 상기 중계기로부터 전달되는 외부 화재경보신호와 상기 화재감지부로부터 내부화재 감지 결과가 동시에 입력될 경우에 정상적인 화재상황을 판단하여 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 원격퇴실버튼부는 사용자의 노크를 입력하는 가압패드; 상기 가압패드가 탄성을 갖도록 지지하는 스프링; 상기 가압패드에 밀착되어 사용자의 노크에 따른 압력변화를 감지하여 전압을 발생하는 압전소자; 상기 가압패드의 진동을 감지하여 감지신호를 출력하는 발신부; 상기 발신부의 감지신호를 수신하여 상기 제어부에 퇴실명령을 전달하는 수신부를 포함한다.
또한, 상기 압전소자에 일대일 대응되며, 상기 압전소자에서 발생한 전압을 정류 및 증폭하여 소정 전압으로 변환시키는 다수의 전력변환기; 상기 다수의 전력변환기에서 변환된 전압을 집전하는 1차 전력집전기; 상기 1차 전력집전기에서 집전된 전압을 충전하는 1차 충전기; 상기 1차 충전기에서 충전된 전압을 저장하는 1차 에너지저장장치; 상기 1차 에너지저장장치에 저장된 전압을 집전하는 2차 전력집전기; 상기 2차 전력집전기에서 집전된 전압을 충전하는 2차 충전기; 및 상기 2차 충전기에서 충전된 전압을 저장하는 2차 에너지저장장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 비상문 자동개폐장치에 의하면, 화재 또는 비상상황 발생시, 화재감지부, 외부 화재감지기, 비상버튼 등 다양한 수단을 통하여 비상상황을 정확히 판단하여 비상문을 자동으로 개폐시킴과 아울러, 원격통신에 의한 도어개폐장치의 제어가 가능하고, 원격 감지 및 비상 신호를 함께 비교 판단하여 오동작을 방지하고 비상문 개방에 대한 신뢰성이 높은 제품을 제공하고, 비상상황 발생시 신속한 조치가 이루어지도록 하여 인명피해를 줄일 수 있는 다양한 효과가 있다.
또한, 외부에서 사용자의 노크 신호에 의하여 자동개폐도어장치에 수신되어 도어를 개방하도록 형성한 것으로서, 외부에 전기선을 연결하기 어려운 장소에 유선 또는 무선으로 원격 설치하여 외부의 동력(전원)없이 가압패드를 노크함으로써 압전소자가 발전하여 발신부를 통하여 발신하면 비상문 개페도어장치가 수신하여 문을 개방하도록 하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 비상문 자동개폐장치를 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 화재발생시 신호체계를 나타낸 시스템 흐름도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 외부 케이스 형상을 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 외부 케이스를 개방하여 내부 기판 및 내부 회로소자들을 나타낸 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 원격퇴실버튼부의 구성 및 작용을 나타낸 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 압전소자의 구성 및 작용을 나타낸 블록도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예로서 도어를 개폐하기 위하여 솔레노이드를 적용한 예를 나타낸 구성도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클라우드 기반의 비상문 자동개폐 시스템을 나타낸 구성 도면이다.
도 2는 본 발명의 화재발생시 신호체계를 나타낸 시스템 흐름도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 외부 케이스 형상을 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 외부 케이스를 개방하여 내부 기판 및 내부 회로소자들을 나타낸 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 원격퇴실버튼부의 구성 및 작용을 나타낸 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 압전소자의 구성 및 작용을 나타낸 블록도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예로서 도어를 개폐하기 위하여 솔레노이드를 적용한 예를 나타낸 구성도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클라우드 기반의 비상문 자동개폐 시스템을 나타낸 구성 도면이다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 그중 특정 실시예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 비상문 자동개폐장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 화재발생시 신호체계를 나타낸 시스템 흐름도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 외부 케이스 형상을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 외부 케이스를 개방하여 내부 기판 및 내부 회로소자들을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 비상문 자동개폐장치는, 비밀번호등록부(10), 카드등록/삭제부(11), 비상버튼 입력부(12), 화재감지부(13), 화재감지 수신부(14), 외부 화재경보기(15), 중계기(16), 제어부(17), 비상등점멸부(18), 비상벨구동부(19), 도어개폐부(20) 및 배터리충전부(21)를 포함한다. 또한 각종 동작 상태를 표시하는 통상의 표시부(미도시)를 더 포함한다.
비밀번호등록부(10)는 사용자로부터의 비밀번호를 입력 및 등록하고, 카드등록/삭제부(11)는 출입카드를 등록 및 삭제한다.
본 발명의 일실시예로서, 상기 비밀번호등록부(10) 및 카드등록/삭제부(11)의 구성을 삭제하고, 일반적인 프로그램으로 조작하도록 구성하는 것도 가능하다.
비상버튼 입력부(12)는 사용자로부터의 비상버튼을 입력하고, 화재감지부(13)는 열센서 또는 적외선센서를 통하여 내부화재를 감지한다.
제어부(17)는 상기 비밀번호등록부(10) 및 카드등록/삭제부(11)의 입력 및 등록 결과에 따라 출입제어신호를 출력하며, 상기 비상버튼 입력부(12) 및 화재감지부(13)의 입력 및 감지 결과에 따라 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력한다.
비상등점멸부(18)는 상기 제어부(17)의 비상알람신호에 따라 비상등을 점멸하고, 비상벨구동부(19)는 상기 제어부(17)의 비상알람신호에 따라 비상벨을 구동시킨다.
도어개폐부(20)는 상기 제어부(17)의 도어개폐신호에 따라 도어를 개폐시킨다.
배터리충전부(21)는 상용 A/C 전원 또는 D/C 전원을 입력받아 배터리(미도시)를 충전시키고 상기 제어부(17)에 구동전원을 공급한다.
또한, 화재감지 수신부(14)는 외부 화재경보기(15)의 화재경보신호를 수신하고, 중계기(16)는 상기 화재감지 수신부(14)에서 수신된 화재경보신호를 상기 제어부(17)에 전달한다. 이때, 상기 제어부(17)는 상기 중계기(16)로부터 외부 화재경보신호가 전달될 경우 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 동시에 출력하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부(17)는 상기 중계기(16)로부터 전달되는 외부 화재경보신호와, 상기 비상버튼 입력부(12) 및 화재감지부(13)의 입력 및 감지되는 내부화재 감지 결과에 따라 각각의 화재상황을 판단하고 각각에 따른 서로 다른 비상알람신호를 출력하여 상기 비상등점멸부(18) 및 상벨구동부(19)로부터 내부경보상황과 외부경보상황을 구별 가능하게 동작되도록 제어할 수 있다.
특히, 상기 제어부(17)는, 상기 비상버튼 입력부(12)가 입력되고, 이후 미리 설정된 시간범위 이내에 상기 중계기(16)로부터 전달되는 외부 화재경보신호와 상기 화재감지부(13)로부터 내부화재 감지 결과가 동시에 입력될 경우에 정상적인 화재상황을 판단하여 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하도록 제어하는 것이 더욱 바람직하다.
따라서, 원격 감지 및 비상 신호를 함께 비교 판단하여 오동작을 방지하고 비상문 개방에 대한 신뢰성이 높은 제품을 제공하고, 비상상황 발생시 신속한 조치가 이루어지도록 하여 인명피해를 줄일 수 있다.
따라서, 화재 또는 비상상황 발생시, 화재감지부, 외부 화재감지기, 비상버튼 등 다양한 수단을 통하여 비상상황을 정확히 판단하여 비상문을 자동으로 개폐시킴과 아울러, 원격통신에 의한 도어개폐장치의 제어가 가능하다.
<실시예>
1. 비밀번호 등록/삭제 (ID_SET / ERASE)
[1) 비밀번호 등록 : ID_SET 버튼을 누르면 표시부에 PASS 라고 뜨고 이 때 비밀번호(4자리)와 # 를 순서대로 누르면 등록된다.
2) 비밀번호 삭제 : ID_SET 버튼을 누른 후 다시 ERASE 버튼을 누르면 삭제된다.
이때, 초기값 0000으로 설정된다.
2. 카드 등록/삭제 (CARD_SET / FUNC / #)
1) 카드 등록 : CARD_SET 버튼을 누르면 표시부에 CARD 라고 뜨고 잠시 후 RADY 가 뜨면 등록 대기 상태가 되며, 이 때 등록할 카드를 장치에 가까이 대면 인식 부저음과 함께 메모리에 저장된 번호가 표시부에 나타나면 카드 등록이 완료된다. 여러 장의 카드를 계속 등록할 때에도 등록 대기 상태에서는 카드만 장치에 가까이 대면 메모리에 저장된 번호 표시와 함께 등록된다.(이전에 이미 등록된 카드를 등록하게 되면 장치는 이미 등록되어 있는 메모리 번호를 표시하게 됨)
2) 등록된 카드 삭제 : CARD_SET 버튼을 누른 후 다시 ERASE 버튼을 누르면 표시부에 E- 라고 뜨고 카드삭제 대기 상태가 된다. 이 때 카드 삭제 방법은 아래의 A, B, C 3가지 경우가 있을 수 있다.
A) 특정 메모리 번호를 눌러 카드를 각각 삭제 할 경우 : 번호(1~50) 와 # 을 누르면 해당 번호에 등록된 카드는 삭제된다.
B) 등록된 카드를 한꺼번에 삭제할 경우 : 위 카드삭제 대기 상태에서 ERASE 버튼을 길게(3초 이상) 누르면 E-AL 이라고 뜨고 등록된 카드는 모두 삭제 된다.
C) 등록된 카드 번호를 검색 해 가며 지우는 방법 : 위 카드삭제 대기 상태에서 FUNC 버튼을 누르면 표시부에 E-xx (xx = 메모리 번호) 처럼 등록되어 있는 카드 번호가 나타나며, 이 때 #을 누르면 해당 카드는 삭제된다. 그리고 계속하여 FUNC 버튼을 다시 누르면 등록되어 있는 다음 카드의 번호가 나타나며 동일하게 #을 눌러 지우면 된다.
3. 제어 및 작동 상태
1) 평상시 비상문 개방 및 폐쇄하기(OPEN/CLOS 로 표시) : 등록한 비밀번호를 누르거나 카드(RFID)를 가까이 대면 문은 개방/폐쇄한다. 비밀번호나 카드를 대면 <개폐상태>LED가 점등되며, 비상문이 개방 된다. 문이 개방된 상태에서 다시 비밀번호를 누르거나 카드를 가까이 대면 문은 즉시 폐쇄가 되며, DIP SWITCH 설정(5,10,15초유지)에 따라 시간 경과 후 자동으로 폐쇄/유지된다.
아래 표 1은 DIP SW 설정 상태로서, 문 폐쇄 지연 시간 설정(SW1- 외함 뒷면 보드)을 나타낸다.
| SW1 | SW2 | 설 명 |
| OFF | OFF | 문 자동 폐쇄 지연 시간 5초 설정 |
| ON | OFF | 문 자동 폐쇄 지연 시간 10초 설정 |
2) 원격(퇴실버튼)으로 비상문 개방 및 폐쇄하기 : 외부 연결 단자(터미널) 중 TEST 단자는 비상문을 원거리에서 개폐하는 기능으로 사용자의 필요에 따라 스위치를 연결하여 한번씩 누를 때 마다 비상문을 개방/폐쇄한다. 이 때에도 DIP SWITCH 설정에 따라 시간 경과 후 자동으로 폐쇄/유지 된다.
3) 비상시 비상문 개방 및 폐쇄하기
비상 상황 발생 : 전면의 비상버튼을 강하게 누르거나 또는 터치 방식으로 터치할 경우 강력한 경고음과 동시에 비상문은 개방 된다. 이때 <비상버튼>LED가 점멸되며 비상문은 DIP SWITCH 설정과 상관없이 자동으로 폐쇄되지 않는다.
해제 및 개방/폐쇄 : ①외함을 열어 복귀 스위치를 누를면 경고음은 차단(OFF)되며, ②카드, 비밀번호, 리모콘, 관리기에 의해 복구되어야 한다.
이 때 문은 폐쇄된다. 또한 등록된 비밀번호나 카드를 가까이 대면 문은 폐쇄/개방 되지만, 경고음은 차단(OFF)되지 않는다. 인위적인 조작에 의해 차단되어야 한다.
4) DC 화재 발생시 비상문 개방 및 폐쇄
화재신호 발생 : DC 화재 신호로 DC 24V(+/- 20%) 을 감지할 경우 경고음과 동시에 비상문은 개방 되며, 이 때에도 문은 DIP SWITCH 설정과 상관없이 자동으로 폐쇄되지 않는다.
해제 및 개방/폐쇄 : ①외함을 열어 복귀 스위치를 누를면 경고음은 차단(OFF)되며, 이 때 문은 폐쇄된다.②카드, 비밀번호, 리모콘, 관리기에 의해 복구되어야 한다. (단, DC 화재 신호가 차단 되었을 경우) 또한 입실버튼, 등록된 비밀번호나 카드를 가까이 대면 문은 폐쇄/개방 [되지만, 경고음은 차단(OFF)되지 않는다. (주의) ID_SET+ CARD_SET 키를 동시에 3초 이상 누르면 FUNC 키로 해제방법을 자동/수동으로 바꿀 수 있다.
5) AC 화재 발생시 비상문 개방 및 폐쇄
화재신호 발생 : AC 화재 신호로 AC 220V(+/- 20%) 을 감지할 경우 경고음과 동시에 비상문은 개방 되며, 이 때에도 문은 DIP SWITCH 설정과 상관없이 자동으로 폐쇄되지 않는다.
6) 배터리 충전
Ni-Cd 12V(공칭전압) 배터리는 충전 완료전압은 14.2V이며, 정전압 및 정전류 방식으로 충전한다. 충전 시간은 평균 1~2시간 이내이다.
7) 정전 시 배터리 잔량에 따른 비상문 개방 및 폐쇄 : 정전 후 배터리만으로 문을 폐쇄할 경우 배터리 잔량 전압이 10.5V 이하일 경우 배터리 LED를 점멸하여 저 전압임 을 표시하며, 다시 배터리 잔량 전압이 9.6V 이하일 경우에는 문을 강제 개방한다. 이 때, 전원이 다시 통전 되더라도 문은 개방 상태를 유지한다.(배터리 입력 커넥터 기준 전압)
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 원격퇴실버튼부의 구성 및 작용을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 도어 외측의 일정거리 또는 벽체로 이격된 원격지에 설치되어 사용자의 노크를 인지하여 상기 제어부로 퇴실명령을 전달하는 원격퇴실버튼부(22)를 포함하고, 상기 제어부(17)는 상기 외부퇴실버튼(22)으로부터 퇴실명령이 입력될 경우 즉시 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하도록 제어한다.
이를 위하여, 상기 원격퇴실버튼부(22)는 사용자의 노크를 입력하는 가압패드(224); 상기 가압패드(224)가 탄성을 갖도록 지지하는 스프링(225); 상기 가압패드(224)에 밀착되어 사용자의 노크에 따른 압력변화를 감지하여 전압을 발생하는 압전소자(100); 상기 가압패드(224)의 진동을 감지하여 감지신호를 유선 또는 무선으로 출력하는 발신부(222); 상기 발신부(222)의 감지신호를 유선 또는 무선으로 수신하여 상기 제어부(17)에 퇴실명령을 전달하는 수신부(223)를 포함한다.
따라서, 화재발생시 사용자가 상기 가압패드(224)를 두드릴(노크) 경우 상기 가압패드(224)가 탄성을 갖는 스프링(225)에 의하여 지지되며 진동되고, 상기 가압패드(224)에 밀착되어 사용자의 노크에 따른 압력변화를 감지하는 압전소자(100)에서 전압을 발생한다. 이와 동시에, 발신부(222)는 상기 가압패드(224)의 진동을 감지하여 감지신호를 출력하고, 수신부(223)는 상기 발신부(222)의 감지신호를 수신하여 상기 제어부(17)에 퇴실명령을 전달함으로써, 화재발생 상태에 효과적으로 대응하게 된다.
본 발명의 원격퇴실버튼부(22)는 일실시예로서 도 7에 도시된 바와 같은 형태의 이미지와 작동램프를 표시하여 사용자에게 쉽게 인지될 수 있고 그 편의성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 압전소자의 구성 및 작용을 나타낸 블록도이다.
일반적으로 압전소자는 에너지 하베스팅 소전력발전기에 적용되는 소자로서, 본 발명에 적용되는 압전소자의 전력을 최대화 하기 위해서는 생성되는 미세한 소전력을 모아 큰 전력으로 증폭시키는 기술이 필요하다.
종래의 전력변환 기술은 요구되는 최소 입력전압이 발전되는 전압에 비해 상대적으로 높고 이차전지 충전에 필요한 전압까지 승압시키는데 손실이 커 실용화하기 어려운 단점이 있었다.
즉, 도 7은 일반적인 에너지하베스팅 장치의 전력 효율을 나타낸 블록도로서, 도시된 바와 같이 발전되는 교류전압을 직류로 변환하는데 정류기에서만 실리콘 다이오드의 순방향 문턱전압으로 인하여 1.4V가 소모되고 (발전전압이 2V인 경우 정류회로에서만 효율은 약 9%에 불과하여 91%가 손실됨), 스위칭회로와 승압변압기를 결합한 방식의 직류 전압승압기 (DC-DC Converter)에서만 약 50%의 전력 손실이 발생한다.
따라서, 전체 효율은 입력전압이 2V 인 경우 약 4.5%에 불과하여 실용화에 어려움이 있다. 물론 입력전압이 12V와 같은 상대적으로 높은 전압의 경우에는 전체효율이 약 35% (정류회로 70% x 변환회로 50%)로 상승되지만 이 경우도 전체효율은 낮은 편이며 에너지하베스팅 장치에서 이 같은 높은 전압이 발생하는 경우는 매우 낮기 때문에 입력전압이 2~12V 경우 전체효율은 4.5~35% 에 불과하다 따라서, 이러한 전력변환 과정에서 전력변환 효율은 매우 중요하며 높은 효율로 사용할 수 있도록 하는 방식의 설계가 필요한 실정이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압전소자는 최대 전력을 생산 및 저장하기 위한 하나의 실시예로서, 하나 또는 다수의 압전소자(100), 전력변환기(110), 1차 전력집전기(120), 1차 충전기(130), 1차 에너지저장장치(140), 2차 전력집전기(150), 2차 충전기(160) 및 2차 에너지저장장치(170)를 포함할 수 있다.
하나 또는 다수의 압전소자(100)는 압력변화를 감지하여 전압을 발생한다.
다수의 전력변환기(110)는 상기 압전소자(100)에 일대일 대응되며, 상기 압전소자(100)에서 발생한 전압을 정류 및 증폭하여 소정 전압으로 변환시킨다.
1차 전력집전기(120)는 상기 다수의 전력변환기(110)에서 변환된 전압을 집전한다.
1차 충전기(130)는 상기 1차 전력집전기(120)에서 집전된 전압을 충전한다.
1차 에너지저장장치(140)는 상기 1차 충전기(130)에서 충전된 전압을 저장한다.
2차 전력집전기(150)는 상기 1차 에너지저장장치(140)에 저장된 전압을 집전한다.
2차 충전기(160)는 상기 2차 전력집전기(150)에서 집전된 전압을 충전한다.
2차 에너지저장장치(170)는 상기 2차 충전기(160)에서 충전된 전압을 저장한다.
또한, 도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예로서 도어를 개폐하기 위하여 솔레노이드를 적용한 예를 나타낸 구성 도면이다.
본 발명의 도어 개폐부(20)는 인터넷 등의 무선 송신을 통하여 컴퓨터 또는 휴대폰으로 작동과 관리를 원격에서 제어할 수도 있다.
또한, 비상버튼 입력부(12)는 일정한 압력을 주어 누르는 방식이나 소프트 터치를 인식하여 개방할 수 있도록 다양한 방식을 적용할 수 있다.
또한, 제어부(17) 일반적으로 모터 등의 회전력의 힘을 이용하여 열쇠로 여는 방식을 사용하지만, 다른 예로서 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 솔레노이드를 이용하여 관리자가 간편하게 열 수 있도록 구성할 수도 있다.
잘 알려진 바와 같이, 솔레노이드는 배터리와 같은 전원에 연결했을 때 기계적인 운동을 일으키는 장치로, 이런 움직임이 밸브를 조정할 수 있고 다른 조정 움직임을 일으킬 수 있다. 또한, 전류가 코일에 공급되었을 때 코일 속으로 플런저를 잡아당겨 기계적인 움직임을 발생시키기 위한 전자 기계식 장치로, 밸브, 스위치 접점 및 기타 움직이는 부품을 제어하기 위해 사용된다.
따라서, 본 발명은 외부에서 노크를 하면 자동개폐도어장치에 수신되어 도어를 개방하도록 형성한 것으로서, 외부에 전기선을 연결하기 어려운 장소에 유선 또는 무선으로 원격 설치하여 외부의 동력(전원)없이 가압패드(224)를 노크하여 압전소자(100)가 발전하여 발신부를 통하여 발신하면 비상문 개페도어장치가 수신하여 문을 개방하도록 형성한 특징이 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클라우드 기반의 비상문 자동개폐 시스템을 나타낸 구성 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 클라우드 기반의 비상문 자동개폐 시스템은, 비상문 자동개폐장치(100), 휴대 단말기(200) 및 클라우드 서버(300)를 포함한다.
비상문 자동개폐장치(100)는 무선 데이터 통신망 연결 장치(미도시)를 포함하며, 비상문자동개폐장치의 상태 데이터의 송수신을 위해 전자파를 전송하거나 공간으로부터 수신하기 위한 무선 안테나(미도시)를 포함한다.
휴대 단말기(200)는 상기 비상문자동개폐장치(100)에 자신의 고유 식별 정보를 포함한 장치 등록 신호를 전송하고, 장치 등록신호에 대해 등록확인 신호가 전송되면 상기 개폐장치(100)와 연동하여 도어상태, 화재 감지기 상태, 고장여부 정보를 포함한 로그 파일을 생성하여 실시간 출력한다.
클라우드 서버(300)는 상기 비상문 자동개폐장치(100)로부터 로그파일을 수신하여 저장하고, 각 개폐장치(100) 상태 및 화재 경보 신호 정보를 저장한 후 로그파일을 분석하여, 감지 정보에 대응하는 이벤트 발생시 해당 감지 이벤트 발생에 대한 알림 메시지를 작성하여 출력한다.
상기 휴대 단말기(200)는, 상기 클라우드 서버(300)와 연계하여 신호정보 로그파일에 대한 정보 조회를 수행하고, 이벤트 항목의 편집기능을 수행하여 상기 비상문 자동개폐장치(100)의 추가 및 삭제 기능을 수행하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 비상문자동개폐기에 연결되어 있는 비상문 자동 개폐형 도어, 건물 내에 설치된 화재 감지기 신호 및 비상문자동개폐기의 상태를 무선 데이터 통신망을 통해 바로 원격지의 클라우드 서버로 업로드 하며 클라우드 서버를 통해 각 개폐기의 상태를 주기적으로 로그파일을 기록 및 축적할 수 있고 클라우드 서버에서 로그 파일을 분석하여 특정 이벤트 발생시 이를 특정 건물 관리자 및 기관에 즉시 통보할 수 있으며 미리 설정해 놓은 상태를 통해 화재 발생시 자동으로 개폐기에 연결 되어 있는 비상문 자동 개폐형 도어를 열 수 있다.
또한, 웹페이지 및 휴대용 단말 어플리케이션을 통해 언제든 비상문자동개폐기의 정보를 조회 할 수 있고 특정 이벤트 발생에 대한 알림 메시지를 작성하여 출력하는 클라우드 서버 통해 건물 관리자 및 기관에 알림 메시지를 전송하며 비상문자동개폐기의 고장여부를 판단하여 통합 관리업체에서 관리할 수 있는 서비스가 가능하다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것으로, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
10 : 비밀번호등록부 11 : 카드등록/삭제부
12 : 비상버튼 입력부 13 : 화재감지부
14 : 화재감지 수신부 15 : 외부 화재경보기
16 : 중계기 17 : 제어부
18 : 비상등점멸부 19 : 비상벨구동부
20 : 도어개폐부 21 : 배터리충전부
22 : 원격퇴실버튼부 100 : 압전소자
110 : 전력변환기 120 : 1차 전력집전기
130 : 1차 충전기 140 : 1차 에너지저장장치
150 : 2차 전력집전기 160 : 2차 충전기
170 : 2차 에너지저장장치 222 : 발신부
223 : 수신부 224 : 가압패드
225 : 스프링
12 : 비상버튼 입력부 13 : 화재감지부
14 : 화재감지 수신부 15 : 외부 화재경보기
16 : 중계기 17 : 제어부
18 : 비상등점멸부 19 : 비상벨구동부
20 : 도어개폐부 21 : 배터리충전부
22 : 원격퇴실버튼부 100 : 압전소자
110 : 전력변환기 120 : 1차 전력집전기
130 : 1차 충전기 140 : 1차 에너지저장장치
150 : 2차 전력집전기 160 : 2차 충전기
170 : 2차 에너지저장장치 222 : 발신부
223 : 수신부 224 : 가압패드
225 : 스프링
Claims (8)
- 사용자로부터의 비밀번호를 입력 및 등록하는 비밀번호등록부;
출입카드를 등록 및 삭제하는 카드등록/삭제부;
사용자로부터의 비상버튼을 입력하는 비상버튼 입력부;
열센서 또는 적외선센서를 통하여 내부화재를 감지하는 화재감지부;
상기 비밀번호등록부 및 카드등록/삭제부의 입력 및 등록 결과에 따라 출입제어신호를 출력하며, 상기 비상버튼 입력부 및 화재감지부의 입력 및 감지 결과에 따라 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하는 제어부;
상기 제어부의 비상알람신호에 따라 비상등을 점멸하는 비상등점멸부;
상기 제어부의 비상알람신호에 따라 비상벨을 구동시키는 비상벨구동부;
상기 제어부의 도어개폐신호에 따라 도어를 개폐시키는 도어개폐부;
상용 A/C 또는 D/C 전원을 입력받아 배터리를 충전시키고 상기 제어부에 구동전원을 공급하는 배터리충전부를 포함하며,
도어 외측의 일정거리 또는 벽체로 이격된 원격지에 설치되어 사용자의 노크를 인지하여 상기 제어부로 퇴실명령을 전달하며,
사용자의 노크를 입력하는 가압패드와, 상기 가압패드가 탄성을 갖도록 지지하는 스프링과, 상기 가압패드에 밀착되어 사용자의 노크에 따른 압력변화를 감지하여 전압을 발생하는 압전소자와, 상기 가압패드의 진동을 감지하여 감지신호를 출력하는 발신부와, 상기 발신부의 감지신호를 수신하여 상기 제어부에 퇴실명령을 전달하는 수신부로 이루어진 원격퇴실버튼부;를 포함하고,
상기 제어부는 상기 원격퇴실버튼부로부터 퇴실명령이 입력될 경우 즉시 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 비상문 자동개폐장치. - 제 1항에 있어서,
외부 화재경보기의 화재경보신호를 수신하는 화재감지 수신부;
상기 화재감지 수신부에서 수신된 화재경보신호를 상기 제어부에 전달하는 중계기를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 중계기로부터 외부 화재경보신호가 전달될 경우 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 동시에 출력하는 것을 특징으로 하는 비상문 자동개폐장치. - 제 2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 중계기로부터 전달되는 외부 화재경보신호와, 상기 비상버튼 입력부 및 화재감지부의 입력 및 감지되는 내부화재 감지 결과에 따라 각각의 화재상황을 판단하고 각각에 따른 서로 다른 비상알람신호를 출력하여 상기 비상등점멸부 및 비상벨구동부로부터 내부경보상황과 외부경보상황을 구별 가능하게 동작되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 비상문 자동개폐장치. - 제 3항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 비상버튼 입력부가 입력되고, 이후 미리 설정된 시간범위 이내에 상기 중계기로부터 전달되는 외부 화재경보신호와 상기 화재감지부로부터 내부화재 감지 결과가 동시에 입력될 경우에 정상적인 화재상황을 판단하여 상기 비상알람신호 및 도어개폐신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 비상문 자동개폐장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 압전소자에 일대일 대응되며, 상기 압전소자에서 발생한 전압을 정류 및 증폭하여 소정 전압으로 변환시키는 다수의 전력변환기;
상기 다수의 전력변환기에서 변환된 전압을 집전하는 1차 전력집전기;
상기 1차 전력집전기에서 집전된 전압을 충전하는 1차 충전기;
상기 1차 충전기에서 충전된 전압을 저장하는 1차 에너지저장장치;
상기 1차 에너지저장장치에 저장된 전압을 집전하는 2차 전력집전기;
상기 2차 전력집전기에서 집전된 전압을 충전하는 2차 충전기; 및
상기 2차 충전기에서 충전된 전압을 저장하는 2차 에너지저장장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상문 자동개폐장치.
- 삭제
- 삭제
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