KR101877359B1 - 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법 - Google Patents

Abstract

실시예는 중계기가 감지기의 단선유무를 일정주기로 체크하고 있다가 단선이 발생하면 중계기에 내장된 CPU에서 펄스 신호를 감지기 선로를 통해 보낸 후 복귀되는 동안의 신호의 변화를 중계기의 ADC기능을 이용하여 시간에 따른 측정값의 변화를 통해 단선 위치를 찾는 방법으로서, 중계기와 감지기 사이에 단선이 없을 경우의 신호를 기초로 이상이 생겼을 경우의 신호를 저장되어 있는 유사 패턴과 비교함으로써 단선된 위치를 용이하게 검출할 수 있다.

Description

화재 감시 시스템의 단선 검사 방법{Method for Inspecting Disconnection for Fire Monitoring System}

본 발명은 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재 감시 시스템의 단선 여부를 용이하게 파악할 수 있는 방법에 관한 것이다.

화재 감시 시스템은 감지기, 발신기, 중계기, 수신기, 음향장치 등으로 구성되어 있으며, 감지기는 화재로부터 생성되는 열, 연기 또는 불꽃을 자동적으로 감지하여 전선을 통하여 직접 또는 중계기를 거쳐 수신기에 신호를 전달하며, 수신기는 화재발생장소를 표시함과 동시에 음향장치 또는 방송설비와 소화설비에 작동신호를 보내어 피난 및 소화활동을 유도하며, 발신기는 화재를 발견한 사람이 수동조작에 의해 신호를 수신기에 전달하는 역할을 한다.

화재감지 영역을 600㎡ 이하로 규정된 소방법(NFSC 203)은 소방대상물에 설치된 자동화재 탐지설비가 화재신호를 유효하게 감지하여 화재신호를 발신하고 조기피난 및 초기 소화를 도모하여 인명 및 재산 피해를 최소화 할 수 있는 법적 최소범위를 600㎡ 이하로 규정함으로써 1인 가구, 호텔방, 모텔방 등 작은 방 단위로 설계되고 있는 현대 건축물에 대한 화재감시가 어려운 문제점을 발생시키고 있다.

예를 들어 방하나의 면적이 30㎡ 이라면 최대 20개 방을 하나의 경계구역으로 보고 화재감시를 해야 하는 문제점이 발생한다. 따라서 1인가구가 주로 사는 다세대 주택, 고시원, 노래방, 주점, 모텔, 호텔, 백화점 등은 복잡한 내부구조 및 구획화된 곳에서 화재발생시 인명피해 발생가능성이 매우 높아지게 된다.

최근 1인가구의 증가, 초고층 빌딩의 증가 등으로 인해 건물내부의 다양한 설비가 증가함에 따라 주소방식의 중계기시스템은 감지기를 병렬로 연결하여 설치하게 되는데, 이때 화재가 발생되면 부착된 감지기 개수와 상관없이 중계기 위치를 화재발생 장소로 표시하기 때문에 정확한 위치확인이 불가능하다. 즉, 단위 및 면적 단위의 경계구역위치만 표시하기 때문에 화재발생시 신속하고 정확한 화재위치 파악이 어려워 이에 대처가 매우 어려운 문제가 있다.

이런 문제점들을 해결하기 위해 감지기들에 어드레스를 지정하여 유무선 통신으로 연결하고 해당 감지기가 화재 발생 시 그 주소를 확인하여 위치를 확인하는 화재 감시 시스템들이 등장하였으나, 이 역시 감지기 간의 유선 통신이 단선되면 화재의 위치를 정확히 파악할 수 없기 때문에 화재 감시 시스템의 단선 여부를 쉽게 파악할 수 있는 방법이 모색될 필요가 있다.

실시예는 화재 감시 시스템에 구비된 여러 개의 감지기들 사이에 단선이 생긴 위치를 용이하게 파악할 수 있는 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

실시예는 중계기가 감지기의 단선유무를 일정주기로 체크하고 있다가 단선이 발생하면 중계기에 내장된 CPU에서 펄스 신호를 감지기 선로를 통해 보낸 후에 복귀되는 동안의 신호의 변화를 중계기의 ADC 기능을 이용하여 시간에 따른 측정값의 변화를 통해 단선 위치를 찾는 방법으로서, 중계기와 연결된 모든 감지기에 펄스 신호를 인가하여 모든 감지기가 정상적으로 연결된 경우의 신호 패턴을 기준 신호로 저장하는 단계; 단선된 위치에 따른 감지기의 연결 개수에 따른 신호 패턴을 데이터 베이스에 저장하는 단계; 중계기를 통해 감지기에 펄스 신호를 주기적으로 인가하는 단계; 측정된 신호와 기준 신호의 패턴의 일치 여부를 판단하는 단계; 기준 신호와 다른 경우 데이터 베이스에 저장된 신호 패턴을 통해 단선된 감지기의 위치를 파악하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 중계기와 연결된 감지기들 사이에서 어느 한 지점이 단선된 경우에, 상기 중계기와 연결되어 있는 감지기의 개수에 따라 펄스 신호 인가 후의 신호 패턴이 상이하게 나타나는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 중계기와 연결되어 있는 감지기의 개수가 증가할수록 상기 감지기에 내장된 커패시터 성분에 의해 상기 신호 패턴은 펄스 신호가 인가된 후에 전압 레벨이 감지기의 개수에 따라 상승하며, 전압 레벨이 상승하는 속도를 측정하여 단선 여부를 판별하는 것을 특징으로 하며, 이 때 상기 감지기들은 동일한 커패시터값을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 신호 패턴의 전압 레벨은 상기 중계기와 감지기 사이의 전원 신호를 ADC하여 도출될 수 있다.

그리고, 상기 소방수신기는 중계기와 통신하면서 중계기에 연결된 설비를 제어하며, 감지기의 개수를 넘버링하여 저장하며, 상기 중계기는 데이터 베이스에 저장된 신호 패턴을 통해 단선된 감지기의 번호를 파악하여 위치를 도출하고, 이를 소방수신기로 전송하여 소방수신기에 저장된 감지기의 위치를 토대로 단선 위치를 원격에서 파악하는 것을 특징으로 한다.

실시예는 화재 감시 시스템에 포함된 중계기에서 감지기들에 주기적인 신호를 보내면서 모든 감지기가 연결된 상태의 신호를 레퍼런스 신호로 저장하고, 적어도 어느 하나의 감지기가 단선이 된 경우의 신호를 경우별로 수집해놓음으로써 레퍼런스 신호와 다른 신호가 들어왔을 때 화재 경비 시스템에 문제가 생겼음을 손쉽게 파악할 수 있고, 어느 위치에 있는 감지기가 단선되었는지를 쉽게 알아낼 수 있다.

도 1은 종래 주소형 화재 감시 시스템을 나타낸 도면
도 2는 실시예의 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법을 설명하기 위해 화재 감시 시스템 일예와 이의 단선 상태를 나타낸 도면
도 3은 화재 감시 시스템의 단선 상태에 따른 전원신호를 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법을 나타낸 흐름도

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.

실시예의 화재 감시 시스템은 R형 시스템으로, 각 감지기에 CPU와 통신회로를 내장하고 아날로그 신호를 통신선으로 중앙컴퓨터와 송수신하는 방식으로 주변의 화재현장을 탐지하는 디지털 방식이며, 해당 감지기의 정확한 주소와 함께 화재에 의한 열, 연기의 물리적 변화에 대한 정보를 알 수 있는 시스템이다. 그러나, 이러한 R형 시스템에서도 각 감지기 간의 통신선이 단절되는 경우에는 제 기능을 수행할 수 없기 때문에 주기적인 단선 검사가 필요하다.

도 1은 종래 주소형 화재 감시 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 한 층에 다수의 방이 밀집된 건물에 마련된 화재 감시 시스템의 예시로 각각의 방에는 감지기가 각각 배치되고, 각각의 감지기들은 중계기와 병렬로 연결되어 있다. 중계기는 600㎡이하의 범위에서 상기 감지기들과 유선망으로 연결되며, 소방수신기와는 네트워크를 통한 무선통신을 통해 연결될 수 있다.

도시된 바와 같이, 112호와 113호 사이의 통신선이 단선되면, 병렬로 연결되어 있는 112호부터 108호까지의 모든 감지기가 중계기와 단선되기 때문에 화재가 일어날 경우 해당 주소를 수신부로 통신해 줄 수 없으며, 어떤 감지기 회선이 단선되었는지 알 수 없기 때문에 직접 현장으로 가서 확인 후에 이를 복구해야 하는 과정을 거치게 된다. 즉, 감지기의 단선 위치를 알기 위해 감지기 점검 장치를 가지고 해당 장소를 방문해야 하는 번거로운 작업이 수행되어야 한다.

실시예는 이러한 주소형 화재 시스템에서 단선이 발생한 경우 그 위치를 빠르게 식별하여 복구를 수행할 수 있는 단선 검사 방법에 대하여 개시한다. 좀더 구체적으로 실시예는 중계기가 감지기의 단선유무를 일정주기로 체크하고 있다가 단선이 발생하면 중계기에 내장된 CPU에서 펄스 신호를 감지기 선로를 통해 보낸 후 복귀되는 동안의 신호의 변화를 중계기의 ADC기능을 이용하여 시간에 따른 측정값의 변화를 통해 단선 위치를 찾는 방법을 개시한다.

도 2는 실시예의 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법을 설명하기 위해 화재 감시 시스템 일예와 이의 단선 상태를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 화재 감시 시스템을 간략히 나타낸 것으로 중계기, 상기 중계기와 유선으로 연결되는 감지기, 상기 중계기와 무선으로 연결되는 소방수신기로 구성될 수 있다. 감지기는 화재 상황시 연기 또는 열을 감지하는 센서부와 각각의 주소를 가진 CPU를 가지며, 각 호의 전기배전함으로부터 전선을 연결하여 전원을 공급하고 통신선으로 네트워크를 구축하여 중계기와 정보를 송수신 할 수 있다. 실시예에서는 설명의 편의를 위해 예시로서 중계기에 감지기가 5개 연결되어 있다고 가정한다.

소방수신기는 중계기와 통신하면서 중계기를 제어할 수 있으며 각각의 감지기의 주소를 넘버링하여 설치장소를 저장하고 있다. 화재가 발생한 경우 중계기가 일차적으로 해당 감지기의 주소를 소방수신기로 전송하면, 소방수신기는 알람 경보와 함께 감지기의 위치정보를 표시하여 화재진압이 신속히 이루어 질 수 있도록 한다.

중계기와 감지기들은 서로 통신선으로 연결되어 있으며, 단선이 발생하는 여러가지 위치를 예시로 나타내었다. 도시된 바와 같이, 중계기와 a 감지기 사이인 ①의 위치가 단선되는 경우에는 a, b, c, d, e의 모든 감지기의 통신이 끊기며, c 감지기와 d 감지기 사이인 ②의 위치가 단선되는 경우에는 d와 e 감지기의 통신이 끊기게 된다. 그리고 ③의 위치가 단선되는 경우에는 중계기와 각각의 감지기들이 연결은 되어있으나 통신은 끊어져 있는 상태이다.

도 3은 화재 감시 시스템의 단선 상태에 따른 전원신호를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 실시예에서는 (a)와 같이 중계기에서 감지기에 일정 시간(3ms)을 갖는 펄스 신호를 전송한다. 그리고, 입력되는 전원선 신호의 패턴을 ADC 하여 확인하면 (b)와 같은 그래프를 나타냄을 확인할 수 있다. (b)에서 X축은 샘플링 타임을 나타내는 시간축이며, Y축은 중계기에서 10bit ADC를 수행한 결과로 나타나는 전압값이다.

A의 경우는 모든 감지기가 정상적으로 연결되어 있는 경우이며, 이 경우에는 전원 신호값이 펄스 신호가 가해진 구간에서 급격히 감소한 후에, 다시 원래의 값으로 복원되는 것을 확인할 수 있다.

B의 경우는 ③의 위치가 단선된 경우로서, 이 경우 중계기와 모든 감지기 간에는 연결이 되어 있지만, 감지기의 최종단이 단선되어 있어 전원선의 출력이 나오지 않고 있다. 이 경우 감지기에 펄스 신호를 가하면, 전원 신호값이 A에 비해 낮아진 상태를 유지하다가 펄스 신호가 가해진 구간에서 감소한 후에, 일정한 값만큼 다시 복귀되는 것을 알 수 있다.

C의 경우는 ②의 위치가 단선된 경우로서, 이 경우 중계기에는 3개의 감지기가 연결되어 있는 상태이며, 2개의 감지기는 중계기와의 연결이 끊어진 상태이고 전원선의 최종적인 연결은 끊어진 상태이다. 이 경우에 감지기에 펄스 신호를 가하면, 전원 신호값이 A에 비해 낮아진 상태를 유지하다가 펄스 신호가 가해진 구간에서 감소한 후에, 일정한 값만큼 상승하게 되는데 이 때 상승되는 값은 B보다 작게 상승한 후에 점차적으로 감소하게 됨을 확인할 수 있다.

D의 경우는 ①의 위치가 단선된 경우로서, 이 경우 중계기에는 모든 감지기가 단선되어 있는 상태이며, 전원선의 최종적인 연결은 끊어진 상태이다. 이 경우에 감지기에 펄스 신호를 가하면, 전원 신호값이 A에 비해 낮아진 상태를 유지하다가 펄스 신호가 가해진 구간에서 감소한 후에, 일정한 값만큼 상승하게 되는데 이 때 상승되는 값은 C보다 작게 상승한 후에 점차적으로 감소하게 됨을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이 (b)의 그래프를 분석해보면, 특히 원형으로 표시된 영역에서와 같이 중계기와 연결되어 있는 감지기의 개수에 따라 펄스 신호가 가해진 후 다시 복구되는 값이 달라짐을 알 수 있으며, 감지기의 개수가 커짐에 따라 복구되는 값이 커짐을 확인할 수 있다.

이러한 현상은 감지기에 내장되어 있는 커패시터에 의한 것으로 설명될 수 있다. 중계기에서 감지기로 일정한 시간동안 전압을 인가하면 각각의 감지기는 중계기와 연결되어 있는 경우에 일정한 값으로 충전되는 축전기의 상태가 된다. 감지기는 중계기와 연결되어 있는 동안 충전되며, 어느 한 부분이 단선되는 경우에 방전이 일어나게 되는데 이 때 펄스 신호를 가해주면, 펄스 신호가 전달되는 감지기의 수에 따라서 신호의 패턴이 다르게 나타나는 것이다. 즉, 중계기와 연결된 감지기의 개수가 많을수록 커패시터의 개수가 많으므로 펄스 신호를 보내면 하강 후에 상승하는 전압레벨에 차이가 생기는 것이다. 실시예는 이러한 원리를 화재 감시 시스템의 단선 여부를 검사하는데 적용한다.

도 4는 실시예에 따른 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 우선 중계기와 연결된 모든 감지기에 펄스 신호를 인가하여 모든 감지기가 정상적으로 연결되어 있는 경우의 신호 패턴을 기준 신호로 저장하는 단계(S10)를 수행한다.

이어서, 단선된 감지기 개수에 따른 신호 패턴을 저장하는 단계(S20)를 수행한다. 단선된 위치에 따라 중계기와의 연결이 남아있는 감지기의 개수가 달라지게 되고 펄스 신호에 의한 신호 패턴이 서로 상이하게 형성될 수 있다. 이에 대한 각각의 신호 패턴을 데이터 베이스에 저장한다. 감지기에 내장된 커패시터의 값은 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.

상기 S10과 S20은 단선 검사를 위한 사전 준비 단계이며, 이후의 단계는 검사 실시 단계이다. 이어서, 중계기와 연결된 모든 감지기에 주기적으로 펄스 신호를 인가하는 단계(S30)를 수행한다. 펄스 신호를 주기적으로 인가하면서 얻어지는 신호 패턴을 모니터링한다.

그리고, 측정된 신호와 S10단계에서 설정된 기준 신호가 서로 일치하는지에 대한 여부를 계속하여 판단하는 단계(S40)를 수행하고, 이상이 없을 경우에는 S30 단계를 반복하여 수행한다.

기준 신호와 달라지는 신호 패턴이 확인된 경우에는 화재 감시 시스템의 어느 한곳에 단선이 생긴 것으로 판단할 수 있으며, 데이터 베이스에 저장된 신호 패턴과의 비교하는 단계(S50)를 수행한다. 데이터 베이스에는 단선 위치에 따른 신호 패턴이 저장되어 있으므로 측정된 신호 패턴과 유사 패턴을 확인함으로써 현재 단선된 감지기의 위치를 예측할 수 있다. 따라서, 해당되는 감지기의 연결 상태를 복구하는 단계(S60)를 용이하게 수행할 수 있다.

중계기에서는 신호 패턴을 비교하고, 단선된 위치에 해당되는 감지기의 번호를 소방 수신기로 통신하여 전송한다. 소방수신기는 모든 감지기의 위치 정보를 저장하고 있으므로, 현재 단선되었다고 판단되는 감지기의 이상 상태와 위치 정보를 원격에서 확인할 수 있다.

즉, 실시예는 화재 감시 시스템에 포함된 중계기에서 감지기들에 주기적인 신호를 보내면서 모든 감지기가 연결된 상태의 신호를 기준 신호로 저장하고, 감지기가 단선된 위치마다 달라지는 신호 패턴을 저장해놓음으로써 기준 신호와 다른 신호가 들어왔을 때 화재 경비 시스템에 문제가 생겼음을 손쉽게 파악할 수 있고, 어느 위치에 있는 감지기가 단선되었는지를 쉽게 알아낼 수 있다. 따라서, 단선된 감지기의 위치를 원격에서 찾아내어 복구 작업을 신속히 수행할 수 있으므로, 추후 화재가 발생한 경우에 화재 경보 시스템의 작동 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 중계기가 감지기의 단선유무를 일정주기로 체크하고 있다가 단선이 발생하면 중계기에 내장된 CPU에서 펄스 신호를 감지기 선로를 통해 보낸 후에 복귀되는 동안의 신호의 변화를 중계기의 ADC 기능을 이용하여 시간에 따른 측정값의 변화를 통해 단선 위치를 찾는 방법으로서,
   중계기와 연결된 모든 감지기에 펄스 신호를 인가하여 모든 감지기가 정상적으로 연결된 경우의 신호 패턴을 기준 신호로 저장하는 단계;
   감지기에 내장된 캐패시터에 의해 단선된 위치에 따른 감지기의 연결 개수에 따라 달라지는 전압 레벨 상승 속도에 관한 신호 패턴을 데이터 베이스에 저장하는 단계;
   중계기를 통해 감지기에 펄스 신호를 주기적으로 인가하는 단계;
   측정된 신호와 기준 신호의 패턴의 일치 여부를 판단하는 단계;
   기준 신호와 다른 경우 데이터 베이스에 저장된 신호 패턴을 통해 단선된 감지기의 위치를 파악하는 단계를 포함하는 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 중계기와 연결된 감지기들 사이에서 어느 한 지점이 단선된 경우에, 상기 중계기와 연결되어 있는 감지기의 개수에 따라 펄스 신호 인가 후의 신호 패턴이 상이하게 나타나는 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법.
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서,
   상기 감지기들은 동일한 커패시터값을 가지는 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 신호 패턴의 전압 레벨은 상기 중계기와 감지기 사이의 전원 신호를 ADC하여 도출되는 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법.
6. 제 1항에 있어서,
   중계기와 통신하면서 중계기를 제어하며, 각각의 감지기의 주소를 넘버링하여 저장하는 소방수신기를 포함하는 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 중계기는 데이터 베이스에 저장된 신호 패턴을 통해 단선된 감지기의 번호를 파악한 후에, 이를 소방수신기로 전송하여 소방수신기에 저장된 감지기의 주소를 토대로 단선 위치를 원격에서 파악하는 화재 감시 시스템의 단선 검사 방법.

Images