KR101910480B1

KR101910480B1 - IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR101910480B1
Application number: KR1020180015147A
Authority: KR
Inventors: 심상국; 김승찬; 박병철; 이근배; 김지훈
Original assignee: (주)티엔젠; 한국남동발전 주식회사
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2018-10-22

Abstract

본 발명에 따른 IoT 전용망을 기반으로 하는 밀폐공간 모니터링 시스템은, 각 작업자들이 소지하는 RFID 태그; 상기 각 작업자 별로 소지한 RFID 태그를 이용하여 작업장 내부에 출입하는 작업자들을 인식하고, 출입한 작업자 별 정보를 제공하는 출입 카운트부; 이동이 가능하며, 작업장 내부의 소정 구역에 위치되어 상기 작업장 내의 가스 농도 및 작업자들의 움직임 상태를 센싱하고, 각 센싱 데이터를 산출하여 모니터링하는 하나 이상의 이동형 모니터링 장비; 및 상기 출입 카운트부 및 이동형 모니터링 장비와의 통신 연결을 통하여 작업장 내에 출입한 작업자들의 정보와 각 센싱 데이터를 각각 제공받으며, 상기 제공받은 각 센싱 데이터를 바탕으로 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 및 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하여, 그 판단 결과에 따라 경보 알림을 제공하는 관리 서버; 를 포함하여 구성된다.

Description

IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템{Closed-space monitoring system based on IoT network}

본 발명은 IoT 전용말을 기반으로 하는 밀폐공간 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 작업 환경의 가스 농도 모니터링을 통하여 발전시설이나 대형공장 등의 시설물 중 가스시설에 대한 안전사고를 방지하고자 하는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 공정이 이루어지는 공장, 화학공장 등의 각종 대형공장이나 발전시설 등에서 유해 가스 유출로 인한 사고가 빈번하게 발생하는 것을 흔히 접할 수 있다.

구체적으로는 유해가스 흡입으로 인한 현장 작업자들의 질식사고 등의 인명피해, 시설물 화재 등으로 인한 재산피해가 발생되며, 일반적으로 작업 현장은 밀폐된 공간으로 이루어져 있어 유해가스 유출 시 현장 작업자들의 가스 흡입 정도가 증가하여 이로 인한 인명사고가 다수 발생된다.

밀폐된 공간이라 할지라도 인체의 감각기관으로는 유해가스의 농도나 종류를 신속하게 파악하기에는 어려움이 있고, 후각 등으로 가스 유출 상황을 인식한 경우에는 이미 밀폐된 작업장 공간 내에 유출된 가스가 무의식적으로 현장 작업자에게 상당수 흡입된 상태일 가능성이 높으며, 이는 해당 현장 작업자에게 치명적인 위험 문제를 유발시킬 수 있다.

따라서, 가스시설이 구성되어 있는 각종 대형공장이나 시설물의 밀폐된 작업 공간에 구비되어 해당 공간의 가스 농도를 측정하고, 이를 통하여 가스 유출로 인한 위험 상황 발생 여부를 판단하여 현장 작업자, 관리자 등에게 정보를 제공함으로써 작업장 내를 대피하는 등의 위험 상황에 대한 대처를 가능하게 하여 가스 유출로 인한 안전사고를 방지하는 시스템이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 작업자 내의 가스농도 측정 및 모니터링을 통하여 가스 유출로 인한 안전사고 발생을 방지할 수 있는 IoT 전용망을 기반으로 하는 밀폐공간 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 작업장 내의 출입하는 현장 작업자들을 인식하여, 작업장 내의 위치하는 현장 작업자들의 현황을 실시간으로 파악할 수 있도록 하는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.

여기서, 상기 관리 서버에서 경보 알림을 제공하는 것은, 상기 판단 결과에 따른 위험 알림 발생 신호를 상기 하나 이상의 이동형 모니터링 장비에 전송하고, 상기 위험 알림 발생 신호를 전달받은 하나 이상의 이동형 모니터링 장비는 경보 알림을 동작하는 것; 을 특징으로 한다.

한편, 상기 출입 카운트부는, 상기 작업장 내부로 출입하는 작업자의 RFID 태그를 인식하여, 상기 RFID 태그에 기 저장된 해당 작업자 정보를 RFID 리더로 전달하는 안테나부; 상기 안테나부를 통하여 작업장 내에 출입한 작업자별 정보를 수집하는 RFID 리더; 상기 RFID 리더에서 수집된 작업자별 정보를 상기 관리 서버로 송신하는 출입자 정보 송신부; 및 상기 RFID와 연결되어 전원을 공급하는 제1 전원 공급부; 를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 이동형 모니터링 장비는, 상기 관리서버와 무선 통신 연결하는 제1 통신부; 상기 작업장 내의 가스 농도를 센싱하여, 제1 센싱 데이터를 산출하는 제1 센서부; 상기 작업장 내에 위치하는 각 작업자들의 움직임을 센싱하여, 제2 센싱 데이터를 산출하는 제2 센서부; 상기 산출된 제1 센싱 데이터를 모니터링 가능하도록 관리하며, 상기 관리서버에 의해 가스 농도 위험 상황 알림을 제어하는 모니터링부; 상기 모니터링부의 제어에 따라 위험 상황 알림 경보를 제공하는 알림 경보부; 및 상기 이동형 모니터링 장비에 구동 전원을 제공하는 제2 전원 공급부; 를 포함하여 구성되며, 상기 제1 통신부를 통하여, 산출된 제1 및 2 센싱 데이터를 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 모니터링부는, 상기 제1 센서부에서 산출된 제1 센싱 데이터를 저장하는 제1 센싱 데이터 저장부; 상기 제1 센싱 데이터 저장부에 저장된 제1 센싱 데이터를 모니터링 가능하도록 제공하는 제1 디스플레이부; 를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 관리서버는, 상기 제1 통신부와 무선 통신 연결하는 제2 통신부; 각 작업자 별 작업자 정보 및 관리자 정보를 저장하고 있는 데이터베이스; 상기 제1 센서부로부터 전달받은 제1 센싱 데이터를 이용하여 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 제1 위험 판단부; 상기 제2 센서부로부터 제공받은 제2 센싱 데이터를 이용하여 작업장 내의 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하는 제2 위험 판단부; 상기 제1, 2 위험 판단부의 각각의 판단 결과에 따라 각 위험 상황 발생 알림을 위한 제어신호를 생성하는 위험 관리부; 상기 위험 관리부의 제어에 따라 작업자 또는 관리자에게 각 위험 상황 알림을 제공하도록 하는 위험 알림부; 상기 제1 위험 판단부의 판단 결과를 모니터링 가능하도록 제공하는 제2 디스플레이부; 를 포함하여 구성된다.

상기 데이터베이스는, 각 작업자 별 작업자 정보를 저장하고 있는 작업자 정보 저장부; 각 관리자 별 관리자 정보를 저장하고 있는 관리자 정보 저장부; 상기 출입자 정보 송신부로부터 작업장 내에 출입한 각 작업자별 정보를 제공받아 저장하는 출입 현황부; 상기 제1, 2 센서부에 각 해당되는 이동형 모니터링 장비 및 설치되는 위치에 대한 정보를 함께 연계하여 저장하고 있는 센서 정보 저장부; 를 포함하여 구성되며, 상기 출입 현황부는, 상기 출입자 정보 송신부로부터의 제공되는 작업장 내의 출입에 따른 각 작업자 정보에 따라 갱신되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 위험 판단부는, 상기 제2 통신부를 통하여, 상기 제1 센서부로부터 제1 센싱 데이터를 수신하는 제1 센싱 데이터 수신부; 상기 수신한 제1 센싱 데이터와 제1 기준 값과 비교하는 제1 센싱 데이터 비교부; 를 포함하여 구성되며, 상기 비교 결과에 따라 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 위험 판단부는, 상기 제2 통신부를 통하여, 상기 제2 센서부로부터 제2 센싱 데이터를 수신하는 제2 센싱 데이터 수신부; 상기 수신한 제2 센싱 데이터와 제2 기준 값과 비교하는 제2 센싱 데이터 비교부; 를 포함하여 구성되며, 상기 비교 결과에 따라 작업장 내의 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 위험 관리부는, 상기 제1 위험 판단부의 판단 결과, 작업장 내의 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우 제1 위험 알림 신호를 생성하여 상기 모니터링부 및 위험 알림부로 전달하며, 상기 제2 위험 판단부의 판단 결과, 작업장 내의 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우 제2 위험 알림 신호를 생성하여 위험 알림부로 전달하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 위험 알림부는, 상기 제1 위험 알림 신호 수신 시, 출입 현황부의 작업자 정보를 바탕으로 작업장 내의 각 작업자에게 가스 농도 위험 상황 알림 경보를 제공하는 작업자 알림부; 상기 제2 위험 알림 신호 수신 시, 관리자 정보 저장부에 저장된 관리자 정보를 바탕으로 각 관리자에게 작업자 위험 상황 알림 정보를 제공하는 관리자 알림부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 모니터링부는, 상기 위험 관리부로부터의 제1 위험 알림 신호 수신 여부에 따라 알림 경보부의 동작을 제어하는 알림 동작 제어부; 를 포함하여 구성되며, 상기 알림 동작 제어부는, 상기 제1 위험 알림 신호를 수신한 경우, 상기 알림 경보부를 온(On) 제어하며, 상기 제1 위험 알림 신호를 수신하지 않은 경우, 상기 알림 경보부를 오프(Off) 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 각 작업자는, 상기 제2 통신부와 무선 통신 연결하는 제3 통신부; 를 포함하여 구성되는 해당 작업자 단말을 소지하고 있는 것을 특징으로 하며, 상기 제3 통신부를 통하여 관리서버로부터 가스 농도 위험 상황 알림 경보를 제공받는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동이 가능한 모니터링 장비를 이용하여 작업장 내의 각 공간/구역의 가스 농도를 측정하고, 이에 대한 정보를 현장 작업자들이 모니터링 할 수 있다.

또한, 위험 상황 발생 시, 모니터링 장비에 구비된 경광등이나 사이렌, 작업장 내의 위치하는 작업자들의 각 작업자 단말과 관리자 단말 등으로 위험 상황에 대한 정보를 알림 제공하여 보다 효과적으로 상황에 대처할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 작업장 내에 출입하는 작업자들의 출입 시스템을 구성하여, 작업장 내에 위치하는 작업자 현황을 실시간으로 파악할 수 있으며, 이를 이용하여 위험 상황 발생 시 보다 효율적으로 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체적인 시스템 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 작업자 출입 모니터링 상황을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 농도 위험 알림 상황을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 작업자 위험 알림 상황을 나타내는 도면이다.
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 가스 농도 모니터링 형태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전체적인 통신 네트워크 구성을 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

1. 본 발명의 시스템 개요

본 발명을 설명하기에 앞서, 본 명세서 언급되는 용어의 의미를 설명하도록 한다.

1.1. 작업자 정보

작업자 정보는, 작업자의 이름, 사진, 직위, 전화번호, 주소 등의 작업자 인적사항과 작업자 단말 식별번호를 포함하여 구성될 수 있다.

이는 출입자 정보와 혼용되어 사용될 수 있으며, 상기 출입자 정보는 작업장 내에 출입한 작업자의 작업자 정보를 의미하는 것이다.

1.2. 제1 센싱 데이터

제1 센싱 데이터는, 제1 센서부에서 센싱된 데이터, 즉 가스 농도 측정 값을 의미한다. 이는 예를 들어 O2, CO, H2S 등과 같은 여러 종류의 가스 농도 측정 값을 가스 종류별로 구분하여 포함하며, 해당 제1 센서부의 기 설정된 센서 식별번호가 연계되어 있다. 이는, 본 발명의 제1 센서부는 작업장 내의 다수의 공간/구역에 각각 구비되어 해당 공간/구역의 가스 농도를 측정하므로 각 제1 센서부마다 해당 센서 식별번호를 부여하여 이를 통하여 각각의 제1 센서부가 구비된 공간/위치를 파악하고, 관리서버에서 각각 수집되는 다수의 제1 센싱 데이터를 효율적으로 관리할 수 있다.

1.3. 제2 센싱 데이터

제 2 센싱 데이터는, 작업장 내의 위치하는 작업자들의 움직임 상태를 센싱한 데이터를 의미한다. 이 또한, 상술한 제1 센싱 데이터와 같이 해당 제2 센서부의 기 설정된 센서 식별번호가 연계되어 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

2. 본 발명에 따른 IoT 전용망을 기반으로 하는 밀폐공간 모니터링 시스템(도 1 참조)

2.1. 출입 카운트부(100)

출입 카운트부는, 작업장 입구에 구비되어 작업장 내부로 출입하는 각 작업자들을 인식하는 구성으로 안테나부(110), RFID 리더(120), 출입자 정보 송신부(130) 및 제1 전원 공급부(140)를 포함하여 구성된다. 여기서, 각 작업자들은 작업자 별로 해당 작업자 정보를 저장하는 RFID 태그를 소지하고 있다. 따라서, 작업장 내부로 출입 시, 상술한 바와 같이 작업장 입구에 구비되는 출입 카운트(100)를 통하여 출입 감지되어 후술하는 관리서버(300)에서 관리될 수 있으며, 하기와 같이 세부 구성되어 이루어질 수 있다.

가. 안테나부(110)

안테나부는, 작업장 입구에 2개의 긴 판형 또는 기둥 형상으로 이루어지는 한 쌍의 안테나로 구성된다. 작업자들이 작업장 내부로 출입하기 위하여 2개의 안테나 사이를 지나가면, 상기 안테나부는 RFID 태그에서 발신하는 주파수를 수신하여 해당 태그 정보를 인식하고, 인식한 RFID 태그 정보를 RFID 리더(120)로 전달한다.

즉, 안테나부는 작업장 내부로 출입하는 작업자가 소지한 RFID 태그를 인식하여 해당 태그 정보를 RFID 리더(120)로 전달하는 역할을 수행하는 것이다.

나. RFID 리더(120)

RFID 리더는, 상기 안테나부(110)로부터 작업장 내부로 출입한 작업자별 태그 정보를 수신하여 저장하는 구성이다. 상기 안테나부(110)가 인식한 각 작업자별 RFID 태그 정보에는 해당 작업자 정보가 저장되어 있으므로, 상기 RFID 리더는 상기 안테나부로부터 출입한 작업자의 태그 정보를 수신함으로써 작업장 내에 출입한 작업자별 작업자 정보를 수집할 수 있다. 이 때, 상기 RFID 리더부는 안테나부(110)로 주파수를 발신하여 정보 수신이 가능할 수 있다.

즉, 안테나부(110)는 작업자가 소지한 RFID 태그에서 발신하는 주파수를 수신하고, 상기 RFID 리더(120)로부터 받은 주파수를 발신함으로써 안테나부(110)와 RFID 리더 간의 정보 통신이 가능할 수 있다.

다. 출입자 정보 송신부(130)

출입자 정보 송신부는, 상기 RFID 리더(120)에서 수집된 작업자 정보, 즉 작업장 내에 출입한 작업자들의 각 작업자 정보를 후술하는 관리 서버(300)로 송신하는 구성이다. 상기 출입자 정보 송신부를 통하여 후술하는 관리 서버(300)가 작업장 내에 출입한 작업자들의 작업자 정보를 제공받음으로써, 작업장 내에 위치하는 작업자 현황을 파악할 수 있어 위험 상황이 발생하는 경우 작업장 내에 작업자들에게 위험 상황 정보 제공, 대피 지시 등을 제공할 수 있어 보다 효과적으로 위험 상황에 대처할 수 있다. 여기서, 출입 카운트부(100)와 관리 서버(300)는 예를 들어 LAN 통신 연결을 통하여 수집된 작업자 정보를 관리 서버(300)로 송신할 수 있다.

상기 출입자 정보는, 예를 들어 이름, 사진, 직위, 전화번호, 주소 등의 인적사항, 작업자 단말 식별번호 등을 포함하여 구성되며, 이는 작업자 정보와 동일한 것이다. 즉, 출입자 정보는 작업장 내에 출입한 작업자의 해당 작업자 정보를 의미하는 것이다.

라. 제1 전원 공급부(140)

제1 전원 공급부는, 상기 RFID 리더(120)와 연결되어 전원을 공급하는 구성으로, 예를 들어 5V 전원 어댑터로 구성될 수 있다.

2.2. 이동형 모니터링 장비(200, 1~N개 구성)

이동형 모니터링 장비는, 이동이 가능하도록 구성되며, 작업장 내부의 소정 구역에 각각 위치되어 해당 구역의 가스 농도 및 작업자들의 움직임 상태를 센싱하고, 각 센싱 데이터를 산출하여 모니터링하는 구성이다. 상술한 바와 같이, 상기 이동형 모니터링 장비는 작업장 내부의 소정 구역/공간에 각각 위치되는 것이므로 작업장 내부에는 하나 이상의 이동형 모니터링 장비가 구비되어 있다.

각 세부 구성은 하기와 같이 구성된다.

가. 제1 통신부(210)

제1 통신부는, 후술하는 관리서버(300)와 무선 통신 연결하는 구성으로, 예를 들어 LoRa(Long Range), Wifi 등을 이용하여 통신 연결할 수 있다. 이를 통하여, 이동형 모니터링 장비(200)와 관리서버(300) 간의 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이 때, LoRa를 이용하는 경우 저전력으로 장거리 무선 통신이 가능하며, AES128을 따르는 보안 기능을 제공하므로 보다 향상된 보안성으로 이동형 모니터링 장비(200)와 관리 서버(300) 간의 통신을 수행할 수 있다. 또한, LoRa 통신은 다중 센서 연결이 가능하므로 필요에 따라 추가 센서 연결을 통하여 작업장 내의 환경을 효율적으로 관리할 수 있다.

나. 제1 센서부(220)

제1 센서부는, 이동형 모니터링 장비에 장착되어 작업장 내에 가스 농도를 센싱하여 제1 센싱 데이터를 산출하는 구성이다. 상기 제1 센서부는 세부적으로 3개의 센서로 구성되어 각각의 센서에서 작업장 내의 가스 농도를 센싱하여 제1 센싱 데이터를 산출할 수 있다. 즉, 제1 센싱 데이터는 3개에서 각각 센싱된 가스 농도 값이다. 이와 같이 제1 센서부를 세부적으로 3개의 센서로 구성하여 각각 가스 농도를 센싱함으로써, 후술하는 관리서버(300)에서 해당 제1 센싱 데이터를 이용하여 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 경우 3개의 센서에서 각각 수집된 센싱 데이터의 평균 값으로 판단함으로써 가스 농도 센싱의 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 보다 향상된 정확성으로 가스 농도 값을 측정할 수 있다. 상기 제1 센서부가 센싱하는 가스 농도는, 예를 들어 O2, CO, H2S, LEL, NH3 등일 수 있다. 여기서, 제1 센서부는 해당 센서 식별번호가 설정되어 있어, 제1 센싱 데이터는 제1 센서부의 해당 센서 식별번호와 연계되어 산출된다.

추가적으로, 이동형 모니터링 장비에 탑재된 제1 센서부 이외에 작업장 내의 기 설정된 구역에 별도의 고정식 센서를 구성하여 필요에 따라 추가적인 작업장 내의 환경(온도, 습도, 가스 등)을 센싱할 수도 있다. 이는 상술한 바와 같이, 제1 통신부(210)의 LoRa 통신을 통하여 다중 센서 연결이 가능하므로 필요에 따라 제1 센서부 이외의 별도의 고정식 센서를 구비하여 가스 농도 등 추가 센싱이 가능할 수도 있다.

이와 같이 산출된 제1 센싱 데이터는, 제1 통신부(210)를 통하여 무선 통신 연결된 관리 서버(300)로 전송된다.

다. 제2 센서부(230)

제2 센서부는, 작업장 내에 위치하는 각 작업자들의 움직임을 센싱하여 제2 센싱 데이터를 산출하는 구성이다.

<실시 예 1>

실시 예 1로, 제2 센서부가 적외선 센서(PIR, Passive Infra-Red)를 이용하여 센싱 범위 내에 존재하는 작업자의 동작을 감지할 수 있다.

구체적으로는, 적외선 센서(PIR)가 통해 해당 센싱 범위 내에 존재하는 작업자의 움직임을 감지하고, 감지되는 움직임의 길이를 시간 값으로 산출할 수 있으며, 이 때 산출되는 움직임 시간 값을 제2 센싱 데이터로 지칭할 수 있다.

<실시 예 2>

실시 예 2로, 제2 센서부가 카메라를 이용하여 촬영 범위 내에 존재하는 작업자를 촬영함으로써 이에 따른 촬영 영상으로 해당 작업자의 동작, 상태를 파악할 수 있다.

이와 같은 경우, 카메라로 구성되는 제2 센서부는, 해당 촬영 범위 내에 존재하는 작업자를 촬영하여 촬영 영상을 생성할 수 있으며, 생성된 촬영 영상을 제2 센싱 데이터로 지칭할 수 있다. 여기서, 작업장 환경에 따라 야간이나 어두운 환경에서 작업자를 촬영할 수 있도록 제2 센서부는 적외선 카메라로 구성될 수도 있다.

이와 같이 산출된 제2 센싱 데이터는, 제1 통신부(210)를 통하여 무선 통신 연결된 관리 서버(300)로 전송된다. 이 때, 제2 센싱 데이터는 해당 제2 센서부의 기 설정된 센서 식별번호가 연계되어 전송된다.

라. 모니터링부(240)

모니터링부는, 상기 제1 센서부(220)를 통하여 산출된 제1 센싱 데이터를 관리자가 모니터링 가능하도록 관리하며, 후술할 관리서버(300)의 위험 관리부(350)에 의해 또는 자체 위험 판단부(246)의 제어에 의해 작업장 내의 작업자들에게 가스 농도 위험 상황 알림 동작을 제어하는 구성이다.

1) 제1 센싱 데이터 저장부(242)

제1 센싱 데이터 저장부는, 상기 제1 센서부(220)로부터 제1 센싱 데이터를 전달받아 저장하는 구성이다. 상기 제1 센싱 데이터 저장부는, 제1 센싱 데이터 저장 시 해당 날짜, 시간 등을 함께 저장하여 추후 관리자의 필요에 따라 외부 메모리 장치(USB 등)의 연결을 통하여 저장된 제1 센싱 데이터를 수집할 수 있어 작업장 내의 환경을 보다 효율적으로 관리할 수 있도록 한다. 또한, 제1 센싱 데이터에는 해당 제1 센서부의 기 설정된 식별번호가 연계되어 있다.

2) 제1 디스플레이부(244)

제1 디스플레이부는, 상기 제1 센싱 데이터 저장부에 저장된 제1 센싱 데이터를 모니터링 가능하도록 화면 표시 제공하는 구성이다. 상기 제1 센싱 데이터, 즉 3개의 센서에서(센서1, 센서2, 센서3)에 각각 측정된 O2, CO, H2S 등의 가스 농도 값, 측정 날짜 등을 작업장 현장에 위치하는 관리자나 작업자들이 모니터링 할 수 있도록 화면 제공할 수 있으며, 도면에 나타내는 바와 같이 수치 형태로도 제공할 수 있고, 그래프 형태로 제공할 수도 있다. (도 5, 6 참조)

3) 자체 위험 판단부(246)

모니터링부(240)는 자체 위험 판단부(246)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 자체 위험 판단부는, 상기 제1 센서부(240)로부터 산출되는 제1 센싱 데이터를 이용하여 이동형 모니터링 장비 내에서 자체적으로 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 구성이다.

상기 자체 위험 판단부는, 제1 센싱 데이터와 기준 가스 농도 데이터(이하, ‘제1 기준 값’ 이라 함)을 비교하여, 그 비교 결과에 따라 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단할 수 있다.

이 때, 제1 센서부 구성 설명 시 설명한 바와 같이, 제1 센서부(220)는 세부적으로 3개의 센서(센서1, 센서2, 센서3)로 구성되어 있으므로 제1 센싱 데이터는 센서1, 센서 2, 센서3에서 각각 센싱/측정된 가스 농도 값이 포함되어 있다. 따라서, 제1 센싱 데이터와 제1 기준 값을 비교 시, 센서1 내지 3에서 각각 센싱된 가스 농도 값의 평균 값을 산출하여 비교한다.

즉, 제1 센싱 데이터에 포함된 센서1 내지 3에서 각각 센싱된 3개의 가스 농도 값의 평균 값을 산출하여 제1 센싱 데이터의 대표 가스 농도 값으로 설정하고, 이를 제1 기준 값과의 비교를 통하여 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 것이다. 여기서, 제1 센싱 데이터에는 둘 이상의 가스 종류, 예를 들어 O2, CO, H2S의 각 가스 농도 값이 포함되어 있으므로 제1 기준 값 또한 각 가스 종류에 해당하는 기준 값이 각각 설정되어 있다. 따라서, 자체 알림 판단부는, 제1 센싱 데이터에 포함되는 가스 종류별로 측정된 가스 농도 값과 제1 기준 값에 포함되는 가스 종류별 해당 기준 값을 각각 비교하여 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단한다.

상기와 같이 비교한 결과, 제1 센싱 데이터에 포함된 가스 종류별 가스 농도 값 중 어느 하나라도 제1 기준 값의 해당 기준 값을 초과하는 경우, 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단하여 자체 알림 경보 신호를 생성하여 후술하는 알림 경보부(250)으로 전달할 수 있다. 이에 따라, 상기 자체 알림 경보 신호를 전달받은 알림 경보부(250)는 경보 알림 동작하여 작업자들이 위험 상황 발생을 인지하도록 할 수 있다.

4) 알림 동작 제어부(248)

알림 동작 제어부는, 후술하는 관리서버(300)의 가스 농도 위험 상황 발생 여부 판단에 따라 알림 경보부의 동작을 제어하는 구성이다. 보다 구체적으로 설명하면, 가스 농도 위험 상황 발생한 것으로 판단된 경우, 후술하는 위험 관리부(350)로부터 제1 위험 알림 신호가 생성되며 제1 통신부(210)를 통하여 이를 수신하게 된다. 상기 제1 위험 알림 신호를 수신한 경우, 후술하는 알림 경보부가 동작하도록 온(On) 제어하여 작업장 내의 작업자들이 위험 상황이 발생했음을 인지하도록 함으로써 작업장 외부로 대피할 수 있도록 할 수 있다. 반면, 상기 제1 위험 알림 신호를 수신하지 않은 경우에는 알림 경보부를 오프(Off) 제어하여 경보 알림 동작하지 않도록 한다.

마. 알림 경보부(250)

알림 경보부(250)는, 상술한 자체 위험 판단부(246) 또는 알림 동작 제어부(248)의 제어에 따라 작업장 내의 작업자들이 위험 상황 발생을 인지할 수 있도록 경보 알림 동작하는 구성이다.

상기 알림 경보부는, 상기 자체 위험 판단부(246)로부터 자체 알림 경보 신호를 전달받은 경우 또는 알림 동작 제어부(246)로부터 온(On) 제어신호를 입력 받은 경우, 예를 들어 경광등, 사이렌 등과 같은 시각적인 효과, 청각적인 효과를 이용하여 작업장 내의 작업자들이 위험 상황이 발생했음을 인지할 수 있도록 한다. (도 3 참조)

바. 제2 전원 공급부(260)

제2 전원 공급부는, 이동형 모니터링 장비에 구비되어 구동 전원을 제공하는 구성으로, 이는 충전이 가능한 배터리로 구성되어 이동이 가능하도록 구성된 이동형 모니터링 장비(200)에 적합하게 구동 전원을 제공할 수 있다.

2.3. 관리서버(300)

관리서버는, 상술한 출입 카운트부(100) 및 이동형 모니터링 장비(200)와의 통신 연결을 통하여 작업장 내에 출입한 작업자들의 정보와 각 센싱 데이터를 각각 제공받아 작업장 내의 전체적인 환경을 모니터링하며, 상기 제공받은 각 센싱 데이터를 바탕으로 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 및 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하여, 그 판단 결과에 따라 경보 알림을 제공하는 구성이다. 그 세부 구성은 하기와 같이 구성될 수 있다.

가. 제2 통신부(310)

제2 통신부는, 상술한 이동형 모니터링 장비(200)의 제1 통신부(210)와 무선 통신 연결하는 구성이다. 이는 예를 들어, LoRa, Wifi 등을 이용하여 통신 연결할 수 있다. 또한, 제2 통신부는, 후술할 각 작업자들이 소지한 작업자 단말과 무선 통신 연결할 수도 있다. 이는 예를 들어, Wifi, 3G, 블루투스 등을 이용하여 통신 연결할 수 있다.

나. 데이터베이스(320)

1) 작업자 정보 저장부(322)

작업자 정보 저장부는, 전체 작업자들의 작업자별 정보를 저장하고 있는 구성이다. 이는, 현재 작업장 내에 출입한 작업자뿐만 아니라 등록되어 있는 전체 작업자들의 정보를 저장하는 구성이다. 작업자 정보는, 예를 들어, 이름, 사진, 직위, 전화번호, 주소 등의 작업자 인적사항, 작업자 단말 식별번호를 저장할 수 있다.

2) 관리자 정보 저장부(324)

관리자 정보 저장부는, 전체 관리자들의 관리자별 정보를 저장하고 있는 구성이다. 관리자 정보는, 예를 들어 이름, 사진, 직위, 전화번호, 주소 등의 관리자 인적사항, 관리자 단말 식별번호 등을 저장할 수 있다.

본 발명에서 관리자라 함은, 상기 작업자를 포함하는 개념이다. 구체적으로는, 관리자로 설정된 사람은 작업자로도 설정되어 있어, 관리자는 후술하는 작업자 위험 상황 알림 경보뿐만 아니라 가스 농도 위험 상황 알림 경보도 제공받을 수 있다.

3) 출입 현황부(326)

출입 현황부는, 상술한 출입 카운트(100)의 출입자 정보 송신부(130)로부터 송신되는 작업장 내에 출입한 작업자 정보를 제공받아 저장하여, 현재 작업장 내에 출입한 작업자 현황을 파악할 수 있도록 하는 구성이다. 상기 출입 현황부는, 출입자 정보 송신부로부터 제공받은 출입자 정보, 즉 작업장 내에 출입장 작업자 정보를 저장하여 관리하고, 상기 출입자 정보 송신부로부터의 송신에 따라 갱신될 수 있다. 즉, 작업장 내에 출입하는 작업자 현황에 따라 갱신되는 것이며, 이를 통하여 작업장 현장에 직접 나가서 확인하지 않고도 현재 작업장 내에 어떤 작업자가 존재하는지 그 현황을 실시간으로 파악할 수 있어 위험 상황이 발생할 시 효율적으로 대처할 수 있다.

4) 센서 정보 저장부(328)

센서 정보 저장부는, 작업장 내에 구비되는 하나 이상의 이동형 모니터링 장비(200)마다 각각 탑재되는 제1 센서부(250) 및 제2 센서부(260)별로 설치되는 공간/구역 위치에 대한 정보를 해당 이동형 모니터링 장비(200) 및 제1, 2 센서부(250, 260)와 연계하여 저장하는 구성이다.

예를 들어, 작업장 내에는 각 공간/구역 별로 구역 식별번호가 설정되어 있고, 이동형 모니터링 장비(200) 또한 해당 장비 식별번호가 설정될 수 있다. 더불어, 각 이동형 모니터링 장비에 포함되는 제1,2 센서부(250, 260)에도 각 해당 센서 식별번호가 설정되어 있다.

따라서, 센서 정보 저장부는, 이동형 모니터링 장비(200)의 장비 식별번호, 해당 이동형 모니터링 장비에 탑재된 제1, 2 센서부(250, 260)의 각 해당 센서 식별번호, 해당 이동형 모니터링 장비(200)가 설치되는 해당 공간/구역 식별번호를 연계하여 그 데이터를 저장 및 관리할 수 있다.

이에 따라, 위험 상황 발생(가스 농도/작업자)한 경우, 작업자/관리자 단말로 위험 경보 알림 제공과 함께 상기 센서 정보 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 해당 이동형 모니터링 장비(200)가 위치된 공간/구역의 위치 정보를 제공할 수 있어 보다 신속하고 효율적으로 작업자/관리자가 위험 상황에 대처할 수 있다.

또한, 제1, 2 센서부의 센서 유지보수나 교환 시 각 해당 센서, 이동형 모니터링 장비에 설정된 식별번호를 이용하여 작업자/관리자가 그 기록들을 용이하게 파악 및 관리할 수 있다.

여기서, 이동형 모니터링 장비(200)의 설치 위치를 변경하거나, 그에 탑재되는 제1 센서부 또는 제2 센서부(250, 260)를 교환, 변경하는 경우 각각 설정된 식별번호를 이용하여 변경된 사항에 적합하도록 센서 정보 저장부(328)에 저장된 데이터를 수정해주어야 한다. 이에, 센서 정보 저장부(328)는 상술한 바와 같은 경우가 발생할 시, 작업자 또는 관리자의 입력에 따라 갱신될 수 있다.

다. 제1 위험 판단부(330)

제1 위험 판단부는, 상기 제2 통신부(310)를 통하여 제1 센서부(220)로부터 제공되는 제1 센싱 데이터를 이용하여 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 구성이다.

1) 제1 센싱 데이터 수신부(332)

제1 센싱 데이터 수신부는, 소정의 주기 간격으로 제2 통신부(310)를 통하여 제1 센서부(220)로부터 제1 센싱 데이터를 수신하는 구성이다. 상기에서 설명한 바와 같이 제1 센싱 데이터는 해당 센서 식별번호가 연계되어 있어, 상기 제1 센싱 데이터 수신부는 이를 이용하여 소정 구역에 위치하는 각 제 1 센서부의 해당 센서 식별번호 별로 구분하여 해당 제1 센싱 데이터를 수신 및 저장할 수 있다.

2) 제1 센싱 데이터 비교부(334)

제1 센싱 데이터 비교부는, 상기 제1 센싱 데이터 수신부에서 수신한 해당 센서 식별번호로 구분되어 있는 각 제1 센서부의 제1 센싱 데이터와 기준 가스 농도 데이터(이하, ‘제1 기준 값’ 이라 함)를 비교하는 구성이다.

이 때, 상기 제1 센서부 구성 설명 시 설명한 바와 같이, 제1 센서부(220)는 세부적으로 3개의 센서(센서1, 센서2, 센서3)로 구성되어 있으므로 제1 센싱 데이터는 센서1, 센서2, 센서3에서 각각 센싱/측정된 가스 농도 값이 포함되어 있다. 상기 제1 센싱 데이터 비교부는, 해당 제1 센싱 데이터와 제1 기준 값 비교 시, 센서 1 내지 3에서 각각 센싱된 가스 농도 값의 평균 값을 산출하여 비교한다. 즉, 제1 센싱 데이터에 포함된 센서1 내지 3에서 각각 센싱된 3개의 가스 농도 값의 평균 값을 제1 센싱 데이터의 대표 가스 농도 값으로 설정하는 것이다. 따라서, 하나의 센서에서 센싱된 가스 농도 값만을 이용하는 것보다 상기와 같이 3개의 세부 센서에서 각각 센싱된 가스 농도 값의 평균 값을 이용함으로써 가스 농도 센싱의 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 보다 향상된 정확성으로 가스 농도 값을 측정할 수 있다.

여기서, 제1 센싱 데이터에는 둘 이상의 가스 종류, 예를 들어 O2, CO, H2S의 각 가스 농도 값이 포함되어 있으므로 제1 기준 값 또한 각 가스 종류에 해당하는 기준 값이 각각 설정되어 있다. 따라서, 제1 센싱 데이터 비교부는, 제1 센싱 데이터에 포함되는 가스 종류별로 측정된 가스 농도 값과 제1 기준 값에 포함되는 가스 종류별로 각 설정된 기준 값을 비교할 수 있다.

상기와 같이 비교한 결과, 제1 센싱 데이터에 포함된 가스 종류별 가스 농도 값 중 어느 하나라도 제1 기준 값의 해당 기준 값을 초과하는 경우 해당 제1 센서부가 위치하는 작업장 내의 가스 농도가 적절하지 않은 것으로 판단하여 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

반면, 제1 센싱 데이터에 포함된 가스 종류별 가스 농도 값이 모두 제1 기준 값의 해당 기준 값 이하인 경우, 해당 제1 센서부가 위치하는 작업장 내의 가스 농도가 양호한 상태인 것으로 판단할 수 있다.

상기 제1 위험 판단부는, 상기와 같이 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하여 그 판단 결과를 후술하는 위험 관리부로 전달한다.

라. 제2 위험 판단부(340) (도 4 참조)

1) 제2 센싱 데이터 수신부(342)

제2 센싱 데이터 수신부는, 소정의 주기 간격으로 제2 통신부(310)를 통하여 제2 센서부(220)로부터 제2 센싱 데이터를 수신하는 구성이다. 상기에서 설명한 바와 같이 제2 센싱 데이터는 해당 센서 식별번호가 연계되어 있어, 상기 제2 센싱 데이터 수신부는 이를 이용하여 소정 구역에 위치하는 각 제 2 센서부의 해당 센서 식별번호 별로 구분하여 해당 제2 센싱 데이터를 수신 및 저장할 수 있다.

2) 제2 센싱 데이터 비교부(344)

제2 센싱 데이터 비교부는, 상기 제2 센싱 데이터 수신부에서 수신한 해당 센서 식별번호로 구분되어 있는 각 제2 센서부의 제2 센싱 데이터와 기준 작업자 상태 판단 값(이하, ‘제2 기준 값’ 이라 함)를 비교하는 구성이다.

<실시 예 1>

상기 제2 센서부 구성 설명 시 설명한 바와 같이, 제2 센서부(230)는 실시 예 1로 적외선 센서(PIR 센서)로 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 센싱 데이터 비교부는 제2 센싱 데이터, 즉 작업자의 감지된 움직임의 길이를 시간 값으로 산출된 값을 기 설정된 제2 기준 값과 비교할 수 있다.

상기 제2 센싱 데이터가 제2 기준 값 이하인 경우, 해당 작업자의 움직임이 정지한 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 가스 흡입에 따라 작업자가 쓰러진 경우 혹은 작업자에게 응급 상황이 발생한 경우 등으로 판단하여 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

<실시 예 2>

실시 예 2는, 상기 제2 센서부(230)가 카메라로 구성되는 경우를 설명하도록 한다. 이 경우, 제2 센싱 데이터는 카메라를 통하여 촬영된 작업자의 촬영 영상으로 구성된다. 이에, 제2 센싱 데이터 비교부는, 우선 공지의 영상 처리 기술을 이용하여 촬영 영상 속 작업자의 움직임 패턴을 분석할 수 있다. 움직임 패턴 분석 후, 분석된 움직임 패턴과 기 설정된 제2 기준 값과의 비교를 통하여 해당 작업자의 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기준 값을 특정 행위 패턴을 반복적으로 나타내는 경우 혹은 일정 시간 동안 움직임이 없는 경우 등을 작업자에게 위험 상황이 발생한 것으로 판단하도록 설정하여, 제2 센싱 데이터의 움직임 패턴이 상기 제2 기준 값의 어느 하나라도 해당하는 경우, 해당 작업자에게 위험 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이 판단된 그 판단 결과는 후술하는 위험 관리부로 전달한다.

마. 위험 관리부(350)

위험 관리부는, 상술한 제1 위험 판단부 및 제2 위험 판단부의 각각의 판단 결과에 따라 각 위험 상황 발생 알림을 위한 제어신호를 생성하는 구성이다.

상기 제1 위험 판단부의 판단 결과, 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 위험 관리부는 해당 상황을 알리기 위한 제어신호인 제1 위험 알림 신호를 생성할 수 있다. 제1 위험 알림 신호가 생성되면, 이는 제2 통신부(310)를 통하여 이동형 모니터링 장비(200)의 모니터링부(240)의 알림 동작 제어부(246)로 송신되며, 또한 후술하는 관리 서버(300)의 위험 알림부(360)로 전달되어 작업자 및 관리자가 위험 상황에 대처할 수 있도록 한다. 이 때, 위험 관리부는, 상기 제1 위험 알림 신호에 해당하는 제1 센싱 데이터에 연계되어 있는 해당 센서 식별번호를 이용하여 상술한 센서 정보 저장부(326)에 저장된 데이터 중 상기 센서 식별번호와 연계되어 있는 해당 이동형 모니터링 장비의 장비 식별번호를 추출하여 해당 이동형 모니터링 장비로 제1 위험 알림 신호를 송신할 수 있다.

또한, 상술한 센서 정보 저장부(326)에는 센서 식별번호와 해당 이동형 모니터링 장비의 설치 공간/구역 식별번호가 연계되어 있으므로, 이를 이용하여 해당 이동형 모니터링 장비와 인접하는 공간/구역에 설치된 이동형 모니터링 장비(200) 혹은 작업장 내에 설치된 모든 이동형 모니터링 장비에도 제1 위험 알림 신호를 송신할 수 있다.

이에 따라, 가스 농도 위험 상황이 발생한 공간/구역 외의 작업장 내의 다른 공간/구역에 위치하는 작업자들도 위험 상황이 발생하였음을 인지하고 대처할 수 있다.

한편, 상기 제2 위험 판단부의 판단 결과, 해당 작업자에게 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 위험 관리부는 해당 상황을 알리기 위한 제어신호인 제2 위험 알림 신호를 생성할 수 있다. 제2 위험 알림 신호가 생성되면, 이는 후술하는 위험 알림부(360)의 관리자 알림부(364)로 전달되어 위험 상황에 대처할 수 있도록 한다.

이 때, 위험 알림부는, 제2 위험 알림 신호와 이에 해당하는 제2 센싱 데이터의 센서 식별번호를 연계하여 전달할 수 있다.

바. 위험 알림부(360)

위험 알림부는, 상기 위험 관리부(350)에서 전달되는 제어신호에 따라 작업자 또는 관리자에게 각 위험 상황 알림을 제공하도록 하는 구성이다.

1) 작업자 알림부(362)(도 3 참조)

작업자 알림부는, 상술한 바와 같이 위험 관리부(350)로부터 제1 위험 알림 신호를 전달받는 경우, 작업장 내에 가스 농도 위험 상황이 발생한 것을 의미하므로 이에 대처하기 위한 동작을 수행한다. 제1 위험 알림 신호를 수신하면, 상기 데이터베이스의 출입 현황부(326)에서 관리되고 있는 현재 작업장 내에 존재하는 작업자들의 작업자 정보를 이용하여 각 해당 작업자 단말로 가스 농도 위험 상황이 발생했음을 알리는 알림 경보를 제공할 수 있다. 이는 작업자 정보에 포함되는 작업자 단말 식별번호를 이용하여 작업자별로 해당 작업자 단말로 제공할 수 있으며, 대피 명령 등의 내용을 포함하는 문자 메시지나 작업자 단말에 기 탑재된 어플리케이션 등을 통하여 알림 경보를 제공할 수 있다. 다만, 본 명세서에서 언급하는 작업장은 발전시설이나 대형 공장 등 소음이 심한 공간이므로 문자 메시지의 형태로 알림 경보를 제공하는 것은 작업자가 즉각 인지하지 못할 가능성이 높으므로, 보다 효과적으로 알림 경보를 제공하기 위해서는 작업자 단말에 기 탑재된 어플리케이션 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 경우, 상기 작업자 알림부가 알림 경보를 제공하는 것은, 작업자 단말에 기 탑재된 어플리케이션으로 알림 경보 신호를 송신하면, 이를 수신한 해당 작업자 단말의 어플리케이션이 진동발생, 위험 알림 음성 출력 등의 알림 경보 동작을 수행하여 해당 작업자가 가스 농도 위험 상황이 발생하였음을 인지할 수 있도록 할 수 있다.

이 때, 작업자 알림부는, 알림 경보 신호와 함께 위험 관리부로부터 전달받은 이에 해당하는 제1 센싱 데이터의 센서 식별번호 및 이를 이용하여 상술한 센서 정보 저장부(328)로부터 해당 이동형 모니터링 장비의 장비 식별번호, 공간/구역 식별번호를 추출하여 제공할 수 있다. 이에 작업자 단말은, 알림 경보와 함께 센서 식별번호, 해당 이동형 모니터링 장비 식별번호 및 해당 공간/구역 식별번호를 제공받음으로써 가스 농도 위험 상황이 발생한 위치를 파악할 수 있어 보다 신속하고 효율적으로 위험 상황에 대처할 수 있다.

2) 관리자 알림부(364)

관리자 알림부는, 상술한 바와 같이 위험 관리부(350)로부터 제2 위험 알림 신호를 전달받는 경우, 작업장 내에 존재하는 작업자에게 위험 상황이 발생한 것을 의미하므로 이에 대처하기 위한 동작을 수행한다. 제2 위험 알림 신호를 수신하면, 상기 데이터베이스의 관리자 정보 저장부(324)에서 관리되고 있는 관리자 정보를 이용하여 각 관리자에게 작업자 위험 상황을 알리는 알림 경보를 제공할 수 있다.

이는 관리자 정보에 포함되는 관리자 단말 식별번호를 이용하여 각 관리자의 해당 관리자 단말(500)로 작업장 내의 존재하는 작업자에게 위험 상황이 발생했음을 알리는 알림 경보를 제공할 수 있다. 이는 작업자 위험 상황 발생을 알리는 내용을 포함하는 문자 메시지 형태로 제공할 수도 있고, 관리자 단말에 기 탑재된 어플리케이션 등을 통하여 알림 경보를 제공할 수 있으나, 작업자 위험 상황이 발생하는 즉시 관리자들이 이를 인지할 수 있도록 하기 위하여 관리자 단말에 기 탑재된 어플리케이션을 통하여 알림 경보를 제공하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 관리서버(300)와 관리자 단말 또한 예를 들어 Wifi, 3G, 블루투스 등을 이용하여 통신 연결되므로 위험 상황 발생 정보를 제공할 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 관리자 알림부가 알림 경보를 제공하는 것은, 관리자 단말에 기 탑재된 어플리케이션으로 알림 경보 신호를 송신하면, 이를 수신한 해당 관리자 단말의 어플리케이션이 진동발생, 위험 알림 음성 출력 등의 알림 경보 동작을 수행하여 해당 관리자가 작업장 내에 위치하는 작업자에게 위험 상황이 발생하였음을 인지할 수 있다.

이 때, 관리자 알림부는, 알림 경보 신호와 함께 위험 관리부로부터 전달받은 이에 해당하는 제2 센싱 데이터의 센서 식별번호 및 이를 이용하여 상술한 센서 정보 저장부(328)로부터 해당 이동형 모니터링 장비 식별번호와 공간/구역 식별번호를 추출하여 제공할 수 있다. 이에 관리자 단말은, 알림 경보와 함께 센서 식별번호, 해당 이동형 모니터링 장비 식별번호 및 공간/구역 식별번호를 제공받음으로써 작업장 내의 어느 공간/구역에 위험 상황이 발생한 것으로 판단되는 작업자가 위치하는지 구체적으로 확인할 수 있으므로 보다 신속하고 효율적으로 위험 상황에 대처할 수 있다.

사. 제2 디스플레이부(370)

제2 디스플레이부는, 사용자가 이동형 모니터링 장비(200)를 통하여 감지/측정되는 작업장 내의 환경을 모니터링 할 수 있도록 각 정보를 화면 표시 제공하는 구성이다. 상기 제2 디스플레이부는 제1, 2 위험 판단부에서의 제1, 2 센싱 데이터와 이를 이용한 가스 농도 / 작업자 위험 상황 발생 판단 결과 등을 제공하여 사용자가 모니터링 할 수 있다. 이 때, 센싱 데이터에 연계되어 있는 센서 식별번호를 이용하여 상술한 센서 정보 저장부(328)로부터 해당 이동형 모니터링 장비 식별번호, 공간/구역 식별번호를 함께 제공하여 모니터링 할 수 있어 작업장 내의 전체적인 작업 환경을 정확하고 효율적으로 파악할 수 있도록 한다. 또한, 데이터베이스의 출입 현황부(326)에서 수집되는 현재 작업장 내에 존재하는 작업자 정보, 현황을 제공하여 사용자가 작업장 현장에 직접 이동하여 확인하지 않고도 실시간으로 작업장 내에 작업자들을 파악할 수 있어 보다 효율적으로 작업장 내의 환경을 관리할 수 있다. (도 5 내지 7 참조)

2.4. 작업자 단말(400)

작업자 단말은, 각 작업자들이 소지하고 있는 단말로서 이는 관리서버(300)와 무선 통신 연결 가능한 휴대용 통신기기로 구성될 수 있다.

상기 작업자 단말은, 관리서버(300)의 제2 통신부(310)와 무선 통신 연결을 위한 제3 통신부(410)를 포함하여 구성되며, 이는 예를 들어 Wifi, 3G, 블루투스 등을 이용하여 통신 연결을 수행할 수 있다.

또한, 작업자 단말은, 관리 서버(300)의 작업자 알림부(362)로부터 알림 경보를 제공받기 위한 예를 들어 어플리케이션을 탑재하고 있어, 상기 어플리케이션이 작업자 알림부(362)로부터 알림 경보 신호를 제공받으면, 가스 농도 위험 상황 발생을 알리는 텍스트(센서/이동형 모니터링 장비/구역 식별번호 포함), 음성 출력, 진동 발생을 동작하여 어느 공간/구역에 가스 농도 위험 상황이 발생한 것인지 작업자가 인지할 수 있도록 할 수 있다.

2.5. 관리자 단말(500)

관리자 단말은, 각 관리자들이 소지하고 있는 단말로서 이는 작업자 단말과 마찬가지로 관리서버(300)와 무선 통신 연결 가능한 휴대용 통신기기로 구성될 수 있다.

상기 관리자 단말은, 관리서버(300)의 제2 통신부(310)와 예를 들어 Wifi, 3G, 블루투스 등을 통하여 통신 연결될 수 있다.

또한, 관리자 단말은, 관리 서버(300)의 관리자 알리부(364)로부터 알림 경보를 제공받기 위한 예를 들어 어플리케이션을 탑재하고 있어, 상기 어플리케이션이 관리자 알림부(364)로부터 알림 경보 신호를 제공받으면, 작업자 위험 상황을 알리는 텍스트(센서/이동형 모니터링 장비/구역 식별번호 포함), 음성 출력, 진동 발생을 동작하여 어느 공간/구역에 위치하는 작업자에게 위험 상황이 발생하였는지 관리자가 위험 상황을 인지할 수 있도록 할 수 있다.

2.6. 통신 네트워크

본 발명의 전체적인 시스템 통신 네트워크 구성에 대하여 도 8을 참조하여 설명하도록 한다. 본 발명은 전체적으로 관리 서버(300)를 중심으로 이동형 모니터링 장비(200), 작업자/관리자 단말(400, 500) 그리고 출입 카운트부(100) 간의 통신 네트워크 연결이 이루어진다.

구체적으로, 제1 경로는 작업장 입구에 구비되는 출입 카운트부(100)와 작업장 외부에 구성되는 관리서버(300) 간의 무선 통신 연결 경로이다. 이는 예를 들어 무선 LAN으로 통신 연결 경로를 구축할 수 있다. 이를 통하여 출입 카운트부(100)에서 수집된 작업장 내에 출입한 작업자 정보가 관리서버(300)로 제공될 수 있다.

제2 경로는, 작업장 내부의 소정 공간/구역에 구비되는 하나 이상의 이동형 니터링 장비(200)와 상기 관리서버(300) 간의 무선 통신 연결 경로이다. 이는 예를 들어, Wifi나 Lora를 이용하여 통신 연결 경로를 구축할 수 있다. 여기서, LoRa를 이용하는 경우 저전력으로 장거리 무선 통신이 가능하며, AES128을 따르는 보안 기능을 제공하므로 보다 향상된 보안성으로 이동형 모니터링 장비(200)와 관리 서버(300) 간의 통신을 수행할 수 있다. 또한, LoRa 통신은 다중 센서 연결이 가능하므로 필요에 따라 이동형 모니터링 장비 이외에 별도의 센서를 추가하여 관리서버(300)와의 통신 연결이 가능하므로 작업장 모니터링 환경을 보다 용이하게 구축할 수 있다. 이와 같은 제2 경로를 통하여, 이동형 모니터링 장비(200)에 탑재되는 각 센서를 이용하여 수집되는 센싱 데이터를 관리서버(300)로 제공할 수 있고, 관리서버(300)는 이를 이용하여 위험 상황 발생 여부를 판단하여 이동형 모니터링 장비(200)로 제어신호를 전달할 수 있다.

한편, 제3 경로는, 작업자 또는 관리자가 소지하는 단말(400, 500)과 관리서버(300) 간의 무선 통신 연결 경로이다. 이는 예를 들어, 이동통신망이나 Wifi 등을 이용하여 통신 연결 경로를 구축할 수 있다. 상기 제3 경로를 통하여, 위험 상황이 발생한 것으로 판단 시 작업자 단말(400) 또는 관리자 단말(500)로 위험 알림 경보를 제공할 수 있다.

제4 경로는, 출입 카운트부(100)와 각 작업자가 소지하고 있는 RFID 태그와의 무선 통신 연결 경로이다. 구체적으로는, RFID 태그를 소지한 작업자가 출입 카운트를 통과할 시, 상기 RFID 태그는 상기 출입 카운트(100)의 안테나부(110)로 주파수를 발신한다. 이에, 상기 안테나부(110)는 상기 RFID 태그에서 발신하는 주파수를 수신하여 해당 태그 정보를 인식하고, 인식한 RFID 태그 정보를 RFID 리더(120)로 전달함으로써, 상기 RFID 리더는 이를 통하여 작업장 내에 출입한 작업자들의 태그 정보, 즉 작업자 정보를 수집할 수 있다. 따라서, RFID 리더에서 수집된 작업자 정보(태그 정보)는 출입자 정보 송신부(130)에 의해 상술한 제1 경로를 통하여 관리서버(300)로 전송될 수 있다. 즉, 작업자가 소지하는 RFID 태그와 출입 카운트부(100) 간의 제5 경로를 통한 무선 주파수 통신을 통하여 작업장 내에 출입하는 작업자들을 인식할 수 있는 것이다.

추가적으로, 제5 경로는, 이동형 모니터링 장비(200)와 작업자 단말(400) 간의 무선 통신 연결 경로를 구축할 수도 있다. 이는 예를 들어, Wifi나 블루투스 등의 근거리 무선통신으로 연결될 수 있다. 이를 통하여, 작업자 단말의 위치와 근접한 공간/구역에 설치된 이동형 모니터링 장비(200)로부터 해당 센싱 데이터 등의 정보를 작업자 단말이 제공받을 수 있어, 해당 이동형 모니터링 장비에서 직접 가스 농도를 모니터링 할 필요 없이 편리하게 확인할 수 있다.

상술한 제1 내지 5 경로로 구성되는 IoT 전용망을 기반으로 하는 작업장의 모니터링 시스템을 구축함으로써, 각각의 통신 연결 경로를 통하여 보다 효율적이고 효과적으로 작업장 내의 위험 상황 발생 여부를 판단하고, 이에 대처할 수 있도록 할 수 있다.

3. 본 발명에 따른 IoT 전용망을 기반으로 하는 밀폐공간 모니터링 방법

상기와 같이 구성되는 IoT 전용망을 기반으로 하는 밀폐공간 모니터링 시스템의 동작 과정을 설명하도록 한다.

3.1. 출입 카운트단계(S100)

출입 카운트단계는, 작업장 내부로 출입하는 각 작업자들을 감지/인식하는 단계이다. 이는, 상술한 출입 카운트부(100)에서 수행하는 단계로서, 작업장 입구에 구비되어, 작업장 내에 출입 시 각 작업자들이 소지하고 있는 RFID 태그를 인식하여 출입하는 작업자들을 카운트할 수 있다. 또한, 각 작업자들이 소지하고 있는 RFID 태그에는 해당 작업자 정보가 기 저장되어 있어 RFID 태그 인식을 통하여 작업장 내에 출입하는 작업자 수뿐만 아니라, 태그에 저장된 작업자 정보를 이용하여 작업장 내에 출입한 작업자의 인적사항 등 작업자 정보도 파악할 수 있다.

이와 같이 인식된 작업자 정보는, 출입자 정보 송신부(130)를 통하여 관리 서버로 전송되어 총괄 관리자 등이 작업장 내에 출입한 작업자 현황을 모니터링 할 수 있으며, 작업장 내의 가스 농도 위험 상황이 발생하는 경우 상황 대처 시 이용될 수 있다.

3.2. 제1 모니터링단계(S200)

제1 모니터링단계는, 작업장 내의 소정 구역에 각각 구비된 상술한 이동형 모니터링 장비(200)를 이용하여 작업장 내의 환경 및 작업자들을 모니터링하는 단계이다. 각 세부 단계는 하기와 같이 구성될 수 있다.

가. 통신 연결단계(S210)

통신 연결단계는, 작업장 내의 소정 구역에 각각 구비된 이동형 모니터링 장비(200)와 관리 서버(300) 간의 무선 통신 연결하는 단계이다. 이는 예를 들어, LoRa(Long Range), Wifi 등을 이용하여 통신 연결할 수 있으며, 이를 통하여 이동형 모니터링 장비(200)와 관리 서버(300) 간의 각종 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이 때, 상기에서 설명한 바와 같이, LoRa를 이용하는 경우 저전력으로 장거리 무선 통신이 가능하며, AES128을 따르는 보안 기능을 제공하므로 보다 향상된 보안성으로 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또한, LoRa 통신은 다중 센서 연결이 가능하므로 필요에 따라 제1 센서부(220) 및 제2 센서부(230) 이외의 추가 센서 연결을 통하여 작업장 내의 환경을 보다 효율적으로 관리할 수 있다.

나. 가스 농도 및 작업자 상태 센싱단계(S220)

가스 농도 및 작업자 상태 센싱단계는, 상술한 제1 센서부(220) 및 제2 센서부(230)를 통하여 각각 수행된다. 이를 통하여, 작업장 내의 가스 농도 상태 및 작업자들의 움직임 상태를 감지할 수 있으며, 이에 따른 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터를 각각 산출할 수 있다.

여기서, 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터는, 해당 제1 센서부(220) 및 제2 센서부(230)에 기 설정된 각 센서 식별번호가 연계되어 있다.

다. 센싱 데이터 저장단계(S230)

상기 가스 농도 및 작업자 상태 센싱단계(S220)를 통하여 산출된 제1 센싱 데이터를 저장하는 단계이다. 이는 제1 센싱 데이터 저장부(242)에 수행하며, 저장 시 연계된 해당 제1 센서부의 센서 식별번호, 날짜, 시간 등을 함께 저장하여 관리하며, 이는 추후 관리자의 필요에 따라 외부 메모리 장치(USB 등)의 연결을 통하여 저장된 제1 센싱 데이터를 수집할 수 있어 작업장 내의 환경을 보다 효율적으로 관리할 수 있도록 한다. 또한, 저장된 제1 센싱 데이터는 제1 디스플레이부(244)를 통하여 화면 표시 제공되어 작업장 현장에 위치하는 작업자나 관리자가 직접 모니터링 할 수 있다. (도 5, 6 참조)

라. 센싱 데이터 전송단계(S240)

이는, 상기 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터를 무선 통신 연결된 관리서버(300)로 전송하는 단계이다.

3.3. 위험 상황 판단단계(S300)

위험 상황 판단단계는, 작업장 내에 구비된 제1 센서부(220) 및 제2 센서부(230)를 이용하여 센싱된 제1, 2 센싱 데이터를 이용하여 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 발생 여부와 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하는 단계이다.

우선, 제1 센싱 데이터는 상기 제1 센싱 데이터 비교부(334)에서 수행된다. 이는, 제1 센싱 데이터와 기준 가스 농도 데이터(제1 기준 값)을 비교한다. 이 때, 시스템 구성 시 설명한 바와 같이 제1 센서부(220)는 세부적으로 3개의 센서(센서1, 센서2, 센서3)로 구성되어 있으므로 제1 센싱 데이터와 제1 기준 값 비교 시의 제1 센싱 데이터는, 센서1 내지 3에서 각각 센싱된 가스 농도 값의 평균 값에 해당하는 값으로 설정된다.

즉, 제1 센싱 데이터에 포함된 센서1 내지 3에서 각각 센싱된 3개의 가스 농도 값의 평균 값을 제1 센싱 데이터의 대표 가스 농도 값으로 산출한 후, 이를 제1 기준 값과 비교하는 것이다. 여기서, 제1 기준 값은 작업자 혹은 관리자에 의해 기 설정된 값으로 작업장 내에 작업자들이 작업하는 데에 양호한 상태의 적절한 가스 농도 값으로 설정될 수 있다. 이 때, 제1 센싱 데이터에는 예를 들어, O2, CO, H2S 등 적어도 둘 이상의 종류의 가스 농도 값이 각 종류별로 포함되어 있으므로 제1 기준 값 역시 각 가스 종류에 해당하는 각각의 기준 값을 포함하고 있어 각 해당 종류의 가스 농도 값을 비교하는 것이다.

이와 같이 비교한 결과, 제1 센싱 데이터에 포함된 가스 종류별 가스 농도 값 중 어느 하나라도 제1 기준 값의 해당 기준 값을 초과하는 경우, 해당 제1 센서부가 위치하는 작업장 내의 구역의 가스 농도가 적절하지 않은 것을 의미하므로, 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단한다. 반면, 제1 센싱 데이터에 포함된 가스 종류별 가스 농도 값이 모두 제1 기준 값의 해당 기준 값 이하인 경우, 해당 제1 센서부가 위치하는 작업장 내의 가스 농도가 양호한 상태인 것으로 판단한다. (제1 위험 판단부(330))

제2 센싱 데이터는, 제2 센싱 데이터 비교부(344)에서 수행되며 이는 제2 센싱 데이터와 기준 작업자 상태 판단 값(제2 기준 값)을 비교한다. 시스템 구성 시 설명한 바와 같이, 제2 센싱 데이터가 제2 기준 값 이하인 경우 해당 작업자가 쓰러진 경우 혹은 작업자에게 응급 상황이 발생한 경우 등으로 판단하여 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있고(실시 예 1), 제2 센싱 데이터가 제2 기준 값 중 어느 하나에 해당하는 경우, 즉 상기 제2 기준 값을 특정 행위 패턴을 반복적으로 나타내는 경우 혹은 일정 시간 동안 움직임이 없는 경우 등을 작업자에게 위험 상황이 발생한 것으로 판단하도록 설정하여 제2 센싱 데이터의 움직임 패턴이 상기 제2 기준 값의 어느 하나라도 해당하는 경우, 해당 작업자에게 위험 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다. (실시 예 2)(제2 위험 판단부(340))

3.4. 위험 상황 대처단계(S400)

상기 위험 상황 판단단계(S300)를 통하여 판단된 결과에 따라 해당 상황에 대처하는 단계이다.

우선, 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 작업장 내의 작업자들에게 가스 농도 위험 상황 발생을 알리기 위하여 이동형 모니터링 장비(200)에 구비된 알림 경보부(250)가 동작하도록 제어한다. 이에, 상기 알림 경보부(250)가 동작하여 경광등, 사이렌 등을 통하여 작업장 내의 작업자들에게 위험 상황 발생 알림을 제공하여, 작업자들이 위험 상황이 발생했음을 인지하고 작업장 외부로 대피할 수 있다. (위험 관리부(350), 알림 동작 제어부(246), 알림 경보부(250))

상기와 같이, 이동형 모니터링 장비의 알림 경보부(250)는, 관리서버(300)에 의한 경보 알림뿐만 아니라 자체적으로 구성되는 자체 위험 판단부(246)에 의해서 경보 알림을 제공할 수 있다. 이는 시스템 구성 시 설명한 바와 같이, 자체 위험 판단부(246)에서 제1 센싱 데이터를 이용하여 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우 알림 경보부(250)가 동작하도록 제어하여 해당 공간/구역에 위치하는 작업자들이 위험 상황이 발생했음을 인지하고 대처할 수 있도록 한다. (자체 알림 판단부(246), 알림 경보부(250))

또한, 알림 경보부(250) 뿐만 아니라 작업자들이 소지한 각 작업자 단말(400)로 위험 상황 알림을 제공할 수 있다. 이는 작업자 알림부(362)에 의해 수행된다. 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단되면, 데이터베이스(320)의 출입 현황부(326)에서 관리되고 있는 현재 작업장 내에 존재하는 작업자들의 작업자 정보를 이용하여 각 해당 작업자 단말로 가스 농도 위험 상황이 발생했음을 알리는 알림 경보를 제공할 수 있다. 이 때, 위험 상황에 해당하는 센서 식별번호를 이용하여 상기의 센서 정보 저장부(328)에 저장되어 있는 해당 이동형 모니터링 장비 식별번호 및 공간/구역 식별번호를 추출하여 알림 경보와 함께 제공함으로써 이를 제공받은 작업자들이 작업장 내의 어느 위치에 위험 상황이 발생한 것인지 파악할 수 있도록 할 수 있다. 이는 대피 명령 등의 내용을 포함하는 문자 메시지나 작업자 단말에 기 탑재된 어플리케이션 등을 통하여 제공할 수 있다. 다만, 본 명세서에서 언급하는 작업장은 발전시설이나 대형 공장 등 소음이 심한 공간이므로 문자 메시지의 형태로 알림 경보를 제공하는 것은 작업자가 즉각 인지하지 못할 가능성이 높으므로, 보다 효과적으로 알림 경보를 제공하기 위해서는 작업자 단말에 기 탑재된 어플리케이션 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 경우, 작업자 단말에 기 탑재된 어플리케이션이 진동발생, 알림 음성 출력 등의 알림 경보 동작을 수행하도록 제어하여 해당 작업자에게 가스 농도 위험 상황이 발생하였음을 인지할 수 있도록 할 수 있다. (작업자 알림부(362))

한편, 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우에는, 상기 데이터베이스의 관리자 정보 저장부(324)에서 관리되고 있는 관리자 정보를 이용하여 각 관리자에게 작업자 위험 상황이 발생했음을 알리는 알림 경보를 제공할 수 있다. 이는 관리자 정보에 포함되는 관리자 단말 식별번호 등을 이용하여 각 관리자의 단말로 작업장 내에 존재하는 작업자에게 위험 상황이 발생했음을 알리는 알림 경보를 제공할 수 있다. 이 또한, 위험 상황에 해당하는 센서 식별번호를 이용하여 상기의 센서 정보 저장부(328)로부터 해당 이동형 모니터링 장비 식별번호 및 공간/구역 식별번호를 추출하여 알림 경보와 함께 제공할 수 있다. 이에 따라, 이를 제공받은 관리자는 작업장 내의 어느 공간/구역에 위치하는 작업자에게 위험 상황이 발생한 것인지 파악할 수 있어 신속하고 정확하게 상황에 대처할 수 있다. 이는 작업자 위험 상황 발생을 알리는 내용을 포함하는 문자 메시지 형태로 제공할 수도 있고, 관리자 단말에 기 탑재된 어플리케이션 등을 통하여 알림 경보를 제공할 수도 있으나, 작업자 위험 상황이 발생하는 즉시 관리자들이 이를 인지할 수 있도록 하기 위하여 관리자 단말에 기 탑재된 어플리케이션을 통하여 알림 경보를 제공하는 것이 바람직하며, 진동발생, 위험 알림 음성 출력 등의 형태로 제공할 수 있다. (관리자 알림부(364))

여기서, 관리 서버(300)는 작업자 단말(400) 및 관리자 단말(500)과의 무선 통신 연결을 통하여 위험 알림 경보를 제공할 수 있으며, 이는 예를 들어, Wifi, 3G, 블루투스 등을 이용하여 수행할 수 있다.

상기와 같이, 작업장 현장 내의 각 센서를 구비하고, 이를 이용하여 작업장 내의 가스 농도 상태 및 작업자 상태를 파악할 수 있어 위험 상황 발생 여부에 따라 대처 가능하므로 발전시설 혹은 대형 공장 등의 작업 환경에서 발생하는 사고 위험을 감소시킬 수 있고, 보다 효율적으로 작업장 환경 및 작업자들을 관리할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 출입 카운트부
200: 이동형 모니터링 장비
210: 제1 통신부
220: 제1 센서부
230: 제2 센서부
240: 모니터링부
250: 알림 경보부
260: 제1 전원공급부
300: 관리 서버
310: 제2 통신부
320: 데이터베이스
330: 제1 위험 판단부
340: 제2 위험 판단부
350: 위험 관리부
360: 위험 알림부
400: 작업자 단말
500: 관리자 단말

Claims

각 작업자들이 소지하는 RFID 태그;
상기 각 작업자 별로 소지한 RFID 태그를 이용하여 작업장 내부에 출입하는 작업자들을 인식하고, 출입한 작업자 별 정보를 제공하는 출입 카운트부;
이동이 가능하며, 작업장 내부의 해당 구역 식별번호가 기 설정된 소정 구역에 각각 위치되어 상기 작업장 내의 가스 농도 및 작업자들의 움직임 상태를 센싱하고, 각 센싱 데이터를 산출하여 모니터링하는 해당 장비 식별번호가 기 설정되어 있는 하나 이상의 이동형 모니터링 장비; 및
상기 출입 카운트부 및 이동형 모니터링 장비와의 통신 연결을 통하여 작업장 내에 출입한 작업자들의 정보와 각 센싱 데이터를 각각 제공받으며, 상기 제공받은 각 센싱 데이터를 바탕으로 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 및 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하여, 그 판단 결과에 따라 알림 경보를 제공하는 관리 서버;
를 포함하여 구성되며,

상기 이동형 모니터링 장비는,
상기 관리 서버와 통신 연결하는 제1 통신부;
해당 센서 식별번호가 기 설정되어 있으며, 상기 작업장 내부의 가스 농도를 센싱하여, 상기 해당 센서 식별번호가 연계된 제1 센싱 데이터를 산출하는 제1 센서부;
해당 센서 식별번호가 기 설정되어 있으며, 상기 작업장 내에 위치하는 각 작업자들의 움직임을 센싱하여, 상기 해당 센서 식별번호가 연계된 제2 센싱 데이터를 산출하는 제2 센서부;
상기 제1 센서부로부터 산출되는 제1 센싱 데이터를 이용하여 자체적으로 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 자체 위험 판단부; 를 포함하여 구성되어, 상기 자체 위험 판단부를 통하여 자체적으로 가스 농도 위험 상황 알림을 제어하거나 또는 상기 관리 서버로부터 수신하는 제어신호에 따라 가스 농도 위험 상황 알림을 제어하는 모니터링부;
상기 모니터링부의 제어에 따라 위험 상황 알림 경보를 제공하는 알림 경보부; 및
상기 이동형 모니터링 장비에 구동 전원을 제공하는 제2 전원 공급부;
를 포함하여 구성되고,
상기 제1 통신부를 통하여, 상기 제1, 2 센서부에서 산출된 제1 및 2 센싱 데이터를 관리 서버로 전달하는 것을 특징으로 하며,

상기 이동형 모니터링 장비의 제2 센서부는,
적외선 센서(PIR)을 이용하여 해당 센싱 범위 내에 존재하는 작업자의 움직임을 감지하고, 감지된 움직임의 시간 값을 제2 센싱 데이터로 산출하는 제1 방식 또는 카메라를 이용하여 해당 촬영 범위 내에 존재하는 작업자를 촬영하여, 촬영된 영상을 제2 센싱 데이터로 산출하는 제2 방식 중 어느 하나의 방식을 사용하여 제2 센싱 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하고,

상기 관리 서버는,
상기 이동형 모니터링 장비의 제1 통신부와 통신 연결하는 제2 통신부;
각 작업자별 작업자 정보 및 관리자 정보를 저장하고 있는 데이터베이스;
상기 이동형 모니터링 장비의 제1 센서부로부터 제공받은 해당 센서 식별번호가 연계되어 있는 제1 센싱 데이터를 이용하여 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 제1 위험 판단부;
상기 이동형 모니터링 장비의 제2 센서부로부터 제공받은 해당 센서 식별번호가 연계되어 있는 제2 센싱 데이터를 이용하여 작업장 내의 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하는 제2 위험 판단부;
상기 제1, 2 위험 판단부의 각각의 판단 결과에 따라 가스 농도 위험 상황 발생 알림 및 작업자 위험 상황 발생 알림을 위한 제어신호를 생성하는 위험 관리부;
상기 위험 관리부에서 생성되는 제어신호에 따라 각 작업자 또는 관리자에게 가스 농도 위험 상황 발생 및 작업자 위험 상황 발생의 각 위험 상황 알림을 제공하도록 하는 위험 알림부; 및
상기 제1 위험 판단부의 판단 결과를 모니터링 가능하도록 제공하는 제2 디스플레이부;
를 포함하여 구성되며,

상기 관리 서버의 데이터베이스는,
각 작업자별 작업자 단말 식별번호를 포함하는 작업자 정보를 저장하고 있는 작업자 정보 저장부;
상기 출입 카운트부로부터 작업장 내에 출입한 각 작업자별 정보를 제공받아 저장하는 출입 현황부;
각 관리자별 관리자 단말 식별번호를 포함하는 관리자 정보를 저장하고 있는 관리자 정보 저장부;
상기 각 이동형 모니터링 장비에 기 설정된 장비 식별번호, 상기 제1, 2 센서부에 각각 기 설정된 센서 식별번호 및 작업장 내의 기 설정된 구역 식별번호를 이용하여, 각 이동형 모니터링 장비의 장비 식별번호, 해당 이동형 모니터링 장비에 탑재된 제1, 2 센서부의 각 센서 식별번호, 해당 이동형 모니터링 장비가 위치하는 해당 구역 식별번호를 함께 연계하여 식별번호 정보를 저장 및 관리하는 센서정보 저장부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,

상기 관리 서버의 제1 위험 판단부는,
상기 제2 통신부를 통하여, 소정의 주기 간격으로 상기 이동형 모니터링 장비의 제1 센서부로부터 해당 센서 식별번호가 연계된 제1 센싱 데이터를 수신하는 제1 센싱 데이터 수신부;
상기 수신한 제1 센싱 데이터와 소정의 제1 기준 값을 비교하는 제1 센싱 데이터 비교부;
를 포함하여 구성되며,
상기 제1 센싱 데이터 비교부의 비교 결과에 따라 작업장 내의 가스 농도 위험 상황 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하고,

상기 관리 서버의 제2 위험 판단부는,
상기 제2 통신부를 통하여, 상기 이동형 모니터링 장비의 제2 센서부로부터 해당 센서 식별번호가 연계된 제2 센싱 데이터를 수신하는 제2 센싱 데이터 수신부;
상기 수신한 제2 센싱 데이터와 소정의 제2 기준 값을 비교하는 제2 센싱 데이터 비교부;
를 포함하여 구성되며,
상기 제2 센싱 데이터 비교부의 비교 결과에 따라 작업장 내의 작업자 위험 상황 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하고,

상기 관리 서버의 제2 센싱 데이터 비교부는,
상기 제2 센싱 데이터가 상기 제1 방식을 통해 산출된 경우, 상기 제2 센싱 데이터가 소정의 제2 기준 값 이하인지를 비교하여, 이하인 경우, 해당 작업자의 움직임이 정지한 상태인 것으로 판단하여, 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단하고,
상기 제2 센싱 데이터가 상기 제2 방식을 통해 산출된 경우, 촬영 영상에 포함된 작업자의 움직임 패턴을 분석하여, 분석된 움직임 패턴이 소정의 특정 행위를 반복적으로 나타내는 횟수 또는 움직임이 정지한 일정 시간으로 설정된 소정의 제2 기준 값에 해당하는지를 비교하여, 해당하는 경우, 해당 작업자에게 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하며,

상기 관리 서버의 위험 관리부는,
상기 제1 위험 판단부의 가스 농도 위험 상황 발생 여부의 판단 결과, 작업장 내에 가스 농도 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우 제1 위험 알림 신호를 생성하고, 상기 생성된 제1 위험 알림 신호와 상기 제1 위험 알림 신호에 해당하는 제1 센싱 데이터의 센서 식별번호를 함께 해당 이동형 모니터링 장비의 모니터링부 및 상기 관리 서버의 위험 알림부로 전달하며,
상기 제2 위험 판단부의 작업자 위험 상황 발생 여부의 판단 결과, 작업장 내에 작업자 위험 상황이 발생한 것으로 판단된 경우 제2 위험 알림 신호를 생성하여, 상기 생성된 제2 위험 알림 신호와 상기 제2 위험 알림 신호에 해당하는 제2 센싱 데이터의 센서 식별번호를 함께 상기 관리 서버의 위험 알림부로 전달하는 것을 특징으로 하고,

상기 관리 서버의 위험 알림부는,
상기 제1 위험 관리부로부터 제1 위험 알림 신호 수신 시, 상기 데이터베이스의 출입 현황부의 작업자 정보에 포함된 작업자 단말 식별번호를 이용하여, 작업장 내의 각 작업자가 소지한 단말로 가스 농도 위험 상황 알림 경보를 제공하는 작업자 알림부;
상기 위험 관리부로부터 제2 위험 알림 신호 수신 시, 관리자 정보 저장부에 저장된 관리자 정보를 바탕으로 각 관리자가 소지한 단말로 작업자 위험 상황 알림 경보를 제공하는 관리자 알림부;
를 포함하여 구성되며,

상기 작업자 알림부 및 관리자 알림부는, 각 작업자 단말 및 관리자 단말로 가스 농도 위험 상황 알림 경보 및 작업자 위험 상황 알림 경보를 제공할 시, 상기 위험 관리부로부터 각각 수신한 제1, 2 위험 알림 신호에 해당하는 제1, 2 센싱 데이터의 해당 센서 식별번호를 이용하여, 상기 센서정보 저장부로부터 각 센서 식별번호의 해당 이동형 모니터링 장비의 장비 식별번호 및 구역 식별번호를 각각 추출하여 함께 제공하는 것을 특징으로 하는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 출입 카운트부는,
상기 작업장 내부로 출입하는 작업자의 RFID 태그를 인식하여, 상기 RFID 태그에 기 저장된 해당 작업자 정보를 RFID 리더로 전달하는 안테나부;
상기 안테나부를 통하여 작업장 내에 출입한 작업자별 정보를 수집하는 RFID 리더;
상기 RFID 리더에서 수집된 작업자별 정보를 상기 관리서버로 송신하는 출입자 정보 송신부; 및
상기 RFID 리더와 연결되어 전원을 공급하는 제1 전원 공급부;
를 포함하여 구성되는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 이동형 모니터링 장비의 모니터링부는,
상기 제1 센서부에서 산출된 제1 센싱 데이터를 저장하는 제1 센싱 데이터 저장부;
상기 제1 센싱 데이터 저장부에 저장된 제1 센싱 데이터를 모니터링 가능하도록 제공하는 제1 디스플레이부;
를 포함하여 구성되는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템.
삭제
청구항 3에 있어서,
상기 데이터베이스의 출입 현황부는, 상기 출입 카운트부의 출입자 정보 송신부로부터의 제공되는 작업장 내의 출입에 따른 각 작업자 정보에 따라 갱신되는 것을 특징으로 하는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 작업자 단말은,
상기 관리 서버의 제2 통신부와 무선 통신 연결되는 제3 통신부; 를 포함하여 구성되는 해당 작업자 단말을 소지하고 있는 것을 특징으로 하며,
상기 제3 통신부를 통하여 관리서버로부터 가스 농도 위험 상황 알림 경보를 제공받는 것을 특징으로 하는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 관리 서버의 위험 관리부에서 상기 이동형 모니터링 장비의 모니터링부로 제1 위험 알림 신호를 전송하는 것은,
상기 데이터베이스의 센서정보 저장부에 저장된 식별번호 정보를 바탕으로, 상기 생성된 제1 위험 알림 신호에 해당하는 제1 센싱 데이터의 센서 식별번호에 연계된 구역 식별번호로부터 인접한 구역에 위치하는 인접 이동형 모니터링 장비를 식별하여, 상기 인접 이동형 모니터링 장비의 모니터링부로 상기 제1 위험 알림 신호를 전송하는 것; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템.
청구항 제1항, 제3항, 제5항, 제7항, 제13항 및 제14항 중 어느 하나에 따른 IoT 전용망 기반 밀폐공간 모니터링 시스템에서 위험 알림 경보를 제공하기 위한 통신 네트워크에 있어서,
상기 출입 카운트부에서 수집되는 작업장 내에 출입한 작업자별 정보를 관리 서버로 전달하기 위한 무선 통신 연결 경로인 제1 경로;
상기 이동형 모니터링 장비에서 산출되는 제1, 2 센싱 데이터를 관리 서버로 전달하고, 상기 관리 서버에서 이동형 모니터링 장비의 가스 농도 위험 발생 알림 동작의 제어를 위한 제어신호를 전달하기 위한 무선 통신 연결 경로인 제2 경로;
상기 관리 서버에서 각 작업자 및 관리자가 소지한 단말로 가스 농도 위험 상황 알림 경보 및 작업자 위험 상황 알림 경보를 제공하기 위한 무선 통신 연결 경로인 제3 경로;
상기 출입 카운트부에서, 각 작업자가 소지하고 있는 RFID 태그에서 발신하는 주파수를 수신하여 상기 RFID 태그에 저장된 작업자 정보를 수집하기 위한 무선 통신 연결 경로인 제4 경로;
상기 이동형 모니터링 장비의 제1 센서부에서 산출되는 제1 센싱 데이터를, 해당 이동형 모니터링 장비에 인접하여 위치하는 작업자가 소지한 단말로 제공하기 위한 무선 통신 연결 경로인 제5 경로;
를 포함하여 구성되는 통신 네트워크.