KR101996999B1 - Iot 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법 - Google Patents

Iot 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IOT 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법에 관한 것으로, 방범 지역에 설치된 IoT 기반의 멀티 감지 센서부와, 감지 센서부의 센싱 결과를 이용하여 방범 지역의 방범을 관제하는 관제 서버 및 관제 서버의 감지 결과를 수신하는 사용자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

IOT 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법{IOT BASED SMART CRIME PREVENTION SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 IOT 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법에 관한 것으로, 방범 취약 지역의 안전망 구축을 위한 IoT 기반 다종 인터페이스 지원 스마트 방범 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 흉악범죄의 증가와 사회적 약자에 대한 범죄 비중이 높아짐에 따라 기존의 방범 서비스 방식으로는 범죄예방에 대한 한계를 체감하고 있다.
이에 따라, 여성의 신변 안전을 위한 화장실 대책등의 안전관리 산업 및 제품 요구가 봇물을 이루고 있다. 그 일예로, 충북 제천의 공중 화장실 10여곳에 안심 거울이 설치되어 여성이 화장실에 들어가기 전에 누가 뒤따라오는지 미리 살펴 범죄에 대응할 수 있게 하였다. 그리고, 한국 도로공사는 남해고속도로와 남해 1차선 졸음쉼터 여성화장실에 비상벨을 설치하여 시범 운용중에 있다. 즉, 벨을 누르면 경광등과 경고음이 동작하고 도로공사 상황실에 즉시 전달된다.
이와 같이, 보안과 안정에 관한 사회적 관심이 높아지고 있다.
(특허 문헌 1) 등록 특허 공보 제10-1345657호 (특허 문헌 2) 등록 특허 공보 제10-1420911호 (특허 문헌 3) 등록 특허 공보 제10-1584353호
이와 같은, 방법 시스템은 국내외 다양한 기업에서 개발 중에 있다.
KT 텔레캅의 첨단 보안 시스템에서는 범죄가 자주 발생하는 우범 지역에 가상의 감시 영역을 설정하고, 해당 지역을 침입하는 침입자 발생시, 주변 CCTV 가 일제히 연동하여 이동 경로를 추적하는 시스템을 구비하고 있다. 러시아의 스베르뱅크는 이용자 음성으로 신원이나 감정, 심리상태를 파악하고, 본인 인증, 신용평가 활용 서비스를 제공하고 있다. 미쓰비시전기는 사용자가 버튼을 누르는 대신 엘리베이터를 호출하고, 엘리베이터에 탑승하면 원하는 층을 음성으로 작동하게 한다.
하지만, 현재의 방범서비스는 크게 모니터링, 이벤트 발생 알람, 출동서비스를 제공하고 있으며, 이벤트가 발생하지 않는 대부분의 모니터링 기간에는 수요자의 만족감이 매우 낮은 상황으로 개선의 여지가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존 방범시스템의 개선사항을 도출하고, 새로운 수요층의 다양한 요구조건을 적극 고려한 방범시스템과 서비스 제공을 통해 시장 확대를 모색하기 위해,
센싱된 소리에서 일상 소음등의 노이즈를 필터링하고, 비명으로 인식될 패턴 분석을 통해 위급 상황을 파악하고, 다양한 통신 환경을 개발하여 시스템 운영에 따른 통신 요금을 저감할 수 있는 IOT 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방범 지역에 설치된 IoT 기반의 멀티 감지 센서부와, 감지 센서부의 센싱 결과를 이용하여 방범 지역의 방범을 관제하는 관제 서버 및 관제 서버의 감지 결과를 수신하는 사용자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 스마트 방범 시스템을 제공한다.
상기 멀티 감지 센서부는 위험 상황을 감지하는 IoT 센서부와, 센서부의 센싱 결과를 조정하는 센서 캘리브레이션부와, 센싱 결과를 전송하는 센서 통신부와, 센서부와 캘리브레이션부의 동작을 제어하는 센서 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 IoT 센서부는 비명 소리를 감지하는 비명 감지부와, 화재 상황을 감지하는 화재 감지부와, 악취를 감지하는 악취 감지부와, 센싱결과에 따라 동작하는 알람부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서 통신부는 M2M 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관제 서버는 위험 지역에 설치된 멀티 감지 센서부로부터의 센싱 결과를 수신하는 데이터 송수신부와, 수신된 센싱 결과를 저장하고, 센싱 결과를 판단하는 센싱 판단부와, 관제 지역을 영상으로 표시하는 관제 화면부와, 센싱 결과에 따라 위험 발생지역을 관제 화면부에 표시하는 위험 알림부와, 위험 발생 지역의 사용자의 단말기에 위험을 알리는 문자를 전송하는 위험 통지부와, 상기 각부의 동작을 제어하는 서버 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 IoT 기반의 멀티 감지 센서를 방범지역에 설치하여 비명소리, 화재 및 악취를 센싱하는 단계와, 센싱 결과를 분석하여 비명 소리 발생, 화재 발생 또는 악취 발생 여부를 판단하는 단계 및 판단 결과에 따라 방범 지역내의 위험 발생을 통지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 스마트 방범 방법을 제공한다.
이와 같이 본 발명은 IoT 기반의 스마트 방범 시스템은 다양한 사고 정보를 분석하고, IoT 기반의 스마트 방범 서비스를 제공함으로 인해 방범 취약 지역의 안전망 구축이 가능하다.
또한, 사고 예방 및 발생시 관계 기관과의 신속한 연계를 통해 피해지역에 대한 대응이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 기반의 스마트 방범 시스템의 개념블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 멀티 감지 센서부의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 IoT 센서부의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 관제 서버의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 기반의 스마트 방범 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 IOT 기반의 스마트 방범 시스템 및 방법은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 기반의 스마트 방범 시스템의 개념블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 멀티 감지 센서부의 블록도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 IoT 센서부의 블록도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 관제 서버의 블록도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 방범 시스템은 방범 지역에 설치된 IoT 기반의 멀티 감지 센서부(100)와, 감지 센서부(100)의 센싱 결과를 이용하여 방범 지역의 방범을 관제하는 관제 서버(200)와, 관제 서버(200)의 감지 결과를 수신하는 사용자 단말기(300)를 포함한다.
이를 통해 본 실시예의 IoT 기반의 스마트 방범 시스템은 다양한 사고 정보를 분석하고, IoT 기반의 스마트 방범 서비스를 제공함으로 인해 방범 취약 지역의 안전망 구축이 가능하다.
IoT 기반의 멀티 감지 센서부(100)는 위험 상황을 감지하는 IoT 센서부(110)와, 센서부(110)의 센싱 결과를 조정하는 센서 캘리브레이션부(120)와, 센싱 결과를 전송하는 센서 통신부(130)와, 센서부(110)와 캘리브레이션부(120)의 동작을 제어하는 센서 제어부(130)를 포함한다.
또한, 멀티 감지 센서부(100)에 전원을 제공하는 센서 전원부를 더 포함할 수 있다.
IoT 센서부(110)는 비명 소리를 감지하는 비명 감지부(111)와, 화재 상황을 감지하는 화재 감지부(112)와, 악취를 감지하는 악취 감지부(113)와, 센싱결과에 따라 동작하는 알람부(114)를 포함한다.
비명 감지부(111)는 소리 감지 센서를 포함하고, 소리 감지를 위한 마이크 기능이 내장되어 있는 것이 효과적이다. 이때, 소리 감지의 감도는 관리자의 지정에 따라 조절되는 것이 효과적이다.
비명 감지부(111)는 비명 검출 알고리즘을 통해 비명을 확인한다. 이때, 센싱된 음성 진폭 및 지속 시간의 상관도를 분석하고, 비명 패턴을 분석하여, 생활소음 또는 공사장 및 청소 소음 그리고, 특이 소음을 필터링하여 비명 여부를 검출할 수 있다. 물론, 이와 같이 비명 감지부(111)의 센싱 결과에 따라 센서 제어부(140)가 음성 노이즈 필터링을 통하여 비명 여부를 감지할 수도 있다. 물론, 관제 서버(200)에서 비명 여부를 감지할 수 있다.
이와 같은 비명 여부 판단을 위해 소음 필터링을 진행하고, 이와 같은 소음 필터링을 위해 소음에 관한 빅데이터값을 활용하는 것이 바람직하다. 따라서, 사전에 비명 이외의 소음(문 닫히는 소리, 차량 소리, 사람 대화 소리, 슬리퍼 소리, 물 소리, 개 짓는 소리 등)에 해당하는 기준 값을 설정하고, 이 기준 값 이상의 센싱 결과 값이 도출될 경우에는 비명으로 판단하는 것이 효과적이다. 이와 같은 기준 값은 사용자 또는 관리자가 설정하는 것이 가능하다.
화재 감지부(112)는 연기 및/또는 온도를 감지할 수 있는 센서들이 사용되는 것이 효과적이다. 이와 같은 화재 감지부(112)는 다양한 화재 감지 센서를 사용할 수 있다.
악취 감지부(113)는 다양한 냄새를 감지하는 센서를 사용하는 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 악취 감지부(113)로 전기 화학식 암모니아 센서를 사용하는 것이 효과적이다. 물론, 이에 한정되지 않고, 가스 감지 센서등을 사용하는 것이 가능하다.
본 실시예에서는 상술한 감지부들이 단일의 보드에 장착되고 동작되는 것이 효과적이다. 즉, 단일 몸체로 제작되어, 하나의 몸체를 설치할 경우 소리, 화재 및 악취를 감지할 수 있다.
알람부(114)는 센서 제어부(140)에 의해 동작한다. 센서 제어부(140)는 IoT 센서부(110) 내의 센싱 결과가 설정된 위험 범주를 넘어서는 경우에 알람부(114)를 동작하게 한다. 이때, 알람부(114)는 소리알람 또는 시각적알람(경광등 포함) 모두를 사용할 수 있고, 이중 하나만을 사용할 수도 있다.
센서 캘리브레이션부(120)는 센서부(110)의 센싱 결과를 증폭, 노이즈 제거 등의 작업을 통해 더욱 명확한 센싱값을 얻을 수 있도록 한다.
센서 통신부(130)는 유무선 통신을 통해 관제 서버(200)와 통신을 하거나 인접한 센서부와 통신을 수행할 수 있다. 이때, 센서 통신부(130)는 M2M 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신모듈을 포함할 수 있다. 이때, 유선 통신 모듈과 무선 통신 모듈로는 다양한 통신 방법이 적용될 수 있다. 즉, WiFi, 이더넷, WCDMA(M2M) 통신등이 가능하다. 이와 같이 다종 통신 방식을 통한 통신 인터페이스 제공이 가능하다.
센서 제어부(140)는 앞서 언급한 바와 같이 각부의 동작을 제어하고, 센싱 결과에 따라 알람부(114)를 동작하도록 하여 IoT 기반의 멀티 감지 센서부(100)가 위치된 지역의 사람들에게 위험발생을 알릴 수 있다.
센서 제어부(140)의 셋팅을 통해 캘리브레이션 및 감도와 지속시간등의 설정이 가능하다.
상술한 멀티 감지 센서부(100)는 -20도 내지 60도 범위 내에서 동작이 가능하고, 0 내지 95%의 습도 조건에서도 동작이 가능하여야 한다. 또한, 실외 설치를 위해 방수 가능한 패키지 구조를 갖는다.
관제 서버(200)는 위험 지역에 설치된 멀티 감지 센서부(100)로부터의 센싱 결과를 수신하는 데이터 송수신부(210)와, 수신된 센싱 결과를 저장하고, 센싱 결과를 판단하는 센싱 판단부(220)와, 관제 지역을 영상으로 표시하는 관제 화면부(230)와, 센싱 결과에 따라 위험 발생지역을 관제 화면부(230)에 표시하는 위험 알림부(240)와, 위험 발생 지역의 사용자 단말기(300)에 위험을 알리는 문자를 전송하는 위험 통지부(250)와, 상기 각부의 동작을 제어하는 서버 제어부(260)를 포함한다.
관제 서버(200)는 GIS 기반의 실시간 사고 상황 모니터링이 가능하다.
데이터 송수신부(210)는 다양한 유/무선 통신을 통해 다수의 센서부(100)로 부터 제공된 정보들을 수신한다. 이를 위해 IoT 데티어 송수신이 가능한 통신부를 구비하는 것이 효과적이다.
센싱 판단부(220)는 제공된 센싱 결과를 이용하여 어느 관제 지역에서 비명소리 발생, 화재 발생 및 악취 발생 여부를 파악한다. 센싱 판단부(220)는 빅데이터를 이용한 센싱 정보 기준 설정을 수행하고, 이 기준 값을 근거로 센싱 결과를 판단하는 것이 효과적이다. 물론, 비명으로 인식될 패턴을 분석하고, 이 분석된 값을 기준으로 비명 소리 여부를 판단하는 것도 가능하다.
센싱 판단부(220)는 사고 발생별 빅데이터를 이용하여 제공된 센싱값을 이에 매칭하여 사고 분석을 수행하고, 그 결과를 이용하여 이에 대한 대응을 수행할 수 있다. 예를 들어 비명 소리 감지와 함께 화재 발생 감지한 경우 화재로 인한 인명 사고 발생을 인지할 수 있다. 비명 소리 발생시 경찰에 이의 정보를 제공하거나, 화재 발생시에는 소방서에 이 정보를 제공할 수도 있다.
이와 같이 파악된 비명소리, 화재 및 악취 발생 등의 조건에 따라 위험 알림부가 동작하여 관제 화면에 위험여부를 알리게 된다. 이를 통해 관제사가 이에 따른 조치를 취할 수 있게 한다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이 서버는 위험 발생시 위험 발생 지역의 사용자 및 관리자에게 이를 통지할 수 있다.
하기에서는 상술한 구조의 방범 시스템을 이용한 방범 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 기반의 스마트 방범 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 스마트 방범 방법은 IoT 기반의 멀티 감지 센서를 방범지역에 설치하여 비명소리, 화재 및 악취를 센싱한다(S110).
이때, 멀티 감지 센서는 소리 감지 센서와 화재 감지 센서 그리고, 악취 감지 센서를 포함하고, 이들로부터 방범지역 내의 비명소리, 화재 및 악취를 감지한다.
센싱 결과를 분석하여 비명 소리 발생, 화재 발생 또는 악취 발생 여부를 판단한다(S120).
센싱 결과의 분석은 센서 자체 분석이 가능하다. 물론, 관제 서버에서 센싱 결과들을 제공받아 이를 분석하는 것 또한 가능하다. 비명 소리의 경우 음성 감지 센서를 통해 감지된 음성 정보에서 일상 소음 및 감지 오류를 제외한다. 기 저장된 비명 소리 패턴과 비교하여 비명 발생 유무를 판단하는 것이 가능하다.
판단 결과에 따라 방범 지역내의 위험 발생을 통지한다(S130).
위험 발생의 통지는 위험 지역 내의 사용자 또는 관리자의 단말기에 문자로 알림 통지하는 것이 가능하다. 물론, 경광등이나 알람 소리로 통지하는 것이 가능하다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
100 : 멀티 감지 센서부 110 : IoT 센서부
111 : 비명 감지부 112 : 화재 감지부
113 : 악취 감지부 114 : 알람부
120 : 센서 캘리브레이션부 130 : 센서 통신부
140 : 센서 제어부 200 : 관제 서버
210 : 데이터 송수신부 220 : 센싱 판단부
230 : 관제 화면부 240 : 위험 알림부
250 : 위험 통지부 260 : 서버 제어부
300 : 사용자 단말기

Claims (6)

  1. 방범 지역에 설치된 IoT 기반의 멀티 감지 센서부;
    감지 센서부의 센싱 결과를 이용하여 방범 지역의 방범을 관제하는 관제 서버; 및
    관제 서버의 감지 결과를 수신하는 사용자 단말기를 포함하고,
    상기 멀티 감지 센서부는 위험 상황을 감지하는 IoT 센서부와, 센서부의 센싱 결과를 조정하는 센서 캘리브레이션부와, 센싱 결과를 전송하는 센서 통신부와, 센서부와 캘리브레이션부의 동작을 제어하는 센서 제어부를 포함하고,
    상기 IoT 센서부는 비명 소리를 감지하는 비명 감지부와, 화재 상황을 감지하는 화재 감지부와, 악취를 감지하는 악취 감지부와, 센싱결과에 따라 동작하는 알람부를 포함하고,
    비명 감지부는 소리 감지 센서를 포함하고, 소리 감지를 위한 마이크 기능이 내장되어 있고, 비명 감지부는 비명 검출 알고리즘을 통해 비명을 확인하되, 비명 검출 알고리즘은 센싱된 음성 진폭 및 지속 시간의 상관도를 1차 분석하고, 음성 노이즈 즉, 소음 필터링을 진행하여 최종 비명 여부를 판단 즉, 감지하는 것으로, 음성 노이즈 및 소음 필터링은 기입력된 소음 즉, 문 닫히는 소리, 차량 소리, 사람 대화 소리, 슬리퍼 소리, 물 소리, 개 짓는 소리, 생활소음 그리고 공사장 및 청소 소음을 기준으로 이 기준 소음이 아닌 센싱 즉 감지 결과 값을 비명으로 판단하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 스마트 방범 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 통신부는 M2M 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 스마트 방범 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 관제 서버는 위험 지역에 설치된 멀티 감지 센서부로부터의 센싱 결과를 수신하는 데이터 송수신부와, 수신된 센싱 결과를 저장하고, 센싱 결과를 판단하는 센싱 판단부와, 관제 지역을 영상으로 표시하는 관제 화면부와, 센싱 결과에 따라 위험 발생지역을 관제 화면부에 표시하는 위험 알림부와, 위험 발생 지역의 사용자의 단말기에 위험을 알리는 문자를 전송하는 위험 통지부와, 상기 각부의 동작을 제어하는 서버 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 스마트 방범 시스템.
  6. IoT 기반의 멀티 감지 센서를 방범지역에 설치하여 비명소리, 화재 및 악취를 센싱하는 단계;
    센싱 결과를 분석하여 비명 소리 발생, 화재 발생 또는 악취 발생 여부를 판단하는 단계; 및
    판단 결과에 따라 방범 지역내의 위험 발생을 통지하는 단계를 포함하되,
    비명 소리는 센싱된 음성 진폭 및 지속 시간의 상관도를 1차 분석하고, 음성 노이즈 즉, 소음 필터링을 진행하여 최종 비명 여부를 판단 즉, 감지하는 것으로, 음성 노이즈 및 소음 필터링은 기입력된 소음 즉, 문 닫히는 소리, 차량 소리, 사람 대화 소리, 슬리퍼 소리, 물 소리, 개 짓는 소리, 생활소음 그리고 공사장 및 청소 소음을 기준으로 이 기준 소음이 아닌 센싱 즉 감지 결과 값을 비명으로 판단하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 스마트 방범 방법.
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