KR102197304B1 - IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법 - Google Patents

IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 IoT 기능을 탑재한 복수의 소화 장치들로부터 소방방재를 위한 모니터링 정보를 수신하는 모니터링 정보 수신부, 상시감시 상태에서 상기 모니터링 정보를 시각화하고 화재 감지를 위한 데이터베이스를 구축하는 모니터링 정보 관리부, 상기 데이터베이스 구축 과정에서 상기 복수의 소화 장치들에 관한 이상이 검출된 경우 상기 상시감시 상태를 주의감시 상태로 전환하고 상기 이상에 관한 제1 알림을 생성하는 이상 검출 알림부 및 상기 주의감시 상태에서 상기 복수의 소화 장치들에 관한 상세 모니터링을 통해 주의 영역을 결정하고 해당 주의 영역의 소화 장치들에 관한 동작 상태에 따라 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성하는 화재 방재 관리부를 포함한다.

Description

IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법{INTEGRATED FIRE PROTECTION APPARATUS AND METHOD USING IOT-BASED FIRE EXTINGUISHING DEVICES}
본 발명은 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IoT 기능을 탑재한 소화 장치를 통해 전기설비의 운전상황을 상시 감시하고 화재의 사전 예측과 지연 및 진압의 소방방재 동작을 제공할 수 있는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법에 관한 것이다.
발전소, 변전소 및 정유시설 등 주요 산업시설에서 사용되는 전자기기 판넬 및 전기판넬의 케이블 덕트에는 개별적인 소방방재 시스템이 설치되어 있지 않다. 대신에 전기실 및 전자기기실 내부에 설치된 소방방재 시스템을 사용하고 있다.
기존 시스템은 화재 발생시 온도감시 센서와 연기감시 센서를 이용하여 화재가 발생된 후 설치된 센서들이 화재발생 상황을 감지하여 제어반에 신호를 전송하면 방재 시스템의 소화액을 분출하여 화재를 진압하는 방법을 사용하고 있으며, 현재 운영중인 소방방재 시스템은 모두 화재 발생 이후의 방재를 목적으로 한다는 점에서 화재를 지연시키거나 진단 예측하기 위한 목적에 적합하지 않는 문제점을 가지고 있다.
한편, 일반적인 주택이나 건물에 배치되는 소화기는 평소 사용되지 않아 화재 시 배치 장소를 찾지 못하거나 또는 사용을 위해 발화 지점에 접근해야 하므로 화재로 인해 발생되는 유독가스와 고열로부터 부상의 우려가 많다는 점에서 화재 시 사용자의 조작 없이도 즉각적인 화재 방재를 제공할 수 있는 소화 장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
한국등록특허 제10-0773517(2007.10.30)호
본 발명의 일 실시예는 IoT 기능을 탑재한 소화 장치를 통해 전기설비의 운전상황을 상시 감시하고 화재의 사전 예측과 지연 및 진압의 소방방재 동작을 제공할 수 있는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 관리자 부재에도 불구하고 소화 장치에 의한 화재 지연과 방재는 물론 IoT에 의한 알림으로 신속한 화재 대응이 가능한 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 TCP/IP를 통해 원격 감시와 데이터 로깅(DATA Logging)을 지원할 수 있고, 장소에 상관없이 소화 장치 및 전기설비에 대한 원격 감시를 제공할 수 있는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치는 IoT 기능을 탑재한 복수의 소화 장치들로부터 소방방재를 위한 모니터링 정보를 수신하는 모니터링 정보 수신부, 상시감시 상태에서 상기 모니터링 정보를 시각화하고 화재 감지를 위한 데이터베이스를 구축하는 모니터링 정보 관리부, 상기 데이터베이스 구축 과정에서 상기 복수의 소화 장치들에 관한 이상이 검출된 경우 상기 상시감시 상태를 주의감시 상태로 전환하고 상기 이상에 관한 제1 알림을 생성하는 이상 검출 알림부 및 상기 주의감시 상태에서 상기 복수의 소화 장치들에 관한 상세 모니터링을 통해 주의 영역을 결정하고 해당 주의 영역의 소화 장치들에 관한 동작 상태에 따라 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성하는 화재 방재 관리부를 포함한다.
상기 복수의 소화 장치들 각각은 내부에 소화용 물질을 포함하여 형성되고 인근의 화기 또는 열에 노출되면 용기 외표면의 특정 영역에서 생성되는 파열공을 통해 상기 소화용 물질을 자동 분출시키는 소화용 튜브 용기,
상기 소화용 튜브 용기의 일단을 지지하여 고정시키는 용기 고정부 및 상기 용기 고정부와 분리 결합되고 상기 소화용 튜브 용기의 상태를 수집하면서 모니터링 정보를 생성하는 화재 모니터기를 포함할 수 있다.
상기 화재 모니터기는 상기 소화용 튜브 용기의 내압과 상기 인근의 외기온도를 측정하는 내압 측정 모듈, 상기 용기 고정부와의 분리 결합을 위한 물리적인 결합 구조를 형성하는 분리 결합 모듈, 상기 모니터링 정보의 네트워크 전송을 처리하는 네트워크 모듈, 상기 네트워크 전송을 위한 적어도 하나의 안테나를 포함하는 안테나 모듈 및 상기 분리 결합 모듈에 의한 물리적 결합이 검출되면 상기 소화용 튜브 용기의 내압에 관한 실시간 감시를 개시하고 상기 내압이 특정 임계값 이하로 떨어지는 경우 이상 발생에 관한 알림을 제공하는 제어 모듈을 포함한다.
상기 제어 모듈은 상기 각 소화용 튜브 용기들 중에서 상기 내압이 상기 외기 온도에 따른 내압 기준 범위를 벗어난 경우 제1 알람을 생성하고, 해당 시점을 포함하는 특정 시간 구간 동안의 내압 변화율을 산출하며 해당 내압 변화율이 내압 기준 변화율 범위에 포함되는지에 따라 제2 알람을 생성할 수 있다.
상기 모니터링 정보 관리부는 상기 복수의 소화 장치들에 관한 설치위치, 식별코드, 내압 및 외기온도를 포함하는 상기 모니터링 정보를 기초로 각 소화 장치들의 공간 분포를 도출하고, 상기 이상 검출 알림부는 소화 장치와의 통신 단절 또는 상기 내압 및 외기온도의 급격한 변화를 상기 이상으로서 검출할 수 있다.
상기 화재 방재 관리부는 상기 이상과 연관된 소화 장치의 설치 위치를 기초로 특정 거리 이내의 버퍼 영역을 상기 주의 영역으로서 결정하고 상기 주의 영역에 설치된 소화 장치들을 대상으로 내압이 기 설정된 임계압력 이하로 감소한 소화 장치들의 개수와 내압 감소에도 불구하고 상기 외기온도가 기 설정된 임계온도 이상인 소화 장치들의 개수를 기초로 상기 제2 알림의 생성 여부를 결정할 수 있다.
상기 모니터링 정보 관리부는 상기 공간 분포에 관한 네트워크를 생성하는 네트워크 생성 모듈, 상기 네트워크의 각 노드에 대해 상기 내압 및 외기온도에 따른 색상을 적용하여 특정 시점에 관한 2차원 이미지를 생성하는 이미지 생성 모듈 및 상기 2차원 이미지를 학습하여 화재 발생 검출을 위한 사전예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성 모듈을 포함하고, 상기 화재 방재 관리부는 상기 사전예측 모델에 상기 해당 주의 영역의 소화 장치들에 관한 동작 상태를 적용하여 상기 화재 발생을 예측하는 화재 예측 모듈을 포함할 수 있다.
실시예들 중에서, IoT 기반의 소화 장치를 이용한 종합 소방방재 방법은 IoT 기능을 탑재한 복수의 소화 장치들로부터 소방방재를 위한 모니터링 정보를 수신하는 단계, 상시감시 상태에서 상기 모니터링 정보를 시각화하고 화재 감지를 위한 데이터베이스를 구축하는 단계, 상기 데이터베이스 구축 과정에서 상기 복수의 소화 장치들에 관한 이상이 검출된 경우 상기 상시감시 상태를 주의감시 상태로 전환하고 상기 이상에 관한 제1 알림을 생성하는 단계 및 상기 주의감시 상태에서 상기 복수의 소화 장치들에 관한 상세 모니터링을 통해 주의 영역을 결정하고 해당 주의 영역의 소화 장치들에 관한 동작 상태에 따라 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성하는 단계를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법은 관리자 부재에도 불구하고 소화 장치에 의한 화재 지연과 방재는 물론 IoT에 의한 알림으로 신속한 화재 대응이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치 및 방법은 TCP/IP를 통해 원격 감시와 데이터 로깅(DATA Logging)을 지원할 수 있고, 장소에 상관없이 소화 장치 및 전기설비에 대한 원격 감시를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 통합 소방방재 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 소화 장치의 물리적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 1의 통합 소방방재 장치의 물리적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 2의 화재 모니터기에서 수행되는 동작의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 1의 통합 소방방재 장치에서 수행되는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 동작의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 1의 소화 장치의 전체적인 개념을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1의 통합 소방방재 장치의 전체적인 개념을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 통합 소방방재 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 통합 소방방재 시스템(100)은 소화 장치(110), 통합 소방방재 장치(130), 데이터베이스(150) 및 사용자 단말(170)을 포함할 수 있다.
소화 장치(110)는 화재를 지연시키고 화재 발생시 소화용 물질을 분출하여 화재 진압 동작을 수행하는 장치에 해당할 수 있고, 소화용 물질을 포함하는 소화용 튜브 용기를 포함하여 구현될 수 있다. 소화 장치(110)는 소화용 튜브 용기의 내압을 모니터링하여 소화용 튜브 용기의 상태를 감시할 수 있고, 설치된 공간의 외기온도를 측정하여 통합 소방방재 장치(130)에게 제공할 수 있다. 이를 위하여 소화 장치(110)는 통합 소방방재 장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 소화 장치(110)들은 통합 소방방재 장치(130)와 동시에 연결될 수 있다.
한편, 소화 장치(110)는 산업 현장의 전기 PNL 및 전자기기 PNL 내부에 설치되어 동작할 수 있고, 설치된 공간의 온도가 특정 온도(예를 들어, 70도) 이상에 도달하는 경우 자동적으로 소화용 물질을 분출하는 소화 동작을 제공할 수 있다. 소화 장치(110)는 통합 소방방재 장치(130)와 연동하여 화재 위험을 사전에 감지하고 화재 발생을 예방하기 위한 조치가 시행될 수 있도록 지원함으로써 전기설비의 안전성을 확보하고 설비운전의 신뢰도 제고에 기여할 수 있다.
통합 소방방재 장치(130)은 IoT 기능이 탑재된 소화 장치(110)로부터 수신되는 모니터링 정보를 이용하여 화재 위험을 사전에 인지할 수 있고, 화재 예방 조치가 수행되도록 화재 발생을 사전에 예측하여 관련 정보를 제공할 수 있는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 통합 소방방재 장치(130)은 소화 장치(110)와 블루투스, WiFi, 통신망 등을 통해 무선으로 연결될 수 있고, 네트워크를 통해 소화 장치(110)와 데이터를 주고 받을 수 있다.
일 실시예에서, 통합 소방방재 장치(130)는 데이터베이스(150)와 연동하여 소화 방재에 관한 정보를 저장할 수 있다. 한편, 통합 소방방재 장치(130)는 도 1과 달리, 데이터베이스(150)를 내부에 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 통합 소방방재 장치(130)는 프로세서, 메모리, 사용자 입출력부 및 네트워크 입출력부를 포함하여 구현될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
데이터베이스(150)는 통합 소방방재 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장하는 저장장치에 해당할 수 있다. 데이터베이스(150)는 각 소화 장치(110)로부터 수신된 모니터링 정보를 저장할 수 있고, 소방방재를 위한 시설, 장비 및 인력에 관한 정보를 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 통합 소방방재 장치(130)가 복수의 소화 장치(110)들과 연동하여 화재 감시, 진단, 방재를 제공하는 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
사용자 단말(170)은 소화 장치(110)에 관한 모니터링 정보를 확인하거나 화재 진단 및 발생에 관한 알림 정보를 확인할 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다. 사용자 단말(170)은 통합 소방방재 장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 사용자 단말(170)들은 통합 소방방재 장치(130)와 동시에 연결될 수 있다.
도 2는 도 1의 소화 장치의 물리적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 소화 장치(110)는 소화용 튜브 용기(210), 용기 고정부(230) 및 화재 모니터기(250)를 포함할 수 있다.
소화용 튜브 용기(210)는 내부에 소화용 물질을 포함하여 형성되고 인근의 화기 또는 열에 노출되면 소화용 물질을 자동 분출시킬 수 있다. 이를 위하여 소화용 튜브 용기(210)는 인근의 화기 또는 열이 증가하는 경우 자동 분출을 위한 파열공이 생성될 수 있는 재질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소화용 튜브 용기(210)는 플라스틱 계열의 재질로 구현되어 인근의 화기 또는 열이 70도 이상 증가하는 경우 일측면이 파열될 수 있고, 내압에 의해 내부에 포함된 물질을 용기 외부로 분출시킬 수 있다.
또한, 소화용 튜브 용기(210)는 내부에 다양한 소화용 물질을 포함할 수 있다. 소화용 물질은 소화용 튜브 용기(210)의 내부에 주입되어 일정한 내압을 형성할 수 있고, 소량의 분출이라 하더라도 화재 진압 효과가 뛰어난 물질에 해당할 수 있다. 예를 들어, 소화용 튜브 용기(210)는 기본적으로 소화용 물질로서 FM200(헵타플루오로프로판)을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 하론 가스, 질소, 이산화탄소 등과 같이 환경 피해를 최소화하면서도 전자제품의 동작에 영향을 주지 않는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
한편, 소화용 튜브 용기(210)는 재질의 특성상 협소한 공간에도 쉽게 적용 가능할 수 있고, 기본적으로 원통형 형상으로 구현될 수 있으나 다양한 형상 및 길이로의 변경을 쉽게 적용할 수 있다. 예를 들어, 소화용 튜브 용기(210)는 건물의 분전반 등과 같이 화재 발생 위험도가 높은 공간에 설치될 수 있고, 공간의 구조에 따라 특정 부분을 절곡시킨 후 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 소화용 튜브 용기(210)는 화재 발생시 특정 영역에서의 파열을 유도하기 위하여 해당 특정 영역의 재질을 다른 영역과 다르게 적용시켜 구현될 수 있다. 예를 들어, 소화용 튜브 용기(210)는 중간 지점에서의 파열을 유도하기 위하여 중간 영역이 다른 영역보다 더 얇게 구성될 수 있고 전체 길이의 1/3 또는 2/3에 해당하는 영역이 다른 영역과 다른 재질로 구성될 수도 있다. 즉, 소화용 튜브 용기(210)는 파열 지점이나 파열에 따른 분출 방향을 일정하게 유도하기 위하여 용기의 재질이나 두께를 다른 영역과 다르게 적용시켜 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 소화용 튜브 용기(210)는 인근의 화기가 용기 외표면으로 직접 전달되거나 또는 인근의 열이 용기 외표면으로 간접 전달되는 경우 용기 외표면의 특정 영역에서 생성되는 파열공을 통해 소화용 물질을 분출시킬 수 있다. 이를 위하여 소화용 튜브 용기(210)는 화기에 직접 노출되거나 주변의 온도가 특정 온도 이상 올라가는 경우 자동으로 파열되도록 구현될 수 있다. 또한, 소화용 튜브 용기(210)는 영역 별로 재질의 두께를 조절하거나 서로 다른 재질로 구성함으로써 파열되는 지점이나 분출되는 방향을 특정 지점이나 방향으로 유도할 수 있다.
용기 고정부(230)는 소화용 튜브 용기(210)의 일단을 지지하여 고정시킬 수 있다. 용기 고정부(230)는 소화용 튜브 용기(210)를 외부에서 감싼 형태로 결합되어 지지 및 고정 기능을 제공할 수 있고, 화재 발생에 따른 온도 증가에도 불구하고 소화용 튜브 용기(210)를 지지할 수 있는 재질 및 형상으로 구현될 수 있다. 한편, 용기 고정부(230)는 소화용 튜브 용기(210)를 지지한 상태에서 화재 모니터기(250)와 분리 결합할 수 있는 물리적인 결합 구조로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 용기 고정부(230)는 소화용 튜브 용기(210)의 외측면을 둘러싸는 원형 밴드 형상의 고정 부재와 고정 부재의 외측면을 따라 고정 결합되는 적어도 하나의 원형 링 형상의 결합 부재를 포함하여 구현될 수 있다. 즉, 고정 부재는 소화용 튜브 용기(210)를 지지하는 역할을 수행하고, 결합 부재는 화재 모니터기(250)와의 결합하는 역할을 수행할 수 있다. 고정 부재와 결합 부재는 소화용 튜브 용기(210)의 형상에 대응하는 구조로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 용기 고정부(230)는 소화용 튜브 용기(210)를 절곡시키는 절곡 부재를 더 포함하여 구현될 수 있다. 절곡 부재는 고정 부재 또는 결합 부재와 독립적으로 형성될 수 있고, 소화용 튜브 용기(210)에서 서로 일정 거리만큼 이격된 두 영역들에 각각 장착되는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 절곡 부재는 설치 공간의 구조에 따라 하나의 소화용 튜브 용기(210)에 두개 이상이 동시에 결합될 수 있다.
화재 모니터기(250)는 용기 고정부(230)와 분리 결합되고 소화용 튜브 용기(210)의 상태를 수집하면서 화재 예방 및 감지를 위한 모니터링 정보를 생성할 수 있다. 화재 모니터기(250)는 IoT 기능, 즉 소화용 튜브 용기(210)의 상태와 외부 환경에 관한 정보 수집을 위하여 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있고, 센서에 의해 수집된 정보를 외부 장치로 전송하기 위한 통신 모듈을 포함하여 구현될 수 있다. 화재 모니터기(250)는 네트워크를 통해 통합 소방방재 장치(130)와 연결될 수 있고, 실시간 또는 주기적으로 모니터링 정보를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 화재 모니터기(250)는 내압 측정 모듈(251), 분리 결합 모듈(252), 네트워크 모듈(253), 안테나 모듈(254), 제어 모듈(255) 및 전원 공급 모듈(256)을 포함할 수 있다.
내압 측정 모듈(251)은 소화용 튜브 용기(210)의 내압을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 내압 측정 모듈(251)은 내압 측정을 위한 압력 센서와 인근의 외기온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서는 소화용 튜브 용기(210)와 연결되어 소화용 튜브 용기(210) 내부의 압력을 측정할 수 있으며, 내압 정보는 소화용 튜브 용기(210)에 포함된 소화용 물질의 충전량에 관한 정보에 대응될 수 있다. 즉, 내압 측정 모듈(251)에 의해 측정된 내압 정보는 제어 모듈(255)에 의해 분석될 수 있고, 소화용 튜브 용기(210)에 충전된 소화용 물질의 용량을 추정하는데 활용될 수 있다.
한편, 내압 측정 모듈(251)은 압력 센서 외에 온도 센서를 포함할 수 있으며, 온도 센서에 의해 소화 장치(110)가 설치된 공간의 온도를 측정할 수 있다. 내압 측정 모듈(251)은 소화용 튜브 용기(210)의 내부 상태, 즉 내압과 함께 외부 상태, 즉 외기온도를 측정하여 소화용 튜브 용기(210) 인근의 환경 정보를 획득하는 역할을 수행할 수 있다.
분리 결합 모듈(252)은 용기 고정부(230)와의 분리 결합을 위한 물리적인 결합 구조를 형성할 수 있다. 용기 고정부(230)는 화재 모니터기(250)의 분리 결합 모듈(252)과 결합하고 분리됨으로써 소화용 튜브 용기(210)에 관한 설치와 교체가 손쉽게 이루어지도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 분리 결합 모듈(252)은 화재 모니터기(250)의 일 측면에 배치될 수 있고, 따라서 소화용 튜브 용기(210)에 결합된 용기 고정부(230)와의 결합이 별도의 분해없이도 직접적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 분리 결합 모듈(252)은 화재 모니터기(250)의 일 측면에 형성된 결합공의 외주면을 따라 원형으로 형성될 수 있고, 소화용 튜브 용기(210)의 일단을 결합공에 삽입시킴으로써 소화용 튜브 용기(210)의 일단에 결합된 용기 고정부(230)의 체결구가 분리 결합 모듈(252)과 체결되며, 결과적으로 소화용 튜브 용기(210)와 화재 모니터기(250)가 상호 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 분리 결합 모듈(252)은 용기 고정부(230)와의 분리 결합을 위하여 적어도 하나의 원형 링 형상에 대응되는 적어도 하나의 원형 결합 홈을 포함할 수 있다. 소화용 튜브 용기(210)에 결합되는 용기 고정부(230)는 원형 링 형상으로 구현될 수 있고, 분리 결합 모듈(252)는 용기 고정부(230)와 분리 결합 가능하도록 용기 고정부(230)의 형상에 대응되는 형상으로 구현될 수 있다. 즉, 분리 결합 모듈(252)은 원형 링 형상과 체결 가능한 원형 결합 홈을 포함하는 형상으로 구현될 수 있으며, 만약 원형 링이 복수개로 형성되는 경우에는 복수개의 원형 결합 홈을 포함하는 형상으로 구현될 수 있음은 물론이다.
일 실시예에서, 분리 결합 모듈(252)은 독립적인 모듈로서 복수개로 형성될 수 있다. 즉, 분리 결합 모듈(252)은 하나의 화재 모니터기(250) 내부에 복수개로 형성되어 복수개의 소화용 튜브 용기(210)들과 각각 결합될 수 있다. 즉, 분리 결합 모듈(252)은 하나의 소화용 튜브 용기(210)와 결합 가능한 구조로 구현될 수 있고, 하나의 화재 모니터기(250)는 복수개의 소화용 튜브 용기(210)와 결합 가능한 형태로 구현될 수 있다. 이 경우 화재 모니터기(250)는 복수의 분리 결합 모듈(252)들을 포함할 수 있다.
한편, 화재 모니터기(250)는 소화용 튜브 용기(210)의 결합이 검출되면 해당 소화용 튜브 용기(210)의 상태를 모니터링하는 동작을 개시할 수 있다. 일 실시예에서, 화재 모니터기(250)는 복수개의 분리 결합 모듈(252)들 중 특정 개수 이상의 소화용 튜브 용기(210)가 결합된 경우에만 모니터링 동작을 개시하도록 구현될 수 있다.
네트워크 모듈(253)은 모니터링 정보의 네트워크 전송을 처리할 수 있다. 네트워크 모듈(253)은 기본적으로 화재 모니터기(250)와 외부 시스템 간의 무선 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 특정 건물이나 시설의 화재 감시 시스템(또는 통합 소방방재 장치(130))과 해당 건물에 설치된 복수의 화재 모니터기(250)는 서로 연결되어 스타 네트워크(star network)를 형성할 수 있다. 한편, 네트워크 모듈(253)은 외부와의 통신뿐만 아니라 내부 모듈들 간의 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 모듈(253)은 내부 모듈들 간의 통신을 위하여 UART, I2C 및 Zigbee 통신 등을 지원할 수 있다.
안테나 모듈(254)은 네트워크 전송을 위한 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(254)은 네트워크 모듈(253)과 연동하여 외부 시스템과의 무선 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 모듈(253)은 외부 시스템과의 RF 통신을 수행할 수 있으며, 안테나 모듈(254)은 이를 위한 RF 안테나를 포함하여 구현될 수 있다. 안테나 모듈(254)은 적어도 하나의 안테나를 포함하여 구현될 수 있으며, 화재 모니터기(250)의 외부에 안테나 소자가 배치되고 내부에 RF 송수신기가 배치될 수 있다.
제어 모듈(255)은 분리 결합 모듈(252)에 의한 물리적 결합이 검출되면 소화용 튜브 용기(210)의 내압에 관한 실시간 감시를 개시하고 내압이 특정 임계값 이하로 떨어지는 경우 네트워크를 통해 통합 소방방재 장치(130)로 알림을 제공할 수 있다. 제어 모듈(255)은 분리 결합 모듈(252)과 용기 고정부(230)의 물리적 결합에 의해 발생하는 전기적 신호를 기초로 결합 여부를 검출할 수 있고, 용기 고정부(230)에 지지되는 소화용 튜브 용기(210)의 내압 측정을 위한 압력 센서의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어 모듈(255)은 소화용 튜브 용기(210)의 내압이 특정 임계값 이하로 떨어지는 경우 네트워크를 통해 통합 소방방재 장치(130)에게 알림을 제공할 수 있다. 이때, 통합 소방방재 장치(130)로의 알림은 메시지, 음성, 진동 등 다양한 방식으로 구현되어 제공될 수 있다. 화재 모니터기(250)는 소화용 튜브 용기(210)의 내압에 관한 정보를 내부 메모리에 저장하여 보관할 수 있고, 모니터링 과정에서 수집된 정보에서 정상 범위 밖의 이상 신호를 검출하여 관련 정보를 통합 소방방재 장치(130)에게 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 모듈(255)은 복수의 분리 결합 모듈(252)들 각각에 결합되는 소화용 튜브 용기(210)에 대한 실시간 감시를 수행하여 각 소화용 튜브 용기(210)들의 내압 및 내압 변화율과 외기 온도에 관한 모니터링 정보를 통합 소방방재 장치(130)에게 전송할 수 있다. 제어 모듈(255)은 소화용 튜브 용기(210)의 내부 및 외부 상태에 관한 정보를 수집할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 모듈(255)은 소화용 튜브 용기(210)의 내압을 측정하고 단위 시간 당 내압의 변화에 관한 내압 변화율을 산출할 수 있으며, 온도 센서를 통해 외기 온도, 즉 소화 장치(110)가 설치된 공간의 온도를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 모듈(255)은 각 소화용 튜브 용기(210)들 중에서 내압이 외기 온도에 따른 내압 기준 범위를 벗어난 경우 제1 알람을 생성하고, 해당 시점을 포함하는 특정 시간 구간 동안의 내압 변화율을 산출하며 해당 내압 변화율이 내압 기준 변화율 범위에 포함되는지에 따라 제2 알람을 생성할 수 있다. 소화용 튜브 용기(210)는 시간의 흐름에 따라 내부에 포함된 소화용 물질이 자연 배출될 수 있고, 그에 따라 내압 감소가 발생할 수 있다.
이 때, 자연 배출에 따른 내압 감소로 인해 소화용 튜브 용기(210)의 내압이 기준 범위를 벗어나는 경우 소화용 튜브 용기(210)의 교체나 점검이 필요할 수 있기 때문에 제어 모듈(255)은 제1 알람을 발생시켜 관리자 또는 점검자에게 이를 사전에 알릴 수 있다. 소화용 튜브 용기(210)의 내압은 소화 장치(110)가 설치된 공간의 특성에 따라 달라질 수 있기 때문에 제어 모듈(255)은 소화용 튜브 용기(210)의 외기 온도에 따른 내압 기준 범위를 기초로 제1 알람 발생 여부를 결정할 수 있다.
또한, 제어 모듈(255)은 제1 알람의 발생 시점을 기준으로 전후 특정 시간 구간 동안에 대한 내압 변화율을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(255)은 내압이 기준 범위를 벗어난 시점을 기준으로 전후 각 1시간, 즉 총 2시간 동안의 내압 변화율을 산출할 수 있으며, 해당 시간 동안의 내압 변화율이 자연 배출에 따른 내압 기준 변화율의 범위를 벗어나는 경우 내압의 급격한 변화가 발생한 것으로 판단하여 이에 관한 제2 알람을 발생시킬 수 있다.
결과적으로, 제어 모듈(255)에 의해 발생하는 제1 알람은 통상적 범위에서 주의 환기를 위한 알림에 해당할 수 있고, 제2 알람은 예외적 범위에서 화재 방재를 위한 알림에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 모듈(255)은 배터리의 충전량이 기 설정된 임계량 이하로 떨어지는 경우 네트워크를 통해 통합 소방방재 장치(130)에게 알림을 제공할 수 있다. 이 경우, 화재 모니터기(250)는 내부에 전원 공급 모듈(256)을 더 포함할 수 있고, 제어 모듈(255)은 전원 공급 모듈(256)과 연결되어 배터리의 충전량을 실시간으로 감시할 수 있다.
전원 공급 모듈(256)은 화재 모니터기(250)의 내부에 배치되어 전원을 공급할 수 있다. 소화 장치(110)는 건기설비 등과 같이 폐쇄된 공간 상에 설치되어 화재를 사전에 예방하는 동작을 수행할 수 있고, 이를 위하여 독립적인 전원을 제공하는 전원 공급 모듈(256)을 포함하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 전원 공급 모듈(256)은 충전 가능한 배터리(battery)와 배터리를 충전시키는 충전기를 포함할 수 있다. 전원 공급 모듈(256)은 장기간 동안의 교체나 재충전 없이 동작 가능하도록 충분한 용량을 가진 배터리를 포함하여 구현될 수 있다.
도 3은 도 1의 통합 소방방재 장치의 물리적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 통합 소방방재 장치(130)는 모니터링 정보 수신부(310), 모니터링 정보 관리부(330), 이상 검출 알림부(350), 화재 방재 관리부(370) 및 제어부(390)를 포함할 수 있다.
모니터링 정보 수신부(310)는 IoT 기능을 탑재한 복수의 소화 장치(110)들로부터 소방방재를 위한 모니터링 정보를 수신할 수 있다. 이 때, 모니터링 정보는 각 소화 장치(110)들의 설치위치, 식별코드, 내압 및 외기온도를 포함하여 생성될 수 있다. 한편, 각 소화 장치(110)들은 네트워크 전송을 위하여 모니터링 정보를 패킷 구조로 변환할 수 있다.
모니터링 정보 관리부(330)는 상시감시 상태에서 모니터링 정보를 시각화하고 화재 감지를 위한 데이터베이스(150)를 구축할 수 있다. 상시감시 상태는 소화 장치(110)의 상태를 통상적인 방법으로 모니터링하는 상태에 해당할 수 있다. 모니터링 정보 관리부(330)는 통상적인 상황에서 모니터링 정보에 관한 통계정보를 시각화 인터페이스를 통해 제공할 수 있다. 또한, 모니터링 정보 간리부(330)는 화재 발생을 사전 예측하고 진단하기 위하여 수집된 정보들을 기초로 데이터베이스(150)를 구축할 수 있다.
일 실시예에서, 모니터링 정보 관리부(330)는 복수의 소화 장치(110)들에 관한 설치위치, 식별코드, 내압 및 외기온도를 포함하는 모니터링 정보를 기초로 각 소화 장치(110)들의 공간 분포를 도출할 수 있다. 모니터링 정보 관리부(330)는 모니터링 정보에서 각 소화 장치(110)가 설치된 장소와 연관된 좌표데이터를 추출할 수 있고, 2차원 좌표계 상에 배치할 수 있다. 모니터링 정보 관리부(330)는 공간 상의 배치와 연관지어 각 소화 장치(110)에서 측정된 내압 및 외기온도를 함께 저장할 수 있다. 결과적으로, 모니터링 정보에 관한 공간 분포는 각 소화 장치(110)의 설치위치에 관한 공간 차원의 분포와 각 소화 장치(110)의 내압 및 외기온도에 관한 시간 차원의 분포를 포함하여 표현될 수 있다.
일 실시예에서, 모니터링 정보 관리부(330)는 공간 분포에 관한 네트워크를 생성하는 네트워크 생성 모듈, 네트워크의 각 노드에 대해 내압 및 외기온도에 따른 색상을 적용하여 특정 시점에 관한 2차원 이미지를 생성하는 이미지 생성 모듈 및 2차원 이미지를 학습하여 화재 발생 검출을 위한 사전예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성 모듈을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 네트워크 생성 모듈은 각 소화 장치(110)의 공간 분포에 관한 네트워크를 생성할 수 있으며, 네트워크는 소화 장치(110)에 대응되는 노드(Node)와 노드들 사이를 연결하는 에지(Edge)로 표현될 수 있다.
이미지 생성 모듈은 네트워크 상의 각 노드에 대해 해당 노드에 대응되는 소화 장치(110)에서 측정된 내압 및 외기온도를 기초로 노드 색상을 적용시킬 수 있다. 예를 들어, 각 노드를 수직으로 2분할한 후 왼쪽 영역에는 내압에 따른 색상을 부여하고, 오른쪽 영역에는 외기온도에 따른 색상을 부여할 수 있다. 각 영역에 부여되는 색상은 각각의 값에 대응되어 결정될 수 있다. 결과적으로, 이미지 생성 모듈은 각 소화 장치(110)의 내압 및 외기온도의 상태에 관한 색상들의 분포로 표현되는 2차원 이미지를 생성할 있다.
예측 모델 생성 모듈은 이미지 생성 모듈에 의해 생성된 2차원 이미지를 생성하여 정상 범위 내에서의 색상 분포에 관한 예측 모델을 생성할 수 있다. 즉, 사전예측 모델은 정상 상태의 이미지 분포와의 유사도 비교를 통해 화재 발생이나 오작동 등의 비정상 상태를 예측하는데 활용될 수 있다.
이상 검출 알림부(350)는 데이터베이스(150) 구축 과정에서 복수의 소화 장치(110)들에 관한 이상이 검출된 경우 상시감시 상태를 주의감시 상태로 전환하고 이상에 관한 제1 알림을 생성할 수 있다. 즉, 정상적인 상태와 비교하여 특별한 변화가 검출된 경우 추가적인 조치를 위하여 상시감시 상태가 주의감시 상태로 전환될 수 있다. 여기에서, 주의감시 상태는 소화 장치(110)의 상태를 보다 상세하게 모니터링하는 상태에 해당할 수 있고, 상시감시 상태와 비교하여 모니터링 주기가 더 짧고 이상 검출을 위한 감시 대상이 더 많으며 감시 기준이 더 세밀화된 상태에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 이상 검출 알림부(350)는 소화 장치(110)와의 통신 단절 또는 내압 및 외기온도의 급격한 변화를 이상으로서 검출할 수 있다. 소화 장치(110)의 네트워크 모듈이 오작동하거나 전원 공급 차단으로 동작이 정지된 경우 이상 검출 알림부(350)는 소화 장치(110)의 이상이 발생한 것으로 결정할 수 있다. 또한, 특정 소화 장치(110)의 내압이나 외기온도가 정상 범위를 벗어난 경우에도 이상 검출 알림부(350)는 해당 소화 장치(110)의 이상이 발생한 것으로 결정할 수 있다. 이를 위하여 이상 검출 알림부(350)는 소화 장치(110)의 정상 동작에 관한 정보를 활용할 수 있다.
화재 방재 관리부(370)는 주의감시 상태에서 복수의 소화 장치(110)들에 관한 상세 모니터링을 통해 주의 영역을 결정하고 해당 주의 영역의 소화 장치(110)들에 관한 동작 상태에 따라 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성할 있다. 여기에서, 주의 영역은 이상이 검출된 소화 장치(110)가 설치된 영역을 포함하고 장치 점검이나 화재 발생과 연관된 영역에 해당할 수 있다. 화재 방재 관리부(370)는 주의감시 상태에서 이상이 검출된 소화 장치(110)를 기준으로 주의 영역을 결정할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 소화 장치(110)들에서 동시다발적인 이상이 검출된 경우 주의 영역은 복수개로 형성될 수 있다.
한편, 화재 방재 관리부(370)는 기본적으로 소화 장치(110)의 인근 외기온도를 기초로 화재 발생 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 외기온도가 100도를 초과하는 경우 또는 외기온도의 변화율이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 화재 방재 관리부(370)는 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성할 수 있다. 제2 알림은 화재 발생을 알리고 방재를 위한 조치가 실행되도록 하는 통신 메시지에 해당할 수 있고, 기 등록된 사용자 단말(170)이나 기 설정된 외부 소방 시스템으로 자동 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 화재 방재 관리부(370)는 이상과 연관된 소화 장치(110)의 설치 위치를 기초로 특정 거리 이내의 버퍼 영역을 주의 영역으로서 결정하고 주의 영역에 설치된 소화 장치(110)들을 대상으로 내압이 기 설정된 임계압력 이하로 감소한 소화 장치(110)들의 개수와 내압 감소에도 불구하고 외기온도가 기 설정된 임계온도 이상인 소화 장치(110)들의 개수를 기초로 제2 알림의 생성 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 화재 방재 관리부(370)는 이상이 검출된 소화 장치(110)에 관한 좌표데이터를 기초로 인근 5m 이내를 주의 영역으로 결정할 수 있다. 다른 예로서, 이상이 검출된 소화 장치(110)의 개수가 복수인 경우 각 소화 장치(110)들에 관한 좌표데이터를 기초로 인근 5m 이내를 주의 후보 영역들로 결정할 수 있고, 주의 후보 영역들 간의 중첩이 기 설정된 임계 중첩수(예를 들어, 3개)를 초과하는 경우 해당 중첩 영역의 중심 좌표를 기준으로 인근 5m 이내를 주의 영역으로 결정할 수 있다.
또한, 화재 방재 관리부(370)는 주의 영역 내에 존재하는 소화 장치(110)들을 대상으로 내압이 기 설정된 임계압력 이하로 감소한 소화 장치(110)들의 개수와 내압 감소에도 불구하고 외기온도가 기 설정된 임계온도 이상인 소화 장치(110)들의 개수를 결정할 수 있다. 만약 소화 장치(110)의 내압이 임계압력 이하로 감소한 경우라면 해당 소화 장치(110)는 소화용 튜브 용기의 파열에 의해 내부 소화용 물질을 분출시킨 것으로 예측될 수 있다. 만약 소화 장치(110)의 외기온도가 임계온도 이상인 경우라면 해당 소화 장치(110)의 인근에 화재가 발생한 것으로 예측될 수 있다.
따라서, 화재 방재 관리부(370)는 주의 영역 내에서 내압이 기 설정된 임계압력 이하로 감소한 소화 장치(110)들의 제1 개수와 내압 감소에도 불구하고 외기온도가 기 설정된 임계온도 이상인 소화 장치(110)들의 제2 개수 간의 조합들을 등급화한 주의 등급 테이블을 생성할 수 있고, 주의 영역 내에서 측정된 조합에 대응되는 주의 등급에 따라 제2 알림의 생성 여부와 알림 내용을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 화재 방재 관리부(370)는 사전예측 모델에 해당 주의 영역의 소화 장치(110)들에 관한 동작 상태를 적용하여 화재 발생을 예측하는 화재 예측 모듈을 포함할 수 있다. 모니터링 정보 관리부(330)에 의해 2차원 이미지 학습이 진행된 결과로서 화재 발생 검출을 위한 사전예측 모델이 생성된 경우라면, 화재 방재 관리부(370)는 해당 사전예측 모델을 이용하여 화재 발생을 효과적으로 예측할 수 있다. 즉, 화재 방재 관리부(370)는 사전예측 모델을 기초로 화재 발생 여부를 예측하는 화재 예측 모듈을 포함하여 구현될 수 있고, 화재 예측 모듈에 의해 예측된 결과에 따라 화재 방재를 위한 제2 알림을 생성할 수 있다.
제어부(390)는 통합 소방방재 장치(130)의 전체적인 동작을 제어하고, 모니터링 정보 수신부(310), 모니터링 정보 관리부(330), 이상 검출 알림부(350) 및 화재 방재 관리부(370) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 도 2의 화재 모니터기에서 수행되는 동작의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 소화 장치(110)는 화재 모니터기(250)를 통해 통합 소방방재 장치(130)와 연결되어 소화용 튜브 용기(210)에 관한 모니터링 정보를 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 화재 모니터기(250)는 분리 결합 모듈(252)를 통해 소화용 튜브 용기(210)의 결합을 검출할 수 있다(단계 S410).
또한, 화재 모니터기(250)는 내압 측정 모듈(251)을 통해 소화용 튜브 용기(210)의 내압에 관한 실시간 감시를 개시할 수 있다(단계 S430).
또한, 화재 모니터기(250)는 제어 모듈(255)을 통해 내압이 특정 임계값 이하로 떨어지는지를 검출하여 알림을 생성할 수 있고, 네트워크 모듈(253)을 통해 통합 소방방재 장치(130)로 알림을 제공할 수 있다(단계 S450).
도 5는 도 1의 통합 소방방재 장치에서 수행되는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 동작의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 통합 소방방재 장치(130)는 모니터링 정보 수신부(310)를 통해 복수의 소화 장치(110)들로부터 소방방재를 위한 모니터링 정보를 수신할 수 있다(단계 S510).
또한, 통합 소방방재 장치(130)는 모니터링 정보 관리부(330)를 통해 상시감시 상태에서 모니터링 정보를 시각화하고 화재 감지를 위한 데이터베이스(150)를 구축할 수 있다(단계 S530).
또한, 통합 소방방재 장치(130)는 이상 검출 알림부(350)를 통해 데이터베이스(150) 구축 과정에서 복수의 소화 장치(110)들에 관한 이상이 검출된 경우 상기감시 상태를 주의감시 상태로 전환하고 이상에 관한 제1 알림을 생성할 수 있다(단계 S550).
또한, 통합 소방방재 장치(130)는 화재 방재 관리부(370)를 통해 주의감시 상태에서 상세 모니터링을 통해 주의 영역을 결정하여 소화 장치들 동작 상태에 따라 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성할 수 있다(단계 S570).
도 6은 도 1의 소화 장치의 전체적인 개념을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 소화 장치(110)는 소화용 튜브 용기(610), 용기 고정부 및 화재 모니터기(650)를 포함하여 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 화재 모니터기(650)에는 복수개의 소화용 튜브 용기(610)들이 결합될 수 있다.
화재 모니터기(650)는 소화용 튜브 용기(610)의 내압 및 외기온도 측정을 위한 내압 측정 모듈(651), 소화용 튜브 용기(610)를 지지하는 용기 고정부와 결합하기 위한 분리 결합 모듈(652), 통합 소방방재 장치(130)와의 네트워크 통신을 위한 네트워크 모듈(653), 소화용 튜브 용기(610)의 상태를 모니터링하고 알림을 생성하는 제어 모듈(655) 및 전원 공급을 위한 전원 공급 모듈(656)을 포함하여 구현될 수 있다.
한편, 화재 모니터기(650)는 제어 입력을 위해 제어 모듈(255)과 GPIO로 연결된 제어 버튼(button), 장치 상태를 출력하기 위한 LEDs, 제어 모듈(255)의 소프트웨어 갱신을 위한 USB 포트를 포함하여 구현될 수 있다.
도 7은 도 1의 통합 소방방재 장치의 전체적인 개념을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 통합 소방방재 장치(730)는 IoT 기능을 탑재한 소화 장치(710)들과 연결되어 화재 예측, 진단 및 진압을 제공하는 통합 소방방재 시스템을 운용할 수 있다. 복수의 소화 장치(710)들은 서로 그룹화되어 센서 네트워크(Star topology)를 형성할 수 있으며, 소화 장치(710)들의 그룹과 통합 소방방재 장치(730)와의 연동은 메인 제어 모듈(750)의 중계를 통해 처리될 수 있다.
즉, 통합 소방방재 장치(730)는 적어도 하나의 메인 제어 모듈(750)과 연동하여 소방방재를 위한 동작을 수행할 수 있고, 각 메인 제어 모듈(750)은 다소의 소화 장치(710)들과 연결되어 센서 네트워크를 형성할 수 있다. 또한, 각 메인 제어 모듈(750)은 고유의 식별코드(예를 들어, PanID#1, PanID#2, ..., PanID#n)를 할당받을 수 있고, 한 공간에서 하나의 식별코드(PanID#x)로 4~10개의 소화 장치(710)들이 연결되어 모니터링될 수 있다. 메인 제어 모듈(750)은 각 소화 장치(710)들과 통신하는 코디네이터(Coordinator)와 게이트웨이 프로세서(Gateway-Arm)를 포함하여 구현될 수 있고, 코디네이터와 게이트웨이 프로세서 간에는 UART을 통해 데이터 통신이 처리될 수 있다.
한편, 통합 소방방재 장치(730)는 메인 제어 모듈(750)을 포함하여 구현될 수 있고, 이 경우 외부 시스템(예를 들어, 소방 시스템)(770)과의 통신은 메인 제어 모듈(750)의 게이트웨이 프로세서를 통해 처리될 수 있다. 게이트웨이 프로세서와 외부 시스템(770) 간에는 UART을 통해 데이터 통신이 처리될 수 있다.
또한, 통합 소방방재 장치(730)와 메인 제어 모듈(750) 간에는 TCP/IP를 통해 데이터 통신이 처리될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않음은 물론이다. 따라서, 통합 소방방재 장치(730)는 TCP/IP를 통해 원격 감시와 데이터 로깅(DATA Logging)을 지원할 수 있고, 장소에 상관없이 소화 장치(110) 및 전기설비에 대한 원격 감시를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 통합 소방방재 시스템
110: 소화 장치 130: 통합 소방방재 장치
150: 데이터베이스 170: 사용자 단말
210, 610: 소화용 튜브 용기 230, 630: 용기 고정부
250, 650: 화재 모니터기
251, 651: 내압 측정 모듈 252, 652: 분리 결합 모듈
253, 653: 네트워크 모듈 254: 안테나 모듈
255, 655: 제어 모듈 256, 656: 전원 공급 모듈
710: 소화 장치 730: 통합 소방방재 장치
750: 메인 제어 모듈 770: 외부 시스템

Claims (8)

  1. IoT 기능을 탑재한 복수의 소화 장치(110)들로부터 소방방재를 위한 모니터링 정보를 수신하는 모니터링 정보 수신부(310);
    상시감시 상태에서 상기 복수의 소화 장치(110)들에 관한 설치위치, 식별코드, 내압 및 외기온도를 포함하는 상기 모니터링 정보를 기초로 각 소화 장치(110)들의 동적 상태에 관한 공간 분포를 도출하여 시각화하고 화재 감지를 위한 데이터베이스(150)를 구축하는 모니터링 정보 관리부(330);
    상기 데이터베이스(150) 구축 과정에서 상기 복수의 소화 장치(110)들에 관한 이상이 검출된 경우 상기 상시감시 상태를 주의감시 상태로 전환하고 상기 이상에 관한 제1 알림을 생성하는 이상 검출 알림부(350); 및
    상기 주의감시 상태에서 상기 복수의 소화 장치(110)들에 관한 상세 모니터링을 통해 주의 영역을 결정하고 해당 주의 영역의 소화 장치(110)들에 관한 동작 상태에 따라 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성하는 화재 방재 관리부(370)를 포함하되,
    상기 모니터링 정보 관리부(330)는 상기 공간 분포에 관한 네트워크를 생성하는 네트워크 생성 모듈, 상기 네트워크의 각 노드에 대해 상기 내압 및 외기온도에 따른 색상을 차별적으로 적용하여 특정 시점에서 상기 색상들의 분포로 표현되는 2차원 이미지를 생성하는 이미지 생성 모듈 및 상기 2차원 이미지를 학습하여 화재 발생 검출을 위한 사전예측 모델 - 상기 사전예측 모델은 정상 상태의 이미지 분포와의 유사도 비교를 통해 비정상 상태를 예측함 - 을 생성하는 예측 모델 생성 모듈을 포함하고,
    상기 화재 방재 관리부(370)는 상기 사전예측 모델에 상기 해당 주의 영역의 소화 장치(110)들에 관한 동작 상태를 적용하여 상기 화재 발생을 예측하는 화재 예측 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 소화 장치들 각각은
    내부에 소화용 물질을 포함하여 형성되고 인근의 화기 또는 열에 노출되면 용기 외표면의 특정 영역에서 생성되는 파열공을 통해 상기 소화용 물질을 자동 분출시키는 소화용 튜브 용기;
    상기 소화용 튜브 용기의 일단을 지지하여 고정시키는 용기 고정부; 및
    상기 용기 고정부와 분리 결합되고 상기 소화용 튜브 용기의 상태를 수집하면서 모니터링 정보를 생성하는 화재 모니터기를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 화재 모니터기는
    상기 소화용 튜브 용기의 내압과 상기 인근의 외기온도를 측정하는 내압 측정 모듈;
    상기 용기 고정부와의 분리 결합을 위한 물리적인 결합 구조를 형성하는 분리 결합 모듈;
    상기 모니터링 정보의 네트워크 전송을 처리하는 네트워크 모듈;
    상기 네트워크 전송을 위한 적어도 하나의 안테나를 포함하는 안테나 모듈; 및
    상기 분리 결합 모듈에 의한 물리적 결합이 검출되면 상기 소화용 튜브 용기의 내압에 관한 실시간 감시를 개시하고 상기 내압이 특정 임계값 이하로 떨어지는 경우 이상 발생에 관한 알림을 제공하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어 모듈은
    상기 각 소화용 튜브 용기들 중에서 상기 내압이 상기 외기 온도에 따른 내압 기준 범위를 벗어난 경우 제1 알람을 생성하고, 해당 시점을 포함하는 특정 시간 구간 동안의 내압 변화율을 산출하며 해당 내압 변화율이 내압 기준 변화율 범위에 포함되는지에 따라 제2 알람을 생성하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이상 검출 알림부는
    소화 장치와의 통신 단절 또는 상기 내압 및 외기온도의 급격한 변화를 상기 이상으로서 검출하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 화재 방재 관리부는
    상기 이상과 연관된 소화 장치의 설치 위치를 기초로 특정 거리 이내의 버퍼 영역을 상기 주의 영역으로서 결정하고 상기 주의 영역에 설치된 소화 장치들을 대상으로 내압이 기 설정된 임계압력 이하로 감소한 소화 장치들의 개수와 내압 감소에도 불구하고 상기 외기온도가 기 설정된 임계온도 이상인 소화 장치들의 개수를 기초로 상기 제2 알림의 생성 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 통합 소방방재 장치.
  7. 삭제
  8. 통합 소방방재 장치(130)에서 수행되는 방법에 있어서,
    IoT 기능을 탑재한 복수의 소화 장치(110)들로부터 소방방재를 위한 모니터링 정보를 수신하는 단계;
    상시감시 상태에서 상기 복수의 소화 장치(110)들에 관한 설치위치, 식별코드, 내압 및 외기온도를 포함하는 상기 모니터링 정보를 기초로 각 소화 장치(110)들의 동적 상태에 관한 공간 분포를 도출하여 시각화하고 화재 감지를 위한 데이터베이스(150)를 구축하는 단계;
    상기 데이터베이스(150) 구축 과정에서 상기 복수의 소화 장치(110)들에 관한 이상이 검출된 경우 상기 상시감시 상태를 주의감시 상태로 전환하고 상기 이상에 관한 제1 알림을 생성하는 단계; 및
    상기 주의감시 상태에서 상기 복수의 소화 장치(110)들에 관한 상세 모니터링을 통해 주의 영역을 결정하고 해당 주의 영역의 소화 장치(110)들에 관한 동작 상태에 따라 화재 발생에 관한 제2 알림을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 데이터베이스(150)를 구축하는 단계는 상기 공간 분포에 관한 네트워크를 생성하는 단계, 상기 네트워크의 각 노드에 대해 상기 내압 및 외기온도에 따른 색상을 차별적으로 적용하여 특정 시점에서 상기 색상들의 분포로 표현되는 2차원 이미지를 생성하는 단계 및 상기 2차원 이미지를 학습하여 화재 발생 검출을 위한 사전예측 모델 - 상기 사전예측 모델은 정상 상태의 이미지 분포와의 유사도 비교를 통해 비정상 상태를 예측함 - 을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 알림을 생성하는 단계는 상기 사전예측 모델에 상기 해당 주의 영역의 소화 장치(110)들에 관한 동작 상태를 적용하여 상기 화재 발생을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 소화 장치를 이용한 종합 소방방재 방법.
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