KR102286948B1 - 수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치 - Google Patents

수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음성 알림 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되어 수배전반 작업시 발생될 수 있는 감전사고 또는 가스 흡입과 같은 인적 피해를 미연에 방지할 수 있는 음성 알림 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일양태에 따르면, 빛의 밝기를 측정하는 조도 센서를 포함하고, 수배전반 또는 가스누출 위험지역의 도어 내측에 설치되어 도어의 열림 및 닫힘 상태에 기반하여 음성 경보를 발생시키는 음성 알림 장치가 제공되고, 이 음성 알림 장치는 조도 센서로부터 측정된 조도값을 수신하는 조도 신호 수신 모듈; 및 상기 조도 신호 수신 모듈 및 접점 신호 수신 모듈에서 수신된 신호에 기반하여 음성 방송 출력 여부를 결정하는 음성 방송 판단 모듈을 포함하고, 음성 방송 판단 모듈은 조도 신호 수신 모듈로부터 수신되는 측정 조도값이 도어 열림 임계값 초과인 경우 도어가 열림 상태인 것으로 판단하여 SD 카드에 저장되어 있는 음성 경보를 발생시키고, 측정 조도값이 도어 열림 임계값 미만인 경우 도어가 닫힘 상태인 것으로 판단하고는 음성 경보를 발생시키지 않도록 구성된다.

Description

수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치{VOICE NOTIFICATION DEVICE FOR POWER DISTRIBUTOR}
본 발명은 음성 알림 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되어 수배전반 작업시 발생될 수 있는 감전사고 또는 가스 흡입과 같은 인적 피해를 미연에 방지할 수 있는 음성 알림 장치에 관한 것이다.
수배전반이란 전력기기가 내부에 설치되어 있는 전기용 판넬을 말한다. 발전소에서 생산된 전력을 받는 것을 "수전"이라 하고 각각의 수요가에서 필요로 하는 만큼의 전력량으로 분배해 주는 것을 "배전"이라 한다. 수배전반(수전반+배전반)이란 발전설비로 생산된 전기를 수용가(아파트 공장 등)까지 보내주는 전기설비와 관련된 전력기기(기자재)가 포함되어 있는 전기용 판넬을 의미한다.
KOSHA(Korea Occupational Safety & Health Agency)에 따르면 최근 10년간 전기설비에 의한 사망자수가 498명으로 모든 원인 중에서 가장 많은 사망자가 발생하고 있어 전기설비에서 감전사고를 예방하는 조치가 매우 절실히 필요되고 있다.
특히 수배전반 전기 판넬의 기자재 교체 작업시 일반적으로 전기를 차단한 후 작업을 진행해야 하며 전기 작업 중 통전 검사를 의무적으로 수행해야 하지만 이를 무시하고 작업을 수행하거나, 작업자들 간의 오해, 착각, 오동작 등에 의하여 전기가 인가되어 있는 경우가 종종 발생되고, 고전압 전력 수용되는 수배전반 작업의 경우 감전에 의한 사고는 치명적인 인명피해를 초래하게 되어 감전 사고를 미연에 방지할 수 있는 대책이 필요하다.
특정 산업용 가스를 생산하거나 저장하고 있는 설비의 경우, 공간이 밀폐되어 있거나 환기가 불량하여 가스가 누출되었을 때 외부로 배출되지 않고 머물러 있을 확률이 높은 장소(이하 가스누출 위험 지역)가 존재한다.
가스누출 위험 지역에 작업자가 출입할 경우 안전 관리자를 동행하여 안전 관리자의 지시를 받아야 하며 안전 관리자는 가스농도 측정기를 휴대하여 수시로 가스 농도를 측정하여 작업자의 안전을 수시로 확인하여야 한다. 가스가 누출되는 등의 사고가 발생하였을 경우 안전 관리자는 작업자들을 신속히 대피하도록 하여 작업자들의 인적 피해를 최소화시킬 필요가 있으며, 출입구에서부터 작업자들에게 위험을 환기시키며 단독 작업금지, 가스농도 측정기 휴대 등의 의무사항을 환기시킬 필요가 있다.
본 발명는 전술한 문제점에 기반하여 안출된 발명으로서 작업자가 수배전반 전기 판넬을 조작하거나 수리하고자할 때 그리고 작업자가 가스누출 위험 구역에서 작을 수행하고자할 때 발생될 수 있는 인적 사고를 미연에 방지할 수 있는 음성 알림 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일양태에 따르면, 빛의 밝기를 측정하는 조도 센서를 포함하고, 수배전반 또는 가스누출 위험지역의 도어 내측에 설치되어 도어의 열림 및 닫힘 상태에 기반하여 음성 경보를 발생시키는 음성 알림 장치가 제공되고, 이 음성 알림 장치는 조도 센서로부터 측정된 조도값을 수신하는 조도 신호 수신 모듈; 및 상기 조도 신호 수신 모듈 및 접점 신호 수신 모듈에서 수신된 신호에 기반하여 음성 방송 출력 여부를 결정하는 음성 방송 판단 모듈을 포함하고, 음성 방송 판단 모듈은 조도 신호 수신 모듈로부터 수신되는 측정 조도값이 도어 열림 임계값 초과인 경우 도어가 열림 상태인 것으로 판단하여 SD 카드에 저장되어 있는 음성 경보를 발생시키고, 측정 조도값이 도어 닫침 임계값 미만인 경우 도어가 닫힘 상태인 것으로 판단하고는 음성 경보를 발생시키지 않도록 구성된 것을 특징적 구성으로 한다.
또한 전술한 양태에서 상기 음성 알림 장치는, 외부 스위치 신호를 수신할 수 있는 외부 접점 단자 포트; 및 외부 접점 단자 포트로부터 외부 스위치의 ON(단선) 또는 OFF(단락) 상태를 포함하는 상태 정보를 수신하는 접점 신호 수신 모듈;을 더 포함하고, 음성 방송 판단 모듈은 조도 신호 수신 모듈에서 수신된 측정 조도값과 접점 신호 수신 모듈에서 수신한 접점 신호 상태에 기반하여 측정 조도값이 도어 열림 임계값 초과이고 접점 신호가 ON 상태인 경우 음성 경보를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 전술한 양태에서 도어 열림 임계값과 도어 닫힘 임계값을 설정하는 기준 조도 설정 모듈을 더 포함하고, 기준 조도 설정 모듈은, 음성 알림 장치가 수배전반 내부에 설치된 상태에서 도어의 열고 닫음을 반복하여 밝기의 변화를 기록하고, 밝기의 변화중 최고 밝기 값(Max)과 최저 밝기 값(Min)을 계산하고, 최고 밝기 값과 최저 밝기 값의 차이값을 계산하고, 차이값으로부터 단위 스탭(Step) 값을 계산하는 동작을 수행하고, 기준 조도 설정 모듈은 최고 밝기 값과 단위 스탭 값을 이용하여 도어 열림 임계값을 구하고, 최저 밝기 값과 단위 스탭 값을 이용하여 도어 닫힘 임계값을 구하는 것을 특징으로 한다.
또한 전술한 양태에서 상기 음성 알림 장치는 사용자 단말로부터 와이파이 프루브 요청 신호를 수신하는 와이파이 프루브 신호 수신 모듈을 더 포함하고,
와이파이 프루브 신호 수신 모듈은 사용자 단말로부터 사용자 단말의 Mac 어드레스와 신호 강도 신호(RSSI)를 수신하도록 구성되고, 음성 방송 판단 모듈은 조도 신호 수신 모듈에서 수신된 측정 조도값과 와이파이 프루브 신호 수신 모듈에서 사용자 단말의 Mac 어드레스와 강도 신호(RSSI)를 이용하여 음성 경보를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 전술한 양태에서 음성 방송 판단 모듈은 와이파이 프루브 신호 수신 모듈에서 제1 사용자 단말의 MAC 어드레스와 상이한 제2 사용자 단말의 MAC 어드레스가 발견되고 제2 사용자 단말의 강도 신호가 미리결정된 기준 강도 보다 크게 검출되면 음성 방송 판단 모듈은 음성 경보를 발생시키도록 구성된다.
본 발명에 따르면 작업자가 수배전반 전기 판넬을 조작하거나 수리하고자 할 때 감전사고를 미연에 방지할 수 있고 가스누출 위험 지역에 출입할 때 주의 사항을 미리 알려주어 가스에 노출되는 사고를 미연에 방지할 수 있는 음성 알림 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치의 외관을 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치의 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 기준 조도 설정 모듈에서 기준조도를 구하는 방법을 설명하기 위한 그래프; 및
도 4는 사용자 단말과 와이파이 프루브 신호 수신 모듈 사이에서의 프루브 요청(probe request)을 이용한 접속 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명에 따른 음성 알림 장치가 가스누출 위험이 있는 위험 구역에 설치되는 설치예를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치(1)(이하 음성 알림 장치라고함)의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 음성 알림 장치(1)는 장치의 몸체를 형성하는 케이스(10); 케이스(10)의 외측면에 노출되어 형성되는 조도 센서(20); 케이스(10)의 중앙부에 노출되어 형성되는 스피커(30)를 포함한다.
기본적으로 음성 알림 장치(1)는 조도 센서(20)에 의해 미리정해진 기준량 이상의 빛이 감지되면 스피커(30)를 통해 청각적인 알림을 제공하도록 동작된다.
음성 알림 장치(1)의 케이스(10)의 일측면에는 사용자 조작을 위한 모드 변경 버튼(12)와 볼륨 변경 버튼(14)이 제공된다. 사용자는 케이스(10)의 일측면에 제공된 버튼(12)(14)을 이용하여 음성 알림 장치(1)의 동작 모드와 음성 출력의 크기를 용이하게 변경할 수 있다.
또한 음성 알림 장치(1)의 케이스(10)의 일측면에는 전원 스위치(11) 및 LED 표시부(42,44)가 제공되고, 사용자는 일측면에 제공된 전원 스위치를 동작시켜 음성 알림 장치(1)에 전원을 인가하여 동작가능한 상태로 만들 수 있고, LED 표시부(42,44)를 통해 전원의 인가 상태, 동작 모드 상태를 확인할 수 있다.
또한 음성 알림 장치(1)의 케이스(10)의 일측면에는 외부접점입력 포트(52)와 전원 입력 포트(54)가 제공되고, 사용자는 외부 접점 입력 포트를 통해 외부 접점 신호를 음성 알림 장치의 동작 트리거 신호의 하나로서 입력받을 수 있으며, 전원 입력 포트를 통해 상시 교류 전원을 입력받을 수 있도록 구성되어 있다.
또한 음성 알림 장치(1)의 케이스(10)의 일측면에는 SD 카드와 같은 메모리 슬롯(56)이 더 제공되고 사용자는 음성 알림에 이용하자고 하는 경보 음성을 녹음하고 SD 메모리 카드에 저장하여 둘 수 있다. 도시되지는 않았지만 사용자 음성 녹음을 위한 마이크가 케이스(10)의 일측면에 제공되어 사용자는 마이크와 같은 음성 입력 수단을 구비하지 않아도 어려움없이 경보 음성을 녹음할 수 있게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이 음성 알림 장치(1)는 수배전반 내부 또는 가스누출 위험이 있는 곳의 출입문 근방에 고정되어 설치되기 때문에 케이스(10)의 양단부측에는 나사와 같은 고정 수단에 의해 음성 알림 장치(1)가 고정될 수 있도록 고정홀(15)이 더 마련될 수 있다.
도 2는 전술한 바와 같은 음성 알림 장치(1)의 내부 제어부(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 음성 알림 장치(1)의 제어부(100)는 음성 알림 장치(1)의 기준조도, 동작모드 및 음성출력을 설정하기 위한 장치 설정부(120); 외부의 복수의 신호를 수신하기 위한 외부신호 수신부(130); 상기 장치 설정부(120)에서 설정된 값과 외부신호 수신부(130)에서 수신된 값에 기반하여 음성 방송 출력을 판단하기 위한 음성 방송 판단 모듈(150)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이 장치 설정부(120)는 기준조도 설정 모듈(121); 동작 모드 설정 모듈(122); 및 음성 출력 설정 모듈(123)을 포함하여 구성된다.
기준조도 설정 모듈(121)는 조도 센서(20)에서 수신되는 조도에 의해 수배전반의 도어가 개방되었는지 여부를 판단하기 위한 기준값을 설정하도록 동작된다. 수배전반의 도어가 열릴 때나 닫힐 때, 음성 알림 장치가 설치된 장소(예를 들면 수배전반의 내부) 밝기가 변화하게 된다. 이 밝기는 음성 알림 장치가 설치되는 장소나 주변환경(조명 위치, 조명 밝기)에 따라 상이하다.
따라서 도어가 열렸을 때의 밝기와 도어가 닫혀있을 때의 밝기를 설정해 주어야 밝기를 이용하여 도어 열림과 도어 닫힘 상태를 구별할 수 있게 된다. 밝기의 설정을 표준 단위인 룩스(lux) 단위로 하면 사용자들이 밝기를 측정할 수 있는 장비를 구비해야만 하며 이는 조도 센서를 이용하여 도어 열림 상태와 도어 닫힘 상태 설정을 곤란하게 하는 요소이다. 또한 임의의 10단계로 밝기를 설정하더라도 사용자들이 10단계의 기준을 객관적으로 파악할 수 있는 방법이 없기 때문에 기준 조도를 설정하는 일은 많은 시행착오를 거쳐야만 성공할 수 있으며, 이는 사용자 입장에서 불편함을 초래하게 된다.
본 발명에서는 기준조도를 설정함에 있어서 이와 같은 불편함을 제거하기 위해 음성 알림 장치를 해당하는 설치 장소(수배전반 내부)에 설치한 후 장치에 제공되는 기준조도 설정 버튼(또는 딥스위치)를 누른 후, 장치가 설치된 수배전반 판넬의 도어를 5회 열고 닫음을 반복하도록 구성된다.
도 3은 전술한 바와 같이 기준 조도 설정 모듈에서 기준조도를 구하는 방법을 나타내는 그래프이다.
1) 먼저 사용자는 기준조도 설정버튼을 누르고 음성 알림 장치가 설치된 수배전반의 판넬문 또는 가스누출 위험이 있는 장소의 출입문을 5회 열고 닫음을 반복한다.
2) 도어를 5회 열었다 닫을 동안 도 3에 도시된 바와 같이 같이 문 열림과 문 닫힘 상태에 따라 밝기의 변화가 기준조도 설정모듈에 의해 기록된다.
3) 이어서 기준조도 설정 모듈은 밝기의 변화 중에서 최고 밝기값(Max)을 계산한다.
4) 이어서 기준조도 설정 모듈은 밝기 변화 중에서 최저 밝기값(Min)을 계산한다.
5) 최고 밝기값과 최저 밝기값이 계산된후 기준조도 설정 모듈은 최고 밝기값(Max)과 최저 밝기값(Min)의 차이값을 계산한 후 차이값을 5로 나누어 밝기 단계(Step)을 계산하고, 밝기 단계(Step)은 다음과 같은 수학식 (1)과 같이 구해질 수 있다.
Figure 112021003648323-pat00001
6) 도어 열림 밝기를 판단하기 위해 기준조도 설정 모듈은 도어 열림 임계값을 다음의 수학식 (2)와 같이 계산한다.
Figure 112021003648323-pat00002
7) 도어 닫힘 밝기를 판단하기 위해 기준조도 설정 모듈은 도어 닫힘 임계값을 다음의 수학식 (3)와 같이 계산한다.
Figure 112021003648323-pat00003
수학식 (2) 및 (3)에서 구해진 값은 제어부에서 도어 열림 상태와 도어 닫힘 상태를 판단하는 기준값으로서 각각 작용하게 된다.
다음으로 동작 모드 설정 모듈(122)에 대해 설정된다. 동작 모드 설정 모듈(122)은 음성 방송 판단 모듈(150)의 동작 모드를 결정하도록 작용한다. 예를 들면 동작 모드 설정 모듈(122)의 설정을 통해 음성 알림 장치(1)의 음성 방송 판단 모듈(150)은 제1 동작 모드, 제2 동작 모드, 및 제3 동작 모드로 동작할 수 있다. 사용자는 음성 알림 장치(1)에 제공된 모드 변경 버튼(12)을 누름으로써 제1 동작 모드, 제2 동작 모드 및 제3 동작 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
제1 동작 모드가 선택되면 음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 센서(20)로부터의 신호만을 가지고 음성 방송 여부를 결정하게 되고, 제2 동작 모드가 선택되면 조도 센서(20)로부터의 신호와 외부 접점 단자(52)로부터의 신호의 조합에 의해 음성 방송 여부를 결정하게 되고, 제3 동작 모드가 선택되면 음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 센서(20)로부터의 조도 신호, 외부접점 단자(52) 로부터의 접점 신호 및 사용자 단말기(200)로부터의 와이파이 탐색 신호(Wifi-Probe-request)에 기반하여 음성 방송 여부를 결정하게 된다.
각각의 동작모드에서 외부 신호 수신부(130)로부터의 신호를 이용하여 음성 방송 여부를 결정하는 것에 대해서는 후술하도록 한다.
음성 출력 설정 모듈(123)은 출력되는 음성의 크기를 선택할 수 있도록 구성된다. 사용자는 음성 알림 장치(1)에 제공된 볼륨 변경 버튼(14)을 누름으로써 출력되는 음성의 크기를 설정되고, 설정값은 음성 출력 모듈(140)에 기억된다.
다음으로 외부 신호 수신부(130)에 대해 이하에 설명하도록 한다. 외부 신호 수신부(130)는 조도 신호 수신모듈(131), 접점 신호 수신 모듈(132) 및 Wi-Fi 프루브(probe) 신호 수신 모듈(133)을 포함한다.
조도 신호 수신모듈(131)는 조도 센서(20)로부터 검출되는 조도(밝기) 신호를 검출하고 검출된 조도 신호를 보이스 방송 판단 모듈(150)에 제공하도록 구성된다.
접점 신호 수신 모듈(132)는 음성 알림 장치(1)에 제공된 외부접점 입력포트(52)를 통해 들어오는 디지털 신호를 수신하도록 구성된다. 일례로 외부접점 입력포트(52)에는 수배전반의 통전 상태를 알려주는 릴레이 또는 마그넷 스위치 신호(0: 단락 상태, 1: 단선 상태)가 제공될 수 있고, 다른 예에서는 도어의 개폐를 감지하여 알려주는 스위치 신호가 제공될 수도 있다.
Wi-Fi 프루브 신호 수신 모듈(133)은 사용자 단말기(200)로부터 Wifi-probe request 신호를 수신하도록 동작한다. 도 4는 일반적으로 와이파이에 접속가능한 사용자 단말과 AP 기능을 구비한 Wi-Fi 모듈(또는 와이파이 프루브 신호 수신 모듈)(133) 사이에서의 Wi-Fi 접속 동작을 나타내는 흐름도이다.
대부분의 모든 사용자 단말(131)은 WiFi 통신 인터페이스를 가진다. WiFi 인터페이스는 주기적으로 도 5에 도시된 바와같이 "Probe(탐색)" 과정을 수행한다. 프루브(Probe) 과정이란 AP(Access Point, 무선 공유기)에 사용자 단말(200)이 "Probe request" 요청을 보내어 AP에 접속하기 위한 정보를 획득하는 과정이다. 이러한 과정은 WiFi가 켜져 있는 이상 사용자가 사용자 단말에 어떤 조작을 행하지 않더라도 사용자 단말과 와이파이 프루브(probe) 신호 수신 모듈(AP 모듈)(133) 사이에서 주기적으로 자동으로 수행되어진다.
와이파이 프루브 신호 수신 모듈(133)이 스마트폰으로부터 "Probe request" 요청을 받으면 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(133)은 사용자 단말(200)의 MAC 어드레스와 RSSI를 획득하게 된다. MAC 어드레스는 WiFi에 접속되는 사용자 장치의 6바이트 일련번호로 사용자 단말(200)을 구분하는데 사용된다. RSSI는 "Received Signal Strength Indicator"의 약자로 WiFi에서 전달받은 무선 신호의 세기를 나타낸다. 따라서 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)는 사용자 단말의 MAC 어드레스로부터 주위에 있는 작업자들을 구분할 수 있고, RSSI를 통하여 특정 작업자들이 AP로부터 얼마나 떨어져 있는지를 구분할 수 있는 신호를 음성 방송 판단 모듈(150)에 제공할 수 있게 된다.
수배전반 판넬 작업자 또는 가스시설 작업자는 일반적으로 스마트폰을 휴대하고 있기 때문에 AP 모듈인 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(133)을 포함하는 음성 알림 장치(1)에 접근하면 스마트폰으로부터 "Probe request" 에 의해 몇 명의 작업자가 판넬 작업을 수행하고 있는지 확인가능하게 된다.
또한, 판넬 작업자 또는 가스시설 작업자가 판넬 도어 또는 출입문 도어에 접근하는 상황을 무선 신호의 세기(RSSI)를 통하여 확인할 수 있으며 MAC 어드레스가 감지되는 시간을 지속적으로 체크함으로써 작업자가 작업을 위해서 머무는 체류시간도 확인할 수 있게 된다.
수신된 사용자 단말의 MAC 어드레스와 무선 신호의 세기(RSSI)는 다음과 같이 이용될 수 있다.
음성 방송 판단 모듈(150)은 동작 모드 설정 모듈(122)에서 설정된 동작 모드에 따라 음성 방송 판단 여부를 결정하게 된다.
1) 제1 동작 모드
동작 모드 설정 모듈(122)이 제1 모드에서 동작하게 될 때 음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 센서(20)에 의해 검출된 빛의 밝기에 기반하여 음성 방송 여부를 판단하게 된다. 즉 조도 신호 수신 모듈(131)에서 수신된 빛의 밝기가 수학식 (2)에 의해 구해지는 도어 열림 임계값을 초과하면 음성 방송 판단 모듈(150)은 수배전반 판넬 도어가 개방된 것으로 판단하여 수배전반의 통전 상태를 확인하라는 음성을 방송하게 된다.
한편 조도 신호 수신 모듈(131)에서 수신된 빛의 밝기가 수학식 (3)에 의해 구해지는 도어 열림 임계값 미만이라면 음성 방송 판단 모듈(150)은 수배전반 판넬 도어가 개방되지 않은 것으로 판단하여 음성 방송을 하지 않는다.
1) 제2 동작 모드
제2 동작 모드에서는 전술한 바와 같은 조도 센서(20), 외부 접점 단자(52), 사용자 단말기(300)로부터의 신호중 두개를 조합하여 음성 방송 여부가 수행된다. 즉 제2 동작 모드에서는 조도 센서와 외부 접점 단자 신호, 또는 조도 센서와 사용자 단말기 신호를 조합하여 음성 방송을 수행하게 된다.
제2 동작 모드가 조도 센서와 외부 접점 단자 신호에 의해 동작되면 음성 방송 판단 모듈(150)은 다음과 같이 음성 방송 여부를 결정한다.
기본적으로 제2 동작 모드는 조도 센서(20)로부터의 검출 신호를 주조건으로 판단을 진행하기 때문에 조도 센서(20)에서 도어 닫힘 상태인 것으로 판단된 경우에는 음성 방송을 진행하지 않으며, 구체적으로는 다음과 같이 진행된다.
조도 신호 수신 모듈(131)에서의 수신 신호가 도어 열림 임계값을 초과하고 접점 신호 수신 모듈로부터 단락 상태(0 입력)일 때는, 음성 방송 판단 모듈은 도어가 개방되어 있고 수배전반이 통전 상태에 해당하므로 수배전반의 통전 상태를 확인하라는 음성을 방송하게 된다.
조도 신호 수신 모듈(131)에서의 수신 신호가 도어 열림 임계값을 초과하고 접점 신호 수신 모듈로부터 단선 상태(1 입력)일 때는, 음성 방송 판단 모듈은 도어가 개방되어 있지만 수배전반이 단선 상태에 해당하므로 음성 방송을 수행하지 않는다.
조도 신호 수신 모듈(131)에서의 수신 신호가 도어 닫힘 임계값 미만이고 접점 신호 수신 모듈로부터 단락 상태(0 입력)일 때는, 음성 방송 판단 모듈은 도어가 폐쇄되어 있고 수배전반이 통전 상태에 해당하므로 음성 방송을 수행하지 않는다.
조도 신호 수신 모듈(131)에서의 수신 신호가 도어 닫힘 임계값 미만이고 접점 신호 수신 모듈로부터 단선 상태(1 입력)일 때는, 작업자가 작업을 완료한 후 수배전반을 통전 상태로 복귀시키지 않았을 가능성이 있기 때문에 음성 방송 판단 모듈은 수배전반의 통전 상태를 확인하라는 음성 방송을 수행할 수도 있고, 음성 방송을 수행하지 않을 수도 있다. 이는 작업 환경의 특성에 맞춰 방송을 수행하거나 방송을 수행하지 않을 수 있음을 의미한다.
다음으로 제2 동작 모드가 조도 센서와 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)의 조합에 의해 수행되면 다음과 같이 음성 방송 여부가 결정된다. 이는 설치 환경에 따라 수배전반의 통전 상태를 알려주는 외부 접점 신호가 제공되지 않을 때 유용하게 이용될 수 있으며, 이전과 동일하게 조도 센서(20)로부터의 검출 상태가 도어 닫힘 상태를 나타내는 경우에는 방송을 진행하지 않고, 도어 열림 상태에서 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)에서 검출되는 MAC 어드레스와 RSSI 신호 크기에 따라 음성 방송 여부가 결정된다.
와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)에 의해 결정되는 상태는 다음과 같이 정의될 수 있다.
a. 상태1 - 새로운 작업자 발견
와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)이 Probe request로부터 새로운 MAC 어드레스를 발견하였을 때 음성 방송 판단 모듈(150)은 [새로운 작업자 발견] 상태로 인식한다. 발견된 MAC 어드레스가 감지되지 않는 순간부터 Timestate1가 경과하면 해당하는 MAC 어드레스는 삭제되고 그 이후에 AP에서 다시 감지되면 새로운 작업자로서 간주된다.
b. 상태2 - 작업자 최접근
와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)에서 사용자 단말의 RSSI의 크기가 미리결정된 RSSIstate2의 세기보다 크면 [작업자 최접근] 상태로 인식한다. 최접근 작업자의 신호가 RSSIstate2 보다 작아진 후 Timestate2 시간이 경과하면 해당 MAC 어드레스는 삭제되고 그 이후에 RSSIstate2 보다 큰 신호가 감지되면 다시 작업자 최접근 상태가 된 것으로 판단한다.
음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 센서(20)로부터 도어 열림 상태가 검출되고(즉, 검출된 밝기가 도어 열림 임계값을 초과함) 새로운 작업자(새로운 사용자 단말기의 MAC 어드레스)가 발견된 경우 음성 방송 판단 모듈(150)은 수배전반의 패널 작업 중 새로운 작업자가 들어온 것으로 판단한다.
음성 방송 판단 모듈(150)은 기본적으로 최초 수배전반의 판넬 도어가 개방될 때 음성 방송을 수행하고 이 후에는 방송을 수행하지 않게 된다. 즉 최초 작업자가 판넬 도어를 개방한 경우 최초 작업자는 음성 방송을 듣게 되지만 도어가 열린 상태에서 후속 작업자가 작업을 위해 들어온 경우에는 음성 방송이 송출되지 않게 된다.
그러나 이와 같은 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)에서는 최초 작업자의 단말기 MAC 어드레스와 상이한 새로운 작업자의 MAC 어드레스가 발견되고 RSSI 신호값이 기준강도를 나타내는 RSSIstate2 보다 크게 검출되면 음성 방송 판단 모듈(150)은 새로운 작업자가 작업을 진행하는 것으로 판단하여 음성 방송을 수행하게 된다.
c. 상태3 - 작업자 단독 작업
와이파이 프루브 신호 수신 모듈(AP)(133)에 한 개의 MAC 어드레스가 감지된 후 Timestate3가 경과되고 그 시간동안 다른 MAC 어드레스가 감지되지 않으면 [작업자 단독 작업] 상태가 된다. 이후 MAC 어드레스가 두 개가 감지되면 [작업자 단독 자업] 상태가 해제된다. 이후 다시 한 개의 MAC 어드레스만 감지되면 다시 [작업자 단독 작업] 상태로 간주될 수 있다.
d. 상태4 - 작업자 체류시간 초과
특정 MAC 어드레스가 최초 감지된 시간부터 감지된 총 시간을 업데이트 한다. 모든 MAC 중에서 체류 시간이 가장 많은 것을 기준으로 Timestate4의 시간이 경과되면 [작업자 체류시간 초과] 상태가 된다. [작업자 체류시간 초과] 상태가 되면 체류시간 초과 카운트 Countstate4를 1씩 증가시킨다. 이 후에 가장 긴 체류 시간이 Timestate4 * Countstate4를 초과하면 경보 음성을 방송한다.
즉 음성 방송 판단 모듈(150)은 작업자가 장시간에 걸쳐 작업자 단독 작업을 진행하는 경우 일정 시간 간격으로 수배전반의 통전상태를 확인하라는 방송을 송출함으로써 단족 사용자의 경각심을 일깨워주도록 구성된다.
음성 출력 모듈(140)은 음성 방송 판단 모듈(150)에 의해 음성 방송이 필요한 것으로 판단된 경우 SD 카드에 녹음 및 저장된 음성을 스피커(30)를 통해 송출시키도록 구성된다.
SD 카드에는 사용자에 의해 복수개의 음성이 녹음되어 저장되어 있으며(예를 들면 10개) 음성 방송 판단 모듈(150)은 전술한 바와 같은 상황별로 각각 상이한 음성 메시지를 선택하여 음성 출력 모듈(140)을 통해 송출하도록 구성될 수도 있다.
3) 제3 동작 모드
제3 동작 모드는 전술한 바와 같은 조도 센서(20), 외부 접점 단자(52) 및 사용자 단말기(200)로부터의 신호를 모두 조합하여 사용하도록 구성될 수 있다. 이 경우 음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 신호로부터 도어 개폐 상태, 외부 접점 단자로부터의 통전 상태, 사용자 단말기(200)로부터의 복수의 상태(상태1 ~ 상태4)에 기반한 여러 시나리오를 파악할 수 있고, 각각의 시나리오에 대응하는 음성 데이터를 이용하여 작업자에게 제공할 수 있게 된다.
도 5는 전술한 바와 같은 음성 알림 장치가 가스누출 위성 가능성이 있는 장소에 설치되는 설치예를 나타내는 도면이다. 도 5의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이 음성 알림 장치(1)는 가스누출 위험 지역에 설치되는 출입 도어의 근방에 설치된다.
도 5의 (A)에 도시된 바와 같이 출입문의 개폐에 따라 도어의 내측 공간의 조도의 변화가 있는 경우 전술한 바와 같이 음성 알림 장치는 조도의 변화에 따라 도어의 개폐를 판단하고 음성 안내를 수행할 수 있다.
그러나 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이 출입문의 개례에 따라 도어의 내측 공간의 조도 변화가 없는 경우에는 음성 알림 장치(1)의 접점 신호 수신 모듈(132)에는 도어의 개폐를 감지하는 도어 센서로부터의 신호가 입력되도록 구성될 수 있다.
즉 도어 센서로부터 OFF 신호가 입력되는 경우 음성 알림 장치는 도어가 폐쇄된 상태로 판단하고 도어 센서로부터 ON 신호가 입력되는 경우 음성 알림 장치는 도어가 개방된 상태로 판단하고 음성 안내를 수행할 수 있다.
한편 출입문 도어가 없는 경우 음성 알림 장치는 사용자가 접근함에 따라 검출되는 WI-Fi 프루브 신호에 기반하여 사용자의 접근 여부를 판단하는데, 일정 강도 이상의 프루브 신호가 검출되면 음성 알림 장치는 사용자가 음성 알림 장치 근방에 도달한 것으로 판단하여 음성 안내를 수행하게 된다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속하는 것으로 해석되어야만 한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속하는 것으로 해석되어야만 한다.
1: 음성 알림 장치 음성 알림 장치
10: 케이스 11: 전원버튼
12: 동작 모드 변경 버튼 14: 볼륨 조절 버튼
20: 조도 센선 30: 스피커
42: 전원 LED 44: 동작 모드 상태 LED
52: 외부 접점 입력 포트 54: 전원 입력 포트
56: SD 카드 슬롯

Claims (5)

  1. 빛의 밝기를 측정하는 조도 센서(20)를 포함하고, 수배전반 또는 가스누출 위험지역의 도어 내측에 설치되어 도어의 열림 및 닫힘 상태에 기반하여 음성 경보를 발생시키는 음성 알림 장치(1)에 있어서,
    조도 센서(20)로부터 측정된 조도값을 수신하는 조도 신호 수신 모듈(131); 및
    상기 조도 신호 수신 모듈(131)에서 수신된 신호에 기반하여 음성 방송 출력 여부를 결정하는 음성 방송 판단 모듈(150)을 포함하고,
    음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 신호 수신 모듈(131)로부터 수신되는 측정 조도값이 도어 열림 임계값 초과인 경우 도어가 열림 상태인 것으로 판단하여 SD 카드에 저장되어 있는 음성 경보를 발생시키고, 측정 조도값이 도어 닫침 임계값 미만인 경우 도어가 닫힘 상태인 것으로 판단하여 음성 경보를 발생시키지 않도록 구성되고,
    상기 음성 알림 장치(1)는,
    외부 스위치 신호를 수신할 수 있는 외부 접점 단자(52); 및
    외부 접점 단자(52)로부터 외부 스위치의 ON(단선) 또는 OFF(단락) 상태를 포함하는 상태 정보를 수신하는 접점 신호 수신 모듈(132);을 더 포함하고,
    음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 신호 수신 모듈(131)에서 수신된 측정 조도값과 접점 신호 수신 모듈(132)에서 수신한 접점 신호 상태에 기반하여
    측정 조도값이 도어 열림 임계값 초과이고 접점 신호가 ON 상태인 경우 음성 경보를 발생시키도록 구성되고,
    상기 음성 알림 장치(1)는,
    사용자 단말로부터 와이파이 프루브 요청 신호를 수신하는 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(133)을 더 포함하고,
    와이파이 프루브 신호 수신 모듈(133)은 사용자 단말로부터 사용자 단말의 Mac 어드레스와 신호 강도 신호(RSSI)를 수신하도록 구성되고,
    음성 방송 판단 모듈(150)은 조도 신호 수신 모듈(131)에서 수신된 측정 조도값과 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(133)에서 제1 사용자 단말의 Mac 어드레스와 강도 신호(RSSI)를 이용하여 1차 음성 경보를 발생시키고,
    음성 방송 판단 모듈(150)은 1차 음성 경보를 발생시킨 후 도어가 열려 있는 상태일지라도, 와이파이 프루브 신호 수신 모듈(133)에서 제1 사용자 단말의 MAC 어드레스와 상이한 제2 사용자 단말의 MAC 어드레스가 발견되고 제2 사용자 단말의 강도 신호가 미리결정된 기준 강도 보다 크게 검출되면, 음성 방송 판단 모듈(150)은 2차 음성 경보를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는
    수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음성 알림 장치(1)는,
    도어 열림 임계값과 도어 닫힘 임계값을 설정하는 기준 조도 설정 모듈(121)을 더 포함하고,
    기준 조도 설정 모듈(121)은,
    음성 알림 장치가 수배전반 내부에 설치된 상태에서 도어의 열고 닫음을 반복하여 밝기의 변화를 기록하고,
    밝기의 변화중 최고 밝기 값(Max)과 최저 밝기 값(Min)을 계산하고,
    최고 밝기 값과 최저 밝기 값의 차이값을 계산하고,
    차이값으로부터 단위 스탭(Step) 값을 계산하는 동작을 수행하고,
    기준 조도 설정 모듈(121)은 최고 밝기 값과 단위 스탭 값을 이용하여 도어 열림 임계값을 구하고, 최저 밝기 값과 단위 스탭 값을 이용하여 도어 닫힘 임계값을 구하는 것을 특징으로 하는
    수배전반 또는 가스 누출 위험 구역을 포함한 위험 구역에 설치되는 음성 알림 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200384041Y1 (ko) * 2005-02-04 2005-05-11 주식회사 현대콘트롤전기 배전반용 안전 경보장치
KR20190009481A (ko) * 2017-07-19 2019-01-29 주식회사 선경 이.엔.아이 실시간 작업자 위치 및 설비 상태 추적 기반의 공정 안전 관리 시스템

Patent Citations (2)

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