KR102294269B1 - 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모ai모듈화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 종래 스마트 안전모의 경우에 사막이나, 바다, 오지에서는 하나의 VLC통신 또는 하나의 무선통신인 단일 통신만으로 되어 있어, 통신범위 또는 환경상의 잡음 및 방해전파로 인해 통신신호가 자주 끊기고 오류가 자주 발생되는 문제점과, 원격지의 중앙 안전관리서버 및 관리자의 스마트디바이스쪽으로 자동으로 사전에 알리고 통보해주는 장치가 없는 문제점과, 폭염 때 안전모를 착용할 경우에 땀이 많이나고, 더워서 자주 벗거나, 착용하지 않고 작업하기 때문에, 물체의 낙하 및 비래에 의한 사고발생율이 높고, 작업능률 또한 떨어지는 문제점을 개선하고자, 안전모본체(100), 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈(200), 캡형 라이브스피커부(300), 에어플로우 생성모듈(400), 스마트센서모듈(500), 배터리모듈(600), 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)로 구성됨으로서, WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신으로 이루어진 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈을 통해, 사막이나, 바다, 오지에서도 기존에 비해 2배~4배 향상된 통신감도와, 80% 향상된 데이터통신속도를 제공할 수 있고, 안전모 사용자를 기준으로 식별ID설정과 함께, LBS 및 작업현장존(Zone) 중심으로 1:1연결제어 또는, 1:N그룹핑연결제어로 상호간에 양방향데이터통신을 할 수가 있어, 혹한이나 폭염의 날씨, 산업재해 또는 유해가스발생시, 빠른 통보와 정확한 현장위치 파악, 그리고 원활한 의사소통을 통해, 안전모 사용자를 신속하게 피난 및 구조할 수 있으며, 클립형 냉온송풍부를 통해 안전모본체내에 냉·온의 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시킬 수 있어, 안전모착용률을 높여, 물체의 낙하 및 비래에 의한 위험으로부터 사용자를 보호할 수 있고, 이로 인해, 안전모를 착용한 상태에서도 작업능률을 기존에 비해 1.5배~2배로 올릴 수 있으며, 클립형 냉온송풍부를 통해 안전모본체내에 냉·온의 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시킬 수 있어, 마스크형 자동페이스 쉴드(MFS : Mask Face Shields)모듈을 착용한 상태에서도 작업능률을 기존에 비해 1.5배~2배로 올릴 수 있고, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈을 통해 사용자의 신체온도, 혈압, 유해가스, 산업현장 주위영상에 관한 산업용현장안전관리데이터를 생성시키고, 사용자에게 1:1 맞춤형 산업안전도우미모드를 제공할 수 있어, 기존에 비해 산업현장사고에 따른 사망율을 30%이하로 낮출 수 있는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치{Three-effect type industrial field intelligent hard hat AI modularization device}

본 발명에서는 산업용안전모에 모듈화구조로 설치되어, 자체적으로 학습, 추론하면서 안전모 사용자를 기준으로 식별ID설정과 함께, 1:1 통신연결 또는, 1:N 그룹핑통신연결시킨 후, 외부기기와의 무선통신, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 안전모 사용자에게 1:1 맞춤형 안전보호·도우미모드 구동, 안전모내에 냉온송풍의 에어플로우의 쓰리이펙트를 갖도록 할 수 있는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치에 관한 것이다.

산업현장에서 사용되는 안전모는 머리로 전달되는 외부의 충격이나 충돌에너지를 완화시킴으로써 머리나 목 부분의 부상을 방지하고, 작업 안전성을 높이기 위해 사용하는 가장 기본적이며 중요한 개인보호용 장비이다.

안전모는 외피(Outer shell), 내부 충격흡수층(Impact absorbingliner), 조임장치(Retention system)로 구성된다.

최근 여러 재난 및 안전 관련 사건, 사고로 인해 스마트 안전모 분야가 더욱 관심을 받고 있는데, 이러한 종래 기술로, 안전모 헬멧에 착탈 가능하게 루프 형상의 본체와 고정유닛을 구비한 "위험탐지용 헬멧 키트(국내공개특허공보 제10-2010-0074574호)"와, "무선 커뮤니케이션이 가능한 스마트 안전모(국내등록특허공보 제10-1402120호)", "VLC통신 기반으로 이루어진 스마트 헬멧 및 이를 이용한 작업자 안전관리시스템(국내공개특허공보 제10-2017-0018747호)"이 제시된 바 있었다.

하지만, 이는 사막이나, 바다, 오지에서는 하나의 VLC통신 또는 하나의 무선통신인 단일 통신만으로 되어 있어, 통신범위 또는 환경상의 잡음 및 방해전파로 인해 통신신호가 자주 끊기고 오류가 자주 발생되는 문제점과, 혹한이나 폭염의 날씨, 산업재해 또는 유해가스발생시, 현장뿐만 아니라, 원격지의 중앙 안전관리서버 및 관리자의 스마트디바이스쪽으로 자동으로 사전에 알리고 통보해주는 장치가 없어, 초동대처미흡으로 인한 산업현장사고에 따른 사망율이 점점 높아지는 문제점이 있었다.

또한, 폭염 때 안전모를 착용할 경우에 땀이 많이나고, 더워서 자주 벗거나, 착용하지 않고 작업하기 때문에, 물체의 낙하 및 비래에 의한 사고발생율이 높고, 작업능률 또한 떨어지는 문제점이 있었다.

무엇보다, 코로나 감염이나 외부증상, 산업재해에 따른 안전모 사용자의 사용자의 신체온도, 혈압, 주위환경의 유해가스 측정, 산업현장주위의 영상 촬영에 관한 산업용현장안전관리데이터를 생성시키고, 이에 따른 사용자에게 1:1 맞춤형 산업안전도우미기능을 제공할 수 있는 현장지능형 시스템 개발이 시급한 실정이다.

1.국내공개특허공보 제10-2010-0074574호 2. 국내등록특허공보 제10-1402120호 3. 국내공개특허공보 제10-2017-0018747호

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신으로 이루어진 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈을 통해, 사막이나, 바다, 오지에서도 향상된 통신감도와 데이터통신속도를 제공할 수 있고, 안전모 사용자를 기준으로 식별ID설정과 함께, LBS 및 작업현장존(Zone) 중심으로 1:1연결제어 또는, 1:N그룹핑연결제어로 상호간에 양방향데이터통신을 할 수 있으며, 안전모본체내에 냉·온의 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시킬 수 있으며, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈을 통해 사용자의 신체온도, 혈압, 유해가스, 산업현장 주위영상에 관한 산업용현장안전관리데이터를 생성시키고, 사용자에게 1:1 맞춤형 산업안전도우미모드를 제공할 수 있는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치는

산업용안전모에 모듈화구조로 설치되어, 자체적으로 학습, 추론하면서 안전모 사용자를 기준으로 식별ID설정과 함께, 1:1 통신연결 또는, 1:N 그룹핑통신연결시킨 후, 외부기기와의 무선통신, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 안전모 사용자에게 1:1 맞춤형 안전보호·도우미모드 구동, 안전모내에 냉온송풍의 에어플로우의 쓰리이펙트를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치는

모자의 캡형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 안전모본체(100)와,

안전모본체의 헤드 상단 부위 일측에 위치되고, 통신감도와 통신상태에 따라 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상이 자동으로 선택되어 연결된 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신으로 외부기기 및 중앙의 안전관리서버와 데이터를 송수신시키는 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈(200)과,

안전모본체의 양측면 일측에 위치되어, 주위의 소음을 차단시키고, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈로부터 전달된 소리를 라이브식 고음질로 출력시키며, 사용자의 소리를 소리신호로 변환시켜주는 캡형 라이브스피커부(300)와,

안전모본체의 후단 일측에 위치되어, 안전모본체내에 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시키는 에어플로우 생성모듈(400)과,

안전모본체내부 일측, 에어플로우 생성모듈 일측에 위치되어, 사용자의 신체온도, 혈압, 그리고, 안전모본체 주위의 유해가스를 탐지하여 센싱하는 스마트센서모듈(500)과,

안전모본체 후단 내부 일측에 위치되어, 각 기기에 전원을 공급하는 배터리모듈(600)와,

안전모본체의 내부공간 일측에 위치되어, 자체적으로 학습, 추론하면서 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 사용자의 신체온도, 혈압, 유해가스, 산업현장 주위영상에 관한 산업용현장안전관리데이터를 생성시킨 후, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 사용자에게 1:1 맞춤형 안전모 사용자 안전보호·도우미모드를 구동제어시키는 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)로 구성됨으로서 달성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는

첫째, WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신으로 이루어진 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈을 통해, 사막이나, 바다, 오지에서도 기존에 비해 2배~4배 향상된 통신감도와, 80% 향상된 데이터통신속도를 제공할 수 있다.

둘째, 안전모 사용자를 기준으로 식별ID설정과 함께, LBS 및 작업현장존(Zone) 중심으로 1:1연결제어 또는, 1:N그룹핑연결제어로 상호간에 양방향데이터통신을 할 수가 있어, 혹한이나 폭염의 날씨, 산업재해 또는 유해가스발생시, 빠른 통보와 정확한 현장위치 파악, 그리고 원활한 의사소통을 통해, 안전모 사용자를 신속하게 피난 및 구조할 수 있다.

셋째, 클립형 냉온송풍부를 통해 안전모본체내에 냉·온의 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시킬 수 있어, 안전모착용률을 높여, 물체의 낙하 및 비래에 의한 위험으로부터 사용자를 보호할 수 있고, 이로 인해, 안전모를 착용한 상태에서도 작업능률을 기존에 비해 1.5배~2배로 올릴 수 있다.

넷째, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈을 통해 사용자의 신체온도, 혈압, 유해가스, 산업현장 주위영상에 관한 산업용현장안전관리데이터를 생성시키고, 사용자에게 1:1 맞춤형 산업안전도우미모드를 제공할 수 있어, 기존에 비해 산업현장사고에 따른 사망율을 30%이하로 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치(1)의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 VLC통신모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 캡형 가시광송신모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 캡형 가시광수신모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 안전모본체의 외피 내부의 헤드 하단 테두리 날개둘레를 따라 HF 통신모듈의 구성요소 중 HF 안테나가 루프형상으로 형성된 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 카메라촬영부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 HF(High Frequency Communication)통신모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 캡형 라이브스피커부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 캡형 라이브스피커부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 13은 본 발명에 따른 에어플로우 생성모듈의 구성요소 중 클립형 냉온송풍부을 도시한 사시도,
도 14는 본 발명에 따른 클립형 냉온송풍부의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 15는 본 발명에 따른 클립형 본체의 "U"자 형상의 클립이 통풍구(511b)를 통해, 회전팬에 의해 전달된 냉(冷)의 바람과, 온(溫)의 바람을 "U"자 형상으로 안전모본체내로 유입되어 흘러가도록 안내역할을 하는 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 스마트센서모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 17은 본 발명에 따른 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 18은 본 발명에 따른 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 캡형AI칩의 구성요소를 도시한 구성도,
도 20은 본 발명에 따른 1:1 맞춤형 산업안전도우미제어부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 21은 본 발명에 따른 산업현장지능형 안전모 사용자 안전보호·도우미장치를 사용하고자 하는 사용자가 안전모본체를 머리위에 착용하면, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(800)의 캡형AI부에서 안전모 사용자에 식별ID를 설정시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 23은 본 발명에 따른 캡형 라이브스피커착용모드가 구동되어, 안전모본체 주위의 소음이 기준치 범위를 벗어났을 경우에 자동으로 안전모사용자에게 음성메세지를 통해 1차 안내한 후, 캡형 라이브스피커부를 슬라이드방식으로 내려서 사용자의 귀위치에 착용하도록 안내시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 24는 본 발명에 따른 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈에서 통신감도와 통신상태에 따라 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상이 자동으로 선택되어 연결된 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신을 구축시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 25는 본 발명에 따른 그룹핑제어모드가 구동되어, LBS 및 작업현장존(Zone) 중심으로, 안전모 사용자와 이웃하는 또 다른 안전모 사용자를 1:1연결되도록 제어하거나, 또는 안전모 사용자와 이웃하는 복수의 또 다른 안전모 사용자들을 1:N그룹핑연결되도록 제어하는 것을 도시한 일실시예도.

먼저, 본 발명에서 설명되는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치에서 사용자 안전보호 또는 사용자 안전보호모드는 산업현장에서 발생되는 물체의 낙하 및 비래로부터 보호하고, 야간 작업자를 쉽게 식별할 수 있도록 LED 램프부를 발광시켜 보호하며, 혹한 이나 폭염의 날씨, 산업재해 또는 유해가스로부터 사용자를 보호하는 것을 말한다.

그리고, 사용자 도우미모드는 산업용현장안전관리데이터에 맞게 사용자에게 1:1 맞춤형인 위험상황알리미모드, 에어플로우 생성모드, 캡형 라이브스피커착용모드, 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모드, 그룹핑제어모드 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택하여 구동시켜, 사용자에게 음성메세지 안내 또는 기기자동구동을 통해 도와주는 것을 말한다.

또한, 쓰리이펙트는 3가지의 효과라는 의미로, 첫째, 외부기기와의 무선통신효과, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 안전모 사용자에게 1:1 맞춤형 안전보호·도우미모드 구동효과, 안전모내에 냉온송풍의 에어플로우효과를 갖는 것을 말한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 안전모본체(100), 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈(200), 캡형 라이브스피커부(300), 에어플로우 생성모듈(400), 스마트센서모듈(500), 배터리모듈(600), 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)로 구성된다.

먼저, 본 발명에 따른 안전모본체(100)에 관해 설명한다.

상기 안전모본체(100)는 모자의 캡형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.

이는 PE수지, ABS수지, PC수지, 강화플라스틱 중 어느 1종 또는 2종이상이 선택된 조성물에 전자차폐재가 포함되어 이루어진다. 그리고, 물체의 낙하 및 비래에 의한 위험을 방지 또는 경감시키는 외피와, 각 기기의 전자부품을 하단방향에서 지지해주면서 외압의 충격으로부터 보호해주는 내피로 나뉘어 구성된다.

상기 안전모본체는 헤드 상단 부위 일측에 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈이 형성되고, 양측면 일측에 캡형 라이브스피커부가 형성되며, 안전모본체의 후단 일측에 에어플로우 생성모듈이 형성되며, 안전모본체내부 일측, 에어플로우 생성모듈 일측에 스마트센서모듈이 형성되고, 안전모본체 후단 내부 일측에 배터리모듈이 형성되며, 안전모본체의 내부공간 일측에 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈이 형성된다.

그리고, 상기 안전모본체는 도 2에 도시한 바와 같이, 헤드 상단 정수리 부위에 LED 조명용 지지프레임(110)이 돌출되어 형성되고, LED 조명용 지지프레임에 주위를 환하게 밝히는 LED 램프부(221d)가 형성되어 구성된다.

또한, 상기 안전모본체는 도 3에 도시한 바와 같이, 헤드 하단 테두리 날개둘레를 따라 HF 통신모듈의 구성요소 중 HF 안테나가 루프형상으로 형성되어 구성된다.

그리고, 상기 안전모본체는 헤드 중단의 정면방향 부위에 카메라촬영부(222a)가 돌출되어 형성되고, 그 카메라촬영부 일측에 사용자의 신체온도, 혈압을 표출시키는 7-세그먼트 표시부(120)가 형성되어 구성된다.

다음으로, 본 발명에 따른 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈(200)에 관해 설명한다.

상기 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈(200)은 안전모본체의 헤드 상단 부위 일측에 위치되고, 통신감도와 통신상태에 따라 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상이 자동으로 선택되어 연결된 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신으로 외부기기 및 중앙의 안전관리서버와 데이터를 송수신시키는 역할을 한다.

이는 도 4에 도시한 바와 같이, WiFi무선통신모듈(210), VLC통신모듈(220), HF통신모듈(230)로 구성된다.

첫째, 본 발명에 따른 WiFi무선통신모듈(210)에 관해 설명한다.

상기 WiFi무선통신모듈(210)은 근거리의 외부기기 또는 또 다른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치와 WiFi통신망으로 연결시키는 역할을 한다.

이는 하이파이(Hi-Fi, High Fidelity)에 무선기술을 접목한 것으로, 고성능 무선통신을 가능하게 하는 무선랜으로 구성된다.

여기서, WiFi무선통신모듈은 현재 안전모본체의 LBS 및 작업현장존(Zone)을 기반으로 반경 100m~500m(근거리)에 위치한 근거리의 외부기기 또는 또 다른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치와 근거리네트워크망을 형성시켜, 데이터를 송수신시킨다.

그리고, WiFi무선통신모듈의 PCB기판은 휘거나 구부릴 수 있는 플렉시블재질로 이루어진다.

둘째, 본 발명에 따른 VLC통신모듈(220)에 관해 설명한다.

상기 VLC통신모듈(220)은 중거리의 외부기기 또는 또 다른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치와 VLC통신망으로 연결되도록, 위치기반 가시광통신시스템으로 발광다이오드(LED)가 방출하는 빛의 파장을 이용해 데이터를 송수신하는 역할을 한다.

여기서, 중거리는 500m~3000m을 말한다.

이는 LED 조명의 빛에 정보를 실어 무선 통신으로, 발광다이오드(LED)에 의해 발생된 빛으로 켜짐과 꺼짐을 반복하여 빛의 켜짐을 디지털 정보 1로 하고, 빛의 꺼짐을 디지털 정보 0으로 하여 정보를 전달한다.

LED 가시광은 780nm에서 380nm의 파장(wavelength)에 해당, 조명과 동시에 통신을할 수 있으며, 기존의 산업인프라를 그대로 사용해서, LED 조명의 에너지 절감과 언제 어디서나 다양한 특화 서비스가 가능한 유비쿼터스 환경 구현 실현 가능하게 만들 수 있다.

기존의 무선 통신기술(802.11b/g: near 2.45 GHz)또는 RFID (860MHz~960MHz and 2.45GHz)가 갖는 전자파 유해논란과 무관한 녹색 친환경기반 실내 네트워크용 무선 통신으로도 활용할 수가 있다.

LED는 전기를 빛으로 바꾸며 LED가 전기에서 빛으로 바꾸는 속도가 약 200 나노미터로 LED 와 PD(포토 다이오드)의 깜박임(On-Off 스위칭) 통신 모듈레이션을 이용하여 송수신한다.

즉, 사람은 초당 200이상 깜박이면, 깜박임을 인식하지 못하고 계속적으로 켜진 것으로 인식하기 때문에 통신에 의한 깜박임이 있지만, 계속적으로 켜진 것으로 인식되기때문에 조명의 기능도 유지할 수가 있다.

본 발명에 따른 VLC통신모듈(220)은 도 5에 도시한 바와 같이, 캡형 가시광송신모듈(221), 캡형 가시광수신모듈(222)로 구성된다.

그리고, VLC통신모듈의 PCB기판은 휘거나 구부릴 수 있는 플렉시블재질로 이루어진다.

[캡형 가시광송신모듈(221)]

상기 캡형 가시광송신모듈(221)은 안전모본체의 LED 조명용 지지프레임에 위치되어, LED 불빛을 발광시킴과 동시에 가시광 데이터 통신신호에 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 포함시켜 가시광 방출시키는 역할을 한다.

이는 최대송신속도 9600bps~1kbps, 1sec 30Fps의 특성을 가진다.

상기 캡형 가시광송신모듈(221)은 도 6에 도시한 바와 같이, 라인드라이버부(221a), 베이스밴드 모듈레이션부(221b), LED 드라이버부(221c), LED 램프부(221d)로 구성된다.

여기서, LED 램프부(221d)는 전기적인 신호에서 빛 신호로 바뀌는 속도가 약 50~200ns에 달하는데, 이러한 빠른 스위칭(ON-OFF)을 통신의 변조방식으로 활용된다.

본 특허에 따른 캡형 가시광송신모듈은 LED램프부의 경우에 사람이 초당 100번 이상 빛이 깜빡이면 그 깜빡임을 인식하지 못하고 계속 켜진 것으로 여기기 때문에 통신과 더불어 조명의 기능도 유지할 수 있는 특성을 이용한 것이다.

상기 라인드라이버부(221a)는 가시광 데이터 신호에다가 +,- 평형신호를 사용해서 변환된 TTL 레벨 데이터신호를 NRZ 신호로 출력시키는 역할을 한다.

이는 74LS04 NOT 게이트 단자가 포함되어 구성된다.

상기 베이스밴드 모듈레이션부(221b)는 라인드라이버부로부터 출력된 NRZ 신호를 NRZ-OOK 신호 또는 FSK 신호로 변조시켜 LED 드라이버부로 전달시키는 역할을 한다.

이는 74LS04 NOT 게이트의 출력단에서 라인드라이버부로부터 출력된 NRZ 신호를 NRZ-OOK 신호 또는 FSK 신호로 변조시켜 LED 드라이버부로 전달시킨다.

상기 LED 드라이버부(221c)는 베이스밴드 모듈레이션부로부터 변환된 NRZ-OOK 신호 또는 FSK 신호를 전달받아 LED 램프부를 구동시켜 생성된 빛 신호를 가시광신호로 출력시키는 역할을 한다.

상기 LED 램프부(221d)는 LED 드라이버부의 출력신호에 따라 구동되어, 발광다이오드(LED)에 의해 발생된 빛으로 켜짐과 꺼짐을 반복하여 빛의 켜짐을 디지털 정보 1로 하고, 빛의 꺼짐을 디지털 정보 0으로 하여 정보를 전달시키는 역할을 한다.

[캡형 가시광수신모듈(222)]

상기 캡형 가시광수신모듈(222)은 360도 회전하면서 근거리의 외부기기 또는, 중거리의 외부기기로부터 전송된 LED 불빛을 전달받아 이미지센서카메라로 반사시켜 응답데이터신호를 수신받는 역할을 한다.

여기서, 근거리의 외부기기, 중거리의 외부기기는 LED 불빛을 통해 발광시킴과 동시에 가시광 데이터 통신신호에 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 포함시켜 가시광 방출시키는 가시광송신용 LED 램프, 또는 가시광송신용 구형 LED 등명기를 말한다. 가시광송신용 구형 LED 등명기는 LED 모듈을 사용한 광원에서 나오는 빛을 렌즈 또는 반사경을 이용하여 굴절반사시켜 빛을 모아 등대와 같이, 확산시켜 외부로 방출시키는 역할을 한다.

상기 캡형 가시광수신모듈(222)은 도 7에 도시한 바와 같이, 카메라촬영부(222a), 왜곡보정부(222b), 가시광신호모델링제어부(222c), 변조부(222d), 슈퍼임포즈제어부(222e)가 구성된다.

상기 카메라촬영부(222a)는 안전모본체의 외피측 헤드 중단의 정면방향 부위에 위치되어, 안전모본체 주위의 상황을 촬영하다가, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈의 제어신호에 따라 가시광수신모드로 변환되어, 캡형 가시광송신모듈을 통해 전송된 가시광 데이터 통신신호를 가시광이미지화시키는 역할을 한다.

이는 도 9에 도시한 바와 같이, 이미지렌즈부(222a-1), IR 커트필터부(222a-2), 이미지센서부(222a-3)로 구성된다.

상기 이미지렌즈부(222a-1)는 피사체의 영상을 투과시키는 역할을 한다.

상기 IR 커트필터부(222a-2)는 영상촬영시 외부의 적외선 빛을 차단시키는 역할을 한다.

상기 이미지센서부(222a-3)는 영상을 전기적 신호로 변환시키는 역할을 한다.

이는 CCD소자, CMOS소자 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.

상기 왜곡보정부(222b)는 카메라촬영부에서 촬영된 이미지영상을 입력받아 영상의 왜곡을 보정시키는 역할을 한다.

이는 교정 패턴으로부터 카메라촬영부의 렌즈 초점 거리와 촬영대상물의 위치 등으로 구성된 내부 파라미터, 그리고, 회전과 위치 정보로 구성된 외부 파라미터를 찾음으로써 카메라촬영부의 왜곡 모델을 추정한다.

이어서, 추정된 카메라촬영부의 모델로부터 역으로 코너점을 다시 추출하여 검증하고,

마지막으로, 검증된 카메라 모델을 이용하여 영상의 왜곡을 보정한다.

상기 가시광신호모델링제어부(222c)는 왜곡보정부를 통해 왜곡보정된 가시광이미지영상에서 영상객체와 가시광신호를 분할시킨 후, 영상객체를 제거하고, 가시광신호만을 추출시키는 역할을 한다.

이는 획득한 가시광이미지영상으로부터 가시광신호만을 추적하여 추출하고, 가시광신호과 영상객체가 서로 겹쳐진 영상이 있다면, 영상객체만을 제거하는 과정을 거쳐 가시광신호만을 수집하도록 구성된다.

즉, 가시광신호은 항상 고정되어 있고, 영상객체는 움직이고 있기 때문에 t프레임과 t-1프레임의 차이값이 움직인 영역이기 때문에 가시광신호만을 추출한다.

그리고, 가시광신호를 추출하기 위해서 카메라촬영부의 파라미터를 알아야 하기 때문에, 카메라 캘리브레이션 과정을 수행한다.

여기서, 카메라 캘리브레이션은 촬영대상물에 따라 여러 종류에 따라 그 기준을 달리 적용시키지만, 본 발명에서는 촬영대상물을 안전모본체의 정수리부위에 설치된 LED 조명부로 하기 때문에, 카메라 캘리브레이션을 LED 램프부를 이용하여 설정한다.

상기 변조부(222d)는 가시광신호모델링제어부를 통해 고속분해능된 화소병렬구조데이터 중 화소에 포함된 가시광 데이터신호를 주파수변조시킨 후, 행/열방향 연속셀교번스트리밍의 전자제어셔터방식으로 고속변조시키는 역할을 한다.

상기 슈퍼임포즈제어부(222e)는 변조부를 통해 고속변조된 가시광데이터신호를 슈퍼임포즈(Superimpose)하면서 그 점멸주파수를 디코드함으로써, 가시광데이터신호에 포함된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 불러와서, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈에 전달시키는 역할을 한다.

셋째, 본 발명에 따른 HF(High Frequency Communication)통신모듈(230)에 관해 설명한다.

상기 HF(High Frequency Communication)통신모듈(230)은 원격지의 외부기기와의 데이터통신시 장거리통신이 되도록 하기 위해 단파대 통신 주파수 및 아날로그 로직 PF회로를 적용하여 장거리통신시키는 역할을 한다.

이는 전리층의 반사로 원거리까지 전달되는 특성을 가진다.

본 발명에 따른 HF(High Frequency Communication)통신모듈은 지하매설물 공사 현장에서 통신의 제약을 감소하여 원활한 음성통신을 수행하며, 필요한 데이터를 송수신하는데 적합하다.

HF 주파수 대역은 3MHz~30MHz(파장 10~100m)로 하여, 3km~500km로 통신하는 것을 특징으로 한다.

그 이유는 해상, 육상(지상, 사막, 오지)작업시, 주, 야간 구애를 받지 않고, 장거리통신으로 음성 및 데이터통신을 할 수 있기 때문이다.

즉, 신호가 포함된 양측파대 통신 방식(DSB: Double Side Band) 중 한쪽만을 이용하는 방식인 주파수 간격 3kHz의 단측파대 통신 방식(SSB: Single Side Band)을 사용한다. HF는 전파특성상 장거리 통신이 가능하여 대양과 같이 항법시설이 없는 지역, 위도가 높은 극지방과 같이 위성 통신이 사용되지 못하는 지역에서는 유용하게 사용할 수 있다.

본 발명에서는 HF 대역으로 구성되므로, 사용시 파장이 길고, 안테나 길이도 증가되는 특성을 가진다.

본 발명에서는 사용자가 착용하는 안전모본체에 탑재할 경우에 안테나를 길게 구성할 수 없기 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이, 안전모본체의 헤드 하단 테두리 날개둘레를 따라 HF 통신모듈의 구성요소 중 HF 안테나가 루프형상으로 형성되어 구성된다.

그리고, 주파수의 변화에 따라 파장의 실제적인 길이 변화도 크므로 주파수의 적정한 매칭이 이루어지도록 자동으로 작동하는 안테나 커플러가 포함되어 구성된다.

본 발명에 따른 HF(High Frequency Communication)통신모듈(230)은 도 10에 도시한 바와 같이, RCP(Radio Control Panel)부(231), HF 안테나(232), HF 트랜시버(Transceiver)부(233), HF 안테나 커플러(Antenna Coupler)부(234)가 포함되어 구성된다.

그리고, HF(High Frequency Communication)통신모듈의 PCB기판은 휘거나 구부릴 수 있는 플렉시블재질로 이루어진다.

상기 RCP(Radio Control Panel)부(231)는 VHF 주파수를 선택하고 제어하는 역할을 한다. 이는 선택한 주파수 정보를 제공하고, 튜닝 시그널(Tunning Signal)을 제공한다.

상기 HF 안테나(232)는 신호를 송수신하는 역할을 한다.

이는 안전모본체의 외피 내부 헤드 부위 테두리 날개둘레를 따라 루프형상으로 형성된다.

상기 HF 트랜시버(Transceiver)부(233)는 송신(Transmitter)와 수신(Receiver)의 역할을 동시에 수행해서 신호를 모듈레이팅(Modulating)하는 역할을 한다.

이때, 모듈레이팅(Modulating)은 디지털 신호처리기술 기반 FM 복조기술을 적용하는 것으로, 변조기술은 FM 변조로 구성된다.

이때, 5~15kHz 가정주파수대역을 사용한다.

그리고, 평균주파수 대역은 3M~30MHz를 사용하고, 주파수 출력은 RF 0.5W 출력을 가지며, 메세지 전송 및 수신을 할 수 있고, 데이터 전송, 데이터수신을 할 수 있다.

상기 HF 안테나 커플러(Antenna Coupler)부(234)는 안테나 임피던스와 HF 주파수 범위 밖의 트랜시버 출력(Transceiver Output)을 맞춰주는 역할을 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 캡형 라이브스피커부(300)에 관해 설명한다.

상기 캡형 라이브스피커부(300)는 안전모본체의 양측면 일측에 위치되어, 주위의 소음을 차단시키고, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈로부터 전달된 소리를 라이브식 고음질로 출력시키며, 사용자의 소리를 소리신호로 변환시켜주는 역할을 한다.

여기서, 고음질은 고음질 DAC(출력 : 32옴 기준 23mW, SNR :109dB, THD+N:0.002%)가 구성된다.

이는 도 12에 도시한 바와 같이, 스피커본체(310), 스피커(320), 오디오 부스트 로직(Audio Boost Logic)부(330), MEMS 마이크부(340)로 구성된다.

상기 스피커본체(310)는 사용자의 귀에 맞게 길이가변형으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.

이는 도 11에 도시한 바와 같이, 안전모본체의 양측면과 연결되는 안전모본체연결부(311)가 형성되고, 그 안전모본체연결부를 따라 길이방향을 따라 가변되는 길이가변부재(312)가 형성되며, 그 길이가변부재의 하단에 고무스폰지형스피커하우징(313)이 형성된다.

그리고, 고무스폰지형스피커하우징 내부에 스피커가 형성되고, 그 스피커 일측에 오디오 부스트 로직부가 연결되어 구성된다.

상기 스피커(320)는 스피커본체의 고무스폰지형스피커하우징 내부공간에 위치되어, 소리를 출력시키는 역할을 한다.

상기 오디오 부스트 로직(Audio Boost Logic)부(330)는 스피커 일측에 위치되어, 낮은 왜곡, 높은 최고 음량, 광범위한 다이내믹스, 깨끗한 저음과 고음, 음색의 균형을 제어시키는 역할을 한다.

이는 시러스 로직의 오디오 앰프 CS35L41이 사용된다.

여기서, 오디오 앰프 CS35L41는 클래스 D 앰프, 통합 디지털 신호처리(DSP) 알고리즘, 오디오 시스템의 성능 및 안정성 향상을 지원하는 알고리즘이 포함되어 구성된다.

상기 MEMS 마이크부(340)는 스피커본체 내부공간 타측에 위치되어, 사용자의 소리를 소리신호로 변환시켜주는 역할을 한다.

이는 무지향성 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 마이크(지름이 5mm~30mm)로 구성되고, 8세대 CVC 소음제거 기술이 적용되어 구성된다.

상기 MEMS 마이크부는 소리를 흡음해서 전기적인 신호로 바꾸어 믹서로 보낸다.

여기서, 믹서는 OP앰프를 통해 전기적인 신호를 증폭한 후, 증폭한 신호를 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈로 보낸다.

그리고, 노이즈 캔슬링 로직을 탑재하여 음성위주로 전송 가능하도록 구성된다.

진동제거를 위한 고무스펀지 형태로 홀더(Holder)와 함께 구성된다.

즉, 마이크홀더 내부공간에 소형마이크가 포함되어 구성된다.

그리고, 소형마이크일측에 유선케이블이 연결되어 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 MEMS 마이크부는 스피커본체 내부공간 타측에 구성되기 때문에, 스피커 음성과 혼합되어 하울링(Howling) 효과를 차단할 수 있는 차단 구조벽을 가진다.

여기서, 하울링(Howling)은 오디오 피드백(Audio FeedBack)에 따른 소리의 증폭과정에서 양성 피드백 신호에 의해 발생되는 특정한 현상을 말한다. 본 발명에서는 차단구조벽을 통해 하울링(Howling) 효과를 차단하도록 구성된다.

차단구조벽은 스피커본체 내부공간에서 고무스펀지가 타원형성벽구조로 겹겹히 형성되는 구조로 이루어지는 것을 말한다.

다음으로, 본 발명에 따른 에어플로우 생성모듈(400)에 관해 설명한다.

상기 에어플로우 생성모듈(400)은 안전모본체의 후단 일측에 위치되어, 안전모본체내에 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시키는 역할을 한다.

이는 도 13에 도시한 바와 같이, 클립형 냉온송풍부(410)로 구성된다.

상기 클립형 냉온송풍부(410)는 안전모본체의 후단 일측에 설치되어, 안전모본체내에 냉(冷)·온(溫)의 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시키는 역할을 한다.

이는 도 14에 도시한 바와 같이, 클립형 본체(411), 냉온생성형 열전소자(412), 방열판(413), 회전팬(414), 전원부(415), 열전소자제어부(416)로 구성된다.

상기 클립형 본체(411)는 클립형상으로 탈부착 설치되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.

이는 사각형상의 메인하우징으로 이루어지고, 메인하우징의 하(下)면을 따라 중간부위까지 "U"자 형상의 클립(411a)이 형성되어 안전모본체의 후단 일측에 탈부착식으로 설치된다.

또한, "U"자 형상의 클립 부위의 메인하우징 표면상에는 복수개의 통풍구(511b)가 형성된다.

즉, "U"자 형상의 클립(411a)은 도 15에 도시한 바와 같이, 통풍구(411b)를 통해, 회전팬에 의해 전달된 냉(冷)의 바람과, 온(溫)의 바람을 "U"자 형상으로 안전모본체내로 유입되어 흘러가도록 안내역할을 한다.

또한, 클립형 본체의 내부공간에 냉온생성형 열전소자, 방열판, 회전팬, 전원부, 열전소자제어부로 구성된다.

상기 클립형 본체는 내부 공간 일측에 유해가스감지센서(440)가 포함되어 구성된다.

상기 냉온생성형 열전소자(412)는 열전소자제어부의 제어신호에 따라 흡열을 일으켜 냉기를 생성시키거나, 또는 발열을 일으켜 온기를 생성시키는 역할을 한다.

열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자의 총칭으로서 크게 전기저항의 온도변화를이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등이 있다.

본 발명에서는 펠티에소자를 이용하는 것으로서, 펠티에효과는 2종루의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다.

2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열, 발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다.

상기 방열판(413)은 냉온생성형 열전소자 하단에 위치되어, 발열된 열을 방열핀을 통해 외부로 내보내는 역할을 한다.

이는 직사각형의 몸체로 이루어지고, 몸체의 둘레를 따라 복수개의 방열핀이 돌출되어 형성된다.

상기 회전팬(414)은 방열판 하단에 위치되어, 방열판으로 전도된 열을 공냉식으로 식혀주면서, 냉온생성형 열전소자에 의해 생성된 냉기를 냉(冷)의 바람으로 생성시키거나, 또는 냉온생성형 열전소자에 의해 생성된 온기를 온(溫)의 바람으로 생성시키는 역할을 한다.

상기 전원부(415)는 냉온생성형 열전소자, 회전팬, 열전소자제어부에 전원을 공급시키는 역할을 한다.

이는 안전모본체의 후단에 형성된 배터리모듈과 연결되어 전원을 공급받거나, 또는 독립형 배터리구조로 구성된다.

여기서, 본 발명에 따른 배터리모듈과 연결시, 탈부착식 접속전원연결핀이 형성되어, 배터리모듈과 접속연결된다.

그리고, 독립형 배터리구조시, 원형 또는 얇은 사각판넬형상의 리튬이온전지, 또는, 리튬폴리머전지로 구성된다.

상기 열전소자제어부(416)는 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 냉온생성형 열전소자에 흡열신호 또는 발열신호를 출력시키도록 제어하는 역할을 한다.

이처럼, 클립형 본체, 냉온생성형 열전소자, 방열판, 회전팬, 전원부, 열전소자제어부로 이루어진 클립형 냉온송풍부가 구성됨으로서, 사용목적과 환경에 따라 탈부착식으로 안전모본체 후단 부위에 설치할 수 있어, 설치성과 사용성이 우수하고, 안전모본체내의 습도를 20~40%이하로 낮출 수 있으며, 온도를 1.5도~4도로 높이거나 낯출 수 있고, 불쾌지수를 25%이하로 다운시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 스마트센서모듈(500)에 관해 설명한다.

상기 스마트센서모듈(500)은 안전모본체내부 일측, 마스크형 자동페이스 쉴드(MFS : Mask Face Shields)모듈일측, 에어플로우 생성모듈 일측에 위치되어, 사용자의 신체온도, 혈압, 그리고, 안전모본체 주위의 유해가스를 탐지하여 센싱하는 역할을 한다.

이는 도 16에 도시한 바와 같이, 온도센서(510), 광혈류 측정(PPG)형 혈압센서(520), 유해가스감지센서(530)로 구성된다.

상기 온도센서(510)는 도 3에 도시한 바와 같이, 안전모본체 중 사용자의 이마에 접촉되는 부위 일측에 위치되어, 사용자의 신체온도를 센싱시키는 역할을 한다.

이는 특정 온도의 기전력을 감지하는 써모커플 (열전대: Thermocouples)과, 저항을 감지하는 RTD와, 써미스터와, 온도에 따라 상태가 변하는 온도라벨과, 적외선 (Infrared)으로 온도를 감지하는 적외선 온도계 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.

상기 광혈류 측정(PPG)형 혈압센서(520)는 도 3에 도시한 바와 같이, 온도센서 일측에 위치되어, 발광다이오드(LED)의 빛을 혈관에 비춰 통과하는 혈액량을 센싱시키는 역할을 한다.

이는 메모리가 포함되어 구성된다.

여기서, 메모리에는 미리 기존 커프 혈압계로 잰 혈압을 기준으로 비교·분석해서 혈압을 산출하는 알고리즘이 포함되어 구성된다.

상기 유해가스감지센서(530)는 에어플로우 생성모듈 일측에 위치되어 외부의 공기 흡입시, 공기에 포함된 유해가스를 감지하는 역할을 한다.

이는 하나의 실리콘 기판에 형성된 32개의 마이크로 플랫폼 어레이 상에 여러 종류의 나노선 또는 나노튜브 감지 재료를 도포해 제조한 센서로 구성된다.

상기 유해가스감지센서는 공기 중에 존재하는 일산화탄소, 암모니아 등 여러 종류의 유해가스를 하나의 어레이 센서로 감지하고 경보하며, 감지된 공기오염데이터를 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈로 전달시키는 특성을 가진다.

또한, 100원짜리 동전만한 작은 크기로 구성되고, 소비전력과 제조비용을 현저히 낮출 수 있는 특성을 가진다.

여기서, 감지된 공기오염데이터를 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈로 전달시키도록 하기 위해, 통신라인이 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈에 연결되어 구성된다. 또는, 클립형 냉온송풍부가 독립구조로 구성될 경우에는 별도의 블루통신모듈이 포함되어 구성되고, 그 블루통신모듈을 통해 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈쪽으로 유해가스감지센싱신호를 전송시킨다.

상기 유해가스감지센서는 도 14에 도시한 바와 같이, 에어플로우 생성모듈의 클립형 냉온송풍부의 클립형 본체 내부 일측에 구성된다.

다음으로, 본 발명에 따른 배터리모듈(600)에 관해 설명한다.

상기 배터리모듈(600)은 안전모본체 후단 내부 일측에 위치되어, 각 기기에 전원을 공급하는 역할을 한다.

이는 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.

상기 리튬이온전지는 주재료로 양극에 리튬산화 물질, 음극에 탄소를 사용하며 전해액은 휘발유보다 잘타는 유기성 물질인 전지로서, 자기방전, 메모리 효과가 거의 없으며, 용량, 기전압, 온도특성이 아주 우수한 특성을 가진다. 이는 지름1.5mm~20mm를 갖는 원통형상, 두께 1t~4t를 갖는 사각판넬형상으로 형성된다.

상기 리튬이온폴리머전지는 전해질을 고체상태의 전해질(폴리머)로 변경한 전지로서, 안전하고, 작고 원하는 형태로 만들수 있다는 장점이 있다. 본 발명에서는 휘어지거나 얇거나 하는 형태로 만들어 적층구조로 형성시킨다.

상기 배터리모듈은 일측에 클립형 냉온송풍부의 접속전원연결핀과 접속되도록 하는 DC 5V~12V 전원연결잭이 형성된다.

다음으로, 본 발명에 따른 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)에 관해 설명한다.

상기 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)은 안전모본체의 내부공간 일측에 위치되어, 자체적으로 학습, 추론하면서 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 사용자의 신체온도, 혈압, 유해가스, 산업현장 주위영상에 관한 산업용현장안전관리데이터를 생성시킨 후, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 사용자에게 1:1 맞춤형 안전모 사용자 안전보호·도우미모드를 구동제어시키는 역할을 한다.

여기서, 엣지는 가장자리를 의미하는 것으로, IoT 센서와 같은 말단 장치를 뜻했으나, 최근 엣지의 영역을 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치까지 확대된다.

본 발명에 따른 엣지 기반형 안전모 AI는 네트워크 연결없이, 자체적으로 학습, 추론이 가능하도록 구성된다.

특히, 중앙의 산업안전관리서버의 집중도를 분산시키고, 학습데이터를중앙의 산업안전관리서버로 보내지 않아, 정보보호, 전력효율을 향상시키는 효과가 있다.

상기 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)은 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 캡형메모리부(710), 캡형AI칩(720), 캡형다이렉트 메모리 액세스부(730), 캡형FIFO(First In First Out)모듈(740), 캡형컨볼루션 레이어모듈(750), 캡형딥러닝엔진부(760)로 구성된다.

여기서, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈의 PCB기판은 휘거나 구부릴 수 있는 플렉시블재질로 이루어진다.

첫째, 본 발명에 따른 캡형메모리부710)에 관해 설명한다.

상기 캡형메모리부(710)는 사용자의 신체온도데이터, 혈압데이터, 유해가스데이터, 산업현장주위영상데이터를 저장시키는 역할을 한다.

둘째, 본 발명에 따른 캡형AI칩(720)에 관해 설명한다.

상기 캡형AI칩(720)은 자체적으로 학습, 추론하면서, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 산업용현장안전관리데이터를 생성시키며, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 사용자에게 1:1 맞춤형 산업안전도우미모드를 구동시키도록 제어하는 역할을 한다.

이는 데이터 구조를 병렬처리가 가능하도록 설계하여 반도체칩으로 구현된 것으로, 저전력으로 빠른 속도로 산업용현장안전관리데이터 인식이 가능하고, 현장에서 쉽게 학습하여 모델생성하고 적용 가능하며, 뉴런에 메모리 개념을 도입하여 직관적인 학습이 가능하도록 구성된다.

그리고, 입력되는 산업용현장안전관리데이터에 대한 분류 및 인식을 할 수 있다.

본 발명에 따른 캡형AI칩은 128/576/1024개의 뉴런이 패럴 버스(Parallel Bus)로 연결되어 있으며, 서치 및 분류 등 학습을 위한 알고리즘이 날리지 빌더(Knowledge Builder)부의 제어하에 구현된다.

또한, 각 뉴런은 256바이트의 메모리와 연산로직을 포함하도록 구성된다.

상기 캡형AI칩의 내부의 모든 뉴런은 서로간 완전히 연결된 상태로 존재하며 각각 독립적으로 수행하며 상호작용한다.

보다 구체적인 구성으로 논리적으로 3개의 계층으로 구성되고, 다중 퍼셉트론(MLP)보다는 좀 더 직관적인 접근 방식을 가지도록 구성된다.

즉, 각 입력값에 대한 가중치를 주는 대신에 각 뉴런은 학습 데이터를 기반으로 추출된 프로토타입 데이터를 뉴런의 자체 메모리에 저장하고, 새로운 입력값이 들어오면, 입력값과 저장된 값 간의 유사도를 거리 계산 함수를 통해 측정하고 출력한다.

그리고, 기본적으로 RBF(Radial Basis Function)를 활성함수로 사용하는 인공신경망을 지원하도록 구성된다.

본 발명에 따른 캡형AI칩은 하나의 칩에서 데이터를 분리하여 성질이 다른 다양한 데이터를 혼합하여 분석처리하여, 산업용현장안전관리데이터를 생성시킨다.

이는 다양한 필드 요구사항에 대하여 유연하게 대응하도록 프로그램 구성된다.

또한, 여러 개의 칩을 쌓아 쉽게 확장이 가능하며, 뉴런의 개수와 무관하게 동일한 응답속도(<2.5μsec)를 가진다.

본 발명에 따른 캡형AI칩(720)은 도 18에 도시한 바와 같이, 방열핀 하단에 위치되어 구성된다. 그리고, 캡형AI칩은 방열용 세라믹 PCB기판, 플렉시블 PCB기판, 메탈 PCB 기판 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.

상기 캡형AI칩(720)은 도 19에 도시한 바와 같이, 식별ID설정제어부(721), 신체온도분석제어부(722), 혈압분석제어부(723), 유해가스분석제어부(724), 주위현장영상분석제어부(725), 산업용현장안전관리데이터생성부(726), 1:1 맞춤형 산업안전도우미제어부(727)로 구성된다.

상기 식별ID설정제어부(721)는 안전모 사용자에 식별ID를 설정시키도록 제어하는 역할을 한다.

상기 신체온도분석제어부(722)는 사용자의 신체온도를 정상인 상태를 기준으로 하여, 현재 측정된 신체온도를 비교한 후, 사용자의 이상유무를 분석제어시키는 역할을 한다.

상기 혈압분석제어부(723)는 사용자의 혈압을 정상인 상태를 기준으로 하여, 현재 측정된 혈압을 비교한 후, 사용자의 이상유무를 분석제어시키는 역할을 한다.

상기 유해가스분석제어부(724)는 안전모본체 주위의 공기를 정상인 상태를 기준으로 미리 측정하고, 현재 검출된 유해가스가 포함된 공기를 비교한 후, 유해가스의 이상유무를 분석제어시키는 역할을 한다.

상기 주위현장영상분석제어부(725)는 안전모본체 주위의 영상을 정상인 상태를 기준으로 미리 촬영한 후, 현재 촬영된 주위영상데이터를 비교한 후, 불, 연기, 구조물파손에 관한 산업재해유무를 영상분석제어시키는 역할을 한다.

상기 산업용현장안전관리데이터생성부(726)는 신체온도분석데이터, 혈압분석데이터, 유해가스분석데이터, 주위현장영상분석데이터를 혼합하여 분석처리하여, 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터를 생성시키도록 제어하는 역할을 한다.

상기 1:1 맞춤형 산업안전도우미제어부(727)는 산업용현장안전관리데이터생성부로부터 현장에서 생성된 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터에 맞는 1:1 맞춤형 사용자 안전보호·도우미모드을 출력시키도록 제어하는 역할을 한다.

이는 도 20에 도시한 바와 같이, 위험상황알리미모드(727a), 에어플로우생성모드(727b), 캡형 라이브스피커착용안내모드(727c), 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모드(727d), 그룹핑제어모드(727e)로 구성된다.

상기 위험상황알리미모드(727a)는 안전모사용자가 산업현장에서 신체온도, 혈압이 정상기준값을 벗어났을 경우에, 자동으로 안전모사용자에게 음성메세지 또는 부저, 알람을 통해 경고한 후, 원격지의 중앙 안전관리서버 또는 근거리에 위치한 관리자용 스마트디바이스쪽으로 안전모사용자의 위험상황을 자동 통보시킨다.

상기 에어플로우 생성모드(727b)는 안전모사용자가 땀을 많이 흘리거나, 추울때 구동되어, 에어플로우 생성모듈을 통해 안전모본체내에 냉온송풍을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시킨다.

상기 캡형 라이브스피커착용모드(727c)는 안전모본체 주위의 소음이 기준치 범위를 벗어났을 경우에 자동으로 안전모사용자에게 음성메세지를 통해 1차 안내한 후, 사용자가 직접 캡형 라이브스피커부를 슬라이드방식으로 내려서 사용자의 귀위치에 알맞게 착용하도록 한다.

상기 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모드(727d)는 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈을 구동시켜, 통신감도와 통신상태에 따라 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상을 자동으로 선택하여 연결시킨 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신을 형성시킨다.

상기 그룹핑제어모드(727e)는 LBS 및 작업현장존(Zone) 중심으로, 안전모 사용자와 이웃하는 또 다른 안전모 사용자를 1:1연결되도록 제어하거나, 또는 안전모 사용자와 이웃하는 복수의 또 다른 안전모 사용자들을 1:N그룹핑연결되도록 제어한다.

셋째, 본 발명에 따른 캡형다이렉트 메모리 액세스부(730)에 관해 설명한다.

상기 캡형다이렉트 메모리 액세스부(730)는 캡형메모리부에 직접 접근하여 캡형메모리부에 저장된 사용자의 신체온도데이터, 혈압데이터, 유해가스데이터, 산업현장주위영상데이터로 이루어진 현장측정데이터를 캡형AI칩으로 전달시키는 역할을 한다.

이는 캡형메모리부에 접근하여 스캐터(Scatter)/개더(Gather)모드로 데이터들을 모아 하나의 연속적인 데이터처럼 사용할 수 있도록 구성된다.

즉, 캡형메모리부상에 흩어진 데이터들을 모아 한번에 캡형AI칩으로 전달시킨다.

그리고, 상기 캡형다이렉트 메모리 액세스부는 캡형컨볼루션 레이어 모듈의 연산을 수행하기 위해 현장측정데이터를 스트림형식으로 캡형AI칩에 전송시킨다.

넷째, 본 발명에 따른 캡형FIFO(First In First Out)모듈(740)에 관해 설명한다.

상기 캡형FIFO(First In First Out)모듈(740)은 캡형다이렉트 메모리 액세스부로부터 전달된 현장측정데이터를 임시로 저장하고, 임시로 저장한 현장측정데이터를 RGB 정규(normalization) 채널로 분리시켜 정규화 과정을 거쳐 캡형컨볼루션 레이어모듈로 입력시키는 역할을 한다.

다섯째, 본 발명에 따른 캡형컨볼루션 레이어모듈(750)에 관해 설명한다.

상기 캡형컨볼루션 레이어모듈(750)은 캡형FIFO모듈로 전달된 현장측정데이터를 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터 생성기준값에 맞게 분류분석한 후, 캡형AI칩으로 전달시키고, 캡형AI칩에서 생성한 산업용현장안전관리데이터를 근거리의 관리자용 스마트디바이스 및 중앙의 산업안전관리서버쪽으로 전송시키도록 제어하는 역할을 한다.

여섯째, 본 발명에 따른 캡형딥러닝엔진부(760)에 관해 설명한다.

상기 캡형딥러닝엔진(760)부는 캡형AI칩에 학습을 할 수 있도록 하기 위해 심층 신경망(Deep Neural Network, DNN, 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN), 심층 신뢰 신경망 (Deep Belief Network, DBN) 중 어느 하나 또는 둘이상이 결합된 딥러닝엔진을 제공하는 역할을 한다.

여기서, 상기 심층 신경망(Deep Neural Network, DNN)은 입력층(input layer)과 출력층(output layer) 사이에 여러 개의 은닉층(hidden layer)들로 이뤄진 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)으로 구성된다.

상기 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN)은 최소한의 전처리(preprocess)를 사용하도록 설계된 다계층 퍼셉트론(multilayer perceptrons)의 한 종류이다. CNN은 하나 또는 여러개의 합성곱 계층과 그 위에 올려진 일반적인 인공 신경망 계층들로 이루어져 있으며, 가중치와 통합 계층(pooling layer)들을 추가로 활용하도록 구성된다.

상기 순환 신경망은 인공신경망을 구성하는 유닛 사이의 연결이 Directed cycle을 구성하는 신경망을 말한다.

상기 심층 신뢰 신경망(Deep Belief Network, DBN)이란 기계학습에서 사용되는 그래프 생성 모형(generative graphical model)으로, 딥 러닝에서는 잠재변수(latent variable)의 다중계층으로 이루어진 심층 신경망을 의미한다.

이하, 본 발명에 따른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.

먼저, 도 21에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 산업현장지능형 안전모 사용자 안전보호·도우미장치를 사용하고자 하는 사용자가 안전모본체를 머리위에 착용하면, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)의 캡형AI부에서 안전모 사용자에 식별ID를 설정시킨다.

다음으로, 도 25에 도시한 바와 같이, 캡형AI부에서 LBS 및 작업현장존(Zone) 중심으로, 안전모 사용자와 이웃하는 또 다른 안전모 사용자를 1:1연결되도록 제어하거나, 또는 안전모 사용자와 이웃하는 복수의 또 다른 안전모 사용자들을 1:N그룹핑연결되도록 제어한다.

이때, 도 24에 도시한 바와 같이, 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈에서 통신감도와 통신상태에 따라 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상이 자동으로 선택되어 연결된 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신을 구축시킨다.

즉, WiFi무선통신모듈이 구동되어, 근거리의 외부기기 또는 또 다른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치와 WiFi통신망으로 연결시킨다.

그리고, VLC통신모듈이 구동되어, 중거리의 외부기기 또는 또 다른 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치와 VLC통신망으로 연결되도록, 위치기반 가시광통신시스템으로 발광다이오드(LED)가 방출하는 빛의 파장을 이용해 데이터를 송수신한다.

그리고, HF(High Frequency Communication)통신모듈이 구동되어, 원격지의 외부기기와의 데이터통신시 장거리통신이 되도록 하기 위해 단파대 통신 주파수 및 아날로그 로직 PF회로를 적용하여 장거리통신시킨다.

이처럼, WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상이 자동으로 선택되어 연결된 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신을 통해, 사막이나, 바다, 오지에서도 기존에 비해 2배~4배 향상된 통신감도와, 80% 향상된 데이터통신속도를 제공할 수 있다.

다음으로, 캡형AI부의 제어하에 카메라촬영부가 구동되어 안전모본체 주위의 상황을 촬영한다.

다음으로, 스마트센서모듈이 구동되어, 사용자의 신체온도, 혈압, 그리고, 안전모본체 주위의 유해가스를 탐지하여 센싱한다.

다음으로, 캡형AI부에서 신체온도분석데이터, 혈압분석데이터, 유해가스분석데이터, 주위현장영상분석데이터를 혼합하여 분석처리하여, 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터를 생성시킨다.

다음으로, 캡형AI부에서 산업용현장안전관리데이터생성부로부터 현장에서 생성된 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터에 맞는 1:1 맞춤형 사용자 안전보호·도우미모드를 출력제어시킨다.

즉, 도 22에 도시한 바와 같이, 위험상황알리미모드가 구동되어, 안전모사용자가 산업현장에서 신체온도, 혈압이 정상기준값을 벗어났을 경우에, 자동으로 안전모사용자에게 음성메세지 또는 부저, 알람을 통해 경고한 후, 원격지의 중앙 안전관리서버 또는 근거리에 위치한 관리자용 스마트디바이스쪽으로 안전모사용자의 위험상황을 자동 통보시킨다.

이어서, 도 15에 도시한 바와 같이, 에어플로우 생성모드가 구동되어, 안전모사용자가 땀을 많이 흘리거나, 추울때, 안전모본체내에 냉온송풍을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시킨다.

이어서, 도 23에 도시한 바와 같이, 캡형 라이브스피커착용모드가 구동되어, 안전모본체 주위의 소음이 기준치 범위를 벗어났을 경우에 자동으로 안전모사용자에게 음성메세지를 통해 1차 안내한 후, 캡형 라이브스피커부를 슬라이드방식으로 내려서 사용자의 귀위치에 착용하도록 안내시킨다. 여기서, 캡형 라이브스피커부를 슬라이드방식으로 내려서 사용자의 귀위치에 착용하는 것은 사용자의 힘으로 구동되도록 한다.

다음으로, 캡형AI부에서 7-세그먼트 표시부(120)쪽으로, 사용자의 신체온도, 혈압, 맥박, 그리고, 안전모본체 주위의 유해가스분석결과값을 표출시킨다.

끝으로, 도 24에 도시한 바와 같이, 캡형AI부에서 생성한 산업용현장안전관리데이터를 근거리의 관리자용 스마트디바이스 및 중앙의 산업안전관리서버쪽으로 전송시킨다.

1 : 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치
100 : 안전모본체
200 : 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈
300 : 캡형 라이브스피커부
400 : 에어플로우 생성모듈
500 : 스마트센서모듈
600 : 배터리모듈
700 : 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈

Claims (7)

1. 산업용안전모에 모듈화구조로 설치되어, 자체적으로 학습, 추론하면서 안전모 사용자를 기준으로 식별ID설정과 함께, 1:1 통신연결 또는, 1:N 그룹핑통신연결시킨 후, 외부기기와의 무선통신, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 안전모 사용자에게 1:1 맞춤형 안전보호·도우미모드 구동, 안전모내에 냉온송풍의 에어플로우의 쓰리이펙트를 갖도록 구성되는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치에 있어서,
   상기 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치는
   모자의 캡형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 안전모본체(100)와,
   안전모본체의 헤드 상단 부위 일측에 위치되고, 통신감도와 통신상태에 따라 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상이 자동으로 선택되어 연결된 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신으로 외부기기 및 중앙의 안전관리서버와 데이터를 송수신시키는 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈(200)과,
   안전모본체의 양측면 일측에 위치되어, 주위의 소음을 차단시키고, 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈로부터 전달된 소리를 라이브식 고음질로 출력시키며, 사용자의 소리를 소리신호로 변환시켜주는 캡형 라이브스피커부(300)와,
   안전모본체의 후단 일측에 위치되어, 안전모본체내에 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시키는 에어플로우 생성모듈(400)과,
   안전모본체내부 일측, 에어플로우 생성모듈 일측에 위치되어, 사용자의 신체온도, 혈압, 그리고, 안전모본체 주위의 유해가스를 탐지하여 센싱하는 스마트센서모듈(500)과,
   안전모본체 후단 내부 일측에 위치되어, 각 기기에 전원을 공급하는 배터리모듈(600)와,
   안전모본체의 내부공간 일측에 위치되어, 자체적으로 학습, 추론하면서 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 사용자의 신체온도, 혈압, 유해가스, 산업현장 주위영상에 관한 산업용현장안전관리데이터를 생성시킨 후, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 사용자에게 1:1 맞춤형 안전모 사용자 안전보호·도우미모드를 구동제어시키는 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 에어플로우 생성모듈(400)은
   안전모본체의 후단 일측에 설치되어, 안전모본체내에 냉·온의 바람을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시켜 안전모본체내를 환기시키거나 또는, 사용자의 땀을 증발시키는 클립형 냉온송풍부(410)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 클립형 냉온송풍부(410)는
   클립형상으로 탈부착 설치되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 클립형 본체(411)와,
   열전소자제어부의 제어신호에 따라 흡열을 일으켜 냉기를 생성시키거나, 또는 발열을 일으켜 온기를 생성시키는 냉온생성형 열전소자(412)와,
   냉온생성형 열전소자 하단에 위치되어, 발열된 열을 방열핀을 통해 외부로 내보내는 방열판(413)과,
   방열판 하단에 위치되어, 방열판으로 전도된 열을 공냉식으로 식혀주면서, 냉온생성형 열전소자에 의해 생성된 냉기를 냉(冷)의 바람으로 생성시키거나, 또는 냉온생성형 열전소자에 의해 생성된 온기를 온(溫)의 바람으로 생성시키는 회전팬(414)과,
   냉온생성형 열전소자, 회전팬, 열전소자제어부에 전원을 공급시키는 전원부(415)와,
   엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 냉온생성형 열전소자에 흡열신호 또는 발열신호를 출력시키도록 제어하는 열전소자제어부(416)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 엣지 기반형 안전모 AI플랫폼모듈(700)은
   사용자의 신체온도데이터, 혈압데이터, 유해가스데이터, 산업현장주위영상데이터를 저장시키는 캡형메모리부(710)와,
   자체적으로 학습, 추론하면서, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 산업용현장안전관리데이터를 생성시키며, 산업용현장안전관리데이터에 맞게 사용자에게 1:1 맞춤형 산업안전도우미모드를 구동시키도록 제어하는 캡형AI칩(720)과,
   캡형메모리부에 직접 접근하여 캡형메모리부에 저장된 사용자의 신체온도데이터, 혈압데이터, 유해가스데이터, 산업현장주위영상데이터로 이루어진 현장측정데이터를 캡형AI칩으로 전달시키는 캡형다이렉트 메모리 액세스부(730)와,
   캡형다이렉트 메모리 액세스부로부터 전달된 현장측정데이터를 임시로 저장하고, 임시로 저장한 현장측정데이터를 RGB 정규(normalization) 채널로 분리시켜 정규화 과정을 거쳐 캡형컨볼루션 레이어모듈로 입력시키는 캡형FIFO(First In First Out)모듈(740)과,
   캡형FIFO모듈로 전달된 현장측정데이터를 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터 생성기준값에 맞게 분류분석한 후, 캡형AI칩으로 전달시키고, 캡형AI칩에서 생성한 산업용현장안전관리데이터를 근거리의 관리자용 스마트디바이스 및 중앙의 산업안전관리서버쪽으로 전송시키도록 제어하는 캡형컨볼루션 레이어모듈(750)과,
   캡형AI칩에 학습을 할 수 있도록 하기 위해 심층 신경망(Deep Neural Network, DNN, 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN), 심층 신뢰 신경망 (Deep Belief Network, DBN) 중 어느 하나 또는 둘이상이 결합된 딥러닝엔진을 제공하는 캡형딥러닝엔진부(760)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 캡형AI칩(720)은
   안전모 사용자에 식별ID를 설정시키도록 제어하는 식별ID설정제어부(721)와,
   사용자의 신체온도를 정상인 상태를 기준으로 하여, 현재 측정된 신체온도를 비교한 후, 사용자의 이상유무를 분석제어시키는 신체온도분석제어부(722)와,
   사용자의 혈압을 정상인 상태를 기준으로 하여, 현재 측정된 혈압을 비교한 후, 사용자의 이상유무를 분석제어시키는 혈압분석제어부(723)와,
   안전모본체 주위의 공기를 정상인 상태를 기준으로 미리 측정하고, 현재 검출된 유해가스가 포함된 공기를 비교한 후, 유해가스의 이상유무를 분석제어시키는 유해가스분석제어부(724)와,
   안전모본체 주위의 영상을 정상인 상태를 기준으로 미리 촬영한 후, 현재 촬영된 주위영상데이터를 비교한 후, 불, 연기, 구조물파손에 관한 산업재해유무를 영상분석제어시키는 주위현장영상분석제어부(725)와,
   신체온도분석데이터, 혈압분석데이터, 유해가스분석데이터, 주위현장영상분석데이터를 혼합하여 분석처리하여, 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터를 생성시키도록 제어하는 산업용현장안전관리데이터생성부(726)와,
   산업용현장안전관리데이터생성부로부터 현장에서 생성된 안전모 사용자의 산업용현장안전관리데이터에 맞는 1:1 맞춤형 사용자 안전보호·도우미모드을 출력시키도록 제어하는 1:1 맞춤형 산업안전도우미제어부(727)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 1:1 맞춤형 산업안전도우미제어부(727)는
   안전모사용자가 산업현장에서 신체온도, 혈압이 정상기준값을 벗어났을 경우에, 자동으로 안전모사용자에게 음성메세지 또는 부저, 알람을 통해 경고한 후, 원격지의 중앙 안전관리서버 또는 근거리에 위치한 관리자용 스마트디바이스쪽으로 안전모사용자의 위험상황을 자동 통보시키는 위험상황알리미모드(727a)와,
   안전모사용자가 땀을 많이 흘리거나, 추울때 구동되어, 에어플로우 생성모듈을 통해 안전모본체내에 냉온송풍을 보내주어 에어플로우(공기흐름)를 형성시키는 에어플로우 생성모드(727b)와,
   안전모본체 주위의 소음이 기준치 범위를 벗어났을 경우에 자동으로 안전모사용자에게 음성메세지를 통해 1차 안내한 후, 캡형 라이브스피커부를 슬라이드방식으로 내려서 사용자의 귀위치에 착용하도록 안내시키는 캡형 라이브스피커착용모드(727c)와,
   쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모듈을 구동시켜, 통신감도와 통신상태에 따라 WiFi의 근거리통신, VLC의 중거리통신, HF의 원거리통신 중 어느 1종 또는 2종이상을 자동으로 선택하여 연결시킨 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신을 형성시키는 쓰리 실렉션(Three Selection) 통신모드(727d)와,
   LBS 및 작업현장존(Zone) 중심으로, 안전모 사용자와 이웃하는 또 다른 안전모 사용자를 1:1연결되도록 제어하거나, 또는 안전모 사용자와 이웃하는 복수의 또 다른 안전모 사용자들을 1:N그룹핑연결되도록 제어하는 그룹핑제어모드(727e)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰리 이펙트형 산업현장지능식 안전모AI모듈화장치.
   

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