KR102381043B1 - 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등 및 이를 이용한 구조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로 해석적 관점으로 기건축물에 신호선 가설없이 3상 권선만으로 신호체계 전달이 가능한 신호처리장치(PCB회로)와 가산 수신기를 기반으로 하는 것으로, 신호처리장치와 수신기를 구비한 피난구 유도등(100); 관제서버(200); 및 구급대서버(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 센서부는 적어도 2개의 물체인식센서로 구성되고, 신호처리장치는 3상 권선만으로 신호전달을 하며, 수신기는 전류의 인가 및 차단을 인식하고 이를 +1과 -1의 신호로 변환하여 데이터로 저장하고 축적시켜 최종 결과값을 도출할 수 있도록 한다. 본 발명의 피난구 유도등 및 이를 접목한 시스템에 의하면, 재난 발생 시 폐쇄된 공간 구역 안에 정확한 인원 파악이 가능하고, 피난자의 위치나 페쇠된 공간의 복합적인 정보와 축적된 데이터를 통한 구조 활동에 필요한 판단 근거를 건물 내 방재팀 또는 소방서 등의 구조자에게 직접적으로 전달함으로써, 구조자의 불필요한 동선 낭비, 정확한 구조 활동 및 효율적인 인원 배치로 인해 단시간 내에 구조 활동이 가능하도록 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 피난구 유도등이 접목된 재난시스템 모니터링으로 고장 파악 등 피난구 유도등을 통해 다양한 정보 판단에 따라 구난이 향상되고, 효율적인 고장수리 등을 신속하고 스마트하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등 및 이를 이용한 구조시스템{Escape exit guidance lamps capable of multi- monitoring of Disaster through circuit analysis and Rescue system using them}

본 발명은 피난구 유도등 및 이를 이용한 구조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소방시설 등에 해당되는 피난구 유도등의 기능을 향상시키고 물체 감지 센서와 재난 복합 관재 모니터링 시스템을 회로 해석적 관점에서 설계 구축하여 구조자(소방관, 방재팀 등)로 하여금 정확한 정보와 구조를 위한 판단 근거를 직접 전달받고 이를 바탕으로 구조를 원활하게 진행할 수 있도록 한, 물체 감지 센서를 추가하여 고립된 상황에 놓인 사람들의 복합적인 상태를 회로적으로 해석/판단하여 재난 복합 모니터링이 가능하도록 구성된 피난구 유도등 및 이를 이용한 구조시스템에 관한 것이다.

소방법에 의해 일반적으로 사람이 출입하는 건물이나 지하철, 지하공간 등에는 화재로부터 인명피해를 최소화하기 위해 비상구의 상측과 통로(또는 복도)의 일정구간마다 대피방향이 출구쪽으로 안내 표시된 피난구 유도등을 설치하도록 규정하고 있다. 이러한 피난구 유도등은 상용전원의 공급과 정전시에도 예비전원을 공급하여 상시적으로 일정 밝기로 점등케 하므로서 화재시 대피방향 표시된 방향으로 안내하도록 하는 것이다.

그러나 종래의 통상적인 피난구 유도등은 화재시 연기 등에 의해 시안성이 떨어져 설치목적의 효용성이 매우 낮다. 현재의 피난구 유도등은 시각적 효과 기능만 가지고 있다 할 것이다.

게다가, 다른 재난용품은 IT기술과 IoT기술의 접목으로 기록화되어 3세대 재난용품으로 기술 발전해온 반면에, 피난구 유도등은 지난 20년간 2세대 재난용품으로 디자인 발전을 해왔을 뿐 기술 발전은 되지 않았다.

이를 개선하기 위해 레이저 광선의 직진성을 이용한 기술이 특허등록 제526143호에 공개되어 있으나 이와 같은 레이저광선이 접목된 기술들은 기존의 유도등의 시안성을 조금 향상시켰을 뿐으로 시각적으로 해결될 수 없는 수준의 연기가 발생시 그 해결책을 제시하지 못하며, 현실적으로 규격화되어있는 피난구 유도등에 적용시키기도 어려운 면이 있다.

또한, 특허공개 제10-2013-0040372호에는 유도등을 구획영역에 설치하여 화재의 발생여부를 감지하는 센서를 통해 유무선으로 화재발생 여부와 화재 위치 등 정보를 획득하고, 중앙서버가 획득한 정보를 제어하도록 하여, 화재 발생 장소를 피하여 효과적으로 신속하게 피난할 수 있도록 하는 화재 감지기 연동 유도등 시스템 및 유도등의 화재감지기 연동방법이 개시되어 있으나, 기존 소방시설인 감지기를 통해서도 화재 발생 여부 및 위치 등 정보를 충분히 획득할 수 있고 기존의 유도등을 제외한 모든 소방시설은 수신기와 연동되어 있는 점을 감안할 때 그 효용가치가 크지 않다.

또한, 특허공개 제10-2010-0135993호에는 애니메이션 효과를 이용하여 피난구 방향의 인식오류를 저감시킴으로써 화재 등의 유사시에 사람들을 안전하게 피난구로 유도할 수 있도록 하는 피난구 유도등의 그림문자 표시방법이 게시되어 있으나, 애니메이션 효과에 의한 픽토그램은 시야, 시각 등 개인차에 따라 동작에 대한 오류를 범할 수 있고, LED 점등 이상시 인식 오류를 불러일으킬 수 있다. 또한, 시각적으로 해결될 수 없는 수준의 연기가 발생시 그 해결책을 제시하지 못하는 문제는 여전히 갖고 있다.

이를 해결하기 위한 것으로, 특허등록 제10-1504287호에는 재난 상황 발생 시 피난 유도 방향이 변경될 때 피난 유도 조명의 조사 방향도 자동으로 변경되어 일치되도록 하고, 실시간 상황변화에 따라 피난 매뉴얼(재난의 종류, 피난유도방향, 피난방법, 대피거리, 대피출구, 음성유도 등)도 자동으로 실시간 적용되어 바뀐 피난매뉴얼이 표출장치를 통해 피난을 유도하도록 구성된 유도등이 게시되어 있고, 유도등의 내부에는 보호장치 유닛을 구비하여 다중화복합감지장치의 파손 및 고장을 방지하고, 감지기의 오인식 및 오작동을 보안하며, 평상시 유도등의 작동상태 확인 및 피난 유도 시 인명 대피상황 화면을 모니터링 하여 인명의 피난을 좀 더 안전하고 신속하게 유도할 수 있도록 하였으나, 이것 역시 전방 1M도 안보이는 상황에서 불투과성인 가시광선은 그 역할을 다 하지 못하며, 더욱이 다수의 인원이 대피를 해야하는 상황에서 대규모 재난으로 발생한 혼란은 유도등의 음성을 제대로 듣고 재난의 상황을 파악하고 대피할 가능성은 희박하다 할 것이다.

마찬가지로, 특허등록 제10-1783825호에는 화재 수신기로부터 제어신호를 받아 화재와 같은 비상시 점등 또는 점멸을 통해 피난 방향을 안내하여 인명 피해를 줄이도록 한 소방용 피난 유도등 및 그의 제어 시스템이 게시되어 있으나, 현재 많은 사람들이 피난구 유도등의 기능조차 모르는 상황에서 다른 색 LED로 변경이 된다면, 더 큰 혼란을 초래할 수 있을 뿐더러, 백색과 적색은 건물 벽면 또는 화재와 같은 재난이 오히려 보호색을 될 소지가 있다.

또한, 특허등록 제10-1283896호에는 실내 측위용 비콘 모듈을 구비한 화재 감지기 및 피난 유도등과 이를 이용한 실내 측위 시스템이 게시되어, 백열등 소켓 커넥터, 화재 감지기 및 피난 유도등으로부터 전송되는 비콘 신호의 세기를 기초로 사용자의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있으므로, 건물 내부에 화재나 위급상황이 발생하였을 때 실내에 사람이 있는지를 일일이 확인하러 다니지 않고도 사용자의 현재 위치를 신속하게 파악하여 신속한 인명구조 및 초기대응이 가능하게 하고 있으나, 휴대 단말기(500)의 주변에는 하나 이상의 백열등 소켓 커넥터(100)가 위치할 수 있으므로, 하나 이상의 백열등 소켓 커넥터로부터 비콘 신호를 각각 수신할 수 있는 휴대단말기를 소지하고 있어야만 검출이 가능하다는 점, 휴대단말기는 비콘신호를 수신하고 위치 전송할 수 있도록 앱이 설치되어 있어야 검출이 가능하므로 다양한 상황의 무작위의 인명에 대해 접목하기에는 부족한 점, 및 통신장애 등의 문제발생시 무용지물이 된다는 문제가 있다.

마찬가지로, 특허등록 제10-1876168호에는 출입구 근처에 설치된 피난구 유도등과 복수의 통로 유도등을 구성한 그룹 형태로 통합하여 피난 유도 서비스를 구현하고, 블루투스 메쉬 기반 네트워크를 통한 비콘 간의 실시간 통신으로 이용객의 스마트폰에 음성과 영상 정보로 피난 유도를 안내하는 지능형 유도등을 이용한 종합 피난 유도 시스템을 게시하고 있으나, 통신 두절이나 연기 등으로 시야가 불량한 경우, 더욱이 다수의 인원이 대피를 해야하는 상황에서 대규모 재난으로 발생한 혼란은 스마트폰이나, 음성 경보 등의 음성을 제대로 듣고 재난의 상황을 파악하고 대피할 가능성은 희박하다 할 것이다.

이와 같이, 종래의 피난구 유도등 및 개선하고자 하는 기술들은 재난 상황에서 실내의 인원이 피난하도록 하는 상황에 국한된 기술들로서, 재난 발생 시 구역 안에 정확한 인원 파악이 가능하도록 하고, 이와 같은 정보를 건물 내 방재팀 또는 소방서에서 손쉽게 획득하여 정확한 구조 활동 및 효율적인 인원 배치로 인해 단시간 내에 구조 활동이 가능하도록 하는 시스템이 필요하다. 이는, 재난 발생 시 부상자가 발생하여 구역 안에서 나오지 못하는 인원도 카운팅되고 구출되어야 하는 점을 감안할 때, 그 중요성은 더 크다 할 것이다.

이에 대한 문제점을 해결하고자 예의 연구를 거듭한 결과, 본 출원인은 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능하도록 구성하여 재난 발생 시 구역 안에 정확한 인원 파악이 수행되도록 하고, 피난자의 위치나 페쇠된 공간의 복합적인 정보와 축적된 데이터를 통한 구조 활동에 필요한 판단 근거를 건물 내 방재팀 또는 소방서 등의 구조자에게 직접적으로 전달할 수 있는 시스템을 구축함으로써, 정확한 구조 활동 및 효율적인 인원 배치로 인해 단시간 내에 구조 활동이 가능하도록 하는 피난구 유도등 및 이를 접목한 시스템을 개발하였다.

이와 같은 피난구 유도등 및 시스템은 재난 발생 시 부상자가 발생하여 구역 안에서 나오지 못하는 인원도 카운팅되고 구출되어야 하는 점을 감안할 때, 그 효용성은 더욱 크다 할 것이며, 피난구 유도등에 대한 3세대 재난용품의 발전에 기여할 수 있다고 판단된다.

특허공개 제10-2013-0040372호 특허공개 제10-2010-0135993호 특허등록 제10-1504287호 특허등록 제10-1783825호 특허등록 제10-1283896호 특허등록 제10-1876168호

본 발명은 이와 같은 종래 피난구 유도등 및 그 시스템의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 재난 발생 시 구역 안에 정확한 인원 파악이 가능하고, 피난자의 위치나 페쇠된 공간의 복합적인 정보와 축적된 데이터를 통한 구조 활동에 필요한 판단 근거를 건물 내 방재팀 또는 소방서 등의 구조자에게 직접적으로 전달함으로써, 정확한 구조 활동 및 효율적인 인원 배치로 인해 단시간 내에 구조 활동이 가능하도록 하기 위하여, 피난구 유도등의 기능을 향상시키고 물체 감지 센서와 재난 복합 관재 모니터링 시스템을 회로 해석적 관점에서 설계 구축하여 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 재난 발생시 고립된 상황에 놓인 사람들의 복합적인 상태를 회로적으로 해석/판단한 재난 복합 모니터링 결과를 바탕으로, 구조자(소방관, 방재팀 등)로 하여금 정확한 정보와 구조를 위한 판단 근거를 직접 전달받고 구조를 원활하게 진행할 수 있도록 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등 및 이를 이용한 구조시스템을 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템은,

신호처리장치와 수신기를 구비한 피난구 유도등(100); 관제서버(200); 및 구급대서버(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 피난구 유도등(100)은,

적어도 2개의 물체인식센서로 구성되는 센서부(110); 상기 센서부(110)의 회전각도를 조절하는 센서조절부(120); 3상 교류전원을 인가하는 전원부(130); 3상 권선만으로 신호전달을 하는 신호처리장치(140); 전류의 인가 및 차단을 인식하고 이를 +1과 -1의 신호로 변환하여 데이터로 저장하는 수신기(150); 및 이들 구성요소를 제어하는 제어부(170);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 신호처리장치(140)는,

카운팅 센서에 인가되는 교류전류를 직류로 만들기 위한 컨버터 역할을 수행하도록 구비되는 변압기(1)와 정류기(2); 상기 정류기(2)에서 나온 전류분의 대역폭을 조절하여 섞여나오는 고조파를 필터링하도록 구비되는 주파수 정류회로인 LC필터(3); 상기 수신기(150)에서의 신호처리를 위한 모셋회로(4,6); 출입인원수 파악을 위한 출입카운팅을 전류의 인가와 차단으로 신호가 아닌 회로로 표현한 카운팅센서 회로(5); 및 인가된 직류를 다시 교류로 바꾸어주는 인버터회로(7);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 수신기(150)는, 전류의 인가와 차단에 따라 반응하는 전자회로, 또는 모터 또는 스위칭회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 수신기(150)는, 전기가 입력되면 제어부를 통해 +1의 신호 데이터로 변환하고, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하거나, 또는 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 시계방향으로 회전시키고 +1의 신호 데이터로 변환하며, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 반시계방향으로 회전시켜 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 수신기(150)는, +1 또는 -1로 변환하여 저장된 신호 데이터 정보를 상기 관제서버(200)의 수신부로 송부하며,

송부된 신호 데이터 정보는 실시간 또는 일정주기 단위로 DB부(220)에 저장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 피난구 유도등(100)은, 점멸이 가능한 하나 이상의 다색 LED 램프를 구비한 조명부(160)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 센서부(110)의 적어도 2개의 물체인식센서는 적외선 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 센서부(110)의 적어도 2개의 물체인식센서는,

이미지나 동작 등을 토대로 출입하는 사람을 감지하여 출입인원수를 카운팅하는 인체감지기능, 출입하는 사람의 형상 및 형태치수와 피난구 바닥까지의 거리변화를 측정할 수 있는 거리변화감지기능, 장애물의 유무 및 장애물의 크기와 형태를 예측하는 장애물예측기능, 지진발생이나 가해지는 충격력에 의한 피난구의 뒤틀림을 거리변화 강도를 통해 유추해내는 기능, 화재로 인한 연기의 농도량을 측정할 수 있는 연기농도측정기능을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 센서조절부(120)는,

상기 물체인식센서가 고정부착되는 회동부와, 상기 회동부가 회전가능하도록 맞춤결합되는 결합부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 센서조절부(120)의 회동부와 결합부는 서로 맞춤결합되는 톱니를 각각 구비하고, 상기 회동부와 결합부의 일단에는 각각 한계각 고정 톱니가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 전원부(130)는 조명부로 인가되는 회로와 상기 신호처리장치(140)로 인가되는 회로로 나누어지며, 상기 수신기(150)로 연결되는 전선은 예비전원과 2개의 적외선 센서에 릴레이로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 구조시스템에서,

상기 관제서버(200)는,

상기 피난구 유도등(100)의 수신기(150)로부터 신호 데이터 정보를 수신하는 수신부(210); 수신받은 신호 데이터 정보를 실시간 또는 일정주기별로 저장하는 DB부(220); 정보를 디스플레이하여 체크하는 모니터링부(230); 및 건물의 전력 및 구성요소의 동작을 제어하고 수신한 신호 데이터 정보 및 건물의 화재발생 여부, 건물의 구조도면 정보를 상기 구급대서버(300)에 전송하도록 제어하는 중앙제어부(240);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등은,

적어도 2개의 물체인식센서로 구성되는 센서부(110);

3상 교류전원을 인가하는 전원부(130);

3상 권선만으로 신호전달을 하는 신호처리장치(140); 및

전류의 인가 및 차단을 인식하고 이를 +1과 -1의 신호로 변환하여 데이터로 저장하는 수신기(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 피난구 유도등에서,

상기 신호처리장치(140)는,

카운팅 센서에 인가되는 교류전류를 직류로 만들기 위한 컨버터 역할을 수행하도록 구비되는 변압기(1)와 정류기(2); 상기 정류기(2)에서 나온 전류분의 대역폭을 조절하여 섞여나오는 고조파를 필터링하도록 구비되는 주파수 정류회로인 LC필터(3); 상기 수신기(150)에서의 신호처리를 위한 모셋회로(4,6); 출입인원수 파악을 위한 출입카운팅을 전류의 인가와 차단으로 신호가 아닌 회로로 표현한 카운팅센서 회로(5); 및 인가된 직류를 다시 교류로 바꾸어주는 인버터회로(7);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 피난구 유도등에서,

상기 수신기(150)는, 전류의 인가와 차단에 따라 반응하는 전자회로, 또는 모터 또는 스위칭회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 피난구 유도등에서,

상기 수신기(150)는, 전기가 입력되면 제어부를 통해 +1의 신호 데이터로 변환하고, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하거나, 또는 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 시계방향으로 회전시키고 +1의 신호 데이터로 변환하며, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 반시계방향으로 회전시켜 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 피난구 유도등에서,

상기 수신기(150)는, +1 또는 -1로 변환하여 저장된 신호 데이터 정보를 관제서버로 송부하며, 송부된 신호 데이터 정보는 구급대서버에 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 피난구 유도등에서,

상기 적어도 2개의 물체인식센서는,

피난구 전체범위를 감지할 수 있도록, 각 물체인식센서로부터 피난구 하단까지의 수직거리(h)와 각 물체인식센서가 감지하는 방향으로의 경사거리(L) 및 피난구 하단에서 수직거리와 경사거리와의 간격차이(d)를 통해 회전각도가 조정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템은,

적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,

상기 센서부의 2개의 물체인식센서의 최대 허용범위에 노출된 신체의 최소면적과 최대면적을 선형 모델링하여 만들어진 사다리꼴 형태의 정규 데이터와 사전에 축적된 데이터의 유사도를 비교분석하여 출입자의 형태 및 상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템은,

적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,

상기 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 피난구 하단까지의 출력값과 반사값의 위상차 및 거리변화와 무접점 시정수 미분회로를 이용하여 시간 지연을 통해 장애물의 여부를 파악하고, 장애물에 반사되어 돌아오는 길이와 허용 범위를 이용하여 장애물의 크기와 형태를 예측하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템은,

적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,

상기 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 동시에 측정되는 거리변화 및 출력후 피난구 하단에서의 반사되어 돌아오기까지의 시간차를 이용하여 피난구의 뒤틀림 여부를 파악하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템은,

적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,

상기 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 출력후 반사된 적외선의 위상차 값을 통해 연기로 인해 발생되는 리플을 검출하고, 리플의 전압강하와 고조파 값을 통해 연기 농도를 예측하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 피난구 유도등 및 이를 접목한 시스템에 의하면, 방재 모니터에 모니터링되도록 함에 따라 재난 발생 시 폐쇄된 공간을 사람의 눈으로 직접 확인하지 않고도 구역 안에 위치한 정확한 인원 파악이 가능하고, 피난자의 위치나 페쇠된 공간의 복합적인 정보와 축적된 데이터를 통한 구조 활동에 필요한 판단 근거를 건물 내 방재팀 또는 소방서 등의 구조자에게 직접적으로 전달함으로써, 구조자의 불필요한 동선 낭비, 정확한 구조 활동 및 효율적인 인원 배치로 인해 단시간 내에 구조 활동이 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 회로 해석적 관점으로 기건축물에 신호선 가설없이 3상 권선만으로 신호체계 전달이 가능한 신호처리장치(PCB회로)와 가산 수신기를 기반으로 하고, 가산 수신기는 전기의 인가, 차단을 인식하고 이를 +1, -1의 신호로 변환하여 데이터를 저장하고 축적시켜 최종 결과값을 도출할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 피난구 유도등이 접목된 재난시스템 모니터링으로 고장 파악 등 피난구 유도등을 통해 다양한 정보 판단에 따라 구난이 향상되고, 효율적인 고장수리 등을 신속하고 스마트하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존 피난구 유도등은 재난시스템과 연결되지 않음에 따라, 각각 독립적인 기능을 하였으나, 본 발명은 수신기를 통해 모니터링이 가능한 카운팅 기능으로 구조를 개선함에 따라 데이터 기록 기능이 향상되면서, 직접적인 구조활동에 일조되어 소방시설등에 포함되어 있는 피난구 유도등을 건축물 화재시설법 법률에 위반되지 않고 상위개념인 소방시설로 포함시키는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등을 이용한 구조시스템의 내부 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 도 1의 구조시스템에서 피난구 유도등에 장착되는 신호처리장치의 내부구성 블록도를 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 구조시스템에서 피난구 유도등의 신호처리장치와 수신기의 작동 및 회로적 해석을 통한 출입인원 체크 순서도를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등에 조절이 가능한 센서부가 장착되는 것을 나타내는 도면,
도 5는 도 3의 피난구 유도등에 센서부가 장착 및 작동되는 상태를 나타내는 도면,
도 6의 (a),(b),(c)는 피난구의 치수에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부의 각도가 변동조절되는 것을 나타내는 도면,
도 7의 (a),(b),(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부의 감지범위에 포함된 사다리꼴 형태의 데이터를 통해 출입자의 상태를 파악하는 것을 나타내는 도면,
도 8의 (a),(b),(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서의 감지되는 길이변화 데이터를 통해 장애물의 위치와 크기 및 형태를 파악하는 것을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서의 감지되는 미세한 진동에 의한 길이변화 데이터를 통해 피난구의 뒤틀림 여부를 파악하는 것을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서의 감지되는 출력후 반사된 적외선의 위상차 값을 통해 화재로 인한 연기의 양을 파악하는 것을 나타내는 도면.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등을 이용한 구조시스템의 내부 구성을 나타낸 블록도, 도 2는 도 1의 구조시스템에서 피난구 유도등에 장착되는 신호처리장치의 내부구성 블록도를 나타낸 도면, 도 3은 도 1의 구조시스템에서 피난구 유도등의 신호처리장치와 수신기의 작동 및 회로적 해석을 통한 출입인원 체크 순서도를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등에 조절이 가능한 센서부가 장착되는 것을 나타내는 도면, 도 5는 도 3의 피난구 유도등에 센서부가 장착 및 작동되는 상태를 나타내는 도면, 도 6의 (a),(b),(c)는 피난구의 치수에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부의 각도가 변동조절되는 것을 나타내는 도면, 도 7의 (a),(b),(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부의 감지범위에 포함된 사다리꼴 형태의 데이터를 통해 출입자의 상태를 파악하는 것을 나타내는 도면, 도 8의 (a),(b),(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서의 감지되는 길이변화 데이터를 통해 장애물의 위치와 크기 및 형태를 파악하는 것을 나타내는 도면, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서의 감지되는 미세한 진동에 의한 길이변화 데이터를 통해 피난구의 뒤틀림 여부를 파악하는 것을 나타내는 도면, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서의 감지되는 출력후 반사된 적외선의 위상차 값을 통해 화재로 인한 연기의 양을 파악하는 것을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 피난구 유도등(100)을 구비한 구조시스템은, 신호처리장치와 수신기를 구비한 피난구 유도등(100), 관제서버(200) 및 구급대서버(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 피난구 유도등(100)은, 센서부(110), 센서조절부(120), 전원부(130), 신호처리장치(140), 수신기(150), 조명부(160), 및 제어부(170)를 포함하여 구성된다.

센서부(110)는 적어도 2개의 물체인식센서(111)로 구성된 것으로서, 적어도 2개의 물체인식센서는 피난구 유도등(100)의 하부에 구비되며 적외선 센서로 이루어질 수 있다. 물체인식센서는, 이미지나 동작 등을 토대로 출입하는 사람을 감지하여 출입인원수를 카운팅하는 인체감지기능, 출입하는 사람의 형상 및 치수와 피난구(출입문) 바닥까지의 거리변화를 측정할 수 있는 거리변화감지기능, 장애물의 유무 및 장애물의 크기와 형태를 예측하는 장애물예측기능, 지진발생이나 가해지는 충격력에 의한 피난구의 뒤틀림을 거리변화 강도를 통해 유추해내는 기능, 화재로 인한 연기의 농도량을 측정할 수 있는 연기농도측정기능을 갖도록 구비된다. 본 발명에서는 비록 물체인식센서로 적외선 센서만을 예시하였으나 이에 국한되는 것이 아님은 명백하다. 이때, 거리변화감지기능은 주적용되고 기타 나머지 감지기능이 복합적용되어 피난구 출입인원에 대한 정보나, 장애물 여부, 피난구 뒤틀림, 연기 농도량 등을 측정 및 예측된다.

센서부에서 감지된 신호값은 수신기에서 계수되고 제어부에서 제어되어 신호선을 따라 관제서버로 전송된다. 이때, 신호선은 기설치된 전선을 이용할 수 있다.

센서조절부(120)는 물체인식센서를 피난구의 크기에 따라 인식이 가능한 범주내에 위치하도록 회전각도를 조절시키는 것으로, 물체인식센서(111)가 고정부착되는 회동부(121)와 회동부(121)가 회전가능하도록 맞춤결합되는 결합부(123)로 구성될 수 있다. 회동부와 결합부의 상대적인 회전이 용이하도록 볼베어링이 구비될 수 있음은 물론이다.

여기서, 회동부(121)는 물체인식센서가 고정부착되는 하부면(121a), 원중심에 축홀(미도시)을 구비한 반원형의 양 측면, 방사상으로 돌출된 다수개의 톱니(121c)를 구비한 호형 테두리상부면으로 구성되고, 회동부(121)의 축홀에는 고정축(C)이 끼움되고 회동부는 고정축(C)을 회전축으로 하여 좌우방향으로 소정각도 회전가능하게 구비된다.

결합부(123)는 회동부(121)가 안착되어 상대적으로 회전하도록 피난구 유도등(100)의 내측에 고정구비되는 것으로, 원중심에 고정축(C)을 구비한 소정치수의 반원형의 측면과, 측면의 호형테두리를 따라 소정 높이를 갖는 테두리면이 형성되고, 테두리면의 내측으로는 회동부(121)의 방사상으로 돌출된 다수개의 톱니(121c)에 대응되는 다수개의 톱니(123c)가 돌출형성되어 있다.

여기서, 회동부의 톱니와 결합부의 톱니는 서로 맞춤결합되되 외부에서 인가되는 회전력에 의해서는 상대적 회전이 가능하도록 각각의 톱니의 높이가 구비되는 것이 바람직하다. 이는 피난구 크기에 따라 결정된 센서 위치가 자유롭게 변동되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 회동부와 결합부의 일단에 각각 한계각 고정 톱니(121d, 123d)를 설치하여 회전각도가 특정 크기 이상이 될 경우 더이상 회전이 불가하도록 함으로써, 피난구 크기에 따른 피난구 유도등 설치 크기를 규정할 수 있도록 한다.

전원부(130)는 주전원과 예비전원으로 나뉘어 주전원은 상시 전원을 공급하고 예비전원은 비상시 주전원의 공급이 차단되었을 때에도 전원 공급을 지속적으로 유지되도록 한다. 이때, 인가되는 전류는 3상 병렬구조의 교류전원이 인가되도록 하며, 통상의 조명부로 인가되는 회로와 신호처리장치로 인가되는 회로로 나누어진다.

수신기로 연결되는 전선은 예비전원과 2개의 적외선 센서에 릴레이로 연결되어, 주전원이 정상작동 할때는 예비전원에는 전기가 들어오지 않아 동작하지 않고 두 적외선 센서만이 동작하여 수신기에서 두 적외선 센서의 동작만 인식하도록 할 수 있다. 또한, 수신기에서 적외선 센서의 전압에 의해 센서부의 릴레이가 동작하도록 할 수도 있다. 이때, 피난구 유도등의 주전원의 고장으로 예비전원이 동작할 시 반대로 릴레이가 동작하게 된다. 이와 같은 방식으로 예비전원까지 고장날 시 3번째 릴레이를 통해 수신기까지 고장 정보를 전기적으로 전달할 수 있게 된다.

신호처리장치(140)는 3상 권선만으로 신호전달을 하는 것으로, 카운팅 센서에 인가되는 교류전류를 직류로 만들기 위한 컨버터 역할을 수행하도록 구비되는 변압기(1)와 정류기(2), 정류기(2)에서 나온 전류분의 대역폭을 조절하여 섞여나오는 고조파를 필터링하도록 구비되는 주파수 정류회로인 LC필터(3), 수신기에서의 신호처리를 위한 모셋회로(4,6), 출입인원수 파악을 위한 출입카운팅을 전류의 인가와 차단으로 신호가 아닌 회로로 표현한 카운팅센서 회로(5), 인가된 직류를 다시 교류로 바꾸어주는 인버터회로(7) 등으로 구성된다.

수신기(150)는 전류의 인가 및 차단을 인식하고 이를 +1과 -1의 신호로 변환하여 데이터로 저장하도록 하는 것으로, 전류의 인가와 차단에 따라 반응하는 전자회로를 구비하여, 전기가 입력되면 제어부를 통해 +1의 신호 데이터로 변환하고, 한시(Time delay)동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하고, 이와 같이 전기적 회로해석에 의한 +1 또는 -1로 변환하여 저장된 신호 데이터 정보를 기설치된 전선을 통해 이를 신호선으로하여 관제서버(200)의 수신부로 실시간 또는 일정주기별로 송부한다.

이와 같이 피난구유도등(100)의 수신기에서의 관제서버(200)로의 데이터 정보전송이 기건축물의 전선을 통해 이루어지도록 하게 됨에 따라, 피난구유도등(100)의 제어부와 수신기에서 가산되어 복합적으로 종합된 정보는 관제서버로 실시간 저장되므로 데이터 정보의 유실이나 무선 전송에 의한 혼선에 따른 위치나 정보의 혼재 등의 문제발생이 일어나지 않게 된다.

본 발명의 이와 같은 특성은, 각 유도등에 신호단말을 부착하고 송수신장비를 이용하여 앱으로 상황을 알려주는 선행기술이 갖는 문제점인 개별적으로 앱으로 신호가 보내지므로 발생하는 혼선 및 고장에 취약한 점, 더욱이 각 유도등에 신호단말을 장착해야 함에 따른 가격 상승 및 피난자는 구비한 스마트폰 등에 앱을 깔아야 이용가능하다는 불편함 등이 발생하지 않는다는 것이 큰 특징이다.

여기서, 수신기에서의 출입인원 카운팅 방식을 전류의 인가와 차단에 따라 반응하는 전자회로 이외에 모터 또는 스위칭회로를 이용하여 신호 데이터 정보를 얻을 수 있음은 물론이다. 즉, 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 시계방향으로 회전시키며 이를 +1의 신호 데이터로 변환하고, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 반시계방향으로 회전시키며 이를 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅 할 수 있다.

이외에 전류의 인가와 차단에 따라 반응하는 다양한 카운팅 방식을 접목할 수 있음은 물론이다.

관제서버(200)의 수신부로 송부된 신호 데이터 정보는 실시간으로 또는 일정주기 단위로 DB부(220)에 저장된다.

조명부(160)는 점멸이 가능한 하나 이상의 다색 LED 램프를 구비한 것으로, 화재 등 비상사태 발생시에 제어부(170)의 제어신호에 따라 점멸동작이 제어되도록 구비될 수 있다.

또한, 피난구 유도등의 하단부에 구비된 GREEN과 RED의 LED램프를 구비하고 이를 예비전원의 상태표시로 하여 교류전원의 감시램프의 정상작동여부를 파악할 수 있도록 한다. 즉, 주전원이 ON되어 LED 및 교류전원의 감시램프가 점등되고 예비전원의 램프가 GREEN으로 점등된 경우에는 피난구 유도등이 정상작동되고 있음을 수신기를 통해 표시하며, 주전원이 OFF되어 LED 및 교류전원의 감시램프가 소등되고 예비전원의 램프가 GREEN으로 점등된 경우에는 예비전원에 의해 피난구 유도등에 오류가 있음을 수신기를 통해 표시하며, 주전원이 OFF되어 LED 및 교류전원의 감시램프가 소등되고 예비전원의 램프가 RED로 점등된 경우에는 피난구 유도등에 작동오류가 있음을 수신기를 통해 표시되도록 한다.

제어부(170)는 센서부(110)에서 실시간으로 감지된 데이터가 신호처리장치(140)와 수신기(150)에서 회로적으로 해석되도록 제어하며, 카운팅된 신호 데이터 정보가 수신기(150)를 통해 관제서버(200)의 수신부(210)를 거쳐 DB부(220)에 실시간으로 또는 일정주기단위로 적절하게 저장되도록 한다. 또한, 제어부(170)는 관제서버(200)의 중앙제어부(240)와 연계되어 전원부(130)의 상태 및 센서부(110), 신호처리장치(140)와 수신기(150)의 상태를 제어받도록 구비될 수 있다.

관제서버(200)는 수신기(150)로부터 신호 데이터를 수신하는 수신부(210), 수신받은 신호 데이터 정보를 실시간으로 또는 일정주기별로 저장하는 DB부(220), 이들 정보를 디스플레이하여 체크하는 모니터링부(230) 및 건물의 전력 및 이들 구성요소들의 동작을 제어하고, 수신기(150)로부터 수신한 신호 데이터 정보 및 건물의 화재발생 여부, 건물의 구조도면 정보 등을 구급대서버(300) 또는 관리자에 전송하도록 제어하는 중앙제어부(240)로 구성될 수 있다. 관리자와는 앱으로 연동되도록 구비될 수 있다.

이와 같이 관제서버(200)가 실시간으로 또는 일정주기단위로 전선을 통해 수신기(150)로부터 신호 데이터를 수신하고 모니터링하며 체크함으로써, 화재발생 여부나 출입인원 체크 뿐만 아니라, 건물의 전력 및 피난구 유도등의 이상유무 등을 실시간 체크가 가능하며 이상이나 고장발생시 해당 정보를 관리자에게 실시간으로 전송하여 관리자가 신속하고 스마트하게 시설관리를 할 수 있도록 한다.

구급대서버(300)는 이동통신망을 통해 연결되어 데이터를 주고받는 것이 가능한 것으로, 구급대원의 단말기나 스마트폰 등이 이에 속한다.

일예로, 구급대원은 소지한 단말기 또는 스마트폰으로 관제서버(200)가 전송한 구조신호를 수신하고, 건물내의 잔류자 위치와, 해당 위치에 잔류된 잔류인원수와, 잔류자의 신체적 상태 즉, 아동인지 또는 성인인지 또는 환자인지 등의 상태와, 피난구의 상태 즉, 장애물이 있는지 또는 장애물의 크기나 형태가 어떠한지 또는 피난구의 뒤틀림이 있는지와, 피난구 주변에 연기량 상태 및 분포가 어떠한지 등을 파악할 수 있으며, 그에 맞추어 구조장비를 준비할 수 있게 된다.

이하, 도 2와 도 3을 참조하여 피난구 유도등에서의 신호처리장치와 수신기가 작동되어 카운팅되는 동작을 설명하면 다음과 같다.

정상작동하는 경우에는, 인가된 3상 교류가 변압기(1)와 정류기(2)를 거쳐 직류전기로 변환되고, 사람이 피난구(출입구)를 통해 실외로 나가게 되면, 4번 회로에 전류가 인가된 후 일시적으로 전류가 차단되고, 이어서 6번 회로가 차단되고 수신기에 전류가 일시적으로 차단된다. 이때 수신기는 일시적으로 차단된 한시동작된 전기를 인식하여 이를 -1로 계산하고 이를 기록한다.

모터가 사용된 경우에는, 수신기가 일시적으로 차단된 한시동작된 전기를 인식하여 모터를 반시계방향으로 회전시켜 -1로 계산하고 이를 기록한다.

역으로, 사람이 피난구(출입구)를 통해 실내로 들어오게 되면, 4번 회로가 단락되면서 전류가 차단되고, 이어서 6번 회로에 전기가 인가되면서 전류가 공급된다. 이어 6번 회로를 거친 전류는 7번회로에서 직류가 교류로 변환하면서 수신기에서는 역전류가 감지된다. 이때 수신기는 공급된 전기를 인식하여 이를 +1로 계산하고 이를 기록한다.

모터가 사용된 경우에는, 수신기가 역전류 전기를 인식하여 모터를 시계방향으로 회전시켜 +1로 계산하고 이를 기록한다.

기록된 데이터 정보는 신호선을 통해 관제실의 관제서버로 보내고 이는 DB부에 저장된다.

작동오류인 경우에는, 전류 공급이 차단되어 작동오류가 발생하게 되면, 수신기가 이를 감지하여 오류로 관측하고 이를 관제실의 관제서버로 보내 후속조치를 취할 수 있도록 한다.

도 4, 도 5 및 도 6은 피난구 유도등에 장착된 센서부 및 피난구의 크기치수에 따라 피난구 유도등에서의 센서부의 회전각도가 조정되는 것을 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 피난구 유도등(100)의 하부에는 적어도 2개의 물체인식센서(110)가 감지방향이 교차되도록 구비되어, 각 물체인식센서로부터 피난구 하단까지의 수직거리(h)와 물체인식센서가 감지하는 방향으로의 경사거리(L) 및 피난구 하단에서 수직거리와 경사거리와의 간격차이(d)를 통해 물체인식센서의 회전각도를 조정하고 계산하여 피난구 전체범위를 감지할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 비록 하나의 피난구 유도등에 2개의 물체인식센서만을 도시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며, 3개 이상을 구비할 수도 있음은 물론이다. 또한, 피난구의 크기에 따라 2개 이상의 피난구 유도등을 설치할 수도 있다.

도 7의 (a),(b),(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부의 감지범위에 포함된 사다리꼴 형태의 데이터를 통해 출입자의 상태를 파악하는 것을 나타내는 구조시스템 도면으로, 물체인식센서의 허용 범위와 데이터 최적화를 이용할 수 있다.

즉, 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와, 센서부의 2개의 물체인식센서의 최대 허용범위에 노출된 신체의 최소면적과 최대면적을 선형 모델링하여 만들어진 사다리꼴 형태의 최적화된 정규 데이터와 사전에 축적된 데이터의 유사도를 비교분석하여 출입자의 형태 및 상태를 파악하는 것이다.

일예로, 물체인식센서의 교차위치가 정해지고 센서로부터 피난구 하단까지의 수직거리(h)와 경사거리(L) 및 간격차이(d) 값이 동일한 피난구에서, 2개의 적외선 센서가 출입자의 이동에 따라 순차적으로 검출하게 되는 출력값과 반사값의 위상차 및 반사되어 돌아오는 거리변화로부터 감지하는 출입자의 세로방향 키높이, 가로방향의 최대 너비폭, 최상부지점의 최소 너비폭에서 폭변화가 크게 나는 지점까지의 높이와 이들 각각의 너비를 두변으로 하는 사다리꼴 형태로부터 아동여부, 성인여부, 환자여부를 파악할 수 있게 된다.

아동의 경우는 키높이(h1), 최대 너비폭(d1), 최소 너비폭(r1) 및 높이(t1) 및 어느 한 빗변의 길이(s1)를 아동 데이터로 한다. 성인의 경우는 키높이(h2), 최대 너비폭(d2), 최소 너비폭(r2) 및 높이(t2) 및 어느 한 빗변의 길이(s2)를 성인 데이터로 하고, 환자의 경우는 키높이(h3), 최대 너비폭(d3), 최소 너비폭(r3) 및 높이(t3) 및 어느 한 빗변의 길이(s3)를 휠체어탄 환자 데이터로 한다.

이때, 사전에 축적된 데이터와의 유사도를 비교분석하여 딥러닝기술로 출입자의 형태와 상태를 파악 예측한다.

마찬가지로, 도 8의 (a),(b),(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서 감지되는 길이변화 데이터를 통해 피난구에 위치한 장애물의 위치와 크기 및 형태를 파악하는 것을 나타낸다.

즉, 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와, 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 피난구 하단까지의 출력값과 반사값의 위상차 및 거리변화와 무접점 시정수 미분회로를 이용하여 시간 지연을 통해 장애물의 여부를 파악하고, 장애물에 반사되어 돌아오는 길이와 허용 범위를 이용하여 장애물의 크기와 형태를 예측하는 것이다.

이때, 장애물의 여부 및 크기와 형태는, 물체인식센서의 교차위치가 정해지고 센서로부터 피난구 하단까지의 수직거리(h), 경사거리(L)와 경사각(θ) 및 간격차이(d) 값이 정해진 피난구에서, 2개의 적외선 센서가 출력값과 반사값의 위상차 및 거리변화와 무접점 시정수 미분회로를 이용하여 시간 지연을 통해 장애물의 여부를 파악하고 장애물에 반사되어 돌아오는 길이와 허용 범위를 이용하여 장애물의 크기와 형태를 예측한다.

이것 역시 사전에 축적된 데이터의 유사도를 비교분석하여 딥러닝기술로 보다 정확하게 예측할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등의 센서부에서의 감지되는 미세한 진동에 의한 길이변화 데이터를 통해 피난구의 뒤틀림 여부를 파악하는 것을 나타낸 것으로, 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와, 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 동시에 측정되는 거리변화 및 출력후 피난구 하단에서의 반사되어 돌아오기까지의 시간차를 이용하여 피난구의 뒤틀림 여부를 파악한다.

여기서, 미세한 진동은 지진시 발생되는 흔들림으로 나타나는 거리변화를 2개의 적외선 센서가 측정한다. 이때, 2개의 센서가 동시에 변하게 되므로 사람의 출입에 의한 거리 변화가 아님을 파악할 수 있고, 이를 통해 별도의 진동감지센서 없이도 지진발생 여부나 외부에서 가해진 충격여부를 파악할 수 있게 된다.

또한, 피난구에서 물체인식센서의 교차위치가 정해지고 센서로부터 피난구 하단까지의 수직거리(h), 경사거리(L)와 경사각(θ) 및 간격차이(d) 값이 정해진 상태에서, 2개의 적외선 센서가 감지하는 적외선이 출력후 피난구 하단에서의 반사되어 돌아오기까지의 시간차 및 이로부터 계산되는 거리변화를 통해 피난구 문의 뒤틀림 상황을 판단할 수 있게 된다.

더욱이 이와 같은 상황에서 출입하는 사람이 없게 되면 피난구 문이 열리지 않아 대피를 못한 상황임을 유추할 수 있게 된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 피난구 유도등에서 센서부에서 감지되는 출력후 반사된 적외선의 위상차 값을 통해 화재로 인한 연기의 양을 파악하는 것을 나타낸 것으로, 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와, 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 출력후 반사된 적외선의 위상차 값을 통해 연기로 인해 발생되는 리플을 검출하고, 리플의 전압강하와 고조파 값을 통해 연기 농도를 예측하는 것이다.

즉, 물체인식센서로부터 조사된 적외선이 지면에 반사되어 돌아올 때 연기로 인해 리플이 발생하게 되는데, 이의 전압강하와 고조파를 정해진 라플라스 값에 따라 연기 농도를 예측한다. 이때 리플의 고조파 측정은 R-C 공진 필터의 가변 대역폭을 이용하여 변화율을 라플라스 변환으로 구한다.

리플은 원파형에 3,5,7… 등의 고조파가 섞여 들어가면서 나타나는 현상으로, 이는 화재에 의해 연기 농도가 진해질수록 적외선 센서의 발광부에서 나와 반사되어 수광부로 돌아오는 과정에서 탄소입자 등 무거운 입자에 의해 적외선이 간섭을 받게 되고 원파형이 어긋나 파형이 깨지면서 나타나는 현상이다.

이는 홀수 고조파가 다양한 크기로 섞이게 됨을 의미하고 BANDWITH 회로(R-C회로와 같은)를 만들어 특정 주파수들은 통과시키지 못하게 만든다. 이때 통과되지 못한 해당 주파수들은 원파형에 섞여있어 측정이 불가한 형태에서 이제는 측정이 가능하게 3차, 5차, 7차 등 분열되어 SIN파 형태를 이루는데 이때의 크기들을 실험 데이터를 통해 얻은 결과값에 따라 범위에 해당하면 그 농도를 예측할 수 있는 전기회로적 해석으로 농도를 측정할 수 있게 된다.

이와 같이 농도까지 확인할 수 있는 방법은 자욱한 연기로 인해 빛 반사가 안되어 관측하는 연기 경보기하고는 해결하는 방법 측면에서 큰 차이가 있고, 현재 농도까지 확인할 수 있는 방법이 화학 반응을 통한 관측방법이 있지만 이는 소모품이라는 점과 전기만으로는 구별할 수 없다는 점에서 차이가 있다.

본 발명의 기술의 원천은 회로 해석적 관점으로 기건축물에 설치된 전선을 이용한 것으로 신호선 가설없이 3상 권선만으로 신호체계 전달이 가능한 신호처리장치(PCB회로)와 가산 수신기를 기반으로 한다. 가산 수신기는 전기의 인가, 차단을 인식하고 이를 +1, -1의 신호로 변환하여 데이터를 저장하고 축적시켜 최종 결과값을 도출할 수 있도록 한다. 또한, 신호처리장치는 본 발명의 기술을 실행하는데 최소 부피와 최소 가격으로 높은 효율을 만든다.

본 발명에서는 비록 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 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.

1: 변압기 2: 정류기
3: LC필터 4,6: 모셋회로
5: 카운팅센서 회로 7: 인버터회로
100: 피난구 유도등 110: 센서부
120: 센서조절부 130: 전원부
140: 신호처리장치 150: 수신기
160: 조명부 170: 제어부
200: 관제서버 300: 구급대서버

Claims (23)

1. 신호처리장치와 수신기를 구비한 피난구 유도등(100);
   관제서버(200); 및
   구급대서버(300);를 포함하여 구성되며,
   상기 피난구 유도등(100)은,
   적어도 2개의 물체인식센서로 구성되는 센서부(110);
   상기 센서부(110)의 회전각도를 조절하는 센서조절부(120);
   3상 교류전원을 인가하는 전원부(130);
   3상 권선만으로 신호전달을 하는 신호처리장치(140);
   전류의 인가 및 차단을 인식하고 이를 +1과 -1의 신호로 변환하여 데이터로 저장하는 수신기(150); 및
   이들 구성요소를 제어하는 제어부(170);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
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3. 제1항에 있어서,
   상기 신호처리장치(140)는,
   카운팅 센서에 인가되는 교류전류를 직류로 만들기 위한 컨버터 역할을 수행하도록 구비되는 변압기(1)와 정류기(2);
   상기 정류기(2)에서 나온 전류분의 대역폭을 조절하여 섞여나오는 고조파를 필터링하도록 구비되는 주파수 정류회로인 LC필터(3);
   상기 수신기(150)에서의 신호처리를 위한 모셋회로(4,6);
   출입인원수 파악을 위한 출입카운팅을 전류의 인가와 차단으로 신호가 아닌 회로로 표현한 카운팅센서 회로(5); 및
   인가된 직류를 다시 교류로 바꾸어주는 인버터회로(7);로 구성되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 수신기(150)는,
   전류의 인가와 차단에 따라 반응하는 전자회로, 또는 모터 또는 스위칭회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 수신기(150)는,
   전기가 입력되면 제어부를 통해 +1의 신호 데이터로 변환하고, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하거나, 또는
   전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 시계방향으로 회전시키고 +1의 신호 데이터로 변환하며, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 반시계방향으로 회전시켜 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 수신기(150)는, +1 또는 -1로 변환하여 저장된 신호 데이터 정보를 상기 관제서버(200)의 수신부로 송부하며,
   송부된 신호 데이터 정보는 실시간 또는 일정주기 단위로 DB부(220)에 저장되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 피난구 유도등(100)은,
   점멸이 가능한 하나 이상의 다색 LED 램프를 구비한 조명부(160)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 센서부(110)의 적어도 2개의 물체인식센서는 적외선 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 센서부(110)의 적어도 2개의 물체인식센서는,
   이미지나 동작 등을 토대로 출입하는 사람을 감지하여 출입인원수를 카운팅하는 인체감지기능, 출입하는 사람의 형상 및 형태치수와 피난구 바닥까지의 거리변화를 측정할 수 있는 거리변화감지기능, 장애물의 유무 및 장애물의 크기와 형태를 예측하는 장애물예측기능, 지진발생이나 가해지는 충격력에 의한 피난구의 뒤틀림을 거리변화 강도를 통해 유추해내는 기능, 화재로 인한 연기의 농도량을 측정할 수 있는 연기농도측정기능을 구비한 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 센서조절부(120)는,
    상기 물체인식센서가 고정부착되는 회동부와, 상기 회동부가 회전가능하도록 맞춤결합되는 결합부로 구성되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 센서조절부(120)의 회동부와 결합부는 서로 맞춤결합되는 톱니를 각각 구비하고, 상기 회동부와 결합부의 일단에는 각각 한계각 고정 톱니가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 전원부(130)는 조명부로 인가되는 회로와 상기 신호처리장치(140)로 인가되는 회로로 나누어지며,
    상기 수신기(150)로 연결되는 전선은 예비전원과 2개의 적외선 센서에 릴레이로 연결되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버(200)는,
    상기 피난구 유도등(100)의 수신기(150)로부터 신호 데이터 정보를 수신하는 수신부(210);
    수신받은 신호 데이터 정보를 일정주기별로 저장하는 DB부(220);
    이들 정보를 디스플레이하여 체크하는 모니터링부(230); 및
    건물의 전력 및 구성요소의 동작을 제어하고 수신한 신호 데이터 정보 및 건물의 화재발생 여부, 건물의 구조도면 정보를 상기 구급대서버(300)에 전송하도록 제어하는 중앙제어부(240);로 구성되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
14. 적어도 2개의 물체인식센서로 구성되는 센서부(110);
    3상 교류전원을 인가하는 전원부(130);
    3상 권선만으로 신호전달을 하는 신호처리장치(140); 및
    전류의 인가 및 차단을 인식하고 이를 +1과 -1의 신호로 변환하여 데이터로 저장하는 수신기(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등.
15. 제14항에 있어서,
    상기 신호처리장치(140)는,
    카운팅 센서에 인가되는 교류전류를 직류로 만들기 위한 컨버터 역할을 수행하도록 구비되는 변압기(1)와 정류기(2);
    상기 정류기(2)에서 나온 전류분의 대역폭을 조절하여 섞여나오는 고조파를 필터링하도록 구비되는 주파수 정류회로인 LC필터(3);
    상기 수신기(150)에서의 신호처리를 위한 모셋회로(4,6);
    출입인원수 파악을 위한 출입카운팅을 전류의 인가와 차단으로 신호가 아닌 회로로 표현한 카운팅센서 회로(5); 및
    인가된 직류를 다시 교류로 바꾸어주는 인버터회로(7);로 구성되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등.
16. 제14항에 있어서,
    상기 수신기(150)는,
    전류의 인가와 차단에 따라 반응하는 전자회로, 또는 모터 또는 스위칭회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등.
17. 제16항에 있어서,
    상기 수신기(150)는,
    전기가 입력되면 제어부를 통해 +1의 신호 데이터로 변환하고, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하거나, 또는
    전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 시계방향으로 회전시키고 +1의 신호 데이터로 변환하며, 한시동작된 전기가 입력되면 제어부를 통해 모터를 반시계방향으로 회전시켜 -1의 신호 데이터로 변환하여 저장하는 방식으로 출입인원을 카운팅하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등.
18. 제17항에 있어서,
    상기 수신기(150)는, +1 또는 -1로 변환하여 저장된 신호 데이터 정보를 관제서버로 송부하며, 송부된 신호 데이터 정보는 구급대서버에 제공하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등.
19. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 물체인식센서는,
    피난구 전체범위를 감지할 수 있도록, 각 물체인식센서로부터 피난구 하단까지의 수직거리(h)와 각 물체인식센서가 감지하는 방향으로의 경사거리(L) 및 피난구 하단에서 수직거리와 경사거리와의 간격차이(d)를 통해 회전각도가 조정되는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등.
20. 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,
    상기 센서부의 2개의 물체인식센서의 최대 허용범위에 노출된 신체의 최소면적과 최대면적을 선형 모델링하여 만들어진 사다리꼴 형태의 정규 데이터와 사전에 축적된 데이터의 유사도를 비교분석하여 출입자의 형태 및 상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
21. 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,
    상기 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 피난구 하단까지의 출력값과 반사값의 위상차 및 거리변화와 무접점 시정수 미분회로를 이용하여 시간 지연을 통해 장애물의 여부를 파악하고, 장애물에 반사되어 돌아오는 길이와 허용 범위를 이용하여 장애물의 크기와 형태를 예측하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
22. 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,
    상기 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 동시에 측정되는 거리변화 및 출력후 피난구 하단에서의 반사되어 돌아오기까지의 시간차를 이용하여 피난구의 뒤틀림 여부를 파악하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.
23. 적어도 2개의 물체인식센서로 구성된 센서부와,
    상기 센서부의 2개의 물체인식센서로부터 출력후 반사된 적외선의 위상차 값을 통해 연기로 인해 발생되는 리플을 검출하고, 리플의 전압강하와 고조파 값을 통해 연기 농도를 예측하는 것을 특징으로 하는 회로적 해석을 통한 재난 복합 모니터링이 가능한 피난구 유도등을 이용한 구조시스템.

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