KR102383510B1 - SYSTEM AND METHOD FOR FIRE DETECTION USING POWER LINE COMMUNICATION AND IoT - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템은, 적어도 하나의 벽 포트 또는 상기 벽 포트에 연결되는 적어도 하나의 멀티탭포트에 각각 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 IoT 센서와, 상기 IoT 센서에 의해 측정된 값에 기초하여 IoT 노드 데이터를 생성하고, 생성된 IoT 노드 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 IoT 통신부를 포함하는, 적어도 하나의 IoT 노드; 및 상기 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, 상기 IoT 노드 데이터에 기초하여 화재를 감지하는 지능형 분전반을 포함한다.The fire detection system according to an embodiment of the present invention includes an IoT sensor installed in at least one wall port or at least one multi-tap port connected to the wall port, respectively, for measuring at least one of current consumption and temperature; at least one IoT node, including an IoT communication unit that generates IoT node data based on a value measured by an IoT sensor and transmits the generated IoT node data by a power line communication method; and an intelligent distribution board that is connected to the wall port through a power line and detects a fire based on the IoT node data.
Description
본 발명은 전력선 통신 및 IoT를 이용한 화재 감지 시스템 및 화재 감지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fire detection system and a fire detection method using power line communication and IoT.
발전소에서 생성된 전력은 전송 손실을 감소시키기 위해 변전소에서 승압되어 전송된 후, 도시, 마을, 공장 등 전력이 사용될 장소의 부근에서 예를 들어 220V의 저압으로 강압되어 공급된다. 공급된 전력은 건물의 분전반을 거쳐 각 방의 벽 포트(콘센트)로 공급되며, 이에 따라 사용자는 전기 기기의 전원선을 벽 포트에 직접 연결하거나, 멀티탭을 통해 벽 포트에 연결함으로써 전력을 사용할 수 있게 된다.Power generated in the power plant is boosted and transmitted at the substation to reduce transmission loss, and then is supplied by being step-down at a low voltage of 220V, for example, in the vicinity of a place where power will be used, such as a city, town, or factory. The supplied power is supplied to the wall port (outlet) of each room through the building's distribution board. Accordingly, the user can use the power by directly connecting the power line of the electric device to the wall port or by connecting it to the wall port through a multi-tap. do.
이러한 전력의 사용 과정에서 전력선, 전원선, 분전반 등 전력 공급 부품이 불량이거나 노후되어 절연이 되지 않거나, 사용자가 정격 전력 이상의 전력을 사용하는 등의 이유로 화재가 발생하고 있다. 이러한 화재로 인한 인명 피해와 재산 피해가 심각하여 화재에 대한 우려가 날로 커지고 있는 실정이다. In the process of using such power, power supply parts such as power lines, power lines, and distribution boards are defective or deteriorated and thus not insulated, or fires occur due to the user's use of power exceeding the rated power. Due to the serious damage to human life and property due to such fires, concerns about fires are increasing day by day.
이와 같은 화재를 감지하기 위해 기존의 통신 네트워크를 이용한 다양한 장치가 개발되고 있다. 그러나, 화재가 발생하게 되어 통신 네트워크가 동작하지 않으면, 화재를 감지하기 위한 장치 또한 동작할 수 없게 된다.In order to detect such a fire, various devices using an existing communication network have been developed. However, when a fire occurs and the communication network does not operate, the device for detecting the fire also becomes inoperable.
이와 관련하여, 한국등록특허 제 10-1984291호는, 건물 내부의 천정에 설치되는 하우징(80)과; 상기 하우징에 설치되며 상기 건물 내부의 화재를 감지하는 화재 센서(10)와; 상기 하우징에 설치되며 상기 화재 센서에 의한 화재 감지 시 화재 발생 지역을 촬영하는 카메라(30)와; 상기 하우징에 설치되며 상기 화재 센서 주변의 열을 감지하는 온도 센서(20)와; 상기 카메라를 승강시키는 승강부(70)와; 상기 화재 센서에 의한 화재 감지 신호와 온도 센서에 의해 감지되는 온도 값과 상기 카메라에 의해 촬영되는 영상 신호를 원거리의 소방 관제 센터와 지정된 거주자의 단말기에 화재 상황의 모니터링 정보로 제공하는 통신부(40)와; 상기 화재 센서에 의한 화재 발생 신호를 통해 화재를 판단한 상태에서 상기 온도 센서에 의해 감지되는 온도 값을 근거로 하여 상기 승강부를 제어함으로써 상기 카메라를 상기 하우징의 외부에서 내부로 이동시켜 화재로부터 보호하여 촬영이 가능하도록 하는 컨트롤러(50)를 포함하는 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템을 개시한다.In this regard, Korean Patent Registration No. 10-1984291 discloses, a housing 80 installed on the ceiling inside a building; a fire sensor (10) installed in the housing and detecting a fire inside the building; a
그러나, 상기 특허는 화재 감지 신호와 온도 값과 영상 신호를 원거리의 소방 관제 센터와 지정된 거주자의 단말기에 화재 상황의 모니터링 정보로 제공하기 위해 기존의 통신 네트워크를 이용하며, 이러한 일반적인 통신 네트워크는 화재 발생시 작동하지 않을 가능성이 높아, 전체 시스템 또한 동작하지 않을 수 있다.However, the above patent uses an existing communication network to provide fire detection signals, temperature values, and video signals as monitoring information of fire conditions to remote fire control centers and terminals of designated residents. Chances are it won't work, and the whole system might not work as well.
전원선을 사용하는 전력선 통신은 별도의 통신망 없이 쌍방향 통신네트워크를 구축할 수 있는 기술이다. 그러나 잡음, 왜곡, 감쇄 등 기술적 문제가 해결되지 않아 통신망으로는 제한적으로만 사용되어졌다. 즉, 다른 통신네트워크는 통신장비의 전원이 공급되는 상황에서만 동작하며 화재 등에 의해서 전원이 턴오프 되면 동작하지 않는다. 그러나 전력선 통신은 상시 연결되어 있는 전원선으로 동작하므로 화재시 다른 통신네트워크에 비하여 적은 영향을 받는다. 또한 다른 통신네트워크는 통신선에 연결되지 않은 전자기기는 감지가 되지 않으나 전력선 통신은 전원선만 연결되어 있으면 감지가 가능하다.Power line communication using a power line is a technology that can establish a two-way communication network without a separate communication network. However, as technical problems such as noise, distortion, and attenuation were not solved, it was used only limitedly as a communication network. That is, other communication networks operate only when the power of the communication equipment is supplied and do not operate when the power is turned off due to fire or the like. However, since power line communication operates with a power line that is always connected, it is less affected than other communication networks in case of fire. Also, in other communication networks, electronic devices not connected to the communication line cannot be detected, but power line communication can be detected if only the power line is connected.
본 발명의 실시예는, 전력선 통신과 IoT를 이용하여, 화재 발생시에도 동작 가능한 화재 감지 시스템 및 화재 감지 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a fire detection system and a fire detection method that can be operated even when a fire occurs using power line communication and IoT.
본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템은, 적어도 하나의 벽 포트 또는 상기 벽 포트에 연결되는 적어도 하나의 멀티탭포트에 각각 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 IoT 센서와, 상기 IoT 센서에 의해 측정된 값에 기초하여 IoT 노드 데이터를 생성하고, 생성된 IoT 노드 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 IoT 통신부를 포함하는, 적어도 하나의 IoT 노드; 및 상기 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, 상기 IoT 노드 데이터에 기초하여 화재를 감지하는 지능형 분전반을 포함한다.The fire detection system according to an embodiment of the present invention includes an IoT sensor installed in at least one wall port or at least one multi-tap port connected to the wall port, respectively, for measuring at least one of current consumption and temperature; at least one IoT node, including an IoT communication unit that generates IoT node data based on a value measured by an IoT sensor and transmits the generated IoT node data by a power line communication method; and an intelligent distribution board that is connected to the wall port through a power line and detects a fire based on the IoT node data.
상기 IoT 노드 데이터는, 상기 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드의 위치 및 연결 상태를 나타내는 노드레벨 필드와, 상기 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드가 설치된 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 동작 상태를 나타내는 필드와, 상기 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드가 설치된 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 소모전류 및 온도를 나타내는 필드를 포함할 수 있다.The IoT node data includes a node-level field indicating the location and connection state of the IoT node generating the IoT node data, and a field indicating the operation state of a wall port or multi-tap port in which the IoT node generating the IoT node data is installed; , a field indicating the current consumption and temperature of a wall port or a multi-tap port in which an IoT node generating the IoT node data is installed.
상기 노드레벨 필드는, 룸 레벨, 벽포트 레벨, 하나 이상의 장치 레벨을 포함할 수 있다.The node level field may include a room level, a wall port level, and one or more device levels.
상기 IoT 통신부는, 상기 IoT 노드가 설치된 위치에 따라 상기 룸 레벨 및 상기 벽포트 레벨의 값과, 상기 하나 이상의 장치 레벨의 값을 선택적으로 설정하고, 상기 IoT 노드가 설치된 위치에 다른 장치가 연결되었는지에 따라, 상기 설정된 최종 레벨의 하위 레벨의 값을 설정할 수 있다.The IoT communication unit selectively sets the value of the room level and the wall port level and the value of the one or more device levels according to the location where the IoT node is installed, and determines whether other devices are connected to the location where the IoT node is installed. Accordingly, a value of a lower level of the set final level may be set.
상기 동작 상태를 나타내는 필드는, 상기 대응하는 벽포트, 멀티탭 포트 또는 전기 기기가 턴온 상태인지 아니면 턴오프 상태인지를 나타내는 제1 하부 필드와, 상기 제1 하부 필드가 턴온 상태인 경우, 대기 상태, 정상 상태, 정격과다 상태 또는 과열 상태 중 어느 하나를 나타내는 제2 하부 필드를 포함할 수 있다.The field indicating the operation state includes a first lower field indicating whether the corresponding wall port, multi-tap port, or electric device is in a turned-on state or a turned-off state, and a standby state when the first lower field is turned on; It may include a second subfield indicating any one of a steady state, an overrated state, or an overheated state.
상기 지능형 분전반은, 상기 IoT 노드 데이터를 수집하여 벽포트별 소모전류 또는 온도의 통계를 생성하고, 현재 수신된 IoT 노드 데이터와 상기 생성된 통계를 비교한 결과에 기초하여 누전 여부를 판단하는 분전반 제어부를 포함할 수 있다.The intelligent distribution board collects the IoT node data, generates statistics of consumption current or temperature for each wall port, and determines whether there is an electric leakage based on a result of comparing the currently received IoT node data with the generated statistics. may include
본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템은, 벽 포트에 연결되는 적어도 하나의 멀티탭 포트에 각각 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 IoT 센서와, 상기 IoT 센서에 의해 측정된 값에 기초하여 IoT 노드 데이터를 생성하고, 생성된 IoT 노드 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 IoT 통신부를 포함하는, 적어도 하나의 IoT 노드; 상기 벽 포트에 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 게이트웨이 센서와, 상기 IoT 노드로부터 전송된 IoT 노드 데이터를 수집 및 분석하는 게이트웨이 제어부와, 상기 게이트웨이 센서에 의해 측정된 값 및 상기 수집 및 분석된 결과에 기초하여 게이트웨이 데이터를 생성하고, 생성된 게이트웨이 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 게이트웨이 통신부를 포함하는 게이트웨이; 및 상기 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, 상기 IoT 노드 데이터 및 상기 게이트웨이 데이터에 기초하여 화재를 감지하는 지능형 분전반을 포함한다.A fire detection system according to an embodiment of the present invention is installed in at least one multi-tap port connected to a wall port, respectively, an IoT sensor for measuring at least one of current consumption and temperature, and a value measured by the IoT sensor at least one IoT node, including an IoT communication unit that generates IoT node data based on , and transmits the generated IoT node data through a power line communication method; a gateway sensor installed in the wall port and configured to measure at least one of current consumption and temperature; a gateway controller configured to collect and analyze IoT node data transmitted from the IoT node; and a value measured by the gateway sensor and the a gateway including a gateway communication unit generating gateway data based on the collected and analyzed results, and transmitting the generated gateway data using a power line communication method; and an intelligent distribution board that is connected to the wall port through a power line and detects a fire based on the IoT node data and the gateway data.
상기 게이트웨이 데이터 및 상기 IoT 노드 데이터는, 상기 게이트웨이 데이터 또는 상기 IoT 노드 데이터가 생성된 위치를 나타내는 필드와, 대응하는 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 동작 상태를 나타내는 필드와, 상기 대응하는 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 소모전류 및 온도를 나타내는 필드를 포함할 수 있다.The gateway data and the IoT node data include a field indicating a location where the gateway data or the IoT node data is generated, a field indicating an operation state of a corresponding wall port or multi-tap port, and the corresponding wall port or multi-tap port It may include fields indicating the consumption current and temperature of
본 발명의 실시예에 따른 IoT 노드는, IoT 노드벽 포트 또는 상기 벽 포트에 연결되는 멀티탭 포트에 각각 설치되는 IoT 노드로서, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 IoT 센서와, 상기 IoT 센서에 의해 측정된 값에 기초하여 IoT 노드 데이터를 생성하고, 생성된 IoT 노드 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 IoT 통신부를 포함한다.An IoT node according to an embodiment of the present invention is an IoT node installed in an IoT node wall port or a multi-tap port connected to the wall port, respectively, and includes an IoT sensor for measuring at least one of current consumption and temperature, and the IoT sensor and an IoT communication unit that generates IoT node data based on a value measured by , and transmits the generated IoT node data by a power line communication method.
본 발명의 실시예에 따른 화재 감지용 지능형 분전반은, 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, IoT 노드 데이터를 전력선 통신 방식으로 수신하는 분전반 통신부; 및 상기 IoT 노드 데이터를 수집하여 벽포트별 소모전류 또는 온도의 통계를 생성하고, 현재 수신된 IoT 노드 데이터와 상기 생성된 통계를 비교한 결과에 기초하여 누전 여부를 판단하는 분전반 제어부를 포함한다.An intelligent distribution panel for fire detection according to an embodiment of the present invention includes: a distribution panel communication unit connected to a wall port and a power line through a power line, and receiving IoT node data through a power line communication method; and a distribution board control unit that collects the IoT node data to generate statistics of consumption current or temperature for each wall port, and determines whether or not there is an electric leakage based on a result of comparing the currently received IoT node data with the generated statistics.
본 발명의 실시예에 따르면, 전력선 통신 방식을 이용하여 화재를 감지하기 때문에, 화재의 위험이 있는 경우에도 비교적 안정적으로 기기의 상태를 감시할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since a fire is detected using the power line communication method, it is possible to relatively stably monitor the state of the device even when there is a risk of fire.
본 발명의 실시예에 따르면, IoT 노드부터 지능형 분전반까지 별도의 통신 없이 상시 전원이 연결된 전력선을 통해 데이터의 자동 공유 및 인식이 가능하며, IoT 노드에 장치의 연결 여부에 무관하게 데이터가 자동 생성되어 모니터링이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, data can be automatically shared and recognized through a power line that is always powered without separate communication from the IoT node to the intelligent distribution board, and data is automatically generated regardless of whether the device is connected to the IoT node. monitoring is possible.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 분전반과 IoT 노드간의 전력선 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 노드를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 분전반의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 분전반의 분전반 제어부의 누전 감지 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 노드 데이터의 포맷을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 통신부의 IoT 노드 데이터 생성 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템을 적용한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 감지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 감지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a fire detection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining power line communication between an intelligent distribution board and an IoT node according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an IoT node according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the configuration of an intelligent distribution board according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an electric leakage detection process of a distribution panel control unit of an intelligent distribution panel according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a format of IoT node data according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining an IoT node data generation protocol of an IoT communication unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a simulation result to which a fire detection system according to an embodiment of the present invention is applied.
9 is a diagram schematically showing the configuration of a fire detection system according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram schematically showing the configuration of a gateway according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram schematically showing the configuration of a fire detection system according to another embodiment of the present invention.
본 출원에 설명된 임의의 실시예의 방법 또는 구성이 본 출원에 설명된 임의의 다른 방법 또는 구성에 대하여 구현될 수 있다는 것이 고려된다.It is contemplated that a method or configuration of any embodiment described herein may be implemented with respect to any other method or configuration described herein.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
명세서 및 청구범위에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. In the specification and claims, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
명세서 및 청구범위에서 용어 "포함하는"과 함께 사용될 때 단수 단어의 사용은 "하나"의 의미일 수도 있고, 또는 "하나 이상", "적어도 하나", 및 "하나 또는 하나보다 많은"의 의미일 수도 있다.The use of the word "a" when used in conjunction with the term "comprising" in the specification and claims may mean "a," or "one or more," "at least one," and "one or more than one." may be
명세서 및 청구범위에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as “…unit”, “…group”, “module”, “device” and the like described in the specification and claims mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or hardware and software. It can be implemented as a combination.
청구항들에서의 용어 "또는"의 사용은 본 개시 내용이 단지 선택가능한 것들 및 "및/또는"을 나타내는 정의를 지지하더라도, 선택가능한 것은 상호 배타적이거나 단지 선택가능한 것들을 나타내는 것으로 명백하게 표시되지 않는 한 "및/또는"을 의미하기 위해 사용된다.The use of the term “or” in the claims means that, although this disclosure supports a definition indicating only the selectables and “and/or,” the selectable are mutually exclusive or unless expressly indicated as indicating merely the selectable. and/or".
본 발명의 다른 객체들, 특징들 및 이점들은 다음 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위 내 다양한 변경들 및 변형들이 본 상세한 설명으로부터 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 분명해질 것이기 때문에, 상세한 설명 및 구체적인 예들은 본 발명의 구체적인 실시예들을 나타내지만, 단지 예로서 주어진다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들은 본 발명의 예시적인 실시예들이 도시되는, 첨부 도면들에 대하여 아래에서 상세하게 논의된다. 구체적인 구현예들이 논의되지만, 이는 단지 예시 목적들을 위해 행해진다. 관련 기술분야에서의 통상의 기술자는 다른 구성요소들 및 구성들이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 같은 번호들은 전체에 걸쳐 같은 요소들을 나타낸다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, the detailed description and specific examples represent specific embodiments of the invention, but only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art from this detailed description. It should be understood that they are given as examples. Various exemplary embodiments of the invention are discussed in detail below with respect to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. While specific implementations are discussed, this is done for illustration purposes only. A person skilled in the art will recognize that other elements and configurations may be used without departing from the spirit and scope of the present invention. Like numbers refer to like elements throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템은 적어도 하나의 벽 포트, 상기 벽 포트에 연결되는 적어도 하나의 멀티탭 또는, 상기 벽 포트 또는 상기 멀티탭에 연결되는 적어도 하나의 전기 기기에 각각 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 IoT 센서와, 상기 IoT 센서에 의해 측정된 값에 기초하여 IoT 노드 데이터를 생성하고, 생성된 IoT 노드 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 IoT 통신부를 포함하는, 적어도 하나의 IoT 노드; 및 상기 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, 상기 IoT 노드 데이터에 기초하여 화재를 감지하는 지능형 분전반을 포함한다. The fire detection system according to an embodiment of the present invention is installed in at least one wall port, at least one multi-tap connected to the wall port, or at least one electric device connected to the wall port or the multi-tap, respectively, and consumes current and an IoT sensor for measuring at least one of temperature, an IoT communication unit that generates IoT node data based on a value measured by the IoT sensor, and transmits the generated IoT node data by a power line communication method, at least one IoT node; and an intelligent distribution board that is connected to the wall port through a power line and detects a fire based on the IoT node data.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템(1)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a
도 1을 참조하면, 외부로부터 건물에 공급된 전력은 건물 내의 지능형 분전반(10)을 거쳐 각 방의 벽 포트(210, 220; 콘센트)로 공급되며, 이에 따라 사용자는 멀티탭 포트(311~314, 321~324)를 통해 벽 포트(210, 220)에 연결하거나, 도 1에 도시되지는 않았지만 전기 기기(410~450)의 전원선을 벽 포트(210, 220)에 직접 연결함으로써 전력을 사용할 수 있게 된다.Referring to FIG. 1 , the power supplied to the building from the outside is supplied to the
IoT 노드(21, 22, 31_1, 31_3, 31_4, 32_1, 32_3)는 벽 포트(210, 220) 또는 멀티탭 포트(311, 313, 314, 321, 323)에 설치된다. 도 1에서, IoT 노드(21, 22)는 벽 포트(210, 220)에 각각 설치되고, IoT 노드(31_1, 31_3, 31_4, 32_1, 32_3)는 멀티탭 포트(311, 313, 314, 321, 323)에 각각 설치되며, IoT 노드(31_1, 31_3, 31_4, 32_1, 32_3)에는 전기 기기(410~450)가 각각 연결된다.The
지능형 분전반(10)은 벽포트(210, 220)와 전력선을 통해 연결되며, IoT 노드(21, 22, 31_1, 31_3, 31_4, 32_1, 32_3)로부터 전송된 IoT 노드 데이터에 기초하여 화재를 감지한다. IoT 노드 데이터에 대해서는 후술한다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 분전반과 IoT 노드간의 전력선 통신을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining power line communication between an intelligent distribution board and an IoT node according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전송하고자 하는 데이터(IoT 노드 데이터)가 "10011010"일 때 이를 FSK에 의해 고주파 신호로 변조하면 도 2의 좌측 하단과 같은 파형이 된다. 이를, 예를 들어 60Hz의 교류 전원의 파형을 캐리어로 하면, 도 2의 우측과 같은 신호가 전송된다.Referring to FIG. 2 , when data to be transmitted (IoT node data) is “10011010”, it is modulated into a high-frequency signal by FSK to obtain a waveform as shown in the lower left of FIG. 2 . When this, for example, a waveform of an AC power of 60 Hz is used as a carrier, a signal as shown on the right side of FIG. 2 is transmitted.
이러한 전력선 통신의 방식은 임피던스 부정합으로 인해 높은 부하 간섭이 발생하고, 전원 신호와 데이터 신호가 분리되어 있지 않아 잡음이 많이 발생하는 등의 단점이 있다. 그러나, 전력선 통신 방식은 추가적인 통신 설비 없이 이미 설치되어 있는 전력선을 이용하기 때문에, 화재 발생시에도 다른 통신 방식에 의해 작동 가능성이 높다.This method of power line communication has disadvantages such as high load interference due to impedance mismatch, and a lot of noise because the power signal and the data signal are not separated. However, since the power line communication method uses an already installed power line without additional communication facilities, the possibility of operation by other communication methods is high even in the event of a fire.
본 실시예에서는 IoT 노드가 전력선 통신 방식에 의해 IoT 노드 데이터를 지능형 분전반에 전송한다. In this embodiment, the IoT node transmits the IoT node data to the intelligent distribution board by the power line communication method.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 노드(20)를 나타내는 도면으로, 도 3의 (a)는 사시도를 나타내고, 도 3의 (b)는 상측에서 보았을 때 내부 구성을 나타내는 도면이다. 도 3의 IoT 노드(20)는 도 1의 IoT 노드(21, 22, 31_1, 31_3, 31_4, 32_1, 32_3)를 대표하여 나타낸 것이다.3 is a view showing an
도 3을 참조하면, IoT 노드(20)는 IoT 센서(2011, 2012)와 IoT 통신부(2020)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
IoT 센서(2011, 2012)는 IoT 노드(20)가 설치되어 있는 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정한다. 도 3은 IoT 센서가 소모전류를 측정하기 위한 전류센서(2011)와, 온도를 측정하기 위한 온도센서(2012)를 모두 포함하는 것으로 도시하였다.The
IoT 통신부(2020)는 IoT 센서(2011, 2012)에 의해 측정된 값에 기초하여 IoT 노드 데이터를 생성하고, 생성된 IoT 노드 데이터를 전술한 전력선 통신 방식에 의해 전송한다.The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 분전반(10)의 구성을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram showing the configuration of the
지능형 분전반(10)은 배선용 차단기(MCCB; 11), 누전 차단기(ELB, 12), 분전반 센서(13), 분전반 통신부(14) 및 분전반 제어부(15)를 포함할 수 있다.The
배선용 차단기(11)는 과부하를 차단하고, 부하전류를 개폐하는 전원스위치 기능을 수행한다.The
누전 차단기(12)는 누전을 차단하여, 감전사고나 누전에 의한 화재를 차단한다.The
분전반 센서(13)는 지능형 분전반(10)의 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정한다. The
분전반 통신부(14)는 IoT 노드(20)의 IoT 통신부(2020)로부터 IoT 노드 데이터를 수신하고, 이로부터 IoT 노드 데이터를 전송한 IoT 노드(20)의 소모전류 및 온도를 추출한다. 분전반 통신부(14)는 도 2에서 수행된 과정을 반대로 수행함으로써 IoT 노드(20)로부터 전송된 전력 신호로부터 IoT 노드 데이터를 추출할 수 있다. 즉, IoT 노드(20)로부터 전송된 전력 신호로부터 고주파 성분을 추출하고, 이를 복조함으로써 IoT 노드 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 추출된 IoT 노드 데이터로부터 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 알 수 있다.The distribution
분전반 제어부(15)는 하나 이상의 IoT 노드 데이터로부터 획득된 소모전류의 값에 기초하여 누전 여부를 판단할 수 있다. The distribution
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 분전반의 분전반 제어부의 누전 감지 과정을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an electric leakage detection process of a distribution panel control unit of an intelligent distribution panel according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 분전반 제어부는 IoT 노드 데이터를 수집하는 단계(S100), 벽포트별 소모전류 또는 온도의 통계를 생성하는 단계(S200), 조건의 충족 여부를 판단하는 단계(S300), 경고를 발신하거나 데이터를 공유하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the distribution board control unit collects IoT node data (S100), generates statistics of consumption current or temperature for each wall port (S200), determines whether a condition is satisfied (S300), a warning It may include a step (S400) of sending or sharing data.
먼저, 분전반 제어부는 IoT 노드 데이터를 수집한다(S100). 전술한 바와 같이, 분전반 제어부는 분전반 통신부를 통해 IoT 노드 데이터를 수집할 수 있다.First, the distribution board control unit collects IoT node data (S100). As described above, the distribution panel control unit may collect IoT node data through the distribution panel communication unit.
다음으로, 분전반 제어부는 수집된 IoT 노드 데이터로부터 벽포트별 소모전류 또는 온도의 통계를 생성한다(S200). 후술하는 바와 같이, IoT 노드 데이터는 소모전류 또는 온도뿐만 아니라, 당해 IoT 노드 데이터가 생성된 위치 정보도 포함한다. 따라서, 제어부는 IoT 노드 데이터를 생성한 IoT 노드가 연결된 벽포트를 알 수 있으며, 이에 따라, 벽포트별 소모전류 또는 온도의 통계를 생성할 수 있다. 소모전류 또는 온도의 통계는 시간대별로 생성될 수 있다.Next, the distribution board control unit generates statistics of consumption current or temperature for each wall port from the collected IoT node data (S200). As will be described later, IoT node data includes not only current consumption or temperature, but also location information where the IoT node data is generated. Accordingly, the control unit may know the wall port to which the IoT node that has generated IoT node data is connected, and accordingly, may generate statistics of consumption current or temperature for each wall port. Statistics of consumption current or temperature may be generated for each time period.
다음으로, 제어부는 수신된 IoT 노드 데이터와 통계를 비교한 결과에 기초하여 정상 상태인지를 판단한다(S300). 예를 들어, 제어부는 수신된 IoT 노드 데이터로부터 벽포트별 소모전류의 합을 구하고, 해당 벽포트의 평균 소모전류에서 소정 부분 떨어진 경우, 예를 들어 상위 5%에 해당하거는 경우, 비정상으로 판단할 수 있다.Next, the controller determines whether it is in a normal state based on the result of comparing the received IoT node data and statistics (S300). For example, the control unit obtains the sum of current consumption for each wall port from the received IoT node data, and determines that it is abnormal if a predetermined portion falls from the average consumption current of the wall port, for example, if it falls within the top 5%. can do.
비정상으로 판단되면, 제어부는 경고를 발신하거나, 외부 장치에 비정상 상태가 발생하였음을 공유할 수 있다(S400). 외부 장치는 모바일 장치와 같은 사용자 기기이거나 지능형 분전반과 IoT 노드를 관장하는 IoT 관제 플랫폼일 수 있다. 또한, 제어부는 비정상상태가 발생한 벽포트에 대해 전류 공급을 차단할 수도 있다. If it is determined to be abnormal, the controller may send a warning or share that an abnormal state has occurred in the external device (S400). The external device may be a user device such as a mobile device or an IoT control platform that manages intelligent distribution boards and IoT nodes. Also, the control unit may cut off the supply of current to the wall port in which the abnormal state has occurred.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 노드 데이터의 포맷을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a format of IoT node data according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, IoT 노드 데이터는 아이디, 노드레벨 필드(F1), 동작 상태 필드(F2), 측정값 필드(F3)를 포함한다.Referring to FIG. 6 , IoT node data includes an ID, a node level field F1, an operation state field F2, and a measurement value field F3.
아이디는 IoT 노드 데이터를 구별하기 위해 부여되는 값으로, 예를 들어 가정용 전력인지 상업용 전력인지 구분하는 값이 부여될 수 있다.The ID is a value given to distinguish IoT node data, and for example, a value to distinguish whether it is household power or commercial power may be given.
노드레벨 필드(F1)는 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드의 위치 및 연결 상태를 나타낸다. 노드레벨 필드(F1)는 복수의 노드레벨(N0~N3), 예를 들어 룸 레벨(N0), 벽포트 레벨(N1), 하나 이상의 장치 레벨(N2, N3, N4)을 계층적으로 포함할 수 있다. The node-level field F1 indicates the location and connection state of an IoT node that generates IoT node data. The node level field F1 may include a plurality of node levels N0 to N3 hierarchically, for example, a room level N0, a wall port level N1, and one or more device levels N2, N3, N4. can
예를 들어, 도 1로 돌아가서, 지능형 분전반(10)을 제외한 모든 구성요소가 위치하는 방이 있을 수 있으며, 방은 룸 레벨을 갖는다. 벽포트(210, 220)는 벽포트 레벨을 가지며, 벽포트(210, 220)에 직접 연결된 멀티탭 포트(311~314)는 멀티탭 포트 레벨을 갖는다.For example, returning to FIG. 1 , there may be a room in which all components except the
도 1의 방의 룸 레벨(N0)값이 1, 벽포트(210, 220)의 벽포트 레벨(N1)값이 각각 1, 2라고 가정한다. 이 경우, 벽포트(210)에 설치된 IoT 노드(21)에서 생성된 IoT 노드 데이터의 노드레벨{N0, N1}의 초기값은 {1, 1}일 수 있다. 이후, 벽포트(210)에 멀티탭이 연결되면, IoT 노드(21)에서 생성된 IoT 노드 데이터의 노드 레벨{N0, N1, N2} 값은 {1, 1, 1}이 된다. 즉, IoT 노드(21)에서 생성된 IoT 노드 데이터의 노드레벨{N0, N1}은 IoT 노드(21)가 설치된 위치, 즉 벽포트(210)를 나타내고, 노드레벨{N2}는 IoT 노드(21)의 연결 상태, 즉 멀티탭이 연결되어 있음을 나타낸다. It is assumed that the room level (N0) value of the room of FIG. 1 is 1, and the wall port level (N1) values of the
또한, 멀티탭 포트(311, 312, 313, 314)의 장치 레벨(N2)값이 각각 1, 2, 3, 4라고 하면, 멀티탭 포트(311)에 설치된 IoT 노드(31_1)에서 생성된 IoT 노드 데이터의 노드레벨{N0, N1, N2}의 초기값은 {1, 1, 1}일 수 있다. 이후, 멀티탭 포트(311)에 전기 기기(410)가 연결되면, IoT 노드(31_1)에서 생성된 IoT 노드 데이터의 노드레벨{N0, N1, N2, N3} 값은 {1, 1, 1, 1}이 된다. 즉, IoT 노드(31_1)에서 생성된 IoT 노드 데이터의 노드레벨{N0, N1, N2}은 IoT 노드(31_1)가 설치된 위치, 즉 멀티탭 포트(311)를 나타내고, 노드레벨{N3}은 IoT 노드(31_1)의 연결 상태, 즉 전기 기기가 연결되어 있음을 나타낸다.In addition, if the device level (N2) values of the
동작 상태 필드(F2)는 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드가 설치된 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 동작 상태를 나타낸다. 동작 상태 필드(F2)는 벽 포트 또는 멀티탭 포트가 턴온 상태인지 아니면 턴오프 상태인지를 나타내는 제1 하부 필드와, 제1 하부 필드가 턴온 상태인 경우, 대기 상태, 정상 상태, 정격과다 상태 또는 과열 상태 중 어느 하나를 나타내는 제2 하부 필드를 포함할 수 있다.The operation state field F2 indicates an operation state of a wall port or a multi-tap port in which an IoT node generating IoT node data is installed. The operating status field F2 includes a first sub-field indicating whether the wall port or multi-tap port is turned on or off, and when the first sub-field is turned on, the standby state, normal state, over-rated state, or over-temperature state. It may include a second subfield indicating any one of the states.
측정값 필드(F3)는 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드가 설치된 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 소모전류 또는 온도를 나타낸다. 도 6에서 측정값 필드(F3)는 소모전류 및 온도를 모두 포함하지만, 둘 중에 하나만을 포함할 수도 있다.The measured value field F3 indicates the current consumption or temperature of a wall port or a multi-tap port in which an IoT node generating IoT node data is installed. In FIG. 6 , the measured value field F3 includes both current consumption and temperature, but may include only one of them.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 통신부의 IoT 노드 데이터 생성 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining an IoT node data generation protocol of an IoT communication unit according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, IoT 통신부는 다른 IoT 노드 데이터를 수집한 결과에 기초하여 자신의 IoT 노드 데이터의 노드레벨 값을 생성하게 된다. Referring to FIG. 7 , the IoT communication unit generates a node-level value of its own IoT node data based on a result of collecting other IoT node data.
전제 조건으로서, i) 모든 IoT 노드(IoT 통신부)는 전원에 연결되는 순간 분전반과 시각 동기를 수행하고, ii) 모든 IoT 노드는 포트(벽포트 또는 멀티탭 포트)에 연결되기 전에 대기상태에 있고 연결된 IoT 노드들의 노드레벨 값을 감지하며, iii) 모든 IoT 노드는 포트에 연결된 직후, 전류량과 온도 변화를 감지하여 대기상태에서 활성상태로 전환하고, 산출한 자신의 노드레벨 값을 이용하여 IoT 노드 데이터의 노드레벨 필드를 생성한다. IoT 통신부는 다음의 규칙에 따라 노드레벨값을 생성할 수 있다. As a prerequisite, i) all IoT nodes (IoT communication unit) perform time synchronization with the distribution board the moment they are connected to power, ii) All IoT nodes are in standby state before being connected to a port (wall port or multi-tap port) and connected Detects node-level values of IoT nodes, iii) All IoT nodes detect changes in current and temperature immediately after being connected to the port, switch from standby to active, and use their calculated node-level values to data IoT nodes Creates a node-level field of The IoT communication unit may generate a node-level value according to the following rules.
규칙 1: 모든 IoT 노드 데이터는 1분(60초) 주기로 생성된다.Rule 1: All IoT node data is generated every 1 minute (60 seconds).
규칙 2: 노드레벨 N1의 값 1은 0초에 1이 생성되고, 노드레벨 N1의 값 2는 10초에 생성되고, 노드레벨 N1의 값 3은 20초에 생성되는 식으로, 노드레벨 N1의 노드레벨 값은 10초 간격으로 생성된다.Rule 2: The
규칙 3: 노드레벨 N2의 값 1은 41초에 생성되고, 노드레벨 N2의 값 2는 42초에 생성되고, 노드레벨 N2의 값 3은 43에 생성되는 식으로 하여, 노드레벨 N2의 노드레벨 값은 1초 간격으로 생성된다.Rule 3: The
규칙 4: 노드레벨 N3의 값 1은 44.1초에 생성되고, 노드레벨 N3의 값 2는 44.2초에 생성되고, 노드레벨 N3의 값 3은 44.3에 생성되는 식으로 하여, 노드레벨 N3의 노드레벨 값은 0.1초 간격으로 생성된다.Rule 4: The
규칙 5: 노드레벨 N4의 값 1은 44.41초에 생성되고, 노드레벨 N4의 값 2는 44.42초에 생성되고, 노드레벨 N4의 값 3은 44.43에 생성되는 식으로 하여, 노드레벨 N4의 노드레벨 값은 0.01초 간격으로 생성된다.Rule 5: The
규칙 6: 벽포트에 대해서는 노드레벨 N1의 값이 자동으로 지정되며, 멀티탭 포트에 대해서는 노드레벨 N2~N4의 값이 생성될 수 있다.Rule 6: A value of node level N1 is automatically assigned to a wall port, and a value of node level N2 to N4 can be created for a multi-tap port.
규칙 7: 멀티탭을 전원(벽 포트)에 연결시 자동으로 다음 노드레벨이 생성된다.Rule 7: When a multi-tap is connected to a power source (wall port), the next node level is automatically created.
규칙 8: 벽포트나 멀티탭 포트에 다른 장치(전기 기기나 멀티탭)를 연결시, 다른 장치가 연결된 벽포트나 멀티탭 포트의 IoT 노드는 측정된 전류량과 온도 변화를 감지하여 자동으로 노드레벨에 따른 노드레벨 값을 생성한다.Rule 8: When another device (electrical device or multi-tap) is connected to the wall port or multi-tap port, the IoT node of the wall port or multi-tap port to which other devices are connected detects the measured current amount and temperature change and automatically determines the node level according to the node level. Create a level value.
도 7의 노드레벨 값은 예시이며, 모든 노드레벨의 IoT 노드 데이터의 생성 타이밍이 겹치지 않는 범위에서, N1의 각 노드레벨 값에 해당하는 IoT 노드 데이터의 생성 간격은 N2의 각 노드레벨 값에 해당하는 IoT 노드 데이터의 생성 간격보다 크고, N2의 각 노드레벨 값에 해당하는 IoT 노드 데이터의 생성 간격은 N3의 각 노드레벨 값에 해당하는 IoT 노드 데이터의 생성 간격보다 큰 방식으로, 상위 노드레벨의 각 노드레벨 값에 해당하는 IoT 노드 데이터의 생성 간격은 하위 노드레벨의 각 노드레벨 값에 해당하는 IoT 노드 데이터의 생성 간격보다 크면 족하다.The node-level values in FIG. 7 are examples, and in the range where the generation timings of all node-level IoT node data do not overlap, the generation interval of IoT node data corresponding to each node-level value of N1 corresponds to each node-level value of N2. The generation interval of IoT node data corresponding to each node level value of N2 is larger than the generation interval of IoT node data, and the generation interval of IoT node data corresponding to each node level value of N3 It is sufficient if the generation interval of IoT node data corresponding to each node level value is larger than the generation interval of IoT node data corresponding to each node level value of the lower node level.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 시스템을 적용한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)는 지능형 분전반, 벽포트, 멀티탭 포트 및 전기 기기의 최종적인 연결 상태를 나타내며, 도 8의 (b)는 도 8의 각 상태에서 발생하는 IoT 노드 데이터를 나타낸다.8 is a view showing a simulation result to which a fire detection system according to an embodiment of the present invention is applied. Fig. 8 (a) shows the final connection state of the intelligent distribution board, wall port, multi-tap port, and electric device, and Fig. 8 (b) shows IoT node data generated in each state of Fig. 8 .
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하여 지능형 분전반, 벽포트, 멀티탭 포트 및 전기 기기의 순차적인 연결 상태 및 그에 따라 생성된 IoT 노드 데이터에 대해 설명한다.Sequential connection states of intelligent distribution boards, wall ports, multi-tap ports, and electric devices and IoT node data generated accordingly will be described with reference to FIGS. 8A and 8B .
1. 벽포트(210)에 멀티탭이 연결된다. 1. A multi-tap is connected to the
벽포트(210)에 설치된 IoT 노드(21)에서 1번 IoT 노드 데이터를 생성한다. 이때, 도 8(a)의 지능형 분전반을 제외한 장치들의 룸 레벨 N0의 값은 1로 설정되고 IoT 노드(21)의 벽포트 레벨 N1의 값은 1로 설정되어 있다. IoT 노드(21)는 멀티탭의 연결을 감지하여 장치 레벨 N2의 값을 1로 설정한다. 이에 따라, IoT 노드(21)의 IoT 노드 데이터의 노드레벨 {N0, N1, N2}의 값은 {1, 1, 1}이 된다. IoT 노드(21)는 생성된 노드레벨 값과 측정된 전류 및 온도 값을 이용하여 도 8(b)의 1번 IoT 노드 데이터를 생성하여 전송한다.No. 1 IoT node data is generated in the
2. 멀티탭 포트(311)에 설치된 IoT 노드(31_1)에서 도 8(b)의 2번 IoT 노드 데이터를 생성한다. 2. The IoT node 31_1 installed in the
이때, 2번 IoT 노드 데이터의 노드레벨 {N0, N1, N2}의 값은 {1, 1, 1}이 된다. IoT 노드(31_1)에는 다른 장치(멀티탭 또는 전기 기기)가 연결되지 않아 전류는 0으로 측정되었다.At this time, the value of the node level {N0, N1, N2} of the second IoT node data becomes {1, 1, 1}. Since no other device (a multi-tap or an electric device) is connected to the IoT node 31_1, the current is measured as 0.
3. 벽포트(210)에 설치된 IoT 노드(21)에서 도 8(b)의 3번 IoT 노드 데이터를 생성한다.3. The
4. 멀티탭 포트(311)에 전기 기기(410)가 연결된다. 이에 따라, 멀티탭 포트(311)에 설치된 IoT 노드(31_1)는 장치의 연결을 감지하여 장치 레벨 N3의 값을 1로 설정한다. 이에 따라, IoT 노드(31_1)에서 생성되는 IoT 노드 데이터의 노드레벨 {N0, N1, N2, N3}의 값은 {1, 1, 1, 1}이 된다. IoT 노드(31_1)는 생성된 노드레벨 값 {1, 1, 1, 1}과 측정된 전류 및 온도 값을 이용하여 도 8(b)의 4번 IoT 노드 데이터를 생성하여 전송한다.4. The
5. 멀티탭 포트(313)에 전기 기기(430)가 연결된다. 이에 따라, 멀티탭 포트(313)에 설치된 IoT 노드(31_3)는 장치의 연결을 감지하여 장치 레벨 N3의 값을 2로 설정한다. 이에 따라, IoT 노드(31_3)에서 생성되는 IoT 노드 데이터의 노드레벨 {N0, N1, N2, N3}의 값은 {1, 1, 1, 2}이 된다. IoT 노드(31_3)는 생성된 노드레벨 값 {1, 1, 1, 2}과 측정된 전류 및 온도 값을 이용하여 도 8(b)의 5번 IoT 노드 데이터를 생성하여 전송한다.5. The
6. 멀티탭 포트(314)에 전기 기기(420)가 연결된다. 이에 따라, 멀티탭 포트(314)에 설치된 IoT 노드(31_4)는 장치의 연결을 감지하여 장치 레벨 N3의 값을 3로 설정한다. 이에 따라, IoT 노드(31_4)에서 생성되는 IoT 노드 데이터의 노드레벨 {N0, N1, N2, N3}의 값은 {1, 1, 1, 3}이 된다. IoT 노드(31_4)는 생성된 노드레벨 값 {1, 1, 1, 3}과 측정된 전류 및 온도 값을 이용하여 도 8(b)의 6번 IoT 노드 데이터를 생성하여 전송한다.6. The
7. 멀티탭 포트(311)에 설치된 IoT 노드(31_1)에서 과전류가 감지된다. 이에 따라, IoT 노드(31_1)는 동작 상태 필드의 값을 정격과다로 하여 도 8(b)의 7번 IoT 노드 데이터를 생성하여 전송한다.7. An overcurrent is detected in the IoT node 31_1 installed in the
8. 멀티탭 포트(311)에 연결된 IoT 노드(21)에서도 과전류가 감지된다. 이에 따라, IoT 노드(21)는 동작 상태 필드의 값을 정격과다로 하여 도 8(b)의 8번 IoT 노드 데이터를 생성하여 전송한다.8. An overcurrent is also detected in the
9. 지능형 분전반(10)은 생성되는 모든 IoT 노드 데이터를 수신하여 감시한다. 7번 IoT 노드 데이터와 8번 IoT 노드 데이터에서 정격 과다가 수신되었기 때문에, 벽포트(210)에 경고를 발생시킨다. 그리고, 지능형 분전반(10)은 벽포트(210)의 전원 공급을 차단하거나 외부 장치에 알릴 수도 있다.9. The
본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 감지 시스템은, 벽 포트에 연결되는 적어도 하나의 멀티탭 포트에 각각 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 IoT 센서와, 상기 IoT 센서에 의해 측정된 값에 기초하여 IoT 노드 데이터를 생성하고, 생성된 IoT 노드 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 IoT 통신부를 포함하는, 적어도 하나의 IoT 노드; 상기 벽 포트에 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 게이트웨이 센서와, 상기 IoT 노드로부터 전송된 IoT 노드 데이터를 수집 및 분석하는 게이트웨이 제어부와, 상기 게이트웨이 센서에 의해 측정된 값 및 상기 수집 및 분석된 결과에 기초하여 게이트웨이 데이터를 생성하고, 생성된 게이트웨이 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 게이트웨이 통신부를 포함하는 게이트웨이; 및 상기 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, 상기 IoT 노드 데이터 및 상기 게이트웨이 데이터에 기초하여 화재를 감지하는 지능형 분전반을 포함한다.A fire detection system according to another embodiment of the present invention is installed in at least one multi-tap port connected to a wall port, respectively, an IoT sensor for measuring at least one of current consumption and temperature, and the IoT sensor measured by the IoT sensor at least one IoT node, which includes an IoT communication unit that generates IoT node data based on a value and transmits the generated IoT node data by a power line communication method; a gateway sensor installed in the wall port and configured to measure at least one of current consumption and temperature; a gateway controller configured to collect and analyze IoT node data transmitted from the IoT node; and a value measured by the gateway sensor and the a gateway including a gateway communication unit generating gateway data based on the collected and analyzed results, and transmitting the generated gateway data using a power line communication method; and an intelligent distribution board that is connected to the wall port through a power line and detects a fire based on the IoT node data and the gateway data.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 감지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.9 is a diagram schematically showing the configuration of a fire detection system according to another embodiment of the present invention.
도 1에서 벽포트(210, 220)에 IoT 노드(21, 22)가 설치되었던 것과는 달리, 도 9에서는 벽포트(210, 220)에 게이트웨이(51, 52)가 설치된다.Unlike the
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이의 구성을 개략적으로 나타내는 도면으로 벽포트에 게이트웨이가 설치된 상태를 정면에서 본 도면이다. 도 10의 게이트웨이(50)는 도 9의 게이트웨이(51, 52)를 대표하여 나타낸 것이다.10 is a view schematically showing the configuration of a gateway according to an embodiment of the present invention, and is a view of a state in which the gateway is installed in a wall port as viewed from the front. The
도 10을 참조하면, 게이트웨이(50)는 게이트웨이 센서(5011, 5012), 게이트웨이 제어부(5030) 및 게이트웨이 통신부(5020)를 포함한다.Referring to FIG. 10 , the
게이트웨이 센서(5011, 5012)는 게이트웨이(50)가 설치되어 있는 벽 포트의 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정한다. 도 10은 게이트웨이 센서가 소모전류를 측정하기 위한 전류센서(5011)와, 온도를 측정하기 위한 온도센서(5012)를 모두 포함하는 것으로 도시하였지만, 둘 중에 하나만 구비할 수도 있다.The
게이트웨이 제어부(5030)는 게이트웨이 통신부(5020)를 통해 수신된 IoT 노드 데이터를 수집, 분석한다. The
게이트웨이 통신부(5020)는 게이트웨이 센서(5011, 5012)에 의해 측정된 값 및 수집, 분석된 IoT 노드 데이터에 기초하여 게이트웨이 데이터를 생성하고, 생성된 게이트웨이 데이터를 전술한 전력선 통신 방식에 의해 전송한다.The
이 경우, 지능형 분전반의 제어부는 IoT 노드 데이터뿐만 아니라 게이트웨이 데이터를 이용하여 화재를 감지할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 중간에 IoT 노드 데이터가 유실된 경우에도 게이트웨이 데이터를 이용할 수 있으며, 게이트웨이에서 IoT 노드 데이터가 이미 수집, 분석되었기 때문에 지능형 분전반의 제어부의 부담을 경감할 수 있다.In this case, the control unit of the intelligent distribution board may detect a fire using not only IoT node data but also gateway data. According to this embodiment, even when IoT node data is lost in the middle, gateway data can be used, and since IoT node data has already been collected and analyzed in the gateway, the burden on the control unit of the intelligent distribution board can be reduced.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 감지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.11 is a diagram schematically showing the configuration of a fire detection system according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 지능형 분전반(10_1, 10_2)은 클라우스 서비스 플랫폼(1000) 및 모바일 장치(1100)에 연결된다. 클라우드 서비스 플랫폼(1000)은 IoT 관제 시스템으로서 MS Azure와 같은 상용 플랫폼이 이용될 수 있다. 모바일 장치(l100)는 휴대폰, 스마트와치, 패드, 글라스와 같은 휴대용 통신 장치이며, 지능형 분전반(10_1, 10_2)과 통신 가능하다. 지능형 분전반(10_1)에 연결된 벽포트(210, 220) 등의 화재 감지 시스템은 도 9와 동일하므로 그 설명을 생략한다.Referring to FIG. 11 , the intelligent distribution boards 10_1 and 10_2 are connected to the
도 5와 관련하여 설명한 바와 같이, 지능형 분전반(10_1, 10_2)은 비정상 상태가 발생한 경우, 클라우드 서비스 플랫폼(1000) 또는 모바일 장치(1100)에 이를 알릴 수 있으며, 이를 통해 긴급출동 서비스까지도 호출할 수 있다.As described in relation to FIG. 5 , when an abnormal state occurs, the intelligent distribution boards 10_1 and 10_2 can notify the
예를 들어, 비정상 상태가 발생한 경우 지능형 분전반(10_1, 10_2)은 1차적으로 모바일 장치(1100)에 이를 알린다. 그럼에도 불구하고, 필요한 조치가 취재지지 아니하여, 한전과 같은 전력기관이나 관리업체가 클라우드 서비스 플랫폼(1000)의 클라우드 공유를 통해 비정상 상태가 일정시간 이상 계속해서 비정상 상태가 유지되는 것을 감지하는 경우, 2차적으로 긴급출동 서비스를 호출할 수도 있다. For example, when an abnormal state occurs, the intelligent distribution boards 10_1 and 10_2 primarily notify the
상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.In the above, the preferred embodiment according to the present invention has been mainly described above, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto, and each component of the present invention is changed or modified within the technical scope of the present invention to achieve the same purpose and effect. it could be
아울러 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
Claims (10)
상기 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, 상기 IoT 노드 데이터에 기초하여 화재를 감지하는 지능형 분전반;
을 포함하고,
상기 IoT 노드 데이터는,
상기 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드의 위치 및 연결 상태를 나타내는 노드레벨 필드와,
상기 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드가 설치된 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 동작 상태를 나타내는 필드와,
상기 IoT 노드 데이터를 생성하는 IoT 노드가 설치된 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 소모전류 및 온도를 나타내는 필드
를 포함하는 포맷을 갖는 것을 특징으로 하는 화재 감지 시스템.
An IoT sensor installed in at least one wall port or at least one multi-tap port connected to the wall port, respectively, for measuring at least one of current consumption and temperature, and an IoT node based on a value measured by the IoT sensor at least one IoT node that generates data and includes an IoT communication unit that transmits the generated IoT node data by a power line communication method; and
an intelligent distribution board connected to the wall port through a power line and detecting a fire based on the IoT node data;
including,
The IoT node data is
a node level field indicating the location and connection state of the IoT node generating the IoT node data;
a field indicating an operating state of a wall port or a multi-tap port in which an IoT node generating the IoT node data is installed;
A field indicating the current consumption and temperature of the wall port or multi-tap port in which the IoT node generating the IoT node data is installed
A fire detection system, characterized in that it has a format comprising:
상기 노드레벨 필드는, 룸 레벨, 벽포트 레벨, 하나 이상의 장치 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 시스템.
The method of claim 1,
The node level field includes a room level, a wall port level, and one or more device levels.
상기 IoT 통신부는,
상기 IoT 노드가 설치된 위치에 따라 상기 룸 레벨 및 상기 벽포트 레벨의 값과, 상기 하나 이상의 장치 레벨의 값을 선택적으로 설정하고,
상기 IoT 노드가 설치된 위치에 다른 장치가 연결되었는지에 따라, 상기 설정된 최종 레벨의 하위 레벨의 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 시스템.
4. The method of claim 3,
The IoT communication unit,
selectively setting the value of the room level and the wall port level and the value of the one or more device levels according to the location where the IoT node is installed;
The fire detection system according to claim 1, wherein a value of a lower level of the set final level is set according to whether another device is connected to the location where the IoT node is installed.
상기 동작 상태를 나타내는 필드는,
대응하는 벽포트, 멀티탭 포트 또는 전기 기기가 턴온 상태인지 아니면 턴오프 상태인지를 나타내는 제1 하부 필드와,
상기 제1 하부 필드가 턴온 상태인 경우, 대기 상태, 정상 상태, 정격과다 상태 또는 과열 상태 중 어느 하나를 나타내는 제2 하부 필드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 시스템.
The method of claim 1,
The field indicating the operation state is
a first subfield indicating whether a corresponding wall port, multi-tap port, or electrical appliance is turned on or off;
When the first sub-field is in a turned-on state, a second sub-field indicating any one of a standby state, a steady state, an over-rated state, or an over-temperature state.
A fire detection system comprising a.
상기 지능형 분전반은,
상기 IoT 노드 데이터를 수집하여 벽포트별 소모전류 또는 온도의 통계를 생성하고, 현재 수신된 IoT 노드 데이터와 상기 생성된 통계를 비교한 결과에 기초하여 누전 여부를 판단하는 분전반 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 시스템.
The method of claim 1,
The intelligent distribution board,
A distribution board control unit that collects the IoT node data to generate statistics of consumption current or temperature for each wall port, and determines whether there is an electric leakage based on a result of comparing the currently received IoT node data with the generated statistics
A fire detection system comprising a.
상기 벽 포트에 설치되며, 소모전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 게이트웨이 센서와, 상기 IoT 노드로부터 전송된 IoT 노드 데이터를 수집 및 분석하는 게이트웨이 제어부와, 상기 게이트웨이 센서에 의해 측정된 값 및 상기 수집 및 분석된 결과에 기초하여 게이트웨이 데이터를 생성하고, 생성된 게이트웨이 데이터를 전력선 통신 방식에 의해 전송하는 게이트웨이 통신부를 포함하는 게이트웨이; 및
상기 벽포트와 전력선을 통해 연결되며, 상기 IoT 노드 데이터 및 상기 게이트웨이 데이터에 기초하여 화재를 감지하는 지능형 분전반;
을 포함하는 화재 감지 시스템.
An IoT sensor that is respectively installed in at least one multi-tap port connected to a wall port and measures at least one of current consumption and temperature, and generates IoT node data based on the value measured by the IoT sensor, At least one IoT node comprising an IoT communication unit for transmitting IoT node data by a power line communication method;
A gateway sensor installed in the wall port for measuring at least one of current consumption and temperature, a gateway controller for collecting and analyzing IoT node data transmitted from the IoT node, and a value measured by the gateway sensor and the a gateway including a gateway communication unit generating gateway data based on the collected and analyzed results, and transmitting the generated gateway data using a power line communication method; and
an intelligent distribution board connected to the wall port through a power line and configured to detect a fire based on the IoT node data and the gateway data;
A fire detection system comprising a.
상기 게이트웨이 데이터 및 상기 IoT 노드 데이터는,
상기 게이트웨이 데이터 또는 상기 IoT 노드 데이터가 생성된 위치를 나타내는 필드와,
대응하는 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 동작 상태를 나타내는 필드와,
상기 대응하는 벽 포트 또는 멀티탭 포트의 소모전류 및 온도를 나타내는 필드
를 포함하는 포맷을 갖는 것을 특징으로 하는 화재 감지 시스템.
8. The method of claim 7,
The gateway data and the IoT node data are
a field indicating a location where the gateway data or the IoT node data is generated;
a field indicating the operating state of the corresponding wall port or multi-tap port;
A field indicating the current consumption and temperature of the corresponding wall port or multi-tap port
A fire detection system, characterized in that it has a format comprising:
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