KR102406660B1 - 수난구조대원 모니터링 시스템 - Google Patents

수난구조대원 모니터링 시스템 Download PDF

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KR102406660B1
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김태동
양승용
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템은 제1 통신부 및 제2 통신부를 포함하는 통신부 및 센서부를 포함하고 구조대원이 착용할 수 있도록 구성된 착용 장치; 및 상기 제1 통신부와 통신하는 통신모듈, 상기 통신모듈을 통하여 상기 센서부의 측정 데이터를 수신 및 분석하여 상기 구조대원의 상태를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 판단 상태를 외부로 출력하는 출력부를 포함하는 모니터링 장치;를 포함하고, 상기 제2 통신부는 상기 제1 통신부 대비 통신 가능 거리가 짧으며, 상기 착용 장치는 상기 제2 통신부를 통하여 통신 가능 거리 내에 있는 스마트 단말기에 상기 센서부의 측정 데이터를 전송할 수 있다.

Description

수난구조대원 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM FOR RESCUE WORKER}
본 발명은 수난구조대원 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수난 구조를 수행하는 수난구조대원의 상태를 모니터링하는 수난구조대원 모니터링 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 바다, 강, 호수, 저수지 등에서 물놀이 및 기타 레저 활동을 즐기는 인구가 증가하면서 안전사고의 발생 회수가 증하고 있다. 또한, 최근 몇 년간 해상 조난 사고의 발생이 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.
강이나 호수 등에서 조난자가 발생한 경우, 직접 물에 뛰어들거나 주변에서 물에 뜨는 물건을 던져 주어 구조하게 되는데, 이러한 방법은 조난자가 물가에 가까이 있을 때에만 가능하고, 자칫 구조 대원까지 사고에 휘말릴 위험이 있다.
한편, 긴박한 상황에서 다수의 구조 대원이 투입된 경우, 이를 직관적으로 모니터링하지 않으면 구조 대원의 실종 또는 선박과 구조 대원 간에서 충돌이 발생할 수 있는 실정이다.
한국등록특허 제10-2197671호의 경우 구조 대원의 상태를 모니터링하는 시스템을 개시하고 있지만 구조 대원이 최대수심정보를 포함한 잠수 관련 정보를 스마트 단말기에 전송하고, 비상 모드시 구조 상황을 알리고 탐지할 수 있는 기술은 제시하지 못하는 한계가 있었다.
한국등록특허 제10-2197671호 (2020.12.31 공고)
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 상세하게는 구조대원의 최대수심정보를 모니터링할 수 있는 수난구조대원 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 착용 장치에 기록된 잠수 데이터를 외부 스마트 단말기에 근거리 통신망을 이용하여 제공할 수 있는 수난구조대원 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 비상 모드 판단시 착용 장치에서 음파를 발생시켜 실종 구조대원의 수색을 용이하게 할 수 있는 수난구조대원 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템은, 제1 통신부 및 제2 통신부를 포함하는 통신부 및 센서부를 포함하고 구조대원이 착용할 수 있도록 구성된 착용 장치; 상기 제1 통신부와 통신하는 통신모듈, 상기 통신모듈을 통하여 상기 센서부의 측정 데이터를 수신 및 분석하여 상기 구조대원의 상태를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 판단 상태를 외부로 출력하는 출력부를 포함하는 모니터링 장치를 포함하고, 상기 제2 통신부는 상기 제1 통신부 대비 통신 가능 거리가 짧으며, 상기 착용 장치는 상기 제2 통신부를 통하여 통신 가능 거리 내에 있는 스마트 단말기에 상기 센서부의 측정 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 센서부는 수압 센서 및 수분 센서를 포함하고, 상기 착용 장치는 상기 수압 센서에서 측정된 정보를 기초로 잠수시 최대수심정보를 산출하는 수심 산출부 및 상기 산출된 최대수심정보를 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 착용 장치는 상기 제1 통신부를 통하여 통신 가능 거리에 내에 있는 상기 모니터링 장치에 상기 최대수심정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 통신부는 LoRa 통신모듈이며, 상기 제2 통신부는 블루투스 통신모듈로 구성될 수 있다.
상기 통신모듈은 상기 제2 통신부와 통신하는 근거리 통신모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 통신모듈로 수신되는 상기 센서부의 측정 데이터 및 상기 제2 통신부와 상기 근거리 통신모듈의 통신상태 정보를 기반으로 상기 구조대원의 대기중, 잠수중, 현장시간, 잠수시간 및 최대잠수깊이 정보를 포함하는 잠수관련정보를 산출하여 상기 출력부를 통하여 출력할 수 있다.
상기 모니터링 장치는 GPS 센서를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 GPS 센서의 측정 데이터를 기초로 상기 잠수관련정보에 잠수투입위치 정보를 더 포함하여 산출할 수 있다.
상기 착용 장치는 미리 설정된 기준에 따라 비상 모드로 판단된 경우 주기적으로 음파를 발생시키는 음파 발생부를 더 포함할 수 있다.
상기 착용 장치는 상기 비상 모드에서 주기적으로 빛을 발광하는 발광부를 더 포함할 수 있다.
상기 모니터링 장치는 상기 음파 발생부에서 발생된 음파를 탐지하는 음파 탐지부를 더 포함할 수 있다.
상기 착용 장치는 상기 모니터링 장치와 미리 설정된 시간 이상으로 통신 접속이 이루어지지 않는 경우 비상 모드로 판단할 수 있다.
상기 착용 장치는 상기 최대수심깊이가 미리 설정된 기준값 이상인 경우 비상 모드로 판단할 수 있다.
상기 착용 장치는 방수 구조를 가지는 하우징으로 형성되며 상기 하우징 내부에 무선 충전 방식의 배터리를 구비할 수 있다.
상기 착용 장치는, 상기 하우징의 일측에 형성된 고리부와, 상기 고리부에 찰탁 가능하도록 양측 일단에 고정링이 형성된 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 착용 장치는, 상기 통신부, 상기 센서부, 상기 배터리 및 회로기판을 수용하는 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 상하부에 안착되는 투명 또는 반투명 재질의 한 쌍의 프레임; 상기 메인 하우징 및 상기 한 쌍의 프레임의 테두리 사이에 배치되어 방수를 위한 밀봉 기능을 제공하는 한 쌍의 방수링: 및 중앙에 개구부가 형성되고 상기 한 쌍의 프레임을 상기 메인 하우징에 밀착 고정시키는 한 쌍의 커버 하우징을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 메인 하우징에 수용된 상기 회로기판은 상기 착용 장치의 동작 상태 정보를 출력하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템은 구조대원의 최대수심정보를 포함한 잠수정보를 모니터링하는 할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템은 구조대원이 착용한 착용 장치에 저장된 잠수 데이터를 외부 스마트 단말기에 근거리 통신망을 이용하여 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템은 비상 모드 판단시 착용 장치에서 음파를 발생시켜 실종 구조대원의 수색을 용이하게 할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 모니터링 장치가 구조대원의 잠수중 또는 대기중 상태를 판단 및 출력하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 모니터링 장치의 예시적인 출력 화면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치에 연결부가 체결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 모니터링 장치의 출력부가 출력하는 예시 화면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치가 제공한 데이터를 받아 외부 스마트폰 단말기가 출력하는 예시 화면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템에 대하여 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템은 착용 장치(100) 및 모니터링 장치(200)를 포함하여 구성된다.
스마트 단말기(300)은 착용 장치(100)와 근거리 통신망의 일종인 블루투스를 통하여 연결되는 외부 단말기이며 스마트폰, PDA, 노트북, 태블릿 등이 이에 해당될 수 있다.
도 1에서 근거리 통신망으로 블루투스인 것이 도시되었지만 이는 일 실시예일 뿐이며 지그비, 와이파이 등의 다른 통신망을 이용한 것도 가능할 것이다.
착용 장치(100)와 모니터링 장치(200)는 블루투스와 같은 근거리 통신망과 비교하여 상대적으로 통신 가능 거리가 긴 원거리 통신망으로 연결될 수 있다.
도 1에서는 원거리 통신망의 예로 LoRa를 이용한 통신망이 도시되어 있으며 LoRa는 약 2km의 긴 통신거리를 가진다.
하지만 LoRa 통신망은 원거리 통신망의 일 예일 뿐이며, CDMA, 4G, 5G, 위성통신 등의 원거리 통신망을 이용하는 것도 가능하다.
하나의 모니터링 장치(200)에는 복수의 착용 장치(100a, 100b, 100c, 100d)가 원거리 통신망으로 연결될 수 있다.
예를 들어 모니터링 장치(200)는 약 12개의 통신 노드와 연결될 수 있어 동시에 12개의 착용 장치(100)와 통신을 수행할 수 있다. 이 경우 동시에 12명의 구조대원의 잠수 상태를 모니터링할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 개략 구성도이다.
도 2를 참조하면 착용 단말(100)은 센서부(110), 수심 산출부(120), 음파 발생부(130), 발광부(140), 저장부(150), 제어부(160), 배터리(170) 및 통신부(180)를 포함하여 구성된다.
센서부(110)는 구조대원의 잠수 상태를 측정하기 위한 역할을 하며, 수압 센서(111), 수분 센서(112) 및 위치 센서(113)를 포함할 수 있다.
수압 센서(111)는 구조대원의 잠수 깊이에 따른 수압의 변화를 측정하는 역할을 하며, 수분 센서(112)는 물에 접촉하였는지를 감지하여 구조대원이 잠수 상태인지 여부를 측정하는 역할을 한다.
도 2에 도시되지는 않았지만 센서부(110)는 염도 센서, 바이오 센서, 온도 센서, 가속도 센서, 수중 마이크, 수중 카메라 및 터치 입력 센서 등을 더 포함할 수 있다.
염도 센서는 물 속의 염도를 측정하는 역할을 하며, 바이오 센서는 착용 장치(100)의 착용자(구조대원)의 동공 정보, 압력 정보, 음성 정보, 맥박 정보 및 체온 정보 중 적어도 하나를 포함하는 착용자의 생체 정보를 센싱할 수 있다.
온도 센서는 잠수하는 물 속의 온도를, 가속도 센서는 구조대원의 움직임 정보를, 수중 마이크는 물 속의 소리 정보를 측정할 수 있으며, 수중 카메라는 물 속을 촬영하는 역할을 하며, 터치 입력 센서를 구조대원의 터치 입력을 가능하게 할 수 있다.
수압 센서(111)는 구조대원이 수중에 위치하는 경우에 변화되는 수중 압력의 값을 감지할 수 있다. 또한 수압 센서(110)는 측정되는 수압 정보를 기반으로 구조대원의 잠수 여부를 판단하여 잠수 정보를 생성할 수 있다.
수분 센서(112)는 수분이 접촉하였는지 여부로 구조대원이 입수하였는지를 판단하여 잠수 정보를 생성할 수 있으며, 임피던스가 높은 게이트를 갖는 전계효과트랜지스터로 구성된 센서회로로서 대응하는 두 개가 한 쌍인 전극을 복수개 포함할 수 있다.
이때, 수분 센서(112)는 수분에 의한 게이트 전압 변화로 소자의 드레인의 전압 변화를 일으켜 입수 여부를 판단할 수 있다.
또한, 수분 센서(112)는 미소 전류의 변화를 통해 수중에 위치함을 감지하는 전류 감지 방식의 센서, 수분의 일정 시간 접촉 또는 침습에 의한 감지 대상 물질의 물리적, 화학적 변화 상태를 감지하는 센서 등과 같은 다양한 센서 중에서 어떠한 방식의 센서를 적용하여도 무방하다.
위치 센서(113)는 착용 장치(100)의 위치 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 위치 센서(113)는 GPS 센서 또는 비콘 등으로 구성될 수 있다.
수심 산출부(120)는 센서부(110)에서 측정된 데이터를 기초로 구조대원이 잠수한 수심을 산출하는 역할을 한다.
예를 들어, 수심 산출부(120)는 수압 센서(111)에서 측정된 수압의 변화를 기초로 구조대원의 잠수의 깊이를 측정하고 이를 후술할 저장부(150)에 저장할 수 있다.
특히, 수심 산출부(120)는 구조대원의 최대수심정보를 측정하여 이를 저장부(150)에 저장할 수 있다.
음파 발생부(130)는 미리 설정된 기준에 따라 비상 모드로 판단되는 경우 주기적으로 음파를 발생시키는 역할을 한다.
발광부(140)는 특정 조건에서 빛을 발광하는 역할을 하며 LED 등으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 발광부(140) 상기 비상 모드로 판단시 주기적으로 빛을 발광할 수 있다.
저장부(150)는 센서부(110), 수심 산출부(120), 음파 발생부(130), 발광부(140), 배터리(160) 및 통신부(17)에서 측정된 데이터 또는 발생 신호를 저장하는 역할을 한다.
배터리(160)는 착용 장치(100)에 전원을 공급하는 충전 가능한 2차 전지를 의미한다.
배터리(160)는 무선 충전 가능하도록 충전 코일이 포함된 형태의 배터리로 구성될 수 있다.
통신부(180)는 제1 통신부(181) 및 제2 통신부(182)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 통신부(181)는 LoRa와 같은 원거리 통신망을 통하여 모니터링 장치(200)의 원거리 통신모듈(271)과 통신을 수행하며, 제2 통신부(182)는 블루투스, 지그비, 와이파이와 같은 근거리 통신망을 이용하여 모니터링 장치(200)의 근거리 통신모듈(273) 또는 외부 스마트 단말기(300)와 통신을 수행하는 역할을 한다.
제어부(160)는 센서부(110), 수심 산출부(120), 음파 발생부(130), 발광부(140), 저장부(150), 배터리(170) 및 통신부(180)와 연결되어 데이터를 수집 및 분석하고 필요한 경우 각각의 구성을 제어하는 역할을 한다.
예를 들어, 제어부(160)는 수집된 데이터를 기초로 착용 장치(100)를 착용한 구조대원이 잠수중인지 아닌지를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(160)는 수분 센서(112)에서 수분이 감지된 경우에 이 측정 데이터를 기초로 구조대원이 잠수중인 것으로 판단할 수 있다.
또한 제어부(160)는 위치 센서(113)에서 측정된 위치 정보를 기초로 구조대원의 위치를 판별하고, 미리 설정된 기준에 따라 기준 작업 반경 내에 위치하고 있는지를 판단할 수 있다. 만약, 기준 작업 반경을 벗어난 경우에 제어부(160)는 구조대원이 위험 지역에 진입한 것으로 판단할 수 있다.
또한 제어부(160)는 수압 센서(111)에서 측정된 수압을 기준으로 구조대원의 잠수 깊이를 판별하고, 산출된 자수 깊이가 미리 설정된 기준 깊이를 초과하는 경우 위급 상황인 것으로 판별할 수 있다.
또한 제어부(160)는 모니터링 장치(200)와 착용 장치(100)가 미리 설정된 시간(예를 들어 1시간) 이상으로 통신 접속이 이루어지지 않는 경우 비상 모드로 판단할 수 있다.
이때, 통신 접속이 이루어지지 않는 경우란 후술할 제1 통신부(181) 및 제2 통신부(182) 중 어느 하나라도 통신모듈(270)과 통신하지 않는 경우를 의미할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 수심 산출부(120)가 산출한 최대수심깊이가 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 비상 모드로 판단할 수 있다.
제어부(160)는 통신부(180)가 모니터링 장치(200)의 통신모듈(27)과 통신이 연결되면 착용 장치(100)의 저장부(150)에 저장된 잠수관련정보를 모니터링 장치(200)로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 제2 통신부(182)가 외부의 스마트 단말기(300)와 근거리 통신망으로 통신이 연결되면 저장부(150)에 저장된 잠수관련정보를 스마트 단말기(300)에 전송할 수 있다.
이때, 스마트 단말기(300)에는 구조대원의 잠수이력을 관리하는 전용 어플리케이션이 설치되어 있을 수 있으며, 해당 어플리케이션의 DB에 상기 잠수관련정보가 저장될 수 있다.
상기 잠수관련정보는 구조대원의 최대수심정보, 비상 모드 진입 여부, 구조대원의 생체정보 등이 포함될 수 있다.
다시 정리하면 착용 장치(100)의 저장부(150)에 저장된 잠수관련정보는 제1 통신부(181)가 모니터링 장치(200)의 원거리 통신모듈(271)에 연결되는 경우 또는 제2 통신부(182)가 모니터링 장치(200)의 근거리 통신모듈(272)에 연결되는 경우 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다.
이때, 제1 통신부(181)는 제2 통신부(182)와 대비하여 통신 가능 거리가 길기 대문에 일반적인 경우에는 제1 통신부(181)가 원거리 통신모듈(271)과 통신 연결이 수립되어 잠수관련정보가 전달될 수 있다.
하지만 제1 통신부(181) 또는 원거리 통신모듈(271)이 고장난 경우에는 제2 통신부(182)가 근거리 통신모듈(272)가 통신 연결이 수립되어 잠수관련정보가 전달될 수 있다. 반대의 경우도 유사하다.
제1 통신부(181)와 원거리 통신모듈(271)은 LoRa와 같은 비교적 긴 통신거리를 가지는 원거리 통신망을 통해 통신하여 대략 2km까지 통신이 가능하다. 하지만 작업 반경이 비교적 넓은 경우에는 모니터링 장치(200)의 위치에서 먼 반경에서 구조대원이 작업하는 경우에는 작업 장치(100)가 측정한 데이터는 저장부(150)에 저장되어 있다가 구조대원이 가까운 위치로 이동한 경우에 제1 통신부(181)와 원거리 통신모듈(271)의 통신 연결이 수립되어 원거리 통신망으로 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다.
모니터링 장치(200)는 제어부(210), 출력부(220), GPS 센서(230), 저장부(240), 음파 탐지부(250), 배터리(260) 및 통신모듈(270)을 포함하여 구성될 수 있다.
통신모듈(270)는 원거리 통신모듈(271) 및 근거리 통신모듈(272)을 포함하여 구성될 수 있다.
원거리 통신모듈(271)은 LoRa 등의 원거리 통신망으로 제1 통신부(181)와 통신을 수행하고, 근거리 통신모듈(272)는 블루투스, 와이파이, 지그비 등과 같은 근거리 통신망을 통하여 제2 통신부(182)와 통신을 수행하는 역할을 한다.
제어부(210) 통신모듈(270)로 수신되는 센서부(110)의 특정 데이터 및 제2 통신부(182)와 근거리 통신모듈(272)의 통신상태 정보를 기반으로 구조대원의 대기중, 잠수중, 현장시간, 잠수시간 및 최대잠수깊이 정보를 포함하는 잠수관련정보를 산출하고 이를 후술할 출력부(220)를 통하여 출력하는 역할을 한다.
예를 들어, 제어부(210)는 근거리 통신모듈(272)과 제2 통신부(182)가 통신 연결이 수립되며, 착용 장치(100)의 수분 센서(112)에서 수분이 측정되지 않은 경우 구조대원이 잠수전 대기중 상태로 판단할 수 있다.
제어부(210)는 근거리 통신모듈(272)과 제2 통신부(182)가 통신 연결이 수립되며, 착용 장치(100)의 수분 센서(112)에서 수분이 측정된 경우 구조대원이 잠수중 상태이지만 근거리 또는 높은 수면에 위치한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(210)는 근거리 통신모듈(272)과 제2 통신부(182)가 통신 연결이 수립되지 않으며, 착용 장치(100)의 수분 센서(112)에서 수분이 측정된 경우 구조대원이 원거리 또는 깊은 수면에서 잠수중인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(210)는 착용 장치(100)의 저장부(150)에 저장된 최대수심정보를 포함하는 잠수관련정보를 통신모듈(270)을 통하여 수신하여 구조대원의 상태를 판단하고 이를 저장부(240)에 저장하도록 할 수 있다.
출력부(220)는 LED 등의 디스플레이부로 구성되어 구조대원의 잠수관련정보 등의 상태 정보 및 모니터링 장치(200)의 동작 상태 정보를 출력할 수 있다.
GPS 센서(230)는 모니터링 장치(200)의 위지 정보를 수집하는 역할을 한다. GPS 센서(230)에서 수집된 위치 정보는 구조작업이 진행된 지역 정보로 저장부(240)에 저장될 수 있다.
저장부(240)는 제어부(210), GPS 센서(230), 음파 탐지부(250), 배터리(260) 및 통신모듈(270)에 연결되어 수집된 데이터, 판단된 데이터 및 동작 신호 등의 데이터를 저장하는 역할을 한다.
음파 탐지부(250)는 물 속에서 발생하는 음파를 탐지하여 실종된 구조대원을 탐지하는 역할을 한다.
구체적으로 음파 탐지부(250)는 착용 장치(100)의 음파 발생부(130)에서 발생된 음파를 탐지하여 구조대원의 위치를 파악할 수 있다.
일 실시예로 착용 장치(100)의 발광부(140)는 비상 모드에서 항상 LED를 발광하는 것이 아닌 음파 탐지부(250)가 음파를 탐지하여 음파 탐지부(250)가 음파 발생부(130)와 신호가 연동된 경우 주기적으로 발광하도록 구성될 수 있다.
이때, 신호가 연동되는 실시예로 음파 발생부(130) 및 음파 탐지부(250) 각각 음파 발생부 및 탐지부를 구비하여 상호간 상대가 탐지된 경우 등이 될 수 있다.
배터리(260)는 모니터링 장치(200)에 탈착 가능한 충전 가능한 배터리로 구성될 수 있다. 모니터링 장치(200)는 수중이 아닌 곳에 위치하는 것이 일반적이므로 반드시 무선 충전 방식의 배터리(260)를 채택할 필요는 없으며 별도의 충전 단자를 통하여 충전되는 방식의 배터리(260)를 채택하여도 무방하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 모니터링 장치가 구조대원의 잠수중 또는 대기중 상태를 판단 및 출력하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면 보트 위에 모니터링 장치(200)를 관리하는 관리자 및 다이버3가 배 위 있으며, 3명의 다이버가 수중에 위치하고 있음을 확인할 수 있다.
우측에는 모니터링 장치(200)의 출력부(220)가 표시하는 화면의 예가 도시되어 있는데, 다이버 1, 2 및 3은 잠수중인 것으로 표시하고 있으며, 다이버 3는 대기중인 것으로 표시하고 있으며, 각 다이버들의 현장시간 및 잠수시간을 표시하고 있다.
모니터링 장치(200)는 근거리 통신모듈(272)의 통신 연결이 수립되지 않는 경우 구조대원이 잠수중인 것으로 판단할 수 있다.
정확성을 더하기 위하여 모니터링 장치(200)는 근거리 통신모듈(272)의 통신 연결이 수립되지 않고 동시에 착용 장치(100)로부터 수분 센서(112)에서 수분이 측정된 경우에 구조대원이 잠수중인 것으로 판단할 수 있다.
하지만, 구조대원이 원거리 통신모듈(271)을 통하여 통신을 수행할 수 없을 정도로 먼 경우에서 구조 작업을 하는 경우도 있을 수 있기 때문에 근거리 통신모듈(272)의 통신 연결 수집 여부로만 구조대원의 잠수중 판단을 하는 것도 가능하다.
도 3에서는 다이버 1 및 2는 근거리 통신 연결이 수립되지 않고, 수분 센서(112)에서 수분이 측정된 데이터를 기초로 잠수중인 것으로 판단되었다.
한편, 다이버 4는 수분 센서(112)에서 수분이 측정되면서 동시에 근거리 통신모듈(272)을 통하여 통신 연결이 수립되어 잠수중이지만 근거리 또는 높은 수면에 위치한 것으로 판단되었다.
다이버 3는 근거리 통신모듈(272)을 통하여 통신 연결이 수립되었지만 수분 센서(112)에서 수분이 측정되지 않아 대기중인 것으로 판단되었다.
잠수시간은 상기 판단 알고리즘에 의하여 각 구조대원의 잠수중인 상태의 시간을 카운팅하여 표시하고 있으며, 현장시간은 대기중인 시간을 카운팅하여 표시하고 있다. 경우에 따라서는 현장시간이 대기중 시간과 잠수시간을 모두 합한 시간으로 표시되도록 할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면 착용 장치(100)는 바디부를 형성하는 하우징(150) 및 하우징(150)의 일측에 형성되는 고리부(190)를 포함하여 구성된다.
하우징(150)는 메인 하우징(105b) 및 커버 하우징(105a, 105c)을 포함하여 구성될 수 있다.
메인 하우징(105b)은 중앙에 홀이 형성된 형태로 구성되어 통신부(180), 센서부(110), 배터리(170) 및 제어부(160) 등을 포함하는 PCB 회로기판을 수용할 수 있도록 형성될 수 있다.
메인 하우징의 상하부에는 투명 또는 반투명 재질의 한 쌍의 프레임(106a, 106b)가 안착될 수 있다.
예를 들어 프레임(106a, 106b)는 투명 재질의 강화 플라스틱으로 형성될 수 있다.
메인 하우징(150b) 및 한 쌍의 프레임(106a, 106b)의 테두리 사이에는 밀봉 기능을 제공하는 한 쌍의 방수링(107a, 107b)이 배치될 수 있다.
방수링(107a, 107b)은 탄성력을 가지는 고무 재질로 형성될 수 있다.
메인 하우징(150b) 및 한 쌍의 프레임(106a, 106b)에는 상기 방수링(107a, 107b)의 적어도 일부가 수용되기 위함 홈부가 형성될 수 있다.
한 쌍의 프레임(106a, 106b)이 메인 하우징(150b)에 밀봉 기능을 가지도록 밀착되도록 하기 위하여 한 쌍의 커버 하우징(105a, 105c)가 한 쌍의 프레임(160a, 106b) 각각을 덮으면서 메인 하우징(105b)에 결합될 수 있다.
메인 하우징(105b) 및 커버 하우징(105a, 105c)은 일정 수준 이상의 강도를 제공하기 위하여 녹이 슬지 않는 금속 재질 또는 강화 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 커버 하우징(105a, 105c)는 중앙에 큰 홀이 형성된 형태를 가질 수 있다.
커버 하우징(105a, 105c)는 나사 결합 방식 등으로 메인 하우징(105b)에 결합될 수 있으며, 이 결합력으로 방수링(107a, 107b)을 통하여 방수 기능을 제공할 수 있다.
메인 하우징(105b)의 일측에는 수압 센서(111)가 배치될 수 있으며, 다른 일측에는 수분 센서(112)가 배치될 수 있다.
수압 센서(111) 및 수분 센서(112)는 방수 기능이 확보되도록 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치에 연결부가 체결된 상태를 나타내는 도면이다.
착용 장치(100)의 일측에는 고리부(190)가 형성될 수 있는데, 고리부(190)에는 양측 일단에 고정링(195a, 195b)이 형성된 연결부(195)가 연결될 수 있다.
도 6에서 고정링(195a)이 고리부(190)에 체결되어 있는 상태가 도시되어 있으며, 고정링(195b)는 구조대원의 옷 또는 기타 장치에 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 모니터링 장치의 출력부가 출력하는 예시 화면이다.
출력화면에는 12명의 구조대원(다이버)의 대기중, 잠수중, 현장시간, 잠수시간 및 잠수깊이 정보를 출력할 수 있는 화면 인터페이스가 제공될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템의 착용 장치가 제공한 데이터를 받아 외부 스마트폰 단말기가 출력하는 예시 화면이다.
각 구조대원이 잠수를 마치고 수면 위로 올라온 경우 등에 있어서 착용 장치(100)와 구조대원의 스마트폰 등과 같은 스마트 단말기(300)가 근거리 내에 위치하는 경우 착용 장치(100)의 제2 통신부(182)는 스마트 단말기(300)의 통신모듈과 통신 연결이 수립될 수 있다.
착용 장치(100)와 스마트 단말기(300)의 통신 연결이 수립되면 착용 단말(100)의 저장부(150)에 저장된 잠수관련정보 등의 데이터는 근거리 통신망을 통하여 스마트 단말기(300)로 전송될 수 있다.
예를 들어 도 8의 '잠수이력 관리기록' 페이지에서 출동일, 출동시간, 출동장소, 잠수시간, 잠수수심의 정보가 근거리 통신망을 통하여 자동으로 동기화 될 수 있으며 나머지 항목들은 구조대원이 직접 입력할 수 있다.
도 9에는 특정 구조대원의 날짜별 장소 및 활동내역을 포함하는 '잠수이력목록' 데이터가 표시된 어플리케이션의 화면이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수난구조대원 모니터링 시스템은 상기와 같은 구조 및 방법으로 구조대원의 잠수이력정보를 외부 스마트 단말기에 손쉽게 동기화시켜 잠수이력을 관리할 수 있도록 할 수 있으며, 모니터링 장치(200)에서 복수의 구조대원의 잠수관련정보를 모니터링하고 비상 상황 발생시 실종된 구조대원을 탐색할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 착용 장치 105: 하우징
106a, 106b: 수지 프레임 107a, 107b: 방수링
110: 센서부 111: 수압 센서
112: 수분 센서 113: 위치 센서
120: 수심 산출부 130: 음파 발생부
140: 발광부 150: 저장부
160: 제어부 170: 배터리
180: 통신부 181: 제1 통신부
182: 제2 통신부 190: 고리부
195: 연결부 195a, 195b: 고정링
200: 모니터링 장치 210: 제어부
220: 출력부 230: GPS 센서
240: 저장부 250: 음파 탐지부
260: 배터리 270: 통신모듈
271: 원거리 통신모듈 272: 근거리 통신모듈
300: 스마트 단말기

Claims (15)

  1. 제1 통신부 및 제2 통신부를 포함하는 통신부, 구조대원의 잠수상태를 측정하는 센서부 및 잠수시 최대수심정보를 산출하는 수심 산출부를 포함하고 구조대원이 착용할 수 있도록 구성된 착용 장치; 및
    상기 제1 통신부와 통신하는 통신모듈, 상기 통신모듈을 통하여 상기 센서부의 측정 데이터와 최대수심정보를 수신 및 분석하여 상기 구조대원의 상태를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 판단 상태를 외부로 출력하는 출력부를 포함하는 모니터링 장치;를 포함하고,
    상기 착용 장치는,
    중앙에 홀이 형성된 형태의 금속 또는 강화 플라스틱으로 구성되고, 상기 통신부, 상기 센서부, 상기 수심 산출부 및 회로기판을 수용하는 메인 하우징;
    강화 플라스틱으로 구성되고, 상기 메인 하우징의 상하부에 각각 안착되는 투명 또는 반투명 재질의 한 쌍의 프레임;
    상기 메인 하우징과 상기 한 쌍의 프레임의 테두리 사이에 각각 배치되어 방수를 위한 밀봉 기능을 제공하는 한 쌍의 방수링: 및
    중앙에 개구부가 형성되고, 상기 메인 하우징의 상하부에 상기 한 쌍의 프레임을 각각 개재하여 고정됨으로써 상기 한 쌍의 프레임을 상기 메인 하우징에 밀착 고정시키는 금속 또는 강화 플라스틱 재질의 한 쌍의 커버 하우징을 포함하고,
    상기 제2 통신부는 상기 제1 통신부 대비 통신 가능 거리가 짧으며,
    상기 착용 장치는 상기 제2 통신부를 통하여 통신 가능 거리 내에 있는 스마트 단말기에 상기 센서부의 측정 데이터와 최대수심정보를 포함한 잠수관련정보를 전송하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는 적어도 수압 센서 및 수분 센서를 포함하고,
    상기 수심 산출부는 상기 수압 센서에서 측정된 정보를 기초로 잠수시 최대수심정보를 산출하며,
    상기 착용 장치는 상기 수심 산출부에서 산출된 최대수심정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 통신부는 LoRa 통신모듈이며, 상기 제2 통신부는 블루투스 통신모듈인 수난구조대원 모니터링 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 통신모듈은 상기 제2 통신부와 통신하는 근거리 통신모듈을 더 포함하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는 상기 통신모듈로 수신되는 상기 센서부의 측정 데이터 및 상기 제2 통신부와 상기 근거리 통신모듈의 통신상태 정보를 기반으로 상기 구조대원의 대기중, 잠수중, 현장시간, 잠수시간 및 최대잠수깊이 정보를 포함하는 잠수관련정보를 산출하여 상기 출력부를 통하여 출력하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 모니터링 장치는 GPS 센서를 더 포함하여 구성되고,
    상기 제어부는 상기 GPS 센서의 측정 데이터를 기초로 상기 잠수관련정보에 잠수투입위치 정보를 더 포함하여 산출하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 착용 장치는 미리 설정된 기준에 따라 비상 모드로 판단된 경우 주기적으로 음파를 발생시키는 음파 발생부를 더 포함하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 착용 장치는 상기 비상 모드에서 주기적으로 빛을 발광하는 발광부를 더 포함하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 모니터링 장치는 상기 음파 발생부에서 발생된 음파를 탐지하는 음파 탐지부를 더 포함하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 착용 장치는 상기 모니터링 장치와 미리 설정된 시간 이상으로 통신 접속이 이루어지지 않는 경우 비상 모드로 판단하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 착용 장치는 상기 최대수심정보가 미리 설정된 기준값 이상인 경우 비상 모드로 판단하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 착용 장치는 상기 메인 하우징 내부에 무선 충전 방식의 배터리를 구비하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 착용 장치는, 상기 메인 하우징의 일측에 형성된 고리부와, 상기 고리부에 탈착 가능하도록 양측 일단에 고정링이 형성된 연결부를 더 포함하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
  14. 삭제
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 하우징에 수용된 상기 회로기판은 상기 착용 장치의 동작 상태 정보를 출력하는 디스플레이부를 포함하는 수난구조대원 모니터링 시스템.
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