KR102434833B1 - Fm 재변조기 - Google Patents

Abstract

FM 재변조기에 관한 것이며, FM 재변조기는, 라디오에서 FM 방송신호의 수신이 가능한 FM 전 채널 중 적어도 일부의 채널을 유효 채널로 선정하는 채널 선정부; FM 안테나를 통해 수신된 FM 방송신호 중 상기 유효 채널 각각으로 송출되는 송출 방송신호의 레벨을 조정하여 레벨 조정된 방송신호를 상기 유효 채널 각각에 대하여 재송출하는 제어부; 및 재난 관련 비상상황의 발생을 감지하는 비상상황 감지부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 비상상황 감지부에서 비상상황이 발생한 것으로 감지된 경우, 상기 채널 선정부에서 선정된 상기 유효 채널 각각에 대하여 데이터베이스부에 기저장된 재난 방송신호가 송출되도록 제어할 수 있다.

Description

FM 재변조기 {FM REMODULATOR}

본원은 FM(Frequency Modulation) 재변조기에 관한 것이다. 특히, 본원은 국지에서 발생하는 재난상황을 라디오의 FM 주파수 대역을 통해 통보(알림) 받을 수 있도록 하는 FM 재변조기에 관한 것이다.

라디오가 수신하는 신호에는 주파수 변조(Frequency Modulation, FM) 신호와 진폭 변조(Amplitude Modulation) 신호가 존재한다. 여기서, FM 신호(방송신호)는 일정한 진폭에서 주파수를 변경함에 따라 비교적 AM 신호 대비 음질이 좋고, AM보다 신호 간섭이 적은 특징이 있다. 한편, FM 신호는 물리적 장벽의 영향을 받는 문제가 있으며, 예시적으로 터널이나 지하 주차장 등과 같은 국지 지역(local region, 국소 지역)에서 신호가 잘 잡히지 않는 특징이 있다.

최근 이러한 터널이나 지하 주차장 등에서 자동차로 FM을 수신할 수 있는 FM 재변조기의 필요성이 커지고 있으며, 이러한 환경에서 화재, 지진, 홍수 등의 재해가 발생하였을 때 발빠르게 대응할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.

종래의 FM 신호 처리기(FM 변조기)는 FM 라디오의 작동 범위인 88 MHz ~ 108 MHz에 해당하는 FM 대역 전체를 필터하고 이를 단순히 증폭하는 방식으로서, 채널별 신호 차이를 그대로 증폭하여 신호 품질 개선 없이 신호 세기만 올리기 때문에, 신호 품질의 좋지 않음으로 인해 제공되는 방송 내용을 정확하게 파악하기 어려운 문제점이 있다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1901092호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터널이나 지하 주차장 등과 같은 국지 지역(local region, 국소 지역)에서 화재, 지진, 홍수 등의 재난(재해)이 발생하였을 때 자동차로 재난방송을 FM을 통해 효과적으로 수신할 수 있도록 FM 재변조기를 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 국지 지역에서 재난이 발생한 경우 재난방송을 자동차에서 FM으로 용이하게 수신할 수 있도록 해 재난상황에 대한 보다 발빠른 대응(대처)이 가능하도록 하는 FM 재변조기를 제공하려는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기는, 라디오에서 FM 방송신호의 수신이 가능한 FM 전 채널 중 적어도 일부의 채널을 유효 채널로 선정하는 채널 선정부; FM 안테나를 통해 수신된 FM 방송신호 중 상기 유효 채널 각각으로 송출되는 송출 방송신호의 레벨을 조정하여 레벨 조정된 방송신호를 상기 유효 채널 각각에 대하여 재송출하는 제어부; 및 재난 관련 비상상황의 발생을 감지하는 비상상황 감지부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 비상상황 감지부에서 비상상황이 발생한 것으로 감지된 경우, 상기 채널 선정부에서 선정된 상기 유효 채널 각각에 대하여 데이터베이스부에 기저장된 재난 방송신호가 송출되도록 제어할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, FM 재변조기를 제공함으로써, 국지 지역에서 발생하는 재난상황 속에서 라디오의 FM 주파수 대역 중 전체 또는 선택한 일부 대역들을 대상으로(즉, 선정된 유효 채널을 대상으로) 효과적으로 재난 알림을 통보(즉, 재난 방송신호를 제공)할 수 있는 효과가 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 국지 지역에서의 재난 발생시 일반 FM 라디오에서 수신이 가능한 FM 전 채널(또는 선택된 적어도 일부의 채널)을 점유하여 점유된 채널을 통해 재난에 대한 안내방송(즉, 재난 방송신호)를 송출할 수 있는 FM 재변조기를 제공할 수 있다. 이러한 본원은 터널이나 지하 주차장 등과 같은 국지 지역(local region, 국소 지역)에서 화재, 지진, 홍수 등의 재난(재해)이 발생하였을 때 자동차로 재난방송을 FM을 통해 효과적으로 수신할 수 있도록 할 수 있어, 재난 방송신호를 수신하는 사용자로 하여금 보다 빠른 대응(대처)이 이루어지도록 할 수 있다.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 세부 블록도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기 내 제1 FM 모듈레이터의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기 내 제1 FM 모듈레이터의 회로 구성의 일예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 프론트 판넬의 일예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 후면(Rear)과 앞면(Front)의 일예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 채널 선정부에 의해 할당되는 채널별 주파수 할당 값의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기에서 화면 표시부가 대기 상태일 때 설정 버튼에 대한 사용자 입력이 이루어진 경우의 화면 표시 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기에서 버튼부에 대한 사용자 입력에 따른 화면 표시의 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 사양을 나타낸 도면이다.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 RF 출력 레벨의 확인 결과의 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기에서 고려되는 화재 경보기 내 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기에서 고려되는 화재 경보기를 통해 수행되는 아크 신호 파형 데이터와 아크 의심 신호의 파형 데이터 간의 유사도 산출 과정을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2a 및 도 2b는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 세부 블록도를 나타낸 도면이다. 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10) 내 제1 FM 모듈레이터(31)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10) 내 제1 FM 모듈레이터(31)의 회로 구성의 일예를 나타낸 도면이다. 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 프론트 판넬(20)의 일예를 나타낸 도면이다. 도 7은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 후면(Rear)과 앞면(Front)의 일예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)를 설명의 편의상 본 장치(10)라 하기로 한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 장치(10)는 채널 선정부(11), 제어부(12), 비상상황 감지부(13), 데이터베이스부(14), 판단부(17) 및 화면 표시부(18)를 포함할 수 있다. 데이터베이스부(14)는 제1 저장부(15) 및 제2 저장부(16)를 포함할 수 있다.

본 장치(10)는 FM 안테나(1)와 연결될 수 있다. 본 장치(10)는 FM 안테나(1)를 통해 입력된 주파수 변조(Frequency Modulation, FM) 신호(방송신호)를 수신하여 채널로 송출(출력)하는 FM 재변조기(10)일 수 있다.

본 장치(10)는 FM 재변조기, 통합 FM 송출기, FM 국지 방송 통합 재변조기 등으로 달리 지칭될 수 있다.

채널 선정부(11)는 라디오에서 FM 방송신호의 수신이 가능한 FM 전 채널(전체 채널) 중 적어도 일부의 채널을 유효 채널로 선정할 수 있다.

제어부(12)는 FM 안테나(1)를 통해 수신된 FM 방송신호 중 채널 선정부(11)에서 선정된 유효 채널 각각으로 송출되는 송출 방송신호의 레벨을 조정하여, 레벨 조정된 방송신호를 선정된 유효 채널 각각에 대하여 재송출할 수 있다.

제어부(12)는 유효 채널로 송출되는 방송신호인 송출 방송신호의 레벨을 조정함으로써, 각 유효 채널을 통해 출력되는 방송신호의 레벨(즉, 출력 채널 레벨, 채널의 출력 신호 레벨)을 일정하게 설정되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(12)는 유효 채널로 송출되는 송출 방송신호의 레벨을 조정함으로써, 채널간 편차가 발생하여도 채널별 레벨(출력 신호 레벨)을 별도로(개별적으로) 설정할 수 있다.

이에 따르면, 종래의 FM 신호 처리기(FM 변조기)는 FM 라디오의 작동 범위인 88 MHz ~ 108 MHz에 해당하는 FM 대역 전체를 필터하고 이를 단순히 증폭하는 방식으로서, 채널별 신호 차이를 그대로 증폭하여 신호 품질 개선 없이 신호 세기만 올리기 때문에, 신호 품질의 좋지 않음으로 인해 제공되는 방송 내용을 정확하게 파악하기 어려운 문제점이 있다.

이에 반해, 본 장치(10)는 FM 신호(FM 방송신호)의 수신이 가능한 FM 전 채널(전체 채널) 중 시청 가능한 적어도 일부의 채널을 유효 채널로서 개별로 선정한 후, 선정된 유효 채널 각각에 대응하는 방송신호의 레벨을 조정하여 레벨 조정된 방송신호를 각 유효 채널로 송출(재송출)할 수 있다.

즉, 본 장치(10)는 유효 채널 각각에 대응하는 방송신호의 레벨을 조정(즉, 각 유효 채널의 출력 신호 레벨을 조정)하여 레벨 조정된 방송신호를 각 유효 채널로 제공함으로써, 채널별 신호 차이(Power Level)를 없애고 신호 품질(SNR)을 개선할 수 있다. 달리 표현해, 본 장치(10)는 출력 신호 레벨의 조정을 통해, 채널별 신호 차이가 없고 신호 품질이 개선된 방송신호를 각 유효 채널로 송출(재송출)할 수 있다.

비상상황 감지부(13)는 재난 관련 비상상황의 발생을 감지할 수 있다. 여기서, 재난은 화재, 지진, 해일, 공습경보 및 폭우 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 각종 재난, 재해를 의미할 수 있다.

즉, 비상상황 감지부(13)는 화재, 지진, 해일, 공습경보 및 폭우를 포함한 각종 재난과 관련된 비상상황이 발생했는지 여부를 감지할 수 있다.

제어부(12)는 비상상황 감지부(13)에서 비상상황이 발생한 것으로 감지된 경우(즉, 재난이 발생한 것으로 감지된 경우), 채널 선정부에서 선정된 유효 채널 각각에 대하여 데이터베이스부(14)에 기저장된 재난 방송신호가 송출되도록 제어할 수 있다. 특히, 제어부(12)는 데이터베이스부(14) 내 제1 저장부(15)에 기저장된 재난 방송신호가 송출되도록 제어할 수 있다.

제1 저장부(15)는 비상상황의 발생시 사용자에게 제공하기 위한 재난 방송신호가 기저장되어 있을 수 있다. 이러한 제1 저장부(15)는 재난 방송신호 저장부 등으로 달리 지칭될 수 있다.

제어부(12)는 비상상황이 발생한 것으로 감지된 경우, 레벨 조정된 신호가 송출되고 있던 유효 채널 각각에 제1 저장부(15)에 기저장된 재난 방송신호가 송출되도록 할 수 있다. 즉, 제어부(12)는 비상상황의 발생시, 채널 선정부(11)에서 선정된 유효 채널 각각을 통하여 레벨 조정된 방송신호가 아닌 제1 저장부(15)에 기저장된 재난 방송신호가 송출되도록 제어할 수 있다.

이때, 제어부(12)는, FM 전 채널에 대응하는 FM 방송신호 수신 대역을 통해 수신되는 기존 FM 방송신호와의 신호 혼선의 방지를 위해, 제1 저장부(15)에 기저장된 재난 방송신호를 FM 방송신호 수신 대역 이외의 미리 설정된 주파수로 설정된 비상 송출 채널을 통해 수신하여 유효 채널 각각으로 송출할 수 있다.

여기서, FM 방송신호 수신 대역은 88 MHz 이상 108 MHz 이하의 주파수 대역을 가질 수 있다. 또한, 미리 설정된 주파수는 87.5MHz일 수 있다.

즉, 본원에서 FM 방송신호 수신 대역이라 함은, 일반적인 FM 라디오의 작동 범위인 88 MHz 이상 108 MHz 이하의 주파수 대역을 의미할 수 있다. 한편, 본원에서 제1 저장부(15)에 기저장된 재난 방송신호의 전달이 이루어지는 비상 송출 채널은 FM 방송신호 수신 대역(88 MHz 이상 108 MHz 이하의 주파수 대역) 이외에 속한 주파수에 대응하는 채널로서, 일예로 87.5MHz에 대응되는 채널을 의미할 수 있다.

비상 송출 채널은 재난 방송신호의 송출(혹은 비상상황의 발생 알림)이 이루어지는 채널을 의미할 수 있다. 비상 송출 채널의 주파수가 앞서 말한 바와 같이 FM 방송신호 수신 대역(88~108 MHz) 이외의 87.5 MHz로 설정됨으로써, 본 장치(10)는 기존 FM 방송에 혼선이나 방해를 주지 않을 수 있다. 즉, 본 장치(10)는 비상 송출 채널을 87.5 MHz로 설정함으로써, 기존 FM 방송신호에 혼선이나 방해가 되지 않도록 하며 재난 방송신호를 사용자에게 제공할 수 있다.

다시 말해, 본 장치(10)에서는 재난 방송신호의 제공시 기존 FM 방송신호에 혼선을 주거나 방해되지 않도록, 재난 방송신호의 수신이 이루어지는 채널(즉, 비상 송출 채널)의 주파수 대역을 FM 방송신호 수신 대역(88~108 MHz) 이외의 주파수 중 어느 하나의 주파수로서, 일예로 87.5 MHz로 설정할 수 있다.

채널 선정부(11)는 FM 전 채널 중 시청 가능한 적어도 일부의 유효 채널로서 일예로 12개의 채널(12개의 유효 채널)을 개별로 선정할 수 있다. 이후, 제어부(12)는 선정된 유효 채널로 레벨 조정된 방송신호를 재송출할 수 있다. 즉, 본 장치(10)는 재난 관련 비상상황의 발생시, 레벨 조정된 신호가 송출되는 12개의 채널(12개의 유효 채널)에 제1 저장부(15)에 기저장된 재난 방송신호를 송출할 수 있는 기능을 가지고 있을 수 있다.

비상상황 감지부(13)는 본 장치(10)의 일영역에 마련되는 비상용 접점 신호 인식부(13a) 및 비상 스위치 버튼(13b) 중 적어도 하나를 통해 비상상황의 발생을 감지할 수 있다.

비상용 접점 신호 인식부(13a)는 국지 지역에 설치된 재난 감지 경보기와 연결되어, 재난 감지 경보기가 재난 발생의 감지시 전송한 재난 발생 이벤트 정보에 대한 수신을 인식할 수 있다. 여기서, 국지 지역(local region, 국소 지역)은 예시적으로 터널이나 지하 주차장 등과 같이 FM 방송신호가 잘 잡히지 않는(수신되지 않는) 지역을 의미할 수 있다.

구체적으로, 재난 감지 경보기가 자체적으로 재난이 발생한 것으로 감지하여 재난 발생 이벤트 정보를 전송하면, 비상용 접점 신호 인식부(13a)는 재난 감지 경보기로부터 전송된 재난 발생 이벤트 정보를 수신할 수 있다. 이에 따라, 비상상황 감지부(13)는 비상용 접점 신호 인식부(13a)가 재난 발생 이벤트 정보를 수신한 것으로 인식되면, 재난 관련 비상상황이 발생한 것으로 감지할 수 있다.

즉, 비상상황 감지부(13)는 비상용 접점 신호 인식부(13a)를 통한 비상용 접점 신호의 인식(즉, 재난 발생 이벤트 정보의 수신 인식)을 통해, 비상용 접점 신호의 인식이 이루어지면 비상상황이 발생한 것(즉, 재난이 발생한 것)으로 감지할 수 있다.

재난 감지 경보기는 화재 경보기, 수위 경보기 및 수문열림 경보기 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본 장치(10)에 적용 가능한 재난 감지 경보기로는 재난 발생의 감지가 가능한 다양한 유형의 각종 감지 경보기(센서)가 적용될 수 있다.

본 장치(10)와 재난 감지 경보기는 네트워크 통신을 통해 연결될 수 있다. 여기서, 네트워크 통신으로는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등 모든 종류의 유/무선 통신이 포함될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.

즉, 본 장치(10)는 다양한 유형의 재난 감지 경보기와 무선으로 연결되어 재난 감지 경보기로부터 재난 발생 이벤트 정보를 수신할 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본 장치(10)는 다양한 유형의 재난 감지 경보기와 유선으로 연결될 수 있다.

또한, 본 장치(10)는 재난 감지 경보기로부터 유/무선을 통해 재난 발생 이벤트 정보를 수신하는 것 이외에도, 각 재난 감지 경보기에 의해 센싱된 센싱 신호를 획득할 수 있다. 본 장치(10)의 비상상황 감지부(13)는 일예로 재난 감지 경보기로부터 획득된 센싱 신호의 분석을 통해 재난 발생의 위험이 있는지(일예로, 화재 경보기로부터 획득된 센싱 신호에 대한 파형 특징 분석과 유사도 비교 분석을 통해, 화재 발생의 위험이 있는지), 혹은 비상상황이 발생했는지를 감지할 수 있다. 또한, 본 장치(10)의 후술하는 판단부(17)는 재난 감지 경보기로부터 획득된 센싱 신호의 분석을 통해 재난 감지 경보기가 이상(비정상) 동작하는 이상 재난 감지 경보기인지를 판단할 수 있다. 이는 후술하여 보다 자세히 설명하기로 한다.

또한, 비상 스위치 버튼(13b)은 본 장치(10)의 프론트(Front) 판넬(20)의 일영역에 설치될 수 있다. 본 장치(10)를 관리하는 사용자(관리자)는 일예로 화재, 지진, 해일, 공습경보, 폭우 등의 재난이 발생한 것으로 인지하였을 때 비상 스위치 버튼(13b)을 누를 수 있다. 비상 스위치 버튼(13b)에 대한 사용자 입력(버튼 누름 입력)이 이루어지면, 비상상황 감지부(13)는 비상상황이 발생한 것(즉, 재난이 발생한 것)으로 감지할 수 있다.

이처럼, 비상상황 감지부(13)가 비상용 접점 신호 인식부(13a) 및 비상 스위치 버튼(13b) 중 적어도 하나를 이용해 비상상황이 발생한 것으로 감지한 경우, 제어부(12)는 채널 선정부(11)에서 선정된 유효 채널에 제1 저장부(150에 기저장된 재난 방송신호가 87.5 MHz로 송출되도록 제어할 수 있다.

즉, 비상상황 감지부(13)는 국지 지역에 설치된 재난 감지 경보기가 재난 발생의 감지시 전송한 재난 발생 이벤트 정보를 비상용 접점 신호 인식부(13a)가 수신함으로써 비상상황이 발생한 것으로 감지할 수 있다. 또한, 비상상황 감지부(13)는 비상 스위치 버튼(13b)에 대한 사용자 입력(버튼 누름 입력)이 발생한 경우, 비상상황이 발생한 것으로 감지할 수 있다.

한편, 도 2a, 도 2b, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 장치(10)는 복수개의 FM 모듈레이터(31, …, 3n)를 포함할 수 있다. 복수개의 FM 모듈레이터(31, …, 3n)는 일예로 채널 선정부(11)에서 선정된 일예로 12개의 유효 채널의 수에 대응하는 수로서 12개 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 그 수는 다양하게 설정/변경될 수 있다.

또한, 복수개의 FM 모듈레이터(31, …, 3n) 각각은 동일한 구조를 가진 동일 구성일 수 있다. 따라서, 제1 FM 모듈레이터(31)에 대하여 설명된 내용은 이하 생략된 내용이라 하더라도 복수개의 FM 모듈레이터(31, …, 3n) 각각에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.

제1 FM 모듈레이터(31)는 제1 수신 모듈(2a) 및 제1 송신 모듈(3a)을 포함할 수 있다. 일예로 제12 FM 모듈레이터(3n)는 제12 수신 모듈(2l) 및 제12 송신 모듈(3l)을 포함할 수 있다.

달리 표현하여, 본 장치(10)는 복수의 수신 모듈(2)(2a, 2b, …), 및 복수의 송신 모듈 각각과 대응하도록 마련되는 복수의 송신 모듈(3)(3a, 3b, …)을 포함할 수 있다.

복수의 수신 모듈(2)(2a, 2b, …)은 제1 수신 모듈(2a, FM RX#1), 제2 수신 모듈(2b, FM RX#2), …, 및 제12 수신 모듈(2l, FM RX#12)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 복수의 송신 모듈(3)(3a, 3b, …)은 제1 송신 모듈(3a, FM TX#1), 제2 송신 모듈(3b, FM TX#2), …, 및 제12 송신 모듈(2l, FM TX#12)을 포함할 수 있다.

여기서, 앞서 말한 바와 같이, 제1 수신 모듈(2a)과 제1 송신 모듈(3a)은 하나의 단일 구성으로서 제1 FM 모듈레이터(31)라 지칭될 수 있다. 제1 FM 모듈레이터(31)는 예시적으로 도 5에 도시된 회로 구성으로 이루어질 수 있으며, 다만 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 장치(10)는 재난 방송신호의 전달이 이루어지는 비상 송출 채널에 대응하는 비상 수신 모듈(4)을 포함할 수 있다. 비상 송출 채널에 대응하는 비상 수신 모듈(4)은 일예로 FM RX#13와 같이 표현될 수 있다.

비상상황 감지부(13)가 비상상황이 발생한 것으로 감지한 경우, 제어부(12)는 복수의 수신 모듈(2)(2a, 2b, …) 각각이 기존 설정된 수신 채널에 해당하는 FM 방송신호(즉, 기존 FM 방송신호)를 수신하지 않고, 비상 수신 모듈(4)로 하여금 비상 송출 채널에 해당하는 87.5MHz를 통해 재난 방송신호를 수신하도록 할 수 있다. 이후, 제어부(12)는 복수의 수신 모듈(2)(2a, 2b, …) 각각이 수신한 재난 방송신호를 복수의 송신 모듈(3)(3a, 3b, …) 각각으로 송출하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 장치(10)는 복수의 송신 모듈(3)로 하여금, 채널 선정부(11)에서 선정된 유효 채널 각각을 통해 재난 방송신호가 송출(제공)되도록 할 수 있다.

채널 선정부(11)는 유효 채널을 선정하기 이전에, FM 전 채널(전체 채널) 각각에 대하여, FM 방송신호 수신 대역(88 MHz 이상 108 MHz 이하의 주파수 대역)에 속한 주파수 중 어느 하나의 주파수를 할당할 수 있다. 이때, 채널 선정부(11)는 FM 전 채널 각각에 서로 다른 값을 갖는 주파수를 할당할 수 있다.

도 8은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 채널 선정부(11)에 의해 할당되는 채널별 주파수 할당 값의 예를 나타낸 도면이다. 달리 말해, 도 8은 본 장치(10)에서 고려되는 채널 테이블의 일예를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 채널 선정부(11)는 FM 전 채널(전체 채널)로서 100개의 채널 각각에, FM 방송신호 수신 대역(88 MHz 이상 108 MHz 이하의 주파수 대역)에 속한 주파수 중 어느 하나의 주파수를 할당할 수 있다. 이때, 채널 선정부(11)는 도 8에 도시된 예와 같이, 일예로 100개의 채널 각각에 할당되는 주파수 값이, FM 방송신호 수신 대역 범위 내에서 88.1 MHz를 시작으로 채널 번호가 커질수록 점차 순차적으로 0.2 MHz씩 커지도록, FM 전 채널에 대한 주파수 할당을 수행할 수 있다.

이후, 채널 선정부(11)는 FM 전 채널 중 시청 가능한 적어도 일부의 채널로서, 미리 설정된 수(일예로 12개)의 유효 채널을 선정할 수 있다. 이때, 채널 선정부(11)는 일예로, FM 전 채널 중 FM 안테나(1)를 통해 수신되는 FM 방송신호에 있어서, 수신 감도가 가장 좋은 것으로 나타나는 미리 설정된 수에 해당하는 상위 12개의 채널을 유효 채널로서 선정할 수 있다.

이때, 채널 선정부(11)에 의해 선정된 유효 채널은, 예시적으로 채널번호 2, 5, 8, 16, 22, 26, 38, 51, 60, 68, 96, 98에 해당하는 채널일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

이후, 채널 선정부(11)는 각 유효 채널에 대응하는 FM 방송신호의 레벨을 조정(달리 말해, FM 안테나를 통해 수신된 각 유효 채널별 FM 방송 수신신호에 대응하는 출력 신호의 레벨을 조정)하여, 레벨 조정된 방송신호를 각 유효 채널로 재송출할 수 있다.

이때, 본 장치(10)와 연결된 재난 감지 경보기로서, 화재 경보기가 화재가 난 것을 감지하여 재난 발생 이벤트 정보를 전송함에 따라, 비상상황 감지부(13)가 비상용 접점 신호 인식부(13a)를 통해 비상상황의 발생(즉, 화재 발생)을 감지하였다고 하자. 혹은, 비상 스위치 버튼(13b)에 대한 사용자 입력(버튼 누름 입력)이 발생함에 따라, 비상상황 감지부(13)가 비상상황이 발생(즉, 화재가 발생)하였음을 감지하였다고 하자.

이처럼, 비상상황 감지부(13)에 의해 비상상황이 발생한 것으로 감지된 경우, 제어부(12)는 레벨 조정된 FM 방송신호가 개별로 송출되고 있던 유효 채널(즉, 12개의 유효 채널) 각각에, 제1 저장부(15)에 기저장된 재난 방송신호가 87.5MHz로 송출되도록 제어할 수 있다.

다시 말해, 비상상황이 발생한 것으로 감지되면, 제어부(12)는 88.3 MHz에 해당하는 FM 방송신호의 출력이 이루어지고 있던 2번 채널, 88.9 MHz에 해당하는 FM 방송신호의 출력이 이루어지고 있던 5번 채널, 89.5 MHz에 해당하는 FM 방송신호의 출력이 이루어지고 있던 8번 채널 등을 포함한 12개의 유효 채널 각각이, 기존 설정된 수신 채널을 통한 방송신호를 수신하지 않고(일예로, 제1 수신 모듈에 대응하는 2번 채널이 88.3 MHz의 방송신호를 수신하거나, 제2 수신 모듈에 대응하는 5번 채널이 88.9 MHz의 방송신호를 수신하거나 하지 않고) 그 대신 87.5MHz에 해당하는 비상 송출 채널을 통한 방송신호(즉, 제1 저장부에 기 저장된 재난 방송신호)를 수신하여 복수의 송신 모듈(3)(3a, 3b, …) 각각으로 송출할 수 있다. 이를 통해, 복수의 송신 모듈(3)이 재난 방송신호를 출력함으로써, 본 장치(10)는 사용자가 비상상황의 발생시 유효 채널을 통해 재난 방송신호를 수신할 수 있도록(제공받을 수 있도록) 할 수 있다.

이때, 제1 저장부(15)에는 재난의 유형(종류)에 따라 각기 상이한 재난 방송신호가 녹음되어 저장되어 있을 수 있다. 즉, 제1 저장부(15)에는 재난의 유형별로 그에 맞는 재난 방송신호가 녹음되어 저장되어 있을 수 있다. 여기서, 재난의 유형(종류)에는 앞서 말한 바와 같이, 화재, 지진, 해일, 공습경보, 및 폭우 중 적어도 하나가 포함될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 다양한 유형의 재난이 포함될 수 있다.

제어부(12)는 비상상황 감지부(13)에 의해 감지된 비상상황의 발생 유형(즉, 재난 발생의 유형)에 따라(예시적으로, 화재인지, 지진인지 등에 따라), 제1 저장부(15)에 미리 저장된 복수 유형의 재난 방송신호 중 비상상황 감지부(13)에 의해 감지된 비상상황의 발생 유형에 해당하는 재난 방송신호를 재생하여 유효 채널 각각을 통해 송출되도록 제어할 수 있다.

이때, 제1 저장부(15)에 저장되는 재난 유형별 복수 유형의 재난 방송신호는, 일예로 본 장치(10)와 연결된 마이크(21, 마이커)를 통하여 사용자로부터 입력받아 저장해둔 음성 신호이거나, 혹은 기 생성해둔 녹음 파일의 신호일 수 있다. 즉, 제1 저장부(15)는 재난 방송신호로서 미리 만들어둔 녹음 파일을 저장해두거나, 마이크(21) 입력을 통하여 수신한 사용자의 음성 신호를 저장해둘 수 있다. 제어부(12)는 이러한 재난 방송신호를 송출할 수 있다.

이때, 제어부(12)는 재난 방송신호를 송출하기 이전에(즉, 유효 채널 각각을 통해 재난 방송신호가 송출되도록 제어하기 이전에), 유효 채널 각각에 대응하는 FM 방송신호(즉, 각 유효 채널을 통해 수신되는 방송신호인 FM 방송 수신신호)가 정상적으로 송출되는지 확인할 수 있다. 제어부(12)는 각 유효 채널에 해당하는 신호가 정상적으로 송출되는 경우에 한하여, 재난 방송신호를 송출할 수 있다.

여기서, 제어부(12)는 각 유효 채널의 신호가 정상적으로 송출되는지에 대한 확인(방송신호의 확인)을 일예로 각 유효 채널을 통해 수신되는 FM 방송신호를 디코딩(Decording)하여 본 장치(10)의 프론트(Front) 판넬(20)의 일영역에 마련된 스피커(22)를 통해 확인할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(12)는 일예로 각 유효 채널에 대응하는 FM 방송신호의 수신 감도가 임계 수신 감도 미만이면 비정상 송출 상태인 것으로 판단(확인)할 수 있다. 반면, 제어부(12)는 각 유효 채널에 대응하는 FM 방송신호의 수신 감도가 임계 수신 감도 이상이면 정상 송출 상태인 것으로 판단(확인)할 수 있다.

달리 표현하여, 제어부(12)는 FM 전 채널 중 재난 방송신호의 송출이 이루어지는 채널을 설정(즉, 12개의 유효 채널을 설정)할 때, 해당 채널의 신호가 정상적으로 송출되는지 확인할 수 있다. 이를 기초로, 선정된 각 유효 채널의 신호가 정상적으로 송출되고 있는 것으로 확인되면, 제어부(12)는 유효 채널 각각에 대하여 재난 방송신호가 송출되도록 제어할 수 있다.

제어부(12)는 모든 설정이 완료되면, 스피커(22)를 ON으로 제어하여 스피커(22) 기능을 켤 수 있다. 이를 통해, 제어부(12)는 본 장치(10)의 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 프론트 판넬(20)의 일영역에 마련되어 있는 이퀄라이저(23)를 통해 각 유효 채널의 FM 송출 상태(즉, 각 유효 채널로의 레벨 조정된 방송신호의 송출 상태)를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 제어할 수 있다.

화면 표시부(18)는 본 장치(10)의 프론트 판넬(20)의 일영역에 마련될 수 있다. 화면 표시부(18)는 LCD 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 화면 표시부(18)는 FM 전 채널 및/또는 유효 채널 각각에 대응하는 FM 방송신호의 출력 신호의 상태 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 출력 신호의 상태 정보에는 출력 신호의 레벨 세기, 품질 상태 등의 정보가 포함될 수 있다.

프론트 판넬(20)에 대한 설명은 도 6과 도 7을 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 장치(10)의 전면에 구비되는 프론트 판넬(20)에는 앞서 말한 비상 스위치 버튼(13b), 스피커(22), 이퀄라이저(23) 및 화면 표시부(18)가 마련될 수 있다.

뿐만 아니라, 프론트 판넬(20)에는 버튼부(24)가 마련될 수 있다. 여기서, 버튼부(24)는 채널 업(UP) 설정 버튼, 채널 다운(Down) 설정 버튼, 채널 선택 버튼 및 RF 출력 레벨 선택 버튼을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 프론트 판넬(20)에는 FM 입력 채널(즉, FM 전 채널의 주파수)을 표시할 수 있는 4개의 에프엔디(FND, 25)가 마련될 수 있다. FND(25)는 휘어질 수 있는 디스플레이 장치를 의미할 수 있으며, 세그먼트 LED 등으로 달리 지칭될 수 있다. 이러한 제어부(12)는 FND(25)를 통해 도 8에 도시된 주파수 값들이 표시되도록 제어할 수 있다.

예시적으로, 본 장치(10)에는 일예로 19 랙에 최소 12개의 채널이 마련될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 장치(10)에 적용되는 FND는 일예로 0.25 인치(inch) 제품이 고려될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 장치(10)의 프론트 판넬(20)은 일예로 2U 높이로 PCB 설계하고, 1U는 SMPS(switched mode power supply) 공간으로 활용되도록 제작될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, SMPS는 스위칭 트랜지스터 등을 이용하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 스위치 제어 방식을 사용하는 전원 공급 장치를 의미할 수 있다.

또한, 본 장치(10)에서 복수개의 FM 모듈레이터(31, …, 3n)와 제어부(12, MICOM) 간에는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 통신이 적용될 수 있다. I2C 기술은 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 잘 알려진 기술이므로, I2C 기법 자체에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 장치(10)에서는 I2C로서, 예시적으로 PCA9548A 제품이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제어부(12)는 I2C 기술을 사용함에 있어서, 일예로 복수개의 FM 모듈레이터(31, …, 3n)를 8개씩 한 그룹으로 나누어 I2C0, I2C1, I2C3를 할당할 수 있다(이러한 경우, 복수개의 FM 리모듈레이터의 수는 23개일 수 있음). 제어부(12)는 I2C를 3개 그룹으로 독립적으로 사용하고 선택할 수 있으며, A0, A1, A2의 경우에는 공통으로 사용할 수 있다.

한편, 제어부(12)는 화면 표시부(18)에 대한 사용자 입력(화면 터치 입력) 혹은 버튼부(24)를 통한 사용자 입력(버튼 누름 입력)을 통해, 메뉴 설정을 수행할 수 있다.

본 장치(10)에서 설정 가능한 메뉴로는, 일예로 채널 설정(Channel Setting) 값, 채널 값, RF 출력 값(RF Output), LCD 설정 값, 팩토리 디폴트(Factory Default) 설정 값 등이 포함될 수 있다. 예시적으로 채널 설정 값은 'Channel 1 : 91.9MHz'와 같이 표시되고, RF 출력 값은 '110dBuV'와 같이 표시되고, LED 설정 값은 'LCD BackLight On/OFF' 값으로 표시되고, 팩토리 디폴트 설정 값은 'Yes/No'로 표시될 수 있다.

제어부(12)는 본 장치(10)의 초기 대기 메뉴를 일예로 도 7의 화면 표시부(18)에 표시된 것과 같이 표시할 수 있다. 이에 따르면, 제어부(12)는 초기 대기 메뉴로서, 입력 채널 주파수 정보와 입력 신호 상태를 표시하고 출력 레벨을 표시할 수 있다.

또한, 제어부(12)는 초기 대기 메뉴로서, 일예로 5초 단위로 채널 정보 변경 표시를 수행할 수 있다. 예시적으로, 제어부(12)는 채널 정보 변경 표시의 경우, 유효 채널 각각의 채널 정보로서, 제1 채널인 Ch #1부터 제12 채널인 Ch #12 까지의 채널 정보를 변경시켜가며 표시할 수 있다.

제어부(12)는 일예로 초기 대기 메뉴로서 'Ch #1 : 91.9MHz, SNR 35 dB, RF Out Level : 110dBuv"와 같은 정보가 화면 표시부(18) 상에 표시되도록 제어할 수 있다.

이때, 초기 대기 메뉴가 화면 표시부(18) 상에 표시된 상태(이는 대기 상태라 지칭될 수 있음)에서 버튼부(24) 내 설정(SET) 버튼에 대한 사용자 입력이 이루어지면, 화면 표시부(18) 상에 일예로 도 9에 도시된 바와 같이 표시될 수 있다.

도 9는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)에서 화면 표시부(18)가 대기 상태일 때(즉, 초기 대기 메뉴가 화면에 표시된 상태일 때) 설정 버튼에 대한 사용자 입력이 이루어진 경우의 화면 표시 예를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 화면 표시부(18) 상에 표시되는 화면을 보면서 버튼부(24)의 버튼을 눌러가며 메뉴의 설정을 변경할 수 있다.

일예로, 제어부(12)는 설정된 채널의 주파수가 중복되는 경우, 일예로 화면에 'Ch #2*'와 같이 표시함으로써 사용자에게 채널 설정(채널의 주파수 설정)을 변경하게 유도할 수 있다. 즉, 제어부(12)는 중복되는 채널에 대하여 사용자가 설정을 변경할 수 있도록, 중복되지 않는 채널의 표시와는 다른 형식(즉, *를 추가로 표시)으로 채널을 화면 표시부(18)에 표시할 수 있다.

도 10은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)에서 버튼부(24)에 대한 사용자 입력에 따른 화면 표시의 예를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 사용자는 본 장치(10)의 프론트 판넬(20)에 마련된 버튼부(24)를 누름으로써, 채널 설정(Channel Setting) 값, 채널 값, RF 출력 값(RF Output), LCD 설정 값, 팩토리 디폴트(Factory Default) 설정 값 등과 관련된 설정(즉, 메뉴 설정)을 수행할 수 있다.

본 장치(10)는 FM 안테나(1)에서 수신된 FM 대역의 RF 신호를 FM 방송신호로서 수신할 수 있다. 본 장치(10)는 수신된 RF 신호(FM 방송신호)를 저잡음(LNA) 증폭하고 IF 신호로 변환하여 채널별 신호를 보정하고, 불필요한 신호를 제거할 수 있다. 이후, 본 장치(10)는 보정된 채널별 신호(즉, 레벨 조정된 방송신호)를 재난방송 수신설비에 연결하거나 무선통신 보조 설비용 안테나 또는 누설 동축케이블을 통하여 FM 방송신호를 송출할 수 있다.

이에 따르면, 본 장치(10)는 재난방송 수신설비에 연결되도록 마련될 수 있다. 또는 본 장치(10)는 무선통신 보조 설비용 안테나 또는 누설 동축케이블과 연결되도록 마련될 수 있다. 이러한 본 장치(10)는 일예로 본 장치(10)와 연결된 재난방송 수신설비로 레벨 조정된 방송신호를 전송하여 레벨 조정된 방송신호(즉, 레벨 조정된 FM 방송신호)가 송출되도록 할 수 있다. 이러한 본 장치(10)는 고출력 FM 프로세서라 달리 지칭될 수 있다.

본 장치(10)는 대역통과필터(Band Pass Filter, BPF)를 채택함으로써, 대역 이외의 불필요한 신호를 제거하는 데에 우수한 성능을 보일 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 입력변동에 안정된 출력을 유지하는 자동 이득 조정(automatic gain control, AGC) 기능을 가질 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 1RU 타입으로 최대 12채널을 수용할 수 있어 유지보수 및 설치공간을 최소화할 수 있다.

또한, 본 장치(10)는 입력신호 및 동작상태를 확인하는 인디케이터(indicator) 기능을 가질 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 화면 표시부(18)인 LCD 디스플레이에 의한 제어 기능을 가지며, 이를 통해 입출력 레벨(입출력 방송신호의 레벨)의 증감을 조절할 수 있고, 입출력 주파수(입출력 방송신호의 주파수)를 가변시킬 수 있다.

본 장치(10)는 국지(국지 지역, 국소 지역)에서 발생하는 재난상황을 알림에 있어서, 라디오의 FM 주파수 대역 중 전체 또는 선택된 일부 대역들(즉, 유효 채널에 해당하는 대역들)을 대상으로 재난 내용을 통보(즉, 재난 방송신호를 송출, 제공) 하고 그에 따르는 대응책을 안내할 수 있도록 하는 기술에 대하여 제안한다.

본원은 본 장치(10)의 제공을 통해, 재난 발생시(재난 관련 비상상황의 발생시), 일반 라디오에서 수신이 가능한 FM 전 채널(또는 선택된 다수의 채널인 유효 채널)을 점유하여, 재난에 대한 안내방송(즉, 재난 방송신호)를 송출할 수 있다.

본 장치(10)에 의해 송출(제공)되는 재난 방송신호로는, 예시적으로 터널 내에서의 화재, 지진, 홍수 등의 발생을 알리는 방송신호, 계곡에서 홍수 등으로 인해 긴급 피난을 알리는 방송신호, 댐하류 지역에 대한 방류를 경고하는 방송신호, 지하 주차장에서의 화재 발생을 알리는 방송신호 등이 포함될 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니고, 각종 재난 관련 다양한 방송신호가 포함될 수 있다.

본 장치(10)에서 재난 발생의 확인(즉, 비상상황이 발생했는지에 대한 확인)은 수동 스위치 조작 기반 방식 및/또는 자동 센서 기반 방식으로 이루어질 수 있다.

여기서, 수동 스위치 조작 기반의 방식이라 함은, 일예로 재난 발생시 해당 재난에 대응하는 스위치를 조작하는 방식을 기반으로 재난 발생을 확인하는 방식으로서, 이는 상술한 비상 스위치 버튼(13b)을 이용한 방식을 의미할 수 있다. 이때, 수동 스위치 조작 기반의 방식에는 원격지에서 CCTV를 통한 감지를 토대로 한 조작 방식도 포함될 수 있다.

자동 센서 기반 방식은 화재경보기, 수위 경보기, 수문열림 경보기 등의 각종 센서(즉, 각종 재난 감지 경보기)를 기반으로 재난 발생을 확인하는 방식으로서, 이는 상술한 비상용 접점 신호 인식부(13a)를 이용한 방식을 의미할 수 있다.

도 11은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 사양을 나타낸 도면이다. 또한, 도 12는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)의 RF 출력 레벨의 확인 결과의 예를 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 장치(10)의 사양은 예시적으로 도 11에 도시된 바와 같을 수 있으며, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도 12를 참조하면, 본 장치(10)에서는 일예로 12개의 유효 채널(순번 1~12에 해당하는 유효 채널) 각각에 대한 RF 출력 레벨의 편차가 도 12에 도시된 바와 같을 수 있으며, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 앞서 말한 바와 같이, 비상상황 감지부(13)는 국지 지역에 설치된 재난 감지 경보기가 재난 발생의 감지시 전송한 재난 발생 이벤트 정보를 수신함으로써 비상상황이 발생한 것으로 감지할 수 있다.

이하에서는, 일예로 재난 감지 경보기 중 하나인 화재 경보기가 자체적으로 재난(화재)의 발생을 감지하고, 이에 따라 재난 발생 이벤트 정보를 전송하는 경우에 대하여 예시하기로 한다. 즉, 이하에서는 화재 경보기가 재난(화재)의 발생을 감지하는 방법에 대하여 기술하기로 한다.

다만, 본원의 일예에서는, 화재 경보기가 후술하는 아크 센서를 통해 측정된 전기신호를 이용하여 자체적으로 화재(재난)가 발생했는지를 감지하고, 그 결과에 따라 재난 발생 이벤트 정보를 전송함으로써, 본 장치(10)의 비상상황 감지부(13)가 화재 경보기로부터 전송받은 재난 발생 이벤트 정보로 하여금 재난이 발생했음을 감지하는 것으로 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 일예로, 본 장치(10)의 비상상황 감지부(13)는 화재 경보기에 의해 측정된 센싱 신호(특히, 화재 경보기 내 아크 센서를 통해 측정된 전기신호)를 화재 경보기로부터 획득하고, 획득된 센싱 신호에 대한 파형 특징 분석 및 유사도 비교 분석을 수행함으로써, 재난(화재)이 발생했는지 여부를 감지할 수 있다.

즉, 후술하는 설명에서, 화재 경보기에 대하여 설명된 내용(즉, 화재 경보기가 아크 센서를 통해 측정된 전기신호에 대한 파형 특징 분석과 유사도 비교 분석을 통해 화재 발생을 인식하는 내용)은, 이하 생략된 내용이라 하더라도 비상상황 감지부(13)에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 비상상황 감지부(13)는 화재 경보기 내 아크 센서를 통해 측정된 전기신호를 화재 경보기로부터 획득하고, 획득된 전기신호에 대한 파형 특징 분석과 유사도 비교 분석을 수행함으로써, 화재가 발생했는지 감지(인식)할 수 있다.

구체적으로. 재난 감지 경보기는 구조물 내 배치된 분전반의 내부로 인입되는 전선에 배치되어, 전선에 대하여 전기신호를 측정하는 아크 센서를 갖는 화재 경보기를 포함할 수 있다. 여기서, 구조물이라 함은 건물, 지하 주차장의 건물, 터널, 댐 등을 구조물을 의미할 수 있다.

화재 경보기는, 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 특징 분석을 통해 분전반 내 아크 발생 여부를 검출하고, 검출 결과 아크가 발생한 것으로 검출된 경우, 분전반에 의한 화재 발생 가능성이 있는 것으로 인식하여 화재 발생과 관련된 재난 발생 이벤트 정보(즉, 화재가 발생하였음을 알리는 재난 발생 이벤트 정보)를 유/무선 통신을 통해 본 장치(10)로 전송할 수 있다.

이때, 화재 경보기는, 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형의 존재 여부에 따라 아크 발생 여부를 검출할 수 있다. 여기서, 기설정된 특징 조건은, 임계 범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생하는 특징에 대한 조건일 수 있다.

아크 센서는 예시적으로, 가파른 에지(steep-edged)의 전류 변화들을 검출하기 위한 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 전압 변화 등을 검출하기 위한 센서일 수 있다. 즉, 아크 센서는 전류 및 전압 중 적어도 하나의 전기신호를 측정하는 센서(전류 센서 및/또는 전압 센서)일 수 있다.

본 장치(10)에서 고려되는 화재 경보기 내 아크 센서는 전선에 대하여 전기신호를 측정할 수 있다. 일예로, 아크 센서는 분전반 내부로 인입되는 전선의 전류 및 부하로 공급되는 전류를 전기신호로서 측정할 수 있다. 다른 일예로, 아크 센서는 분전반 내부로 인입되는 전선에 가압된 전압 및 부하에 걸리는 전압을 전기신호로서 측정할 수 있다.

화재 경보기는 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 특징 분석을 통해 분전반 내 아크 발생 여부를 검출할 수 있다. 이때, 아크 센서를 통해 측정된 전기신호는 앞서 말한 바와 같이 전류 및 전압 중 적어도 하나의 전기신호를 의미할 수 있다. 화재 경보기는 아크 발생 여부를 검출할 수 있으며, 검출된 아크(아크 신호)로서 직렬 아크(DC ARC) 신호를 검출할 수 있다.

화재 경보기는 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 중 임계 범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생되는 파형이 존재하는지 여부에 따라 아크 발생 여부를 검출할 수 있다.

화재 경보기는 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 내에 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하면, 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호를 아크 의심 신호로 1차 판단할 수 있다. 다시 말해, 화재 경보기는 측정된 전기신호의 파형 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하면, 해당 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호를 아크 의심 신호로 1차적으로 임시 판단할 수 있다. 이는 도 13을 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다. 여기서, 임계 범위는 전기신호의 파형의 진폭에 대하여 설정된 범위를 의미할 수 있다.

도 13은 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)에서 고려되는 화재 경보기 내 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 예를 나타낸 도면이다.

이때, 도 13에 도시된 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형에는 기설정된 특징 조건을 충족하지 않는 파형(S1)으로서 아크가 발생하지 않은 정상 신호의 파형(S1)과 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)으로서 아크 발생에 의해 나타나는 아크 신호로 의심되는 아크 의심 신호의 파형(S2)이 도시되어 있다.

도 13을 참조하면, 화재 경보기는 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 중 기설정된 특징 조건으로서 임계 범위(r)에 속하는 신호가 미리 설정된 시간(t) 동안 발생하는 특징(파형 특징)을 충족하는 파형(S2)이 존재(발생)하는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)이 존재하면, 감지부(120)는 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)에 대응하는 신호(전기신호)를 분전반에서 아크가 발생함에 따라 나타나는 아크 신호일 가능성이 있는 아크 의심 신호로 1차 판단할 수 있다.

다시 말해, 화재 경보기는 측정된 전기신호의 파형 중 임계 범위(r)에 속하는 신호가 미리 설정된 시간(t) 동안 발생되는 파형(S2)이 존재하면, 해당 파형에 대응하는 신호, 즉 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)에 대응하는 신호를 아크 신호일 가능성이 있는 아크 의심 신호로 1차 판단할 수 있다. 즉, 도 13의 도면 상에서 A 구간에 해당하는 파형(S2)에 대응하는 신호를 아크 의심 신호로서 1차 판단할 수 있다.

여기서, 임계 범위(r)는 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 값에 대하여 기설정된 범위를 의미할 수 있다. 일예로, 전기신호가 전류 신호인 경우, 임계 범위(r)는 예시적으로 제1 전류 값 이상 제2 전류 값 이하의 범위로 설정될 수 있다. 다른 예로, 전기신호가 전압 신호인 경우, 임계 범위(r)는 예시적으로 제1 전압 값 이상 제2 전압 값 이하의 범위로 설정될 수 있다.

도 13에는 예시적으로 전기신호가 전압 신호인 경우의 예가 도시되어 있으며, 구체적인 예로 임계 범위(r)는 제1 전압 값(예를 들어, 35V) 이상 제2 전압 값(예를 들어, 50V) 이하의 범위로 설정될 수 있다. 따라서, 감지부(120)는 아크 센서로부터 획득된 전기신호 중 제1 전압 값 이상 제2 전압 값 이하인 전기신호가 미리 설정된 시간(t) 동안 발생되면, 해당 전기 신호를 아크 의심 신호로 1차 판단할 수 있다.

이에 따르면, 화재 경보기는 아크 센서로부터 획득된 전기신호 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)의 신호가 발생한 경우, 해당 파형(S2)에 대응하는 신호를 아크 신호인 것(아크가 발생한 것)으로 즉시 판단하지 않고, 아크 신호일 가능성이 있는 아크 의심 신호로 1차적으로(임시로) 판단할 수 있다.

아크 의심 신호의 판단 이후, 화재 경보기는 데이터베이스부(14) 내 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터(즉, 복수의 아크 신호)와 아크 의심 신호의 파형 데이터(즉, 아크 의심 신호) 간의 유사도 비교를 기반으로 2차적으로 아크 의심 신호가 아크 신호인지 식별함으로써, 아크 발생 여부를 검출할 수 있다.

구체적으로, 데이터베이스부(14) 내 제2 저장부(16)는 복수의 아크 신호를 저장할 수 있다.

화재 경보기는 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 각각과 앞서 1차적으로 판단된 아크 의심 신호의 파형 데이터 간의 유사도 비교를 수행할 수 있다. 이러한 유사도 비교를 통해, 화재 경보기는 복수의 아크 신호 파형 데이터 중에서 아크 의심 신호의 파형 데이터와의 유사도가 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 아크 신호 파형 데이터가 존재하는지 판단할 수 있다.

이때, 복수의 아크 신호 파형 데이터 중 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 아크 신호 파형 데이터가 적어도 하나 존재하면, 화재 경보기는 아크 의심 신호가 최종적으로 아크 신호인 것으로 식별할 수 있다. 이러한 아크 신호의 식별을 통해, 화재 경보기는 분전반 내 아크가 발생한 것으로 검출할 수 있다. 화재 경보기는 아크 신호로서 직렬 아크(DC ARC) 신호를 검출할 수 있다.

화재 경보기는 유사도 비교를 통해, 제2 저장부(16)에 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 아크 신호 파형 데이터가 적어도 하나 존재하면, 1차적으로 임시 판단된 아크 의심 신호가 아크 신호인 것으로 2차적으로 식별할 수 있다.

유사도 산출(계산) 과정에 대한 설명은 도 14를 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.

도 14는 본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기(10)에서 고려되는 화재 경보기를 통해 수행되는 아크 신호 파형 데이터와 아크 의심 신호의 파형 데이터 간의 유사도 산출 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 14에서, 일예로 S2는 앞서 1차적으로 판단된 아크 의심 신호의 파형 데이터(즉, 제1 화재 경보기 내 제1 아크 센서를 통해 측정되는 전기신호 중에서 식별된 아크 의심 신호)의 예를 나타낸다. 또한, D1은 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 중 어느 하나의 아크 신호 파형 데이터(즉, 어느 하나의 아크 신호)로서, 일예로 제1 아크 신호 파형 데이터(즉, 제1 아크 신호)의 예를 나타낸다. 이하에서는 설명의 편의상, S2를 아크 의심 신호라 하고, D1을 제1 아크 신호라 하기로 한다. 또한, 제1 아크 신호(D1)에 대응하는 전기신호의 값(즉, 아크 신호의 값)은 기준값이라 달리 표현될 수 있다. 이때, 제1 아크 신호(D1)에 대하여 설명된 내용은 이하 생략된 내용이라 하더라도 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호 각각에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한, D1a는 기준값에 미리 설정된 오차 범위 값(예를 들어, e %)을 더한 값인 상한 값을 나타내고, D1b는 기준값에 미리 설정된 오차 범위 값(e%)을 차감한 값인 하한 값을 나타낸다. 여기서, 하한 값(D1b) 이상 상한 값(D1a) 이하의 범위(R)는 허용 범위(오차 허용 범위)라 지칭될 수 있다. 달리 말해, 허용 범위(R, 오차 허용 범위)는 전기신호의 값(일예로, 전압 값)이 하한 값(D1b) 이상 상한 값(D1a) 이하에 속하는 범위를 의미할 수 있다.

도 14을 참조하면, 화재 경보기는 제2 저장부(16)에 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 중 어느 하나인 제1 아크 신호(D1)와 아크 의심 신호(S2) 간의 유사도를 비교(즉, 계산)할 수 있다.

유사도 비교를 위해, 화재 경보기는 아크 의심 신호(S2)로부터 미리 설정된 수(예를 들어, 100)의 샘플링 포인트(11')에 대한 전기신호의 값을 획득할 수 있다. 예시적으로, 화재 경보기는 아크 의심 신호(S2) 상의 100개의 샘플링 포인트(11', 샘플링 지점)에 대하여, 100개의 샘플링 포인트 각각에 대응하는 전기신호의 값을 획득할 수 있다.

여기서, 아크 의심 신호(S2) 상에서의 미리 설정된 수의 샘플링 포인트의 위치는 아크 의심 신호(S2)에 대응하는 시간(즉, 미리 설정된 시간, t) 길이에 대하여 샘플링 포인트들 간의 거리가 서로 동일한 간격을 두고 배치되는 위치로 결정될 수 있다. 즉, 미리 설정된 수의 샘플링 포인트는 서로 간에 동일한 간격을 두고 이격되는 위치로 결정될 수 있다.

이러한 미리 설정된 수의 샘플링 포인트(11')는 허용 범위(R) 이내에 위치하는 제1 샘플링 포인트(11a)와 허용 범위(R) 외에 위치하는 제2 샘플링 포인트(11b)가 포함될 수 있다. 즉, 제1 샘플링 포인트(11a)는 하한 값(D1b) 이상 상한 값(D1a) 이하의 범위에 위치하는 포인트를 의미할 수 있다. 제2 샘플링 포인트(11b)는 하한 값(D1b) 미만의 범위에 위치하거나 상한 값(D1a)을 초과하는 범위에 위치하는 포인트를 의미할 수 있다.

화재 경보기는 미리 설정된 수의 샘플링 포인트(11') 중 허용 범위 이내에 위치하는 제1 샘플링 포인트(11a)의 개수와 허용 범위 외에 위치하는 제2 샘플링 포인트(11b)의 개수를 산출할 수 있다. 화재 경보기는 제1 샘플링 포인트(11a)의 개수와 제2 샘플링 포인트(11b)의 개수 간의 비율을 이용하여, 제1 아크 신호(D1)와 아크 의심 신호(S2) 간의 유사도를 계산할 수 있다. 화재 경보기는 하기 식 1을 이용하여 제1 아크 신호(D1)와 아크 의심 신호(S2) 간의 유사도(유사도 값)를 계산할 수 있다.

[식 1]

S(%)=N1/N × 100%

여기서, S(%)는 제1 아크 신호(D1)와 아크 의심 신호(S2) 간의 유사도(유사도 값)을 나타내고, N1은 허용 범위 이내에 위치하는 제1 샘플링 포인트(11a)의 개수를 나타내고, N은 허용 범위 외에 위치하는 제2 샘플링 포인트(11b)의 개수를 나타낸다.

일예로, 100개의 샘플링 포인트(11') 중 제1 샘플링 포인트(11a)가 90개이고, 제2 샘플링 포인트(11b)의 개수가 10개인 경우, 제1 아크 신호(D1)와 아크 의심 신호(S2) 간의 유사도(유사도 값)는 90%일 수 있다.

이와 같이, 화재 경보기는 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호(즉, 복수의 아크 신호 파형 데이터)와 아크 의심 신호(S2, 아크 의심 신호의 파형 데이터) 간의 유사도 비교를 수행할 수 있다. 달리 표현해, 화재 경보기는 복수의 아크 신호 각각에 대하여, 아크 의심 신호(S2)와의 유사도를 계산할 수 있다.

유사도 비교(계산) 결과, 복수의 아크 신호 중 아크 의심 신호(S2)와의 유사도가 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 아크 신호가 적어도 하나 존재하면, 화재 경보기는 아크 의심 신호(S2)가 아크 신호인 것으로 식별할 수 있다. 아크 의심 신호(S2)가 아크 신호인 것으로 식별되면, 화재 경보기는 전기신호의 측정이 이루어진 아크 센서(즉, 제1 아크 센서)와 연동되는 분전반 내 아크가 발생한 것으로 최종 결정(즉, 아크가 발생한 것으로 검출)할 수 있다.

여기서, 임계 유사도는 아크 의심 신호가 아크 신호인지를 식별하는데 기준이 되는 값으로서, 상기 식 1을 통해 산출되는 유사도에 대한 임계 값을 의미할 수 있다. 일예로, 임계 유사도는 98%로 설정될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

달리 말해, 화재 경보기는 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 중 아크 의심 신호의 파형 데이터와 매칭되는 파형 데이터가 존재하는지 여부를 파악하기 위해, 아크 의심 신호의 파형 데이터와 데이터베이스(미도시)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 간의 매칭 비교를 수행할 수 있다.

이때, 화재 경보기는 제2 저장부(16) 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 중 아크 의심 신호의 파형 데이터와 매칭되는 아크 신호 파형 데이터가 적어도 하나 존재하면, 2차적으로 아크 의심 신호가 아크 신호인 것으로 식별해, 최종적으로 분전반 내 아크가 발생한 것으로 검출(판단)할 수 있다.

여기서, 아크 의심 신호의 파형 데이터와 매칭되는 아크 신호 파형 데이터라 함은 아크 의심 신호의 파형과 100% 일치하는 아크 신호 파형에 대한 데이터를 의미할 수도 있겠으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 앞서 말한 바와 같이, 미리 설정된 유사도 범위에 속한(즉, 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는) 아크 신호 파형에 대한 데이터를 의미할 수 있다.

제2 저장부(16)에는 복수의 아크 신호 파형 데이터가 기 저장되어 있을 수 있다. 여기서, 아크 신호 파형 데이터라 함은 실제로 분전반 내 아크가 발생하였을 때 발생된 아크에 관한 파형 데이터(즉, 실제 아크 신호라고 판단된 신호의 파형 데이터)를 의미할 수 있다.

이에 따르면, 화재 경보기는 아크 센서로부터 획득된 전기신호 파형 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호가 아크 의심 신호인 것으로 1차 판단(식별)할 수 있다. 이후, 화재 경보기는 아크 의심 신호의 파형 데이터와 데이터베이스(미도시)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 간의 유사도 비교를 통해, 아크 의심 신호가 분전반 내에 아크가 실제로 발생하여 나타나는 아크 신호인지를 2차 판단(식별)할 수 있다. 즉, 화재 경보기는 아크 의심 신호의 1차 판단 이후, 제2 저장부(16)에 저장된 신호들 간의 비교(유사도 비교, 매칭 비교)를 통해 1차 판단된 아크 의심 신호가 실제 아크 신호인지를 2차 판단할 수 있다.

2차 판단 결과 아크 의심 신호가 아크 신호인 것으로 판단되면, 즉, 도 13의 도면 상에서 A 구간에 해당하는 파형(S2)이 아크 신호에 대응하는 파형인 것으로 판단되면, 화재 경보기는 전기신호의 측정이 이루어진 아크 센서와 연결되는 분전반(즉, 아크 센서를 포함하는 화재 경보기와 연결되는 분전반)에서 아크가 발생한 것으로 검출할 수 있다.

이처럼, 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 특징 분석 및 유사도 비교를 통해 아크가 발생한 것으로 검출되면, 화재 경보기는 아크의 발생을 검출한 아크 센서(혹은 아크 센서를 포함하는 화재 경보기)와 연결되는 분전반에 의한 화재 발생 가능성이 있는 것으로 최종 인식(최종 결정)하여, 화재가 발생하였음을 알리는(혹은 화재 발생 위험이 있음을 알리는) 재난 발생 이벤트 정보를 전송할 수 있다.

이에 따르면, 본 장치(10)는 화재 경보기가 아크 발생에 기반한 화재의 발생을 인지(판단)함에 있어서, 파형 특징 분석을 통한 1차 판단과 유사도 비교 분석을 통한 2차 판단을 포함한 이중 판단(1차 판단과 2차 판단)을 적용함으로써, 예시적으로 단순히 전기신호의 기울기가 임계값 이상이면 아크가 발생한 것으로 판단하는 등의 종래 기술들과는 달리, 아크 발생 여부의 검출(판단, 식별)이 보다 높은 신뢰도로 이루어지도록 할 수 있다.

다시 말하자면, 화재 경보기는, 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 특징 분석을 통해 분전반 내 아크 발생 여부를 검출하고, 검출 결과 아크가 발생한 것으로 검출된 경우, 분전반에 의한 화재 발생 가능성이 있는 것으로 인식하여 재난 발생 이벤트 정보를 전송하되, 측정된 전기신호의 파형 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형의 존재 여부에 따라 아크 발생 여부를 검출할 수 있다.

이때, 화재 경보기는, 측정된 전기신호의 파형 중 임계 범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생하는 특징에 대한 조건인 상기 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하면, 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호를 아크 신호일 가능성이 있는 아크 의심 신호로서 1차 판단할 수 있다.

이후 화재 경보기는, 1차적으로 판단된 아크 의심 신호의 파형 데이터에 대하여 데이터베이스부(14) 내 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터와의 유사도 비교를 수행하여, 복수의 아크 신호 파형 데이터 중 아크 의심 신호의 파형 데이터와의 유사도가 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 아크 신호 파형 데이터가 적어도 하나 존재하면, 1차 판단된 아크 의심 신호가 아크 신호인 것으로 2차 판단할 수 있다. 화재 경보기는 2차 판단 결과 아크 의심 신호가 아크 신호인 것으로 판단되면, 분전반 내 아크가 발생한 것으로 최종 검출하고, 이에 따라 재난 발생 이벤트 정보를 본 장치(10)로 전송할 수 있다.

이러한 본원은, 본 장치(10)에서 고려되는 화재 경보기가 화재 발생 여부를 판단하는 데에 기준이 되는 분전반에서의 아크 발생을 검출함에 있어서, 전기신호의 파형 특징 분석을 기반으로 한 1차 아크 의심 신호의 판단과 유사도 비교를 기반으로 한 2차 아크 신호의 판단을 조합한 이중 판단(1차 판단과 2차 판단)을 수행함으로써, 아크 발생 여부(즉, 화재 발생 여부)의 판단을 보다 높은 신뢰도로 수행할 수 있도록 할 수 있다.

뿐만 아니라, 본원은 아크 센서를 통해 측정되는 전기신호에 대하여 1차/2차 판단을 모두 적용하는 것이 아니라, 측정되는 전기신호 중 파형 특징 분석을 통해 1차로 식별된 아크 의심 신호에 대해서만 파형 간 유사도 비교를 수행하는 2차 판단을 적용함으로써, 화재 발생 여부를 감지하는데 기준이 되는 아크 발생 검출을 위한 연산량을 효과적으로 줄이고 빠르게 아크 발생을 검출(빠르게 화재 발생을 감지)할 수 있다. 이러한 본원은 결과적으로 안정적이고 효율적으로 화재 감지(즉, 비상상황의 감지)가 가능하여, 비상상황에 대한 즉각 대처가 가능하도록 제공할 수 있다.

다른 예로, 비상상황 감지부(13)는 화재 경보기로부터 화재 경보기의 센싱 신호를 획득할 수 있다. 이때, 화재 경보기의 센싱 신호는 화재 경보기 내 아크 센서를 통해 측정되는 전기신호를 의미할 수 있다.

비상상황 감지부(13)는 화재 경보기로부터 획득된 센싱 신호(즉, 전기신호)의 파형 특징 분석을 통해 아크 센서가 설치된 분전반 내 아크 발생 여부를 검출할 수 있다. 이때, 검출 결과, 아크가 발생한 것으로 검출되면, 비상상황 감지부(13)는 해당 아크 센서가 설치된 분전반에 의해 화재가 발생할 가능성이 있는 것으로 인식하여, 재난 상황이 발생한 것으로 감지할 수 있다.

이때, 비상상황 감지부(130는 전기신호의 파형 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하면, 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호를 아크 의심 신호로 1차 판단하고, 이후, 1차 판단된 아크 의심 신호의 파형 데이터와 데이터베이스부(14)의 제2 저장부(16)에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터 간의 유사도 비교를 기반으로, 1차 판단된 아크 의심 신호가 아크 신호인지 식별함으로써, 아크가 발생했는지 여부를 검출할 수 있다.

즉, 본원의 다른 일예에 따르면, 비상상황 감지부(13)는 화재 경보기 내 아크 센서로부터 획득된 전기신호에 대하여, 파형 특징 분석 기반의 1차 분석을 수행하고, 1차 분석된 정보에 대하여 유사도 비교 기반의 2차 분석을 적용함으로써, 아크 센서가 위치한 분전반 내 아크 발생 여부를 검출할 수 있다. 비상상황 감지부(13)는 아크가 발생한 것으로 검출된 경우, 이를 아크 센서가 마련된 해당 분전반에 의하여 화재 발생 가능성이 있는 것으로 인식하여, 결과적으로 재난(화재) 관련 비상상황이 발생한 것으로 감지할 수 있다.

또한, 판단부(17)는 국지 지역에 설치된 복수의 재난 감지 경보기로부터 획득된 센싱 신호의 분석을 통해, 복수의 재난 감지 경보기 중 이상 동작하는 이상 재난 감지 경보기가 존재하는지 판단할 수 있다.

이때, 제어부(12)는 복수의 재난 감지 경보기 중 제1 재난 감지 경보기가 이상 동작하는 이상 제1 재난 감지 경보기인 것으로 판단되는 경우, 제1 재난 감지 경보기에 대하여 기등록된 등록 정보 중 적어도 일부를 FM 재변조기의 일영역에 마련된 화면 표시부(18) 상에 표시되도록 제어할 수 있다.

또한, 판단부(17)는, 이상 제1 재난 감지 경보기에 대한 교체가 필요한지 여부를 더 판단할 수 있다. 이때, 제어부(12)는 판단부(17)에 의한 판단 결과, 이상 제1 재난 감지 경보기가 교체가 필요한 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기인 것으로 판단되면, 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기와 관련하여 대체 가능한 대체 재난 감지 경보기의 추천을 위한 추천 리스트(즉, 대체 재난 감지 경보기 추천 리스트)를, 이상 동작하는 것으로 판단된 제1 재난 감지 경보기(즉, 이상 제1 재난 감지 경보기)에 대하여 기등록된 등록 정보 내 연락처에 대응하는 단말로 제공할 수 있다.

여기서, 추천 리스트가 제공되는 단말은, 이상 제1 재난 감지 경보기를 관리하는 사용자의 단말(관리자 단말)을 의미할 수 있다.

이때, 판단부(17)는 복수의 재난 감지 경보기로부터 획득되는 센싱 신호의 신호 강도를 분석하고, 분석된 신호 강도에 기초하여 복수의 재난 감지 경보기 중 이상 동작하는 이상 재난 감지 경보기가 존재하는지 판단할 수 있다.

여기서, 이상 동작하는 이상 재난 감지 경보기라 함은, 재난 감지 경보기로부터 획득된 센싱 신호의 신호 강도(신호 수신률)가 신호 강도 허용 범위를 벗어나 약하게 감지됨에 따라, 해당 센싱 신호가 불안전한 상태로 획득(수신)된 경우를 의미할 수 있다.

예시적으로, 판단부(17)는 복수의 재난 감지 경보기 중 어느 하나인 제1 재난 감지 경보기(일예로, 제1 화재 경보기)가 신호 강도 허용 범위를 벗어나는 경우, 제1 재난 감지 경보기를 이상이 있는 이상 제1 재난 감지 경보기(즉, 이상 제1 화재 경보기)인 것으로 판단할 수 있다. 이후, 판단부(17)는 이상 제1 재난 감지 경보기가 교체가 필요한 경보기인지(즉, 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기인지)를 판단할 수 있다.

이때, 판단부(17)는 일예로 제1 재난 감지 경보기(제1 화재 경보기)에 의해 센싱되는 센싱 신호(일예로, 제1 센싱 신호)의 신호 강도가 기준 신호 강도와 대비하여 신호 강도 허용 범위를 벗어나는 횟수가 미리 설정된 횟수 이상이면, 미리 설정된 횟수 이상으로 신호 강도 허용 범위를 벗어나는 제1 센싱 신호에 대응하는 제1 재난 감지 경보기가 교체가 필요한 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기(일예로, 교체 필요 이상 제1 화재 경보기)인 것으로 판단할 수 있다.

이때, 판단부(17)에서 고려되는 신호 강도 허용 범위 및 미리 설정된 횟수는, 재난 감지 경보기의 유형에 따라(유형별로) 각기 다르게 설정될 수 있다. 즉, 복수의 재난 감지 경보기에 포함된 재난 감지 경보기가 이상 동작하는 이상 재난 감지 경보기인지 판단하는데 기준이 되는 신호 강도 허용 범위는 재난 감지 경보기의 유형에 따라 각기 다르게 설정될 수 있다. 마찬가지로, 이상 재난 감지 경보기가 교체가 필요한 교체 필요 이상 재난 감지 경보기인지 판단하는데 기준이 되는 미리 설정된 횟수는 재난 감지 경보기의 유형에 따라 각기 다르게 설정될 수 있다.

여기서, 재난 감지 경보기의 유형이라 함은, 앞서 말한 바와 같이 재난 감지 경보기가 화재 경보기, 수위 경보기, 수문열림 경보기 등과 같이 경보기의 종류를 구분하는 유형을 의미할 수 있다.

일예로, 재난 감지 경보기가 제1 유형의 경보기(화재 경보기)인 경우에는 신호 강도 허용 범위가 제1 범위로 설정되고, 미리 설정된 횟수가 제1 횟수로 설정될 수 있다. 재난 감지 경보기가 제2 유형의 경보기(수위 경보기)인 경우에는 신호 강도 허용 범위가 제2 범위로 설정되고, 미리 설정된 횟수가 제2 횟수로 설정될 수 있다. 재난 감지 경보기가 제3 유형의 경보기(수문열림 경보기)인 경우에는 신호 강도 허용 범위가 제3 범위로 설정되고, 미리 설정된 횟수가 제3 횟수로 설정될 수 있다.

제어부(12)는 이상 제1 재난 감지 경보기가 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기인 것으로 판단되면, 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기와 관련하여 대체 가능한 대체 재난 감지 경보기의 추천을 위한 추천 리스트(대체 재난 감지 경보기 추천 리스트)를 화면 표시부(18)의 화면 상에 제공하거나, 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기에 대하여 기등록된 연락처에 대응하는 단말(즉, 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기를 관리하는 관리자 단말)로 제공할 수 있다.

여기서, 추천 리스트(대체 재난 감지 경보기 추천 리스트)에 포함되는 대체 재난 감지 경보기는, 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기와 동일한 재난 감지 경보기인 동일 대체 재난 감지 경보기 및 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기와 유사 성능을 가진 다른 재난 감지 경보기인 유사 대체 재난 감지 경보기를 포함할 수 있다.

예시적으로, 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기가 제1 화재 경보기인 경우, 제어부(12)는 제1 화재 경보기의 대체를 위한 추천 리스트를 화면 표시부(18)의 화면 또는 관리자 단말의 화면 상에 제공할 수 있다. 여기서, 제공되는 추천 리스트에는 동일 대체 재난 감지 경보기로서, 제1 화재 경보기와 동일한 화재 경보기(같은 동일 제품)가 포함될 수 있다. 뿐만 아니라, 제공되는 추천 리스트에는 유사 대체 재난 감지 경보기로서, 제1 화재 경보기와는 다른 화재 경보기(다른 제품)이되 제1 화재 경보기와 유사한 성능을 가지는 유사 화재 경보기가 포함될 수 있다.

이때, 추천 리스트에 포함되는 유사 대체 재난 감지 경보기로는, 교체가 필요하다고 판단된 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기 대비 일예로 후기(평가)가 더 좋거나, 가격이 더 낮거나, 품질이 더 좋은 재난 감지 경보기가 포함될 수 있다.

이에 따르면, 본 장치(10)는, 본 장치(10)와 연동되는 재난 감지 경보기에 대한 교체가 필요한 경우에, 교체가 필요한 재난 감지 경보기와 동일한 재난 감지 경보기 뿐만 아니라 그와는 종류가 다르나 성능이 좋은 가성비 좋은 재난 감지 경보기를 함께 추천 리스트(대체 재난 감지 경보기 추천 리스트)에 포함시켜 제공(추천)함으로써, 사용자로 하여금 재난 감지 경보기에 대한 교체가 보다 용이해지고 효율적으로 이루어지도록 제공할 수 있다.

또한, 본 장치(10)는 추천 리스트의 제공을 통해, 사용자가 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기를 대체할 재난 감지 경보기를 결정함에 있어서 사용자가 여러 경보기들을 비교해 보고 보다 합리적인 제품을 선택하도록 할 수 있으며, 교체 필요 이상 재난 감지 경보기에 대한 교체/관리가 보다 용이하고 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

즉, 본 장치(10)는, 본 장치(10)와 연동되는 복수의 재난 감지 경보기에 대한 효율적인 관리가 가능해지도록 할 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 복수의 재난 감지 경보기의 운용 비용을 절감시킬 수 있고, 복수의 재난 감지 경보기의 관리 효율성을 증대시킬 수 있고, 운용 담당자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

본 장치(10)는, 본 장치(10)와 연동되는 복수의 재난 감지 경보기의 이상을 판단함과 더불어, 이상이 발견되었을 때 해당 경보기를 대체할 만한 경보기 정보를 포함하는 추천 리스트를 제공함으로써, 재난(비상상황) 발생시 재난 감지 경보기가 고장나거나 이상 동작함으로 인해 비상상황을 신속히 감지할 수 없게 되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 장치(10)는 복수의 재난 감지 경보기와 연동되는 본 장치(10)를 관리하는 관리자의 관리 편의성을 향상시키고, 본 장치(10)를 이용하는 사용자의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.

본원의 일 실시예에 따른 FM 재변조기의 제어 방법은 앞서 설명된 FM 재변조기(10)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 FM 재변조기(10)에 대하여 설명된 내용은 FM 재변조기의 제어 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.

간단히 살펴보면, FM 재변조기의 제어 방법은 채널 선정부에서, 라디오에서 FM 방송신호의 수신이 가능한 FM 전 채널 중 적어도 일부의 채널을 유효 채널로 선정하는 S11 단계를 포함할 수 있다.

다음으로, FM 재변조기의 제어 방법은, S11 단계 이후에, 제어부에서 FM 안테나를 통해 수신된 FM 방송신호 중 유효 채널 각각으로 송출되는 송출 방송신호의 레벨을 조정하여 레벨 조정된 방송신호를 유효 채널 각각에 대하여 재송출하는 S12 단계를 포함할 수 있다.

다음으로, FM 재변조기의 제어 방법은, 비상상황 감지부에서 재난 관련 비상상황의 발생을 감지하는 S13 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, S13 단계는 S12 단계 이전 또는 S12 단계 이후에 이루어질 수 있다.

비상상황 감지부에서 재난 관련 비상상황이 발생한 것으로 감지된 경우, S2 단계에서 제어부는, S11 단계에서 선정된 유효 채널 각각에 대하여 데이터베이스부에 기저장된 재난 방송신호가 송출되도록 제어할 수 있다.

상술한 설명에서, S11 단계 내지 S13 단계는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.

본원의 일 실시 예에 따른 FM 재변조기의 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 전술한 FM 재변조기의 제어 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: FM 재변조기
11: 채널 선정부
12: 제어부
13: 비상상황 감지부
14: 데이터베이스부
15: 제1 저장부
16: 제2 저장부
17: 판단부
18: 화면 표시부

Claims (10)

1. FM 재변조기로서,
   라디오에서 FM 방송신호의 수신이 가능한 FM 전 채널 중 수신 감도를 기준으로 미리 설정된 수의 상위 채널들을 유효 채널로 선정하는 채널 선정부;
   FM 안테나를 통해 수신된 FM 방송신호 중 상기 유효 채널 각각으로 송출되는 송출 방송신호의 레벨을 조정하여 레벨 조정된 방송신호를 상기 유효 채널 각각에 대하여 재송출하는 제어부; 및
   재난 관련 비상상황의 발생을 감지하는 비상상황 감지부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 유효 채널 각각에 대응하는 상기 FM 방송신호의 상기 수신 감도가 임계 수신 감도 미만이면 비정상 송출 상태인 것으로 판단하고, 상기 수신 감도가 상기 임계 수신 감도 이상이면 정상 송출 상태인 것으로 판단하고,
   상기 비상상황 감지부에서 비상상황이 발생한 것으로 감지된 경우, FM 방송신호 수신 대역 이외의 미리 설정된 주파수로 설정된 비상 송출 채널을 통해 데이터베이스부에 기저장된 재난 방송신호를 수신하고, 상기 채널 선정부에서 선정된 상기 유효 채널 각각에, 상기 재난 방송신호가 상기 미리 설정된 주파수로 송출되도록 제어하는 것인,
   FM 재변조기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 FM 방송신호 수신 대역은 88 MHz 이상 108 MHz 이하의 주파수 대역을 가지며,
   상기 미리 설정된 주파수는 87.5MHz 인 것인, FM 재변조기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 비상상황 감지부는,
   국지 지역에 설치된 재난 감지 경보기가 재난 발생의 감지시 전송한 재난 발생 이벤트 정보를 수신함으로써 상기 비상상황이 발생한 것으로 감지하는 것인, FM 재변조기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 재난 감지 경보기는,
   구조물 내 배치된 분전반의 내부로 인입되는 전선에 배치되어, 상기 전선에 대하여 전기신호를 측정하는 아크 센서를 갖는 화재 경보기를 포함하고,
   상기 화재 경보기는,
   상기 아크 센서를 통해 측정된 전기신호의 파형 특징 분석을 통해 상기 분전반 내 아크 발생 여부를 검출하고, 검출 결과 아크가 발생한 것으로 검출된 경우, 상기 분전반에 의한 화재 발생 가능성이 있는 것으로 인식하여 화재 발생과 관련된 상기 재난 발생 이벤트 정보를 전송하는 것인, FM 재변조기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 화재 경보기는,
   상기 측정된 전기신호의 파형 중 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형의 존재 여부에 따라 아크 발생 여부를 검출하고,
   상기 기설정된 특징 조건은, 임계 범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생하는 특징에 대한 조건인 것인, FM 재변조기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 화재 경보기는,
   상기 측정된 전기신호의 파형 중 상기 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하면, 상기 기설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호를 아크 의심 신호로 판단하는 것인, FM 재변조기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 화재 경보기는,
   데이터베이스부에 기 저장된 복수의 아크 신호 파형 데이터와 상기 아크 의심 신호의 파형 데이터 간의 유사도 비교를 기반으로 상기 아크 의심 신호가 아크 신호인지 식별함으로써, 아크 발생 여부를 검출하는 것인, FM 재변조기.
9. 제4항에 있어서,
   국지 지역에 설치된 복수의 재난 감지 경보기로부터 획득된 센싱 신호의 분석을 통해, 상기 복수의 재난 감지 경보기 중 이상 동작하는 이상 재난 감지 경보기가 존재하는지 판단하는 판단부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 재난 감지 경보기 중 제1 재난 감지 경보기가 이상 동작하는 이상 제1 재난 감지 경보기인 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 재난 감지 경보기에 대하여 기등록된 등록 정보 중 적어도 일부를 상기 FM 재변조기의 일영역에 마련된 화면 표시부 상에 표시되도록 제어하는 것인, FM 재변조기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 이상 제1 재난 감지 경보기에 대한 교체가 필요한지 여부를 더 판단하고,
    상기 제어부는,
    판단 결과, 상기 이상 제1 재난 감지 경보기가 교체가 필요한 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기인 것으로 판단되면, 상기 교체 필요 이상 제1 재난 감지 경보기와 관련하여 대체 가능한 대체 재난 감지 경보기의 추천을 위한 추천 리스트를 상기 기등록된 등록 정보 내 연락처에 대응하는 단말로 제공하는 것인, FM 재변조기.

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