KR102455803B1 - Devices and methods for detecting fire - Google Patents

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Abstract

감지 장치가 제공된다. 상기 감지 장치는 공기 중에 포함된 화재 관련 가스 성분을 감지하는 감지 유니트; 상기 가스 성분의 분석을 통해 상기 화재의 발생을 판단하거나 상기 화재의 발원체 정보를 파악하는 분석 유니트를 포함할 수 있다.A sensing device is provided. The detection device includes: a detection unit for detecting a component of a fire-related gas contained in the air; It may include an analysis unit for determining the occurrence of the fire through the analysis of the gas component or identifying information on the source of the fire.

Description

화재 감지 장치 및 방법{Devices and methods for detecting fire}Fire detection devices and methods {Devices and methods for detecting fire}

본 발명은 화재를 감지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a fire.

기온이 상승하면서 겨울철 산이 건조해지고 땅의 습기가 적어지게 되면 조그마한 산불이 나도 순식간에 대형 산불로 번지는 경우가 잦다.As the temperature rises, the mountains become dry in winter and the soil becomes less humid. Even a small forest fire can quickly spread to a large forest fire.

인적이 드문 산간 지역에서 화재가 발생되면 초기 대처가 늦어져 산불을 진압하는데 상당한 예산과 인력이 투입되고, 피해가 막대하다.When a fire occurs in a mountainous area where there are few people, the initial response is delayed, so a considerable budget and manpower are invested in extinguishing the forest fire, and the damage is enormous.

화재의 발생 시기와 위치를 사전 예측하는 것은 매우 어려운 일이지만, 화재 발생시 화염의 초기 발견, 발화점의 정확한 위치 및 화재 규모를 파악하는 것은 조기 진화에 매우 중요하다.Although it is very difficult to predict the timing and location of a fire in advance, it is very important for early extinguishment to detect the flame at an early stage, the exact location of the ignition point, and the size of the fire when a fire occurs.

그러나, 인적이 드문 산간이나 넓은 지역에 대한 상시 감시 시스템과 통신망 구축은 경제적 관점에서 많은 검토가 필요하다.However, the establishment of a regular monitoring system and communication network for a mountainous or wide area with few people requires a lot of review from an economic point of view.

한국등록특허공보 제2135619호에는 열감지 센서를 이용해서 산불을 감지하는 기술이 나타나 있다.Korean Patent Publication No. 2135619 discloses a technology for detecting wildfires using a heat sensor.

한국등록특허공보 제2135619호Korean Patent Publication No. 2135619

본 발명은 화재를 조기에 감지하고, 발원체 정보를 정확하게 파악할 수 있는 감지 장치 및 감지 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a detection device and a detection method capable of early detection of fire and accurate identification of source information.

본 발명의 감지 장치는 공기 중에 포함된 화재 관련 가스 성분을 감지하는 감지 유니트; 상기 가스 성분의 분석을 통해 상기 화재의 발생을 판단하거나 상기 화재의 발원체 정보를 파악하는 분석 유니트를 포함할 수 있다.The detection device of the present invention includes a detection unit for detecting a component of a fire-related gas contained in the air; It may include an analysis unit for determining the occurrence of the fire through the analysis of the gas component or identifying information on the source of the fire.

본 발명의 감지 방법은 화재 예상 현장에 설치된 감지부로부터 데이터를 입력받는 입력 단계; 상기 데이터를 정규화하는 정규화 단계; 다층 신경망을 이용해서 상기 감지부의 감지 시점을 기준으로 화재 발생 여부를 1차 판별하는 1차 단계; 상기 1차 판별 결과를 기 파악된 데이터 패턴과 비교 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 화재 발생 여부를 2차 판별하는 2차 단계; 상기 2차 판별된 결과를 이용해 화재 발생 여부를 추정하는 추정 단계;를 포함할 수 있다.The detection method of the present invention includes an input step of receiving data from a detection unit installed at a fire expected site; a normalization step of normalizing the data; a first step of first determining whether a fire has occurred based on the detection time of the sensing unit using a multilayer neural network; a second step of comparing and analyzing the first determination result with a previously identified data pattern, and secondarily determining whether a fire has occurred according to the analysis result; and an estimation step of estimating whether a fire has occurred using the second determined result.

본 발명의 감지 장치 및 감지 방법은 화재 관련 가스 성분, 다시 말해 연기의 성분을 분석해서 화재를 감지하거나 발원체를 파악할 수 있다.The detection device and detection method of the present invention can detect a fire or identify a source by analyzing a component of a fire-related gas, that is, a component of smoke.

본 발명에 따르면, 화재가 본격적으로 번지기 전에 연기를 통해 화재의 발생 여부를 파악할 수 있다. 그 결과, 화재 진압, 화재 대피의 초기 대처가 가능하다.According to the present invention, it is possible to determine whether a fire has occurred through smoke before the fire spreads in earnest. As a result, it is possible to take the initial action of fire suppression and fire evacuation.

또한, 본 발명의 감지 장치는 설치 위치를 알고 있는 복수의 감지부의 측정 결과를 이용해서 발원체의 위치를 신속 정확하게 파악할 수 있다.In addition, the sensing device of the present invention can quickly and accurately grasp the position of the source by using the measurement results of a plurality of sensing units that know the installation position.

또한, 본 발명의 감지 장치는 감지부에서 감지된 정보 또는 해당 정보의 분석 결과가 저장되는 저장부를 가질 수 있다. 화재로 인해 통신이 단절되면, 추후 화재 방지 대책의 마련을 위해 저장부에 저장된 데이터가 중요한 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 화재 현장에서 저장부를 보호할 수 있는 수단이 마련될 수 있다.Also, the sensing device of the present invention may have a storage unit in which information sensed by the sensing unit or an analysis result of the corresponding information is stored. When communication is cut off due to a fire, the data stored in the storage unit may play an important role in order to prepare a fire prevention measure in the future. Accordingly, a means for protecting the storage unit at the scene of a fire can be provided.

도 1은 본 발명의 감지 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 화재시 발생하는 독성 가스를 나타낸 도표이다.
도 3은 가스 센서의 상대 흡착량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 감지 유니트를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 감지 유니트를 나타낸 개략도이다.
도 6은 복수의 감지 유니트를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 감지 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 감지 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 감지 방법의 각 단계에서 사용되는 정보를 정리한 개략도이다.
도 10은 순환 신경망을 이용한 사전 화재 연계형 모델을 나타낸 개략도이다.
도 11은 저장부를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
1 is a block diagram showing a sensing device of the present invention.
2 is a diagram showing toxic gases generated during a fire.
3 is a graph showing the relative adsorption amount of the gas sensor.
4 is a schematic diagram showing a sensing unit of the present invention.
5 is a schematic diagram showing another sensing unit of the present invention.
6 is a schematic diagram showing a plurality of sensing units;
7 is a schematic diagram showing the operation of the sensing device of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a sensing method of the present invention.
9 is a schematic diagram summarizing information used in each step of the sensing method of the present invention.
10 is a schematic diagram illustrating a pre-fire linkage model using a recurrent neural network.
11 is a schematic diagram illustrating a storage unit.
12 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, duplicate descriptions of the same components will be omitted.

또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when a component is referred to as 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components in the middle It should be understood that there may be On the other hand, in the present specification, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also in this specification, the singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, terms such as 'include' or 'have' are only intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more It should be understood that the existence or addition of other features, numbers, steps, acts, components, parts, or combinations thereof, is not precluded in advance.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of a plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.

또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Also, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 감지 장치를 나타낸 블록도이다. 도 2는 화재시 발생하는 독성 가스를 나타낸 도표이다. 도 3은 가스 센서의 상대 흡착량을 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing a sensing device of the present invention. 2 is a diagram showing toxic gases generated during a fire. 3 is a graph showing the relative adsorption amount of the gas sensor.

도 1에 도시된 감지 장치는 감지 유니트(100) 및 분석 유니트(200)를 포함할 수 있다.The sensing device shown in FIG. 1 may include a sensing unit 100 and an analysis unit 200 .

감지 유니트(100)는 공기 중에 포함된 화재 관련 가스 성분을 감지할 수 있다. 다시 말해, 감지 유니트(100)는 화재로 인해 발생한 연기에 노출되면, 해당 연기를 감지할 수 있다. 특정 지점에서 발생한 화재로 인해 생성된 연기는 바람을 타고 전파될 수 있다. 연기가 감지 유니트(100)까지 전파되면, 감지 유니트(100)는 공기 중에 포함된 화재 관련 가스 성분, 즉 화재로 인해 발생한 연기 성분을 감지할 수 있다.The detection unit 100 may detect a fire-related gas component contained in the air. In other words, when the detection unit 100 is exposed to smoke generated due to a fire, the detection unit 100 may detect the smoke. Smoke produced by a fire at a specific point can be propagated by the wind. When the smoke propagates to the detection unit 100 , the detection unit 100 may detect a fire-related gas component contained in the air, that is, a smoke component generated due to a fire.

분석 유니트(200)는 가스 성분의 분석을 통해 화재의 발생을 판단하거나 화재의 발원체 정보를 파악할 수 있다. 분석 유니트(200)는 감지 유니트(100)와 일체로 형성되거나 별도로 형성될 수 있다.The analysis unit 200 may determine the occurrence of a fire or determine the source information of the fire through the analysis of the gas component. The analysis unit 200 may be formed integrally with the sensing unit 100 or may be formed separately.

열을 감지하는 일반 화재 센서 및 경보기는 시스템 구성상 화재가 어느 정도 진행된 상태에서 검지하는 경향이 있다. 그리고, 온도 정보만을 이용해서는 화재 진압 후 발화의 근원지 및 발화 원인이 무엇인지 판단하는데 어려움이 있다. 일반 산불 화재같이 화재의 범위가 넓을수록 발화점을 찾기가 더욱 더 어렵다.General fire sensors and alarms that detect heat tend to detect a fire in a certain advanced state due to the system configuration. In addition, it is difficult to determine the source of the ignition and the cause of the ignition after the fire is extinguished by using only the temperature information. As with a normal wildfire fire, the wider the fire, the more difficult it is to find the ignition point.

화재의 초기 진압 및 진압 후 발화점 원인 분석을 위한 화재 모니터링 및 경보 시스템이 여러 분야에서 다각도로 검토되고 있다.Fire monitoring and alarm systems for initial suppression of fire and analysis of causes of ignition points after suppression are being reviewed from various angles in various fields.

화재시 발생하는 가스(화재 관련 가스 성분)는 단일 물질인 경우가 거의 드물다. "셀룰로즈"는 연소시 175가지의 해로운 생성물을 만들어내고, "PVC"는 연소시 약 70가지의 해로운 생성물을 만들어내며, "일반 건축자재"는 연소시 목재계, 염소계, 불소계, 질소계, 유황계 등을 생성한다. 이와 같이 여러 재료는 연소시 다양한 종류의 유해 생성물을 만들기 때문에 각 연소 물질에 맞는 센서를 일일이 설치하여 화재 및 원인을 분석하는 것은 굉장히 어려운 일이다. 그렇다고 일반 화재시 대표적인 발생 물질인 CO2, CO 등을 감지하는 몇 개의 센서를 가지고 화재의 발생 유무 및 그 발화 원인을 분석하는 것 또한 어려운 일로 판단된다.Gases produced in a fire (fire-related gas components) are rarely of a single substance. "Cellulose" produces 175 harmful products when burned, "PVC" produces about 70 harmful products when burned, and "General building materials" are wood-based, chlorine-based, fluorine-based, nitrogen-based, sulfur-based, when burned. create series, etc. As such, various materials create various kinds of harmful products during combustion, so it is very difficult to analyze the fire and cause by installing sensors for each combustion material one by one. However, it is also judged that it is difficult to analyze whether a fire has occurred and the cause of its ignition with several sensors that detect CO2, CO, etc.

현재 시판되는 일반 반도체식 센서들은 사전에 공기가 흡착된 상태에서 외부의 화재 관련 가스가 유입되었을 때 발생되는 산화 반응에 의해 반도체의 전도성이 변화하는 원리를 이용해서 특정 가스의 양을 측정한다. 일반적으로 특정 가스에만 반응하는 것이 아니라 다른 가스 물질에도 감도의 차이는 있으나 반응을 한다(저항 변화). 따라서, 화재시 발생하는 여러 종류의 화재 관련 가스 성분을 1개의 센서에서 검출하여 화재 여부를 판단하는 것이 좋다. 한편, 딥러닝(Deep Learning) 기법 및 기계 학습을 통해서 발원체를 판별하는 경우, 복수의 센서(Array Sensor type)를 활용하는 것이 좋다.General semiconductor type sensors currently on the market measure the amount of a specific gas using the principle that the conductivity of a semiconductor changes due to an oxidation reaction that occurs when an external fire-related gas is introduced in a state where air is adsorbed in advance. In general, it does not only react with a specific gas, but also reacts with other gas substances, although there is a difference in sensitivity (resistance change). Therefore, it is preferable to detect a fire by detecting several types of fire-related gas components generated during a fire with one sensor. On the other hand, when determining the source through the deep learning technique and machine learning, it is preferable to use a plurality of sensors (Array Sensor type).

소량의 센서를 사용하고 딥러닝(Deep Learning) 기법을 이용하면 적은 수의 센서로 여러 발원체를 판별할 수 있다. 또한, 이렇게 구성된 단말기는 자체 MCU(Micro Controller Unit)에 학습 결과를 이식하고 딥러닝(Deep Learning)을 이용하여 판별된 내용을 유무선을 이용해서 필요로 하는 상위단에 전송하여 넓은 지역을 커버(Cover)할 수 있다. 또한, 저가의 MCU를 사용하기 때문에 소형화 및 경량화에 유리하다.Using a small number of sensors and using deep learning techniques, multiple sources can be identified with a small number of sensors. In addition, the terminal configured in this way transfers the learning result to its own MCU (Micro Controller Unit) and transmits the determined content to the required upper stage using wired or wireless communication to cover a large area. )can do. In addition, since a low-cost MCU is used, it is advantageous for miniaturization and weight reduction.

특히, 넓은 지역의 경우 일정 단위로 화재 감지 단말기를 설치하고 통합 모니터링 화면(지도)으로 현재 화재의 흐름을 파악할 수 있기 때문에 화재의 경로를 미연에 차단할 수 있다.In particular, in a large area, a fire detection terminal is installed in a certain unit and the current flow of fire can be grasped through the integrated monitoring screen (map), so the path of a fire can be blocked in advance.

화재 진압 후 단말기(감지 장치)에 있는 저장부(190), 예를 들어 메모리(EEPROM, SDCard)에 저장된 시간과 발원체를 분석하면 어떤 유형의 물질에서 발화되었는지를 알 수 있으며 통합 모니터링 부분에서는 어느 단말 근처에서 화재가 시작했는지를 파악할 수 있다. 단말기 내에 설치된 저장부(190)는 에폭시를 이용해 메모리 모듈(195)을 감싸서 화재시에도 견딜 수 있도록 하면 어떤 환경에서도 저장부(190)를 회수하여 화재의 원인 분석이 가능하다.After extinguishing the fire, by analyzing the time and source stored in the storage unit 190 in the terminal (sensing device), for example, the memory (EEPROM, SDCard), it is possible to know what type of material was ignited, and which type of material was ignited in the integrated monitoring part. It is possible to determine whether a fire has started near the terminal. If the storage unit 190 installed in the terminal is wrapped around the memory module 195 using epoxy so that it can withstand a fire, the storage unit 190 can be recovered in any environment to analyze the cause of the fire.

본 발명의 감지 장치에 따르면, 화재시 발생하는 수많은 화학 성분을 이용해 발원체를 판별하기 위해서 딥러닝 알고리즘(Deep Learning Algorithm)과 적은 수의 센서가 이용될 수 있다. 고성능의 퍼스널 컴퓨터(PC) 또는 임베디드 프로세서(Embedded Processor)를 사용시 초기 비용과 단말 제품의 크기 부분에서 제약이 따를 수 있다. 본 발명의 감지 장치는 일반 32bits 급 ARM Processor에 학습된 모델과 가중치를 이식하여 제품을 소형화할 수 있다.According to the sensing device of the present invention, a deep learning algorithm and a small number of sensors may be used to identify a source using numerous chemical components generated during a fire. When a high-performance personal computer (PC) or embedded processor is used, there may be restrictions in the initial cost and the size of the terminal product. The sensing device of the present invention can miniaturize the product by transplanting the learned model and weights to a general 32bits class ARM processor.

본 발명에 따르면, 감지 유니트(100)에 해당하는 단말기에서 직접 화재의 근원지에 해당하는 물체, 즉 발원체를 판별할 수 있고, 또한 감지 시간과 판별 정보를 저장할 수 있다. 이를 통해 상위단(서버 급)에서 화재를 판별하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 그리고, 단말기에서 직접 화재 여부를 판별하기 때문에 긴급히 대응할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the terminal corresponding to the detection unit 100 can directly determine the object corresponding to the source of the fire, that is, the source, and also store the detection time and identification information. Through this, it is possible to shorten the time required to determine the fire at the upper level (server level). And, since the terminal directly determines whether a fire exists, there is an advantage of being able to respond urgently.

화재 진압 후 화재의 원인을 분석하기 위해서 화염과 열에 대해 실링 처리된 저장부(190)는 특정 이벤트(예를 들어, 연기 성분에 접촉 등)가 발생할 때, 시간과 판별 결과를 매번 저장할 수 있다. 해당 저장부(190)에 기록된 시간 정보와 판별 결과는 정확한 성분 분석에는 도움이 되지 못할 수 있지만, 어떤 물체에서 발화되었는지 판별할 수 있는 재료가 될 수 있다. 그리고, 화재로 인해 단말기 자체가 손상되더라도 저장부(190)만큼은 보호되도록, 실링 수단 또는 열 보호층은 열에 강하고 연소되지 않는 에폭시 등의 재질을 포함할 수 있다. 그리고, 옥외 설치시 전력 공급이 원활하지 못한 장소의 경우 내부 배터리 및 태양광의 전력을 사용할 수 있도록 한다. 일 예로, 단말기에 해당하는 감지 장치에는 태양광을 전기 에너지로 변환하는 솔라 패널, 전기 에너지를 저장하는 배터리가 마련될 수 있다.In order to analyze the cause of the fire after extinguishing the fire, the storage unit 190 sealed with respect to flame and heat may store the time and the determination result each time when a specific event (eg, contact with a smoke component, etc.) occurs. The time information and the determination result recorded in the storage unit 190 may not be helpful for accurate component analysis, but may be a material that can determine which object has been ignited. And, even if the terminal itself is damaged due to fire, the sealing means or the thermal protection layer may include a material such as epoxy that is resistant to heat and does not burn so that only the storage unit 190 is protected. In addition, in the case of a place where power supply is not smooth when installed outdoors, power from an internal battery and solar power can be used. For example, a solar panel for converting sunlight into electrical energy and a battery for storing electrical energy may be provided in the sensing device corresponding to the terminal.

제안된 시스템의 센싱 방법, 소형 프로세서(Processor)의 딥러닝(Deep Learning) 적용 기술은 화재 발원의 물체를 판별하는 것 외에 다양한 시스템의 말단(Edge)에서 인공지능을 활용하는 모든 부분에 적용될 수 있다.The sensing method of the proposed system and the deep learning application technology of the small processor can be applied to all parts that use artificial intelligence at the edge of various systems, other than to identify the fire source object. .

도 4는 본 발명의 감지 유니트(100)를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram showing a sensing unit 100 of the present invention.

감지 유니트(100)에는 팬부(130), 필터링부(150), 감지부(110)가 마련될 수 있다.The sensing unit 100 may include a fan unit 130 , a filtering unit 150 , and a sensing unit 110 .

팬부(130)는 가스 성분이 포함된 공기를 강제로 흡입할 수 있다. 일 예로, 팬부(130)는 모터에 의해 회전하는 팬 또는 프로펠러를 포함할 수 있다. 팬의 회전에 의해 외부의 공기가 강제로 빨아들여질 수 있다.The fan unit 130 may forcibly suck in air containing a gas component. For example, the fan unit 130 may include a fan or a propeller rotated by a motor. External air may be forcibly sucked in by the rotation of the fan.

필터링부(150)는 공기에 포함된 먼지 등의 각종 이물질을 필터링할 수 있다.The filtering unit 150 may filter various foreign substances such as dust contained in the air.

팬부(130)가 공기를 빨아들일 때 공기가 흐르는 방향 상으로 필터링부(150)는 팬부(130)의 상류에 위치할 수 있다. 하류에 위치한 팬부(130)는 상류의 필터링부(150)에 의해 이물질이 걸러진 바람을 가져오게 되므로, 공기 중에 포함된 각종 이물질들로부터 보호될 수 있다.When the fan unit 130 sucks air, the filtering unit 150 may be located upstream of the fan unit 130 in a direction in which the air flows. Since the fan unit 130 located downstream brings the wind from which foreign substances are filtered by the upstream filtering unit 150, it can be protected from various foreign substances contained in the air.

감지부(110)는 필터링된 공기가 흐르는 유로에 설치되고 가스 성분을 감지하는 감지부(110)가 마련될 수 있다. 일 예로, 감지부(110)는 가스 센서(gas sensor)를 포함할 수 있다.The sensing unit 110 may be provided with a sensing unit 110 installed in a flow path through which the filtered air flows and sensing a gas component. For example, the sensing unit 110 may include a gas sensor.

평소에 팬부(130)는 외부의 공기를 빨아들이도록 정방향으로 회전할 수 있다. 팬부(130)가 정방향으로 회전하면, 외부의 공기는 필터링부(150)를 거쳐서 감지 장치 내부로 흡입될 수 있다. 이때, 외부에 대면되는 필터링부(150)의 일면에는 필터링된 각종 이물질이 흡착될 수 있다.Normally, the fan unit 130 may rotate in a forward direction to suck in external air. When the fan unit 130 rotates in the forward direction, external air may be sucked into the sensing device through the filtering unit 150 . In this case, various filtered foreign substances may be adsorbed on one surface of the filtering unit 150 facing the outside.

필터링부(150)에 흡착된 이물질이 누적되면, 공기의 흡입력이 저하되고, 그 정도가 심해지면 팬부(130)의 과열로 인해 화재가 발생될 수 있다.When foreign substances adsorbed to the filtering unit 150 are accumulated, the suction power of air is lowered, and when the degree is severe, a fire may occur due to overheating of the fan unit 130 .

공기의 흡입력을 온전하게 보전하고 자체 화재 발생을 억제하기 위해 팬부(130)는 설정 이벤트가 발생되면, 공기를 외부로 불어내도록 역방향으로 회전할 수 있다.In order to completely preserve the suction power of the air and suppress the occurrence of a self-fire, the fan unit 130 may rotate in the reverse direction to blow air to the outside when a setting event occurs.

팬부(130)가 역방향으로 회전하면, 감지 장치 내부의 공기가 필터링을 향해 불게 되며, 외부에 대면되는 필터링부(150)의 일면에 안착되어 있던 이물질은 반대 방향에서 불어오는 바람에 의해 필터링부(150)로부터 떨어져나갈 수 있다.When the fan unit 130 rotates in the reverse direction, the air inside the sensing device is blown toward the filtering, and foreign substances seated on one surface of the filtering unit 150 facing the outside are removed from the filtering unit ( 150) can be removed.

설정 이벤트는 설정 주기 또는 화재 관련 가스 성분의 감지 시점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 팬부(130)는 설정 주기마다 설정 시간동안 역방향으로 회전할 수 있다. 또는, 팬부(130)는 화재 관련 가스 성분이 감지되면, 해당 화재 관련 가스 성분의 원활한 흡입을 위해 잠시동안(설정 시간동안) 역방향으로 회전할 수 있다.The setting event may include at least one of a setting period or a detection time of a fire-related gas component. For example, the fan unit 130 may rotate in the reverse direction for a set time every set period. Alternatively, when a fire-related gas component is sensed, the fan unit 130 may rotate in the reverse direction for a while (for a set time) to smoothly inhale the fire-related gas component.

감지 장치에는 공기가 유입되는 공통 유로(101), 공통 유로(101)에 병렬로 연결된 복수의 세부 유로(105)가 마련될 수 있다. 이때, 감지부(110)는 복수의 세부 유로(105) 각각에 설치될 수 있다.A common flow path 101 through which air is introduced, and a plurality of detailed flow paths 105 connected in parallel to the common flow path 101 may be provided in the sensing device. In this case, the sensing unit 110 may be installed in each of the plurality of detailed flow paths 105 .

각 세부 유로(105)에 설치된 감지부(110)는 서로 독립적으로 동작할 수 있다.The sensing units 110 installed in each sub-channel 105 may operate independently of each other.

분석 유니트(200)는 복수의 감지부(110) 중 어느 하나를 이용해 화재의 발생을 판단할 수 있다.The analysis unit 200 may determine the occurrence of a fire by using any one of the plurality of detection units 110 .

분석 유니트(200)는 서로 다른 세부 유로(105)에 설치된 2개 이상의 감지부(110)를 이용해 발원체 정보를 파악할 수 있다. 발원체가 무엇인지 특정하기 위해, 다시 말해 발원체의 정체를 밝히기 위해 서로 다른 종류의 가스 센서가 복수로 마련될 수 있다. 이들 복수의 가스 센서는 감지부(110)에 해당되는 요소로, 복수의 세부 유로(105) 각각에 구분되어 설치될 수 있다.The analysis unit 200 may identify source information using two or more detection units 110 installed in different detailed flow paths 105 . In order to specify what the source is, that is, to reveal the identity of the source, a plurality of different types of gas sensors may be provided. The plurality of gas sensors are elements corresponding to the sensing unit 110 , and may be separately installed in each of the plurality of detailed flow paths 105 .

예를 들어, 선택된 가스 센서는 복수 종류의 화재 관련 가스 성분을 감지하고, 감지 결과를 분석 유니트(200)에 제공할 수 있다. 분석 유니트(200)는 화재 판별 모델을 포함할 수 있다. 화재 판별 모델은 딥러닝 모델의 학습을 통해 생성될 수 있다.For example, the selected gas sensor may detect a plurality of types of fire-related gas components and provide the detection result to the analysis unit 200 . The analysis unit 200 may include a fire determination model. The fire identification model can be generated through training of a deep learning model.

선택된 가스 센서로부터 입수된 감지 결과는 화재 판별 모델에 입력될 수 있다. 화재 판별 모델은 해당 감지 결과를 기학습된 패턴에 따라 분석하고 화재 여부를 판단할 수 있다.The detection result obtained from the selected gas sensor may be input to the fire determination model. The fire identification model may analyze the detection result according to a pre-learned pattern and determine whether there is a fire.

특정 가스 센서는 이산화탄소를 집중적으로 감지하고, 다른 가스 센서는 암모니아를 집중적으로 감지할 수 있다. 복수의 센서로부터 입수된 감지 결과는 딥러닝 모델을 통해 생성된 발원체 식별 모델로 입력될 수 있다. 발원체 식별 모델로부터 출력된 발원체 정보는 저장부(190)에 저장될 수 있다. 발원체 정보는 발원체의 종류, 발원체의 위치 등을 포함할 수 있다.Certain gas sensors may focus on carbon dioxide, while other gas sensors may focus on ammonia. The detection results obtained from the plurality of sensors may be input to the source identification model generated through the deep learning model. Source information output from the source identification model may be stored in the storage unit 190 . The source information may include the type of the source, the location of the source, and the like.

외형적으로, 감지 장치에는 공통관(102), 분기부(104), 세부관(106)이 마련될 수 있다.Externally, the sensing device may be provided with a common tube 102 , a branch portion 104 , and a sub tube 106 .

공통관(102)은 외부로부터 공기가 흡입되는 공통 유로(101)를 형성할 수 있다. 일 예로, 공통관(102)은 중공 파이프 형상으로 형성되며, 중공 부분이 공기가 흐르는 공통 유로(101)에 해당될 수 있다.The common pipe 102 may form a common flow path 101 through which air is sucked from the outside. For example, the common pipe 102 may be formed in a hollow pipe shape, and the hollow portion may correspond to the common flow path 101 through which air flows.

분기부(104)는 공통관(102)에 연결되고 단일의 공통 유로(101)를 복수의 세부 유로(105)로 분기시킬 수 있다.The branch 104 may be connected to the common pipe 102 and branch the single common flow path 101 into a plurality of detailed flow paths 105 .

세부관(106)은 분기부(104)에 연결되고 세부 유로(105)를 형성할 수 있다. 세부관(106)은 공통관(102)과 평행하게 연장될 수 있다.The sub-pipe 106 may be connected to the branch 104 and form a sub-channel 105 . The subtubule 106 may extend parallel to the common pipe 102 .

제1 세부관 ①의 제1 중심축 c1은 제2 세부관 ②의 제2 중심축 c2보다 공통 유로(101)의 공통 중심축 o에 가깝게 배치될 수 있다.The first central axis c1 of the first sub-pipe ① may be disposed closer to the common central axis o of the common flow path 101 than the second central axis c2 of the second sub-pipe ②.

분기부(104)에는 공통관(102)과 세부관(106)을 연결하는 분기관(103)이 마련될 수 있다. 구체적으로, 분기부(104)에는 공통관(102)과 제1 세부관 ①을 연결하는 제1 분기로(103a), 공통관(102)과 제2 세부관 ②를 연결하는 제2 분기로(103b)가 마련될 수 있다.A branch pipe 103 connecting the common pipe 102 and the detailed pipe 106 may be provided in the branch part 104 . Specifically, the branch 104 includes a first branch path 103a connecting the common pipe 102 and the first sub-pipe ①, and a second branch path connecting the common pipe 102 and the second sub-pipe ② ( 103b) may be provided.

공통 중심축 o와 제1 중심축 c1 간의 거리차 d1으로 인해 제1 분기로(103a)에는 공기의 흐름을 방해하는 제1 저항 성분이 형성될 수 있다. 거리차 d1을 극복하고 공통 중심축 o와 제1 중심축 c1을 연결시키기 위해 제1 분기로(103a)는 공통 유로(101)에 대해 굴곡지게 형성될 수 있다. 굴곡지게 형성된 제1 분기로(103a)는 공기의 흐름을 방해하는 저항 성분으로 기능할 수 있다.Due to the distance d1 between the common central axis o and the first central axis c1 , a first resistance component that prevents the flow of air may be formed in the first branch path 103a. In order to overcome the distance difference d1 and connect the common central axis o and the first central axis c1 , the first branch path 103a may be formed to be curved with respect to the common flow path 101 . The curved first branch path 103a may function as a resistance component that obstructs the flow of air.

공통 중심축 o와 제2 중심축 c2 간의 거리차로 인해 제2 분기로(103b)에는 공기의 흐름을 방해하는 제2 저항 성분이 형성될 수 있다. 거리차 d2를 극복하고 공통 중심축 o와 제2 중심축 c2를 연결시키기 위해 제2 분기로(103b)는 공통 유로(101)에 대해 굴곡지게 형성될 수 있다. 다만, 제2 분기로(103b)의 굴곡진 정도(굴곡률)는 제1 분기로(103a)와 비교하여 완만할 수 있다. 그 결과, 공기의 흐름에 대한 제2 분기로(103b)의 저항 성분은 제1 분기로(103a)보다 적을 수 있다.Due to the distance difference between the common central axis o and the second central axis c2 , a second resistance component that obstructs the flow of air may be formed in the second branch path 103b. In order to overcome the distance difference d2 and connect the common central axis o and the second central axis c2 , the second branch path 103b may be formed to be curved with respect to the common flow path 101 . However, the degree of curvature (curvature) of the second branch passage 103b may be gentler than that of the first branch passage 103a. As a result, the resistance component of the second branch passage 103b with respect to the flow of air may be less than that of the first branch passage 103a.

저항 성분의 크기 차이로 인해 각 세부 유로(105)에 설치된 감지부(110)을 통과하는 공기의 양이 서로 달라질 수 있다. 각 감지부(110)를 통과하는 공기의 양이 서로 다르면, 각 감지부(110)의 감지 결과를 취합해서 발원체 정보를 파악하는 것이 곤란할 수 있다.Due to the difference in the size of the resistance component, the amount of air passing through the sensing unit 110 installed in each sub-channel 105 may be different. If the amount of air passing through each of the sensing units 110 is different, it may be difficult to collect the sensing results of each sensing unit 110 to determine the source information.

제1 저항 성분과 제2 저항 성분의 차이에 상관없이 제1 세부관 및 제2 세부관에 동일한 양의 공기가 흐르도록, 제1 세부관의 내경 r1은 제2 세부관의 내경 r2보다 작게 형성될 수 있다.The inner diameter r1 of the first sub-tube is smaller than the inner diameter r2 of the second sub-tube so that the same amount of air flows through the first sub-tube and the second sub-tube regardless of the difference between the first resistance component and the second resistance component can be

제1 세부관이 형성하는 세부 유로(105) 및 제2 세부관이 형성하는 유로에 설치되고 가스 성분을 감지하는 감지부(110)가 마련될 수 있다. 이때, 제1 세부관에 설치된 감지부(110)와 제2 세부관에 설치된 감지부(110)는 단위 시간 동안 동일한 양이 통과하는 공기를 대상으로 화재 관련 가스 성분을 감지할 수 있다.A sensing unit 110 installed in the detailed flow path 105 formed by the first sub-pipe and the flow path formed by the second sub-pipe may be provided to detect a gas component. At this time, the sensing unit 110 installed in the first sub-pipe and the sensing unit 110 installed in the second sub-pipe may detect a fire-related gas component with respect to the air passing through the same amount for a unit time.

복수의 세부관(106)에 흐르는 공기의 양을 동일하게 만드는 다른 방안이 마련될 수 있다.Another method of making the amount of air flowing through the plurality of sub-pipes 106 equal may be provided.

도 5는 본 발명의 다른 감지 유니트(100)를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram showing another sensing unit 100 of the present invention.

일 예로, 단일의 공통관(102)의 출력단에 연결되는 복수의 세부관(106)이 마련될 수 있다. 공통관(102)의 공통 중심축 o를 중심으로 하는 가상원 p를 가정하기로 한다.For example, a plurality of sub-pipes 106 connected to the output end of a single common pipe 102 may be provided. It is assumed that an imaginary circle p centered on the common central axis o of the common tube 102 .

이때, 복수의 세부관(106)은 가상원 p의 원주 상에 등간격으로 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 세부관(106)의 내경은 모두 동일하게 형성될 수 있다. 복수의 세부관(106) 각각에는 이산화탄소, 일산화탄소 등의 화재 관련 가스 성분을 감지하는 감지부(110)가 마련될 수 있다.In this case, the plurality of sub-tubes 106 may be arranged at equal intervals on the circumference of the virtual circle p. In addition, the inner diameters of the plurality of sub-pipes 106 may all be identically formed. A detection unit 110 for detecting fire-related gas components such as carbon dioxide and carbon monoxide may be provided in each of the plurality of sub-pipes 106 .

본 실시예에 따르면, 단일의 공통관(102)의 출력단을 통해 출력된 공기는 균등하게 각 세부관(106)에 분배될 수 있다. 도 4의 실시예의 경우 단위 시간에 감지부(110)를 통과하는 공기의 양은 동일하지만 공기의 속도 면에서 차이가 있을 수 있다. 반면, 도 5의 실시예의 경우 공기의 속도 면에서도 서로 동일하므로, 감지부(110)의 감지 결과에 대한 신뢰성이 일부 개선될 수 있다.According to this embodiment, the air output through the output end of the single common pipe 102 may be equally distributed to each sub pipe 106 . In the case of the embodiment of FIG. 4 , although the amount of air passing through the sensing unit 110 per unit time is the same, there may be a difference in the air velocity. On the other hand, in the case of the embodiment of FIG. 5 , since the speed of the air is also the same, the reliability of the sensing result of the sensing unit 110 may be partially improved.

분석 유니트(200)는 감지 유니트(100)의 위치 정보, 감지 유니트(100)에서 가스 성분을 감지한 결과에 해당되는 성분 정보, 감지 유니트(100)에서 가스 성분이 감지된 감지 시각을 나타내는 시간 정보를 획득할 수 있다. 분석 유니트(200)는 위치 정보 및 시간 정보를 이용해서 발원체의 위치를 분석하고, 성분 정보를 이용해서 화재의 발생을 판단하거나 발원체의 정체를 분석할 수 있다.The analysis unit 200 includes location information of the detection unit 100 , component information corresponding to a result of detecting a gas component in the detection unit 100 , and time information indicating a detection time at which the gas component is detected by the detection unit 100 . can be obtained. The analysis unit 200 may analyze the location of the source using the location information and time information, and may determine the occurrence of a fire or analyze the identity of the source using the component information.

도 6은 복수의 감지 유니트(100)를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a plurality of sensing units 100 .

앞서 설명된 바와 같이, 분석 유니트(200)는 감지 유니트(100)와 일체로 형성되거나, 별개로 형성될 수 있다. 감지 유니트(100)와 별개로 형성된 분석 유니트(200)는 복수의 감지 유니트(100)와 통신하는 서버에 마련될 수 있다.As described above, the analysis unit 200 may be formed integrally with the sensing unit 100 or may be formed separately. The analysis unit 200 formed separately from the detection unit 100 may be provided in a server that communicates with the plurality of detection units 100 .

감지 유니트(100)는 서로 다른 위치에 복수로 배치될 수 있다.A plurality of sensing units 100 may be disposed at different positions.

복수의 감지 유니트(100)는 서버와 직접 통신하거나 중간의 중계소(50)를 통해 서버와 통신할 수 있다. 이를 위해, 감지 유니트(100)에는 가스 성분의 감지 결과를 분석 유니트(200)에 유무선으로 전송하는 통신부(180)가 마련될 수 있다.The plurality of sensing units 100 may communicate with the server directly or communicate with the server through an intermediate relay station 50 . To this end, the detection unit 100 may be provided with a communication unit 180 that transmits the detection result of the gas component to the analysis unit 200 by wire or wireless.

분석 유니트(200)는 통신부(180)를 통해 감지 유니트(100)로부터 수신된 감지 결과를 이용해서 화재의 발생을 판단하거나 화재의 발원체 정보를 파악할 수 있다.The analysis unit 200 may use the detection result received from the detection unit 100 through the communication unit 180 to determine the occurrence of a fire or to determine information about the source of the fire.

분석 유니트(200)는 복수의 감지 유니트(100)의 위치 정보, 복수의 감지 유니트(100)로부터 획득된 시간 정보 및 성분 정보, 감지 유니트(100)가 설치된 지역의 바람 정보를 이용해서 발원체의 위치를 분석할 수 있다.The analysis unit 200 uses the location information of the plurality of detection units 100 , time information and component information obtained from the plurality of detection units 100 , and wind information of the region where the detection unit 100 is installed to determine the source of the source. location can be analyzed.

일 예로, 제1 위치에 설치된 제1 감지 유니트(100)에서 화재 관련 가스 성분이 오후 1시 11분에 감지된 경우를 가정한다. 해당 지역에는 초속 1m/s의 동풍이 불고 있는 상태이다.As an example, it is assumed that a fire-related gas component is detected at 1:11 pm by the first detection unit 100 installed at the first position. An east wind of 1 m/s is blowing in the area.

여기서, 제1 위치는 감지 유니트(100)의 위치 정보일 수 있다. 1시 11분은 감지 유니트(100)로부터 획득된 시간 정보에 해당될 수 있다. 감지 유니트(100)에서 감지한 화재 관련 가스 성분이 성분 정보에 해당될 수 있다. 초속 1m/s의 동풍은 바람 정보에 해당될 수 있다.Here, the first location may be location information of the sensing unit 100 . 1:11 may correspond to time information obtained from the sensing unit 100 . A fire-related gas component detected by the detection unit 100 may correspond to the component information. An east wind of 1 m/s per second may correspond to wind information.

분석 유니트(200)는 바람 정보, 성분 정보를 이용해서 발원체가 제1 위치의 동쪽에 존재하는 것을 파악할 수 있다. 그러나, 1개의 감지 유니트(100)로부터 획득된 정보만으로는 화재의 발생 여부, 발원체의 방향 정도만이 파악 가능하고, 발원체와의 거리는 알기 어렵다. 그러나, 복수개의 감지 유니트(100)로부터 관련 정보들이 입수되면, 기하학적 방식 또는 삼각측정법 등의 원리 등을 이용해 발원체와의 거리 또는 발원체의 위치가 구체적으로 분석될 수 있다.The analysis unit 200 may determine that the source exists to the east of the first location by using the wind information and the component information. However, only information obtained from one detection unit 100 can determine whether a fire has occurred and the degree of the direction of the source, and it is difficult to know the distance from the source. However, when related information is obtained from the plurality of sensing units 100 , the distance to the source or the location of the source may be specifically analyzed using a geometric method or a principle such as triangulation.

예를 들어, 제1 위치에서 동쪽의 제2 위치에 존재하는 다른 감지 유니트(100)에서는 화재 관련 가스 성분이 감지되지 않을 수 있다. 이 경우, 발원체는 분석 유니트(200)에 의해 제1 위치와 제2 위치의 가운데에 존재하는 것으로 파악될 수 있다.For example, the fire-related gas component may not be detected in the other detection unit 100 existing in the second location to the east of the first location. In this case, the source may be identified as being present in the middle between the first position and the second position by the analysis unit 200 .

도 7은 본 발명의 감지 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.7 is a schematic diagram showing the operation of the sensing device of the present invention.

도 7에 도시된 감지 장치는 감지 유니트(100)와 분석 유니트(200)가 일체로 형성된 상태일 수 있다.The sensing device shown in FIG. 7 may be in a state in which the sensing unit 100 and the analysis unit 200 are integrally formed.

감지부(110), 전원부(160), 분석부(170), 통신부(180), 저장부(190)가 마련될 있다.A sensing unit 110 , a power supply unit 160 , an analysis unit 170 , a communication unit 180 , and a storage unit 190 may be provided.

감지부(110)는 1개의 연기 센서로 복수의 화재 관련 가스 성분을 검출할 수 있다.The detector 110 may detect a plurality of fire-related gas components with one smoke sensor.

분석부(170)는 복수의 연기 센서로부터 검출된 화재 관련 가스 성분을 입력받아 발원체 정보를 분석할 수 있다. 분석부(170)는 학습용 데이터 세트(Data Set)을 습득하고, 해당 데이터 세트를 이용해 딥러닝 학습된 모델(Deep Learning Model)에 화재 관련 가스 성분을 입력할 수 있다. 해당 딥러닝 학습된 모델은 발원체를 식별하는 발원체 식별 모델을 포함할 수 있다. 발원체 식별 모델은 분석부(170)에 의해 설계, 학습 및 검증될 수 있다.The analysis unit 170 may receive fire-related gas components detected from a plurality of smoke sensors and analyze source information. The analysis unit 170 may acquire a data set for learning, and input a fire-related gas component to a deep learning model using the data set. The deep learning trained model may include a source identification model for identifying the source. The source identification model may be designed, learned, and verified by the analysis unit 170 .

통신부(180)는 감지부(110)의 감지 결과를 외부의 서버로 전송하거나, 분석부(170)의 분석 결과를 외부의 서버에 전송할 수 있다.The communication unit 180 may transmit the detection result of the detection unit 110 to an external server or may transmit the analysis result of the analysis unit 170 to an external server.

저장부(190)는 감지부(110)의 감지 결과를 저장하거나, 분석부(170)의 분석 결과를 저장할 수 있다.The storage unit 190 may store the detection result of the detection unit 110 or store the analysis result of the analysis unit 170 .

전원부(160)는 감지부(110), 분석부(170), 통신부(180)에 구동 전력을 제공할 수 있다. 전원부(160)는 태양광을 이용해서 발전하는 솔라 패널을 포함할 수 있다.The power supply unit 160 may provide driving power to the sensing unit 110 , the analysis unit 170 , and the communication unit 180 . The power supply unit 160 may include a solar panel that generates electricity using sunlight.

도 8은 본 발명의 감지 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 9는 본 발명의 감지 방법의 각 단계에서 사용되는 정보를 정리한 개략도이다. 도 10은 순환 신경망을 이용한 사전 화재 연계형 모델을 나타낸 개략도이다.8 is a flowchart illustrating a sensing method of the present invention. 9 is a schematic diagram summarizing information used in each step of the sensing method of the present invention. 10 is a schematic diagram illustrating a pre-fire linkage model using a recurrent neural network.

도 8의 감지 방법은 도 1의 감지 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 도 8의 감지 방법은 분석부(170) 또는 분석 유니트(200)에 탑재되는 화재 감시 딥러닝 모델의 동작에 해당될 수 있다.The sensing method of FIG. 8 may be performed by the sensing device of FIG. 1 . Specifically, the detection method of FIG. 8 may correspond to the operation of the fire monitoring deep learning model mounted on the analysis unit 170 or the analysis unit 200 .

감지 방법은 입력 단계(S 510), 정규화 단계(S 520), 1차 단계(S 530), 2차 단계(S 540), 추정 단계(S 550)를 포함할 수 있다.The sensing method may include an input step (S510), a normalization step (S520), a first step (S530), a second step (S540), and an estimation step (S550).

입력 단계(S 510)는 화재 예상 현장에 설치된 감지부(110)로부터 화재 관련 가스 성분의 데이터를 입력받을 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 복수의 감지부(110)로부터 실시간 또는 주기적으로 측정값이 입수될 수 있다.In the input step ( S510 ), data of a fire-related gas component may be input from the detection unit 110 installed at a fire expected site. As shown in FIG. 9 , measured values may be obtained in real time or periodically from the plurality of sensing units 110 .

정규화 단계(S 520)는 감지부(110)로부터 입력받은 데이터를 정규화할 수 있다.In the normalization step ( S520 ), data received from the sensing unit 110 may be normalized.

1차 단계(S 530)는 다층 신경망을 이용해서 감지부(110)의 감지 시점을 기준으로 화재 발생 여부를 1차 판별할 수 있다. 일 예로, 분석부(170)는 다층 신경망을 이용해 센서의 감지 시점을 기준으로 화재 여부를 1차 판별할 수 있다. 단, 1회의 판별만으로 화재를 확정하는 것은 여러 불안 요소를 갖고 있으므로, 설정 시간 동안 화재가 지속적으로 감지된 경우에 화재로 1차 판별할 수 있다. 도 9에서 실정 시간 내의 T1 시점, T2 시점, T3 시점에서 화재가 판별되면, 분석부(170)는 해당 정보 J1, J2, J3를 각각 생성할 수 있다.In the first step (S530), it is possible to first determine whether or not a fire has occurred based on the detection time of the sensing unit 110 using a multilayer neural network. As an example, the analysis unit 170 may first determine whether a fire exists based on the detection time of the sensor using a multilayer neural network. However, since determining a fire with only one determination has several unsafe factors, it can be determined primarily as a fire when a fire is continuously detected for a set time. In FIG. 9 , when a fire is determined at time T1, T2, and T3 within the actual time, the analysis unit 170 may generate corresponding information J1, J2, and J3, respectively.

2차 단계(S 540)는 1차 판별 결과를 기 파악된 데이터 패턴과 비교 분석하고, 분석 결과에 따라 화재 발생 여부를 2차 판별할 수 있다. 2차 단계에는 순환 신경망(Recurrent neural network, RNN)이 적용될 수 있다. 분석부(170)는 1차 판별 결과에 해당되는 J1, J2, J3를 순환 신경망에 입력할 수 있다. 순환 신경망은 J1, J2, J3를 기존의 화재 발생 패턴과 비교 분석하고 화재 여부를 2차 판별할 수 있다.In the second step (S540), the primary determination result may be compared and analyzed with the previously identified data pattern, and a secondary determination may be made as to whether or not a fire has occurred according to the analysis result. In the second step, a recurrent neural network (RNN) may be applied. The analysis unit 170 may input J1, J2, and J3 corresponding to the primary determination result to the cyclic neural network. The recurrent neural network compares and analyzes J1, J2, and J3 with the existing fire occurrence patterns, and can determine whether or not there is a fire.

단순한 1차 다층 신경망(다층 퍼셉트론)을 이용하여 화재 여부를 판별할 경우, 외부 온도, 노이즈에 의한 센서 오류, 예상치 못한 분석부(170)의 오동작 등으로 인해 정량적 수치의 패턴으로 판별시 판별 오류가 발생될 수 있다. 그래서, 화재 발생시 다양한 전조 현상(연기만 발생, 발화되면서 연기 발생, 대량의 발화)을 입력으로 하여 순환 신경망 모델(RNN)에 적용하면 화재 판별의 오류가 감소될 수 있다.When determining whether a fire exists using a simple first-order multi-layer neural network (multi-layer perceptron), a determination error occurs when determining as a quantitative numerical pattern due to external temperature, sensor error due to noise, unexpected malfunction of the analysis unit 170, etc. can occur. Therefore, when various precursor phenomena (only smoke is generated, smoke is generated while ignited, large amount of ignition) are applied to the recurrent neural network model (RNN) when a fire occurs, the error in fire identification can be reduced.

추정 단계(S 550)는 2차 판별된 결과를 이용해 화재 발생 여부를 추정할 수 있다.In the estimating step ( S550 ), it is possible to estimate whether a fire has occurred using the secondary determined result.

도 11은 저장부(190)를 나타낸 개략도이다.11 is a schematic diagram illustrating the storage unit 190 .

감지 유니트(100)에는 가스 성분의 감지 결과에 해당하는 성분 정보, 가스 성분이 감지된 시각을 나타내는 시간 정보를 저장하는 저장부(190)가 마련될 수 있다. 한편, 분석 유니트(200)와 감지 유니트(100)가 일체로 형성된 경우, 저장부(190)에는 분석 유니트(200)에서 분석된 발원체 정보와 시간 정보가 저장될 수 있다.The sensing unit 100 may be provided with a storage unit 190 for storing component information corresponding to the detection result of the gas component and time information indicating the time when the gas component is sensed. On the other hand, when the analysis unit 200 and the detection unit 100 are integrally formed, the storage unit 190 may store the source information and time information analyzed by the analysis unit 200 .

감지 유니트(100)와 별개로 형성된 분석 유니트(200)는 화재의 진압 후 저장부(190)에 저장된 성분 정보 및 시간 정보를 이용해서 발원체 정보를 파악할 수 있다.The analysis unit 200 formed separately from the detection unit 100 may determine the source information by using the component information and time information stored in the storage unit 190 after extinguishing the fire.

저장부(190)에는 통 형상의 케이스(191), 케이스(191)의 내부에 충진되는 열 보호층(193), 가스 성분을 감지하는 감지부(110)와 전기적으로 연결되는 커넥터(199), 성분 정보 또는 시간 정보가 저장되는 메모리 모듈(195)이 마련될 수 있다.The storage unit 190 includes a tubular case 191, a heat protection layer 193 filled in the inside of the case 191, a connector 199 electrically connected to the sensing unit 110 for detecting a gas component, A memory module 195 in which component information or time information is stored may be provided.

저장부(190)의 메모리 모듈(195)은 케이스(191)의 내부에 설치될 수 있다. 이때, 열 보호층(193)은 커넥터(199)에 연결되는 연결 패턴(197)을 제외한 메모리 모듈(195)의 모든 부위를 덮을 수 있다.The memory module 195 of the storage unit 190 may be installed inside the case 191 . In this case, the thermal protection layer 193 may cover all portions of the memory module 195 except for the connection pattern 197 connected to the connector 199 .

그리고, 연결 패턴(197)은 설정 온도를 만족하면, 커넥터(199)에 대한 물리적 연결이 해제되도록 단선될 수 있다. 물리적 연결의 해제로 인해 외부의 열이 연결 패턴(197)을 통해 메모리 모듈(195)에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 열 전달이 방지된 메모리 모듈(195)는 열 보호층(193)에 의해 외부의 열로부터 안전하게 보호되고, 메모리 모듈(195)에 저장된 성분 정보, 시간 정보, 자체 분석 유니트(200)에서 분석된 분석 결과 등의 데이터가 안전하게 보존될 수 있다.In addition, the connection pattern 197 may be disconnected so that the physical connection to the connector 199 is released when the set temperature is satisfied. It is possible to prevent external heat from being transferred to the memory module 195 through the connection pattern 197 due to the release of the physical connection. The memory module 195, in which heat transfer is prevented, is safely protected from external heat by the thermal protection layer 193, and component information stored in the memory module 195, time information, and analysis analyzed by the self-analysis unit 200 Data such as results can be safely preserved.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 12의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치(예, 감지 장치 등) 일 수 있다. 12 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention. The computing device TN100 of FIG. 12 may be a device (eg, a sensing device, etc.) described herein.

도 12의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.In the embodiment of FIG. 12 , the computing device TN100 may include at least one processor TN110 , a transceiver device TN120 , and a memory TN130 . Also, the computing device TN100 may further include a storage device TN140 , an input interface device TN150 , an output interface device TN160 , and the like. Components included in the computing device TN100 may be connected by a bus TN170 to communicate with each other.

프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The processor TN110 may execute a program command stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140. The processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to an embodiment of the present invention are performed. The processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, and methods described in connection with an embodiment of the present invention. The processor TN110 may control each component of the computing device TN100 .

메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110 . Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory TN130 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.The transceiver TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal. The transceiver TN120 may be connected to a network to perform communication.

한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. On the other hand, the embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described so far, and a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded may be implemented. And, such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the invention.

50…중계소 100…감지 유니트
101…공통 유로 102…공통관
103…분기로 103a…제1 분기로
103b…제2 분기로 104…분기부
105…세부 유로 106…세부관
110…감지부 160…전원부
170…분석부 180…통신부
190…저장부 191…케이스
193…열 보호층 195…메모리 모듈
197…연결 패턴 199…커넥터
200…분석 유니트
50… Relay Station 100… detection unit
101… Common Euro 102… common hall
103… Branch road 103a… to the first branch
103b... 2nd branch 104... bifurcation
105… Cebu Euro 106… details
110… Detecting unit 160… power supply
170… Analysis unit 180… communication department
190… storage unit 191… case
193… Thermal protective layer 195... memory module
197… Connection pattern 199… connector
200… analysis unit

Claims (12)

공기 중에 포함된 화재 관련 가스 성분을 감지하는 감지 유니트;
상기 가스 성분의 분석을 통해 상기 화재의 발생을 판단하거나 상기 화재의 발원체 정보를 파악하는 분석 유니트;를 포함하고,
외부로부터 상기 공기가 흡입되는 공통 유로를 형성하는 공통관, 단일의 상기 공통관의 출력단에 연결되는 복수의 세부관이 마련되고,
상기 공통관의 공통 중심축을 중심으로 하는 가상원을 가정할 때,
복수의 상기 세부관은 상기 가상원의 원주 상에 등간격으로 배치되며,
복수의 상기 세부관의 내경은 모두 동일하게 형성되고,
복수의 상기 세부관 각각에 설치되고 상기 가스 성분을 감지하는 감지부가 마련된 감지 장치.
a detection unit that detects fire-related gas components contained in the air;
and an analysis unit for determining the occurrence of the fire or identifying information on the source of the fire through the analysis of the gas component; and
A common pipe forming a common flow path through which the air is sucked from the outside, and a plurality of detailed pipes connected to the output end of the single common pipe are provided,
Assuming an imaginary circle centered on the common central axis of the common tube,
A plurality of the sub-tubes are arranged at equal intervals on the circumference of the virtual circle,
The inner diameters of the plurality of detailed pipes are all formed the same,
A sensing device provided in each of the plurality of sub-pipes and provided with a sensing unit for sensing the gas component.
제1항에 있어서,
상기 가스 성분이 포함된 공기를 강제로 흡입하는 팬부, 상기 공기에 포함된 이물질을 필터링을 하는 필터링부, 필터링된 공기가 흐르는 유로에 설치되고 상기 가스 성분을 감지하는 감지부가 마련되고,
평소 상기 팬부는 외부의 상기 공기를 빨아들이도록 정방향으로 회전하며,
상기 팬부는 설정 이벤트가 발생되면, 상기 공기를 상기 외부로 불어내도록 역방향으로 회전하는 감지 장치.
According to claim 1,
A fan unit for forcibly sucking in the air containing the gas component, a filtering unit for filtering foreign substances contained in the air, a sensing unit installed in a flow path through which the filtered air flows and detecting the gas component is provided,
Usually, the fan rotates in the forward direction to suck in the air from the outside,
When a setting event occurs, the fan unit rotates in a reverse direction to blow the air to the outside.
제1항에 있어서,
상기 공기가 유입되는 공통 유로, 상기 공통 유로에 병렬로 연결된 복수의 세부 유로, 복수의 상기 세부 유로 각각에 설치되는 감지부가 마련되고,
각 세부 유로에 설치된 감지부는 서로 독립적으로 동작하며,
상기 분석 유니트는 복수의 상기 감지부 중 어느 하나를 이용해 상기 화재의 발생을 판단하고,
상기 분석 유니트는 서로 다른 세부 유로에 설치된 2개 이상의 상기 감지부를 이용해 상기 발원체 정보를 파악하는 감지 장치.
According to claim 1,
A common flow path through which the air is introduced, a plurality of detailed flow paths connected in parallel to the common flow path, and a sensing unit installed in each of the plurality of detailed flow paths are provided,
The sensing units installed in each detailed flow path operate independently of each other,
The analysis unit determines the occurrence of the fire using any one of the plurality of detection units,
The analysis unit is a sensing device for detecting the source information by using two or more of the sensing units installed in different detailed flow paths.
공기 중에 포함된 화재 관련 가스 성분을 감지하는 감지 유니트;
상기 가스 성분의 분석을 통해 상기 화재의 발생을 판단하거나 상기 화재의 발원체 정보를 파악하는 분석 유니트;를 포함하고,
외부로부터 상기 공기가 흡입되는 공통 유로를 형성하는 공통관, 상기 공통관에 연결되고 단일의 상기 공통 유로를 복수의 세부 유로로 분기시키는 분기부, 상기 분기부에 연결되고 상기 세부 유로를 형성하는 복수의 세부관이 마련되고,
상기 세부관은 상기 공통관과 평행하게 연장되며,
제1 세부관과 제2 세부관이 마련되고,
상기 제1 세부관의 제1 중심축은 상기 제2 세부관의 제2 중심축보다 상기 공통 유로의 공통 중심축에 가깝게 배치되며,
상기 분기부에는 상기 공통관과 상기 제1 세부관을 연결하는 제1 분기로, 상기 공통관과 상기 제2 세부관을 연결하는 제2 분기로가 마련되고,
상기 공통 중심축과 상기 제1 중심축 간의 거리차로 인해 상기 제1 분기로에는 상기 공기의 흐름을 방해하는 제1 저항 성분이 형성되며,
상기 공통 중심축과 상기 제2 중심축 간의 거리차로 인해 상기 제2 분기로에는 상기 공기의 흐름을 방해하는 제2 저항 성분이 형성되고,
상기 제1 저항 성분과 상기 제2 저항 성분의 차이에 상관없이 상기 제1 세부관 및 상기 제2 세부관에 동일한 양의 공기가 흐르도록, 상기 제1 세부관의 내경은 상기 제2 세부관의 내경보다 작게 형성되며,
상기 제1 세부관이 형성하는 세부 유로 및 상기 제2 세부관이 형성하는 유로에 설치되고 상기 가스 성분을 감지하는 감지부가 마련된 감지 장치.
a detection unit that detects fire-related gas components contained in the air;
and an analysis unit for determining the occurrence of the fire or identifying information on the source of the fire through the analysis of the gas component; and
A common pipe forming a common flow path through which the air is sucked from the outside, a branching part connected to the common pipe and branching the single common flow path into a plurality of detailed flow paths, a plurality of connecting to the branching part and forming the detailed flow path A detailed view of the
The sub-pipe extends parallel to the common pipe,
A first sub-section and a second sub-section are provided;
The first central axis of the first sub-pipe is disposed closer to the common central axis of the common flow path than the second central axis of the second sub-pipe,
A first branch path connecting the common pipe and the first sub-pipe is provided in the branch part, and a second branch path connecting the common pipe and the second sub-pipe is provided;
A first resistance component is formed in the first branch path due to the distance difference between the common central axis and the first central axis, which prevents the flow of the air,
A second resistance component is formed in the second branch path due to the distance difference between the common central axis and the second central axis, which prevents the flow of the air,
The inner diameter of the first sub-tube is the same as that of the second sub-tube so that the same amount of air flows through the first sub-tube and the second sub-tube regardless of the difference between the first resistance component and the second resistance component It is formed smaller than the inner diameter,
A sensing device provided in the sub-channel formed by the first sub-pipe and the flow path formed by the second sub-pipe and provided with a sensing unit configured to sense the gas component.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분석 유니트는 상기 감지 유니트의 위치 정보, 상기 감지 유니트에서 상기 가스 성분을 감지한 결과에 해당되는 성분 정보, 상기 감지 유니트에서 상기 가스 성분이 감지된 감지 시각을 나타내는 시간 정보를 획득하고,
상기 분석 유니트는 상기 위치 정보 및 상기 시간 정보를 이용해서 상기 발원체의 위치를 분석하고, 상기 성분 정보를 이용해서 화재의 발생을 판단하거나 상기 발원체의 정체를 분석하는 감지 장치.
According to claim 1,
the analysis unit acquires positional information of the detection unit, component information corresponding to a result of detecting the gas component by the detection unit, and time information indicating a detection time at which the gas component is sensed by the detection unit;
The analysis unit analyzes the location of the source using the location information and the time information, and determines the occurrence of a fire or analyzes the identity of the source using the component information.
제6항에 있어서,
상기 감지 유니트는 서로 다른 위치에 복수로 배치되고,
상기 분석 유니트는 복수의 상기 감지 유니트의 위치 정보, 복수의 상기 감지 유니트로부터 획득된 상기 시간 정보 및 상기 성분 정보, 상기 감지 유니트가 설치된 지역의 바람 정보를 이용해서 상기 발원체의 위치를 분석하는 감지 장치.
7. The method of claim 6,
A plurality of the sensing units are disposed at different positions,
The analysis unit is configured to analyze the location of the source by using the location information of the plurality of detection units, the time information and the component information obtained from the plurality of detection units, and wind information of a region where the detection unit is installed. Device.
제1항에 있어서,
상기 감지 유니트에는 상기 가스 성분의 감지 결과를 상기 분석 유니트에 유무선으로 전송하는 통신부가 마련되고,
상기 분석 유니트는 상기 통신부를 통해 상기 감지 유니트로부터 수신된 상기 감지 결과를 이용해서 상기 화재의 발생을 판단하거나 상기 화재의 발원체 정보를 파악하는 감지 장치.
According to claim 1,
The detection unit is provided with a communication unit for transmitting the detection result of the gas component to the analysis unit by wire or wireless,
The analysis unit is a detection device for determining the occurrence of the fire or identifying information on the source of the fire by using the detection result received from the detection unit through the communication unit.
제1항에 있어서,
상기 감지 유니트에는 상기 가스 성분의 감지 결과에 해당하는 성분 정보, 상기 가스 성분이 감지된 시각을 나타내는 시간 정보를 저장하는 저장부가 마련되고,
상기 분석 유니트는 화재의 진압 후 상기 저장부에 저장된 상기 성분 정보 및 상기 시간 정보를 이용해서 상기 발원체 정보를 파악하는 감지 장치.
According to claim 1,
The sensing unit is provided with a storage unit for storing component information corresponding to the detection result of the gas component and time information indicating the time when the gas component is sensed,
The analysis unit detects the source information by using the component information and the time information stored in the storage unit after extinguishing the fire.
제1항에 있어서,
상기 감지 유니트에는 상기 가스 성분의 감지 결과에 해당하는 성분 정보, 상기 가스 성분이 감지된 시각을 나타내는 시간 정보를 저장하는 저장부가 마련되고,
상기 저장부에는 통 형상의 케이스, 상기 케이스의 내부에 충진되는 열 보호층, 상기 가스 성분을 감지하는 감지부와 전기적으로 연결되는 커넥터, 상기 성분 정보 또는 상기 시간 정보가 저장되는 메모리 모듈이 마련되고,
상기 메모리 모듈은 상기 케이스의 내부에 설치되고,
상기 열 보호층은 상기 커넥터에 연결되는 연결 패턴을 제외한 상기 메모리 모듈의 모든 부위를 덮는 감지 장치.
According to claim 1,
The sensing unit is provided with a storage unit for storing component information corresponding to the detection result of the gas component and time information indicating the time when the gas component is sensed,
The storage unit is provided with a cylindrical case, a heat protection layer filled inside the case, a connector electrically connected to a sensing unit for detecting the gas component, and a memory module in which the component information or the time information is stored, ,
The memory module is installed inside the case,
The thermal protection layer covers all portions of the memory module except for a connection pattern connected to the connector.
제10항에 있어서,
상기 연결 패턴은 설정 온도를 만족하면, 상기 커넥터에 대한 물리적 연결이 해제되도록 단선되는 감지 장치.
11. The method of claim 10,
When the connection pattern satisfies a set temperature, the sensing device is disconnected so that the physical connection to the connector is released.
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