KR102631099B1 - 실시간 훈련정보 측정 장치 및 이를 이용한 훈련상황 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 의한 소방훈련에 참여하는 훈련대원들이 착용한 적어도 하나의 기기로부터 전송된 훈련정보들을 수신하는 제1 통신모듈; 상기 수신된 훈련정보들에 기반하여 상기 훈련대원들이 착용한 산소통의 공기소모량 정보, 훈련대원들의 위치 정보, 및 훈련대원들의 심박 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 측정 및 분석하는 제1 프로세서; 및 상기 제1 프로세서와 연동하여 상기 실시간으로 측정 및 분석된 정보들이 저장되는 제1 데이터베이스를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예는 훈련정보 측정 장치 및 이를 이용한 훈련상황 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 소방훈련에 참여하는 훈련대원들에 대한 공기소모량, 위치정보, 심박측정 정보 등의 훈련정보를 실시간으로 측정하는 훈련정보 측정 장치 및 이를 이용한 훈련상황 모니터링 시스템에 관한 것이다.
종래의 경우 훈련대원의 화재진압 시 연무나 소음 등으로 소방관 자신의 위치를 분간 못하거나 사고를 당해 위험에 처해 있는 소방관을 구조하는 방법은 일일이 동료 소방관들이 찾아 다녀야만 했다. 그러나, 정확한 위치가 파악 되지 않는 소방관을 구조하다가 동료 소방관들도 위험에 처하는 경우가 발생하고 있는 것이 현실이다.
이에 따라 최근에는 이러한 문제점을 극복하기 위해 건물의 화재진압 시 위험에 빠진 소방관의 위치를 파악하여 쉽게 구조하기 위한 위치파악 시스템이 구현되고 있다.
그러나, 이와 같이 소방관의 현장 위치를 파악하고, 이를 토대로 위험 상황에 노출된 소방관을 용이하게 구출할 수 있는 시스템이 도입되었다 하더라도, 현장에서 순직하는 다수의 소방관은 자신의 위치를 통지함에도 불구하고, 위험상황을 극복하지 못하여 사고로 이어지는 사례가 빈번히 발생되고 있다. 일 예로, 소방관은 자신이 보유한 산소량을 지속적으로 인지해야 하는데, 위험 상황에서 산소량 체크가 제대로 이루어지지 못하여 어려움에 처하게 될 수 있는 것이다.
따라서, 소방관들은 실제 화재진압 상황에 투입되기 전에 실제 상황에 근접하는 화재상황을 시뮬레이터를 통해 재현하여 소방관들이 소방훈련을 실시할 수 있도록 하고 있다. 일 예로, 소방훈련은 소방법에 의거, 일정규모 이상의 건물은 년 1회 이상 의무적으로 실시하도록 규정되어 있으며, 이러한 소방훈련은 실제 화재상황을 가정한 위기상황 훈련으로서, 실전 대응역량을 강화시키기 위해 실시되고 있다.
본 발명의 실시예는 소방훈련에 참여하는 훈련대원들에 대한 공기소모량, 위치정보, 심박측정 정보 등의 훈련정보를 실시간으로 측정하고, 이러한 훈련정보를 실시간으로 모니터링 함으로써, 훈련대원 스스로가 실제 화재상황에 대한 대응역량을 키움과 동시에 훈련대원의 안전을 최우선으로 도모할 수 있는 실시간 훈련정보 측정 장치 및 이를 이용한 훈련상황 모니터링 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 소방훈련에 참여하는 훈련대원들이 착용한 적어도 하나의 기기로부터 전송된 훈련정보들을 수신하는 제1 통신모듈; 상기 수신된 훈련정보들에 기반하여 상기 훈련대원들이 착용한 산소통의 공기소모량 정보, 훈련대원들의 위치 정보, 및 훈련대원들의 심박 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 측정 및 분석하는 제1 프로세서; 및 상기 제1 프로세서와 연동하여 상기 실시간으로 측정 및 분석된 정보들이 저장되는 제1 데이터베이스를 포함한다.
상기 제1 프로세서는, 상기 훈련대원이 착용한 개인 안전장비로부터 전송된 상기 산소통의 잔량 압력 게이지 정보인 상기 산소통의 산소 잔량 정보를 수신하고 이를 분석하여 상기 산소통의 공기소모량을 실시간으로 측정하는 공기소모량 정보 처리부; 상기 훈련대원이 착용한 위치 추적 단말기로부터 전송된 훈련대원의 위치 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 이동 위치 및 추적 정보를 실시간으로 생성하는 위치정보 처리부; 및 상기 훈련대원이 착용한 심박 센서를 구비한 스마트 밴드로부터 전송된 훈련대원의 심박 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 심박, 산소포화도, 및 심박 펄스 정보를 실시간으로 측정하는 심박측정 정보 처리부를 포함할 수 있다.
상기 공기소모량 정보 처리부는, 상기 훈련대원의 개인 안전장비에 포함된 산소통의 압력게이지부 및 이와 연동하여 동작하는 공기소모량 전송 모듈을 통해 전송된 산소통의 산소 잔량 정보를 수신할 수 있다.
상기 공기소모량 정보 처리부는, 상기 압력게이지부에 의해 측정되는 산소통의 잔량 압력 게이지 정보를 내용적으로 환산하여 산소통의 압력 bar에 따라 훈련대원이 소비한 공기 소모량을 L/min으로 변환하는 알고리즘을 적용할 수 있다.
상기 위치 추적 단말기는 상기 훈련대원이 직접 착용하는 PDR 센서 및 상기 PDR 센서를 착용한 사용자의 거리 측정을 위한 신호를 제공하는 적어도 하나의 전개식 AP(DAP)를 포함할 수 있다.
상기 위치 정보 처리부는, 상기 수신된 위치 데이터 정보를 필터링하고, 상기 필터링한 데이터들에 대한 평균값 및 오차율을 계산한 뒤, 에러에 해당되는 데이터를 배제하는 알고리즘을 적용하고 개선된 다각측량 기법을 적용하여 최종적으로 상기 보정된 위치 데이터 값을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 훈련상황 모니터링 시스템은, 소방훈련에 참여하는 훈련대원들 각각이 착용하여 상기 훈련대원들의 훈련정보를 검출하여 제공하는 훈련정보 제공부; 상기 수신된 훈련정보들에 기반하여 상기 훈련대원들이 착용한 산소통의 공기소모량 정보, 훈련대원들의 위치 정보, 및 훈련대원들의 심박 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 측정 및 분석하는 훈련정보 측정 장치; 및 상기 훈련정보 측정 장치에서 측정 및 분석된 상기 산소통의 공기소모량 정보, 훈련대원들의 위치 정보, 및 훈련대원들의 심박 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 모니터링하도록 처리하는 모니터링 서버를 포함한다.
상기 훈련정보 제공부는, 상기 훈련대원이 직접 착용하는 PDR 센서 및 상기 PDR 센서를 착용한 사용자의 거리 측정을 위한 신호를 제공하는 적어도 하나의 전개식 AP(DAP)를 포함하는 위치 추적 단말기; 상기 훈련대원이 착용하는 안전장비로서, 산소통, 상기 산소통의 잔여 압력 게이지 정보를 제고하는 압력게이지부 및 이와 연동하여 동작하는 공기소모량 전송 모듈을 포함하는 개인 안전장비; 및 상기 훈련대원이 직접 착용하는 심박 센서를 구비한 스마트 밴드를 포함할 수 있다.
상기 훈련정보 측정 장치는, 상기 훈련대원이 착용한 개인 안전장비로부터 전송된 상기 산소통의 잔량 압력 게이지 정보인 상기 산소통의 산소 잔량 정보를 수신하고 이를 분석하여 상기 산소통의 공기소모량을 실시간으로 측정하는 공기소모량 정보 처리부; 상기 훈련대원이 착용한 위치 추적 단말기로부터 전송된 훈련대원의 위치 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 이동 위치 및 추적 정보를 실시간으로 생성하는 위치정보 처리부; 및 상기 훈련대원이 착용한 심박 센서를 구비한 스마트 밴드로부터 전송된 훈련대원의 심박 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 심박, 산소포화도, 및 심박 펄스 정보를 실시간으로 측정하는 심박측정 정보 처리부를 포함할 수 있다.
상기 모니터링 서버는, 상기 훈련정보 측정 장치에서 분석하여 생성한 훈련대원들의 실시간 훈련정보들인 각 훈련대원들의 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보를 실시간으로 수신하는 훈련정보 수신부; 상기 훈련정보 수신부에서 수신한 각 훈련대원들의 실시간 훈련정보들을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 처리하는 훈련정보 처리부; 및 상기 훈련정보 처리부에 의해 구동되는 훈련대원 훈련정보 모니터링 프로그램에 근거하여 생성된 GUI를 디스플레이 모듈로 출력하여 이를 표시하는 훈련정보 표시부를 포함할 수 있다.
상기 훈련정보 처리부는 상기 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보를 이용하여 각 훈련대원들의 공기 소모량, 실시간 위치, 심박 정도를 계산하고, 훈련장의 실내도면 기반에서 훈련대원의 상태를 실시간으로 확인함과 함께 위치를 추적 및 궤적 경로를 표시하는 데이터 처리를 수행할 수 있다.
상기 훈련정보 표시부에 의해 표시되는 상기 GUI는, 상기 훈련대원들의 실시간 위치 정보를 토대로 생성되어 상기 훈련대원들의 위치 및 이동 상황을 실시간으로 모니터링하는 제1 GUI; 및 상기 훈련대원들의 실시간 공기소모량 정보 및 심박 측정 정보들 토대로 생성되어 상기 훈련대원들의 심박, 공기 소모량, 실내 온도, 모듈의 상태에 대한 정보를 실시간으로 모니터링하는 제2 GUI를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 소방훈련에 참여하는 훈련대원들에 대한 공기소모량, 위치정보, 심박측정 정보 등의 훈련정보를 실시간으로 측정하고, 이러한 훈련정보를 실시간으로 모니터링 함으로써, 훈련대원 스스로가 실제 화재상황에 대한 대응역량을 키움과 동시에 훈련대원의 안전을 최우선으로 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 훈련상황 모니터링 시스템을 포함하는 네트워크 환경을 나타내는 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 위치추적 단말기를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 3은 도 1에 도시된 훈련대원 개인 안전장비를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 도 1에 도시된 훈련정보 측정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 5는 도 4에 도시된 제1 프로세서 내부 구성의 일 실시예를 나타내는 블록도,
도 6은 도 1에 도시된 모니터링 서버의 내부 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 7은 도 6에 도시된 제2 프로세서 내부 구성의 일 실시예를 나타내는 블록도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 의한 훈련상황 모니터링 표시 화면의 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 위치추적 단말기를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 3은 도 1에 도시된 훈련대원 개인 안전장비를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 도 1에 도시된 훈련정보 측정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 5는 도 4에 도시된 제1 프로세서 내부 구성의 일 실시예를 나타내는 블록도,
도 6은 도 1에 도시된 모니터링 서버의 내부 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 7은 도 6에 도시된 제2 프로세서 내부 구성의 일 실시예를 나타내는 블록도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 의한 훈련상황 모니터링 표시 화면의 예시도이다.
위 발명의 배경이 되는 기술 란에 기재된 내용은 오직 본 발명의 기술적 사상에 대한 배경 기술의 이해를 돕기 위한 것이며, 따라서 그것은 본 발명의 기술 분야의 당업자에게 알려진 선행 기술에 해당하는 내용으로 이해될 수 없다.
아래의 서술에서, 설명의 목적으로, 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해 많은 구체적인 세부 내용들이 제시된다. 그러나, 다양한 실시예들이 이러한 구체적인 세부 내용들 없이 또는 하나 이상의 동등한 방식으로 실시될 수 있다는 것은 명백하다. 다른 예시들에서, 잘 알려진 구조들과 장치들은 다양한 실시예들을 불필요하게 이해하기 어렵게 하는 것을 피하기 위해 블록도로 표시된다.
첨부된 블록도의 각 블록은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성하여 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 기능을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다.
즉, 도시된 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
여기에서 사용된 용어는 특정한 실시예들을 설명하는 목적이고 제한하기 위한 목적이 아니다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함한다" 고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 다른 정의가 없는 한, 여기에 사용된 용어들은 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 훈련상황 모니터링 시스템을 포함하는 네트워크 환경을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 위치추적 단말기를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 훈련대원 개인 안전장비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 훈련상황 모니터링 시스템을 포함하는 네트워크 환경은, 소방훈련에 참여하는 훈련대원들(예: 소방관들) 각각이 착용하는 기기로서, 상기 착용한 훈련대원의 훈련상태에 대한 정보를 제공하는 역할을 수행하는 훈련정보 제공부(110), 네트워크(120), 모니터링 서버(130) 및 훈련정보 측정 장치(140)를 포함하여 구성된다.
훈련정보 제공부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 위치추적 단말기(110_1), 훈련대원 개인 안전장비(110_2), 스마트 밴드(110_3)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서는 상기 훈련정보 제공부(110)가 설명의 편의를 위해 하나로 도시되어 있으나, 이는 소방훈련에 참여하는 훈련대원들 각각이 착용하는 기기에 해당하는 것으로서, 상기 훈련정보 제공부(110)는 실제 소방훈련에 참여하는 훈련대원들의 인원 수와 동일하게 복수개가 구비될 수 있다.
또한, 상기 훈련정보 제공부(110)에 포함되는 구성으로서, 도 1에 도시된 실시예에서는 상기 위치추적 단말기(110_1), 훈련대원 개인 안전장비(110_2), 스마트 밴드(110_3)를 포함함을 그 예로 설명하고 있으나, 본 발명의 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 훈련정보 제공부(110)는 도 1에 도시된 실시예에서는 상기 위치추적 단말기(110_1), 훈련대원 개인 안전장비(110_2), 스마트 밴드(110_3) 외에 다양한 측정 센서들을 포함할 수 있다. 일 예로, 자이로 센서, 온도 센서, 진동 센서 등을 더 포함하여 보다 구체적인 훈련정보를 제공할 수도 있다.
상기 훈련정보 제공부(110)에 포함된 위치추적 단말기(110_1)는 착용한 훈련대원의 정확한 위치를 파악하고, 상기 훈련대원의 보행에 따른 위치 변화를 검출하는 동작을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예는 상기 위치추적 단말기(110_1)은 와이파이(Wi-Fi) 기반의 전개식 AP (Deployable Access Point, 이하 DAP) 방식을 이용하여 훈련에 참여한 훈련대원의 위치 정보를 실시간으로 제공하고 이를 추적하여 모니터링 함을 그 예로 설명한다. 보다 구체적으로는 측정치로써의 한계를 가지고 있는 와이파이 기반의 DAP 근접 정보와 보행 항법(Pedestrian Dead Reckoning, 이하 PDR)을 이용하여 위치를 추적하는 기술을 이용함을 특징으로 한다.
이를 위해 상기 위치 추적 단말기(110_1)은 도 2에 도시된 바와 같이 PDR 센서(112) 및 전개식 AP(DAP)(114)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 PDR 센서(112)는 소방훈련에 참여한 훈련대원이 직접 착용하는 구성으로서, 일 예로 발목 등에 착용할 수 있다. 또한, 상기 DAP(114)는 소방훈련이 실시되는 장소에 적어도 하나 이상이 설치되는 것으로서, 상기 PDR 센서(112)를 착용한 사용자의 거리 측정을 위한 신호를 제공하는 동작을 수행한다.
도 2에 도시된 위치 추적 단말기(110_1)의 동작을 간략히 설명하면, 먼저 PDR 센서(112)에 의한 보행항법 연산 동작을 통해 상기 PDR 센서(112)를 착용한 사용자의 보폭 거리, 방향, 위치 등의 정보를 1차 연산하고, 초광대역(Ultra Wide Band, 이하 UWB) 전파항법 기술을 적용하여 2차적으로 상기 DAP(114)의 전송 신호를 연산하여 거리측정에 대한 2차 연산을 수행하는 것이며, 이를 통해 보다 정밀한 위치정보를 파악할 수 있다.
다음으로 상기 훈련정보 제공부(110)에 포함된 훈련대원 개인 안전장비(110_2)는, 훈련대원의 개별 장비로서, 산소 공급 시스템 예컨대, 소방 산소통 및 소방 헬멧으로 장착되며, 외부 설정이 가능한 고유코드가 부여될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 훈련대원 개인 안전장비(110_2)는 통합형 안면부(121), 고압조절/급속충전장치 결합부(123), 압력게이지부(125), 산소통(127), 공기소모량 전송 모듈(129) 등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 훈련대원 개인 안전장비(110_2)는 소방훈련에 참여한 훈련대원 즉, 상기 훈련대원 개인 안전장비(110_2)를 착용한 사용자의 공기소모량을 측정하여 이를 전송하는 기능을 구현함을 특징으로 한다.
일 예로, 본 발명의 실시예는 상기 사용자의 공기소모량을 측정하기 위해 상기 훈련대원 개인 안전장비(110_2)의 압력게이지부(125)의 정보전송체계와, 상기 통합형 안면부(121) 및 상기 압력게이지부(125) 간의 정보전송체계를 분석하여 상기 공기소모량을 측정할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 산소통(127)의 공기소모량을 측정할 수 있는 수단으로서, 상기 산소통(127)의 잔량 압력 게이지를 나타내는 압력게이지부(125)에서 전송되는 신호의 파형은 일정한 주기를 가지고 있다.
또한, 상기 통합형 안면부(121) 및 상기 압력게이지부(125) 간의 정보전송체계는 병렬로 구성되어 있으며, 이에 따라 상기 통합형 안면부(121) 및 상기 압력게이지부(125)에서 전송되는 정보의 일체는 하나의 파형으로 신호를 전송할 수 있도록 구현되어 있다.
상기 훈련대원 개인 안전장비(110_2)에 적용되는 통신방식은 송신(Tx) 및 수신(Rx) 신호를 단일선을 이용하는 시리얼 통신 방식으로 UART 통신 방식을 사용하는 것이 일반적이다. 따라서, 본 발명의 실시예의 경우 상기 시리얼 통신 방식인 UART를 이용하여 통신 알고리즘 분석을 진행하고, 이에 따라 예상되는 공식 및 알고리즘 정보를 대입하여 상기 압력게이지부(125)의 잔량에 따라 변화되는 파형을 분석함으로써 잔량정보의 데이터를 추출할 수 있다. 이와 같은 방식을 통해 분석한 결과, 상기 산소통(127)의 잔량 압력 게이지를 나타내는 압력게이지부(125)에서 전송되는 일정한 주기의 신호 파형 중 10 및 11번째 데이터비트에 해당하는 신호가 상기 압력 게이지의 산소 잔량 정보임을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 훈련대원 개인 안전장비(110_2)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 공기소모량 전송 모듈(129)이 상기 산소통(127) 하단에 근접 설치되어 상기 검출된 산소통(127)의 산소 잔량 정보를 훈련정보 측정장치(140)에 전송할 수 있다.
일 예로, 상기 공기소모량 전송 모듈(129)은 상기 산소통(127)의 산소 밸브와 체결되거나, 압력게이지부(125)와 연동하여 동작할 수 있다.
다음으로 상기 훈련정보 제공부(110)에 포함된 스마트 밴드(110_3)는, 소방훈련에 참여한 훈련대원이 직접 착용하는 구성으로서, 일 예로 손목 등에 착용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 스마트 밴드(110_3)은 이를 착용한 사용자의 심박정보를 측정할 수 있는 심박 센서를 포함함을 특징으로 한다. 이에 상기 스마트 밴드(110_3)은 훈련 상황의 훈련대원들의 심박 정보를 측정하는 심박 센서의 출력 정보를 네트워크(120)를 통해 상기 훈련정보 측정 장치(140)에 전송하는 동작을 수행한다.
보다 구체적으로, 상기 심박 센서는 고속 주변 과도 상태를 제거를 더욱 개선하는 알고리즘을 내장하고 여러 샘플 모드 및 온칩 평균화를 통해 보다 낮은 유효 암전류 잡음 실현이 가능하고, 완벽한 단일 채널, 광학 데이터 획득 모델을 선정하여 구현될 수 있다.
네트워크(120)는 무선통신망 또는 유선통신망으로 구현될 수 있다. 이때, 통신 방식은 제한되지 않으며 네트워크(120)가 포함할 수 있는 통신망(예: 이동통신망, 무선랜망, 유선인터넷, 방송망)을 활용하는 통신방식 뿐 아니라 기기들간의 근거리 무선통신 역시 포함될 수 있다.
일 예로, 상기 훈련정보 측정 장치(140)는 훈련정보 제공부(110)와 RF 통신을 수행하며, RF 통신은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 424MHz 대역 또는 447MHz 대역의 주파수가 사용되나, 필요에 따라 모바일 와이맥스용으로 거론되는 2.3GHz, 2.5GHz, 3.5GHz 등이 사용되거나 700MHz, 900MHz, 1.9GHz 등의 3세대 후보 주파수 대역이 적용될 수 있다.
또한, 상기 모니터링 서버(130)는 소방 차량 또는 통제상황실에 구비됨에 따라, 별도의 관리 컴퓨터(PC)와 접속 가능하고, 이는 무선 인터넷을 통해 상황을 통제받을 수 있으며, 상기 훈련정보 측정 장치(140) 및/또는 훈련정보 제공부(110)와는 상호 간 데이터 통신을 위해 근거리 통신 시스템 예컨대, 수 GHz 대의 초광대역을 사용하는 초고속 무선 데이터 전송이 가능한 UWB(Ultra Wide Band), 2.4GHz 기반의 저전력 무선 데이터 전송이 가능한 지그비(Zigbee), 블루투스, 2.4GHz대역을 사용하는 무선 LAN규격을 갖는 와이파이(Wi-Fi), 휴대 인터넷에서 사용 가능한 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access, 와이맥스) 등이 사용될 수 있다.
상기 훈련정보 측정 장치(140)는 상기 네트워크(120)를 통해 상기 소방훈련에 참여중인 다수의 훈련대원들에 대한 훈련정보 즉, 상기 소방훈련에 참여하는 훈련대원들에 대한 공기소모량, 위치정보, 심박측정 정보 등의 훈련정보를 실시간으로 측정하고 상기 훈련정보 제공부(110)로부터 전송되는 신호들을 실시간으로 수신하여 이를 분석하여 상기 모니터링 서버(130)에 제공하는 동작을 수행한다.
또한, 상기 모니터링 서버(130)는 상기 훈련정보 측정 장치(340)에서 분석된 훈련정보를 실시간으로 모니터링 함으로써, 훈련대원 스스로가 실제 화재상황에 대한 대응역량을 키움과 동시에 훈련대원의 안전을 최우선으로 도모할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
도 1에서는 상기 훈련정보 측정 장치(140)가 상기 모니터링 서버(130)와 분리되어 구성됨을 그 예로 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예로서 상기 훈련정보 측정 장치(140) 및 상기 모니터링 서버(130)는 하나의 장치로 구현될 수도 있다.
상기 모니터링 서버(130)는 웹서버(Web Server)의 형태로 구현될 수 있으며, 웹서버는 일반적으로 인터넷과 같은 개방형 컴퓨터 네트워크를 통하여 불특정 다수 클라이언트 및/또는 다른 서버와 연결되어 있고, 클라이언트 또는 다른 웹서버의 작업수행 요청을 접수하고 그에 대한 작업 결과를 도출하여 제공하는 컴퓨터 시스템 및 그를 위하여 설치되어 있는 컴퓨터 소프트웨어(웹서버 프로그램)를 뜻하는 것이다. 그러나, 전술한 웹서버 프로그램 이외에도, 상기 웹서버 상에서 동작하는 일련의 응용 프로그램(Application Program)과 경우에 따라서는 내부에 구축되어 있는 각종 데이터베이스를 포함하는 넓은 개념으로 이해될 수 있다. 일 예로, 상기 모니터링 서버(130)는 일반적인 서버용 하드웨어에 도스(DOS), 윈도우(windows), 리눅스(Linux), 유닉스(UNIX), 매킨토시(Macintosh)등의 운영체제에 따라 다양하게 제공되고 있는 웹서버 프로그램을 이용하여 구현될 수 있으며, 대표적인 것으로는 윈도우 환경에서 사용되는 웹사이트(Website), IIS(Internet Information Server)와 유닉스환경에서 사용되는 CERN, NCSA, APPACH등이 이용될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 훈련정보 측정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 프로세서 내부 구성의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 훈련정보 측정 장치(140)는 제1 메모리(142), 제1 데이터베이스(143) 제1 프로세서(144), 제1 통신모듈(146) 및 제1 입출력 인터페이스(148)을 포함한다.
제1 메모리(142)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM, ROM 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치를 포함할 수 있다. 또한, 제1 메모리(142)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘을 이용하여 제1 메모리(142)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 기록 매체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 소프트웨어 구성요소들은 제1 통신모듈(146)을 통해 제1 메모리(142)에 로딩될 수도 있다.
제1 통신모듈(146)은 소방훈련에 참여하는 훈련대원들이 착용한 적어도 하나의 기기 즉, 훈련정보 제공부(110)로부터 전송된 훈련정보들을 실시간으로 수신하는 동작을 수행한다.
제1 데이터베이스(143)는 본 발명의 실시예에 의한 훈련정보 측정 장치(140)로 전송되는 상기 훈련정보 제공부(110)의 출력 신호들을 분석한 정보들이 저장 및 유지될 수 있다.
제1 프로세서(144)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 제1 메모리(142) 또는 제1 통신모듈(146)에 의해 제1 프로세서(144)로 제공될 수 있다. 일 예로, 제1 프로세서(144)는 제1 메모리(142)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1 프로세서(144)는 소프트웨어적으로 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등 에 의해 구현되어 다양한 기능들을 수행하는 프로그램 모듈(Module)을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 훈련정보 측정 장치(140)의 제1 프로세서(144)는 공기소모량 정보 처리부(410), 위치정보 처리부(420), 심박측정 정보 처리부(430)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 프로세서(144)는 훈련정보 측정 장치(140)의 제1 데이터베이스(143)와 연동할 수 있다.
여기서, 상기 제1 프로세서(144)는 제1 메모리(142)가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 이 때, 제1 프로세서(144) 내의 구성요소들 즉, 공기소모량 정보 처리부(410), 위치정보 처리부(420), 심박측정 정보 처리부(430)는 훈련정보 측정 장치(140)에 저장된 프로그램 코드가 제공하는 제어 명령에 의해 제1 프로세서(144)에 의해 수행되는 서로 다른 기능들을 구분하여 표현하는 것으로 이해할 수도 있다.
공기소모량 정보 처리부(410)는, 앞서 도 1 및 도 3을 통해 설명한 훈련정보 제공부(110)에 포함된 훈련대원 개인 안전장비(110_2)로부터 전송된 산소통(127)의 잔량 압력 게이지 정보 즉, 산소통(127)의 산소 잔량 정보를 수신하여 이를 분석하는 동작을 수행한다.
보다 구체적으로, 상기 공기소모량 정보 처리부(410)는 상기 훈련대원 개인 안전장비(110_2)에 포함된 산소통(127)의 압력게이지부(125) 및 이와 연동하여 동작하는 공기소모량 전송 모듈(129)을 통해 전송된 산소통(127)의 산소 잔량 정보를 수신하고, 이를 분석하여 사용자의 공기 소모량을 산출하는 동작을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 전송된 산소 잔량 정보를 분석하여 공기소모량 정보로 환산하는 알고리즘을 간략히 설명하면 다음과 같다.
산소통 압력 MAX BAR = 300 BAR
산소통 최고충전 공기량: 300 BAR * 6.8L (내용적) = 2040L
훈련대원 공기소모량 (예: 45분 동안 훈련 시 250 BAR로 떨어졌을 경우): 250 BAR * 6.8L = 1700L, 즉, 2040L - 1700L = 340L
45분 훈련 시간 동안 소모한 공기 소모량: 340L
분당 환산하면 340:45 = x:1, 따라서, x = 7.5L
최종 소모한 분당 소모량: 분당 7.5L씩 사용함.
상기 알고리즘은 산소통(127)의 잔량 압력 게이지 정보를 최대한 내용적으로 환산하여 소방 훈련시 소비한 공기 소모량을 압력 bar에 따라 훈련대원이 소비한 공기 소모량을 L/min으로 변환함을 설명하는 것이다.
위치정보 처리부(420)는, 앞서 도 1 및 도 2를 통해 설명한 훈련정보 제공부(110)에 포함된 위치 추적 단말기(110_1)로부터 전송된 훈련대원의 위치 정보를 분석하는 동작을 수행한다.
상기 위치 추적 단말기(110_1)은 도 2에 도시된 바와 같이 소방훈련에 참여한 훈련대원이 직접 착용하는 PDR 센서(112) 및 상기 PDR 센서(112)를 착용한 사용자의 거리 측정을 위한 신호를 제공하는 적어도 하나의 전개식 AP(DAP)(114)를 포함하여 구성되는 것으로서, 먼저 PDR 센서(112)에 의한 보행항법 연산 동작을 통해 상기 PDR 센서(112)를 착용한 사용자의 보폭 거리, 방향, 위치 등의 정보를 1차 연산하고, 초광대역(Ultra Wide Band, 이하 UWB) 전파항법 기술을 적용하여 2차적으로 상기 DAP(114)의 전송 신호를 연산하여 거리측정에 대한 2차 연산을 수행할 수 있다. 또한, 위치 추적 단말기(110_1)에서 출력된 신호는 상기 위치정보 처리부(430)에 의해 분석 처리될 수 있다.
일 예로, 상기 전송된 위치 정보를 분석하여 훈련대원의 실시간 위치를 추적할 수 있는 알고리즘을 간략히 설명하면 다음과 같다.
PDR 센서(112)를 착용한 훈련대원이 훈련을 개시하면, 상기 DAP(114) 및 PDR 센서(112)를 통해 연산된 상기 훈련대원의 위치 데이터 정보가 전송된다. 이에 상기 훈련정보 측정 장치(140)의 제1 통신모듈(146)을 통해 수신되고, 제1 프로세서(144)의 위치정보 처리부(430)에 의해 상기 수신된 위치 데이터 정보를 자체적으로 위치인지 계산 방식을 통해 연산한 뒤 상기 연산된 값을 자체 보정기법을 이용하여 상기 데이터 정보를 보정한다. 또한, 상기 보정된 위치 데이터 정보는 상기 위치정보 처리부(430)에서 추출되어 상기 제1 메모리(142) 및/또는 제1 데이터베이스(143)에 저장된다. 이후 상기 보정된 위치 데이터는 제1 통신모듈(146) 및 네트워크(120)을 통해 모니터링 서버(130)에 전송된다.
이 때, 상기 위치정보 처리부(420)의 동작을 보다 구체적으로 설명하면, 상기 수신된 위치 데이터 정보를 필터링하고, 상기 필터링한 데이터들에 대한 평균값 및 오차율을 계산한 뒤, 에러에 해당되는 데이터를 배제하는 알고리즘을 적용하고 개선된 다각측량 기법을 적용하여 최종적으로 상기 보정된 위치 데이터 값을 산출하게 된다. 즉, 상기 위치정보 처리부(420)는 상기 훈련대원이 착용한 위치 추적 단말기(110_1)로부터 전송된 훈련대원의 위치 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 이동 위치 및 추적 정보를 생성하는 동작을 수행한다.
심박측정 정보 처리부(430)는, 앞서 도 1를 통해 설명한 훈련정보 제공부(110)에 포함된 심박 센서를 구비한 스마트 밴드(110_3)로부터 전송된 훈련대원의 심박측정 정보를 분석하는 동작을 수행한다.
즉, 상기 심박 센서를 구비한 스마트 밴드(110_3)는 훈련 상황의 훈련대원들의 심박 정보를 측정하는 심박 센서의 출력 정보를 네트워크(120)를 통해 상기 훈련정보 측정 장치(140)에 전송하는 동작을 수행한다.
일 예로, 상기 심박측정 정보 처리부(430)는 PPG Evaluation KIT를 분석하고 이를 활용하여 상기 전송된 심박 센서를 출력정보를 통해 심박 및 산소포화도, 심박 펄스 등을 추출할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 모니터링 서버를 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 7은 도 6에 도시된 제2 프로세서 내부 구성의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 상기 모니터링 서버(130)는 제2 메모리(132), 제2 데이터베이스(133) 제2 프로세서(134), 제2 통신모듈(136) 및 제2 입출력 인터페이스(138)을 포함한다.
제2 메모리(132)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM, ROM 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치를 포함할 수 있다. 또한, 제2 메모리(132)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘을 이용하여 제2 메모리(132)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 기록 매체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 소프트웨어 구성요소들은 제2 통신모듈(136)을 통해 제2 메모리(132)에 로딩될 수도 있다.
제2 데이터베이스(133)는 본 발명의 실시예에 의한 훈련정보 측정 장치(140)로부터 전송되는 훈련정보들을 실시간으로 수신하여 이를 저장 및 유지할 수 있다.
제2 프로세서(134)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 제2 메모리(132) 또는 제2 통신모듈(136)에 의해 제2 프로세서(134)로 제공될 수 있다. 일 예로, 제2 프로세서(134)는 제2 메모리(132)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제2 프로세서(134)는 소프트웨어적으로 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등 에 의해 구현되어 다양한 기능들을 수행하는 프로그램 모듈(Module)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 서버(130)는 디스플레이 모듈(139)을 더 포함하며, 상기 디스플레이 모듈(139)를 통해 훈련대원들에 대한 실시간 훈련 상황을 모니터링 할 수 있게 된다.
도 7를 참조하면, 모니터링 서버(130)의 제2 프로세서(134)는 훈련정보 수신부(610), 훈련정보 처리부(620) 및 훈련정보 표시부(630)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 프로세서(134)는 모니터링 서버(130)의 제2 데이터베이스(133)와 연동할 수 있다.
여기서, 상기 제2 프로세서(134)는 제2 메모리(132)가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 이 때, 제2 프로세서(134) 내의 구성요소들 즉, 훈련정보 수신부(610), 훈련정보 처리부(620) 및 훈련정보 표시부(630)는 모니터링 서버(130)에 저장된 프로그램 코드가 제공하는 제어 명령에 의해 제2 프로세서(134)에 의해 수행되는 서로 다른 기능들을 구분하여 표현하는 것으로 이해할 수도 있다.
훈련정보 수신부(610)는 앞서 도 4 및 도 5를 통해 설명한 훈련정보 측정 장치(140)에서 분석하여 생성한 훈련대원들의 실시간 훈련정보들 즉, 각 훈련대원들의 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보를 실시간으로 수신하는 동작을 수행한다.
또한, 훈련정보 처리부(620) 상기 훈련정보 수신부(610)에서 훈련대원들의 실시간 훈련정보들 즉, 각 훈련대원들의 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 처리하는 동작을 수행한다.
일 예로, 상기 훈련정보 처리부(620)는 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보를 이용하여 각 훈련대원들의 공기 소모량, 실시간 위치, 심박 정도를 계산하고, 훈련장의 실내도면 기반에서 훈련대원의 상태를 실시간으로 확인함과 함께 위치를 추적 및 궤적 경로를 표시할 수 있도록 데이터 처리를 수행할 수 있다.
훈련정보 표시부(630)는 상기 훈련정보 처리부(620)에 의해 구동되는 훈련대원 훈련정보 모니터링 프로그램에 근거하여 생성된 GUI를 상기 디스플레이 모듈(139)로 출력하여 이를 표시하는 동작을 수행한다.
상기 훈련정보 수신부(610), 훈련정보 처리부(620) 및 훈련정보 표시부(630)를 포함하는 제2 프로세서(134)의 동작에 의해 실행되는 GUI의 디스플레이 화면을 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 의한 훈련상황 모니터링 표시 화면의 예시도이다.
먼저 도 8a는 20m*20m 장방형의 실내 훈련장에서 훈련대원들의 위치 및 이동궤적을 나타내는 제1 GUI(Graphic User Interface)(710)에 의해 구현되는 디스플레이 화면의 일 예를 나타내는 것으로서, 이는 상기 훈련대원들의 실시간 훈련정보들 즉, 각 훈련대원들의 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보들 중 상기 위치 정보를 토대로 생성되는 것으로서, 이를 통해 훈련중인 훈련대원들의 위치 및 이동 상황을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
또한, 도 8b는 현재 훈련에 참여중인 각 훈련대원들의 상태 정보를 나타내는 제2 GUI(720)에 의하여 구현되는 디스플레이 화면의 일 예를 나타내는 것으로서, 이는 상기 훈련대원들의 실시간 훈련정보들 즉, 각 훈련대원들의 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보들 중 상기 각 훈련대원들의 공기소모량 정보 및 심박 측정 정보들 토대로 생성되는 것으로서, 이를 통해 훈련중인 훈련대원들의 심박, 공기 소모량, 실내 온도, 모듈의 상태 등에 대한 정보를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 훈련정보 제공부 120 : 네트워크
130 : 모니터링 서버 140 : 훈련 정보 측정 장치
410 : 공기소모량 정보 처리부 420 : 위치정보 처리부
430 : 심박측정 정보 처리부 610 : 훈련정보 수신부
620 : 훈련정보 처리부 630 : 훈련정보 표시부
710 : 제1GUI(Graphic User Interface)
720 : 제2GUI(Graphic User Interface)
130 : 모니터링 서버 140 : 훈련 정보 측정 장치
410 : 공기소모량 정보 처리부 420 : 위치정보 처리부
430 : 심박측정 정보 처리부 610 : 훈련정보 수신부
620 : 훈련정보 처리부 630 : 훈련정보 표시부
710 : 제1GUI(Graphic User Interface)
720 : 제2GUI(Graphic User Interface)
Claims (12)
- 소방훈련에 참여하는 훈련대원들이 착용한 적어도 하나의 기기로부터 전송된 훈련정보들을 수신하는 제1 통신모듈;
상기 수신된 훈련정보들에 기반하여 상기 훈련대원들이 착용한 산소통의 공기소모량 정보, 훈련대원들의 위치 정보, 및 훈련대원들의 심박 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 측정 및 분석하는 제1 프로세서; 및
상기 제1 프로세서와 연동하여 상기 실시간으로 측정 및 분석된 정보들이 저장되는 제1 데이터베이스를 포함하고,
상기 제1 프로세서는,
상기 훈련대원이 착용한 개인 안전장비로부터 전송된 상기 산소통의 잔량 압력 게이지 정보인 상기 산소통의 산소 잔량 정보를 수신하고 이를 분석하여 상기 산소통의 공기소모량을 실시간으로 측정하는 공기소모량 정보 처리부;
상기 훈련대원이 착용한 위치 추적 단말기로부터 전송된 훈련대원의 위치 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 이동 위치 및 추적 정보를 실시간으로 생성하는 위치정보 처리부; 및
상기 훈련대원이 착용한 심박 센서를 구비한 스마트 밴드로부터 전송된 훈련대원의 심박 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 심박, 산소포화도, 및 심박 펄스 정보를 실시간으로 측정하는 심박측정 정보 처리부를 포함하고,
상기 위치 추적 단말기는 상기 훈련대원이 직접 착용하는 PDR 센서 및 상기 PDR 센서를 착용한 사용자의 거리 측정을 위한 신호를 제공하는 적어도 하나의 전개식 AP(DAP)를 포함하며,
상기 위치 정보 처리부는, 상기 수신된 위치 데이터 정보를 필터링하고, 상기 필터링한 데이터들에 대한 평균값 및 오차율을 계산한 뒤, 에러에 해당되는 데이터를 배제하는 알고리즘을 적용하고 개선된 다각측량 기법을 적용하여 최종적으로 보정된 위치 데이터 값을 산출하는 실시간 훈련정보 측정 장치. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 공기소모량 정보 처리부는, 상기 훈련대원의 개인 안전장비에 포함된 산소통의 압력게이지부 및 이와 연동하여 동작하는 공기소모량 전송 모듈을 통해 전송된 산소통의 산소 잔량 정보를 수신하는 실시간 훈련정보 측정 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 공기소모량 정보 처리부는, 상기 압력게이지부에 의해 측정되는 산소통의 잔량 압력 게이지 정보를 내용적으로 환산하여 산소통의 압력 bar에 따라 훈련대원이 소비한 공기 소모량을 L/min으로 변환하는 알고리즘을 적용하는 실시간 훈련정보 측정 장치. - 삭제
- 삭제
- 소방훈련에 참여하는 훈련대원들 각각이 착용하여 상기 훈련대원들의 훈련정보를 검출하여 제공하는 훈련정보 제공부;
수신된 훈련정보들에 기반하여 상기 훈련대원들이 착용한 산소통의 공기소모량 정보, 훈련대원들의 위치 정보, 및 훈련대원들의 심박 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 측정 및 분석하는 훈련정보 측정 장치; 및
상기 훈련정보 측정 장치에서 측정 및 분석된 상기 산소통의 공기소모량 정보, 훈련대원들의 위치 정보, 및 훈련대원들의 심박 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 모니터링하도록 처리하는 모니터링 서버를 포함하고,
상기 훈련정보 제공부는,
상기 훈련대원이 직접 착용하는 PDR 센서 및 상기 PDR 센서를 착용한 사용자의 거리 측정을 위한 신호를 제공하는 적어도 하나의 전개식 AP(DAP)를 포함하는 위치 추적 단말기;
상기 훈련대원이 착용하는 안전장비로서, 산소통, 상기 산소통의 잔여 압력 게이지 정보를 제고하는 압력게이지부 및 이와 연동하여 동작하는 공기소모량 전송 모듈을 포함하는 개인 안전장비;
상기 훈련대원이 직접 착용하는 심박 센서를 구비한 스마트 밴드를 포함하며,
상기 훈련정보 측정 장치는,
상기 훈련대원이 착용한 개인 안전장비로부터 전송된 상기 산소통의 잔량 압력 게이지 정보인 상기 산소통의 산소 잔량 정보를 수신하고 이를 분석하여 상기 산소통의 공기소모량을 실시간으로 측정하는 공기소모량 정보 처리부;
상기 훈련대원이 착용한 위치 추적 단말기로부터 전송된 훈련대원의 위치 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 이동 위치 및 추적 정보를 실시간으로 생성하는 위치정보 처리부; 및
상기 훈련대원이 착용한 심박 센서를 구비한 스마트 밴드로부터 전송된 훈련대원의 심박 정보를 분석하여 상기 훈련대원의 심박, 산소포화도, 및 심박 펄스 정보를 실시간으로 측정하는 심박측정 정보 처리부를 포함하고,
상기 위치 정보 처리부는, 상기 수신된 위치 데이터 정보를 필터링하고, 상기 필터링한 데이터들에 대한 평균값 및 오차율을 계산한 뒤, 에러에 해당되는 데이터를 배제하는 알고리즘을 적용하고 개선된 다각측량 기법을 적용하여 최종적으로 보정된 위치 데이터 값을 산출하는 훈련상황 모니터링 시스템. - 삭제
- 삭제
- 제7 항에 있어서,
상기 모니터링 서버는,
상기 훈련정보 측정 장치에서 분석하여 생성한 훈련대원들의 실시간 훈련정보들인 각 훈련대원들의 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보를 실시간으로 수신하는 훈련정보 수신부;
상기 훈련정보 수신부에서 수신한 각 훈련대원들의 실시간 훈련정보들을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 처리하는 훈련정보 처리부; 및
상기 훈련정보 처리부에 의해 구동되는 훈련대원 훈련정보 모니터링 프로그램에 근거하여 생성된 GUI를 디스플레이 모듈로 출력하여 이를 표시하는 훈련정보 표시부를 포함하는 훈련상황 모니터링 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 훈련정보 처리부는 상기 공기소모량 정보, 위치 정보 및 심박 측정 정보를 이용하여 각 훈련대원들의 공기 소모량, 실시간 위치, 심박 정도를 계산하고, 훈련장의 실내도면 기반에서 훈련대원의 상태를 실시간으로 확인함과 함께 위치를 추적 및 궤적 경로를 표시하는 데이터 처리를 수행하는 훈련상황 모니터링 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 훈련정보 표시부에 의해 표시되는 상기 GUI는,
상기 훈련대원들의 실시간 위치 정보를 토대로 생성되어 상기 훈련대원들의 위치 및 이동 상황을 실시간으로 모니터링하는 제1 GUI; 및
상기 훈련대원들의 실시간 공기소모량 정보 및 심박 측정 정보들 토대로 생성되어 상기 훈련대원들의 심박, 공기 소모량, 실내 온도, 모듈의 상태에 대한 정보를 실시간으로 모니터링하는 제2 GUI를 포함하는 훈련상황 모니터링 시스템.
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| KR1020210169615A KR102631099B1 (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 실시간 훈련정보 측정 장치 및 이를 이용한 훈련상황 모니터링 시스템 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018147195A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 能美防災株式会社 | 情報処理システム |
| KR102300082B1 (ko) * | 2020-07-06 | 2021-09-07 | 아주대학교산학협력단 | 센서 기반 가상 소방 도구를 이용한 소방 훈련 프로그램 제공 장치 및 방법과 이를 이용한 실감형 소방 훈련 시스템 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100625347B1 (ko) | 2004-09-07 | 2006-09-20 | 주식회사 디오이 | 소방훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 제어방법 |
| KR20090123041A (ko) * | 2008-05-27 | 2009-12-02 | 강재민 | 헬멧 형 유비쿼터스 안전관리 시스템 및 서비스 |
| KR20150134472A (ko) * | 2014-05-21 | 2015-12-02 | 세빈기술주식회사 | 재난현장 모니터링 시스템 |
| KR101885845B1 (ko) * | 2016-12-14 | 2018-08-07 | (주)아센코리아 | 다중 센서를 이용한 실내 위치 추적을 위한 통합 항법 시스템 |
| KR102388786B1 (ko) * | 2019-12-09 | 2022-04-21 | 한국건설기술연구원 | 연기거동에 따른 피난훈련용 실화재 훈련장 시설물 및 그 연기확산 실험 방법 |
-
2021
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018147195A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 能美防災株式会社 | 情報処理システム |
| KR102300082B1 (ko) * | 2020-07-06 | 2021-09-07 | 아주대학교산학협력단 | 센서 기반 가상 소방 도구를 이용한 소방 훈련 프로그램 제공 장치 및 방법과 이를 이용한 실감형 소방 훈련 시스템 |
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