KR200436731Y1 - An apparatus for checking the fire extinguisher using ZigBee - Google Patents

An apparatus for checking the fire extinguisher using ZigBee Download PDF

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KR200436731Y1 KR2020070011331U KR20070011331U KR200436731Y1 KR 200436731 Y1 KR200436731 Y1 KR 200436731Y1 KR 2020070011331 U KR2020070011331 U KR 2020070011331U KR 20070011331 U KR20070011331 U KR 20070011331U KR 200436731 Y1 KR200436731 Y1 KR 200436731Y1
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Abstract

본 고안은 소화기의 내부 약제량과 정위치 상태를 무선으로 원격 확인할 수 있게 하기 위해 로드셀과 자기센서 및 지그비 무선 통신을 이용하여 소화기의 상태를 중앙관리부에 디스플레이해 주는 지그비를 이용한 소화기 점검 장치에 관한 것으로, 소화기의 하부에 설치되어 소화기의 무게를 검출하는 로드셀과 소화기의 몸체에 부착되어 정위치 상태를 파악할 수 있게 하는 자기센서로 이루어진 센서 노드와; 상기 센서 노드들로 구성된 지그비 네트워크망을 관리하고, 상기 센서 노드로부터 수신된 검출 데이터를 중앙관리부로 송신하는 지그비 코디네이터와; 상기 지그비 코디네이터와 RS-232 통신을 이용하여 표시부에 각 센서 노드 주소별 검출 데이터를 디스플레이 하고, 상기 지그비 코디네이터로부터 수신된 데이터를 기준값과 비교하여 값이 미달 되거나 상이할 경우 경보를 울려주는 중앙관리부로 이루어진다. 이러한 구조로 이루어진 소화기 점검 장치는 실시간으로 소화기의 중량과 정위치 상태를 점검하기 때문에 화재 발생시 신속한 대응을 할 수 있다. 또한, 센서 노드 상호간, 또는 센서 노드와 지그비 코디네이터 사이에 지그비 무선 통신을 이용하기 때문에, 케이블 공사로 인한 인력의 낭비와 비용 부담을 줄일 수 있고, 장소에 구애됨이 없이 실시간으로 센서 노드와 접속할 수 있는 이점이 있으며, 센서 노드와 지그비 코디네이터 사이에 지그비 라우터를 추가하여 보다 확장된 무선 네트워크 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다. 또한, 지그비의 최대 장점인 저소비 전력을 이용하여 상기 소화기 점검 장치를 오랫동안 동작 시킬 수 있는 효과가 있 다. The present invention relates to a fire extinguisher check device using a Zigbee to display the state of the fire extinguisher by using a load cell, a magnetic sensor, and Zigbee wireless communication to remotely check the internal dosage and in-situ state of the fire extinguisher wirelessly A sensor node installed at a lower part of the fire extinguisher, the sensor node comprising a load cell detecting the weight of the fire extinguisher and a magnetic sensor attached to the body of the fire extinguisher so as to identify the exact position; A Zigbee coordinator for managing a Zigbee network composed of the sensor nodes and transmitting detection data received from the sensor nodes to a central management unit; It displays the detection data for each sensor node address on the display unit using RS-232 communication with the Zigbee coordinator, and compares the data received from the Zigbee coordinator with the reference value to alarm the alarm if the value is less than or different. Is done. The fire extinguisher check device having such a structure checks the weight and position of the fire extinguisher in real time, so that a fire can be quickly responded to. In addition, ZigBee wireless communication between sensor nodes, or between sensor nodes and ZigBee coordinators, can reduce labor waste and cost burden due to cable construction, and can be connected to sensor nodes in real time regardless of location. There is an advantage in that a Zigbee router can be added between the sensor node and the Zigbee coordinator to build a more extended wireless network system. In addition, there is an effect that can operate the fire extinguisher check device for a long time by using the low power consumption of the Zigbee.

자기센서, 로드셀, 초음파센서, 지그비, 소화기, 소화기 점검 장치 Magnetic sensor, load cell, ultrasonic sensor, Zigbee, fire extinguisher, fire extinguisher inspection device

Description

지그비를 이용한 소화기 점검 장치{An apparatus for checking the fire extinguisher using ZigBee}An apparatus for checking the fire extinguisher using ZigBee}

본 고안은 소화기 점검 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소화기의 내부 약제량과 정위치 상태를 무선으로 원격 확인할 수 있게 하기 위해 로드셀과 자기센서 및 지그비 무선 통신을 이용하여 소화기에 대한 데이터를 검출한 후 중앙관리부에 디스플레이하게 한 지그비를 이용한 소화기 점검 장치이다.The present invention relates to a fire extinguisher check device, and more particularly, to detect the internal medicine amount and in-situ status of the fire extinguisher wirelessly by detecting the data of the fire extinguisher using a load cell, a magnetic sensor and Zigbee wireless communication. It is a fire extinguisher inspection device using Zigbee that was displayed on the central management department.

일반적으로 현재 사용되고 있는 소화기 점검 방식은 소화기의 관리자가 소화기가 비치되어 있는 장소를 직접 방문하여 지정자리 내의 소화기 위치와 소화기 내부의 잔존 약제량을 확인하는 직접 점검 방식이었다.In general, the fire extinguisher check method currently being used was a direct check method in which a manager of a fire extinguisher visits a place where a fire extinguisher is located and checks the location of the fire extinguisher in a designated position and the amount of remaining drug in the fire extinguisher.

하지만, 상기 직접 점검 방식은 학교나 아파트 등과 같은 대형건물의 내부에 일정한 간격을 두고 많은 소화기가 비치되어 있는 경우 많은 시간과 인력이 소모되며, 소화기의 내부에 충전되어 있는 잔존 약제량의 상태가 어느 순간부터 줄었는지 실시간으로 확인할 수 없으므로 소화기 점검에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. However, the direct inspection method consumes a lot of time and manpower when a large number of fire extinguishers are provided at regular intervals inside a large building such as a school or an apartment, and the state of the remaining amount of medicine charged inside the fire extinguisher is There was a problem that the reliability of the fire extinguisher is not checked because it cannot be confirmed in real time from the moment.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 특허등록번호 10-0470969호로 "로드셀을 이용한 디지털 자동 소화기 시스템"이 등록되었으나, 상기 발명은 송신수단과 수신수단 상호간의 정보교환을 유선 통신 방식인 RS-485 방식을 이용하였다. In order to solve this problem, Patent Registration No. 10-0470969 has been registered as a "digital automatic fire extinguisher system using a load cell", but the present invention uses the RS-485 method of wired communication method to exchange information between the transmitting means and the receiving means. Was used.

상기 RS-485 통신 방식은 송신수단과 수신수단 상호간을 유선 케이블로 설치해야 하는 번거로움이 따른다. The RS-485 communication method is cumbersome to install a wire cable between the transmitting means and the receiving means.

또한, 각각의 소화기 송신수단 간에 설치된 통신 케이블의 길이와 설치 환경이 항상 일정하지 않기 때문에 이를 설치하는 비용과 인력의 낭비가 심하다는 문제점이 있었다.In addition, since the length and installation environment of the communication cable installed between each fire extinguisher transmission means is not always constant, there was a problem that the cost of installing it and the waste of manpower are severe.

또한, 상기 케이블 방식은 전력 소모가 많아 전기요금을 공동으로 지급하는 아파트나 대형건물에 적합하지 아니하고, 소화기의 위치가 가변적으로 변할 경우, 배선을 다시 시공하여야 하는 문제점을 안고 있었다. In addition, the cable method is not suitable for apartments or large buildings that pay a lot of electricity due to high power consumption, and if the location of the fire extinguisher is variable, there is a problem in that the wiring must be reconstructed.

또한, 시간이 지남에 따라 배선의 노후화로 간접적인 화재를 유발하는 문제점이 있었다. In addition, there is a problem that causes an indirect fire due to the aging of the wiring over time.

이에 본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 소화기 내부 약제량과 정위치 상태를 무선으로 원격 확인할 수 있게 함과 더불어 전력 소모가 적고 관리가 용이한 소화기 점검 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a fire extinguisher check device that is low power consumption and easy to manage, as well as enabling wireless remote confirmation of the internal medicine amount and in-situ status. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 소화기 점검 장치는, 각각의 소화기에 설치된 자기센서와 로드셀을 이용하여 소화기의 정위치 상태와 소화기의 내부 잔존 약제량을 검출하여 지그비를 이용한 무선통신으로 검출된 데이터를 지그비 코디네이터에 전송하는 센서 노드와; 상기 센서 노드가 지그비 네트워크에 참여할 때 노드 주소를 할당하고, 상기 센서 노드의 저전력 소비를 위한 비콘 신호를 발생하며, 상기 센서 노드로부터의 데이터를 수집하여 중앙관리부에 전송하는 지그비 코디네이터; 그리고 상기 지그비 코디네이터로부터 RS-232 통신을 이용하여 데이터를 수신받아 각 센서 노드 주소별 소화기의 중량과 정위치 상태 여부를 표시부에 디스플레이해 주며, 상기 센서 노드로부터 수신된 검출 데이터를 기준값과 비교하여 값이 미달되거나 상이할 경우 경보음을 울려주는 중앙관리부로 이루어진다. Fire extinguisher inspection apparatus of the present invention for achieving the above object, by using a magnetic sensor and a load cell installed in each fire extinguisher to detect the position of the fire extinguisher and the remaining amount of the internal medicine of the fire extinguisher detected by wireless communication using ZigBee A sensor node for transmitting a to a Zigbee coordinator; A Zigbee coordinator for allocating a node address when the sensor node participates in a Zigbee network, generating a beacon signal for low power consumption of the sensor node, and collecting and transmitting data from the sensor node to a central management unit; The controller receives data from the Zigbee coordinator using RS-232 communication and displays the weight and the exact position of the fire extinguisher for each sensor node address on the display unit, and compares the detected data received from the sensor node with a reference value. If it is less than or different, it is composed of the central management unit that sounds an alarm.

이러한 구조로 이루어진 소화기 점검 장치는 센서 노드와 지그비 코디네이터 상호간의 정보 교환 시 지그비 무선 통신을 이용하게 되므로 유선 케이블 공사로 인한 인력의 낭비와 비용 부담을 줄일 수 있고, 장소에 구애됨이 없이 실시간으로 센서 노드와 접속할 수 있는 이점이 있다. The fire extinguisher inspection device having such a structure uses ZigBee wireless communication when exchanging information between sensor nodes and ZigBee coordinators, thereby reducing the waste and cost burden of wired cable construction, and real-time sensors without regard to location. There is an advantage to connecting with nodes.

또한, 지그비 무선 통신을 이용하여 보다 확장된 소화기 네트워크 시스템을 구축할 수 있고, 지그비의 최대 장점인 저전력 소모를 이용하여 오랫동안 지그비 네트워크망을 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to build a more extended fire extinguisher network system using ZigBee wireless communication, and to maintain a ZigBee network for a long time using low power consumption, which is the biggest advantage of ZigBee.

본 고안에서와 같이 로드셀과 자기센서 및 지그비 무선 통신을 이용하여 소화기의 상태를 실시간으로 중앙관리부에 디스플레이해 주는 소화기 점검 장치는 장소에 구애됨이 없이 실시간으로 센서 노드와 접속하여 소화기의 내부 잔존 약제량과 소화기의 정위치 상태 여부를 확인할 수 있다.As in the present invention, the fire extinguisher check device which displays the state of the fire extinguisher in real time by using a load cell, a magnetic sensor, and Zigbee wireless communication is connected to the sensor node in real time, regardless of the location, and the internal residual agent of the fire extinguisher Volume and the correct position of the fire extinguisher.

또한, 지그비 무선통신을 이용하여, 보다 확장되고 안정된 소화기 네트워크 시스템을 구성할 수 있고, 유선 케이블의 노후화로 인한 교체 작업이 필요 없으며, 지그비의 최대 장점인 저소비 전력으로 상기 소화기 점검 장치를 오랫동안 동작 시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, by using ZigBee wireless communication, it is possible to configure a more extensible and stable fire extinguisher network system, there is no need to replace due to the aging of the wired cable, and to operate the fire extinguisher check device for a long time with low power consumption, which is the biggest advantage of ZigBee. It can be effective.

또한, 부가적인 기능으로 센서 노드에 초음파센서를 설치하여 화재로 인한 열악한 환경 속에서도 소화기 위치를 용이하게 찾아낼 수 있어 신속한 화재 진압이 가능하게 하였다. In addition, by installing an ultrasonic sensor in the sensor node as an additional function, it is possible to easily locate the fire extinguisher even in the harsh environment caused by the fire.

이하, 본 고안에 따른 소화기 점검 장치를 첨부한 예시도면을 참조하여 설명 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating the fire extinguisher check device according to the present invention.

도면 1은 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 개념을 도시한 개략도이고, 도면 2는 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 센서 노드 구성을 도시한 블록도 이며, 도면 3은 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 지그비 코디네이터와 중앙관리부의 구성을 도시한 블록도 이다.1 is a schematic diagram showing the concept of a fire extinguisher check device according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a sensor node configuration of the fire extinguisher check device according to the present invention, Figure 3 is a This is a block diagram showing the configuration of the Zigbee coordinator and the central management unit.

또한, 도면 4는 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 전체 네트워크 구성을 도시한 블럭도이고, 도면 5는 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 센서 노드에 초음파 센서를 추가한 구성을 도시한 블록도 이다.In addition, Figure 4 is a block diagram showing the overall network configuration of the fire extinguisher check device according to the present invention, Figure 5 is a block diagram showing a configuration in which the ultrasonic sensor is added to the sensor node of the fire extinguisher check device according to the present invention.

도면 1에 도시한 바와 같이, 본 고안의 소화기 점검 장치는 지그비 무선 통신을 이용하여 각 소화기로부터의 검출 데이터를 송신할 수 있는 센서 노드(1)와; 상기 센서 노드(1)의 네트워크망을 관리하고 상기 센서 노드(1)로부터 검출된 데이터를 수집하여 송신하는 지그비 코디네이터(2); 그리고 상기 지그비 코디네이터(2)로부터 데이터를 수신받아 각 센서 노드(1) 주소별 검출 데이터를 디스플레이해 주며, 상기 검출 데이터를 기준값과 비교하여 미달 되거나 상이할 경우 경보를 울릴 수 있도록 한 중앙관리부(3)로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the fire extinguisher check apparatus of the present invention includes a sensor node 1 capable of transmitting detection data from each fire extinguisher using ZigBee wireless communication; A Zigbee coordinator (2) for managing the network of the sensor node (1) and collecting and transmitting the data detected from the sensor node (1); The central management unit 3 receives data from the Zigbee coordinator 2 and displays detection data for each sensor node 1 address, and compares the detection data with a reference value so that an alarm is generated when the detection data falls below or differs from the reference value. )

상기 센서 노드(1)는 도 1에 도시한 바와 같이 소화기의 하부에 설치되어 소화기의 무게를 검출하는 로드셀(4)과 소화기의 몸체에 부착되어, 소화기의 위치를 파악할 수 있게 하는 자기센서(5), 상기 센서로부터 검출된 데이터를 연산 처리하는 제어부1(6) 및 상기 검출 데이터를 지그비 코디네이터(2)에 전송하는 지그비 모듈1(7)로 이루어진다.The sensor node 1 is installed in the lower part of the fire extinguisher, as shown in Figure 1 is attached to the load cell (4) for detecting the weight of the fire extinguisher and the body of the fire extinguisher, to identify the location of the fire extinguisher (5) ), A control unit 1 (6) for calculating and processing the data detected from the sensor, and a Zigbee module (1) 7 for transmitting the detection data to the Zigbee coordinator (2).

상기 로드셀(4)은 도면 1에 도시한 바와 같이 소화기 하부에 설치되어 소화기 용기 내부의 잔존 약제량의 무게에 따라 로드셀(4) 감지부의 탄성이 변화하게 된다. The load cell 4 is installed in the lower part of the fire extinguisher as shown in FIG. 1 so that the elasticity of the load cell 4 sensing unit is changed according to the weight of the remaining amount of chemicals in the fire extinguisher container.

또한, 상기 로드셀(4) 감지부의 탄성변형은 감지부 표면에 부착된 스트레인 게이지의 저항값을 변화 시키게 되고 결과적으로 소화기 중량을 전기적인 신호로 변환시킨다.In addition, the elastic deformation of the load cell 4 sensing unit changes the resistance value of the strain gauge attached to the sensing unit surface and consequently converts the fire extinguisher weight into an electrical signal.

상기 자기센서(5)는 링(8)에 의해 소화기 용기와 부착된 자성체(5a)와 맞닿아 있다가 소화기가 장소를 이탈하여 이동하는 경우 전기적인 신호를 발생하도록 한다. The magnetic sensor 5 is in contact with the fire extinguisher container and the magnetic body (5a) attached by the ring (8) to generate an electrical signal when the fire extinguisher moves away from the place.

한편, 상기 로드셀(4)과 자기센서(5)로부터 검출된 데이터는 제어부1(6)가 인식하기에 극히 미세하고 잡음이 섞여 있으므로 후단에 증폭부1(9)과 증폭부2(10)를 설치하여 0~5V의 아날로그 신호로 증폭시킨다. On the other hand, since the data detected by the load cell 4 and the magnetic sensor 5 is extremely fine and mixed with noise by the control unit 1 (6), the amplifying unit 1 (9) and the amplifying unit 2 (10) are connected to the rear stage. Install and amplify with 0 ~ 5V analog signal.

상기 로드셀(4)에서 검출된 아날로그 데이터를 제어부1(6)이 인식할 수 있는 디지털값으로 변환 시켜야 하는데, 여기에서는 10bit의 분해능을 가진 A/D 변환부(11)를 로드셀(4)의 증폭부1(9) 후단에 연결하여 디지털 신호를 생성한다. The analog data detected by the load cell 4 must be converted into a digital value that can be recognized by the control unit 1 (6). Here, the A / D conversion unit 11 having a resolution of 10 bits is amplified by the load cell 4. A digital signal is generated by connecting to the rear end of the sub-1 (9).

상기 제어부1(6)는 로드셀(4)과 자기센서(5)의 데이터를 수집하고 연산하여 지그비 모듈1(7)에 전송한다. The control unit 1 (6) collects and calculates data of the load cell (4) and the magnetic sensor (5) and transmits it to the Zigbee module (1).

상기 센서 노드(1)의 지그비 모듈1(7)은 제어부1(6)로부터 로드셀(4)과 자기센서(5)의 데이터를 입력받아 지그비 코디네이터(2)로 전송한다. The Zigbee module 1 7 of the sensor node 1 receives data from the load cell 4 and the magnetic sensor 5 from the controller 1 6 and transmits the data to the Zigbee coordinator 2.

상기 지그비 코디네이터(2)는 도 3에 도시한 바와 같이 각각의 센서 노드(1) 들로부터의 검출 데이터를 수신하는 지그비 모듈2(12)와 상기 검출 데이터를 수집하여 중앙관리부(3)로 전송하는 제어부2(13)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the Zigbee coordinator 2 collects the Zigbee module 2 12 which receives detection data from each sensor node 1 and the detection data, and transmits the detected data to the central management unit 3. The control unit 2 (13).

상기 중앙관리부(3)는 지그비 코디네이터(2)의 제어부2(13)에 MAX232를 연결하고 RS-232 통신(14)을 이용하여 각 센서 노드(1)의 검출 데이터를 수신한다.The central management unit 3 connects the MAX232 to the control unit 2 (13) of the Zigbee coordinator (2) and receives the detection data of each sensor node (1) using the RS-232 communication (14).

상기 MAX232는 지그비 코디네이터(2)의 제어부2(13)에서 출력되는 시리얼 데이터가 TTL(5V) 레벨로 출력을 하기 때문에 상기 5V 레벨을 중앙관리부(3)의 제어부3(17)가 인식할 수 있는 +12 ~ -12V의 레벨로 조정하여 통신하기 위한 전압 변환 장치이다. Since the MAX232 outputs the serial data output from the control unit 2 (13) of the Zigbee coordinator 2 to the TTL (5V) level, the control unit 3 (17) of the central management unit 3 can recognize the 5V level. It is a voltage conversion device to communicate by adjusting the level from +12 to -12V.

상기 중앙관리부(3)는 지그비 코디네이터(2)로부터 수신된 검출 데이터를 표시부(15)에 전송하고, 상기 검출 데이터를 기준값과 비교하여 미달하거나 상이할 경우 경보 신호를 부져부1(16)에 전달하는 제어부3(17)과, 상기 제어부3(17)으로부터 수신된 검출 데이터를 각 센서 노드(1) 주소별로 디스플레이 하는 표시부(15) 및 상기 제어부3(17)로부터 경보신호를 전송받아 관리자에게 경보음을 울려주는 부져부1(16)로 이루어진다. The central management unit 3 transmits the detection data received from the Zigbee coordinator 2 to the display unit 15, and transmits an alarm signal to the buzzer 1 (16) when the detection data is less than or different from the reference value. The controller 3 (17), the display unit 15 for displaying the detection data received from the controller 3 (17) for each sensor node (1) address and the alarm signal received from the controller 3 (17) to alert the administrator It consists of a buzzer 1 (16) to sound the sound.

이상과 같이 본 고안의 일실시 예에 의해 구성된 지그비를 이용한 소화기 점검 장치의 작용에 대하여 상세히 설명한다.As described above, the operation of the fire extinguisher check apparatus using the Zigbee configured by the embodiment of the present invention will be described in detail.

본 고안에 따른 지그비를 이용한 소화기 점검 장치의 사용범위를 학교와 아파트 및 회사와 같이 대형 건물 안에 비치된 소화기를 예시로 하여 설명한다. The use range of the fire extinguisher inspection apparatus using the Zigbee according to the present invention will be described by an example of a fire extinguisher provided in a large building, such as schools, apartments and companies.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 지그비 네트워크의 각 센서 노드(1)들은 처음 네트워크에 참여할 때 지그비 코디네이터(2)와 통신하여, 참여하려는 네트워크 의 정보와 자신이 사용할 16bit 주소를 할당받는다. 이때 센서 노드(1)가 할당 받은 16bit의 주소는 하나의 PAN(Personal Area Network)의 영역 안에서 센서 노드(1)를 구분하는 유일한 주소값이 된다. As shown in FIG. 4, each sensor node 1 of the Zigbee network communicates with the Zigbee Coordinator 2 when first participating in the network, and is allocated information of a network to be joined and a 16-bit address to use. At this time, the 16-bit address allocated by the sensor node 1 becomes a unique address value for distinguishing the sensor node 1 in the area of one personal area network (PAN).

상기 과정에서 16bit 주소를 할당받지 못한 센서 노드(1)는 자신이 가지고 있는 64bit 주소를 이용해 주위 센서 노드(1)들과 통신하게 된다.In the above process, the sensor node 1 that is not assigned a 16-bit address communicates with surrounding sensor nodes 1 using its own 64-bit address.

상기 주소를 할당받은 센서 노드(1)는 지그비 코디네이터(2)와 지그비 무선 통신 규격에 의하여 상호 정보를 교환하게 되는데, 상기 지그비 코디네이터(2)는 PAN 영역안에 있는 각 소화기의 센서 노드(1)에 비콘 신호와 데이터 송신 명령 신호를 송신한다. The sensor node 1 assigned to the address exchanges information with each other according to the Zigbee coordinator 2 and the Zigbee wireless communication standard. The Zigbee coordinator 2 is connected to the sensor node 1 of each fire extinguisher in the PAN area. Transmit beacon signal and data transmission command signal.

상기 센서 노드(1)는 수신된 비콘 신호를 분석하여 자기의 어드레스가 포함되어 있을 경우 지그비 모듈을 활성화하고 비콘 신호를 수신한 시점으로부터 로드셀(4)과 자기센서(5)에서 검출된 데이터를 지그비 코디네이터(2)에게 송신하게 된다.The sensor node 1 analyzes the received beacon signal and activates the Zigbee module when its address is included and uses the data detected by the load cell 4 and the magnetic sensor 5 from the time when the beacon signal is received. It transmits to the coordinator 2.

또한, 상기 센서 노드(1)로부터 데이터를 수신한 지그비 코디네이터(2)는 정상적인 데이터 수신에 대한 응답 신호를 센서 노드(1)에게 송신함으로써 데이터 전송을 완료하게 된다. In addition, the Zigbee coordinator 2 receiving the data from the sensor node 1 completes the data transmission by transmitting a response signal to the sensor node 1 in response to the normal data reception.

상기 센서 노드(1)로부터 검출 데이터를 수신한 지그비 코디네이터(2)는 RS-232 통신(14)을 이용하여 검출 데이터를 중앙관리부(3)에 송신하게 된다. The Zigbee coordinator 2 receiving the detection data from the sensor node 1 transmits the detection data to the central management unit 3 using the RS-232 communication 14.

상기 중앙관리부(3)는 도 3에 도시한 바와 같이 수신받은 검출 데이터를 각 센서 노드(1) 주소별로 표시부(15)에 디스플레이하며, 제어부3(17)에 설정된 기준 값과 비교하여 미달 되거나 상이할 경우 부져부1(16)를 제어하여 경보음을 울릴 수 있도록 하였다. As shown in FIG. 3, the central management unit 3 displays the received detection data on the display unit 15 for each sensor node 1 address, and is lower than or different from the reference value set in the control unit 3 17. If so, the buzzer 1 (16) was controlled to sound an alarm.

또한, 상기 과정에 부가적인 기능으로 도 5에 도시한 바와 같이 센서 노드(1)에 초음파 센서와 부져부2(18)를 추가 설치하여 화재가 발생하였을 경우, 열악한 환경속에서도 소화기 발견을 용이하게 하였다. In addition, as an additional function to the above process, as shown in FIG. 5, an ultrasonic sensor and a buzzer 2 (18) are additionally installed in the sensor node 1 to facilitate the discovery of a fire extinguisher even in a harsh environment. .

상기 초음파 센서는 초음파를 발생하는 초음파 송신부 회로와 상기 초음파 송신부 회로로부터 발생한 초음파 신호가 장애물에 의해 반사되어 돌아오는 신호를 수신하는 초음파 수신부 회로로 이루어진다.The ultrasonic sensor includes an ultrasonic transmitter circuit for generating an ultrasonic wave and an ultrasonic receiver circuit for receiving a signal from which an ultrasonic signal generated from the ultrasonic transmitter circuit is reflected by an obstacle.

상기 초음파 송신부 회로는 30~40kHz의 주파수를 발생하는 주파수 발진기(19)와 상기 생성된 초음파 출력을 보다 강하게 하기 위해, 하나의 출력을 두 개로 분활한 후, 상기 두 개의 출력을 서로 반전 및 합성하여 10 Vpp의 출력을 발생하도록 한 증폭부3(20) 및 상기 증폭부3(20)으로부터 발진 신호를 입력받아 초음파를 발생하는 초음파 송신부(21)로 이루어진다. The ultrasonic transmitter circuit divides one output into two to make the frequency oscillator 19 generating a frequency of 30 to 40 kHz and the generated ultrasonic output stronger, and then inverts and synthesizes the two outputs. An amplifier 3 (20) for generating an output of 10 Vpp and the ultrasonic transmitter 21 for receiving the oscillation signal from the amplifier 3 (20) for generating ultrasonic waves.

또한, 상기 초음파 수신부 회로는 초음파 수신부(22)와 증폭부4(23), 검파부(24) 및 비교부(25)로 이루어지는데, 상기 초음파 수신부(22)는 초음파 송신부(21)로부터 발사되어 전방의 장애물에 의해 반사되어 돌아오는 초음파 신호를 수신하고, 상기 증폭부4(23)는 초음파 수신부(22)로부터 입력된 미세한 신호를 증폭하데, OP-AMP를 2단으로 구성하여 가능한 다단증폭을 함으로써 왜율을 제거하고 증폭율을 높여 증폭된 신호를 검파부(24)로 전송한다.In addition, the ultrasonic receiver circuit consists of an ultrasonic receiver 22, an amplifier 4 (23), a detector 24 and a comparator 25, the ultrasonic receiver 22 is emitted from the ultrasonic transmitter 21 Receiving the ultrasonic signal reflected back by the obstacle in front, the amplifier 4 (23) amplifies the minute signal input from the ultrasonic receiver 22, by configuring the OP-AMP in two stages to achieve the possible multi-stage amplification By removing the distortion and increasing the amplification rate, the amplified signal is transmitted to the detector 24.

상기 검파부(24)는 증폭부4(23)로부터 입력된 신호를 반파 정류회로와 RC 병 렬 회로를 이용하여 검파한다. The detector 24 detects a signal input from the amplifier 4 23 using a half wave rectifier circuit and an RC parallel circuit.

이때 상기 반파 정류 회로와 RC 병렬 회로의 부품을 선택할 경우 반파 정류 회로의 다이오드는 문턱 전압이 낮은 부품을 선택하고 RC 병렬 회로는 커패시터 용량이 작은 부품을 선택하여 최대한 수신신호에 민감하게 반응하도록 하는 것이 바람직하다.In this case, when the components of the half-wave rectifier circuit and the RC parallel circuit are selected, the diode of the half-wave rectifier circuit selects a component having a low threshold voltage, and the RC parallel circuit selects a component having a small capacitor capacity so as to be sensitive to the received signal as much as possible. desirable.

또한, 상기 검파부(24)로부터의 출력 신호와 초음파 송신부(21)의 (+) 출력 신호를 비교부(25)에 연결하여 초음파 송신부(21)로부터 출력되는 신호 크기 이하의 신호를 제거함으로써 잡음에 의한 오작동을 피할 수 있도록 한다. In addition, the output signal from the detector 24 and the (+) output signal of the ultrasonic transmitter 21 are connected to the comparator 25 to remove a signal equal to or less than the signal output from the ultrasonic transmitter 21 to reduce noise. Prevent malfunctions caused by

상기 센서 노드(1)의 제어부1(6)은 상기 초음파 송신부(21)로부터 출력되는 발진신호를 제어한다. The control unit 1 (6) of the sensor node 1 controls the oscillation signal output from the ultrasonic transmitter 21.

또한, 상기 초음파 송신부(21)로부터 발생한 신호가 초음파 수신부(22)로 입력되는 시간을 카운터 하여 카운터 결과값에 따라 부져부2(22)로 인가되는 전압주기를 조절한다. 이로써 화재로 인한 열악한 환경속에서도 소화기를 용이하게 발견할 수 있도록 한다. In addition, the time from which the signal generated from the ultrasonic transmitter 21 is input to the ultrasonic receiver 22 is countered to adjust the voltage period applied to the buzzer 2 22 according to the counter result value. This makes it easy to find fire extinguishers even in the harsh environment of fire.

상기 초음파 센서 작동 과정을 지그비 무선 통신과 연결하여 상세히 설명한다. The operation of the ultrasonic sensor will be described in detail with the Zigbee wireless communication.

도 3에 도시한 바와 같이 화재가 발생하게 되면 중앙관리부(3)의 관리자가 화재를 인지하여 건물 내의 모든 센서 노드(1)에 구비된 초음파 센서를 구동 시킬 수 있는 인터럽트 스위치(26)를 작동 시킨다. As shown in FIG. 3, when a fire occurs, an administrator of the central management unit 3 recognizes the fire and operates an interrupt switch 26 capable of driving an ultrasonic sensor provided at all sensor nodes 1 in the building. .

상기 인터럽트 신호는 도 4에 도시한 바와 같이 유선 망을 통해 지그비 코디 네이터(2)로 전송되고, 인터럽트 신호를 전송 받은 지그비 코디네이터(2)는 PAN 영역안에 있는 센서 노드(1)에 비콘 신호와 데이터 수신 명령 신호를 송신한다. The interrupt signal is transmitted to the Zigbee coordinator 2 through the wired network as shown in FIG. 4, and the Zigbee coordinator 2 receiving the interrupt signal transmits the beacon signal and data to the sensor node 1 in the PAN area. Send a receive command signal.

상기 센서 노드(1)는 수신된 비콘 신호를 분석하여 자신의 어드레스가 포함되어 있으면 지그비 코디네이터(2)에게 데이터를 요청하는 제어 패킷을 송출한다. The sensor node 1 analyzes the received beacon signal and transmits a control packet requesting data to the Zigbee coordinator 2 when its address is included.

상기 지그비 코디네이터(2)는 데이터 요청 신호에 대하여 정상적으로 수신했음을 알리는 승인 패킷을 센서 노드(1)에게 송신하고, 초음파 센서 작동 데이터 패킷을 센서 노드에 송신한다. The Zigbee coordinator 2 transmits an acknowledgment packet to the sensor node 1 indicating that the data request signal has been normally received, and transmits an ultrasonic sensor operation data packet to the sensor node.

상기 데이터 패킷을 정상적으로 수신한 센서 노드(1)는 지그비 코디네이터(2)에게 데이터를 정상적으로 수신했음을 알리는 응답 신호를 전송하게 됨으로써 각 센서 노드(1)에 설치된 초음파 센서가 작동하게 되는 것이다. The sensor node 1 that normally receives the data packet transmits a response signal indicating that the data is normally received to the Zigbee coordinator 2 so that the ultrasonic sensor installed in each sensor node 1 operates.

이상과 같이 본 고안은 지그비 무선 통신을 이용하여 실시간으로 소화기의 상태를 중앙관리부(3)로 전송함으로써 화재로 인한 돌발 상황에 신속하게 대응할 수 있도록 한다. As described above, the present invention transmits the state of the fire extinguisher to the central management unit 3 in real time using Zigbee wireless communication so that it can quickly respond to the sudden situation caused by fire.

또한, 화재로 인해 앞을 분간하기 어려운 상황 속에서도 센서 노드(1)의 초음파 센서를 작동시켜 용이하게 소화기를 찾을 수 있도록 한 장치이다. In addition, it is a device that can easily find the fire extinguisher by operating the ultrasonic sensor of the sensor node (1) even in a situation difficult to distinguish the front due to the fire.

도면 1은 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 개념을 도시한 개략도1 is a schematic diagram showing the concept of a fire extinguisher inspection apparatus according to the present invention

도면 2는 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 센서 노드 구성을 도시한 블록도2 is a block diagram showing a sensor node configuration of the fire extinguisher inspection apparatus according to the present invention

도면 3은 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 지그비 코디네이터와 중앙관리부의 구성을 도시한 블록도 Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the Zigbee coordinator and the central management unit of the fire extinguisher check device according to the present invention

도면 4는 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 전체 네트워크 구성을 도시한 블록도Figure 4 is a block diagram showing the overall network configuration of the fire extinguisher inspection apparatus according to the present invention

도면 5는 본 고안에 따른 소화기 점검 장치의 센서 노드에 초음파 센서를 추가한 구성을 도시한 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating a configuration in which an ultrasonic sensor is added to a sensor node of a fire extinguisher check apparatus according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

1. 센서 노드 2. 지그비 코디네이터1. Sensor Node 2. Zigbee Coordinator

3. 중앙관리부 4. 로드셀3. Central management department 4. Load cell

5. 자기센서 5a. 자성체5. Magnetic sensor 5a. Magnetic material

6. 제어부1 7. 지그비 모듈16. Control Unit 1 7. Zigbee Module 1

8. 링 9. 증폭부18. Ring 9. Amplifier 1

10. 증폭부2 11. A/D 변환부10. Amplification section 2 11. A / D conversion section

12. 지그비 모듈2 13. 제어부212. Zigbee Module 2 13. Control Unit 2

14. RS-232 15. 표시부14.RS-232 15. Display

16. 부져부1 17. 제어부316. Buzzer part 1 17. Control part 3

18. 부져부2 19. 주파수 발진기 18. Buzzer part 2 19. Frequency oscillator

20. 증폭부3 21. 초음파 송신부 20. Amplifier 3 21. Ultrasonic Transmitter

22. 초음파 수신부 23. 증폭부4 22. Ultrasonic receiver 23. Amplifier 4

24. 검파부 25. 비교부24. Detector 25. Comparator

26. 스위치부26. Switch section

Claims (2)

각 소화기로부터의 검출 데이터를 지그비 코디네이터에 송신할 수 있는 센서 노드와; 상기 센서 노드로 구성된 네트워크망을 관리하고, 상기 센서 노드로부터 검출된 데이터를 수집하여 중앙관리부로 전송하는 지그비 코디네이터 및; 상기 지그비 코디네이터로부터 검출 데이터를 수신받아 각 센서 노드 주소별로 소화기의 검출 데이터를 표시부에 디스플레이해 주며, 상기 검출 데이터가 기준치에 미달하거나 상이할 경우 경보음을 울려 줄 수 있도록 한 중앙관리부로 이루어지고:A sensor node capable of transmitting detection data from each fire extinguisher to a Zigbee coordinator; A Zigbee coordinator for managing a network consisting of the sensor nodes, collecting data detected from the sensor nodes, and transmitting the collected data to a central management unit; Receiving the detection data from the Zigbee coordinator and displays the detection data of the fire extinguisher for each sensor node address on the display unit, and consists of a central management unit to sound an alarm when the detection data is below or different from the reference value: 상기 센서 노드는 소화기의 정위치 상태를 점검하는 자기센서와, 소화기 내부의 잔존 약제량을 검출하는 로드셀, 상기 자기센서와 로드셀의 신호를 제어부1에 인식시키기 위해 신호를 증폭시키는 증폭부1과 증폭부2, 상기 로드셀의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환부, 상기 로드셀과 자기센서의 신호를 연산 처리한 후 지그비 모듈1로 전송해 주는 제어부1 및, 상기 제어부1의 신호를 지그비 코디네이터에 전송해 주는 지그비 모듈1로 이루어지고:The sensor node includes a magnetic sensor for checking the state of the fire extinguisher, a load cell for detecting the amount of drug remaining in the fire extinguisher, an amplifying unit 1 for amplifying the signal to recognize the signals of the magnetic sensor and the load cell, and amplifying the signal. A2, an A / D conversion unit for converting the analog signal of the load cell into a digital signal, the control unit 1 for calculating and processing the signals of the load cell and the magnetic sensor and transmitting the signal to the Zigbee module 1, and the signal of the control unit 1 ZigBee It consists of ZigBee Module 1, which sends it to the coordinator: 상기 지그비 코디네이터는 상기 센서 노드로부터의 데이터를 수신하는 지그비 모듈2와, 상기 지그비 모듈2로부터 데이터를 수신받아 중앙관리부에 전송하는 제어부2로 이루어지고:The Zigbee coordinator is composed of a Zigbee module 2 for receiving data from the sensor node, and a control unit 2 for receiving the data from the Zigbee module 2 and transmitting to the central management unit: 상기 중앙관리부는 RS-232 통신을 이용하여 상기 지그비 코디네이터로부터 수신된 검출 데이터를 각 센서 노드 주소별로 디스플레이해 주는 표시부와, 수신된 검출 데이터를 기준값과 비교하는 제어부3, 상기 제어부3으로부터 비교된 값이 기 준값에 비하여 미달 되거나 상이할 경우 경보를 울려주는 부져부1을 포함한 지그비를 이용한 소화기 점검 장치The central management unit displays a display unit for displaying the detection data received from the Zigbee coordinator for each sensor node address using RS-232 communication, a control unit 3 for comparing the received detection data with a reference value, and the value compared from the control unit 3 Fire extinguisher inspection device using Zigbee including buzzer part 1 to sound an alarm if it is less than or different from this standard 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서 노드는 화재 발생 시 사람과 소화기의 접근 정도를 검출하는 초음파 센서 송수신부 회로와;The sensor node may include an ultrasonic sensor transceiver circuit for detecting a degree of approach of a person and a fire extinguisher when a fire occurs; 상기 초음파 센서 송수신부 회로에서 검출한 사람과 소화기의 접근 정도에 따라 경보 주기를 달리하는 부져부2를 더 포함하고,It further comprises a buzzer 2 for varying the alarm cycle in accordance with the proximity of the person and the fire extinguisher detected by the ultrasonic sensor transceiver circuit, 중앙관리부는 센서 노드의 초음파 센서를 구동시킬 수 있는 인터럽트 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 소화기 점검 장치 The central management unit further includes an interrupt switch unit capable of driving an ultrasonic sensor of the sensor node.
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