KR20050061938A - Fire detection system by radio frequency communication and power line communication - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템에 관한 것으로서, 감지된 화재감지 신호 또는 고장 신호를 무선 통신 방식으로 송신하는 화재감지장치; 화재감지장치로부터 송신되는 화재감지 신호 또는 고장 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환한 후 신호의 종류를 판단하고 판단된 신호를 전력선 통신 방식으로 송신하는 중계장치; 및 중계장치로부터 송신되는 신호를 수신하여 수신된 신호가 화재감지 신호인 경우 화재발생 위치 및 화재의 종류를 판단하고, 중계장치 또는 별도의 피난 장치의 제어 신호를 생성하여 전송하는 수신장치; 를 포함하되, 화재감지장치는, 온도 및 연기를 감지하여 감지신호를 생성하는 센서부; 센서부로부터 수신한 감지 신호와, 전원 공급부로부터 수신한 전원 공급부의 용량에 관한 신호와, 화재감지장치의 이상 유무에 관한 신호를 포함하는 수신 신호를 코드화 하고, 화재감지장치의 고유코드를 생성하는 마이크로프로세서; 마이크로프로세서가 생성한 코드화된 수신 신호 및 고유코드를 수신하여 특정된 중계장치로 무선 통신 방식으로 전송하고 특정된 중계장치로부터 신호를 수신하는 제 1 무선 통신 모뎀; 및 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부; 를 포함한다.The present invention relates to a fire detection system using wireless communication and power line communication, comprising: a fire detection device for transmitting a detected fire detection signal or a failure signal in a wireless communication method; A relay device for receiving a fire detection signal or a failure signal transmitted from the fire detection device, converting the signal into a digital signal, determining the type of the signal, and transmitting the determined signal by a power line communication method; And a receiving device that receives a signal transmitted from the relay device and determines a location of the fire and the type of fire when the received signal is a fire detection signal, and generates and transmits a control signal of the relay device or a separate evacuation device. Including, but the fire detection device, the sensor unit for detecting the temperature and smoke to generate a detection signal; Code a received signal including a detection signal received from the sensor unit, a signal relating to the capacity of the power supply unit received from the power supply unit, and a signal relating to the presence or absence of an abnormality of the fire detection apparatus, and generating a unique code of the fire detection apparatus. Microprocessor; A first wireless communication modem for receiving a coded received signal and a unique code generated by a microprocessor, transmitting the signal to a specified relay device in a wireless communication manner, and receiving a signal from the specified relay device; And a power supply unit supplying power required for operation; It includes.
Description
본 발명은 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 화재감지 장치에 의해 감지된 열 및 연기, 그리고 화재감지장치의 고장 등의 물리적 현상을 전기 신호로 변환하고 무선 통신을 위한 고주파 신호로 변조하여 무선 통신 방식으로 중계장치로 전송하면, 중계장치는 상기 무선 통신을 위한 고주파 신호를 복조하고 전기 신호로 환원하여 화재발생 유무 또는 화재감지장치의 고장 여부를 해석한 후 이를 전력선 통신 방식으로 수신장치로 전송함으로써 화재발생 유무 또는 화재감지장치의 고장 여부에 대한 정보전달에 관한 신뢰성을 제고하기 위한, 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fire detection system using wireless communication and power line communication, and more particularly, converts physical phenomena such as heat and smoke detected by a plurality of fire detection devices, and failure of a fire detection device into electrical signals. When modulated into a high frequency signal for wireless communication and transmitted to a relay device in a wireless communication method, the repeater demodulates the high frequency signal for wireless communication and reduces the signal to an electrical signal to analyze whether there is a fire or a failure of the fire detection device. The present invention relates to a fire detection system using wireless communication and power line communication for improving reliability in transmitting information on the presence or absence of a fire or a failure of a fire detection device by transmitting it to a receiving device through a power line communication method.
종래의 화재감지 설비는 도 1 에 도시된 바와 같이 화재를 초기 단계에 자동적으로 탐지하여 화재신호를 발생시키는 감지기(1), 화재를 발견한 사람이 수동에 의한 조작으로 화재신호를 발생시키는 발신기(2), 상기 감지기 또는 발신기로부터 생성된 신호를 수신하여 이 신호를 수신기에 중계해주는 별도의 중계기, 감지기(1), 발신기(2) 또는 중계기로부터 전송된 신호를 수신하여 화재장소를 표시하거나 필요한 신호를 제어해주는 수신기(3), 화재의 발생을 시각적으로 경보해 주는 경고등(4) 및 화재의 발생을 청각적으로 경보해 주는 경종(5)을 포함한다. Conventional fire detection equipment is a detector (1) for automatically detecting a fire at the initial stage as shown in Figure 1 to generate a fire signal, a transmitter that generates a fire signal by manual operation by the person who found the fire ( 2) to receive the signal generated from the detector or transmitter and to relay the signal to the receiver to receive a signal transmitted from a separate repeater, detector (1), transmitter (2) or repeater to indicate the place of fire or required signal Receiver (3) for controlling the warning light (4) for visually alerting the occurrence of a fire and alarm bell (5) for an audible alarm for the occurrence of a fire.
그러나 상술한 종래의 화재감지 설비의 감지기(1)는 유선 방식으로서 일단 건물의 소정 위치에 설치되면 설치 위치를 변경하기가 곤란하다는 문제점이 있었다. However, the above-described conventional fire detection system detector 1 has a problem that it is difficult to change the installation position once installed in a predetermined position of the building in a wired manner.
또한, 상기 종래의 화재감지 설비의 감지기(1)와 중계기, 중계기와 수신기(1)는 건물 시공시 벽면 내부로 연결된 전선을 통한 유선 방식으로 화재감지 신호를 송수신하는 바, 화재감지 설비의 보수 및 점검이 용이하지 않다는 문제점도 있었다. In addition, the detector (1) and the repeater, the repeater and the receiver (1) of the conventional fire detection equipment transmits and receives a fire detection signal in a wired manner through a wire connected to the wall inside the building construction, repair and repair of the fire detection equipment and There was also a problem that the inspection was not easy.
그리고, 상기 종래의 화재감지 설비는 설치시에 각 구성요소간의 연결을 위한 배선을 포설함에 과도한 비용 및 시일이 소요된다는 문제점도 있었다. In addition, the conventional fire detection equipment has a problem that it takes an excessive cost and seal to install the wiring for connection between each component at the time of installation.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선 통신 방식으로 화재감지 신호를 송수신함으로써 화재 발생지역에 대한 구체적이고, 정확하며, 신속하게 화재를 감지할 수 있는 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, by using a wireless communication method to transmit and receive a fire detection signal using a wireless communication and power line communication that can detect a specific, accurate, and rapid fire for the area where the fire occurs To provide a fire detection system.
본 발명의 또 다른 목적은, 무선 통신 방식의 화재감지 장치를 이용함으로써 설치 위치로부터 이를 탈착할 수 있는 바 그 점검 및 보수가 용이한 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템을 제공함에도 있다. Still another object of the present invention is to provide a fire detection system using wireless communication and power line communication that can be easily detached from an installation position by using a fire communication device of a wireless communication method and is easy to check and repair.
본 발명의 또 다른 목적은, 무선 통신 방식 및 전력선 통신 방식을 각 구성요소간의 연결을 위하여 사용함으로써 각 구성요소의 연결을 위한 배선 포설을 최소화 할 수 있는 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템을 제공함에도 있다. Still another object of the present invention is to provide a fire detection system using a wireless communication and power line communication that can minimize the installation of wiring for the connection of each component by using a wireless communication method and power line communication method for the connection between each component. It is also provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템에 관한 것으로서, 감지된 화재감지 신호 또는 고장 신호를 무선 통신 방식으로 송신하는 다수개의 화재감지장치; 상기 각각의 화재감지장치로부터 송신되는 화재감지 신호 또는 고장 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환한 후 신호의 종류를 판단하고 판단된 신호를 전력선 통신 방식으로 송신하는 다수개의 중계장치; 및 상기 각각의 중계장치로부터 송신되는 신호를 수신하여 수신된 신호가 화재감지 신호인 경우 화재발생 위치 및 화재의 종류를 판단하고, 각각의 중계장치 또는 별도의 피난 장치의 제어 신호를 생성하여 전송하는 수신장치; 를 포함하되, 상기 각각의 화재감지장치는, 온도 및 연기를 감지하여 감지신호를 생성하는 센서부; 상기 센서부로부터 수신한 감지 신호와, 전원 공급부로부터 수신한 전원 공급부의 용량에 관한 신호와, 화재감지장치의 이상 유무에 관한 신호를 포함하는 수신 신호를 코드화하고, 화재감지장치의 고유코드를 생성하는 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서가 생성한 상기 코드화된 수신 신호 및 고유코드를 수신하여 특정된 중계장치로 무선 통신 방식으로 전송하고 상기 특정된 중계장치로부터 신호를 수신하는 제 1 무선 통신 모뎀; 및 작동에 필요한 전원을 상기 센서부, 마이크로프로세서 및 제 1 무선 통신 모뎀에 공급하는 전원 공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a fire detection system using a wireless communication and power line communication, a plurality of fire detection device for transmitting a detected fire detection signal or a failure signal in a wireless communication method; A plurality of relay devices for receiving a fire detection signal or a failure signal transmitted from each fire detection device, converting the signal into a digital signal, determining the type of the signal, and transmitting the determined signal by a power line communication method; And receiving a signal transmitted from each relay device and determining a fire occurrence position and type of fire when the received signal is a fire detection signal, and generating and transmitting a control signal of each relay device or a separate evacuation device. Receiver; Including, each of the fire detection device, the sensor unit for detecting the temperature and smoke to generate a detection signal; Coding a received signal including a detection signal received from the sensor unit, a signal relating to the capacity of the power supply unit received from the power supply unit, and a signal relating to the presence or absence of an abnormality of the fire detection apparatus, and generates a unique code of the fire detection apparatus. A microprocessor; A first wireless communication modem which receives the coded received signal and the unique code generated by the microprocessor, transmits the wireless signal to a specified relay device in a wireless communication manner, and receives a signal from the specified relay device; And a power supply unit supplying power required for operation to the sensor unit, the microprocessor, and the first wireless communication modem. Characterized in that it comprises a.
바람직하게는 상기 각각의 중계장치는, 상기 화재감지장치로부터 전송된 코드화된 수신 정보 및 고유코드에 관한 고주파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 제 2 무선 통신 모뎀; 상기 제 2 무선 통신 모뎀으로부터 상기 디지털화된 수신 정보 및 고유코드를 수신하고, 상기 수신 정보를 분석하는 제어부; 상기 제어부의 수신 정보 분석결과, 화재 정보인 경우에는 상기 제어부로부터 작동 신호를 수신하여 경보를 발령시키되, 정상상태에서는 미작동 상태를 유지하고 화재가 발생하는 경우에는 경보음을 발생하는 경종, 정상상태에서는 점등상태를 유지하고 화재가 발생한 경우에는 깜박거리는 경등 및 화재가 발생한 경우 작동 신호를 상기 제어부로부터 수신하여 그 작동 신호에 따라 상기 경종 및 경등을 작동시키는 브레이크 스위치를 포함하는 경보부; 상기 제어부의 수신 정보 분석결과, 고장 정보인 경우에는 고장 정보 및 고유코드를, 화재 정보인 경우에는 화재 정보 및 고유코드를 수신하여 변조한 후 상기 교류 전력선을 이용하여 전력선 통신 방식으로 상기 수신장치로 전송하고 상기 수신장치로부터 전송되는 제어 신호를 수신하는 제 1 전력선 통신 모뎀; 및 교류 전력선으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한 후 상기 제 2 무선 통신 모뎀, 제어부 및 경보부에 작동 전원을 공급하는 전원 변환 및 공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, each relay device comprises: a second wireless communication modem for receiving a high frequency signal relating to coded reception information and a unique code transmitted from the fire detection device and converting the signal into a digital signal; A control unit for receiving the digitized received information and a unique code from the second wireless communication modem and analyzing the received information; As a result of analysis of the received information of the controller, in the case of fire information, an alarm is issued by receiving an operation signal from the controller, but in a normal state, a non-operating state is maintained, and in case of a fire, an alarm tone is generated. The alarm unit may include a brake switch that maintains a lighting state and receives a flickering light in case of a fire and an operation signal from the controller in case of a fire, and operates the alarm and the light according to the operation signal; As a result of analysis of the received information of the controller, in case of failure information, the failure information and the unique code are received, and in the case of the fire information, the fire information and the unique code are received and modulated. A first power line communication modem for transmitting and receiving a control signal transmitted from the receiving device; And a power conversion and supply unit configured to convert AC power supplied from an AC power line into DC power and supply operating power to the second wireless communication modem, the control unit, and the alarm unit. Characterized in that it comprises a.
더욱 바람직하게는 상기 제 2 무선 통신 모뎀은, 공기 중의 전자기파 신호를 수신하여 도선 상의 전기적 신호로 변환시키는 안테나, 상기 전기적 신호에 포함되어 있는 불필요한 주파수들을 제거하여 원하는 주파수 대역을 가진 RF 입력 신호만을 선별하는 대역선택 필터, 선별된 상기 RF 입력 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 선별된 RF 입력 신호에 중간 주파수를 혼합하는 믹서, 상기 중간 주파수가 혼합된 RF 입력 신호를 증폭하는 중간 주파수 증폭기, 상기 중간 주파수가 혼합된 RF 입력 신호 중 중간 주파수를 제거하여 원하는 RF 입력 신호만을 도출하는 복조기를 포함하는 수신모드; 및 온도변화에 안정한 주파수를 생성하는 주파수 발생기, 상기 주파수 발생기에 의한 주파수를 /R로 분할하는 제 1 주파수 분할기, 상기 주파수 발생기에 의한 주파수를 /N으로 분할하는 제 2 주파수 분할기, 상기 /R로 분할된 신호와 /N으로 분할된 신호를 비교하여 그 차이에 해당하는 펄스를 생성하는 위상 검출기, 상기 위상 검출기로부터 생성된 펄스를 수신하여 이에 해당하는 전하를 생성하는 전하 펌프, 상기 전하 펌프에서 생성된 전하를 축적하였다가 방출하면서 불필요한 신호를 제거하는 루프 필터, 상기 루프 필터에 의해 필터링된 신호에 의해 결정된 입력 전압에 따라 특정한 주파수를 가지는 출력 신호를 생성하는 전압조정 발진기, 상기 출력 신호를 낮은 주파수와 높은 주파수로 분리하여 증폭하는 전력 증폭기, 상기 출력 신호에 포함되어 있는 불필요한 주파수들을 제거하여 원하는 주파수 대역을 가진 출력 신호만을 선별하는 대역선택 필터, 상기 선별된 출력 신호를 공기 중으로 전송하는 안테나를 포함하는 송신모드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the second wireless communication modem selects only an RF input signal having a desired frequency band by removing an unnecessary frequency included in the antenna for receiving an electromagnetic wave signal in the air and converting it into an electrical signal on a wire. A band selection filter, a low noise amplifier for amplifying the selected RF input signal, a mixer for mixing an intermediate frequency to the selected RF input signal, an intermediate frequency amplifier for amplifying the RF input signal mixed with the intermediate frequency, and the intermediate frequency Receiving mode including a demodulator for deriving only a desired RF input signal by removing an intermediate frequency among the mixed RF input signals; And a frequency generator for generating a frequency stable to temperature change, a first frequency divider for dividing the frequency by the frequency generator by / R, a second frequency divider for dividing the frequency by the frequency generator by / N, and the / R A phase detector for comparing the divided signal and the signal divided by / N to generate a pulse corresponding to the difference, a charge pump for receiving the pulse generated from the phase detector to generate a corresponding charge, generated by the charge pump A loop filter for accumulating and releasing the charged charge and removing an unnecessary signal, a voltage adjusting oscillator for generating an output signal having a specific frequency according to an input voltage determined by the signal filtered by the loop filter, and outputting the output signal at a low frequency. And a power amplifier for separating and amplifying at high frequency, which is included in the output signal A transmission mode including an antenna for transmitting the band-select filter, the selected output signal to remove unwanted frequency select only the output signal having a desired frequency band through the air; Characterized in that it comprises a.
또한 더욱 바람직하게는 상기 제 1 전력선 통신 모뎀은, 변압기를 통과한 신호를 증폭시키는 신호 증폭기, 증폭된 상기 수신 신호에 포함되어 있는 잡음을 제거하는 수신 대역 통과 필터, 상기 잡음이 제거된 수신 신호를 중간 주파수 대역으로 주파수를 낮춰주는 중간 주파수 통과 필터, 상기 중간 주파수 통과 필터를 통과한 수신 신호를 이용하여 로직을 검출하여 상기 제어부가 수신 신호를 해석할 수 있도록 하는 주파수 변이 방식의 복조기를 포함하는 수신모드; 및 상기 제어부로부터 맨체스터 코드로 변환된 디지털 신호를 수신하여 로직에 따라 주파수를 변조시키는 주파수 변이 방식 변조기, 변조된 상기 디지털 신호에 포함된 불필요한 잡음을 제거하여 송신 대역 주파수만을 가진 디지털 신호만을 필터링하는 송신 대역 통과 필터, 상기 송신 대역 주파수만을 가진 디지털 신호를 전력선에서 수시로 변화하는 임피던스에 대응하도록 하는 자동 레벨 조절기, 상기 송신 대역 주파수만을 가진 디지털 신호를 일시적으로 저장하는 버퍼, 상기 버퍼로부터 수신한 디지털 신호를 파워 증폭하는 파워 증폭기를 포함하는 송신모드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the first power line communication modem may further include a signal amplifier for amplifying a signal passing through a transformer, a reception bandpass filter for removing noise included in the amplified reception signal, and a reception signal for removing the noise. An intermediate frequency pass filter that lowers the frequency to an intermediate frequency band, and a receiver including a frequency shift demodulator for detecting logic by using the received signal passing through the intermediate frequency pass filter and allowing the controller to interpret the received signal mode; And a frequency shift modulator for receiving the digital signal converted into the Manchester code from the controller and modulating the frequency according to logic, and removing only unnecessary noise included in the modulated digital signal to filter only the digital signal having a transmission band frequency. A band pass filter, an automatic level adjuster for adapting a digital signal having only the transmission band frequency to an impedance that changes frequently in a power line, a buffer for temporarily storing a digital signal having only the transmission band frequency, and a digital signal received from the buffer. A transmission mode including a power amplifier for power amplifying; Characterized in that it comprises a.
또한 바람직하게는 상기 수신장치는, 상기 제 1 전력선 통신 모뎀으로부터 수신한 고장 정보 및 고유코드, 또는 화재 정보 및 고유코드를 수신하고, 제어 신호를 수신하여 상기 제 1 전력선 통신 모뎀으로 전송하는 제 2 전력선 통신 모뎀; 각각의 화재감지장치의 고유코드, 고장 정보 및 화재 정보를 저장하는 메모리; 화재 신호를 전체 중계장치로 전송하여 경등, 경종을 작동하도록 하는 알람 신호를 생성하는 알람 스위치, 모든 경등, 경종의 작동을 중지시키는 작동 중지 신호를 생성하는 작동 중지 스위치, 화재 발생시 별도의 피난 장치를 작동시키기 위한 피난 장치 작동 신호를 생성하는 피난 장치 작동 스위치를 포함하는 스위치부; 상기 제 2 전력선 통신 모뎀으로부터 수신한 정보를 이용하여 화재감지장치의 위치와, 감지한 정보가 고장 정보인지 화재 정보인지를 분석하며, 상기 스위치부로부터 알람 신호, 작동 중지 신호 또는 피난 장치 동작 신호를 수신하여 신호의 종류에 따라 각각의 중계장치 또는 별도의 피난 장치의 제어 신호를 생성하여 상기 제 2 전력선 모뎀으로 전송하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부의 제어 신호에 의해 상기 제 2 전력선 통신 모뎀으로부터 전송된 정보를 디스플레이하는 디스플레이부; 및 교류 전력선(PL)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한 후 상기 메모리, 중앙처리부, 디스플레이부 및 스위치부에 작동 전원을 공급하는 변압 및 정류부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. Also preferably, the receiving apparatus receives a failure information and a unique code or a fire information and a unique code received from the first power line communication modem, and receives a control signal and transmits the control signal to the first power line communication modem. Power line communication modems; A memory for storing a unique code, fault information, and fire information of each fire detection device; An alarm switch that transmits a fire signal to the entire relay and generates an alarm signal to activate the lamps and alarms, an shutdown switch to generate an alarm signal to stop all lamps and alarms, and a separate evacuation device in the event of a fire. A switch unit including an evacuation device operation switch for generating an evacuation device operation signal for activation; Analyzes the location of the fire detection device and whether the detected information is failure information or fire information by using the information received from the second power line communication modem, and sends an alarm signal, an operation stop signal or an evacuation device operation signal from the switch unit. A central processing unit for receiving and generating a control signal of each relay device or a separate evacuation device according to the type of signal and transmitting the control signal to the second power line modem; A display unit displaying information transmitted from the second power line communication modem by a control signal of the central processing unit; And a transformer and rectifying unit converting AC power supplied from AC power line PL into DC power and supplying operating power to the memory, the central processing unit, the display unit, and the switch unit. Characterized in that it comprises a.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템의 구성 및 작동관계에 관하여 도 2 내지 도 17b 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The configuration and operation relationship of a fire detection system using wireless communication and power line communication according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 17b.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템에 관한 블록도이고, 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치에 관한 블록도이고, 도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 센서부에 관한 회로도이고, 도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치에 관한 실제 사진도이고, 도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 중계장치에 관한 블록도이고, 도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 중계장치에 관한 회로도이고, 도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 무선 통신 모뎀에 관한 블록도이고, 도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 무선 통신 모뎀에 관한 회로도이고, 도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀에 관한 블록도이고, 도 11 은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀에 관한 회로도이고, 도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀에 관한 실제 사진도이고, 도 13a 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 개념도이고, 도 13b 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 또 다른 개념도이고, 도 13c 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 또 다른 개념도이고, 도 13d 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 또 다른 개념도이고, 도 14 는 본 발명의 일실시예에 따른 중계장치 외관에 관한 실제 사진도이고, 도 15 는 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치에 관한 블록도이고, 도 16 은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이부에 표시되는 내용에 관한 일예시도이고, 도 17a 는 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치의 외관에 관한 실제 사진도이며, 도 17b 는 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치의 내부에 관한 실제 사진도이다. 2 is a block diagram of a fire detection system using a wireless communication and power line communication according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a block diagram of a fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is 5 is a circuit diagram of a sensor unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is an actual photographic view of a fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a relay device according to an embodiment of the present invention. 7 is a circuit diagram of a relay apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a block diagram of a second wireless communication modem according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a circuit diagram of a second wireless communication modem according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a block diagram of a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a first embodiment of the present invention. 1 Circuit diagram of the power line communication modem 12 is an actual photographic view of a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention, FIG. 13A is a conceptual diagram of a first power line communication modem installation according to an embodiment of the present invention, and FIG. Another conceptual diagram of installing a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention, FIG. 13C is another conceptual diagram of installing a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13D illustrates the present invention. Another conceptual diagram of a first power line communication modem installation according to an embodiment of the present invention, FIG. 14 is an actual photographic view of the appearance of a relay device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is an embodiment of the present invention. FIG. 16 is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 17A is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. room 17B is an actual photographic view of the inside of a receiver according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템은 감지된 화재감지 신호 또는 고장 신호를 무선 통신 방식으로 송신하는 다수개의 화재감지장치(110-1, .., 110-n), 상기 각각의 화재감지장치로부터 송신되는 화재감지 신호 또는 고장 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환한 후 신호의 종류를 판단하고 판단된 신호를 전력선 통신 방식으로 송신하는 다수개의 중계장치(120-1, ..., 120-m), 상기 각각의 중계장치로부터 송신되는 신호를 수신하여 수신된 신호가 화재감지 신호인 경우 화재발생 위치 및 화재의 종류를 판단하는 수신장치(130)를 포함한다. Fire detection system using a wireless communication and power line communication according to an embodiment of the present invention is a plurality of fire detection apparatus (110-1, .., 110-n) for transmitting a detected fire detection signal or a failure signal in a wireless communication method ), A plurality of relays 120-1 for receiving a fire detection signal or a failure signal transmitted from each fire detection device, converting the signal into a digital signal, determining the type of the signal, and transmitting the determined signal by a power line communication method. ,..., 120-m) includes a receiving device 130 that receives a signal transmitted from each relay device and determines a location of a fire and a type of fire when the received signal is a fire detection signal.
본 실시예에서는 화재감지장치(110)의 개수가 4개, 중계장치(120)의 개수가 2개인 것으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 이하에서는 하나의 화재감지장치(110)와, 하나의 중계장치(120) 및 하나의 수신장치(130)로 구성된 화재감지 시스템을 이용하여 본 발명의 일실시예를 설명할 것이다. In this embodiment, the number of fire detection apparatus 110 is set to four and the number of relay devices 120 is two, but the present invention is not limited thereto. In addition, an embodiment of the present invention will be described by using a fire detection system composed of one fire detection device 110, one relay device 120, and one receiving device 130.
상기 화재감지장치(110)는 상기 도 3 에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(111), 센서부(112), 마이크로프로세서(113) 및 제 1 무선 통신 모뎀(114)을 포함한다. As shown in FIG. 3, the fire detection apparatus 110 includes a power supply 111, a sensor 112, a microprocessor 113, and a first wireless communication modem 114.
상기 전원 공급부(111)는 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치의 작동에 필요한 전원을 상기 센서부, 마이크로프로세서 및 제 1 무선 통신 모뎀에 공급하는 기능을 수행한다. The power supply 111 performs a function of supplying power to the sensor unit, the microprocessor, and the first wireless communication modem for the operation of the fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
상기 센서부(112)는 온도 및 연기를 감지하여 감지신호를 생성하는 기능을 수행한다. The sensor 112 detects temperature and smoke and generates a detection signal.
본 실시예에서 상기 센서부는 별도의 이온실에 연기가 들어가는 경우 발생하는 이온 전류의 변화를 이용하여 연기를 감지하는 이온화식 연기감지기, 온도가 소정 온도 이상이 되면 피복이 녹는 2개의 전선을 이용하여 화재를 감지하는 정온식 감지기 및 온도 상승에 따른 공기팽창의 원리를 이용한 차동식 감지기의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 설정하였으며 이에 대한 실제 회로도가 상기 도 4 에 도시되어 있다. In this embodiment, the sensor unit uses an ionization smoke detector that detects smoke using a change in ion current generated when smoke enters a separate ion chamber, and uses two wires whose coating melts when the temperature is above a predetermined temperature. A constant temperature detector for detecting a fire and a differential detector using a principle of air expansion according to a rise in temperature are set to simultaneously perform a function, and an actual circuit diagram thereof is shown in FIG. 4.
상기 마이크로프로세서(113)는 상기 센서부로부터 수신한 감지 신호와, 전원 공급부로부터 수신한 전원 공급부의 용량에 관한 신호와, 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치의 이상 유무에 관한 신호를 포함하는 수신 신호를 코드화하고, 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치의 고유코드를 생성한 후, 상기 코드화된 수신 신호 및 상기 고유코드를 디지털 통신 방식으로 상기 무선 송신부로 전송하는 기능을 수행한다. The microprocessor 113 includes a detection signal received from the sensor unit, a signal relating to the capacity of the power supply unit received from the power supply unit, and a signal relating to the presence or absence of an abnormality in the fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention. Codes a received signal, generates a unique code of a fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and transmits the encoded received signal and the unique code to the wireless transmitter in a digital communication method. .
본 실시예에서 상기 마이크로프로세서는 전원의 불필요한 소모를 방지하기 위하여 정상상태에서는 파워 다운 모드(Power Down Mode)를 유지하도록 설정되어 있으며, 만일 동일한 주파수대의 수신 신호가 검출되면 송신 신호를 짧은 시간동안 지연시킨 후 송신하도록 설정하였다. In the present embodiment, the microprocessor is set to maintain a power down mode in a normal state to prevent unnecessary consumption of power. If a received signal of the same frequency band is detected, the microprocessor delays the transmission signal for a short time. And set to transmit.
상기 제 1 무선 통신 모뎀(114)은 상기 마이크로프로세서로부터 수신한 상기 코드화된 수신 신호 및 고유코드를 무선 통신 방식으로 전송하고 상기 중계장치로부터 신호를 수신하는 기능을 수행하며 그 구조에 관하여는 후술하겠다. The first wireless communication modem 114 performs the function of transmitting the coded received signal and the unique code received from the microprocessor in a wireless communication method and receiving a signal from the relay device, the structure of which will be described later. .
본 실시예에서는 447MHz 무선 통신 방식을 사용하여 데이터를 전송하였으나, 본 발명이 상기 전송 주파수에 한정되는 것은 아니다. In the present embodiment, data is transmitted using the 447 MHz wireless communication method, but the present invention is not limited to the transmission frequency.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치의 전체적인 외관은 상기 도 5 에 도시되어 있으며, 이에 대한 작동관계를 설명하면 다음과 같다. The overall appearance of the fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention described above is illustrated in FIG. 5, and the operational relationship thereof is as follows.
정상상태에 있는 동안 상기 화재감지장치(110)는 상기 마이크로프로세서(113)의 제어에 의해 파워 다운 모드 상태를 유지한다. 그러나 센서부(112)에 의해 감지된 열 또는 연기에 관한 감지 신호, 상기 전원 공급부(111)로부터 저전력 신호, 또는 고장 신호를 수신하면, 상기 마이크로프로세서(113)는 리셋되면서 수신 정보를 해석하여 코드화한다. 또한 상기 마이크로프로세서(113)는 상기 화재감지장치(110)의 고유코드도 생성하게 된다. 이렇게 코드화된 수신 정보 및 고유코드를 상기 마이크로프로세서(113)는 디지털 통신 방식으로 상기 제 1 무선 통신 모뎀(114)으로 전송하게 되는데 만일 동일한 주파수대의 수신 신호가 검출되면 송신 신호를 짧은 시간동안 지연시킨 후 송신하게 된다. 이렇게 송신된 코드화된 수신 정보 및 고유코드를 상기 제 1 무선 통신 모뎀(114)은 수신하여 무선 통신 방식으로 전송하게 된다. While in the normal state, the fire detection device 110 maintains a power down mode state by the control of the microprocessor 113. However, when receiving a detection signal relating to heat or smoke sensed by the sensor unit 112, a low power signal from the power supply unit 111, or a failure signal, the microprocessor 113 is reset and interprets the received information to be encoded. do. In addition, the microprocessor 113 also generates a unique code of the fire detection device (110). The microprocessor 113 transmits the coded reception information and the unique code to the first wireless communication modem 114 in a digital communication method. If the reception signal of the same frequency band is detected, the microprocessor 113 delays the transmission signal for a short time. Will be sent later. The first wireless communication modem 114 receives the coded reception information and the unique code transmitted in this way and transmits the wireless communication scheme.
이렇게 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치(110)는 상기 무선 송신부에 의해 취득된 정보를 무선으로 전송하는 바, 설치시 별도의 배선이 필요 없을 뿐만 아니라 설치 후에도 설치 위치를 용이하게 변경할 수 있는 장점을 가지게 된다. Thus, the fire detection apparatus 110 according to an embodiment of the present invention transmits the information acquired by the wireless transmission unit wirelessly, and does not require a separate wiring during installation, and can easily change the installation position after installation. You have the advantage.
또한, 상기 중계장치(120)는 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 전원 변환 및 공급부(121), 제 2 무선 통신 모뎀(122), 제어부(123), 경보부(124) 및 제 1 전력선 통신 모뎀(125)을 포함한다. 6 and 7, the relay device 120 includes a power conversion and supply unit 121, a second wireless communication modem 122, a control unit 123, an alarm unit 124, and a first power line. Communication modem 125.
상기 전원 변환 및 공급부(121)는 교류 전력선(PL)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한 후 상기 제 2 무선 통신 모뎀(122), 제어부(123) 및 경보부(124)에 작동 전원을 공급하는 기능을 수행한다. The power conversion and supply unit 121 converts AC power supplied from the AC power line PL into DC power and supplies operating power to the second wireless communication modem 122, the control unit 123, and the alarm unit 124. It performs the function.
본 실시예에서 상기 전원 변환 및 공급부는 상기 무선 모뎀에 직류 3.6V, 상기 제어부에 직류 5.0V, 상기 경보부에 직류 24V의 전원을 공급하는 것으로 설정하였으나, 본 발명이 상기 공급 전압에 한정되는 것은 아니다. In this embodiment, the power conversion and supply unit is set to supply DC 3.6V to the wireless modem, DC 5.0V to the control unit, DC 24V to the alarm unit, but the present invention is not limited to the supply voltage. .
상기 제 2 무선 통신 모뎀(122)은 상기 화재감지장치(110)로부터 전송된 코드화된 수신 정보 및 고유코드에 관한 고주파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환한 후 디지털 통신 방식으로 상기 제어부(123)로 전송하는 기능을 수행한다. The second wireless communication modem 122 receives the high frequency signal related to the coded reception information and the unique code transmitted from the fire detection apparatus 110, converts the signal into a digital signal, and then transfers the digital signal to the controller 123 in a digital communication method. Perform the function of sending.
상기 제 2 무선 통신 모뎀(122)의 구성을 상기 도 8 및 도 9 를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 설명 내용은 상기 제 1 무선 통신 모뎀에도 적용된다. The configuration of the second wireless communication modem 122 will now be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9, and the descriptions also apply to the first wireless communication modem.
상기 제 2 무선 통신 모뎀(122)은 공기 중의 전자기파 신호를 수신하여 도선 상의 전기적 신호로 변환시키는 안테나(122a), 상기 전기적 신호에 포함되어 있는 불필요한 주파수들을 제거하여 원하는 주파수 대역을 가진 RF 입력 신호만을 선별하는 대역선택 필터(122b), 선별된 상기 RF 입력 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(122c), 상기 선별된 RF 입력 신호에 중간 주파수(455KHz)를 혼합하는 믹서(122d), 상기 중간 주파수가 혼합된 RF 입력 신호를 증폭하는 중간 주파수 증폭기(122e), 상기 중간 주파수가 혼합된 RF 입력 신호 중 중간 주파수를 제거하여 원하는 RF 입력 신호만을 도출하는 복조기(122f)를 포함하는 수신모드와, 온도변화에 안정한 주파수를 생성하는 주파수 발생기(122g), 상기 주파수 발생기에 의한 주파수를 /R로 분할하는 제 1 주파수 분할기(122h), 상기 주파수 발생기에 의한 주파수를 /N으로 분할하는 제 2 주파수 분할기(122i), 상기 /R로 분할된 신호와 /N으로 분할된 신호를 비교하여 그 차이에 해당하는 펄스를 생성하는 위상 검출기(122j), 상기 위상 검출기로부터 생성된 펄스를 수신하여 이에 해당하는 전하를 생성하는 전하 펌프(122k), 상기 전하 펌프에서 생성된 전하를 축적하였다가 방출하면서 불필요한 신호를 제거하는 루프 필터(122l), 상기 루프 필터에 의해 필터링된 신호에 의해 결정된 입력 전압에 따라 특정한 주파수를 가지는 출력 신호를 생성하는 전압조정 발진기(122m), 상기 출력 신호를 낮은 주파수와 높은 주파수로 분리하여 증폭하는 전력 증폭기(122n), 상기 출력 신호에 포함되어 있는 불필요한 주파수들을 제거하여 원하는 주파수 대역을 가진 출력 신호만을 선별하는 대역선택 필터(122b), 상기 선별된 출력 신호를 공기 중으로 전송하는 안테나(122a)를 포함하는 송신모드를 포함한다. The second wireless communication modem 122 receives an electromagnetic wave signal in the air and converts the antenna 122a into an electrical signal on a wire, and removes unnecessary frequencies included in the electrical signal, thereby removing only an RF input signal having a desired frequency band. A band select filter 122b for selecting, a low noise amplifier 122c for amplifying the selected RF input signal, a mixer 122d for mixing an intermediate frequency (455 KHz) with the selected RF input signal, and the intermediate frequency mixed A reception mode including an intermediate frequency amplifier 122e for amplifying an RF input signal, a demodulator 122f for removing only an intermediate frequency among the RF input signals mixed with the intermediate frequency and deriving only a desired RF input signal, and stable to temperature changes. A frequency generator 122g for generating a frequency, a first frequency divider 122h for dividing a frequency by the frequency generator into / R, and the main A second frequency divider 122i for dividing the frequency by the number generator into / N, and a phase detector 122j for comparing the signal divided by / R with the signal divided by / N and generating a pulse corresponding to the difference A charge pump 122k for receiving a pulse generated from the phase detector and generating a corresponding charge; a loop filter 122l for accumulating and releasing charge generated by the charge pump and removing unnecessary signals; A voltage adjusting oscillator 122m for generating an output signal having a specific frequency according to an input voltage determined by a signal filtered by a filter, a power amplifier 122n for separating and amplifying the output signal into a low frequency and a high frequency, and A band select filter 122b that selects only an output signal having a desired frequency band by removing unnecessary frequencies included in the output signal; And a transmission mode including an antenna (122a) to transmit the selected output signal to the air.
상술한 기능 및 구성을 가지는 상기 제 2 무선 통신 모뎀(122)이 실제로 디지털 신호처리를 하는 과정은 다음과 같다. The second wireless communication modem 122 having the above-described functions and configurations actually processes digital signals as follows.
상기 중계장치(120)로부터 초기 처리된 디지털 값은 제어부(123)의 DIO Port(Digital Input Output Port)에 의해 직렬로 읽혀지거나 쓰여진다. The digital value initially processed by the relay device 120 is read or written in series by a digital input output port (DIO Port) of the controller 123.
상기 제어부(123)로부터 중계장치(120)를 통하여 데이터 신호를 송신하기 위하여 데이터를 맨체스터 코드로 부호화 하였다. 이 코드는 2진 숫자의 1은 비트 구간의 중앙에서 고수준에서 저수준으로, 0은 저수준에서 고수준으로 변환된다. 이렇게 하므로 별도의 타이밍 신호를 필요로 하지 않고 비제로(NRZ)부호를 대신해서 통신된다. 부호화된 디지털 코드에 의해 상기 DIO Port를 통하여 출력되는 고수준의 로직은 높은 주파수 변이 방식(FSK)의 주파수가 송신되게 하고, 저수준의 로직은 낮은 주파수 변이 방식의 주파수가 송신되게 한다.In order to transmit a data signal from the control unit 123 through the relay device 120, data is encoded by using a Manchester code. This code converts one binary number from high level to low level and 0 from low level to high level in the center of the bit section. This allows communication instead of a nonzero (NRZ) code without requiring a separate timing signal. The high level logic outputted through the DIO port by the encoded digital code causes the high frequency shifting frequency to be transmitted, and the low level logic causes the low frequency shifting frequency to be transmitted.
한편 중계장치(120)의 복조기(122f)에서 나온 디지털 신호는 많은 잡음이 섞여 있는 0[v]와 VDD[v]사이의 전압이다. 이 신호를 상기 제어부(123)에서 40에서 80KHz로 샘플링하여 Accumulating register에 저장한 후, 로직 0과 1을 결정한다.On the other hand, the digital signal from the demodulator 122f of the repeater 120 is a voltage between 0 [v] and VDD [v] mixed with a lot of noise. The controller 123 samples 40 to 80 KHz and stores the signal in an Accumulating register, and then determines logic 0 and 1.
이러한 중계장치(120)와 제어부(123)와의 데이터 인터페이스를 위해 마이크로프로세서에 내장된 전이중 방식의 UART 모듈을 이용하였다. UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)는 거의 모든 마이크로컨트롤러가 갖추고 있는 범용 비동기식 송수신 장치로서, 8비트 병렬 데이터를 비동기식으로 직렬 데이터로 바꾸고, 역으로 직렬 데이터를 비동기식으로 8비트 병렬 데이터로 바꾼다. For the data interface between the relay 120 and the control unit 123, a full-duplex UART module embedded in a microprocessor was used. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) is a general purpose asynchronous transceiver that almost all microcontrollers have, converting 8-bit parallel data asynchronously to serial data and vice versa.
마이크로프로세서의 UART는 전이중 방식으로 통신하는데, 전이중(full duplex) 통신방식은 송신과 수신을 동시에 할 수 있는 것으로, 이것은 반이중 통신방식과 대치되는 개념이다. 반이중(half dupex) 통신방식은 송신과 수신을 동시에 할 수 없고 번갈아 할 수 있을 뿐이다. The microprocessor's UART communicates in full duplex. Full duplex is capable of transmitting and receiving at the same time, which is opposed to half-duplex. Half dupex communication can not transmit and receive at the same time, only alternate.
한편 데이터를 송수신할 때 발생할 수 있는 오류를 확인하는 방법으로 순환 중복 검사 (CRC-16: Cyclic Redundancy Check)를 행한다. 이 방식은 FCS(Frame Check Sequencer)라고도 하는데 CRC-12, CRC-16, CRC-ITU, CRC-32등과 같은 종류가 있으며 적용하는 순환다항식의 공식이 다르다. CRC의 원리는 CRC를 생성하려는 원본 메시지에서 다항식을 나눈 나머지를 취하는 것이다. CRC-16의 경우 + + + 다항식을 취한다. 결론적으로 CRC 계산 로직은 무조건 양쪽이 똑같아야 한다. 즉, 보내는 쪽에서는 보낼 데이터를 기준으로 CRC를 만들어 같이 보내고, 받는 쪽에서는 CRC를 뺀 데이터만 추려서 CRC 계산 로직에 넣고 결과를 구하여 값이 같아야만 정상 수신으로 처리된다.On the other hand, a cyclic redundancy check (CRC-16) is performed to check an error that may occur when transmitting or receiving data. This method is also called FCS (Frame Check Sequencer), and there are other types such as CRC-12, CRC-16, CRC-ITU, CRC-32, etc., and the formula of cyclic polynomial is different. The principle of the CRC is to take the remainder of the polynomial dividing from the original message to generate the CRC. For CRC-16, we take + + + polynomials. In conclusion, the CRC calculation logic must be the same on both sides. In other words, the sender creates a CRC based on the data to send and sends it together, while the receiver receives only the data minus the CRC and puts it into the CRC calculation logic.
상기 제어부(123)는 상기 제 2 무선 통신 모뎀(122)으로부터 디지털 통신 방식으로 상기 디지털화된 수신 정보 및 고유코드를 수신하고, 상기 수신 정보를 분석하여 분석 정보가 상기 화재감지장치의 고장 정보인 경우에는 상기 고장 정보 및 고유코드를 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)으로 디지털 통신 방식으로 전송하고, 상기 분석 정보가 화재 정보인 경우에는 우선 작동 신호를 생성하여 상기 경보부(124)로 전송한 후 상기 화재 정보 및 고유코드를 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)으로 디지털 통신 방식으로 전송하고 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)을 통해 상기 수신장치(130)로부터 전송되는 제어 신호를 수신하는 기능을 수행한다. The control unit 123 receives the digitized received information and the unique code from the second wireless communication modem 122 in a digital communication method, and analyzes the received information to determine that the analysis information is failure information of the fire detection apparatus. The fault information and the unique code is transmitted to the first power line communication modem 125 in a digital communication method, and if the analysis information is fire information, first generates an operation signal and transmits it to the alarm unit 124. Transmits the fire information and the unique code to the first power line communication modem 125 in a digital communication manner and receives a control signal transmitted from the receiving device 130 through the first power line communication modem 125. do.
상기 경보부(124)는 정상상태에서는 미작동 상태를 유지하고 화재가 발생하는 경우에는 경보음을 발생하는 경종(124a), 정상상태에서는 점등상태를 유지하고 화재가 발생한 경우에는 깜박거리는 경등(124l) 및 화재가 발생한 경우 작동 신호를 상기 제어부(123)로부터 수신하여 그 작동 신호에 따라 상기 경종 및 경등을 작동시키는 브레이크 스위치(124s)를 포함한다. The alarm unit 124 maintains a non-operating state in a normal state and generates a warning sound 124a in case of a fire, and maintains a lighting state in a normal state and flashes 124l in case of a fire. And a brake switch 124s which receives an operation signal from the control unit 123 and operates the alarm bell and the lamp according to the operation signal when a fire occurs.
상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)은 상기 제어부(123)로부터 디지털 통신 방식으로 수신한 고장 정보 및 고유코드, 또는 화재 정보 및 고유코드를 수신하여 변조한 후 상기 교류 전력선(PL)을 이용하여 전력선 통신 방식으로 상기 수신장치(130)로 전송하고 상기 수신장치(130)로부터 전송되는 제어 신호를 수신하는 기능을 수행한다. The first power line communication modem 125 receives and modulates the fault information and the unique code or the fire information and the unique code received from the control unit 123 by the digital communication method, and then uses the AC power line PL. It transmits to the receiving device 130 in a communication method and receives a control signal transmitted from the receiving device 130.
상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)의 구성을 상기 도 10 및 도 11 을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. The configuration of the first power line communication modem 125 will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11 as follows.
상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)은 변압기(125a)를 통과한 신호를 증폭시키는 신호 증폭기(125b), 증폭된 상기 수신 신호에 포함되어 있는 잡음을 제거하는 수신 대역 통과 필터(125c), 상기 잡음이 제거된 수신 신호를 중간 주파수 대역으로 주파수를 낮춰주는 중간 주파수 통과 필터(125d), 상기 중간 주파수 통과 필터를 통과한 수신 신호를 이용하여 로직을 검출하여 상기 제어부(123)가 수신 신호를 해석할 수 있도록 하는 주파수 변이 방식의 복조기(125e)를 포함하는 수신모드와, 상기 제어부(123)로부터 맨체스터(Manchestor) 코드로 변환된 디지털 신호를 수신하여 로직에 따라 주파수를 변조시키는 주파수 변이 방식 변조기(125f), 변조된 상기 디지털 신호에 포함된 불필요한 잡음을 제거하여 송신 대역 주파수만을 가진 디지털 신호만을 필터링하는 송신 대역 통과 필터(125g), 상기 송신 대역 주파수만을 가진 디지털 신호를 전력선(PL)에서 수시로 변화하는 임피던스에 대응하도록 하는 자동 레벨 조절기(125h), 상기 송신 대역 주파수만을 가진 디지털 신호를 일시적으로 저장하는 버퍼(125i), 상기 버퍼로부터 수신한 디지털 신호를 파워 증폭하는 파워 증폭기(125j)를 포함하는 송신모드를 포함한다. The first power line communication modem 125 may include a signal amplifier 125b for amplifying a signal passing through the transformer 125a, a reception bandpass filter 125c for removing noise included in the amplified received signal, and the noise. The control unit 123 interprets the received signal by detecting logic using an intermediate frequency pass filter 125d that lowers the removed received signal to an intermediate frequency band and a received signal that has passed through the intermediate frequency pass filter. A receiving mode including a frequency shifting demodulator 125e, and a frequency shifting modulator 125f that receives a digital signal converted into a Manchester code from the controller 123 and modulates the frequency according to logic. Transmission bandpass filtering only a digital signal having only a transmission band frequency by removing unnecessary noise included in the modulated digital signal. A filter 125g, an automatic level adjuster 125h for adapting the digital signal having only the transmission band frequency to an impedance that changes frequently in the power line PL, and a buffer 125i for temporarily storing the digital signal having only the transmission band frequency. And a transmission mode including a power amplifier 125j for power amplifying the digital signal received from the buffer.
상술한 기능 및 구성을 가지는 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)의 실제 사진이 도 12 에 도시되어 있고, 이에 의해 실제로 디지털 신호처리를 하는 과정은 다음과 같다. An actual picture of the first power line communication modem 125 having the above-described function and configuration is shown in FIG. 12, whereby the process of actually performing digital signal processing is as follows.
제어부(123)로부터 제 1 전력선 통신 모뎀을 통하여 데이터 신호를 송신하기 위하여 데이터를 맨체스터 코드로 부호화 한다. 이 코드는 2진 숫자의 1은 비트 구간의 중앙에서 고수준에서 저수준으로, 0은 저수준에서 고수준으로 변환된다. 이렇게 하므로 별도의 타이밍 신호를 필요로 하지 않고 비제로(NRZ)부호를 대신해서 통신된다. 부호화된 디지털 코드에 의해 DIO Port를 통하여 출력되는 고수준의 로직은 높은 FSK 주파수가 송신되게 하고, 저수준의 로직은 낮은 주파수 변이 방식(FSK)의 주파수가 송신되게 한다.In order to transmit the data signal from the control unit 123 via the first power line communication modem, the data is encoded into the Manchester code. This code converts one binary number from high level to low level and 0 from low level to high level in the center of the bit section. This allows communication instead of a nonzero (NRZ) code without requiring a separate timing signal. The high level logic outputted through the DIO port by the encoded digital code causes the high FSK frequency to be transmitted and the low level logic causes the low frequency variation (FSK) frequency to be transmitted.
한편 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)의 주파수 변이 방식의 복조기(125e)에서 나온 신호는 상기 제어부(123)와의 데이터 인터페이스를 위해 UART 모듈을 이용하였다. UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)는 거의 모든 마이크로컨트롤러가 갖추고 있는 범용 비동기식 송수신 장치로서, 8비트 병렬 데이터를 비동기식으로 직렬 데이터로 바꾸고, 역으로 직렬 데이터를 비동기식으로 8비트 병렬 데이터로 바꾼다. Meanwhile, the signal from the demodulator 125e of the frequency shift type of the first power line communication modem 125 uses a UART module for data interface with the control unit 123. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) is a general purpose asynchronous transceiver that almost all microcontrollers have, converting 8-bit parallel data asynchronously to serial data and vice versa.
한편 데이터를 주고받을 때 발생할 수 있는 오류를 확인하는 방법으로 순환 중복 검사 (CRC-16: Cyclic Redundancy Check)를 행하였다. 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀(125)에서도 CRC-16에 의한 오류 측정 방법을 택하였다.On the other hand, a cyclic redundancy check (CRC-16) was performed as a method of identifying an error that may occur when data is exchanged. In the first power line communication modem 125 according to an embodiment of the present invention, the error measuring method using the CRC-16 was selected.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀을 전력선에 설치하는 경우 다양한 방법으로 설치가 가능하다. 즉 상기 도 13a에 도시된 바와 같이 단상, 2-선 공급 방식(Single-Phase, 2-Wire Supply)에 의해 설치될 수도 있고, 상기 도 13b에 도시된 바와 같이 단상, 3-선 공급 방식(Single-Phase, 3-Wire Supply)에 의해 설치될 수도 있고, 상기 도 13c에 도시된 바와 같이 3상, 4-선 WYE 공급 방식(Three-Phase, 4-Wire WYE Supply)에 의해 설치될 수도 있으며, 상기 도 13d에 도시된 바와 같이 3상, 4-선 델타 방식(Three-Phase, 4-Wire Delta Supply)에 의해 설치될 수도 있다. In addition, when installing the first power line communication modem according to an embodiment of the present invention on the power line can be installed in a variety of ways. That is, as shown in FIG. 13A, a single-phase, 2-wire supply method may be installed, and as shown in FIG. 13B, a single-phase, three-wire supply method (Single -Phase, 3-Wire Supply may be installed, or may be installed by a three-phase, four-wire WYE supply (Three-Phase, 4-Wire WYE Supply), as shown in Figure 13c, As shown in FIG. 13D, a three-phase, four-wire delta method may be installed.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 중계장치의 전체적인 외관은 상기 도 14에 도시되어 있으며, 이에 대한 작동관계를 설명하면 다음과 같다. The overall appearance of the relay apparatus according to the embodiment of the present invention described above is illustrated in FIG. 14, and the operational relationship thereof is as follows.
정상상태에서 상기 전원 변환 및 공급부(121)가 작동 전원을 공급하면 상기 경등(124l)은 점등상태를 유지하고, 상기 경종(124a)은 경보음을 발생시키지 않는 상태를 유지한다. 상기 무선 모뎀(122)은 상기 화재감지장치(110)로부터 수신한 고주파 신호를 디지털 신호로 변환한 후, 상기 제어부(123)로 전송한다. 상기 디지털 신호를 수신한 상기 제어부(123)는 이를 분석하여 분석 정보가 상기 화재감지장치(110)의 고장 정보인 경우에는 상기 고장 정보 및 고유코드를 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)으로 디지털 통신 방식으로 전송하고, 상기 분석 정보가 화재 정보인 경우에는 우선 작동 신호를 생성하여 상기 경보부(124)로 전송한 후 상기 화재 정보 및 고유코드를 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)으로 디지털 통신 방식으로 전송한다. 상기 경보부(124)의 브레이크 스위치(124s)는 상기 작동 신호에 따라 상기 경등(124l)을 깜박거리게 하고, 상기 경종(124a)을 작동시키도록 스위칭되고, 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)는 상기 제어부(123)로부터 수신한 고장 정보 및 고유코드, 또는 화재 정보 및 고유코드를 수신하여 변조한 후 상기 수신장치(130)로 전송하게 된다. When the power conversion and supply unit 121 supplies the operating power in the normal state, the lamp 124l remains lit, and the alarm 124a does not generate an alarm sound. The wireless modem 122 converts the high frequency signal received from the fire detection apparatus 110 into a digital signal and transmits the digital signal to the controller 123. The control unit 123 receiving the digital signal analyzes the digital signal and transmits the failure information and the unique code to the first power line communication modem 125 when the analysis information is the failure information of the fire detection apparatus 110. Method, and if the analysis information is fire information, first generates an operation signal and transmits it to the alarm unit 124, and then transmits the fire information and unique code to the first power line communication modem 125 in a digital communication method. send. The brake switch 124s of the alarm unit 124 is switched to cause the lamp 124l to blink in accordance with the operation signal, and to operate the alarm bell 124a, and the first power line communication modem 125 is connected to the The fault information and the unique code received from the control unit 123 or the fire information and the unique code are received and modulated and then transmitted to the receiving device 130.
그리고, 상기 수신장치(130)는 상기 도 15 에 도시된 바와 같이, 변압 및 정류부(131), 제 2 전력선 통신 모뎀(132), 메모리(133), 스위치부(134), 중앙처리부(135) 및 디스플레이부(136)를 포함한다. In addition, as shown in FIG. 15, the receiver 130 includes a transformer and rectifier 131, a second power line communication modem 132, a memory 133, a switch 134, and a central processor 135. And a display unit 136.
상기 변압 및 정류부(131)는 교류 전력선(PL)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한 후 상기 메모리(133), 스위치부(134), 중앙처리부(135) 및 디스플레이부(136)에 작동 전원을 공급하는 기능을 수행한다. The transformer and rectifying unit 131 converts the AC power supplied from the AC power line PL into DC power, and then operates the memory 133, the switch 134, the central processing unit 135, and the display unit 136. It performs the function of supplying power.
상기 제 2 전력선 통신 모뎀(132)은 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)으로부터 디지털 통신 방식으로 수신한 고장 정보 및 고유코드, 또는 화재 정보 및 고유코드를 수신하여 상기 중앙처리부(135)로 전송하고, 상기 중앙처리부(135)로부터 제어 신호를 수신하여 상기 제 1 전력선 통신 모뎀(125)으로 전송하는 기능을 수행하는 바, 세부적인 구성 및 디지털 신호 처리 방식은 상기 제 1 전력선 통신 모뎀의 그것과 동일하므로 설명을 생략한다. The second power line communication modem 132 receives the failure information and the unique code, or the fire information and the unique code received from the first power line communication modem 125 by the digital communication method and transmits to the central processing unit 135. And a function of receiving a control signal from the central processing unit 135 and transmitting the control signal to the first power line communication modem 125. The detailed configuration and the digital signal processing method are the same as those of the first power line communication modem. The description is omitted.
상기 메모리(133)는 각각의 화재감지장치의 고유코드, 고장 정보 및 화재 정보를 저장하는 기능을 수행한다.The memory 133 stores a unique code, a failure information, and fire information of each fire detection apparatus.
상기 스위치부(134)는 화재 신호를 전체 중계장치로 전송하여 경등, 경종을 작동하도록 하는 신호(이하, "알람 신호"라 한다.)를 생성하는 알람 스위치(134a), 모든 경등, 경종의 작동을 중지시키는 신호(이하, "작동 중지 신호"라 한다.)를 생성하는 작동 중지 스위치(134b), 화재 발생시 별도의 피난 장치를 작동시키기 위한 신호(이하, "피난 장치 작동 신호"라 한다.)를 생성하는 피난 장치 작동 스위치(134c) 및 상기 중앙처리장치(135)를 초기화하고 화재 감지시 모든 중계장치를 통해 감지 신호를 다시 수신하도록 하는 리셋 스위치(134d)를 포함한다. The switch unit 134 transmits a fire signal to the entire relay device to generate a signal (hereinafter, referred to as an "alarm signal") for operating a light and a bell (hereinafter, referred to as an "alarm signal"). An operation stop switch 134b for generating a signal for stopping the operation (hereinafter referred to as an "operation stop signal"), a signal for operating a separate evacuation device in the event of a fire (hereinafter referred to as an "evacuation device operation signal"). Evacuation device operation switch (134c) for generating a and a reset switch (134d) for initializing the central processing unit (135) and for receiving a detection signal again through all the relay device in the event of fire detection.
상기 중앙처리부(135)는 상기 제 2 전력선 통신 모뎀으로부터 수신한 정보를 분석하여 화재감지장치의 위치와, 감지한 정보가 고장 정보인지 화재 정보인지를 분석하며, 상기 스위치부로부터 알람 신호, 작동 중지 신호 또는 피난 장치 동작 신호를 수신하여 신호의 종류에 따라 각각의 중계장치 또는 별도의 피난 장치의 제어 신호를 생성하여 전송하며, 그리고 상기 디스플레이부(136)를 제어하는 기능을 수행한다. The central processing unit 135 analyzes the information received from the second power line communication modem to analyze the location of the fire detection device and whether the detected information is failure information or fire information, and an alarm signal and an operation stop from the switch unit. Receives a signal or an evacuation device operation signal to generate and transmit a control signal of each relay device or a separate evacuation device according to the type of the signal, and controls the display unit 136.
상기 디스플레이부(136)는 상기 중앙처리부의 제어 신호에 의해 상기 제 2 전력선 통신 모뎀(132)으로부터 전송된 정보를 상기 도 16 에 도시된 바와 같이 디스플레이하는 기능을 수행한다.The display unit 136 performs a function of displaying information transmitted from the second power line communication modem 132 by a control signal of the central processing unit as shown in FIG. 16.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치의 외관 및 내부에 관하여는 상기 도 17a 및 도 17b에 도시되어 있다. The exterior and the interior of the receiver according to the embodiment of the present invention described above are illustrated in FIGS. 17A and 17B.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다. The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawing.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자의 판단에 의해 화재가 쉽게 발생할 수 있는 장소, 화재의 감지가 신속하게 이루어져야 하는 장소 등에 설치 가능하므로 유연한 화재감지 시스템을 구성할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, since it can be installed in a place where a fire can easily occur, a place where the detection of the fire should be made quickly by the user's judgment, there is an effect of configuring a flexible fire detection system.
또한 본 발명에 따르면, 탈착이 가능한 화재감지 장치를 채택함으로써 점검 및 보수가 용이하다는 효과도 있다. In addition, according to the present invention, by adopting a detachable fire detection device also has the effect of easy inspection and repair.
또한 본 발명에 따르면 종래의 시스템과는 달리 초기 설비시 화재감지장치와 중계장치 사이에는 배선 시설이 불필요한 바, 공사 기간 및 시공비가 절감되는 효과도 있다. In addition, according to the present invention, unlike the conventional system, there is no need for a wiring facility between the fire detection device and the relay device at the time of initial installation, thereby reducing the construction period and construction cost.
그리고 본 발명에 따르면 종래의 화재 감지 시스템과 연동함으로써 폭 넓은 응용성을 가지고 있는 효과도 있다. And according to the present invention has the effect of having a wide range of applications by interlocking with the conventional fire detection system.
도 1 은 종래의 화재감지 설비에 관한 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a conventional fire detection equipment.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템에 관한 블록도.2 is a block diagram of a fire detection system using wireless communication and power line communication according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치에 관한 블록도.3 is a block diagram of a fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 센서부에 관한 회로도.4 is a circuit diagram of a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 화재감지장치에 관한 실제 사진도.5 is a real picture of the fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 중계장치에 관한 블록도.6 is a block diagram of a relay apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 중계장치에 관한 회로도.7 is a circuit diagram of a relay device according to an embodiment of the present invention.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 무선 통신 모뎀에 관한 블록도.8 is a block diagram of a second wireless communication modem in accordance with an embodiment of the present invention.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 무선 통신 모뎀에 관한 회로도.9 is a circuit diagram of a second wireless communication modem in accordance with an embodiment of the present invention.
도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀에 관한 블록도.10 is a block diagram of a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention.
도 11 은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀에 관한 회로도.11 is a circuit diagram of a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention.
도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀에 관한 실제 사진도.12 is an actual photographic view of a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention.
도 13a 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 개념도.13A is a conceptual diagram of a first power line communication modem installation according to an embodiment of the present invention.
도 13b 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 또 다른 개념도.FIG. 13B is another conceptual diagram of installing a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 13c 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 또 다른 개념도.13C is yet another conceptual diagram of installing a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention;
도 13d 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전력선 통신 모뎀 설치에 관한 또 다른 개념도.FIG. 13D is another conceptual diagram of installing a first power line communication modem according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 14 는 본 발명의 일실시예에 따른 중계장치 외관에 관한 실제 사진도.14 is a real picture of the appearance of the relay apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 15 는 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치에 관한 블록도.15 is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 16 은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이부에 표시되는 내용에 관한 일예시도.16 is an exemplary view of the contents displayed on the display unit according to an embodiment of the present invention.
도 17a 는 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치의 외관에 관한 실제 사진도.17A is an actual photographic view of the appearance of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 17b 는 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치의 내부에 관한 실제 사진도.17B is an actual photographic view of the interior of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
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