KR20100045749A - 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템 - Google Patents

전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템 Download PDF

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KR20100045749A
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Abstract

본 발명은 선박, 해양 구조물 또는 건물내부에 설치된 각각의 다기능 비상등과 중앙 제어부가 전력선 통신을 이용하여 연결되어, 화재와 같은 비상 상황 발생 시 중앙 제어부가 비상등과 연결된 감지기를 이용하여 비상 상황 발생 장소를 감지하고, 비상 상황 발생 장소를 피하는 최적의 대피경로를 설정하여 대피경로에 맞는 대피방향을 다기능 비상등에 점등시키고 음성신호를 통하여 대피할 수 있도록 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 화재, 열, 가스투출을 검출하는 감지기 및 RF무선통신모듈을 구비하고, 연속적인 유도 방향의 표시 및 전 방향 표시가 가능한 다기능 비상등과; 다수의 다기능 비상등과 유기적으로 연결되어 대피 상황을 전체적으로 제어하는 중앙 제어부와; 작업자가 휴대하며 중앙 제어부와 다른 대피 비상등과의 데이터 송수신을 수행하는 지그비(zigbee)를 포함하는 휴대형 양방향 안전 단말기와; 시설물의 상황실에 설치되며 상기 중앙제어부와 연결되어 안전관리 현황 및 비상시 정보를 제공하는 현황판을 포함하며, 비상등에 설치되어 있는 감지센서가 비상상황을 감지하여 전력선 통신을 통하여 중앙제어부로 상황을 전송하는 단계; 전송을 받은 중앙제어부가 최초 상황이 전송된 비상등의 위치를 바탕으로 비상상황이 발생한 지점을 피해서 대피할 수 있도록 하는 최적의 대피경로를 생성하는 단계; 상기 생성된 대피경로 및 비상상황 안내 정보를 전력선 통신을 통 하여 각각의 비상등으로 전송하는 단계; 상기 대피경로 정보에 맞추어 비상등이 동작하는 단계로 이루어져 다중이용시설물을 포함한 대형 건축물이나 선박 또는 해양 구조물에서 일어날 수 있는 화재를 포함한 재난 시에 전력선 통신을 사용하여 최적의 경로대피경로를 비상등에 전달하여 짙은 연무와 같은 상황에서도 고휘도 LED를 통하여 높은 식별력을 제공함으로써 최적의 대피 경로를 즉시 파악하고, 그 정보를 전력선 통신을 사용하여 비상등에 전송함으로써 고휘도 LED를 이용한 안내방향의 순차적인 표시에 의하여 대피 방향을 표시하고, 음성으로 대피경로를 알려주어 신속하고 안전한 대피가 가능하도록 함으로 인명피해를 최소화 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
재난, 비상상황, 비상등, 최적 대피경로, 안전, 전력선 통신

Description

전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템{Intelligent veacuation guidance system using power line communication}
본 발명은 재난 유도 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재나 가스누출과 같은 비상 재난 시에 건물 밖이나 지정된 대피장소로 탈출하기 위한 최적의 대피경로를 생성하고, 전력선 통신을 이용하여 비상구의 방향등을 조절함으로써 신속하고 안전한 대피가 가능하도록 자동적으로 유도하는 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 기존의 비상 유도등은 비상 탈출구 입구에 위치하여, 재난 시에 대피하는 통로를 알려준다. 그러나, 화재 발생시에는 전원 차단 및 짙은 연기로 인하여, 비상 유도등의 식별은 거의 불가능하다.
연기의 특성상, 위로 상승하여 비상 유도등이 연기 속에 있기 때문에 실제 재난 현장에서 비상 탈출구를 식별하여 빠져나오기 힘든 상황이다. 더욱이 지상 및 지하 구조물이 복잡한 경우, 화재 지역에 대한 정보없이 비상 유도등의 위치만을 보고 대피시에, 오히려 위험 지역으로 잘못 들어갈 수 있는 위험이 존재했다.
또한, 국내 실용신안 20-2004-0010692(이중출원)의 경우 운영 PC로 중앙관제 시스템이라는 개념으로 설명하고 있지만, 시스템 구축에서 중요한 통신 방식에 대한 구체성이 미비하여, 실제 시스템 구현에 있어서 문제점이 존재한다.
그리고 Chip LED를 이용하는 경우에는 점(点)광원으로서 짙은 연무의 발생시, 육안 식별이 어려울 수 있으며, 유연성 있는 대피 라인 설계에도 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 건물내부에 설치된 각각의 비상등과 중앙 제어부가 전력선 통신을 이용하여 연결되어, 화재와 같은 비상 상황 발생 시 중앙 제어부가 비상등에 설치된 감지기를 이용하여 비상 상황 발생 장소를 감지하고, 비상 상황 발생 장소를 피하는 최적의 대피경로를 설정하여 대피경로에 맞는 비상등을 점등시키고 음성신호를 통하여 대피할 수 있도록 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비상상황 검출센서 및 RF무선통신모듈을 구비하고, 연속적인 유도 방향의 표시 및 양 방향 표시가 가능한 다기능 비상등과; 다수의 다기능 비상등과 유기적으로 연결되어 대피 상황을 전체적으로 제어하는 중앙 제어부와; 작업자가 휴대하며 중앙 제어부와 다른 대피 비상등과의 데이터 송수신을 수행하는 지그비(zigbee)를 포함하는 휴대형 양방향 안전 단말기와; 시설물의 상황실에 설치되며 상기 중앙제어부와 연결되어 안전관리 현황 및 비상시 정보를 제공하는 현황판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 다기능 비상등은 중앙 제어부와 통신할 수 있도록 하는 전력선 통신모듈과; 다수의 고휘도 LED를 이용한 도트 매트릭스와; 화재와 같은 재난상황을 검출 할 수 있는 감지 센서와; RF 무선통신을 할 수 있는 무선통신모듈과; 전원이 차단되었을 때 사용가능한 내장 배터리로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
상기 중앙 제어부는 감지 센서로부터 경보가 발해지면 전력선 통신을 통하여 화재 장소의 위치를 자동으로 파악하여 화재 위치에서 반대의 탈출 경로와 단일 탈출구로의 혼잡 상황을 방지하기 위한 최적의 경로를 설정하여 전력선 통신으로 비상등에 피난 경로가 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 휴대형 양방향 안전 단말기는 다기능 비상등과 RF통신을 할 수 있도록 하는 지그비 장치와, 각종 정보를 표시할 수 있는 LCD와, 버튼으로 구성되어 정보를 입력할 수 있도록 하는 입력부와, 배터리로 전원을 공급하는 전원부로 구성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은 비상등에 연결되어 있는 감지기가 비상상황을 감지하여 전력선 통신을 통하여 중앙제어부로 상황을 전송하는 단계; 전송을 받은 중앙제어부가 최초 상황이 전송된 비상등의 위치를 바탕으로 비상상황이 발생한 지점을 피해서 대피할 수 있도록 하는 최적의 대피경로를 생성하는 단계; 상기 생성된 대피경로 및 비상상황 안내 정보를 전력선 통신을 통하여 각각의 비상등으로 전송하는 단계; 상기 대비경로 정보에 맞추어 비상등이 동작하는 단계로 이루어져 있다.
또한, 상기 비상등은 휴대형 양방향 단말기와 무선 통신장치를 사용해 연결되어 단말기의 위치정보를 전송받아 이를 중앙제어부로 전송하고, 사용자가 휴대한 휴대형 양방향 단말기는 비상등으로부터 상황정보를 전송받아 사용자가 비상상황 정보를 알 수 있도록 하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 본 발명은 선박, 해양구조물 또는 다중이용시설물을 포함한 대형 건축물에서 일어날 수 있는 화재를 포함한 재난 시에 전력선 통신을 사용하여 최적의 대피경로를 비상등에 전달하여 짙은 연기가 발생한 상황에서도 고휘도 LED를 이용한 전광판을 통하여 높은 식별력을 제공함으로써 최적의 대피 경로를 즉시 파악하고, 그 정보를 전력선 통신을 사용하여 비상등에 전송함으로써 선광원의 순차적인 표시에 의하여 대피 방향을 표시하고, 음성으로 대피경로를 알려주어 신속한 대피가 가능하도록 함으로 인명피해를 최소화 하는 효과가 있다.
또한 대피 경로를 다수 개의 탈출구로 분산 유도함으로써 한 곳의 탈출구로 몰리는 것을 방지하여, 안전사고의 예방에 있다.
또한, 사용자가 휴대형 양방향 단말기를 각각 휴대했을 경우 사용자의 단말기에 비상상황에 대한 정보 및 대피경로정보를 전송하여 대피를 보다 빠르고 안전하게 할 수 있도록 하고, 단말기의 위치를 파악함으로써 사용자의 위치를 알 수 있도록 하여 보다 신속한 구난활동이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 비상등은 전원 차단 시에도 내장된 배터리의 전원을 사용하여 동작할 수 있도록 함으로써 비상 사태에 충분한 기능을 발휘할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템을 나타낸 구성도, 도 2 는 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템의 벽걸이형 다기능 비상등을 나타낸 개략도, 도 3 은 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템의 매립형 다기능 비상등을 나타낸 개략도, 도 4 는 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템의 휴대형 양방향 안전 단말기를 나타낸 개략도이다.
이에 따르면 본 발명 장치는, 화재 및 가스누출 등의 비상상황 검출센서 및 RF무선통신모듈을 구비하고, 연속적인 유도 방향의 표시 및 양 방향 표시가 가능한 다기능 비상등(300)과; 다수의 다기능 비상등과 유기적으로 연결되어 대피 상황을 전체적으로 제어하는 중앙 제어부(200)와; 작업자가 휴대하며 중앙 제어부와 다른 대피 비상등과의 데이터 송수신을 수행하는 지그비(zigbee)를 포함하는 휴대형 양방향 안전 단말기와(400); 시설물의 상황실에 설치되며 상기 중앙제어부와 연결되어 안전관리 현황 및 비상시 정보를 제공하는 현황판(100)을 포함하여 이루어진다.
상기 다기능 비상등(300)은 중앙 제어부와 통신할 수 있도록 하는 전력선 통신모듈과, 다수의 고휘도 LED로 이루어진 도트 매트릭스(311, 321)와, 화재와 같은 재난상황을 검출할 수 있는 감지 센서(312, 322)와, RF 무선통신을 할 수 있는 무선통신모듈(313, 323)과, 전원이 차단되었을 때 사용가능한 내장 배터리(314, 324) 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 다기능 비상등(300)은 중앙 제어부(200)로부터 각종 데이터를 전력선(10)을 통해 수신하여 표시하는 역할을 한다. 비상 상황별 대피 방향을 시각과 음성을 통해 알려서 사람이 안전하게 대피할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
한편, 상기 다기능 비상등(300)은 음성안내를 통해 비상상황의 종류, 발생 위치, 대처방법을 알려줄 수 있으며, 벽이나 출입문, 천정에 매달린 방식으로 설치된다.
매립형 비상등은 전력선 통신을 통해 중앙 제어부와 연결된다. 중앙 제어부로부터 받은 대피 경로 방향을 표시하여 비상 상황별 대피 방향을 시각을 통해 알려서 사람이 안전하게 대피할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
상기 매립형 비상등은 음성 안내 기능은 없으며 바닥이나 벽에 매립하여 설치한다. 바닥에 매립하여 설치할 경우에 대비해 전면이 강화유리로 되어 있다.
상기 비상등은 배터리 백업장치를 구비하고 있으며 자체적으로 다양한 화재 검출기와 직접 연결되어 상황 정보를 수집한다.
상기 중앙 제어부는 감지기로부터 경보가 발해지면 전력선 통신을 통하여 화재 장소의 위치를 자동으로 파악하여 화재 위치에서 반대의 탈출 경로와 단일 탈출구로의 혼잡 상황을 방지하기 위한 최적의 경로를 설정하여 전력선 통신으로 비상등에 피난 경로가 표시되도록 한다.
상기 중앙 제어부는 중앙 제어부와 연결된 모든 장치 및 시스템을 감시하고 제어하는 장치이다. 본 장치를 통해 네트워크에 연결된 모든 감지기와 다기능 비상등의 상태를 감지할 수 있으며, 특정 비상상황에서 가장 적합한 대피경로를 생성해 내어 다기능 비상등으로 비상상황 안내 정보를 송신하는 역할을 하여, 사람을 가장 빠르고 안전하게 대피시키는데 가장 중요한 역할을 한다.
한편, 비상상황이 아닌 훈련상황을 목적으로 다양한 비상상황을 설정할 수 있다.
상기 휴대형 양방향 안전 단말기는 다기능 비상등과 RF통신을 할 수 있도록 하는 지그비 장치와, 각종 정보를 표시할 수 있는 LCD와, 버튼으로 구성되어 정보를 입력할 수 있도록 하는 입력부와, 배터리로 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 이루어져 있다.
상기 휴대형 양방향 안전 단말기는 중앙 제어 장치에서 전송된 비상 상황에 관한 정보를 분산형 다기능 비상등과 무선 RF 통신을 통하여 수신한다. 상기 양방향 안전 단말기를 휴대한 사람은 비상상황을 알려주거나 중앙 제어부로부터 비상상황에 따른 안내를 받을 수 있다.
다기능 비상등이나 매립형 비상등과 떨어진 곳에 있는 사람에게 비상상황의 종류, 비상상황 발생위치, 비상상황 대처방법에 관한 정보를 전달해 주는 역할을 한다. 뿐만 아니라 본 장치를 휴대한 사람이 본 기기를 통해 중앙 제어부로 비상상황에 대한 로컬 정보를 제공할 수도 있다.
상기 현황판은 전력선 통신을 통해 중아 제어부와 연결된다. 비상 상황별 정보를 시각을 통해 알려서 사람이 안전하게 대피할 수 있도록 안내하는 역할을 하며 판넬 PC로 구성된다. 비상상황을 발생시킨 원인(화재, 가스누출, Distress, 훈련상황 등)을 표시하며, 경광등의 기능을 겸한다.
한편, 본 발명 방법은, 다기능 비상등과 연결되어 있는 감지기가 비상상황을 감지하여 전력선 통신을 통하여 중앙제어부로 상황을 전송하는 단계; 전송을 받은 중앙제어부가 최초 상황이 전송된 다기능 비상등의 위치를 바탕으로 비상상황이 발생한 지점을 피해서 대피할 수 있도록 하는 최적의 대피경로를 생성하는 단계; 상기 생성된 대피경로 및 비상상황 안내 정보를 전력선 통신을 통하여 각각의 비상등으로 전송하는 단계; 상기 대비경로 정보에 맞추어 비상등이 동작하는 단계로 이루어져 있다.
또한, 상기 비상등은 휴대형 양방향 단말기와 무선 통신장치를 사용하여 연결되어 단말기의 위치정보를 전송받아 이를 중앙제어부로 전송하고, 사용자가 휴대한 휴대형 양방향 단말기는 비상등으로부터 상황정보를 전송받아 사용자가 비상상황 정보를 알 수 있도록 하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명 장치는 비상상황 또는 재난 발생 시 최적의 경로를 설정하여 전력선 통신을 사용하여 각각의 비상등에 경로정보 및 제어신호를 전송함으로써 설정된 경로로 사람을 유도할 수 있도록 하는 주요기술 구성요소로 한다.
본 발명의 동작을 설명하면, 건물의 내부에 화재가 발생했을 경우 비상등에 설치된 감지기가 연기나 열을 감지하여 전력선 통신으로 화재신호를 중앙 제어부로 전송한다.
화재신호를 받은 중앙 제어부는 화재가 검출된 감지기의 위치를 파악한 후 화재 발생지점을 파악하고, 건물 밖으로 대피하기 위한 최적의 대피 경로를 생성하여 이에 대한 정보를 각각의 비상등으로 전송하게 된다.
상기 정보를 받은 비상등은 대피자를 최적의 대피 경로로 안내하기 위하여 점등을 하게 되고, 음성신호를 통하여 대피경로의 안내, 대처방안등의 음성정보를 지속적으로 발생시킨다.
한편, 휴대형 양방향 단말기를 소지하고 있는 사람은 화재 발생 시 중앙 제어부가 각각의 비상등에 전송한 화재 정보 및 대피 경로 정보를 비상등의 RF 무선통신장치를 통하여 전송받게 되고, 비상등 및 단말기에 표시된 경로를 따라 건물 밖으로 대피할 수 있도록 한다.
상기 대피 경로는 다수의 대피 경로를 지정하여 각 장소별로 다른 경로를 지정하도록 함으로써 어느 한쪽으로 많은 사람이 몰리지 않도록 하여 2차 사고를 방지할 수 있도록 한다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
도 1 은 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템을 나타낸 구성도,
도 2 는 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템의 벽걸이형 다기능 비상등을 나타낸 개략도,
도 3 은 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템의 매립형 다기능 비상등을 나타낸 개략도,
도 4 는 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템의 휴대형 양방향 안전 단말기를 나타낸 개략도,
도 5 는 본 발명인 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 시스템의 동작을 나타낸 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 전력선 통신 100 : 현황판
200 : 중앙 제어부 300 : 비상등
310 : 벽걸이형 다기능 비상등 320 : 매립형 다기능 비상등
311, 321 : 도트 매트릭스 312, 322 : 감지기
313, 323 : 무선통신모듈 314, 324 : 내장 배터리
400 : 휴대형 양방향 안전 단말기 410 : LCD
411 : 입력부

Claims (6)

  1. 비상상황 검출센서 및 RF무선통신모듈을 구비하고, 연속적인 유도 방향의 표시 및 양 방향 표시가 가능한 다기능 비상등과;
    상기 다수의 다기능 비상등과 유기적으로 연결되어 대피 상황을 전체적으로 제어하는 중앙 제어부와;
    작업자가 휴대하며 중앙 제어부와 다른 대피 비상등과의 데이터 송수신을 수행하는 지그비(zigbee)를 포함하는 휴대형 양방향 안전 단말기와;
    시설물의 상황실에 설치되며 상기 중앙제어부와 연결되어 안전관리 현황 및 비상시 정보를 제공하는 현황판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 재난 유도 시스템.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 다기능 비상등은 중앙 제어부와 통신할 수 있도록 하는 전력선 통신모듈, 다수의 고휘도 LED로 이루어진 도트 매트릭스와, 화재나 가스누출과 같은 재난상황을 검출할 수 있는 감지기와, RF 무선통신을 할 수 있는 무선통신모듈과, 전원이 차단되었을 때 사용가능한 내장 배터리로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 재난 유도 시스템.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 중앙 제어부는 감지기로부터 경보가 발해지면 전력선 통신을 통하여 화재 장소의 위치를 자동으로 파악하여 화재 위치에서 반대의 탈출 경로와 단일 탈출구로의 혼잡 상황을 방지하기 위한 최적의 경로를 설정하여 전력선 통신으로 비상등에 피난 경로가 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 재난 유도 시스템.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    상기 휴대형 양방향 안전 단말기는 다기능 비상등과 RF통신을 할 수 있도록 하는 지그비 장치와, 각종 정보를 표시할 수 있는 LCD와, 버튼으로 구성되어 정보를 입력할 수 있도록 하는 입력부와, 배터리로 전원을 공급하는 전원부로 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 재난 유도 시스템.
  5. 비상등에 설치되어 있는 감지센서가 비상상황을 감지하여 전력선 통신을 통하여 중앙제어부로 상황을 전송하는 단계;
    전송을 받은 중앙제어부가 최초 상황이 전송된 비상등의 위치를 바탕으로 비상상황이 발생한 지점을 피해서 대피할 수 있도록 하는 최적의 대피경로를 생성하 는 단계;
    상기 생성된 대피경로 및 비상상황 안내 정보를 전력선 통신을 통하여 각각의 비상등으로 전송하는 단계;
    상기 대비경로 정보에 맞추어 비상등이 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 방법.
  6. 청구항 5 에 있어서,
    상기 비상등은 휴대형 양방향 단말기와 무선 통신장치를 사용하여 연결되어 단말기의 위치정보를 전송받아 이를 중앙제어부로 전송하고, 사용자가 휴대한 휴대형 양방향 단말기는 비상등으로부터 상황정보를 전송받아 사용자가 비상상황 정보를 알 수 있도록 하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 하는 지능형 재난 유도 방법.
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