KR20140124317A - Monitoring system and monitoring method - Google Patents

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KR20140124317A KR1020130122862A KR20130122862A KR20140124317A KR 20140124317 A KR20140124317 A KR 20140124317A KR 1020130122862 A KR1020130122862 A KR 1020130122862A KR 20130122862 A KR20130122862 A KR 20130122862A KR 20140124317 A KR20140124317 A KR 20140124317A
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Abstract

The present invention relates to a security monitoring system and a security monitoring method for monitoring fire and invasion situation separately, based on sound field sensing. The security monitoring system includes: a sound generation device which outputs a multi-tone sound wave comprising linear sum of sine waves of a number of frequency components by applying a constant voltage in a fixed space; a sound receiving device which receives the sound wave within the fixed space, and obtains a sound field from the received sound wave; and a sound field signal processing device which calculates and stores reference sound field information using a sound field pattern per frequency of the sound generation device in a preparation mode, and senses occurrence of security situation by comparing the reference sound field information with the current sound field information, after calculating current sound field information per frequency in a monitoring mode. The sound field signal processing device classifies fire outbreak or invasion occurrence in the security monitoring space by comparing a pattern of the reference sound field information per frequency with a pattern of the sound field information per frequency collected during a fixed period when a security situation occurs. Thus the system classifies fire and invasion situation by analyzing the characteristics of the sound field pattern per frequency according to time variation, and classifying the condition of temperature distribution variation in the security space individually or synthetically.

Description

보안 감시 시스템 및 보안 감시 방법{Monitoring system and monitoring method}[0001] Monitoring system and monitoring method [0002]

본 발명은 보안 감시에 관한 것으로서, 특히 음장 변화에 근거하여 화재와 침입 상황을 구분적으로 감지할 수 있는 보안 감시 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to security surveillance, and more particularly, to a security surveillance system and method capable of separately detecting fire and intrusion based on a sound field change.

화재나 침입 상황을 감지하기 위해 사용되는 보안 센서는 오랫동안 연구되어 왔다. Security sensors used to detect fire or intrusion have been studied for a long time.

화재를 감지하는 센서는 온도감지 방식, 연기감지 방식, 가스감지 방식 및 불꽃감지 방식 중의 하나를 이용할 수 있다. 한편, 침입을 감지하는 센서는 수동 적외선감지(PIR) 방식, 초음파 방식, 소리감지 방식, 진동 감지 방식, 및 마이크로웨이브 감지 방식 중의 하나를 이용할 수 있다. The sensor for detecting a fire can use one of a temperature sensing method, a smoke sensing method, a gas sensing method and a flame sensing method. Meanwhile, the sensor for detecting an intrusion may use one of a passive infrared detection (PIR) method, an ultrasonic method, a sound sensing method, a vibration sensing method, and a microwave sensing method.

최근에는 CCTV 나 IP 카메라, 자동차 블랙박스 등 카메라 영상 정보를 이용한 영상 감시 시스템이 보안 감시 분야에 많이 활용되고 있다.In recent years, video surveillance systems using camera image information such as CCTV, IP cameras, and automobile black boxes have been widely used in the field of security surveillance.

종래 기술로서, 음압 변화를 검출하여 침입을 감지하는 침입감지기가 알려져 있다. 각 주파수 마다의 검출 음압과 기준 음압 간의 차이가 소정 치를 초과한 개수를 검출한 다음, 그 개수가 미리 설정된 기준 개수 이상인 경우에, 침입감지기는 칩입이라고 판정하는 출력을 생성한다. 이러한 침입 감지기는 소리없는 침입도 감지할 수 있는 장점을 가진다. 그러나, 이러한 침입 감지기는 침입 판단의 기준을 정할 때 공간이나 환경 조건에 가변적으로 맞추어 정해야 하는 단점이 있고 더욱이 침입과 화재를 구분할 수 없는 문제점이 있다.As an example of the prior art, an intrusion detector for detecting a change in sound pressure to detect an intrusion is known. After detecting the number of differences between the detected sound pressure and the reference sound pressure for each frequency exceeding a predetermined value, and when the number is greater than or equal to a predetermined reference number, the intrusion detector generates an output to judge that it is intrusion. Such an intrusion detector has the advantage of detecting a silent intrusion. However, such an intrusion detector has a disadvantage that it must be determined in accordance with the space or environment conditions when determining the criteria of the intrusion determination, and further, there is a problem that the intrusion and the fire can not be distinguished from each other.

다른 종래 기술로서, 연기, 불꽃, 및 열을 감지하는 복합형 화재 감지기가 있다. 복합형 화재 감지기는 연기, 불꽃, 및 열을 일체화된 하나의 화재 감지기를 이용하여 감지한다. 상기 복합형 화재 감지기는 자연발화에 대비하기 위한 연기감지 기능과 방화에 대비하기 위한 불꽃감지 기능을 동시에 가진다. As another prior art, there is a hybrid fire detector that detects smoke, flame, and heat. Combined smoke detectors detect smoke, flame, and heat using a single, integrated fire detector. The hybrid type fire detector has both a smoke detection function for preparing for spontaneous ignition and a flame detection function for preparing for arcing.

이러한 복합형 화재 감지기는 다양한 화재 상황에 대해 오보율이 낮고 불꽃이나 연기가 직접적으로 감지되는 위치에 설치될 시에 초기 화재를 감지할 수 있는 장점을 가진다. 그러나, 이러한 복합형 화재 감지기는 감지 센서가 설치된 위치의 온도나 연기밀도가 높지 않은 초기 화재상황에서는 발생된 화재를 잘 감지하지 못하고, 불꽃이 물건에 의해 가려지거나 구석진 사각지대에서 화재가 발생하는 경우 에는 불꽃을 감지하기 어렵기 때문에 조기에 화재를 감지하기 어려운 문제점이 있다.Such a hybrid fire detector has the advantage of detecting the initial fire when installed at a location where the false rate is low and the flame or smoke is directly detected for various fire situations. However, such a composite type fire detector can not detect the fire generated at the position where the sensor is installed or the initial fire situation where the smoke density is not high, and when the fire is obstructed by the object or a fire occurs in a cornered blind spot There is a problem that it is difficult to detect a fire early because it is difficult to detect a flame.

또 다른 종래 기술로서, 음장 변화 감지 기반의 화재 감시 방법 및 시스템은 화재 감시 공간 내부의 음장 변화를 감지하여 조기에 화재를 감지할 수 있다. 여기서, 음장 변화는 화재에 의한 주변 공기의 온도 변화에 따른 공기밀도와 음파의 속도 변화가 음파의 전달에 영향을 줌에 따라 유발된다. 그러나, 이러한 음장 변화 기반 화재 감지 방법은 화재에 의한 음장 변화를 기반으로 화재가 발생한 것을 감지할 수 있지만 온도 분포 변화를 구체적이고 정량적으로 감지하기 어렵기 때문에 음장 변화의 주요 요인인 화재와 침입상황을 엄밀하게 구분할 수 없는 문제점이 있다. As another conventional art, a fire monitoring method and system based on sound field change detection can detect a fire early by detecting a sound field change in a fire monitoring space. Here, the change of the sound field is caused by the change of the air density and the speed of the sound wave depending on the temperature change of the ambient air caused by the fire, which affects the transmission of the sound wave. However, the fire detection method based on the sound field change can detect the occurrence of fire based on the change of the sound field due to the fire, but it is difficult to detect the temperature distribution change in detail and quantitatively. There is a problem that can not be distinguished strictly.

또 다른 종래 기술로서, 음장 변화 패턴 분석을 통한 보안 방법이 있다. 이 보안 방법은 음장 변화를 감지하되 음압의 편차와 평균을 감지하여 기준편차 대비 음압변화값(SNR)을 기준으로 침입을 감지한다. 또한, 시간 변화 또는 음원의 파장 변화에 따른 음장 변화의 패턴을 감지하여 보안 감지 신뢰도를 증가시킨다. As another conventional art, there is a security method through analysis of a sound field change pattern. This security method detects the change of the sound field but detects the deviation and the average of the sound pressure and detects the intrusion based on the sound pressure change value (SNR) relative to the reference deviation. Also, it detects the pattern of the sound field change according to the time change or the wavelength change of the sound source, thereby increasing the security detection reliability.

그러나 이러한 보안 방법 또한 온도 분포 변화를 구체적이고 정량적으로 감지하기 어렵기 때문에 음장 변화의 주요 요인인 화재와 침입상황을 엄밀하게 구분하기 여전히 어려운 문제점이 있다.
However, since this security method is also difficult to detect the temperature distribution change in detail and quantitatively, it is still difficult to strictly distinguish the fire and the intrusion situation, which are the main factors of the sound field change.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 화재와 침입의 보안 상황들을 구별적으로 감지할 수 있는 보안 감시 방법 및 시스템을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a security monitoring method and system capable of separately detecting security situations of fire and intrusion.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 화재와 침입 상황을 감지 및 구분하여 종합적인 보안 감시를 제공할 수 있는 음장 변화 감지 기반의 보안 감시 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a security monitoring method and system based on sound field change detection that can detect and distinguish fire and intrusion situations and provide comprehensive security monitoring.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 개념적 실시 예에 따라, 보안 감시 시스템은, According to an aspect of the present invention, there is provided a security monitoring system comprising:

설정된 보안 감시 공간 내로 복수의 주파수 성분을 갖는 사인파의 선형 합으로 이루어진 멀티톤 음파를 출력하는 음향 발생 장치;An acoustic generator for outputting a multi-tone sound wave having a linear sum of sine waves having a plurality of frequency components within a set security monitoring space;

상기 보안 감시 공간 내에서 수신되는 음파로부터 음압과 위상으로 대표되는 음장 정보를 각 주파수별로 얻는 음향 수신 장치; 및 A sound receiving device for obtaining sound field information representative of sound pressure and phase from sound waves received in the security monitoring space for each frequency; And

준비 모드에서 상기 음향 수신 장치로부터 얻은 주파수별 음장 정보를 기준 음장 정보로서 저장하고, 이를 감시 모드에서 상기 음향 수신 장치로부터 출력되는 현재 주파수별 음장 정보와 비교하여 보안상황 발생 여부를 판단하는 음장 신호처리 장치를 포함하되, 상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생 시 주파수별 기준 음장 정보의 패턴과 일정 기간 동안 수집되는 주파수별 음장 정보의 패턴을 서로 비교함에 의해 상기 보안 감시 공간에서의 화재 발생인지 혹은 침입 발생인지를 구분한다. A sound field signal processing for storing frequency-specific sound field information obtained from the sound receiving apparatus in the preparation mode as reference sound field information and for comparing the sound field information with the current frequency outputted from the sound receiving apparatus in the monitoring mode, Wherein the sound field signal processing apparatus compares a pattern of the reference sound field information for each frequency with a pattern of the sound field information for each frequency collected during a predetermined period when a security situation occurs, And whether or not it occurs.

본 발명의 실시 예에서, 상기 음장 신호처리 장치는 주파수별 음장 정보의 패턴 비교시에 상기 주파수별 음장 정보의 패턴이 형태는 변하지 않은 상태로 지속적으로 고주파 방향으로 이동하였는지 아니면 상기 패턴의 형태 자체가 변화하였는지를 분석함에 의해, 화재와 침입상황을 서로 구분할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the sound field signal processing apparatus may be configured such that, when a pattern of frequency-specific sound field information is compared, whether the pattern of the frequency-dependent sound field information has continuously moved in a high- By analyzing the change, it is possible to distinguish between the fire and the invasion situation.

본 발명의 실시 예에서, 상기 음장 신호처리 장치는 일정 기간의 주파수별 음장 정보의 패턴을 고주파 또는 저주파 방향으로 함수 이동하여 기준 음장 정보의 패턴과 비교하여 주파수 이동 정도를 분석한 후, 이를 이용하여 지속적인 온도 상승의 변화 속도를 감지함에 의해 화재 발생 여부를 판단하고, 온도 변화가 일어나지 않거나 불규칙하게 일어나는 양상을 감지함에 의해 침입 상황을 판단할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the sound field signal processing apparatus performs a function shift of the pattern of the sound field information for each frequency in a predetermined period in a high frequency or low frequency direction, compares the pattern with the pattern of the reference sound field information, analyzes the degree of frequency shift, By detecting the rate of change of the continuous temperature rise, it is possible to judge whether or not the fire has occurred, and to detect the state of the infiltration by detecting the occurrence of the temperature change or irregularity.

본 발명의 실시 예에서, 상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생시 일정 기간의 주파수별 음장 정보의 패턴을 고주파 또는 저주파 방향으로 함수 이동하고 기준 음장 정보의 패턴과 비교적으로 연산하여 주파수 이동 정도를 나타내는 지수값을 도출한 후, 이를 이용하여 온도 변화의 방향과 속도를 분석함에 의해, 화재와 일교차나 냉난방에 의한 온도변화 그리고 침입 상황을 구분적으로 판단할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the sound field signal processing apparatus performs a function shift of a pattern of frequency-specific sound field information of a certain period in a high-frequency or low-frequency direction when a security situation occurs, and calculates an index After the value is derived, the direction and speed of the temperature change can be analyzed by using it, so that it is possible to judge the fire, the temperature change by the heating and cooling, and the invasion situation separately.

본 발명의 실시 예에서, 상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생시 일정 기간의 기준 음장 정보의 편차 대비 음장 정보의 변화 값이 지속적으로 증가하는 지 아니면 불규칙하게 변화하는 지를 분석함에 의해 화재와 침입 상황을 서로 구분할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the sound field signal processing apparatus analyzes whether the change value of the sound field information continuously or irregularly changes according to the deviation of the reference sound field information in a predetermined period when a security situation occurs, Can be distinguished from each other.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 개념적 다른 실시 예에 따라, 보안 감시 방법은, According to another conceptual embodiment of the present invention for solving the above-mentioned technical problems,

복수의 주파수 성분을 갖는 사인파의 선형합으로 이루어진 멀티톤 음파를 설정된 보안 감시 공간 내로 출력하는 음파 출력 단계;A sound wave output step of outputting a multi-tone sound wave having a linear sum of sine waves having a plurality of frequency components into a set security monitoring space;

상기 보안 감시 공간 내에서 수신되는 음파로부터 음장을 얻는 음파 수신 단계;A sound wave receiving step of obtaining a sound field from a sound wave received in the security monitoring space;

준비 모드에서 상기 얻은 음장을 통해 주파수별 기준 음장 정보를 저장하는 단계;Storing the frequency-based reference sound field information through the sound field obtained in the preparation mode;

감시 모드에서 현재 주파수별 음장 정보를 계산한 후, 상기 주파수별 기준 음장 정보와 비교하여 보안 상황 발생 여부를 판단하는 단계; 및 Calculating the current sound field information of the current frequency in the monitoring mode, and comparing the current sound field information with the reference sound field information of each frequency to determine whether a security situation occurs; And

보안 상황의 발생 시 상기 주파수별 기준 음장 정보와 일정 기간 수집된 주파수별 음장 정보를 비교하여 화재 또는 침입의 상황을 구분하는 단계를 포함한다. And comparing the frequency-based reference sound field information with the frequency-dependent sound field information collected for a predetermined period to generate a fire or an intrusion state when a security situation occurs.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 개념적 또 다른 실시 예에 따라, 보안 감시 시스템은, According to another exemplary embodiment of the present invention, there is provided a security monitoring system comprising:

음파를 출력하는 음향 발생 장치;An acoustic generator for outputting sound waves;

보안 감시 공간에서 수신되는 음파로부터 음장 정보를 각기 설정된 주파수 별로 획득하는 음향 수신 장치; An acoustic receiver for acquiring sound field information from sound waves received in the security monitoring space for each set frequency;

상기 음향 수신 장치를 통해 출력되는 음장 정보를 이용하여 주파수별 기준 음장 정보를 저장하고, 이를 상기 음향 수신 장치로부터 출력되는 현재 주파수별 음장 정보와 비교하여 보안상황 발생 여부를 판단하는 음장 신호처리 장치; 및 A sound field signal processing device for storing frequency-based reference sound field information by using sound field information output through the sound receiving device, and comparing the reference sound field information for each frequency with sound field information for current frequency outputted from the sound receiving device to determine whether a security situation occurs; And

상기 보안상황 발생 시에 상기 보안 감시 공간의 영상을 획득하는 영상 획득부를 포함하되, And an image acquisition unit for acquiring an image of the security monitoring space when the security situation occurs,

상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생 시 상기 주파수별 기준 음장 정보의 패턴과 일정 기간 동안 수집되는 주파수별 음장 정보의 패턴을 서로 비교 분석함에 의해 발생 이벤트가 화재인지 침입인지를 구분하는 화재와 침입을 구분한다. The sound field signal processing apparatus compares patterns of the frequency-based reference sound field information and patterns of frequency-dependent sound field information collected during a predetermined period to generate a fire and an intrusion, It is classified.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 개념적 또 다른 실시 예에 따라, 블랙박스 시스템은, According to another exemplary embodiment of the present invention, there is provided a black box system comprising:

음파를 출력하고 수신하는 음향 발생 및 수신 장치;A sound generating and receiving device for outputting and receiving sound waves;

수신되는 음파로부터 얻은 음장 정보를 이용하여 주파수별 기준 음장 정보를 준비하고, 보안 감시 공간 내에서 감시 모드에서 얻은 현재 주파수별 음장 정보와 상기 주파수별 기준 음장 정보를 비교하여 보안상황 발생 여부를 판단하는 음장 신호처리 장치; 및 Frequency reference sound field information is prepared using the sound field information obtained from the sound waves received and the sound field information of the current frequency and the reference sound field information of each frequency obtained in the monitoring mode in the security monitoring space are compared with each other to determine whether a security situation occurs A sound field signal processing device; And

상기 보안상황 발생 시에 상기 보안 감시 공간의 영상을 획득하는 블랙박스를 포함하되, And a black box for acquiring an image of the security monitoring space when the security situation occurs,

상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생 시 상기 주파수별 기준 음장 정보의 패턴과 일정 기간 동안 수집되는 주파수별 음장 정보의 패턴을 서로 비교 분석함에 의해 발생 이벤트가 화재인지 침입인지를 구별적으로 판단한다.
The sound field signal processing apparatus discriminates whether the occurrence event is fire or intrusion by comparing and analyzing patterns of the reference sound field information for each frequency and patterns of sound field information for each frequency collected during a predetermined period when a security situation occurs.

본 발명에 따른 감시 시스템은 음장 변화 감지 기반의 화재 및 침입을 구분하는 감시 시스템을 제공함으로써, 화재 및 침입 발생시 상황에 맞게 조기에 적절하게 대처할 수 있는 효과가 있다.The surveillance system according to the present invention provides a surveillance system that distinguishes between fire and intrusion based on the sound field change detection, so that the surveillance system according to the present invention can appropriately cope with fire and intrusion according to the situation in the early stage.

또한, 기존의 화재 감지 센서 및 침입 감지 센서와 상호 보완적으로 구성되는 음장 변화 감지 기반의 보안 감시 시스템을 제공함으로써, 오작동 및 미작동의 오류를 줄여 신뢰도가 높은 종합적인 보안 감시 시스템을 제공할 수 있다.
In addition, by providing a security monitoring system based on sound field change detection, which is complementary to existing fire detection sensors and intrusion detection sensors, it is possible to provide a highly reliable and comprehensive security monitoring system by reducing malfunctions and malfunctions have.

도 1은 온도 변화에 따른 음파 파장의 변화를 나타내는 도면.
도 2는 온도 변화에 따른 음장 변화 원리를 설명하기 위해 제시된 도면.
도 3은 온도 변화에 따른 음압 레벨의 주파수 이동을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 개념적 실시 예에 따른 보안 감시 장치의 블록도.
도 5는 도 4에 따른 보안 공간 내부의 온도 변화에 따른 주파수별 음압 레벨의 변화를 보여주는 도면.
도 6은 도 5에 따른 시간별 주파수 이동도를 나타내는 도면.
도 7은 도 6에 따른 정규화 주파수 이동도를 비교적으로 보여주는 도면.
도 8은 도 4에 따른 보안 공간 내부의 물체 이동 거리에 따른 음압 레벨의 변화를 나타내는 도면.
도 9는 도 8에 따른 이동 거리별 주파수 이동도를 나타내는 도면.
도 10은 도 9에 따른 정규화 주파수 이동도를 비교적으로 보여주는 도면.
도 11은 도 7과 도 10에 따른 주파수 이동 지수들을 나타내는 도면.
도 12는 도 11에 따른 음압변화율(SNR)을 비교적으로 나타낸 도면.
도 13은 도 11에 따른 화재 및 침입 상황에서의 멀티톤의 주파수별 음압 레벨에 의한 서피스 맵들을 보여주는 도면.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 보안 감시 플로우챠트.
도 15는 보안 서비스 시스템에 적용된 본 발명의 응용 예를 보여주는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a change of a sound wave wavelength according to a temperature change. Fig.
FIG. 2 is a view for explaining the principle of sound field change according to a temperature change; FIG.
Fig. 3 is a diagram showing the frequency shift of the sound pressure level according to the temperature change; Fig.
4 is a block diagram of a security monitoring apparatus according to a conceptual embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a change in sound pressure level of each frequency according to temperature change in the security space according to FIG. 4; FIG.
FIG. 6 is a view showing a time-frequency mobility diagram according to FIG. 5; FIG.
Figure 7 is a comparative view of the normalized frequency mobility diagram according to Figure 6;
8 is a graph showing a change in sound pressure level according to the moving distance of an object in the security space according to FIG.
9 is a view showing a frequency mobility according to a moving distance according to FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a comparative view of the normalized frequency mobility diagram according to FIG. 9; FIG.
11 is a view showing the frequency shift indexes according to Figs. 7 and 10. Fig.
12 is a graph showing a relatively negative pressure change rate (SNR) according to FIG. 11. FIG.
FIG. 13 is a view showing surface maps by multi-tone frequency-dependent sound pressure levels in a fire and intrusion situation according to FIG. 11; FIG.
14 is a flowchart of a security monitoring flow according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing an application example of the present invention applied to a security service system;

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted in order to avoid obscuring the gist of the present invention.

보안 감시 공간 내에서 화재 발생시 음파의 속도가 변화함에 따라 음장의 변화가 일어나는 과정은 도 1 및 도 2를 통해 이론적으로 설명될 수 있다. The process of changing the sound field as the speed of the sound wave changes in the security monitoring space can be explained theoretically through FIG. 1 and FIG.

도 1은 온도 변화에 따른 음파 파장의 변화를 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing a change in the wavelength of a sound wave according to a temperature change. FIG.

화재 발생시 보안 감시 공간(SA) 내부의 온도 상승에 의해 음파의 속도가 증가한다. 이에 따라 동일 주파수에서 음향 발생 장치 등에서 나오는 음파의 파장이 증가된다. 도 1에서 실선으로 이루어진 원은 저온에서 출력되는 음파의 파장을 나타내고, 도트 라인으로 이루어진 원은 고온에서 출력되는 음파의 파장을 나타낸다. When a fire occurs, the speed of the sound wave increases due to the temperature rise inside the security monitoring space (SA). As a result, the wavelength of a sound wave emitted from the sound generator or the like at the same frequency is increased. In FIG. 1, a circle formed by a solid line represents the wavelength of a sound wave output at a low temperature, and a circle formed by a dot line represents a wavelength of a sound wave output at a high temperature.

따라서, 보안 감시 공간(SA) 내부에 설치되는 음향 수신 장치는 음파의 음장을 온도 상태에 따라 다르게 감지한다. 이러한 음장 변화 현상은 음파의 반향이 잘 일어나는 음향 공간 내에서 더 잘 발생될 수 있다. 이와 같이 음장 변화를 감지하면 불꽃이나 연기가 관측되지 않은 사각지대의 화재도 감지할 수 있다.Therefore, the sound receiving apparatus installed inside the security monitoring space (SA) differently senses the sound field of the sound wave according to the temperature state. Such a sound field change phenomenon can be more easily generated in an acoustic space in which the resonance of a sound wave occurs well. Thus, when a sound field change is detected, a fire in a blind spot in which a flame or smoke is not observed can be detected.

일반적으로 음파의 속도 v 는 아래와 같이 수학식 1과 같이 표시할 수 있으며 공기의 섭씨 온도 T 에 비례한다. 따라서 음파의 주파수 f 가 같더라도 파장

Figure pat00001
는 아래 수학식 2와 3에 의해서 공기의 온도 T 에 비례하여 증가하는 성질을 가진다. 파장이 달라지면 같은 크기의 보안 공간 내부에서 공기의 음압 분포는 달라지며 이를 분석하기 위한 이론적인 해석 조건은 다음과 같다.In general, the velocity v of a sound wave can be expressed by the following Equation 1 and is proportional to the temperature T of the air. Therefore, even if the frequency f of the sound wave is the same,
Figure pat00001
Has the property of increasing in proportion to the temperature T of the air by the following equations (2) and (3). When the wavelength is changed, the sound pressure distribution of the air changes in the security space of the same size, and the theoretical analysis conditions for analyzing it are as follows.

Figure pat00002
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Figure pat00003
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Figure pat00004
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도 1을 통해 온도가 상승되면 음파의 속도가 증가하므로 동일 주파수의 음파라도 고온으로 갈수록 파장이 길어지는 것을 알 수 있다. 1, when the temperature rises, the speed of a sound wave is increased, so that a sound wave of the same frequency becomes longer as the temperature goes higher.

도 2는 온도 변화에 따른 음장 변화 원리를 설명하기 위해 제시된 도면이다.FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of sound field change according to a temperature change. FIG.

단단한 음향벽(Acoustic Hard Wall)을 갖는 보안 감시 공간 내에서 화재로 인해 전반적인 영역에서의 기온 상승(일예로, 18°C->30°C)이 있을 때 음파의 속도 변화에 따른 음장 변화의 과정이 설명될 것이다. The process of changing the sound field with the change in the speed of the sound wave when there is a rise in temperature in the overall area (for example, 18 ° C -> 30 ° C) due to fire in a security monitoring space with a hard acoustic wall (Acoustic Hard Wall) Lt; / RTI >

도 2의 (a)와 (b)에서 보안 감시 공간 내에 존재하는 음향벽의 사이즈는 3m x 3m 이다. 도 2의 (a)는 화재 발생 전의 상온(18℃)에서의 음압 레벨을 나타내고, 도 2의 (b)는 화재로 인하여 내부 공기온도가 전반적으로 30℃로 상승한 상태에서의 음압 레벨을 가리킨다. 이 경우에 음향 발생 장치(210)는 1kHz의 음파를 10m/s2의 가속도로 발생하는 것으로 예를 들었다. 음향 발생 장치(210)에서 발생되는 음파가 보안 감시 공간 내부로 전파될 때, 이를 2차원 유한요소 해석방법으로 해석하여 보안 감시 공간 내부의 음압 레벨(Sound Pressure Level)을 2차원으로 매핑(Mapping)하면 도 2의 (a)와 (b)의 결과가 얻어진다. In Figs. 2 (a) and 2 (b), the size of the acoustic wall existing in the security monitoring space is 3 m x 3 m. Fig. 2 (a) shows the sound pressure level at room temperature (18 캜) before the fire occurred, and Fig. 2 (b) shows the sound pressure level at the time when the internal air temperature rose to 30 캜 overall due to fire. In this case, the sound generating device 210 was described as generating a sound wave of 1 kHz at an acceleration of 10 m / s 2 . When sound waves generated in the sound generating device 210 propagate into the security monitoring space, the sound waves are analyzed by a two-dimensional finite element analysis method to map the sound pressure level within the security monitoring space in two dimensions, 2 (a) and 2 (b) are obtained.

온도가 상승함에 따라 도 2의 (b)와 같이 음장 변화가 일어나는 현상은 모든 가청 주파수 대역 또는 초음파 대역에서 나타난다. 온도 변화에 따른 음장 변화는 보안 감시 공간 내부에 설치될 수 있는 음향 수신 장치(220)를 이용함에 의해 감지될 수 있다. 단단한 음향벽에서는 음파가 분산 소멸되지 않고 보안 감시 공간 내부에서 반사되어 중첩된다. 따라서, 그러한 경우에 화재에 의한 온도 상승 효과는 훨씬 더 큰 음장의 변화를 유발할 수 있어 화재 발생이 더욱 용이하게 감지될 수 있다.As the temperature rises, the phenomenon that the sound field change occurs as shown in FIG. 2 (b) occurs in all the audio frequency bands or ultrasonic bands. The change of the sound field according to the temperature change can be detected by using the sound receiving device 220 that can be installed inside the security monitoring space. In a hard acoustic wall, sound waves do not disperse and disappear, but are reflected and superimposed inside the security monitoring space. Therefore, in such a case, the effect of the temperature rise by the fire can cause a much larger sound field change, so that the fire occurrence can be detected more easily.

도 3은 온도 변화에 따른 음압 레벨의 주파수 이동을 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing the frequency shift of the sound pressure level according to the temperature change.

도 3의 (b)를 3의 (a)와 대비 시, 주파수별 음압 레벨(Sound Pressure Level)이 온도 상승(일예로, 18°C->30°C)에 의해 고주파 방향으로 일정량 이동(Shift)하는 것이 확인될 수 있다. In contrast to FIG. 3 (a) of FIG. 3, the sound pressure level of each frequency is shifted by a certain amount in the high frequency direction by a temperature rise (for example, 18 ° C-> 30 ° C) ) Can be confirmed.

도 3에서 가로 축은 주파수를 헤르츠 단위로 나타내고 세로 축은 음압 레벨(SPL)을 데시벨 단위로 나타낸다. In FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency in Hertz and the vertical axis represents the sound pressure level (SPL) in decibels.

도 3의 그래프는 보안 감시 공간 내부에 설치될 수 있는 음향수신장치(220)를 이용하여 측정된 주파수별 음압 레벨의 스펙트럼 곡선으로서, 내부의 온도 상승에 의해 고주파 방향으로 음압 레벨이 이동하는 것을 보여준다. 3 is a spectral curve of the sound pressure level of each frequency measured using the sound receiving device 220 installed in the security monitoring space and shows that the sound pressure level shifts in the high frequency direction due to the internal temperature rise .

도 1과 수학식 2에 따르면, 내부 공기의 온도가 상승하면 음파의 속도가 증가하게 되고 이에 따라 동일 주파수에서 파장은 비례적으로 증가하게 된다.According to FIG. 1 and FIG. 2, as the temperature of the internal air increases, the speed of the sound wave increases, and the wavelength increases proportionally at the same frequency.

보안 공간 내부의 크기는 고정이므로, 온도가 증가할 경우에 같은 위치에 있는 음향 수신소자가 같은 음압을 갖기 위해서는 음파의 파장이 일정해져야 한다. 결국 음압 레벨 패턴은 형태는 변화하지 않은 채 고주파 방향으로 이동하게 된다. Since the size of the inside of the security space is fixed, when the temperature is increased, the wavelength of the sound wave must be constant in order for the acoustic receiving elements at the same position to have the same sound pressure. As a result, the sound pressure level pattern moves in the high frequency direction without changing its shape.

이때 이동하는 주파수의 변화값 δf는 수학식 4와 같이 간단히 표시할 수 있으며 음파의 속도변화 δv는 수학식 1에서 온도변화 δT 에 비례하므로 주파수의 변화값 δf는 수학식 5와 같이 음파의 주파수에 비례하고 온도변화에도 비례하는 결과를 얻게 된다. At this time, the change value? F of the moving frequency can be simply expressed as shown in Equation (4). Since the velocity change? V of the sound wave is proportional to the temperature change? T in Equation 1, the change value? F of the frequency is expressed by Equation And the result is proportional to the temperature change.

상온(18℃)에서 19℃로 기온이 상승하였을 때 주파수의 이동되는 변화값은 1kHz의 음향 주파수에서 1.75Hz 정도이며 2kHz에서는 3.5Hz 그리고 4kHz에서는 7Hz 정도에 해당된다. The change in frequency when the temperature rises from room temperature (18 ℃) to 19 ℃ corresponds to about 1.75Hz at 1kHz acoustic frequency, 3.5Hz at 2kHz and 7Hz at 4kHz.

도 3을 통해 나타나는 바와 같이 상온(18℃)에서 30℃로 기온이 상승하였을 경우에는 1kHz의 음향 주파수에서 21Hz 정도 고주파 방향으로 이동하는 것을 볼 수 있다. 물론 실제 화재에 의한 공기의 온도변화는 전체 온도 상승으로 단순화하기는 어렵고 화재 주변의 국소적인 온도변화와 전체적인 온도변화가 복잡하게 일어난다. 그러나 일반적으로 기온 상승에 의해 음압 레벨 패턴이 고주파로 이동하는 정도는 온도의 변화와 비례하므로 이동하는 정도를 알아내면 내부 공기 온도 변화를 일반적으로 모니터링할 수 있게 된다. 예를 들면 멀티톤 주파수의 중심주파수가 4kHz이고 주파수 간극이 4Hz일 때 온도변화량 δT 는 아래 수학식 6으로 표시되므로 상온 (T = 18 ℃) 일 때 0.57 ℃ 에 해당된다.As shown in FIG. 3, when the temperature rises from room temperature (18 ° C) to 30 ° C, it can be seen that the frequency shifts from an acoustic frequency of 1 kHz to a high frequency of about 21 Hz. Of course, the temperature change of the air due to the actual fire is difficult to simplify due to the increase of the total temperature, and the local temperature change around the fire and the overall temperature change are complicated. However, in general, the degree of movement of the sound pressure level pattern to high frequency by the rise in temperature is proportional to the change in temperature, so that it is possible to monitor the change in the internal air temperature in general. For example, when the center frequency of the multitone frequency is 4 kHz and the frequency gap is 4 Hz, the temperature change amount? T is expressed by Equation (6) below, which corresponds to 0.57 占 폚 at room temperature (T = 18 占 폚).

Figure pat00005
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Figure pat00006
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Figure pat00007
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도 4는 본 발명의 개념적 실시 예에 따른 보안 감시 장치의 블록도이다. 4 is a block diagram of a security monitoring apparatus according to a conceptual embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 보안 감시 장치는 음향 발생 장치(410), 음향 수신 장치(420) 및 음장 신호처리 장치(430)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the security monitoring apparatus includes a sound generating device 410, a sound receiving device 420, and a sound field signal processing device 430.

음향 발생 장치(410)는 보안 감시 공간(SA) 내에서 입력 전압에 따라 음파를 출력한다. 여기서, 음향 발생 장치(410)에서 출력되는 음파는 20~20kHz의 가청 주파수 및 20kHz 이상의 초음파 영역에서 다수개의 주파수 성분을 가지는 사인파의 선형 합으로 이루어진 멀티톤 음파일 수 있다. 여기서 멀티톤 음파는 연속파 또는 펄스파의 형태일 수 있다. The sound generating device 410 outputs a sound wave according to the input voltage in the security monitoring space SA. Here, the sound wave output from the sound generator 410 may be a multi-tone sound file consisting of a linear sum of sine waves having a plurality of frequency components in an audible frequency range of 20 to 20 kHz and an ultrasonic range of 20 kHz or more. Where the multi-tone sound waves may be in the form of a continuous wave or a pulsed wave.

음향 발생 장치(410)의 음압은 장치의 정격 전력에서 구동하되, 보안 상황 발생에 따른 음장 변화를 감지할 수 있는 최적의 크기로 설정되는 것이 바람직하다.The sound pressure of the sound generator 410 is preferably set to an optimum size that can be sensed by a sound field driven by the occurrence of a security situation while operating at a rated power of the apparatus.

음향 수신 장치(420)는 보안 감시 공간 내에서 상기 음파를 수신하여, 수신한 음파로부터 음압을 얻는다. 여기서, 음향 수신 장치(420)는 수신한 음파를 주파수 영역으로 변환하는 주파수 변환필터를 포함할 수 있다.The acoustic receiver 420 receives the sound waves in the security monitoring space, and obtains the sound pressure from the received sound waves. Here, the acoustic receiver 420 may include a frequency conversion filter for converting the received sound wave into the frequency domain.

음장 신호처리 장치(430)는 보안 감시 공간의 음장 변화를 이용하여 침입이나 화재상황을 판단하는 장치로서 PC나 DSP 등의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 음장값은 음압과 위상으로 대표될 수 있으며 음압과 위상을 개별 혹은 조합적으로 사용이 가능하다. 그러나 본 실시 예에서는 음압을 하나의 예시로 제시하며 음압의 크기인 음압 레벨이 신호 처리의 대상으로 사용된다. 여기서, 음압 레벨은 일반적으로 로그 함수로써 나타낼 수 있으며, 음향 수신 장치(420)가 보안 감시 공간(SA)내의 음압을 측정하여 얻은 값이 상기 음압 레벨이 된다. 여기서, 보안 감시 공간(SA)내의 음압은 상기 음향 발생 장치(410)로부터 출력된 음압이 상기 보안 감시 공간(SA) 내에 퍼짐에 의해 나타나는 음압이다. The sound field signal processing device 430 may be implemented by a processor such as a PC or a DSP as an apparatus for determining an intrusion or a fire situation using a sound field change in a security monitoring space. Sound field values can be represented by sound pressure and phase, and sound pressure and phase can be used individually or in combination. However, in this embodiment, the sound pressure is shown as an example, and the sound pressure level, which is the magnitude of the sound pressure, is used as the object of signal processing. Here, the sound pressure level is generally expressed by a logarithmic function, and the value obtained by measuring the sound pressure within the security monitoring space SA by the sound receiving apparatus 420 becomes the sound pressure level. Here, the sound pressure within the security monitoring space SA is a sound pressure generated by the sound pressure output from the sound generating device 410 spreading in the security monitoring space SA.

이에 따라, 음장 신호처리 장치(430)는 준비 모드에서 소리의 음압(P)를 이용하여 기준 음압 정보(기준 음압의 크기(Amp=20logP)) 또는 기준 음압의 위상(Ph=ang(P))를 계산한다. 이 경우에, 음장 신호처리 장치(430)는 점진적인 공기의 온습도 변화 등의 환경 변화로 인해 음압(P)이 변화하는 것을 방지하기 위해, 주파수별 음압 정보의 평균 및 편차를 계산하여 시간별 음장 변화 패턴을 측정한다. 상기 음장 신호처리 장치(430)는 측정된 시간별 음장 변화 패턴을 분석하여 초기화 시간 주기 및 보안 상황 판단 기준 값을 설정한다.Accordingly, the sound field signal processing apparatus 430 can calculate the reference sound pressure information (the magnitude of the reference sound pressure Amp = 20 logP) or the phase of the reference sound pressure Ph = ang (P) using the sound pressure P of the sound in the preparation mode, . In this case, in order to prevent the sound pressure P from changing due to environmental changes such as gradual changes in temperature and humidity of the air, the sound field signal processing device 430 calculates an average and a deviation of the frequency-dependent sound pressure information, . The sound field signal processing device 430 analyzes the measured sound field change patterns by time and sets an initialization time period and a security situation determination reference value.

그리고, 상기 음장 신호처리 장치(430)는 감시 모드에서 음향 전달함수(P')를 이용하여 현재 음압 정보(현재 음압의 크기(Amp=20log(P')) 또는 현재 음압의 위상(Ph=ang(P'))을 계산한 후, 기준 음압 정보와 현재 음압 정보를 비교하여 화재 및 침입의 보안 상황 발생 여부를 판단한다. The sound field signal processing device 430 uses the sound transfer function P 'in the monitoring mode to calculate the current sound pressure information (the current sound pressure level Amp = 20 log (P')) or the current sound pressure phase Ph = ang (P ')), and then compares the reference sound pressure information with the current sound pressure information to determine whether a fire or intrusion has occurred.

보다 구체적으로, 음장 신호처리 장치(430)는 기준 편차(Noise)와 신호값(Signal)(이하, '기준 편차 대비 음압 변화율 : SNR')의 평균값을 비교하여 비교 결과가 판단 기준값 이상으로 되는 경우, 보안 상황이 발생한 것으로 판단한다. 여기서, 상기 기준 편차는 주파수별 기준 음압 정보의 편차의 최대값이 될 수 있고, 상기 신호 값은 주파수별 기준 음압 정보의 평균과 주파수별 현재 음압 정보의 평균 간의 차이 값을 절대 값(20log(P')-20log(P))으로 취한 값일 수 있다. More specifically, the sound field signal processing apparatus 430 compares the average value of the reference deviation (Noise) with the signal value (Signal) (hereinafter referred to as the 'reference deviation to sound pressure change rate SNR'), , It is judged that a security situation has occurred. Here, the reference deviation may be a maximum value of the deviation of the reference sound pressure information by frequency, and the signal value may be a difference between the average of the reference sound pressure information by frequency and the average of the current sound pressure information by frequency, ') -20 log (P)).

이 경우에, 음장 신호처리 장치(430)는 점진적인 대기의 온습도 변화 등에 의해 음압 (P)이 변화하여 경보가 울리는 것을 방지하기 위해, 초기화 시간 주기 및 판단 기준값을 재설정할 수 있다. 그러한 재설정은 감시 모드에서 초기화 시간 주기 간격으로 주파수별 음압 정보의 평균 및 편차를 계산함에 의해 수행될 수 있다. In this case, the sound field signal processing device 430 can reset the initialization time period and the determination reference value to prevent the sound pressure P from changing due to a change in the temperature and humidity of the atmospheric air gradually. Such a reset can be performed by calculating the mean and variance of the frequency-specific sound pressure information at the initialization time period intervals in the monitoring mode.

한편, 음장은 화재뿐만 아니라 침입에 의해서도 변할 수 있기 때문에 음장 변화의 측정만으로는 화재나 침입상황을 정확히 구분해 내기 어렵다. 이를 위해, 음장 신호처리 장치(430)는 주파수별 음장 변화 패턴을 감지한다. 상기 음장 신호처리 장치(430)는 감지된 주파수별 음장 변화 패턴을 기저장된 기준 주파수별 음장 변화 패턴과 비교하여 음장 변화가 화재에 의한 것인 지 또는 침입에 의한 것인 지를 분별해 낼 수 있다.On the other hand, since the sound field can be changed not only by a fire but also by an intrusion, it is difficult to accurately distinguish a fire or an intrusion situation by measuring a sound field change only. To this end, the sound field signal processor 430 detects a sound field change pattern by frequency. The sound field signal processing device 430 can discriminate whether the sound field change is caused by a fire or an intrusion by comparing the detected sound field change pattern for each frequency with a previously stored sound field change pattern for each reference frequency.

이와 같이, 보안 감시 공간 내부의 화재(Fire)와 침입(Intrusion) 의 구별이 음장 변화(Sound Field Variation)를 기반으로 수행된다. 음장 변화의 감지는 사인파(Sine Wave)의 선형합(Linear Sum)으로 이루어진 멀티톤(Multi-tone) 음원을 이용하여 수행된다. 여기서, 시간에 따른 음장의 변화 양상 및 음장 패턴(Sound Pressure Pattern)의 주파수 이동(Shift) 특성을 측정하면, 화재 상황인지 침입 상황인지가 판별된다. Thus, the distinction between fire and intrusion in the security monitoring space is performed based on the sound field variation. Detection of the sound field change is performed using a multi-tone sound source composed of a linear sum of sine waves. Here, the change of the sound field with time and the frequency shift characteristic of the sound pressure pattern determine the fire situation or the intrusion situation.

도 5는 도 4에 따른 보안 공간 내부의 온도 변화에 따른 주파수별 음압 레벨의 변화를 보여주는 도면이다. FIG. 5 is a graph showing a change in sound pressure level of each frequency according to temperature change in the security space according to FIG.

도 5에서 가로 축은 주파수를 헤르츠 단위로 나타내고 세로 축은 음압 레벨(SPL)을 데시벨 단위로 나타낸다. In FIG. 5, the horizontal axis represents frequency in Hertz and the vertical axis represents sound pressure level (SPL) in decibels.

화재 상황을 모사하기 위해 보안 감시 공간(SA) 내부에는 전열기가 동작된다. 전열기의 동작에 의해 가열 시간 변화에 따라 주파수별 음압 레벨들은 도 5의 그래프들과 같이 각기 구별적으로 측정됨을 알 수 있다. 즉, 도 5에서 나타나는 바와 같이, 내부 기온이 증가됨에 따라 음압 레벨은, 패턴의 형태는 크게 바뀌지 않고 지속적으로 고주파 방향으로 이동되는 것을 알 수 있다. 여기서, 음파의 중심 주파수는 4kHz이며 4Hz의 등 간격을 갖는 17개의 멀티톤 음원이 도 5의 결과를 얻기 위해 사용되었다. In order to simulate the fire situation, a heater is operated inside the security monitoring space (SA). It can be seen that the sound pressure levels by frequency in accordance with the variation of the heating time by the operation of the electric heater are individually measured as shown in the graphs of FIG. That is, as shown in FIG. 5, it can be seen that as the internal air temperature is increased, the sound pressure level is continuously shifted in the high-frequency direction without changing the shape of the pattern. Here, 17 multi-tone sound sources having a center frequency of 4 kHz and an equal interval of 4 Hz were used to obtain the result of FIG.

도 6은 도 5에 따른 시간별 주파수 이동도를 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view showing frequency mobility according to time in FIG.

도 6에서 가로 축은 주파수 이동을 가리키고, 세로 축은 차이 지수를 나타낸다. 여기서, 가로 축의 주파수 이동 i의 최소 단위는 4Hz 이다. 주파수 이동 i는 -4≤i≤4 의 값이다. In Fig. 6, the horizontal axis indicates the frequency shift, and the vertical axis indicates the difference index. Here, the minimum unit of the frequency shift i of the horizontal axis is 4 Hz. The frequency shift i has a value of -4? I? 4.

온도 변화가 있을 때 음압 패턴은 멀티 톤의 주파수 간극의 정수배(i) 만큼 고주파 또는 저주파 방향으로 이동되어, 멀티 톤의 각 주파수별 음압 레벨 값의 차이의 절대값이 합산된다. 합산된 절대값을 주파수 이동의 함수로 나타내면 주파수 이동이 어느 정도 일어났는 지가 비교될 수 있다. When there is a temperature change, the sound pressure pattern is shifted in the high frequency or low frequency direction by an integer multiple (i) of the multi-tone frequency gap, and the absolute value of the difference in sound pressure level value for each frequency of the multi-tone is added. Expressing the summed absolute value as a function of frequency shift can be compared to what extent the frequency shift has occurred.

여기서, 이동 전의 멀티 톤 최대 주파수 및 이동 후의 멀티 톤 최소 주파수의 음압 레벨 데이터는 구할 수 없으므로 편의상 맨 뒤의 값이 맨 앞의 값으로 이동되는 순환 이동(circularly shift) 방법이 사용될 수 있다. 주파수 이동(i)이 3(3×4=12Hz) 이상인 경우에는 차이 지수의 계산 결과에 왜곡이 커지게 된다. 음압 레벨 패턴이 비슷하지만 주파수가 이동되었다면 도 6과 같이 각 주파수별 음압 레벨값의 차이의 절대값이 어떤 주파수 이동에 대해서 최저가 되는 양상이 나타나게 된다.Here, since the sound pressure level data of the multi-tone maximum frequency before movement and the multi-tone minimum frequency after movement can not be obtained, a circularly shifting method may be used in which the last value is shifted to the first value for convenience. When the frequency shift (i) is equal to or greater than 3 (3 × 4 = 12 Hz), the result of calculation of the difference index becomes larger. If the sound pressure level pattern is similar but the frequency is shifted, as shown in FIG. 6, the absolute value of the difference in the sound pressure level value for each frequency becomes the lowest for any frequency shift.

일반적으로 이값을 주파수 이동에 따른 두 음장 패턴의 차이 지수(Discrepancy Index)라고 정의할 수 있고, 이 값을 역 변환(Inverse Transform)하거나 최대 차이 지수값에서 이값을 뺀 값을 유사 지수(Similarity Index)로 정의할 수 있다. In general, this value can be defined as the Discrepancy Index of two sound field patterns according to the frequency shift. The inverse transform or the similarity index is obtained by subtracting this value from the maximum difference index value. .

유사 지수를 정의하는 방법은 다양할 수 있지만 이 값은 공통적으로 두 음압 레벨 패턴이 얼마나 유사한지를 나타내고 있는 지수이다. There are many ways to define the similarity index, but these values are commonly used to show how similar the two sound pressure level patterns are.

초기에는 음압 레벨 패턴이 동일하기 때문에 차이 지수값이 가장 최소값인 값을 갖게 되나, 주파수가 고주파 또는 저주파 방향으로 이동됨에 따라 차이 지수값이 커져 좌우 대칭의 모양을 도 6 (a)와 같이 갖는다. In the initial stage, the difference index value is the minimum value because the sound pressure level pattern is the same. However, as the frequency is shifted in the high frequency or low frequency direction, the difference index value becomes larger and the shape of the left and right symmetry is as shown in FIG. 6 (a).

보안 감시 공간의 내부 온도가 상승하면 음압 레벨 패턴이 고주파 방향으로 이동되기 때문에 도 6 (b)와 같이 멀티톤 주파수 성분의 간극의 한 단계(i=1)인 4Hz 이동한 경우에 최저값이 형성되는 것을 볼 수 있다. Since the sound pressure level pattern is moved in the high frequency direction when the internal temperature of the security monitoring space rises, a minimum value is formed when the sound pressure level pattern moves by 4 Hz, which is one step (i = 1) of the gap of the multi- Can be seen.

그리고 시간이 경과하여 내부 온도가 더욱 증가하면 도 6 (c)와 같이 두 단계(i=2)인 8Hz 이동한 경우에 최저값이 형성되는 것을 확인할 수 있다.6 (c), when the internal temperature is further increased with time, the lowest value is formed in the case of 8 Hz movement in two steps (i = 2).

또한, 시간이 경과하여 내부 온도가 최고로 상승되면 도 6 (d)와 같이 세 단계(i=3)인 12Hz 이동한 경우에 최저값이 형성되는 것을 확인할 수 있다.In addition, when the internal temperature is maximized with time, it can be seen that the minimum value is formed in the case of 12 Hz movement in three steps (i = 3) as shown in FIG. 6 (d).

도 7은 도 6에 따른 정규화 주파수 이동도를 비교적으로 보여주는 도면이다.FIG. 7 is a graph showing the normalized frequency mobility according to FIG. 6 in a comparative manner.

도 7에서 가로 축은 주파수 이동을 가리키고, 세로 축은 유사 지수를 나타낸다. 여기서, 가로 축의 주파수 이동 i는 -4≤i≤4 의 값이며 i의 최소 단위는 4Hz 이다. 상기 유사 지수(Similarity-index)는 차이 지수(D-index)의 역수를 취함에 의해 얻어진다. 유사 지수를 주파수의 이동 정도를 나타내는 지수를 계산하기 위한 계수로 사용하려면 일정한 값을 갖도록 하는 것이 좋다. 따라서, 멀티톤의 주파수들에 대한 유사 지수들은 모두 합해질 수 있다. 결국, 주파수 이동에 대한 지수가 실제 스펙트럼에서의 주파수 이동과 일치되도록 정하고 각 멀티톤 주파수에 해당하는 유사지수를 모두 합하여 지수가 아래의 수학식 7과 같이 일정한 값이 되도록 할 수 있다. In Fig. 7, the horizontal axis indicates the frequency shift, and the vertical axis indicates the similarity index. Here, the frequency shift i of the horizontal axis is a value of -4? I? 4, and the minimum unit of i is 4 Hz. The similarity index is obtained by taking the inverse of the difference index (D-index). It is preferable to have a certain value to use the similarity index as a coefficient for calculating an index indicating the degree of movement of the frequency. Thus, similarity indices for frequencies of multi-tones can be summed together. As a result, it is possible to set the exponent for the frequency shift to coincide with the frequency shift in the real spectrum, and add the similarity indexes corresponding to the respective multi-tone frequencies so that the exponent can be constant as shown in Equation (7) below.

Figure pat00008
Figure pat00008

도 8은 도 4에 따른 보안 공간 내부의 물체 이동 거리에 따른 음압 레벨의 변화를 나타내는 도면이다. FIG. 8 is a graph showing a change in sound pressure level according to an object moving distance in the security space according to FIG.

도 8에서 가로 축은 주파수를 헤르츠 단위로 나타내고 세로 축은 음압 레벨(SPL)을 데시벨 단위로 나타낸다. In FIG. 8, the horizontal axis represents frequency in hertz and the vertical axis represents sound pressure level (SPL) in decibels.

침입 상황을 모사하기 위해 보안 감시 공간 내부에서 마네킹이 천천히 이동된다. 즉, 화재 상황과 침입 상황을 구분하기 위해 보안 감시 공간 내부에는 마네킹 이동장치가 설치된다. 마네킹이 각각 2.75, 5.5, 8.25cm 이동하였을 때의 음압 레벨 패턴이 도 8의 그래프들에서 각기 보여진다. 2.75cm 이동시에는 음압 레벨 패턴이 다소 유사하나 5.5 및 8.25cm 이동하게 되면 패턴의 모양이 매우 바뀌는 것이 확인된다. 일반적으로 침입의 경우에는 화재와는 달리 침입자의 위치에 따라 음파의 반사 및 회절 양상이 복잡하게 변하기 때문에 침입자가 조금만 움직여도 음압 레벨 패턴이 유사하지 않고 크게 변할 뿐만 아니라 그 변화도 매우 불규칙하게 된다.The mannequin is slowly moved inside the security monitoring space to simulate the intrusion situation. In other words, a mannequin moving device is installed in the security monitoring space to distinguish between the fire situation and the intrusion situation. The sound pressure level pattern when the mannequins moved 2.75, 5.5, 8.25 cm, respectively, are shown in the graphs of FIG. The sound pressure level pattern is slightly similar when moving at 2.75 cm, but it is confirmed that the shape of the pattern changes greatly when moving at 5.5 and 8.25 cm. Generally, in case of intrusion, unlike the fire, the reflection and diffraction patterns of the sound wave change according to the location of the intruder. Therefore, even if the intruder moves a little, the sound pressure level pattern changes not only in a similar manner but also in a very irregular manner.

도 9는 도 8에 따른 이동 거리별 주파수 이동도를 나타내는 도면이다. 또한, 도 10은 도 9에 따른 정규화 주파수 이동도를 비교적으로 보여주는 도면이다.FIG. 9 is a view showing a frequency mobility according to the movement distance according to FIG. FIG. 10 is a graph showing the normalized frequency mobility according to FIG. 9 in a comparative manner.

결국, 마네킹의 이동거리에 따른 차이 지수(Discrepancy Index)를 주파수 이동(-4≤i≤4)에 대한 함수로 나타내면 차이지수의 패턴이 어떻게 되는 지가 도 9를 통해 확인된다. 또한, 차이 지수(D-index)의 역수를 취하여 얻은 유사 지수(S-index)를 주파수 이동(-4≤i≤4)에 대한 함수로 나타내면 도 10에서와 같은 결과 그래프들이 얻어진다. As a result, the discrepancy index according to the moving distance of the mannequin is expressed as a function of the frequency shift (-4? I? 4), and the pattern of the difference index is confirmed through FIG. In addition, when the similarity index (S-index) obtained by taking the reciprocal of the D-index is expressed as a function of the frequency shift (-4? I? 4), the result graph as shown in FIG. 10 is obtained.

도 9와 도 10에서는 침입 상황에서 계산된 차이 지수와 계산된 유사 지수가 화재 상황의 경우와 대조적으로 나타나 있다. 침입상황에서는 화재 상황과 크게 다름을 알 수 있다. 즉, 주파수 이동이 지속적으로 증가하는 양상이 아니라 주파수 이동이 거의 일어나지 않거나 불규칙하게 일어나는 양상이 보여지게 된다. In Figures 9 and 10, the calculated difference index and calculated similarity index in the intrusion situation are shown in contrast to the case of fire situation. It is very different from the fire situation in the intrusion situation. That is, the frequency shift does not occur continuously, but the frequency shift rarely occurs or the frequency shift occurs irregularly.

도 11은 도 7과 도 10에 따른 주파수 이동 지수들을 나타내는 도면이다.Fig. 11 is a diagram showing the frequency shifts according to Figs. 7 and 10. Fig.

도 11의 경우에 도 7과 도 10에서 각각 얻어진 유사 지수 (S-index)값은 주파수 이동 정도를 나타내는 지수값을 도출하기 위한 계수(Coefficient Factor)로 이용된다. 가열시간 및 이동 거리에 따른 주파수 이동 지수들이 도 11에서 보여진다. In the case of FIG. 11, the S-index values obtained in FIGS. 7 and 10 are used as a coefficient for deriving an index value representing the degree of frequency shift. The frequency shifts according to heating time and moving distance are shown in Fig.

도 11의 (a)는 화재 상황에서 전열기의 가열시간에 따른 주파수 이동 정도를 나타내고 있고, 도 11의 (b)는 침입 상황에서 마네킹의 이동에 따른 주파수 이동 정도를 나타낸다. 11 (a) shows the degree of frequency shift according to the heating time of the electric heater in a fire situation, and Fig. 11 (b) shows the frequency shift due to the movement of the mannequin in the intrusion situation.

화재 상황을 보여주는 도 11의 (a)는 5분 50초 동안 7초 간격으로 50번의 음장 측정을 통해서 얻은 결과이다. 또한, 침입 상황을 보여주는 도 11의 (b)는 4분 30초 동안 마네킹을 3초 간격으로 5.5mm 만큼 움직여 가며 90번의 음장 측정을 통해서 얻은 결과이다. 여기서, 마네킹은 최종적으로 49.5cm까지 움직이게 된다. 11 (a) showing the fire situation is a result obtained by measuring 50 sound fields at intervals of 7 seconds for 5 minutes and 50 seconds. Also, Fig. 11 (b) showing the state of intrusion shows the results obtained by measuring the sound field 90 times by moving the mannequin by 5.5 mm at intervals of 3 seconds for 4 minutes and 30 seconds. Here, the mannequin is finally moved to 49.5 cm.

주파수 이동 지수를 정의하는 방법은 여러 가지가 존재할 수 있는데, 일 실시 예로서 주파수 이동 값에 유사 지수를 곱하고 그 결과를 합산하는 방식이 사용될 수 있다. 즉, 아래 수학식 8과 같이 주파수 이동 지수(Shift_index)가 정의될 수 있다. There are various methods for defining the frequency shift index. In one embodiment, a method of multiplying the frequency shift value by a similarity index and summing the results can be used. That is, a frequency shift index (Shift_index) can be defined as Equation (8) below.

도 11의 (a)에서 보여지는 바와 같이 화재 상황에서는 점진적으로 지수가 상승하는 양상이 나타날 수 있다. 이렇게 점진적인 온도 상승의 양상을 보이는 경우에 그 속도를 고려하면 보안공간에서 단순히 냉난방에 의한 대기의 온도 증감인지 아니면 화재가 발생하여 급작스러우며 지속적인 온도 상승이 일어난 상황인지가 구별될 수 있다. As shown in FIG. 11 (a), the index may gradually increase in a fire situation. Considering such a gradual rise in temperature, it is possible to distinguish whether the temperature is increased or decreased by the heating and cooling of the air in the security space, or whether a sudden and continuous temperature rise occurs due to a fire.

도 11의 (b)에서 보여지는 바로서, 침입 상황에서 주파수 이동은 거의 일어나지 않거나 불규칙하게 일어나는 것이 관찰된다. 이러한 주파수 이동의 패턴을 분석하면 화재 상황인지 침입 보안 상황인지가 구별될 수 있다. As shown in Fig. 11 (b), it is observed that the frequency shift occurs infrequently or irregularly in the intrusion situation. Analysis of this frequency shift pattern can distinguish between fire situation and intrusion security situation.

Figure pat00009
Figure pat00009

도 12는 도 11에 따른 음압변화율(SNR)을 비교적으로 나타낸 도면이다. FIG. 12 is a graph showing a relatively negative pressure change rate (SNR) according to FIG.

도 12의 (a)는 전열기를 이용하여 보안공간을 가열하였을 때 기준 편차 대비 음압 변화율(SNR)을 나타낸다. 12 (a) shows the sound pressure change rate (SNR) relative to the reference deviation when the security space is heated using the electric heater.

도 12의 (b)는 마네킹의 이동 시 기준 편차대비 음압변화율(SNR)을 보여준다. 12 (b) shows the sound pressure change rate (SNR) with respect to the reference deviation when the mannequin is moved.

도 12의 (a)와 (b)를 대비 시에, 화재상황과 침입상황에서 초기 기준편차 대비 음압 변화율(SNR)의 패턴이 서로 다르게 나타남을 알 수 있다. 즉, 화재 상황에서는 지속적으로 SNR이 증가되나, 침입 상황에서는 불규칙하게 SNR이 요동친다. In contrast to FIGS. 12 (a) and 12 (b), it can be seen that the patterns of the sound pressure change rate (SNR) versus the initial reference deviation are different in the fire situation and the intrusion situation. That is, the SNR is continuously increased in a fire situation, but the SNR fluctuates irregularly in an intrusion situation.

이러한 양상을 더욱 분명하게 정량적으로 분석하기 위해서 주파수 이동의 정도를 나타내는 지수 (Shift_index)나 SNR의 시간에 따른 변화 속도를 도출해낼 필요성이 있다. 도출된 결과를 그래프화하거나 일정 기간 동안 변화 속도의 평균값을 정량적으로 비교할 경우에 화재와 침입상황이 비교적 용이하게 구분될 수 있다. 주파수 이동의 정도를 나타내는 지수를 도출하는 방법은 상술한 방법 이외에도 주파수별 음장 패턴의 상관관계(Correlation)를 나타내는 다양한 수식이 사용될 수 있으며, 본 특허에 있어서는 그 방법을 특별하게 한정하지 않는다. In order to quantitatively analyze this aspect more clearly, it is necessary to derive an index (Shift_index) indicating the degree of frequency shift and a rate of change of SNR with time. Fire and intrusion can be easily distinguished by graphing derived results or comparing quantitatively the mean value of change rate over a period of time. As a method for deriving an index representing the degree of frequency shift, various expressions indicating correlation of frequency-specific sound field patterns other than the above-mentioned method may be used. In this patent, the method is not particularly limited.

시간 변화에 따른 음압 레벨 패턴의 변화를 더욱 일목요연하게 나타내기 위해 음압 레벨 패턴의 서피스 맵(surface map)이 도 13을 통해 나타나 있다. A surface map of the sound pressure level pattern is shown in FIG. 13 in order to more clearly show the change of the sound pressure level pattern with time.

도 13은 도 11에 따른 화재 및 침입 상황에서의 멀티톤의 주파수별 음압 레벨에 의한 서피스 맵들을 보여주는 도면이다. FIG. 13 is a diagram showing surface maps according to sound pressure levels of multi-tone frequencies in a fire and intrusion situation according to FIG.

도 13에서, 가로 축은 멀티톤의 각 주파수 성분을 나타내며 세로 축은 시간 변화에 따른 측정 횟수를 나타낸다. 각 좌표에서의 픽셀의 색깔은 음압 레벨(SPL)의 크기를 나타낸다. 도 13의 (a)와 같이 화재의 경우에는 전열기의 가열시간이 증가함에 따라 공기의 온도가 올라가므로 음압 레벨 패턴은 일정하나 고주파 방향으로 지속적으로 이동하는 형태를 가진다. 한편, 도 13의 (b)와 같이 침입의 경우에는 마네킹의 이동에 따라 음압 레벨 패턴이 방향성이 없이 불규칙하고 복잡하게 변화하는 것이 나타난다. 이러한 변화를 분석함으로써 실제 보안 공간에서도 화재 또는 침입이 용이하게 구분될 수 있다. 13, the horizontal axis represents angular frequency components of multi-tones, and the vertical axis represents the number of times of measurement according to the change of time. The color of the pixel at each coordinate represents the magnitude of the sound pressure level (SPL). As shown in FIG. 13 (a), in the case of fire, since the temperature of the air increases as the heating time of the electric heater increases, the sound pressure level pattern is constant, but has a shape moving constantly in the high frequency direction. On the other hand, in the case of the intrusion as shown in FIG. 13 (b), the sound pressure level pattern changes irregularly and complicatedly with the movement of the mannequin. By analyzing these changes, fire or intrusion can easily be distinguished in real security space.

냉난방기에 의한 온도변화나 대기의 급격한 일교차 또는 일조량에 의한 온도차이로 기인되는 음장 변화는 화재나 침입에 비하여 일반적으로 매우 느리므로 보안 상황과는 구별이 된다. 하지만, 급격히 음장이 변화하거나 대기의 급격한 일교차 또는 일조량에 의한 온도차이에 의해 급격히 음장이 변화하는 특별한 경우가 있을 수 있다. 그러한 경우에 정해진 시간주기 내에 설정된 보안상황 발생 판단 기준값 (reference SNR)을 초과하게 되면 화재나 침입상황이 아니라도 보안 상황이 발생한 것으로 오인될 수 있다. Sound field changes due to temperature changes due to air conditioners or sudden temperature fluctuations due to atmospheric sudden diurnal variations or sunshine are generally very slow compared to fires or intrusions, making them distinct from security situations. However, there may be a special case in which the sound field changes abruptly or the sound field changes abruptly due to a sudden diurnal difference in temperature or a difference in temperature due to the amount of sunshine. In such a case, if the reference SNR is exceeded within a predetermined time period, it may be mistaken for a security situation even if it is not a fire or an intrusion situation.

냉방기 가동과 같이 온도가 떨어지는 경우에는 주파수별 음장 변화 패턴 분석을 통해 저주파 방향으로 음압패턴이 이동하는 양상을 확인하면 침입이나 화재상황과는 쉽게 구별될 수 있다. 급격한 대기의 온도 상승에 의한 상황은 화재와는 구별하기 어려운 점이 있으나 침입과의 구별은 용이하다. When the temperature drops as in the operation of the cooler, it can be easily distinguished from the intrusion or fire situation by confirming the pattern of the sound pressure pattern moving in the low frequency direction by analyzing the sound field change pattern according to the frequency. The situation caused by the sudden rise of the atmospheric temperature is difficult to distinguish from fire but it is easy to distinguish from intrusion.

실제적인 보안 시스템의 적용에 있어서는 침입 및 화재 상황뿐 아니라 냉방 상황도 별도로 구분하여 보안 정보를 전달하도록 설정할 수 있다. 한편, 화재의 경우에는 일교차 또는 일조량에 의한 온도 상승에 의한 오작동이 있을 수 있음을 고려할 필요가 있다. In the practical application of the security system, not only the intrusion and fire situations but also the cooling conditions can be separately set to transmit security information. On the other hand, in the case of fire, it is necessary to consider that there may be a malfunction due to temperature rise due to daylight or sunshine.

화재는 온도 상승에 의한 음장 변화가 지속적으로 일어나고 고주파 방향으로 음압패턴이 지속적으로 이동한다. 그러나 일교차 또는 일조량에 의한 온도 상승은 일반적으로 화재와 비교하여 느리고 온도상승과 정체 및 하강을 반복한다. 따라서, 일정 시간 동안 음장 패턴변화를 모니터링하면 화재인지 혹은 기온 변화에 의한 온도 상승인 지가 구별될 수 있다.In the fire, the sound field changes continuously due to the temperature rise, and the sound pressure pattern continuously moves in the high frequency direction. However, the temperature rise due to sunshine or sunshine is generally slow compared to fire, and the temperature rises and stagnates and falls repeatedly. Therefore, if the sound field pattern change is monitored for a predetermined period of time, it is possible to distinguish whether it is fire or temperature rise due to temperature change.

다시 도 4로 돌아가서, 본 발명의 실시 예에 따른 보안 감시 시스템(400)은 음장 신호처리 장치(430)가 화재 또는 침입 상황을 구별적으로 판단한 경우에, 화재 또는 침입에 대한 영상 정보를 획득하여 저장하거나 목적지로 전송하기 위한 카메라 모듈(440)을 더 포함할 수 있다.4, the security monitoring system 400 according to the embodiment of the present invention acquires image information on a fire or an intrusion in the case where the sound field signal processing device 430 separately judges a fire or an intrusion situation And a camera module 440 for storing or transmitting to a destination.

또한, 음장 신호처리 장치(430)는 상기 카메라 모듈(440)로부터 전송되는 화재 또는 침입에 관련된 촬영 영상을 수신하여 통신 인터페이스(450)를 통해 전송할 수 있다. 상기 통신 인터페이스(450)는 유무선 통신망과 연결될 수 있으므로 휴대폰, 스마트폰, 또는 태블릿 PC 등과 같은 각종 스마트기기에는 촬영 영상이 나타날 수 있다. 또한, 상기 통신 인터페이스(450)는 상기 음장 신호처리 장치(430)의 제어 하에, 소방서 서버나 경찰서 서버와 연결되어 촬영 영상과 상기 보안 감시 시스템(400)의 고유 ID를 전송할 수 있다. In addition, the sound field signal processing device 430 may receive a photographed image related to a fire or an intrusion transmitted from the camera module 440 and transmit the captured image through the communication interface 450. Since the communication interface 450 can be connected to a wired / wireless communication network, photographed images can be displayed on various smart devices such as a mobile phone, a smart phone, or a tablet PC. The communication interface 450 may be connected to a fire department server or a police server under the control of the sound field signal processor 430 to transmit the captured image and the unique ID of the security monitoring system 400.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 음장 변화 감지 기반의 보안 감시 시스템은 화재 상황이나 침입 상황의 초기에 보안의 위험 상황을 구별적으로 감지하고 화재나 침입 상황에 따른 경보를 발령할 수 있다. 또한, CCTV 등과 같은 카메라 모듈과 연동되는 경우에 보안 감시 시스템은 화재나 침입 상황에 관련된 촬영 영상을 저장하거나 설정된 목적 처로 전송할 수 있다. 여기서, 목적 처는 특정 인의 자동차 무선원격장치, 휴대폰 등의 스마트기기, 경비실 서버, 보안업체 서버, 소방서 서버, 또는 경찰서 서버 등이 될 수 있다. 음장 변화 감지 기반의 보안 감시 시스템에 따르면, 신속하면서도 효과적인 보안 감시 서비스가 구현되는 장점이 있다. As described above, the security monitoring system based on the sound field change detection according to the present invention can distinguish security risks in an early stage of a fire situation or an intrusion situation, and can alert an alarm according to a fire or an intrusion situation. Also, in case of interworking with a camera module such as CCTV, the security monitoring system can save photographed images related to a fire or intrusion situation or transmit them to a set destination. Here, the destination may be a smart phone such as a mobile phone remote device of a certain person, a mobile phone, a guard room server, a security company server, a fire department server, or a police server. According to the security monitoring system based on the sound field change detection, there is an advantage that a rapid and effective security monitoring service is realized.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 보안 감시 플로우챠트 이다.14 is a flowchart of a security monitoring process according to an embodiment of the present invention.

도 14는 도 4의 음장 신호처리 장치(430)의 동작 실행에 의해 구현될 수 있으며, 음장 변화 감지를 기반으로 화재 및 침입 상황을 구분적으로 감지한다. FIG. 14 can be implemented by the operation of the sound field signal processing device 430 of FIG. 4, and detects fire and intrusion based on the sound field change detection.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 보안 감시 방법은 크게 준비 모드 및 감시 모드로 나누어진다. Referring to FIG. 14, the security monitoring method according to the embodiment of the present invention is largely divided into a preparation mode and a monitoring mode.

준비 모드는 초기설정 단계(S710), 시간별 음장 변화 패턴 측정 단계(S720), 시간별 음장 변화 패턴 분석 단계(S730), 및 보안감시 조건 설정 단계(S740)를 포함할 수 있다. The preparation mode may include an initialization step S710, a sound field change pattern measurement step S720, a sound field change pattern analysis step S730, and a security monitoring condition setting step S740.

감시 모드는 음장 변화 측정 단계(S750), 보안상황 발생 판단 단계(S760), 음장 변화 패턴 분석을 통한 화재/침입 구분 단계(S770), 영상 획득 단계(S780), 및 경보 발령 및 정보 전달 단계(S790)를 포함할 수 있다. The monitoring mode includes a sound field change measurement step S750, a security situation occurrence determination step S760, a fire / intrusion classification step S770 through sound field change pattern analysis, an image acquisition step S780, S790).

초기설정 단계(S710)에서는, 음향 발생 장치(410)가 작동되어 일정한 입력 전압에 따라 보안 감시 공간 내로 음파를 출력한다. 또한, 음향 수신 장치(420)가 작동되어 보안 감시 공간 내의 음파를 수신한다. 상기 음장 신호처리 장치(430)는 음향 수신 장치(420)로 부터 제공되는 주파수별 기준 음장(음압, 위상) 정보의 평균 및 편차를 계산한다. 상기 계산된 정보는 내부의 DRAM이나 플래시 메모리에 저장된다. In the initial setting step S710, the sound generating device 410 is operated to output a sound wave into the security monitoring space according to a constant input voltage. Also, the acoustic receiver 420 is operated to receive sound waves in the security monitoring space. The sound field signal processor 430 calculates an average and a deviation of the reference sound field (sound pressure and phase) information for each frequency provided from the sound receiver 420. The calculated information is stored in an internal DRAM or a flash memory.

시간별 음장 변화 패턴 측정 단계(S720)에서, 음장 신호처리 장치(430)는 시간별 음장 변화 패턴을 측정하기 위해, 주파수별 시간변화에 따른 음압 정보의 평균 및 편차를 계산하고, 그 계산된 결과를 기준 주파수별 음압 정보의 평균 및 편차와 각각 비교한다. In step S720, the sound field signal processing device 430 calculates an average and a deviation of the sound pressure information according to a time-dependent change in frequency in order to measure a sound field change pattern in time, And the average and deviation of the sound pressure information by frequency are respectively compared.

시간별 음장 변화 패턴 분석 단계(S730)에서, 음장 신호처리 장치(430)는 측정된 시간별 음장 변화 패턴을 분석한 후, 시간별 음장 변화 지수값인 기준 편차 대비 음압 변화율(SNR)을 저장한다. In the analysis step S730, the sound field signal processing device 430 analyzes the measured sound field change pattern by time and then stores a sound pressure change rate (SNR) relative to a reference deviation, which is a time field change index value.

보안감시 조건 설정 단계(S740)에서, 음장 신호처리 장치(430)는 저장된 시간별 음장 변화 지수값(SNR)을 참조하여 초기화 시간 주기 및 보안상황 발생 판단 기준값을 설정한다.In the security monitoring condition setting step S740, the sound field signal processing device 430 sets the initialization time period and the security situation occurrence criterion value with reference to the sound field variation index (SNR) according to the stored time.

보안 감시 모드 하의 음장 변화 측정 단계(S750)에서, 음장 신호처리 장치(430)는 주파수별 현재 음압 정보의 평균 및 편차를 계산한다. 이 경우에, 음장 신호처리 장치(430)는 초기화 시간 주기 간격으로 초기화 시간 주기 및 보안상황 발생 판단 기준값을 재설정할 수 있다.In the sound field change measurement step S750 under the security monitoring mode, the sound field signal processing device 430 calculates an average and a deviation of the current sound pressure information by frequency. In this case, the sound field signal processing device 430 can reset the initialization time period and the security situation occurrence determination reference value at the initialization time period intervals.

화재나 침입 등의 보안상황 발생 판단 단계(S760)에서, 음장 신호처리 장치(430)는 주파수별 현재 음압 정보의 평균 및 편차를 주파수별 기준 음압 정보의 평균 및 편차와 각각 비교하여 보안상황 발생 여부를 판단한다. 구체적으로, 음장 신호처리 장치(430)는 기준 편차 대비 음압 변화율(SNR)의 평균값이 보안상황 발생 판단 기준값 이상인 경우, 화재나 침입의 보안상황이 발생한 것으로 판단한다.The sound field signal processing device 430 compares the mean and the deviation of the current sound pressure information by frequency with the mean and the deviation of the frequency-dependent reference sound pressure information, respectively, to determine whether or not a security situation occurs (step S760) . Specifically, the sound field signal processing device 430 determines that a security situation of fire or intrusion occurs when the average value of the sound pressure change rate (SNR) with respect to the reference deviation is equal to or greater than the security situation occurrence determination reference value.

음장 변화 패턴 감지를 통한 화재/침입 구분 단계(S770)에서, 보안상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 음장 신호처리 장치(430)가 기준 시점과 보안 상황발생 시 일정기간의 음장 변화 패턴을 분석한다. 여기서, 음압 레벨 패턴의 주파수 이동의 정도와 기준 편차 대비 음압 정보 변화율(SNR)의 시간에 따른 변화의 양상이 분석되어, 보안 상황 발생의 원인이 화재인지 아니면 침입에 의한 보안 상황인지가 구분된다. In the fire / intrusion classification step S770 of detecting the sound field change pattern, when it is determined that the security situation has occurred, the sound field signal processing device 430 analyzes the sound field change pattern for a certain period when the reference time and the security situation occur. Here, the degree of the frequency shift of the sound pressure level pattern and the change of the sound pressure information change rate (SNR) with respect to the reference deviation are analyzed to determine whether the cause of the security situation is fire or security situation due to intrusion.

영상 획득 단계(S780)에서는, 화재 또는 침입이 발생한 것으로 확인된 경우, 이를 정확히 검증하기 위해, 음장 신호처리 장치(430)의 제어에 의해 카메라 모듈이 작동되어 영상 촬영 및 영상 정보 저장이 수행된다. In the image acquiring step S780, when it is confirmed that a fire or an intrusion has occurred, the camera module is operated under the control of the sound field signal processing device 430 to perform image capturing and image information storage in order to accurately verify the fire or intrusion.

경보 발령 및 정보 전달 단계(S790)에서는, 음장 신호처리 장치(430)가 화재 또는 침입 경보음을 발령하거나 자동차 무선원격장치 등에 경보를 전달할 수 있다. 또한, 카메라 모듈을 통해 촬영된 영상은 유무선 통신망을 통하여 휴대폰이나 스마트기기, 경비실, 보안업체 및 경찰서 등의 서버로 전송될 수 있다. 네트워크 기능이 없는 일반 자동차의 경우에는 경보기능을 작동하거나 해제하기 위하여 리모콘 등 무선원격장치가 사용될 수 있다. In the alarm announcement and information transmission step S790, the sound field signal processing device 430 may issue a fire or an intrusion alarm sound or may transmit an alarm to the automobile wireless remote device. In addition, images photographed through the camera module can be transmitted to a server such as a mobile phone, a smart device, a security room, a security company, and a police station through a wired / wireless communication network. In the case of a general automobile without a network function, a wireless remote device such as a remote control may be used to activate or deactivate the alarm function.

도 14의 각 단계들은 필요에 따라서 생략되거나 다른 과정이 추가 되어서 운영될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the steps of FIG. 14 may be omitted if necessary or may be operated by adding other processes.

도 15는 보안 서비스 시스템에 적용된 본 발명의 응용 예를 보여주는 도면이다.15 is a diagram showing an application example of the present invention applied to a security service system.

도 15를 참조하면, 보안 감시 공간(SA) 내부에서 화재 및 침입 상황이 일어나는 것을 음장 변화를 기반으로 구분하여 감지하는 기능은 자동차 블랙박스, 유무선 네트워크에 연결된 보안 카메라, 인터넷 전화, 스마트 TV, 인터폰을 포함한 스마트 가전, 또는 스마트 자동차 등에 탑재될 수 있다. 침입이나 화재의 보안 상황 발생시 인터넷이나 유무선 통신을 통해 사용자의 핸드폰이나 스마트기기로 문자나 영상메시지가 도 15에서 제공될 수 있다. Referring to FIG. 15, the function of detecting fire and intrusion occurring within the security monitoring space (SA) based on the sound field change is classified into a car black box, a security camera connected to a wired / wireless network, Smart home appliances including smart phones, smart cars, and the like. In the event of an intrusion or fire security situation, a text or video message may be provided in Fig. 15 to the user's mobile phone or smart device via the Internet or wired or wireless communication.

즉, 도 15는 음장 변화를 기반으로 화재와 침입을 구분하여 감지하는 보안감시 시스템을 활용하는 보안 서비스 시스템의 개념을 나타낸다. 보안 서비스 시스템은 보안 감시 시스템(400)를 기본적으로 포함하며, 보안 카메라(440) 및 보안정보 수신처(460)가 더 연결될 수 있다. That is, FIG. 15 shows a concept of a security service system that utilizes a security monitoring system that detects fire and intrusion based on a sound field change. The security service system basically includes the security monitoring system 400, and the security camera 440 and the security information destination 460 can be further connected.

상기 보안정보 수신처(460)는 자동차 무선 원격장치, 스마트 폰, 스마트 기기, 또는 서버가 될 수 있다. The security information destination 460 may be an automobile wireless remote device, a smart phone, a smart device, or a server.

상기 보안 감시 시스템(400)은 보안 감시 공간(SA) 내부에 설치될 수 있다. The security monitoring system 400 may be installed in the security monitoring space SA.

상기 보안 감시 시스템(400)은 외부의 침입자가 보안 감시 공간의 경계지역 ,출입구, 창문, 천장, 바닥, 또는 벽을 통해 침입하는 경우에 사각지대 없이 침입 상황을 감지한다. 한편, 자동차의 내부에 적용될 경우에는 차문을 통해 침입자가 침투하거나 유리창을 파손하여 침입할 때에 상기 보안 감시 시스템(400)은 사각지대 없이 차량의 침입 상황을 감지할 수 있다. The security monitoring system 400 detects an intruder situation without a blind spot when an intruder intrudes through a boundary area, an entrance, a window, a ceiling, a floor, or a wall of the security monitoring space. Meanwhile, when applied to the interior of a car, the security monitoring system 400 can detect the intrusion of a vehicle without a blind spot when an intruder penetrates through a car door or breaks a glass window.

전열기 과열 및 착화, 전기 누전 및 합선, 주방화기 과열, 가전제품과열, 가스누출, 화재의 전이, 방화 등 다양한 이유에서 발생하는 화재의 경우에도 상기 보안 감시 시스템(400)은 보안 감시 공간(SA) 내부의 온도 분포 변화를 감지함에 의해 조기에 화재 상황을 감지할 수 있다.The security monitoring system 400 may include a security monitoring space SA in case of a fire occurring due to various reasons such as overheating and ignition of the electric heater, electric leakage and short circuit, overheating of the kitchen appliance, overheating of the appliance, gas leakage, By detecting changes in the internal temperature distribution, the fire situation can be detected early.

도 15의 보안 서비스 시스템은 CCTV나 자동차 블랙박스 등의 보안 카메라에 내장되어 일체형으로 구성될 수 있다. 또한, 보안 감시 시스템(400)은 외장형으로 제작되어 보안 카메라와 유무선을 통해 연결될 수 있다. The security service system of FIG. 15 may be integrated into a security camera such as a CCTV or a car black box. In addition, the security monitoring system 400 may be manufactured externally and connected to the security camera through wired / wireless.

다양한 사용 예로서 보안 감시 시스템(400)은 인터넷 전화에 연결되어 일체형 및 외장형으로도 사용이 가능할 수 있다. 다양한 종류의 스마트 기기 예를 들면 스마트폰, 스마트 TV, 스마트 자동차, 또는 인터폰을 포함한 스마트 가전에 상기 보안 감시 시스템(400)이 내장되거나 외장될 수 있다. As a variety of applications, the security monitoring system 400 may be connected to an internet telephone and may be used as an integral type or an external type. The security monitoring system 400 may be embedded or enclosed in a smart appliance including various types of smart devices, such as a smart phone, a smart TV, a smart car, or an interphone.

이와 같이, 음장 변화를 기반으로 하는 화재와 침입상황을 구분하여 감지하는 보안 감시 시스템은 기존의 인터넷 전화 또는 스마트기기의 하드웨어 변경을 요구하지 않는다. 즉, 관련 알고리즘 만 내부 프로세서에 내장하면, 연동 사용이 가능하게 된다. Thus, the security monitoring system that detects fire and intrusion based on the sound field change separately does not require the hardware change of the existing Internet telephone or smart device. That is, if only the related algorithm is embedded in the internal processor, interlocking use becomes possible.

본 발명의 일 실시 예에 따라 감지되는 보안 정보는 네트워크에 연결된 각종 스마트 기기로 문자나 영상 등의 멀티미디어 정보로서 전송될 수 있다. 더욱이, 스마트폰이나 스마트 기기 등의 사용자가 앱(App) 형식으로 관련 보안 시스템을 접속할 경우에 보안관련 다양한 서비스를 제공하는 것도 가능하다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the detected security information may be transmitted to various smart devices connected to a network as multimedia information such as text and images. Furthermore, when a user of a smart phone or a smart device accesses the related security system in the form of an app (App), it is possible to provide various security related services.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변화와 변형이 가능한 것은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the claims of the following.

410: 음향 발생 장치 420: 음향 수신 장치
430: 음장 신호처리 장치
410: Acoustic generator 420: Acoustic receiver
430: Sound field signal processing device

Claims (26)

설정된 보안 감시 공간 내로 복수의 주파수 성분을 갖는 사인파의 선형 합으로 이루어진 멀티톤 음파를 출력하는 음향 발생 장치;
상기 보안 감시 공간 내에서 수신되는 음파로부터 음압과 위상으로 대표되는 음장 정보를 각 주파수별로 얻는 음향 수신 장치; 및
준비 모드에서 상기 음향 수신 장치로부터 얻은 주파수별 음장 정보를 기준 음장 정보로서 저장하고, 이를 감시 모드에서 상기 음향 수신 장치로부터 출력되는 현재 주파수별 음장 정보와 비교하여 보안상황 발생 여부를 판단하는 음장 신호처리 장치를 포함하되, 상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생 시 주파수별 기준 음장 정보의 패턴과 일정 기간 동안 수집되는 주파수별 음장 정보의 패턴을 서로 비교함에 의해 상기 보안 감시 공간에서의 화재 발생인지 혹은 침입 발생인지를 구분하는 보안 감시 시스템.
An acoustic generator for outputting a multi-tone sound wave having a linear sum of sine waves having a plurality of frequency components within a set security monitoring space;
A sound receiving device for obtaining sound field information representative of sound pressure and phase from sound waves received in the security monitoring space for each frequency; And
A sound field signal processing for storing frequency-specific sound field information obtained from the sound receiving apparatus in the preparation mode as reference sound field information and for comparing the sound field information with the current frequency outputted from the sound receiving apparatus in the monitoring mode, Wherein the sound field signal processing apparatus compares a pattern of the reference sound field information for each frequency with a pattern of the sound field information for each frequency collected during a predetermined period when a security situation occurs, A security surveillance system that distinguishes between occurrences.
제1항에 있어서, 상기 음장 신호처리 장치는 주파수별 음장 정보의 패턴 비교시에 상기 주파수별 음장 정보의 패턴이 형태는 변하지 않은 상태로 지속적으로 고주파 방향으로 이동하였는지 아니면 상기 패턴의 형태 자체가 변화하였는지를 분석함에 의해, 화재와 침입상황을 서로 구분하는 보안 감시 시스템.
The sound field signal processing apparatus according to claim 1, wherein, when the pattern of the sound field information according to the frequency is compared, the pattern of the sound field information according to the frequency is continuously changed in the high frequency direction, The security monitoring system distinguishes between fire and intrusion.
제1항에 있어서, 상기 음장 신호처리 장치는 일정 기간의 주파수별 음장 정보의 패턴을 고주파 또는 저주파 방향으로 함수 이동하여 기준 음장 정보의 패턴과 비교하여 주파수 이동 정도를 분석한 후, 이를 이용하여 지속적인 온도 상승의 변화 속도를 감지함에 의해 화재 발생 여부를 판단하고, 온도 변화가 일어나지 않거나 불규칙하게 일어나는 양상을 감지함에 의해 침입 상황을 판단하는 보안 감시 시스템.
The apparatus as claimed in claim 1, wherein the sound field signal processing device performs a function shift of a pattern of the sound field information of each frequency in a predetermined period in a high frequency or low frequency direction and compares the pattern with a pattern of the reference sound field information to analyze a degree of frequency shift, The security surveillance system judges the occurrence of fire by detecting the rate of change of temperature rise, and judges the state of intrusion by detecting the occurrence of irregular or no temperature change.
제1항에 있어서, 상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생시 일정 기간의 주파수별 음장 정보의 패턴을 고주파 또는 저주파 방향으로 함수 이동하고 기준 음장 정보의 패턴과 비교적으로 연산하여 주파수 이동 정도를 나타내는 지수값을 도출한 후, 이를 이용하여 온도 변화의 방향과 속도를 분석함에 의해, 화재와 일교차나 냉난방에 의한 온도변화 그리고 침입 상황을 구분적으로 판단하는 보안 감시 시스템.
The apparatus of claim 1, wherein the sound field signal processing apparatus performs a function shift of a pattern of frequency-specific sound field information in a high frequency or low frequency direction for a predetermined period when a security situation occurs, and calculates an exponent value And then analyze the direction and speed of the temperature change by using it to judge the fire, the temperature change due to the heating and cooling, and the intrusion situation separately.
제1항에 있어서, 상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생시 일정 기간의 기준 음장 정보의 편차 대비 음장 정보의 변화 값이 지속적으로 증가하는 지 아니면 불규칙하게 변화하는 지를 분석함에 의해 화재와 침입 상황을 서로 구분하는 보안 감시 시스템.
The sound field signal processing apparatus according to claim 1, wherein the sound field signal processing apparatus analyzes whether a change value of the sound field information continuously or irregularly changes according to a deviation of reference sound field information in a predetermined period when a security situation occurs, Separate security surveillance system.
제1항에 있어서, 상기 멀티톤 음파는 20~20k Hz의 가청 주파수 및 20kHz 이상의 초음파 영역에서 연속파 또는 펄스파 형태로서 생성되는 보안 감시 시스템.
The security surveillance system according to claim 1, wherein the multi-tone sound wave is generated as a continuous wave or a pulse wave in the audible frequency of 20 to 20 kHz and the ultrasonic wave of 20 kHz or more.
제1항에 있어서, 상기 보안 감시 시스템은,
수동형 적외선 센서(PIR), 초음파 센서, 소리감지 센서, 진동 감지 센서, 마이크로웨이브 센서 등의 침입감지 센서, 온도센서, 연기센서, 가스센서, 및 불꽃감지형 화재 감지 센서 중의 선택된 하나 이상의 센서들과 연동되어 화재와 침입 상황을 구분적으로 감지하는 보안 감시 시스템.
The security monitoring system according to claim 1,
A temperature sensor, a smoke sensor, a gas sensor, and a flame detection type fire sensor, such as a passive infrared sensor (PIR), an ultrasonic sensor, a sound detection sensor, a vibration detection sensor, a microwave sensor, A security surveillance system that interlocks to detect fire and intrusion.
제1항에 있어서, 화재나 침입 상황이 발생한 경우에 영상 정보를 저장하고 상황을 검증하기 위해 영상 촬영을 수행하는 카메라 모듈을 더 포함하는 보안 감시 시스템.
The security surveillance system according to claim 1, further comprising a camera module for storing image information in the event of a fire or an intrusion situation and performing image shooting to verify the situation.
제1항에 있어서, 상기 보안 감시 시스템은,
자동차 블랙박스, 네트워크 기능을 갖는 보안 카메라, 인터넷 전화, 스마트 TV, 스마트 자동차, 또는 인터폰을 포함한 스마트 가전에 연동되도록 일체형 또는 외장형으로 제작되는 보안 감시 시스템.
The security monitoring system according to claim 1,
A security surveillance system that is integrated or external to be integrated with smart home appliances, including car black box, security camera with network function, internet phone, smart TV, smart car, or interphone.
제9항에 있어서, 상기 보안 감시 시스템이 연동될 시에 연동기기의 하드웨어의 추가 없이 소프트웨어 설치만으로 구현되는 보안 감시 시스템.
The security monitoring system according to claim 9, wherein when the security monitoring system is interlocked, the security monitoring system is implemented by installing only software without adding hardware of the interlocking device.
제9항에 있어서, 상기 보안 감시 시스템은 사용자의 스마트폰이나 스마트 기기에 관련된 앱 (App)형식의 프로그램이 실행 될시 원격 제어되거나 획득된 보안 정보를 제공하는 보안 감시 시스템.
10. The security surveillance system according to claim 9, wherein the security surveillance system provides remote control or acquired security information when a program in the form of an app related to a user's smart phone or a smart device is executed.
제9항에 있어서, 상기 보안 감시 시스템은 보안상황 발생시 사용자의 스마트폰이나 스마트 기기로 보안 정보를 제공하거나 관공서로 보안 정보를 제공하는 보안 감시 시스템.
The security surveillance system according to claim 9, wherein the security surveillance system provides security information to a user's smart phone or a smart device or provides security information to a government office when a security situation occurs.
복수의 주파수 성분을 갖는 사인파의 선형합으로 이루어진 멀티톤 음파를 설정된 보안 감시 공간 내로 출력하는 음파 출력 단계;
상기 보안 감시 공간 내에서 수신되는 음파로부터 음장을 얻는 음파 수신 단계;
준비 모드에서 상기 얻은 음장을 통해 주파수별 기준 음장 정보를 저장하는 단계;
감시 모드에서 현재 주파수별 음장 정보를 계산한 후, 상기 주파수별 기준 음장 정보와 비교하여 보안 상황 발생 여부를 판단하는 단계; 및
보안 상황의 발생 시 상기 주파수별 기준 음장 정보와 일정 기간 수집된 주파수별 음장 정보를 비교하여 화재 또는 침입의 상황을 구분하는 단계를 포함하는 보안 감시 방법.
A sound wave output step of outputting a multi-tone sound wave having a linear sum of sine waves having a plurality of frequency components into a set security monitoring space;
A sound wave receiving step of obtaining a sound field from a sound wave received in the security monitoring space;
Storing the frequency-based reference sound field information through the sound field obtained in the preparation mode;
Calculating the current sound field information of the current frequency in the monitoring mode, and comparing the current sound field information with the reference sound field information of each frequency to determine whether a security situation occurs; And
And comparing the frequency-based reference sound field information with the frequency-dependent sound field information collected for a predetermined period to generate a fire or an intrusion state when a security situation occurs.
제13항에 있어서, 상기 화재 또는 침입 상황의 구분은 상기 주파수별 음장 정보의 패턴이 형태는 변하지 않은 상태로 지속적으로 고주파 방향으로 이동하였는지 아니면 상기 패턴의 형태 자체가 변화하였는지를 분석함에 의해 수행되는 보안 감시 방법.
[14] The method of claim 13, wherein the fire or intrusion state is classified by analyzing whether the pattern of the frequency-specific sound field information has continuously moved in a high frequency state without changing its shape, Monitoring method.
제13항에 있어서, 상기 화재 또는 침입 상황의 구분은 일정 기간의 주파수별 음장 정보의 패턴을 고주파 또는 저주파 방향으로 함수 이동하여 상기 기준 음장 정보의 패턴과 비교하고 주파수 이동 정도를 분석한 후, 이를 이용하여 지속적인 온도 상승의 변화 속도를 감지함에 의해 수행되는 보안 감시 방법.
14. The method according to claim 13, wherein the fire or intrusion state is classified by analyzing a pattern of the sound field information of a frequency for a predetermined period in a high frequency or low frequency direction, comparing the pattern with the pattern of the reference sound field information, And detecting the rate of change of the continuous temperature rise.
제13항에 있어서, 상기 화재 또는 침입 상황의 구분은 일정 기간의 주파수별 음장 정보의 패턴을 고주파 또는 저주파 방향으로 함수 이동하고 상기 기준 음장 정보의 패턴과 비교적으로 연산하여 주파수 이동 정도를 나타내는 지수값을 도출한 후, 이를 이용하여 온도 변화의 방향과 속도를 분석함에 의해 수행되는 보안 감시 방법.
[14] The method of claim 13, wherein the fire or the intrusion state is classified into an exponent value representing a degree of frequency shift by functionally moving a pattern of the sound field information for each frequency in a predetermined period in a high frequency or low frequency direction, And analyzing the direction and speed of the temperature change using the detected temperature.
제13항에 있어서, 상기 보안 상황 발생시 일정 기간의 기준 음장 정보의 편차 대비 음장 정보의 변화 값이 지속적으로 증가하는 지 아니면 불규칙하게 변화하는 지를 분석함에 의해 화재와 침입 상황이 서로 구분되는 보안 감시 방법.
14. The security monitoring method according to claim 13, further comprising analyzing whether the change value of the sound field information with respect to the deviation of the reference sound field information during a predetermined period of time is continuously increased or irregularly changed, .
제13항에 있어서, 상기 멀티톤 음파는 20~20k Hz의 가청 주파수 또는 20kHz 이상의 초음파 영역에서 연속파 또는 펄스파 형태로서 생성되는 보안 감시 방법.
14. The security monitoring method according to claim 13, wherein the multi-tone sound waves are generated as continuous waves or pulsed waves in an audible frequency of 20 to 20 kHz or an ultrasonic range of 20 kHz or more.
제13항에 있어서, 상기 화재와 침입 상황의 구분은 수동형 적외선 센서(PIR), 초음파 센서, 소리감지 센서, 진동 감지 센서, 마이크로웨이브 센서 등의 침입감지 센서, 온도센서, 연기센서, 가스센서, 및 불꽃감지형 화재 감지 센서 중의 선택된 하나 이상의 센서들과 연동되어 수행되는 보안 감시 방법.
[14] The method of claim 13, wherein the fire and the intrusion are classified into an intrusion detection sensor, a temperature sensor, a smoke sensor, a gas sensor, and an infrared sensor, such as a passive infrared ray sensor (PIR), an ultrasonic sensor, And a flame detection type fire detection sensor.
제13항에 있어서, 화재나 침입 상황이 발생한 경우에 영상 정보를 저장하고 상황을 검증하기 위해 영상 촬영을 수행하는 단계를 더 포함하는 보안 감시 방법.
The security monitoring method according to claim 13, further comprising the step of performing image capturing to store image information and verify the situation when a fire or an intrusion situation occurs.
제13항에 있어서, 상기 보안 감시 방법은 자동차 블랙박스, 네트워크 기능을 갖는 보안 카메라, 인터넷 전화, 스마트 TV, 스마트 자동차, 또는 인터폰을 포함한 스마트 가전에 연동되는 보안 감시 방법.
The security monitoring method according to claim 13, wherein the security monitoring method is interlocked with a smart home appliance including a car black box, a security camera having a network function, an Internet phone, a smart TV, a smart car, or an interphone.
제21항에 있어서, 상기 연동 시 연동기기의 하드웨어 추가 없이 소프트웨어 설치만으로 구현되는 보안 감시 방법.
22. The security monitoring method according to claim 21, wherein the interlocking device is implemented by software installation without adding hardware.
제21항에 있어서, 사용자의 스마트폰이나 스마트 기기에 관련된 앱 (App)형식의 프로그램이 실행 될 시 상기 보안 감시 방법은 원격 제어로 실행되거나 획득된 보안 정보를 전송하는 보안 감시 방법.
The security monitoring method according to claim 21, wherein, when a program in the form of an app related to a user's smartphone or smart device is executed, the security monitoring method transmits security information executed or obtained by remote control.
제21항에 있어서, 상기 보안상황 발생시 사용자의 스마트폰이나 스마트 기기로 보안 정보를 제공하거나 관공서로 보안 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 보안 감시 방법.
The security monitoring method according to claim 21, further comprising providing security information to a user's smartphone or smart device or providing security information to a government office when the security situation occurs.
음파를 출력하는 음향 발생 장치;
보안 감시 공간에서 수신되는 음파로부터 음장 정보를 각기 설정된 주파수 별로 획득하는 음향 수신 장치;
상기 음향 수신 장치를 통해 출력되는 음장 정보를 이용하여 주파수별 기준 음장 정보를 저장하고, 이를 상기 음향 수신 장치로부터 출력되는 현재 주파수별 음장 정보와 비교하여 보안상황 발생 여부를 판단하는 음장 신호처리 장치; 및
상기 보안상황 발생 시에 상기 보안 감시 공간의 영상을 획득하는 영상 획득부를 포함하되,
상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생 시 상기 주파수별 기준 음장 정보의 패턴과 일정 기간 동안 수집되는 주파수별 음장 정보의 패턴을 서로 비교 분석함에 의해 발생 이벤트가 화재인지 침입인지를 구분하는 화재와 침입을 구분하는 보안 감시 시스템.
An acoustic generator for outputting sound waves;
An acoustic receiver for acquiring sound field information from sound waves received in the security monitoring space for each set frequency;
A sound field signal processing device for storing frequency-based reference sound field information by using sound field information output through the sound receiving device, and comparing the reference sound field information for each frequency with sound field information for current frequency outputted from the sound receiving device to determine whether a security situation occurs; And
And an image acquisition unit for acquiring an image of the security monitoring space when the security situation occurs,
The sound field signal processing apparatus compares patterns of the frequency-based reference sound field information and patterns of frequency-dependent sound field information collected during a predetermined period to generate a fire and an intrusion, Separate security surveillance system.
음파를 출력하고 수신하는 음향 발생 및 수신 장치;
수신되는 음파로부터 얻은 음장 정보를 이용하여 주파수별 기준 음장 정보를 준비하고, 보안 감시 공간 내에서 감시 모드에서 얻은 현재 주파수별 음장 정보와 상기 주파수별 기준 음장 정보를 비교하여 보안상황 발생 여부를 판단하는 음장 신호처리 장치; 및
상기 보안상황 발생 시에 상기 보안 감시 공간의 영상을 획득하는 블랙박스를 포함하되,
상기 음장 신호처리 장치는 보안상황 발생 시 상기 주파수별 기준 음장 정보의 패턴과 일정 기간 동안 수집되는 주파수별 음장 정보의 패턴을 서로 비교 분석함에 의해 발생 이벤트가 화재인지 침입인지를 구별적으로 판단하는 블랙박스 시스템.
A sound generating and receiving device for outputting and receiving sound waves;
Frequency reference sound field information is prepared using the sound field information obtained from the sound waves received and the sound field information of the current frequency and the reference sound field information of each frequency obtained in the monitoring mode in the security monitoring space are compared with each other to determine whether a security situation occurs A sound field signal processing device; And
And a black box for acquiring an image of the security monitoring space when the security situation occurs,
The sound field signal processing apparatus compares patterns of the frequency-based reference sound field information and patterns of frequency-dependent sound field information collected during a predetermined period in a security situation to discriminate whether the generated event is a fire or an intrusion, Box system.
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