KR20160097708A - 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템 - Google Patents

Abstract

통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템은 단위 건축물에 설치되어 단위 건축물 내의 환경 정보를 센싱하는 센서노드, 인터노드, 싱크노드를 포함하는 센서모듈과, 단위 건축물 각각에 마련되어 센서모듈로부터 정보를 제공받아 관리하는 관제 시스템부와, 센서모듈 또는 관제 시스템부로부터 정보를 제공받아 관리하는 U-City 통합운영센터부를 포함한다. 이와 같이 구성되는 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템에 의하면, 다중 센싱 노드에 의해 통합적인 센싱이 가능하고, 빠른 재난 정보 교환 및 분석이 용이하며 스마트 빌딩 구축을 통해 U-City 통합운영센터와 건물 중앙통제부나 유지관리, 재난관제업체 등의 다수의 관제시스템과의 연계에 의해 도시 전반의 지능적이고 안전한 통합플랫폼을 구축할 수 있는 이점이 있다.

Description

통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템{ENVIRONMENTAL CONTROL AT ORDINARY TIME AND DISASTER RESPONSE SYSTEM USING COMBINED SENSOR MODULE}

본 발명은 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감지 대상 공간에 대한 실시간 상황을 신뢰성 있게 감지 전달 및 상호 정보교환 할 수 있고, U-City 통합운영센터를 포함하고 건물 관제 시스템부나 유지관리, 재난관제업체 등의 관제 시스템을 이용하는 시설의 관제 시스템이 도시 내 각 건물들로부터 수집된 정보 분석을 토대로 재난 흐름을 파악할 수 있으며, 평상 시 이상 징후 관찰을 통해 건물환경상태를 관리 및 제어하고 비상시에는 신속한 재난상황을 예측하고 대응할 수 있는 시스템 및 재난 대응 방법에 관한 것이다.

일반적으로 비상구 안내장치는 건물, 지하철, 지하공간의 비상구 위치를 알리기 위하여, 비상구의 상측 또는 복도에 설치되어 화재나 기타 비상상황 시 건물또는 지하철 내의 사람들이 비상구의 위치를 확인하여 신속하게 대피할 수 있도록 한다. 이러한 안내장치는 비상구의 상측 또는 복도에 설치되는 케이스와, 케이스 내에 마련되어 발광하는 형광램프와, 케이스의 전면에 형광램프의 발광으로 인해 비상구의 글자 및 화살표와 같은 표시부가 발광되는 투광판넬이 마련되어 있다.

그러나 이러한 일반적인 비상구 안내장치는 형광램프의 빛이 투광 판넬을 투과하면서 조도가 급격히 감소되어 화재나 기타 비상상황 발생 시 건물 내의 사람들이 비상구 안내장치를 식별하기가 어려운 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 감안하여 대한민국 등록실용신안공보 제0329023호의 비상구 안내등이 개시되어 있다. 개시된 비상구 안내등은 적어도 어느 일면에 비상구를 안내하는 안내표지가 조각되거나 프린팅 되어 표시되는 투명 또는 반투명 재질의 표시판의 두께면을 다수의 발광다이오드로 조명하여 시인성을 향상시킨 구조를 가진다. 그러나 화재 시에는 발생된 연기로 인해 여전히 시인성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제0734475호의 안내스피커 내장형 비상구 유도등이 개시되어 있다. 개시된 안내스피커 내장형 비상구 유도등은 건물의 바닥에 비상구 유도등이 설치되고, 비상구의 위치를 음성으로 안내하는 음성출력부가 구비되어 시각이 아닌 청각으로 건물 내의 사람들이 비상구의 위치를 인식할 수 있도록 하였다. 그러나 비상구 유도등이 건물의 바닥에 설치되어 있어 시인성을 위해 항상 청결을 유지해야 하는 불편함이 있었고, 건물에 처음 방문한 사람들에게 비상구의 위치를 음성을 안내하여 비상구의 위치를 인식시키기에는 무리가 있었다.

한편, 현재 건축물에 재난감지 및 알림을 위해 설치되는 센서는 열, 연기, 불꽃 등 화재상황에 대응할 수 있는 감지기능이 대부분이며, 이러한 센서는 대부분 한 가지 상황을 감지하는 단일 센서로 구성되어 있어 붕괴, 지진, 화생방 등 다양하고 복합적인 재난 대응에 어려움이 있는 문제점이 있다.

또한, 화재발생 시 불꽃 및 연기가 발생하거나 전기차단으로 인한 암흑 상황 발생 시 시야 확보가 어려워 재난상황을 충분히 인지하고 대처를 하기 어려움이 있고, 건물에 재난방재 시스템의 구축 시 건물의 다른 기능들과 연계한 시스템이 아닌 재난감지의 특수 및 개별목적만 수행하므로 시스템 구축비용이 많이 소요되고, 활용성이 낮아 시스템 구축의 부담이 가중되어 있으며, 최근 스마트기기를 활용한 재난대응 시스템이 많이 개발되고 있으나 스마트기기 미소지자의 경우 실시간 재난 및 대피정보를 파악하지 못하는 한계가 있다.

또한, 종래에는 화재, 지진, 화생방 등 다양하고 복합적인 재난을 효과적으로 감지하기 위해서는 건물 내의 천장 등에 다수의 센서가 설치되어야 하며, 그에 따른 실내공간의 미관을 해칠 우려가 있다.

일반적으로 재난은 단일원인으로 인하여 발생되기보다 복합·사회적 재난의 발생이 증가하고 있고, 초고층 건축물 및 다중이용시설 증가에 따른 대규모 재난으로 발생 가능성이 높아짐에 따라 개별적 건물의 재난예방 및 실시간 재난대응뿐만 아니라, U-City 통합운영센터 및 국가 재난관리시스템과 연계한 통합적이고 도시 규모의 관리 시스템이 필요한 실정이다.

(문헌 1) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0329023호(2003.09.25.) (문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제10-0734475호(2007.06.26.)

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 감지 대상 공간에 대한 실시간 상황을 신뢰성 있게 감지 전달 및 상호 정보교환할 수 있고, U-City 통합운영센터를 포함하고 건물통제부나 유지관리, 재난관제업체 등의 관제 시스템을 이용하는 시설의 관제시스템이 도시 내 각 건물들로부터 수집된 정보 분석을 토대로 재난 흐름을 파악할 수 있으며, 평상 시 이상징후 관찰을 통해 건물환경상태를 관리 및 제어하고 비상시에는 신속한 재난상황을 예측하고 대응할 수 있는 통합형 센서에 의한 상시 환경제어와 재난대응 및 관제시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 본 발명의 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템은 도시에 포함되는 단위 건축물에 구비되어 환경 인자를 센싱하도록 구성되는 센서모듈; 상기 단위 건축물 각각에 마련되어 상기 센서모듈로부터의 정보를 제공받아 관리하는 관제 시스템부; 및 상기 센서모듈 또는 상기 관제 시스템부로부터 정보를 제공받아 관리하는 U-City 통합운영센터부를 포함하고, 상기 센서모듈은 상기 단위 건축물의 환경 인자를 검출하고 전송하는 센서노드; 상기 센서노드와 연결되고, 상기 환경 인자를 검출하고 상기 센서노드의 정보를 제공받아 환경 상태를 판단하여 그에 따른 대응 정보를 제공하는 인터노드;및 상기 센서노드 또는 상기 인터노드와 연결되고, 상기 센서노드 또는 인터노드의 정보를 집적하여 관리하며, 상기 U-City 통합운영센터부와 상호 정보 교환을 하는 싱크노드를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 센서모듈은 평상시에는 노드의 종류에 따라 상기 단위 건축물의 환경 인자에 대한 정보나 건물 및 안전정보를 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 상기 단위 건축물 내부의 환경 상태를 제어하도록 구성되고, 비상시에는 상기 단위 건축물의 비상상태에 대한 안전 및 재난정보 및 대피 관련 정보를 스마트 디바이스나 상기 인터노드의 디스플레이를 통해 사용자에게 제공하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템은 인터노드가 사용자가 조작할 수 있도록 상기 단위 건축물의 실내 공간 단위 별로 설치되고, 상기 센서노드가 상기 인터노드에 의해 센싱되지 않는 단위 건축물의 사각 공간 내에 설치되고, 상기 싱크노드가 상기 인터노드 및 상기 센서노드를 통합 관리할 수 있는 개방형 대형 공간, 중앙공간, 또는 대공간의 중심부에 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 센서노드는 공간인식 타입의 센서노드와, 재난감지 또는 환경상태 변화감지 타입의 센서노드를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 인터노드는 상기 단위 건축물의 실내 환경 상태를 감지하여 관련 정보를 사용자에게 디스플레이하고, 사용자가 UI에 의해 실내 환경 상태를 제어할 수 있도록 상기 단위 건축물의 제어시스템과 연결되며, 상기 관제시스템부에서 제공되는 건물 환경 상태 정보 및 안전정보를 제공하고, 상기 단위 건축물의 비상 상태 여부를 판단하여 대피 관련 정보를 제공하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 인터노드는 건축물 벽체에 고정설치되는 하우징 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 공간, 화재, 지진, 화생방, 온도, 습도, 공기오염상태, 미세먼지 수치를 포함하는 적어도 하나 이상의 환경인자를 센싱하는 센싱 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 상기 센서노드, 상기 싱크노드, 상기 관제 시스템부, 상기 U-City 통합운영센터부, 또는 사용자와 통신을 하기 위한 무선 통신 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 상시 전원과 비상 전원을 포함하는 전력공급 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 사용자에게 정보를 전달하고 사용자가 조작하도록 구성되는 디스플레이 유닛;및 상기 하우징 유닛에 구비되고, 사용자에게 정보를 전달하기 위한 정보 전달 유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 디스플레이 유닛은 상기 단위 건축물의 실내 환경 상태를 상시 정상모드, 관심모드, 경계모드, 심각 모드와 같은 점진적인 단계로 구분하여 서로 다른 색상과 휘도의 광을 조사함으로써 실내 상태를 표시하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 정보전달 유닛은 스피커, 광원, 마이크, 또는 비상호출 버튼에 의해 실내 환경이나 비상상태에 대한 정보를 전달도록 구성되고, 상기 광원은 색변화와 휘도조절을 이용하여 실내 공간 상에 대피 경로를 제시하거나 표시하도록 구성되고, 상기 스피커는 현재 비상상황에 따라 경보음을 다르게 하여 전달하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 싱크노드는 상기 인터노드 및 상기 센서노드에 의한 정보를 통합하여 공간 상태 및 환경 상태를 판단하여 상기 관제 시스템부에 전송하고, 상기 관제시스템부에서는 빌딩 전체의 종합된 최종 가공정보인 비상시 실시간 대피경로 등의 재난 정보와 상시 건물의 안전 및 환경 정보를 상기 인터노드와 스마트 디바이스에 전달하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 싱크노드는 건축물 천장에 고정설치되는 하우징 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 공간, 화재, 지진, 화생방, 온도, 습도, 공기오염상태, 미세먼지 수치를 포함하는 적어도 하나 이상의 환경인자를 센싱하는 센싱 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 상기 센서노드, 상기 싱크노드, 상기 관제 시스템부, 상기 U-City 통합운영센터부, 또는 사용자와 통신을 하기 위한 무선 통신 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 상시 전원과 비상 전원을 포함하는 전력공급 유닛; 상기 하우징 유닛에 구비되고, 사용자에게 정보를 전달하기 위한 정보 전달 유닛; 및 상기 하우징 유닛에 구비되고, 실내 공간을 센싱하기 위한 광센서 유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광센서 유닛은 광을 조사하여 공간과의 거리를 측정함으로써 벡터값에 의해 공간 상태를 스캔하여 공간정보를 센싱하는 광센서를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광센서 유닛은 상기 하우징 유닛에 회전가능하게 연결되는 회전바;및 상기 회전바의 양단에 회전가능하도록 연결되는 광센서를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 정보전달 유닛은 실내 공간의 바닥면에 재난관련 정보 및 피난관련 정보 영상을 디스플레이하도록 구성되는 빔프로젝터와, 실내 공간의 비상구를 지시하도록 레이저를 조사하는 레이저유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 하우징 유닛은 임베디드 시스템보드로 구성되는 회로유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 센서모듈은 상기 단위 건축물의 환경 상태 및 비상 상태와 관련된 정보를 사용자에게 무선 통신 방식에 의해 전달하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 센서모듈은 상시에는 실내환경, 안전, 보안, 에너지를 포함하는 4S 정보를 제공하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 센서모듈은 광을 조사하여 재실자에게 이동경로를 제공하는 하나 이상의 조명유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명은 다중 센싱 노드를 통해 분산된 감지기능을 하나로 통합하고 복합,사회적 재난을 파악할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 건물 공간의 위치 특징 및 센서의 기능에 따라 구분하여 안전 정보 제공 및 실시간 재난 상황에 효과적으로 대응할 수 있고, 네트워크 구성방식을 통해 빠른 상호 재난정보교환 및 재난분석을 용이하게 한 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 단순한 재난정보 및 안전정보의 제공뿐만 아니라 조명, 에너지, 냉난방 등 빌딩의 자동화 및 지능형 시스템과 연계될 수 있도록 하여 스마트빌딩을 구현하여 대중적 활용성을 높일 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 각 건물의 재난정보가 U-City 통합운영센터에 연계되어 지역적 재난정보를 수집·분석·대응함에 따라 도시 전반의 지능적이고 안전한 스마트도시 플랫폼을 구축할 수 있으며, 수동적이고 단방향적인 기존 재난대응 방식에서 벗어나 도시 전체가 능동적으로 재난상황에 대처할 수 있는 재난 대응 시스템을 구축할 수 있다.

다섯째, 본 발명은 인터노드 및 싱크노드에 지능형 센싱 보드(SSB)를 탑재하여 네트워크로 연결된 정보를 집적, 분석 및 판단하여 재난상황을 신속하고 효과적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 구성상태를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 센서모듈의 배치상태를 보인 배치도.
도 3a는 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 센서노드의 일실시예를 보인 사시도.
도 3b는 도 3a의 분해사시도.
도 4a는 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 센서노드의 다른 실시예를 보인 사시도.
도 4b는 도 4a의 분해사시도.
도 5a는 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 인터노드의 일실시예를 보인 사시도.
도 5b는 도 5a의 분해사시도.
도 6a 및 6b는 도 5a의 인터노드의 UI를 보인 디스플레이 화면.
도 7a는 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 싱크노드의 일실시예를 보인 사시도.
도 7b는 도 7a의 분해사시도.
도 8a 및 도 8b는 도 7a의 싱크노드의 작동상태를 보인 작동상태도.
도 9는 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 조명유닛을 보인 사시도.
도 10은 도 9의 조명유닛의 작동상태를 보인 작동상태도.
도 11은 본 발명에 의한 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 네트워크 상태를 보인 구성도.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템을 구성하는 센싱 모듈부의 구성과 배치의 예를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도시에 포함되는 단위 건축물에 구비되어 환경 인자를 센싱하도록 구성되는 센서모듈(100); 상기 단위 건축물 각각에 마련되어 상기 센서모듈로부터의 정보를 제공받아 관리하는 관제 시스템부(미도시); 및 상기 센서모듈 또는 상기 관제 시스템부로부터 정보를 제공받아 관리하는 U-City 통합운영센터부(200)를 포함한다.

본 발명에 있어서 도 1은 화재의 경우만을 나타낸 것을 도시하고 있으나, 지진이나 화생방 등 다른 경우도 화재와 함께 또는 별개로 복합적으로 대응할 수 있는 시스템을 제공한다.

상기 센서모듈(100)은 크게 환경 인자를 검출하고 전송하는 센서노드(sensor node)(110)와; 환경 인자를 검출하고 상기 센서노드(110)의 정보를 제공받아 집적하며 건축물에 설비되는 제어 기기와 연동되는 인터노드(internode)(120); 및 환경 인자를 검출하고 상기 센서노드(110)와 인터노드(120)의 정보를 집적하여 관리하며, 상기 U-City 통합운영센터부(200)와 상호 정보 교환 가능하게 구성되는 싱크노드(sink node)(130)를 포함한다.

상기 센서모듈(100)의 센서들은 건물 내에서 온도, 습도, 연기, 가스, 진동, 방사능 센서 등의 다양한 센서들이 선택적으로 결합된 통합센서를 통해 상시에는 4S(환경(Smart environment), 보안(Secure), 안전(Safety), 에너지(Sustainable energy)) 정보를 제공하고 공조기기 등의 스마트 환경제어 기능을 수행하고, 화재, 지진, 방사능, 화생방과 같은 비상시에는 재난 대응 및 대피 기능을 수행하도록 구성된다.

상기 센서모듈(100)의 센서노드(110), 인터노드(120), 및 싱크노드(130)는 공간의 크기별로 배치되어 각각 공간의 환경 정보를 센싱하고 센싱된 정보에 따라 상시에는 환경상태를 제어하고, 비상시에는 재난 감지 및 대피 정보를 제공하는 역할을 한다.

상기 센서노드(110), 인터노드(120) 및 싱크노드(130)는 모두 물리적인 현상을 관측하기 위한 센싱 기능 및 센싱된 정보를 통신하기 위한 통신 기능을 갖는다. 상기 센서노드(110), 인터노드(120) 및 싱크노드(130) 각각은 예를 들어 건축물의 기본 물리적인 현상을 센싱하기 위한 화재 센서, 진동 센서, 환경 센서, 온도 센서 등의 접촉 또는 비접촉 센서를 포함하는 다중 또는 단일센서, 그리고 다른 구성요소와의 유무선 통신을 위한 유무선 통신 인터페이스를 포함한다.

상기 센서노드(110)와 인터노드(120) 그리고 싱크노드(130)는 그 배치에 있어서 센서노드(110)는 상대적으로 가장 작은 영역(zone)에 하나 이상 배치되고, 상기 인터노드(120)는 센서노드(110)가 배치되는 영역보다 크고 상기 싱크노드(130)가 배치되는 영역보다 작은 영역에 하나 이상 배치되며, 상기 싱크노드(130)는 상대적으로 가장 큰 영역에 하나 이상 배치된다.

다시 말해서, 상기 센서노드(110)와 인터노드(120) 그리고 싱크노드(130)가 배치됨에 있어, 상기 센서노드(110)와 인터노드(120) 그리고 싱크노드(130)가 배치되는 영역의 사이즈는 상기 센서노드(110), 인터노드(120), 싱크노드(130)의 순서대로 그 사이즈가 커진다(싱크노드>인터노드>센서노드). 즉, 단위 건축물의 공간에 상기 센서노드(110)와 인터노드(120) 그리고 싱크노드(130)의 배치 밀도는 센서노드, 인터노드, 그리고 싱크노드 순으로 높다.

상기 센서노드(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이 천장 안, 팬룸, 기계실, 창고 등과 같은 취약 구역, 상기 인터노드나 싱크노드가 설치되는 않은 사각 지대(구역), 그 밖에 센싱이 필요한 공간에 설치될 수 있다. 상기 센서노드(110)는 인터노드(120)나 싱크노드(130)에 의해 센싱되지 않는 사각지대에 대한 공간정보 및 환경정보 등을 센싱함으로써 인터노드(120) 또는 싱크노드(130)의 보조역할을 한다.

상기 센서노드(110)는 공간인식, 재난감지 및 환경상태변화 감지와 같은 역할을 수행한다. 도 3a 및 도 4b에는 상기 센서노드(110)에 대한 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 상기 센서노드(110)는 공간인식, 재난감지, 온도를 포함하는 환경상태 변화감지와 같은 역할을 개별적으로 수행하도록 특정될 수 있다. 도 3a 및 3b는 재난감지 및 환경상태 변화감지 역할을 수행하는 센서노드(110A)이다.

상기 센서노드(110A)는 일체로 결합되도록 구성되는 두 개의 하우징 유닛(111); 상기 하우징 유닛(111)에 설치되며 칩셋 등이 마련된 회로 유닛(112); 상기 하우징 유닛(111)에 설치되는 온도, 습도, 진동, 화재, 공기질 등에서 적어도 하나 이상의 환경인자를 센싱하는 하나 이상의 환경인자 센싱 유닛(113); 상기 하우징 유닛(111)에 구비되는 무선통신 유닛(114);및 상기 하우징 유닛(111)에 구비되고, 전력을 필요로 하는 구성요소에 전력을 제공하기 위한 전력공급 유닛(115)을 포함한다.

상기 센서노드(110)의 다른 실시예로 도 4a 및 4b는 공간인식 역할을 수행하는 센서노드(110B)가 도시되어 있다. 상기 센서노드(110B)는 천장에 부착되는 형태로서 센서가 설치된 공간의 정보를 구현하고 동기화하는 역할을 한다.

상기 센서노드(110B)는 두 개의 하우징 유닛(111); 무선통신 유닛(114); 상기 하우징 유닛(111)에 연결되는 전력공급 유닛(115)을 포함하고, 내부에 공간인식 센서부(116) 및 광센서 유닛(117)을 더 포함한다.

그리고, 상기 하우징 유닛(111) 중 상측에 구비되는 하우징 유닛(111)에는 천장 매립형 소켓(111s)이 더 구비될 수 있다.

상기 센서노드(110B)는 실내 전체 공간을 스캔하도록 구성되는 위치측정기(도시되지 않음)에 광센서 유닛(117)이 구비되고, 광센서 유닛(117)을 통해 거리를 측정함으로써 벡터화된 측정정보를 얻도록 구성된다.

즉, 광센서에 의해 공간스캔을 하고, 공간스캔을 통해 취득되는 벡터 정보에 의해 좌표변환함수를 이용하여 공간을 묘사함으로써 공간 정보를 구현할 수 있다. 상기 광센서에 의해 구현된 공간정보는 아래에서 설명할 싱크노드(130) 또는 관제 시스템부 또는 U-City 통합운영센터부(300)로 전송되고, 상기 싱크노드(130) 또는 관제 시스템부 또는 유시티 통제부는 기저장된 BIM 공간 데이터 등과 취합하여 현재 공간의 상태를 추정한다.

즉, 기존의 공간 데이터에 의해 공간 상태를 세팅하고, 광센서에 의해 측정된 공간 스캔 정보에 의해 공간 내에 설치된 시설물이나 재실자 상태 등을 예측할 수 있다.

상기 센서노드(110)는 SUN, Zigbee, WIFI와 같은 다양한 무선통신 USN 방식에 의해 인터노드(120) 또는 싱크노드(130)와 연결되고, 공간 내의 사용자와도 연결된다. 상기 센서노드(110)는 아래에서 설명할 인터노드(120)의 일부 기능이 제외되는 형태로 구성될 수도 있고, 물체 또는 벽에 직접 부착하거나 천장이나 바닥에 매립하는 형태, 또는 감을 수 있는 자유형태와 같이 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 인터노드(120)는 주변 센서노드로부터의 정보를 집적하고 재난 발생과 같은 비상 시와 평상시 실내 환경감지 기능을 통합적으로 실행하고, 건물의 에너지 및 자동화 기기와 같은 제어 기기와 연계되도록 하여 관련 정보를 디스플레이하고 제어할 수 있도록 구성된다.

상기 인터노드(120)는 실 단위 공간(예를 들면, 큰방, 작은 방, 거실, 부엌, 창고 등 하나의 격실)에 배치되며, 벽면에 부착되는 부착형으로 구성됨으로써, 사용자에게 UI를 제공하여 사용자가 인터노드(120)에 디스플레이되는 내용에 의해 환경 상태를 체크하거나 비상시 탈출경로, 피난처, 센서 이상정보, 공간배치와 사물형태 등을 파악할 수 있다.

상기 인터노드(120)의 구체적인 형태와 기능에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 도 5a는 본 발명에 따른 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 센서모듈을 구성하는 인터노드의 일 실시 형태를 도시한 정면도이고, 도 5b은 본 발명에 따른 통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템의 디스플레이 및 UI를 구성하는 인터노드의 일 실시 형태를 도시한 분해 사시도이다.

상기 인터노드(120)는 유닛 수용부재(121); 상기 유닛 수용부재(121)에 설치되며 칩셋 등이 마련된 회로 유닛(122); 상기 유닛 수용부재(121)에 설치되는 화재, 지진, 화생방, 온도, 습도, 공기오염 상태, 미세먼지 수치 등에서 적어도 하나 이상의 환경인자를 센싱하는 하나 이상의 환경인자 센싱 유닛(123); 상기 유닛 수용부재(121)에 구비되는 무선통신 유닛(124); 상기 유닛 수용부재(121)에 구비되는 정보 전달 유닛(125); 전력을 필요로 하는 구성요소에 전력을 제공하기 위한 전력공급 유닛(126); 상기 유닛 수용부재(121)의 일면에 구비되고 상기 회로 유닛과 전기적으로 연결되는 터치식 디스플레이 유닛(127); 및 상기 유닛 수용부재(121)를 커버하는 전후방의 하우징 유닛(128)을 포함한다.

여기에서, 상기 회로 유닛(122)은 다른 제어 기기를 제어하기 위한 제어 라인과 연결되도록 구성될 수 있으며, 이 회로 유닛(122)은 환경인자 센싱 유닛(123) 및 제어 기기의 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 회로 유닛(122)은 사용자의 터치 제어 또는 원격 제어를 통해 사용자가 선택하는 정보를 상기 디스플레이 유닛(127)을 통해 디스플레이하도록 구성된다.

상기 회로 유닛(122)은 지능형센싱보드(SSB)와 같은 임베디드 시스템보드로 구성되어, 상기 환경인자 센싱 유닛(123)에 의해 센싱된 다수의 센싱정보를 집적하여 환경상태 및 비상상태를 판단하고 그에 따라 환경 상태 및 피난 안내 등을 신속하게 수행하도록 하여 능동적 제어가 가능한 중앙제어부와 같은 역할을 한다.

상기 회로 유닛(122)은 센싱 유닛(123)에 의해 센싱된 정보에 따라 상시에는 실내 환경 상태, 안전정보 및 건물에 대한 정보 등을 제공하고, 비상시에는 비상상태를 나타내거나 기저장된 피난 프로그램 등에 의해 피난 경보 및 기타 재난대응정보를 제공하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 회로 유닛(122)은 상기 싱크노드(130)의 기능이 불능인 상태가 되면 싱크노드(130)의 대체역할로서 관제시스템부 또는 U-City 통합운영센터부(200)와 통신을 수행하여 주변 센서노드 및 자체 인터노드의 센싱노드(110)로부터 센싱정보를 전달하도록 구성될 수 있다.

상시 센싱 유닛(123)은 열, 진동, 연기, 광센서 등을 이용하여 실내 환경을 감지하는 역할을 하는 것으로서 실내 공간의 환경 정보와 관련된 모든 센서를 포함할 수 있다.

상기 정보전달 유닛(125)는 스피커, 광원, 마이크, 비상호출 버튼 등과 같은 유닛을 포함하여 실내 환경이나 비상상태에 대한 정보를 전달하는 역할을 한다. 상기 정보전달 유닛(125)은 정상-관심-경계-심각모드와 같은 점진적 변화 단계별 안전등급에 따른 상황 및 대응정보를 자체 포함된 유닛들을 통해 사용자에게 상황을 전달하거나 관제시스템부 및 U-City 통합운영센터부(200)에 알리는 음성안내와 경보음, 광원의 색과 휘도변화, 비상호출버튼 제보 등을 통해 통제실에 알리는 역할을 한다.

특히, 상기 정보전달 유닛(125)은 측면의 LED 유닛(125e)을 이용해 점진적인 단계별 안전등급 및 이상여부를 광원의 색변화와 휘도차이를 이용하여 실내의 상황정보를 파악할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고, 정보전달 유닛(125)의 스피커나 마이크를 통해 현재 비상상황에 따라 경보음, 음성알림을 다르게 하여 재실자에게 전달하는 것과 더불어 관제시스템부 및 U-City 통합운영센터부(200)도 위험상황을 제보하거나 상호 정보교환을 할 수 있으며, 비상호출 버튼을 통하여 바로 알리도록 구성될 수도 있다.

상기 전력공급 유닛(126)은 상시전력과 비상전력을 모두 사용할 수 있도록 구성된다. 즉, 상시에는 유선을 통한 전력방식으로 전력을 공급하도록 하고, 단전이 되는 비상시에는 배터리 등과 같은 예비전력에 의해 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 상기 전력공급 유닛(126)은 배터리 소진 시 경보음이 발생하고 간편한 교체방식으로 상시 예비전력을 보유하도록 구성될 수 있다.

상기 터치식 디스플레이 유닛(127)은 화면 디스플레이를 통해 정보를 전달하거나 사용자가 터치하여 환경 상태를 확인하거나 기기상태를 제어하도록 하는 역할을 한다. 도 6a 및 도 6b에는 상기 디스플레이 유닛(127)을 통해 디스플레이되는 상태가 도시되어 있다.

도 6a에는 상기 인터노드(120)의 상시 정상모드(A), 상시 관심모드(B), 비상시 경계모드(C), 비상시 심각모드(D)와 같은 점진적인 단계별 안전등급 상황에 따른 예가 각각 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 각 모드에 따라 서로 다른 광원으로 광을 조사함으로써 현재 상태를 나타내고, 단전과 같은 상황에서 고휘도의 광을 조사하여 재실자에게 실내 공간 상태나 탈출경로 등의 위치를 파악할 수 있도록 하는 역할을 할 수도 있다.

상기 디스플레이 유닛(127)의 디스플레이되는 상태를 보다 상세하게 나타낸 도면이 도 6b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상시모드에서는 실내 환경, 안전, 보안, 에너지의 4S 시스템에 대한 각 지표가 디스플레이되도록 표시될 수 있고, 중앙에는 현재 실내의 재실명, 층, 호수 등 건물 및 실별 정보 등이 표시된다(도 6b의 A 참조).

그리고, 환경지수에서는 온도, 습도, 공기오염상태, 미세먼지 수치 등이 표시될 수 있고, 건물의 자동화 및 공조시스템과 연계되어 사용자가 필요에 따라 직접 설정하거나 자동 설정되도록 구성될 수 있다. 또한, 에너지 사용지수 등을 표시하여 사용자가 실의 환경정보 변화 추이 등을 파악할 수 있게 한다.

상기 디스플레이 유닛(127)은 터치 잠금기능을 통해 일반재실자와 관리자 모드를 구부하여 조작설정 및 확인할 수 있는 정보 노출을 제한시켜 사용자가 제공받을 수 있는 정보, 조작기능 설정 등 접근성과 정보노출을 제한할 수 있게 한다.

관심모드에서는 이상수치가 발생된 요소를 다른 색상으로 표현하여 이상상태를 나타낼 수 있다. 또한, 관제시스템부와 같은 관리부의 전달사항이나 메모등이 디스플레이될 수도 있다(도 6b의 B 참조).

경계모드에서는 CCTV 설치대수 중 일정 비율 이상이 미작동하거나 보안시스템에 이상감지가 발생하거나 전산시스템의 오류가 발생하거나 화재의 발생 및 초기발화, 붕괴로 인한 자재 이탈 및 균열발생, 대피가 필요한 가스누출과 같은 상황을 나타내며 인터노드 주변의 조명을 확산시키고 색상을 변화시킴으로써 고지한다.

심각모드에서는 긴급한 비상상태에 대한 정보를 제공하고, 그에 따라 피난 경로를 제공하도록 구성될 수 있다. 비상모드는 화재와 같은 재난 및 DDos 공격과 같은 보안상태 등이 다양하게 표시될 수 있다(도 6b의 C 참조).

상기와 같이 구성된 인터노드(120)는 상시에는 스마트 환경제어 역할을 하고, 비상시에는 통합형 재난감시 기능을 하도록 구성되는 것으로서, 사용자에게 직접적으로 정보를 제공하는 역할을 하고, 노드 네트워크 상에서는 싱크노드(130)와 센서노드(110)의 매개체 역할을 한다.

상기 인터노드(120)와 연동되는 싱크노드(130)는 다수의 센서정보를 집적하여 재난 발생시 빠른 분석과 판단으로 신속하게 대처하고 대량의 정보관리 및 통제실로의 원활한 상호 정보교환이 가능하도록 하는 역할을 한다.

상기 싱크노드(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이 개방형 대형공간, 중앙공간이나 가자 파악이 용이한 곳에 설치되는 것으로서 다수개의 인터노드(120) 및 센서노드(110)와 네트워크 및 정보전송이 원활할 수 있는 장소에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 싱크노드(130)는 인터노드(120)와 접촉식 센서를 제외한 센서노드(110) 기본 구성을 모두 포함할 수 있으나, 사용자가 직접 조작하는 유닛이 아니기 때문에 터치식 디스플레이 유닛(127)은 포함하지 않는 것이 바람직하다.

도 7a 및 7b에는 상기 싱크노드(130)에 대한 바람직한 실시예가 각각 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 싱크노드(130)는 유닛 수용부재(131); 상기 유닛 수용부재(131)에 설치되며 칩셋 등이 마련된 회로 유닛(132); 상기 유닛 수용부재(131)에 설치되는 화재, 지진, 화생방, 온도, 습도, 공기오염 상태, 미세먼지 수치 등에서 적어도 하나 이상의 환경인자를 센싱하는 하나 이상의 환경인자 센싱 유닛(133); 상기 유닛 수용부재(131)에 구비되는 무선통신 유닛(134); 상기 유닛 수용부재(131)에 구비되는 정보 전달 유닛(135); 전력을 필요로 하는 구성요소에 전력을 제공하기 위한 전력공급 유닛(136); 상기 유닛 수용부재(131)에 구비되는 광센서 유닛(137); 상기 광센서 유닛(137)과 연결되는 공간인식 센서부(138);및 상기 유닛 수용부재(131)를 커버하는 전후방의 하우징 유닛(139)을 포함한다.

여기에서, 상기 회로 유닛(132)은 인터노드(120)와 같이 지능형센싱보드(SSB)와 같은 것으로 구성되어, 상기 환경인자 센싱 유닛(123)에 의해 센싱된 다수의 센싱정보를 집적하여 환경상태 및 비상상태를 판단하고 그에 따라 환경 상태 및 피난 안내 등을 신속하게 수행하도록 하여 능동적 제어가 가능한 중앙제어부와 같은 역할을 한다.

상기 회로 유닛(132)은 센싱 유닛(123)에 의해 센싱된 정보에 따라 상시에는 실내 환경 상태, 안전정보 및 건물에 대한 정보 등을 제공하고, 비상시에는 비상상태를 나타내거나 기저장된 피난 프로그램 등에 의해 피난 경보 및 기타 재난대응정보를 제공하도록 구성될 수 있다.

상기 정보전달 유닛(135)는 빔프로젝트, 레이저 조명, 스피커, 광원, 마이크, 비상호출 버튼 등과 같은 유닛을 포함하여 실내 환경이나 비상상태에 대한 정보를 전달하는 역할을 한다.

상기 정보전달 유닛(135)은, 도 8a와 같이 측면의 LED 유닛(135e)을 이용해 점진적인 단계별 안전등급 및 이상여부를 광원의 색변화와 휘도차이를 이용하여 실내의 상황정보를 파악할 수 있도록 구성될 수 있다.

특히, 상기 정보전달 유닛(135)은 내부의 스피커나 마이크를 통해 현재 비상상황을 전달하는데, 도 7b에 도시된 바와 같이 연기가 발생하는 경우에도 비상구의 위치 및 방향을 알 수 있도록 레이저 조명을 통해 표시할 수 있으며, 상황에 따른 영상이나 화재위치, 대피경로와 관련된 맵 영상을 빔프로젝트 영상을 바닥면에 출력함으로써 필요시 재난방송 및 기타 정보 등을 효과적으로 전달하도록 구성될 수 있다.

상기 광센서 유닛(137)은 실내 전체 공간을 스캔하도록 구성되는 위치측정기(도시되지 않음)에 의해 거리를 측정함으로써 벡터화된 측정정보를 이용하여 좌표변환함수를 이용하여 공간을 묘사함으로써 공간 정보를 구현할 수 있다.

상기 광센서 유닛(137)은 상기 유닛 수용부재(131)에 회전가능하도록 연결되는 회전바(137b); 상기 회전바(137b)의 양단에 연결되는 광센서(137s)를 포함한다.

상기 회전바(137b)는 도 7b의 세부 상세도에 도시된 바와 같이 360° 회전가능하도록 구성되고, 상기 회전바(137b)의 양단에 연결되는 광센서(137s)는 상기 회전바(137)의 회전방향에 대한 수직방향으로 일정각도 회전이 가능하도록 구성된다. 따라서, 상기 회전바(137b) 및 광센서(137s)에 의해 공간 전체에 대한 광센싱 스캔이 가능하다.

또한, 상기 인터노드(120)의 정보 전달 유닛(125)에 의해 대피 정보 등을 재실자에게 제공할 수 있다. 다만, 상기 싱크노드(130)는 비상시 긴급한 재난상황 및 대피정보를 전달하여 대응하도록 하는 것에 특화되어 있으나 상시에도 환경상태의 정보 등을 전달하고 제어할 수 있다.

상기 싱크노드(130)의 주된 기능은 다수개의 인터노드(120) 및 센서노드(110)에 의해 정보를 통합하여 공간상태를 정확하게 판단하고 그에 따른 대처 방안을 신속하게 제시하는 것이다.

즉, 싱크노드(130)는 다수개의 인터노드(120) 및 센서노드(110)에 의한 정보에 기초하여 부정확한 정보를 배제하여 정확한 정보를 관제시스템부 등에 전송할 수 있고, 다수개의 노드에 의한 정보에 의해 1차적인 비상 상태를 감지하여 각각의 노드의 상태를 제어하고 제어된 상태를 관제시스템부에 전송하는 역할을 할 수 있다.

그리고, 상기 싱크노드(130)는 자신의 상태를 판단하여 차순위 싱크노드(130)에 제어상태를 위임하도록 구성될 수 있다. 즉, 화재, 단전 등에 의해 싱크노드(130)가 기능을 상실하는 경우에는 가장 인접하는 싱크노드(130)나 인터노드(120)에 제어상태를 위임하도록 프로그래밍될 수도 있다.

또한, 상기 싱크노드(130)는 판단되어야 할 데이터의 양에 따라 자체 판단 여부를 결정할 수도 있다. 즉, 공간데이터 판단과 같이 데이터 판단량이 많은 경우에는 공간데이터 정보를 관제시스템부에 전송하여 공간상태에 대한 정보를 판단하도록 할 수 있고, 열이나 연기 등과 같이 데이터량이 적은 경우에는 자체 판단을 통해 현재 상태를 제어할 수 있다.

상기에서 설명한 인터노드(120) 및 싱크노드(130)는 실내 상태에 대한 취합 및 판단정보를 WIFI 방식 등을 통해 관제시스템부로 전달 후 최종 종합 및 가공된 정보를 재실자에게 전달하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 인터노드(120) 및 싱크노드(130)는 재실자와 연동되는 통신 시스템에 의해 재실자 정보를 파악하여 비상시의 대피경로 판단, 피난처 제공, 안정정보 제공 여부 및 위치정보 제공을 판단하는데 사용할 수도 있다.

도 9 및 도 10에는 상기 노드들과 일체로 구비되거나 별개의 유닛으로 구비될 수 있는 조명유닛(140)은 광을 통해 재실자에게 탈출경로를 제시하기 위한 역할을 한다.

상기 조명유닛(140)은 주로 천장에 부착되는 센서노드(110)나 싱크노드(130)와 일체로 형성되어 구성될 수도 있고, 도 9와 같이 별도의 독립유닛으로 천장이나 벽면에 고정설치되거나 바닥에 매설될 수 있다.

상기 조명유닛(140)은 센서노드(110) 또는 싱크노드(130)와 연동하여 재실자에게 출입구 위치나 탈출경로를 제시할 수 있다. 재실자는 실내에 배치되는 조명유닛(140)의 광을 따라 탈출로를 찾을 수 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이 다수개의 조명유닛(140)과 센서모듈(100)이 연동되어 피난루트를 제공할 수 있다.

상기 조명유닛(140)은 대공간 상에 설치되는 싱크노드(130) 방향으로 우선 광을 조사하도록 구성되나, 그 전에 출입구가 더 가까우면 출입구 방향으로 바로 인도한다.

그리고, 싱크노드(130)로 전달된 광은 최단거리 출입구까지 배치되는 조명유닛(140) 또는 센서노드(110)를 통해 출입구까지 전달된다. 만약, 재실자가 탈출하는 도중에 출입구가 봉쇄되면 조명유닛(140)과 센서모듈(100)의 노드들이 광 조사 방향을 바꿔 재실자가 안전하고 유연하게 출입구까지 이동할 수 있도록 할 수 있다.

상기 조명유닛(140)을 통한 이동경로 안내는 개별인원에 대한 것이 아니고, 군집화된 재실지를 위한 것으로서, 각 개인은 각자가 소지하고 있는 스마트 디바이스를 통해 제공되는 안전경로와 눈앞의 위치와 방향을 식별하여 전체 경로를 파악함으로써 최적화된 안전경로를 찾을 수 있다.

상기 노드들과 연동되는 관제 시스템부는 인터노드와 싱크노드에 의해 전달되는 정보를 종합, 분석하여 인터노드의 디스플레이와 재실자의 스마트 디바이스에 상시에는 4S 정보 및 건물 안정정보를 전달하고, 비상시에는 재난정보나 실시간 대피정보를 전달함으로써 통합 대응 정보를 제공하는 역할을 한다.

상기 관제 시스템부는 지진, 화재, 화생방 등 재난 상황 분류에 따른 재난 대응 및 안전정보가 제공될 수 있도록 하고, U-City 통합운영센터부(200)는 각 관제시스템부로부터 재난정보를 수집하여 도시 기반의 광범위한 재난의 규모, 진행방향, 재난발생이 예측되는 위험요소 등을 파악하여 관제 시스템부에 정보를 제공하는 방식으로 구성될 수 있다.

상기 U-City 통합운영센터부는 도시 내의 각 건물들로부터 수집되는 정보를 통해 대규모 재난 흐름을 예측하고, 평상시에 이상 징후의 관찰을 통해 신속한 재난 대응이 가능하도록 한다.

보다 상세하게는 지진 발생시에는 관제시스템부로부터 수집되는 정보를 통해 건물이나 도시 내의 실시간 지진 충격파를 모니터링하고, 지진 파형 분포에 따른 지표 주변의 지질 구조를 파악하여 지진 진행 방향을 예측함으로써 대피 정보를 순차적으로 제공할 수 있다.

그리고, 화재 발생시에는 화재 관련 기본 정보를 통해 출동명령 하달 및 소방 차량을 통재함으로써 신속한 대응이 가능하도록 할 수 있으며, 통신 두절시 위성 또는 도시 내의 가로등 등을 거쳐 대피자와의 통신을 통해 정보를 제공하도록 할 수 있으며, 도시 내의 화재 분포를 계산하여 대피자에게 대규모 화재로부터 먼 곳으로 대피 경로를 안내할 수도 있다. 또한, 화재 진압을 위한 소방관들에게 피해 건물의 내부 구조와 내외장재 소재 정보 등을 제공함으로써 화재 진압이 용이하도록 보조할 수도 있다.

또한, 화생방 발생시에는 생화학 또는 방사능 물질 등의 확산분포를 모니터링하여 확산분포를 예측해내고, 그에 따른 피해 예방 대책이나 루트를 제공할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 센서모듈 110 : 센서노드
120 : 인터노드 130 : 싱크노드
200 : U-City 통합운영센터부

Claims (17)

1. 도시에 포함되는 단위 건축물에 구비되어 환경 인자를 센싱하도록 구성되는 센서모듈;
   상기 단위 건축물 각각에 마련되어 상기 센서모듈로부터의 정보를 제공받아 관리하는 관제 시스템부; 및
   상기 센서모듈 또는 상기 관제 시스템부로부터 정보를 제공받아 관리하는 U-City 통합운영센터부를 포함하고,
   상기 센서모듈은
   상기 단위 건축물의 환경 인자를 검출하고 전송하는 센서노드;
   상기 센서노드와 연결되고, 상기 환경 인자를 검출하고 상기 센서노드의 정보를 제공받아 환경 상태를 판단하여 그에 따른 대응 정보를 제공하는 인터노드;및
   상기 센서노드 또는 상기 인터노드와 연결되고, 상기 센서노드 또는 인터노드의 정보를 집적하여 관리하며, 상기 U-City 통합운영센터부와 상호 정보 교환을 하는 싱크노드를 포함하는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서모듈은
   평상시에는 상기 단위 건축물의 환경 인자에 대한 정보를 사용자에게 제공하고, 사용자에 의해 상기 단위 건축물 내부의 환경 상태를 제어하도록 구성되고,
   비상시에는 상기 단위 건축물의 비상상태에 대한 안전 및 재난정보 및 대피 관련 정보를 상기 인터노드 및 스마트디바이스를 통해 사용자에게 제공하도록 구성되는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 인터노드가 사용자가 조작할 수 있도록 상기 단위 건축물의 실내 공간 단위 별로 설치되고,
   상기 센서노드가 상기 인터노드에 의해 센싱되지 않는 단위 건축물의 사각 공간 내에 설치되고,
   상기 싱크노드가 상기 인터노드 및 상기 센서노드를 통합 관리할 수 있는 개방형 대형 공간, 중앙공간, 또는 대공간의 중심부에 설치되는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 센서노드는
   공간인식 타입의 센서노드와, 재난감지 또는 환경상태 변화감지 타입의 센서노드를 포함하는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 인터노드는
   상기 단위 건축물의 실내 환경 상태를 감지하여 관련 정보를 사용자에게 디스플레이하고, 사용자가 UI에 의해 실내 환경 상태를 제어할 수 있도록 상기 단위 건축물의 제어시스템과 연결되며, 상기 관제시스템부에서 제공되는 건물 환경 상태 정보 및 안전정보를 제공하고, 상기 단위 건축물의 비상 상태 여부를 판단하여 대피 관련 정보를 제공하도록 구성되는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 인터노드는
   건축물 벽체에 고정설치되는 하우징 유닛;
   상기 하우징 유닛에 구비되고, 공간, 화재, 지진, 화생방, 온도, 습도, 공기오염상태, 미세먼지 수치를 포함하는 적어도 하나 이상의 환경인자를 센싱하는 센싱 유닛;
   상기 하우징 유닛에 구비되고, 상기 센서노드, 상기 싱크노드, 상기 관제 시스템부, 상기 U-City 통합운영센터부, 또는 사용자와 통신을 하기 위한 무선 통신 유닛;
   상기 하우징 유닛에 구비되고, 상시 전원과 비상 전원을 포함하는 전력공급 유닛;
   상기 하우징 유닛에 구비되고, 사용자에게 정보를 전달하고 사용자가 조작하도록 구성되는 디스플레이 유닛;및
   상기 하우징 유닛에 구비되고, 사용자에게 정보를 전달하기 위한 정보 전달 유닛을 포함하는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 디스플레이 유닛은
   상기 단위 건축물의 실내 환경 상태를 상시 정상모드, 관심모드, 경계모드, 심각 모드와 같은 점진적인 단계로 구분하여 서로 다른 색상과 휘도의 광을 조사함으로써 실내 상태를 표시하도록 구성되는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 정보전달 유닛은
   스피커, 광원, 마이크, 또는 비상호출 버튼에 의해 실내 환경이나 비상상태에 대한 정보를 전달도록 구성되고,
   상기 광원은 색변화와 휘도조절을 이용하여 실내 공간 상에 대피 경로를 제시하거나 표시하도록 구성되고,
   상기 스피커는 현재 비상상황에 따라 경보음을 다르게 하여 전달하도록 구성되는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 싱크노드는
   상기 인터노드 및 상기 센서노드에 의한 정보를 통합하여 공간 상태 및 환경 상태를 판단하여 상기 관제 시스템부 또는 상기 U-City 통합운영센터부에 전송하고, 판단된 정보에 따라 비상시 실시간 대피경로 및 안전, 재난 관련 정보를 상기 인터노드 또는 상기 스마트 디바이스에 전달하도록 구성되는
   통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 싱크노드는
    건축물 천장에 고정설치되는 하우징 유닛;
    상기 하우징 유닛에 구비되고, 공간, 화재, 지진, 화생방, 온도, 습도, 공기오염상태, 미세먼지 수치를 포함하는 적어도 하나 이상의 환경인자를 센싱하는 센싱 유닛;
    상기 하우징 유닛에 구비되고, 상기 센서노드, 상기 싱크노드, 상기 관제 시스템부, 상기 U-City 통합운영센터부, 또는 사용자와 통신을 하기 위한 무선 통신 유닛;
    상기 하우징 유닛에 구비되고, 상시 전원과 비상 전원을 포함하는 전력공급 유닛;
    상기 하우징 유닛에 구비되고, 사용자에게 정보를 전달하기 위한 정보 전달 유닛; 및
    상기 하우징 유닛에 구비되고, 실내 공간을 센싱하기 위한 광센서 유닛을 포함하는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 광센서 유닛은
    광을 조사하여 공간과의 거리를 측정함으로써 벡터값에 의해 공간 상태를 스캔하여 공간정보를 센싱하는 광센서를 포함하는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 광센서 유닛은
    상기 하우징 유닛에 회전가능하게 연결되는 회전바;및
    상기 회전바의 양단에 회전가능하도록 연결되는 광센서를 포함하는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 정보전달 유닛은
    실내 공간의 바닥면에 재난관련 정보 및 피난관련 정보 영상을 디스플레이하도록 구성되는 빔프로젝터와,
    실내 공간의 비상구를 지시하도록 레이저를 조사하는 레이저유닛을 포함하는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
    
14. 제6항 및 제10항에 있어서,
    상기 하우징 유닛은
    임베디드 시스템보드로 구성되는 회로유닛을 더 포함하는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
    
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서모듈은
    상기 단위 건축물의 환경 상태 및 비상 상태와 관련된 정보를 사용자에게 무선 통신 방식에 의해 전달하도록 구성되는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 센서모듈은
    상시에는 실내환경, 안전, 보안, 에너지를 포함하는 4S 정보를 제공하도록 구성되는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.
    
17. 제15항에 있어서,
    상기 센서모듈은
    광을 조사하여 재실자에게 이동경로를 제공하는 하나 이상의 조명유닛을 포함하는
    통합형 센서모듈을 이용한 상시 환경제어 및 재난대응 관제시스템.

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