KR20170065217A - 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 복합 화재 감지기는 온도를 감지하여 온도 감지신호를 전송하는 온도 센서, 불꽃을 감지하여 불꽃 감지신호를 전송하는 불꽃 센서 및 연기를 감지하여 연기 감지신호를 전송하는 연기 센서를 포함하는 센서부와, 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들을 복합적으로 분석하여 화재의 발생 여부를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라 외부와의 통신을 수행하는 통신부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 감시 현장에 설치된 각종 센서들을 통해 수집한 데이터들을 감시 현장의 환경에 적합하게 설정된 판단 기준에 따라 복합적으로 분석함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템 {COMPLEX FIRE DETECTOR AND FIRE MONITORING SYSTEM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 감시 현장에 설치된 각종 센서들을 통해 수집한 데이터들을 감시 현장의 환경에 적합하게 설정된 판단 기준에 따라 복합적으로 분석함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건물 등의 시설물에는 화재 발생 상황에 대비하여 소방설비가 설치되어 있다. 여기에서, 소방설비란 소방 관련 법규에 의하여 그 설치가 의무화된 소방에 필요한 설비를 의미한다.

이러한 소방설비의 종류로는 직접 화재를 진압하기 위한 소화설비, 화재 발생시 또는 소화활동에 임할 수 있도록 화재를 탐지하고 이를 통보해 주기 위한 경보설비, 화재발생시 인명피해를 방지하기 위하여 사용되는 피난설비, 화재 진압에 필요한 소화용수를 저장하기 위한 소화용수 설비 및 화재 발생 시 소화 활동을 수행하기 위한 소화활동 설비 등이 있다.

또한, 소방설비의 이상 유무를 확인하기 위하여 소방기본법 및 소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률 등에서 정한 바에 따라 관할 소방서에서 1년에 1~2번 정기적으로 건물 등의 시설물에 설치된 소방설비에 대하여 점검을 실시하는 방식으로 소방설비에 대한 관리가 이루어진다.

그러나 소방설비의 운용 및 관리를 위한 인력과 비용의 발생을 이유로 건물 등의 시설물에 대한 관리가 평상시에 제대로 이루어지지 않으며, 소방서의 건물 등의 시설물에 설치된 소방설비에 대한 점검 또한 상시가 아닌 특정 시점에만 이루어져 소방설비의 이상 유무를 파악하는데에는 한계가 있다.

또한, 종래의 화재 감시 시스템의 경우 건물 등의 시설물에 설치되어 있는 다수의 센서들이 화재 발생을 감지하여 동작하면 상기 다수의 센서들과 연결되어 있는 화재 수신반이 동작하는 방식으로 건물 등의 시설물에 대한 화재 발생 여부를 판단하게 되는데, 실제 화재 발생 상황에 따라 센서가 동작하는 경우와 센서가 오작동하는 경우를 구분하는 것이 힘들다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 화재 감시 시스템은 화재를 감지하기 위한 여러 종류의 센서들로부터 화재와 관련한 데이터들을 수집하여 화재의 발생 여부를 판단하도록 구성되지만, 화재 판단에 있어서, 데이터들의 특성과 화재 감시 현장의 특성을 반영하지 않아 화재 판단의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제10-2010-0053128호(공개일자: 2010년 05월 20일, 명칭: 네트워크 기반의 화재 감시 시스템)

본 발명은 화재의 발생 여부에 대한 판단의 신뢰성과 신속성을 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 감시 현장에 설치된 각종 센서들을 통해 수집한 데이터들을 감시 현장의 환경에 적합하게 설정된 판단 기준에 따라 복합적으로 분석함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 센서들로부터 수집한 데이터를 기초로 1차적으로 화재 발생 여부를 판단하고, 2차적으로 관리자가 관련 영상을 통해 화재 현장을 확인할 수 있도록 함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도를 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 복합 화재 감지기는 온도를 감지하여 온도 감지신호를 전송하는 온도 센서, 불꽃을 감지하여 불꽃 감지신호를 전송하는 불꽃 센서 및 연기를 감지하여 연기 감지신호를 전송하는 연기 센서를 포함하는 센서부와, 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들을 복합적으로 분석하여 화재의 발생 여부를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라 외부와의 통신을 수행하는 통신부를 포함할 수 잇다. 여기서, 상기 제어부는 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 미리 설정된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 미리 설정된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 센서부는 습도를 감지하여 습도 감지신호를 전송하는 습도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 센서, 상기 불꽃 센서 및 상기 연기 센서가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 습도값에 비례하도록 설정된 감지신호별 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 감지신호별 화재판단 기준치 저장부를 참조하여 상기 습도 센서가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 감지신호별 화재판단 기준치들을 선택하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 선택된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 센서부는 습도를 감지하여 습도 감지신호를 전송하는 습도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 센서, 상기 불꽃 센서 및 상기 연기 센서가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 습도값에 비례하도록 설정된 복합 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 복합 화재판단 기준치 저장부를 참조하여 상기 습도 센서가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 복합 화재판단 기준치를 선택하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 선택된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 센서부를 구성하는 센서들에는 고유식별번호들이 부여될 수 있다. 또한, 상기 센서부를 구성하는 센서들이 설치된 영역을 촬영하기 위한 카메라들로 이루어진 영상 촬영부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서들이 전송하는 감지신호들을 분석한 결과, 화재의 발생을 알리는 감지신호를 전송하는 센서가 있는 경우, 상기 센서에 대응하는 카메라가 상기 센서가 설치된 영역을 촬영하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 측면으로, 온도를 감지하여 온도 감지신호를 전송하는 온도 센서, 불꽃을 감지하여 불꽃 감지신호를 전송하는 불꽃 센서, 및 연기를 감지하여 연기 감지신호를 전송하는 연기 센서를 포함하는 센서부; 및 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들을 복합적으로 분석하여 화재의 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 센서, 상기 불꽃 센서, 및 연기 센서에 의한 감지신호들에 대해 각각 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 상기 제어부는 화재 발생 판단에 따른 혼란 요소가 있는 경우, 상기 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 제1 기준치를 초과하면 화재 발생으로 판단하는 복합 화재 감지기를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 화재 발생 판단에 따른 혼란 요소가 없는 경우, 상기 감지신호별 수집 데이터들 중 어느 하나가 미리 설정된 제2 기준치를 초과하면 화재 발생으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 혼란 요소에 따른 감지신호의 가중치를 조정할 수 있다.

또한, 상기 감지신호들의 각각의 가중치는 상기 제2 기준치를 기준으로 정규화할 수 있다. 또한, 상기 센서부는 습도를 감지하여 습도 감지신호를 전송하는 습도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 습도에 따른 자연 발화 환경으로 설정되고 상기 습도 감지신호에 따른 시간 구간의 습도가 기설정된 제3 기준치를 초과하는 경우 화재 고위험으로 판단하고, 습도에 따른 자연 발화 비환경으로 설정되고 상기 습도 감지신호에 따른 시간 구간의 습도가 기설정된 제4 기준치에 미달하는 경우 화재 고위험으로 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 습도에 따른 자연 발화 환경인 경우, 상기 습도 감지신호에 따른 습도값에 비례하여 상기 기준치를 조정할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 습도에 따른 자연 발화 비환경인 경우, 상기 습도 감지신호에 따른 습도값에 반비례하여 상기 기준치를 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 복합 화재 감시 시스템은 온도를 감지하여 온도 감지신호를 전송하는 온도 센서, 불꽃을 감지하여 불꽃 감지신호를 전송하는 불꽃 센서 및 연기를 감지하여 연기 감지신호를 전송하는 연기 센서를 포함하는 센서부와, 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들을 복합적으로 분석하여 화재의 발생 여부를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라 외부와의 통신을 수행하는 통신부를 포함하는 복합 화재 감지기 및 상기 복합 화재 감지기와 지그비 통신 방식으로 연결되고, 원격지의 화재관제시스템과 이더넷 통신 방식으로 연결되어 있는 화재감지 관제모듈을 포함할 수 있다.

여기서 상기 복합 화재 감지기와 RS-485 통신 방식으로 연결된 화재 수신기를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 미리 설정된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 미리 설정된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 센서부는 습도를 감지하여 습도 감지신호를 전송하는 습도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 센서, 상기 불꽃 센서 및 상기 연기 센서가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 습도값에 비례하도록 설정된 감지신호별 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 감지신호별 화재판단 기준치 저장부를 참조하여 상기 습도 센서가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 감지신호별 화재판단 기준치들을 선택하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 선택된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 센서부는 습도를 감지하여 습도 감지신호를 전송하는 습도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 센서, 상기 불꽃 센서 및 상기 연기 센서가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 습도값에 비례하도록 설정된 복합 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 복합 화재판단 기준치 저장부를 참조하여 상기 습도 센서가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 복합 화재판단 기준치를 선택하고, 상기 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 선택된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다.

본 발명에 따르면, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 신뢰성과 신속성을 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템이 제공되는 효과가 있다.

또한, 감시 현장에 설치된 각종 센서들을 통해 수집한 데이터들을 감시 현장의 환경에 적합하게 설정된 판단 기준에 따라 복합적으로 분석함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템이 제공되는 효과가 있다.

또한, 센서들로부터 수집한 데이터를 기초로 1차적으로 화재 발생 여부를 판단하고, 2차적으로 관리자가 관련 영상을 통해 화재 현장을 확인할 수 있도록 함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도를 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템이 제공되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기의 구체적인 동작의 하나의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기의 구체적인 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기의 구체적인 동작의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기의 구체적인 동작의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화재 감시 시스템을 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 화재 감지기의 작동 방법에 대한 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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. 또한 네트워크 상의 제1 구성요소와 제2 구성요소가 연결되어 있거나 접속되어 있다는 것은, 유선 또는 무선으로 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에 데이터를 주고 받을 수 있음을 의미한다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기(1)는 센서부(10), 영상 촬영부(20), 제어부(30) 및 통신부(40)를 포함할 수 있다.

센서부(10)는 화재와 관련한 데이터들을 수집하는 기능을 수행한다. 센서부(10)는 온도를 감지하여 온도 감지신호를 전송하는 온도 센서(110), 습도를 감지하여 습도 감지신호를 전송하는 습도 센서(120), 불꽃을 감지하여 불꽃 감지신호를 전송하는 불꽃 센서(130) 및 연기를 감지하여 연기 감지신호를 전송하는 연기 센서(140)를 포함할 수 있다. 센서부(10)를 구성하는 센서들에는 고유식별번호들이 부여될 수 있다.

영상 촬영부(20)는 센서부(10)를 구성하는 센서들이 설치된 영역을 촬영하기 위한 카메라들을 구비할 수 있다.

제어부(30)는 센서부(10)를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들을 복합적으로 분석하여 화재의 발생 여부를 판단하는 기능을 수행할 수 있다.

예를 들어, 센서들이 설치된 영역에 카메라들을 추가적으로 설치하고, 제어부(30)가 센서들이 전송하는 감지신호들을 분석한 결과, 화재의 발생을 알리는 감지신호를 전송하는 센서가 있는 경우, 이 감지신호를 전송한 센서에 대응하는 카메라가 센서가 설치된 영역을 촬영하도록 제어할 수 있다..

하나의 예로, 제어부(30)는 센서부(10)를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 미리 설정된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다.

다른 예로, 제어부(30)는 센서부(10)를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 미리 설정된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단하도록 구성될 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(30)는 온도 센서(110), 불꽃 센서(130) 및 연기 센서(140)가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 습도값에 비례하도록 설정된 감지신호별 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 감지신호별 화재판단 기준치 저장부를 참조하여, 습도 센서(120)가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 감지신호별 화재판단 기준치들을 선택하고, 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 선택된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단하도록 구성될 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(30)는 온도 센서(110), 불꽃 센서(130) 및 연기 센서(140)가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 습도값에 비례하도록 설정된 복합 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 복합 화재판단 기준치 저장부를 참조하여 습도 센서(120)가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 복합 화재판단 기준치를 선택하고, 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 선택된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단하도록 구성될 수 있다.

통신부(40)는 제어부(30)의 제어에 따라 외부와의 통신을 수행하는 기능을 수행하며, 예를 들어, RS-485 방식의 통신을 위한 RS-485 통신부(420)와 Zigbee 방식의 통신을 위한 Zigbee 통신부(410)를 포함하여 구성될 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 5를 추가적으로 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 화재 감지기의 구체적인 동작의 예를 설명한다.

도 2를 추가적으로 참조하면, 제어부(30)는 센서부(10)를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 미리 설정된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단할 수 있다. 이하의 설명에서, 가중치는 관리자에 의해 설정되는 값으로서, 온도, 불꽃 및 연기에 대하여 각각 설정되며, 센서부(10)가 위치한 장소의 구조나 내부 마감재에 따라 가중치는 조정될 수 있다. 가중치는 밤낮이나 계절과 같은 시간값에 의해 변동될 수 있다.

먼저 단계 S12에서는, 온도 센서(110)가 화재 감시 영역의 온도를 감지하여 제어부(30)로 온도 감지신호를 전송하는 과정이 수행된다.

단계 S14에서는, 제어부(30)가 온도 센서(110)에 의해 전송되는 온도 데이터에 대하여 온도 가중치를 부여하여 온도 데이터를 생성하는 과정이 수행된다.

단계 S16에서는, 제어부(30)가 온도 데이터와 미리 설정되어 저장되어 있는 온도 기준치를 비교하는 과정이 수행된다. 단계 S16에서의 비교 결과, 온도 데이터가 온도 기준치를 초과하는 경우 S60으로 전환되고 제어부(30)는 현 상황을 화재 발생 상황으로 판단한다. 단계 S16에서의 비교 결과, 온도 데이터가 온도 기준치를 초과하지 않는 경우 단계 S12로 전환되어 온도 센서(110)가 온도를 감지하는 과정이 반복된다.

단계 S22에서는, 불꽃 센서(130)가 화재 감시 영역의 불꽃을 감지하여 제어부(30)로 불꽃 감지신호를 전송하는 과정이 수행된다.

단계 S24에서는, 제어부(30)가 불꽃 센서(130)에 의해 전송되는 불꽃 데이터에 대하여 불꽃 가중치를 부여하여 불꽃 데이터를 생성하는 과정이 수행된다.

단계 S26에서는, 제어부(30)가 불꽃 데이터와 미리 설정되어 저장되어 있는 불꽃 기준치를 비교하는 과정이 수행된다. 단계 S26에서의 비교 결과, 불꽃 데이터가 불꽃 기준치를 초과하는 경우 S60으로 전환되고 제어부(30)는 현 상황을 화재 발생 상황으로 판단한다. 단계 S26에서의 비교 결과, 불꽃 데이터가 불꽃 기준치를 초과하지 않는 경우 단계 S22로 전환되어 불꽃 센서(130)가 불꽃을 감지하는 과정이 반복된다.

단계 S32에서는, 연기 센서(140)가 화재 감시 영역의 연기를 감지하여 제어부(30)로 연기 감지신호를 전송하는 과정이 수행된다.

단계 S34에서는, 제어부(30)가 연기 센서(140)에 의해 전송되는 연기 데이터에 대하여 연기 가중치를 부여하여 연기 데이터를 생성하는 과정이 수행된다.

단계 S36에서는, 제어부(30)가 연기 데이터와 미리 설정되어 저장되어 있는 연기 기준치를 비교하는 과정이 수행된다. 단계 S36에서의 비교 결과, 연기 데이터가 연기 기준치를 초과하는 경우 S60으로 전환되고 제어부(30)는 현 상황을 화재 발생 상황으로 판단한다. 단계 S36에서의 비교 결과, 연기 데이터가 연기 기준치를 초과하지 않는 경우 단계 S22로 전환되어 연기 센서(140)가 연기를 감지하는 과정이 반복된다.

단계 S70에서는, 관리자에 의해 종작 종료 신호가 입력되었는지 여부를 판단하는 과정이 수행되며, 종료신호가 입력되지 않는 경우, 앞서 설명한 동작이 반복된다.

도 3을 추가적으로 참조하면, 제어부(30)는 센서부(10)를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고, 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 미리 설정된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단한다.

단계 S12, 단계 S14, 단계 S22, 단계 S24, 단계 S32, 단계 S34 및 단계 S70에서의 동작은 도 2를 통해 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.

단계 S40에서는, 제어부(30)가 감지신호별 수집 데이터들 즉, 온도 데이터, 불꽃 데이터 및 연기 데이터를 합산하는 과정이 수행된다. 하나의 데이터만으로는 화재 발생을 단정적으로 판단하기 곤란한 경우가 있을 수 있으나, 단계 S40 및 후술하는 단계 S50을 통해 화재 발생을 다각적인 면에서 종합적이고 신뢰성있게 판단할 수 있다.

단계 S50에서는, 제어부(30)가 데이터 합산값과 미리 설정되어 저장되어 있는 복합 화재판단 기준치를 비교하는 과정이 수행된다. 단계 S50에서의 비교 결과, 데이터 합산값이 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우 S60으로 전환되고 제어부(30)는 현 상황을 화재 발생 상황으로 판단한다. 단계 S56에서의 비교 결과, 데이터 합산값이 복합 화재판단 기준치를 초과하지 않는 경우 온도, 불꽃 및 연기를 감지하는 과정이 반복된다.

도 4를 추가적으로 참조하면, 단계 S310에서는, 제어부(30)가 온도 센서(110), 불꽃 센서(130) 및 연기 센서(140)가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하는 과정이 수행된다.

단계 S320에서는, 제어부(30)가 습도값에 비례하도록 설정된 감지신호별 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 감지신호별 화재판단 기준치 저장부를 참조하여, 습도 센서(120)가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 감지신호별 화재판단 기준치들을 선택하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 습도와 화재 발생의 현실적인 연관성을 고려하여, 제어부(30)는 습도가 높을 수록 더 높은 값을 갖는 감지신호별 화재판단 기준치들을 선택할 수 있다.

단계 S330에서는, 제어부(30)가 감지신호별 수집 데이터들 중에서 어느 하나가 선택된 감지신호별 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단하는 과정이 수행된다.

도 5를 추가적으로 참조하면, 단계 S410에서는, 제어부(30)가 온도 센서(110), 불꽃 센서(130) 및 연기 센서(140)가 전송하는 감지신호들에 대하여 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하는 과정이 수행된다.

단계 S420에서는, 제어부(30)가 습도값에 비례하도록 설정된 복합 화재판단 기준치들이 저장되어 있는 복합 화재판단 기준치 저장부를 참조하여, 습도 센서(120)가 전송하는 습도 감지신호에 포함된 습도값에 대응하는 복합 화재판단 기준치를 선택하는 과정이 수행된다.

단계 S430에서는, 제어부(30)가 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 선택된 복합 화재판단 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하였다고 판단하는 과정이 수행된다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화재 감시 시스템을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화재 감시 시스템은 복합 화재 감지기(1), 화재감지 관제모듈(2) 및 화재 수신기(3)를 포함하여 구성된다.

복합 화재 감지기(1)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략한다.

화재감지 관제모듈(2)은 복합 화재 감지기(1)와 지그비 통신 방식으로 연결되고, 원격지의 화재관제시스템과 이더넷 통신 방식으로 연결되어 있다. 관리자는 이 화재감지 관제모듈(2)을 통해 복합 화재 감지기(1)를 동작시키기 위한 명령을 입력하거나, 외부의 화재관제시스템과 실시간으로 통신을 수행할 수 있다.

화재 수신기(3)는 복합 화재 감지기(1)와 RS-485 통신 방식으로 연결되어 있으며, 화재 감시 영역 인근에 설치되어 화재 발생 여부를 작업자 등에게 알리는 기능을 수행한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 신뢰성과 신속성을 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템이 제공되는 효과가 있다.

또한, 감시 현장에 설치된 각종 센서들을 통해 수집한 데이터들을 감시 현장의 환경에 적합하게 설정된 판단 기준에 따라 복합적으로 분석함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템이 제공되는 효과가 있다.

또한, 센서들로부터 수집한 데이터를 기초로 1차적으로 화재 발생 여부를 판단하고, 2차적으로 관리자가 관련 영상을 통해 화재 현장을 확인할 수 있도록 함으로써, 화재의 발생 여부에 대한 판단의 정확도를 향상시킬 수 있는 복합 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감시 시스템이 제공되는 효과가 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 화재 감지기의 작동 방법에 대한 순서도이다. 도 1 및 도 6을 참조한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제어부(30)는 센서부(10)의 온도를 감지하여 온도 감지신호를 전송하는 온도 센서(110), 불꽃을 감지하여 불꽃 감지신호를 전송하는 불꽃 센서(130) 및 연기를 감지하여 연기 감지신호를 전송하는 연기 센서(140)가 전송하는 다중 감지신호들을 수신할 수 있다(S510). 센서부(10)의 각 센서에 위치를 나타내는 고유식별번호들이 부여될 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 센서부(10) 자체에 위치에 대응하는 식별정보가 부여될 수 있다. 이러한 위치 대응 식별정보는 후술할 화재나 화재 위험을 판단한 후, 위치 대응 식별 정보를 통신부를 통해 다른 관제 모듈(2) 또는 화재 관제 시스템(4)으로 전송하여, 화재 발생 위치를 관리자에게 알릴 수 있다. 제어부(30)는 센서부(10)와 실질적으로 동일한 장소에 위치하거나 이격된 장소에 배치될 수 있다. 제어부(30)는 도 6에 기술한 관제 모듈(2) 또는 화제 관제 시스템(4)에 위치할 수도 있다. 센서부(10)의 각 센서는 하나의 센서 또는 다수의 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어 불꽃 센서(130)는 적외선 센서와 자외선 센서의 조합으로 구성될 수 있으며, 불꽃 센서(130)에 의한 불꽃 감지 신호는 적외선 감지 신호와 자외선 감지 신호를 포함할 수 있다.

제어부(30)는 다중 감지신호들 각각에 가중치를 부여(S520)하여, 감지신호별 수집 데이터를 생성할 수 있다. 가중치는 화재 판단에 필요한 여러 요소들이 복합되어 설정될 수 있다. 화재 판단의 고려 요소들은 센서부(10)가 배치된 장소의 구조 환기조건 환경조건(습도나 온도 등), 배치된 장소 내부의 발화나 인화 물질의 종류 량 성질(물질의 특성치나 두께 등) 배치 등에 따라 달라질 수 있다. 이러한 고려 요소들에 따라 가중치를 조정하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 제어부(30)는 후술할 수집 데이터 또는 데이터들과 비교하는 기준치를 조정할 수 있다.

수집 데이터는 화재 판단에 도움되도록 여러가지 방식으로 제어부(30)에 의해 가공된 값일 수 있다. 예를 들어, 연기 신호에 따른 연기 데이터의 경우, 순간적인 연기의 절대양(또는 어느 범위 내에서의 상대량), 특정 시간 구간 동안의 평균값 또는 중간값, 특정 시간 구간 동안의 피치값(순간적인 값)을 제외한 평균값 또는 중간값, 특정 시간 구간 동안의 변화량 등으로 가공된 값일 수 있다.

제어부(30)는 각 가중치가 감지신호별 수집 데이터를 정규화하도록 가중치의 척도를 조절할 수 있다. 예를 들어 연기 센서에 의한 감지 신호에 따른 연기 데이터와 불꽃 센서에 의한 불꽃 데이터는 화재 판단시 동일한 비중을 갖도록 가중치는 조절될 수 있다.

제어부(30)는 화재 발생 여부를 판단하는데 따른 혼란 요소가 있는지 판단할 수 있다(S530). 온도나 습도 조절이 되지 않는 장소, 용접 작업 등으로 인한 연기 및 아크가 발생하는 장소, 부식성 가스 및 분진이 발생하는 장소 등의 열악한 기후환경 조건 등의 혼란 요소가 있는 경우, 일반적인 화재 판단시 화재가 아닌데도 화재로 판단하는 경우가 많다. 본 발명은 이러한 혼란 요소가 있는 경우와 없는 경우를 나누어, 센서부(10)의 다양한 센서들의 감지 신호를 적절히 이용하여 정확한 화재 판단을 할 수 있도록 한다.

혼란 요소가 있다고 판단하거나 기설정된 경우, 제어부(30)는 수집 데이터들에 부여되는 가중치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 연기나 분진이 많이 발생하는 장소로 설정된 경우, 기설정된 연기 신호에 대한 가중치의 값을 낮출 수 있다. 낮아진 가중치로 인한 각각의 수집 데이터들은 혼란 요소에 따른 잘못된 판단을 방지하며, 화재 판단에 동일한 비중을 가질 수 있다. 이러한 정규화는 관리자가 화재 여부 관제시 어느 감지 신호가 상대적으로 다른 감지 신호들에 비해 월등히 높은지 등을 쉽게 판단하는데 도움을 줄 수 있다. 제어부(30)는 혼란 요소와 관련된 센서의 데이터를 제외하고 화재 여부를 판단하거나, 특정 감지 신호들만을 이용하여 화재 여부를 판단할 수도 있으며, 각 신호들의 조합으로 화재 여부를 판단할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 온도 센서에 의한 주변 온도가 불꽃센서에 의한 물체온도 보다 1초 이내에 40도 이상 증가시 제어부(30)는 화재로 판단할 수도 있다.

혼란 요소가 있는 경우, 제어부(30)는 가중치가 부여된 각각의 수집 데이터들의 합을 제1 기준치와 비교하여(S540), 수집 데이터들의 합이 제1 기준치를 초과하면 센서부(10)가 배치된 곳에 화재가 발생하고 있다고 판단할 수 있다(S550). 제어부(30)는 통신부(40)나 디스플레이 장치(미도시)를 통해 관리자에게 화재가 발생하고 있거나 그런 위험이 매우 높다고 화재 경고를 할 수 있다. 이러한 실시예는 도 3에서 언급된 실시예가 참조될 수 있다.

혼란 요소가 없다고 판단하거나 기설정된 경우, 제어부(30)는 각각의 수집 데이터들 중 어느 하나가 제2 기준치를 초과하는지 판단하여(S545), 초과하면 화재 경보를 할 수 있다(S550). 이러한 실시예는 도 2에서 언급된 실시예가 참조될 수 있다. 각각의 수집 데이터들은 정규화되어 있어 하나의 값(제2 기준치)과 비교해도 되므로, 회로나 프로그램 코딩을 간단히 할 수 있다. 또한 제1 기준치는 제2 기준치와 화재 판단의 기초가 되는 감지 신호들의 개수의 곱과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 즉 제1 기준치는 제2 기준치로부터 쉽게 도출할 수 있다.

제어부(30)는 센서부(10)의 습도를 감지하여 습도 감지신호를 전송하는 습도 센서(120)의 습도 감지 신호로부터 센서부(10)가 배치된 곳의 습도를 알 수 있다. 제어부(30)는 센서부(10)가 배치된 장소가 습도에 따른 자연 발화 환경인지 판단할 수 있다(S560). 습기가 물질에 따라 발화의 촉매 작용을 하는 경우가 있다. 적당한 수분이 열을 전달하는 촉진 역할을 하기 때문이다. 이렇게 습도가 촉매 작용을 하는 경우를 습도에 따른 자연 발화 환경이라 지칭하기로 한다. 저장 창고 같은 데서 다습으로 인한 자연 발화가 잘 발생한다고 알려져 있다. 반면, 목조 건물 등의 경우, 다습할 수록 화재 발생 확률이 낮아진다.

습도에 따른 자연 발화 환경인 경우, 제어부(30)는 일정 시간 구간 동아의 다중 감지신호들에 부여하는 각각의 가중치를 습도에 비례하여 상향시킬 수 있다(S570). 또한 제어부(30)는 특정 시간 구간 동안의 습도가 기설정된 제3 기준치를 초과하는 경우, 화재 발생 위험이 높다고 판단하여, 이를 관리자에게 알릴 수 있다(S590). 예를 들어, 곡물 창고로 설정되어 있는 경우, 제어부(30)는 습도가 70% 이상 15일 이상 지속되는 경우 화재 주의보를 발행할 수 있다.

습도에 따른 자연 발화 환경이 아닌 경우, 제어부(30)는 일정 시간 구간 동아의 다중 감지신호들에 부여하는 각각의 가중치를 습도에 반비례하여 상향시킬 수 있다(S575). 또한 제어부(30)는 특정 시간 구간 동안의 습도가 기설정된 제4 기준치를 미달하는 경우, 화재 발생 위험이 높다고 판단하여, 이를 관리자에게 알릴 수 있다(S590). 예를 들어, 목조 위주의 지역이나 건축, 구조물로 설정되어 있는 경우, 제어부(30)는 습도가 30% 이하로 7일간 지속될 경우 화재 주의보를 발행할 수 있다.

상기 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1: 복합 화재 감지기 2: 화재감지 관제모듈
3: 화재 수신기 10: 센서부
20: 영상 촬영부 30: 제어부
40: 통신부 110: 온도 센서
120: 습도 센서 130: 불꽃 센서
140: 연기 센서 410: Zigbee 통신부
420: RS-485 통신부

Claims (1)

1. 온도를 감지하여 온도 감지신호를 전송하는 온도 센서, 불꽃을 감지하여 불꽃 감지신호를 전송하는 불꽃 센서, 및 연기를 감지하여 연기 감지신호를 전송하는 연기 센서를 포함하는 센서부; 및
   상기 센서부를 구성하는 센서들이 전송하는 감지신호들을 복합적으로 분석하여 화재의 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 온도 센서, 상기 불꽃 센서, 및 연기 센서에 의한 감지신호들에 대해 각각 가중치를 부여하여 감지신호별 수집 데이터들을 생성하고,
   상기 제어부는 화재 발생 판단에 따른 혼란 요소가 있는 경우, 상기 감지신호별 수집 데이터들을 합산한 값이 제1 기준치를 초과하면 화재 발생으로 판단하는, 복합 화재 감지기.

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