KR20190001149A - 위치 확인이 가능한 스마트 마스크 및 이를 이용한 피난 유도 시스템 - Google Patents

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KR20190001149A
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신경호
이덕희
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한국철도기술연구원
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Abstract

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 측면에 따른 위치 확인이 가능한 스마트 마스크는 사용자에게 착용되어 사용자의 호흡기를 덮기 위한 마스크 본체; 마스크 본체에 형성된 제 1 홈에 결합되어 사용자의 호흡에 따라 공기를 통기시키면서 통기되는 공기 중의 유독 가스가 정화되도록 하기 위한 정화통; 및 마스크 본체에 형성된 제 2 홈에 결합되어 사용자의 위치 확인이 가능하도록 하기 위한 비콘;을 포함한다.

Description

위치 확인이 가능한 스마트 마스크 및 이를 이용한 피난 유도 시스템 {LOCATION-AWARE SMART MASK AND EVACUATION SYSTEM USING THE SAME}
위치 확인이 가능한 스마트 마스크 및 이를 이용한 피난 유도 시스템에 관한 것이다.
최근 다목적 대규모 지하연계 복합시설의 건설이 지속적으로 계획되고 있다. 이러한 대규모 지하연계 복합시설은 공간이용의 경제성 확보와 환승구간 등의 구조적 안전성 개선 등의 원인으로 점차 대심도화 하고 있으며, 쇼핑시설과 편의시설의 추가되는 등 복잡화 경향이 더욱 높아지고 있다. 이러한 대심도화, 복합화로 인해 지하연계 복합시설은 재난/재해에 매우 취약할 수 있으며, 기존의 피난지원시스템으로는 재난/재해 시 사상자 피해를 최소화 할 수 없으며, 안전하게 대피할 수 있는 안전기술의 고도화가 요구되고 있다.
특히 화재사고로 인한 사망자의 대다수는 연기로 인하여 유독가스가 확산되는 제한 시간 내에 적절한 피난로를 확보하지 못하고, 조난자 위치확인이 어려워 적기 구조가 불가능하여 질식사 하는 것이 주원인이다.
기존의 화재 대피용 방연 마스크는 화재시 발생되는 연기, 일산화탄소 등의 유독가스를 일정시간 동안 정화할 수 있는 필터를 탑재하는 방식으로 구성되어 있다. 유독가스 정화필터는 마스크에 내장되어 있거나 탈부착 및 교체가 가능한 정화통 형식으로 구성되어 있다. 따라서 마스크에 탑재 필터(정화통)의 정화용량에 따라 대피 가능시간이 제한되는 단점이 있다.
기존의 화재 대피용 방연 마스크는 화재시 발생되는 유독가스를 일정시간 동안 정화할 수 있는 기능만을 가지고 있으며, 대규모 지하연계 복합시설과 같이 내부구조가 복잡한 환경에서는 대피 가능한 경로가 복잡해지고, 대피경로의 길이가 길어질 수 있어, 대피시간이 늘어날 수 있는 문제가 있다. 따라서 단순 유독가스 정화기능만을 가진 방연 마스크로는 대규모 지하연계 복합시설에서의 대피시 안전하고, 효율적인 대피가 어려운 단점이 있다. 또한, 대피 시 조난자의 대피경로 판단 오류 및 주변 조난자들이 잘못된 대피경로를 추종함으로서 대피시간이 늘어남에 따라 사상자가 늘어 날 수 있는 문제도 있다.
또한 조난자의 구조(구출)관점에서, 대규모 지하연계 복합시설 내 조난자 위치확인은 구조자의 육안 및 음성확인을 통해 식별 가능한 조난자만을 구조할 수밖에 없어 구조 활동 측면에서 비효율적인 구조 활동이 진행되는 단점이 있다.
따라서, 제연 마스크를 통한 피난로 확인시간 확보와 화재사고 및 조난자 위치를 확인하면서, 이에 기반한 최적의 대피경로 제공이 필요하다.
국내 공개특허공보 제 10-2011-0106728 호 (발명의 명칭: 블루투스 단말기가 장착된 방진 마스크)
본원은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화재 발생시 스마트 마스크를 통해 조난자의 위치를 확인하면서, 이에 기반한 최적의 대피경로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 측면에 따른 위치 확인이 가능한 스마트 마스크는 사용자에게 착용되어 사용자의 호흡기를 덮기 위한 마스크 본체; 마스크 본체에 형성된 제 1 홈에 결합되어 사용자의 호흡에 따라 공기를 통기시키면서 통기되는 공기 중의 유독 가스가 정화되도록 하기 위한 정화통; 및 마스크 본체에 형성된 제 2 홈에 결합되어 사용자의 위치 확인이 가능하도록 하기 위한 비콘;을 포함한다.
또한, 본원의 다른 일 측면에 따른 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템은, 사용자가 착용할 수 있는 비콘이 결합된 스마트 마스크; 건물 내에 설치되어 비콘으로부터 비콘 신호를 수신하는 비콘 스캐너; 및 비콘 스캐너로부터 비콘 신호에 포함된 비콘 식별자, 수신 감도, 수신 시각, 및 비콘 스캐너 식별자 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 정보에 기초하여 최단시간을 갖는 대피 경로를 산출하고, 대피 경로에 기초하여 사용자의 피난을 유도하는 피난 유도 관리 서버;를 포함한다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 비콘이 결합된 스마트 마스크, 비콘 스캐너 및 피난 유도 관리 서버를 포함하는 피난 유도 시스템을 제공함으로써, 화재 발생시 스마트 마스크를 통해 조난자의 위치를 확인하면서, 이에 기반한 최적의 대피경로를 제공할 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 의하면, 마스크 본체에 비콘을 용이하게 탈부착시킬 수 있는 구조의 스마트 마스크를 제공함으로써, 비콘에 전원을 공급하는 배터리를 교체하는 등 비콘 모듈의 유지보수가 용이하도록 할 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 의하면, 사용자가 마스크를 착용하였는지를 센싱하기 위한 모듈을 비콘에 탑재함으로써, 화재 발생 시 실제로 마스크를 착용 중인 조난자를 대상으로 위치 확인이 이뤄지도록 할 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 의하면, 비콘에 센싱 신호를 수신하는 모듈만 탑재하고, 마스크 본체에 넓은 면적을 갖는 센싱 모듈을 탑재함으로써, 보다 정확하게 착용 여부 확인이 이뤄지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 스마트 마스크의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 비콘의 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 비콘 결합 방식의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 비콘 결합 방식의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 스마트 마스크에 비콘이 결합된 모습의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 스마트 마스크에 비콘이 결합된 모습의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 방법을 전체적으로 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템(1)의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템(1)은 비콘 신호를 송신할 수 있는 스마트 마스크(100), 해당 비콘 신호를 수신할 수 있는 복수의 비콘 스캐너(200)들, 비콘 스캐너(200)로부터 각종 정보를 수신하는 피난 유도 관리 서버(400), 복수의 비콘 스캐너(200)들과 피난 유도 관리 서버(400)를 상호 연결하는 통신망(300)을 포함한다.
스마트 마스크(100)는 건물 내에 비치되어, 화재 발생 시 사용자가 착용할 수 있는 마스크로서, 사용자의 호흡기를 덮기 위한 마스크 본체와, 화재 현장에서 발생하는 유독 가스를 정화하기 위한 정화통과, 사용자의 위치 확인이 가능하도록 비콘 신호를 송신할 수 있는 비콘을 포함한다.
스마트 마스크(100)의 비콘은 비콘 정보(비콘 식별자, 착용 센서 정보 등)를 고유 프로토콜 구성하여 전송하거나, iBeacon, EddyStone 등의 상용화된 비콘 프로토콜을 이용할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
비콘 스캐너(200)는 건물 내에 설치되어 스마트 마스크(100)의 비콘 신호를 수신하고, 비콘 신호 및 비콘 신호의 수신 정보를 피난 유도 관리 서버(400)에 전달하는 역할을 수행한다.
통신망(300)은 예컨대 LANs(Local Area Networks), WANs(Wide Area Networks), MANs(Metropolitan Area Networks), ISDNs(Integrated Service Digital Networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, LTE, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
피난 유도 관리 서버(400)는 비콘 스캐너(200)로부터 수신된 비콘 신호 및 비콘 신호의 수신 정보에 기초하여 사용자의 위치를 산출하거나, 사용자의 스마트 마스크(100) 착용 여부를 판단하고, 해당 사용자에게 피난을 유도하는 역할을 수행한다.
또한, 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템(1)은 자동 화재 탐지 설비(410) 및 피난 유도 지원 장치(420)를 더 포함한다.
자동 화재 탐지 설비(410)는 건물 내에 설치되어 화재를 감지하는 설비로서, 건물 내에 화재 발생 시, 피난 유도 관리 서버(400)에 화재 발생 신호를 전송하여, 화재가 발생된 위치 확인이 가능하도록 할 수 있다.
피난 유도 지원 장치(420)는 건물 내에 설치된 피난 유도 장치를 이용하여 대피 경로에 따라 피난 유도를 지원할 수 있다. 피난 유도 장치는 스피커, 표시등 및 방향 지시등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 피난 유도 관리 서버(400)는 자동 화재 탐지 설비(410)로부터 수신한 화재 발생 위치와 비콘 위치 정보를 사용하여 신속하고 안전한 대피가 가능한 대피 경로를 계산할 수 있고, 피난 유도 지원 장치(420)는 대피 경로에 따라 피난 유도를 지원할 수 있다.
도 2는 본 발명의 스마트 마스크의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 스마트 마스크의 형태는 하프페이스(half-face, 100a)형, 풀페이스(full-face, 100b)형, 마우스(mouse, 100c)형 및 후드(hood, 100d)형 등 다양한 마스크 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명은 이에 한하지 아니한다.
스마트 마스크들(100a, 100b, 100c 및 100d) 각각에는 마스크 본체와 정화통(110a, 110b, 110c 또는 110d)이 포함될 수 있다.
마스크 본체는, 스마트 마스크에서 마스크(mask)에 해당하는 부분으로서, 사용자의 호흡기를 덮기 위한 부재일 수 있다.
정화통(110a, 110b, 110c 또는 110d)은 공기 중의 유독 가스를 정화하기 위한 것으로, 예컨대, 프리필터, 일산화탄소 흡착 필터 및 HEPA 필터 등의 필터를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한하지 아니한다.
또한, 스마트 마스크들(100a, 100b, 100c 및 100d) 각각에는 비콘(120a, 120b, 120c 또는 120d)이 포함될 수 있다.
비콘(120a, 120b, 120c 또는 120d)은 비콘스캐너에서 인식할 수 있도록 비콘정보를 전송할 수 있다. 비콘(120a, 120b, 120c 또는 120d)은 비콘정보로서 해당 비콘식별자 정보와 착용 센서 모듈을 통해 착용 여부 정보 및 착용 센서 측정값 등을 함께 전송할 수 있다.
비콘(120a, 120b, 120c 또는 120d)의 결합 형태와 관련하여, 하프페이스(100a)형이나, 풀페이스(100b)형의 스마트 마스크의 경우, 비콘(120a 또는 120b)은 스마트 마스크에 마련된 홈(121a 또는 121b)에 결합될 수 있으며, 마우스(mouse, 100c)형 또는 후드(hood, 100d)형의 스마트 마스크의 경우, 비콘(120c 또는 120d)은 정화통(110c 또는 110d)과 일체형으로 구성될 수 있다.
풀페이스(100b)형과 후드(100d)형의 스마트 마스크의 경우, 스마트 마스크 본체(후드)가 사용자의 안면 전체를 덮는 구조이므로, 사용자의 시야 확보를 위한 투명 혹은 투명에 가까운 반투명 재질의 창(101b 또는 101d)이 포함될 수 있다.
비록 도 2에는 도시되지 아니하였으나 선택적 실시예로서, 마우스(100c)형 또는 후드(100d)형의 스마트 마스크의 경우, 정화통(110c 또는 110d)에 마련된 홈(미도시)에 비콘(120c 또는 120d)이 결합되는 구조를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 비콘(120)의 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 비콘(120)은 착용 센서 모듈(310), 저전력 블루투스 비콘 제어 모듈(320) 및 전원 모듈(330)을 포함한다.
착용 센서 모듈(310)은 마스크 착용여부확인을 위한 센서모듈로서 피부와의 접촉을 감지하는 터치(정전)센서, 호흡 여부를 측정하는 온도/습도(정전, 저항)센서, 호흡(들숨/날숨) 압력측정을 통해 호흡수를 산출이 가능한 압력(압전, 정전)센서 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
착용 센서 모듈(310)은 센서 측정값의 절대값 또는 상대값 비교 등의 비교논리를 사용하여 착용여부를 판단할 수 있다.
저전력 블루투스 비콘 제어 모듈(320)은 기존 BLE(Bluetooth Smart)기반 근거리무선통신기술이 적용된 비콘 모듈로서 비콘(120) 내 다른 모듈들과 상호 연결될 수 있다. 저전력 블루투스 비콘 제어 모듈(320)은 착용 센서 모듈(310)로부터 마스크의 착용확인 신호를 수신하면 비콘 스캐너에서 비콘(120)을 인식할 수 있도록 비콘 정보를 전송한다. 저전력 블루투스 비콘 제어 모듈(320)은 비콘 정보로서, 해당 비콘ID정보와 착용 센서 모듈(310)을 통해 획득된 착용 여부 정보 및 착용 센서 측정값 등을 함께 전송할 수 있다.
여기서, 저전력 블루투스 비콘 제어 모듈(320)은 비콘 정보(비콘 식별자, 착용 센서 정보 등)를 고유 프로토콜 구성하여 전송하거나, iBeacon, EddyStone 등의 상용화된 비콘 프로토콜을 이용할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
전원모듈(330)은 배터리를 이용하여 비콘(120) 내 다른 모듈들에 동작 전원을 공급하며, 배터리의 교체가 가능하도록 하는 탈착구조를 가질 수 있다. 또한 미 사용시 비콘(120) 내의 배터리 소비방지를 위해 배터리 전극간에 제거가 용이한 절연필름을 추가적으로 삽입하는 구성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 비콘(120)은 표시 램프 모듈(340)을 더 포함할 수 있다.
표시 램프 모듈(340)은 비콘(120)의 동작 상태를 발광장치를 통해 시각적으로 표시하는 표시 모듈로서 마스크가 착용되었을 경우, 조난자의 위치식별이 용이하도록 주기간격 점멸 등의 발광을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 비콘 결합 방식의 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 비콘 결합 방식은, 재사용 및 배터리 교체 등의 유지 보수의 용이성 확보를 위해, 탈부착이 용이한 구조를 가질 수 있다.
예컨대, 본 발명의 비콘 결합 방식은 스냅 온(Snap-on) 구조 또는 나사 결합 구조의 결합 방식이 적용될 수 있다.
특히, 도 4는 스냅 온 구조의 결합 방식의 일 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 비콘 하우징(400a 또는 400b)의 일 외주면에 적어도 하나의 스냅(410a 또는 410b)이 형성되고, 스마트 마스크의 비콘 결합 홈의 내주면에 스냅이 걸릴 수 있는 걸림부가 형성될 수 있다.
스냅(410a 또는 410b)과 비콘 하우징(410a 또는 410b) 사이에는 탄성부재가 결합되어, 평상시에 스냅(410a 또는 410b)은 비콘 하우징(410a 또는 410b)으로부터 탄성부재에 상응하는 간격만큼 돌출되어 있을 수 있다.
사용자가 스냅(410a 또는 410b)의 돌출 정도가 완화되도록 스냅(410a 또는 410b)을 당긴 상태로 스마트 마스크의 비콘 결합 홈에 비콘 하우징(410a 또는 410b)을 삽입한 뒤 스냅(410a 또는 410b)을 놓으면, 스냅(410a 또는 410b)이 원래 위치로 돌아가면서 비콘 결합 홈의 내주면에 형성된 걸림부에 걸리는 방식으로 비콘 하우징(410a 또는 410b)이 스마트 마스크에 결합될 수 있다.
여기서, 스냅(410a 또는 410b)은, 비콘의 결합 해제를 용이하게 하기 위해 비콘 하우징(410a 또는 410b)의 상부 외주면에 형성될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 스마트 마스크를 착용한 상태에서 비콘 하우징(400a 또는 400b)의 상부 외주면에 형성된 스냅(410a 또는 410b)을 당긴 상태로 비콘 결합 홈에서 빼냄으로써, 비콘을 스마트 마스크로부터 용이하게 결합 해제시킬 수 있다.
본 발명의 비콘 결합 방식이 스냅 온 구조인 경우, 비콘 하우징(400a 또는 400b)의 결합 방향에 수직한 방향으로의 단면 형상을, 원형(400a), 다각형(400b) 등 다양하게 변형 적용될 수 있으며, 비콘 하우징(410a 또는 410b)의 결합 방향에 수직한 방향으로의 단면 형상이 이에 제한되지 아니한다.
도 5는 본 발명의 비콘 결합 방식의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
특히, 도 5는 나사 결합 구조의 결합 방식의 일 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 비콘 하우징(500)의 일 외주면에 나사산(510)이 형성되고, 스마트 마스크의 비콘 결합 홈의 내주면에 나사산(510)에 상응하는 나사산이 형성될 수 있다.
여기서, 나사산(510)은, 비콘의 결합 해제를 용이하게 하기 위해 비콘 하우징(500)의 상부 외직경보다 작은 외직경을 갖는 하부에 형성될 수 있다. 이 경우, 비콘 하우징(500)의 하부는 스마트 마스크의 결합 홈에 삽입되고, 상부는 착용할 때 사용자의 안면에 닿는 착용면과 반대되는 바깥면 쪽으로 돌출되게 된다. 이에 따라, 사용자는 스마트 마스크를 착용한 상태에서 바깥면(착용면과 반대되는 면)으로 돌출된 비콘 하우징(500)의 상부를 잡고 회전시킴으로써, 비콘을 용이하게 결합 해제시킬 수 있다.
이와 같이, 마스크 본체에 형성된 홈에 비콘을 용이하게 탈부착시킬 수 있는 구조의 스마트 마스크를 제공함으로써, 비콘에 전원을 공급하는 배터리를 교체하는 등 비콘 모듈의 유지보수가 용이하도록 할 수 있다.
도 4 또는 도 5의 방식에 의해 비콘이 스마트 마스크에 결합됨에 따라, 비콘 하우징의 하부 바닥면에 설치된 센싱부(520)가 스마트 마스크의 착용면으로 노출될 수 있다.
센싱부(520)는 사용자의 접촉 여부를 센싱하는 정전 센서, 사용자의 호흡 여부를 센싱하는 온습도 센서, 사용자의 호흡수를 센싱하기 위한 압력 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이, 사용자가 마스크를 착용하였는지를 센싱하기 위한 모듈을 비콘에 탑재함으로써, 화재 발생 시 실제로 마스크를 착용 중인 조난자를 대상으로 위치 확인이 이뤄지도록 할 수 있다.
비콘이 스마트 마스크에 결합된 모습에 대한 보다 구체적인 설명은 도 6 및 도 7을 참조하여 후술한다.
도 6은 본 발명의 스마트 마스크에 비콘이 결합된 모습의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 비콘 하우징(600)이 스냅 온 결합 방식에 의해 마스크 본체(630)에 결합됨을 알 수 있다.
구체적으로, 비콘 하우징(600)의 상부 외주면에 한 쌍의 스냅(610)이 형성될 수 있다.
스냅(610)은 마스크 본체(630)에 형성된 걸림부(611)에 걸려 스냅 온 결합이 이뤄질 수 있다.
구체적으로, 스냅(610)과 비콘 하우징(600) 사이에는 스프링과 같은 탄성부재가 결합되어, 평상시에 스냅(610)은 비콘 하우징(600)으로부터 탄성부재에 상응하는 간격만큼 돌출되어 있을 수 있다.
사용자가 스냅(610)의 돌출 정도가 완화되도록 스냅(610)을 당긴 상태로 마스크 본체(630)의 비콘 결합 홈에 비콘 하우징(600)을 삽입한 뒤 스냅(610)을 놓으면, 스냅(610)이 원래 위치로 돌아가면서 비콘 결합 홈의 내주면에 형성된 걸림부(611)에 걸리게 되어, 비콘 하우징(600)이 마스크 본체(630)에 결합될 수 있다.
비콘 하우징(600)이 마스크 본체(630)에 결합될 때, 비콘 하우징(600)과 마스크 본체(630) 의 결합면이 밀폐되도록 비콘 하우징(600)의 결합면에 개스킷(gasket, 612)이 설치될 수 있다. 여기서, 개스킷(612)은 실리콘, 고무 등의 재질로 이뤄질 수 있다. 개스킷(612)이 설치되는 비콘 하우징(600)의 결합면은 비콘 상부의 저면 또는 비콘 하부의 일 외주면일 수 있다.
비콘 하우징(600)의 하부 저면에는 마스크 본체(630)의 착용면 방향으로 노출되는 착용 센서 모듈(620)이 구비될 수 있다.
또한, 비콘 하우징(600)의 하부 저면에는 배터리를 탈착할 수 있는 배터리 모듈(625)이 구비될 수 있다.
도 6에서는 배터리 모듈(625)이 비콘 하우징(600)의 하부 저면에 구비된 것으로 도시되었으나, 비콘 하우징(600)의 상부에 구비될 수도 있다. 이 경우, 사용자는 비콘이 결합된 스마트 마스크를 착용한 상태에서, 비콘 하우징(600)의 상부에 노출된 배터리 모듈(625)에 장착된 배터리를 용이하게 교체할 수 있다.
도 7은 본 발명의 스마트 마스크에 비콘이 결합된 모습의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 마스크 본체(630)의 착용면에 비콘 하우징(600)의 착용 센서 모듈(620)보다 확장된 면적을 갖는 센싱부(720)가 설치되어 있음을 알 수 있다.
이 때, 비콘 하우징(600)에 설치된 착용 센서 모듈(620)은, 비콘 하우징(600)이 마스크 본체(630)에 결합될 때 센싱부(720)와 연결될 수 있다.
구체적으로, 비콘 하우징(600)에 구비된 착용 센서 모듈(620)에는 단자들(621a 및 621b)이 구비되어 있고, 마스크 본체(630)에 구비된 센싱부(720)에도 대응되는 단자들(721a 및 721b)이 구비되어 있어, 비콘 하우징(600)이 마스크 본체(630)에 결합될 때 단자들(621a 및 721a)이 서로 연결되고, 단자들(621b 및 721b)이 서로 연결되어, 착용 센서 모듈(620)와 센싱부(720)가 연결될 수 있다.
이와 같이, 비콘에 센싱 신호를 수신하는 모듈만 탑재하고, 마스크 본체에 넓은 면적을 갖는 센싱 모듈을 탑재함으로써, 보다 정확하게 착용 여부 확인이 이뤄지도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 마스크(100)를 이용한 피난 유도 방법을 전체적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 먼저 건물 내에 화재가 발생하고, 이를 자동 화재 탐지 설비(410)가 탐지하여, 화재 발생 위치 정보가 포함된 화재 발생 정보를 피난 유도 관리 서버(400)에 전송할 수 있다.
이와 동시에, 화재를 인지한 사용자들은 건물 내에 비치된 스마트 마스크(100)를 착용할 수 있고, 착용에 의해 각 스마트 마스크(100)의 비콘이 활성화되어 비콘 신호가 비콘 스캐너(200)로 전송될 수 있다.
여기서, 스마트 마스크(100)에는 미사용 시의 배터리 소모 방지를 위해 배터리 전극간에 제거가 용이한 절연 필름이 삽입되어 있을 수 있고, 사용자가 스마트 마스크(100)를 착용하여서 절연 필름을 제거함으로써, 비콘에 전원이 인가될 수 있다.
비콘에 전원이 인가되는 경우, 비콘은 스마트 마스크(100)의 착용면으로 노출되는 착용 센서를 통해, 사용자의 마스크 착용 여부를 확인하고, 비콘 기능을 활성화할 수 있다.
선택적 실시예로서, 비콘은 전원이 인가되는 경우에도 사용자가 마스크를 착용하는 경우에만 비콘 기능을 활성화할 수 있다.
스마트 마스크(100)는 비콘 기능이 활성화 되는 경우, 비콘 식별자, 수신 감도 및 착용 센서 정보 중 적어도 하나를 건물 내에 설치된 복수의 비콘 스캐너(200)들에게 전송할 수 있다.
스마트 마스크(100)는 주기적으로 비콘 식별자, 수신 감도 및 착용 센서 정보 중 적어도 하나를 비콘 스캐너(200)들에게 전송할 수 있다.
이 경우, 비콘 스캐너(200)들은 건물 내에 설치되어 주기적으로 비콘 신호를 스캔할 수 있다.
비콘 스캐너(200)는 비콘 식별자, 수신 감도, 착용 센서 정보, 비콘 스캐너 식별자 및 측정 시각 정보 중 적어도 하나를 피난 유도 관리 서버(400)에 전송할 수 있다.
이 경우, 피난 유도 관리 서버(400)는 복수의 비콘스캐너(200)들로 부터 수신한 스마트 마스크(100)의 식별정보(BLE비콘정보 및 식별시간정보)와 비콘 스캐너(200)의 설치 위치 정보를 활용하여 스마트 마스크(100)를 착용한 사용자의 위치를 식별할 수 있다.
이 때, 스마트 마스크(100)의 위치의 식별 정확성 향상을 위해 복수의 비콘 스캐너(200)들은 스캔 영역이 중첩되도록 설치될 수 있다.
또한, 피난 유도 관리 서버(400)는 자동 화재 탐지 설비(410)를 통해 확인된 화재 발생 위치 정보와 사용자의 위치정보, 건물(복도/통로/출입문)정보를 활용하여 최단 거리의 대피 경로를 산출할 수 있다.
또한, 피난 유도 관리 서버(400)는 피난 유도 지원 장치(420)를 통해 최단 거리의 대피 경로 상에 위치한 피난 유도 장치를 제어함으로서 신속하고 안전한 대피 경로 정보를 사용자에게 안내할 수 있다.
여기서, 피난 유도 장치는 스피커, 표시등 및 방향 지시등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
선택적 실시예로서, 스마트 마스크(100)는 스마트 마스크(100)에 구비된 발광 장치를 주기적으로 점멸시켜, 조난자의 위치식별을 용이하게끔 하는 표시 램프 기능을 더 가질 수 있다.
비록 도 8에는 도시되지 아니하였으나 선택적 실시예로서, 스마트 마스크(100)의 비콘 정보는 블루투스 기능이 내장된 단말에 설치된 비콘 스캐너 어플리케이션을 통해서도 수신할 수 있다. 이 경우, 구조자는 비콘 스캐너 어플리케이션을 통해 조난자가 착용한 스마트 마스크(100)로부터 비콘 정보를 직접 수신하여, 조난자의 위치 정보 등을 확인할 수 있다. 예컨대, 구조자는 비콘 스캐너 어플리케이션을 통해 현재 단말의 위치로부터 탐지되는 스마트 마스크(100)의 정보(비콘ID, 신호감도, 착용 센서 정보)를 표시할 수 있다.
또한, 피난 유도 관리 서버(400)는 구조자의 단말에 별도의 WiFi, LTE, PS-LTE 등의 무선통신망을 통해 조난자의 위치 정보를 제공할 수 있다. 이 경우, 구조자는 구조자의 단말이 직접 수신한 스마트 마스크(100)의 정보 외에, 피난 유도 관리 서버(400)에서 탐지한 스마트 마스크(100)의 정보도 추가로 표시할 수 있다.
선택적 실시예로서, 피난 유도 관리 서버(400)는 비콘 스캐너(200) 또는 피난 유도 관리 서버(400)에 비콘 식별자 데이터베이스를 내장하여, 스마트 마스크(100)로 등록되지 않은 기타 비콘의 오인식, 오탐지를 차단할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 피난 유도 시스템 100: 스마트 마스크
200: 비콘 스캐너 300: 통신망
310: 착용 센서 모듈 320: 저전력 블루투스 비콘 제어 모듈
330: 전원 모듈 340: 표시 램프 모듈
400: 피난 유도 관리 서버 410: 자동 화재 탐지 설비
420: 피난 유도 지원 장치

Claims (15)

  1. 위치 확인이 가능한 스마트 마스크에 있어서,
    사용자에게 착용되어 상기 사용자의 호흡기를 덮기 위한 마스크 본체;
    상기 마스크 본체에 형성된 제 1 홈에 결합되어 상기 사용자의 호흡에 따라 공기를 통기시키면서 상기 통기되는 공기 중의 유독 가스가 정화되도록 하기 위한 정화통; 및
    상기 마스크 본체에 형성된 제 2 홈에 결합되어 상기 사용자의 위치 확인이 가능하도록 하기 위한 비콘;을 포함하는, 스마트 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비콘은
    상기 사용자의 상기 스마트 마스크의 착용 여부를 센싱하기 위해, 상기 마스크 본체의 착용면으로 노출되는 센싱부를 포함하는 착용 센서 모듈; 및
    비콘 스캐너에 상기 착용 여부 센싱 신호를 포함하는 비콘 신호를 송신하기 위한 저전력 블루투스 비콘 제어 모듈;을 포함하는 것인, 스마트 마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비콘은
    제 1 외직경을 갖는 상부 및 상기 제 1 외직경보다 작은 제 2 외직경을 갖는 하부로 구분되는 형상을 갖고, 상기 비콘의 상부가 상기 마스크 본체의 착용면과 반대되는 면으로 노출되도록 상기 비콘의 하부가 상기 제 2 홈에 삽입되는 것인, 스마트 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 본체 및 상기 비콘은
    상기 제 2 홈의 내주면 및 상기 비콘의 하부 외주면이 서로 나사 결합되기 위한 나사산이 형성되는 것인, 스마트 마스크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 본체 및 상기 비콘은
    상기 비콘의 상부 외주면의 일측 또는 양측에 스냅이 형성되고, 상기 제 2 홈의 내주면에 상기 스냅에 상응하는 걸림부가 형성되어, 상기 마스크 본체 및 상기 비콘이 서로 스냅 온 결합되는 것인, 스마트 마스크.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 비콘은
    상기 비콘이 상기 마스크 본체에 결합되는 경우, 상기 비콘 및 상기 마스크 본체의 결합면이 밀폐되도록 상기 비콘의 결합면에 개스킷이 구비되는 것인, 스마트 마스크.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 센싱부는
    상기 사용자의 접촉 여부를 센싱하는 정전 센서, 상기 사용자의 호흡 여부를 센싱하는 온습도 센서, 상기 사용자의 호흡수를 센싱하기 위한 압력 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 스마트 마스크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 본체는
    상기 마스크 본체의 착용면에 구비되어 상기 사용자의 상기 스마트 마스크의 착용 여부를 센싱하기 위한 센싱부;를 더 포함하고,
    상기 비콘은
    상기 비콘이 상기 마스크 본체에 결합되는 경우 상기 센싱부에 연결되도록, 상기 마스크 본체의 착용면으로 노출되는 센싱 신호 수신부를 포함하는 착용 센서 모듈;을 포함하는 것인, 스마트 마스크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 홈은
    상기 정화통에 형성되는 것인, 스마트 마스크.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 비콘은
    상기 마스크 본체의 착용면과 반대되는 면에서 배터리의 탈착이 가능하도록 상기 비콘의 상부에 상기 배터리를 탈착 가능한 전원 모듈;을 더 포함하는 것인, 스마트 마스크.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 비콘은
    상기 사용자의 위치를 주위의 다른 사용자들에게 시각적으로 알리기 위한 표시 램프 모듈;을 더 포함하는 것인, 스마트 마스크.
  12. 사용자가 착용할 수 있는 비콘이 결합된 스마트 마스크;
    건물 내에 설치되어 상기 비콘으로부터 비콘 신호를 수신하는 비콘 스캐너; 및
    상기 비콘 스캐너로부터 상기 비콘 신호에 포함된 비콘 식별자, 수신 감도, 수신 시각, 및 비콘 스캐너 식별자 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 상기 정보에 기초하여 최단시간을 갖는 대피 경로를 산출하고, 상기 대피 경로에 기초하여 사용자의 피난을 유도하는 피난 유도 관리 서버;를 포함하는, 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 비콘은
    상기 사용자의 접촉 여부를 센싱하는 정전 센서, 상기 사용자의 호흡 여부를 센싱하는 온습도 센서, 상기 사용자의 호흡수를 센싱하기 위한 압력 센서 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 착용 여부를 센싱하는 착용 센서 모듈;을 포함하여 상기 비콘 스캐너에 상기 착용 여부 센싱 신호가 더 포함된 상기 비콘 신호를 송신하고,
    상기 비콘 스캐너는
    상기 착용 여부 센싱 신호에 기초하여, 상기 스마트 마스트가 착용 중인지 여부를 판단하고, 상기 착용 중인 것으로 판단된 스마트 마스트의 비콘 신호를 상기 비콘 신호와 구별되도록 하여 상기 피난 유도 관리 서버에 전송하는 것인, 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    건물 내에 설치된 스피커, 표시등 및 방향 지시등 중 적어도 하나를 포함하는 피난 유도 지원 장치;를 더 포함하되,
    상기 피난 유도 관리 서버는
    상기 피난 유도 지원 장치에 제어 신호를 전송하여, 상기 대피 경로에 상응하는 상기 스피커, 표시등 및 방향 지시등 중 적어도 하나를 동작시키는 것인, 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 건물 내에 설치되어 화재가 발생된 위치 확인이 가능하도록 하기 위한 자동 화재 탐지 설비;를 더 포함하되,
    상기 피난 유도 관리 서버는
    상기 자동 화재 탐지 설비로부터 수신된 화재 발생 위치를 더 고려하여, 상기 대피 경로를 산출하는 것인, 스마트 마스크를 이용한 피난 유도 시스템.
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