KR20190018956A - Apparatus for monitoring indoor harmful environment and method for monitoring indoor harmful environment using the same - Google Patents

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KR20190018956A
KR20190018956A KR1020170103778A KR20170103778A KR20190018956A KR 20190018956 A KR20190018956 A KR 20190018956A KR 1020170103778 A KR1020170103778 A KR 1020170103778A KR 20170103778 A KR20170103778 A KR 20170103778A KR 20190018956 A KR20190018956 A KR 20190018956A
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박준훈
이승수
정우철
오염덕
강정원
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한국교통대학교산학협력단
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Abstract

Disclosed is a device for monitoring an indoor harmful environment. The device for monitoring the indoor harmful environment comprises: a temperature and humidity sensor for detecting indoor temperature and humidity; a dust sensor for detecting an indoor dust concentration; a gas sensor for measuring an indoor harmful gas content; a controller for determining whether the content of harmful gas is equal to or greater than a reference value; and a fire detection sensor for detecting whether a fire occurs and outputting a fire detection result. The controller provides indoor environment information using the detected temperature and dust concentration; and controls the fire detection sensor to detect whether or not a fire has occurred when the controller determines that the content of the harmful gas acquired from the gas sensor is equal to or greater than the reference value.

Description

실내 유해환경 모니터링 장치 및 이를 이용한 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법{APPARATUS FOR MONITORING INDOOR HARMFUL ENVIRONMENT AND METHOD FOR MONITORING INDOOR HARMFUL ENVIRONMENT USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for monitoring indoor harmful environment and a method for monitoring indoor harmful environment using the same,

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 실내 유해환경 모니터링 장치 및 이를 이용한 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 실내 유해 물질과 화재를 감지함으로써 종합적으로 실내 유해환경을 모니터링할 수 있는 실내 유해환경 모니터링 장치 및 이를 이용한 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법에 관한 것이다.An embodiment according to the concept of the present invention relates to an indoor harmful environment monitoring apparatus and a method for monitoring indoor harmful environment using the indoor harmful environment monitoring apparatus and a method for monitoring indoor harmful environment And a method for monitoring indoor harmful environment using the same.

현재 대기의 오염도 증가에 따라 실외의 황사, 미세먼지 등의 환경으로 인하여 실내 환경 또한 오염되고 있다. 또한, 사람들은 실내에서 조리기구와 가전기구 사용시에 연탄가스와 도시가스 등 여러 종류의 가스누출 및 화재위험에 장시간 노출될 우려가 있다.Due to the increasing pollution of the air, the indoor environment is also polluted due to outdoor dust and fine dust. In addition, people may be exposed to various types of gas leakage and fire risk such as briquette gas and city gas for a long time when using cookware and household appliances indoors.

실외 대기환경에 대한 정보는 쉽게 파악할 수 있는 반면 실내 공기의 질과 종합적인 유해먼지 농도를 판단할 만한 요소가 다양하지 않고, 대부분의 사람들은 실내 환경의 오염 정도에 대해 큰 관심을 갖지 않고 있다. While information on the outdoor atmospheric environment can be easily identified, there are not many factors to judge indoor air quality and comprehensive hazardous dust concentration, and most people do not pay much attention to the degree of pollution of the indoor environment.

현대인들은 실내에서 보내는 시간이 증가하고 있으므로 각종 유해환경에 장시간 노출될 우려가 있다.Modern people are exposed to various harmful environments for a long time because they spend time indoors.

한국등록특허 제10-1756815호는 조명장치로부터 측정된 환경정보를 이용하여 실내공간의 환경을 모니터링하고, 모니터링된 결과가 비상상황이면 비상상황에 대응되는 제어신호를 조명장치에 전송하는 발명이 개시되어 있다. 그러나, 상기의 선행기술문헌은 실내 공간의 유해가스, 실내 온도, 및 실내 먼지량의 측정 값만을 이용하여 실내공간의 환경을 모니터링한다.Korean Patent No. 10-1756815 discloses an apparatus for monitoring an environment of an indoor space using environmental information measured from a lighting device and transmitting a control signal corresponding to an emergency situation to an illumination device when the monitored result is an emergency situation . However, the above-mentioned prior art documents monitor the environment of the indoor space using only the measured values of the harmful gas, the indoor temperature, and the indoor dust in the indoor space.

따라서, 실내에서 발생할 수 있는 여러 종류의 유해환경을 모니터링 하는데 한계가 있다.Therefore, there are limitations in monitoring various kinds of harmful environments that may occur in the room.

한국등록특허 제10-1756815호(등록일자: 2017.07.05)Korean Registered Patent No. 10-1756815 (Registered Date: Jul.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실내 유해환경 모니터링 장치 및 이를 이용한 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법은 실내 유해 물질 모니터링과 화재 감지 모니터링을 하나의 모듈로 구성하여 종합적으로 실내 유해환경을 모니터링하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an indoor harmful environment monitoring apparatus and a method for monitoring indoor harmful environment using the indoor harmful environment monitoring and fire detection monitoring, The purpose is to monitor indoor harmful environment comprehensively.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실내 유해환경 모니터링 장치는, 실내의 온도와 습도를 감지하는 온습도센서와, 실내의 먼지 농도를 감지하는 먼지센서와, 실내의 유해 가스 함유량을 측정하는 가스센서와, 상기 유해가스 함유량이 기준치 이상인지 여부를 판단하는 컨트롤러와, 화재의 발생 여부를 감지하고 화재 감지 결과를 출력하는 화재감지센서를 포함하고, 상기 컨트롤러는 감지된 온도와 감지된 먼지 농도를 이용하여 실내 환경 정보를 제공하고, 상기 컨트롤러가 상기 가스센서로부터 취득된 상기 유해가스 함유량이 상기 기준치 이상이라고 판단된 경우, 상기 컨트롤러는 상기 화재감지센서가 화재의 발생 여부를 감지하도록 제어한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an indoor harmful environment monitoring apparatus including: a temperature and humidity sensor for detecting a temperature and a humidity of a room; a dust sensor for detecting a concentration of dust in the room; A controller for determining whether the content of the noxious gas is higher than a reference value, and a fire detection sensor for detecting the occurrence of a fire and outputting a fire detection result. The controller senses the detected temperature and the detected dust concentration And when the controller determines that the content of the harmful gas acquired from the gas sensor is equal to or higher than the reference value, the controller controls the fire detection sensor to detect whether or not a fire has occurred.

또한, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치는 화재 영상을 촬영하기 위한 이미지 센서와, 상기 화재 영상을 분석하는 제어부를 더 포함하고, 상기 가스 농도가 상기 기준치 이상이고, 상기 화재감지센서가 화재의 발생을 감지한 경우, 상기 제어부는 상기 이미지 센서가 상기 화재 영상을 촬영하도록 제어한다.The indoor harmful environment monitoring apparatus may further include an image sensor for capturing a fire image and a controller for analyzing the fire image, wherein the gas concentration is equal to or higher than the reference value, In this case, the control unit controls the image sensor to shoot the fire image.

상기 제어부는, 이진화 기법을 이용하여, 촬영된 화재 영상으로부터 불꽃 영역을 이진 영상으로 추출하는 불꽃 영역 검출부와, 추출된 이진 영상을 이용하여 화재 크기를 측정하는 화재크기 측정부;를 포함한다.The control unit includes a flame area detecting unit for extracting a flame area from a photographed fire image using a binarization technique as a binary image, and a fire size measuring unit for measuring a fire size using the extracted binary image.

또한, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치는 근거리 무선 송수신부를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 화재감지센서가 화재의 발생을 감지한 경우 상기 화재가 발생했음을 알리는 알람 정보를 생성하고, 상기 알람 정보와 상기 화재 크기를 상기 근거리 무선 송수신부를 통해 서버로 전송한다.In addition, the indoor harmful environment monitoring apparatus may further include a short range wireless transmission / reception unit, wherein the controller generates alarm information indicating that the fire has occurred when the fire detection sensor detects occurrence of a fire, And transmits the size to the server through the short-range wireless transceiver.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실내 유해환경 모니터링 장치를 포함하는 실내 유해환경 모니터링 시스템을 이용하여 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법에 있어서, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 실내의 온도, 습도, 및 실내의 먼지 농도를 감지하고, 감지된 온도, 감지된 습도, 및 감지된 먼지 농도를 이용하여 실내 환경 정보를 제공하는 단계와, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 가스 농도를 감지하고, 감지된 가스 농도가 기준치 이상이라고 판단한 경우, 불꽃을 감지하는 단계와, 상기 불꽃감지센서가 불꽃을 감지한 경우, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치는 실내에 화재가 발생했다고 판단하고 화재 영상을 촬영하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring indoor harmful environment using indoor harmful environment monitoring system including indoor harmful environment monitoring apparatus of the present invention, And detecting the concentration of dust in the room, providing the indoor environment information using the sensed temperature, the sensed humidity, and the detected dust concentration, and the indoor harmful environment monitoring device detects the concentration of the gas, Detecting a flame when the gas concentration is determined to be equal to or higher than a reference value; and, when the flame sensor detects a flame, determining that a fire has occurred in the indoor environment and photographing a fire image do.

또한, 상기 실내 유해환경 모니터링 시스템은 서버를 더 포함하고, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 이진화 기법을 이용하여, 촬영된 화재 영상으로부터 불꽃 영역을 이진 영상으로 추출하는 단계와, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 추출된 이진 영상을 이용하여 화재 크기를 측정하는 단계와, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 실내에 화재가 발생했다고 판단한 경우 화재가 발생했음을 알리는 알람 정보를 생성하고, 상기 알람 정보와 상기 화재 크기를 네트워크를 통해 상기 서버로 전송한다.The indoor harmful environment monitoring system may further include a server, wherein the indoor harmful environment monitoring apparatus extracts a flame area from the photographed fire image using a binarization technique as a binary image, The method includes the steps of: measuring a fire size using the extracted binary image; generating alarm information indicating that a fire has occurred when the indoor harmful environment monitoring device determines that a fire has occurred in the room; To the server via the network.

또한, 상기 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법은, 상기 서버가 상기 알람 정보와 상기 화재 크기를 이용하여 화재 진압을 위한 대응의 정도를 판단한다.In addition, the method for monitoring the indoor harmful environment may include determining the degree of correspondence for fire suppression by the server using the alarm information and the fire size.

상기 실내 유해환경 모니터링 시스템은 관제 센터를 더 포함하고, 상기 서버는 상기 실내에 설치된 스프링쿨러가 작동하도록 제어하는 제어 신호를 상기 관제 센터로 출력한다.The indoor harmful environment monitoring system further includes a control center, and the server outputs a control signal for controlling the sprinkler installed in the indoor unit to the control center.

상기한 바와 같은 본 발명의 실내 유해환경 모니터링 장치 및 이를 이용한 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법은 실내 유해 물질 모니터링과 화재 감지 모니터링을 하나의 모듈로 구성하여 종합적으로 실내 유해환경을 모니터링함으로써 실내 먼지 농도를 측정할 뿐만 아니라 화재 발생과 가스 누출을 사전에 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.As described above, the indoor harmful environment monitoring apparatus of the present invention and the indoor harmful environment monitoring method using the indoor harmful environment monitoring apparatus and the fire hazard monitoring monitoring apparatus are configured as one module to monitor indoor harmful environment comprehensively, It is possible to provide an effect of preventing fire occurrence and gas leakage in advance.

또한, 화재 발생 시 화재 크기를 측정함으로써, 화재 진압을 위한 대응의 정도와 방법을 판단할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, by measuring the fire size in the event of a fire, it is possible to provide an effect of judging the extent and method of response for the fire suppression.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 유해환경 모니터링 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유해물질 모니터링 부분이 모니터링 결과를 제공하는 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화재감지 모니터링 부분이 모니터링 결과를 제공하는 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서로부터 촬영된 영상을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도 4의 영상으로부터 추출된 이진 영상을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
FIG. 1 shows an indoor harmful environment monitoring system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a monitoring result of a hazardous material monitoring part according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a fire detection monitoring part according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 shows an image photographed from an image sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a binary image extracted from the image of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 실시 예 및 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상술한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings according to the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 유해환경 모니터링 시스템을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 실내 유해환경 모니터링 시스템(10)은 실내 유해환경 모니터링 장치(100), 게이트웨이(210), 서버(230), 및 관제센터(250)를 포함할 수 있다. 실내 유해환경 모니터링 시스템(10)은 서버(230)에 의해 액세스 가능한 데이터베이스 (database(DB); 또는 데이터 저장장치)를 더 포함할 수 있다. 서버(230)는 DB를 액세스하여 DB에 데이터를 저장하거나 DB로부터 데이터를 읽을 수 있다. DB는 서버(230)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다. 서버(230)는 DB로부터 데이터를 검색할 수 있다.FIG. 1 shows an indoor harmful environment monitoring system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the indoor harmful environment monitoring system 10 may include an indoor harmful environment monitoring apparatus 100, a gateway 210, a server 230, and a control center 250. The indoor hazardous environment monitoring system 10 may further include a database (DB) or a data storage device that can be accessed by the server 230. The server 230 can access the DB and store data in the DB or read data from the DB. The DB may be implemented inside or outside the server 230. The server 230 may retrieve data from the DB.

유해환경 모니터링 장치(100)는 유해물질 모니터링 부분과 화재 감지 모니터링 부분으로 구성될 수 있다. 유해물질 모니터링 부분은 실내의 온도와 습도를 감지하는 온습도센서(120)와 실내의 먼지 농도를 감지하는 먼지센서(130)를 포함할 수 있다. 화재 감지 모니터링 부분은 실내의 유해 가스 함유량을 측정하는 가스센서(140), 화재의 발생 여부를 감지하고 화재 감지 결과를 출력하는 화재감지센서(150)를 포함할 수 있다.The harmful environment monitoring apparatus 100 may be configured with a hazardous material monitoring section and a fire detection monitoring section. The harmful substance monitoring part may include a temperature / humidity sensor 120 for sensing the temperature and humidity of the room, and a dust sensor 130 for sensing the concentration of dust in the room. The fire detection monitoring part may include a gas sensor 140 for measuring a content of the harmful gas in the room, and a fire detection sensor 150 for detecting the occurrence of a fire and outputting a fire detection result.

화재감지센서(150)는 불꽃감지형 화재감지센서일 수 있다. 상기 불꽃감지형 화재감지센서는 상기 불꽃감지형 화재감지센서에 포함된 적외선 LED를 통해 불꽃에서 감지되는 적외선 파장을 감지하고, 감지의 결과를 아두이노(arduino) 보드가 인식할 수 있는 신호로 변환하여 출력하는 센서를 의미할 수 있다.The fire detection sensor 150 may be a fire detection type fire detection sensor. The flame detection type fire detection sensor senses an infrared wavelength detected in the flame through an infrared LED included in the flame detection type fire detection sensor and converts the detection result into a signal recognizable by an arduino board And then outputting the signal.

유해환경 모니터링 장치(100)는 유해물질 모니터링 부분에서 획득된 온도, 습도, 먼지 농도와 화재 감지 모니터링 부분에서 획득된 화재 감지 결과를 관제센터(250)의 사용자가 원격지에서 모니터링할 수 있도록 서버(230)를 통해 관제센터(250)로 전송할 수 있다. The harmful environment monitoring apparatus 100 monitors the temperature, humidity, dust concentration and the fire detection result obtained in the fire detection monitoring section obtained from the hazardous material monitoring section from the server 230 To the control center 250 via the Internet.

예컨대, 유해환경 모니터링 장치(100)는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 아두이노 기반의 보드(110, 이하, '마이크로 컨트롤러'라 한다.)에 온습도센서(120), 먼지센서(130), 가스센서(140), 화재감지센서(150)가 연결된 것을 의미할 수 있다. 마이크로 컨트롤러(110)는 각 센서로부터 온도, 습도, 먼지 농도, 및 화재 감지 결과를 수신할 수 있다.For example, the harmful environment monitoring apparatus 100 may include a temperature / humidity sensor 120, a dust sensor 130, a gas sensor 140 (hereinafter, referred to as " ) And the fire detection sensor 150 are connected. The microcontroller 110 may receive temperature, humidity, dust concentration, and fire detection results from each sensor.

실시 예에 따라, 유해환경 모니터링 장치(100)는 송수신부(180)를 더 포함할 수 있다. 송수신부(180)는 마이크로 컨트롤러(110)로부터 온도, 습도, 먼지 농도, 및 화재 감지 결과를 수신하고, 수신된 온도, 습도, 먼지 농도, 및 화재 감지 정보를 근거리 무선 통신을 이용하여 게이트웨이(210)로 전송할 수 있다. 예컨대, 송수신부(180)는 Wi-Fi 통신 방식을 이용하여 게이트웨이(210)와 데이터를 주고받거나, 블루투스 통신방식을 이용하여 게이트웨이(210)와 데이터를 주고받을 수 있다.According to an embodiment, the harmful environment monitoring apparatus 100 may further include a transmission / reception unit 180. The transceiver unit 180 receives the temperature, humidity, dust concentration, and fire detection result from the microcontroller 110 and transmits the received temperature, humidity, dust concentration, and fire detection information to the gateway 210 ). For example, the transceiver unit 180 may exchange data with the gateway 210 using a Wi-Fi communication method, or may exchange data with the gateway 210 using a Bluetooth communication method.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유해물질 모니터링 부분이 모니터링 결과를 제공하는 플로우차트이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 온습도센서(120)가 실내의 온도와 습도를 감지하고(S310), 먼지센서(130)가 실내의 먼지 농도를 감지할 수 있다(S330).2 is a flowchart illustrating a monitoring result of a hazardous material monitoring part according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2, the temperature and humidity sensor 120 senses the temperature and humidity of the room (S310), and the dust sensor 130 can detect the concentration of dust in the room (S330).

송수신부(180)는 근거리 무선통신을 이용하여 게이트웨이(210)를 통해 서버(230)로 온도, 습도, 및 먼지 농도를 전송할 수 있다. 서버(230)는 온도, 습도, 및 먼지 농도를 이용하여, 실내 환경 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 실내 환경 정보는 외기를 도입하여 내부의 공기를 배출하는 실내 환기 여부 또는 공기 속의 먼지나 세균 따위를 걸러 내어 공기를 깨끗하게 하는 공기 정화 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. The transceiver unit 180 may transmit temperature, humidity, and dust concentration to the server 230 through the gateway 210 using short-distance wireless communication. The server 230 can generate the indoor environment information using the temperature, the humidity, and the dust concentration. For example, the indoor environment information may include information on whether indoor air is ventilated by introducing outside air or indoor air, or air purifying to filter out dust or germs in the air to clean the air.

서버(230)는 온도, 습도, 및 먼지 농도를 이용하여 실내 환기 여부 또는 실내 공기 정화 여부에 대한 정보를 생성하고, 생성된 정보를 관제센터(250)로 전송할 수 있다.The server 230 may generate information on indoor ventilation or indoor air purification using temperature, humidity, and dust concentration, and may transmit the generated information to the control center 250.

다시 도 1을 참조하면, 유해환경 모니터링 장치(100)의 화재 감지 모니터링 부분은 라즈베리파이(raspberrypi; 160)와 이미지 센서(170)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 라즈베리파이(160)는 카드만한 크기의 싱글 보드 컴퓨터로서, 이미지 센서(170)를 장착하면 이미지 촬영이 가능하다. 또한, 동글(dongle)을 사용하면 외부와 무선통신이 가능하다. 동글은 컴퓨터에 연결하는 작은 크기의 하드웨어를 의미할 수 있다. 예컨대, 동글은 유니버설 시리얼 버스(universal serial bus (USB)) 커넥터를 이용하여 유해환경 모니터링 장치(100)와 연결될 수 있고, 유해환경 모니터링 장치(100)는 상기 동글을 통해 외부와 무선 통신할 수 있다.Referring again to FIG. 1, the fire detection monitoring portion of the harmful environment monitoring apparatus 100 may further include a raspberry pi 160 and an image sensor 170. For example, the raspberry pie 160 is a single board computer having a size equivalent to a card, and image pickup is possible when the image sensor 170 is mounted. In addition, using a dongle enables wireless communication with the outside. A dongle can mean a small piece of hardware that connects to a computer. For example, the dongle can be connected to the harmful environment monitoring apparatus 100 using a universal serial bus (USB) connector, and the harmful environment monitoring apparatus 100 can wirelessly communicate with the outside through the dongle .

유해환경 모니터링 장치(100)는 라즈베리파이(160)와 이미지센서(170)를 이용하여 화재 영상을 촬영하고, 촬영된 화재 영상을 분석하고, 분석 결과를 아두이노 보드에 포함된 마이크로 컨트롤러(110)로 전송할 수 있다. The harmful environment monitoring apparatus 100 photographs a fire image using the raspberry pie 160 and the image sensor 170, analyzes the photographed fire image, and transmits the analysis result to the microcontroller 110 included in the arduino board, Lt; / RTI >

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화재감지 모니터링 부분이 모니터링 결과를 제공하는 플로우차트이다. 도 1과 도 3을 참조하면, 가스센서(140)는 실내의 유해 가스 함유량을 측정할 수 있다(S410). 마이크로 컨트롤러(110)는 가스센서(140)로부터 취득된 상기 유해 가스 함유량이 기준치(예컨대, 100ppm) 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S420).3 is a flowchart illustrating a fire detection monitoring part according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 3, the gas sensor 140 can measure the content of noxious gas in the room (S410). The microcontroller 110 can determine whether the content of the noxious gas obtained from the gas sensor 140 is equal to or higher than a reference value (for example, 100 ppm) (S420).

상기 유해 가스 함유량이 기준치(예컨대, 100ppm) 이상이 아니라고 판단된 경우(S420의 아니오), 가스센서(140)는 계속해서 실내의 유해 가스 함유량을 측정할 수 있다(S410). 상기 유해 가스 함유량이 기준치(예컨대, 100ppm) 이상이라고 판단된 경우(S420의 예), 마이크로 컨트롤러(110)는 화재감지센서(150)가 화재의 발생 여부를 감지하도록 제어할 수 있다(S430). If it is determined that the content of the noxious gas is not more than the reference value (for example, 100 ppm) (NO in S420), the gas sensor 140 can continuously measure the content of noxious gas in the room (S410). If it is determined that the content of the noxious gas is greater than or equal to a reference value (for example, 100 ppm) (YES in S420), the microcontroller 110 may control the fire detection sensor 150 to detect whether a fire has occurred (S430).

화재감지센서(150)가 화재가 발생하지 않았다고 판단한 경우(S440의 아니오), 가스센서(140)는 계속해서 실내의 유해 가스 함유량을 측정할 수 있다(S410). 화재감지센서(150)가 화재가 발생했다고 판단한 경우(S440의 예), 화재감지센서(150)는 화재 감지 결과를 마이크로 컨트롤러(110)로 출력하고, 마이크로 컨트롤러(110)는 상기 화재 감지 결과에 응답하여 이미지센서(170)가 화재 영상을 촬영하도록 제어할 수 있다(S450).If the fire sensor 150 determines that no fire has occurred (NO in S440), the gas sensor 140 can continuously measure the content of the noxious gas in the room (S410). When the fire detection sensor 150 determines that a fire has occurred (S440), the fire detection sensor 150 outputs a fire detection result to the microcontroller 110, In response, the image sensor 170 may control to shoot a fire image (S450).

라즈베리파이(160)는 이미지 센서(170)로부터 촬영된 화재 영상을 분석하고, 마이크로 컨트롤러(110)로 출력하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 불꽃 영역 검출부와 화재 크기 측정부를 포함할 수 있다. 불꽃 영역 검출부는 이진화 기법을 이용하여, 촬영된 화재 영상으로부터 불꽃 영역을 이진 영상으로 추출할 수 있다. 화재 크기 측정부는 추출된 이진 영상을 이용하여 화재크기를 측정할 수 있다(S460).The raspberry pie 160 may include a controller for analyzing a fire image taken from the image sensor 170 and controlling the fire image to be output to the microcontroller 110. The control unit may include a flame region detection unit and a fire size measurement unit. The flame region detecting unit can extract the flame region from the photographed fire image as a binary image by using the binarization technique. The fire size measuring unit can measure the fire size using the extracted binary image (S460).

라즈베리파이(160)가 이미지 센서(170)로부터 촬영된 화재 영상으로부터 화재 크기를 측정하는 방법을 도 4와 도 5에서 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서로부터 촬영된 영상을 나타내고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도 4의 영상으로부터 추출된 이진 영상을 나타낸다.A method of measuring the fire size from a fire image photographed from the image sensor 170 by the raspberry pie 160 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 shows an image taken from an image sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a binary image extracted from the image of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 3, 및 도 4를 참조하면, 이미지 센서(170)로부터 촬영된 도 4의 화재 영상으로부터 정확한 화염의 크기를 분석하기 위해서는 순수한 불꽃만 검출하여야 한다. 순수한 불꽃만 검출하기 위해 영상처리기법 중에서 이진화 기법을 활용할 수 있다.Referring to FIG. 1, FIG. 3, and FIG. 4, only a pure flame must be detected in order to analyze the exact flame size from the fire image of FIG. 4 taken from the image sensor 170. In order to detect only pure flame, we can use binarization technique in image processing technique.

영상은 픽셀로 구성되어 있고, 각 픽셀에는 고유의 명도가 존재한다. 예컨대, 그레이 영상의 경우 명도는 가장 어두운 명도를 나타내는 '0' 부터 가장 밝은 명도를 나타내는 '255'로 구성된다. 이진화 기법은 임계 명도를 설정하여 이미지 센서(170)로부터 촬영된 화재 영상의 픽셀들 중에서 상기 임계 명도보다 작은 명도의 픽셀들은 모두 0으로 만들고, 상기 임계 명도보다 큰 명도의 픽셀은 모두 255로 만든다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같은 순수한 불꽃만 검출된 이진 영상이 추출된다.The image consists of pixels, and each pixel has its own brightness. For example, in the case of a gray image, brightness is composed of '0' representing the darkest brightness to '255' representing the brightest brightness. The binarization technique sets a threshold brightness to make all pixels having brightness lower than the critical brightness among the pixels of the fire image photographed from the image sensor 170 to be 0 and to make 255 pixels having brightness greater than the critical brightness. Accordingly, the binary image in which only the pure flame is detected as shown in FIG. 5 is extracted.

추출된 이진 영상에서 전체 픽셀들의 크기 대비 상기 임계 명도보다 큰 명도의 픽셀들의 크기에 해당하는 비율을 구함으로써 화재 크기를 구할 수 있다. 화염의 크기가 클수록 화재 크기도 증가하므로, 화재 발생의 규모와 정도를 알 수 있고, 따라서 실시간 급변하는 화재에 적절한 정도와 방법을 이용하여 화재 진압 대응이 가능한 효과가 있다.The fire size can be obtained by calculating the ratio of the size of pixels having a brightness greater than the critical brightness to the size of all pixels in the extracted binary image. The larger the size of the flame, the larger the size of the fire. Thus, the magnitude and extent of the fire can be known. Therefore, it is possible to cope with the fire suppression by using the degree and method appropriate for the real time changing fire.

다시 도 1과 도 3을 참조하면, 마이크로컨트롤러(110)는 화재감지센서(150)가 화재가 발생했다고 판단한 경우 화재가 발생했음을 알리는 알람 정보와, 라즈베리파이(160)로부터 측정된 화재 크기를 서버(230)로 전송하기 위해 송수신부(180)로 출력할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3 again, if the fire sensor 150 determines that a fire has occurred, the microcontroller 110 transmits alarm information indicating that a fire has occurred and fire size measured from the raspberry 160 to the server To the transmission / reception unit (180) for transmission to the transmission / reception unit (230).

서버(230)는 상기 알람 정보와 상기 화재 크기를 이용하여 화재 진압을 위한 대응의 정도와 방법을 판단할 수 있다. 예컨대, 서버(230)는 관재센터(250)로 실내에 설치된 스프링쿨러가 작동하도록 제어하거나, 비상 대피로를 알리는 방송을 하거나, 전기를 차단시키는 등의 조취를 취하도록 명령 신호를 출력할 수 있다.The server 230 can determine the degree and method of response for fire suppression using the alarm information and the fire size. For example, the server 230 may output a command signal to control the operation of the sprinkler installed in the indoor space in the center 250, to broadcast an emergency evacuation route, to shut off electricity, or the like .

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10; 실내 유해환경 모니터링 시스템
100; 유해환경 모니터링 장치
210; 게이트웨이
230; 서버
250; 관제센터10; Indoor harmful environment monitoring system
100; Harmful environment monitoring device
210; Gateway
230; server
250; Control center

Claims (8)

실내의 온도와 습도를 감지하는 온습도센서;
실내의 먼지 농도를 감지하는 먼지센서;
실내의 유해 가스 함유량을 측정하는 가스센서;
상기 유해가스 함유량이 기준치 이상인지 여부를 판단하는 컨트롤러; 및
화재의 발생 여부를 감지하고 화재 감지 결과를 출력하는 화재감지센서;를 포함하고,
상기 컨트롤러는 감지된 온도와 감지된 먼지 농도를 이용하여 실내 환경 정보를 제공하고,
상기 컨트롤러가 상기 가스센서로부터 취득된 상기 유해가스 함유량이 상기 기준치 이상이라고 판단된 경우, 상기 컨트롤러는 상기 화재감지센서가 화재의 발생 여부를 감지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경 모니터링 장치.A temperature and humidity sensor for detecting the temperature and humidity of the room;
A dust sensor for detecting the concentration of dust in the room;
A gas sensor for measuring the content of harmful gas in the room;
A controller for determining whether the content of the noxious gas is equal to or higher than a reference value; And
And a fire detection sensor for detecting the occurrence of a fire and outputting a fire detection result,
The controller provides the indoor environment information using the sensed temperature and the sensed dust concentration,
Wherein the controller controls the fire sensor to detect whether or not a fire occurs when the controller determines that the content of the harmful gas acquired from the gas sensor is equal to or greater than the reference value. 제1항에 있어서,
화재 영상을 촬영하기 위한 이미지 센서; 및
상기 화재 영상을 분석하는 제어부;를 더 포함하고,
상기 가스 농도가 상기 기준치 이상이고, 상기 화재감지센서가 화재의 발생을 감지한 경우, 상기 제어부는 상기 이미지 센서가 상기 화재 영상을 촬영하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경 모니터링 장치.The method according to claim 1,
An image sensor for capturing a fire image; And
And a controller for analyzing the fire image,
Wherein the control unit controls the image sensor to shoot the fire image when the gas concentration is equal to or higher than the reference value and the fire detection sensor detects occurrence of a fire. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
이진화 기법을 이용하여, 촬영된 화재 영상으로부터 불꽃 영역을 이진 영상으로 추출하는 불꽃 영역 검출부; 및
추출된 이진 영상을 이용하여 화재 크기를 측정하는 화재크기 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경 모니터링 장치. 3. The apparatus of claim 2,
A flame area detector for extracting a flame area from a photographed fire image as a binary image using a binarization technique; And
And a fire size measuring unit for measuring a fire size using the extracted binary image. 제3항에 있어서,
상기 실내 유해환경 모니터링 장치는 근거리 무선 송수신부를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 화재감지센서가 화재의 발생을 감지한 경우 상기 화재가 발생했음을 알리는 알람 정보를 생성하고, 상기 알람 정보와 상기 화재 크기를 상기 근거리 무선 송수신부를 통해 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경 모니터링 장치. The method of claim 3,
The indoor harmful environment monitoring apparatus may further include a short range wireless transceiver,
Wherein the controller generates alarm information indicating that the fire has occurred when the fire detection sensor detects occurrence of a fire and transmits the alarm information and the fire size to the server through the short range wireless transmission / Harmful environment monitoring device. 실내 유해환경 모니터링 장치를 포함하는 실내 유해환경 모니터링 시스템을 이용하여 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법에 있어서,
상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 실내의 온도, 습도, 및 실내의 먼지 농도를 감지하고, 감지된 온도, 감지된 습도, 및 감지된 먼지 농도를 이용하여 실내 환경 정보를 제공하는 단계;
상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 가스 농도를 감지하고, 감지된 가스 농도가 기준치 이상이라고 판단한 경우, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치는 불꽃을 감지하는 단계; 및
상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 불꽃을 감지한 경우, 상기 실내 유해환경 모니터링 장치는 실내에 화재가 발생했다고 판단하고 화재 영상을 촬영하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법. A method for monitoring an indoor harmful environment using an indoor harmful environment monitoring system including an indoor harmful environment monitoring device,
Detecting indoor temperature, humidity, and indoor dust concentration, providing the indoor environment information using the sensed temperature, the sensed humidity, and the sensed dust concentration;
Wherein the indoor harmful environment monitoring device senses the gas concentration and if the detected gas concentration is higher than the reference value, the indoor harmful environment monitoring device detects the flame; And
And monitoring the inside harmful environment monitoring device, when the indoor harmful environment monitoring device senses a flame, determining that a fire has occurred in the room and photographing a fire image. . 제5항에 있어서,
상기 실내 유해환경 모니터링 시스템은 서버를 더 포함하고,
상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 이진화 기법을 이용하여, 촬영된 화재 영상으로부터 불꽃 영역을 이진 영상으로 추출하는 단계;
상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 추출된 이진 영상을 이용하여 화재 크기를 측정하는 단계;
상기 실내 유해환경 모니터링 장치가 실내에 화재가 발생했다고 판단한 경우 화재가 발생했음을 알리는 알람 정보를 생성하고, 상기 알람 정보와 상기 화재 크기를 네트워크를 통해 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the indoor harmful environment monitoring system further includes a server,
The indoor harmful environment monitoring apparatus extracting a flame region from a photographed fire image as a binary image using a binarization technique;
Measuring a fire size using the extracted binary image of the indoor harmful environment monitoring device;
Wherein the indoor harmful environment monitoring device generates alarm information indicating that a fire has occurred when the indoor harmful environment monitoring device determines that a fire has occurred in the indoor space and transmits the alarm information and the fire size to the server through the network Methods for monitoring. 제6항에 있어서,
상기 서버가 상기 알람 정보와 상기 화재 크기를 이용하여 화재 진압을 위한 대응의 정도를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법.The method according to claim 6,
Further comprising the step of the server using the alarm information and the size of the fire to determine a degree of correspondence for fire fighting. 제7항에 있어서,
상기 실내 유해환경 모니터링 시스템은 관제 센터를 더 포함하고,
상기 서버는 상기 실내에 설치된 스프링쿨러가 작동하도록 제어하는 제어 신호를 상기 관제 센터로 출력하는 것을 특징으로 하는 실내 유해환경을 모니터링 하기 위한 방법.


8. The method of claim 7,
Wherein the indoor harmful environment monitoring system further includes a control center,
Wherein the server outputs a control signal for controlling the operation of the sprinkler installed in the indoor space to the control center.


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