KR20190115439A - The monitor system of a early fire - Google Patents

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KR20190115439A
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Abstract

The present invention relates to an early fire detection sensor terminal. According to the present invention, the sensor comprises: an AgI layer formed on an Ag substrate; an AgCl layer formed on the AgI layer; a conductive thin film pattern formed on the AgCl layer; a gas sensing layer surrounding the conductive thin film pattern; and an electrode pair for applying power to the gas detection film. The conductive thin film pattern transmits measurement data of the sensor which catalyzes a sensing reaction of the gas sensing layer to a gas to be sensed through a physically unclonable function (PUF) and a quantum random security terminal.

Description

조기화재 검지센서 단말기{The monitor system of a early fire}Early detection sensor terminal {The monitor system of a early fire}

조기화재 검지센서 및 조기화재 검지센서 단말기 물건 관련 특허이다.It is a patent for early fire detection sensor and early fire detection sensor terminal.

본 발명은 HCl 감지 센서 소자와 이를 포함하는 센서 및 이를 제조하는 제조 방법에 관한 것으로, Ag 기판 상에 Agl 층 및 AgCl 층이 형성된 HCl 감지 센서 소자로서 사고로 발생하는 HCI 감지 센서와, 화재발생 시 전기절연물 등에서 발생하는 염화수소가스(HCl)를 감지하여 전기화재의 발생을 감지하여 가스와 화재의 확산을 방지할 수 있는 HCl 감지 센서 소자와 이를 포함하는 조기화재 검지센서에 관한 것이다. The present invention relates to an HCl sensing sensor device, a sensor including the same, and a manufacturing method of manufacturing the same, wherein the HCI sensing sensor accidentally generated as an HCl sensing sensor device in which an Agl layer and an AgCl layer are formed on an Ag substrate, and when a fire occurs, The present invention relates to an HCl detection sensor element capable of detecting the occurrence of an electric fire by detecting hydrogen chloride gas (HCl) generated from an electric insulator, and preventing the diffusion of gas and fire, and an early fire detection sensor including the same.

특히, HCl 가스에 반응하는 센서의 전기저항 변화를 직접변환법으로 검출 및 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막의 촉매 작용으로 고감도 빠른 반응속도의 조기화재 검지센서를 특징으로 한다.In particular, it is characterized by the detection of the electrical resistance change of the sensor reacting with HCl gas by direct conversion method and the early fire detection sensor of high sensitivity and fast reaction rate by the catalytic action of the nanoporous structure line type conductive thin film.

HCl 조기화재 검지센서로부터 검지된 이벤트 데이터를 보안성 있게 효과적으로 전송하기 위한 양자보안 단말기 시스템 관련이다. The present invention relates to a quantum security terminal system for effectively and efficiently transmitting event data detected from an HCl early fire detection sensor.

또한, 본 발명은 전기화재 조기검지 센서의 정확도를 향상하기 위한 미세먼지 지표값과 HCl 가스의 농도 지표값을 연산하여 정밀도를 높이는 것으로, 미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치 및 동작 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to an electrical fire pre-sensing device and an operation method by calculating fine dust index value and HCl gas concentration index value to improve the accuracy of the early detection sensor, and to increase the precision. .

보다 상세하게는 금속함 내부에서 발열에 의해 발생하는 미세먼지 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재의 유무를 감지하는 기술에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a technique for detecting the presence of an electric fire by analyzing the amount of change of the fine dust index value generated by heat generation inside the metal box.

초소형의 PUF(Phisycally Unclonable Function) Chip과 QRNG(Quantum Random Number Generator) Chip을 이용한 보안키 생성 및 분배 관련으로 반도체 제조공정상 발생하는 공정편차를 통해 PUF Chip으로 부터 PIN(Personal Identification Number) 데이터를 추출하여 대칭키(복호키)를 생성하고, QRNG를 통해 발생하는 무작위 양자난수를 통해 상기 대칭키(복호키)를 암호화하여 비대칭키(암호키)를 생성한다.PIN (Personal Identification Number) data is extracted from the PUF chip through the process deviation that occurs in the semiconductor manufacturing process related to the generation and distribution of security keys using a very small PUC (Physically Unclonable Function) Chip and a Quantum Random Number Generator (QNGN) Chip. A symmetric key (decryption key) is generated, and an symmetric key (decryption key) is generated by encrypting the symmetric key (decryption key) through a random quantum random number generated through QRNG.

HCl Sensor에서 측정되는 데이터를 비대칭키(암호키)로 암호화할 경우 대칭키(복호키)를 통해서 원래의 Sensor에서 측정되는 데이터를 복원할 수 있다.If the data measured by the HCl Sensor is encrypted with an asymmetric key (encryption key), the data measured by the original Sensor can be restored through the symmetric key (decryption key).

최근 인간의 생활환경에 존재하는 유해가스, 대기환경 및 안전에 대한 관심이 고조되면서 환경유해가스를 손쉽게 감지할 수 있는 가스 센서의 필요성이 중요하게 인식되고 있다. Recently, as interest in harmful gases, atmospheric environment, and safety that exist in human living environment is increasing, the necessity of a gas sensor that can easily detect environmentally harmful gases is important.

가스 센서는 재료의 표면에서 일어나는 chemisorption을 이용하여 가스의 종류나 농도를 검지한다. 표면에 가스가 흡착되면 표면 부근의 전기 전도도가 변하는 것을 이용하여 가스를 검지할 수 있다. 금속의 경우에는 전기 전도도의 변화가 크지 않기 때문에 잘 이용되지 않으며, 전기 전도도의 변화가 상대적으로 큰 반도체 또는 산화물 등이 널리 이용된다. 예를 들어 반도체의 표면에 기체 분자가 흡착되면 전자 또는 정공의 이동이 일어나게 되고, 이러한 표면 전하의 변화에 의하여 전기 전도도가 바뀌게 된다. 흡착된 기체 분자의 전자 친화력 A가 n형 반도체의 일함수 Ws보다 큰 경우 에너지 준위는 도1과 같다. 이때 반도체 내의 전하 재배분이 필요하게 되어 전도대(conduction band)에 있던 전자는 밴드갭(band gap) 내의 흡착분자의 낮은 에너지 준위로 이동한다. 결과적으로 전자를 받아들인 흡착분자는 음전하를 띠게 된다. 그와 동시에 반도체의 밴드 구조의 변화가 일어나고 반도체에서의 전자 농도가 감소한다. 표면 가까이에서는 전계가 형성되고 이 전계에 의해서 전자 이동이 억제된다. 반도체에서 흡착분자로 이동한 전자의 수에 비례하여 전계는 커지고 임계값을 넘어서면 전자의 이동이 저지되고 평형 상태가 된다. 평형 상태에서는 반도체 표면 부근의 페르미 준위(Fermi level)와 흡착분자의 에너지 준위가 일치하여 전자의 이동이 더 이상 일어나지 않는다. 전자가 다수 운반자인 n형 반도체에서는 전도대의 Ec의 에너지 구조가 전자의 이동에 영향을 준다. 즉, 전자 친화력이 큰 기체(A>Ws)가 n형 반도체에 흡착되면 반도체 표면에 전자의 이동을 방해하는 위치 에너지 장벽이 형성된다. 전자 친화력이 작은 기체(A<Ws)는 p형 반도체에 흡착되면 반도체 표면에 정공의 이동을 방해하는 위치 에너지 장벽이 형성되며, 결국 기체의 흡착에 의해서 표면의 전하가 흡착 전과 바뀌게 되고 이러한 표면 전자의 변화에서 기인하는 전기 전도도의 변화를 이용하여 가스 센서를 만들 수 있다. Gas sensors detect the type and concentration of gases by using chemisorption on the surface of the material. When gas is adsorbed on the surface, the gas can be detected by using the change in the electrical conductivity near the surface. In the case of metal, since the change in electrical conductivity is not large, it is not used well, and a semiconductor or oxide with a relatively large change in electrical conductivity is widely used. For example, when gas molecules are adsorbed on the surface of a semiconductor, electrons or holes move, and electrical conductivity changes due to the change of the surface charge. When the electron affinity A of the adsorbed gas molecules is greater than the work function W s of the n-type semiconductor, the energy level is shown in FIG. 1. At this time, the charge redistribution in the semiconductor is required so that the electrons in the conduction band move to the low energy level of the adsorption molecules in the band gap. As a result, the adsorption molecules that accept electrons are negatively charged. At the same time a change in the band structure of the semiconductor occurs and the electron concentration in the semiconductor decreases. An electric field is formed near the surface, and the electric field is suppressed by this electric field. In proportion to the number of electrons moved from the semiconductor to the adsorption molecules, the electric field becomes large, and if it exceeds the threshold value, the movement of electrons is prevented and is in equilibrium. At equilibrium, the Fermi level near the surface of the semiconductor coincides with the energy level of the adsorbed molecules, which no longer causes electron movement. In n-type semiconductors with many electrons, the energy structure of E c in the conduction band influences the movement of electrons. That is, when a gas (A> W s ) having a high electron affinity is adsorbed to the n-type semiconductor, a potential energy barrier is formed on the surface of the semiconductor to prevent the movement of electrons. When a gas having a small electron affinity (A <W s ) is adsorbed on a p-type semiconductor, a potential energy barrier is formed on the surface of the semiconductor to hinder the movement of holes. Changes in electrical conductivity resulting from changes in electrons can be used to make gas sensors.

반도체의 경우 전기 전도는 전자나 정공의 이동으로 생기지만 고체전해질(Solid electrolyte)의 경우 이온의 이동에 의해 전기 전도가 발생하며, 이러한 이온 전도성을 가스 센서에 응용할 수 있다. 대표적인 고체전해질 재료인 α-AgI의 경우 Ag+ 이온의 수가 Ag+ 이온의 격자점의 수보다 많기 때문에 Ag+ 이온의 이동도가 크다. 고체전해질의 전기전도도(도전율)는 일반적으로 금속에 비해서는 작고 Si 반도체에 비해서는 크며, 도 2에서 보는 바와 같이 온도가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가하는 경향을 보인다. In the case of a semiconductor, the electrical conduction is caused by the movement of electrons or holes, but in the case of a solid electrolyte, the electrical conduction is generated by the movement of ions, and this ion conductivity can be applied to a gas sensor. For the α-AgI a typical solid electrolyte material because of Ag + ions number greater than the number of grid points of the Ag + ions is greater in the movement of the Ag + ions. The electrical conductivity (conductivity) of the solid electrolyte is generally smaller than that of metal and larger than that of Si semiconductor, and it tends to increase exponentially with increasing temperature as shown in FIG. 2.

특히, 특정 물질 감지 기술은 산업계 전반에 걸쳐서 폭넓게 응용되고 있다. 그 중에서 염화수소(HCl) 가스는 다양한 분야에서 사용되며, 노출시 환경오염, 부식성 및 인체에 유독성분으로 대기오염 방지법에 의한 배출기준 및 노동법에 의한 노출기준이 정해져 있다. 또한, 염화수소(HCl) 가스는 유기 화합물 생산 공정에서 반드시 사용되는 물질로서 공정 산출물인 유기 화합물에 소량 포함되며 유기 화합물의 열적 안정성과 밀접한 관련을 가지고 있다. 또한, 일반적으로 전자제품의 전선 및 케이블의 피복에는 폴리에틸렌이나 중간재(역청재)로 이루어져 있다. 이러한 캐이블의 외장재는 연소되면서, 염화수소가스(HCl), 일산화가스(CO), 이산화탄소(CO2) 등의 유독가스가 배출된다. In particular, certain substance detection technologies are widely applied throughout the industry. Among them, hydrogen chloride (HCl) gas is used in various fields, and the exposure standard by the Air Pollution Prevention Act and the Labor Standard are defined as environmental pollution, corrosive and toxic to human body when exposed. In addition, hydrogen chloride (HCl) gas is a material used in the organic compound production process is included in a small amount of the organic compound as a process output and is closely related to the thermal stability of the organic compound. In general, the coating of wires and cables of electronic products consists of polyethylene or intermediate materials (bitumen). As the exterior of the cable is burned, toxic gases such as hydrogen chloride gas (HCl), carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO 2 ) are discharged.

미세먼지(PM: Particulate Matter)는 입자 크기에 따라 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5) 및 극초미세먼지(PM1.0)로 구분된다. PM10은 입자의 크기가 지름 10um 이하이고, PM2.5는 지름 2.5um 이하이며, PM1.0은 지름 1.0um 이하이다.Particulate Matter (PM) is classified into fine dust (PM10), ultrafine dust (PM2.5) and ultrafine dust (PM1.0) according to particle size. The particle size of PM10 is 10um or less in diameter, PM2.5 is 2.5um in diameter or less, and PM1.0 is 1.0um or less in diameter.

미세먼지의 발생원은 자연적인 것과 인위적인 것으로 구분되고, 자연적 발생원은 흙먼지, 바닷물에서 생기는 소금 및 식물의 꽃가루 등이 있으며, 인위적 발생원은 보일러, 발전시설 및 자동차 배기가스 등에서 석탄 또는 석유의 화석연료를 태울 때 생기는 매연이 있다.Sources of fine dust are classified into natural and artificial sources. Natural sources include soil dust, salts from seawater, pollen of plants, and the like. The artificial sources are used to burn fossil fuels of coal or oil in boilers, power plants, and automobile exhausts. There is soot produced.

미세먼지는 탄소화합물(carbon compounds), 질소산화물(nitrogen oxide) 및 황산화물(sulfur oxide)을 포함하고, 대기오염의 상태를 분석하기 위해 사용된다.Fine dust contains carbon compounds, nitrogen oxides and sulfur oxides and is used to analyze the state of air pollution.

고압 배전반, 저압 배전반, 동력반 또는 분전반 등 금속함의 내부는 전원을 공급하기 위한 전기설비가 포함되고, 전기적으로 절연되는 유기물을 포함한다.The interior of the metal box, such as a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a power board or a distribution board, includes electrical equipment for supplying power and includes organic materials that are electrically insulated.

유기물로 이루어진 절연물은 구조적 불량, 위치불량, 시공불량, 설비노후, 취급불량 또는 접촉불량으로 과열 시 화재위험이 존재한다.Insulators made of organic materials have a risk of fire when overheated due to structural defects, poor location, poor construction, old equipment, poor handling, or poor contact.

미세먼지는 유기물이 연소될 때에도 발생한다. 유기물은 연소될 때 메탄, 알코올, 벤젠 및 페놀 등 탄소화합물 기반의 미세먼지가 발생하고, 일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소(HCl), BHT 가스, 염소 및 에틸렌 등 가스가 발생한다.Fine dust also occurs when organic matter is burned. When organic matter is burned, fine dust based on carbon compounds such as methane, alcohol, benzene and phenol is generated, and gases such as carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride (HCl), BHT gas, chlorine and ethylene are generated.

동래의 다중센서를 이용한 화재감지시스템 및 전기설비박스에 관한 것은 온도 센서와 가스 센서를 이용하여 전기설비박스의 화재를 감시한다.In the case of fire detection system and electric equipment box using multiple sensors of Dongnae, the fire of electric equipment box is monitored by using temperature sensor and gas sensor.

따라서, 종래에는 온도 센서 또는 가스 센서를 이용하여 전기설비박스 또는 금속함의 전기화재를 감지하는 기술들을 개시하고 있으나, 미세먼지 센서를 이용하여 전기설비박스 또는 금속함의 전기화재를 감지하는 기술을 개시하지 못하고 있다.Therefore, the prior art discloses a technique for detecting an electrical fire of an electrical installation box or a metal box using a temperature sensor or a gas sensor, but does not disclose a technique for detecting an electrical fire of an electrical installation box or a metal box using a fine dust sensor. I can't.

상기와 같이 조기화재 검지센서에서 측정된 데이터를 중간에 위변조 없이 전송하기 위한 하드웨어 보안을 위해 식별키를 생성하는 장치 및 방법에 있어서, 반도체 제조중 공정 편차를 이용하여 PUF(Physically Unclonable Function)를 구현하여 식별키를 생성하는 장치 및 방법을 적용하여 물리적 개체인증을 수행하는 기술을 적용하여 보안성을 강화한다.An apparatus and method for generating an identification key for hardware security for transmitting data measured by an early fire detection sensor without forgery in between, in which a physically unclonable function (PUF) is implemented using a process deviation during semiconductor manufacturing. By applying a device and method for generating an identification key to apply physical technology to enhance security.

IC(Integrated Circuit) 칩의 생산 공정에서 발생하는 편차를 이용한 상기 PUF를 통해 PIN(Personal Identification Number)값을 생성한 후 공인인증 플랫폼에서 보관 후 단말기에 설치된 PUF의 PIN 값을 포함하는 인증요청 키가 공인인증 플랫폼에서 수신하여 PIN 값이 일치할 경우 인증절차를 수행한다. After generating a PIN (Personal Identification Number) value through the PUF using the deviation generated in the production process of the IC (Integrated Circuit) chip, the authentication request key including the PIN value of the PUF installed in the terminal after storing in the authorized authentication platform If the PIN value is received from the authorized authentication platform, the authentication process is performed.

상기 PUF가 물리적인 단말기를 하드웨어적으로 인증한다면, 상기 PUF의 PIN 값을 1회성 양자난수 OTP(One Time Password)를 생성한 인증요청 키(암호키/복호키)를 생성하는 것은 양자난수생성기를 통해서 생성하는 것을 특징으로 한다. If the PUF authenticates the physical terminal in hardware, generating an authentication request key (encryption key / decryption key) that generates a one-time quantum random number OTP (One Time Password) from the PIN value of the PUF is a quantum random number generator. Characterized by generating through.

양자난수생성기는 난수소스발생기, 의사난수생성기를 포함하여 구성되어, 난수소스발생기는 예측 불가한 자연현상을 이용하여 발생한 무작위 난수소스로 암호키를 생성한다.The quantum random number generator is composed of a random number generator and a pseudo random number generator. The random number generator generates an encryption key using a random random source generated using an unpredictable natural phenomenon.

상기 예측불가 자연현상으로는 자연광, LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode), 방사선, 열잡음, 노이즈 등을 이용해 양자난수(Quantum Random Number, QRN)를 발생한다. The unpredictable natural phenomenon generates a quantum random number (QRN) using natural light, a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), radiation, thermal noise, noise, and the like.

상기 암호키를 한 쌍의 암호키로 상호 암호통신을 위한 대칭암호키를 생성한다.A symmetric encryption key for mutual encryption communication is generated using the encryption key as a pair of encryption keys.

상기와 같은 양자난수와 달리 의사난수생성기(pseudorandom number generator, PRNG)를 통해 비대칭암호키를 암호화 생성한다.Unlike the quantum random number described above, an asymmetric encryption key is generated through a pseudorandom number generator (PRNG).

본 발명의 양자난수생성기는 양자난수(Quantum Random Number, QRN) 대칭암호키와 의사난수(pseudorandom number, PRN) 비대칭암호키를 생성하는 것으로, 한 쌍의 대칭암호키를 통해 양방향 통신 및 인증이 가능하다. The quantum random number generator of the present invention generates a quantum random number (QRN) symmetric encryption key and pseudorandom number (PRN) asymmetric encryption key, and enables bidirectional communication and authentication through a pair of symmetric encryption keys. Do.

상기 양자난수 대칭암호키에 의사난수생성기를 통해 다시 암호화한 비대칭암호키를 생성하는 것으로, 대칭암호키를 통해 비대칭암호키를 복호화할 수 있는 것을 특징으로 한다.By generating the asymmetric encryption key again encrypted through the pseudo random number generator in the quantum random symmetric encryption key, it is characterized in that the asymmetric encryption key can be decrypted through the symmetric encryption key.

생활 속 사물들을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 시스템인 사물인터넷(Internet of Thing)이 보편화 되고 있다. 사물인터넷이란, 인간과 사물, 서비스 세 가지 분산된 환경 요소에 대해 인간의 명시적 개입 없이 상호 협력적으로 센싱, 네트워킹, 정보 처리 등 지능적 관계를 형성하는 사물 공간 연결망이다. The Internet of Thing, a system for connecting information in everyday life through wired and wireless networks and sharing information, is becoming popular. The Internet of Things is an IoT space network that forms intelligent relationships such as sensing, networking, and information processing in cooperation with human beings, things, and services.

사물인터넷의 보편화에 따라 보안위협도 높아지고 있으며, 사물인터넷 보안을 위해서는 사물인터넷 기기에서부터 시스템까지 전 구간에 대한 단절 없는 보안이 필요하다. 특히 다양한 기능과 프로토콜을 가진 기기들과 통신해야 하기 때문에 개방형 표준기술을 사용해야 하므로 보안 위협에 훨씬 노출되고 있다.As the Internet of Things becomes more common, security threats are increasing, and security for the Internet of Things requires uninterrupted security for all sections from IoT devices to systems. In particular, because they need to communicate with devices with various functions and protocols, they are exposed to security threats because they must use open standard technology.

한편, 소프트웨어 기반의 난수 생성 기술은 리소스를 많이 사용할 뿐 아니라 고도화된 해킹 기술을 이용하면 난수 발생 패턴을 파악할 수 있는 문제점이 있다.On the other hand, the software-based random number generation technology has a problem that can identify the random number generation pattern by using not only a lot of resources but also advanced hacking techniques.

따라서, 사물인터넷 기기간의 보안을 위해 자연현상의 무작위성에서 난수를 추출하는 자연 난수 또는 진정 난수가 요청되고 있으며, 이는 특정한 패턴이 없고 예측이 불가능한 장점이 있지만, 크기가 크고 매우 비싸며 추출장치가 필요해 소형화 장치에 적용하기 어려운 문제가 있다. Therefore, for the security between IoT devices, a natural random number or a truly random number is required to extract random numbers from natural phenomena, which has no specific pattern and has an unpredictable advantage, but it is large and very expensive and requires an extraction device. There is a problem that is difficult to apply to the device.

인터넷 보안 프로토콜(IP Security Protocol : IPSec)은 네트워크 통신의 패킷 처리 계층에서의 보안을 위해 개발된 프로토콜로서, 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통하여 송수신되는 데이터를 공중망 사용자들로부터 보호하기 위하여 이용되는 프로토콜이다. IP Security Protocol (IPSec) is a protocol developed for security at the packet processing layer of network communication. It is used to protect data transmitted and received through a virtual private network (VPN) from public network users. Is a protocol.

로컬 기반의 IPSec VPN 서비스는, 다양한 통신 로컬들이 별도의 VPN 설정 없이, 공중망에 연결된 VPN 로컬에 접속하여 원격지의 사설망에 접속해 VPN 트래픽을 주고 받을 수 있는 가상 사설망 서비스이다. 상술한 바와 같은 가상 사설망 서비스를 이용하기 위해 VPN 로컬은, 공중망을 통해 가상사설망게이트웨이(VPN GateWay : VPN G/W)와 IPSec 터널 생성을 위한 인증 단계를 수행하며, IPSec에서는 상기 인증을 위한 키 교환 절차로 IKE 방식을 1단계(Main Mode or Aggressive Mode)와 2단계(Quick Mode)로 나누어 진행한다. 상기 IKE의 1단계는 보안성이 없는 공중망에서 암호화된 데이터를 주고받기 위한 ISAKMP(Internet Security Association and Key Management Protocol) 단계로서, VPN 로컬과 가상 사설망 게이트웨이(VPN G/W)가 서로 사전에 공유하여 가지고 있는 사전 공유키(Pre-Shared Key)와, ISAKMP의 암호화 방법 및 해시 함수 등에 대해 서로 협상하는 단계이다. 그리고, 2단계는 실제 IPSec 터널(Tunnel)을 통해 주고 받을 데이터의 암호화 방법 및 IPSec 터널을 통해 주고 받을 트래픽의 유형 등을 협상하는 단계이다. Local-based IPSec VPN service is a virtual private network service that allows various communication locals to connect to a VPN local connected to the public network and to access a remote private network to send and receive VPN traffic without a separate VPN setting. In order to use the virtual private network service as described above, the VPN local performs an authentication step for creating an IPSec tunnel with a virtual private network gateway (VPN GateWay: VPN G / W) through a public network, and in IPSec, a key exchange for the authentication is performed. As a procedure, the IKE method is divided into 1 step (Main Mode or Aggressive Mode) and 2 steps (Quick Mode). The first stage of the IKE is an Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP) stage for exchanging encrypted data in an unsecured public network. The VPN local and virtual private network gateways (VPN G / W) share each other in advance. Negotiating with each other about Pre-Shared Key and encryption method and hash function of ISAKMP. The second step is to negotiate an encryption method of data transmitted and received through an IPSec tunnel and a type of traffic to be transmitted and received through the IPSec tunnel.

이러한 로컬 기반의 IPsec VPN 서비스는 유선 기반과 무선 기반으로 나눌 수 있다. 유선 기반은 상술한 VPN 로컬이 유선 네트워크를 통해 가상 사설망 게이트(VPN G/W)에 접속하는 것이고, 무선 기반은 상술한 VPN 로컬이 무선 네트워크를 통해 가상 사설망 게이트웨이(VPN G/W)에 접속하는 것이다. 유선 기반의 VPN 서비스에서, VPN 로컬과 가상 사설망 게이트웨이(VPN G/W) 사이에서 IKE 1단계 인증을 위해, VPN 로컬에 고정 IP 주소를 할당하고, VPN 로컬과 가상 사설망 게이트웨이(VPN G/W)에 미리 설정된 사전 공유키(Pre-Shared Key)를 저장한 후, 가상 사설망 게이트웨이(VPN G/W)에서 해당 사전 공유키를 가지고 있는 VPN 로컬의 IP 주소가 상기 고정으로 할당된 IP 주소인지 여부를 확인하는 방식으로 인증을 수행한다. 이 경우, 가입자의 VPN 로컬 하위에 위치하는 실제 사용자 로컬은 별도의 인증 절차 없이 VPN 로컬을 통해 원격지의 사설망에 접속할 수 있다. These locally based IPsec VPN services can be divided into wired and wireless. The wired base is to connect the VPN local to the virtual private network gate (VPN G / W) through the wired network, and the wireless base is to connect the VPN local to the virtual private network gateway (VPN G / W) through the wireless network. will be. In a wired-based VPN service, a static IP address is assigned to the VPN local for IKE 1-step authentication between the VPN local and the virtual private network gateway (VPN G / W), and the VPN local and virtual private network gateway (VPN G / W). After saving the preset Pre-Shared Key in the Virtual Private Network Gateway (VPN G / W), whether the IP address of the VPN local with the corresponding Preshared Key is the statically assigned IP address. Authentication is performed by checking. In this case, a real user local located under the subscriber's VPN local can access a remote private network through the VPN local without a separate authentication procedure.

인터넷을 비롯한 유무선 통신의 사용이 급속히 확대됨에 따라 통신네트워크의 보안문제는 국가, 기업, 금융상의 중요기밀 보호 및 개인의 사생활 보호 측면에서 그 중요성이 점점 더 증대되고 있다. 1970년대에 개발되어 현재 인터넷 등 통신시스템에 널리 사용되고 있는 비대칭 공개키 암호체계는 해결하기 매우 어려운 수학적인 문제를 공개키로 사용하여 정보를 암호화하고 그 해를 비밀키로 사용하여 해독하는 방식으로서 원리적으로 수학적인 “계산 복잡성”에 기초하고 있다.  As the use of wired and wireless communication, including the Internet, is rapidly expanding, the security problems of communication networks are becoming increasingly important in terms of protecting confidentiality of national, corporate, financial, and personal privacy. The asymmetric public key cryptosystem, developed in the 1970s and now widely used in communication systems such as the Internet, is a method of encrypting information using a mathematical problem that is very difficult to solve as a public key and decrypting it using the year as a secret key. It is based on mathematical "computation complexity".

대표적으로 Rivest, Shamir, Adleman 등 세 사람이 개발한 RSA 공개키 암호체계는 매우 큰 수를 소인수분해하기가 매우 난해하다는 점을 이용한다. 즉, 수학적으로 소인수분해 문제는 문제의 크기가 증가함에 따라 계산시간이 지수함수적으로 증가하게 되며 따라서 송신자와 수신자가 충분히 큰 숫자의 소인수분해 문제를 공개키로 사용하면 도청자가 암호문을 해독하기는 현실적으로 불가능 할 것이라는 점을 이용한다. 그러나, 이러한 수학적인 계산복잡성에 기초한 암호체계는 보다 정교한 알고리즘의 발전에 따라 그 안전성에 의문이 제기되고 있으며, 또한 1994년 AT&T의 Peter Shor가 양자컴퓨터를 이용한 소인수분해 알고리즘을 개발함으로써 양자컴퓨터가 개발되면 RSA 암호체계는 근본적으로 해독이 가능한 것으로 판명되고 있다. Representatively, RSA public key cryptosystem developed by three people, Rivest, Shamir, and Adleman takes advantage of the difficulty of factoring very large numbers. In other words, mathematically, the prime factorization problem increases exponentially as the size of the problem increases. Therefore, when the sender and receiver use a sufficiently large number of prime factorization problems as the public key, it is practical for the eavesdropper to decrypt the ciphertext. Take advantage of what would be impossible. However, the cryptographic system based on this mathematical computational complexity has been questioned about the security of the algorithm due to the development of more sophisticated algorithms.In 1994, AT & T's Peter Shor developed the quantum computer-based prime factorization algorithm to develop the quantum computer. RSA cryptosystems are found to be fundamentally decipherable.

이러한 보안문제를 해결할 대안으로 등장한 양자암호통신(quantum cryptography) 기술은 그 안전성이 수학적인 계산 복잡성이 아닌 자연의 근본 법칙인 양자역학의 원리에 기초하므로 도청 및 감청이 매우 어려워, 최근 크게 주목 받고 있다. 즉, 양자암호통신 기술은 “양자 복제불가능성”과 같은 양자물리학의 법칙에 기초해서 송신자와 수신자 사이에 암호 키(일회용 난수표)를 절대적으로 안전하게 실시간으로 분배하는 기술로서 "양자 키 분배 기술(QKD)"로도 알려져 있다. Quantum cryptography, which has emerged as an alternative to solve this security problem, is based on the principle of quantum mechanics, which is the fundamental law of nature, rather than mathematical computational complexity. . In other words, quantum cryptography is a technology that distributes cryptographic keys (disposable random numbers) in real time and securely between senders and receivers based on the laws of quantum physics such as "non-quantity duplication". Also known as). "

최초의 양자 암호 프로토콜은 1984년 IBM의 C.H. Bennett과 몬트리올 대학의 G. Brassard에 의해 발표되었다. The first quantum cryptographic protocol was introduced in 1984 by C.H. Presented by Bennett and G. Brassard of the University of Montreal.

고안자들의 이름을 따서 BB84 프로토콜로 명명된 이 프로토콜은 두 개의 기저(basis)를 이루는 네 개의 양자 상태(예를 들면, 단일광자의 편광상태)를 이용 한다. Named after the inventors, the BB84 protocol uses four quantum states (for example, the polarization state of a single photon) that make up two bases.

그러나 위의 선행기술에 따르면 양자암호를 송수신하기 위해서는 통신용 영상로컬기와 서버간의 송수신 장치가 필요하며, 통신용 영상로컬기와 서버간의 송수신 장치에 대한 비용 부담이 커지는 한계가 있다. However, according to the above prior art, in order to transmit and receive a quantum code, a communication device between the communication local and the server is required, and there is a limit in that the cost burden for the communication device between the communication local and the server is increased.

배전반 등 내부의 화재사고로 발생하는 염화수소가스(HCl)를 감지하고 화재발생 시 전기절연물 등에서 발생하는 염화수소가스(HCl)를 감지하여 전기화재의 발생을 감지하여 가스와 화재의 확산을 방지할 수 있는 HCl 감지 센서 소자와 이를 포함하는 센서 및 이를 제조하는 제조 방법을 제공한다.Detects hydrogen chloride gas (HCl) generated by internal fire accidents in switchboards, etc., and detects hydrogen chloride gas (HCl) generated from electrical insulators in the event of a fire. An HCl sensing sensor device, a sensor including the same, and a manufacturing method of manufacturing the same are provided.

본 발명은 금속함 내부에서 발열에 의해 발생하는 유기물의 미세먼지 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재의 유무를 감지하는 미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치를 제공한다.The present invention provides an electrical fire pre-sensing device using fine dust to detect the presence of an electrical fire by analyzing the amount of change in the index of the fine dust of organic matter generated by heat generation inside the metal box.

본 발명은 가스농도 지표값과 가스농도 임계값을 비교하여 미세먼지 센서부의 오동작을 방지하는 미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치의 오동작 방지방법을 제공한다.The present invention provides a method of preventing malfunction of an electric fire pre-sensing device using fine dust, which compares a gas concentration index value and a gas concentration threshold to prevent malfunction of the fine dust sensor unit.

본 발명은 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값을 동시에 측정하여 전기화재 징후에 대한 감지 정확도를 개선시키는 전기화재 사전 감지 장치의 감지방법을 제공한다.The present invention provides a detection method of an electric fire pre-sensing device for improving the detection accuracy of the electric fire signs by measuring the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value at the same time.

본 발명은 전기화재 징후를 판별하기 위한 표적 가스와 전기화재 발생을 판별하기 위한 표적 가스를 구분하여 감지하는 전기화재 사전 감지 장치의 감지방법을 제공한다.The present invention provides a detection method of an electric fire pre-sensing device for distinguishing and detecting a target gas for discriminating an electric fire sign and a target gas for discriminating an electric fire occurrence.

본 발명은 고감도 빠른 반응속도의 조기화재 검지센서를 제조하기 위해 HCl 가스에 반응하는 센서의 전기저항 변화를 직접변환법으로 검출하고, 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막의 촉매 작용으로 고감도 빠른 반응속도의 조기화재 검지센서를 제조한다.The present invention detects the electrical resistance change of a sensor reacting with HCl gas by a direct conversion method in order to manufacture an early fire detection sensor with high sensitivity and fast reaction rate, and a high sensitivity and early reaction rate due to the catalytic action of the nanoporous structure line type conductive thin film. Manufacture fire detection sensor.

또한, 물리적으로 상기 조기화재 검지센서로 부터 수집한 이벤트 데이터를 위변조 및 탈취 없이 안전하게 전송하기 위해 PUF라는 새로운 기술에 의해 장치(Device)가 스스로 패스워드를 생성하여 이를 인증에 이용함으로써, 장치들 간에 서로를 식별하고 정당한 개체인지 확인하기 위한 보안 인증을 신뢰할 수 있는 수준으로 수행하는 장치 및 방법이 제공된다.In addition, by using a new technology called PUF to securely transmit the event data collected from the early fire detection sensor without forgery and seizure, the device generates a password and uses it for authentication. An apparatus and method are provided for performing trusted authentication to a trusted level to identify and verify that the entity is a legitimate entity.

또한, 시스템적으로 암호화 복호화를 이용한 보안 통신이 사물지능통신을 수행하는 장치나 시스템들에 적용됨에 있어서, 장치의 보안 인증 시스템에 대한 물리적 공격이나 인가되지 않은 접근(access)에 강인한 보안 인증 장치 및 방법이 제공된다.In addition, in a system where secure communication using cryptographic decryption is applied to devices or systems that perform IoT communication, a security authentication device that is robust to physical attacks or unauthorized access to the security authentication system of the device, and A method is provided.

또한, 방법적으로 1회성 양자난수 OTP(One Time Password)를 생성한 후 단방향으로만 데이터가 전송되는 키(Key) 방식은 세계 최초의 기술이다.In addition, the method of generating a one-time quantum random number OTP (One Time Password) as a method and transmitting data in only one direction is the world's first technology.

단순히 키(Key)를 공유하여 양방향 통신을 하거나, 로그인(Log-in) 하는 방식이 아닌 한방향으로만 데이터를 전송할 수 있는 특징을 갖는다.It is a feature that can transmit data in one direction rather than simply sharing a key and performing bidirectional communication or logging in.

본 발명은 HCl 감지 센서 소자 제조 방법에 의해 제조되는 센서 소자에 관한 것으로, Ag 기판; 상기 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층; 및 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층; 을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a sensor device manufactured by the HCl sensing sensor device manufacturing method, Ag substrate; An AgI layer formed on the Ag substrate; And an AgCl layer formed on the AgI layer; Characterized in that it comprises a.

센서의 오작동을 방지하기 위해 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막의 촉매와 오차보정 그라운드 검지부를 추가한 센서를 특징으로 한다.In order to prevent the malfunction of the sensor, it is characterized by the addition of a catalyst and an error correction ground detection unit of the nanoporous structure line type conductive thin film.

또한, 밀폐형 배전반의 흡기구로 인입되는 흡기가스의 성분을 측정하는 제 1 센서와 밀폐형 배전반의 배기구로 부터 배기되는 배기가스의 성분을 측정하는 제 2 센서를 비교하여 오차를 보정하는 기술을 특징으로 한다.In addition, the first sensor for measuring the component of the intake gas drawn into the inlet of the sealed switchboard and the second sensor for measuring the component of the exhaust gas exhausted from the exhaust port of the sealed switchgear characterized in that the technology for correcting the error .

미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치는, 금속함 내부에 배치되어 발열에 의해 발생하는 미세먼지를 단위시간으로 감지하고, 상기 미세먼지의 크기, 개수 및 농도 중 적어도 하나를 포함한 미세먼지 지표값을 산출하는 미세먼지 센서부 및 상기 단위시간으로 미세먼지 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하는 제어부를 포함한다.An electric fire pre-sensing apparatus using fine dust is disposed inside a metal box to detect fine dust generated by heat generation at a unit time, and detects a fine dust index value including at least one of the size, number and concentration of the fine dust. And calculating a fine dust sensor unit and a control unit for analyzing the change amount of the fine dust index value with the unit time to determine the electric fire sign.

상기 미세먼지 센서부는 광산란 방식, 베타선 흡수 방식 및 정전용량 방식 중 하나를 이용하여 미세먼지를 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The fine dust sensor unit may detect fine dust using one of a light scattering method, a beta ray absorption method, and a capacitance method.

상기 미세먼지 센서부는 피복 전선, 튜브, 단자대 및 도체 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 유기물의 미세먼지를 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The fine dust sensor unit may detect fine dust of an organic material including at least one of a coated wire, a tube, a terminal block, and a conductor support.

상기 미세먼지 센서부는 유기물에서 탄소화합물을 표적 미세먼지로 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The fine dust sensor unit may detect a carbon compound from an organic material as target fine dust.

상기 제어부는 미세먼지 지표값과 전기화재의 지표를 나타내는 미세먼지 임계값을 비교하여 전기화재 징후를 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control unit may determine the electric fire sign by comparing the fine dust indicator value and the fine dust threshold value indicating the indicator of the electric fire.

상기 미세먼지 임계값은 안전, 주의, 위험 및 전원차단 임계범위로 구분되어 전기화재의 지표를 나타내고, 상기 제어부는 미세먼지 지표값과 미세먼지 임계값을 비교하여 해당되는 전기화재의 지표의 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.The fine dust threshold value is divided into safety, caution, danger, and power cutoff threshold ranges to indicate an indicator of an electric fire, and the control unit compares the fine dust indicator value and the fine dust threshold value to control a control command of an index of a corresponding electric fire. It may be characterized in that for generating.

미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치는, 상기 발열에 의해 발생하는 유기물의 가스농도에 따른 가스농도 지표값을 산출하는 가스 센서부를 더 포함할 수 있다.The apparatus for pre-sensing an electric fire using fine dust may further include a gas sensor unit configured to calculate a gas concentration index value according to the gas concentration of the organic material generated by the heat generation.

상기 가스 센서부는 전기화학식 기반으로 동작되고, 발열에 의해 발생하는 유기물의 일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소, BHT 가스, 염소 및 에틸렌 중 적어도 하나를 표적 가스로 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The gas sensor unit may be operated on an electrochemical basis, and may detect at least one of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, BHT gas, chlorine, and ethylene generated by heat generation as a target gas.

상기 제어부는 미세먼지와 가스를 서로 확인하여 전기화재 징후를 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control unit may determine the signs of the electric fire by checking the fine dust and gas to each other.

상기 가스 센서부는 전기화재 징후를 판별하기 위한 BHT 가스를 표적으로 감지하고, 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The gas sensor unit may detect a BHT gas for determining an electric fire sign as a target, and detect hydrogen chloride for determining an electric fire as a target.

미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치의 오동작 방지방법은, Malfunction prevention method of the electric fire pre-sensing device using fine dust,

금속함 내부에 배치되는 미세먼지 센서부에서 발열에 의해 발생하는 미세먼지 지표값을 산출하는 단계; 제어부에서 단위시간으로 미세먼지 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하는 단계 및 상기 제어부에서 금속함 내부의 가스를 감지하는 가스 센서부에 의해 감지된 가스농도 지표값을 참조하여 미세먼지와 가스에 대한 전기화재 징후를 서로 확인하고, 미세먼지 센서부의 오동작을 방지하는 단계를 포함한다.Calculating a fine dust index value generated by heat generation in the fine dust sensor unit disposed inside the metal box; The control unit analyzes the change amount of the fine dust indicator value in unit time to determine the electric fire sign and the dust concentration and the gas concentration indicator value detected by the gas sensor unit for detecting the gas inside the metal box by the control unit. Checking the electrical fire signs for the gas to each other, and preventing the malfunction of the fine dust sensor unit.

미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치의 전기화재 감지방법은, 미세먼지 센서부에서 발열에 의해 발생하는 유기물의 미세먼지 지표값을 산출하고, 가스 센서부에서 유기물의 가스 지표값을 산출하는 단계; 제어부에서 단위시간으로 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값을 분석하여 전기화재 징후를 판별하는 단계 및 상기 가스 센서부에서 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지하는 단계를 포함한다.An electric fire detection method of an electric fire pre-sensing apparatus using fine dust may include calculating fine dust index values of organic substances generated by heat generation in the fine dust sensor unit, and calculating gas index values of organic substances in the gas sensor unit; The control unit analyzes the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value in unit time to determine an electric fire sign, and detecting the hydrogen chloride for determining the occurrence of the electric fire in the gas sensor as a target.

PUF(Phisycally Unclonable Function) Chip과 QRNG(Quantum Random Number Generator) Chip을 이용한 보안키 생성 및 분배 관련으로 반도체 제조공정상 발생하는 공정편차를 통해 PUF Chip으로 부터 PIN(Personal Identification Number) 데이터를 추출하여 대칭키(복호키)를 생성하고, QRNG를 통해 발생하는 무작위 양자난수를 통해 상기 대칭키(복호키)를 암호화하여 비대칭키(암호키)를 생성하는 것으로 복제 불가능한 PUF의 유니트키와 양자난수를 통한 OTP로 보안성을 극대화 한다. Symmetric key by extracting PIN (Personal Identification Number) data from PUF chip through the process deviation that occurs in semiconductor manufacturing process related to security key generation and distribution using PUC (Phisycally Unclonable Function) Chip and Quantum Random Number Generator (QNGN) Chip Generate a (decryption key) and encrypt the symmetric key (decryption key) using a random quantum random number generated through QRNG to generate an asymmetric key (encryption key). To maximize security.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 가스 센서는 기판As described above, according to an embodiment of the present invention, the gas sensor is a substrate

상에 형성된 전도성 박막 패턴, 상기 전도성 박막 패턴을 둘러싸는 가스 감지막 및 상기 가스 감지막에 전원을 인가하는 전극 쌍을 포함한다. A conductive thin film pattern formed thereon, a gas sensing film surrounding the conductive thin film pattern, and an electrode pair for applying power to the gas sensing film.

상기 전도성 박막 패턴은 소정의 감지 대상 가스에 대한 상기 가스 감지막의 감지 반응을 촉진하는 촉매 작용을 한다.The conductive thin film pattern serves as a catalyst for promoting a sensing reaction of the gas sensing film with respect to a predetermined gas to be detected.

특히, HCl 가스에 반응하는 센서의 전기저항 변화를 직접변환법으로 검출 및 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막의 촉매 작용으로 고감도 빠른 반응속도의 조기화재 검지센서를 특징으로 한다.In particular, it is characterized by the detection of the electrical resistance change of the sensor reacting with HCl gas by direct conversion method and the early fire detection sensor of high sensitivity and fast reaction rate by the catalytic action of the nanoporous structure line type conductive thin film.

Ag 기판 상에 Agl 및 AgCl이 형성된 센서 소자와 이를 포함하는 센서를 개발함으로써, 화재발생 시 전기절연물 등에서 발생하는 염화수소가스를 감지하여 전기화재의 발생을 감지하고 화재의 확산을 방지 할 수 있는 효과가 있다. By developing a sensor element with Agl and AgCl formed on an Ag substrate and a sensor including the same, it is possible to detect the occurrence of an electric fire by detecting hydrogen chloride gas generated from an electric insulator or the like in the event of a fire, and to prevent the spread of fire. have.

또한, 본 발명은 HCl 가스 농도에 따라 그 감지 특성이 민감하게 변화하는 고체전해질 기반의 센서 소자의 상용화가 가능할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect that it is possible to commercialize a solid electrolyte-based sensor device that its sensing characteristics sensitively change according to the HCl gas concentration.

또한, 전기화재 징후를 판별하기 위한 표적(HCl) 가스와 전기화재 발생 판별 정확도를 향상하기 위하여, 본 발명은 발열에 의해 발생하는 유기물의 미세먼지를 감지하여 전기화재 징후를 판별할 수 있고, 미세먼지와 함께 발생하는 가스를 감지하여 전기화재 감지의 오동작을 방지하거나, 전기화재 감지의 정확도를 개선시킬 수 있다.In addition, in order to improve the accuracy of the target (HCl) gas and the electric fire occurrence discrimination to determine the electric fire signs, the present invention can detect the fine dust of organic matter generated by the heat generation to determine the electric fire signs, fine By detecting the gas generated with the dust to prevent the malfunction of the electric fire detection, or improve the accuracy of the electric fire detection.

본 발명은 미세먼지와 BHT 가스를 감지하여 전기화재 징후를 1차적으로 확인하고, 염화수소를 감지하여 전기화재 발생을 2차적으로 확인함으로써, 단계 별로 전기화재를 효율적으로 감지할 수 있다.The present invention detects the fine dust and the BHT gas primarily checks the electric fire signs, and by detecting the hydrogen chloride secondly confirms the occurrence of the electric fire, it is possible to efficiently detect the electric fire in each step.

또한, HCl 조기화재 검지센서로 부터 측정되는 데이터를 위변조 없이 전송하기 위한 대책으로 한 쌍의 VPN를 통해 전송하는 종래의 보안대책에 비해 복제 불가능한 물리적 PUF Chip의 단일 PIN 데이터와 양자난수생성기의 무작위 자연난수를 이용한 1회용 OTP 양자암호키를 통하여 단방향으로만 데이터를 전송하는 단방향 암호키 적용을 통해 보안대책을 강화하여 양자단말기와 통합제어서버 사이에만 양방향 터널링 데이터통신을 개통하는 것으로, 물리적 객체인증 PUF Chip과 자연난수를 발생하는 QRNG를 통해 생성한 OTP(One Time Password) 인증 보안은 양자컴퓨터로도 해킹이 불가능한 최고의 보안성을 갖는다. In addition, as a countermeasure to transmit data measured by the HCl early fire detection sensor without forgery and alteration, the single PIN data of the physical PUF chip and the random nature of the quantum random number generator are not duplicated compared to the conventional security measures transmitted through a pair of VPNs. Strengthening security measures by applying a one-way encryption key that transmits data in one direction only through a one-time OTP quantum encryption key using random numbers to open two-way tunneling data communication only between the quantum terminal and the integrated control server. Authenticated OTP (One Time Password) authentication security created through Chip and QRNG that generates natural random numbers has the best security that cannot be hacked by a quantum computer.

도 1은 기체 분자의 흡착에 의한 에너지 밴드의 변화를 나타낸 그래프
도 2는 고체전해질의 도전율 온도 의존성을 나타낸 그래프
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 HCl 감지 센서 소자의 모식도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AgI/Ag 시편의 사진
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AgI/Ag 시편의 SEM 평면 사진
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AgI/Ag 시편의 XRD 패턴 그래프
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 AgCl/Ag 시편의 사진
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 AgCl/Ag 시편의 SEM 평면 사진
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 AgCl/Ag 시편의 XRD 패턴 그래프
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 AgCl/AgI/Ag 시편의 사진
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 AgCl/AgI/Ag 시편의 도금된 면에 Ag wire를 연결한 사진
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 AgCl/AgI/Ag 시편의 연마된 면에 Ag wire를 연결한 사진
도 13은 리드선 배치 일 실시 예
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 AgCl/AgI/Ag 시편에 대한 시간에 따른 개방회로 전압(OCV)의 변화 결과를 나타내는 그래프
도 15는 본 발명의 이해를 위한 일 실시 예
도 16은 예시적 PUF 구조를 설명하기 위한 개념도
도 17는 본 발명의 이해를 위한 블록도
도 18 ~ 28은 절연물의 열분해 가스크로마토그라피
1 is a graph showing the change of the energy band by the adsorption of gas molecules
2 is a graph showing the conductivity temperature dependence of a solid electrolyte
3 is a schematic diagram of an HCl sensing sensor device according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a photograph of the AgI / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
5 is a SEM plan view of the AgI / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
6 is an XRD pattern graph of AgI / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
7 is a photograph of the AgCl / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
8 is a SEM plan view of the AgCl / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
9 is an XRD pattern graph of AgCl / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
10 is a photograph of the AgCl / Ag / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
FIG. 11 is a photograph of Ag wire connected to a plated surface of an AgCl / AgI / Ag specimen according to an embodiment of the present invention.
12 is a photo of Ag wire connected to the polished surface of the AgCl / Ag / Ag specimens according to an embodiment of the present invention
13 is a lead wire arrangement one embodiment
FIG. 14 is a graph illustrating a change result of an open circuit voltage (OCV) over time for AgCl / AgI / Ag specimens according to an embodiment of the present invention.
15 is an embodiment for understanding the present invention
16 is a conceptual diagram for explaining an exemplary PUF structure.
17 is a block diagram for understanding the present invention
18 to 28 are pyrolysis gas chromatography of insulator

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 HCl 감지 센서 소자의 모식도이다. 3 is a schematic diagram of an HCl sensing sensor device according to an embodiment of the present invention.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 HCl 감지 센서 소자는 Ag 기판 상에 AgI 층 및 AgCl 층이 적층된 구조로 구성된다. 상기 HCl 감지 센서 소자는 HCl 가스의 유입에 따라 개방회로 전압(open circuit voltage)이 변화하는 특성을 갖는 센서 소자이다. As shown in FIG. 3, the HCl sensing sensor device of the present invention has a structure in which an AgI layer and an AgCl layer are stacked on an Ag substrate. The HCl sensing sensor element is a sensor element having a characteristic that an open circuit voltage changes with the inflow of HCl gas.

더욱 상세하게 설명하면, Ag 기판은 센서 소자의 기판 및 전극으로서 전류를 흘려주는 역할을 하며, AgI 층 및 AgCl 층은 그 내부 및 표면에서 Ag+ 이온이 이동하고, HCl이 흡착되는 장소(site)로서 감지 물질 역할을 한다. In more detail, the Ag substrate serves as a substrate and an electrode for the sensor element to flow current, and the AgI layer and the AgCl layer have a site where Ag + ions move and their adsorption on the inside and the surface thereof. As a sensing material.

이러한, 상기 HCl 감지 센서 소자는 도금방식, 증착방식, 디핑방식 중 어느 한 방식 또는 2이상의 방식을 통해 제작된다. 상기의 방식을 통해 제작된 센서 소자는 AgI 층의 입자의 크기가 0.3 ~ 0.6㎛ 범위이고, AgCl 층의 입자의 크기가 0.4 ~ 1.0㎛ 범위인 것이 바람직하다. The HCl sensor device is manufactured by any one of plating methods, deposition methods, dipping methods, or two or more methods. In the sensor device fabricated through the above method, it is preferable that the particle size of the AgI layer is in the range of 0.3 to 0.6 μm, and the particle size of the AgCl layer is in the range of 0.4 to 1.0 μm.

또한, 본 발명은 상기 HCl 감지 센서 소자를 포함하는 센서를 제작할 수도 있다. In addition, the present invention can manufacture a sensor including the HCl sensing sensor element.

다음으로 본 발명의 일실시예에 따른 HCl 감지 센서 소자의 제작 방법에 대해 설명한다. 상기 HCl 감지 센서 소자의 제작 방법은 전처리 단계, Ag 기판 상에 AgI 층을 형성시키는 단계 및 상기 AgI 층 상에 AgCl 층을 형성시키는 단계로 이루어진다. 또한, 상기 HCl 감지 센서 소자의 제작 방법은 열처리 단계를 더 포함하여 이루어질 수도 있다. Next, a method of manufacturing an HCl sensing sensor device according to an embodiment of the present invention will be described. The method of fabricating the HCl sensing sensor element includes a pretreatment step, forming an AgI layer on an Ag substrate, and forming an AgCl layer on the AgI layer. In addition, the manufacturing method of the HCl sensing sensor element may further comprise a heat treatment step.

우선, 전처리 단계는 절단기를 이용하여 Ag 판을 알맞은 크기로 절단하고, sandpaper로 연마 한 후에 trichloroethylene, 아세톤, 에틸알코올 용액에서 15분 동안 초음파 세척을 실시하고 건조하여 전처리한다. First, the pretreatment step is to cut the Ag plate to a suitable size using a cutter, and then polished with sandpaper, and then ultrasonically washed for 15 minutes in trichloroethylene, acetone, and ethyl alcohol solution, and then dried and pretreated.

상기 Ag 기판 상에 AgI 층을 형성시키는 단계 및 상기 AgI 층 상에 AgCl 층을 형성시키는 단계는 상기와 같은 전처리 과정을 거친 Ag 기판 상에 도금방식, 증착방식, 디핑방식 중 어느 한 방식 또는 2이상의 방식을 이용하여, AgI 층 및 AgCl 층을 적층시킨다.The step of forming an AgI layer on the Ag substrate and the step of forming an AgCl layer on the AgI layer may be any one of a plating method, a deposition method, a dipping method, or two or more methods on the Ag substrate that have undergone the pretreatment process as described above. Using an approach, an AgI layer and an AgCl layer are laminated.

다음으로 Ag 기판 상에 AgI 층이 적층된 시편에 대해 설명한다. Next, a specimen in which an AgI layer is laminated on an Ag substrate will be described.

도 4에서 보는 바와 같이, AgI/Ag 시편은 좌측의 Ag 전극 기판과 우측의 노란색 색상을 띄는 AgI 층이 형성된 부분으로 구분된다. 도 5에서 보는 바와 같이, 전기도금으로 형성된 AgI 층의 표면형상은 Scanning electron microscopy(SEM)을 이용하여 관찰하였다. 상기 AgI 층은 입자(grain)의 크기가 0.3 ~ 0.6㎛ 범위로 구성된다. 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 AgI/Ag 시편은 x-ray diffraction(XRD) 패턴으로 피크를 비롯한 AgI에 의한 다수의 회절 피크가 관찰되었다. 이러한 XRD 결과는 Ag 전극 기판 위에 AgI 층이 용이하게 형성된다는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 4, the AgI / Ag specimen is divided into the Ag electrode substrate on the left side and the AgI layer having the yellow color on the right side. As shown in Figure 5, the surface shape of the AgI layer formed by electroplating was observed using Scanning electron microscopy (SEM). The AgI layer has a grain size ranging from 0.3 to 0.6 mu m. As shown in FIG. 6, the AgI / Ag specimen had a number of diffraction peaks due to AgI including peaks in an x-ray diffraction (XRD) pattern. These XRD results show that the AgI layer is easily formed on the Ag electrode substrate.

다음으로 Ag 기판 상에 AgCl 층이 적층된 시편에 대해 설명한다. 도 7에서 보는 바와 같이, AgCl/Ag 시편은 좌측의 Ag 전극 기판과 우측의 짙은 보라색 색상을 띄는 AgCl 층이 형성된 부분으로 구분된다. 도 8에서 보는 바와 같이, AgCl 층의 표면형상은 SEM을 이용하여 관찰하였고, 상대적으로 상기 AgI 층 보다 큰 0.4 ~ 1.0㎛ 범위의 입자를 갖는 AgCl 층이 형성된다. 또한, 도 9에서 보는 바와 같이, 상기 AgCl/Ag 시편은 x-ray diffraction(XRD) 패턴으로 피크를 비롯한 AgCl에 의한 다수의 회절 피크가 관찰되었다. 이러한, XRD 결과는 Agl 층과 유사하게 Ag 전극 기판 상에 AgCl 층이 용이하게 형성된다는 것을 알 수 있다. Next, a specimen in which an AgCl layer is stacked on an Ag substrate will be described. As shown in FIG. 7, the AgCl / Ag specimen is divided into an Ag electrode substrate on the left side and a portion in which an AgCl layer having a dark purple color on the right side is formed. As shown in FIG. 8, the surface shape of the AgCl layer was observed using an SEM, and an AgCl layer having particles in the range of 0.4 μm to 1.0 μm relatively larger than the AgI layer was formed. In addition, as shown in Figure 9, the AgCl / Ag specimens were observed a number of diffraction peaks by AgCl, including the peak in the x-ray diffraction (XRD) pattern. This XRD result shows that the AgCl layer is easily formed on the Ag electrode substrate similar to the Agl layer.

다음으로 Ag 기판 상에 AgI층 및 AgCl 층이 적층된 시편에 대해 설명한다.Next, a specimen in which an AgI layer and an AgCl layer are stacked on an Ag substrate will be described.

도 10에서 보는 바와 같이, AgCl/AgI/Ag 시편은 최상부에 AgCl 층이 위치하므로 색상이 AgCl/Ag 시편과 유사하게 짙은 보라색 색상을 나타낸다. As shown in FIG. 10, the AgCl / AgI / Ag specimen has a deep purple color similar to that of the AgCl / Ag specimen because the AgCl layer is located at the top.

도 11 및 12에서 보는 바와 같이, 상기 AgCl/AgI/Ag 시편을 평가하는 방법은 AgCl/AgI/Ag 시편을 제작한 후, 한 면을 sandpapaer로 연마하고, 도금된 면과 연마된 면에 Ag paste를 이용하여 Ag wire를 연결한다. 도금된 면에 2가닥의 Ag wire를 연결하고, 연마된 면에 2가닥의 Ag wire를 연결하여 센서 소자를 완성한다. Ag paste에 존재하는 solvent를 증발시키기 위하여 열처리를 실시하고, 센서 소자의 기계적인 안정성을 높이기 위하여 전기로에서 최종 열처리를 실시한다. As shown in Figure 11 and 12, the method for evaluating the AgCl / AgI / Ag specimens are made of AgCl / AgI / Ag specimens, and then polished one side with a sandpapaer, Ag paste on the plated and polished surface Connect Ag wire using. Connect two strands of Ag wire to the plated surface and connect two strands of Ag wire to the polished surface to complete the sensor element. Heat treatment is performed to evaporate the solvent present in the Ag paste, and final heat treatment is performed in the electric furnace to increase the mechanical stability of the sensor element.

상기와 같은 방법으로 제작된 AgCl/AgI/Ag 센서 소자는 개방회로 전압(Open circuit voltage, OCV) 측정 시스템을 이용하여 HCl 감지 특성을 평가한다. The AgCl / AgI / Ag sensor device fabricated as described above evaluates HCl sensing characteristics using an open circuit voltage (OCV) measurement system.

일 실시 예로, OCV 측정 시스템은 다채널전기화학분석기(multi channel potentiostat)와 컨트롤 용 PC로 구성된다. 또한, OCV 측정 시스템은 상기 AgCl/AgI/Ag 센서 소자에 연결된 4개의 Ag wire를 다채널전기화학분석기의 단자에 전선을 이용하여 각각 연결하고, 핫 플레이트로 가열 및 HCl 가스 공급 장치에서 HCl 공급에 따른 도금된 면과 연마된 면의 전압차 변화를 측정하여 AgCl/AgI/Ag 센서 소자가 HCl을 감지하는지 여부를 판별한다. In one embodiment, the OCV measurement system consists of a multi-channel potentiostat and a PC for control. In addition, the OCV measurement system connects four Ag wires connected to the AgCl / AgI / Ag sensor elements to the terminals of the multichannel electrochemical analyzer using wires, and is heated by a hot plate and supplied to the HCl supply from the HCl gas supply device. The voltage difference between the plated and polished surfaces is measured to determine whether the AgCl / AgI / Ag sensor element senses HCl.

도 14에서 보는 바와 같이, 상기 AgCl/AgI/Ag 센서 소자를 다채널전기화학분석기에 연결하고 HCl 가스를 공급할 때, OCV를 측정 결과를 보여준다. 그 측정 결과로서 시간의 경과에 따라 센서 소자의 OCV가 변화하는 양상을 나타내고 있다. 25초 경과 후에 핫플레이트를 이용하여 센서 소자의 가열을 시작하였다. 약 51초 경과 후에 상기 AgCl/AgI/Ag 센서 소자가 충분한 온도로 가열되면, 최초 상태에 비해서 OCV가 0.2mV 증가한 값을 나타내었다. 센서 소자를 가열하는 경우에 센서 소자를 구성하는 AgI의 상(phase)이 전기전도도가 상대적으로 높은 상으로 전이(transition)되어 OCV가 변하게 되는 것이다. 그 이후에 75초 경과 후에 HCl 가스를 센서 소자에 공급하면 약 85초부터 OCV 가 0.2mV 더 증가한 값을 나타내었다. HCl 가스가 계속해서 공급되는 동안에는 약 0.2mV의 OCV가 유지되다가 HCl 가스의 공급이 차단되는 200초 이후에는 OCV가 다시 감소된다. 이러한 결과는 상기 AgCl/AgI/Ag 센서 소자에 공급되는 HCl 가스에서 발생하는 Cl2 기체가 센서 소자에 존재하는 감지 물질인 AgCl과 반응하여 기전력(electromotive force)이 변화하여 나타나는 것으로 판단된다. As shown in FIG. 14, when the AgCl / AgI / Ag sensor device is connected to a multichannel electrochemical analyzer and HCl gas is supplied, OCV is measured. As a result of the measurement, the OCV of the sensor element changes with the passage of time. After 25 seconds, the heating of the sensor element was started using a hot plate. After about 51 seconds, when the AgCl / AgI / Ag sensor element was heated to a sufficient temperature, the OCV increased by 0.2 mV compared to the initial state. In the case of heating the sensor element, the phase of AgI constituting the sensor element transitions to a phase with relatively high electrical conductivity, thereby changing the OCV. After 75 seconds, when HCl gas was supplied to the sensor element, the OCV increased by 0.2 mV from about 85 seconds. While the HCl gas is continuously supplied, about 0.2 mV of OCV is maintained, and after 200 seconds when the supply of HCl gas is cut off, the OCV is reduced again. These results indicate that the Cl 2 gas generated from the HCl gas supplied to the AgCl / AgI / Ag sensor device reacts with AgCl, which is a sensing material present in the sensor device, to change the electromotive force.

따라서, 본 발명의 HCl 감지 센서 소자는 HCl에 반응하여 기전력이 변화하는 특성을 나타나며, 이러한 특성을 바탕으로 최적화를 진행하면 HCl 농도에 따라 그 감지특성이 민감하게 변화하는 상용 센서 소자를 제작할 수 있다는 결론을 내릴 수 있다. Therefore, the HCl sensing sensor element of the present invention exhibits a characteristic in which the electromotive force changes in response to HCl, and upon optimization based on these characteristics, a commercial sensor element can be manufactured in which the sensing characteristic is sensitively changed according to HCl concentration. You can conclude.

결론적으로, 본 발명은 유기 화합물의 열적 안정성을 평가하는 요소 기술로서 염화수소(HCl)을 검출하는 기술을 개발하였다. Ag계 고체전해질을 핵심소재로 하는 센서 소자를 제작하였다. 제작된 HCl 감지 센서 소자는 고체전해질 및 전극물질을 분석하기 위하여 주사전자현미경(SEM) 및 X-선 회절기(XRD)를 사용하였다. 상기 HCl 감지 센서 소자는 열처리 온도 및 시간은 센서 소자의 기계적 안정성에 큰 영향을 미쳤다. 또한, 다채널전기화학분석기로 HCl 감지 특성 평가가 가능한 4단자 형태의 센서 소자를 제작하였다. HCl 가스 공급으로 센서 소자의 개방회로 전압을 측정한 결과로서 센서 소자는 HCl에 반응하여 기전력이 변화하는 특성을 나타내었다. 이러한 연구 결과로부터 제안된 센서 소자 구조는 HCl 감지에 적합하며, 완성된 프로토타입(prototype) 소자를 바탕으로 HCl 농도에 따라 그 감지특성이 민감하게 변화하는 고체전해질 기반의 센서 소자의 상용화가 가능하다는 결론을 얻을 수 있다. In conclusion, the present invention has developed a technique for detecting hydrogen chloride (HCl) as an urea technique for evaluating the thermal stability of organic compounds. A sensor device based on Ag-based solid electrolyte was fabricated. The fabricated HCl sensing sensor device used a scanning electron microscope (SEM) and an X-ray diffractometer (XRD) to analyze solid electrolytes and electrode materials. The heat treatment temperature and time of the HCl sensing sensor element had a great influence on the mechanical stability of the sensor element. In addition, a four-terminal sensor device capable of evaluating HCl sensing characteristics using a multichannel electrochemical analyzer was fabricated. As a result of measuring the open circuit voltage of the sensor element by supplying HCl gas, the sensor element exhibited a characteristic of changing electromotive force in response to HCl. The proposed sensor element structure is suitable for the detection of HCl, and it is possible to commercialize the solid electrolyte-based sensor element whose sensitivity is sensitively changed according to the HCl concentration based on the completed prototype device. The conclusion can be drawn.

일 실시 예로, 촉매 작용으로 고감도 빠른 반응속도의 조기화재 검지센서 제조를 위해 HCl 가스에 반응하는 센서의 전기저항 변화를 직접변환법으로 검출 및 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막을 추가한다.In one embodiment, in order to manufacture a high-sensitivity fire detection sensor with a high sensitivity and rapid reaction rate by the catalytic action, the electrical resistance change of the sensor reacting with HCl gas is detected by direct conversion method and a nanoporous structure line type conductive thin film is added.

일 예로, AgCl 층에 전도성 박막을 형성한 후 상기 전도성 박막 패턴을 둘러싸는 가스 감지막을 형성한다. For example, after forming a conductive thin film on the AgCl layer, a gas sensing layer surrounding the conductive thin film pattern is formed.

상기 가스 감지막에 전원을 인가하는 전극 쌍을 상기 기판 상에 형성한다. 상기 전도성 박막 패턴은 상기 가스 감지막과 소정의 감지 대상 가스 사이의 반응을 촉진하는 촉매 역할을 한다.An electrode pair for supplying power to the gas sensing layer is formed on the substrate. The conductive thin film pattern serves as a catalyst for promoting a reaction between the gas detection layer and a predetermined gas to be detected.

일 실시 예로, Sensor는 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층 및 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층을 포함하여 구성되어, AgCl 층에 형성되는 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 촉매 박막 패턴(이하 전도성 박막 패턴)은 일례로서, 백금(Pt), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 팔라디움(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. In one embodiment, the sensor comprises an AgI layer formed on an Ag substrate and an AgCl layer formed on the AgI layer, and the nanoporous structure line type conductive thin film catalyst thin film pattern formed on the AgCl layer (hereinafter referred to as conductive thin film pattern). ) Includes, for example, platinum (Pt), iridium (Ir), ruthenium (Ru), tungsten (W), titanium (Ti), aluminum (Al), palladium (Pd), chromium (Cr) or alloys thereof can do.

또는 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 촉매 박막 패턴은 일례로서, 루테늄산화물(RuO2), 이리듐산화물(IrO2), 란타늄니켈산화물(LaNiO3), 란타늄스트론튬망간산화물(La(SrMn)O3), 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3) 또는 이들의 화합물을 포함할 수 있다.Alternatively, the nanoporous structure line type conductive thin film catalyst thin film pattern is an example of ruthenium oxide (RuO 2), iridium oxide (IrO 2), lanthanum nickel oxide (LaNiO 3), lanthanum strontium manganese oxide (La (SrMn) O 3), strontium ruthenium oxide ( SrRuO3) or compounds thereof.

전도성 박막 패턴은 HCl 가스에 대한 감지 반응을 촉진하는 촉매 작용을 할 수 있다. The conductive thin film pattern may serve as a catalyst for promoting a sensing reaction to HCl gas.

전도성 박막 패턴은 소정의 가스 감지막에 대해 촉매 작용을 할 수 있는 대응하는 상기의 물질이 적용될 수 있다. The conductive thin film pattern may be applied with a corresponding material which can catalyze a predetermined gas sensing film.

전도성 박막 패턴은 전도성 박막을 형성하고 상기 전도성 박막을 패터닝((Ptterning) 형성할 수 있다.The conductive thin film pattern may form a conductive thin film and pattern the conductive thin film.

전도성 박막 패턴은 전극 쌍과 평행하도록 배치될 수 있다. The conductive thin film pattern may be disposed parallel to the electrode pair.

즉, 전도성 박막 패턴은 전극 쌍 사이에서 전도길(conduction path)을 따라 전자가 전도할 때, 전자가 가스 감지막과 전도성 박막 패턴에서 번갈아 가며 전도할 수 있도록 배치될 수 있다.That is, the conductive thin film pattern may be disposed so that when the electrons conduct along the conduction path between the pair of electrodes, the electrons alternately conduct in the gas sensing layer and the conductive thin film pattern.

가스 감지막은 전도성 박막 패턴 상에 박막의 형태로 증착되어 형성될 수 있다. 가스 감지막은 외부로부터 도입되는 산소 또는 감지 대상 가스가 가스 감지막을 통과하여 확산하여 전도성 박막 패턴에 충분히 도달할 수 있도록 두께가 결정될 수 있다. The gas detection layer may be formed by depositing a thin film on the conductive thin film pattern. The gas detection layer may have a thickness such that oxygen or a gas to be detected introduced from the outside may diffuse through the gas detection layer to sufficiently reach the conductive thin film pattern.

구체적으로 전도성 박막 패턴의 상면으로부터의 가스 감지막의 높이가 충분히 얇게 조절되도록 가스 감지막의 두께를 결정할 수 있다. Specifically, the thickness of the gas sensing layer may be determined such that the height of the gas sensing layer from the upper surface of the conductive thin film pattern is sufficiently thinly adjusted.

가스 감지막은 일례로서, 주석산화물, 아연산화물, 티타늄산화물, 철산화물 등을 포함할 수 있다.The gas sensing film may include, for example, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, iron oxide, or the like.

전극 쌍이 가스 감지막 상에 배치되어 전극 쌍은 가스 감지막에 전원을 인가하여 가스 감지막에 전위차를 발생시킬 수 있다. The electrode pair may be disposed on the gas sensing layer so that the electrode pair may apply power to the gas sensing layer to generate a potential difference in the gas sensing layer.

전극 쌍은 공지된 상용의 전도성 물질로부터 형성될 수 있다.The electrode pair may be formed from known commercially available conductive materials.

본 실시 예에 따르면, 가스 감지막은 감지 대상 가스가 가스 감지막의 표면에 접촉했을 때 전기전도도가 변화한다.According to this embodiment, the electrical conductivity of the gas detection film is changed when the gas to be detected in contact with the surface of the gas detection film.

일 실시 예로서, 가스 감지막으로 주석 산화물이 사용되는 경우, 상기 주석 산화물은 화학양론적으로 산소 원자가 부족하여, 내부에 산소 공공(Oxygen vacancy)을 포함하는 화합물일 수 있다.As an example, when tin oxide is used as the gas sensing layer, the tin oxide may be a compound including oxygen vacancies in the stoichiometric lack of oxygen atoms.

이때, 외부로부터 열에너지가 가해지면 상기 주석 산화물 내 상기 산소 공공에서의 전자가 그 자신의 에너지 준위에서 전도대 에너지 준위로 이동할 수 있다. 이때, 전도대 에너지 준위로 이동한 전자는 상기 주석 산화물인 가스 감지막내에서 전도하는 전도 전자로서 작용할 수 있다. At this time, when thermal energy is applied from the outside, electrons in the oxygen vacancy in the tin oxide may move from their own energy level to the conduction band energy level. At this time, the electrons moved to the conduction band energy level may act as conduction electrons conducting in the gas sensing film which is the tin oxide.

그러므로, 상기 주석 산화물은 전자를 전도할 수 있는 N형 반도체 물질의 특성을 보유할 수 있다. 그런데, 외부로부터 산소 기체가 상기 주석 산화물에 흡착하는 경우, 상기 전도 전자는 상기 흡착된 산소 기체에 의해 포획될 수 있으며, 이로 인해 상기 주석산화물의 전기 전도도가 감소하게 된다.Therefore, the tin oxide may retain the properties of an N-type semiconductor material capable of conducting electrons. However, when oxygen gas is adsorbed to the tin oxide from the outside, the conductive electrons may be captured by the adsorbed oxygen gas, thereby reducing the electrical conductivity of the tin oxide.

가스 센서는 상기 산소가 흡착된 주석 산화물에 감지 대상 가스인 환원성 가스가 도입될 때, 상기 주석 산화물과의 표면 반응에 의해 상기 주석 산화물의 전기 전도도가 회복되는 현상을 이용한다. 상기 환원성 가스는 상기 주석 산화물에 흡착된 상기 산소를 제거할 수 있고, 이 때, 상기 산소에 포획되었던 전도 전자는 다시 주석 산화물 내부로 이동하여 전도할 수 있다. 따라서, 상기 주석 산화물의 전기 전도도는 증가할 수 있다. The gas sensor utilizes a phenomenon in which the electrical conductivity of the tin oxide is restored by surface reaction with the tin oxide when a reducing gas, which is a sensing target gas, is introduced into the tin oxide on which oxygen is adsorbed. The reducing gas may remove the oxygen adsorbed on the tin oxide, and at this time, the conduction electrons trapped in the oxygen may move back into the tin oxide and conduct the conduction. Thus, the electrical conductivity of the tin oxide can be increased.

가스 감지막으로서 주석 산화물은 환원성 가스가 도입되지 않았을 경우와 도입되었을 경우에 전기 전도도 차이를 발생시키며 가스 센서는 이러한 차이를 이용하여 감지 대상 가스인 환원성 가스를 감지할 수 있다.As the gas sensing film, tin oxide generates a difference in electrical conductivity when and when a reducing gas is not introduced, and the gas sensor can detect the reducing gas, which is a gas to be detected, using the difference.

상술한 전도성 박막 패턴은 감지 대상 가스와 가스 감지막으로서의 상기 주석 산화물 사이의 감지반응을 촉진하는 촉매 작용을 할 수 있다. The above-described conductive thin film pattern may serve as a catalyst for promoting a sensing reaction between the gas to be detected and the tin oxide as the gas sensing film.

일 실시 예에 따르면, 촉매로서의 전도성 박막 패턴은 감지 대상 가스로서의 상기 환원성 가스가 상기 주석 산화물에 도입될 때, 상기 주석 산화물과 상기 환원성 가스의 반응 속도를 증가시킬 수 있다.According to an embodiment, the conductive thin film pattern as a catalyst may increase the reaction rate of the tin oxide and the reducing gas when the reducing gas as the sensing target gas is introduced into the tin oxide.

일례로서, 전도성 박막 패턴 상에서 상기 환원성 가스의 분해 반응, 분해된 가스 종과 상기 주석 산화물 내 산소와의 결합 반응을 촉진시킬 수 있다. As an example, a decomposition reaction of the reducing gas and a bonding reaction between the decomposed gas species and oxygen in the tin oxide may be promoted on the conductive thin film pattern.

이로써, 상기 주석 산화물로부터 상기 산소의 탈착을 증진시킬 수 있다. 결과적으로, 가스 센서의 응답속도 및 감도를 증가시킬 수 있다.Thereby, the desorption of the oxygen from the tin oxide can be promoted. As a result, the response speed and sensitivity of the gas sensor can be increased.

상기에서는 가스 감지막으로서 주석 산화물을 일례로 들어 설명하였지만, 상술한 바와 유사한 방식으로 전기전도도가 변화하는 다른 다양한 종류의 물질들을 가스 감지막으로 적용할 수도 있다.In the above description, tin oxide has been described as an example of the gas sensing film, but other various kinds of materials in which electrical conductivity is changed may be applied to the gas sensing film in a manner similar to that described above.

본 출원의 실시 예에서는 상기 촉매를 가스 감지막 내에 분산상의 형태가 아니라, 덩어리형태(bulk)인 전도성 박막 패턴으로서 가스 감지막 내부에 배치한다.In the exemplary embodiment of the present application, the catalyst is disposed in the gas sensing layer as a bulk conductive thin film pattern, not in the form of a dispersed phase in the gas sensing layer.

따라서, 상기 분산상으로 존재하는 것에 비해 가스 감지막 내에서 촉매가 국부적으로 열화되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the catalyst from locally deteriorating in the gas sensing film as compared with being present in the dispersed phase.

또, 덩어리형태(bulk)인 전도성 박막 패턴은 전극 쌍 사이에서 전하를 띤 캐리어의 빠른 전도길을 제공하게 된다. In addition, the bulk conductive thin film pattern provides a fast conduction path of charged carriers between the electrode pairs.

즉, 상기 감지 대상 가스의 도입으로 말미암아 가스 감지막에서는 전하를 띤 캐리어인 전도 전자가 증가되고, 이러한 전도 전자는 전극 쌍 사이를 전도한다. That is, the introduction of the gas to be detected increases the conduction electrons that are charged carriers in the gas sensing layer, and the conduction electrons conduct between the electrode pairs.

이 때, 전도성 박막 패턴은 전도성 물질로 형성되므로 상기 전도 전자는 전기 전도도가 주위보다 높은 전도성 박막 패턴을 통하여 주로 전도할 수 있다. At this time, since the conductive thin film pattern is formed of a conductive material, the conductive electrons may mainly conduct through the conductive thin film pattern having higher electrical conductivity than the surroundings.

이러한 전도성 박막 패턴을 채용할 경우, 감지 대상 가스가 제공될 때 가스 감지막의 전기전도도를 상대적으로 크게 증가시킬 수 있으며, 감지대상 가스는 HCl 가스를 특징으로 응답속도 및 감도를 증가시킬 수 있는 전기화재 발생 전 전도체 절연물질의 열화에 따라 발생하는 HCl 가스를 검지하여 조기화재 경보하는 Sensor인 것을 특징으로 하는 직접변환법을 이용한 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 조기화재 검지센서 및 조기화재 검지 단말기이다.When the conductive thin film pattern is adopted, the electrical conductivity of the gas sensing layer can be relatively increased when the gas to be detected is provided, and the gas to be detected is characterized by HCl gas, which can increase the response speed and sensitivity. Nano-porous structure line type conductive thin film early fire detection sensor and early fire detection terminal using a direct conversion method characterized in that the sensor detects the HCl gas generated by the deterioration of the conductor insulating material before generation.

일 실시 예로 전기화재 조기검지 센서의 정확도를 향상하기 위한 미세먼지 지표값과 HCl 가스의 농도 지표값을 연산하여 정밀도를 높인다.As an example, the precision of the fine dust indicator value and the HCl gas concentration indicator value may be calculated to improve the accuracy of the early detection sensor.

전기화재 사전 감지 장치는 미세먼지 센서부 및 제어부를 포함한다.The electrical fire pre-sensing apparatus includes a fine dust sensor unit and a control unit.

미세먼지 센서부는 금속함 내부에 배치되어 발열에 의해 발생하는 유기물의 미세먼지를 단위시간으로 감지하고, 미세먼지의 크기, 개수 및 농도 중 적어도 하나를 포함한 미세먼지 지표값을 산출한다.The fine dust sensor unit is disposed inside the metal box to detect fine dust of organic matter generated by heat generation in unit time, and calculates a fine dust index value including at least one of the size, number and concentration of the fine dust.

금속함은 전원을 공급하는 고압 배전반, 저압 배전반, 동력반 또는 분전반 등 전기 설비를 포함할 수 있고, 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 섬유강화플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic) 재질로 이루어질 수 있다.The metal box may include electrical equipment such as a high voltage switchgear, a low voltage switchgear, a power board, or a distribution board for supplying power. The metal box may be made of a metal material, and may be made of a fiber reinforced plastic (FRP) material.

금속함의 내부에는 전원을 공급하기 위한 전기설비가 포함되고, 전기적으로 절연되는 유기물을 포함한다. 유기물로 이루어진 절연물은 구조적 불량, 위치불량, 시공불량, 설비노후, 취급불량 또는 접촉불량으로 과열 시 화재위험이 존재한다.The interior of the metal box includes an electrical installation for supplying power, and includes an organic material that is electrically insulated. Insulators made of organic materials have a risk of fire when overheated due to structural defects, poor location, poor construction, old equipment, poor handling, or poor contact.

본 발명은 구조적 불량, 위치불량, 시공불량, 설비노후, 취급불량 또는 접촉불량으로 과열 시 유기물에 의한 발열이 발생하고, 온도가 상승하며, 연기가 발생하고, 연기 발생에 의해 금속함 내 미세먼지인 미세입자가 증가하므로, 미세먼지를 감지하여 전기화재 징후를 확인한다.The present invention is a structural defect, poor location, poor construction, old equipment, poor handling or poor contact due to heat generated by organic matter, temperature rises, smoke occurs, smoke generated fine dust in the metal box Phosphorus fine particles increase, so detect the fine dust and check the electrical fire signs.

유기물은 연소될 때 주로 메탄, 알코올, 벤젠 및 페놀 등 탄소화합물 기반의 미세먼지가 발생하고, 일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소, BHT 가스, 염소 및 에틸렌 등 가스가 발생한다.When organic matter is combusted, carbon dust-based fine dust such as methane, alcohol, benzene and phenol is mainly generated, and gases such as carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, BHT gas, chlorine and ethylene are generated.

미세먼지 센서부는 유기물에서 탄소화합물을 표적 미세먼지로 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The fine dust sensor unit may detect a carbon compound from organic matter as target fine dust.

유기물은 탄소(C)를 포함하는 물질로서 피복 전선, 튜브, 단자대 및 도체 지지대 중 적어도 하나를 포함한다.The organic material is a material containing carbon (C) and includes at least one of a sheathed wire, a tube, a terminal block, and a conductor support.

전선은 전류가 흐르는 도체를 절연하여 감싸는 절연 피복재이고, 튜브는 전선의 끝을 전기 공급하는 도체에 접속하기 위하여 구리 재질의 압착 단자인 터미널을 포함하여 도체를 쉽게 절연하는 절연 피복재이며, 단자대는 압착 단자를 사용하여 접속한 도체를 고정하는 절연 피복재이다.The wire is an insulating coating material that insulates and wraps the current-carrying conductor.The tube is an insulating coating material that easily insulates the conductor, including the terminal, which is a crimped terminal made of copper, to connect the end of the wire to the conductor that supplies electricity. It is an insulation coating material which fixes the conductor connected using the terminal.

도체 지지대는 도체간의 접속단자를 고정하는 볼트와 너트 또는 볼트의 내부에 형성된 홀(hole)에 열가소성 플라스틱 물질 또는 도체의 절연물과 동일한 재질로 충진된 것을 특징으로 할 수 있다. The conductor support may be filled with the same material as that of the thermoplastic material or the insulation of the conductor in the bolt and nut or the hole formed in the bolt fixing the connection terminal between the conductors.

열가소성 플라스틱 물질 또는 절연물과 동일한 재질의 충진물은 볼트의 머리와 몸체 부분에 형성된 홀에 삽입되어 충진될 수 있고, 도체의 접속 부위와 상기 접속 부위를 고정하는 볼트 사이에 충진될 수 있으며, 너트에 형성된 홀에 충진될 수 있다.Filling material of the same material as the thermoplastic material or the insulator may be inserted and filled into a hole formed in the head and body portion of the bolt, may be filled between the connection portion of the conductor and the bolt fixing the connection portion, formed in the nut Can be filled in the hole.

미세먼지 센서부는 광산란 방식, 베타선 흡수 방식 및 정전용량 방식 중 하나를 이용하여 미세먼지를 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The fine dust sensor unit may detect fine dust using one of a light scattering method, a beta ray absorption method, and a capacitance method.

광산란 방식 기반의 미세먼지 센서부는 미세먼지에 광을 조사하면 충돌한 빛이 여러 방향으로 흩어지는 원리를 이용하여 흩어진 빛의 양을 측정하고, 측정된 빛의 양으로부터 미세먼지 지표값을 산출할 수 있다.The light scattering method-based fine dust sensor unit measures the amount of scattered light using the principle that the collided light is scattered in various directions when light is irradiated to fine dust, and calculates the fine dust index value from the measured amount of light. have.

광산란 방식 기반의 미세먼지 센서부는 광 조사부, 광 검출부 및 광 연산부를 포함한다.The light scattering method-based fine dust sensor unit includes a light irradiator, a light detector, and a light calculator.

광 조사부는 금속함 내 일측에서 광을 조사하고, 광 검출부는 금속함 내 타측에서 미세먼지의 입자에 의해 산란된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환한다.The light irradiator irradiates light from one side of the metal box, and the light detector detects light scattered by particles of fine dust from the other side of the metal box and converts the light into an electrical signal.

광 연산부는 변환된 전기적인 신호로부터 단위시간으로 미세먼지의 크기, 개수 및 농도 중 적어도 하나를 평균하여 미세먼지 지표값을 산출한다.The optical calculator calculates the fine dust index value by averaging at least one of the size, number, and concentration of fine dust in unit time from the converted electrical signal.

베타선 흡수 방식 기반의 미세먼지 센서부는 방사선인 베타선이 미세먼지를 통과할 때 미세먼지의 질량이 클수록 더 많이 흡수되는 원리를 이용하여 베타선의 양을 측정하고, 베타선 측정값으로부터 미세먼지 지표값을 산출할 수 있다.The fine dust sensor unit based on the beta ray absorption method measures the amount of beta rays by using the principle that the larger the mass of fine dust is absorbed when the beta ray, which is radiation, passes through the fine dust, and calculates the fine dust index value from the beta ray measurement value. can do.

베타선 흡수 방식의 미세먼지 센서부는 베타선 조사부, 베타선 측정부 및 베타선 연산부를 포함한다.The fine dust sensor unit of the beta ray absorption method includes a beta ray irradiation unit, a beta ray measuring unit, and a beta ray calculating unit.

베타선 조사부는 금속함 내 일측에서 광을 조사하고, 베타선 측정부는 미세먼지를 통과하여 흡수되는 베타선의 양을 측정하며, 베타선 연산부는 베타선의 양을 카운트하여 미세먼지 지표값을 산출한다.The beta ray irradiation unit irradiates light from one side of the metal box, the beta ray measuring unit measures the amount of beta rays absorbed through the fine dust, and the beta ray calculation unit counts the amount of beta rays to calculate fine dust index values.

정전용량 방식의 미세먼지 센서부는 미세먼지가 전극에 도달하여 흡착되거나 통과하는 과정에서 나타나는 정전용량의 변화를 측정하여 미세먼지의 농도를 측정할 수 있다.The fine dust sensor unit of the capacitance type may measure the concentration of fine dust by measuring a change in capacitance appearing when fine dust reaches and adsorbs or passes through the electrode.

정전용량 방식의 미세먼지 센서부는 기판, 제1 전극, 제2 전극 및 정전용량 측정부를 포함한다.The capacitive fine dust sensor unit includes a substrate, a first electrode, a second electrode, and a capacitance measuring unit.

기판은 미세먼지가 통과되는 기공이 형성되고, 제1 전극은 기판의 일면에 형성되며, 제2 전극은 제1 전극과의 사이에 간극을 두어 기판의 일면에 형성된다.The substrate is formed with pores through which fine dust passes, the first electrode is formed on one surface of the substrate, and the second electrode is formed on one surface of the substrate with a gap between the first electrode.

정전용량 측정부는 제1 전극과 제2 전극에 연결되어 전류 인가 시 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 정전용량을 측정하고, 측정된 정전용량으로부터 미세먼지 지표값을 산출한다.The capacitance measuring unit is connected to the first electrode and the second electrode to measure the capacitance formed between the first electrode and the second electrode when the current is applied, and calculates a fine dust index value from the measured capacitance.

제어부는 단위시간으로 미세먼지 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재의 유무를 판별한다. 예를 들어, 제어부는 미세먼지 지표값과 전기화재의 지표를 나타내는 미세먼지 임계값을 비교하여 전기화재 징후를 판별하는 것을 특징으로 한다. 미세먼지 임계값은 안전, 주의, 위험 및 전원차단 임계범위로 구분되어 전기화재의 지표를 나타낸다.The control unit analyzes the change amount of the fine dust indicator value in unit time to determine the presence or absence of the electric fire. For example, the controller may determine the electric fire sign by comparing the fine dust indicator value and the fine dust threshold value indicating the indicator of the electric fire. The fine dust threshold is divided into safety, caution, danger, and power cut threshold ranges to represent an indicator of electric fire.

제어부는 미세먼지 지표값과 미세먼지 임계값을 비교하여 해당되는 전기화재의 지표의 제어명령을 생성한다.The control unit compares the fine dust index value and the fine dust threshold value and generates a control command for the index of the corresponding electric fire.

제어부는 제어명령을 전원 차단기, 알람, 경광등, 관리 서버 또는 관리자 단말기로 제공한다. 예를 들어, 제어부는 제어 명령을 전원을 차단하는 제어 명령에 대한 제어 신호를 금속함에 포함된 전원 차단기에 전송할 수 있고, 제어 명령에 대한 알람 신호 또는 경광 신호를 금속함에 포함된 알람 또는 경광등에 전송할 수 있다. 또한, 제어부는 유무선 통신 모듈을 통하여 제어 명령에 대한 메시지 정보를 관리 서버 또는 관리자 단말기로 전송할 수 있다.The control unit provides a control command to a power breaker, an alarm, a warning light, a management server, or an administrator terminal. For example, the control unit may transmit a control signal for the control command to cut off the power supply to the power breaker included in the metal box, and transmits an alarm signal or a warning signal for the control command to an alarm or light lamp included in the metal box. Can be. The controller may transmit message information on a control command to the management server or the manager terminal through the wired / wireless communication module.

본 발명의 미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치는 전기화재 감지의 오동작을 방지하는 가스 센서부를 더 포함한다.The electric fire pre-sensing device using the fine dust of the present invention further includes a gas sensor unit for preventing a malfunction of the electric fire detection.

가스 센서부는 발열에 의해 발생하는 유기물의 가스농도에 따른 가스농도 지표값을 산출한다.The gas sensor unit calculates a gas concentration index value according to the gas concentration of the organic material generated by the heat generation.

가스 센서부는 가스 감지부, 증폭부 및 A/D 변환부를 포함한다.The gas sensor unit includes a gas detector, an amplifier, and an A / D converter.

가시 감지부는 전기화학식 기반으로 동작되고, 가스농도에 따른 저항 변화량을 감지하여 전류 변화량으로 측정한다. 전류 변화량은 아날로그 신호 계열일 수 있다.The visible detector operates on an electrochemical basis and detects a change in resistance according to a gas concentration and measures the change in current. The current variation may be an analog signal series.

증폭부는 전류 변화량을 증폭하고, A/D 변환부는 증폭된 전류 변화량을 디지털 신호인 가스농도 지표값으로 변환한다.The amplifier unit amplifies the current change amount, and the A / D converter converts the amplified current change amount into a gas concentration index value that is a digital signal.

가스 센서부는 발열에 의해 발생하는 유기물의 일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소, BHT 가스, 염소 및 에틸렌 중 적어도 하나를 표적 가스로 감지한다.The gas sensor unit detects at least one of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, BHT gas, chlorine, and ethylene, which are generated by the heat generation, as a target gas.

제어부는 가스농도 지표값과 전기화재의 지표를 나타내는 가스농도 임계값을 비교하여 전기화재 징후를 판별한다.The control unit compares the gas concentration index value with the gas concentration threshold value indicating the index of the electric fire to determine the electrical fire signs.

제어부는 4가지 제어방식으로 가스 센서부의 동작을 제어할 수 있다.The controller may control the operation of the gas sensor unit in four control schemes.

<제1 실시예에 따른 제어방식><Control Method According to the First Embodiment>

본 발명은 미세먼지 센서부를 이용하여 전기화재 징후를 판별한다. 본 발명은 밀폐형 금속함에서 전기화재 징후를 판별하면 미세먼지 센서부만을 구비하여 전기화재 징후를 정확하게 판별할 수 있다.The present invention uses the fine dust sensor to determine the signs of the electric fire. According to the present invention, when the electrical fire signs are determined in the sealed metal box, only the fine dust sensor unit may be used to accurately determine the electrical fire signs.

<제2 실시예에 따른 제어방식><Control Method According to Second Embodiment>

본 발명은 미세먼지 센서부를 이용하여 전기화재 징후를 판별하되, 가스 센서부를 부가적으로 이용하여 미세먼지 센서부의 오동작을 방지한다.The present invention is to determine the electrical fire signs using the fine dust sensor unit, by using a gas sensor additionally to prevent the malfunction of the fine dust sensor unit.

제어부는 미세먼지 지표값을 분석하여 전기화재 징후로 판별되면 가스 센서부가 동작되도록 제어하여 미세먼지 센서부의 오동작을 방지한다. 예를 들어, 제어부는 가스 센서부로부터 가스농도 지표값을 수신하고, 가스농도 지표값과 가스농도 임계값을 비교하여 전기화재 징후를 재차 판별하며, 가스농도에 의한 판별 결과를 참조하여 미세먼지 센서부의 오동작을 방지한다.The control unit analyzes the fine dust index value and controls the gas sensor unit to be operated when it is determined to be an electric fire sign, thereby preventing malfunction of the fine dust sensor unit. For example, the control unit receives the gas concentration indicator value from the gas sensor unit, compares the gas concentration indicator value and the gas concentration threshold value again to determine the electrical fire signs, the fine dust sensor by referring to the determination result by the gas concentration Prevent negative malfunctions.

<제3 실시예에 따른 제어방식><Control Method According to the Third Embodiment>

본 발명은 미세먼지 센서부와 가스 센서부를 동시에 동작하여 전기화재 징후에 대한 감지 정확도를 개선시킨다.The present invention operates the fine dust sensor unit and the gas sensor unit at the same time to improve the detection accuracy for the electrical fire signs.

제어부는 전기화재 감지의 정확도를 고려하여 미세먼지 센서부와 가스 센서부가 동시에 동작되도록 제어한다.The controller controls the fine dust sensor unit and the gas sensor unit to operate simultaneously in consideration of the accuracy of the electric fire detection.

제어부는 단위시간으로 미세먼지 지표값과 가스 지표값을 분석하여 전기화재 징후를 판별한다.The controller analyzes the fine dust indicator value and the gas indicator value in unit time to determine the electric fire sign.

<제4 실시예에 따른 제어방식><Control method according to the fourth embodiment>

본 발명은 전기화재 징후를 판별하기 위한 표적 가스와 전기화재 발생을 판별하기 위한 표적 가스를 구분하여 감지함으로써, 단계별로 전기화재를 감지한다.The present invention detects an electric fire in stages by distinguishing and detecting a target gas for determining an electric fire sign and a target gas for determining an electric fire occurrence.

가스 센서부는 전기화재 징후를 판별하기 위한 BHT 가스를 표적으로 감지하고, 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지한다.The gas sensor unit detects a BHT gas for determining an electric fire sign as a target and detects hydrogen chloride for determining an electric fire as a target.

제어부는 제3 실시예에 따른 제어방식으로 미세먼지 센서부와 가스 센서부를 제어하되, 전기화재 징후로 판별되면 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지하도록 가스 센서부의 동작을 제어할 수 있다.The control unit controls the fine dust sensor unit and the gas sensor unit in a control manner according to the third embodiment, and if it is determined that the electrical fire is a sign, it may control the operation of the gas sensor unit to detect hydrogen chloride for determining the occurrence of the electrical fire. .

제어부는 독립적으로 미세먼지 센서부만 동작되도록 제어하고, 미세먼지 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하며, 전기화재 징후로 판별되면 가스 센서부가 동작되도록 제어하고, 염화수소의 변화량을 분석하여 전기화재 발생을 판별할 수 있다.The controller independently controls the fine dust sensor unit to operate, analyzes the change amount of the fine dust indicator value to determine the electric fire sign, and if it is determined to be the electric fire sign, controls the gas sensor unit to operate and analyzes the change amount of hydrogen chloride The occurrence of electric fire can be determined.

제어부는 미세먼지 지표값의 변화량을 통하여 전기화재 징후로 판별되면 전기화재 징후를 재차 판별하기 위한 BHT 가스를 표적으로 감지하고, 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지하도록 가스 센서부의 동작을 제어할 수 있다.The control unit detects the BHT gas for re-identifying the electric fire sign as the target when it is determined to be an electric fire sign through the change amount of the fine dust indicator value, and operates the gas sensor unit to detect hydrogen chloride for the target for the occurrence of the electric fire target. Can be controlled.

즉, 본 발명은 미세먼지와 BHT 가스가 감지되면 전기화재 징후를 정확하게 판별할 수 있고, 미세먼지, BHT 가스 및 염화수소가 모두 감지되면 전기화재 발생을 정확하게 판별할 수 있다.That is, the present invention can accurately determine the electrical fire signs when the fine dust and BHT gas is detected, and can accurately determine the occurrence of the electric fire when all the fine dust, BHT gas and hydrogen chloride are detected.

또한, 본 발명은 미세먼지와 염화수소가 감지되면 전기화재 발생을 정확하게 판별할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 저온의 발열에 의해 발생하는 유기물의 BHT 가스가 시간에 지남에 따라 소멸되어 감지하지 못하는 경우가 발생할 수 있으므로, 미세먼지와 염화수소만을 감지하여 전기화재 발생을 정확하게 판별할 수 있다.In addition, the present invention can accurately determine the occurrence of the electric fire when fine dust and hydrogen chloride is detected. For example, the present invention may occur when the BHT gas of an organic substance generated by low temperature heat generation is extinguished over time and thus may not be detected, so that only fine dust and hydrogen chloride may be detected to accurately determine the occurrence of an electric fire. have.

이하, 열분해 가스크로마토그라파의 분석을 통하여 전기화재 징후 판별 시 BHT 가스를 표적으로 감지하는 이유와 전기화재 발생 판별 시 염화수소를 표적으로 감지하는 이유를 설명하기로 한다.Hereinafter, the reason for detecting the BHT gas as a target when determining the signs of an electrical fire and the reason for detecting the hydrogen chloride when determining the occurrence of an electrical fire through the analysis of pyrolysis gas chromatography will be described.

도 18 내지 도 20는 전선에 대한 열분해 가스크로마토그라피의 분석 결과를 도시한 예이고, 도 21 내지 도 23는 튜브에 대한 열분해 가스크로마토그라피의 분석 결과를 도시한 예이며, 도 24 내지 도 26는 단자대에 대한 열분해 가스크로마토그라피의 분석 결과를 도시한 예이다.18 to 20 show examples of analysis results of pyrolysis gas chromatography on wires, and FIGS. 21 to 23 show examples of analysis results of pyrolysis gas chromatography on tubes. It is an example showing the analysis result of pyrolysis gas chromatography on a terminal block.

열분해 가스크로마토그라피 분석은 금속함 내 열이 발생되는 경우에 전선, 튜브 및 단자대 등의 절연 피복재에서 발생되는 가스의 성분을 분석하고, 열분해기(pyrolyzer)를 이용하여 기 설정된 온도에서 10분간 열분해하는 조건에서 이루어지며, 50℃ 내지 320℃ 구간에서 10℃/min의 승온 속도로 가스크로마토그라피(gas chromatography)가 이루어지고, 5% disphenly과 95% dimethylpolysiloxane의 고정상으로 구성된 capillary 컬럼이 이용된다.Pyrolysis gas chromatography analysis analyzes the components of gas generated from insulation coating materials such as wires, tubes, and terminal blocks when heat is generated in the metal box, and pyrolyzes for 10 minutes at a predetermined temperature using a pyrolyzer. It is made under the conditions, gas chromatography is performed at a temperature increase rate of 10 ℃ / min in 50 ℃ to 320 ℃ section, a capillary column consisting of a fixed phase of 5% disphenly and 95% dimethylpolysiloxane is used.

전선, 튜브 및 단자대 등의 절연 피복재는 열을 가하면 소성 변형하는 열가소성 플라스틱 물질을 포함한다.Insulating coatings such as electric wires, tubes, and terminal blocks include thermoplastic materials that plastically deform upon application of heat.

도 18 내지 도 20를 참조하면, 전선은 70℃, 80℃ 및 100℃ 등 온도 변화에 따라 가스 발생량의 차이가 있으나, 가스의 종류는 유사하다는 것을 확인할 수 있다. 가스는 주로 8.8분대에서 propylcyclopentane가 발생하였고, 13.3분대에서 BHT 가스가 발생하였다. BHT 가스는 열가소성 플라스틱 물질에 산화방지제로 배합되는 첨가제이고, 온도가 올라가면 가스 형태로 나올 수 있다.Referring to FIGS. 18 to 20, the electric wire has a difference in gas generation amount according to temperature changes such as 70 ° C., 80 ° C., and 100 ° C., but the types of gas are similar. The propylcyclopentane was generated mainly in 8.8 components and BHT gas was produced in 13.3 components. BHT gas is an additive compounded as an antioxidant in a thermoplastic material, and may come out as a gas at an elevated temperature.

도 21 내지 도 23를 참조하면, 튜브는 70℃, 80℃ 및 100℃ 등 온도 변화에 따라 가스 발생량이 크게 증가하는 경향이 있으나, 가스의 종류는 유사하다는 것을 확인할 수 있다. 가스는 주로 5분 내지 6분대에서 benzyl alcohol가 발생하였고, 13.2분대에서 BHT 가스가 발생하였으며, 12.8분대에서 BHT의 변성인 BHT-quinone-methide가 발생하였다. benzyl alcohol은 유기 용제로 사용되는 물질 중의 하나이다.Referring to FIGS. 21 to 23, the amount of gas generated tends to increase greatly with temperature changes such as 70 ° C., 80 ° C., and 100 ° C., but the types of gas are similar. The gas mainly produced benzyl alcohol in 5-6 minutes, BHT gas in 13.2, and BHT-quinone-methide, a BHT denaturation, in 12.8. benzyl alcohol is one of the substances used as organic solvents.

도 24 내지 도 26를 참조하면, 단자대는 100℃ 및 130℃에서 가스가 거의 발생되지 않았고, 150℃에서 여러 종류의 가스를 발생하였다. 가스는 주로 10.2분대, 13.2분대 및 17.2분대에서 각각 페놀계 물질이 발생하였고, 10.3분대, 11.7분대, 14.2분대, 16.4분대, 18.5분대 및 20.3분대에서 각각 고비점 지방족 탄화수소류에 해당되는 물질이 발생하였다. 페놀계 물질은 BHT 등의 산화방지제에 의한 것일 수 있고, 페놀 수지 물질의 가스화에 의한 것일 수 있다.24 to 26, the terminal block generated little gas at 100 ° C. and 130 ° C., and generated various kinds of gases at 150 ° C. FIG. Phenol-based substances were mainly generated in 10.2, 13.2, and 17.2 components, and high boiling aliphatic hydrocarbons were generated in 10.3, 11.7, 14.2, 16.4, 18.5, and 20.3 components, respectively. It was. The phenolic material may be due to an antioxidant such as BHT, or may be due to gasification of the phenolic resin material.

전술한 가스크로마토그라피 분석에서 전선, 튜브 및 단자대는 상이한 온도에서 발생되는 가스의 종류와 양은 상이하지만, 열가소성 플라스틱 물질을 포함하는 유기물에 의해 발생된 BHT 가스가 모두 발생하였다.In the above-described gas chromatography analysis, the wires, tubes, and terminal blocks differ in the kind and amount of gases generated at different temperatures, but all of the BHT gases generated by organic materials including thermoplastics are generated.

본 발명은 유기물에 의해 발생되는 BHT 가스를 표적으로 감지하여 전기화재 징후를 판별할 수 있다.The present invention can detect the sign of the electric fire by detecting the BHT gas generated by the organic material as a target.

도 27는 PVC 수축튜브에 대한 열분해 가스크로마토그라피의 분석 결과를 도시한 예이고, 도 28는 PVC 절연캡에 대한 열분해 가스크로마토그라피의 분석 결과를 도시한 예이다.FIG. 27 is an example showing an analysis result of pyrolysis gas chromatography on a PVC shrink tube, and FIG. 28 is an example showing an analysis result of pyrolysis gas chromatography on a PVC insulation cap.

열분해 가스크로마토그라피 분석은 금속함 내 열이 발생되는 경우에 PVC 수축튜브 및 PVC 절연캡에서 발생되는 가스의 성분을 분석하고, 열분해기(pyrolyzer)를 이용하여 기 설정된 온도에서 10분간 열분해하는 조건에서 이루어지며, 50℃ 내지 320℃ 구간에서 10℃/min의 승온 속도로 가스크로마토그라피(gas chromatography)가 이루어지고, 열분해 온도를 300℃ 고온으로 하며, 5% disphenly과 95% dimethylpolysiloxane의 고정상으로 구성된 capillary 컬럼이 이용된다.Pyrolysis gas chromatographic analysis analyzes the components of gas generated from PVC shrink tube and PVC insulation cap when heat is generated in the metal box, and pyrolyzers are used for pyrolyzing at a predetermined temperature for 10 minutes. Capillary consisting of 5% disphenly and 95% dimethylpolysiloxane in a fixed phase of gas chromatography, gas chromatography at a temperature increase rate of 10 ° C./min at a temperature range of 50 ° C. to 320 ° C. Columns are used.

도 27를 참조하면, PVC 수축튜브의 가스는 주로 3분대에서 염화수소(점선 원)가 발생하였고, 14.48분대에서 dibutyltin dibromide가 발생하였으며, 18.47분과 20.33분대에서 지방산이 발생하고, 22.34분대에서 hexanedioic acid와 bis ester이 발생하였으며, 23.58분대에서 bis phthalate가 발생하였다.Referring to FIG. 27, the gas of the PVC shrinkage tube mainly produced hydrogen chloride (dotted circle) in three components, dibutyltin dibromide in 14.48 components, fatty acids in 18.47 and 20.33 components, and hexanedioic acid in 22.34 components. Bis ester was generated and bis phthalate was generated in the 23.58 component.

도 28를 참조하면, PVC 절연캡의 가스는 주로 2.5분대에서 염화수소가 발생하였고, 17.62분대에서 l-hexadecanol이 발생하였으며, 23.53분과 25.08분에서 diisooctyl phthalate와 dioctyl terephthalate가 발생하였고, 26.23분대에서 terephthalic acid와 2-ethylhexyl nonyl ester이 발생하였다.Referring to FIG. 28, the gas of the PVC insulating cap mainly generated hydrogen chloride at 2.5 minutes, l-hexadecanol at 17.62, diisooctyl phthalate and dioctyl terephthalate at 23.53 and 25.08, and terephthalic acid at 26.23. And 2-ethylhexyl nonyl ester.

전술한 가스크로마토그라피 분석에서 유기물에 포함된 PVC 수축튜브 및 PVC 절연캡은 고온에서 발생되는 가스의 종류와 양은 상이하지만, 유기물에 의해 발생된 염화수소가 모두 발생하였다.In the aforementioned gas chromatography analysis, the PVC shrink tube and the PVC insulating cap included in the organic material have different types and amounts of gases generated at high temperature, but all of the hydrogen chloride generated by the organic material is generated.

본 발명은 유기물에 의해 발생되는 염화수소를 표적으로 감지하여 전기화재 발생을 판별할 수 있다.The present invention can detect the hydrogen chloride generated by the organic material as a target to determine the occurrence of the electric fire.

본 발명은 중고온의 온도 대역에서 발생하는 BHT 가스를 표적으로 감지하여 전기화재 징후를 판별하고, 고온의 온도 대역에서 발생하는 염화수소를 표적으로 감지하여 전기화재 발생을 판별한다. 예를 들어, 가스 센서부는 100℃ 주변의 온도 대역에서 발생하는 BHT 가스를 표적으로 감지하고, 250℃ 주변의 온도 대역에서 발생하는 염화수소를 표적으로 감지할 수 있다.The present invention detects the BHT gas generated in the temperature range of the high temperature to the target to determine the electric fire signs, and by detecting the hydrogen chloride generated in the high temperature temperature target as the target to determine the occurrence of the electric fire. For example, the gas sensor unit may detect a BHT gas generated in a temperature band around 100 ° C. as a target, and detect hydrogen chloride generated in a temperature band around 250 ° C. as a target.

전기화재 사전 감지 장치의 오작동 방지방법은 금속함 내부에 배치되는 미세먼지 센서부에서 발열에 의해 발생하는 미세먼지 지표값을 산출한다.The malfunction prevention method of the electric fire pre-sensing device calculates a fine dust index value generated by heat generation in the fine dust sensor unit disposed inside the metal box.

미세먼지 지표값을 산출한 후, 제어부에서 단위시간으로 미세먼지 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별한다. 예를 들어, 제어부는 미세먼지 지표값과 전기화재의 지표를 나타내는 미세먼지 임계값을 비교하여 전기화재 징후를 판별하는 것을 특징으로 한다. 미세먼지 임계값은 안전, 주의, 위험 및 전원차단 임계범위로 구분되어 전기화재의 지표를 나타낸다.After calculating the fine dust indicator value, the control unit analyzes the change amount of the fine dust indicator value in unit time to determine the electrical fire signs. For example, the controller may determine the electric fire sign by comparing the fine dust indicator value and the fine dust threshold value indicating the indicator of the electric fire. The fine dust threshold is divided into safety, caution, danger, and power cut threshold ranges to represent an indicator of electric fire.

제어부는 금속함 내부의 가스를 감지하는 가스 센서부에 의해 감지된 가스농도 지표값을 참조하여 미세먼지와 가스에 대한 전기화재 징후를 서로 확인하고, 미세먼지 센서부의 오동작을 방지한다. 예를 들어, 가스를 이용한 전기화재의 지표가 위험 또는 전기화재로 판별되면 제어부는 미세먼지 센서부가 정상적으로 동작하는 것으로 판별하고, 제어 명령을 전원을 차단하는 제어 명령에 대한 제어 신호를 금속함에 포함된 전원 차단기에 전송할 수 있고, 제어 명령에 대한 알람 신호 또는 경광 신호를 금속함에 포함된 알람 또는 경광등에 전송할 수 있다. 또한, 제어부는 유무선 통신 모듈을 통하여 제어 명령에 대한 메시지 정보를 관리 서버 또는 관리자 단말기로 전송할 수 있다.The control unit checks each other and signs of electric fire for the fine dust and the gas by referring to the gas concentration index value detected by the gas sensor unit detecting the gas inside the metal box, and prevents the malfunction of the fine dust sensor unit. For example, when the indicator of the electric fire using gas is determined to be a danger or an electric fire, the controller determines that the fine dust sensor unit operates normally, and includes the control signal for controlling the control command to cut off the power supply. An alarm signal or a warning signal for a control command may be transmitted to an alarm breaker or a warning lamp included in a metal box. The controller may transmit message information on a control command to the management server or the manager terminal through the wired / wireless communication module.

예를 들어, 가스를 이용한 전기화재의 지표가 안전 또는 주의로 판별되면 제어부는 미세먼지 센서부가 오동작하는 것으로 판별하고, 오동작에 대한 메시지 정보를 관리 서버 또는 관리자 단말기로 전송할 수 있다.For example, when the indicator of the electric fire using gas is determined to be safe or caution, the controller may determine that the fine dust sensor is malfunctioning and transmit message information on the malfunction to the management server or the manager terminal.

미세먼지를 이용한 전기화재 사전 감지 장치의 전기화재 감지방법으로 전기화재 사전 감지 장치의 전기화재 감지방법은 미세먼지 센서부에서 발열에 의해 발생하는 유기물의 미세먼지 지표값을 산출하고, 가스 센서부에서 유기물의 가스농도 지표값을 산출한다.The electric fire detection method of the electric fire pre-sensing device using the fine dust, the electric fire detection method of the electric fire pre-sensing device calculates the fine dust index value of the organic matter generated by the heat generation in the fine dust sensor unit, the gas sensor unit The gas concentration index value of the organic matter is calculated.

가스 센서부는 미세먼지 센서부와 동시에 동작하여 전기화재 징후의 판별 정확도를 개선시키기 위한 가스농도 지표값을 산출할 수 있고, 미세먼지가 감지된 이후에 동작하여 미세먼지 센서부의 오동작을 방지하기 위한 가스농도 지표값을 산출할 수 있다.The gas sensor unit may be operated simultaneously with the fine dust sensor unit to calculate a gas concentration index value for improving the accuracy of discrimination of electrical fire signs, and operate after the fine dust is detected to prevent malfunction of the fine dust sensor unit. The concentration index value can be calculated.

가스 센서부는 전기화재 징후를 판별하기 위한 BHT 가스를 표적으로 감지한다.The gas sensor unit detects the BHT gas as a target for discriminating the electric fire signs.

지표값을 산출한 후, 제어부에서 단위시간으로 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값을 분석하여 전기화재 징후를 판별한다. 예를 들어, 제어부에서 미세먼지 지표값과 미세먼지 임계값을 비교하고, 가스농도 지표값과 가스농도 임계값을 비교하며, 각각 비교된 지표값을 상호 분석하여 전기화재 징후를 판별함으로써, 각 센서의 오작동을 방지하거나 전기화재 감지의 정확도를 개선시킬 수 있다.After calculating the indicator value, the control unit analyzes the fine dust indicator value and gas concentration indicator value in unit time to determine the electric fire signs. For example, the control unit compares the fine dust indicator value and the fine dust threshold value, compares the gas concentration indicator value and the gas concentration threshold value, and analyzes each of the compared indicator values to determine the electrical fire signs, thereby detecting each sensor. This can prevent malfunctions or improve the accuracy of electrical fire detection.

전기화재 징후로 판별되면 가스 센서부에서 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지한다.If it is determined that the electric fire signs, the gas sensor unit detects hydrogen chloride to determine the occurrence of the electric fire as a target.

마이크로프로세서란 TTL이나 CMOS IC들은 정해진 특성대로만 움직이지만 마이크로프로세서는 관리자가 프로세서내에 프로그램을 주입해서 자신이 원하는 동작 특성을 구현할 수 있는 것으로, 컴퓨터의 CPU처럼 명령을 내릴 수 있기도 하고 특정 명령을 받을 수 있는 것으로 정해진 프로세서 맵에 따라 자동제어되는 것으로 마이크로프로세서(또는 MCU(Micro Control Unit))를 탑재한 USB(Universal Serial Bus) 또는 PCI Board(Peripheral Component Interconnect Board) 형태로 제작되어 서버를 대체할 수 있다.A microprocessor is a TTL or CMOS IC that operates only on certain characteristics, but a microprocessor allows administrators to inject programs into the processor to achieve their desired operating characteristics. They can issue instructions and receive specific instructions just like a computer's CPU. It is automatically controlled according to the determined processor map, and can be replaced in the form of Universal Serial Bus (USB) or Peripheral Component Interconnect Board (PCI) equipped with a microprocessor (or Micro Control Unit (MCU)). .

본 발명의 물리적 객체인증 PUF(Phisycally Unclonable Function) Chip과 자연난수를 발생하는 QRNG(Quantum Random Number Generator)를 통해 생성한 OTP(One Time Password) 인증 보안은 양자컴퓨터로도 해킹이 불가능한 최고의 보안성을 갖는다. The one-time password (OTP) authentication security generated through the physical object authentication PUF (Phisycally Unclonable Function) chip and the QRNG (Quantum Random Number Generator) generating natural random number is the best security that cannot be hacked by a quantum computer. Have

초소형의 PUF(Phisycally Unclonable Function) Chip과 QRNG(Quantum Random Number Generator) Chip을 이용한 보안키 생성 및 분배 관련으로 반도체 제조공정상 발생하는 공정편차를 통해 PUF Chip으로 부터 PIN(Personal Identification Number) 데이터를 추출하여 대칭키(복호키)를 생성하고, QRNG를 통해 발생하는 무작위 양자난수를 통해 상기 대칭키(복호키)를 암호화하여 비대칭키(암호키)를 생성한다.PIN (Personal Identification Number) data is extracted from the PUF chip through the process deviation that occurs in the semiconductor manufacturing process related to the generation and distribution of security keys using a very small PUC (Physically Unclonable Function) Chip and a Quantum Random Number Generator (QNGN) Chip. A symmetric key (decryption key) is generated, and an symmetric key (decryption key) is generated by encrypting the symmetric key (decryption key) through a random quantum random number generated through QRNG.

Sensor에서 측정되는 데이터를 비대칭키(암호키)로 암호화 할 경우 대칭키(복호키)를 통해서 원래의 Sensor에서 측정되는 데이터를 복원할 수 있다.If the data measured by the sensor is encrypted with an asymmetric key (encryption key), the data measured by the original sensor can be restored through the symmetric key (decryption key).

장치 간에 사물지능통신을 수행함에 있어서 사물지능통신을 수행하는 장치 스스로가 안전한 PIN 또는 패스워드를 자체적으로 생성하여 보유하여, 지식 기반의 인증을 수행할 수 있다.In performing the IoT communication between the devices, the device itself performing the IoT communication may generate and retain a secure PIN or password by itself, and perform knowledge-based authentication.

이러한 지식 기반 인증을 위해, 장치에는 외부의 보안 공격에 강인하면서도, 무작위의 고유한 PIN을 생성하는 PUF(Physical unclonable Functions)가 포함될 수 있다.For this knowledge-based authentication, the device may include physical unclonable functions (PUFs) that are robust against external security attacks but generate random, unique PINs.

일실시예에 따르면, PUF는 지식 기반 인증을 위한 인증 키로 사용될 수 있는 PIN을 생성한다. 이 PIN은 PUF 제조 공정 중 발생하는 공정 편차에 의해 생성되는 무작위의 디지털 값일 수 있다.According to one embodiment, the PUF generates a PIN that can be used as an authentication key for knowledge-based authentication. This PIN may be a random digital value generated by process variations occurring during the PUF manufacturing process.

또한, 이 PIN은 한 번 생성된 이후 그 값이 주변 환경에 따라 변경되지 않는 시불변(Time-invariant)의 디지털 값일 수 있다. 이러한 PIN은 외부로 노출되지 않으므로, 일실시예에 따르면 장치의 인증 체계에 대한 보안 위협에 대한 방지가 가능하다.In addition, this PIN may be a time-invariant digital value that is generated once and its value does not change with the surrounding environment. Since the PIN is not exposed to the outside, according to an embodiment, it is possible to prevent a security threat to the authentication scheme of the device.

장치가 통신 인터페이스를 통해 다른 장치와 사물지능통신을 수행하는 경우, 인증부는 PUF에 의해 자체적으로 생성되는 상기 PIN을 수신하여 지식 기반 인증을 수행할 수 있다.When the device performs the IoT communication with another device through the communication interface, the authentication unit may receive the PIN generated by the PUF to perform knowledge-based authentication.

일실시예에 따른 보안 인증에 있어서, 장치는 비밀키 모듈과 개인키 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 비밀키 모듈 및 개인키 모듈 중 적어도 하나는 PUF를 포함할 수 있다.In a security authentication according to an embodiment, the device may include a secret key module and a private key module. Here, at least one of the secret key module and the private key module may include a PUF.

일실시예에 따르면, 비밀키 모듈 및 개인키 모듈 각각은 자신의 고유한 PUF를 가지며, 각각의 PUF는 물리적 특성 자체로부터 비밀키(secret key)와 개인키(private key)를 갖는다. 이하에서는 이러한 비밀키 및/또는 개인키를 PIN으로 표현하기도 하므로, PIN은 장치의 보안 인증을 위해 사용되는 비밀키, 개인키 등 어느 것도 배제하지 않고 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.According to one embodiment, each of the secret key module and the private key module has its own unique PUF, and each PUF has a secret key and a private key from the physical characteristics themselves. Since the secret key and / or private key may be expressed as a PIN in the following description, a PIN may be understood as a concept including without excluding any secret key or private key used for security authentication of a device.

PUF는 공정변이로 발생하는 특성 편차를 이용하여 동일 설계 도면으로 제작하더라도 서로 다른 함수 값을 발생하는 회로로서, 일부 실시예들에서는 사물지능통신 장치의 PIN을 생성하여 제공한다. 엄밀히는 PUF의 물리적 특성에 의해 생성된 디지털 값 자체가 아니라 이를 이용하여 PIN이 생성되는 것으로 볼 수도 있다.PUF is a circuit that generates different function values even when fabricated with the same design drawing using characteristic deviations generated by process variations, and in some embodiments, a PIN of an IoT communication device is generated and provided. Strictly, it can be seen that the PIN is generated using the digital value itself, not by the physical characteristics of the PUF.

이를 테면, 외부의 신뢰할 수 있는 소스로부터 주어지는 값을 시드(Seed)로 하여, 상기 PUF가 생성한 오리지널 디지털 값을 암호화한 결과 값을 상기 PIN으로 할 수도 있다.For example, a value obtained from an external trusted source may be used as a seed, and a value obtained by encrypting an original digital value generated by the PUF may be used as the PIN.

이러한 과정에서 일실시예에 따르면, PUF가 제공하는 디지털 값 VPUF를 상기 시드(Seed)와 해시 함수에 넣는 방식을 이용한다. 따라서, 최종적으로 사용되는 PIN 값은 Hash (VPUF|| Seed)일 수 있다.In this process, according to an embodiment, a method of inserting the digital value V PUF provided by the PUF into the seed and the hash function is used. Therefore, the finally used PIN value may be Hash (V PUF || Seed).

이러한 실시예에 따르면, 어떤 경로로든 개인키가 유출되는 경우 상기 시드 값만을 변경함으로써 PIN을 쉽게 변경할 수 있으므로, 안전성과 편의성이 개선될 수 있다.According to this embodiment, the PIN can be easily changed by changing only the seed value when the private key is leaked in any path, thereby improving safety and convenience.

다만, 이러한 PIN 값 생성은 일부 실시예에 불과하며, 실시예들은 PUF가 생성한 디지털 값 자체를 PIN으로 사용하는 경우와 상기 PUF를 별도로 처리한 값을 PIN으로 사용하는 경우를 모두 포함한다. 이하에서는 PUF가 생성한 디지털 값을 처리하여 새로운 PIN을 만들어 내는 과정에 대해서 일일이 언급하지 않더라도 이러한 실시예들을 모두 포함하여 내용이 이해되어야 한다.However, the generation of such a PIN value is only some embodiments, and the embodiments include both a case in which the digital value itself generated by the PUF is used as the PIN and a case in which the value separately processed for the PUF is used as the PIN. Hereinafter, even if the process of generating a new PIN by processing the digital value generated by the PUF is not mentioned one by one, the contents should be understood including all of these embodiments.

한편, PUF는 예측 불가능한 랜덤한 값을 갖기 때문에 장치의 PIN을 결정하는데 사용될 수 있으며, 이를 이용하면 외부에서 생성하여 주입하여 메모리에 저장할 때 발생할 수 있는 PIN의 사전 누출 문제를 방지할 수 있다.On the other hand, since the PUF has an unpredictable random value, it can be used to determine the PIN of the device, and by using this, it is possible to prevent the problem of pre-leakage of the PIN that may occur when generated, injected, and stored in the memory.

또한, PUF는 물리적으로 복제가 불가능하다는 특징을 가지고 있기 때문에 장치의 PIN 번호가 사후적으로 유출 또는 복제될 가능성도 제거할 수 있다.In addition, since the PUF is physically impossible to duplicate, it can also eliminate the possibility that the PIN number of the device is leaked or duplicated afterwards.

또한, PUF가 생성하는 PIN 값은 랜덤성이 뛰어나고 실시예들에서는 한 번 생성한 값이 시간에 따라 변하지 않는 신뢰할 수 있는 것이다. In addition, the PIN value generated by the PUF is excellent in randomness and in the embodiments, it is reliable that the value generated once does not change with time.

일실시예에 따르면, 시리얼번호 저장부에는 장치의 제조 공정에서 공장(Factory)가 제공하는 기기의 고유 값이 시리얼번호(Serial number)가 저장되며, 공장으로부터 장치의 고유한 시리얼번호가 I/O 인터페이스를 통해 장치에 입력되고, 최초 1회 - 정책에 따라 꼭 한 번일 필요는 없으나 보안 유지 상 한 번으로 지정될 수 있다 - 에 한해 비밀키 모듈로부터 비밀키가 공장 또는 관리 권한을 갖는 외부로 추출될 수 있다.According to an embodiment, the serial number storage unit stores a serial number as a unique value of a device provided by a factory in a manufacturing process of the device, and a unique serial number of the device from a factory as an I / O. Entered into the device via the interface, the first one-not necessarily once per policy, but can only be specified once for security reasons-is extracted from the secret key module to the outside with factory or administrative privileges Can be.

그리고, 일실시예에 따르면, 장치는 퓨즈부를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서는, 상기한 최초 1회의 비밀키 추출 이후 퓨즈부가 비밀키 모듈과 I/O 인터페이스 사이의 연결을 물리적으로 차단하며, 이는 비가역적이다.And, according to one embodiment, the device may include a fuse. In this embodiment, the fuse unit physically blocks the connection between the secret key module and the I / O interface after the first secret key extraction described above, which is irreversible.

그러면 이제는 최초 1회 추출된 비밀키만 관리 권한이 있는 주체가 안전하게 관리하면 되고, 퓨즈부의 상기 차단 이후에 새롭게 장치의 비밀키가 추출되는 것은 불가능하다. 비밀키 모듈은 PUF에 의해 구현되어 물리적으로 복제 불가능하고, 전력분석 공격 등을 비롯한 다양한 역공학(Reverse engineering)에 의한 비밀키 추출이 불가능하거나 매우 어렵기 때문이다.Then, only the secret key extracted once once can be safely managed by a subject having management authority, and it is impossible to newly extract the secret key of the device after the blocking of the fuse unit. This is because the secret key module is implemented by the PUF and cannot be replicated physically, and it is impossible or very difficult to extract the secret key by various reverse engineering including a power analysis attack.

일실시예에 따르면 장치는 공개키 암호화/복호화 통신 방식에 사용될 개인키를 생성하는 개인키 모듈을 포함하며, 개인키 모듈은 상기 비밀키 모듈과는 별개의 PUF에 의해 개인키를 제공할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus may include a private key module for generating a private key to be used in a public key encryption / decryption communication scheme, and the private key module may provide a private key by a PUF separate from the secret key module. .

이 개인키 모듈이 생성 및 제공하는 개인키는 외부와는 물리적으로 고립되어 있으며, 장치 제조에서부터 유통 및 사용에 이르기까지 외부로 추출되지 않는다. 물론, 앞서 설명한 비밀키 모듈과 같은 이유에서 물리적 공격에 의한 인위적인 개인키 유출도 불가능하다.The private key generated and provided by this private key module is physically isolated from the outside and is not extracted from the device manufacturing to distribution and use. Of course, for the same reason as the secret key module described above, it is impossible to artificially leak private keys by physical attack.

따라서, 개인키 모듈이 제공한 개인키의 외부 유출은 발생하지 않아 사물지능통신(M2M)에서 장치 스스로 생성한 PIN을 통한 기기 인증이 가능하다.Accordingly, the external leakage of the private key provided by the private key module does not occur, and thus device authentication is possible through a PIN generated by the device itself in M2M.

일실시예에 따르면, 개인키 모듈이 생성한 개인키를 이용하여 공개키 생성부는 상기 공개키 암호/복호화 통신 방식에서 장치가 사용할 공개키(public key)를 생성하고, 이는 공개키 저장부에 저장된다. 공개키 저장부는 생성된 공개키를 저장하는 수단으로서 일실시예에 따르면 비휘발성(non volatile) 메모리일 수 있다.According to an embodiment, the public key generator generates a public key for use by the device in the public key encryption / decryption communication scheme by using the private key generated by the private key module, which is stored in the public key storage. do. The public key storage unit may be a non-volatile memory according to an embodiment as a means for storing the generated public key.

물론, 공개키 저장부는 선택적으로 채용 가능한(employed optionally) 구성으로, 다른 실시예에서는 공개키 저장부 없이 인증이 필요한 경우 마다 공개키 생성부가 생성한 공개키를 읽는 것도 가능하다.Of course, the public key storage unit may be selectively employed, and in another embodiment, the public key storage unit may read the public key generated whenever authentication is required without the public key storage unit.

암복호화 프로세서는 통상적인 데이터 암호화와 복호화를 수행하는 Crypto-coprocessor 등으로 이해될 수 있으며, 실제 암호화된 데이터를 통신 네트워크에서 외부와 주고 받는 구성은 통신 인터페이스이다.The encryption / decryption processor may be understood as a crypto-coprocessor which performs normal data encryption and decryption, and a configuration of transmitting and receiving actual encrypted data with the outside in a communication network is a communication interface.

실시예에 따르면, 상기 최초 1회 추출된 비밀키는 장치와 보안 통신을 수행할 정당한 권한이 있는 관리 주체인 인증 기관(Certification Authority, CA)과 공개키를 주고 받는 경우에 서로가 정당한 개체임을 확인하는 수단으로만 사용된다.According to an embodiment, the first extracted secret key is identified to be a legitimate entity when exchanging a public key with a certification authority (CA), which is a management authority authorized to perform secure communication with a device. Used only as a means of doing so.

즉, 최초 1회이기는 하지만 이미 추출된 바 있는 비밀키가 직접 암복호화에 사용되는 것이 아니라, 비밀키는 비밀키 암호화 방식으로 공개키를 외부에 보내는 과정에서만 사용되어, 이중의 보안이 보장된다. 따라서 실제 기기 인증에 사용되는 개인키는 외부로 절대 노출되지 않는다.That is, the secret key, which is extracted once, is used for the first time but is not directly used for decryption. Instead, the secret key is used only in the process of sending the public key to the outside through secret key encryption, thereby ensuring double security. Therefore, the private key used for actual device authentication is never exposed to the outside.

이하에서는 공장에서 장치를 제조하는 과정, 장치가 유통 또는 배포되는 과정, 실제로 사용되면서 비밀키 통신 방식으로 공개키를 교환하는 과정, 실제로 장치가 CA나 다른 장치들과 서로의 정당성을 확인하여 통신을 수행하게 되는 과정에 대해 이하 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a process of manufacturing a device in a factory, a process of distributing or distributing a device, a process of exchanging a public key through a secret key communication method while being actually used, and actually communicating with a CA or another device by verifying the validity of each other The process to be performed will be described in detail below.

먼저 PUF 구현에 대해 실시예들에서 채택되는 차이점을 종래의 PUF 구현들과 비교하여 설명한 다음 구체적 구현의 일 예로 설명한다.First, the difference adopted in the embodiments of the PUF implementation is described in comparison with the conventional PUF implementations, and then described as an example of the specific implementation.

PUF (Physically Unclonable Function)는 예측 불가능한 (Unpredictable) 디지털 값을 제공할 수 있다. 개개의 PUF들은 정확한 제조 공정이 주어지고, 동일한 공정에서 제조되더라도, 상기 개개의 PUF들이 제공하는 디지털 값은 다르다.Physically Unclonable Functions (PUFs) can provide unpredictable digital values. Individual PUFs are given the correct manufacturing process, and even if manufactured in the same process, the digital values provided by the individual PUFs are different.

따라서, PUF는 복제가 불가능한 POWF(Physical One-Way Function practically impossible to be duplicated)로 지칭될 수도 있고, 또한 PRF(Physical Random Function)으로 지칭될 수도 있다.Accordingly, the PUF may be referred to as Physical One-Way Function practically impossible to be duplicated (POWF), and may also be referred to as a Physical Random Function (PRF).

이러한 PUF는 보안 및/또는 인증을 위한 암호 키의 생성에 이용될 수 있다. 이를테면, 디바이스를 다른 디바이스와 구별하기 위한 유니크 키(Unique key to distinguish devices from one another)를 제공하기 위해 PUF가 이용될 수 있다.Such a PUF may be used to generate cryptographic keys for security and / or authentication. For example, PUF may be used to provide a unique key to distinguish devices from one another.

종래에는 이러한 PUF를 구현하기 위해 IC의 최 상위 레이어(top layer)에 랜덤하게 도핑(doping)된 입자를 이용하여 코팅(Coating) PUF를 구현하기도 하였고, 래치(latch)와 같은 하드웨어 칩에 일반적으로 쓰이는 CMOS 소자 내부의 공정 변이를 이용하여 FPGA에서도 구현 가능한 최근의 버터플라이(butterfly) PUF 등이 구현되기도 하였다.Conventionally, in order to implement such a PUF, coating PUFs have been implemented using particles doped randomly on the top layer of the IC, and generally used in hardware chips such as latches. Process variation in the CMOS devices used has led to the recent implementation of butterfly PUFs that can be implemented in FPGAs.

그런데, PUF를 PIN 생성에 활용하는 응용이 상용화될 수 있도록 신뢰 가능하려면 PUF 회로 자체의 물리적 복제 불가능성, 생성된 PIN 값의 랜덤성 및 한 번 생성된 PIN의 값이 시간의 흐름에 따라 변화하지 않는 시불변성이 모두 보장되어야 한다.However, in order to be reliable so that applications utilizing PUF for PIN generation can be commercialized, the physical non-replicability of the PUF circuit itself, the randomness of generated PIN values, and the value of a generated PIN do not change over time. All time invariances shall be guaranteed.

그러나 종래의 대부분의 PUF 회로들은 PUF 또는 PRF로서 충족시켜야 하는 랜덤성과 값의 시불변성 중 적어도 하나를 높은 수준으로 보장하지 못했기 때문에 상용화에 어려움이 있었다.However, most conventional PUF circuits have difficulty in commercialization because at least one of randomness and time invariant of values to be satisfied as PUF or PRF has not been guaranteed.

실시예들에서 사용되는 PUF는 이러한 종래의 문제점을 해결하여 시불변성과 랜덤성을 굉장히 신뢰할 수 있는 수준으로 보장하면서도 반도체 제작 과정에서 매우 낮은 단가로 생성 가능하다.PUF used in the embodiments can solve this conventional problem and ensure time invariability and randomness at a very reliable level, but can be generated at a very low cost in the semiconductor manufacturing process.

일실시예에 따르면, PUF가 생성한 PIN의 랜덤성과 시불변성을 동시에 만족하기 위해 반도체 공정에서 존재하는 노드들 사이의 단락 여부 등에 의한 무작위성을 이용하여 랜덤값을 만들어 낸다.According to one embodiment, in order to satisfy the randomness and time-invariance of the PIN generated by the PUF at the same time, a random value is generated using randomness based on whether there is a short circuit between nodes existing in the semiconductor process.

일실시예에 따른 PUF는 반도체 칩 내의 전도성 레이어(metal) 사이를 전기적으로 연결하기 위해 사용되는 콘택(contact) 또는 비아(via)의 크기를 공정에서 연결 여부가 확실한 크기, 즉 디자인 룰보다 작은 형태로 구현하여, 그 단락 여부가 랜덤하게 결정되게 한다. 즉, 의도적으로 디자인 룰을 위반하여 랜덤한 PIN 값을 생성하는 것이다.According to an embodiment, a PUF has a size that is less than a design rule that is sure whether a contact or via is used in the process to electrically connect between conductive layers in a semiconductor chip. To be randomly determined. In other words, it intentionally violates the design rule to generate a random PIN value.

이러한 새로운 PUF 회로는 매우 간단한 단락 회로로 구성되기 때문에 별도의 추가적인 회로나 공정 중의 과정이 없고, 특별한 측정 장치도 필요 없기 때문에, 쉽게 구현이 가능하다. 그리고 공정의 특성을 이용하기 때문에 값의 랜덤성을 유지하면서 안정성을 충족시킬 수 있다.Since the new PUF circuit is composed of a very simple short circuit, no additional circuitry or in-process process is required, and a special measuring device is not necessary, so it can be easily implemented. And because the process characteristics are used, the stability can be satisfied while maintaining the randomness of the values.

실시예에 따른 PUF 생성을 도 16을 참고해 구체적으로 설명한다.PUF generation according to an embodiment will be described in detail with reference to FIG. 16.

반도체 제조 공정에서 메탈 1 레이어(302)와 메탈 2 레이어(301) 사이에 비아들이 형성된 모습의 도시되었다.In the semiconductor manufacturing process, vias are formed between the metal 1 layer 302 and the metal 2 layer 301.

비아 사이즈를 디자인 룰에 따라 충분히 크게 한 그룹(310)에서는 모든 비아가 메탈 1 레이어(302)와 메탈 2 레이어(301)을 단락시키고 있으며, 단락 여부를 디지털 값으로 표현하면 모두 0이 된다.In the group 310 in which the via size is sufficiently large according to the design rule, all vias are shorting the metal 1 layer 302 and the metal 2 layer 301, and all of the vias are zero when expressed as digital values.

한편, 비아 사이즈를 너무 작게 한 그룹(330)에서는 모든 비아가 메탈 1 레이어(302)와 메탈 2 레이어(301)을 단락시키지 못하고 있다. 따라서 단락 여부를 디지털 값으로 표현하면 모두 1이 된다.On the other hand, in the group 330 in which the via size is too small, all the vias do not short the metal 1 layer 302 and the metal 2 layer 301. Therefore, if digital value is expressed as short circuit, it is all 1.

그리고, 비아 사이즈를 그룹(310)과 그룹(330) 사이로 한 그룹(320)에서는, 일부의 비아는 메탈 1 레이어(302)와 메탈 2 레이어(301)을 단락시키고, 다른 일부의 비아는 메탈 1 레이어(302)와 메탈 2 레이어(301)을 단락시키지 못하고 있다.And, in group 320 with via sizes between group 310 and 330, some vias short the metal 1 layer 302 and metal 2 layer 301, and some of the vias are metal 1. The layer 302 and the metal 2 layer 301 are not shorted.

일실시예에 따른 식별키 생성부는, 그룹(320)와 같이, 일부의 비아는 메탈 1 레이어(302)와 메탈 2 레이어(301)을 단락시키고, 다른 일부의 비아는 메탈 1 레이어(302)와 메탈 2 레이어(301)을 단락시키지 못하도록 비아 사이즈를 설정하여 구성된다.According to an embodiment, the identification key generation unit, as in the group 320, some of the vias short the metal 1 layer 302 and the metal 2 layer 301, and some of the vias are connected to the metal 1 layer 302. The via size is set so that the metal 2 layer 301 is not shorted.

비아 사이즈에 대한 디자인 룰은 반도체 제조 공정에 따라 상이한데, 이를테면 0.18 미크론(um)의 CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor) 공정에서 비아의 디자인 룰이 0.25 미크론으로 설정된다고 하면, 상기 일실시예에 따른 식별키 생성부에서 비아 사이즈를 0.19 미크론으로 설정하여, 메탈 레이어들 사이의 단락 여부가 확률적으로 분포하도록 한다.The design rule for the via size is different depending on the semiconductor manufacturing process. For example, the design rule of the via is set to 0.25 micron in a Complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) process of 0.18 micron (um). In the identification key generation unit, the via size is set to 0.19 micron so that the presence or absence of a short circuit between the metal layers is probabilistic.

이러한 단락 여부의 확률 분포는 50%의 단락 확률을 갖도록 하는 것이 이상적이며, 일실시예에 따른 비밀키 모듈과 개인키 모듈은 상기 확률 분포가 최대한 50%에 가깝게 비아 사이즈를 설정하여 구성된다. 이러한 비아 사이즈 설정은, 구체적인 특정 반도체 공정에 따라 실험에 의하여 이루어질 수 있다.Ideally, the probability distribution of such a short circuit should have a short probability of 50%, and the secret key module and the private key module according to an embodiment are configured by setting the via size so that the probability distribution is as close to 50% as possible. Such via size setting may be performed by experiment according to a specific specific semiconductor process.

이러한 실시예에 의해 PUF가 비밀키 또는 개인키를 랜덤성과 시불변성이 보장되게 제공함으로써 물리적 공격에 대응하기 위한 탬퍼 저항(tamper-resistance)는 필요로 하지 않는다.This embodiment eliminates the need for tamper-resistance to counteract physical attacks by providing the PUF with private or private keys to ensure randomness and invariability.

디패키징, 레이아웃 분석, 메모리 공격 등의 물리적 공격에 대응하기 위해 암호화 모듈에 주로 사용되는 tamper-resistance는 장치에 대한 해제 시도 시 기억 장치의 내용 소거 등을 통해 장치의 기능을 정상적으로 동작할 수 없도록 하여 내부의 내용을 보호한다.Tamper-resistance, which is mainly used in cryptographic modules to deal with physical attacks such as depackaging, layout analysis, and memory attacks, prevents the device from functioning normally by erasing the contents of the storage device. Protect the contents of the inside.

또한, 실시예에 의한 PUF는 내부의 각 셀을 분리하여 관찰하기가 매우 어렵기 때문에 수 만개 내지 수십 만개 게이트의 칩 내부에서 PUF 셀을 골라 그 값을 관찰한다는 것은 거의 불가능에 가깝다.In addition, since the PUF according to the embodiment is very difficult to separate and observe each cell therein, it is almost impossible to select the PUF cell and observe the value within the chip of tens of thousands to hundreds of thousands of gates.

또한, 일부 PUF는 전원이 들어온 상태에서 동작할 때에만 값이 정해지기 때문에 물리적 공격을 위한 디패키징 등의 과정에서 칩의 일부가 손상될 경우 평소의 값과 다른 값을 갖게 되어 본래 값을 추측하기가 매우 어렵다.In addition, since some PUFs are determined only when they are operated in a power-on state, if some of the chips are damaged during the depacking process, such as physical attack, the values will be different from the usual values. Is very difficult.

따라서, 본 발명이 PUF를 사용하면 탬퍼 저항과 같은 추가 비용도 요구되지 않으면서, 물리적 공격에 강인한 구성을 가지면서 랜덤성과 시불변성이 유지되는 비밀키와 개인키를 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide a private key and a private key that maintains randomness and time immutability while maintaining a robust configuration against physical attack without requiring additional costs such as tamper resistance.

본 발명은 보안 인증을 위한 인증 키로 사용될 수 있는 PIN을 생성하고, 이 PIN은 한 번 생성된 이후 그 값이 주변 환경에 따라 변경되지 않는 시불변(Time-invariant)의 디지털 값으로 이러한 PIN은 외부로 노출되지 않으므로, 장치(단말기)의 인증 체계에 대한 보안 위협에 대한 방지가 가능한, PUF를 기반으로 하는 보안에 양자보안 기술을 적용하여보다 안전한 로그(Log) 보안인증 및 3채널 양자보안 인증 기술을 적용한 차별성을 갖는다.The present invention generates a PIN that can be used as an authentication key for security authentication, and this PIN is a time-invariant digital value whose value does not change according to the surrounding environment after being generated once. As it is not exposed as a security protocol, quantum security technology is applied to security based on PUF, which can prevent security threats to the authentication scheme of devices (terminals). Have differentiation.

일 예로,For example,

도 17과 같이 PUF PIN 데이터 생성기(1)와 양자난수생성기(2)는 USB 형태의 상호 결합식으로 제작이 가능하다.As illustrated in FIG. 17, the PUF PIN data generator 1 and the quantum random number generator 2 may be manufactured in a USB type.

일 예로,For example,

Sensor는 오차보정 검지부를 추가로 구성 및 도 13 블럭도와 같이 상기 Sensor의 Ag 층에 접속된 드레인 리드선(Drain lead wire) 및 AgI 층에 접속된 그라운드 리드선(Ground lead wire) 및 AgCl 층에 접속된 콜렉터 리드선(Collector lead wire)으로 구성된다.The sensor further comprises an error correction detector and a drain lead wire connected to the Ag layer of the sensor and a ground lead wire connected to the AgI layer and a collector connected to the AgCl layer as shown in FIG. It consists of a lead wire.

콜렉터 리드선(Collector lead wire)과 드레인 리드선(Drain lead wire)에 인가된 전압은 반응 가스에 따른 가스 검지막 저항의 변화로부터 발생되는 전압·전류 변화량 데이터를 오차보정 검지부로 전송한다.The voltage applied to the collector lead wire and the drain lead wire transmits voltage and current variation data generated from the change of the gas detector film resistance according to the reactant gas to the error correction detector.

그라운드 리드선(Ground lead wire)은 오차보정 검지부를 거쳐 접지단자에 접속된다.The ground lead wire is connected to the ground terminal via an error correction detector.

오차보정 검지부는 콜렉터 리드선(Collector lead wire)과 드레인 리드선(Drain lead wire)의 전압차를 측정하여 배전반 저압반 내부의 제어부로 전송한다.The error correction detector measures the voltage difference between the collector lead wire and the drain lead wire, and transmits the measured voltage difference to a control unit inside the switchboard low voltage plate.

오차보정 검지부는 그라운드 리드선(Ground lead wire)에 전류가 통전되지 않는 평상시의 정상작동 상태인 정상 이벤트 또는 전류가 통전되는 전류량을 측정한 오차보정 데이터 이벤트 중 어느 하나를 발생한다.The error correction detector generates either a normal event in which a normal current is not energized to the ground lead wire, or an error correction data event in which the current is energized.

특히, 그라운드 리드선(Ground lead wire)에 통전 전류량을 측정하여 배전반 저압반 내부의 제어부로 전송한다.In particular, the amount of conduction current is measured on the ground lead wire and transmitted to the control unit inside the switchboard low voltage plate.

평상시 HCl 가스에 의해 저항 변화만 발생하는 경우 그라운드 리드선(Ground lead wire)에 전류가 통전되지 않지만 온·습도 변화, 가스검지막 산화, 전도성 박막패턴의 산화에 따라 발생하는 그라운드 리드선(Ground lead wire) 전류변화량을 검지하여 이벤트 데이터를 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 직접변환법을 이용한 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 조기화재 검지센서이다.If only resistance change is caused by HCl gas, ground lead wire is not energized but ground lead wire is generated by change of temperature and humidity, oxidation of gas detection film, and oxidation of conductive thin film pattern. It is a nano-porous structure line type conductive thin film early fire detection sensor using a direct conversion method characterized by detecting the current change amount and transmitting the event data to the control unit.

이하 일 실시 예를 통해 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail through an embodiment.

Sensor는 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층 및 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층을 포함하여 구성되어 전기화재 발생 전 전도체 절연물질의 열화에 따라 발생하는 HCl 가스를 검지하여 조기화재 경보하는 Sensor이다.The sensor is configured to include an AgI layer formed on an Ag substrate and an AgCl layer formed on the AgI layer. The sensor detects an HCl gas generated by deterioration of a conductor insulating material before an electric fire is generated.

저속단말 난수생성기는 저속단말 난수소스발생기, PUF Chip을 포함하여 구성되어, 저속단말 난수소스발생기를 통해 단말대칭암호키를 생성하고, PUF Chip의 PIN 데이터를 통해 상기 단말대칭암호키에서 단말비대칭암호키를 암호화 생성하며, 상기 PIN 데이터는 네트워크망에 연결된 보안플랫폼 내부 고속난수생성기의 플랫폼 메모리에 저장된다.The low speed random number generator includes a low speed random number source generator and a PUF chip, generates a terminal symmetric encryption key through the low speed random number source generator, and uses a terminal asymmetric encryption key in the terminal symmetric encryption key through the PIN data of the PUF chip. The key is encrypted and generated, and the PIN data is stored in the platform memory of the high-speed random number generator in the secure platform connected to the network.

단말기는 Modem Chip, MCU, Power Amp, Sensor, 상기 저속단말 난수생성기로 구성되고, 상기 Sensor는 HCl 가스를 검지하여 조기화재 경보하는 Sensor로, HCl 가스 검지 데이터를 MCU로 전송한다.The terminal is composed of a Modem Chip, MCU, Power Amp, Sensor, the low-speed terminal random number generator, the Sensor detects the HCl gas and early fire alarm, and transmits the HCl gas detection data to the MCU.

상기 MCU는 저속단말 난수생성기를 통해 생성된 단말비대칭암호키, MAC Address 데이터 및 상기 HCl 가스 검지 데이터를 Power Amp에서 증폭하여 Modem Chip을 통해 통합제어서버로 전송하고, 상기 통합제어서버는 상기 단말비대칭암호키 및 MAC Address 데이터를 클라우드서버로 전송하고, 보안플랫폼 내부의 고속난수생성기는 고속난수소스발생기, 플랫폼 메모리를 포함하여 구성되어, 고속난수소스발생기를 통해 고속대칭암호키를 생성하고, 플랫폼 메모리에 저장된 PIN 데이터를 통해 상기 고속대칭암호키에서 고속비대칭암호키를 암호화 생성하여, 고속대칭암호키 및 고속비대칭암호키를 클라우드서버로 전송하고, 클라우드서버는 단말기 MAC Address의 Modem Chip으로 단말비대칭암호키로 고속비대칭암호키를 암호화하여 전송하고, 단말기는 단말대칭암호키를 통해 상기 단말비대칭암호키로 암호화한 고속비대칭암호키를 복호화한다.The MCU amplifies the terminal asymmetric encryption key, MAC Address data and the HCl gas detection data generated by the low-speed terminal random number generator in the power amplifier and transmits to the integrated control server through a modem chip, the integrated control server is the terminal asymmetry It transmits encryption key and MAC Address data to cloud server, and the high speed random number generator in the security platform is composed of high speed random number source generator and platform memory, and generates high speed symmetric encryption key through high speed random number source generator and platform memory. The high-speed asymmetric encryption key is encrypted and generated from the high-speed symmetric encryption key through the PIN data stored in the cloud data, and the high-speed symmetric encryption key and the high-speed asymmetric encryption key are transmitted to the cloud server. The high-speed asymmetric encryption key is transmitted with the key, and the terminal uses a terminal symmetric encryption key. And it decodes the high speed asymmetric cryptographic key encrypting the terminal asymmetric cryptographic key.

단말기는 고속비대칭암호키로 암호화한 단말대칭암호키를 클라우드서버로 전송하면, 클라우드서버는 고속대칭암호키로 단말대칭암호키를 복호화하고, 클라우드서버는 단말비대칭암호키로 암호화한 고속대칭암호키를 단말기로 전송하면, 단말기는 단말대칭암호키로 고속대칭암호키를 복호화하고, 단말기에서 클라우드서버 단방향으로 HCl 가스 검지 데이터를 전송할 경우 고속대칭암호키로 암호화하여 전송하고, 클라우드서버에서 단말기 단방향으로 데이터를 전송할 경우 단말대칭암호키로 암호화하여 전송하는 고속 터널링 데이터통신을 하고, 상기 고속 터널링 데이터통신이 끊기면 난수발생기에 의해 생성된 단말대칭암호키와 고속대칭암호키는 소멸되나, 상기 고속 터널링 데이터통신이 끊겨 난수발생기에 의해 생성된 단말대칭암호키와 고속대칭암호키가 소멸되기 전에 고속 터널링 데이터통신에서는 클라우드 로컬서버 내부의 저속로컬 난수생성기는 저속로컬 난수소스발생기, 저속로컬 의사난수생성기를 포함하여 구성되어, 저속로컬 난수소스발생기를 통해 로컬대칭암호키를 생성하고, 저속로컬 의사난수생성기를 통해 상기 로컬대칭암호키에서 로컬비대칭암호키를 생성하고, 클라우드 로컬서버는 로컬비대칭암호키를 클라우드서버로 전송 및 클라우드서버는 로컬비대칭암호키로 암호화한 고속비대칭암호키를 클라우드 로컬서버로 전송하고, 클라우드 로컬서버는 로컬비대칭암호키로 암호화한 고속비대칭암호키를 로컬대칭암호키로 고속비대칭암호키를 복호화하고, 클라우드 로컬서버는 고속비대칭암호키로 암호화한 로컬대칭암호키를 클라우드서버로 전송하며, 클라우드서버는 로컬비대칭암호키로 암호화한 고속대칭암호키 및 단말대칭암호키를 클라우드 로컬서버로 전송하고, 클라우드 로컬서버는 로컬대칭암호키로 고속대칭암호키 및 단말대칭암호키 를 복호화하고, 클라우드서버는 단말비대칭암호키로 암호화한 로컬대칭암호키를 단말기로 전송하면, 단말기는 단말대칭암호키를 통해 단말비대칭암호키로 암호화한 로컬대칭암호키를 복호한다. When the terminal transmits the terminal symmetric encryption key encrypted with the fast asymmetric encryption key to the cloud server, the cloud server decrypts the terminal symmetric encryption key with the fast symmetric encryption key, and the cloud server uses the fast symmetric encryption key encrypted with the terminal asymmetric encryption key as the terminal. When transmitting, the terminal decrypts the fast symmetric encryption key with the terminal symmetric encryption key, and if the terminal transmits the HCl gas detection data to the cloud server unidirectionally, the terminal encrypts and transmits the fast symmetric encryption key, and when the data is transmitted unidirectionally from the cloud server, When the fast tunneling data communication is terminated, the terminal symmetric encryption key and the fast symmetric encryption key that are generated by the random number generator are destroyed, but the fast tunneling data communication is terminated. Terminal-symmetric encryption keys generated by In high-speed tunneling data communication, before the symmetric encryption key is destroyed, the low speed local random number generator inside the cloud local server is configured to include the low speed local random number source generator and the low speed local pseudo random number generator. And generate a local asymmetric encryption key from the local symmetric encryption key through a low speed local pseudorandom number generator, the cloud local server sends the local asymmetric encryption key to the cloud server, and the cloud server encrypts it with a local asymmetric encryption key. The encryption key is sent to the cloud local server, the cloud local server decrypts the fast asymmetric encryption key encrypted with the local asymmetric encryption key, and the local asymmetric encryption encrypted with the fast asymmetric encryption key. Send key to cloud server, cloud server The fast symmetric encryption key and the terminal symmetric encryption key encrypted with the local asymmetric encryption key are transmitted to the cloud local server, and the cloud local server decrypts the fast symmetric encryption key and the terminal symmetric encryption key with the local symmetric encryption key, When the local symmetric encryption key encrypted with the key is transmitted to the terminal, the terminal decrypts the local symmetric encryption key encrypted with the terminal asymmetric encryption key through the terminal symmetric encryption key.

클라우드서버, 클라우드 로컬서버 및 단말기는 고속대칭암호키, 로컬대칭암호키 및 단말대칭암호키를 서로 상호 공유하여 3채널 고속 터널링 데이터통신을 하고, 상기 3채널 고속 터널링 데이터통신 종료시 고속대칭암호키, 로컬대칭암호키, 단말대칭암호키, 고속비대칭암호키, 로컬비대칭암호키, 단말비대칭암호키가 모두 소멸되는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지 단말기이다.The cloud server, the cloud local server, and the terminal share the fast symmetric encryption key, the local symmetric encryption key, and the terminal symmetric encryption key with each other to perform 3 channel high speed tunneling data communication, and when the 3 channel high speed tunneling data communication ends, a high speed symmetric encryption key, Local symmetric encryption key, terminal symmetric encryption key, fast asymmetric encryption key, local asymmetric encryption key, terminal asymmetric encryption key are all early fire detection terminal, characterized in that extinction.

일 실시 예로,In one embodiment,

한 쌍의 VPN를 통한 종래의 보안대책에 비해 복제 불가능한 물리적 PUF Chip의 단일 PIN 데이터와 양자난수생성기의 무작위 자연난수를 이용한 1회용 OTP 양자암호키를 통하여 단방향으로만 HCl 가스 검지 데이터를 전송하는 단방향 암호키 적용을 통해 보안대책을 강화하여 양자단말기와 통합제어서버 사이에만 양방향 터널링 데이터통신을 개통하는 것을 특징으로 한다.One-way transmission of HCl gas detection data in only one direction through single PIN data of non-replicated physical PUF Chip and one-time OTP quantum encryption key using random natural random number of quantum random number generator, compared to conventional security measures through a pair of VPNs The security measures are strengthened through the application of cryptographic keys, which enables bidirectional tunneling data communication only between the quantum terminal and the integrated control server.

Sensor는 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층 및 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층을 포함하여 구성되어 전기화재 발생 전 전도체 절연물질의 열화에 따라 발생하는 HCl 가스를 검지하여 조기화재 경보하는 Sensor이다.The sensor is configured to include an AgI layer formed on an Ag substrate and an AgCl layer formed on the AgI layer. The sensor detects an HCl gas generated by deterioration of a conductor insulating material before an electric fire is generated.

PUF Chip은 양자단말기에 장착되는 것으로, 양자단말기 내부의 MCU는 제조공정 중 발생하는 물리적 공정편차를 이용해 고유의 PIN 데이터를 생성하고, 상기 PIN 데이터는 통합제어서버 내부 플랫폼 메모리에 저장된다.The PUF chip is mounted on a quantum terminal, and the MCU inside the quantum terminal generates unique PIN data using physical process deviations generated during the manufacturing process, and the PIN data is stored in the integrated control server internal platform memory.

통합제어서버는 양자난수생성기, 플랫폼 메모리를 포함하여 구성된다.The integrated control server includes a quantum random number generator and a platform memory.

양자난수생성기는 난수소스 발생기, 양자검출 다이오드, 양자랜덤펄스 생성기, 양자난수 제어부로 구성된다. The quantum random number generator consists of a random number source generator, a quantum detection diode, a quantum random pulse generator, and a quantum random number controller.

난수소스 발생기는 양자입자를 방출하고, 양자검출 다이오드는 상기 난수소스 발생기로부터 발생하는 양자입자를 검출하고, 양자랜덤펄스 생성기는 상기 양자검출 다이오드로부터 양자입자 이벤트를 검출하여 양자입자의 검출에 상응하는 랜덤펄스를 발생하고, 양자난수 제어부는 마이크로프로세서로 구성되어, 상기 양자랜덤펄스 생성기를 통해 발생하는 랜덤펄스 난수소스로 양자난수를 생성하여 대칭암호키를 생성하고, 플랫폼 메모리에 저장된 PIN 데이터로 상기 대칭암호키를 암호화하여 비대칭암호키를 생성한다.The random number source emits quantum particles, the quantum detection diode detects quantum particles generated from the random number source generator, and the quantum random pulse generator detects quantum particle events from the quantum detection diode and corresponds to detection of quantum particles. Generate a random pulse, the quantum random number controller is composed of a microprocessor, generates a quantum random number with a random pulse random number source generated through the quantum random pulse generator to generate a symmetric encryption key, the PIN data stored in the platform memory Asymmetric encryption key is generated by encrypting symmetric encryption key.

통합제어서버는 양자단말기 Modem Chip의 MAC Address로 비대칭암호키를 전송한다.The integrated control server sends an asymmetric encryption key to the MAC address of the quantum terminal modem chip.

양자단말기는 Modem Chip, MCU, Power Amp, PUF Chip, Sensor를 포함하여 구성되고, MCU는 Modem Chip를 통해 비대칭암호키를 수신하여 Modem Chip의 MAC Address 및 PUF Chip의 PIN 데이터 및 상기 Sensor로부터 측정되는 HCl 가스 검지 데이터를 비대칭암호키로 암호화한 데이터를 Power Amp에서 증폭하여 Modem Chip을 통해 통합제어서버로 전송한다. The quantum terminal includes a modem chip, an MCU, a power amp, a PUF chip, and a sensor, and the MCU receives an asymmetric encryption key through the modem chip to measure the MAC address of the modem chip, the PIN data of the PUF chip, and the sensor. The HCl gas detection data is amplified by the asymmetric encryption key in the power amp and transmitted to the integrated control server through the modem chip.

통합제어서버는 비대칭암호키로 암호화한 Modem Chip의 MAC Address 및 PUF Chip의 PIN 데이터 및 상기 Sensor로부터 측정되는 HCl 가스 검지 데이터를 대칭암호키로 복호화하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지 단말기이다.The integrated control server is an early fire detection terminal characterized by decoding the MAC address of the Modem Chip encrypted with the asymmetric encryption key, the PIN data of the PUF Chip, and the HCl gas detection data measured by the sensor with the symmetric encryption key.

일 실시 예로,In one embodiment,

Sensor는 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층 및 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층을 포함하여 구성되어 전기화재 발생 전 전도체 절연물질의 열화에 따라 발생하는 HCl 가스를 검지하여 조기화재 경보하는 Sensor이다.The sensor is configured to include an AgI layer formed on an Ag substrate and an AgCl layer formed on the AgI layer. The sensor detects an HCl gas generated by deterioration of a conductor insulating material before an electric fire is generated.

PUF Chip은 단말기에 장착되는 것으로, 단말기 내부의 MCU는 고유의 PIN 데이터를 생성하고, 상기 PIN 데이터는 제어서버 내부의 플랫폼 메모리에 저장된다.The PUF chip is mounted on the terminal, and the MCU inside the terminal generates unique PIN data, and the PIN data is stored in the platform memory inside the control server.

제어서버는 난수생성기, 플랫폼 메모리를 포함하여 구성되어, 제어서버는 난수생성기를 통해 무작위 난수를 생성하고, 제어서버는 플랫폼 메모리에 저장된 PIN 데이터로 대칭암호키를 생성하고, 상기 무작위 난수로 상기 대칭암호키를 암호화하여 비대칭암호키를 생성한다.The control server comprises a random number generator and a platform memory, the control server generates a random random number through the random number generator, the control server generates a symmetric encryption key with the PIN data stored in the platform memory, the symmetric with the random random number Generate an asymmetric encryption key by encrypting the encryption key.

제어서버는 단말기로 상기 비대칭암호키를 전송하고, 단말기는 MCU, PUF Chip, Sensor를 포함하여 구성되어, MCU는 상기 비대칭암호키를 수신하여 PUF Chip의 PIN 데이터를 비대칭암호키로 암호화한 데이터를 제어서버로 전송한다.The control server transmits the asymmetric encryption key to the terminal, and the terminal is configured to include the MCU, PUF Chip, Sensor, the MCU receives the asymmetric encryption key to control the data encrypted with the asymmetric encryption key PIN data of the PUF Chip Send to server.

제어서버는 비대칭암호키로 암호화한 데이터를 대칭암호키로 복호화한 PUF Chip의 PIN 데이터와 플랫폼 메모리에 저장된 PIN 데이터가 일치할 경우, 제어서버와 양자단말기 사이에 사용자 로그인(Log-in) 데이터통신을 개통하여, 단말기는 상기 Sensor로부터 측정되는 HCl 가스 검지 데이터를 제어서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지 단말기이다.If the PIN data of the PUF Chip, which decrypts the data encrypted with the asymmetric encryption key and the PIN data stored in the platform memory, coincides with the user log-in data communication between the control server and the quantum terminal. The terminal is an early fire detection terminal, characterized in that for transmitting the HCl gas detection data measured from the Sensor to the control server.

일 실시 예로,In one embodiment,

리모트서버는 리모트 PUF Chip, Sensor, 리모트난수생성기, 리모트메모리, 리모트제어부를 포함하여 구성된다.The remote server includes a remote PUF chip, a sensor, a remote random number generator, a remote memory, and a remote controller.

Sensor는 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층 및 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층을 포함하여 구성되어 전기화재 발생 전 전도체 절연물질의 열화에 따라 발생하는 HCl 가스를 검지하여 조기화재 경보하는 Sensor이다.The sensor is configured to include an AgI layer formed on an Ag substrate and an AgCl layer formed on the AgI layer. The sensor detects an HCl gas generated by deterioration of a conductor insulating material before an electric fire is generated.

상기 리모트제어부는 리모트 PUF Chip의 제조공정 중 발생하는 물리적 공정편차를 이용해 고유의 리모트 PIN 데이터를 생성하여 리모트대칭암호키를 생성한다.The remote controller generates a remote symmetric encryption key by generating unique remote PIN data using physical process deviations generated during the manufacturing process of the remote PUF chip.

상기 리모트제어부는 상기 리모트난수생성기를 통해 무작위 난수를 발생하여, 상기 리모트대칭암호키를 암호화하여 리모트비대칭암호키를 생성한다.The remote controller generates a random random number through the remote random number generator to generate a remote asymmetric encryption key by encrypting the remote symmetric encryption key.

상기 리모트대칭암호키는 로컬서버 내부 로컬메모리에 저장된다.The remote symmetric encryption key is stored in the local memory inside the local server.

로컬서버는 로컬 PUF Chip, 로컬양자난수생성기, 로컬메모리, 로컬제어부를 포함하여 구성된다.The local server includes a local PUF chip, a local quantum random number generator, a local memory, and a local controller.

상기 로컬양자난수생성기는 로컬대칭암호키를 생성한다.The local quantum random number generator generates a local symmetric encryption key.

상기 로컬제어부는 로컬 PUF Chip의 제조공정 중 발생하는 물리적 공정편차를 이용해 고유의 로컬 PIN 데이터를 생성하여 로컬대칭암호키를 생성한다.The local controller generates a local symmetric encryption key by generating unique local PIN data using physical process deviations generated during the manufacturing process of the local PUF chip.

상기 로컬제어부는 상기 로컬난수생성기를 통해 무작위 난수를 발생하여, 상기 로컬대칭암호키를 암호화하여 로컬비대칭암호키를 생성한다.The local controller generates a random random number through the local random number generator to generate a local asymmetric encryption key by encrypting the local symmetric encryption key.

상기 로컬대칭암호키는 리모트서버 내부 리모트메모리에 저장된다.The local symmetric encryption key is stored in a remote memory inside the remote server.

리모트서버가 로컬서버로 양방향 터널링 데이터통신 요청 로그인(Log-in)하면, 로컬서버는 리모트서버 IP Address로 로컬비대칭암호키를 전송한다.When the remote server logs in to the bidirectional tunneling data communication request to the local server, the local server sends a local asymmetric encryption key to the remote server IP address.

리모트서버는 로컬비대칭암호키를 수신하여 로컬서버 IP Address로 리모트 대칭암호키를 로컬비대칭암호키로 암호화한 리모트암호키를 로컬서버로 전송한다.The remote server receives the local asymmetric encryption key and transmits the remote encryption key encrypted with the local symmetric encryption key to the local server IP address to the local server.

로컬서버는 상기 리모트암호키를 로컬대칭암호키로 복호화한 리모트대칭암호키와 로컬메모리에 저장된 리모트대칭암호키가 일치할 경우, 로컬서버와 리모트서버 사이에 로그인(Log-in) 양방향 터널링 데이터통신을 개통한다.The local server performs log-in bidirectional tunneling data communication between the local server and the remote server when the remote symmetric encryption key decrypted with the local symmetric encryption key matches the remote symmetric encryption key stored in the local memory. Open.

리모트서버는 Sensor로부터 측정되는 HCl 가스 검지 데이터를 로컬서버로 전송한다.The remote server transmits the HCl gas detection data measured from the sensor to the local server.

로그아웃(Log-in)시 로컬비대칭암호키, 리모트암호키가 삭제된다.When logging out, local asymmetric encryption key and remote encryption key are deleted.

로컬서버가 리모트서버로 양방향 터널링 데이터통신 요청 로그인(Log-in)할 경우, 리모트서버는 로컬서버 IP Address로 리모트비대칭암호키를 전송한다.When the local server logs in to the bidirectional tunneling data communication request to the remote server, the remote server sends the remote asymmetric encryption key to the local server IP address.

로컬서버는 리모트비대칭암호키를 수신하여 리모트서버 IP Address로 로컬 대칭암호키를 리모트비대칭암호키로 암호화한 로컬암호키를 리모트서버로 전송한다.The local server receives the remote asymmetric encryption key and sends the local encryption key encrypted with the remote symmetric encryption key to the remote server using the remote server IP address.

리모트서버는 상기 로컬암호키를 리모트대칭암호키로 복호화한 로컬대칭암호키와 리모트메모리에 저장된 로컬대칭암호키가 일치할 경우, 리모트서버와 로컬서버 사이에 로그인(Log-in) 양방향 터널링 데이터통신을 개통한다.If the local symmetric encryption key decrypted from the local encryption key with the remote symmetric encryption key matches the local symmetric encryption key stored in the remote memory, the remote server performs log-in bidirectional tunneling data communication between the remote server and the local server. Open.

로그아웃(Log-in)시 리모트비대칭암호키, 로컬암호키가 삭제되는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지 단말기이다.Early log detection terminal characterized in that the remote asymmetric encryption key, the local encryption key is deleted at the time of log-in.

일 실시 예로,In one embodiment,

리모트서버는 리모트 PUF Chip, Sensor, 리모트난수생성기, 리모트메모리, 리모트제어부를 포함하여 구성된다.The remote server includes a remote PUF chip, a sensor, a remote random number generator, a remote memory, and a remote controller.

Sensor는 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층 및 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층을 포함하여 구성되어 전기화재 발생 전 전도체 절연물질의 열화에 따라 발생하는 HCl 가스를 검지하여 조기화재 경보하는 Sensor이다.The sensor is configured to include an AgI layer formed on an Ag substrate and an AgCl layer formed on the AgI layer. The sensor detects an HCl gas generated by deterioration of a conductor insulating material before an electric fire is generated.

상기 리모트난수생성기는 리모트대칭암호키를 생성한다.The remote random number generator generates a remote symmetric encryption key.

상기 리모트제어부는 리모트 PUF Chip의 제조공정 중 발생하는 물리적 공정편차를 이용해 고유의 리모트 PIN 데이터를 생성하여 상기 리모트대칭암호키를 암호화하여 리모트비대칭암호키를 생성한다.The remote control unit generates unique remote PIN data using physical process deviations generated during the manufacturing process of the remote PUF chip to encrypt the remote symmetric encryption key to generate a remote asymmetric encryption key.

상기 리모트대칭암호키는 로컬서버 내부 로컬메모리에 저장된다.The remote symmetric encryption key is stored in the local memory inside the local server.

로컬서버는 로컬 PUF Chip, 로컬양자난수생성기, 로컬메모리, 로컬제어부를 포함하여 구성된다.The local server includes a local PUF chip, a local quantum random number generator, a local memory, and a local controller.

상기 로컬양자난수생성기는 로컬대칭암호키를 생성한다.The local quantum random number generator generates a local symmetric encryption key.

상기 로컬제어부는 로컬 PUF Chip의 제조공정 중 발생하는 물리적 공정편차를 이용해 고유의 로컬 PIN 데이터를 생성하여 상기 로컬대칭암호키를 암호화하여 로컬비대칭암호키를 생성한다.The local controller generates a local asymmetric encryption key by encrypting the local symmetric encryption key by generating unique local PIN data using physical process deviations generated during the manufacturing process of the local PUF chip.

상기 로컬대칭암호키는 리모트서버 내부 리모트메모리에 저장된다.The local symmetric encryption key is stored in a remote memory inside the remote server.

리모트서버가 로컬서버로 양방향 터널링 데이터통신 요청 로그인(Log-in)하면, 로컬서버는 리모트서버 IP Address로 로컬비대칭암호키를 전송한다.When the remote server logs in to the bidirectional tunneling data communication request to the local server, the local server sends a local asymmetric encryption key to the remote server IP address.

리모트서버는 로컬비대칭암호키를 수신하여 로컬서버 IP Address로 리모트대칭암호키를 로컬비대칭암호키로 암호화한 리모트암호키를 로컬서버로 전송한다.The remote server receives the local asymmetric encryption key and sends the remote encryption key encrypted with the local asymmetric encryption key to the local server using the local server IP address.

로컬서버는 상기 리모트암호키를 로컬대칭암호키로 복호화한 리모트대칭암호키와 로컬메모리에 저장된 리모트대칭암호키가 일치할 경우, 로컬서버와 리모트서버 사이에 로그인(Log-in) 양방향 터널링 데이터통신을 개통하고, 리모트서버는 Sensor로부터 측정되는 HCl 가스 검지 데이터를 로컬서버로 전송한다.The local server performs log-in bidirectional tunneling data communication between the local server and the remote server when the remote symmetric encryption key decrypted with the local symmetric encryption key matches the remote symmetric encryption key stored in the local memory. The remote server transmits the HCl gas detection data measured from the sensor to the local server.

로그아웃(Log-in)시 로컬비대칭암호키, 리모트암호키가 삭제된다.When logging out, local asymmetric encryption key and remote encryption key are deleted.

로컬서버가 리모트서버로 양방향 터널링 데이터통신 요청 로그인(Log-in)할 경우, 리모트서버는 로컬서버 IP Address로 리모트비대칭암호키를 전송한다.When the local server logs in to the bidirectional tunneling data communication request to the remote server, the remote server sends the remote asymmetric encryption key to the local server IP address.

로컬서버는 리모트비대칭암호키를 수신하여 리모트서버 IP Address로 로컬 대칭암호키를 리모트비대칭암호키로 암호화한 로컬암호키를 리모트서버로 전송한다.The local server receives the remote asymmetric encryption key and sends the local encryption key encrypted with the remote symmetric encryption key to the remote server using the remote server IP address.

리모트서버는 상기 로컬암호키를 리모트대칭암호키로 복호화한 로컬대칭암호키와 리모트메모리에 저장된 로컬대칭암호가 일치할 경우, 리모트서버와 로컬서버 사이에 로그인(Log-in) 양방향 터널링 데이터통신을 개통한다.The remote server opens a log-in bidirectional tunneling data communication between the remote server and the local server when the local symmetric encryption key decrypted with the remote symmetric encryption key and the local symmetric password stored in the remote memory match. do.

로그아웃(Log-in)시 리모트비대칭암호키, 로컬암호키가 삭제되는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지 단말기이다.Early log detection terminal characterized in that the remote asymmetric encryption key, the local encryption key is deleted at the time of log-in.

일 실시 예로,In one embodiment,

리모트서버는 리모트 PUF Chip, Sensor, 리모트난수생성기, 리모트메모리, 리모트제어부를 포함하여 구성된다.The remote server includes a remote PUF chip, a sensor, a remote random number generator, a remote memory, and a remote controller.

상기 리모트제어부는 리모트 PUF Chip의 제조공정 중 발생하는 물리적 공정편차를 이용해 고유의 리모트 PIN 데이터를 생성하여 리모트대칭암호키를 생성한다.The remote controller generates a remote symmetric encryption key by generating unique remote PIN data using physical process deviations generated during the manufacturing process of the remote PUF chip.

상기 리모트제어부는 상기 리모트난수생성기를 통해 무작위 난수를 발생하여, 상기 리모트대칭암호키를 암호화하여 리모트비대칭암호키를 생성한다.The remote controller generates a random random number through the remote random number generator to generate a remote asymmetric encryption key by encrypting the remote symmetric encryption key.

상기 리모트대칭암호키는 로컬서버 내부 로컬메모리에 저장된다.The remote symmetric encryption key is stored in the local memory inside the local server.

로컬서버는 로컬 PUF Chip, 로컬양자난수생성기, 로컬메모리, 로컬제어부를 포함하여 구성된다.The local server includes a local PUF chip, a local quantum random number generator, a local memory, and a local controller.

상기 로컬양자난수생성기는 로컬대칭암호키를 생성한다.The local quantum random number generator generates a local symmetric encryption key.

상기 로컬제어부는 로컬 PUF Chip의 제조공정 중 발생하는 물리적 공정편차를 이용해 고유의 로컬 PIN 데이터를 생성하여 로컬대칭암호키를 생성한다.The local controller generates a local symmetric encryption key by generating unique local PIN data using physical process deviations generated during the manufacturing process of the local PUF chip.

상기 로컬제어부는 상기 로컬난수생성기를 통해 무작위 난수를 발생하여, 상기 로컬대칭암호키를 암호화하여 로컬비대칭암호키를 생성한다.The local controller generates a random random number through the local random number generator to generate a local asymmetric encryption key by encrypting the local symmetric encryption key.

상기 로컬대칭암호키는 리모트서버 내부 리모트메모리에 저장된다.The local symmetric encryption key is stored in a remote memory inside the remote server.

리모트서버가 로컬서버로 양방향 터널링 데이터통신 요청 로그인(Log-in)하면, 컬서버는 리모트서버 IP Address로 로컬비대칭암호키를 전송한다.When the remote server logs in to the bidirectional tunneling data communication request to the local server, Curl server sends the local asymmetric encryption key to the remote server IP address.

리모트서버는 로컬비대칭암호키를 수신하여 로컬서버 IP Address로 리모트 대칭암호키를 로컬비대칭암호키로 암호화한 리모트암호키를 로컬서버로 전송한다.The remote server receives the local asymmetric encryption key and transmits the remote encryption key encrypted with the local symmetric encryption key to the local server IP address to the local server.

로컬서버는 상기 리모트암호키를 로컬대칭암호키로 복호화한 리모트대칭암호키와 로컬메모리에 저장된 리모트대칭암호키가 일치할 경우, 로컬서버와 리모트서버 사이에 로그인(Log-in) 양방향 터널링 데이터통신을 개통한다.The local server performs log-in bidirectional tunneling data communication between the local server and the remote server when the remote symmetric encryption key decrypted with the local symmetric encryption key matches the remote symmetric encryption key stored in the local memory. Open.

리모트서버는 Sensor로부터 측정되는 HCl 가스 검지 데이터를 로컬서버로 전송한다.The remote server transmits the HCl gas detection data measured from the sensor to the local server.

로그아웃(Log-in)시 로컬비대칭암호키, 리모트암호키가 삭제된다.When logging out, local asymmetric encryption key and remote encryption key are deleted.

로컬서버가 리모트서버로 양방향 터널링 데이터통신 요청 로그인(Log-in)할 경우, 모트서버는 로컬서버 IP Address로 리모트비대칭암호키를 전송한다.When the local server logs in to the bidirectional tunneling data communication request to the remote server, the remote server sends the remote asymmetric encryption key to the local server IP address.

로컬서버는 리모트비대칭암호키를 수신하여 리모트서버 IP Address로 로컬 대칭암호키를 리모트비대칭암호키로 암호화한 로컬암호키를 리모트서버로 전송한다.The local server receives the remote asymmetric encryption key and sends the local encryption key encrypted with the remote symmetric encryption key to the remote server using the remote server IP address.

리모트서버는 상기 로컬암호키를 리모트대칭암호키로 복호화한 로컬대칭암호키와 리모트메모리에 저장된 로컬대칭암호키가 일치할 경우, 리모트서버와 로컬서버 사이에 로그인(Log-in) 양방향 터널링 데이터통신을 개통한다.If the local symmetric encryption key decrypted from the local encryption key with the remote symmetric encryption key matches the local symmetric encryption key stored in the remote memory, the remote server performs log-in bidirectional tunneling data communication between the remote server and the local server. Open.

로그아웃(Log-in)시 리모트비대칭암호키, 로컬암호키가 삭제되는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지 단말기이다Early fire detection terminal, characterized in that the remote asymmetric encryption key, local encryption key is deleted at the time of log-in (Log-in)

일 실시 예로,In one embodiment,

금속함 내부에 배치되어 발열에 의해 발생하는 미세먼지를 단위시간으로 감지하고, 상기 미세먼지의 크기, 개수 및 농도 중 적어도 하나를 포함한 미세먼지 지표값을 산출하며, 베타선 흡수 방식 또는 정전용량 방식으로 미세먼지를 감지하는 미세먼지 센서부이다It is disposed inside the metal box to detect the fine dust generated by the heat generation in unit time, calculate the fine dust indicator value including at least one of the size, number and concentration of the fine dust, beta-ray absorption method or capacitive method Fine dust sensor to detect fine dust

상기 금속함 내부의 가스를 감지하고, 가스의 농도에 따른 가스농도 지표값을 산출하는 가스 센서부 및 기 단위시간으로 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하는 제어부를 포함한다.Detects the signs of the electric fire by detecting the gas inside the metal box, analyzing the change amount of the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value by the gas sensor unit and the unit time to calculate the gas concentration indicator value according to the concentration of the gas It includes a control unit.

상기 미세먼지 센서부는 피복 전선, 튜브, 단자대 및 도체 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 유기물의 발열에 의해 발생하는 미세먼지를 감지하고, 가스 센서부는 유기물의 발열에 의해 발생하는 가스를 감지한다.The fine dust sensor unit detects fine dust generated by heat generation of an organic material including at least one of a covering wire, a tube, a terminal block, and a conductor support, and the gas sensor unit detects a gas generated by heat generation of the organic material.

상기 미세먼지 센서부는 메탄, 알코올, 벤젠 및 페놀 중 적어도 하나의 미세먼지를 감지하고, 가스 센서부는 일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소, 염소 및 에틸렌 중 적어도 하나의 가스를 감지한다.The fine dust sensor unit detects at least one fine dust of methane, alcohol, benzene, and phenol, and the gas sensor unit detects at least one gas of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, chlorine, and ethylene.

상기 제어부는 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하고, 가스 센서부는 전기화재 징후로 판별되면 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지한다.The control unit analyzes the change amount of the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value to determine the electric fire signs, and if the gas sensor unit is determined as the electric fire signs detects the hydrogen chloride to determine the occurrence of the electric fire target.

상기 제어부는 미세먼지와 가스에 대한 전기화재 징후를 서로 비교하여 센서부의 오동작을 방지한다.The controller prevents malfunction of the sensor unit by comparing the electric fire signs for the fine dust and the gas to each other.

상기 유기물의 발열에 의해 발생하는 미세먼지와 가스를 감지하여 전기화재 유무를 판별하고, 센서부의 오동작을 방지하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지센서 단말기이다.Early fire detection sensor terminal characterized in that by detecting the fine dust and gas generated by the heat generation of the organic material to determine the presence of an electrical fire, and to prevent the malfunction of the sensor unit.

일 실시 예로,In one embodiment,

폐쇄형 배전반 내부 흡기구에 설치되는 제 1 조기화재 검지부 및 배기구에 설치되는 제 2 조기화재 검지부로 구성된다.It consists of a 1st early fire detection part provided in the inlet_port | entrance inside a closed switchboard, and the 2nd early fire detection part provided in an exhaust port.

흡기구에 설치되는 제 1 조기화재 검지부는 제 1 조기화재 검지센서, 흡입팬으로 구성된다.The first early fire detection unit provided in the inlet is composed of a first early fire detection sensor and a suction fan.

배기구에 설치되는 제 2 조기화재 검지부는 제 2 조기화재 검지센서, 배기팬으로 구성된다.The 2nd early fire detection part provided in an exhaust port is comprised by the 2nd early fire detection sensor and an exhaust fan.

흡입팬은 폐쇄형 배전반 외부의 공기를 흡입하여 제 1 조기화재 검지센서를 거쳐 냉각 공기를 금속 밀폐함 내부로 공급한다.The suction fan sucks air outside the closed switchboard and supplies cooling air into the metal enclosure through the first early fire detection sensor.

배기팬은 폐쇄형 배전반 내부의 공기를 흡입하여 제 2 조기화재 검지센서를 거쳐 냉각 공기를 금속 밀폐함 외부로 배출한다.The exhaust fan sucks air in the closed switchboard and discharges the cooling air to the outside of the metal enclosure through the second early fire detection sensor.

제 1 조기화재 검지센서를 통해 측정되는 제 1 측정값, 제 2 조기화재 검지센서를 통해 측정되는 제 2 측정값을 제어부로 전송한다.The first measurement value measured by the first early fire detection sensor and the second measurement value measured by the second early fire detection sensor are transmitted to the controller.

상기 제어부는 배전반 내부 저압반에 설치되어 설치되어, 제 1 측정값과 제 2 측정값의 차이값이 관리자 입력값 이상일 경우 경고 이벤트를 발생하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지센서 단말기이다The control unit is an early fire detection sensor terminal is installed in the low pressure panel inside the switchboard, and generates a warning event when the difference between the first measured value and the second measured value is greater than the administrator input value.

일 실시 예로,In one embodiment,

Sensor는 Ag 기판 상에 형성되는 AgI 층; 상기 AgI 층 상에 형성되는 AgCl 층; AgCl 층에 형성된 전도성 박막 패턴; 상기 전도성 박막 패턴을 둘러싸는 가스 감지막; 상기 가스 감지막에 전원을 인가하는 전극 쌍을 포함된다.The Sensor comprises an AgI layer formed on an Ag substrate; An AgCl layer formed on the AgI layer; A conductive thin film pattern formed on the AgCl layer; A gas sensing layer surrounding the conductive thin film pattern; It includes an electrode pair for applying power to the gas detection film.

상기 전도성 박막 패턴은 감지 대상 가스에 대한 상기 가스 감지막의 감지 반응을 촉진하는 촉매 작용을 하는 것을 특징으로 하는 직접변환법을 이용한 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 조기화재 검지센서이다.The conductive thin film pattern is a nano-porous structure line type conductive thin film early fire detection sensor using a direct conversion method characterized in that it serves to catalyze the detection reaction of the gas detection film to the gas to be detected.

일 실시 예로,In one embodiment,

흡기구와 배기구를 제외한 금속 밀폐함 구조 내부에 설치되는 제 1 조기화재 검지부, 제 2 조기화재 검지부, 제어부로 구성된다.And a first early fire detector, a second early fire detector, and a control unit provided inside the metal enclosure structure excluding the inlet and exhaust ports.

흡기구에 설치되는 제 1 조기화재 검지부는 제 1 HCl Sensor, 제 1 HCl 가스필터, 제 1 BHT Sensor, 제 1 BHT 필터, 흡입팬으로 구성된다.The first early fire detection unit installed in the inlet is composed of a first HCl sensor, a first HCl gas filter, a first BHT sensor, a first BHT filter, and a suction fan.

배기구에 설치되는 제 2 조기화재 검지부는 제 2 HCl Sensor, 제 2 HCl 가스필터, 제 2 BHT Sensor, 제 2 BHT 필터, 배기팬으로 구성된다.The second early fire detection unit provided at the exhaust port is composed of a second HCl sensor, a second HCl gas filter, a second BHT sensor, a second BHT filter, and an exhaust fan.

흡입팬은 금속 밀폐함 외부의 공기를 흡입하여 제 1 HCl 가스필터, 제 1 BHT 필터를 통해 HCl 가스 및 BHT 가스를 제거한 공기를 제 1 HCl Sensor, 제 1 BHT Sensor를 거쳐 금속 밀폐함 내부에 공급한다.The suction fan sucks air outside the metal enclosure and supplies HCl gas and BHT gas from the first HCl gas filter and the first BHT filter to the inside of the metal enclosure via the first HCl sensor and the first BHT sensor. do.

배기팬은 금속 밀폐함 내부의 공기를 흡입하여 제 2 HCl Sensor, 제 2 BHT Sensor를 거쳐 제 2 HCl 가스필터, 제 2 BHT 필터를 통해 HCl 가스 및 BHT 가스를 제거한 공기를 금속 밀폐함 외부로 배출한다.The exhaust fan sucks the air inside the metal enclosure and discharges the air from which the HCl gas and the BHT gas are removed through the second HCl sensor, the second BHT sensor, and the second BHT filter to the outside of the metal enclosure. do.

제 1 HCl Sensor를 통해 측정되는 제 1 HCl 측정값, 제 1 BHT Sensor를 통해 측정되는 제 1 BHT 측정값, 제 2 HCl Sensor를 통해 측정되는 제 2 HCl 측정값, 제 2 BHT Sensor를 통해 측정되는 제 2 BHL 측정값을 제어부로 전송한다.The first HCl measurement value measured by the first HCl Sensor, the first BHT measurement value measured by the first BHT Sensor, the second HCl measurement value measured by the second HCl Sensor, measured by the second BHT Sensor The second BHL measurement value is transmitted to the controller.

제어부는 제 2 BHL 측정값과 제 1 BHL 측정값의 차이값이 관리자 입력값 이상일 경우 주의 이벤트를 발생한다.The controller generates a caution event when the difference between the second BHL measurement value and the first BHL measurement value is greater than or equal to the manager input value.

제어부는 제 2 BHL 측정값에서 제 1 BHL 측정값의 차이값이 관리자 입력값 이상일 경우 주의 이벤트를 발생한다.The controller generates a caution event when the difference between the first BHL measurement value and the second BHL measurement value is greater than or equal to the manager input value.

제어부는 제 2 HCl 측정값에서 제 1 HCl 측정값의 차이값이 관리자 입력값 이상일 경우 경고 이벤트를 발생하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지센서 단말기이다.The controller is an early fire detection sensor terminal, characterized in that to generate a warning event when the difference between the first HCl measurement value and the second HCl measurement value is greater than the administrator input value.

일 실시 예로,In one embodiment,

금속 밀폐함 내부 흡기구에 설치되는 제 1 조기화재 검지부 및 배기구에 설치되는 제 2 조기화재 검지부로 구성된다.It consists of a 1st early fire detection part provided in an inlet vent inside a metal enclosure, and a 2nd early fire detection part installed in an exhaust port.

흡기구에 설치되는 제 1 조기화재 검지부는 제 1 조기화재 검지센서, 제 1 가스필터, 흡입팬으로 구성된다.The first early fire detection unit provided in the inlet is composed of a first early fire detection sensor, a first gas filter, and a suction fan.

배기구에 설치되는 제 2 조기화재 검지부는 제 2 조기화재 검지센서, 제 2 가스필터, 배기팬으로 구성된다.The second early fire detection unit provided in the exhaust port is composed of a second early fire detection sensor, a second gas filter, and an exhaust fan.

흡입팬은 금속 밀폐함 외부의 공기를 흡입하여 제 1 가스필터를 통해 가스를 제거한 공기를 제 1 조기화재 검지센서를 거쳐 금속 밀폐함 내부로 공급한다.The suction fan sucks air from the outside of the metal enclosure and supplies air degassed through the first gas filter to the inside of the metal enclosure via the first early fire detection sensor.

배기팬은 금속 밀폐함 내부의 공기를 흡입하여 제 2 조기화재 검지센서를 거쳐 제 2 가스필터를 통해 가스를 제거한 공기를 금속 밀폐함 외부로 배출한다.The exhaust fan sucks air in the metal enclosure and discharges the air removed from the metal enclosure through the second gas filter through the second early fire detection sensor.

제 1 조기화재 검지센서를 통해 측정되는 제 1 측정값, 제 2 조기화재 검지센서를 통해 측정되는 제 2 측정값을 제어부로 전송한다.The first measurement value measured by the first early fire detection sensor and the second measurement value measured by the second early fire detection sensor are transmitted to the controller.

상기 제어부는 마이크로프로세서로 구성되어 금속 밀폐함 내부에 설치되어, 제 1 측정값과 제 2 측정값의 차이값이 관리자 입력값 이상일 경우 경고 이벤트를 발생하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지센서 단말기이다.The control unit is a premature fire detection sensor terminal, characterized in that the microprocessor is installed inside the metal enclosure, and generates a warning event when the difference between the first measured value and the second measured value is more than the administrator input value.

일 실시 예로,In one embodiment,

Sensor는 HCl 가스검지 Sensor 또는 BHT 가스검지 Sensor 또는 미세먼지검지 Sensor 또는 유기화합물 가스검지 Sensor, Benzyl Alcohol 가스검지 Sensor, 일산화탄소 가스검지 Sensor, 이산화탄소 가스검지 Sensor, 메탄 가스검지 Sensor, 알코올 가스검지 Sensor, 벤젠 가스검지 Sensor, 페놀 가스검지 Sensor, 이산화탄소 가스검지 Sensor, 염소 가스검지 Sensor, 에틸렌 가스검지 Sensor 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.Sensor is HCl gas detection sensor or BHT gas detection sensor or fine dust detection sensor or organic compound gas detection sensor, Benzyl Alcohol gas detection sensor, carbon monoxide gas detection sensor, carbon dioxide gas detection sensor, methane gas detection sensor, alcohol gas detection sensor, benzene At least one of a gas detection sensor, a phenol gas detection sensor, a carbon dioxide gas detection sensor, a chlorine gas detection sensor, and an ethylene gas detection sensor.

일 실시 예로,In one embodiment,

Sensor는 금속함 내부에 배치되어 발열에 의해 발생하는 미세먼지를 단위시간으로 감지하고, 상기 미세먼지의 크기, 개수 및 농도 중 적어도 하나를 포함한 미세먼지 지표값을 산출하며, 베타선 흡수 방식 또는 정전용량 방식으로 미세먼지를 감지하는 미세먼지 센서로 가스 센서부, 미세먼지 센서부, 제어부로 구성된다.The sensor is disposed inside the metal box to detect fine dust generated by heat generation in unit time, calculate the fine dust index value including at least one of the size, number and concentration of the fine dust, beta ray absorption method or capacitance The fine dust sensor for detecting the fine dust in a manner comprises a gas sensor unit, fine dust sensor unit, the control unit.

가스 센서부는 상기 금속함 내부의 가스를 감지하고, 가스의 농도에 따른 가스농도 지표값을 산출하는 가스 센서부이다.The gas sensor unit is a gas sensor unit that detects a gas inside the metal box and calculates a gas concentration index value according to the concentration of the gas.

제어부는 상기 단위시간으로 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하는 제어부이다.The control unit is a control unit for determining the electric fire signs by analyzing the amount of change of the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value in the unit time.

상기 미세먼지 센서부는 피복 전선, 튜브, 단자대 및 도체 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 유기물의 발열에 의해 발생하는 미세먼지를 감지하고, 가스 센서부는 유기물의 발열에 의해 발생하는 가스를 감지한다.The fine dust sensor unit detects fine dust generated by heat generation of an organic material including at least one of a covering wire, a tube, a terminal block, and a conductor support, and the gas sensor unit detects a gas generated by heat generation of the organic material.

상기 미세먼지 센서부는 메탄, 알코올, 벤젠 및 페놀 중 적어도 하나의 미세먼지를 감지하고, 가스 센서부는 일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소, 염소 및 에틸렌 중 적어도 하나의 가스를 감지한다.The fine dust sensor unit detects at least one fine dust of methane, alcohol, benzene, and phenol, and the gas sensor unit detects at least one gas of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, chlorine, and ethylene.

상기 제어부는 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하고, 가스 센서부는 전기화재 징후로 판별되면 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지한다.The control unit analyzes the change amount of the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value to determine the electric fire signs, and if the gas sensor unit is determined as the electric fire signs detects the hydrogen chloride to determine the occurrence of the electric fire target.

상기 제어부는 미세먼지와 가스에 대한 전기화재 징후를 서로 비교하여 센서부의 오동작을 방지한다.The controller prevents malfunction of the sensor unit by comparing the electric fire signs for the fine dust and the gas to each other.

상기 유기물의 발열에 의해 발생하는 미세먼지와 가스를 감지하여 전기화재 유무를 판별하고, 센서부의 오동작을 방지하는 것을 특징으로 한다.By detecting the fine dust and gas generated by the heat of the organic material to determine the presence of an electrical fire, it is characterized in that to prevent the malfunction of the sensor unit.

일 실시 예로,In one embodiment,

데이터 통신은 LoRA, NB-IoT, Bluetooth, Sigfox, Wi-Fi, LTE-M, LPWAN 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식을 이용해 데이터 통신하는 것을 특징으로 한다.Data communication is characterized in that data communication using any one of LoRA, NB-IoT, Bluetooth, Sigfox, Wi-Fi, LTE-M, LPWAN communication method.

일 실시 예로,In one embodiment,

단말기는 금속 밀폐함, 배전반, 분전반, 주상변압기, 지상변압기, CCTV, 방송장치, 자동제어반, 제어서버 중 어느 하나에 설치되는 것을 특징으로 한다.The terminal is characterized in that it is installed in any one of the metal enclosure, switchboard, distribution panel, column transformer, ground transformer, CCTV, broadcasting device, automatic control panel, control server.

Sensor는 오차보정 검지부를 추가로 구성 및 상기 Sensor의 Ag 층에 접속된 드레인 리드선(Drain lead wire) 및 AgI 층에 접속된 그라운드 리드선(Ground lead wire) 및 AgCl 층에 접속된 콜렉터 리드선(Collector lead wire)으로 구성된다.The sensor further comprises an error correction detector, a drain lead wire connected to the Ag layer of the Sensor, a ground lead wire connected to the AgI layer, and a collector lead wire connected to the AgCl layer. It is composed of

콜렉터 리드선(Collector lead wire)과 드레인 리드선(Drain lead wire)에 인가된 전압은 반응 가스에 따른 가스 검지막 저항의 변화로부터 발생되는 전압·전류 변화량 데이터를 오차보정 검지부로 전송한다.The voltage applied to the collector lead wire and the drain lead wire transmits voltage and current variation data generated from the change of the gas detector film resistance according to the reactant gas to the error correction detector.

그라운드 리드선(Ground lead wire)은 오차보정 검지부를 거쳐 접지단자에 접속된다.The ground lead wire is connected to the ground terminal via an error correction detector.

오차보정 검지부는 콜렉터 리드선(Collector lead wire)과 드레인 리드선(Drain lead wire)의 전압차를 측정한다.The error correction detector measures the voltage difference between the collector lead wire and the drain lead wire.

오차보정 검지부는 그라운드 리드선(Ground lead wire)에 전류가 통전되지 않는 정상 이벤트 또는 전류가 통전되는 전류량을 측정한 오차보정 데이터 이벤트 중 어느 하나를 발생하는 것을 특징으로 하는 직접변환법을 이용한 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 조기화재 검지센서이다.The error correction detection unit is a nanoporous structure line using a direct conversion method, which generates either a normal event in which no current is applied to the ground lead wire or an error correction data event in which the current is supplied. Type conductive thin film early fire detection sensor.

일 실시 예로,In one embodiment,

PUF-QRNG 시스템 온 보안 칩 탑재 영상감시장치는 Modem Chip, Mainboard MCU, Power Amp, 감시카메라, 양자난수생성기로 구성된다.The PUF-QRNG System-on-Security chip monitoring system consists of Modem Chip, Mainboard MCU, Power Amp, Surveillance Camera and Quantum Random Number Generator.

PUF Chip은 시스템 온 칩(SoC; System On Chip)으로 부트 ROM(Boot Read Only Memory), 메인 CPU(Central Processing Unit), 입출력 포트(I/O Port), 보안 MCU(Machine Control Unit), SoC 메모리, PUF 하드웨어 핀(H/W PIN), SPI(Serial Peripheral Interface) 컨트롤러로 구성된다.The PUF Chip is a System On Chip (SoC), which is a boot read only memory (ROM), a main central processing unit (CPU), an input / output port (I / O port), a secure machine control unit (MCU), and a SoC memory. It consists of a PUF hardware pin (H / W PIN) and a Serial Peripheral Interface (SPI) controller.

메인 CPU는 보안 MCU, SoC 메모리, 입출력 포트, PUF 하드웨어 핀, SPI 컨트롤러를 제어한다.The main CPU controls the secure MCU, SoC memory, I / O ports, PUF hardware pins, and SPI controller.

상기 메인 CPU는 SPI 컨트롤러를 제어하여 양자난수생성기(QRNG)를 통해 발생하는 양자난수를 통해 생성한 대칭암호키를 수신하여 보안 MCU로 전송한다.The main CPU controls the SPI controller to receive the symmetric encryption key generated through the quantum random number generated through the quantum random number generator (QRNG) and transmits the symmetric encryption key to the secure MCU.

상기 메인 CPU는 보안 MCU를 제어하여 상기 대칭암호키를 PUF 하드웨어 핀에서 추출한 PIN(Personal Identification Number) 데이터로 암호화한 비대칭암호키를 SoC 메모리에 저장하한다.The main CPU controls the security MCU to store the asymmetric encryption key encrypted in the PIN (Personal Identification Number) data extracted from the PUF hardware pin in the SoC memory.

상기 메인 CPU는 입출력 포트를 통해 수신하는 비대칭암호키로 암호화된 PIN 데이터를 대칭암호키로 복호화하여 SoC 메모리에 저장된 PIN 데이터가 일치할 경우 입출력포트를 통해 디버거 인터페이스를 연결 및 네트워크망 스위치를 로그인(Log-in) 연결하는 것을 특징으로 하는 직접변환법을 이용한 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 조기화재 검지센서이다.The main CPU decrypts the PIN data encrypted with the asymmetric encryption key received through the input / output port to the symmetric encryption key and connects the debugger interface through the input / output port and logs in the network switch when the PIN data stored in the SoC memory match. in) Nanoporous structure line type conductive thin film early fire detection sensor using direct conversion method characterized in that the connection.

일 실시 예로,In one embodiment,

PUF PIN 데이터 생성기는 PUF Chip 및 주제어부로 구성되어, 상기 주제어부는 PUF Chip의 PIN 데이터로 대칭암호키를 생성하고, 양자난수생성기는 난수소스발생기, 양자검출 다이오드, 양자랜덤펄스 생성기, 양자난수 제어부로 구성되고, 상기 양자검출 다이오드는 양자입자를 방출하는 난수소스발생기로 부터 발생하는 양자입자를 검출하고, 상기 양자랜덤펄스 생성기는 상기 양자검출 다이오드로부터 양자입자 이벤트를 검출하여 양자입자의 검출에 상응하는 랜덤펄스를 발생하고, 상기 양자난수 제어부는 상기 양자랜덤펄스 생성기를 통해 발생하는 무작위 난수소스로 양자난수를 생성한 후 양자난수 제어부는 상기 양자난수로 상기 대칭암호키를 암호화하여 비대칭암호키를 암호화 생성하는 것을 특징으로 하는 직접변환법을 이용한 나노 다공성 구조 라인타입 전도성 박막 조기화재 검지센서이다.The PUF PIN data generator is composed of a PUF chip and a main controller, and the main controller generates a symmetric encryption key using the PIN data of the PUF chip, and the quantum random number generator is a random number source generator, a quantum detection diode, a quantum random pulse generator, and a quantum random controller. And the quantum detection diode detects a quantum particle generated from a random number source generator emitting a quantum particle, and the quantum random pulse generator detects a quantum particle event from the quantum detection diode and corresponds to the detection of the quantum particle. A random pulse is generated, and the quantum random number controller generates a quantum random number using a random random source generated through the quantum random pulse generator, and the quantum random number controller encrypts the symmetric encryption key with the quantum random number to encrypt an asymmetric encryption key. Nanoporous structure using direct conversion method In-type conductive thin film early fire detection sensor.

1 : PUF PIN 데이터 생성기
2 : 양자난수생성기
1: PUF PIN Data Generator
2: quantum random number generator

Claims (2)

폐쇄형 배전반 내부 흡기구에 설치되는 제 1 조기화재 검지부 및 배기구에 설치되는 제 2 조기화재 검지부로 구성되어,
흡기구에 설치되는 제 1 조기화재 검지부는 제 1 조기화재 검지센서, 흡입팬으로 구성되며;
배기구에 설치되는 제 2 조기화재 검지부는 제 2 조기화재 검지센서, 배기팬으로 구성되며;
흡입팬은 폐쇄형 배전반 외부의 공기를 흡입하여 제 1 조기화재 검지센서를 거쳐 냉각 공기를 금속 밀폐함 내부로 공급하며;
배기팬은 폐쇄형 배전반 내부의 공기를 흡입하여 제 2 조기화재 검지센서를 거쳐 냉각 공기를 금속 밀폐함 외부로 배출하며;
제 1 조기화재 검지센서를 통해 측정되는 제 1 측정값, 제 2 조기화재 검지센서를 통해 측정되는 제 2 측정값을 제어부로 전송하며;
상기 제어부는 배전반 내부 저압반에 설치되어 설치되어, 제 1 측정값과 제 2 측정값의 차이값이 관리자 입력값 이상일 경우 경고 이벤트를 발생하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지센서 단말기.
It is composed of a first early fire detection unit installed in the intake port inside the closed switchboard and a second early fire detection unit installed in the exhaust port,
A first early fire detection unit installed in the inlet is composed of a first early fire detection sensor and a suction fan;
The second early fire detection unit provided in the exhaust port is composed of a second early fire detection sensor and an exhaust fan;
The suction fan sucks air outside the closed switchboard and supplies cooling air into the metal enclosure through the first early fire detection sensor;
The exhaust fan sucks air in the closed switchgear and discharges cooling air to the outside of the metal enclosure through the second early fire detection sensor;
Transmitting a first measurement value measured through the first early fire detection sensor and a second measurement value measured through the second early fire detection sensor to the controller;
The control unit is installed in the low voltage plate inside the switchboard, the early fire detection sensor terminal, characterized in that for generating a warning event when the difference between the first measured value and the second measured value is greater than the administrator input value.
제 1 항에 있어서,
Sensor는 금속함 내부에 배치되어 발열에 의해 발생하는 미세먼지를 단위시간으로 감지하고, 상기 미세먼지의 크기, 개수 및 농도 중 적어도 하나를 포함한 미세먼지 지표값을 산출하며, 베타선 흡수 방식 또는 정전용량 방식으로 미세먼지를 감지하는 미세먼지 센서로 가스 센서부, 미세먼지 센서부, 제어부로 구성되어,
가스 센서부는 상기 금속함 내부의 가스를 감지하고, 가스의 농도에 따른 가스농도 지표값을 산출하는 가스 센서부이며;
제어부는 상기 단위시간으로 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하는 제어부이며;
상기 미세먼지 센서부는 피복 전선, 튜브, 단자대 및 도체 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 유기물의 발열에 의해 발생하는 미세먼지를 감지하고, 가스 센서부는 유기물의 발열에 의해 발생하는 가스를 감지하며;
상기 미세먼지 센서부는 메탄, 알코올, 벤젠 및 페놀 중 적어도 하나의 미세먼지를 감지하고, 가스 센서부는 일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소, 염소 및 에틸렌 중 적어도 하나의 가스를 감지하며;
상기 제어부는 미세먼지 지표값과 가스농도 지표값의 변화량을 분석하여 전기화재 징후를 판별하고, 가스 센서부는 전기화재 징후로 판별되면 전기화재 발생을 판별하기 위한 염화수소를 표적으로 감지하며;
상기 제어부는 미세먼지와 가스에 대한 전기화재 징후를 서로 비교하여 센서부의 오동작을 방지하며;
상기 유기물의 발열에 의해 발생하는 미세먼지와 가스를 감지하여 전기화재 유무를 판별하고, 센서부의 오동작을 방지하는 것을 특징으로 하는 조기화재 검지센서 단말기.
The method of claim 1,
The sensor is disposed inside the metal box to sense fine dust generated by heat generation in unit time, calculate the fine dust index value including at least one of the size, number and concentration of the fine dust, beta-ray absorption method or capacitance Fine dust sensor to detect the fine dust in a manner consisting of a gas sensor unit, fine dust sensor unit, the control unit,
A gas sensor unit is a gas sensor unit which senses a gas inside the metal box and calculates a gas concentration index value according to the concentration of the gas;
The control unit is a control unit for determining the electric fire signs by analyzing the amount of change of the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value in the unit time;
The fine dust sensor unit detects fine dust generated by heat generation of an organic material including at least one of a covering wire, a tube, a terminal block, and a conductor support, and the gas sensor unit detects a gas generated by heat generation of the organic material;
The fine dust sensor unit detects at least one fine dust of methane, alcohol, benzene and phenol, and the gas sensor unit detects at least one gas of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, chlorine and ethylene;
The control unit analyzes the amount of change of the fine dust indicator value and the gas concentration indicator value to determine the electric fire sign, and if it is determined as the electric fire sign, the gas sensor detects hydrogen chloride for determining the occurrence of the electric fire as a target;
The control unit compares the electric fire signs for the fine dust and gas with each other to prevent a malfunction of the sensor unit;
Early fire detection sensor terminal, characterized in that for detecting the presence of electric fire by detecting the fine dust and gas generated by the heat generation of the organic material, to prevent the malfunction of the sensor unit.
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