KR20210016919A - 가스 환경 모니터링 시스템 및 가스 환경 모니터링 방법 - Google Patents

가스 환경 모니터링 시스템 및 가스 환경 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 작업자가 위치한 환경의 가스안전 상태를 모니터링하는 가스 환경 모니터링 시스템을 제공한다. 가스 환경 모니터링 시스템은 상기 환경의 바닥의 인근에 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하여 제1 가스 센싱신호를 송신하는 제1 가스센서; 상기 제1 가스센서보다 높게 위치하도록 상기 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하여 제2 가스 센싱신호를 송신하는 제2 가스센서; 그리고 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서의 위치정보, 상기 제1 가스 센싱신호, 상기 제2 가스 센싱신호를 포함하는 가스환경 작업정보를 기초로, 작업자의 안전여부 판단을 포함한 안전작업 정보를 생성하고, 상기 안전작업 정보를 작업자에게 알려주는 관리서버;를 포함한다.

Description

가스 환경 모니터링 시스템 및 가스 환경 모니터링 방법{GAS ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM AND GAS ENVIRONMENT MONITORING METHOD}
본 발명은 가스 환경 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업장 등 가스 환경에서 높이에 따라 가스농도를 모니터링하여 안전작업 정보를 제공하는 가스 환경 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 조선, 화학, 플랜트, 건설, 자동차, 반도체 등 다양한 산업 현장에서 가스 누출로 인한 화재, 폭발, 질식, 중독 등 다양한 사고가 발생되고 있다. 따라서 이와 같이 예기치 못한 사고에 의한 인명 및 재산피해를 방지하기 위하여, 공기 중의 가스와 같은 유해물질 존재 여부 및 농도를 항시 감시하고 유해가스의 발생시 이를 신속히 센싱하여 즉시 인명을 대피시키는 조기 대응이 매우 중요하다.
특히, 플랜트 등의 작업장 내에 이산적으로 배치된 복수의 가스센서가, 작업장 내에서의 가스 누설을 발견하는 것만을 신뢰하기는 어렵다. 가령 1개의 가스센서가 감지신호를 발신했다고 해도, 참다운 누설 발견인 것인지, 모종의 노이즈에 의한 것인지 등의 판단이 어렵다. 따라서, 결국은 인간의 판단에 의지하게 되어 있는 것이 현실이다.
그러나, 특히, 작업장이 밀폐된 공간인 경우, 사고 발생 센싱이 어렵고, 사고 발생을 센싱한다 하더라도 밀폐 공간의 특성상 외부에 사고 발생을 전달하기 위해 사람이 직접 이동 해야하는 문제가 있다.
따라서, 작업장에서 가스 센싱의 신뢰성을 높이고, 가스 누출 등 비상상황이나 작업자의 상태를 즉시 알람할 수 있는 시스템이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가스 환경에서 높이에 따라 가스농도를 모니터링하여 가스 센싱의 신뢰성을 높여 안전작업 정보를 제공하는 가스 환경 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 작업자가 위치한 환경의 가스안전 상태를 모니터링하는 가스 환경 모니터링 시스템을 제공한다. 가스 환경 모니터링 시스템은 상기 환경의 바닥의 인근에 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하여 제1 가스 센싱신호를 송신하는 제1 가스센서; 상기 제1 가스센서보다 높게 위치하도록 상기 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하여 제2 가스 센싱신호를 송신하는 제2 가스센서; 그리고 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서의 위치정보, 상기 제1 가스 센싱신호, 상기 제2 가스 센싱신호를 포함하는 가스환경 작업정보를 기초로, 작업자의 안전여부 판단을 포함한 안전작업 정보를 생성하고, 상기 안전작업 정보를 작업자에게 알려주는 관리서버;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가스 환경 모니터링 시스템은 상기 작업자가 착용한 마스크에 설치되어, 가스 및 작업자의 호흡을 센싱하여, 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 포함하는 마스크 센싱신호를 송신하는 마스크 센서부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가스 환경 모니터링 시스템은 상기 작업자에 의해 휴대되어, 상기 제1 가스 센싱신호, 상기 제2 가스 센싱신호, 상기 제3 가스 센싱신호 및 상기 생체신호를 수신 및 가공하여 상기 관리서버로 전송하는 작업자 단말기;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 가스센서는 작업자가 착용한 신발에 설치되고, 상기 제2 가스센서는 상기 작업자가 착용한 헬멧(helmet)에 설치되며, 상기 관리서버는 상기 제1 가스 센싱신호 및 제2 가스 센싱신호로부터 생성된 높이에 따른 가스농도와 상기 생체신호를 사용하여 상기 안전작업 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안전작업 정보는, 상기 높이에 따른 가스농도에 따라 작업자의 작업가능 자세로서, 앉는 자세 및 서는 자세를 포함한 작업가능 자세정보; 그리고 상기 생체신호로부터 판단된 비상 상태 정보;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 관리서버는 상기 작업자 단말기를 통해 상기 안전작업 정보를 작업자에게 전송하고, 상기 작업자 단말기는 전송된 상기 안전작업 정보에 따라, 디스플레이 상에 앉는 자세, 서는 자세 또는 비상 상태 정보를 시각적 표시를 하거나, 청각적 신호를 발생할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 작업자가 위치한 환경의 가스안전 상태를 모니터링하는 가스 환경 모니터링 방법을 제공한다. 가스 환경 모니터링 방법에 있어서, 먼저, 관리서버가 상기 환경의 바닥의 인근에 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하는 제1 가스센서로부터 제1 가스 센싱신호를 획득한다. 상기 관리서버가 상기 제1 가스센서보다 높게 위치하도록 상기 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하는 제2 가스센서로부터 제2 가스 센싱신호를 획득한다. 다음으로, 상기 관리서버가 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서의 위치정보, 상기 제1 가스 센싱신호, 상기 제2 가스 센싱신호를 포함하는 가스환경 작업정보를 기초로, 작업자의 안전여부 판단을 포함한 안전작업 정보를 생성한다. 이후, 상기 관리서버가 상기 안전작업 정보를 작업자에게 알려준다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 관리서버가 상기 작업자가 착용한 마스크에 설치되어, 가스센싱 및 작업자의 호흡을 센싱하는 마스크 센서부로부터, 상기 가스환경 작업정보로서 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 획득하는 과정이 더 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 관리서버는 상기 작업자에 의해 휴대되어, 상기 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 상기 제3 가스 센싱신호 및 상기 생체신호를 수신 및 가공하는 작업자 단말기로부터 상기 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 전송 받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 가스센서는 작업자가 착용한 신발에 설치되고, 상기 제2 가스센서는 상기 작업자가 착용한 헬멧(helmet)에 설치되며, 상기 안전작업 정보를 생성하는 단계에서, 상기 관리서버는 상기 제1 가스 센싱신호 및 제2 가스 센싱신호로부터 높이에 따른 가스농도와 상기 생체신호를 를 사용하여 상기 안전작업 정보를 생성하며, 상기 안전작업 정보는 상기 높이에 따른 가스농도에 따라 작업자의 작업가능 자세로서, 앉는 자세 및 서는 자세를 포함한 작업가능 자세정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 작업자의 신체의 높이를 이용하여 공간상에서 높이에 따른 가스농도를 센싱함으로써, 가스 센싱을 더욱 확실히 모니터링하여 작업자에게 알람하는 등 신속히 대처할 수 있다.
또한, 작업자의 호흡 등 생체정보를 직접 센싱하여 비상상황에 즉각 대처할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 시스템의 가스센서의 설치방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 방독마스크에 설치된 마스크 센서부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 작업자가 앉은 자세로 작업하는 경우, 가스 환경 모니터링 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 작업자가 선 자세로 작업하는 경우, 가스 환경 모니터링 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 예시적인 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 시스템의 구성도이다.
가스 환경 모니터링 시스템은 작업자가 위치한 환경의 가스안전 상태를 모니터링하며, 이를 통해 작업자에게 안전 작업정보를 제공할 수 있다. 가스 환경 모니터링 시스템은 제1 가스센서(100), 제2 가스센서(200) 및 관리서버(700)를 포함한다.
제1 가스센서(100)는 작업자가 위치한 환경, 예를 들어, 작업장의 바닥의 인근에 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착될 수 있다. 제1 가스센서(100)는 작업장 내에 가스가 누출된 경우 가스를 센싱하여 제1 가스 센싱신호를 송신할 수 있다.
제2 가스센서(200)는 제1 가스센서(100)보다 높게 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착될 수 있다. 제2 가스센서(200)는 작업장 내에 가스가 누출된 경우 가스를 센싱하여 제2 가스 센싱신호를 송신할 수 있다.
가스센서는 기체 중에 포함된 특정의 성분가스를 검지하여 그 농도에 따라 적당한 전기신호로 변환하는 소자를 의미할 수 있다. 가스센서는 가스의 검출 방식에 따라 크게 전기화학식(Electrochemical), 접촉연소식(Catalytic), 반도체식 (Semiconductor), 광학식(Photoionization) 가스센서로 구분된다. 제1 가스센서(100) 및 제2 가스센서(200)로는 상기한 가스센서가 사용될 수 있다.
관리서버(700)는 가스환경 작업정보를 기초로 작업자의 안전여부 판단을 포함한 안전작업 정보를 생성할 수 있다. 가스환경 작업정보는 제1 가스센서(100) 및 제2 가스센서(200)의 위치정보, 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호를 포함할 수 있다.
관리서버(700)는 안전작업 정보, 예를 들어 비상상태 정보를 작업자에게 알려줄 수 있다.
물론, 제1 가스센서(100) 및 제2 가스센서(200)와 관리서버(700)가 직접 신호를 송수신할 수도 있지만, 가스 환경 모니터링 시스템은 작업자에 의해 휴대되어, 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 및 생체신호를 수신 및 가공하여 관리서버(700)로 전송하는 사용자 단말기(600)를 더 포함할 수 있다.
사용자 단말기(600)는 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 및 생체신호 등 신호를 송수신하는 단말기 통신부(630)와 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 및 생체신호를 취합 및 가공하는 프로세싱부(610)를 포함할 수 있다.
사용자 단말기(600)는 관리서버(700)와 로컬 영역 네트워크(Local Area Network: LAN), 광역 네트워크(Wide Area Network: WAN), 셀룰라 네트워크 또는 인터넷 등과 같은 네트워크를 통해 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다.
가스 환경 모니터링 시스템은 제1 가스센서(100) 및 제2 가스센서(200)와 관리서버(700) 사이의 신호의 송수신을 중계하기 위해 작업장 내에 설치되는 중계기를 포함할 수도 있다.
가스 환경 모니터링 시스템은 마스크 센서부(300)를 더 포함할 수 있다. 작업자는 마스크를 착용하고 작업할 수 있으며, 이러한 마스크에 마스크 센서부(300)가 설치될 수 있다. 마스크 센서부(300)는 가스를 센싱할 뿐만 아니라, 작업자의 호흡 등 생체신호를 센싱할 수 있다.
마스크 센서부(300)는 가스농도 확인부(310), 호흡수 확인부(330), 알람부(350) 및 마스크 통신부(370)를 포함할 수 있다. 가스농도 확인부(310)는 가스를 센싱하여 제3 가스 센싱신호를 생성하고, 호흡수 확인부(330)는 호흡을 센싱하여 생체신호를 생성할 수 있다. 마스크 통신부(370)는 제3 가스 센싱신호와 생체신호를 포함하는 마스크 센싱신호를 송신할 수 있다. 알람부(350)는 관리서버(700)로부터 사용자 단말기(600)를 통해 전송된 안전작업 정보가 비상상태 정보를 포함하는 경우, 청각적 신호나 발광신호 등으로 알람할 수 있다. 마스크 센서부(300)에 대해서는 더 후술된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 시스템은 작업자의 신체를 이용하여 높이에 따라 가스를 센서를 설치하여 하측과 상측에 누출된 가스를 모두 탐지하고 신속하게 대처할 수 있다.
관리서버(700)는 데이터 분석부(710), 서버 통신부(730), 데이터베이스부(750)를 포함할 수 있다. 서버 통신부(730)는 제1 내지 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 포함하는 가스환경 작업정보를 수신할 수 있다. 데이터 분석부(710)는 가스환경 작업정보가 포함하는 높이에 따른 가스 농도, 작업자의 호흡 등의 상태, 작업장에서 사용되는 가스의 특성 등의 정보를 바탕으로, 현재 작업장의 안전여부 판단(예를 들어, 가스농도를 산출하고, 작업자의 상태를 판단하여 이상여부를 판단하고, 알람신호를 생성하는 등)을 포함한 안전작업 정보를 생성할 수 있다. 데이터베이스부(750)는 가스환경 작업정보 중 미리 설정되거나 입력된 정보를 저장할 수 있다.
안전작업 정보는 작업자의 자세가 앉은 자세나 선 자세가 센싱된 높이에 따른 가스농도로 볼 때, 부적절한 경우 작업자세의 변경이나 제한을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 안전작업 정보는 가스농도가 미리 입력된 기준값 이상인 경우 대피나 작업중단을 지시하는 비상상태 정보를 포함할 수 있다. 작업자는 단말기의 디스플레이나 청각신호를 통해 이러한 안전작업 정보를 전달 받을 수 있고, 작업자는 이에 따라 대처할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 시스템의 가스센서의 설치방법을 설명하기 위한 도면이다.
관리서버(700)는 제1 가스 센싱신호 및 제2 가스 센싱신호로부터 생성된 높이에 따른 가스농도와 생체신호를 사용하여 안전작업 정보를 생성할 수 있다. 안전작업 정보는, 높이에 따른 가스농도에 따라 작업자의 작업가능 자세로서, 앉는 자세 및 서는 자세를 포함한 작업가능 자세정보와, 생체신호로부터 판단된 비상 상태 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 작업자가 착용하는 물건은 작업복, 신발, 헬멧 등 일 수 있다. 제1 가스센서(100)는 작업자의 신발에 설치될 수 있다. 따라서, 제1 가스센서(100)는 작업장 바닥 인근의 가스를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 제2 가스센서(200)는 작업자가 착용한 헬멧(helmet)에 설치될 수 있다.
따라서, 제1 가스센서(100)와 제2 가스센서(200)는 높이차를 가지며, 가스가 아래로부터 차오르는 경우나 위에서부터 채워지는 경우 모두를 신속하게 센싱할 수 있어서, 작업자의 안전확보에 더욱 유리하게 된다.
가스 환경 모니터링 시스템은 작업자의 허리 정도 위치에 설치되는 추가의 가스센서를 더 포함할 수도 있다. 또한, 가스 환경 모니터링 시스템은 작업자의 가슴이나 배 등의 피부에 직접 부착되는 생체신호센서를 더 포함할 수도 있다.
신발과 헬멧에 제1 가스센서(100) 및 제2 가스센서(200)가 상하의 높이차를 가지도록 구비되므로 관리서버(700)는 상하에서 가스농도를 비교할 수 있고, 하측에서 상측으로 상측에서 하측으로 가스농도 변화를 예측할 수도 있다. 또한, 작업자는 제스처를 이용하여 제1 가스센서(100) 및 제2 가스센서(200)의 위치정보의 변화(예, 높이차의 변화나 흔들기 등)을 관리서버(700)나 사용자 단말기(600)에 송신하여 작업자 스스로 비상상태 등을 외부로 알람을 할 수 있다.
도 4는 방독마스크에 설치된 마스크 센서부(300)의 일 예를 나타내는 도면이다.
전술한 바와 같이, 마스크 센서부(300)는 가스센싱 및 호흡 등을 센싱할 수 있다. 일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 방독마스크의 필터 캔에 마스크 센서부(300)가 설치될 수 있다.
예를 들어, 마스크 센서부(300)는 전술된 가스농도 확인부(310)로서 외부 센서와, 호흡수 확인부로서 내부 센서를 포함할 수 있다. 작업자의 입에 가까운 측을 내측으로 정의할 때, 외부 센서는 필터 캔의 외측면에 설치되며, 내부 센서는 필터 캔의 내측면에 설치될 수 있다.
외부 센서는 외부로부터의 가스를 센싱하거나, 미세먼지 분진을 감지하거나, 산소 농도를 감지할 수 있다
내부 센서는 내부 압력센서를 포함하여 호흡 횟수, 호흡량, 필터 오염도 등을 감지할 수 있다. 또한, 내부 센서는 들숨과 날숨 간에 농도차를 이용하여 산소와 이산화탄소의 농도를 감지할 수 있다. 또한, 내부 센서를 내부로 유입되는 가스를 감지할 수도 있다.
방독마스크에는 전술한 비상상태 정보가 수신된 경우 전술된 알람부(350)로서 발광하는 알람용 램프, 진동기, 소음발생기 등이 설치될 수 있다. 또한, 방독마스크에는 전술된 마스크 통신부(370)로서 iot 통신부가 설치될 수 있다.
또한, 방독마스크에는 관리서버(700)로부터 전송된 안전작업 정보에 포함된 작동 지시에 '따라 동작하는 송풍팬이 추가로 설치되어 작업자의 호흡을 용이하게 할 수 있다. 이러한 디바이스들에 전원을 공급하기 위해 배터리가 방독 마스크에 장착될 수 있다.
전술된 제1 및 제2 가스센서(100, 200)는 옷, 신발, 벨트, 헬멧, 피부 등에 장탈착 될 수 있으며, 마스크 센서부(300)는 방독마스크에 장탈착될 수 있다.
도 5는 작업자가 앉은 자세로 작업하는 경우, 가스 환경 모니터링 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 작업자가 선 자세로 작업하는 경우, 가스 환경 모니터링 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
서버는 사용자 단말기(600)를 통해 안전작업 정보를 작업자에게 전송하고, 사용자 단말기(600)는 전송된 안전작업 정보에 따라, 디스플레이 상에 앉는 자세, 서는 자세 또는 비상 상태 정보를 시각적 표시를 하거나, 방독마스크에 설치된 알람부(350)를 통해 청각적 신호를 발생할 수 있다.
작업자는 안전작업 정보에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 앉아서 작업하거나, 도 6에 도시된 바와 같이 서서 작업하거나, 비상상태가 알람부(350)를 통해 전달된 경우 작업장에서 대피하는 등의 대처를 할 수 있다.
예를 들어, 작업장에는 가스 누출이 없는 것이 정상이라고 할 때, 바닥에 가라 앉는 가스가 누출된 경우 제1 가스센서(100)가 감지할 수 있다. 또한, 천장으로 상승하는 가스가 누출된 경우 비교적 상측에 위치하는 제2 가스센서(200)에 의해 감지될 수 있다. 만약, 바닥으로부터 제1 가스센서(100)에 의해 가스가 감지된 경우, 서버는 작업자에게 선 자세로 움직일 것을 지시할 수 있고, 필요시 비상상태 정보를 전달하여 작업장으로부터 대피시킬 수 있다. 또한, 천장으로부터 가스가 채워져서 제2 가스센서(200)에 의해 가스가 감지된 경우, 서버는 사용자 단말기(600)를 통해 작업자에게 앉은 자세 또는 수그린 자세로 움직일 것을 지시할 수 있고, 필요시 비상상태 정보를 전달하여 작업장으로부터 대피시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 방법을 나타내는 순서도이다.
가스 환경 모니터링 방법은 작업자가 위치한 환경의 가스안전 상태를 모니터링하는 방법으로서, 도 1 내지 도 6에서 설명된 가스 환경 모니터링 시스템과 같은 시스템에 의해 구현될 수 있다.
가스 환경 모니터링 방법에서, 먼저, 관리서버(700)가 환경의 바닥의 인근에 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하는 제1 가스센서(100)로부터 제1 가스 센싱신호를 획득할 수 있다(S100).
이후, 관리서버(700)가 제1 가스센서(100)보다 높게 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하는 제2 가스센서(200)로부터 제2 가스 센싱신호를 획득할 수 있다(S200).
제1 가스 센싱신호의 획득 및 제2 가스 센싱신호의 획득은 그 순서가 뒤바뀔 수 있으며, 도 7에는 예시적인 순서가 도시되었을 뿐이다. 또한, 제1 가스 센싱신호의 획득 및 제2 가스 센싱신호의 획득은 반드시 함께 수행될 필요는 없고, 둘 중 어느 하나만 수행될 수도 있다.
다음으로, 관리서버(700)가 작업자가 착용한 마스크에 설치되어, 가스 센싱 및 작업자의 호흡을 센싱하는 마스크 센서부(300)로부터, 가스환경 작업정보로서 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 획득할 수 있다(S300).
이후, 관리서버(700)가 제1 가스센서(100) 및 제2 가스센서(200)의 위치정보, 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 포함하는 가스환경 작업정보를 기초로, 작업자의 안전여부 판단을 포함한 안전작업 정보를 생성할 수 있다(S400).
안전작업 정보의 생성을 위해, 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 모두 필수적으로 필요로 하는 것은 아니며, 높이에 따른 가스 센싱신호인 제1 가스 센싱신호 및 제2 가스 센싱신호만으로 안전작업 정보를 생성할 수도 있다.
이후, 관리서버(700)가 안전작업 정보를 작업자에게 알려줄 수 있다(S500).
안전작업 정보는 전술된 바와 같이, 작업자의 작업자세 정보, 비상상태 정보 등을 포함할 수 있다.
도 8는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 예시적인 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 나타내는 도면이다.
도8에 도시된 예시적인 컴퓨팅 환경(1000)은 컴퓨팅 장치(1100)를 포함한다. 통상적으로, 각 구성은 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술되지 않았더라도 그 구성에 적합한 컴포넌트를 추가적으로 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(1100)는 사용자 단말기(600), 관리서버(700)일 수 있다.
컴퓨팅 장치(1100)는 적어도 하나의 프로세서(1120), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1140) 및 버스(1500)를 포함한다. 프로세서(1120)는 버스(1500)와 연결되고, 버스(1500)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1140)를 포함하여 컴퓨팅 장치(1100)의 다른 다양한 컴포넌트들을 프로세서(1120)에 연결한다.
프로세서(1120)는 컴퓨팅 장치(1100)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(1120)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1140)에 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령어를 실행할 수 있고, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1140)에 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(1120)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(1100)로 하여금 소정의 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1140)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드(예컨대, 애플리케이션(1161)에 포함되는 명령어), 프로그램 데이터(예컨대, 애플리케이션(1161)에 의해 사용되는 데이터) 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1140)에 저장된 애플리케이션(1161)은 프로세서(1120)에 의해 실행 가능한 명령어의 소정의 집합을 포함한다.
도 8에 도시된 메모리(1160) 및 저장 장치(1180)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1140)의 예이다. 메모리(1160)에는 프로세서(1120)에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 실행 가능 명령어가 로딩될 수 있다. 또한, 메모리(1160)에는 프로그램 데이터가 저장될 수 있다. 예컨대, 이러한 메모리(1160)는 랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다. 다른 예로서, 저장 장치(1180)는 정보의 저장을 위한 하나 이상의 착탈 가능하거나 착탈 불가능한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예컨대, 저장 장치(1180)는 하드 디스크, 플래시 메모리, 자기 디스크, 광 디스크, 컴퓨팅 장치(1100)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.
컴퓨팅 장치(1100)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(1600)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(1400)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(1400)는 버스(1500)에 연결된다. 입출력 장치(1600)는 입출력 인터페이스(1400)를 통해 컴퓨팅 장치(1100)(의 다른 컴포넌트들)에 연결될 수 있다. 입출력 장치(1600)는 포인팅 장치, 키보드, 터치 입력 장치, 음성 입력 장치, 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 가스 환경 모니터링 시스템 및 방법에 있어서, 특히, 극히 제한된 배터리 자원만으로 장시간 또는 기기의 수명이 다할 때까지 안정적으로 동작해야 하는 환경의 경우, WiFi나 LTE와 같은 고속/대용량의 통신기술보다는 배터리 소모 특성에 최적화되어 보다 넓은 영역에 대해 서비스가 가능한 LPWA(Low Power Wide Area) 네트워크가 적용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 제1 가스센서
200 : 제2 가스센서
300 : 마스크 센서부
310 : 가스농도 확인부
330 : 호흡수 확인부
350 : 알람부
370 : 마스크 통신부
600 : 사용자 단말기
610 : 프로세싱부
630 : 단말기 통신부
700 : 관리서버
710 : 데이터 분석부
730 : 서버 통신부

Claims (10)

  1. 작업자가 위치한 환경의 가스안전 상태를 모니터링하는 가스 환경 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 환경의 바닥의 인근에 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하여 제1 가스 센싱신호를 송신하는 제1 가스센서;;
    상기 제1 가스센서보다 높게 위치하도록 상기 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하여 제2 가스 센싱신호를 송신하는 제2 가스센서; 그리고
    상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서의 위치정보, 상기 제1 가스 센싱신호, 상기 제2 가스 센싱신호를 포함하는 가스환경 작업정보를 기초로, 작업자의 안전여부 판단을 포함한 안전작업 정보를 생성하고, 상기 안전작업 정보를 작업자에게 알려주는 관리서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업자가 착용한 마스크에 설치되어, 가스 및 작업자의 호흡을 센싱하여, 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 포함하는 마스크 센싱신호를 송신하는 마스크 센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작업자에 의해 휴대되어, 상기 제1 가스 센싱신호, 상기 제2 가스 센싱신호, 상기 제3 가스 센싱신호 및 상기 생체신호를 수신 및 가공하여 상기 관리서버로 전송하는 작업자 단말기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 가스센서는 작업자가 착용한 신발에 설치되고, 상기 제2 가스센서는 상기 작업자가 착용한 헬멧(helmet)에 설치되며,
    상기 관리서버는 상기 제1 가스 센싱신호 및 제2 가스 센싱신호로부터 생성된 높이에 따른 가스농도와 상기 생체신호를 사용하여 상기 안전작업 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안전작업 정보는,
    상기 높이에 따른 가스농도에 따라 작업자의 작업가능 자세로서, 앉는 자세 및 서는 자세를 포함한 작업가능 자세정보; 그리고
    상기 생체신호로부터 판단된 비상 상태 정보;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관리서버는 상기 작업자 단말기를 통해 상기 안전작업 정보를 작업자에게 전송하고,
    상기 작업자 단말기는 전송된 상기 안전작업 정보에 따라, 디스플레이 상에 앉는 자세, 서는 자세 또는 비상 상태 정보를 시각적 표시를 하거나, 청각적 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 시스템.
    .
  7. 작업자가 위치한 환경의 가스안전 상태를 모니터링하는 가스 환경 모니터링 방법에 있어서,
    관리서버가 상기 환경의 바닥의 인근에 위치하도록 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하는 제1 가스센서로부터 제1 가스 센싱신호를 획득하는 단계;
    상기 관리서버가 상기 제1 가스센서보다 높게 위치하도록 상기 작업자가 착용한 물건 또는 작업자의 신체에 장착되어 가스를 센싱하는 제2 가스센서로부터 제2 가스 센싱신호를 획득하는 단계;
    상기 관리서버가 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서의 위치정보, 상기 제1 가스 센싱신호, 상기 제2 가스 센싱신호를 포함하는 가스환경 작업정보를 기초로, 작업자의 안전여부 판단을 포함한 안전작업 정보를 생성하는 단계; 그리고
    상기 관리서버가 상기 안전작업 정보를 작업자에게 알려주는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 관리서버가 상기 작업자가 착용한 마스크에 설치되어, 가스 센싱 및 작업자의 호흡을 센싱하는 마스크 센서부로부터, 상기 가스환경 작업정보로서 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 획득하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 관리서버는 상기 작업자에 의해 휴대되어, 상기 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 상기 제3 가스 센싱신호 및 상기 생체신호를 수신 및 가공하는 작업자 단말기로부터 상기 제1 가스 센싱신호, 제2 가스 센싱신호, 제3 가스 센싱신호 및 생체신호를 전송 받는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 가스센서는 작업자가 착용한 신발에 설치되고, 상기 제2 가스센서는 상기 작업자가 착용한 헬멧(helmet)에 설치되며,
    상기 안전작업 정보를 생성하는 단계에서, 상기 관리서버는 상기 제1 가스 센싱신호 및 제2 가스 센싱신호로부터 높이에 따른 가스농도와 상기 생체신호를 를 사용하여 상기 안전작업 정보를 생성하며,
    상기 안전작업 정보는 상기 높이에 따른 가스농도에 따라 작업자의 작업가능 자세로서, 앉는 자세 및 서는 자세를 포함한 작업가능 자세정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 환경 모니터링 방법.
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