KR20210128277A - 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 실기간 스마트 소방 화재 가지 및 모니터링 시스템은 각 가정 또는 사무실이 입주된 건물의 계단이나 복도 공간에 설치되어 해당 공간의 화재발생 감지정보를 외부 화재 접수 기관에 원거리통신으로 송신하고, 가정 또는 사무실에 근거리 통신으로 송신하는 소화전; 상기 소화전과 통신하면서 해당 소화전이 설치된 공간의 화재발생 감지정보를 수신하고, 가정 또는 사무실 내의 화재발생 감지정보를 송신하는 도어락 장치; 및 상기 도어락 장치와 화재 감지 및 모니터링 어플로 연결되어 상기 소화전이 설치된 공간, 상기 도어락 장치가 설치된 가정, 또는 사무실 내의 화재발생 감지정보를 수신하여 모니터링하는 모니터링 단말기;를 포함하여 외부로의 화재신고가 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 각 가정의 도어락 장치와 옥내 소화전이 연동하여 각 사무실 또는 가정 내에서 화재가 발생하여 감지된 화재정보와 계단이나 복도 공간과 같은 사무실 또는 가정 밖에서 발생하여 감지된 화재정보를 서로 공유하면서 신속한 대비와 화재신고가 이루어질 수 있도록 한 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.
종래 옥내 소화전은 옥내에 설치되어 화재발생시 경보음을 울리는데 그칠뿐 각 가정이나 사무실의 도어락 장치와 연동되어 있지 않았다.
또한, 도어락 장치가 옥내 소화전과 연동하여 사무실 또는 각 가정 내부와 외부의 화재를 감지하고, 내부와 외부를 동시에 모니터링할 수 있는 시스템이 없어 계단이나 복도에서 화재가 발생한 경우, 옥내 소화전의 화재 발생 알람만으로 화재 사실을 사무실 또는 각 가정 내부의 사람들에게 제대로 전달되지 않아 사무실 또는 각 가정 내부의 사람들이 제때에 대피할 수 없어 상당한 인명피해가 발생하는 문제점이 있었다.
무엇보다, 종래 옥내 소화전은 다소 아날로그적인 성격이 강해 외부기기와의 통신이 불가능하여 스마트하게 화재발생에 따른 경보를 외부로 전달할 수 없는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 달성하기 위해 본 발명은 소화전에 원거리 및 근거리 통신부를 채용하여 근거리에 위치한 도어락 장치와 통신이 가능하도록 하고, 원거리의 외부 화재접수 기관과도 통신이 이루어지도록 하여 외부로의 화재신고가 원활하게 이루어질 수 있는 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상술한 문제점을 달성하기 위해 본 발명은 소화전에서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 딥러닝으로 분석하여 화재발생에 따른 연기, 화염 등을 보다 정확하게 식별해 낼 수 있도록 한 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실기간 스마트 소방 화재 가지 및 모니터링 시스템은 각 가정 또는 사무실이 입주된 건물의 계단이나 복도 공간에 설치되어 해당 공간의 화재발생 감지정보를 외부 화재 접수 기관에 원거리통신으로 송신하고, 가정 또는 사무실에 근거리 통신으로 송신하는 소화전; 상기 소화전과 통신하면서 해당 소화전이 설치된 공간의 화재발생 감지정보를 수신하고, 가정 또는 사무실 내의 화재발생 감지정보를 송신하는 도어락 장치; 및 상기 도어락 장치와 화재 감지 및 모니터링 어플로 연결되어 상기 소화전이 설치된 공간, 상기 도어락 장치가 설치된 가정, 또는 사무실 내의 화재발생 감지정보를 수신하여 모니터링하는 모니터링 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실기간 스마트 소방 화재 가지 및 모니터링 시스템의 소화전은 상기 도어락 장치와 통신하면서 실외의 화재발생 감지정보를 송신하고, 실내의 화재발생 감지정보를 수신하는 근거리 통신부; 상기 실외 및 실내의 화재발생 감지정보를 외부의 화재접수 기관에 송신하는 원거리 통신부; 상기 소화전이 설치된 계단이나 복도의 주변을 촬영하는 카메라 모듈; 가스에 대한 고유한 친화력을 가진 폴리머와 전도성 물질의 혼합으로 구성된 복합체에 분석물의 흡착에 의해 전기 전기전도도가 변하는 특성을 이용하여 상기 소화전이 설치된 공간에 냄새를 감지하는 냄새 감지센서; 화재 발생으로 보이는 화염 데이터셋 및 연기 데이터셋이 저장된 데이터베이스; 및 상기 화염 데이터셋 및 연기 데이터셋을 가지고 딥러닝 알고리즘 모델을 학습한 후, 상기 카메라 모듈을 통해 입력되는 영상에 대해 학습된 딥러닝 알고리즘 모델을 이용하여 화염이나 연기를 추론하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실기간 스마트 소방 화재 가지 및 모니터링 시스템의 컨트롤러는 상기 카메라 모듈이 촬영한 영상을 수신하고, 영상 내에서 화재에 해당되는 객체를 찾기 위해 전경영상과 배경영상을 분리한 후, 일정 시간차를 두고 두 프레임 영상에 대해서 수학식 
로 영상차분(image difference)하여 영상 내에 형상이 갖추어지지 않는 물체의 움직임이 발생한 부분을 관심영역으로 추출하는 상기 영상 전처리기법을 실행하고, 복수의 합성곱 계층을 사용하고, 계층 사이에 다운 샘플링이 목적인 풀링 계층이 존재하도록 하고, 학습 중 발생할 수 있는 과적합 문제를 줄이고자 합성곱-풀링계층 마지막 단에 50%의 노드 가중값 탈락률을 갖는 드롭아웃을 추가하고, 최종계층의 활성화 함수로 시그모이드를 사용하여 객체를 추론하는 상기 합성곱 신경망 모델을 실행하여 화염이나 연기를 추론하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템은 소화전에 원거리 및 근거리 통신부를 채용하여 외부로의 화재신고가 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템은 소화전에서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 딥러닝으로 분석하여 화재발생에 따른 연기, 화염 등을 보다 정확하게 식별해 낼 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템은 소화전이 외부와 네트워크상황이 원활하지 않은 경우 화재발생 감지정보를 근거리 통신을 통해 도어락 장치로 전달하고, 해당 도어락 장치의 인터폰을 통해서도 외부로 화재발생 감지정보를 전달할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템의 구성도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템의 소화전의 상세 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템의 도어락 장치의 상세 블록도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템의 소화전의 상세 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템의 도어락 장치의 상세 블록도 이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템의 구성도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템은 소화전(100), 도어락 장치(200), 및 모니터링 단말기(300)를 포함한다.
상기 소화전(100)은 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 옥내에 설치되되 공동주택의 각 가정 또는 사무실이 입주된 건물의 계단이나 복도 공간에 설치되어 호수, 경보알람, 램프 등을 포함하고 있다.
본 발명에 따른 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템의 소화전(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 근거리 통신부(110), 원거리 통신부(120), 카메라 모듈(130), 냄새 감지 센서(140), 데이터 베이스부(150), 컨트롤러(160), 및 딥러닝 알고리즘 모델 DB(170)을 더 포함하여 감지한 화재발생 감지정보를 외부로 송신한다.
상기 근거리 통신부(110)는 블루투스, 또는 DSRC(Dedicated short-range communications)와 같은 근거리 또는 단거리 무선통신을 통해 상기 도어락 장치(200)와 데이터를 송수신 한다.
상기 원거리 통신부(120)는 인터넷 또는 와이파이와 같은 원거리 통신을 통해 외부의 소방서 서버 또는 경찰서 서버 등과 같이 화재신고를 접수하는 외부기관 서버와 연결되어 화재발생 정보를 송신하고, 평시에는 상기 카메라 모듈(130)이 촬영한 영상을 상기 소방서 서버에 전송하여 모니터링 할 수 있도록 한다.
상기 카메라 모듈(130)은 CCTV 등에 해당하고, 상기 소화전(100)이 설치된 계단이나 복도의 주변을 촬영하는 구성으로, 해당 소화전(100)에 설치될 수도 있지만, 계단이나 복도 공간을 사각지대 없이 촬영할 수 있는 곳에 설치될 수도 있다.
상기 냄새 감지 센서(140)는 폴리머 센서에 상당하며, 복도나 계단에서 화재가 발생하여 생성되는 가스를 흡착하여 폴리머가 부풀어 오름으로써 전도성 폴리머의 전기적 특성이 바뀌거나, 폴리머가 코팅된 캔틸레버 소자의 공진주파수가 바뀌는 원리로 냄새를 감지한다.
즉, 상기 냄새 감지센서(140)는 가스에 대한 고유한 친화력을 가진 폴리머와 전도성 물질의 혼합으로 구성된 복합체에 분석물의 흡착에 의해 전기 전기전도도가 변하는 특성을 이용하여 화재에 따른 냄새를 감지한다.
상기 데이터 베이스부(150)는 화염DB(151), 연기DB(152), 및 연무DB(153)를 포함하는데, 상기 화염DB(151), 연기DB(152), 및 연무DB(153)는 화재 발생시 불꽃과 같이 일반적으로 보이는 화염 데이터셋, 연기가 확산되는 형태가 보이는 연기 데이터셋, 및 실내 전체에 천천히 연기가 퍼진 연무 형태의 연무 데이터셋을 아래의 [표 1]과 같이 각각 분류하여 저장하고 있다.
| 데이터셋 | 학습 셋 | 검증 셋 |
| 화염 | 10,102 | 2,000 |
| 연기 | 10,048 | 2,000 |
| 연무 | 10,000 | 2,000 |
한편, 상기 컨트롤러(160)는 화염DB(151), 연기DB(152), 및 연무DB(153)에 각각 저장된 화염 데이터셋, 연기 데이터셋, 및 연무 데이터셋을 가지고 상기 딥러닝 알고리즘 모델 DB(170)에 저장된 딥러닝 알리고즘 모델로 학습을 진행하되, 상기 [표 1]에 기재된 바와 같이 각각의 데이터셋에 대하여 순수한 학습에 필요한 학습셋(Train set)과, 학습도중 모델의 정확도를 평가하기 위한 검증셋(validation set)으로 10:2비율로 나누어 학습을 진행한다.
상기 컨트롤러(160)는 상술한 바와 같이 학습을 진행하여 학습모델을 가지고 영상 내에서 유동적인 움직임이 존재하므로 영상 전처리기법을 통하여 움직임이 발생한 영역에 대해서만 관심영역으로 추출하여 학습된 합성곱 신경망 모델을 이용해 화염이나 연기에 해당되는지 추론한다.
보다 구체적으로 상기 컨트롤러(160)는 상기 카메라 모듈(130이 촬영한 영상을 수신하고, 영상 내에서 찾고자 하는 화재에 해당되는 객체 이외의 여러 사물들이 존재할 수 있어 전경영상과 배경영상을 분리한 후, 일정 시간차를 두고 두 프레임 영상에 대해서 아래의 [수학식 1]을 통해 영상차분(image difference)하여 영상 내에 형상이 갖추어지지 않는 물체의 움직임이 발생한 부분을 관심영역으로 추출한다.
상기 [수학식 1]에서 F1은 처음 저장한 프레임이고, F2는 일정시간 뒤의 영상 프레임이며, x, y는 영상의 픽셀좌표인데, 상기 컨트롤러(160)는 두 프레임의 차분을 통해 임계값(threshold) T보다 큰 경우 움직임이 발생한 영역으로 판단하여 관심영역(RoI: Region of Interest)으로 사용한다.
한편, 상기 컨트롤러(160)는 상기 [수학식 1]을 통한 영상차분을 수행하기 전 카메라의 센서나 디지털 처리 과정 중 발생하는 노이즈들로 인해 발생한 미세한 변화도 움직임으로 간주할 수 있으므로 각 프레임에 대해 가우시안 혼합 모델링(Gaussian mixture model)을 통해 이를 해결하였다.
보다 구체적으로, 상기 컨트롤러(160)는 상기 합성곱 신경망 모델을 구현하기 위해 인터프리 방식의 프로그램밍 언어인 파이썬(python)을 사용하였고, 오픈소스 라이브러인 케라스(keras)를 통해 신경망을 구성하였다.
상기 합성곱 신경망 모델은 합성곱 신경망 계층을 [표 2]와 같이 구성하였으며, 150×150(pixel) 크기에 3가지 RGB컬러로 구성된 일반적인 포맷 이미지 파일을 데이터셋으로 한 입력 이미지의 크기로 사용하였다.
| Layer | Size | Kernel size | Activation |
| Input Image | 150×150×3 | - | - |
| 2×Convolutional | 150×150×64 | 3×3 | ReLU |
| MaxPooling | 75×75×64 | 2×2 | - |
| 2×Convolutional | 75×75×128 | 3×3 | ReLU |
| MaxPooling | 37×37×128 | 2×2 | - |
| 3×Convolutional | 37×37×256 | 3×3 | ReLU |
| MaxPooling | 18×18×256 | 2×2 | - |
| 3×Convolutional | 18×18×512 | 3×3 | ReLU |
| MaxPooling | 9×9×512 | 2×2 | - |
| 3×Convolutional | 9×9×512 | 3×3 | ReLU |
| MaxPooling | 4×4×512 | 2×2 | - |
| Dropout | 50% | - | - |
| FullyConnected | 1×256 | - | Sigmoid |
또한, 본 발명에서 상기 합성곱 신경망 모델은 총 13개의 합성곱 계층을 사용하였고 계층 사이에는 다운 샘플링이 목적인 풀링 계층이 존재하도록 하였고, 또한 학습 중 발생할 수 있는 과적합 문제를 줄이고자 합성곱-풀링계층 마지막 단에는 50%의 노드 가중값 탈락률을 갖는 드롭아웃을 추가하였으며, 최종계층의 활성화 함수로 시그모이드를 사용하여 찾고자 하는 객체인지 아닌지 두 가지로 분류하도록 하였다.
또한, 상기 컨트롤러(160)는 상술한 바와 같이 학습을 진행하여 학습모델을 가지고 관심영역이 아닌 영상 전체영역에 대해 연무 형성 여부를 추론한다.
상술한 바와 같이 상기 컨트롤러(160)는 냄새 감지센서(140)가 화재발생시 발생하는 냄새를 감지하고, 상기 카메라 모듈(130)의 영상분석을 통해 연기 또는 화염을 감지한 경우 화재가 발생한 것으로 판단하여 경보음을 울리고, 상기 근거리 통신부(110)을 통해 각 가정 또는 사무실에 도어락 통신부(211)에 전달하여 밖의 화재상황을 전달한다.
또한, 상기 컨트롤러(160)는 상기 원거리 통신부(120)을 통해 외부의 화재 접수기관에 화재 사실을 알린다.
한편, 상기 도어락 장치(200)는 출입문에 형성되는 도어락(210), 가정이나 사무실의 실외에 설치되어 방문자가 방문을 알리기 위한 도어폰(220), 및 가정이나 사무실의 실내에 설치되어 방문자를 확인하는 인터폰(230)을 포함한다.
상기 도어락(210), 도어폰(220), 및 인터폰(230)은 실내에 설치된 와이파이로 상호 네트워킹되어 있는 것으로 도 3에 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고 DSRC 통신, 블루투스 통신, 또는 Z-wave 통신도 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 도어락(210)은 도어락 통신부(211), 개폐제어부(212), 화재 경보부(213), 기존 터치 또는 누른 방식을 갖는 숫자 패드(214)를 포함한다.
상기 도어락 통신부(211)는 인터넷 통신모듈, 와이파이 통신모듈, DSRC 통신모듈, 블루투스 통신모듈, 또는 Z-wave 통신모듈로 구성되어 상기 도어폰(220), 상기 소화전(100), 또는 상기 인터폰(230)과 무선통신 가능하다.
상기 개폐부(212)는 상기 출입자가 번호키 또는 출입카드를 직접 터치함에 따라 출입문을 개폐하거나, 상기 도어락 통신부(211)를 통해 상기 인터폰(230)으로부터 잠금해제 신호를 입력받아 잠금을 해제시킨다.
상기 화재 경보부(213)는 상기 소화전(100)과 통신하여 화재발생시 화재발생 신호를 소화전(100)으로부터 수신하여 경보음 또는 경보음성 등을 통해 경보할 수도 있고, 실내에 비치된 상기 인터폰(230)으로 상기 화재발생 신호를 전달하여 실내에 실외의 화재사실을 경보할 수 있다.
상기 숫자 패드(214)는 출입문 개폐를 위한 비밀번호를 입력하는 기존의 기능 외에 복도 또는 계단 등에 화재가 발생하여 상기 소화전(100)이 화재를 판단하기 전, 지나가던 주민이 화재 발생을 먼저 인지한 경우 화재신고 모드 버튼을 누른 후, 119를 터치 또는 누름에 따라 상기 도어락 통신부(211)에서 외부 화재접수 기관으로 바로 화재 신고를 수행할 수 있도록 한다.
한편, 상기 도어폰(220)은 도어폰 통신부(221) 및 마이크&음성 출력부(222)를 포함한다.
상기 도어폰 통신부(221)는 상기 도어락 통신부(211)와 마찬가지로 인터넷 통신모듈, 와이파이 통신모듈, DSRC 통신모듈, 블루투스 통신모듈, 또는 Z-wave 통신모듈로 구성되어 상기 도어락(210), 상기 소화전(100), 또는 상기 인터폰(230)과 무선통신 가능하다.
상기 마이크&음성 출력부(222)는 상기 인터폰(230)과 유선 또는 무선으로 연결되어 방문자와 세대주가 양방향으로 음성대화를 가능하게 하는 것이 일반적이고, 본 발명에서는 추가적으로, 실내에서 화재가 발생한 경우 상기 인터폰(230)으로부터 화재발생 신호를 수신하여 경보음 또는 경보음성을 출력하는 기능이 더 탑재될 수 있다.
상기 인터폰(230)은 인터폰 통신부(221)와 화재정보 수신부(232), 표시부(233), 구성원 DB(234), 및 제어부(235)를 포함한다.
상기 인터폰 통신부(221)는 이미 다른 구성들에서 언급한 바와 같이 상기 도어락 통신부(211) 및 상기 도어폰 통신부(221)와 무선통신을 통해 화재정보를 전달한다.
특히, 상기 인터폰 통신부(221)는 실내에서 발생한 화재에 대하여, 해당 화재정보를 상기 도어락 통신부(211) 또는 도어폰 통신부(221)에 전달하면, 상기 도어락 통신부(211) 또는 도어폰 통신부(221)는 상기 근거리 통신부(110)와의 통신을 통해 상기 소화전(100)으로 화재정보를 전달한다.
이후, 상기 소화전(100)은 상기 원거리 통신부(120)를 통해 외부의 화재 접수 기관에 화재사실을 신고할 수 있다.
물론, 상기 소화전(100)을 통한 화재사실의 신고와 무관하게, 상기 인터폰(230)은 상기 인터폰 통신부(221)를 통해 직접 소방서, 또는 경찰서와 같은 외부의 화재 접수 기관에 화재사실을 신고할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 소화전(100)과 상기 인터폰(230)을 통해 각각 실외와 실내의 화재정보를 전달하여 공유하는 것은 실내에서 발생한 화재를 실외의 소화전(100)을 통해서도 신고될 수 있도록 하고, 실외에서 발생한 화재를 실내의 인터폰(230)을 통해서도 신고될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 이원화하여 화재정보를 신고하는 것은 화재로 인해 상기 인터폰(230)이 외부와의 통신이 끊긴 경우, 근거리 통신으로 상기 도어락(210) 또는 도어폰(220)으로 실내의 화재정보를 전달하고, 다시 상기 도어락(210) 또는 도어폰(220)이 전달받은 상기 화재정보를 소화전(100)에 전달하여, 인터폰과 다른 통신망을 사용하는 해당 소화전(100)를 통해서 실내의 화재사실을 외부로 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다.
실외에서 발생한 화재를 실내의 인터폰(230)을 통해서 신고될 수 있도록 하는 것도 상술한 바와 같은 이유에서 이다.
상기 화재정보 수신부(232)는 방, 욕실, 거실, 또는 부엌 등 실내 각 공간에 설치된 화재감지 모듈(240)로부터 화재여부를 판단할 수 있는 파라미터를 수신한다.
예를 들어, 상기 화재감지 모듈(240)은 상기 소화전(100)에서도 언급한 바와 같이 냄새를 감지하는 냄새 감지 센서 또는 영상을 취득하는 영상센서를 포함하여 냄새정보와 영상정보를 감지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(235)는 상기 화재정보 수신부(240)가 수신한 냄새정보와 영상정보를 가지고, 상기 소화전(100)의 컨트롤러(160)에 의한 화재여부 판단방법과 동일한 방법으로 판단한다.
상기 표시부(233)는 종래의 상기 도어폰(220)에서 촬영한 외부영상 외에도 상기 실내 각 공간에 설치된 화재감지 모듈(240)이 감지한 파라미터 즉, 영상 또는 가스농도 등을 표시할 수도 있다.
상기 구성원 DB(243)는 가정 세대인 경우 가족 또는 사무실 세대인 경우 직원의 이름, 주민번호, 핸드폰 번호, 등 기본적인 인적사항이 저장되어 있다.
상기 제어부(235)는 화재 감지 및 모니터링을 위한 어플을 설치한 가족 또는 직원의 단말기로 실내 또는 실외 상태를 모니터링 할 수 있는 정보를 제공한다.
즉, 가족 또는 사무실 구성원이 상기 모니터링 단말기(300)에 화재 감지 및 모니터링 어플을 설치하면서, 입력한 핸드폰 번호와 상기 인터폰(230)의 시리얼 번호를 입력하면, 해당 시리얼 번호를 가진 인터폰(230)과 모니터링 단말기(300) 간에 통신이 이루어지고, 상기 인터폰(230)의 구성원 DB(243)에 저장된 인적사항 중, 어느 하나가 일치하는 경우, 해당 모니터링 단말기(300)로 화재감지 또는 화재발생 정보를 제공한다.
상기 인터폰(230)은 화재 감지 및 모니터링 어플을 설치하지 않은 구성원의 단말기에 대해서는 상기 구성원 DB(234)에 저장된 모니터링 단말기(300)로 문자 메시지 형태의 화재감지 또는 화재발생 정보를 제공할 수 있다.
상기 모니터링 단말기(300)는 이미 언급한 바와 같이 가족 또는 사무실 구성원이 소지하는 단말기로 상기 도어락 장치(200)와 통신을 통해 화재감지 또는 화재발생 정보를 제공받아 실내외를 원격지에서 모니터링할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 소화전
200 : 도어락 장치
210 : 도어락
211 : 도어락 통신부
212 : 개폐부
213 : 화재 경보부
214 : 숫자 패드
220 : 도어폰
221 : 도어폰 통신부
222 : 마이크&음성 출력부
230 : 인터폰
231 : 인터폰 통신부
232 : 화재정보 수신부
233 : 표시부
234 : 구성원 DB
235 : 제어부
300 : 모니터링 단말기
200 : 도어락 장치
210 : 도어락
211 : 도어락 통신부
212 : 개폐부
213 : 화재 경보부
214 : 숫자 패드
220 : 도어폰
221 : 도어폰 통신부
222 : 마이크&음성 출력부
230 : 인터폰
231 : 인터폰 통신부
232 : 화재정보 수신부
233 : 표시부
234 : 구성원 DB
235 : 제어부
300 : 모니터링 단말기
Claims (5)
- 각 가정 또는 사무실이 입주된 건물의 계단이나 복도 공간에 설치되어 해당 공간의 화재발생 감지정보를 외부 화재 접수 기관에 원거리통신으로 송신하고, 가정 또는 사무실에 근거리 통신으로 송신하는 소화전;
상기 소화전과 통신하면서 해당 소화전이 설치된 공간의 화재발생 감지정보를 수신하고, 가정 또는 사무실 내의 화재발생 감지정보를 송신하는 도어락 장치; 및
상기 도어락 장치와 화재 감지 및 모니터링 어플로 연결되어 상기 소화전이 설치된 공간, 상기 도어락 장치가 설치된 가정, 또는 사무실 내의 화재발생 감지정보를 수신하여 모니터링하는 모니터링 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 소화전은
상기 도어락 장치와 통신하면서 실외의 화재발생 감지정보를 송신하고, 실내의 화재발생 감지정보를 수신하는 근거리 통신부;
상기 실외 및 실내의 화재발생 감지정보를 외부의 화재접수 기관에 송신하는 원거리 통신부;
상기 소화전이 설치된 계단이나 복도의 주변을 촬영하는 카메라 모듈;
가스에 대한 고유한 친화력을 가진 폴리머와 전도성 물질의 혼합으로 구성된 복합체에 분석물의 흡착에 의해 전기 전기전도도가 변하는 특성을 이용하여 상기 소화전이 설치된 공간에 냄새를 감지하는 냄새 감지센서;
화재 발생으로 보이는 화염 데이터셋 및 연기 데이터셋이 저장된 데이터베이스; 및
상기 화염 데이터셋 및 연기 데이터셋을 가지고 딥러닝 알고리즘 모델을 학습한 후, 상기 카메라 모듈을 통해 입력되는 영상에 대해 학습된 딥러닝 알고리즘 모델을 이용하여 화염이나 연기를 추론하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 컨트롤러는
상기 카메라 모듈을 통해 입력되는 영상에 대해 영상 전처리기법을 통하여 움직임이 발생한 영역에 대해서만 관심영역으로 추출하여 학습된 합성곱 신경망 모델을 이용해 화염이나 연기를 추론하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 컨트롤러는
상기 카메라 모듈이 촬영한 영상을 수신하고, 영상 내에서 화재에 해당되는 객체를 찾기 위해 전경영상과 배경영상을 분리한 후, 일정 시간차를 두고 두 프레임 영상에 대해서 수학식로 영상차분(image difference)하여 영상 내에 형상이 갖추어지지 않는 물체의 움직임이 발생한 부분을 관심영역으로 추출하는 상기 영상 전처리기법을 실행하되,
상기 수학식에서 RoI는 관심영역이고, F1은 처음 저장한 프레임이고, F2는 일정시간 뒤의 영상 프레임이고, x, y는 영상의 픽셀좌표이며, T는 임계값(threshold)인 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템.
- 제 4항에 있어서,
상기 컨트롤러는
복수의 합성곱 계층을 사용하고, 계층 사이에 다운 샘플링이 목적인 풀링 계층이 존재하도록 하고, 학습 중 발생할 수 있는 과적합 문제를 줄이고자 합성곱-풀링계층 마지막 단에 50%의 노드 가중값 탈락률을 갖는 드롭아웃을 추가하고, 최종계층의 활성화 함수로 시그모이드를 사용하여 객체를 추론하는 상기 합성곱 신경망 모델을 실행하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템.
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| KR1020200046292A KR102396888B1 (ko) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 실시간 스마트 소방 화재 감지 및 모니터링 시스템 |
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