KR20230032416A - 고정형 멀티 센서 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고정형 멀티 센서 디바이스에 관한 것으로서, 공동구에 설치되어 화재 또는 재난 상태를 감지하여 대응하도록 하는 고정형 멀티 센서 디바이스에 있어서, 불꽃 또는 연기를 감지하여 화재 감지 신호를 제공하는 화재감지모듈; 온습도, 연소 가스 또는 휘발성 가스를 감지하여 환경정보 감지 신호를 제공하는 복합 환경 감지 모듈; 지진, 균열 또는 붕괴로 인해 발생되는 진동을 감지하여 재난 감지 신호를 제공하는 재난 감지 모듈; 외부의 제어장치로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 화재 감지 신호, 환경정보 감지 신호 또는 재난 감지 신호를 외부의 제어 장치로 송신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈을 통해 전송되는 제어 신호에 따라 상기 화재감지모듈, 복합 환경 감지 모듈 또는 재난 감지 모듈의 상시 감지 기능을 수행하는 일반 모드와, 상기 화재감지모듈, 복합 환경 감지 모듈 또는 재난 감지 모듈 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 화재 또는 재산 감지시 알람 동작을 수행하는 비상 모드로의 동작을 수행하도록 고정형 멀티 센서 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 제어 모듈; 상기 제어 모듈의 제어에 따라 고정형 멀티 센서 디바이스의 구동에 필요한 전원을 제공하는 전원 모듈; 및 상기 제어 모듈의 제어 따라 비상 모드시 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 유도광을 출력하는 탈출 유도 모듈을 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 지하 공동구 등에 지하 또는 밀폐 공간에 설치되어 화재 또는 재난을 감지하는 고정형 멀티 센서 디바이스에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
인구의 도시집중화로 인해 도시 및 공동주택 단지에 반드시 필요한 전력, 통신, 가스, 송유관, 급·배수, 에너지시설 등을 효과적으로 수용하고 도시기반시설의 확장에 따라 파생되는 여러 가지의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 시설물을 한곳으로 모아 유지 및 관리할 수 있도록 지하 공동구를 효과적으로 건설하고 유지관리하고 있다.
지하 공동구는 도시생활을 영위하는데 필요한 전기, 통신, 상수도, 도시가스, 하수도, 냉난방시설 등 필수적인 공공시설물을 가공선이나 지하매설물 형태로 공급함에 따라 야기되는 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 동일구내 2종 이상이 공공시설물을 공동으로 수용, 공급하는 지하시설물을 의미한다.
우리나라에서도 전력, 통신, 신호, 제어배선들이 도시의 미관과 유지보수를 위하여 지상보다 지하 공동구에 설치하는 추세이다. 지하 공동구는 서로 다른 용도의 수용시설을 함께 설치하게 됨으로써 관리적인 면에서는 편리한 점도 많이 있지만, 방재 측면에서는 지상공간의 위험보다는 다른 잠재 위험 요소가 존재하고 있다.
특히, 공동구 화재의 발생원인은 케이블 자체에서 발생하는 경우와 외부 발화원에 의한 경우로 크게 나눠 볼 수 있다. 공동구 화재는 다른 화재와 비교해 보면 진화하는데 많은 인력과 장비가 동원될 뿐만 아니라 완전 진압까지는 상당한 시간이 요구되는 화재이다. 또한, 지하 공동구 화재시 소화 작업의 보조, 인명구조, 내부시설의 조치 등을 위하여 필요한 장비 등을 휴대하고 긴급하고 신속하게 진입을 할 필요가 있으나 지하구의 건물 구조상 효과적인 진입이 곤란한 경우가 많다.
따라서, 지하 공동구에는 지하공간에 수용함으로써 각종 시설물에서 발생할 수 있는 화재 등의 잠재위험을 효과적으로 제어 및 방어할 수 있는 방재시스템을 구축하여야 한다.
지하 공동구의 화재 예방 및 진압을 위해 설치되는 자동화재탐지설비는 조기에 화재를 감지(탐지)하여 화재로부터 인명을 조속히 대피하게 하기 위하여 경보수단으로 사용하거나, 연소생성물, 열, 빛 또는 연기 등 연소생성물을 감지기를 통하여 화재가 성장기로 발전하기 전에 소화기 등을 이용한 초기소화가 가능하도록 하고, 화재 진압 화재발생 위치를 정확하게 파악하여 신속한 대응이 가능하도록 한다.
그러나 지하 공동구에 설치되는 자동화재탐지설비는 화재를 검출하기 위해 다양한 센서들을 설치하고, 각 센서들을 연결하는 통신 케이블이나 고가의 온도검출소자인 열감지 케이블이 다량 필요하게 되므로 시설비의 증가를 초래하는 문제점이 있다.
또한, 화재 발생시 지하 공동구의 구조적 특성으로 인해 출입구가 제한되어 있고, 정확한 화재 위치를 감지하기 어려우며, 통신 케이블의 연소로 인해 소방 활동이 어려울 뿐만 아니라, 정전이나 통신 장애로 인해 지하 공동구 내에서 대피나 화재 진압을 위한 진입/진출로 확보가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 지하 공동구 등에 지하 또는 밀폐 공간에 설치되어 화재 또는 재난을 감지하고, 진입/진출, 또는 재실자의 구조를 위해 대피 가능한 방향을 표시해줄 수 있는 고정형 멀티 센서 디바이스를 제공하는 것에 목적이 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스는, 공동구에 설치되어 화재 또는 재난 상태를 감지하여 대응하도록 하는 고정형 멀티 센서 디바이스에 있어서, 불꽃 또는 연기를 감지하여 화재 감지 신호를 제공하는 화재감지모듈; 온습도, 연소 가스 또는 휘발성 가스를 감지하여 환경정보 감지 신호를 제공하는 복합 환경 감지 모듈; 지진, 균열 또는 붕괴로 인해 발생되는 진동을 감지하여 재난 감지 신호를 제공하는 재난 감지 모듈; 외부의 제어장치로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 화재 감지 신호, 환경정보 감지 신호 또는 재난 감지 신호를 외부의 제어 장치로 송신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈을 통해 전송되는 제어 신호에 따라 상기 화재감지모듈, 복합 환경 감지 모듈 또는 재난 감지 모듈의 상시 감지 기능을 수행하는 일반 모드와, 상기 화재감지모듈, 복합 환경 감지 모듈 또는 재난 감지 모듈 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 화재 또는 재산 감지시 알람 동작을 수행하는 비상 모드로의 동작을 수행하도록 고정형 멀티 센서 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 제어 모듈; 상기 제어 모듈의 제어에 따라 고정형 멀티 센서 디바이스의 구동에 필요한 전원을 제공하는 전원 모듈; 및 상기 제어 모듈의 제어 따라 비상 모드시 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 유도광을 출력하는 탈출 유도 모듈을 포함하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 고정형 멀티 센서 디바이스로 외부 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하는 대기 순환 모듈을 더 포함하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 고정형 멀티 센서 디바이스의 상태를 표시하는 적어도 하나 이상의 LED를 포함하는 상태 표시 모듈을 더 포함하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 전원 모듈은, 상기 제어 모듈의 제어에 따라 일반 모드에서 상용 전원 라인을 이용하여 전원을 제공하고, 비상 모드에서 내장 배터리를 이용한 비상 전원 라인을 통해 전원을 제공하도록 절환스위칭부를 더 포함하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 탈출 유도 모듈은 광원; 상기 광원의 광 경로 상의 전방에 배치되어, 광원에서 조사되는 광을 평행광으로 변이시키는 콜리메이터; 및 상기 콜리메이터를 거친 광을 입사받아, 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 광 분포를 만들어 출력하는 회절광학소자를 포함하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 탈출 유도 모듈은 상기 제어 모듈의 제어에 따라 선택적으로 진입 금지 표시 또는 상기 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시를 출력할 수 있는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 회절 광학 소자는 상기 디자인된 광분포를 갖는 1차 회절광을 진입 금지표시나 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 포커싱하여 출력하고, 상기 1차 회절광 이외의 2차 이상의 회절광은 상기 1차 회절광의 주변에서 포커징되지 않도록 출력하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지하 공동구 관리 시스템은, 지하 공동구의 기 설정된 지역에 복수 개가 설치되는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 고정형 멀티 센서 디바이스; 및 상기 고정형 멀티 센서 디바이스와 통신망을 통해 연결되고, 지하 공동구 또는 지하 공동구를 포함하는 시설물에 대해 안전 관리 및 시설통제 기능을 수행하고, 상기 고정형 멀티 센서 디바이스로부터 화재 재난 신호가 전송되면 화재 또는 재난의 발생 위치를 확인하고, 화재 또는 재난의 발생 위치로 진입/진출 경로를 제공하는 제어 장치를 포함하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제어 장치는 상기 진입/진출 경로에 설치된 고정 멀티 센서 디바이스의 탈출 유도 모듈을 선택적으로 제어하여 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 유도광을 출력하는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명은 지하 공동구 등에 지하 또는 밀폐 공간에 설치되어 화재 뿐만 아니라 가스와 진동 등의 재난을 감지하여 화재 재난 상태를 알려줄 수 있고, 비상 상황시 진입/진출, 또는 재실자의 구조를 위해 대피 가능한 방향을 표시해 주어 지하 공동구의 구조적 특성에도 불구하고 효과적인 진입/진출 경로를 알려줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 화재 뿐만 아니라 가스, 진동 등을 감지할 수 있는 멀티 센서 기능을 통해 기존에 개별적으로 센서를 설치하면서 증가되는 통신 케이블이나 열감지 케이블 등이 추가될 필요가 없고, 곳곳에 설치되어 있는 고정형 멀티 센서 디바이스를 이용하여 화재 진압시 화재발생 위치를 정확하게 파악하여 신속한 대응이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재감지모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 환경 감지 모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스의 외관을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 탈출 유도 모듈의 분해도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 동작을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 동작에 따른 실제 출력을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스가 적용된 지하 공동구 관리 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재감지모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 환경 감지 모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스의 외관을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 탈출 유도 모듈의 분해도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 동작을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 동작에 따른 실제 출력을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스가 적용된 지하 공동구 관리 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 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"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 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 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 ‘단말’은 휴대성 및 이동성이 보장된 무선 통신 장치일 수 있으며, 예를 들어 스마트 폰, 태블릿 PC 또는 노트북 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수 있다. 또한, ‘단말’은 네트워크를 통해 다른 단말 또는 서버 등에 접속할 수 있는 PC 등의 유선 통신 장치인 것도 가능하다. 또한, 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다.
무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재감지모듈의 구성을 설명하는 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 환경 감지 모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 공동구에 설치되어 화재 또는 재난 상태를 감지하여 대응하도록 하는 고정형 멀티 센서 디바이스(100)는 화재 감지 모듈(110), 복합 환경 감지 모듈(120), 재난 감지 모듈(130), 통신 모듈(140), 제어 모듈(150), 전원 모듈(160), 탈출 유도 모듈(170), 대기 순환 모듈(180), 상태 표시 모듈(190)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
화재 감지 모듈(110)은 불꽃 또는 연기를 감지하여 화재 감지 신호를 제공하는데, 불꽃 감지 센서(111), 연기 감지 센서(112), 열 감지 센서(미도시) 등을 포함한다.
복합 환경 감지 모듈(120)은 온습도, 연소 가스 또는 휘발성 가스를 감지하여 환경정보 감지 신호를 제공하는 것으로서, CO, CO2, O2 등의 화재 발생시 발생하는 연소 가스를 감지하는 가스 감지 센서(121), 온습도 센서(122), 총휘발성유기화합물(TVOCs: Total Volatile Organic Compounds) 센서(123) 등을 포함한다. TVOCs 센서(123)는 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 유기 용제 등의 휘발성 물질을 감지하는데, 특히 케이블이나 전선 화재 발생전에 과부하로 인한 전조 발생 가스를 감지할 수 있다.
재난 감지 모듈(130)은 지진, 균열 또는 붕괴로 인해 발생되는 진동을 감지하여 재난 감지 신호를 제공한다. 이러한 재난 감지 모듈(130)은 가속도 센서, 자이로 센서, 자기장 센서를 이용하여 진동, 기울기, 지진 정보를 측정할 수 있다.
통신 모듈(140)은 외부의 제어장치로부터 제어 신호를 수신하고, 화재 감지 신호, 환경정보 감지 신호 또는 재난 감지 신호를 외부의 제어 장치로 송신한다. 이러한 통신 모듈(140)은 RS232/422/485 시리얼 또는 이더넷 데이터를 무선을 통해 송수신하여, 시리얼 및 이더넷 인터페이스를 통해 송수신되는 데이터를 디바이스(100)에 적합한 프로토콜로 변경해주는 프로토콜 변환 기능, POE(Power over Ethernet) 기반이더넷(Ethernet), RS485 및 447MHz 통신 기능을 내장할 수 있다.
제어 모듈(150)은 통신 모듈(140)을 통해 전송되는 제어 신호에 따라 화재 감지 모듈(110), 복합 환경 감지 모듈(120) 또는 재난 감지 모듈(130)의 상시 감지 기능을 수행하는 일반 모드와, 화재 감지 모듈(110), 복합 환경 감지 모듈(120) 또는 재난 감지 모듈(130) 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 화재 또는 재산 감지시 알람 동작을 수행하는 비상 모드로의 동작을 수행하도록 고정형 멀티 센서 디바이스(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
전원 모듈(160)은 제어 모듈(150)의 제어에 따라 고정형 멀티 센서 디바이스(100)의 구동에 필요한 전원을 제공한다. 전원 모듈(160)은 제어 모듈(150)의 제어에 따라 일반 모드에서 상용 전원 라인을 이용하여 전원을 제공하고, 비상 모드에서 내장 배터리(미도시)를 이용한 비상 전원 라인을 통해 전원을 제공하도록 절환스위칭부(미도시)를 더 포함한다. 따라서, 전원 모듈(160)은 화재나 재난 발생시 상용 전원 라인으로 전원 공급이 중단된 상태에서도, 내부 배터리를 이용한 비상 전원 라인을 통해 디바이스(100)에 전원을 공급할 수 있다.
탈출 유도 모듈(170)은 제어 모듈(150)의 제어 따라 비상 모드시 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 유도광을 출력한다.
대기 순환 모듈(180)은 고정형 멀티 센서 디바이스(100)로 외부 공기를 송풍하는 송풍팬(미도시)을 포함한다. 이러한 대기 순환 모듈(180)은 송풍팬의 구동으로 고정형 멀티 센서 디바이스(100) 내에 감지 대상이 되는 가스나 기타 물질들이 정체되어 있지 않도록 함으로써 멀티 센서를 구성하고 있는 각 감지 모듈(110, 120, 130)의 센싱 정확도를 높일 수 있다.
상태 표시 모듈(190)은 고정형 멀티 센서 디바이스(100)의 상태를 표시하는 적어도 하나 이상의 LED(미도시)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스(100)의 외관을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 고정형 멀티 센서 디바이스(100)는 케이스(101) 내에 화재 감지 모듈(110), 복합 환경 감지 모듈(120), 재난 감지 모듈(130), 통신 모듈(140), 제어 모듈(150), 전원 모듈(160), 탈출 유도 모듈(170), 대기 순환 모듈(180), 상태 표시 모듈(190)을 모두 내장하고 있고, 케이스(101)의 일면에는 벽면이나 기타 지하 공동구 내 시설물에 부착될 수 있는 부착수단(105)이 형성되어 있다.
부착 수단(105)에는 접착제, 자석 접착제, 나사나 고정핀 등의 고정수단을 이용할 수 있다.
또한, 케이스(101)의 타면에는 송풍팬의 구동으로 인해 내외부 공기가 순환될 수 있고, 멀티 센서를 구성하고 있는 각 감지 모듈(110, 120, 130)의 감지 대상이 사방에서 드나들 수 있는 적어도 하나 이상의 통공(미도시)이 형성되어 있다.
케이스(101)는 화재, 방수 및 방습성, 냉기, 충격 등에 강한 소재로 형성된다. 일례로, 케이스(101)는 휘발성 유기 화합물(VOC)와 유해물질이 전혀 포함되지 않고, 내열 및 단열 성능이 우수한 기능성 세라믹 소재, 세라믹-금속 복합 소재, 금속 소재 등으로 형성될 수 있다.
이러한 케이스(101)는 사방에서 감지 대상을 감지할 수 있도록 원형으로 형성되지만, 설치 장소에 따라 사각형, 원통형 등의 다양한 슬림 형태로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 탈출 유도 모듈의 분해도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 동작을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 탈출 유도 모듈(170)은 광원(310), 제1 하우징(320), 콜리메이터(330), 제2 하우징(340), 회절광학소자(350), 방향 조정부(360), 제3 하우징(370) 및 고정부(375)를 포함한다.
광원(310)은 레이저 광을 출력한다. 광원(310)은 레이저 다이오드(LD LASER Diode)로 구현될 수 있으며, 드라이버(315)의 제어에 따라 레이저 광을 조사한다. 광원(310) 및 드라이버(315)가 동작할 수 있도록 하는 전원은 전원 모듈(160)로부터 상용전원이나 비상전원에 의해 공급될 수 있다.
제1 하우징(320)은 광원(310)과 드라이버(315)를 고정시킨다. 제1 하우징(320)은 제3 하우징(370) 내에서 제2 하우징(340)과 접촉하며 고정된다. 이때, 제1 하우징(320)에는 광원(310)과 드라이버(315)가 접착되거나 조립되어 고정되어 있어, 제1 하우징(320)이 제2 하우징(340)과 접촉하며 고정됨에 따라 함께 고정될 수 있다.
콜리메이터(330)는 광원(310)에서 조사되어 일정한 각도로 발산하는 광의 경로를 평행광으로 변이시킨다. 광원(310)에서 출력되는 광이 회절광학소자(350)에 의해 디자인된 광 분포로 출력되기 위해서는, 회절광학소자(350)로 기 설정된 면적 이상의 광이 입사되어야 한다. 다만, 광원(310)에서 조사되는 광이 직접 회절광학소자(350)로 입사되는 경우, 지나치게 분산되며 온전한 세기의 광이 입사하지 못하거나 충분한 면적의 광이 입사되지 못할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 콜리메이터(330)는 광원(310)에서 조사되는 광 경로 상의 전방에 기 설정된 간격을 두고 배치된다. 콜리메이터(330)는 광원(310)에서 조사된 광을 평행광으로 변이시켜, 광이 손실없이 회절광학소자(350)로 입사되도록 한다. 양 구성(310, 330)이 배치되는 간격에 따라 광원(310)에서 조사되는 광의 분산도가 달라지며, 회절광학소자(350)로 입사하는 광의 면적(또는 광량)이 달라지게 된다.
제2 하우징(340)은 콜리메이터(330) 및 내부로 유입되는 제1 하우징(320)을 고정시킨다. 제2 하우징(340)은 적어도 2개의 단차(344, 348)을 가지며, 광원(310)에서 조사되는 광 경로 상에서 최전방에 위치하는 단차(348)에 콜리메이터(330)가 접착되거나 조립되어 고정된다. 제2 하우징(340)은 제3 하우징(370)이나 제3 하우징(370) 내 기타 고정소자에 의해 고정된다.
제1 단차(344)는 제1 하우징(320)의 지름(광원(310)에서 조사되는 광 경로와 수직인 방향의 길이)과 동일한 지름을 가져, 내부로 유입된 제1 하우징(320)의 움직임을 최소화한다. 제1 하우징(320)은 제2 하우징(340) 내부로 유입되는데, 제1 단차(344)가 제1 하우징(320)과 동일한 지름을 갖기에, 제1 하우징(320)은 제1 단차(344)까지 유입될 수 있다. 제1 하우징(320)이 제1 단차(344)의 내부까지 유입될 경우, 양자는 동일한 지름을 갖기에 이격을 최소화한 채 접촉할 수 있다. 이에, 제1 하우징(320)이 제1 단차(344) 내에 위치하며 움직임이 최소화되며 이탈하지 않게 된다. 제1 하우징(320)이 움직이게 되면, 제1 하우징(320)에 고정된 광원(310)의 광 축이 틀어지게 되어, 온전한 형상의 표시가 출력되지 않을 수 있다. 제1 단차(344)는 이를 방지한다.
제2 단차(348)는 콜리메이터(330)를 고정시키며, 콜리메이터(330)와 광원(310) 간 간격을 유지한다. 제2 단차(348)는 제1 단차(344)보다 좁은 지름을 갖는다. 이에, 제1 단차(344)로 유입된 제1 하우징(320)은 제2 단차(348)에 의해 제1 단차(344)의 끝 부분까지만 유입되며 고정될 수 있다. 제2 단차(348)는 기 설정된 간격만큼의 길이(광원(310)에서 조사되는 광축 방향의 길이)를 가져, 제1 하우징(320)에 고정된 광원(310)과 제2 단차(348)에 고정되는 콜리메이터(330)가 기 설정된 간격만큼 떨어져 배치될 수 있도록 한다.
회절광학소자(350)는 콜리메이터(330)를 거친 광을 입사받아, 진입 금지표시나 대피 방향 표시로 디자인된 광 분포를 만들어 출력한다. 진입 금지표시는 탈출 유도 모듈(170)을 포함하는 고정형 멀티 센서 디바이스(100)가 배치된 위치의 인접한 곳에서 화재 등이 발생하였음을 알리며 진입을 금지하기 위한 표시로서, 예를 들어, X자 형상의 도형일 수 있다. 한편, 대피 방향 표시는 특정 방향으로 진행하라거나 특정 방향에 비상구가 존재함을 알리는 표시로서, 일정 방향을 가리키는 화살표이거나 화살표와 비상구(Exit)를 알리는 문구를 모두 포함할 수 있다.
광원(310)에서 조사되는 광의 중심파장 λ가 하기 회절공식에 의해 패턴을 갖게 된다.
여기서, d는 패턴의 폭을, m은 회절수차를 의미한다. 이때, 영상면까지의 거리가 D인 경우, 각 패턴의 경로차가 파장의 정수배가 되는 회절각 θ인 지점에서 광이 포커싱 된다. 이를 이용하여, 회절광학소자(350)에 입사되는 광의 각 파장의 위상과 경로차가 파장의 정수배가 되는 지점에 목표영상(Target Image)이 포커싱되도록, 각 패턴 사이의 간격 p가 결정된다.
이때, 영상면을 포함하는 목표영상의 크기는 단일 화소의 크기와 동일하도록 설정되며, m은 다층 구조에서는 1이다. 계산된 목표영상, 패턴의 크기 및 광원으로부터 회절광학소자에 도달하는 공간별 파장의 위상 및 재생상의 위치를 고려하여 홀로그램 패턴을 만들 수 있다.
방향 조정부(360)는 회절광학소자(350)를 고정시키며, 회절광학소자의 방향을 조정한다. 방향 조정부(360)에 회절광학소자(350)가 접착되거나 조립되어 고정된다.
방향 조정부(360)는 제3 하우징(370)과 고정부(375) 사이에서 외부로 드러나 배치된다. 다만, 방향 조정부(360)는 제3 하우징(370)과 고정부(375) 사이에서 배치되나, 자리 이탈없이 제자리에서 회전가능하도록 배치된다. 방향 조정부(360)는 외력을 받아 제자리에서 회전할 수 있다. 방향 조정부(360)가 회전하게 되면, 방향 조정부(360)에 고정된 회절광학소자(350) 역시 함께 회전하게 된다. 이에 따라, 회절 광학소자(350)가 출력하는 광 패턴의 방향이 회전하게 되며, 특정 방향으로의 진입을 가리키는 대피 방향 표시의 방향이 가변될 수 있다. 이에, 관리자는 제어 장치(200)를 통해 방향 조정부(360)를 회전시키며 원하는 방향으로 대피 방향 표시가 출력되도록 할 수 있다.
제7 하우징(370) 및 고정부(375)는 내부 또는 사이에 각 구성들을 배치시키며 고정시킨다. 고정부(375)는 일 부분에 회절광학소자(350)를 거치는 광을 통과시키는 관통공을 포함하여, 대피 방향 표시나 진입 금지표시가 최종적으로 출력될 수 있도록 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 탈출 유도 모듈(170)은 광원(310)에서 광이 출력되면, 출력된 광은 콜리메이터(320)를 거치며 평행광으로 변이된다. 콜리메이터(320)를 거친 평행광은 회절광학소자(350)를 거치며 대피 방향 표시나 진입 금지표시의 광 분포로 출력된다.
탈출 유도 모듈(170)은 2개, 4개 등 복수 개를 구비할 수 있고, 제어장치(120)의 제어에 따라 선택적으로 진입 금지 표시나 4방향 중 어느 하나의 방향으로 대피 방향 표시를 출력할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출 유도 모듈의 동작에 따른 실제 출력을 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 도면과 같이, 탈출 유도 모듈(170)은 화살표와 함께 비상구를 알리는 문구를 포함하는 대피 방향 표시를 출력할 수 있다. 이때, 회절광학소자(350)를 거친 1차 회절광(510)은 비상구나 화재가 발생한 방향의 반대방향을 가리키는 화살표의 형상이나, 그와 함께 비상구를 알리는 문구의 형상으로 포커싱될 수 있다. 한편, 회절광학소자(350)를 거친 2차 이상의 고차 회절광(520)은 1차 회절광(510)의 주변에서 포커싱되지 못한 채 출력된다. 1차 회절광(510)의 주변에 2차 이상의 고차 회절광(520)이 출력됨으로써, 진입 가능표시는 일정 면적을 형성하여 보다 대피자에게 보다 용이하게 인식될 수 있다. 전술한 특징은 진입 금지표시에서도 동일하게 나타날 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 멀티 센서 디바이스가 적용된 지하 공동구 관리 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 고정형 멀티 센서 디바이스가 적용된 지하 공동구 관리 시스템은, 지하 공동구의 여러 지역에 분산되어 설치된 고정형 멀티 센서 디바이스(100), 제어 장치(200) 및 화재 경보 시스템을 포함할 수 있다.
제어 장치(200)는 다수의 고정형 멀티 센서 디바이스(100)와 통신망을 통해 연결되어, 고정형 멀티 센서 디바이스(100)로부터 화재 재난 신호와 디바이스의 상태 신호 등을 수신하고, 고정형 멀티 센서 디바이스(100)로 상태 제어, 유도광 제어를 비롯한 각종 디바이스 제어를 위한 제어 신호를 송신한다.
제어 장치(200)는 지하 공동구, 지하 공동구를 포함하는 건물에 대해 안전 관리 등 시설 통제 기능을 수행하며, 화재/재난 등 비상 상황 발생시 화재/재난 발생 위치를 확인하고, 화재/재난 발생 위치로 진출/진입 경로를 제공하는 역할을 수행한다. 이러한 제어 장치(200)는 방송시스템, CCTV 시스템, 통신 설비 등을 제어할 수 있다. 따라서, 제어 장치(200)는 지하 공동구에서 화재 재난 신호가 전송되는 경우에, 지하 공동구에 설치된 CCTV와 연계하여 화재 상태를 모니터링하고, 방재 센터와 관리자의 단말에 화재 재난 신호와 함께 해당 영상 신호를 전송함으로써 정확한 화재 상태를 인지할 수 있도록 한다.
제어 장치(200)는 고정형 멀티 센서 디바이스(100)로 진입/진출 경로에 설치된 고정 멀티 센서 디바이스(100)를 선택적으로 제어하여 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 유도광을 출력하도록 할 수 있다.
제어 장치(200)는 중앙 통제실 역할을 수행하며, 일반적인 의미의 서버용 컴퓨터 본체일 수 있고, 그 외에 서버 역할을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있다. 구체적으로, 제어 장치(200)는 통신 모듈(미도시), 메모리(미도시), 프로세서(미도시) 및 데이터베이스(미도시)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 구현될 수 있는데, 스마트폰이나 TV, PDA, 태블릿 PC, PC, 노트북 PC 및 기타 사용자 단말 장치 등으로 구현될 수 있다.
화재 경보 시스템은 수신기 및 제어반, 사이렌 및 스피커, 속보기를 포함하고 있어, 고정형 멀티 센서 디바이스(100)로부터 화재 재난 신호가 발생되면 화재 발생 위치 및 화재를 사이렌이나 스피커를 통해 건물 내에 통보하면서, SMS 및 음성으로 방재 센터에 화재 발생을 알리게 된다.
여기서, 속보기는 화재신호와 연동하여 작동하여 관리자에게 화재 발생을 경보함과 동시에 소방관서에 자동적으로 통신망을 통해 화재 발생 및 소방 대상물의 위치를 음성으로 통보하여 주는 것을 의미한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
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 상기 상세한 설명보다는 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 : 고정형 멀티 센서 디바이스
110 : 화재 감지 모듈
120 : 복합 환경 감지 모듈
130 : 재난 감지 모듈
140 : 통신 모듈
150 : 제어 모듈
160 : 전원 모듈
170 : 탈출 유도 모듈
180 : 대기 순환 모듈
190 : 상태 표시 모듈
200 : 제어 장치
110 : 화재 감지 모듈
120 : 복합 환경 감지 모듈
130 : 재난 감지 모듈
140 : 통신 모듈
150 : 제어 모듈
160 : 전원 모듈
170 : 탈출 유도 모듈
180 : 대기 순환 모듈
190 : 상태 표시 모듈
200 : 제어 장치
Claims (9)
- 공동구에 설치되어 화재 또는 재난 상태를 감지하여 대응하도록 하는 고정형 멀티 센서 디바이스에 있어서,
불꽃 또는 연기를 감지하여 화재 감지 신호를 제공하는 화재 감지 모듈;
온습도, 연소 가스 또는 휘발성 가스를 감지하여 환경정보 감지 신호를 제공하는 복합 환경 감지 모듈;
지진, 균열 또는 붕괴로 인해 발생되는 진동을 감지하여 재난 감지 신호를 제공하는 재난 감지 모듈;
외부의 제어장치로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 화재 감지 신호, 환경정보 감지 신호 또는 재난 감지 신호를 외부의 제어 장치로 송신하는 통신 모듈;
상기 통신 모듈을 통해 전송되는 제어 신호에 따라 상기 화재감지모듈, 복합 환경 감지 모듈 또는 재난 감지 모듈의 상시 감지 기능을 수행하는 일반 모드와, 상기 화재감지모듈, 복합 환경 감지 모듈 또는 재난 감지 모듈 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 화재 또는 재산 감지시 알람 동작을 수행하는 비상 모드로의 동작을 수행하도록 고정형 멀티 센서 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 제어 모듈;
상기 제어 모듈의 제어에 따라 고정형 멀티 센서 디바이스의 구동에 필요한 전원을 제공하는 전원 모듈; 및
상기 제어 모듈의 제어 따라 비상 모드시 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 유도광을 출력하는 탈출 유도 모듈을 포함하는 것인, 고정형 멀티 센서 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 고정형 멀티 센서 디바이스로 외부 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하는 대기 순환 모듈을 더 포함하는 것인, 고정형 멀티 센서 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 고정형 멀티 센서 디바이스의 상태를 표시하는 적어도 하나 이상의 led를 포함하는 상태 표시 모듈을 더 포함하는 것인, 고정형 멀티 센서 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 전원 모듈은,
상기 제어 모듈의 제어에 따라 일반 모드에서 상용 전원 라인을 이용하여 전원을 제공하고, 비상 모드에서 내장 배터리를 이용한 비상 전원 라인을 통해 전원을 제공하도록 절환스위칭부를 더 포함하는 것인, 고정형 멀티 센서 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 탈출 유도 모듈은,
광원;
상기 광원의 광 경로 상의 전방에 배치되어, 광원에서 조사되는 광을 평행광으로 변이시키는 콜리메이터; 및
상기 콜리메이터를 거친 광을 입사받아, 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 광 분포를 만들어 출력하는 회절광학소자를 포함하는 것인, 고정형 멀티 센서 디바이스. - 제5항에 있어서,
상기 탈출 유도 모듈은,
상기 제어 모듈의 제어에 따라 선택적으로 진입 금지 표시 또는 상기 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시를 출력할 수 있는 것인, 고정형 멀티 센서 디바이스. - 제5항에 있어서,
상기 회절 광학 소자는,
상기 디자인된 광분포를 갖는 1차 회절광을 진입 금지표시나 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 포커싱하여 출력하고, 상기 1차 회절광 이외의 2차 이상의 회절광은 상기 1차 회절광의 주변에서 포커싱되지 않도록 출력하는 것인, 고정형 멀티 센서 디바이스. - 지하 공동구의 기 설정된 지역에 복수 개가 설치되는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 고정형 멀티 센서 디바이스; 및
상기 고정형 멀티 센서 디바이스와 통신망을 통해 연결되고, 지하 공동구 또는 지하 공동구를 포함하는 시설물에 대해 안전 관리 및 시설통제 기능을 수행하고, 상기 고정형 멀티 센서 디바이스로부터 화재 재난 신호가 전송되면 화재 또는 재난의 발생 위치를 확인하고, 화재 또는 재난의 발생 위치로 진입/진출 경로를 제공하는 제어 장치를 포함하는 것인, 지하 공동구 관리 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 진입/진출 경로에 설치된 고정 멀티 센서 디바이스의 탈출 유도 모듈을 선택적으로 제어하여 진입 금지 표시 또는 기 설정된 방향으로의 대피 방향 표시로 디자인된 유도광을 출력하는 것인, 지하 공동구 관리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210115226A KR102563104B1 (ko) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 고정형 멀티 센서 디바이스 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210115226A KR102563104B1 (ko) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 고정형 멀티 센서 디바이스 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| KR20130109349A (ko) * | 2012-03-27 | 2013-10-08 | 주식회사 건국이엔아이 | 복합형 피난 유도장치 |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| KR20200057123A (ko) * | 2018-10-19 | 2020-05-26 | (주)승화기술정책연구소 | 공기질 지속 측정을 이용한 지하공간 대피 유도 방법 |
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