WO2010107143A1 - 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2010107143A1
WO2010107143A1 PCT/KR2009/001324 KR2009001324W WO2010107143A1 WO 2010107143 A1 WO2010107143 A1 WO 2010107143A1 KR 2009001324 W KR2009001324 W KR 2009001324W WO 2010107143 A1 WO2010107143 A1 WO 2010107143A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fire
sensor network
wireless sensor
extinguishing
situation display
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/001324
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
강희진
이동곤
이경중
Original Assignee
한국해양연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양연구원 filed Critical 한국해양연구원
Publication of WO2010107143A1 publication Critical patent/WO2010107143A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/10—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Definitions

  • the present invention relates to a system and method for automatically operating a fire extinguishing device upon detecting a fire occurrence based on a wireless sensor network.
  • ZigBee is a standard technology for home automation and data networks with low transmission speeds, which allows you to control lights from anywhere in your home, turn on / off your home security system VCR, and make home automation easier by dialing through the Internet with the touch of a button. It's a technology that starts with what you want to do.
  • ZigBee is an international standard protocol and low power wireless communication technology suitable for next-generation wireless networks that support the construction of low-cost networks by reducing data size with simplified protocols and limited functions.
  • Zigbee is a short-range wireless communication standard corresponding to the 868 MHz, 915 MHz, and 2.4 GHz frequency bands, and uses a physical layer (PHY) and a media access control (MAC) layer defined by IEEE 802.15.4.
  • the simple, cost-effective, low-power wireless connectivity offered by ZigBee technology can be used in a variety of applications, including industrial and home monitoring, control and automation, and medical diagnostics.
  • the leading areas in the market today are industrial, commercial, and residential systems, where wireless control technology can have a significant impact on a company's balance of payments or customer safety awareness.
  • ZigBee technology can be used to improve automatic instrument readout (AMR) solutions, logistics and inventory tracking, security and access control in utilities and energy management.
  • AMR automatic instrument readout
  • tracing can be used for preventive maintenance and performance monitoring.
  • Some examples include earthquake detection, inclinometers, robotics, and security systems.
  • ZigBee wireless systems can provide a new level of control for security systems that connect components such as motion control sensors, cameras and employee badges.
  • Wireless technology can save you time by reducing man-made operations, automatically turning the equipment on and off, watering the grass, and monitoring security status.
  • ZigBee technology can seamlessly connect any system, for example, by opening the front door and turning on the lights in the house. It can also provide the ability to make intelligent decisions based on the sensor network environment, such as detecting the presence of people inside a house.
  • Wireless technologies such as ZigBee support two-way message delivery, making them ideal for remote control of homes or small offices.
  • ZigBee technology in residential systems are home control and automation, environmental control, security and access control. Other applications include home automation systems, including lighting and HVAC control devices, security systems, blind and curtain control, remote control of set-top boxes and other digital entertainment devices.
  • home automation systems including lighting and HVAC control devices, security systems, blind and curtain control, remote control of set-top boxes and other digital entertainment devices.
  • wireless networks in home systems enables remote monitoring and control, for example from a computer or handheld device connected to the network.
  • Consumer electronics with accessory interfaces can add ZigBee technology after purchase, for example, a compact flash or PCMCIA slot in a PDA or notebook PC.
  • Wireless connection technology is also being introduced into mobile phones.
  • mobile phones and smartphones are becoming key elements in everyday life, it makes sense to add technology that can increase the utilization of each product.
  • the introduction of ZigBee technology into the home market has increased the possibility of using mobile phones for tasks such as running sprinkler systems or adjusting thermostats.
  • ZigBee technology there are numerous other small or niche markets where ZigBee technology can be applied, including medical monitoring, automotive security and access control, remote control devices, vending machines, product unattended terminals, and military applications.
  • the target market for ZigBee technology is the mature traditional wireline communications market.
  • the introduction of wireless in the wired communications market has been predictable.
  • Wireless access and control is becoming a powerful trend, from TV remote controls, remote door openers, to PDAs and mobile phones that provide the computing power of previous generation desktop PCs.
  • Wireless sensor networks can contribute to improved energy efficiency and lower fuel costs. For example, if a thermostat fails, building management personnel or homeowners may not realize the problem until a significant amount of expensive energy is wasted. This can be a serious problem in an environment where employees do not always work inside buildings, such as warehouses. Using a wireless sensor network, you can immediately notify the right person of the problem. Wireless networks do not have to pay for cabling and manual adjustments to the system, which can be used at low cost to address regulatory changes, such as national and regional fire and safety regulations.
  • ZigBee technology is based on industry standards, providing interoperability to enable communication between devices from different manufacturers, and offer flexible integrator options to system integrators and customers. ZigBee technology also provides simplicity and cost-effective implementation for architectural and remodeling applications. What's more, ZigBee technology consumes less power, allowing longer battery-powered networks.
  • ZigBee-based technologies can contribute to the cost savings of original equipment manufacturers (OEMs) as well as equipment replacement. This is typically due to the fact that MCUs are already used in OEMs, and only minimal cost increases are needed for additional memory to run MAC and ZigBee software. Freescale's IEEE 802.15.4 2.4 GHz band RF transceivers are available worldwide, eliminating the need to redesign or certify products for different markets or regions.
  • OEMs original equipment manufacturers
  • Freescale's IEEE 802.15.4 2.4 GHz band RF transceivers are available worldwide, eliminating the need to redesign or certify products for different markets or regions.
  • ZigBee-based networks are standards-based solutions that are interoperable and cost less than proprietary solutions.
  • the ZigBee protocol is designed to operate at very low power, so it is advantageous to apply ZigBee technology to networks of battery-powered devices such as security and automation systems.
  • the ZigBee standard has endless possibilities as an easy-to-use tool for a variety of short-range wireless applications.
  • ZigBee network users and developers are always looking for solutions that can reduce development or implementation time, and are easy to use and cost-effective. Provided with an intuitive development environment that includes software, hardware, licenses, and reference designs for turnkey product development, developers and manufacturers can shorten time to market.
  • ZigBee networks can be designed to be scalable, flexible, secure, and use only minimal power.
  • a ZigBee mesh network has already been demonstrated, consisting of more than 100 nodes.
  • Ultra-long battery life is also a key feature of the ZigBee network, which can be used for up to 20 years on a single Li-ion battery.
  • Great flexibility in high-performance processors requires Ethernet and USB connectivity.
  • Location awareness can be integrated into the ZigBee network and includes two ZigBee-enabled Personal Area Network (PAN) users, as well as awareness of mobile nodes in fixed networks such as security badge movement within buildings with ZigBee chips. It can also recognize the movement of the network itself, such as mutual information exchange. The same is true for all wireless networks, but security is critical in situations such as logging in to a private network.
  • PAN Personal Area Network
  • a router is a device that reads the address of a destination contained in transmission information (packet) and transmits it to another communication network using the most appropriate communication path when connecting and transmitting information through a LAN. It is a necessary equipment when accessing the Internet, and it is a core communication equipment that provides a role of setting a path for transmitting information in a communication network operated by different protocols.
  • the router recognizes the other network according to the route allocation table and assigns the route, and determines the destination (node) in the other network or the network to which it is connected based on the received packet. Selects the most efficient route and sends the packet. It controls the communication flow and performs various communication network management functions such as configuring various auxiliary communication networks in the communication network.
  • the advantage of the router is that it enables the communication environment to be set up so that the routing method can be decided according to the management policy to improve the performance of the entire network.
  • the communication method is automatically determined according to the standard logic, it is easy to maintain, and regardless of the communication method, a large-scale communication network can be easily configured, and traffic (traffic) can be distributed along various paths.
  • traffic traffic
  • the initial configuration is difficult and depends on a specific protocol, various protocols are difficult to support, sub-protocols are not supported, and functions are complicated, and thus the price is expensive.
  • the best way to prepare for fires in ships or buildings is to determine the possibility of fire in advance and prevent the fire in advance, but it is not easy to prevent the fire like this by the conventional technique.
  • a wireless fire detection transmission device for transmitting a fire location telephone number and a place, an intelligent fire detection system using wireless communication, an electronic wireless fire detection system, a fire detection device and a fire detection management system having the same, wireless communication and power line communication
  • the fire detection system used not only lacks the means to extinguish the fire directly, but also judges the occurrence of the fire only by the signal input to the sensor, and lacks the techniques and methods for the manager's on-site checking and extinguishing work order. It is.
  • the fire alarm / path providing service and the method using the wireless sensor network does not give time for the administrator to determine the situation after the fire can cause contamination of the area by the injection of unnecessary extinguishing materials, fixed hydration such as sprinkler Considering the extinguishing by means, there is a limit to the simple installation, release, and recycling of fire alarms and extinguishing means, and it is difficult to spray intensive and effective extinguishing materials on the fire site.
  • the automatic fire extinguishing device has a limit of detecting a fire only by temperature, and lacks a function of checking a harmful gas in a work space and notifying workers and managers, and it is difficult to launch an intensive and effective fire extinguishing material on a fire site. there is a problem.
  • the present invention to solve the above problems, on the basis of a wireless sensor network using ZigBee, etc. on behalf of a person to monitor the fire of the fire hazard places, such as engine room of the ship, cooking room or boiler room of the land building, kitchen, and fire It is an object of the present invention to provide a system and a method for automatically extinguishing a fire only when there is no fire extinguishing effort by a person for a predetermined time while announcing a fire or a fire when an alarm occurs.
  • a sensor node for measuring in real time the temperature, carbon dioxide, flammable gas and harmful gas concentration of the fire hazard location and transmits to the router along the wireless sensor network;
  • a router for reading the signal of the sensor node and transmitting it to the fire monitoring situation display;
  • a fire monitoring situation display for determining whether a fire occurs in a fire hazard location according to signal information of a sensor node received from a router and performing necessary measures;
  • a fire extinguisher equipped with an automatic valve for injecting extinguishing materials into a fire hazard location according to the instructions of the fire monitoring situation display, and automatically or manually adjusting the spray direction and intensity of the extinguishing materials by tracking a fire occurrence point.
  • the sensor node disposed in the fire risk location measuring the temperature, carbon dioxide, flammable gas and harmful gas concentration in real time and transmitting to the router along the wireless sensor network;
  • the router reads the signal of the sensor node and sends it to the fire monitoring situation display; Determining whether or not a fire occurs at a fire hazard location according to signal information of a sensor node received from a router by the fire monitoring situation display and performing necessary measures; And an automatic valve-mounted fire extinguisher injecting extinguishing materials into a fire hazard location according to a command of the fire monitoring situation display, and automatically or manually adjusting the spray direction and intensity of the extinguishing materials by tracking a fire occurrence point.
  • the present invention has the advantage that the fire detection sensor and the automatic fire extinguisher is connected to the wireless sensor network, there is no need for a separate structure change or facility requirements for installing a fire extinguishing, alarm equipment in the ship or building. Therefore, the present invention can be easily installed and utilized in high-risk work sites where the installation of a fire alarm system is very difficult and the installation of a fire engine system, a large building or a fire alarm system, which requires a high fire risk, is frequently required.
  • the present invention utilizes a wireless sensor network, it is easy to extend the system from the unit area to the whole area unit, and particularly, it is conveniently installed in ships or other large buildings, construction sites, and workshops where it is difficult to newly install a fire monitoring system. Not only can it be removed and recycled, but it can also monitor the fire monitoring status of a large number of remote areas at once, greatly reducing manpower requirements for hazardous area monitoring.
  • Figure 1 shows the overall system and connection of the wireless sensor network based automatic fire extinguishing system according to the present invention.
  • FIG. 2 shows an operation algorithm of the wireless sensor network based automatic fire extinguishing system according to the present invention.
  • the present invention relates to a system and method for automatically operating a fire extinguishing device based on a wireless sensor network upon detection of a fire, and based on a wireless sensor network utilizing Zigbee, etc. It monitors fires in fire-hazardous places such as boiler rooms and kitchens of buildings, alerts or alarms when fires occur, and automatically extinguishes fires only when there is no effort to extinguish fire by humans for a certain period of time. It will perform the function.
  • FIG. 1 illustrates the overall system and connection relationship of a wireless sensor network based automatic fire extinguishing system according to the present invention
  • FIG. 2 shows an operation algorithm of the wireless sensor network based automatic fire extinguishing system according to the present invention.
  • the present invention provides a sensor node for measuring in real time the temperature, carbon dioxide, flammable gas and harmful gas concentration of a fire hazard location and transmitting to a router along a wireless sensor network; A router for reading the signal of the sensor node and transmitting it to the fire monitoring situation display; A fire monitoring situation display for determining whether a fire occurs in a fire hazard location according to signal information of a sensor node received from a router and performing necessary measures; And a fire extinguisher equipped with an automatic valve for injecting extinguishing materials into a fire hazard location according to the instructions of the fire monitoring situation display, and automatically or manually adjusting the spray direction and intensity of the extinguishing materials by tracking a fire occurrence point. Present an automatic digestive system based.
  • the wireless sensor network configuration means may be ZigBee, Bluetooth, Wifi, etc.
  • the router may be replaced by a gateway. Therefore, in the following description of the present invention, the router is referred to as a component, but this is not intended to limit the present invention to the router, but only to be described in advance to give an example for explaining the present invention.
  • Sensor nodes can be installed in a number of places such as fire hazards, such as oil-filled mechanical devices, fire-hazardous chemicals, petroleum or natural gas production or handling, engine rooms, cooking rooms, pump rooms, etc. It is installed and measured in real time the temperature, carbon dioxide concentration, flammable gas (including oil particles generated by the evaporation of oil) and harmful gas concentration in real time and transmitted to the router along the wireless sensor network.
  • fire hazards such as oil-filled mechanical devices, fire-hazardous chemicals, petroleum or natural gas production or handling, engine rooms, cooking rooms, pump rooms, etc. It is installed and measured in real time the temperature, carbon dioxide concentration, flammable gas (including oil particles generated by the evaporation of oil) and harmful gas concentration in real time and transmitted to the router along the wireless sensor network.
  • the fire monitoring situation display can check the temperature, carbon dioxide, flammable gas and noxious gas concentration measurement values in real time at the fire hazard location sent by the sensor node. It is determined that a dangerous situation has occurred (fire has occurred) and the necessary measures are executed (more details on this will be described later).
  • the router reads the signal from the sensor node and sends it to the fire watch situation.
  • the routers hop each other's information.
  • the router receives a signal from the sensor node, the signal hops to a nearby router, and the hopping information is finally fired in the center (e.g. steering room). It will be gathered in the surveillance situation.
  • the fire monitoring situation display judges whether a fire occurs in a fire dangerous place based on signal information of a sensor node received from a router, and executes necessary measures.
  • the fire monitoring situation display is a kind of computer device, which may be a desktop type computer, but is not limited thereto, and a notebook, a personal digital assistant (PDA), a cellular phone, a personal communication system (PCS), a handheld PC ( Hand-Held PC).
  • PDA personal digital assistant
  • PCS personal communication system
  • Hand-Held PC Hand-Held PC
  • the fire monitoring situation display displays the temperature, carbon dioxide, flammable gas, and harmful gas concentrations of the fire hazards measured by the sensor node in real time on the screen, allowing managers and other crews to quickly and intuitively grasp the current situation of the fire hazard. This ensures the safety of the surveillance area.
  • the fire monitoring situation display judges that a dangerous situation has occurred (fire occurred) when a certain level of temperature, carbon dioxide, flammable gas, and harmful gas concentration has been measured, and accordingly, an alarm alarm sounds (fire alarm) Let it ring.
  • the ID of the router that reads the sensor node's signal is displayed on the screen and the relevant fire hazard location is displayed through the linked camera, so that the manager or other crew can quickly and intuitively identify the location of the fire hazard location. do.
  • the fire monitoring situation display displays a warning message on the manager's mobile terminal or the workplace screen, including a command to prohibit the operation and withdrawal of personnel to the fire hazard site and to order a fire report to 119.
  • the fire surveillance situation display is based on a separate judgment criteria (type of program embedded in the fire surveillance situation display) organized according to the type or situation of the fire risk place.
  • the fire monitoring situation display if it is determined that a dangerous situation has occurred, orders the extinguishing material to be sprayed to the fire extinguisher equipped with an automatic valve located at the place of the fire hazard.
  • the fire extinguisher equipped with automatic valve is controlled and operated automatically by fire monitoring situation display.
  • fire extinguishing agent is put out to extinguish the fire by spraying extinguishing materials in the place of fire danger.
  • fire extinguishers equipped with automatic valves can automatically or manually adjust the direction and intensity of the fire extinguishing material by tracking the fire.
  • the fire extinguisher equipped with an automatic valve performs intensive fire extinguishing on a fire source by automatically or manually adjusting the position of the fire extinguishing nozzle in connection with the position information of the sensor node which recognizes the camera and the fire.
  • the fire monitoring situation display does not instruct the fire extinguisher to fire extinguishers immediately after determining that a dangerous situation has occurred, but preferentially the fire extinguisher equipped with an automatic valve so that the manager can check and control the site. Put it.
  • the present invention is to prevent the damage caused by the malfunction of the fire extinguisher by placing the standby state of the automatic valve equipped fire extinguisher.
  • the present invention is a method implemented in the system, the sensor node disposed in the fire risk location measuring the temperature, carbon dioxide, flammable gas and harmful gas concentration in real time and transmitting to the router along the wireless sensor network;
  • the router reads the signal of the sensor node and sends it to the fire monitoring situation display; Determining whether or not a fire occurs at a fire hazard location according to signal information of a sensor node received from a router by the fire monitoring situation display and performing necessary measures; And an automatic valve-mounted fire extinguisher injecting extinguishing materials into a fire hazard location according to a command of the fire monitoring situation display, and automatically or manually adjusting the spray direction and intensity of the extinguishing materials by tracking a fire occurrence point.
  • the present invention there is no need for a separate structural change or facility for installing a fire extinguishing or alarming facility in a ship or a building, and the construction of a facility for installing a fire alarm system is very difficult, but the engine room of a ship having a high risk of fire is large. It can be simply installed and used in high-risk work sites that require frequent installation and dismantling of buildings or fire alarm systems. Therefore, it is a technology that can be widely applied in shipbuilding, construction, and information and communication fields to realize its practical and economic value.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 센서네트워크를 기반으로 하여 화재 발생 감지 시 자동으로 소화 장치를 가동하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 지그비 등을 활용한 무선 센서네트워크를 기반으로 하여 사람을 대신해 선박의 기관실, 조리실 또는 육상 건물의 보일러실, 주방 등 화재 위험 장소의 화재를 감시하고, 화재 발생시 경고 또는 알람으로 화재 사실을 알리는 한편, 일정 시간 동안 사람에 의한 화재 진압 노력이 없을 경우에 한하여 자동으로 화재를 진압하는 등의 기능을 수행하게 된다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 08.04.2009]　무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템 및 방법
본 발명은 무선 센서네트워크를 기반으로 하여 화재 발생 감지 시 자동으로 소화 장치를 가동하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
1. 지그비(Zigbee)
지그비란 저속 전송 속도를 갖는 홈 오토메이션 및 데이터 네트워크를 위한 표준 기술로서, 버튼 하나로 집안 어느 곳에서나 전등을 제어하고 홈보안 시스템 VCR을 on/off 하며 인터넷을 통한 전화 접속으로 홈 오토메이션을 더욱 편리하게 이용하려는 것에서 출발한 기술이다. 즉, 지그비는 간소화된 프로토콜과 제한적인 기능으로 데이터 크기를 줄여 저렴한 네트워크 구축을 지원하는 차세대 무선 네트워크에 적합한 저전력 무선 통신 기술이며 국제 표준 프로토콜인 것이다. 지그비는 868MHz, 915MHz, 2.4GHz 주파수 대역에 해당하는 단거리 무선 통신 표준으로 IEEE 802.15.4에 의해 정의된 물리 계층(PHY) 및 MAC(media access control) 계층을 사용한다.
지그비 기술이 제공하는 단순하고 비용 효율적인 저전력 무선 연결 방식은 산업용 및 가정용 모니터링, 제어 및 자동화, 의료 진단 등 다양한 분야에 적용할 수 있다. 현재 시장에서 가장 주도적인 분야는 산업용, 상업용, 가정용 시스템으로, 이러한 분야는 무선 제어 기술이 기업의 경영수지 또는 고객의 안전 의식에 지대한 영향을 줄 수 있는 분야이다.
지그비의 적용 분야를 살펴보면 아래와 같다.
산업 분야의 경우 지그비 기술을 활용하여 공익사업 및 에너지 관리 분야의 자동 계기 판독(AMR) 솔루션, 물류 및 재고 추적, 보안 및 액세스 제어 기능을 개선할 수 있다. 기타 시스템의 경우에도 예방적 유지보수 및 성능 모니터링에 추적 기능을 활용할 수 있다. 그 중 몇 가지 예로 지진 탐지, 경사계, 로봇 공학, 보안 시스템 등을 들 수 있다.
상업용 시스템에서 지그비 기술의 이상적인 적용 분야로는 건물 통제 및 자동화, 무선 조명, 보안 및 액세스 제어, 자산 및 재고 관리 등이 있다. 창고 내의 개별 장비 및 제품에서 팔레트 단위까지 모든 제품을 추적할 수 있는 자산 태그가 도입되면서 특히 무선 재고 관리 솔루션의 중요성이 높아지고 있다. 지그비 무선 시스템은 동작 제어 센서, 카메라, 직원용 배지와 같은 구성요소를 연결하는 보안 시스템에 새로운 차원의 제어 기능을 제공할 수 있다.
소비자 시장의 경우 주택 편의 기능이 단순히 멋진 기능이 아니라 실질적인 요구가 되어가고 있다. 무선 기술을 활용하면 인위적인 조작을 줄이고, 자동으로 장비를 켜고 끄거나, 잔디에 물을 주거나, 보안 상태를 모니터링 하는 등 시간을 절감할 수 있다. 지그비 기술은, 예를 들어 현관문을 열면 집 안의 조명이 켜지도록 하는 등 모든 시스템을 매끄럽게 연결할 수 있다. 또한 주택 내부에 사람이 있는지 감지하는 등 센서 네트워크 환경에 따라 지능적인 판단을 할 수 있는 역량을 제공할 수 있다. 지그비와 같은 무선 기술은 양방향 메시지 전달 기능을 지원하므로 주택 또는 소규모 사무실의 원격 제어에 적합하다.
주거 시스템에서 지그비 기술의 주요 용도는 주택 제어 및 자동화, 환경 제어, 보안 및 액세스 제어 등이다. 기타 적용 분야로는 조명 및 HVAC 제어 디바이스를 포함한 주택 자동화 시스템, 보안 시스템, 블라인드와 커튼 제어, 셋톱박스와 기타 디지털 엔터테인먼트 디바이스의 원격 제어 등이 있다. 또한 가정용 시스템에 무선 네트워크를 도입하면, 예를 들어 네트워크에 연결된 컴퓨터 또는 핸드헬드 디바이스에서 원격 모니터링 및 제어가 가능하다. 액세서리 인터페이스를 갖춘 가전제품의 경우 구매 후에 지그비 기술 활용 기능을 추가할 수 있으며, PDA 또는 노트북 PC에 있는 콤팩트 플래시 또는 PCMCIA 슬롯이 그 예이다.
무선 연결 기술은 휴대전화에도 도입되고 있다. 휴대전화와 스마트폰이 일상생활에 핵심적인 요소가 되어가고 있으므로 각 제품의 활용도를 높일 수 있는 기술을 추가하는 것이 타당해졌다. 특히 지그비 기술이 가정용 시장에 도입됨에 따라 휴대전화를 스프링클러 시스템 가동 또는 온도 조절기 조정과 같은 작업에 활용할 수 있는 가능성이 높아졌다.
의료 모니터링, 자동차 보안 및 액세스 제어, 원격 제어 기기, 자동 판매기, 제품 무인 단말기, 군사 용도 등 지그비 기술을 적용할 수 있는 다른 소규모 시장 또는 틈새 시장은 무궁무진하다.
지그비 기술의 장점을 살펴보면 아래와 같다.
지그비 기술의 대상 시장은 성숙한 기존 유선 통신 시장이다. 유선 통신 시장의 무선 도입은 예상할 수 있는 행보였다. 유선 형태의 전자 기기가 널리 보급된 이후에는 해당 제품을 무선으로 만드는 것이 자연스러운 발전 방향이다. TV 리모콘, 원격 도어 개폐 장치에서 이전 세대 데스크톱 PC의 컴퓨팅 파워를 제공하는 PDA 및 휴대전화에 이르기까지 무선 액세스 및 제어는 강력한 추세로 자리잡고 있다.
여러 가지 추세로 인해 다양한 시장에 무선이 빠르게 도입되고 있다. 무선 센서 네트워크는 에너지 효율 향상과 연료비용 절감에 기여할 수 있다. 예를 들어 온도 조절기에 고장이 발생하는 경우, 고가의 에너지가 상당량 낭비되기 전까지 건물 관리 인력 또는 주택 소유주가 문제를 깨닫지 못할 수 있다. 이는 창고와 같이 직원이 건물 내부에 항상 근무하지 않는 환경에서 심각한 문제가 될 수 있다. 무선 센서 네트워크를 사용하면 즉시 적절한 대상에게 문제를 통보할 수 있다. 무선 네트워크는 케이블 배선과 시스템 수동 조정 등의 작업에 비용을 들일 필요가 없으므로, 국가 또는 지역별 화재 및 안전 법규 등의 규정 변경에 저렴한 비용으로 대처할 수 있다.
지그비 기술은 업계 표준을 기반으로 하므로 서로 다른 제조업체의 디바이스 간에 통신이 가능하도록 상호 운용성을 제공하며, 시스템 통합업체와 고객에게 유연한 구매 옵션을 제시한다. 지그비 기술은 또한 건축 및 리모델링 분야에도 간편성과 비용 효율적인 구현 방식을 제공한다. 더구나 지그비 기술은 소비 전력이 낮으므로 배터리를 전력으로 사용하는 네트워크의 지속 시간을 오래 유지할 수 있다.
지그비 기반 기술은 설비 교체 분야와 더불어 OEM(Original Equipment Manufacturer) 분야의 비용 절감에도 기여할 수 있다. 이는 일반적으로 OEM 분야에서 이미 MCU가 사용되는 경우가 많으며, MAC 및 지그비 소프트웨어를 구동할 수 있는 추가 메모리에 필요한 최소한의 비용 증가분만 발생하기 때문이다. 프리스케일의 IEEE 802.15.4 2.4 GHz 대역 RF 트랜시버는 전 세계에서 사용 가능하므로 다양한 시장 또는 지역에 따라 제품을 재설계하거나 인증을 취득할 필요가 없다.
지그비 기반 네트워크는 표준 기반의 솔루션으로 상호 호환 가능하며 독점 솔루션보다 비용이 적게 소요된다. 또한 지그비 프로토콜은 아주 낮은 전력으로 운영 가능하도록 설계되었으므로, 보안 및 자동화 시스템과 같이 배터리 구동 장치로 구성된 네트워크에도 지그비 기술을 적용하는 것이 유리하다. 지그비 표준은 다양한 단거리 무선 분야에 사용하기 쉬운 도구로서 무한한 가능성을 지니고 있다.
비교적 신흥 시장인 단거리 저전력 무선 분야의 성장 추세는 예측하기 어려울 수 있다. 하지만 몇 가지 추세가 지그비 기술의 성장세를 촉진할 수 있다. 현재 지그비 네트워크에서 주로 사용하는 주파수는 2.4GHz 대역이다. IEEE 802.15.4 표준이 예정된 대로 변경될 경우 지그비 표준에서 사용할 수 있는 1GHz 이하의 대역에 성능상 장점이 제공될 것이다. 정부 규정 또한 2.4GHz 이외의 대역을 사용료 없이 활용할 수 있도록 개방하는 방향으로 이행되고 있다. 또한 무선 연결 기능을 가진 전 세계 수백만의 디바이스를 지원하는 저렴한 플랫폼에 대한 요구도 높아지고 있다.
지그비 네트워크 사용자와 개발회사는 항상 개발 또는 구현 시간을 단축할 수 있으며, 사용하기 쉽고 비용을 절감할 수 있는 솔루션을 추구하고 있다. 소프트웨어, 하드웨어, 라이선스, 턴키 제품 개발에 필요한 기준 디자인이 포함된 직관적인 개발 환경이 제공된다면 개발회사와 제조업체가 시장 진출 기간을 단축할 수 있을 것이다.
지그비 네트워크는 확장성 높고, 유연하고, 안전하며, 최소한의 전력만을 사용하도록 설계할 수 있다. 이미 100개 이상의 노드로 구성된 지그비 메시 네트워크가 시연된 바 있다. 초장기의 배터리 수명 또한 지그비 네트워크의 핵심적인 특징으로, 하나의 리튬이온 배터리로 최장 20년간 사용할 수 있다. 고성능 프로세서에서 뛰어난 유연성을 확보하려면 이더넷과 USB 연결이 가능해야 한다. 위치 인식 기능을 지그비 네트워크에 통합할 수 있으며, 지그비 칩이 장착된 건물 내에서의 보안 배지 이동과 같은 고정 네트워크 내의 이동 노드에 대한 인식뿐 아니라, 지그비를 지원하는 개인 영역 네트워크(PAN) 사용자 2명의 상호 정보 교환과 같은 네트워크 자체의 이동까지 인식할 수 있다. 모든 무선 네트워크가 마찬가지지만 사설 네트워크에 로그인할 때와 같은 상황에서 보안은 아주 중요한 요소이다.
2. 라우터(Router)
라우터란 랜을 연결하여 정보를 주고받을 때 송신정보(패킷:Packet)에 담긴 수신처의 주소를 읽고 가장 적절한 통신통로를 이용하여 다른 통신망으로 전송하는 장치이다. 인터넷을 접속할 때는 반드시 필요한 장비로서, 서로 다른 프로토콜로 운영하는 통신망에서 정보를 전송하기 위해 경로를 설정하는 역할을 제공하는 핵심적인 통신장비이다.
라우터는 단순히 통신망을 연결해주는 브리지(Bridge) 기능에 추가하여 경로 배정표에 따라 다른 통신망을 인식하여 경로를 배정하며, 수신된 패킷에 의하여 다른 통신망 또는 자신이 연결되어 있는 통신망 내의 수신처(노드)를 결정하여 여러 경로 중 가장 효율적인 경로를 선택하여 패킷을 보낸다. 통신 흐름을 제어하며 통신망 내부에 여러 보조 통신망을 구성하는 등의 다양한 통신망 관리기능을 수행한다.
라우터의 장점은 통신환경의 설정을 가능하게 하여 관리 방침에 따라 라우팅 방식을 결정하여 전체 네트워크의 성능을 개선할 수 있다는 것이다. 또한 표준 논리에 따라 통신방법이 자동으로 결정되므로 유지보수가 용이하고, 통신방법에 구애받지 않으므로 대규모 통신망을 쉽게 구성할 수 있으며, 다양한 경로를 따라 통신량(트래픽:Traffic)을 분산할 수 있다. 다만, 초기 환경설정이 어렵고, 특정한 프로토콜에 의존하므로 다양한 프로토콜 지원이 어려우며, 하위 프로토콜 지원이 불가능하고, 기능이 복잡하므로 가격이 비싸다는 단점이 있다.
3. 종래 선박이나 건물 내의 화재 대비책
선박이나 건물 내의 화재 대비책으로서 최선의 방안은 화재 발생 가능성을 사전에 판단하여 화재를 미연에 방지하는 것이지만, 종래의 기술로는 이처럼 화재를 미연에 방지하는 것이 쉽지 않았다.
또한 종래에도 화재를 진압하기 위해 작동하는 화재 진압 시스템이 있었으나, 이러한 종래의 화재 진압 시스템은 상황 감지에 있어서 오류가 발생하여 화재가 발생하지 않은 상태에서도 작동하는 바람에 선박이나 건물 내 각종 장비, 기구, 시설이 소화물질로 오염되는 사례가 빈번하게 속출하였으며, 이를 피하기 위하여 관리자가 아예 화재경보기를 꺼놓고 방치하는 문제가 발생하였다.
관련 특허로는 화재위치 전화번호 및 장소 송신용 무선화재 감지 송출장치(공개번호 1019890004262 (1989.04.21.)), 무선통신을 이용한 인텔리전트 화재감지 시스템(등록번호 1003001600000 (2001.11.03.)), 전자식 무선 화재탐지 시스템(출원번호 1020010017044 (2001.03.30.)), 화재감지장치 및 이를 구비하는 화재감지관리시스템(공개번호 1020080092513 (2008.10.16.)), 무선통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템(등록번호 1020050061938 (2005.06.23)), 무선센서네트워크를 이용한 화재경보/경로제공 서비스 및 그 방법(등록번호 1007899120000 (2007.12.21)), 자동소화장치(등록번호 2004291540000) 등이 있다.
상기 특허 중 화재위치 전화번호 및 장소 송신용 무선화재 감지 송출장치, 무선통신을 이용한 인텔리전트 화재감지 시스템, 전자식 무선 화재탐지 시스템, 화재감지장치 및 이를 구비하는 화재감지관리시스템, 무선통신 및 전력선 통신을 이용한 화재감지 시스템은 직접적으로 화재를 소화할 수 있는 수단이 결여되어 있을 뿐만 아니라 화재의 발생 여부를 센서에 입력된 신호에 의해서만 판단할 뿐 관리자의 현장 확인과 소화작업 명령을 위한 기술과 방법이 결여되어 있다.
또한, 무선센서네트워크를 이용한 화재경보/경로제공 서비스 및 그 방법은 화재 발생 후 관리자의 상황판단을 위한 시간을 부여하지 않아 불필요한 소화 물질의 분사에 의한 구역의 오염을 유발할 수 있고, 스프링클러 등 고정형 수화수단에 의한 소화를 고려함으로써 화재 경보와 소화수단의 간단한 설치, 해제, 재활용에 한계가 있으며, 화재 부위에 대한 집중적이고 효과적인 소화물질의 분사가 곤란하다.
또한, 자동소화장치는 온도에 의해서만 화재를 감지하는 한계를 가지며, 작업공간의 유해 가스를 확인하고 작업자 및 관리자에게 통보하는 기능이 결여되어 있으며, 화재 부위에 대한 집중적이고 효과적인 소화물질 발사가 곤란하다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 지그비 등을 활용한 무선 센서네트워크를 기반으로 하여 사람을 대신해 선박의 기관실, 조리실 또는 육상 건물의 보일러실, 주방 등 화재 위험 장소의 화재를 감시하고, 화재 발생시 경고 또는 알람으로 화재 사실을 알리는 한편, 일정 시간 동안 사람에 의한 화재 진압 노력이 없을 경우에 한하여 자동으로 화재를 진압해 주는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화재 위험 장소의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 실시간으로 측정하여 무선 센서네트워크를 따라 라우터로 전송하는 센서노드; 센서노드의 신호를 읽어서 이를 화재감시상황전시기로 전송하는 라우터; 라우터로부터 수신한 센서노드의 신호 정보에 따라 화재 위험 장소의 화재 발생 여부를 판단하고 필요한 조치를 실행하는 화재감시상황전시기; 및 화재감시상황전시기의 명령에 따라 화재 위험 장소에 소화물질을 분사하되 화재 발생 지점을 추적하여 소화물질의 분사 방향과 강도를 자동 또는 수동으로 조절할 수 있는 자동밸브 장착 소화기를 포함하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템과,
상기 시스템에서 구현되는 방법으로서, 화재 위험 장소에 배치된 센서노드가 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 실시간으로 측정하여 무선 센서네트워크를 따라 라우터로 전송하는 단계; 라우터가 센서노드의 신호를 읽어서 이를 화재감시상황전시기로 송출하는 단계; 화재감시상황전시기가 라우터로부터 수신한 센서노드의 신호 정보에 따라 화재 위험 장소의 화재 발생 여부를 판단하고 필요한 조치를 실행하는 단계; 및 자동밸브 장착 소화기가 화재감시상황전시기의 명령에 따라 화재 위험 장소에 소화물질을 분사하되 화재 발생 지점을 추적하여 소화물질의 분사 방향과 강도를 자동 또는 수동으로 조절하는 단계를 포함하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법을 제시한다.
본 발명은 화재 감지 센서와 자동소화기가 무선 센서네트워크에 연결되어 있으므로 선박이나 건물 내 소화, 경보 설비를 설치하기 위한 별도의 구조 변경이나 시설 소요가 필요 없다는 장점이 있다. 따라서 본 발명은 화재 경보체계 설치를 위한 시설 공사가 매우 어려우면서도 화재 위험이 높은 선박의 기관실, 대형 건축물이나 화재 경보체계의 설치와 철거가 빈번히 요구되는 고위험 작업 현장에서 간단하게 설치 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 무선 센서네트워크를 활용하므로 단위 구역에서 전체 구역 단위로 체계를 확장하는 것이 용이하며, 특히 화재 감시 계통을 새롭게 설치하기가 곤란한 선박이나 기타 대형 건물, 공사 현장, 작업장 등에 편리하게 설치했다가 철거하여 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 원거리에서 매우 많은 구역의 화재 감시 현황을 한 번에 실시간으로 모니터링 할 수 있어 위험구역 감시를 위한 인력 소요를 크게 줄일 수 있다.
또한, 화재 감지 후 자동 소화 전에 작업자의 대응 시간을 둠으로써 소화 장치의 오작동으로 인한 실내 오염의 우려를 없앨 수 있으며, 평상시에는 화재 위험 장소의 가스, 유증기 등 위험물질의 농도를 확인하여 알려줌으로써 작업자의 안전 향상에 크게 기여할 수 있다.
본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템의 전체적인 체계 및 연결 관계를 나타내고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템의 작동 알고리즘을 나타내고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 무선 센서네트워크를 기반으로 하여 화재 발생 감지 시 자동으로 소화 장치를 가동하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 지그비 등을 활용한 무선 센서네트워크를 기반으로 하여 사람을 대신해 선박의 기관실, 조리실 또는 육상 건물의 보일러실, 주방 등 화재 위험 장소의 화재를 감시하고, 화재 발생시 경고 또는 알람으로 화재 사실을 알리는 한편, 일정 시간 동안 사람에 의한 화재 진압 노력이 없을 경우에 한하여 자동으로 화재를 진압하는 등의 기능을 수행하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템의 전체적인 체계 및 연결 관계를, 도 2는 본 발명에 따른 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템의 작동 알고리즘을 나타내고 있다.
1. 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템
본 발명은 화재 위험 장소의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 실시간으로 측정하여 무선 센서네트워크를 따라 라우터로 전송하는 센서노드; 센서노드의 신호를 읽어서 이를 화재감시상황전시기로 전송하는 라우터; 라우터로부터 수신한 센서노드의 신호 정보에 따라 화재 위험 장소의 화재 발생 여부를 판단하고 필요한 조치를 실행하는 화재감시상황전시기; 및 화재감시상황전시기의 명령에 따라 화재 위험 장소에 소화물질을 분사하되 화재 발생 지점을 추적하여 소화물질의 분사 방향과 강도를 자동 또는 수동으로 조절할 수 있는 자동밸브 장착 소화기를 포함하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템을 제시한다.
본 발명에서 무선 센서네트워크 구성수단은 지그비, 브루투스(Bluetooth), 위피(WiFi) 등이 모두 가능하며, 라우터 역시 게이트웨이 등으로 대체가 가능하다. 따라서 이하에서는 본 발명을 설명함에 있어서 라우터를 일 구성요소로서 언급하고 있으나 이는 본 발명을 라우터에 대한 것으로 한정하고자 하는 것이 아니며, 단지 본 발명을 설명하기 위한 예시를 든 것임을 미리 명시한다.
센서노드는 화재 위험 장소, 예를 들면 기름을 사용하는 기계적 장치가 설치된 장소, 화재 위험성이 높은 화학제품을 다루는 장소, 석유나 천연가스 등을 생산하거나 취급하는 장소, 기관실, 조리실, 펌프실 등에 다수 개가 설치되어 당해 장소의 온도, 이산화탄소 농도, 가연성 가스(유류가 증발하여 생성된 유분 미립자 포함) 및 유해가스 농도를 실시간으로 측정하여 무선 센서네트워크를 따라 라우터로 전송한다.
화재감시상황전시기는 센서노드가 전송한 화재 위험 장소의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도 측정값을 실시간으로 확인할 수 있는데, 만약 측정값이 정상범위를 벗어나면 화재감시상황전시기는 해당 장소에 위험상황이 발생(화재가 발생)한 것으로 판단하고 이에 필요한 조치를 실행하게 된다(이에 대한 보다 구체적인 내용은 후술함).
라우터는 센서노드의 신호를 읽어서 이를 화재감시상황전시기로 전송한다.
라우터는 상호간에 정보를 호핑(Hopping)하는 바, 라우터가 센서노드의 신호를 수신하면, 그 신호는 근처의 라우터로 호핑되고, 호핑된 정보는 최종적으로 중앙(예를 들면, 조타실)에 있는 화재감시상황전시기로 모이게 된다.
화재감시상황전시기는 라우터로부터 수신한 센서노드의 신호 정보에 따라 화재 위험 장소의 화재 발생 여부를 판단하고 필요한 조치를 실행하게 된다.
여기서 화재감시상황전시기는 일종의 컴퓨터 장치로서, 데스크탑(Desktop) 형태의 컴퓨터일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 노트북, PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication System), 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC) 등이 될 수도 있다.
화재감시상황전시기는 평상시 센서노드가 측정한 화재 위험 장소의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 스크린을 통하여 실시간으로 표시함으로써 관리자 기타 승무원이 화재 위험 장소의 현재 상황을 직관적으로 신속하게 파악할 수 있게 하며, 이를 통하여 감시 구역의 안전을 충실하게 보장한다.
화재감시상황전시기는 일정 수준 이상의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도가 측정된 경우에는 위험상황이 발생(화재가 발생)한 것으로 판단하고 이에 따라 해당 화재 위험 장소에 알람 경보음(화재 경보)이 울리도록 한다. 그리고 센서노드의 신호를 읽은 라우터의 아이디(ID)를 스크린 상에 표시하고 연동된 카메라 등을 통해 해당 화재 위험 장소를 전시함으로써 관리자 기타 승무원이 해당 화재 위험 장소의 위치를 직관적으로 신속하게 파악할 수 있게 한다. 그리고 화재감시상황전시기는 해당 화재 위험 장소에 대한 작업인원의 투입금지 및 철수를 명령하는 내용과 함께 119에 대한 화재 신고를 명령하는 내용을 담은 경고 메시지를 관리자의 휴대 단말기 또는 작업장 스크린에 문자, 기호, 소리 등으로 전송함으로써 승무원 및 승객, 작업자를 위험으로부터 신속하고 안전하게 보호하는 한편 화재 진압 작업이 신속하게 착수될 수 있게 한다.
여기서 화재감시상황전시기가 위험상황의 발생 여부를 판단하는 것은 화재 위험 장소의 종류나 상황에 맞추어 편성된 별도의 판단기준(화재감시상황전시기에 내장된 프로그램의 형태)에 근거하여 이루어지게 된다.
화재감시상황전시기는 위험상황이 발생한 것으로 판단되면 해당 화재 위험 장소에 위치한 자동밸브 장착 소화기에 대하여 소화물질을 분사하도록 명령한다. 자동밸브 장착 소화기는 화재감시상황전시기에 의하여 밸브가 자동으로 제어되어 작동하는데, 화재감시상황전시기의 명령이 있는 경우 화재 위험 장소에 소화물질을 분사하여 화재를 진압하게 된다.
이 경우 자동밸브 장착 소화기는 화재 발생 지점을 추적하여 소화물질의 분사 방향과 강도를 자동 또는 수동으로 조절할 수 있다. 즉, 자동밸브 장착 소화기는 카메라 및 화재를 인식한 센서노드의 위치 정보와 연계하여 소화 노즐의 위치를 자동 또는 수동으로 조절함으로써 화원에 대한 집중적인 소화 작업을 수행하게 된다.
한편, 화재감시상황전시기는 위험상황이 발생한 것으로 판단한 즉시 자동밸브 장착 소화기에 대하여 소화물질을 분사하도록 명령하는 것이 아니라 우선적으로는 관리자가 현장을 확인하고 통제할 수 있도록 자동밸브 장착 소화기를 대기 상태에 둔다.
그러다가 화재 경보가 발령되었음에도 불구하고 화재 경보가 발령된 시점(화재감시상황전시기가 위험상황이 발생한 것으로 판단한 시점) 이후 일정시간(시뮬레이션 등을 통해 확인된 해당 구역의 화재 진압이 어려워질 위험이 있는 시간으로서 경험상 5분 정도)이 지나도록 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도가 안전 수준으로 떨어지지 않거나 관리자의 적절한 조치가 보고(입력)되지 않는 경우에야 비로소 자동밸브 장착 소화기에 대하여 소화물질을 분사하도록 명령하게 된다. 이는 종래의 화재 진압 시스템이 상황 감지에 있어서 오류가 발생하여 화재가 발생하지 않은 상태에서도 작동하는 바람에 선박이나 건물 내 각종 장비, 기구, 시설이 소화물질로 오염되는 사례가 빈번하게 속출하던 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 이처럼 자동밸브 장착 소화기의 대기 상태를 둠으로써 소화기의 오작동에 따른 피해를 미연에 방지하고 있는 것이다.
2. 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법
한편, 본 발명은 상기 시스템에서 구현되는 방법으로서, 화재 위험 장소에 배치된 센서노드가 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 실시간으로 측정하여 무선 센서네트워크를 따라 라우터로 전송하는 단계; 라우터가 센서노드의 신호를 읽어서 이를 화재감시상황전시기로 송출하는 단계; 화재감시상황전시기가 라우터로부터 수신한 센서노드의 신호 정보에 따라 화재 위험 장소의 화재 발생 여부를 판단하고 필요한 조치를 실행하는 단계; 및 자동밸브 장착 소화기가 화재감시상황전시기의 명령에 따라 화재 위험 장소에 소화물질을 분사하되 화재 발생 지점을 추적하여 소화물질의 분사 방향과 강도를 자동 또는 수동으로 조절하는 단계를 포함하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법을 제시한다.
상기 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법과 관련한 세부적인 기술 사항은 전술한 시스템의 경우와 동일하므로 이하에서는 이에 대한 중복적인 설명을 생략한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면 선박이나 건물 내 소화, 경보 설비를 설치하기 위한 별도의 구조 변경이나 시설 소요가 필요 없을 뿐만 아니라, 화재 경보체계 설치를 위한 시설 공사가 매우 어려우면서도 화재 위험이 높은 선박의 기관실, 대형 건축물이나 화재 경보체계의 설치와 철거가 빈번히 요구되는 고위험 작업 현장에서 간단하게 설치 활용할 수 있으므로, 조선, 건설, 정보통신 분야에 널리 적용하여 그 실용적이고 경제적인 가치를 실현할 수 있는 기술이다.

Claims (16)

  1. 화재 위험 장소의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 실시간으로 측정하여 무선 센서네트워크를 따라 라우터로 전송하는 센서노드;
    센서노드의 신호를 읽어서 이를 화재감시상황전시기로 전송하는 라우터;
    라우터로부터 수신한 센서노드의 신호 정보에 따라 화재 위험 장소의 화재 발생 여부를 판단하고 필요한 조치를 실행하는 화재감시상황전시기; 및
    화재감시상황전시기의 명령에 따라 화재 위험 장소에 소화물질을 분사하되 화재 발생 지점을 추적하여 소화물질의 분사 방향과 강도를 자동 또는 수동으로 조절할 수 있는 자동밸브 장착 소화기
    를 포함하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    일정 수준 이상의 온도, 이산화탄소 및 가연성 가스 농도, 유독가스가 측정된 경우에는 위험상황이 발생한 것으로 판단하고 이에 따라 관리자에게 경고 메시지를 송출하는 한편 해당 화재 위험 장소에 알람 경보음이 울리도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    센서노드의 신호를 읽은 라우터의 아이디(ID)를 스크린 상에 표시하고 연동된 카메라 등을 통해 해당 화재 위험 장소를 전시하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    해당 화재 위험 장소에 대한 작업인원의 투입금지 및 철수를 명령하는 내용과 함께 119에 대한 화재 신고를 명령하는 내용을 담은 경고 메시지를 관리자의 휴대 단말기 또는 작업장 스크린에 문자, 기호, 소리 등으로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    해당 화재 위험 장소에 위치한 자동밸브 장착 소화기에 대하여 소화물질을 분사하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    위험상황이 발생한 것으로 판단한 시점 이후 일정시간이 지나도록 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도가 안전 수준으로 떨어지지 않거나 관리자의 적절한 조치가 보고(입력)되지 않는 경우에 한하여 자동밸브 장착 소화기에 대하여 소화물질을 분사하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    자동밸브 장착 소화기는,
    카메라 및 화재를 인식한 센서노드의 위치 정보와 연계하여 소화 노즐의 위치를 자동 또는 수동으로 조절하여 화원에 대한 집중적인 소화 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    센서노드가 측정한 화재 위험 장소의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 스크린을 통하여 실시간으로 표시하여 감시 구역의 안전을 보장하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템.
  9. 제 1 항에 따른 시스템에서 구현되는 방법으로서,
    화재 위험 장소에 배치된 센서노드가 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 실시간으로 측정하여 무선 센서네트워크를 따라 라우터로 전송하는 단계;
    라우터가 센서노드의 신호를 읽어서 이를 화재감시상황전시기로 송출하는 단계;
    화재감시상황전시기가 라우터로부터 수신한 센서노드의 신호 정보에 따라 화재 위험 장소의 화재 발생 여부를 판단하고 필요한 조치를 실행하는 단계; 및
    자동밸브 장착 소화기가 화재감시상황전시기의 명령에 따라 화재 위험 장소에 소화물질을 분사하되 화재 발생 지점을 추적하여 소화물질의 분사 방향과 강도를 자동 또는 수동으로 조절하는 단계
    를 포함하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    일정 수준 이상의 온도, 이산화탄소 및 가연성 가스 농도, 유독가스가 측정된 경우에는 위험상황이 발생한 것으로 판단하고 이에 따라 관리자에게 경고 메시지를 송출하는 한편 해당 화재 위험 장소에 알람 경보음이 울리도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    센서노드의 신호를 읽은 라우터의 아이디(ID)를 스크린 상에 표시하고 연동된 카메라 등을 통해 해당 화재 위험 장소를 전시하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    해당 화재 위험 장소에 대한 작업인원의 투입금지 및 철수를 명령하는 내용과 함께 119에 대한 화재 신고를 명령하는 내용을 담은 경고 메시지를 관리자의 휴대 단말기 또는 작업장 스크린에 문자, 기호, 소리 등으로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    해당 화재 위험 장소에 위치한 자동밸브 장착 소화기에 대하여 소화물질을 분사하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    위험상황이 발생한 것으로 판단한 시점 이후 일정시간이 지나도록 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도가 안전 수준으로 떨어지지 않거나 관리자의 적절한 조치가 보고(입력)되지 않는 경우에 한하여 자동밸브 장착 소화기에 대하여 소화물질을 분사하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    자동밸브 장착 소화기는,
    카메라 및 화재를 인식한 센서노드의 위치 정보와 연계하여 소화 노즐의 위치를 자동 또는 수동으로 조절하여 화원에 대한 집중적인 소화 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 화재감시상황전시기는,
    센서노드가 측정한 화재 위험 장소의 온도, 이산화탄소, 가연성 가스 및 유해가스 농도를 스크린을 통하여 실시간으로 표시하여 감시 구역의 안전을 보장하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 방법.
PCT/KR2009/001324 2009-03-16 2009-03-17 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템 및 방법 WO2010107143A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0022099 2009-03-16
KR1020090022099A KR20100103988A (ko) 2009-03-16 2009-03-16 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010107143A1 true WO2010107143A1 (ko) 2010-09-23

Family

ID=42739797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/001324 WO2010107143A1 (ko) 2009-03-16 2009-03-17 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20100103988A (ko)
WO (1) WO2010107143A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104423352A (zh) * 2013-09-04 2015-03-18 罕王微电子（辽宁）有限公司 室内空气质量监测及调节系统
CN112202680A (zh) * 2020-11-03 2021-01-08 深圳市友华通信技术有限公司 自动监测可燃气体的方法和路由器
CN115410352A (zh) * 2022-08-01 2022-11-29 中交一公局集团有限公司 基于云平台的报警灭火系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101149018B1 (ko) * 2010-10-12 2012-05-24 삼성중공업 주식회사 선박 상태 판정 및 제어 시스템 및 방법
KR101255668B1 (ko) * 2011-10-19 2013-04-18 대우조선해양 주식회사 방송설비를 이용한 외부 경보 발생장치
KR101399475B1 (ko) * 2012-12-28 2014-06-02 주식회사 퓨처테크 실시간 스마트형 무인 화재 관제 시스템
KR101444451B1 (ko) * 2013-07-10 2014-10-01 주식회사 나인티시스템 다중 밀폐공간에서의 유해가스 검출방법
KR102065936B1 (ko) 2019-05-13 2020-01-14 허명관 화재시 경보 기능을 갖는 비상용 스마트 후레쉬 라이트
KR102154314B1 (ko) * 2019-12-18 2020-09-10 주식회사 스탠더드시험연구소 압축공기포를 이용한 ess 화재 예방 시스템
KR102178601B1 (ko) * 2020-04-23 2020-11-16 주식회사 스탠더드시험연구소 압축공기포를 이용한 ess 화재 예방 시스템
KR102563937B1 (ko) 2021-06-29 2023-08-03 김종석 자동식 소화기의 소화용기 폭발 및 소화약제 안전 검사 장치
KR102497919B1 (ko) * 2022-11-08 2023-02-09 (주)세이프 위험 시설물의 사고에 대한 진압/대피의 정보를 제공하는 위험 시설물 관리 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120464A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Kyushu Kaihatsu Kikaku:Kk 監視システム
JP2002247223A (ja) * 2001-02-20 2002-08-30 Fujitsu General Ltd 携帯電話利用の監視システムおよび監視方法
US20020181501A1 (en) * 1999-03-12 2002-12-05 Nova Michael P. System and method for machine to machine communication
KR20070115412A (ko) * 2006-06-02 2007-12-06 주식회사 이씨엠 촬영 영상을 이용한 화재 자동 경보 시스템 및 그에 의한화재감시방법
KR100788606B1 (ko) * 2006-10-23 2007-12-26 주식회사 케이티 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 침입 탐지 및 화재감지 시스템 및 방법
KR20080108717A (ko) * 2007-06-11 2008-12-16 아람테크 주식회사 지능형 센서장치 및 그에 따른 구동방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120464A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Kyushu Kaihatsu Kikaku:Kk 監視システム
US20020181501A1 (en) * 1999-03-12 2002-12-05 Nova Michael P. System and method for machine to machine communication
JP2002247223A (ja) * 2001-02-20 2002-08-30 Fujitsu General Ltd 携帯電話利用の監視システムおよび監視方法
KR20070115412A (ko) * 2006-06-02 2007-12-06 주식회사 이씨엠 촬영 영상을 이용한 화재 자동 경보 시스템 및 그에 의한화재감시방법
KR100788606B1 (ko) * 2006-10-23 2007-12-26 주식회사 케이티 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 침입 탐지 및 화재감지 시스템 및 방법
KR20080108717A (ko) * 2007-06-11 2008-12-16 아람테크 주식회사 지능형 센서장치 및 그에 따른 구동방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104423352A (zh) * 2013-09-04 2015-03-18 罕王微电子（辽宁）有限公司 室内空气质量监测及调节系统
CN112202680A (zh) * 2020-11-03 2021-01-08 深圳市友华通信技术有限公司 自动监测可燃气体的方法和路由器
CN115410352A (zh) * 2022-08-01 2022-11-29 中交一公局集团有限公司 基于云平台的报警灭火系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100103988A (ko) 2010-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010107143A1 (ko) 무선 센서네트워크 기반 자동 소화 시스템 및 방법
CN106940548B (zh) 一种物联网智能化除尘设备管控系统
WO2020141676A1 (ko) 스마트 팩토리 모니터링 시스템
JP2005524901A (ja) 遠隔地を監視するための方法および装置
US20130169817A1 (en) Method and system for enabling smart building rescue
WO2005114611A1 (en) Hazardous condition detector with integral wireless connectivity infrastructure device
CN207799850U (zh) 火灾报警监控系统
CN205195727U (zh) 智能家居系统
CN212516042U (zh) 一种典型场所消防安全智能管控系统
CN213789746U (zh) 基于物联网和gis技术的文物智慧消防平台
JP2008077185A (ja) 省電力機能を備えたセキュリティシステム
CN104918274A (zh) 基于无线传感器网络的机房集群环境监控系统及其方法
CN213690892U (zh) 一种综合管廊智能监控及运维系统
KR100892604B1 (ko) 소방 복합 관제 모듈
CN205121321U (zh) 一种智能楼宇监控系统
Mongiello et al. A complex event processing based smart aid system for fire and danger management
KR101023800B1 (ko) 원격 소방 관제 시스템
CN106629406B (zh) 塔吊监控系统及方法
CN114882664A (zh) 一种基于数字沙盘的可视化建筑报警系统
CN207302281U (zh) 一种基于家庭机器人的烟雾及有害气体检测报警系统
CN114326468A (zh) 一种基于物联网的智慧消防远程监控系统
Prasad et al. Internet of things based monitoring system for oil tanks
KR20110126411A (ko) 경보출력을 제어하는 센서 장치
CN105389926A (zh) 火灾报警及响应系统
CN115442181A (zh) 一种基于安卓屏开发的消防设备电源监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09841927

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09841927

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1