WO2011068273A1 - 건물 내 무선통신을 이용한 가스 안전 관리 시스템 - Google Patents

건물 내 무선통신을 이용한 가스 안전 관리 시스템 Download PDF

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WO2011068273A1
WO2011068273A1 PCT/KR2009/007494 KR2009007494W WO2011068273A1 WO 2011068273 A1 WO2011068273 A1 WO 2011068273A1 KR 2009007494 W KR2009007494 W KR 2009007494W WO 2011068273 A1 WO2011068273 A1 WO 2011068273A1
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gas
module
network device
home network
wireless communication
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PCT/KR2009/007494
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박규태
유근준
김영규
권정락
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한국가스안전공사
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    • H04L2012/2841—Wireless

Definitions

  • the present invention relates to a gas safety management system using wireless communication in a building, and more specifically, a wired / wireless sensor network in a building centering on a home network device aka, Wall-Pad, such as a fire or a gas leak, etc.
  • the present invention relates to a gas safety management system that prevents safety accidents caused by a gas leak by shutting off the gas or operating an automatic fire extinguisher when the symptom appears.
  • the microcomputer meter is a gas meter with a built-in microcomputer and a shutoff valve, and is a digital gas safety device that automatically detects a gas when a microcomputer detects a danger sign of a gas explosion.
  • key features include quick gas shut-off, remote meter reading, micro-leakage warning, low battery warning, shut-off warning, over-pressure warning, and forced locking through a telephone modem.
  • microcomputer meters can not recognize where the gas leaks in the building and various signs of abnormality caused by the gas leak. Therefore, in order to prevent gas accidents in buildings, it is necessary to provide additional safety devices in addition to the microcomputer meter.
  • the present invention has been made to solve the above problems, by real-time monitoring whether any abnormal signs such as gas leaks or fires occur in the building and by blocking the gas or operating an automatic fire extinguisher when the abnormal signs occur, safety accidents due to gas leakage
  • the aim is to provide a gas safety management system that can prevent accidents or minimize the extent of damage in the event of an accident.
  • the gas safety management system of the present invention comprises a wireless communication module, a fire detection sensor node for detecting carbon monoxide, smoke and smoke generation; A gas detection sensor node having a wireless communication module; A home that wirelessly receives a detection signal from the fire detection sensor node and the gas detection sensor node, and wirelessly transmits a command signal to the gas meter to shut off the gas when it is determined that an abnormality has occurred as a result of examining the detection signal received wirelessly.
  • Network devices And the gas meter which cuts off a gas according to a gas shutoff command signal wirelessly received from the home network device.
  • the sensor nodes are preferably installed in a building.
  • a home network device is a so-called wall pad provided with a wireless communication module.
  • a gas meter is a microcomputer meter provided with a wireless communication module.
  • the home network device checks the detection signals transmitted by the sensor nodes, and when it is determined that the abnormality is generated, drives the ventilation fan, generates an alarm sound, and transmits the abnormality signal to a management server (eg, in a common house management room). Server). Then, the management server notifies the occurrence of the abnormality to the mobile communication terminal (e.g., the mobile phone of the corresponding tenant) through the wireless network.
  • a management server e.g, in a common house management room. Server.
  • the management server notifies the occurrence of the abnormality to the mobile communication terminal (e.g., the mobile phone of the corresponding tenant) through the wireless network.
  • the home network device transmits the meter reading data wirelessly received from the gas meter to the management server, so that the management server can calculate the gas usage fee and the like.
  • the gas meter is a wireless communication module for wireless communication with the home network device; A drive module for driving a gas valve; A measurement module for measuring the flow rate and the pressure of the gas; A seismic sensing module for detecting an earthquake; And when the wireless communication module receives a gas blocking command signal from the home network device, controls the driving module to block gas, and when an earthquake is detected by the sensing module, controls the driving module to block gas.
  • the driving module is controlled to shut off the gas, and as a result of checking the measured gas pressure, the driving module is determined to be abnormal. It may be made by including a control module to block the gas to control.
  • control module of the gas meter controls the wireless communication module to transmit an earthquake detection signal and an anomaly signal to the home network device. Accordingly, the home network device generates an alarm sound and manages the earthquake detection and anomaly server. Notify Then, the management server notifies the mobile communication terminal of the corresponding contents (ie, earthquake detection or abnormality occurrence) through the wireless network.
  • control module of the gas meter is determined to be a fine leakage when the gas usage amount of less than the predetermined value is continuously detected for more than a predetermined time.
  • control module of the gas meter controls the driving module to shut off the gas when the gas is continuously used exceeding a preset usage time limit for each grade of gas usage.
  • the gas safety management system of the present invention automatically locks a valve (for example, a gas range valve or an intermediate valve installed in a pipe connecting the gas meter to a gas range) when an abnormality such as a gas leak occurs, and automatically injects extinguishing fluid in the event of a fire. It can be made further comprising an automatic fire extinguishing device.
  • a valve for example, a gas range valve or an intermediate valve installed in a pipe connecting the gas meter to a gas range
  • an abnormality such as a gas leak occurs
  • the automatic fire extinguishing device may include a wireless communication module wirelessly communicating with the home network device; A gas detection module detecting a gas; A temperature measuring module measuring a temperature; A drive module for driving a fire extinguisher and a gas valve;
  • the wireless communication module receives a gas block command signal from the home network device, the driving module controls the gas to block the gas, and when the gas leak is detected by the gas sensing module, the gas is controlled to block the gas.
  • the control module may control the driving module to block the gas or drive the fire extinguisher.
  • control module of the automatic fire extinguishing device controls the wireless communication module to transmit a gas detection signal and an error signal to the home network device, whereby the home network device generates an alarm sound and manages the gas detection and error occurrence. Notify the server. Then, the management server notifies the mobile communication terminal of the corresponding contents (that is, gas detection or abnormality occurrence) through the wireless network.
  • the gas safety management system of the present invention by building a wired / wireless sensor network in a building around a home network device, when an abnormality such as a fire or a gas leak occurs, the gas is shut off or an automatic fire extinguisher is operated. It can improve efficiency and prevent accidents such as fire caused by gas leakage.
  • gas safety management system of the present invention can effectively perform home security and safety management in conjunction with the home network.
  • FIG. 1 is a network diagram of a gas safety management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an electrical block diagram of a gas meter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an electrical block diagram of an automatic fire extinguishing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a gas safety management method according to an embodiment of the present invention.
  • smoke detection sensor node 600 gas (LNG / LPG) detection sensor node
  • 700 mobile communication terminal 800: ventilation fan
  • FIG. 1 is a network diagram of a gas safety management system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an electrical block diagram of a gas meter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention.
  • 4 is an electrical block diagram of an automatic fire extinguishing device according to an embodiment
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a gas safety management method according to an embodiment of the present invention.
  • the gas safety management system home network device 100, gas meter 200, automatic fire extinguishing device 300, management server 400, carbon monoxide detection sensor
  • the node 510 may include a flame detection sensor node 520, a smoke detection sensor node 530, a gas detection sensor node 600, a mobile communication terminal 700, and a ventilation fan 800.
  • the carbon monoxide detection sensor node 510, the flame detection sensor node 520, and the smoke detection sensor node 530 are each a fire detection sensor node having a wireless communication module and installed in a building, for example, a household. do.
  • the wireless communication module operates in the worldwide unlicensed (Unlicensed Industrial, Science and Medical (ISM)) frequency band, for example, the Zigbee 2.4 that supports the international standard IEEE 802.15.4 PHY and MAC standards Available with GHz RF module.
  • ISM Unlicensed Industrial, Science and Medical
  • the gas detection sensor node 600 also includes a ZigBee wireless communication module and is installed in a building for gas (LPG or LNG) leakage detection.
  • the home network device 100 is a so-called wall pad that can remotely control various electronic devices in the home as well as a video door phone function. Often, they are attached to the walls of the home kitchen or living room.
  • the home network device 100 includes, for example, a Zigbee-type wireless communication module, through which the gas meter 200, the automatic fire extinguishing device 300, the carbon monoxide detection sensor node 510, Wireless communication with the flame detection sensor node 520, the smoke detection sensor node 530 and the gas detection sensor node 600.
  • a Zigbee-type wireless communication module through which the gas meter 200, the automatic fire extinguishing device 300, the carbon monoxide detection sensor node 510, Wireless communication with the flame detection sensor node 520, the smoke detection sensor node 530 and the gas detection sensor node 600.
  • the home network device 100 detects from the carbon monoxide detection sensor node 510, the flame detection sensor node 520, the smoke detection sensor node 530, and the gas detection sensor node 600, as shown in FIG. 4.
  • the received detection signal is inspected to determine whether an abnormality occurs (for example, smoke, flame, carbon monoxide or gas leakage) (S11a and S11b).
  • an abnormality for example, smoke, flame, carbon monoxide or gas leakage
  • the gas cutoff command signal is transmitted to the gas meter 200 through the wireless communication module to cut off the gas (S13a), drive the ventilation fan 800 (S13b), and generate an alarm sound. It generates and transmits the abnormal occurrence signal to the management server 400 (S15a).
  • the home network device 100 periodically transmits data including whether an abnormality occurs and a gas valve state to the management server 400.
  • the meter reading data received from the gas meter 200 is transmitted to the management server 400 (S11d), so that the management server 400 can calculate the gas usage fee and the like.
  • the home network device 100 when the home network device 100 receives a signal indicating a gas leak or an earthquake detection from the gas meter 200 or a signal indicating a gas leak or a fire occurrence from the automatic fire extinguishing device 300, the home network device 100 manages such an abnormal occurrence. Notifies the server 400, drives the ventilation fan 800, and generates an alarm sound.
  • the home network device 100 displays various setting values set in the gas meter 200 so that the user can check them.
  • the types of setting values that can be checked by the user are shown in Table 1 below.
  • the home network device 100 allows a user to directly check and set various setting values for driving the gas meter 200. Confirmation of setting values that can be set by the user is shown in Table 1, and the types of settings are shown in Table 2 below.
  • the home network device 100 may include an ARS function for notifying the user of the gas valve state by voice and allowing the user to lock the gas valve when the user connects through a communication network using a telephone. Accordingly, the user can check the state of the gas valve and the like of his building anytime, anywhere, and lock the gas valve.
  • an ARS function for notifying the user of the gas valve state by voice and allowing the user to lock the gas valve when the user connects through a communication network using a telephone. Accordingly, the user can check the state of the gas valve and the like of his building anytime, anywhere, and lock the gas valve.
  • the gas meter 200 includes a wireless communication module 220 for wireless communication with the home network device 100, a drive module 250 for driving the gas valve 260, and a flow rate of gas. And a measurement module 230 for measuring pressure, a sensing module 240 for detecting an earthquake, and a control module 210 for controlling the wireless communication module 220 and the driving module 250.
  • the control module 210 controls the driving module 250 when the wireless communication module 220 receives the gas blocking command signal from the home network device 100. Block (S13a).
  • the driving module 250 is controlled to block the gas (S13a).
  • the gas flow rate measured by the measurement module 230 is determined as a result of abnormality (S11c)
  • the driving module 250 is controlled to block the gas (S13a).
  • the driving module 250 is controlled to block the gas (S13a).
  • control module 210 has information such as gas flow rate / pressure and reduction or not, and performs 12 kinds of blocking functions as follows.
  • the high pressure of the gas means an indication such as a fire.
  • the self-contained sensing sensor Immediately after receiving a signal from the self-contained sensing sensor, it monitors the signs of an earthquake for two minutes and automatically shuts off the valve when a gas flow is detected within two minutes.
  • Gas is automatically generated when continuous gas flow is found for each of three levels of high flow rate, medium flow rate and low flow rate (for example, high flow rate 1 minute, medium flow rate 5 minutes, and low flow rate 10 minutes).
  • valve It is a function to block through a communication port. It is a function to block by receiving a password. It is a function to block at a supplier or a management center that supplies gas.
  • the valve can be opened only by a communication means with the same password. , Valve cannot be opened manually
  • the gas meter 200 may be connected to the carbon monoxide detection sensor node 510 by wire, so that the control module 210 receives the detection signal when the detection signal is received from the carbon monoxide detection sensor node 510. Examine to determine whether an abnormality has occurred. As a result of the determination, when it is determined that the abnormality occurs, the driving module 250 is controlled to block the gas.
  • control module 210 performs the following three warning functions.
  • the gas consumption should be accumulated in real time and the gas usage is judged every hour, and if a small amount of gas flow corresponding to the preset minute leakage continues for 30 days, a warning regarding the minute leakage is displayed on the LCD. Check at time intervals and clear the warning when there is more flow or no flow at all, and when the valve is shut off, the data related to the microleakage inspection are stored and countered again after opening the valve.
  • This function displays when gas flow is detected when the valve is shut off.Check the shut-off state of the valve.If gas flows in the shut-off state, the valve is shut off immediately and a warning is displayed on the LCD.
  • the automatic fire extinguishing device 300 includes a wireless communication module 320 for wireless communication with the home network device 100, a gas detection module 330 for detecting gas, and a temperature for measuring temperature.
  • the control module 310 controls the driving module 350 to block the gas (S13c).
  • the wireless communication module 320 receives the gas blocking command signal from the home network device 100, the wireless communication module 320 controls the driving module 350 to block the gas (S13c).
  • control module 310 checks the temperature measured by the temperature measuring module 340, and when it is determined that the abnormality occurs, the control module 310 controls the driving module 350 to block the gas or drive the fire extinguisher. Specifically, when the measured temperature is 100 degrees or more (S11f), the gas valve 370 is driven to block the gas (S13c). If the measured temperature is 139 degrees or more (S11g), the extinguishing agent is injected by driving the extinguisher 370 (S13e).
  • the management server 400 when the management server 400 is operated in a common house management room, when an abnormal occurrence signal (gas leak, earthquake or fire occurrence, etc.) is received from the home network device 100, the management server 400 generates an abnormal occurrence.
  • the mobile tenant's mobile terminal is notified (for example, a text message) through a wireless network (for example, a CDMA network) (S15a).
  • the occurrence of the abnormality is notified to, for example, the fire department through the social safety net (S17).
  • the management server 400 may include a function of notifying a gas valve state of the corresponding generation and the like so that the user may lock the gas valve when the user logs in through a communication network using a PC. Accordingly, the user can check the state of the gas valve and the like of his building anytime, anywhere, and lock the gas valve.
  • the gas safety management system of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

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Abstract

본 발명은 건물 내 무선통신을 이용한 가스 안전 관리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 홈 네트워크 기기를 중심으로 건물 내에 유무선 센서네트워크를 구축하여 화재나 가스 누출 등과 같은 이상 징후가 나타나면 가스를 차단하거나 자동식 소화기를 동작시킴으로써, 가스 누출에 따른 안전 사고를 예방하거나 사고 피해 범위를 감소시킬 수 있는 가스 안전 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 가스 안전 관리 시스템은 무선 통신 모듈을 구비하고, 일산화탄소, 연기 및 연기 발생을 감지하는 화재 감지 센서 노드; 무선 통신 모듈을 구비한 가스 감지 센서 노드; 상기 화재 감지 센서 노드 및 상기 가스 감지 센서 노드로부터 감지 신호를 무선 수신하고, 상기 무선 수신한 감지 신호를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 가스를 차단하도록 하는 명령 신호를 가스 미터에 무선 전송하는 홈 네트워크 기기; 및 상기 홈 네트워크 기기로부터 무선 수신되는 가스 차단 명령 신호에 따라 가스를 차단하는 상기 가스 미터를 포함하여 이루어진다. 여기서, 센서 노드들은 건물 내에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 홈 네트워크 기기는 무선 통신 모듈을 구비한 일명, 월 패드이다. 또한, 가스 미터는 무선 통신 모듈을 구비한 마이컴 미터인 것이 바람직하다.

Description

건물 내 무선통신을 이용한 가스 안전 관리 시스템
본 발명은 건물 내 무선통신을 이용한 가스 안전 관리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 홈 네트워크 기기 일명, 월 패드(Wall-Pad)를 중심으로 건물 내에 유무선 센서네트워크를 구축하여 화재나 가스 누출 등과 같은 이상 징후가 나타나면 가스를 차단하거나 자동식 소화기를 동작시킴으로써, 가스 누출에 따른 안전 사고를 예방하는 가스 안전 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 마이컴 미터란 마이크로 컴퓨터를 내장하고 차단 밸브가 장착한 가스 미터로서, 가스 폭발의 위험 징후가 발생할 경우 마이크로 컴퓨터가 이를 감지하여 가스를 자동 차단하는 디지털 가스안전장치이다. 주요 기능으로는 가스 계량 기능 이외에 전화 모뎀을 통한 신속한 가스 차단, 원격 검침, 미소 누설 경고, 전지전압 저하 경고, 차단 이상 경고, 압력 이상 경고 및 강제 잠금 기능 등이 있으며, 시공 및 가스 누출 검사가 간편한 장점이 있다.
그러나, 이러한 마이컴 미터는 건물 내 어디에서 가스가 누출되었는지 그리고 가스 누출로 인한 각종 이상 징후를 인지할 수 없다 하겠다. 따라서, 건물 내에서의 가스 사고 예방을 위해서는 마이컴 미터 이외에, 추가적인 안전 장치들이 마련될 필요성이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가스 누출이나 화재 등과 같은 이상 징후가 건물 내에서 발생하는지를 실시간 감시하고 이상 징후 발생시 가스를 차단하거나 자동식 소화기를 동작시킴으로써, 가스 누출에 따른 안전 사고를 미연에 방지하거나 사고시 피해 범위를 최소화할 수 있는 가스 안전 관리 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 가스 안전 관리 시스템은 무선 통신 모듈을 구비하고, 일산화탄소, 연기 및 연기 발생을 감지하는 화재 감지 센서 노드; 무선 통신 모듈을 구비한 가스 감지 센서 노드; 상기 화재 감지 센서 노드 및 상기 가스 감지 센서 노드로부터 감지 신호를 무선 수신하고, 상기 무선 수신한 감지 신호를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 가스를 차단하도록 하는 명령 신호를 가스 미터에 무선 전송하는 홈 네트워크 기기; 및 상기 홈 네트워크 기기로부터 무선 수신되는 가스 차단 명령 신호에 따라 가스를 차단하는 상기 가스 미터를 포함하여 이루어진다. 전술한 구성에 대해 조금 더 부연하자면, 센서 노드들은 건물 내에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 홈 네트워크 기기는 무선 통신 모듈을 구비한 일명, 월 패드이다. 또한, 가스 미터는 무선 통신 모듈을 구비한 마이컴 미터인 것이 바람직하다.
또한, 상기 홈 네트워크 기기는, 센서 노드들이 전송한 감지 신호를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 환기 팬을 구동시키고, 경보 음을 발생시키며, 이상 발생 신호를 관리 서버(예컨대, 공동 주택 관리실에서 운영하는 서버임)로 전송한다. 그러면, 관리 서버는 이상 발생을 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기(예컨대, 해당 세대 입주자의 휴대폰임)로 통보한다.
또한, 상기 홈 네트워크 기기는 상기 가스 미터로부터 무선 수신한 검침 데이터를 관리 서버로 전송하여, 관리 서버가 가스 사용 요금 등을 산출할 수 있도록 한다
또한, 가스 미터는 상기 홈 네트워크 기기와 무선 통신하는 무선 통신 모듈; 가스 밸브를 구동하는 구동 모듈; 가스의 유량 및 압력을 측정하는 측정 모듈; 지진을 감지하는 감진 모듈; 및 상기 무선 통신 모듈이 상기 홈 네트워크 기기로부터 가스 차단 명령 신호를 수신하게 되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하고, 상기 감진 모듈에 의해 지진이 감지되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하며, 상기 측정 모듈이 측정한 가스 유량을 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하며, 상기 측정 모듈이 측정한 가스 압력을 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하는 제어 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 가스 미터의 제어 모듈은 무선 통신 모듈을 제어하여 지진 감지 신호 및 이상 발생 신호를 홈 네트워크 기기로 전송하는바, 이에 따라 홈 네트워크 기기는 경보 음을 발생시키고, 지진 감지 및 이상 발생을 관리 서버에 통보한다. 그러면, 관리 서버는 해당 내용(즉, 지진 감지 또는 이상 발생)을 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기로 통보한다.
또한, 가스 미터의 제어 모듈은 미리 설정된 값 이하의 가스사용량이 미리 설정된 시간 이상 지속적으로 검출되는 경우에는 미세누설로 판단한다.
또한, 가스 미터의 제어 모듈은 가스사용량의 등급별로 미리 설정된 사용시간 한계를 초과하여 연속적으로 가스가 사용되고 있는 경우에는 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단한다.
한편, 본 발명의 가스 안전 관리 시스템은 가스 누출 등 이상 징후 발생시 밸브(예컨대, 가스 레인지 밸브 또는 가스 미터와 가스 레인지를 이어주는 배관에 설치되어 있는 중간 밸브)를 자동 잠그고, 화재 발생시 자동으로 소화액을 분사하는 자동 소화 장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
자동 소화 장치는 구체적으로, 상기 홈 네트워크 기기와 무선 통신하는 무선 통신 모듈; 가스를 감지하는 가스 감지 모듈; 온도를 측정하는 온도 측정 모듈; 소화기 및 가스 밸브를 구동하는 구동 모듈; 상기 무선 통신 모듈이 상기 홈 네트워크 기기로부터 가스 차단 명령 신호를 수신하게 되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하고, 상기 가스 감지 모듈에 의해 가스 누출이 감지되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하며, 상기 온도 측정 모듈이 측정한 온도를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하거나 소화기를 구동하는 제어 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 자동 소화 장치의 제어 모듈은 무선 통신 모듈을 제어하여 가스 감지 신호 및 이상 발생 신호를 홈 네트워크 기기로 전송하는바, 이에 따라 홈 네트워크 기기는 경보 음을 발생시키고, 가스 감지 및 이상 발생을 관리 서버에 통보한다. 그러면, 관리 서버는 해당 내용(즉, 가스 감지 또는 이상 발생)을 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기로 통보한다.
본 발명의 가스 안전 관리 시스템에 따르면, 홈 네트워크 기기를 중심으로 건물 내에 유무선 센서네트워크를 구축하여 화재나 가스 누출 등과 같은 이상 징후가 나타나면 가스를 차단하거나 자동식 소화기를 동작시킴으로써, 건물 내 가스 안전 관리의 효율을 높이고, 가스 누출에 따른 화재 등 사고 예방에 큰 효과를 볼 수 있다.
또한, 본 발명의 가스 안전 관리 시스템은 홈 네트워크와 연동하여 효과적으로 홈 시큐러티(security) 및 안전(safety) 관리를 수행할 수 있다.
또한, 사회안전망과 연계할 수 있음으로 예컨대, 가스 누출이나 화재 발생시 관리 서버에서 소방서로 그 사실을 곧바로 통보할 수 있음으로, 국가 재난 관리에 큰 도움이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 안전 관리 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 미터의 전기적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 소화 장치의 전기적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 안전 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100: 홈 네트워크 기기 200: 가스 미터
300: 자동 소화 장치 400: 관리 서버
510: 일산화탄소(CO) 감지 센서 노드 520: 불꽃 감지 센서 노드
530: 연기 감지 센서 노드 600: 가스(LNG/LPG) 감지 센서 노드
700: 이동통신 단말기 800: 환기 팬
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 가스 안전 관리 시스템에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 안전 관리 시스템의 네트워크 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 미터의 전기적인 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 소화 장치의 전기적인 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 안전 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 안전 관리 시스템은 홈 네트워크 기기(100), 가스 미터(200), 자동 소화 장치(300), 관리 서버(400), 일산화탄소 감지 센서 노드(510), 불꽃 감지 센서 노드(520), 연기 감지 센서 노드(530), 가스 감지 센서 노드(600), 이동통신 단말기(700) 및 환기 팬(800)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 구성에서, 일산화탄소 감지 센서 노드(510), 불꽃 감지 센서 노드(520) 및 연기 감지 센서 노드(530)는 각각, 무선 통신 모듈을 구비한 화재 감지 센서 노드로서, 건물 내 예컨대, 세대 내에 설치된다. 여기서, 무선 통신 모듈은 예컨대, 전세계 비 허가(Unlicensed Industrial, Science and Medical(ISM)) 주파수 대역에서 동작하며, 국제 표준 규격인 IEEE 802.15.4 PHY 및 MAC 표준을 지원하는 지그비(Zigbee) 방식의 2.4GHz RF 모듈로 가능하다.
가스 감지 센서 노드(600) 또한, 지그비 방식의 무선 통신 모듈을 구비한 것으로서, 가스(LPG 또는 LNG) 누출 감지를 위하여 건물 내에 설치된다.
홈 네트워크 기기(100)는 비디오 도어폰 기능뿐 아니라 댁내 각종 전자기기를 원격 제어할 수 있는 일명, 월 패드이다. 흔히, 댁내 주방이나 거실 벽면에 부착된다.
또한, 홈 네트워크 기기(100)는 예컨대, 지그비 방식의 무선 통신 모듈을 구비하고 있는바, 이러한 무선 통신 모듈을 통해 가스 미터(200), 자동 소화 장치(300), 일산화탄소 감지 센서 노드(510), 불꽃 감지 센서 노드(520), 연기 감지 센서 노드(530) 및 가스 감지 센서 노드(600)와 무선 통신한다.
또한, 홈 네트워크 기기(100)는 도 4에 도시한 바와 같이, 일산화탄소 감지 센서 노드(510), 불꽃 감지 센서 노드(520), 연기 감지 센서 노드(530), 가스 감지 센서 노드(600)로부터 감지 신호가 수신되면, 수신한 감지 신호를 검사하여 이상 발생(예, 연기, 불꽃, 일산화탄소 또는 가스 누출 발생) 여부를 판단한다(S11a 및 S11b). 판단 결과, 이상 발생으로 판단되면 가스 차단 명령 신호를 무선 통신 모듈을 통해 가스 미터(200)로 전송하여 가스를 차단하도록 하고(S13a), 환기 팬(800)을 구동시키며(S13b), 경보 음을 발생시키며, 이상 발생 신호를 관리 서버(400)로 전송한다(S15a).
또한, 홈 네트워크 기기(100)는 이상 발생 여부 및 가스밸브 상태 등을 포함하는 데이터를 관리 서버(400)로 주기적으로 전송한다. 특히, 가스 미터(200)로부터 수신되는 검침 데이터를 관리 서버(400)로 전송하여(S11d), 관리 서버(400)가 가스 사용 요금 등을 산출할 수 있도록 한다.
또한, 홈 네트워크 기기(100)는 가스 미터(200)로부터 가스 누출 또는 지진 감지를 알리는 신호가 수신되거나 자동 소화 장치(300)로부터 가스 누출 또는 화재 발생을 알리는 신호가 수신되면, 이러한 이상 발생을 관리 서버(400)에 통보하고, 환기 팬(800)을 구동시키며, 경보 음을 발생시킨다.
또한, 홈 네트워크 기기(100)는 가스 미터(200)에 설정되어 있는 각종 설정 값들을 사용자가 확인 가능하도록 표시한다. 사용자가 확인 가능한 설정 값의 종류는 다음 표 1과 같다.
또한, 홈 네트워크 기기(100)는, 사용자가 직접 가스 미터(200) 구동을 위한 각종 설정 값들을 확인 및 설정할 수 있도록 한다. 사용자가 설정 가능한 설정 값의 확인은 표1과 같고, 설정의 종류는 다음 표 2와 같다.
[표1]
Figure PCTKR2009007494-appb-I000001
[표2]
Figure PCTKR2009007494-appb-I000002
또한, 홈 네트워크 기기(100)는, 사용자가 전화를 이용하여 통신망을 통해 접속하면 사용자에게 가스밸브 상태 등을 음성으로 알려주고 사용자가 가스 밸브를 잠글 수 있도록 하는 ARS 기능을 포함하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 사용자는 언제 어디서든지 자신의 건물의 가스 밸브 등의 상태를 확인하고 가스 밸브를 잠글 수 있게 된다.
가스 미터(200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 홈 네트워크 기기(100)와 무선 통신하는 무선 통신 모듈(220)과, 가스 밸브(260)를 구동하는 구동 모듈(250)과, 가스의 유량 및 압력을 측정하는 측정 모듈(230)과, 지진을 감지하는 감진 모듈(240)과, 무선 통신 모듈(220) 및 구동 모듈(250)을 제어하는 제어 모듈(210)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 구성에서, 제어 모듈(210)은 도 4에 도시한 바와 같이, 무선 통신 모듈(220)이 홈 네트워크 기기(100)로부터 가스 차단 명령 신호를 수신하게 되면 구동 모듈(250)을 제어하여 가스를 차단한다(S13a). 또한, 감진 모듈(240)에 의해 지진이 감지되면 구동 모듈(250)을 제어하여 가스를 차단한다(S13a). 또한, 측정 모듈(230)이 측정한 가스 유량을 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면(S11c) 구동 모듈(250)을 제어하여 가스를 차단한다(S13a). 또한, 측정 모듈(230)이 측정한 가스 압력을 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면(S11c) 구동 모듈(250)을 제어하여 가스를 차단한다(S13a).
구체적으로, 제어 모듈(210)은 가스 유량/압력 및 감진 여부 등의 정보를 가지고, 다음과 같은 12가지의 차단 기능을 수행한다.
1. 합계 유량 차단 기능
일정 시간(약 수십초) 동안에 흐른 양의 전체 값과 미리 설정된 값을 비교하여 가스 누설인지 아닌지 판단하고, 판단 결과 누설에 해당 되면 동일한 시간 동안 재확인 절차를 거쳐 누설로 확인되면 가스밸브 차단 - 합계 유량이 많다는 것은 가스 밸브나 배관 등의 파손 가능성을 의미함
2. 증가 유량 차단 기능
일정 시간(약 수십초) 동안에 갑자기 증가하여 흐른 양의 값과 미리 설정된 값을 비교하여 가스 누설인지 아닌지 판단하고, 판단 결과 누설에 해당 되면 동일한 시간 동안 재확인 절차를 거쳐 누설이 확인되면 가스밸브 차단-증가 유량이 많다는 것은 가스 밸브나 배관 등의 파손 가능성을 의미함
3. 초기 누설 차단 기능
가스 미터 설치 후 최초 사용시 해당되는 안전 진단 기능으로서, 밸브 개방을 기점으로 약 2분 동안 가스의 흐름을 감지하고, 흐름이 확인되면 즉시 가스 밸브 차단-단, 가스레인지나 보일러 가동은 없어야 함
4. 저 압력 차단 기능
가스의 압력이 설정치 이하로 떨어질 경우 일정 시간 동안 반복 확인 절차를 거친 후 압력 저하가 확인되면 가스 밸브를 차단-가스가 저 압력이라는 것은 가스 밸브나 배관 등의 파손 가능성을 의미함
5. 고 압력 차단 기능
가스의 압력이 설정치를 초과할 때 일정 시간 동안 반복 확인 절차를 거친 후 압력 초과가 확인되면 가스 밸브를 차단-가스가 고 압력이라는 것은 화재 등의 징후를 의미함
6. 강제 테스트 차단 기능
강제 리셋 기능으로서, 리셋 스위치 신호 입력시 가스 밸브를 차단하여 프로그램을 초기화함- 단, 가스 사용량 및 설정 데이터는 그대로 유지
7. 탱크 교환 차단 기능
LPG 사용시 용기 교환을 위한 기능으로서, 탱크 교환 스위치 신호 입력시 모든 상태 데이터는 그대로 유지한 채 밸브만 차단-용기 교환 후, 밸브 개방시 초기 누설 검사만 실시
8. 가스 누설 감지기 신호 입력 차단 기능
홈 네트워크 기기(100)로부터 가스 차단 명령 신호를 수신하게 되면 가스 밸브를 차단
9. 지진 감지 차단 기능
자체에 탑재된 감진 센서로부터 신호를 입력받는 즉시 2분 동안 지진의 징후를 감시하다가 2분 이내 가스 흐름이 탐지되면 자동으로 밸브를 차단
10. 연속 사용 시간 차단 기능
고유량, 중유량 및 저유량의 3 단계의 가스 사용량 별로 미리 설정된 시간(예컨대, 고유량 1분, 중유량 5분, 저유량 10분)을 초과하여 연속적인 가스 흐름이 확인될 경우 자동으로 가스 밸브를 차단
11. 원격 통신 센터 차단 기능
통신 포트를 통한 차단 기능으로서, 비밀 번호를 부여받아 차단하는 기능이며, 가스를 공급하는 공급자나 관리 센터에서 차단하는 기능이며, 밸브 개방을 위해서는 동일 비밀 번호를 부여받은 통신 수단으로만 개방할 수 있으며, 수동으로는 밸브를 개방할 수 없음
12. 원격 통신 사용자 차단 기능
원격 통신 센터 차단 기능과 유사한 것으로서, 가스 사용자가 임의로 통신 수단(예컨대, 월 패드)를 통해 밸브를 차단하는 기능임- 이 경우에는 수동으로 밸브 개방이 가능함
한편, 가스 미터(200)는 일산화탄소 감지 센서 노드(510)와 유선으로 연결될 수 있는바, 이에 따라 제어 모듈(210)은 일산화탄소 감지 센서 노드(510)로부터 감지 신호가 수신되면, 수신한 감지 신호를 검사하여 이상 발생 여부를 판단한다. 판단 결과, 이상 발생으로 판단되면 구동 모듈(250)를 제어하여 가스를 차단한다.
또한, 제어 모듈(210)은 다음과 같은 3가지의 경고 기능을 수행한다.
1. 배터리 저하 경고 기능
배터리 저하 디텍터로부터 신호를 실시간 확인하고, 신호 입력시 LCD에 해당 표시지 문자를 표시하며 배터리 저하 신호가 제거될 때까지 경고를 지속함
2. 미세 누설 경고 기능
실시간으로 가스사용량을 누적하여야 하며 1시간 간격으로 가스 사용을 판단하여 미리 설정된 미세 누설량에 해당하는 소량의 가스 흐름이 30일 동안 지속 될 경우 미세 누설에 해당하는 경고를 LCD에 표시함- 단, 1시간 간격으로 확인하다가 미세누설량보다 많은 양이 흐르거나 전혀 흐름이 없을시는 경고를 해제하고, 밸브가 차단될 때는 그동안의 미세누설 검사에 해당하는 데이터는 저장되어 밸브 개방 후부터 다시 카운터 함
3. 차단 불안정 경고 기능
밸브가 차단된 상태에서 가스의 흐름이 감지되면 표시하는 기능으로서, 밸브의 차단 상태를 확인함-만약, 차단 상태에서 가스가 흐르게 되면 즉시 밸브 차단 작동을 재실시하고 LCD에 경고 표시를 함
자동 소화 장치(300)는 도 3에 도시한 바와 같이, 홈 네트워크 기기(100)와 무선 통신하는 무선 통신 모듈(320)과, 가스를 감지하는 가스 감지 모듈(330)과, 온도를 측정하는 온도 측정 모듈(340)과, 소화기(360) 및 가스 밸브(370)를 구동하는 구동 모듈(350)과, 무선 통신 모듈(320) 및 구동 모듈(350)을 제어하는 제어 모듈(310)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 구성에서, 제어 모듈(310)은 도 4에 도시한 바와 같이, 가스 감지 모듈(330)에 의해 가스 누출이 감지되면(S11e) 구동 모듈(350)을 제어하여 가스를 차단한다(S13c). 또한, 무선 통신 모듈(320)이 홈 네트워크 기기(100)로부터 가스 차단 명령 신호를 수신하게 되면 구동 모듈(350)을 제어하여 가스를 차단한다(S13c).
또한, 제어 모듈(310)은 온도 측정 모듈(340)이 측정한 온도를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 구동 모듈(350)을 제어하여 가스를 차단하거나 소화기를 구동한다. 구체적으로, 측정 온도가 100도 이상이면(S11f) 가스 밸브(370)를 구동하여 가스를 차단한다(S13c). 만약, 측정 온도가 139도 이상이면(S11g) 소화기(370)를 구동하여 소화제를 분사한다(S13e).
관리 서버(400)는 예컨대, 공동 주택 관리실에서 운영하는 것으로서 도 4에 도시한 바와 같이, 홈 네트워크 기기(100)로부터 이상 발생(가스 누출, 지진 또는 화재 발생 등) 신호가 수신되면, 이상 발생을 무선 네트워크(예컨대, CDMA망)를 통해 해당 댁내 입주자의 이동통신 단말기로 통보(예컨대, 문자 메시지 전송)한다(S15a). 또한, 이상 발생을 사회 안전망을 통해 예컨대, 소방서로 통보한다(S17).
또한, 관리 서버(400)는, 사용자가 PC 등을 이용하여 통신망을 통해 로그인하게 되면 해당 세대의 가스 밸브 상태 등을 알려주고 사용자가 가스 밸브를 잠글 수 있도록 하는 기능을 포함하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 사용자는 언제 어디서든지 자신의 건물의 가스 밸브 등의 상태를 확인하고 가스 밸브를 잠글 수 있게 된다.
본 발명의 가스 안전 관리 시스템은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 모듈을 구비한 화재 감지 센서 노드;
    무선 통신 모듈을 구비한 가스 감지 센서 노드;
    상기 화재 감지 센서 노드 및 상기 가스 감지 센서 노드로부터 감지 신호를 무선 수신하고, 상기 무선 수신한 감지 신호를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 가스를 차단하도록 하는 명령 신호를 가스 미터에 무선 전송하는 홈 네트워크 기기; 및
    상기 홈 네트워크 기기로부터 무선 수신되는 가스 차단 명령 신호에 따라 가스를 차단하는 상기 가스 미터;
    를 포함하여 이루어진 가스 안전 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈 네트워크 기기는,
    상기 무선 수신한 감지 신호를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 이상 발생 신호를 관리 서버로 전송하는 것임을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홈 네트워크 기기로부터 이상 발생 신호가 수신되면 이상 발생을 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기로 통보하는 상기 관리 서버를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 미터는,
    상기 홈 네트워크 기기와 무선 통신하는 무선 통신 모듈;
    가스 밸브를 구동하는 구동 모듈;
    가스의 유량 및 압력을 측정하는 측정 모듈;
    지진을 감지하는 감진 모듈; 및
    상기 무선 통신 모듈이 상기 홈 네트워크 기기로부터 가스 차단 명령 신호를 수신하게 되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하고, 상기 감진 모듈에 의해 지진이 감지되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하며, 상기 측정 모듈이 측정한 가스 유량을 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하며, 상기 측정 모듈이 측정한 가스 압력을 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하는 제어 모듈을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
    가스사용량의 등급별로 미리 설정된 사용시간 한계를 초과하여 연속적으로 가스가 사용되고 있는 경우에는 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하는 것임을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
    미리 설정된 값 이하의 가스사용량이 미리 설정된 시간 이상 지속적으로 검출되는 경우에는 미세누설로 판단하고,
    가스사용량의 등급별로 미리 설정된 사용시간 한계를 초과하여 연속적으로 가스가 사용되고 있는 경우에는 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하는 것임을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 홈 네트워크 기기는,
    상기 가스 미터로부터 지진 감지 신호가 수신되면 지진 감지를 관리 서버에 통보하고,
    상기 가스 미터로부터 이상 발생 신호가 수신되면 이상 발생을 관리 서버에 통보하는 것임을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 홈 네트워크 기기로부터 지진 감지 신호가 수신되면 지진 감지를 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기로 통보하고, 상기 홈 네트워크 기기로부터 이상 발생 신호가 수신되면 이상 발생을 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기로 통보하는 상기 관리 서버를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈 네트워크 기기와 무선 통신하는 무선 통신 모듈;
    가스를 감지하는 가스 감지 모듈;
    온도를 측정하는 온도 측정 모듈;
    소화기 및 가스 밸브를 구동하는 구동 모듈;
    상기 무선 통신 모듈이 상기 홈 네트워크 기기로부터 가스 차단 명령 신호를 수신하게 되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하고, 상기 가스 감지 모듈에 의해 가스 누출이 감지되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하며, 상기 온도 측정 모듈이 측정한 온도를 검사한 결과, 이상 발생으로 판단되면 상기 구동 모듈을 제어하여 가스를 차단하거나 소화기를 구동하는 제어 모듈을 포함하여 이루어진 자동 소화 장치를,
    더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 홈 네트워크 기기는,
    상기 자동 소화 장치로부터 가스 감지 신호가 수신되면 가스 감지를 관리 서버에 통보하고,
    상기 자동 소화 장치로부터 이상 발생 신호가 수신되면 이상 발생을 관리 서버에 통보하는 것임을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 홈 네트워크 기기로부터 가스 감지 신호가 수신되면 가스 감지를 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기로 통보하고, 상기 홈 네트워크 기기로부터 이상 발생 신호가 수신되면 이상 발생을 무선 네트워크를 통해 이동통신 단말기로 통보하는 상기 관리 서버를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 홈 네트워크 기기 및 상기 관리 서버 중 적어도 하나 이상은,
    통신망을 통해 사용자에게 가스밸브 상태를 알려주고 사용자가 가스 밸브를 잠글 수 있도록 하는 기능을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 가스 안전 관리 시스템.
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