WO2017131437A1 - 직류전원형 ｐｌｃ 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법 - Google Patents

직류전원형 ｐｌｃ 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2017131437A1
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power line
emergency
light
power
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PCT/KR2017/000886
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송동석
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주식회사 노바테크
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    • H05B47/10—Controlling the light source

Definitions

  • the present invention relates to a DC power line type PLC (PLC) modem platform system and method, and more particularly, to the evacuation path by lighting to facilitate the evacuation of the operator in the event of an emergency in the ship's construction and the inner confined space of the offshore plant
  • PLC DC power line type PLC
  • the evacuation path by lighting to facilitate the evacuation of the operator in the event of an emergency in the ship's construction and the inner confined space of the offshore plant
  • the induction light function to induce a, and a direct-powered PLC modem platform system and method for eliminating the blind spots by making the voice and data communication smoothly at risk sites.
  • power line communication refers to a communication method of receiving a communication signal through a high frequency filter after transmitting a communication signal as a high frequency signal of 2 MHz to 24 MHz using a power line installed in a home or office.
  • the internal sealed working space of a ship or offshore plant under construction is essential to secure communication facilities for communication between workers.
  • the communication blind spot is generated and data communication for voice communication, safety / environmental information, etc. is not carried out. It is becoming.
  • power lines for power supply are arranged in large ships or offshore plant workplaces that are being built, and supply power for each work space through these power lines.
  • such an electric power line induces an evacuation route in a lit state in which an induction light is connected to facilitate the evacuation of workers in an emergency situation.
  • PLC electric power line communication
  • Patent Document Korean Laid-Open Patent Publication No. 2014-0011501 (Published: January 29, 2014)
  • the present invention is to solve the above-described problems, the lighting and easy to evacuate workers in the event of an emergency in the interior of the shipbuilding and offshore plant, the emergency light function to guide the evacuation route and the voice and danger at the scene
  • the present invention provides a DC-powered PLC modem platform system and method for smoothly communicating data to eliminate communication blind spots.
  • a DC-powered PLC modem platform system comprising: a power line including one or more emergency induction lamps that receive a DC power supply and turn on to induce an evacuation path; A PLC module for controlling power to be supplied to the one or more emergency induction lamps and adjusting a flashing state; A connector for electrically connecting the power line and the PLC module; A control unit which operates by receiving power through the PLC module and controls Wi-Fi communication and Beacon communication through a communication function; A Wi-Fi module for executing the Wi-Fi communication; And a beacon module executing the beacon communication.
  • a fire detector for detecting a fire when a fire occurs in the vicinity of the power line;
  • An oxygen deficiency detector for detecting an oxygen deprivation state existing around the power line;
  • a smoke detector configured to detect smoke generated around the power line.
  • a temperature sensor for sensing the ambient temperature of the power line;
  • a humidity sensing unit for sensing the ambient humidity of the power line.
  • the apparatus may further include an emergency warning unit that warns that an emergency or emergency occurs around the power line, and the control unit detects a fire around the power line or detects the smoke through the fire detection unit. Smoke is detected around the power line through the unit, the oxygen is detected as a lack of ambient oxygen of the power line through the detection unit, or the ambient temperature of the power line is detected above a predetermined value through the temperature detection unit In this case, the emergency warning unit may be controlled to warn of an emergency or emergency situation.
  • the oxygen deficiency detecting unit may include a light source unit generating white light or broadband light; An optical transmission unit configured to transmit white light or broadband light generated by the light source unit; An oxygen detector configured to sense oxygen with respect to the transmitted light and generate interference waves based on a principle of a Febry-Parot Interferometer; And an analyzing unit analyzing a spectral period change of the generated interference wave according to the sensed oxygen amount.
  • the oxygen detecting unit may include: a first film of a polymer material partially transmitting and partially reflecting the transmitted light; And a second film of sensing material having a portion of the light that passes through and partially reflects light passing through the first film.
  • the second film of the sensing material is a globin material chemically bonded to oxygen in the air, which is located at the outermost portion of the oxygen deficiency detecting unit, and the effective refractive index changes according to the chemical bonding with oxygen. It is made of a changing substance.
  • the control unit analyzes the spectral period change of the generated interference wave through the analysis unit, and determines that the interference amount generated in a normal state with a large amount of oxygen around the power line and the amount of oxygen due to fire or other reasons is constant.
  • the oxygen deficiency state is recognized based on the change in the spectral period due to the wavelength change of the interference wave generated in the abruptly reduced abnormal state.
  • DC power-type PLC modem platform service method for achieving the above object, (a) receiving a DC power source to induce an evacuation path in the power line to light one or more emergency induction light; (b) controlling the power supply to the one or more emergency induction lamps in the PLC module, and adjusting the flashing state of the one or more emergency induction lamps; (c) controlling a Wi-Fi communication and a beacon communication through a communication function by receiving power from the controller module; (d) detecting a fire, smoke, temperature, oxygen around the power line by a detector; (e) controlling, by the controller, an emergency warning unit to warn of an emergency situation or an emergency situation when a fire or smoke is generated around the power line, or when the ambient temperature is detected to be above a predetermined value or lack of oxygen; ; And (f) alerting the emergency or emergency situation in the emergency alert.
  • the sensing unit detects oxygen
  • the light source unit when the sensing unit detects oxygen, the light source unit generates white light or broadband light, the light transmitting unit transmits the generated white light or broadband light to the oxygen detecting unit, and the oxygen detecting unit Oxygen is sensed for the transmitted light to generate an interference wave based on the principle of a Febri-Parot Interferometer, and the analyzer analyzes the spectral period change of the generated interference wave according to the detected amount of oxygen. Oxygen is detected.
  • the control unit analyzes the spectral period change of the generated interference wave through the analysis unit, and the interference wave generated in a normal state with a large amount of oxygen around the power line, and a fire or other For this reason, the oxygen deficiency state is recognized based on the change in the spectral period due to the wavelength change of the interference wave generated in the abnormal state in which the amount of oxygen rapidly decreases below a certain standard.
  • voice and data communication can be performed smoothly at risk sites, eliminating communication blind spots.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a DC power type PLC modem platform system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing an example of applying a DC power type PLC modem platform system according to the present invention on the work site.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an additional configuration example of a DC power type PLC modem platform system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing an internal configuration example of the oxygen deficiency detection unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation method for describing a DC power type PLC modem platform service method according to an embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B are diagrams for explaining the principle of a Febri-Parrot interferometer applied to a DC power type PLC modem platform system according to an embodiment of the present invention.
  • portion When a portion is referred to as being “above” another portion, it may be just above the other portion or may be accompanied by another portion in between. In contrast, when a part is mentioned as “directly above” another part, no other part is involved between them.
  • first, second, and third are used to describe various parts, components, regions, layers, and / or sections, but are not limited to these. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, the first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as the second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the invention.
  • portion When a portion is referred to as being “above” another portion, it may be just above the other portion or may be accompanied by another portion in between. In contrast, when a part is mentioned as “directly above” another part, no other part is involved between them.
  • first, second, and third are used to describe various parts, components, regions, layers, and / or sections, but are not limited to these. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, the first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as the second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a DC power type PLC modem platform system according to an embodiment of the present invention.
  • a DC power type PLC modem platform system 100 includes a power line 110, an emergency induction light 112, a PLC module 120, a connector 122, and a controller ( Cotroller 130, a Wi-Fi module 140, and a Beacon module 150.
  • the power line 110 is a wire for supplying DC power and includes one or more emergency induction lamps 112.
  • the emergency induction lamp 112 is powered by DC power to induce an evacuation (evacuation) path, and is provided with one or more on the power line 110 to form an evacuation path.
  • the emergency induction lamp 112 may be implemented by, for example, a plurality of wingers.
  • the PLC module 120 controls to supply power to one or more emergency induction lamps, and also adjusts the flashing state of the one or more emergency induction lamps 112.
  • the connector 122 electrically connects the power line 110 and the PLC module 120.
  • the controller 130 operates by receiving power through the PLC module 120 and controls Wi-Fi communication and Beacon communication through a communication function.
  • the Wi-Fi module 140 executes Wi-Fi communication, and transmits and receives data using a frequency of a Wi-Fi band. To this end, an antenna for transmitting and receiving (ANT) is provided.
  • the Wi-Fi module 140 may have a specification such as 300Mbps Wireless N Range Extender, 11n / 2.4GHz / 2Tx-2Rx 300Mbps WiFi.
  • the beacon module 150 performs beacon communication and receives a beacon signal using a frequency band for beacon communication. To this end, an antenna ANT is provided. In addition, the beacon module 150 supports the BLE 4.1 spec.
  • DC power-type PLC modem platform system 100 of the above-described configuration can be applied to the work site for the elimination of communication blind spots, as shown in FIG.
  • the DC power type PLC modem platform system 100 is shown as a PLC modem.
  • the DC power type PLC modem platform system 100 receives commercial 220V power from an uninterruptible power supply (UPS) 210 and converts it into DC power.
  • the DC power type PLC modem platform system 100 performs the flashing operation of the emergency induction lamp 112 and the communication operation through the Wi-Fi module 140 and the beacon module 150 by DC power.
  • the DC-powered PLC modem platform system 100 is connected to the induction indicator 220 on the power line 110, and controls the flashing operation of the emergency induction lamp 112 in addition to the flashing operation of the induction indicator 220. Done.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an additional configuration example of a DC power type PLC modem platform system according to an embodiment of the present invention.
  • the DC-powered PLC modem platform system 100 may include a power line 110, an emergency induction lamp 112, a PLC module 120, and a connector 122 as shown in FIG. 3.
  • the detector 350 may further include an emergency warning unit 360.
  • the fire detector 310 detects a fire when a fire occurs around a power line, and the smoke detector 320 detects smoke generated around a power line.
  • the oxygen deficiency detecting unit 330 detects a deficiency state of oxygen existing near the power line.
  • the temperature detector 340 detects an ambient temperature of the power line.
  • the humidity detector 350 detects an ambient humidity of the power line.
  • the emergency warning unit 360 warns that an emergency or emergency occurs around the power line.
  • the controller 130 detects a fire around the power line through a fire detector, smoke is detected around a power line through a smoke detector, or lacks oxygen in a power line through an oxygen deficiency detector.
  • the emergency warning unit may be controlled to warn of an emergency or emergency situation.
  • the control unit 130 may control to alert the emergency situation or emergency situation through the emergency warning unit even when the smoke detection, oxygen deficiency, the detection of a temperature of a predetermined value or more at the same time.
  • FIG. 4 is a view showing an internal configuration example of the oxygen deficiency detection unit according to an embodiment of the present invention.
  • the oxygen deficiency detecting unit 330 includes a light source unit 410, an optical transmitter 420, an oxygen detector 430, and an analyzer 440.
  • the light source unit 410 generates white light or broadband light.
  • the light transmitter 420 transmits white light or broadband light generated by the light source 410 to the oxygen detector 430.
  • the light transmission unit 420 is connected between the light source unit 410 and the oxygen detection unit 430.
  • the oxygen detector 430 and the analyzer 440 are also connected.
  • the optical transmitter 420 may be implemented with, for example, an optical fiber for optical transmission, or may be implemented as a flat optical waveguide instead of the optical fiber.
  • the oxygen detector 430 detects oxygen with respect to the transmitted light and generates an interference wave based on a principle of a Febry-Parot Interferometer.
  • the oxygen detector 430 partially transmits and partially reflects the light transmitted from the light source 410.
  • the light passing through the polymer material 432 and the polymer material 432 having the first refractive index is partially transmitted and partially reflected.
  • a sensing material 434 having a second refractive index is included in the oxygen detector 430.
  • the sensing material 434 is a globin material located at the outermost part of the oxygen deficiency detecting unit and chemically bonded to oxygen in the air.
  • the effective refractive index changes according to the chemical bond with oxygen, and thus is made of a material whose spectral period changes.
  • the analyzer 440 analyzes the spectral period change of the generated interference wave according to the detected amount of oxygen.
  • the controller 130 analyzes the spectral period change of the interference wave generated by the oxygen detector 430 through the analyzer 440, and thus, the interference generated in a normal state in which oxygen is large around the power line 110.
  • the deficiency state of oxygen is recognized based on the change in the frequency of the spectrum due to the wavelength change of the interference wave generated in an abnormal state in which the amount of oxygen suddenly decreases below a certain level due to a wave, a fire or other reasons.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation method for describing a DC power type PLC modem platform service method according to an embodiment of the present invention.
  • the DC-powered PLC modem platform system 100 receives one or more emergency induction lamps by receiving DC power to induce an evacuation path in a power line (S510).
  • the PLC module controls power to be supplied to one or more emergency induction lamps and adjusts the flashing state of the one or more emergency induction lamps (S520).
  • the controller 130 operates by receiving power through a PLC module, and controls Wi-Fi communication and beacon communication through a communication function (S530).
  • each detector 310 to 350 detects fire, smoke, temperature, and oxygen in the vicinity of the power line (S540).
  • the oxygen deficiency detecting unit 330 generates white light or broadband light in the light source unit 410 when oxygen is detected.
  • the light transmitter 420 transmits white light or broadband light to the oxygen detector 430.
  • the oxygen detector 430 detects oxygen with respect to the transmitted light and generates an interference wave based on a principle of a Febry-Parot Interferometer.
  • the analyzer 440 analyzes the spectral period change of the generated interference wave according to the detected amount of oxygen.
  • FIG. 6 is a view for explaining the principle of the Fabry-Parrot interferometer applied to a DC power type PLC modem platform system according to an embodiment of the present invention.
  • the Fabry-Parrot interferometer uses the principle of analyzing the spectrum using the wavelength change of the interference wave reflected from two reflective films.
  • 6 (a) shows that in a Febri-Parrot interferometer, two reflective films 431, 433 have a distance L0, fill a gap between the films, fill the outside of the film, and have a refractive index n1. It is composed of a second material 434 having a.
  • the first material 432 is a polymer material and the second material 434 is a sensing material that chemically bonds with oxygen.
  • the two films 431 and 433 are the first film 431, which is an interface to the light transmission unit 420, and the first material 432, and the second, which is an interface between the first material 432 and the second material 434.
  • the light transmitting unit 420 connected to one surface of the first film 431 irradiates light having an arbitrary wavelength () to the first film 431.
  • Light passing through the first layer 431 is incident on the first material 432 connected to the light transmitting unit 420.
  • the light transmitting unit 420 and the first material 432 are connected in parallel, light may be incident vertically.
  • Light incident on the first material 432 is irradiated back to the second film 433, and then to the second material 434.
  • the light traveling in the path as described above is the first film 431 and the second film 433 by the refractive index difference for the light transmission unit 420, the first material 432 and the second material 434. Part is reflected and part is transmitted.
  • the light repeatedly reflecting and transmitting between the two films 431 and 433 forms a plurality of reflected waves R1 and R2 that are returned to the light transmitting unit 420 again. That is, the light is reflected by the first film 431 and the second reflected wave (R1) reflected back to the light transmitting unit 420 and the second film (433), the second reflected wave (R2) returned to the light transmitting unit 420 Can be formed.
  • the wavelengths of the first reflected wave R1 and the second reflected wave R2 may be obtained by Equations 1 and 2 below.
  • Equation 1 r1 is the wavelength of the first reflected wave, n is the refractive index of the optical transmission unit, n0 is the refractive index of the first material.
  • Equation 2 r2 is the wavelength of the second reflected wave, n0 is the refractive index of the first material, n1 is the refractive index of the second material.
  • the plurality of reflected waves R1 and R2 interfere with each other in the optical transmitter 420 and form a final interference wave having a wavelength finally determined by the interference.
  • the wavelength R of the final interference wave may be obtained by Equation 3 below.
  • R1, R2 and are the same as Equation 4, Equation 5 and Equation 6 below.
  • R ( ⁇ ) is the wavelength of the final interference wave according to the wavelength of the incident wave
  • r1 is the wavelength of the first reflected wave
  • r2 is the wavelength of the second reflected wave
  • n0 is the refractive index of the first material
  • L0 is the distance between the two films. is the wavelength of the incident wave.
  • the Fabry-Parrot interferometer is used for the purpose of sensing a substance by using the periodicity of the spectrum caused by the change of the wavelength of the final interference wave thus formed.
  • the Fabry-Parrot interferometer can sense external influences that cause a change in the refractive index of the first or second material of the Fabry-Parrot interferometer by the spectral period of the interference wave.
  • FIG. 6B illustrates a case in which the refractive index of the material forming the interferometer is changed in the Fabry-Parrot interferometer. That is, FIG. 6B illustrates a case where the refractive index n1 of the second material 434 increases by n to become n1 '.
  • the refractive index of the second material 434 is changed by any external influence, since the wavelength of the second reflected wave R2 formed by the second film 433 is changed, the spectral period of the interference wave is also changed. .
  • the Fabry-Parrot interferometer can detect external influences that cause a change in the refractive index of the first or second material constituting the Fabry-Parrot interferometer by the change in the spectral period of the interference wave.
  • the oxygen deficiency detecting unit 330 may detect oxygen deficiency through the structure of FIG. 4 using the principle of the Febri-Parrot interferometer.
  • the light source unit 410 generates white light or broadband light, and the light transmitter 420 transmits the generated light to the oxygen detector 430.
  • the light transmission unit 420 may include a mirror or a polarization control element that reflects light to adjust the light path.
  • the optical transmitter 420 may use an optical fiber, and the optical fiber may provide a movement path of the light formed in the light source unit 410 by using light reflection. That is, the optical fiber may provide a movement path so that the light formed in the light source unit 410 may move between the respective components.
  • the optical fiber is the light formed in the light source unit 410 is irradiated to the oxygen detecting unit 430 through the light transmitting unit 420, the interference wave formed in the oxygen detecting unit 430 through the optical transmitting unit 420 440 can be irradiated.
  • the oxygen detector 430 forms an interference wave based on the principle of the Fabry-Parrot interferometer. That is, the oxygen detector 430 forms an interference wave based on the principle of the Febri-Parrot interferometer for the light irradiated from the light source unit 410 through the light transmission unit 420.
  • the oxygen detector 430 may include a sensing material 434 for sensing oxygen and forming interference waves.
  • the sensing material 434 may be combined with oxygen to change the effective refractive index.
  • the sensing material 434 may be one of globins including hemoglobin, myoglobin, metal-porphyrin, and the like.
  • the spectral period may change due to a change in the effective refractive index of the sensing material 434.
  • the oxygen detector 430 may include a polymer material 432 acting as two films to form an interference wave.
  • the sensing material 434 allows the light irradiated from the light source 410 to form an interference wave having an arbitrary spectral period by repeated reflection and transmission phenomena by using two films at both ends of the polymer material 432. Can be.
  • the analyzer 440 analyzes the presence of oxygen on the basis of the wavelength change of the interference wave, that is, the periodic change in the spectrum. That is, the analyzer 440 may analyze the presence of oxygen on the basis of whether the period of the spectrum changes due to the change in the wavelength of the interference wave formed by the oxygen detector 430.
  • the analyzer 440 may measure the spectrum of the interference wave.
  • the analyzer 440 may receive the interference wave incident on the analyzer 440 with a light receiver (for example, a photo diode array, etc.) and convert the current into a current to display the spectrum on the display.
  • the spectrum of light by the analyzer 440 may include a period of an interference wave, a wavelength at a specific location, a rate of change of wavelength, and the like.
  • the oxygen detector 430 is connected to the optical transmitter 420 and may include a polymer material 432 and a sensing material 434.
  • the light transmission unit 420 may include an optical fiber, and the optical fiber may provide a movement path of the light formed in the light source unit 410 by using total reflection. That is, the optical fiber may provide a movement path so that the light generated from the light source unit 410 is irradiated to the oxygen detecting unit 430.
  • the oxygen detector 430 may provide a movement path of the light formed by the light source unit 410 using a flat optical waveguide instead of the optical fiber.
  • the optical waveguide is shorter in length and much thinner than the optical fiber, and thus an intensive configuration of the oxygen detecting apparatus including the oxygen detecting unit 430 and the oxygen detecting unit 430 is possible. It may be useful to change the diameter.
  • the polymer material 432 may form an interference wave based on the principle of the Fabry-Parrot interferometer for the light formed in the light source unit 410.
  • the polymeric material 432 can function as two membranes of the Febri-Parrot interferometer.
  • the front end of the polymer material 432 connected to the optical transmission unit 420 and the rear end of the polymer material 432 connected to the sensing material 434 act as two films of the Fabry-Parrot interferometer, May cause repeated reflection and transmission.
  • the polymer material 432 may be coated in a flat or hemispherical curved shape.
  • the polymer material 432 may be a polymer material that is solid at room temperature or at a temperature at which the oxygen detector 430 operates.
  • the polymeric material 432 may be polydimethylsiloxane (PDMS). Since PDMS is homogeneous, isotropic, and optically transparent up to 300 nm thick, the oxygen detector 430 may be suitable as a material between two films that can act as a Fabry-Parrot interferometer. Can be.
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the sensing material 434 may vary in effective refractive index by bonding with oxygen. That is, the sensing material 434 may chemically bond with oxygen, and thus the effective refractive index may change.
  • the interference wave may change in a spectral period according to a change in refractive index of the sensing material 434. That is, considering the nm thickness of the sensing material 434, the change in the refractive index of the sensing material 434 acting as the material of the interferometer is the change in the effective refractive index for the film of the interferometer consisting of the sensing material 44 and the outside air , Resulting in a spectral change of the interference wave.
  • the controller 130 analyzes the spectral period change of the interference wave generated by the oxygen detector 430 through the analyzer 440, and generates the oxygen in a normal state with a large amount of oxygen around the power line 110.
  • the oxygen deficiency state in the abnormal state is recognized based on the change in the spectral period due to the change in the wavelength of the interference wave and the interference wave generated in the abnormal state in which the amount of oxygen is abruptly reduced to a certain level due to a fire or other reasons.
  • the controller 130 controls the emergency warning unit to warn of an emergency situation or an emergency situation when a fire or smoke is generated around the power line, or when it is detected that the ambient temperature is above a predetermined value or lacks oxygen. (S550).
  • the emergency warning unit 360 warns of an emergency or emergency (S560).
  • the voice and data communication is performed at the risk site together with the induction light function which induces an evacuation route by lighting the worker so as to easily evacuate in an emergency situation in the ship construction and the internal sealed space of the marine plant. It is possible to realize a DC power type PLC modem platform system and method that can be smoothly made to eliminate the communication blind spots.
  • ком ⁇ онент includes, but are not limited to, hardware, firmware, combinations of hardware and software, software, or software-related software such as running software. It includes an entity.
  • a component may be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, an executable thread of execution, a program, and / or a computer.
  • an application running on a computing device and the computing device can be a component.
  • One or more components may reside within a process and / or thread of execution and a component may be localized on one computer and / or distributed between two or more computers.
  • these components can execute from various computer readable media having various data structures stored thereon.
  • Components follow a signal with one or more data packets (e.g., data from a local system, other components of a distributed system, and / or a signal that interacts with other systems across a network such as the Internet by way of a signal). Etc. may be communicated by local and / or remote processes.

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Abstract

본 발명은 선박 건조 및 해양 플랜트의 내부 밀폐 공간에서 위급 상황 발생 시에 피난 경로를 유도하고, 음성 및 데이터 통신이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 의하면, 밀폐 공간에서 위급 상황 발생 시에 작업자들이 비상 유도등의 점멸 동작에 의한 대피(피난) 경로를 따라 용이하게 대피(피난)할 수 있다.

Description

직류전원형 ＰＬＣ 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법
본 발명은 직류전원형 PLC(power line communication) 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 선박 건조 및 해양 플랜트의 내부 밀폐 공간에서 위급 상황 발생 시에 작업자들이 피난하기에 용이하도록 점등하여 피난 경로를 유도하는 유도등 기능과 더불어, 위험 현장에서 음성 및 데이터 통신이 원활하게 이루어지도록 함으로서 통신 사각지대를 해소시킬 수 있도록 하는 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력선 통신(Power Line Communication: 이하 PLC)은 가정 또는 사무실에 기 설치된 전력선을 이용해 통신 신호를 2MHz ~ 24MHz의 고주파 신호로 전송한 후, 고주파 필터를 통해 통신 신호를 수신하는 통신 방식을 의미한다.
이러한 전력선 통신의 경우, 다른 유선 통신 방식과는 상이하게 기 설치된 전력선을 활용하여 통신이 이루어지므로 신규 통신 선로 개설을 위한 비용 부담이 발생하지 않으며, 별도의 케이블 없이 전기 플러그를 통하여 다양한 통신 서비스(예를 들어, 초고속 인터넷 서비스, 인터넷 전화(VoIP) 서비스, 홈네트워킹 서비스, 홈오토메이션 서비스, 및 원격검침 서비스 등)를 제공할 수 있는 장점을 가지므로 최근 그 활용도가 높아지고 있는 추세에 있다.
한편, 건조 중인 선박이나 해양 플랜트의 내부 밀폐 작업 공간에는 작업자들 간의 의사 소통을 위해 통신 시설 확보가 반드시 필요하다. 선박의 경우에는 강판으로 구성된 선체 때문에 무선 통신이 제약되는 한계로 인하여 통신 사각 지대가 발생됨에 따라 음성통신, 안전/환경 정보 등을 위한 데이터 통신이 이루어지지 않아 작업 안전 확보와 업무 효율에 저해 요인이 되고 있다.
그런데, 건조 중인 대형 선박이나 해양 플랜트 작업장에는 전력 공급을 위한 전력선들이 배치되어, 이러한 전력선을 통해 각 작업 공간에 필요한 전력을 공급하고 있다.
또한, 이러한 전력선에는 위급 상황 발생 시에 작업자들이 피난하기에 용이하도록 유도등이 연결되어 점등된 상태로 피난 경로를 유도하고 있다.
따라서, 건조 중인 선박이나 해양 플랜트의 내부 밀폐 작업 공간에 전력선 통신(PLC)을 이용하여 유도등을 통해 피난 경로를 유도하고, 위급 상황 발생 시에 위험 현장에서 음성 및 데이터 통신이 원활하게 이루어져 통신 사각 지대를 해소할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.
특허문헌: 한국 공개특허공보 제2014-0011501호(공개일: 2014년01월29일)
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선박 건조 및 해양 플랜트의 내부 밀폐 공간에서 위급 상황 발생 시에 작업자들이 피난하기에 용이하도록 점등하여 피난 경로를 유도하는 유도등 기능과 더불어 위험 현장에서 음성 및 데이터 통신이 원활하게 이루어져 통신 사각 지대를 해소할 수 있도록 하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템은, 직류 전원을 공급받아 점등하여 대피 경로를 유도하는 하나 이상의 비상 유도등을 구비하는 전력 라인; 상기 하나 이상의 비상 유도등에 전력이 공급되도록 제어하고, 점멸 상태를 조절하는 PLC 모듈; 상기 전력 라인과 상기 PLC 모듈을 전기적으로 연결하기 위한 커넥터; 상기 PLC 모듈을 통해 전원을 공급받아 동작하고, 통신 기능을 통해 와이파이(WiFi) 통신과 비이콘(Beacon) 통신을 제어하는 제어부; 상기 와이파이(WiFi) 통신을 실행하는 와이파이(WiFi) 모듈; 및 상기 비이콘(Beacon) 통신을 실행하는 비이콘(Beacon) 모듈을 포함한다.
또한, 상기 전력 라인의 주변에 화재가 발생한 경우에 화재를 감지하는 화재 감지부; 상기 전력 라인의 주변에 존재하는 산소의 결핍 상태를 감지하는 산소결핍 감지부; 및 상기 전력 라인의 주변에 발생된 연기를 감지하는 연기 감지부를 더 포함한다.
또한, 상기 전력 라인의 주변 온도를 감지하는 온도 감지부; 및 상기 전력 라인의 주변 습도를 감지하는 습도 감지부를 더 포함한다.
또한, 상기 전력 라인의 주변에 위급 상황이나 비상 상황이 발생하였음을 경고해 주는 비상 경고부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 화재 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변에 화재가 감지되거나, 상기 연기 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변에 연기가 감지되거나, 상기 산소결핍 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변 산소가 결핍된 것으로 감지되거나, 상기 온도 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변 온도가 일정값 이상으로 감지된 경우에 상기 비상 경고부를 통해 위급 상황이나 비상 상황을 경고해 주도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 산소결핍 감지부는, 백색광이나 광대역 광을 발생시키는 광원부; 상기 광원부에서 발생된 백색광이나 광대역 광을 전송하는 광전송부; 상기 전송된 빛에 대하여 산소를 감지하여 페브리-패롯 간섭계(Febry-Parot Interferometer)의 원리에 의한 간섭파를 생성하는 산소 감지부; 및 상기 감지된 산소량에 따라 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석하는 분석부를 포함한다.
또한, 상기 산소 감지부는, 상기 전송된 빛을 일부는 투과시키고 일부는 반사시키며, 제1 굴절률을 갖는 고분자 물질의 제 1 막; 상기 제 1 막을 통과한 빛을 일부 투과시키고 일부는 반사시키며, 제2 굴절률을 갖는 감지 물질의 제 2 막을 포함한다.
또한, 상기 감지 물질의 제 2 막은, 상기 산소결핍 감지부의 최외부에 위치하고, 공기 중 산소와 화학 결합하는 글로빈류 물질이며, 산소와의 화학 결합에 따라 유효 굴절률이 변화하며, 그에 따라 스펙트럼 주기가 변화하는 물질로 이루어진다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 상기 분석부를 통해 분석한 결과, 상기 전력 라인의 주변에 산소량이 많은 정상적인 상태에서 생성된 간섭파와, 화재나 다른 사유로 산소량이 일정 기준 이하로 급격히 줄어든 비정상 상태에서 생성된 간섭파에 대한 파장 변화로 인한 스펙트럼의 주기 변화를 기초로 산소의 결핍 상태를 인식하게 된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 서비스 방법은, (a) 전력 라인에서 대피 경로를 유도하기 위해 직류 전원을 공급받아 하나 이상의 비상 유도등을 점등하는 단계; (b) PLC 모듈에서 상기 하나 이상의 비상 유도등에 전력이 공급되도록 제어하고, 상기 하나 이상의 비상 유도등의 점멸 상태를 조절하는 단계; (c) 제어부에서 상기 PLC 모듈을 통해 전원을 공급받아 동작하고, 통신 기능을 통해 와이파이(WiFi) 통신과 비이콘(Beacon) 통신을 제어하는 단계; (d) 감지부에서 상기 전력 라인의 주변에 화재나 연기, 온도, 산소를 감지하는 단계; (e) 제어부에서 상기 전력 라인의 주변에 화재나 연기가 발생하거나, 주변 온도가 일정값 이상이거나 산소가 결핍된 것으로 감지된 경우에, 위급 상황이나 비상 상황을 경고해 주도록 비상 경고부를 제어하는 단계; 및 (f) 비상 경고부에서 위급 상황이나 비상 상황을 경고 해 주는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (d) 단계에서 감지부는, 산소를 감지하는 경우에, 광원부에서 백색광이나 광대역 광을 발생시키고, 광전송부에서 상기 발생된 백색광이나 광대역 광을 산소 감지부에 전송하며, 산소 감지부가 상기 전송된 빛에 대하여 산소를 감지하여 페브리-패롯 간섭계(Febry-Parot Interferometer)의 원리에 의한 간섭파를 생성하며, 분석부가 상기 감지된 산소량에 따라 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석하여 산소를 감지하게 된다.
그리고, 상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 상기 분석부를 통해 분석한 결과, 상기 전력 라인의 주변에 산소량이 많은 정상적인 상태에서 생성된 간섭파와, 화재나 다른 사유로 산소량이 일정 기준 이하로 급격히 줄어든 비정상 상태에서 생성된 간섭파에 대한 파장 변화로 인한 스펙트럼의 주기 변화를 기초로 산소의 결핍 상태를 인식하게 된다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 건조 선박 및 해양 플랜트의 내부 밀폐 공간에서 위급 상황 발생 시에 작업자들이 비상 유도등의 점멸 동작에 따라 유도된 대피(피난) 경로를 따라 용이하게 대피(피난)할 수 있다.
또한, 위험 현장에서 음성 및 데이터 통신이 원활하게 이루어져 통신 사각 지대를 해소할 수 있다.
그리고, 작업자가 밀폐 공간에서 작업을 하다가 산소 결핍 시에 경고음을 듣고 대피할 수 있어, 작업 현장의 산소 부족에 따른 위급한 상황을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템의 전반적인 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템을 작업 현장에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템의 추가 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산소결핍 감지부의 내부 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템에 적용된 페브리-패롯 간섭계의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
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 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 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 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90° 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템의 전반적인 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은, 전력 라인(110), 비상 유도등(112), PLC 모듈(120), 커넥터(Connector)(122), 제어부(Cotroller)(130), 와이파이(WiFi) 모듈(140) 및 비이콘(Beacon) 모듈(150)을 포함한다.
전력 라인(110)은 직류 전원을 공급하는 전선으로서, 하나 이상의 비상 유도등(112)을 구비한다.
비상 유도등(112)은 직류 전원을 공급받아 점등하여 대피(피난) 경로를 유도하는 것으로, 대피 경로를 형성하기 위해 전력 라인(110) 상에 하나 이상 다수 개로 구비된다. 여기서, 비상 유도등(112)은 예를 들면, 다수 개의 윙커등(wingkers)으로 구현할 수 있다.
PLC 모듈(120)은 하나 이상의 비상 유도등에 전력이 공급되도록 제어하고, 또한 하나 이상의 비상 유도등(112)의 점멸 상태를 조절한다.
커넥터(122)는 전력 라인(110)과 PLC 모듈(120)을 전기적으로 연결한다.
제어부(130)는 PLC 모듈(120)을 통해 전원을 공급받아 동작하고, 통신 기능을 통해 와이파이(WiFi) 통신과 비이콘(Beacon) 통신을 제어한다.
와이파이 모듈(140)은 와이파이(WiFi) 통신을 실행하여, 와이파이 대역의 주파수를 이용해 데이터를 송수신한다. 이를 위해 송수신용 안테나(ANT)를 구비한다. 또한, 와이파이 모듈(140)은 300Mbps Wireless N Range Extender, 11n / 2.4GHz / 2Tx-2Rx 300Mbps WiFi 등의 사양을 갖출 수 있다.
비이콘 모듈(150)은 비이콘(Beacon) 통신을 실행하여, 비이콘 통신을 위한 주파수 대역을 이용해 비이콘 신호를 수신한다. 이를 위해 안테나(ANT)를 구비한다. 또한, 비이콘 모듈(150)은 BLE 4.1 spec.을 지원한다.
도 2는 본 발명에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템을 작업 현장에 적용한 예를 나타낸 도면이다. 전술한 구성의 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 통신 사각 지대 해소를 위해 작업 현장에 적용할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은 PLC 모뎀으로 나타내었다. 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은 무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)(210)로부터 상용 220V 전원을 공급받아 직류 전원으로 전환한다. 그리고, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은 직류 전원에 의해 비상 유도등(112)의 점멸 동작과 와이파이 모듈(140) 및 비이콘 모듈(150)을 통한 통신 동작을 수행하게 된다. 또한, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은 전력 라인(110) 상에서 유도 방향등(220)과 연결되고, 유도 방향등(220)의 점멸 동작과 더불어 비상 유도등(112)의 점멸 동작을 제어하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템의 추가 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 전력 라인(110), 비상 유도등(112), PLC 모듈(120), 커넥터(122), 제어부(130), 와이파이 모듈(140) 및 비이콘 모듈(150) 이외에, 화재 감지부(310), 연기 감지부(320), 산소결핍 감지부(330), 온도 감지부(340), 습도 감지부(350) 및 비상 경고부(360)를 더 포함할 수 있다.
화재 감지부(310)는 전력 라인의 주변에 화재가 발생한 경우에 화재를 감지하고, 연기 감지부(320)는 전력 라인의 주변에 발생된 연기를 감지한다.
산소결핍 감지부(330)는 전력 라인의 주변에 존재하는 산소의 결핍 상태를 감지한다. 온도 감지부(340)는 전력 라인의 주변 온도를 감지한다. 습도 감지부(350)는 전력 라인의 주변 습도를 감지한다. 비상 경고부(360)는 전력 라인의 주변에 위급 상황이나 비상 상황이 발생하였음을 경고해 주게 된다.
제어부(130)는 화재 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변에 화재가 감지되거나, 또는 연기 감지부를 통해 전력 라인의 주변에 연기가 감지되거나, 또는 산소결핍 감지부를 통해 전력 라인의 주변 산소가 결핍된 것으로 감지되거나, 또는 온도 감지부를 통해 전력 라인의 주변 온도가 일정값 이상으로 감지된 경우에 비상 경고부를 통해 위급 상황이나 비상 상황을 경고해 주도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 연기 감지, 산소 결핍, 일정값 이상의 온도의 감지가 동시에 이루어진 경우에도 비상 경고부를 통해 위급 상황이나 비상 상황을 경고해 주도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산소결핍 감지부의 내부 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 산소결핍 감지부(330)는, 광원부(410), 광전송부(420), 산소 감지부(430) 및 분석부(440)를 포함한다.
광원부(410)는 백색광이나 광대역 광을 발생시킨다.
광전송부(420)는 광원부(410)에서 발생된 백색광이나 광대역 광을 산소 감지부(430)에 전송한다. 이를 위해 광전송부(420)는 광원부(410)와 산소 감지부(430) 사이에 연결된다. 그리고, 산소 감지부(430)로부터 반사된 빛이나 산소 감지부(430)에서 생성된 간섭파를 분석부(440)에 전송하기 위해 산소 감지부(430)와 분석부(440) 사이에도 연결된다. 광전송부(420)는 광 전송을 위해 예컨대, 광섬유로 구현할 수 있고, 광섬유 대신에 평판 광 도파로로도 구현할 수 있다.
산소 감지부(430)는 전송된 빛에 대하여 산소를 감지하여 페브리-패롯 간섭계(Febry-Parot Interferometer)의 원리에 의한 간섭파를 생성한다.
이때, 산소 감지부(430)는, 광원부(410)로부터 전송된 빛을 일부는 투과시키고 일부는 반사시킨다. 그리고, 제1 굴절률을 갖는 고분자 물질(432)과 고분자 물질(432)을 통과한 빛을 일부는 투과시키고 일부는 반사시킨다. 그리고, 제2 굴절률을 갖는 감지 물질(434)로 구성된다.
감지 물질(434)은, 산소결핍 감지부의 최외부에 위치하고, 공기 중 산소와 화학 결합하는 글로빈류 물질이다. 그리고, 산소와의 화학 결합에 따라 유효 굴절률이 변화하며, 그에 따라 스펙트럼 주기가 변화하는 물질로 이루어진다.
분석부(440)는 감지된 산소량에 따라 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석한다.
제어부(130)는, 산소 감지부(430)에서 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석부(440)를 통해 분석한 결과, 전력 라인(110)의 주변에 산소량이 많은 정상적인 상태에서 생성된 간섭파와, 화재나 다른 사유로 산소량이 일정 기준 이하로 급격히 줄어든 비정상 상태에서 생성된 간섭파에 대한 파장 변화로 인한 스펙트럼의 주기 변화를 기초로 산소의 결핍 상태를 인식하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템(100)은 전력 라인에서 대피 경로를 유도하기 위해 직류 전원을 공급받아 하나 이상의 비상 유도등을 점등한다(S510).
이어, PLC 모듈에서 하나 이상의 비상 유도등에 전력이 공급되도록 제어하고, 하나 이상의 비상 유도등의 점멸 상태를 조절한다(S520).
이어, 제어부(130)는 PLC 모듈을 통해 전원을 공급받아 동작하고, 통신 기능을 통해 와이파이(WiFi) 통신과 비이콘(Beacon) 통신을 제어한다(S530).
이어, 각 감지부(310~350)에서 전력 라인의 주변에 화재나 연기, 온도, 산소를 감지한다(S540).
이때, 산소결핍 감지부(330)는, 산소를 감지하는 경우에, 광원부(410)에서 백색광이나 광대역 광을 발생시킨다. 광전송부(420)에서 백색광이나 광대역 광을 산소 감지부(430)에 전송한다. 산소 감지부(430)는 전송된 빛에 대하여 산소를 감지하여 페브리-페롯 간섭계(Febry-Parot Interferometer)의 원리에 의한 간섭파를 생성한다. 분석부(440)는 감지된 산소량에 따라 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석하게 된다.
여기서, 페브리-페롯 간섭계(Febry-Parot Interferometer)의 원리는 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템에 적용된 페브리-패롯 간섭계의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 페브리-패롯 간섭계(FPI)는 반사 가능한 두 개의 막으로부터 반사된 간섭파의 파장 변화를 이용하여 스펙트럼을 분석하는 원리를 사용한다. 도 6의 (a)는 페브리-패롯 간섭계에서 두 개의 반사 가능한 막(431, 433)이 거리 L0를 갖고, 막 사이를 채우고 굴절률 n0를 갖는 제 1 물질(432) 및 막의 외부를 채우고 굴절률 n1을 갖는 제 2 물질(434)로 구성된다. 예를 들면, 제 1 물질(432)은 고분자 물질이고, 제2 물질(434)은 산소와 화학 결합하는 감지 물질이다.
두 개의 막(431, 433)은 광전송부(420)와 제 1 물질(432)에 대한 경계면인 제 1 막(431) 및 제 1 물질(432)과 제 2 물질(434)의 경계면인 제 2 막(433)으로 구성된다.
제 1 막(431)의 일면에 연결된 광전송부(420)는 임의의 파장()을 갖는 빛을 제 1 막(431)으로 조사한다. 제 1 막(431)을 통과한 빛은 광전송부(420)와 연결된 제 1 물질(432)로 입사된다. 이때, 광전송부(420)와 제 1 물질(432)이 평행하여 연결된 경우, 빛은 수직으로 입사될 수 있다. 제 1 물질(432)로 입사된 빛은 다시 제 2 막(433)으로 조사되고, 이어서 제 2 물질(434)로 조사된다.
전술한 바와 같은 경로로 이동하는 빛은, 광전송부(420), 제 1 물질(432) 및 제 2 물질(434)에 대한 굴절률 차이에 의하여, 제 1 막(431) 및 제 2 막(433)에서 일부가 반사되고 일부는 투과된다.
이에 따라, 두 막(431, 433) 사이를 반복적으로 반사 및 투과하는 빛은 다시 광전송부(420)로 되돌아 오는 복수의 반사파(R1, R2)를 형성한다. 즉, 상기 빛은 제 1 막(431)에서 반사되어 광전송부(420)로 되돌아온 제 1 반사파(R1) 및 제 2 막(433)에서 반사되어 광전송부(420)로 되돌아온 제 2 반사파(R2)를 형성할 수 있다.
이때, 제 1 반사파(R1) 및 제 2 반사파(R2)의 파장은 각각 아래의 수학식 1 및 수학식 2에 의하여 구해질 수 있다.
Figure PCTKR2017000886-appb-M000001
상기 수학식 1에서, r1은 제 1 반사파의 파장, n은 광전송부의 굴절률, n0는 제 1 물질의 굴절률이다.
Figure PCTKR2017000886-appb-M000002
상기 수학식 2에서, r2는 제 2 반사파의 파장, n0는 제 1 물질의 굴절률, n1은 제 2 물질의 굴절률이다.
복수의 반사파(R1, R2)는 광전송부(420) 내에서 서로 간섭을 일으키고, 간섭으로 인해 최종적으로 결정된 파장(wavelength)을 갖는 최종 간섭파를 형성한다.
이때, 최종 간섭파의 파장(R)은 아래의 수학식 3에 의하여 구해질 수 있다.
Figure PCTKR2017000886-appb-M000003
여기서, R1, R2 및 는 각각 아래의 수학식 4, 수학식 5 및 수학식 6과 같다.
Figure PCTKR2017000886-appb-M000004
Figure PCTKR2017000886-appb-M000005
Figure PCTKR2017000886-appb-M000006
여기서, R(λ)는 입사파의 파장에 따른 최종 간섭파의 파장, r1은 제 1 반사파의 파장, r2는 제 2 반사파의 파장, n0는 제 1 물질의 굴절률, L0는 두 막 사이의 거리, λ는 입사파의 파장이다.
이렇게 형성된 최종 간섭파의 파장의 변화에 의한 스펙트럼의 주기성 변화를 이용하여 물질을 감지하는 등의 목적으로 사용하는 것을 페브리-패롯 간섭계라고 한다.
페브리-패롯 간섭계에 있어서, 간섭계를 이루는 제 1 또는 제 2 물질(432, 434)의 굴절률(또는, 유효 굴절률)이 변화하게 되면, 두 막(431, 433)에서 형성되는 제 1 또는 제 2 반사파의 파장이 변하게 되고, 이들의 간섭으로 형성된 간섭파의 파장 또한 변하게 되어, 간섭파의 스펙트럼의 주기성이 변화하게 된다.
페브리-패롯 간섭계는 간섭파의 스펙트럼 주기에 의하여, 페브리-패롯 간섭계의 제 1 또는 제 2 물질의 굴절률에 변화를 일으키는 외부의 영향을 감지할 수 있다.
도 6b는 페브리-패롯 간섭계에 있어서, 간섭계를 이루는 물질의 굴절률이 변하는 경우를 도시하였다. 즉, 도 6b는 제 2 물질(434)의 굴절률 n1이 n만큼 증가하여 n1'이 되는 경우를 도시하였다.
제 2 물질(434)의 굴절률이 외부의 어떠한 영향에 의하여 변하는 경우, 제 2 막(433)에 의하여 형성되는 제 2 반사파(R2)의 파장이 변화하게 되므로, 간섭파의 스펙트럼 주기 역시 변화하게 된다.
페브리-패롯 간섭계는 간섭파의 스펙트럼 주기 변화에 의하여, 페브리-패롯 간섭계를 이루는 제 1 또는 제 2 물질에 대한 굴절률에 변화를 일으키는 외부의 영향을 감지할 수 있다.
따라서, 산소결핍 감지부(330)는 페브리-패롯 간섭계의 원리를 이용하여 도 4의 구조를 통해 산소 결핍을 감지할 수 있다.
도 4에서, 광원부(410)는 백색광 또는 광대역 광을 발생시키고, 광전송부(420)는 발생된 빛을 산소 감지부(430)에 전송한다. 광전송부(420)는 빛의 경로를 조절하기 위해 빛을 반사시키는 거울 또는 편광 조절 소자 등을 구비할 수 있다.
광전송부(420)는 광섬유를 이용할 수 있고, 광섬유는 빛의 반사를 이용하여 광원부(410)에서 형성된 빛의 이동 경로를 제공할 수 있다. 즉, 광섬유는 광원부(410)에서 형성된 빛이 각 구성 요소들 간을 이동할 수 있도록 이동 경로를 제공할 수 있다.
구체적으로, 광섬유는 광원부(410)에서 형성된 빛이 광전송부(420)를 통하여 산소 감지부(430)로 조사되고, 산소 감지부(430)에서 형성된 간섭파가 광전송부(420)를 통하여 분석부(440)로 조사될 수 있도록 할 수 있다.
산소 감지부(430)는 페브리-패롯 간섭계의 원리에 의한 간섭파를 형성한다. 즉, 산소 감지부(430)는 광원부(410)으로부터 광전송부(420)를 통해 조사된 빛에 대하여 페브리-패롯 간섭계의 원리에 의한 간섭파를 형성하는 것이다.
이를 위해, 산소 감지부(430)는 산소를 감지하고 간섭파를 형성하기 위한 감지 물질(434)을 포함할 수 있다. 감지 물질(434)은 산소와 결합하여 유효 굴절률이 변화할 수 있다. 감지 물질(434)은 헤모글로빈(hemoglobin), 미오글로빈(myoglobin), 금속 포르피린(metal-porphyrin) 등을 포함하는 글로빈류 중 하나일 수 있다.
또한, 간섭파는 감지 물질(434)의 유효 굴절률 변화에 의하여 스펙트럼 주기가 변화할 수 있다. 산소 감지부(430)는 간섭파를 형성하기 위하여 두 개의 막으로써 작용하는 고분자 물질(432)을 포함할 수 있다.
감지 물질(434)은 광원부(410)로부터 조사된 빛이, 고분자 물질(432)의 양 끝단을 두 개의 막으로 하여 반복적인 반사 및 투과 현상에 의해 임의의 스펙트럼 주기를 갖는 간섭파를 형성하도록 할 수 있다.
분석부(440)는 간섭파의 파장 변화, 즉 스펙트럼 상의 주기 변화를 기초로 산소의 존재 여부를 분석한다. 즉, 분석부(440)는 산소 감지부(430)에서 형성된 간섭파의 파장의 변화로 인한 스펙트럼의 주기 변화 여부를 기초로 산소의 존재 여부를 분석할 수 있다.
이를 위해, 분석부(440)는 간섭파의 스펙트럼을 측정할 수 있다. 분석부(440)는 분석부(440)로 입사되는 간섭파를 수광기(예를 들어, 포토 다이오드 어레이 등)로 수광하고, 이를 전류로 전환하여 스펙트럼을 디스플레이 상에 표시할 수 있다. 분석부(440)에 의한 빛의 스펙트럼 상에는 간섭파의 주기, 특정 위치에서의 파장, 파장 변화율 등을 포함할 수 있다.
산소 감지부(430)는 광전송부(420)와 연결되고, 고분자 물질(432) 및 감지 물질(434)을 포함할 수 있다. 광전송부(420)는 광섬유를 포함할 수 있고, 광섬유는 전반사를 이용하여 광원부(410)에서 형성된 빛의 이동 경로를 제공할 수 있다. 즉, 광섬유는 광원부(410)에서 발생한 빛을 산소 감지부(430)로 조사되도록 이동 경로를 제공할 수 있다.
산소 감지부(430)는 광섬유를 대신하여 평판 광 도파로를 이용하여 광원부(410)에서 형성된 빛의 이동 경로를 제공할 수 있다. 광 도파로는 광섬유에 비하여 길이가 짧고 두께가 훨씬 가늘어 산소 감지부(430) 및 산소 감지부(430)를 포함하는 산소 감지 장치의 집약적(intensive) 구성이 가능하며, 광원부(410)에서 형성된 빛의 직경을 변화시키는데 유용할 수 있다.
고분자 물질(432)은 광원부(410)에서 형성된 빛에 대하여 페브리-패롯 간섭계의 원리에 의한 간섭파를 형성할 수 있다. 구체적으로, 고분자 물질(432)은 페브리-패롯 간섭계의 두 막으로써 기능 할 수 있다. 즉, 광전송부(420)와 연결되는 고분자 물질(432)의 전단 및 감지 물질(434)과 연결되는 고분자 물질(432)의 후단은 페브리-패롯 간섭계의 두 막으로써 작용하여 굴절률의 변화에 따른 반복적인 반사 및 투과 작용을 일으킬 수 있다. 고분자 물질(432)은 평면 또는 반구 등의 곡면 형태로 도포 될 수 있다. 고분자 물질(432)은 상온 또는 산소 감지부(430)가 동작하는 온도에서 고체인 고분자 물질일 수 있다. 예를 들어, 고분자 물질(432)은 폴리-다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane;PDMS)일 수 있다. PDMS는 균질(homogeneous)하고, 등방성(isotropic)이며, 광학적으로 300nm의 두께까지는 투명한 성질을 가지므로, 산소 감지부(430)가 페브리-패롯 간섭계로써 작용할 수 있는 두 막 사이의 물질로 적합할 수 있다.
감지 물질(434)은 산소와의 결합에 의하여 유효 굴절률이 변화할 수 있다. 즉, 감지 물질(434)은 산소와 화학 결합을 할 수 있고, 이에 따라 유효 굴절률이 변화할 수 있다.
간섭파는 감지 물질(434)의 굴절률 변화에 따라 스펙트럼 주기가 변화할 수 있다. 즉, 감지 물질(434)의 nm 단위 두께를 고려하면, 간섭계의 물질로써 작용하는 감지 물질(434)의 굴절률 변화는 감지 물질(44) 및 외부 공기로 구성되는 간섭계의 막에 대한 유효 굴절률의 변화를 가져오고, 결과적으로 간섭파의 스펙트럼 변화를 가져올 수 있다.
따라서, 제어부(130)는, 산소 감지부(430)에서 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석부(440)를 통해 분석한 결과, 전력 라인(110)의 주변에 산소량이 많은 정상적인 상태에서 생성된 간섭파와, 화재나 다른 사유로 산소량이 일정 기준 이하로 급격히 줄어든 비정상 상태에서 생성된 간섭파에 대한 파장 변화로 인한 스펙트럼의 주기 변화를 기초로 비정상 상태에서의 산소 결핍 상태를 인식하게 된다.
이어, 제어부(130)는 전력 라인의 주변에 화재나 연기가 발생하거나, 주변 온도가 일정값 이상이거나 산소가 결핍된 것으로 감지된 경우에, 위급 상황이나 비상 상황을 경고해 주도록 비상 경고부를 제어한다(S550).
이어, 비상 경고부(360)는 위급 상황이나 비상 상황을 경고 해 준다(S560).
따라서, 밀폐 공간에서 작업하는 작업자들은 비상 경고부(360)에서 발생된 경고음을 통해 위급 상황이나 비상 상황을 인식하고, 비상 유도등(112)이 안내하는 피난 경로를 따라 안전하게 대피할 수 있게 되는 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 선박 건조 및 해양 플랜트의 내부 밀폐 공간에서 위급 상황 발생 시에 작업자들이 피난하기에 용이하도록 점등하여 피난 경로를 유도하는 유도등 기능과 더불어 위험 현장에서 음성 및 데이터 통신이 원활하게 이루어져 통신 사각지대를 해소할 수 있도록 하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 것은 하나 이상의 실시 예의 실례를 포함한다. 물론, 상술한 실시 예들을 설명할 목적으로 컴포넌트들 또는 방법들의 가능한 모든 조합을 기술할 수 있는 것이 아니라, 당 업자들은 다양한 실시 예의 많은 추가 조합 및 치환이 가능함을 인식할 수 있다. 따라서 설명한 실시 예들은 첨부된 청구범위의 진의 및 범위 내에 있는 모든 대안, 변형 및 개조를 포함하는 것이다. 더욱이, 상세한 설명 또는 청구범위에서 "포함한다"라는 용어가 사용되는 범위에 대해, 이러한 용어는 "구성되는"이라는 용어가 청구범위에서 과도적인 단어로 사용될 때 해석되는 것과 같이 "구성되는"과 비슷한 식으로 포함되는 것이다.
더욱이, 본 출원에서 사용된 바와 같이, "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등의 용어는 이에 한정되는 것은 아니지만, 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행중인 소프트웨어와 같은 컴퓨터 관련 엔티티를 포함하는 것이다. 예를 들어, 컴포넌트는 이에 한정되는 것은 아니지만, 프로세서상에서 실행하는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수도 있다. 예시로, 연산 디바이스 상에서 구동하는 애플리케이션과 연산 디바이스 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트가 하나의 컴퓨터에 집중될 수도 있고 그리고/또는 2개 이상의 컴퓨터 사이에 분산될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 각종 데이터 구조를 저장한 각종 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템의 다른 컴포넌트와 그리고/또는 신호에 의해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 거쳐 상호 작용하는 어떤 컴포넌트로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따르는 등 로컬 및/또는 원격 프로세스에 의해 통신할 수 있다.

Claims (10)

  1. 직류 전원을 공급받아 점등하여 대피 경로를 유도하는 하나 이상의 비상 유도등을 구비하는 전력 라인;
    상기 하나 이상의 비상 유도등에 전력이 공급되도록 제어하고, 점멸 상태를 조절하는 PLC 모듈;
    상기 전력 라인과 상기 PLC 모듈을 전기적으로 연결하기 위한 커넥터;
    상기 PLC 모듈을 통해 전원을 공급받아 동작하고, 통신 기능을 통해 와이파이(WiFi) 통신과 비이콘(Beacon) 통신을 제어하는 제어부;
    상기 와이파이(WiFi) 통신을 실행하는 와이파이(WiFi) 모듈; 및
    상기 비이콘(Beacon) 통신을 실행하는 비이콘(Beacon) 모듈;
    을 포함하는 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 라인의 주변에 화재가 발생한 경우에 화재를 감지하는 화재 감지부;
    상기 전력 라인의 주변에 존재하는 산소의 결핍 상태를 감지하는 산소결핍 감지부;
    상기 전력 라인의 주변에 발생된 연기를 감지하는 연기 감지부;
    상기 전력 라인의 주변 온도를 감지하는 온도 감지부; 및
    상기 전력 라인의 주변 습도를 감지하는 습도 감지부;
    를 더 포함하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 라인의 주변에 위급 상황이나 비상 상황이 발생하였음을 경고해 주는 비상 경고부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 화재 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변에 화재가 감지되거나, 상기 연기 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변에 연기가 감지되거나, 상기 산소결핍 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변 산소가 결핍된 것으로 감지되거나, 상기 온도 감지부를 통해 상기 전력 라인의 주변 온도가 일정값 이상으로 감지된 경우에 상기 비상 경고부를 통해 위급 상황이나 비상 상황을 경고해 주도록 제어하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 산소결핍 감지부는,
    백색광이나 광대역 광을 발생시키는 광원부; 상기 광원부에서 발생된 백색광이나 광대역 광을 전송하는 광전송부; 상기 전송된 빛에 대하여 산소를 감지하여 페브리-패롯 간섭계(Febry-Parot Interferometer)의 원리에 의한 간섭파를 생성하는 산소 감지부; 및 상기 감지된 산소량에 따라 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석하는 분석부;
    를 포함하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 산소 감지부는,
    상기 전송된 빛을 일부는 투과시키고 일부는 반사시키며, 제1 굴절률을 갖는 고분자 물질; 상기 고분자 물질을 통과한 빛을 일부 투과시키고 일부는 반사시키며, 제2 굴절률을 갖는 감지 물질;
    을 포함하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 감지 물질은, 상기 산소결핍 감지부의 최외부에 위치하고, 공기 중 산소와 화학 결합하는 글로빈류 물질이며, 산소와의 화학 결합에 따라 유효 굴절률이 변화하며, 그에 따라 스펙트럼 주기가 변화하는 물질로 이루어진 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 상기 분석부를 통해 분석한 결과, 상기 전력 라인의 주변에 산소량이 많은 정상적인 상태에서 생성된 간섭파와, 화재나 다른 사유로 산소량이 일정 기준 이하로 급격히 줄어든 비정상 상태에서 생성된 간섭파에 대한 파장 변화로 인한 스펙트럼의 주기 변화를 기초로 산소의 결핍 상태를 인식하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 시스템.
  8. (a) 전력 라인에서 대피 경로를 유도하기 위해 직류 전원을 공급받아 하나 이상의 비상 유도등을 점등하는 단계;
    (b) PLC 모듈에서 상기 하나 이상의 비상 유도등에 전력이 공급되도록 제어하고, 상기 하나 이상의 비상 유도등의 점멸 상태를 조절하는 단계;
    (c) 제어부에서 상기 PLC 모듈을 통해 전원을 공급받아 동작하고, 통신 기능을 통해 와이파이(WiFi) 통신과 비이콘(Beacon) 통신을 제어하는 단계;
    (d) 감지부에서 상기 전력 라인의 주변에 화재나 연기, 온도, 산소를 감지하는 단계;
    (e) 제어부에서 상기 전력 라인의 주변에 화재나 연기가 발생하거나, 주변 온도가 일정값 이상이거나 산소가 결핍된 것으로 감지된 경우에, 위급 상황이나 비상 상황을 경고해 주도록 비상 경고부를 제어하는 단계; 및
    (f) 비상 경고부에서 위급 상황이나 비상 상황을 경고 해 주는 단계;
    를 포함하는 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 서비스 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 감지부는, 산소를 감지하는 경우에,
    광원부에서 백색광이나 광대역 광을 발생시키고, 광전송부에서 상기 발생된 백색광이나 광대역 광을 산소 감지부에 전송하며, 산소 감지부가 상기 전송된 빛에 대하여 산소를 감지하여 페브리-패롯 간섭계(Febry-Parot Interferometer)의 원리에 의한 간섭파를 생성하며, 분석부가 상기 감지된 산소량에 따라 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 분석하여 산소를 감지하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 서비스 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 생성된 간섭파의 스펙트럼 주기 변화를 상기 분석부를 통해 분석한 결과, 상기 전력 라인의 주변에 산소량이 많은 정상적인 상태에서 생성된 간섭파와, 화재나 다른 사유로 산소량이 일정 기준 이하로 급격히 줄어든 비정상 상태에서 생성된 간섭파에 대한 파장 변화로 인한 스펙트럼의 주기 변화를 기초로 산소의 결핍 상태를 인식하는, 직류전원형 PLC 모뎀 플랫폼 서비스 방법.
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