KR200240320Y1 - 전자식 무선 화재탐지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기존의「화재탐지설비」가 화재감지기·중계기·수신기·경보기 등을 유선으로 연결 설치하여 아나로그 방식으로 가동하고 있어 설치비가 많이 들고 보수유지나 감지기의 위치 이전이 어려워 벽체 가변형으로 변하고 있는 건축환경에 적응하지 못하고 있는 것을 감지기·수신기·경보기 등 화재탐지설비를 디지털화·무선화 하여 시설비를 거의 없애 감지기의 설치 이전과 증설을 자유롭게 하고 컴퓨터를 사용하여 과학적인 자동 화재탐지 시스템을 구축함은 물론 평소에는 건물 열관리시스템으로 활용하고 재난시는 고립된 인명의 구조신호 발신에도 활용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

본 고안의 구성은 감지기를 디지털 온도(또는 연기감지)계·마이크로프로세서·무선모뎀 및 전원부로 조립하고, 소프트웨어가 내장된 마이크로프로세서에 온도(또는 연기)감지부, 온도(또는 연기)메모리부, SOS발신부, 입력 데이터 무선부, 출력데이터 무선부를 두고, 교류전압을 트랜스포머와 다이오드를 써서 소정 직류전압으로 출력하여 전기 이중층 콘덴서(일명 슈퍼콘덴서)에 저장, 정전 시에도 전원을 공급하도록 하는 전원부를 구성하여, 독자적인 프로토콜과 장치고유번호(ID)에 의한 응답요구를 사용하여 동일한 주파수의 1채널을 사용, 다수의 감지기와 차례로 접속하여 무선통신을 할 수 있도록 하고, 감지기가 감지한 온도나 연기농도를 수신한 상황실 컴퓨터에서 그 자료를 해석하여 화재징후나 화재로 판단하여 상황에 대처하도록 하는 것에 특징이 있다. 또, 감지기에 인명 구조신호 발신기능을 갖추어재난으로 인명이 고립될 시 버튼을 조작하여 인명구조 요청을 할 수 있고 평소에는 건물열관리 시스템으로도 활용 할 수 있다.

Description

전자식 무선 화재탐지 시스템{Digital wireless fire detection ＆ warning system}

기존의 소방설비 중 화재감지장치가 정온식 또는 차동식의 열감지기 또는 연기감지기를 유선으로 연결 아나로그 방법에 의하여 사용하며 위치나 계절이나 시간대를 구분하지 아니하고 일정한 온도(65℃)에 도달하거나 급격한 온도 변경(분당 15℃ 상승)이 일어나면 자동으로 화재경보를 발생하도록 되어 있어 화재 사전 예방기능은 거의 없고 유선으로 연결되어 공사비가 많이 들고 보수유지나 감지기의 위치 변경이나 증설이 어려웠다

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 감지기·경보기·컴퓨터를 무선통신방법으로 송수신 할 수 있도록 하고 감지기에 고유의 프로토콜과 운영프로그램을 내장한 마이크로프로세서를 두어 온도 및 연기감지, SOS발신 프로그램, 직류공급장치를 거쳐 전기 이중층 콘덴서에 저장하는 전원부를 두어 정전 시에도 전원을 공급할 수 있도록 하고 장치고유번호(ID)에 의한 응답요구를 사용하여 동일한 주파수의 1채널로 차례로 교신할 수 있게 하여 감지기가 감지한 온도나 연기농도를 수신 한 컴퓨터에서 위치별·계절별·시간대별로 정해진 프로그램에 따라 화재 징후 예단 및 화재 발생 판단을 하고, 유무선 경보 발령전파 수단과 인터넷 접속 프로그램이 연계 되어야 한다.

제 1도는 본 고안의「전자식 무선 화재탐지 시스템」의 요부.

제 2도는 제 1도의 마이크로프로세서 프로그램의 전체 플로우 차트.

제 3도는 본 고안의 「전자식 무선 화재탐지 시스템」의 전원부 조립도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 마이크로프로세서 300 : 전원부

101 : 온도(연기)감지부 302 : 트랜스포머

102 : 온도(연기)메모리부 303 : 다이오드 1,2

103 : SOS 발신부 304 : 레귤레이터

104 : 출력 데이터 무선부 305 : 슈퍼 캐퍼서티

105 : 입력 데이터 무선부 306 : 전기 이중층 콘덴서

본 고안의 구성을 첨부도면에 의하여 상술하면 다음과 같으며 본 고안을 설명함에 있어 공지된 내용이거나 상세한 설명이 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

화재감지기·중계기·수신기·경보기 등을 유선으로 연결하여 아나로그 방식으로 작동되고 있어 최초 설치비가 많이 들고 보수유지나 감지기의 위치변경이나증설이 힘들어 벽체 가변형으로 변하고 있는 건축환경에 적응하지 못하고 있는 기존의 화재 탐지설비시스템을, 감지기·수신기·경보기 등을 디지털화 하고 무선화하여 감지기를 디지털온도 또는 연기감지계·내부메모리에 고유의 프로토콜과 운영프로그램을 부착한 마이크로프로세서(100)·무선모뎀 및 전원부(300)로 구성하고, 마이크로프로세서(100)에 온도(연기)감지부(101)·온도(연기)메모리부(102)·SOS발신부(103)·입력데이터무선부(105)·출력데이터 무선부(104)를 두며, 교류전압(301)을 트랜스포머(302)와 다이오드(303)를 써서 소정 직류전압으로 정류(304∼305) 출력하여 전기이중층 콘덴서(306 : 일명 슈퍼 콘덴서)에 저장하여 정전 시에도 계속적으로 전원을 공급 하도록 하는 전원부(300)를 구성하여, 기존의 화재탐지설비가 위치·계절·시간대를 구분하지 아니하고 화재 단정온도(65℃)와 화재 단정온도변화(분당 15℃ 상승)를 감지기에서 판단 통보하면 이를 수신기에서 그대로 나타내는 것과는 달리, 상황실 컴퓨터 감지기·경보기 사이에 독자적인 프로토콜과 장치고유번호(ID)에 의한 응답요구를 사용하여 동일한 주파수의 1채널(제어 채널)로 순차적으로 접속 쌍방향으로 무선통신을 하여, 실시간(Real Time)으로 감지한 온도나 연기농도가 컴퓨터에 프로그램 된 위치별·계절별 시간대별로 정해진 온도나 연기농도에 도달(사무실 야간의 경우 예: 겨울온도 20℃, 여름온도 35℃)하거나 기준치를 넘는 온도변화(예: 분당 5℃ 상승)가 일어나면 즉시 컴퓨터는 기록을 시작하고 모니터 화면을 켜며 화재예비경보를 발하여 경비원에게 이상징후를 숙지케 하여 순찰명령을 내리는 것과 동시에 선택적으로 이상 감지기 위치 소속 층의 경보기 및 소화전함에 부착된 LCD에 이상징후를 표시하고, 경보를 발하여도정해진 시간 내에 처치가 없으면 1,2차 소방안전 관리자에게 차례로 유무선 전화 또는 인터넷으로 자동 접속하여 예비경보를 통보한다. 원거리에서 유무선으로 예비경보를 받은 안전관리자는 인터넷으로 접속하여 상황을 파악 대처할 수 있도록 한다.

화재로 단정되는 온도(65℃)나 연기농도에 도달하거나 급속한 온도변화(분당 15℃ 상승)가 일어나면 당연히 화재경보를 발하며, 화재경보 이 후 화재진화 과정에서 전력공급이 차단 되더라도 각 감지기가 축적된 전원으로 화재로 소실될 때까지 온도 및 연기농도의 변화를 실시간으로 송수신하여 저장함으로써 추후 화재진행상황 파악과 화인분석을 용이하게 한다. 또 감지기의 마이크로프로세서(100)에는 SOS발신부(103)에 구조버튼을 누르면 구조신호를 계속적 반복적으로 발신할 수 있는 프로그램을 내장하여 재난으로 인명이 고립될 시에 인명구조요청을 할 수 있도록 한다.

본 고안은 화재 이상징후가 없는 평상시에는 컴퓨터의 모니터에 의하여 건물 내 모든 곳의 감지기별 온도를 항상 파악할 수 있기 때문에 건물 열관리시스템으로 활용할 수 있고 각 실별 보조난방기구 사용 여부와 퇴실 시 냉난방기구를 끄지 아니한 것까지도 파악할 수 있다.

제1도는 본 「전자식 무선 화재탐지시스템」의 요부상세도로써 마이크로프로세서(100)는 내부의 메모리에 고유의 프로토콜 및 운영프로그램(Application Program)을 격납한 장치로서 입출력포트를 이용하여 온도나 연기농도 메모리부(102)에 감지된 온도나 연기농도의 데이터와 감지기 각 장치 고유번호를파악하고 데이터를 읽어 들인다.

즉 상황실 컴퓨터의 무선출력으로 송신된 데이터를 입력데이터 무선부(105)에서 읽어 들여 마이크로프로세서(100)로 보내면 이를 해석하여 자기의 고유번호와 대조하여 맞으면 출력데이터 무선부(104)를 통해 현재의 감지데이터를 컴퓨터로 송신하고, 컴퓨터에서 감지기에 각기 고유번호를 송신하고 데이터를 수신 받아 기록한다. 이러한 과정을 순차적으로 행하며 기기 고장 등으로 되돌아 오는 데이터가 없을 시에는 정해진 회수의 반복교신을 실시하고 그래도 되돌아오는 데이터가 없을 시에는 고장으로 분류 표시하고 확인하도록 한다. 이때 모든 데이터의 송수신에는 고유의 프로토콜과 데이터의 마지막에 Check 기능을 두어 데이터의 신뢰성을 확보한다.

기타 감지기의 전원고갈·화재 및 고장으로 인한 작동중단 시 마지막으로 감지한 온도나 연기농도에 관한 데이터를 기억할 수 있도록 비 휘발성 메모리(EEPROM)에 기록하게 한다.

제2도는 제1도의 서술 플로우 차트로서 먼저 마이크로 프로세서(100)로부터 온도(연기)감지 작동 중에 입력데이터 무선부(105)로부터 들어오는 데이터를 읽어 들여 웨이크업 코드와 스타트 코드(203)가 들어오면 데이터의 송수신 상태에 임하게 된다. 계속하여 뒤따라 오는 데이터와 체크 바이트를 받아 정상적인 ID(장치고유번호)입력여부의 체크와 해당장치와 동일한 ID인가를 비교(205∼206)하여 자기장치와 다른 경우에는 하던 일을 계속하고 자기의 장치를 호출한 경우에는 먼저 출력데이터코드(207)의 자기의 장치가 맞아 출력하겠다는 출력코드를 내보내 컴퓨터에게 현재 감지한 온도(연기 농도)라는 내용을 알린 후 데이터와 체크 바이트를 동시에 출력 데이터 무선부(104)를 통해 출력한다.

기존의 「화재감지 시스템」은 화재감지기·중계기·수신기·경보기 등을 유선으로 연결하여 아나로그 방식으로 작동되고 있어 공사비가 많이 드는 것은 물론 보수유지나 감지기의 위치변경이나 증설이 힘들어 벽체 가변형으로 변하고 있는 건축환경에 적응하지 못하고 있는 것은 물론 예방기능이 없고 감지기가 정해진 온도(65℃)에 도달하거나 정해진 온도변화(1분에 15℃이상 상승)가 일어날 때 단순히 화재경보를 발령하는데 그친다. 그에 비하여 본 발명은 화재감지기·경보기·컴퓨터 등이 무선으로 데이터통신을 함으로 설치비가 거의 들지 않고, 이전 및 증설이 용이하므로 신규건물 신축시는 물론 대도시의 건물 용적율 축소로 인하여 기존 건물을 리모델링 할 때 큰 이점이 있으며, 위치별·계절별·시간대별로 정해진 프로그램에 따라 화재 이상징후를 조기에 감지하여 화재 예비경보와 순찰을 실시하여 화재를 예방할 수 있는 시스템을 갖추고 있고, 화재 등 재난시 인명 구조요청기능, 평상시는 건물 열관리기능 및 컴퓨터와 인터넷을 활용하여 과학적으로 관리 하는 기능을 갖춤으로써 그 경제적 효과는 막대하다.

Claims (4)

1. 화재 감지기·경보기 등을 디지털화하여 컴퓨터와 상호무선으로 교신하는 「전자식 무선 화재탐지 시스템」 에 있어서 감지기를 디지털온도(연기)계·마이크로프로세서 무선 모뎀 및 전원부로 구성하고 마이크로프로세서에 온도(연기농도)감지부·온도(연기농도)메모리부·SOS발신부·입력데이터 무선부·출력데이터 무선부를 두어 감지기가 실시간(Real Time)으로 감지한 온도(연기농도)를 컴퓨터에서 무선으로 읽어 들여 위치별·계절별·시간대별로 정해진 프로그램에 따라 이를 해석하여 화재징후를 조기에 예단하여 예비경보 및 순찰명령을 내리거나 원거리관리자는 인터넷 접속으로 상황파악과 처리를 할 수도 있는 예방적 기능과 컴퓨터에서 화재발생을 판단하여 화재경보를 발령하고 사태종료 시까지 계속적으로 각 감지기의 온도를 감지하여 대처하는 과정을 특징으로 하는 「전자식 무선 화재탐지 시스템」.
2. 화재감지기·경보기 등을 디지털화하여 컴퓨터와 상호 무선으로 교신하는 「전자식 무선 화재탐지 시스템」의 감지기를 온도·연기 감지계와 함께 내부메모리에 고유의 프로토콜과 운영프로그램을 격납한 마이크로프로세서 무선 모뎀 및 전원부로 구성하고, 마이크로프로세서에 SOS발신부·입력데이터 수신부·출력데이터 수신부를 두어 직류전압공급장치와 다이오드를 써서 소정 직류전압으로 정류 출력하여 전기 이중층콘덴서에 저장하여 정전 시에도 계속적으로 전원을 공급하는 전원부를 갖춘 화재감지기에 있어서 감지기의 마이크로프로세서에 부착된 구조버턴을 누르면 구조신호를 계속적 반복적으로 발신할 수 있는 프로그램을 내장하여 재난 등으로 인명이 고립될 시에 사용할 수 있는 시스템을 특징으로 하는 「전자식 무선 화재탐지 시스템」.
3. 제1항, 제2항에 있어서 입력데이터 무선부와 출력데이터 무선부의 통신방식은 컴퓨터가 다수의 감지기·경보기와 독자적인 프로토콜과 각각의 장치고유번호(ID)에 의한 응답요구를 사용하여 동일한 주파수의 1채널(제어채널)로 순차적으로 접속하여 쌍방향으로 통신함을 특징으로 하는 「전자식 무선 화재탐지 시스템」.
4. 제1항, 제2항에 있어서 감지기·경보기에는 직류전압공급장치를 두어 소정 직류전압으로 정류 출력하여 전기 이중층 콘덴서(일명 슈퍼콘덴서)에 저장하여 정전 시에도 계속적으로 전원을 공급할 수 있는 전원부를 구비함을 특징으로 하는 「전자식 무선 화재탐지 시스템」.