KR101050710B1 - 소방작업을 위한 스마트 웨어 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 소방작업을 위한 스마트 헬멧장치는, 작업자의 두부와 안면보호를 위해 착용하는 헬멧 본체와, 작업자나 작업자 주변을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라부와, 작업자 음성이나 작업자 주변의 사운드를 입력받고 사운드 정보를 생성하는 음향 입력부와, 상기 스마트 벨트를 통해, 상기 영상정보와 사운드 정보를 중앙통제 센터로 전송하고 중앙통제 센터로부터 작업자 안전을 위한 소정의 제어신호를 수신하는 제어모듈과, 상기 헬멧 본체의 챙 밑면 일측에 장착되며, 상기 제어모듈의 지시에 따라, 스마트 웨어에서 처리되는 정보나 중앙통제 센터로부터 수신된 상기 제어신호를 표시하는 디스플레이를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 스마트 웨어는, 재산피해나 인명피해가 우려되는 화재현장의 작업자에게 보다 안전한 작업환경을 제공할 수 있게 되었으며, 현장에서 발생할 수 있는 각종 위험 요소들(예: 추가붕괴, 고립, 개스 폭발, 추락 등)로부터 방재 작업자들의 안전을 한층 보장할 수 있게 되었다.

Description

소방작업을 위한 스마트 웨어 {SMART HELMET FOR FIREMAN}

본 발명은 첨단의 전자적 장비와 통신기능이 장착된 스마트 웨어에 관한 것으로서, 특히 소방작업을 위한 스마트 웨어에 관한 것이다.

일반적으로 공사현장(예: 지하철, 터널, 교각 등), 조선소(예: 선박건조 및 수리 등), 고층빌딩 건축현장과 같은 산업현장이나 재해현장(예: 화재진압, 수해복구, 해양이나 하천 인명구조 등) 등에서 작업자의 안전을 위해 헬멧, 벨트, 장갑 등과 같은 보호 장구의 착용은 필수적이다. 특히, 헬멧은 고공의 낙하물이나 예상치 못한 위험으로부터 작업자의 머리와 안면을 보호하기 위한 것으로, 헬멧의 착용은 작업 현장에서 필수적인 안전수칙에 해당된다.

오늘날, 산업기술의 발전에 따라 산업현장(예: 토목 또는 건설현장)이 대형화되고 복잡해지면서, 현장 작업자는 단순 노동의 수준에서 벗어나, 건설에 투입되는 전자장비와 건설장비를 다룰 줄 알아야 하고 중앙센터나 다른 작업자들과의 협력작업을 위해 커뮤니케이션할 수 있어야 한다. 그리고, 보호장구(헬멧, 벨트, 장갑 등)를 착용해야 하는 것은 물론, 건설현장에서 사용되는 각종 연장, 원격지 작업자들(or 중앙센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 각종 계측장비들을 비롯한 각종 첨단장비들을 소지해야 한다.

산업현장뿐 아니라, 재해현장에서도 작업자들의 안전과 작업의 전문성 및 효율을 높이기 위해, 통신 및 전자장비의 사용은 매우 중요하지만, 산불이나 건물화재 현장에서 소방관들이 착용하는 방재복이나 헬멧은 단순히 소재나 재질을 개선하는 수준에서 제작되고 있는 실정이다.

화재현장에서 발생하는 추락, 건물붕괴, 질식 등의 위험 상황들은 소방관이나 재난자의 생명과 직결되므로, 현장 작업자들의 신속하고 정확한 대처가 요구된다. 따라서, 화재진압 작업의 특성 상, 소방관들은 동료들간 커뮤니케이션과 센터의 지휘에 따른 조직적 임무수행이 중요하다. 이를 위해, 산불이나 건물화재 등의 재해 현장에서는, 소방장구와 함께 전자적 안전장비나 첨단장비의 필요성이 어떠한 산업현장 보다 요구된다.

본 발명의 목적은, 화재현장에서 방재 작업자의 행동과 재해현장의 위험요소를 감지하고, 그에 따른 정보를 방재 작업자나 센터로 신속하게 전달하는 소방작업을 위한 스마트 웨어를 제공하는데 있다.

본 발명의 부가적인 특성 및 이점들은 아래의 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 상기 설명에 의해 명백해지거나 본 발명의 실행을 통해 숙지될 것이다. 본 발명의 목표 및 다른 이점들은 특히 아래 기재된 설명 및 부가된 도면뿐만 아니라 청구항에서 지적한 구조에 의해 구현될 것이다.

본 발명에 따른 스마트 웨어는 산불이나 건물화재와 같은 재해현장에서, 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 중앙통제 센터로 전달하고, 센터의 지시에 따라 현장의 작업을 원활히 통제하고 현장의 긴급상황에 신속히 대처할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어는, 재산피해나 인명피해가 우려되는 화재현장의 작업자에게 보다 안전한 작업환경을 제공할 수 있게 되었으며, 현장에서 발생할 수 있는 각종 위험 요소들(예: 추가붕괴, 고립, 개스 폭발, 추락 등)로부터 방재 작업자들의 안전을 한층 보장할 수 있게 되었다.

도1은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 예시도.
도2는 본 발명에 따른 스마트 웨어의 망 연결에 관한 블록 구성도.
도3은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 블록 구성도.
도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧의 예시도.
도5는 본 발명에 따른 스마트 벨트의 예시도.
도6a 내지 도6c는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 동작에 관한 예시도.
도7a는 본 발명의 실행버튼 박스에 관한 예시도.
도7b는 실행버튼 박스의 결합부에 관한 예시도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 스마트 웨어 200 : 스마트 헬멧
200A : 헬멧 본체 200B, 300B : 제어모듈
200C : 음성출력모듈 300 : 스마트 벨트
210, 310 : 센싱부 220, 320 : 제어부
230 : A/V입출력부 240 : 통신부
250, 350 : 전원부 260 : 카메라부
270 : 디스플레이 330 : 저장부
340 : 제1통신부 360 : 제2통신부
370 : 실행버튼 박스
300A : 벨트부 300C : 배터리부
400 : 액세스 포인트 500 : 중앙통제 센터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 소방작업을 위한 스마트 헬멧장치는,

작업자의 두부와 안면보호를 위해 착용하는 헬멧 본체와, 작업자나 작업자 주변을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라부와, 작업자 음성이나 작업자 주변의 사운드를 입력받고 사운드 정보를 생성하는 음향 입력부와, 상기 스마트 벨트를 통해, 상기 영상정보와 사운드 정보를 중앙통제 센터로 전송하고 중앙통제 센터로부터 작업자 안전을 위한 소정의 제어신호를 수신하는 제어모듈과, 상기 헬멧 본체의 챙 밑면 일측에 장착되며, 상기 제어모듈의 지시에 따라, 스마트 웨어에서 처리되는 정보나 중앙통제 센터로부터 수신된 상기 제어신호를 표시하는 디스플레이를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 예시도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어는 소방헬멧, 벨트(잠수복 포함), 장갑, 방재복과 같은 작업자의 보호장구에, 원격지 작업자들(or 중앙센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 이미지 전송을 위한 카메라, 배터리, 헤드셋, 디스플레이, 각종 센서 등을 실장한 것이다.

스마트 웨어를 착용한 방재 작업자는 산불이나 건물 화재현장에서, 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 중앙통제 센터로 전달하고, 센터의 통제에 따라 고도의 전문적 임무를 수행할 수 있다. 또한, 작업자가 보내온 정보를 분석하여 중앙통제 센터가 작업자가 미처 인지하지 못한 작업자 주변의 위험요소를 검출하여, 작업자에게 경고신호를 송출할 수 있다.

또한, 스마트 웨어를 착용한 주변 작업자들과의 커뮤니케이션(Multi Communication)을 통해, 작업상황을 상호 공유할 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 스마트 웨어의 망 연결에 관한 블록 구성도(block diagram)이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 지그비 (Zigbee(IEEE 802.15.4))나 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro)와 같은 통신 프로토콜에 따라 작업자들 상호간의 무선통신을 제공할 수 있다.

통신규약 IEEE802.15.4로 정의되는 지그비(ZigBee)는 저가, 저전력 구현이 가능하여 가정, 빌딩 및 공장 자동화 등을 목표로 개발된 근거리 저속 무선통신 기술이다.

지그비(ZigBee)는 20Kbps, 40Kbps, 그리고 250Kbps의 데이터 전송 속도를 지원하고 10m 이내의 거리에서 적용 가능하며, 한 개의 Piconet 당 255개의 무선 기기들을 연결할 수 있다. 또한, 1mW의 낮은 출력에도 10m 거리 이내에서 무선통신이 가능하여 댁내에 산재해있는 센서들을 하나의 네트워크로 구성할 수 있는 센서 네트워크로서 가장 가능성이 높은 기술이다. IEEE802.15.4에서 PHY와 MAC에 대한 지그비의 표준을 정의하고 있으며 ZigBee Alliance에서 MAC 이상의 레이어와 응용을 위한 프로파일(Profile)까지 정의하고 있다.

또한, 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro, Wireless broadband), 와이맥스 (Wimax, World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)와 같은 통신 프로토콜에 따라 중앙통제 센터(500)와의 무선통신을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜에 따라 스마트 웨어의 내부적 장치들(예: 헬멧 & 벨트)간의 무선통신을 제공할 수 있다.

블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)은 100m의 전송 범위와 최대 24Mbps의 전송속도를 구현하고, 기존 블루투스2.1에 비해 8배 빨라진 전송속도를 갖는다.

기존 블루투스의 전송대역을 넘어서는 대용량 데이터 통신으로 휴대폰과 컴퓨터 등의 영상 전송, 고정형 디바이스와 휴대용 디바이스간의 영상 동기화, 디지털 카메라와 출력기 간의 프린팅 등에 활용될 수 있으며, 한층 낮아진 전력소모와 작은 크기, 저렴한 가격을 특징으로 한다.

도3은 본 발명에 따른 스마트 웨어에 관한 블록 구성도(block diagram)이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)를 포함하여 구성된다. 위에서 설명한 바와 같이, 상기 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)는 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)이나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜에 의한 무선통신을 수행한다.

또한, 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)간은 유선(케이블)으로 연결될 수 있으며, 케이블로 연결되는 경우 그에 따른 유선통신 프로토콜을 설정하게 된다.

도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧의 예시도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 헬멧(200)은 크게, 헬멧 본체(200A), 제어모듈(200B), 카메라(260), 디스플레이(270), 그리고 음성출력 모듈(200C), 음향 입력부(M)를 포함하여 구성된다.

상기 헬멧 본체(200A)는 수압과 외부 충격으로부터 작업자의 두부를 보호하는 장구로서, 제어모듈(200B), 음성출력 모듈(200C), 카메라(260), 디스플레이(270)가 장착될 수 있는 기반을 제공한다.

상기 카메라(260)는 화상 통신모드 또는 촬영모드 상태에서, 정지영상이나 동영상의 화상 프레임을 생성한다. 상기 카메라(260)에서 생성된 화상 프레임은 제어모듈(300A)의 저장부(330)에 저장되거나 통신부(240 or 360)를 통해 외부(예: 중앙통제 센터(500))로 전송될 수 있다. 상기 카메라(260)는 스마트 헬멧(200)의 구성 태양에 따라 3개 이상(예: 전방 카메라(C1), 후방 카메라(C2), 그리고 작업자의 얼굴을 촬영하는 내부 카메라(C3) 등)이 구비될 수 있다.

상기 디스플레이(270)는 도5에 도시된 바와 같이 헬멧 본체(200A)의 챙 밑면 일측에 장착되며, 스마트 웨어(100)에서 처리된 정보나 중앙통제 센터(500)로부터 수신된 정보(예: 건축물의 설계도면 등)를 표시한다. 그리고 상기 카메라(260)로부터 생성된 정지영상(또는 동영상)을 표시하거나 UI, GUI를 표시한다. 상기 디스플레이(270)와 터치동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함), 디스플레이(270)는 출력장치 이외에 입력장치로도 사용될 수 있다.

상기 디스플레이(270)는 엘씨디(LCD, 272)와 내부 카메라(C3)와 힌지(274)를 포함한다. 상기 내부 카메라(C3)는 엘씨디(LCD, 272) 하부에 위치하여 작업자의 얼굴을 촬영한다. 상기 힌지(274)는 헬멧 본체(200A)의 챙 밑면 일측에 위치하여 상기 엘씨디(LCD, 272)를 상하로 회동시킨다.

상기 음향입력부(M, 예: 마이크)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 변환한다. 그리고, 변환된 음성 데이터는 통화모드인 경우 송신 가능한 형태로 변환되어 상기 통신부(240, 360)를 통해 무선 망(예: 액세스 포인트(AP(400))으로 출력될 수 있다. 상기 음향입력부(M)는 도5에 도시된 바와 같이 헬멧 본체(200A)의 챙 밑면 일측에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 음향출력 모듈(200C)은 통화모드에서 통신부(240)로부터 수신된 오디오 신호를 출력한다. 또한, 스마트 헬멧(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 경고음 등)과 관련된 음향신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(200C)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다. 음향출력 모듈(200C)은 도5에 도시된 바와 같이 헬멧 본체(200)의 양측면에 위치하며, 작업자의 양쪽 귀와 최단거리 지점에 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제어모듈(200B)은 도3에 도시된 바와 같이, 센싱부(210), 제어부(220), A/V(Audio/Video)입출력부(230), 통신부(240), 전원부(250를 포함하여 구성된다. 제어모듈(200B)은 헬멧의 내/외부 온도, 작업자 주변 조도, 주변 습도 등을 감지하고, 라이트 기능(후레쉬), 카메라(사진 및 동영상 촬영), 통신 기능(근거리, 이동통신 등) 등을 수행하여 작업자의 임무수행을 돕고, 작업자 주변에서 발생하는 각종 정보들을 감지한 후 중앙통제 센터(500)로 전송하여, 센터(500)에서 작업현장의 상황을 인지할 수 있도록 한다.

상기 센싱부(210)는 스마트 헬멧(200)의 내/외부 온도를 감지하는 온도 감지센서, 작업자 주변의 조도를 감지하는 조도감지 센서, 작업자 주변의 습도를 감지하는 습도감지 센서, 인체에 위해한 유독개스(gas)를 감지하는 개스감지 센서, 헬멧에 가해지는 외부로부터의 충격을 감지하는 충격감지 센서 등을 포함할 수 있으며, 각 센서가 발생한 센싱신호를 상기 제어부(220)로 전달한다.

상기 통신부(240)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300) 간의 통신을 담당하는 무선 통신기기를 포함한다. 그리고, 스마트 헬멧(200)과 타 스마트 웨어간의 무선 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 통신부(240)는 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있는 무선통신 기기를 구비하게 된다. 또한, 상기 통신부(240)는 현재 작업지점의 방위와 위치를 검출하는 위치정보 모듈(예: GPS(Global Position System) 모듈)을 구비할 수 있다. 상기 통신부(240)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)이 유선으로 연결되는 경우, 그에 따른 통신 프로토콜을 설정하게 된다.

상기 A/V(Audio/Video) 입출력부(230)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입출력을 위한 것으로, 카메라(260), 마이크(M), 음향출력 모듈(200C) 등을 통해 입출력되는 신호들을 처리한다.

상기 제어부(220)는 제어모듈(200B)과 스마트 헬멧(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어모듈(200B)을 구성하는 엘리먼트들(예: 센싱부(210), A/V(Audio/Video)입출력부(230), 통신부(240), 전원부(250), 등)과 카메라부(260), 디스플레이(270), 마이크(M), 음향출력 모듈(200C)의 동작과 신호 전달을 제어한다. 또한, 상기 센싱부(210), 마이크(M), 카메라부(260) 등으로부터 전달된 정보들을 통신부(240 or 360)를 통해 외부(예: 중앙통제 센터(500))로 전송한다.

상기 전원부(250)는 제어부(220)의 제어에 따라 외부(예: 스마트 벨트 (300)의 전원부(350))로부터 전력을 인가받거나, 각 구성요소들(예: 센싱부(210), 제어부(220), A/V(Audio/Video)입출력부(230), 통신부(240), 카메라부(260), 디스플레이(270), 마이크(M), 음향출력 모듈(200C) 등)의 동작에 필요한 전력을 공급한다. 제어부(220)는 상기 전원부(250)의 배터리 잔량을 체크하고, 배터리 잔량이 기준치 이하인 경우 상기 스마트 벨트(300)의 전원부(350)로부터 전력을 공급받는다. 이와 같은 전력공급에 대비하여, 스마트 벨트(300)의 전원부(350)는 적어도 하나 이상의 대용량 예비 배터리를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제어부(220 OR 320)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 제어부(220 OR 320)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 제어부(220 OR 320) 자체로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 스마트 헬멧(200)은 알람부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다. 본 발명의 알람부는 중앙통제 센터(500)의 경고신호나 통신 이벤트(예: 호 수신) 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 상기 알람부는 오디오 사운드 외에 다른 형태로 예를 들어 램프 점멸, 전기충격, 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수 있다. 전기충격은 작업에 몰두 중인 작업자나 실신 상태에 있는 작업자에게 강력한 경고신호를 전달하기 위해 필요하다. 상기 오디오 신호는 A/V(Audio/Video)입출력부(230)를 통해서도 출력될 수 있다.

본 발명에 따른 스마트 헬멧(200)은 조명부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다. 상기 조명부(미도시)는 엘이디(LED)와 같이 전력소비량이 적은 발광소자를 구비하는 것이 바람직하며, 작업자의 조작에 따라 발광소자의 온/오프를 제어한다.

도5는 본 발명에 따른 스마트 벨트의 예시도이다.

도3과 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 벨트(300)는 벨트부(300A), 제어 모듈(300B), 배터리부(300C), 실행버튼 박스(370)로 구성된다.

상기 벨트부(300A)는 몸통, 팔, 다리 등과 같은 작업자의 신체 일부에 착용될 수 있는 형상을 가지며, 상기 제어모듈(300B)과 배터리부(300C)가 장착될 수 있는 기반을 제공한다. 또한, 상기 제어모듈(300B), 배터리부(300C), 실행버튼 박스(370)간을 상호 연결하는 전류 및 신호 전송 경로는 벨트부(300A) 내측에 형성된다.

상기 배터리부(300C)는 전원부(350 or 250)에 전력을 공급하는 예비 전력 공급원으로서, 도5에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 예비용 배터리를 포함한다.

상기 실행버튼 박스(370)는 도7a에 도시된 바와 같이, 커버부(372)와 본체(374)와 힌지(377)와 결합부(376)로 구성되고, 상기 본체(384)의 내측에는 숫자와 문자들이 표시된 버튼들(379)로 구성된다. 상기 본체(384)는 내측에 소정 사이즈(예: 1줄 사이즈)의 디스플레이를 구비할 수 있다.

그리고 상기 힌지(377)는 커버부(372)의 하단면 일측에 위치하여 상기 상기 본체(384)를 상하로 회동시킨다. 상기 결합부(376)는, 상기 실행버튼 박스(본체(384) & 커버부(372))가 벨트부(300A)의 일측에 탈부착되도록 하는 체결수단으로서, 암수결합 형태이다.

상기 결합부(376)는 도7b에 도시된 바와 같이, 벨트부(300A) 상에 구비되는 암결합부(376A)와 암결합부(376A)의 체결공(378) 안으로 삽입되는 숫결합부(376B)로 구성된다. 상기 암결합부(376A)는 벨트부(300A) 내측에 형성된 전송 경로를 통해, 상기 제어모듈(300B) 및 배터리부(300C)와 연결된다. 도7a는 본 발명의 실행버튼 박스에 관한 예시도이고, 도7b는 실행버튼 박스의 결합부에 관한 예시도이다.

상기 제어모듈(300B)은 벨트부(300A)에 탈부착 가능하며, 모바일 라우터로서 동작을 수행하여, 상기 스마트 헬멧(200)으로부터 수신한 각종 제어신호 및 데이터 신호(예: 센싱 신호 및 영상/음성 신호 등)를 무선 망(예: 액세스 포인트(AP(400))을 통해 중앙통제 센터(500)로 전송하거나, 반대로, 중앙통제 센터(500)로부터 수신된 신호를 상기 스마트 헬멧(200)으로 전송한다.

제어모듈(300B)은 센싱부(310), 제어부(320), 저장부(330), 제1통신부(340), 전원부(350), 제2통신부(360)를 포함하여 구성된다.

상기 센싱부(310)는 작업자의 주변 온도를 감지하는 온도 감지센서, 작업자 주변의 조도를 감지하는 조도감지 센서, 작업자 주변의 습도를 감지하는 습도감지 센서, 유독 개스(gas)를 감지하는 개스감지 센서, 현재 작업지점의 방위와 위치를 감지하는 위치감지 센서 등을 포함하고, 각 센서가 발생한 센싱신호를 상기 제어부(320)로 전달한다.

상기 제1통신부(340)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300) 간의 무선 통신을 제어하는 통신기기를 포함한다. 그리고, 해당 작업자의 위치를 확인(발신)하거나 얻기 위한 위치정보 모듈(예: GPS(Global Position System) 모듈)를 구비할 수 있다. 또한, 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)이 유선으로 연결되는 경우, 그에 따른 케이블 통신을 설정하게 된다.

상기 제2통신부(360)는 스마트 벨트(300)과 중앙통제 센터(500) 간의 무선 통신을 제공하는 장치로서, 스마트 벨트(300)에 내장되거나 외장될 수 있다. 그리고, 스마트 벨트(300)과 중앙통제 센터(500) 간의 무선 통신을 위해, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있는 무선통신 기기를 구비하게 된다.

상기 저장부(330)는 제어부(220 or 320)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 저장부(330)에는 호 착신시 또는 각종 이벤트 발생시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

상기 저장부(330)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상기 전원부(350)는 제어부(320)의 제어에 따라 각 구성요소들(예: 센싱부(310), 제어부(320), 저장부(330), 통신부(340, 360), 등)의 동작에 필요한 전력을 공급한다.

상기 제어부(320)는 스마트 벨트(300)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 스마트 벨트(300)를 구성하는 엘리먼트들(예: 센싱부(310), 저장부(330), 통신부(340, 360), 전원부(350) 등)의 동작과 신호 전달을 제어한다. 제어부(320)는 상기 스마트 헬멧(200)의 배터리 잔량이 기준치 이하인 경우 상기 전원부(350)의 전력을 스마트 헬멧(200)측에 제공한다.

제어부(320)는 상기 전원부(350)의 내장 배터리 잔량이 기준치 이하로 내려가면, 즉, 내장 배터리가 방전되면 예비 배터리와의 경로를 설정하고 설정된 경로를 통해 전력을 공급한다.

본 발명에 따른 스마트 벨트(300)는 상기 스마트 벨트(200)의 것과 동일한 알람부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다. 본 발명은 스마트 헬멧(200)에서 동작하는 장치나 기능들을 조작하는 소정의 실행버튼들을 상기 제어모듈(300B)의 일측에 구비한다.

도6a내지 도6c는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 동작에 관한 예시도이다.

도3, 도6a 내지 도6c, 도7a 내지 도7b를 참조하여, 본 발명에 따른 스마트 웨어의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어(100)는 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)를 포함하여 구성되며, 이들 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)는 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜에 의한 무선통신을 수행한다.

화재현장(산불, 건물화재 및 붕괴 등)에서, 작업자는 보호장구로서 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)를 착용한다.

상기 스마트 헬멧(200)의 제어모듈(200B)은 작업자가 방재작업을 수행하는 동안, 카메라(C1, C2)를 통해 작업자와 작업자 전,후방의 상황을 촬영하여 상기 통신부(240)를 통해 스마트 벨트(300)로 전달한다. 그리고, 상기 촬영된 영상 중, 작업자 후방을 촬영한 영상은 투명창(200C) 아래쪽의 디스플레이(270)에도 출력한다. 작업자는 상기 디스플레이(270)를 통해 자신의 후방 상황을 모니터할 수 있다. 또한, 본 발명은 도6c에 도시된 바와 같이 별도의 카메라(C3)를 디스플레이(270) 하단에 설치하여, 중앙통제 센터(500)와 영상통화가 가능하도록 하였다.

작업자는 벨트부(300A) 상에 구비된 실행버튼 박스(370)를 조작하여 센터(500)와의 통신을 개시하거나, 스마트 웨어를 착용한 주변의 작업자를 호출하거나, 스마트 웨어에 장착된 각종 장치들을 동작시킬 수 있다. 헬멧 본체(200A)의 챙 밑면에 설치된 디스플레이(270)는 도6b에 도시된 바와 같이 아래쪽으로 젖혀지는 것으로 동작을 개시한다.

재해 현장으로 이동하는 동안, 작업자들은 무선망을 통해 중앙통제 센터(500)에 접속하고, 센터(500)로부터 재해현장에 관한 각종 정보(예: 접수된 재해현장의 피해현황, 현장의 위치, 인명피해 정도, 현장 도면(or 지도) 등)를 제공받는다. 특히, 건물화재의 경우 디스플레이(270)를 통해 해당 건물의 설계도면을 표시함으로써, 피해 건물의 구조를 미리 숙지할 수 있다.

재해현장에서, 상기 스마트 헬멧(200)은 우선 센싱부(210)를 통해, 헬멧(200)의 내/외부 온도를 감지하거나, 작업자 주변의 조도를 감지하거나, 작업자 주변의 습도를 감지하거나, 유독 개스(gas)를 감지하거나, 헬멧에 가해지는 외부로부터의 충격을 감지하거나, 현재 작업지점의 방위와 위치를 감지하여 그에 따른 센싱신호를 생성한다. 또한, 카메라를 통해 촬영된 작업자 주변의 영상(동영상 혹은 정지영상)을 입력받거나 마이크를 통해 작업자 음성이나 작업자 주변의 사운드를 입력받는다.

스마트 헬멧의 제어부(220)는 그리고, 이렇게 생성된(또는 입력된) 정보들을 상기 통신부(240)를 통해 무선 송출한다. 그리고, 스마트 헬멧(200)으로부터 송출된 상기 신호들은 스마트 벨트(300)로 전달되고, 스마트 벨트의 제2통신부(360)를 통해 다시 무선 송출되어, 액세스 포인트(400)를 거쳐 상기 중앙통제 센터(500)로 전달된다.

일단, 스마트 벨트(300)로부터 작업현장에 관한 정보가 수신되면, 중앙통제 센터(500)는 수신된 정보에 기초하여, 산업현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론(혹은 모니터)하고 추론결과에 따른 제어신호 또는 위험상황을 알리는 경고알림 신호를 해당 스마트 웨어 측으로 전달한다.

중앙통제 센터(500)는 다양한 방법으로 현장의 작업상황을 제어할 수 있다.

중앙통제 센터(500)의 숙련된 전문가는 스마트 웨어(100)로부터 전송되어 오는 실시간의 정보들(예: 현장을 촬영중인 동영상, 각종 센싱 정보 등)을 모니터하면서 현장의 작업자를 통제할 수 있다. 현장의 작업자들은 센터(500)의 통제에 따라 고도의 전문적 임무를 수행하게 된다.

중앙통제 센터(500)는 스마트 웨어(100)로부터 전송된 정보를 분석하여 작업자가 미처 인지하지 못한 작업자 주변의 위험요소를 검출하여, 작업자에게 경고신호를 송출할 수 있다.

중앙통제 센터(500)는 스마트 웨어(100)를 착용한 주변 방재 작업자들과의 커뮤니케이션을 통해, 작업상황을 상호 공유하도록 관리 감독할 수 있다. 방재 작업자들은 센터(500)의 통제에 따라 현장의 긴급상황에 신속하고 조직적으로 대처할 수 있다.

중앙통제 센터(500)가 송출한 지령이나 제어신호(예: 경고신호 등)는 상기 액세스 포인트(400)를 거쳐 스마트 벨트(300)의 제2통신부(360)에 전달된다. 그리고, 상기 중앙통제 센터(500)의 지령(혹은 제어신호)를 감지한 제어부(320)는 제1통신부(340)를 통해 스마트 헬멧(200)으로 전달한다. 그리고, 디스플레이(270)나 음향출력 모듈(200C)(or A/V입출력부(230))를 통해 방재 작업자에게 전달한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 본 발명에 따른 스마트 웨어는 산불이나 건물화재와 같은 재해현장에서, 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 중앙통제 센터로 전달하고, 센터의 지시에 따라 현장의 작업을 원활히 통제하고 현장의 긴급상황에 신속히 대처할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어는, 재산피해나 인명피해가 우려되는 화재현장의 작업자에게 보다 안전한 작업환경을 제공할 수 있게 되었으며, 현장에서 발생할 수 있는 각종 위험 요소들(예: 추가붕괴, 고립, 개스 폭발, 추락 등)로부터 방재 작업자들의 안전을 한층 보장할 수 있게 되었다.

Claims (6)

1. 스마트 헬멧(200)과 스마트 벨트(300)로 구성되는 스마트 웨어에 있어서,
   상기 스마트 헬멧은,
   작업자의 두부와 안면보호를 위해 착용하는 헬멧 본체(200A)와;
   작업자의 전방을 촬영하는 제1카메라와 작업자의 후방을 촬영하는 제2카메라를 구비하여, 작업자나 작업자 주변을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라부(260)와;
   작업자 음성이나 작업자 주변의 사운드를 입력받아 사운드 정보를 생성하는 음향 입력부(M)와;
   상기 스마트 벨트를 통해, 상기 영상정보와 사운드 정보를 중앙통제 센터로 전송하고 중앙통제 센터로부터 작업자 안전을 위한 소정의 제어신호를 수신하는 제1제어모듈(200B)과;
   상기 헬멧 본체의 챙 밑면 일측에 장착되며 상기 제어모듈의 제어에 따라, 스마트 웨어에서 처리되는 정보나 중앙통제 센터로부터 수신된 상기 제어신호를 표시하는 영상 입출력부(270)를 포함하여 구성되며,
   상기 스마트 벨트는
   작업자가 착용하는 벨트부(300A)와;
   상기 벨트부에 탈부착 가능하며, 상기 스마트 헬멧으로부터 수신한 제어신호 및 데이터 신호를 중앙통제 센터로 전송하거나, 중앙통제 센터로부터 수신된 신호를 상기 스마트 헬멧으로 전송하는 제2제어모듈(300B)과;
   작업자의 입력에 따라 상기 중앙통제 센터나 주변 작업자와의 통신을 개시하거나 스마트 웨어에 장착된 장치들을 동작시키고, 상기 스마트 벨트의 일측에 탈부착되도록 하는 암수결합 형태의 체결수단(376)을 구비하는 실행버튼 박스(370)와;
   적어도 하나 이상의 예비용 배터리를 장착하고, 상기 제어모듈과 실행버튼 박스에 전력을 공급하는 배터리부(300C)를 포함하여 구성되며,
   상기 실행버튼 박스의 체결수단은 상기 스마트 벨트 상에 구비되는 암결합부(376A)와 상기 암결합부의 체결공 안으로 삽입되는 숫결합부(376B)로 구성되며, 상기 스마트 벨트의 내측에 형성된 전송 경로를 통해, 상기 배터리부와 연결되어 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 소방작업을 위한 스마트 웨어.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 실행버튼 박스는,
   커버부(372)와;
   다수의 숫자와 문자 버튼들을 포함하고, 소정 축을 중심으로 상하로 회동하는 본체(384)와;
   상기 커버부의 일측면에 위치하여 상기 본체에 회동축을 제공하는 힌지(377)와;
   상기 본체와 커버부가 상기 벨트부의 일측에 탈부착되도록 하는 체결수단(376)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방작업을 위한 스마트 웨어
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제1제어모듈은,
   작업자 주변의 온도, 조도, 습도, 충격발생을 감지하여 해당 센싱신호를 발생시키는 센싱부(210)와;
   상기 카메라부의 영상정보와 음성입력부의 사운드정보를 입력받는 입력부(230)와;
   상기 센싱부와 입력부를 제어하고 이들 장치에서 생성된 정보를 통신부로 전달하는 제어부(220)와;
   소정의 근거리 무선통신을 수행하여, 상기 제어부로부터 전달되는 정보를 무선 송출하는 통신부(240)와;
   상기 제어부의 지시에 따라 상기 스마트 벨트로부터 전력을 인가받거나, 스마트 헬멧의 각 구성장치에 전력을 공급하는 전원부(250)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소방작업을 위한 스마트 웨어.
6. 제1항에 있어서, 상기 영상 입출력부는
   동영상이나 정지영상을 출력하는 엘씨디(272)와;
   상기 엘씨디 하부에 위치하며, 센터와의 영상통화시 작업자의 얼굴을 촬영하는 내부 카메라(C3)와;
   상기 헬멧 본체의 챙 밑면 일측에 위치하여 상기 엘씨디를 상하로 회동시키는 힌지(274)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방작업을 위한 스마트 웨어.

Images