[논문]무선통신을 이용한 스마트 화재감지 시스템에 관한 연구

정병찬; 나원식

doi:10.22156/cs4smb.2016.6.3.037

무선통신을 이용한 스마트 화재감지 시스템에 관한 연구
A Study on the Smart Fire Detection System using the Wireless Communication 원문보기

중소기업융합학회논문지 = Journal of Convergence Society for SMB, v.6 no.3, 2016년, pp.37 - 41

초록
AI-Helper

본 논문에서는 무선통신(Wi-Fi)을 이용하여 화재 발생을 다수의 사람들에게 알릴 수 있는 시스템을 제안한다. 이 시스템은 아두이노를 기반으로 연기 불꽃 온도센서로 화재 발생을 감지하고, 감지된 데이터를 무선통신을 이용해 서버로 전송한다. 서버에 있는 데이터를 이용하여 단말기와 화재가 발생한 감지기를 통해 화재 상황을 받는다. 그리고 화재 위치 데이터가 포함되어 신고가 가능하다. 이 시스템에서 단말기 어플리케이션의 푸시 기능으로 감지기로부터 화재 알림을 받아 볼 수 있었고, 감지기 연동 및 SMS 신고를 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 인터넷을 이용해 화재와 같은 긴급한 정보를 단말기로 사람들에게 전달할 수 있는 시스템이 실제로 활용 가능함을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we propose a fire alarm system that utilizes Wi-Fi to alarm multiple people at once. This system, based on Arduino, uses smoke, flame and temperature sensor units to sense fire and send detection data to a server via wireless communication system. The server uses stored data to relay current fire situations gathered from nearby sensors to smartphones. It also automatically reports the fire using location data from sensors. Using this system, we were able to retrieve fire alarm from sensors via push notification of our smartphone. We also confirmed the establishment of linkage with sensors and automatic report of fire via SMS. From this result, the possibility of sending real-time notifications via the Internet toward nearby smartphones about disasters such as conflagration has been proven to be feasible.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

기기와 사람이 언제 어디서든 서로 소통하며 정보를 주고받는 것은 더 이상 놀랍지 않게 우리 주변에 자리 잡고 있다. 본 연구는 화재라는 재난 정보를 필요한 사람과 원하는 사람에게 제공하기 위한 시스템을 구축하는데 목적이 있다. 이를 달성하기 위해서는 오류가 없어야 함은 물론이고 정확성도 요구되는 부분이다.

제안 방법

본 논문에서는 아두이노를 기반으로 하여 연기·불꽃·온도 센서와 스피커, Wi-Fi모듈이 포함된 화재감지기로 화재 여부를 판단하고 연결된 무선통신을 통해 서버로 화재 상황에 대한 데이터를 송신한다.
본 시스템은 사용자가 화재 발생 시 신속한 상황파악과 대피를 할 수 있도록 유도하는 단말기 어플리케이션을 기반으로 화재 감지기를 등록·연결하고 현황을 확인 할 수 있는 기능과 화재 감지기에서 화재 감지 시 신고 할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 다음과 같은 프로세스를 갖는다.
본 연구에서 제안하는 시스템은 연기·불꽃·온도 센서가 포함된 화재 감지기를 통해 화재가 발생했을 때 인근 화재 감지기와 연동되어 경보하고, 또한 사용자가 단말기로 시간과 장소에 구애받지 않고 화재 알림 서비스를 받아 신속히 상황을 파악하고 대피할 수 있도록 돕는다.
사용자는 화재 감지기 관리 기능으로 현재 연동된 화재 감지기 현황과 알람 설정을 조회 및 수정할 수 있다.
본 논문에서 제안된 화재 알림 시스템은 화재 감지기에서 연기, 불꽃, 온도 3가지의 센서를 이용해 감지하는 장소의 이상 징후 감지 및 환경을 측정하고 문제를 발견하거나 허용 기준치를 벗어나는 값을 측정할 경우 사용자에게 스마트폰으로 신속히 알리는 시스템이다. 화재 알림을 단계적으로 진행함으로써 오작동 경보 및 신고를 최소화하고 화재 발생 지점 및 인근 지역의 상황 파악과 신속한 신고 및 대피가 이루어질 수 있도록 유도하여 재산 및 인명 피해를 최소화 할 수 있는 방안을 제안하였다. 앞으로 더 나아가 화재 감지기는 사람의 생명과 연관되는 중요한 시스템이기 때문에 무선 통신 기술이 접목되는 본 시스템의 신뢰성 확보를 위한 방안에 대해 지속적으로 연구해야 할 것이다.
서버는 최초로 화재를 감지한 감지기로부터 일정 반경 내에 있는 감지기에 데이터를 송신하여 화재상황을 전달하며, 단말기(안드로이드)에서는 웹 서버의 데이터를 가져온다. 화재 지점의 일정 반경 안에 있거나 화재 알림을 원하는 단말기로 알림을 전송해 신속히 신고 및 대피가 이루어질 수 있는 시스템을 제안하고 이를 구현하였다. 이를 통해 화재가 발생했을 때 빠르게 상황을 파악하여 신고하고 대피할 수 있는 화재경보기의 보조 역할로 활용할 수 있다.

성능/효과

자체 테스트 로는 화재 감지기를 최초 Wi-Fi 연결 시 약 5초의 시간이 소요되었다. 그리고 화재 시, 세 종류의 센서가 화재를 감지한 시점으로부터 2～3초 뒤에 스마트폰에서 푸시 메시지를 확인할 수 있었다. 이상 징후를 어떤 센서가 감지했는지, 또한 사전에 등록한 위치 정보로 지도에 표시되었고, ‘119신고’ 버튼을 누르면 해당 감지기의 위치정보가 포함된 메시지가 설정된 번호로 SMS가 문제없이 보내짐을 확인하였다.
이상 징후를 어떤 센서가 감지했는지, 또한 사전에 등록한 위치 정보로 지도에 표시되었고, ‘119신고’ 버튼을 누르면 해당 감지기의 위치정보가 포함된 메시지가 설정된 번호로 SMS가 문제없이 보내짐을 확인하였다.
화재를 감지하기 위해 아두이노 기반으로 연기·불꽃·온도 센서가 화재 감지기에 내장되며 이를 이용해 화재 감지기 위치 주변의 화재 재난 징후를 수집하고, 아두이노에서 화재 발령 수치임을 판단한다.

후속연구

화재 알림을 단계적으로 진행함으로써 오작동 경보 및 신고를 최소화하고 화재 발생 지점 및 인근 지역의 상황 파악과 신속한 신고 및 대피가 이루어질 수 있도록 유도하여 재산 및 인명 피해를 최소화 할 수 있는 방안을 제안하였다. 앞으로 더 나아가 화재 감지기는 사람의 생명과 연관되는 중요한 시스템이기 때문에 무선 통신 기술이 접목되는 본 시스템의 신뢰성 확보를 위한 방안에 대해 지속적으로 연구해야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기존의 정의에 따른 사물인 터넷이란 무엇인가?	사물인터넷은 사물지능통신, 사물통신, M2M (Machine to Machine), IoT(Internet of Things) 등 다양한 형태로 표현되고 있다. 기존의 정의에 따르면 사물인 터넷이란 사람의 직접적인 개입 없이 사물이 스스로 다른 사물 혹은 서버와 정보를 교환 하는 것으로 볼 수 있다. 최근에는 사람과 사물의 구분 없이 모든 것이 연결되어 사람·사물·데이터가 상호 정보를 교환하는 만물통신 (Internet of Everything, IoE)의 개념도 등장하였다[3,4].
	인터넷의 장점은 무엇인가?	인터넷은 시간과 공간의 제약이 없으며 정보를 전달 함에 있어 일방적으로 전달하는 것이 아니라 상호간에주고받는 장점이 있다. 이를 적극 활용한 기술 중 하나가 사물인터넷이다.
	화재로 인한 재산피해의 증가 핵심 요인은 무엇인가?	매년 화재건수는 증가하고 있으며, 2015년 화재로 인한 사망률은 전년대비 감소하였으나 재산피해는 증가하고 있다[1]. 이는 대형화재 발생이 증가 핵심의 요인으로 가연성물질의 급격한 연소가 7,684건(44.1%), 초기에 화재를 인지하고 신고하는 과정 지연이 5,190건(29.

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