초록 ▼

연구목적
○ 지능화 된(알고리즘 내장) 스마트 감지기 개발과
○ 저전력 설계를 통한 양방향 무선 RF 통신모듈 개발을 통하여
○ 감지기간, 수신기간 양방향 무선 RF통신으로 인터넷을 통한 감지기의 동작상태 확인과
○ 화재시 현장의 영상을 실시간 모니터링 할수 있는 USN 화재감시시스템 개발로
○ IT기반의 첨단화재시스템 구축으로 공공복리 향상과 소방산업 발전 기여.
연구내용
○ 선진외국 제품 성능 분석.
○ 화재감지기 및 수신기 성능 향상 개선안 마련.
○ 무선 화재감지기 및 화재시스

연구목적
○ 지능화 된(알고리즘 내장) 스마트 감지기 개발과
○ 저전력 설계를 통한 양방향 무선 RF 통신모듈 개발을 통하여
○ 감지기간, 수신기간 양방향 무선 RF통신으로 인터넷을 통한 감지기의 동작상태 확인과
○ 화재시 현장의 영상을 실시간 모니터링 할수 있는 USN 화재감시시스템 개발로
○ IT기반의 첨단화재시스템 구축으로 공공복리 향상과 소방산업 발전 기여.
연구내용
○ 선진외국 제품 성능 분석.
○ 화재감지기 및 수신기 성능 향상 개선안 마련.
○ 무선 화재감지기 및 화재시스템의 기술 기준 분석.
○ 관리자가 Web상에서 통합서버 제어로 영상 확인과 감지기 제어가 가능한 시스템 구축.
○ 네트워크 기반의 화재관리시스템 테스트 베드 구축과 성능 평가.
기대효과 및 활용방안
○ 알고리즘이 내장 된 감지기와 수신기 개발로 비화재보 문제 최소화.
○ 저전력 회로설계로 구성한 양방향 무선 RF모듈 개발로 양방향 통신 가능하여 수신기에서 감지기별 무선통신과 화재감지시 정상동작 여부 테스트 가능.
○ 원격지에서 인터넷을 통하여 부여된 IP로 현장을 USN기반 원격모니터링 가능 함.
○ U-Care, U-Health, U-City 등에 원격관리 적용이 가능 함.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 초록 ... 5
• 차례 ... 7
• 제 1 부 스마트 화재 감지기 개발 ... 39
• 요 약 문 ... 41
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 43
• 1.1 연구의 필요성 ... 43
• 1.1.1 현실태 ... 43
• 1.1.2 주택 화재의 특징 ... 45
• 1.1.3 국내 동향 ... 45
• 1.1.4 해외 사례 ... 46
• 1.1.4 기술 동향 ... 47
• 1.2 연구의 목표 및 내용 ... 48
• 1.2.1 연구 목표 ... 48
• 1.2.2 연구 내용 ... 48
• 제 2 장 국내·외 기술개발현황 ... 49
• 2.1 감지기의 분류 ... 49
• 2.2 감지기별 작동 원리 ... 50
• 2.3 최신 기술 동향 ... 51
• 2.3.1 온도 분포 감지 ... 51
• 2.3.2 소리 감지 ... 51
• 2.3.3 일산화탄소 감지 ... 51
• 2.3.4 인공 지능형 감지기 ... 51
• 2.3.5 복합 센싱 ... 52
• 2.3.6 비화재보 방지 감지기 ... 52
• 2.3.7 다중 센서 감지기 ... 52
• 2.3.8 OTI 감지기 ... 53
• 2.3.9 일본의 주택용 감지기 ... 56
• 2.4 무선감지기 개발동향 ... 58
• 2.4.1 NOTIFIRE ... 58
• 2.4.2 HOCHIKI 사 ... 58
• 2.4.3 SIEMENS 사 ... 58
• 2.4.4 Electro-Detector 사 ... 59
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 ... 60
• 3.1 기구 개발 ... 60
• 3.1.1 3D 모델링 ... 60
• 3.1.2 도면 ... 61
• 3.1.3 Mock-Up ... 62
• 3.1.4 시사출 ... 63
• 3.2 H/W 개발 ... 64
• 3.3 주요 회로 설명 ... 65
• 3.3.1 CPU ... 65
• 3.3.2 오디오 AMP 회로 ... 66
• 3.3.3 전원회로 ... 67
• 3.3.4 표시, SW회로 ... 67
• 3.3.5 보이스 출력 회로 ... 68
• 3.3.6 감지 AMP회로 ... 69
• 3.3.7 감지 SW회로 ... 69
• 3.3.8 연기 감지회로 ... 70
• 3.3.9 RF 회로 ... 71
• 3.4 소비전류 명세서 ... 72
• 3.5 펌웨어 개발 ... 73
• 3.6 제품 사양 ... 74
• 제 4 장 연구개발 결과 활용계획 ... 75
• 4.1 기대성과 ... 75
• 4.2 활용방안 ... 75
• 제 2 부 센서 네트워크가 가능한 양방향 무선 RF 모듈 개발 ... 77
• 요 약 문 ... 79
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 81
• 1.1 연구의 필요성 ... 81
• 1.2 연구의 목표 ... 82
• 제 2 장 국내·외 기술개발현황 및 산업동향 ... 83
• 2.1 국내·외 기술개발현황 및 시장동향 ... 83
• 2.1.1 USN(Ubiquitous Sensor Network)의 개념 ... 83
• 2.1.2 국내 연구개발 동향 ... 85
• 2.1.3 미국 연구개발 동향 ... 86
• 2.1.4 일본 연구개발 동향 ... 89
• 2.1.5 유럽 연구개발 동향 ... 96
• 2.2 RFID/USN 시장동향 ... 98
• 2.1.1 세계 RFID/USN 시장동향 ... 98
• 2.1.2. 국내 RFID/USN 시장동향 ... 98
• 제 3 장 양방향 무선 RF 통신 프로토콜 개발 ... 100
• 3.1 개요 ... 100
• 3.2 프레임 형식(Frame fomat) ... 100
• 3.2.1 데이터 전송 프레임구조 ... 100
• 3.2.2 ACK 전송 프레임구조 ... 106
• 3.3 가입요청 (Association request) ... 107
• 3.4 네트워크 요청 (Netwok request) ... 108
• 3.4.1 1차 PAN설정 ... 108
• 3.4.2 2차 PAN설정 ... 109
• 3.4.3 3차 PAN설정 ... 111
• 3.5 감지기 이벤트 발생시 경로 ... 111
• 3.6 싱크 수신반에서 감지기 역점검 경로 ... 112
• 3.7 시간동기 ... 112
• 3.7.1 Zone1 타임 동기화 ... 113
• 3.7.2 Zone2 타임 동기화 ... 114
• 3.7.3 Zone3 타임 동기화 ... 115
• 3.7.4 리얼 타임 ... 116
• 3.7.5 타임 스롯 ... 116
• 3.7.6 타임 시퀸스 ... 117
• 3.7.7 동기 타임 계산 ... 118
• 3.8 탈퇴 및 네트워크 재구성 ... 118
• 3.9 재전송 ... 119
• 3.10 무선 통신 비교 ... 119
• 제 4 장 무선 열감지기(정온식) 개발 ... 120
• 4.1 기구 제작 ... 120
• 4.2 H/W 설계 ... 121
• 4.2.1 PCB 설계 ... 121
• 4.2.2 주요 회로 설명 ... 121
• 4.3 소비 전류 명세서 ... 125
• 제 5 장 무선 연기감지기(광전식) 개발 ... 126
• 5.1 기구 제작 ... 126
• 5.2 H/W 설계 ... 127
• 5.2.1 PCB 설계 ... 127
• 5.2.2 주요 회로 설명 ... 128
• 5.3 소비전류명세서 ... 134
• 제 6 장 무선 불꽃감지기(자외선식) 개발 ... 135
• 6.1 기구 제작 ... 135
• 6.2 H/W 설계 ... 136
• 6.2.1 PCB 설계 ... 136
• 6.2.2 주요 회로 설명 ... 137
• 6.3 소비전류명세서 ... 141
• 제 7 장 무선 화재 감지기 기술 기준 및 표준화 방안 정립 ... 142
• 7.1 시스템 요구사항 ... 142
• 7.2 기기 요구사항 ... 142
• 7.3 수신기 ... 143
• 7.4 감지기 ... 143
• 제 8 장 인증서 및 테스트 사진 ... 152
• 8.1 인증서 및 시험 성적서 ... 152
• 8.2 시험 사진 ... 154
• 8.3 시험 방법 ... 156
• 8.3.1 시험 조건 ... 156
• 8.3.2 신뢰성 규격 ... 156
• 8.3.3 시험 장비 구성도 ... 156
• 8.3.4 측정 방법 ... 157
• 제 9 장 연구개발 기대 성과 ... 160
• 9.1 기술적 측면 ... 160
• 9.2 경제·산업적 측면 ... 160
• 제 3 부 USN 기반 화재·방범 감시 시스템 개발 ... 161
• 요 약 문 ... 163
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 165
• 1.1 연구의 필요성 ... 165
• 1.1.1 기술적 측면 ... 165
• 1.1.2 경제ㆍ산업적 측면 ... 165
• 1.1.3 사회ㆍ문화적 측면 ... 166
• 1.2 연구의 목표 및 내용 ... 166
• 1.2.1 연구목표 ... 166
• 1.2.2 연구내용 ... 166
• 제 2 장 국내·외 기술개발현황 및 산업동향 ... 167
• 2.1 국내·외 기술개발현황 ... 167
• 2.1.1 국내 ... 167
• 2.1.2 국외 ... 169
• 2.1.3 감시 시스템의 적용 사례 ... 171
• 제 3 장 연구개발수행내용 및 결과 ... 173
• 3.1 개발 환경 ... 173
• 3.1.1 H/W : HP DL380 G6 ... 173
• 3.1.2 S/W ... 173
• 3.1.3 Java 코딩 가이드 ... 174
• 3.1.4 전자정부 표준프레임워크 ... 175
• 3.2 시스템 정의 ... 178
• 3.2.1 시스템 요구사항 ... 178
• 3.2.2 주요 기능 ... 184
• 3.2.3 내부 인프라 구성 ... 184
• 3.2.4 전체 시스템 구성도 ... 185
• 3.3 시스템 분석 ... 185
• 3.3.1 업무 흐름도 ... 185
• 3.3.2 메뉴 구조도 ... 186
• 3.4 시스템 설계 ... 187
• 3.4.1 물리 ERD ... 187
• 3.4.2. 테이블정의서 ... 188
• 3.4.3 프로그램 목록 ... 190
• 3.4.4 화면 설계 ... 191
• 3.4.5 이벤트 처리 PROCESS ... 201
• 3.5 시스템 개발 ... 204
• 3.5.1 웹서버 ... 204
• 3.5.1 DB 서버 ... 206
• 3.5.2 영상서버 ... 207
• 3.5.3 MMS서버 ... 208
• 3.5.4 Colection 서버 프로그램 개발 ... 210
• 3.5.5 USN 기반 통합 모니터링 관제 시스템 개발 ... 211
• 3.6 시스템 구축 ... 212
• 3.6.1 구축에 사용된 제품 사양 ... 212
• 3.6.2 단위 테스트 및 종합 테스트 ... 221
• 제 4 장 연구개발수행내용 ... 222
• 4.1 유·무선 통합 수신기 간 통신 시험 ... 222
• 4.2 영상서버 간 통신 시험 ... 223
• 4.3 MMS 전송 시험 ... 224
• 4.4 점검 신호 전송 시험 ... 225
• 4.5 테스트 베드 구축 ... 225
• 4.5.1 테스트베드 구축의 목적 ... 225
• 4.5.2 테스트 절차 ... 225
• 4.5.3 전체 구성도 및 개념도 ... 227
• 4.5.4 테스트베드 구축 ... 228
• 4.5.5 테스트베드 향후 활용성 ... 229
• 제 5 장 연구개발 결과 활용계획 ... 230
• 5.1 연구개발 결과 및 기대성과 ... 230
• 5.1.1 기술적 측면 ... 230
• 5.1.2 경제ㆍ산업적 측면 ... 230
• 5.2 활용 방안 ... 231
• 5.2.1 예방방재 및 조기대응 체계 구축 ... 231
• 5.2.2 매년 소진되는 위기관리 비용의 획기적인 절감효과 ... 231
• 5.2.3 방재 및 시설물 관리의 광역화 ... 231
• 제 4 부 유ㆍ무선 통합 수신기 ... 235
• 제 출 문 ... 237
• 초록 ... 239
• 요 약 문 ... 241
• SUMMARY ... 243
• 제 1 장 서 론 ... 245
• 1.1 연구의 필요성 ... 245
• 1.1.1 현 실 태 ... 245
• 1.1.2 연구의 필요성 ... 245
• 1.2 연구의 목표 및 내용 ... 246
• 1.2.1 총괄 목표 ... 246
• 1.2.2 세부 목표 ... 247
• 제 2 장 국내ㆍ외 기술개발 현황 ... 248
• 2.1 국내 기술개발현황 ... 248
• 2.2 국외 기술개발현황 ... 249
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 250
• 3.1 시스템 레이아웃 ... 250
• 3.2 수신기 개발 ... 250
• 3.2.1 수신기 사양 ... 252
• 3.2.2 Power Board 개발 ... 252
• 3.2.3 Main Board 개발 ... 256
• 3.2.4 Front Board 개발 ... 259
• 3.3 중계기 개발 ... 261
• 3.3.1 중계기 사양 ... 263
• 3.3.2 Power Board 개발 ... 263
• 3.3.3 Main Board 개발 ... 267
• 3.3.4 Sensor Board 개발 ... 270
• 3.3.5 Front Board 개발 ... 273
• 3.4 통신 프로토콜 정의 ... 275
• 3.4.1 수신기와 중계기간 ... 275
• 3.4.2 중계기와 싱크(메인 감지기)간 ... 278
• 3.4.3 Host(Server)와 수신기간 ... 282
• 3.5 개발시 문제점 및 해결방안 ... 284
• 3.5.1 PCB Board 설계의 문제점 ... 284
• 3.5.2 출력회로의 보호 및 용량 ... 285
• 3.5.3 수신기와 Server 간의 통신 ... 286
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 ... 288
• 4.1 연구개발 목표 달성도 ... 288
• 4.1.1 유무선 통신 Data Acquisition이 가능한 중계기 개발 ... 288
• 4.1.2 IP 기반의 Network 기능을 탑재한 수신기 개발 ... 290
• 4.1.3 통신 프로토콜 정의 ... 293
• 제 5 장 연구개발 결과 활용계획 ... 294
• 5.1 연구개발 결과 활용계획 ... 294
• 제 5 부 통합 모니터링 시스템지원 ... 297
• 제 출 문 ... 299
• 초록 ... 301
• 요 약 문 ... 303
• SUMMARY ... 305
• 제 1 장 서 론 ... 307
• 1.1 연구의 필요성 ... 308
• 1.1.1 기술적 측면 ... 308
• 1.1.2 경제ㆍ산업적 측면 ... 308
• 1.1.3 사회ㆍ문화적 측면 ... 308
• 1.2 연구의 목적 ... 309
• 1.3 연구의 범위 ... 309
• 제 2 장 시스템 기초설계를 위한 지원 ... 310
• 2.1 감지기의 이해 ... 310
• 2.1.1 열감지기 ... 310
• 2.1.2 연기감지기의 구조 이해 ... 332
• 2.1.3 불꽃 감지기의 이해 ... 344
• 2.1.4 중계기 ... 356
• 2.1.4 발신기 ... 359
• 2.2 비화재보 원인과 대책 ... 359
• 2.2.1 비화재보의 원인 ... 360
• 2.2.2 비화재보 대책 ... 361
• 제 3 장 통합서버 및 모니터링시스템 ... 363
• 3.1 무선통신시스템 ... 363
• 3.1.1 국내 무선설비기준과 주파수 ... 363
• 3.1.2 근거리 통신 ... 366
• 3.1.3 ZigBee와 RF ... 367
• 3.2 USN 통합모니터링시스템 ... 376
• 3.2.1 USN 네트워크 ... 377
• 3.2.2 스마트 화재감지기 ... 378
• 3.2.3 중계기 및 수신기 개발 지원 ... 379
• 3.3 통합서버지원 ... 381
• 3.3.1 통합 서버 H/W, S/W 구성도 ... 382
• 3.3.2 영상 서버 ... 383
• 3.3.3 USN 화재감시 시스템 구성 ... 385
• 3.4 기술기준 및 표준화 방안 ... 385
• 3.4.1 개요 ... 385
• 3.4.2 시스템 요구사항 ... 386
• 3.4.3 기기 요구사항 ... 396
• 3.4.4 수신기 및 스마트 감지기 기술기준 ... 397
• 3.4.5 통합모니터링시스템 기술기준 ... 399
• 제 4 장 결 론 ... 400
• 참 고 문 헌 ... 403