A Study on Performance of the Wire/Wireless Integration Fire Detection System

유무선통합화재감지시스템 성능에 관한 연구

A Study on Performance of the Wire/Wireless Integration Fire Detection System

정종진^†·사공성호

Jong-Jin Jung

· Seong-Ho Sakong

(2010. 3. 11.

/2010. 4. 16.

)

요 약

본연구에서는화재로인하여발생되는연기또는열을무선화재감지기에서감지하여, 유선이아닌무 선장치를이용하여수신장치까지전송하고, ^{이감지신호를유선을통하여메인서버로전송하는유무선통}

합감지시스템을제안한다. ^{또한무선열}/^연감지기, ^무선모듈, ^펌웨어, ^{유무선통합수신반등을개발하였으며},

유무선장치의성능과실용성에관한검증을위하여송신탑, 주상복합건물, 지하철역사등에서실제현장적 용실험을수행하였다. 실험결과, 제안한시스템은모든실험대상물에서정상적으로동작하였으며향후현 장적용이가능함을확인할수있었다.

ABSTRACT

In this study, a smoke or a heat which occurs by a fire is perceived by wireless detector, this signal is transmitted to the receiving device by the wireless installation which is not the wire device and wire/wireless integration system which sends this signal to main server via wire system is proposed.

In addition wireless heat/smoke detector, wireless module, firmware and wire/wireless integration con- troller were developed and for verifying regarding the efficiency and applicability of wire/wireless installation actual place application experiment was really accomplished with a transmission tower, a multipurpose building, and a station etc of the subway. The experimental result, it could operate the system which is proposed normally with all experimental object ones and, future actual place appli- cation possibility could verify.

Key words :Wire/Wireless, Integration system, Detector, Field test

1. 서 론

21

.

또한 이들건축물에는

IT

IT

.

특히화재 발생시인명피해를최소화하고 대형화 재로의확대를방지할수있는것은화재를초기에감 지해 내는 감지기이다

.

품으로 발전하고 있다

.

(

)

.

이때감지신호를유선으로보내느냐또는무선으로보 내느냐에따라유

/

.

.

현재무선분야는많은분야에서혁신적인기술도약 을이루었고

,

.

선의신뢰성은지금도 많은논란이 있지만유선에 비 해한계가있는것에는반론의여지가없을것이다

.

히

,

†E-mail: [email protected]

성이더욱더중요하게여겨지며

,

.

따라서 본연구에서는무선감지시스템이 가지는한 계성을극복하기위한유무선통합감지시스템을제안하 고실제현장적용실험을통하여무선성능에대한성 능실험을 실시한다

.

.

2. 시스템 개발 및 실험

2.1무선감지기및수신기개발

무선감지기는열또는연기감지기에각각적용하여 사용할 수 있도록 설계하였으며 화재감지 신호는

447.275MHz

,

호를전달하면이신호를유무선복합형중계기에서다 중화된 전송신호로 변환하여유선의신호선을 통하여 메인서버

(

)

.

감지기송신부는열또는연기를감지하기위한

“

”

“

”

.

,

배터리 전압 감시

,

,

등의기능이포함되어있다

. Figure 1

의블록도이며

, Figure 2

.

Figure 1. Block diagram of a transmitter.

Figure 2. Circuit board of a transmitter.

Table 1. The Internal Conditions in Housing

무선감지기의주요사양

종별 무선열/연기감지기

사용전압 DC 9V

송신출력 10mW ^이하

사용주파수 447.275MHz

주파수편차 ≤± 2.5kHz

점유대역폭 < 8.5kHz

인접채널전력비 −40dBc

작동전류 30mA

감시전류 10^µA

응답속도 130ms

중량 약 320g(감지기포함)

크기 109mm × 57mm H

Figure 3. Block diagram of a receiver.

Figure 4. Circuit board of a receiver.

감지기수신부는 송신장치로부터전송된 전파를 수 신하여접점신호로변환하는기능을 담당하며

,

,

,

(

,

)

. Figure

3

Figure 4

.

요없다

.

또한송신장치는 감지기에부착하여사용하게하였 으며무선감지기의사양은

Table 1

. Figure 5

.

Figure 5

감지기와열감지기이다

.

2.2유무선통합화재감지시스템

본연구에서는무선감지기에서감지된 신호를 무선 수신장치로 전송하고 이 신호를 인터페이스장치에서 다중화된신호로 변환하게 되며다시이신호를 유선 을통하여 화재수신기에전송하고표시하게 되는유 무선통합화재감지시스템을제안한다

.

점과무선의단점인감지기와수신기간의통신불량을 개선한것으로서 신호흐름도는

Figure 6

.

유무선인터페이스 장치는단자대 타입으로개발되 었으며 발신기내부에 쉽게장착할 수있도록제작하

였다

. Figure 7

Table 2

페이스장치의 주요사양이다

.

무선감지기로부터수신한 화재신호는 인터페이스장 치를통하여유무선 통합화재수신반

(

)

.

신반은

Figure 8

.

2.3실험방법

실험은크게

2

.

.

Figure 5. Wireless detectors.

Figure 8. A photo of a main server.

Figure 6. Block diagram of wire/wireless Fire detection system.

Figure 7. A photo of interface device.

Table 2. Specifications of Interfacing Circuit

접속회로수 입력 4회로, 출력4회로용

정격 DC 24V, 65mA

접속수신기 유무선복합형수신기 표시장치 전원감시, ^통신상태

사용환경 −10^oC~50^oC, 85% RH

외형크기 156W * 52H * 40D mm

무선감지기의성능시험은감지기송수신장치의기능 에관한시험과감지기성능에관한시험을각각전파 연구소의정보통신기기인증규칙과한국소방산업기술원 의검정기술기준에의하여시험을 실시하였다

.

또한무선감지기의현장적용실험은주위가개방되어 있는 넓은 공간보다는 무선 송수신을 방해하기 쉬운 열악한조건을가진구조물을대상으로실시하였다

.

,

,

,

지하철역사

,

.

또한전체유무선통합화재감지시스템의성능실험을 위하여패널형태의실험장치를제작하여유무선인터 페이스 기능과 메인서버기능을확인하였다

. Figure 9

는실험에사용한 패널이다

.

3. 실험결과 및 고찰

3.1무선감지기성능시험

Table 3

성능에 관한 결과를 간략히 나타낸 것이다

.

,

,

.

Table 4

하여시험한 감지기의주요성능시험결과이다

.

3.2무선감지기현장적용실험

무선감지기의 현장적용실험을 위한 대상물로 병원

,

지하철역사

,

,

,

.

이한개방형태의공간보다는신호전송이방해받기쉬 운열악한 조건에서실험하여 무선감지기의 적용범위 와그한계성을검토하기 위함이다

.

실험은소화전함에수신장치를설치하고무선감지기 를건물내부에설치하여 송신장치에서발신한 신호가 정상적으로수신장치까지도달되는지를위치를바꿔가 면서

5

,

.

Figure 10

Table 5

다

.

150m

.

또한송수신장치간의 최대전송거리를확인하기 위하 여수신장치를

1

4

, 1

5

25m

반경내에설치하게되므로실용상아무런문제가없다

.

Figure 9. A photo of experimental panel.

Table 3. Results of Performance Test

기기의구조및성능시험

시험항목 관련근거 결과

안전시스템용특정

소출력무선기기 방통위고시제2009-

22호제98조 적합

특정소출력무선국용

무선설비기기 전파연구소공고

제2008-2^{호 적합}

환경적시험

진동, 충격, 온도, 습도 전파연구소공고

제2008-2호 적합

전기적시험

공중선전력(mw) ^{방통위고시제}2009-

22호제98조 적합

점유주파수대폭의

허용치 방통위고시제2009-

22호제98조 적합

Table 4. Results of KOFEIS 0301 Test

시험항목 관련근거 결과

구조및기능 KOFEIS 0301 적합

부품구조및기능 '' 적합

열감지기감도시험 '' 적합

연기감지기감도시험 '' 적합

반복시험 '' 적합

절연저항시험 '' 적합

Figure 11

Table 6

.

강장내에서는신호전달이정상적으로이루어졌으며또 한승강장과대합실간에도통신이이루어지며전동차 의운행여부나전기공급선로등외부요인에의하여서 는신호전달에는영향을미치지않는것으로나타났다

.

따라서소화전이있는위치에수신장치를두고무선 감지기를 승강장내의 어느곳에설치하더라도 신호전 달에는아무런문제가없었으나지상까지는거리가멀 어전파가도달하지못하였다

.

Figure 12

Table 7

과이다

.

1

1

1

,

.

Table 5. Experimental Results at a Hospital

수신장치 1층-1 1층-2 1층-3

송신장치 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1^층 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

2층 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

3층 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

4^층 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

5층 ○ × × ○ × × ○ × ○

Figure 11. A photo of a subway.

Table 6. Experimental Results with Station of Subway

수신장치 1 2 3

송신장치 1 2 1 2 1 2

대합실 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 승강장전차없을때 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 승강장전차있을때 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 대각선승강장전차없을때 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 대각선승강장전차있을때 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 지상층 × × × × × ×

Figure 12. A photo of a factory (type of APT).

호전달을살펴보기 위해좌측전실과우측전실에 송수 신기를 설치하여실험하여 보았다

.

방화문으로 밀폐된 공간의경우에도복도중간에 설치 한수신장치까지의신호전송에는전혀문제가없었다

.

Figure 13

Table 8

를나타낸것이다

.

서실시하였다

.

.

,

하고 수신장치를현관문밖에 설치하였을때신호전달 이정상적으로이루어졌다

.

Figure 14

Table 9

나타낸것이다

.

.

1000m

실시하였으며

,

.

실험결과

,

이좋았으며

,

수신장치 1 2 3

송신장치 1 2 3 1 2 3 1 2 3

B1F-1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

B1F-2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

B1F-3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

1F-1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

1F-2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

1F-3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Figure 13. A photo of a multipurpose building.

Table 8. Experimental Results at a Multipurpose Building

수신장치 1

송신장치 1 2 3

10F-1호 ○ ○ ○

10F-2^{호 ○ ○ ○}

11F-1^{호 ○ ○ ○}

11F-2호 ○ ○ ○

Figure 14. A photo of a transmitting tower.

Table 9. Experimental Results at a Transmitting Tower

수신장치 1

송신장치 1 2 3

1 ○ ○ ○

2 ○ ○ ○

3 ○ ○ ○

Figure 15. A photo of experiment results.

았으며

,

500m

범위내에서는신호전달이정상적으로이루어졌다

.

3.3유무선통합화재감지시스템실험

앞 절의 현장적용실험을 통하여 무선화재감지기의 적용성은대단히 우수한 것으로 나타났으므로 무선신 호를 인터페이스장치

(

)

(

)

Figure 9

.

(

)

.

, Figure 15

.

4. 결 론

본연구에서는무선감지시스템이 가지는 단점을보 완하는 유무선통합감지시스템을 제안하고 실제 현장 적용실험을통하여무선성능에대한성능실험을수행 하였으며

,

.

1.

.

, 25m

의 일정한 거리에 설치할 수 있어 수신 성능이 매우

양호하였다

.

2.

규정에 따라공인기관에서 송수신장치의 성능을 확인 하였다

.

3.

(

)

.

,

25m

.

특히지하철역사에서는 전철이 운행되는중에도 전혀 문제가없었으며

,

.

4.

(

)

.

참고문헌

1.

5

, “

”,

, pp.46-49(2007).

2.

1

, “

”,

, pp.372- 373(2008).

3.

, “

”,

98

3

(2009).

4.

, “

”,

소공고제

2008-2

(2008).

5.

, “

(KOFEIS 0301)”(2005).