| 연구개발개요 |
○ 기술 개요 - 연기, 온습도 등 환경에 강인한 임펄스레이더 및 IP카메라, IR센서 통합 실시간 화재상황 인지형 비상문 자동개폐장치 개발 및 신속한 현장 상황 감지와 전파가 가능한 응급구호 서비스 개발 - 게이트웨이를 이용한 전체 시스템 연동 및 원격제어 시스템을 통한 이력관리 및 무단 침입방지 기술, 모니터링 S/W, 스마트폰 알림 App 개발 - (핵심기술) -> 임펄스레이더 기반 화재발생시 연기속 인명탐지 및 실시간 위치인식을 통한 응급구호 서비스, 일상생활 속 범죄 취약지역 모니터링 서비스 -> 이중생체인증 기반 비상문 출입이력 관리, 개폐장치 작동 보안성능 향상을 통한 거주자 옥상안전관리 시스템 -> IR센서 기반 실시간 화재감시 및 무선통신 기반 신속 상황전파 시스템 개발 - (응용분야) -> 일상서비스: IP카메라, 임펄스레이더를 활용한 범죄 취약지역 계단 및 사각지대 감시 이중 생체인증 기반의 출입이력 관리를 통한 옥상 출입 거주자의 안전 모니터링 IR센서 기반 신속한 화재 상황감지 및 WiFi, Zigbee 등 무선통신 상황전파 시스템 -> 화재발생시: 연기, 온습도 등 환경에 강인한 임펄스레이더 기반 생존자 유무 판단 및 119구조대 상황 전파< 연구 개발의 필요성 > ○ 기존 비상문개폐장치의 문제점 해결기술에 대한 수요처들의 니즈 증가 - 기존 비상문개폐장치의 문제점 1) 비상문 개폐장치와 소화전과의 먼 거리 등 설치환경에 따라 시공비 증가 → 유선통신으로 배선작업 때문에 1개의 기기 당 최대 300,000원까지하는 다소 비싼 시공비로 요양원이나 관공서에서 설치부담 요인이 증가 2) 비상문 제어장치의 위치 알림 기능의 부재 → 현재 화재 발생시 비상알람만 발생하는 장치만 존재 → 실제 화재 발생시 화재연기로 인한 어려운 시야확보 및 위치감각을 상실로 인해 비상문 손잡이 위치 탐지의 어려움이 존재 3) 이엠락(EM Lock) 잠금장치의 구조적인 문제 → 브라켓으로 설계되어 제어나 외부충격으로 브라켓이 파손되는 사례가 빈번히 발생 → 비상전원으로 장시간 사용을 하기위해서 고용량 배터리를 사용하여 단가 상승 4) 잠금구조에 따른 문제점 → 도어락 형태가 아닌 문 상단에 설치되는 개별형태로 이중잠금의 문제점이 있어 비상문 자동개폐장치 기능이 차단 → 비상문 자동개폐장치의 패스워드가 노출되거나 NFC카드의 분실 등의 이유로 주거시설 및 상가시설에서는 보안상의 이유로 비상문의 이중 잠금 현상이 발생 ○ 주거지역 방재 관련 안전기기 수요 증가에 따른 기술 개발 필요성 - 주거지역 화재에 대한 인적 물적피해증가로 인해 사회적 이슈 증가 - 아파트 및 대형 건물화재로 인한 대형참사 발생으로 화재 관련 안전기기 필요성 증대 - 신규 분양 아파트 증가로 인해 경쟁력 강화를 위해 건설사 중심으로 안전한 주거를 테마로 한 브랜드 관심 증가○ 법령 제정으로 인한 기술 개발 필요성 - 정부의 화재 관련 안전기기 설치 의무화 법령으로 관련 산업 성장 예상 - 화재 피해 경감을 위해 비상문 자동개폐장치 설치 의무화에 관한 법률제정으로 시장 수요 증가 - 2016년 2월 29일자 제정되어 시행되고 있는 주택건설기준 관련 규정으로 모든 신규 주거 건물에 비상문 자동개폐장치 의무화 - 병원 시설 관련 의료법 제정(2016.05- 의료법 시행규칙 34조) 1) 의료법 시행규칙 34조 별표4는 해당 병원(요양병원)에서 필수로 갖추어야 할 사항 2) 환자안전에 관한 사항으로 요양병원의 경우 치매 등 거동이 불편한신 환자가 접근할 경우 안전사고로 이어질 수 있는 곳(계단. 옥상 등)으로 통하는 출입문에 대하여 잠금장치를 갖추도록 하는 것 3) 화재 등 비상상황에서 이런 잠금장치가 오히려 환자의 신속한 대피나 탈출이 방해가 되어 인명사고로 이어질 수 있다고 판단 4) 이러한 경우를 대비하여 잠금장치가 화재나 비상의 상황에서 자동으로 열리도록 해야함 5) 병원 내 모든 출입구에 비상문 자동개폐장치 설치 의무화
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| 최종목표 |
가. 연구개발과제 최종 목표 및 성과물○ 화재상황 인지형 자동개폐장치 및 시스템 개발 - Deep Camera, 음향 센서 기반 위험상황 감지 모듈 개발 - IR 센서 기반 비접촉식 화재감지 모듈 개발 - 임펄스 레이더기반 인체감지 모듈 개발 - 비상상황 감지용 통합 게이트웨이 개발 - 생체인식기반 이중보안장치 개발 - 모바일 어플리케이션 및 상황별 자동제어 비상문 자동개폐장치 개발 - 원격 모니터링 및 알람 시스템 개발 나. 최종 연구개발성과물의 기술성숙도 및 설정근거1. 위험상황 감지 모듈 (TRL 3 -> TRL 7)○ (연구착수시) 연구실 규모의 성능평가 완료○ (연구종료시) 자동개폐장치 시작품에 설치되어 위험상황 감지 기능개발 후 공인시험 성적서 취득 및 수요기업 평가예정 2. 화재감지 모듈 (TRL 3 -> TRL 7)○ (연구착수시) 연구실 규모의 성능평가 완료○ (연구종료시) 자동개폐장치 시작품에 설치되어 화재상황 테스트 후 공인시험 성적서 취득예정 3. 인체감지 모듈 (TRL 4 -> TRL 7)○ (연구착수시) 연구실 규모의 성능평가 완료, 타제품 적용이력 보유, 특허 및 논문(SCI) 확보○ (연구종료시) 자동개폐장치 시작품에 설치되어 인체감지 기능개발 후 공인시험 취득 및 수요기업 평가예정4. 생체인증기반 이중보안장치 (TRL 4 -> TRL 7)○ (연구착수시) 연구실 규모의 성능평가 완료, 특허 및 논문(SCI) 확보○ (연구종료시) 도어 손잡이 부분에 생체인식 모듈을 설치하여 이중보안장치 기능개발 후 공인시험 성적 취득 및 수요기업 평가예정5. 자동개폐장치 (TRL 3 -> TRL 7)○ (연구착수시) 연구실 규모의 성능평가 완료, 이전 과제를 통해 시작품 설계이력, 특허 보유○ (연구종료시) 수요기업의 평가의견을 반영한 설계 진행후, 내구성 관련 공인시험 취득예정● 본사업의 사업비를 고려하였을 때, 금형제작은 비용적 측면에서 무리가 있을것으로 사료되어 3D프린터를 이용한 시작품 제작 예정6. 원력 모니터링 및 알람 어플리케이션 (TRL 4 -> TRL 7)○ (연구착수시) 연구실 규모의 성능평가 완료, 이전 과제를 통한 개발이력 보유○ (연구종료시) 수요기업의 평가의견을 반영한 설계 진행후, 성능 관련 공인시험 취득예정
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| 연구내용 및 범위 |
○ 화재상황 인지형 자동개폐장치 및 시스템 개발 - Depth Camera, 음향 센서 기반 위험상황 감지 모듈 개발 - IR 센서 기반 비접촉식 화재감지 모듈 개발 - 임펄스 레이더기반 인체감지 모듈 개발 - 비상상황 감지용 통합 게이트웨이 개발 - 생체인식기반 이중보안장치 개발 - 모바일 어플리케이션 및 상황별 자동제어 비상문 자동개폐장치 개발 - 원격 모니터링 및 알람 시스템 개발(1) 핵심 연구개발성과명1 :Depth Camera, 음향 센서 기반 위험상황 감지 모듈 개발1년차 - 센서 및 신호처리 모듈 개발 - 음향의 파워, 피치, LPC 정보기반 위험상황감지용 소음감지 프로그램 개발 - 움직임 벡터 정보에 기반한 위험 감지 알고리즘 개발 - 얼굴 정보 및 전신 정보에 대한 검출 알고리즘 개발 - 시뮬레이션을 통한 임계값 조정 및 센서와의 연동으로 오인식률 감소2년차 - 비상자동개폐문 설치 환경기반 2.4GHz 통신 환경 특성 분석 - 환경특성에 따른 통신 인터페이스 선정 - Zigbee 회로·프레임워크 설계 및 연동(2) 핵심 연구개발성과명2 :IR 센서 기반 비접촉식 화재감지 모듈 개발1년차 - Pre-amp Noise 저감을 위한 실장 및 설계 기술개발 - 회로 설계 단계부터 국내 및 국외 인증을 고려한 회로 설계 - IR PD 구동 및 신호처리 모듈 개발 - CW, MOD 구동부 설계 및 제작2년차 - 화재, 연기 등 다양한 환경 변화에 맞는 최적 알고리즘 개발 - 자동이득 제어 회로 및 노이즈 제거 기술개발(3) 핵심 연구개발성과명 : 임펄스 레이더기반 인체감지 모듈 개발1년차 - 임펄스 레이더 보드 설계 및 제작 - 임펄스 레이더 안테나 설계 및 제작 - 객체탐지 위치 측정 알고리즘 개발 - 정확한 대상 판단을 위한 알고리즘 개발 - 임펄스 레이더 컨트롤 주변 회로 설계 및 제작 - 임펄스 레이더 측정 데이터 송수신 프로토콜 설계2년차 - 화재, 연기 등 다양한 환경 변화에 맞는 최적 알고리즘 개발 - 비상문 자동개폐장치 개폐작동 시나리오 검증 및 알고리즘 수정 - 비상문 자동개폐장치 비상경보모듈 알림발생 시나리오 검증 및 알고리즘 수정(4) 핵심 연구개발성과명 :비상상황 감지용 통합 게이트웨이 개발1년차 - 저가격, 고효율의 MCU 분석 및 선정 - 아키텍처 분석 및 주변 회로 설계 및 제작 - 하드웨어 구현을 위한 회로설계 및 기구부 반영 아트웍 - 게이트웨이 통신 인터페이스 설계 및 구현 - 경량화 및 최적화 커널 modify 개발 - 자동개폐기 관리 및 상황 관리 및 대응 프로세서 개발2년차 - 저전력 동작 안정성 확보를 위한 전원회로 설계 - 방열을 고려한 주변 회로 최적화 설계 - MPU간 데이터 전송회로 최적화 설계 - 자동개폐기 송수신 인터페이스 최적 설계 - 데이터 QoS 제공 기능 설계 - 제품에 맞게 최적화 및 경량화 커널 modify 개발 - 커널부팅 및 데이터 업로드 지원을 위한 슬롯 압축 기법 개발(5) 핵심 연구개발성과명 : 생체인식기반 이중보안장치 개발1년차 - 생체신호 센서 HW/FW 제작 - AI기반(LSTM) 단일 생체인식 알고리즘 개발 - AI기반(ENSEMBLE) 다중 생체인식 알고리즘 개발2년차 - 생체인증 모듈 - 개폐장치간 인터페이스 연동 - 실 사용환경기반 생체인증 검증 및 알고리즘 수정 (6) 핵심 연구개발성과명 : 모바일 어플리케이션 및 상황별 자동제어 비상문 자동개폐장치 개발1년차 - Bluetooth 5.0 기반 화재정보 전송용 무선통신 모듈 개발 - 전기 보호회로 및 역방향 인가방지 인터페이스 설계 - IEEE 802.15.4 기반 2.4GHz Bluetooth 제어부 및 인터페이스 설계 - 사용자의 편의성을 고려한 App. 기반 제어 프로그램 개발 - 사용자 친화적인 관리 제어 인터페이스 설계 - 터치영역 사용성 중심 설계(실행오류 방지를 위한 아이콘의 적정 영역 확보 및 배열) - 모터 구동 및 제어 모듈 개발,문 정지 각도 조절용 조정판 설계 및 제작 2년차 - 비상문 자동개폐장치 개폐작동 여부 시나리오 테스트 및 알고리즘 수정 - 비상문 자동개폐장치 비상경보모듈 알림발생 시나리오 테스트 및 알고리즘 수정 - 도어클로저 모터제어 기반 자동개폐장치 검증(7) 핵심 연구개발성과명 : 원격 모니터링 및 알람 시스템 개발1년차 - 배터리 상태 모니터링 정보 수집 모듈 개발 - 입/출력 전원 정보 기반 충방전 제어 모듈 개발 - 전류 전원 분석 IC기반 배터리 상태 감지 모듈 개발 - 원력 모니터링 및 알람시스템 사용자 시나리오 구성2년차 - 모니터링 및 알람 GUI 설계 - 정보수집 처리를 위한 라이브러리 및 Framework 개발 - 경량화 프레임워크 개발 및 통신인터페이스 드라이버 개발 - 위급 상황 시, 알람 수신 기능 개발
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