The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences (한국전자통신학회논문지)

Korea Institute of Electronic Communication Science (한국전자통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Design and Implementation of Gas Leakage Alarm IoT System for Safety Helmet

안전모 장착용 가스 누출 경보 IoT 시스템 설계 및 구현

  • 주용민 (순천대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 이효승 (순천대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 오재철 (순천대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2018.10.13
  • Accepted : 2018.12.15
  • Published : 2018.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Currently, most of the industrial areas like chemistry, manufacturing, shipbuilding, and steel, perform the work related to gas, and the staffs who are in charge of this work have a risk of suffocation without cognizing incidents like gas leak. For example, when the nitrogen gas leaked in 2015 at Paju, two people were killed and four people were injured. In 2018 at Pohang, four workers were suffocated to death from nitrogen gas. In order to solve this problem, this study realized the system in which workers could immediately cognize the gas leak and also deliver the situation to the staff in charge of safety at the same time, by installing the IoT device composed of gas sensor and communication module on the safety helmet that should be worn by field workers. This study is expected to be able to reduce the casualties caused by gas leak in industrial sites.

현재 화학, 제조, 조선, 철강 등 대부분의 공업 지역에서는 가스와 관련된 작업을 진행하게 되는데 이러한 작업을 수행하는 담당자의 경우 가스 누출 등의 사고를 인지하지 못하고 질식하는 등의 위험을 안고 작업을 진행하게 된다. 그 예로 2015년 파주에서 질소 가스가 누출돼 2명이 사망하고 4명이 부상을 당하였고 2018년에는 포항에서 4명의 근로자가 질소가스에 질식하여 사망하는 사고가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구에서는 현장 작업자가 필수로 착용하여야 하는 안전모에 가스 센서와 통신모듈 등으로 구성된 IoT 장치를 장착하여 작업자가 가스의 누출을 즉각적으로 인지함과 동시에 안전담당자에게 상황을 전달할 수 있는 시스템을 구현하여 이를 통해 산업 현장에서 가스 누출에 대한 인명사고를 줄일 수 있기를 기대한다.

Keywords

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0001.png 이미지

그림 1. 안전모 가스 누출 경보 IoT 시스템 구성도 Fig. 1 Gas leak alarm IoT system configuration diagram for safety helmet

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0002.png 이미지

그림 2. 가스 누출 경보 IoT 장치 구성 Fig. 2 Gas leak alarm IoT device configuration

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0003.png 이미지

그림 3. 가스 누출 경보 IoT 장치 알고리즘 Fig. 3 Gas leak alarm IoT device algorithm

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0004.png 이미지

그림 4. 가스 누출 경보 모바일 앱 알고리즘 Fig. 4 Gas leak alarm mobile app algorithm

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0005.png 이미지

그림 5. 가스 누출 경보 IoT 장치 회로 구성 Fig. 5 Gas leak alarm IoT device circuit configuration

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0006.png 이미지

그림 6. 가스 누출 경보 IoT 장치 케이스 설계 Fig. 6 Gas leak alarm IoT device case design

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0007.png 이미지

그림 7. 가스 누출 경보 IoT 장치 조립 Fig. 7 Gas leak alarm IoT device assembly

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0008.png 이미지

그림 8. 현장 작업자 모바일 앱 실행화면 Fig. 8 Mobile app execution screen of on-site operator

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0009.png 이미지

그림 9. 안전관리자 모바일 앱 실행화면 Fig. 9 Mobile app execution screen of safety manager

KCTSAD_2018_v13n6_1411_f0010.png 이미지

그림 10. 가스 누출 경보 IoT 장치 안전모 장착 Fig. 10 Gas leak alarm IoT device helmet mounted

References

  1. W. Oh, U. Lee, and J. Oh, "A Development of gas discharge rate and dispersion monitering system," In Proc. of the Korean Institute of Gas Spring Conf., Busan, Korea, May 2018, pp. 171-171.
  2. D. Cheon, D. Jung, D. Kwak, J. Kim, Y. Park, and S. Lee, "A Study on the USN Sensor Node for Injurious Gas Sensing," Fire Science and Engineering, vol. 2009, no. 11, 2009, pp. 221-226.
  3. D. Yoo, T. Yoon, W. Jung, and H. Choi, "Private LoRa based Real-time Remote Gas Safety Monitoring System," In Proc. of Symposium of the Korean Institute of Communications and Information Sciences Conf., Jeju, Korea, June 2018, pp. 722-723.
  4. D. Kim, I, Lee, I. Bang, D. Chun, and I. Kim, "Development of the Smallest, High-accuracy NDIR Methane Sensor Module to Detect Low Concentration," J. of Sensor Science and Technology, vol. 27, no. 3, 2018, pp. 199-203 https://doi.org/10.5369/JSST.2018.27.3.199
  5. D. Kim, S. Kim, and J. Ryu, "Development of Fire and Gas Leak Detectors using Raspberry Pi and Smoke Sensors," In Proc. of the Korean Institute of Information Technology Summer Conf., Gwangju, Korea, June 2018, pp. 240-242.
  6. S. Kang, J. Kim, I. Jung, K. Im, and J. Kim, "Plumbing Gas Leak Detector Using Semiconductor Sensor Array and SVM Technology," In Proc. of the Korean Institute of Gas Spring Conf., Busan, Korea, June 2018, pp. 168-168.
  7. H. Lee, "Design and Implementation of Cattle Behavior Detection System based on Internet of Things," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 12, no. 6, 2017, pp. 1159-1166. https://doi.org/10.13067/JKIECS.2017.12.6.1159
  8. H. Lee and J. Oh, "Design and Implementation of a Small Server Room Environment Monitoring System by Using the Arduino," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 12, no. 2, 2017, pp. 385-390. https://doi.org/10.13067/JKIECS.2017.12.2.385
  9. B. Min, K. Park, J. Park, H. Kim, and Y. Ko, "Automatic Brake System For Stroller Using Gyro Sensor," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 12, no. 4, 2017, pp. 599-606. https://doi.org/10.13067/JKIECS.2017.12.4.599