KR101126522B1 - 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템 - Google Patents

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차현록
강창석
이성호
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Abstract

본 발명은 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템에 관한 것으로, 실내와 실외의 환경 상태에 대한 다양한 정보를 임의의 장소에 있는 사용자에게 간편하게 전달하여 쾌적한 실내 환경 조성을 위한 기기의 조절 및 제어, 실외의 환경 상태에 따른 외부 활동의 적절한 선택 등이 이루어질 수 있도록 한 감지 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템은, 실내 및 실외에 설치되는 감지장치와 실내에 설치되는 모니터링장치를 포함하며, 상기 감지장치는 설치 장소의 온도, 습도, 기압, 산소 농도, 이산화탄소 농도 중 적어도 하나를 측정하는 적어도 하나의 센서; 상기 센서로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터; 상기 A/D컨버터에 의해 변환된 디지털 신호를 무선 송수신이 가능하도록 데이터화하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 전달된 데이터를 외부로 송출하는 무선송신부를 포함하고, 상기 모니터링장치는 상기 감지장치로부터 송신된 데이터를 수신하는 무선수신부; 상기 무선수신부를 통해 입력된 환경 정보를 처리하여 출력신호를 제공하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 제공된 출력신호에 따라 상기 감지장치에 의해 측정된 환경 정보를 출력하는 표시부를 포함하여 구성된다.

Description

실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템 {INTEGRATED SENSING SYSTEM FOR INDOOR-OUTDOOR ENVIRONMENT}
본 발명은 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내/외의 이산화탄소 및 산소 농도, 온도, 습도, 대기압 등을 측정하여 실내와 실외의 다양한 환경정보를 사용자에게 제공함으로써, 실내 환경을 쾌적한 상태로 조절할 수 있게 하고, 실외의 환경 상태에 따라 외출 여부를 판단하거나 산책이나 등산 등의 외부 활동을 적절히 선택할 수 있게 하는 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템에 관한 것이다.
생활수준이 향상되고 건강에 대한 관심이 증대됨에 따라 각 개인들이 거주하는 실내의 환경과 외부 활동을 하는 실외의 환경에 대한 관심이 증가되고 있다. 이에 따라 실내와 실외의 환경 상태에 대한 정보, 예를 들어 온도, 습도, 기압, 산소 농도, 이산화탄소 농도 등과 같은 정보의 제공에 대한 요구도 증대되고 있다. 이러한 환경 정보는 습득된 정보에 따라 실내의 환경 상태를 보다 쾌적하게 조절 또는 제어할 수 있게 하고, 실외 환경 상태에 따라 외부 활동에 대한 다양한 선택을 가능하게 한다.
그러나, 종래에는 이러한 실내 및 실외 환경에 대한 정보를 제공하는 수단이 매우 미비하였다. 실내 환경의 경우, 예를 들어 에어컨이나 공기 청정기 등에 구비된 온도 표시기나 오염도 표시기를 통해, 또는 건물의 공조 시설을 이루는 관리 시스템에 구비된 별도의 표시장치를 통해 간단한 환경 정보를 제공하는 정도였고, 실외 환경의 경우, 예를 들어 건물 외부나 별도의 시설물 등에 설치되는 대형 디스플레이장치를 통해 이산화탄소 농도, 먼지 농도 등의 간단한 정보를 표시하여 불특정의 주변 통행인들에게만 일방적인 정보를 전달하는 정도에 머물렀다.
이에 따라, 종래에는 얻을 수 있는 환경 정보가 온도나 오염도 정도에 불과하고 환경 정보를 얻을 수 있는 사람도 해당 표시수단 주변의 일부 사람들에 국한되었기 때문에, 각 개인이 원하는 임의의 장소에서 원하는 다양한 환경 정보를 제공받을 수가 없었고, 이로 인해 환경 정보로서의 활용가치 및 활용도가 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내와 실외의 환경 상태에 대한 다양한 정보를 임의의 장소에 있는 사용자에게 간편하게 전달하여 쾌적한 실내 환경 조성을 위한 기기의 조절 및 제어, 실외의 환경 상태에 따른 외부 활동의 적절한 선택 등이 이루어질 수 있도록 한 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내 및 실외에 설치되는 감지장치와 실내에 설치되는 모니터링장치를 포함하며, 상기 감지장치는 설치 장소의 온도, 습도, 기압, 산소 농도, 이산화탄소 농도 중 적어도 하나를 측정하는 적어도 하나의 센서; 상기 센서로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터; 상기 A/D컨버터에 의해 변환된 디지털 신호를 무선 송수신이 가능하도록 데이터화하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 전달된 데이터를 외부로 송출하는 무선송신부를 포함하고, 상기 모니터링장치는 상기 감지장치로부터 송신된 데이터를 수신하는 무선수신부; 상기 무선수신부를 통해 입력된 환경 정보를 처리하여 출력신호를 제공하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 제공된 출력신호에 따라 상기 감지장치에 의해 측정된 환경 정보를 출력하는 표시부를 포함하는 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템을 제공한다.
상기한 본 발명의 감지 시스템에서, 상기 감지장치의 제어부는 상기 센서로부터 입력된 감지 신호 데이터와 해당 감지장치의 기기별 식별코드를 팩킹하여 상기 무선송신부로 전달하도록 구성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 감지장치의 무선송신부 및 모니터링장치의 무선수신부는 지그비통신모듈로 이루어진 것이 바람직하다.
이러한 경우, 상기 무선송신부는 2.4GHz 주파수 대역을 갖는 것이 더욱 바람직하다.
그리고, 상기 모니터링장치는 무선 또는 유선 네트워크를 통해 별도의 디스플레이기기에 연결되어 상기 감지장치에 의해 검출된 실내 및 실외 환경 정보를 표시하도록 구성될 수도 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 온도, 습도, 기압, 산소 및 이산화탄소 농도 등의 환경요소를 측정하는 통합형 감지장치를 실내 및 실외의 임의의 위치에 설치하여 실내 및 실외의 다양한 구역에 대한 환경 정보를 측정하고, 이를 실내에 설치된 모니터링장치로 전송하여 표시하도록 함으로써, 실내의 환경요소를 보다 정확하게 검출하여 실내 환경 상태를 최적의 상태로 조절할 수 있게 되고, 실외의 환경 상태를 실내의 임의의 위치에서 편리하게 파악할 수 있어 외출 여부, 산책이나 운동 등의 야외 활동에 관한 선택이 용이하게 되는 효과가 있다.
(2) 실내 및 실외의 온도, 기압, 산소 및 이산화탄소 농도 등을 측정하여 실내의 사용자가 항상 모니터링 할 수 있도록 함으로써, 노약자나 호흡기 질환 환자 등에게 건강 유지와 치료를 위한 실내 및 실외 활동에 도움이 되는 기상 변화에 대한 정보를 정확하게 제공할 수 있는 효과가 있다.
(3) 감지장치와 모니터링장치 간의 통신이 무선통신, 특히 지그비통신 방식으로 이루어지도록 함으로써, 종래의 유선통신 방식에 비해 실내 환경 제어 시스템 구축에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있고, 보다 많은 위치에 감지장치를 설치하여 더욱 정확한 실내 및 실외 환경 정보를 수집할 수 있으며, 배터리와 같은 저전력 전원을 이용하여 감지장치의 구조를 단순화 및 소형화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 통합 감지 시스템에서 감지장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 통합 감지 시스템에서 모니터링장치를 도시한 구성도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템은, 실내에 설치되는 실내감지장치(100)와 모니터링장치(120) 및 실외에 설치되는 실외감지장치(110)를 포함하여 구성되며, 상기 실내감지장치(100) 및 실외감지장치(110)에서 감지된 다양한 환경 정보를 지그비통신을 통해 상기 모니터링장치(120)에 전달하여 실내에 거주하는 사람에게 시각적 표시수단 등을 통해 제공하게 된다.
상기 실내감지장치(100)와 실외감지장치(110)는 각각 실내와 실외의 환경 상태를 측정하여 상기 모니터링장치(120)에 전송하는 것으로, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 감지장치로 이루어질 수 있다.
도 2를 함께 참조하여 설명하면, 상기 실내감지장치(100) 및 실외감지장치(110)를 이루는 감지장치(100, 110)는 각각 주변의 온도, 습도, 기압, 산소농도, 이산화탄소농도를 측정하는 온도센서(101), 습도센서(102), 기압센서(103), 산소센서(104) 및 이산화탄소센서(105)와, 상기 온도센서(101), 습도센서(102), 기압센서(103), 산소센서(104), 이산화탄소센서(105)로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터(106)와, 이 A/D컨버터(106)로부터 전달된 디지털 신호를 무선송수신을 위한 데이터로 처리하는 제어부(107)와, 이 제어부(107)로부터 전달된 데이터를 상기 모니터링장치(120)로 송출하는 무선송신부(108)를 포함하여 구성된다.
상기 모니터링장치(120)는 상기 실내감지장치(100)와 실외감지장치(110)에 의해 전달된 다양한 환경 정보를 사용자에게 제공하는 것으로, 상기 실내감지장치(100) 및 실외감지장치(110)로부터 송신된 데이터를 수신하는 무선수신부(123)와, 사용자의 조작 명령 입력을 위한 입력부(121)와, 상기 무선수신부(123)를 통해 입력된 환경 정보 및 상기 입력부(121)를 통해 입력된 조작 명령을 처리하여 출력신호를 제공하는 제어부(122)와, 이 제어부(122)에 의해 제공된 출력신호에 따라 상기 실내감지장치(100)와 실외감지장치(110)에 의해 측정된 환경 정보 및 상기 입력부(121)를 통해 입력된 명령 등을 표시하는 표시부(124)를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 상기 감지장치(100, 110)와 모니터링장치(120) 간의 무선통신은 지그비(ZigBee) 통신 방식으로 이루어진 것이 바람직하다.
지그비는 IEEE 802.15 규격에 기반을 두는 무선 개인영역 통신망 규격으로서, 20 ~ 250kbps의 비교적 저속의 전송속도를 갖으나, 전력소모가 적어 가정이나 산업 현장의 자동화 분야에서 근거리 무선통신용으로 적합하다.
지그비의 무선 주파수 대역은 868MHz, 902 ~ 928MHz 및 2.4GHz 인데, 본 발명에서는 2.4GHz 대역의 지그비 통신 방식으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 감지장치(100, 110)는 실내의 임의의 위치에 간단하게 설치할 수 있도록 소형화된 형태의 케이스에 내장된 것이 바람직하다. 상기 감지장치(100, 110)의 작동 전원은 상용 교류전원에 연결되는 케이블 및 전원플러그를 통해 공급될 수도 있고, 자체에 내장된 배터리에 의해 공급될 수도 있다. 상기 배터리는 교체식의 화학전지로 이루어질 수도 있고, 고정 설치된 태양전지로 이루어질 수도 있다.
상기 모니터링장치(120)의 표시부(124)는 자체에 구비된 LED나 LCD 등의 디스플레이장치로 이루어질 수도 있고, 경우에 따라서는 홈네트워크를 통해 TV나 컴퓨터 모니터와 같은 외부의 디스플레이기기에 출력 신호를 전달하여 사용자가 해당 기기를 이용하는 동안에 실내 환경요소에 대한 검출 정보를 모니터링 할 수 있도록 구성될 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 감지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 감지장치(100, 110)를 실내와 실외 등 여러 장소에 설치하고, 사용자가 확인이 용이한 위치에 모니터링장치(120)를 설치한다.
이 상태에서, 상기 감지장치(100, 110)의 온도센서(101), 습도센서(102), 기압센서, 산소센서(104) 및 이산화탄소센서(105)에 의해 실내와 실외의 온도, 습도, 기압, 산소 농도, 이산화탄소 농도가 측정되고, 측정된 아날로그 신호가 상기 A/D컨버터(106)에 의해 디지털 신호로 변환되어 제어부(107)로 입력된다.
상기 감지장치(100, 110)의 제어부(107)는 입력된 측정 데이터와 해당 감지장치(100, 110)의 기기별 식별코드를 팩킹하여 상기 무선송신부(108)로 전달하고, 상기 무선송신부(108)가 데이터를 외부로 송출한다.
상기 감지장치(100, 110)로부터 송출된 무선 데이터가 상기 모니터링장치(120)의 무선수신부(123)에 수신되면, 모니터링장치(120)의 제어부(122)가 이를 전달받아 신호를 송신한 감지장치(100, 110)가 설치된 실내 또는 실외의 온도, 습도, 기압, 산소 농도, 이산화탄소 농도 등의 환경요소 정보를 상기 표시부(124)를 통해 표시되게 한다.
상기와 같이 본 발명의 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템은 온도센서, 습도센서, 기압센서, 산소센서 및 이산화탄소센서가 통합되고 소형화된 감지장치(100, 110)를 실내 및 실외의 임의의 위치에 설치하여 실내 및 실외의 다양한 구역에 대한 온도, 습도, 기압, 산소 및 이산화탄소 농도 등을 측정할 수 있으므로, 실내의 환경요소를 보다 정확하게 검출하여 실내 환경 상태를 최적의 상태로 조절할 수 있게 하며, 실외의 환경 상태를 실내의 임의의 위치에서 편리하게 파악할 수 있어 외출 여부, 산책이나 운동 등의 야외 활동에 관한 선택 등을 용이하게 하는 장점이 있다.
또한, 실내 및 실외의 기압, 산소 및 이산화탄소 농도 등을 측정하여 실내의 사용자가 항상 모니터링 할 수 있도록 함으로써, 노약자나 호흡기 질환 환자 등에게 건강 유지와 치료에 도움이 되는 날씨 변화에 대한 정보를 정확하게 제공할 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 감지장치(100, 110)와 모니터링장치(120) 간의 통신이 무선통신 방식으로 이루어지도록 함으로써, 종래의 유선통신 방식에 비해 실내 환경 제어 시스템 구축에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있고, 보다 많은 위치에 감지장치(100, 110)를 설치하여 더욱 정확한 실내 및 실외 환경 정보를 수집할 수 있는 장점이 있다.
특히, 지그비 무선통신을 이용한 저전력 통신망을 구성하여 감지장치(100, 110)의 작동 전원으로서 배터리를 사용할 수 있도록 함으로써, 감지장치의 구조를 단순화 및 소형화 할 수 있고, 전원 공급을 위한 별도의 케이블 배선이 필요 없도록 하여 시스템 설치에 소요되는 비용과 시간을 더욱 절감할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100, 110 : 감지장치 101 : 온도센서
102 : 습도센서 103 : 기압센서
104 : 산소센서 105 : 이산화탄소센서
106 : A/D컨버터 107 : 제어부
108 : 무선송신부 120 : 모니터링장치
121 : 입력부 122 : 제어부
123 : 무선수신부 124 : 표시부

Claims (5)

  1. 실내에 설치되어 실내의 온도, 습도, 기압, 산소 농도, 이산화탄소 농도를 포함한 환경정보를 각각 측정하는 복수 개의 센서들과, 상기 센서들로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터와, 상기 A/D컨버터에 의해 변환된 디지털 신호를 무선 송수신이 가능하도록 데이터화하는 제어부 및 상기 제어부로부터 전달된 데이터를 외부로 송출하는 무선송신부로 이루어진 실내감지장치;
    실외에 설치되어 실내의 온도, 습도, 기압, 산소 농도, 이산화탄소 농도를 포함한 환경정보를 각각 측정하는 복수 개의 센서들과, 상기 센서들로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터와, 상기 A/D컨버터에 의해 변환된 디지털 신호를 무선 송수신이 가능하도록 데이터화하는 제어부 및 상기 제어부로부터 전달된 데이터를 외부로 송출하는 무선송신부로 이루어진 실외감지장치; 및
    상기 실내감지장치 및 실외감지장치로부터 각각 송신된 데이터를 수신하는 무선수신부와, 상기 무선수신부를 통해 수신된 데이터를 처리하여 출력신호를 제공하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 제공된 출력신호에 따라 상기 센서들에 의해 측정된 실내 및 실외의 환경 정보를 출력하는 표시부로 이루어진 모니터링장치;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서들로부터 입력된 감지 신호 데이터와 해당되는 실내감지장치 및 실외감지장치의 기기별 식별코드를 팩킹하여 상기 무선송신부로 전달하도록 된 것을 특징으로 하는 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선송신부 및 무선수신부는 지그비통신모듈로 이루어진 것을 특징으로 하는 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무선송신부는 2.4GHz 주파수 대역을 갖는 것을 특징으로 하는 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링장치는 무선 또는 유선 네트워크를 통해 별도의 디스플레이기기에 연결되어 상기 센서들에 의해 검출된 실내 및 실외 환경 정보를 표시하도록 된 것을 특징으로 하는 실내 및 실외 환경 통합 감지 시스템.
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