KR101452273B1 - 무선통신기능을 가진 인체감지센서를 이용한 전기기기 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감지영역(S)을 가상 분할하여 이루어진 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)에서 인체의 존재 유무를 각각 감지하며, 해당 분할 감지영역에서 감지된 인체 존재 유무 신호를 외부로 전송할 수 있는 무선통신 기능을 갖는 인체감지 센서(10)와; 상기 인체 존재 유무 신호를 전송받는 무선통신모듈(20)을 구비하며, 상기 무선통신모듈(20)로부터 전달받은 인체 존재 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되는 전기기기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인체감지 센서 및 무선 통신을 이용한 전기기기 제어 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 제어 시스템은 불필요한 곳의 에너지 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 곳의 에너지 소모를 절약하여 에너지를 집중해야 할 곳에 사용하게 함으로써 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 한다.

Description

무선통신기능을 가진 인체감지센서를 이용한 전기기기 제어 시스템{A Control Method of Electrical Devices using Human detection sensor with Wireless communication system}

본 발명은 감지영역을 가상 분할하여 이루어진 분할 감지영역에서 인체의 존재 유무를 각각 감지하며, 해당 분할 감지영역에서 감지된 인체 존재 유무 신호를 외부로 전송할 수 있는 무선통신 기능을 갖는 인체감지 센서의 인체 존재 유무 신호에 따라 전기기기의 동작 유형을 결정 짓는 전기기기 제어 시스템에 관한 것이다.

에너지 절약형 인체감지 조명등에 관한 특허[등록특허 10-1033115]에서 복도나 현관 등과 같은 설정영역에 설치되어 인체를 감지하여 자동으로 점멸시키는 조명등에 관한 것으로 인체감지 센서와 조명등의 일체형에 대한 것이다.

또한, 인체감지 센서 및 조도센서를 이용한 지능형 센서 연동제어장치[등록특허 10-1066238]는 인체감지센서와 조도센서 및 조명등을 하나의 제품에 일체화한 것이다.

양방향 무선통신을 이용한 조명시스템 및 방법[공개특허 10-2011-0130303]에서 움직임 감지센서와 인체감지센서를 구비한 센서등과 근접센서가 구비된 스위칭장치 사이를 무선통신으로 연결하여 스위칭장치로부터 전송되는 명령에 따라 점등과 소등되는 조명시스템을 제안하고 있다.

인용특허에서 살펴본 것과 같이 센서와 조명등이 일체화된 제품의 형태로 구비된 특허들이다. 즉 일체화된 제품의 형태로 구성되어 있어서 만일 설정영역에서 여러 개의 조명등이 필요할 경우 필요하지 않는 다수개의 인체감지 센서가 소요되어 비용적인 측면에서 낭비적인 요소가 많이 발생한다.

에너지 절약형 인체감지 조명등에 관한 특허[등록특허 10-1033115] 인체감지 센서 및 조도센서를 이용한 지능형 센서 연동제어장치[등록특허 10-1066238] 양방향 무선통신을 이용한 조명시스템 및 방법[공개특허 10-2011-0130303] 절전형 콘센트 장치 [공개특허 10-2009-0129968] 대기전력 자동차단 콘센트 및 대기전력차단 방법[등록특허 10-1100375] 대기전력 차단 기능을 갖는 개선된 콘센트장치[등록특허 10-0798830] 대기전원 절전형 전원장치 및 그 제어방법[등록특허 10-0376131] 인체감지에 의한 콘센트의 전력 자동 제어 방법[등록특허 10-1215842] 대기전원 차단장치를 구비한 멀티탭[등록특허 10-1022586]

본 발명의 목적은 공간 내의 전기기기의 에너지 사용을 효율적으로 관리하기 위한 것으로, 감지영역을 가상 분할하여 이루어진 분할 감지영역에서 인체의 존재 유무를 각각 감지하며, 해당 분할 감지영역에서 감지된 인체 존재 유무 신호를 외부로 전송할 수 있는 무선통신 기능을 갖는 인체감지 센서의 인체 존재 유무 신호에 따라 전기기기의 동작 유형을 결정 짓는 전기기기 제어 시스템을 제공하려는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

감지영역(S)을 가상 분할하여 이루어진 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)에서 인체의 존재 유무를 각각 감지하며, 해당 분할 감지영역에서 감지된 인체 존재 유무 신호를 외부로 전송할 수 있는 무선통신 기능을 갖는 인체감지 센서(10)와;

상기 인체 존재 유무 신호를 전송받는 무선통신모듈(20)을 구비하며, 상기 무선통신모듈(20)로부터 전달받은 인체 존재 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되는 전기기기;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신기능을 가진 인체감지센서를 이용한 전기기기 제어 시스템에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면, 전기기기가 조명등일 경우 조명용 전원 공급 장치에 인체감지 신호를 전달하여 해당 분할 감지영역에 속하는 조명 또는 전체 조명을 제어할 수 있다.

또한 무선통신 기능이 부가된 인체감지 센서를 활용하여 감지영역 내에 존재하는 무선통신이 가능한 다양한 전기 및 전기기기들과 연계하여 각 기기들의 제어 능력을 확장할 수도 있다. 예를 들면 인체감지 센서의 감지 영역 범위 안에서 인체의 위치나 이동방향 등을 탐지하여 전기 및 전기기기의 공급전력을 차단하거나, 에어컨의 풍향을 제어하거나, 히터의 방열방향을 제어하는 등에 활용할 수 있어 불필요한 곳의 에너지 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 곳의 에너지 소모를 절약하여 에너지를 집중해야 할 곳에 사용하게 함으로써 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.

도 1은 하나의 인체감지 센서로 감지할 수 있는 감지영역(S)을 분할하여 분할된 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)을 개별적으로 센싱할 수 있음을 나타낸 개념도,
도 2는 도 1의 공간의 천장을 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 공간의 바닥을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 인체감지 센서의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 전기기기의 일예가 되는 에어컨의 구성을 나타낸 도면.

본 발명에 따른 무선통신기능을 가진 인체감지센서를 이용한 전기기기 제어 시스템(이하, '제어 시스템'이라 한다)은 감지영역(S)을 가상 분할하여 이루어진 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)에서 인체의 존재 유무를 각각 감지하며, 해당 분할 감지영역에서 감지된 인체 존재 유무 신호를 외부로 전송할 수 있는 무선통신 기능을 갖는 인체감지 센서(10)와;

상기 인체 존재 유무 신호를 전송받는 무선통신모듈(20)을 구비하며, 상기 무선통신모듈(20)로부터 전달받은 인체 존재 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되는 전기기기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 제어 시스템에 있어서,

상기 전기기기는 상기 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 어느 하나의 공간 내에 구비되고, 해당 전기기기와 동일한 분할 감지영역의 인체감지 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되는 것을 특징으로 한다.

또는 상기 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 둘 이상의 분할 감지영역 내의 인체 존재 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되는 것을 특징으로 한다.

또는 상기 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 어느 하나의 분할된 공간 내의 인체 존재 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되는 것을 특징으로 한다.

한편, 이러한 전기기기는 풍향조절부, 온도조절부, 풍량조절부를 포함하는 전기기기일 수 있으며, 이와 같은 전기기기는 상기 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 인체감지가 이루어진 분할 감지영역으로 풍향을 맞추고, 설정 개수 이상의 분할 감지영역의 인체 감지 유무 신호에 따라 온도 및 풍량 조절이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 하나의 인체감지 센서(10)로 감지할 수 있는 감지영역(S)을 분할하여 분할된 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)의 각각을 개별적으로 센싱할 수 있음을 나타낸 개녑도로서, 인체감지 센서(10)는 감지할 수 있는 감지영역(S)을 픽셀 단위로 설정(2,4,6,8,16,32 등등) 등분으로 분할하여 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)의 각각에서 인체의 존재 유무를 독립적으로 감지하고 외부에 전송한다.

도 2는 도 1의 공간의 천장을 나타낸 도면이다. 각 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)과 대응되는 위치의 천장에는 조명등(97-1, 97-2, …, 97-8)이 하나씩 설치되어 있고, 이와 같은 조명등은 하나의 인체감지 센서(10)가 각각의 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 내의 인체 감지 유무에 따라 제어된다. 구체적으로 조명등(97-1, 97-2, …, 97-8)은 각각의 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 어느 하나 또는 둘 이상 내지는 전체의 분할 감지영역에서 이루어진 인체 존재 유무 신호에 따라 해당 분할 감지영역과 대응되는 천장에 위치된 조명등만을 제어하거나, 아니면 둘 이상의 조명등 또는 전체의 조명등을 제어할 수 있다. 중앙에 위치된 구성은 천장형 에어컨(95)으로서, 천장형 에어컨(95)의 경우에도 조명등과 같이 각각의 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 어느 하나 또는 둘 이상 내지는 전체의 분할 감지영역에서 이루어진 인체 존재 유무 신호에 따라 해당 분할 감지영역과 대응되는 방향으로만 냉기를 집중 분사하는 등의 제어를 하여 에너지를 절약하거나 냉방 효율을 향상시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 공간의 바닥을 나타낸 도면이다. 감지영역(S)에 속하는 바닥에는 TV(91)와, 온열매트(92)와, 온풍기(93)와, 에어컨(94)이 배치되어 있고, 사람(H)이 공간(S) 내에 위치하고 있다.

도 4는 인체감지 센서(10)의 구성을 나타낸 도면으로 인체감지 센서(10)는 인체감지 센서부(10a)와 신호처리부(10b)와 무선통신부(10c)를 포함한 구성이다.

이러한 인체감지 센서로는 적외선 온도계(infrared thermometer)형인 고온계(pyrometer)나 저항형인 마이크로 볼로미터(bolometer)를 사용할 수 있다. 인체감지 센서는 다수의 픽셀(pixel)을 가지고 있는 어레이(array)형으로 구성되어져 있는 것을 채택하여야 하며, 신호처리부에서는 각 픽셀의 자료를 바탕으로 하여 감지된 물체가 인체인지 파악을 하고, 어느 방향에 사람들이 더 많이 모여 있는지, 어느 방향으로 이동하고 있는지 등등 여러 정보들을 생성하는 기능을 갖는다.

도 5는 전기기기의 일예를 나타낸 도면으로, 풍향조절부, 온도조절부, 풍량조절부를 포함하는 에어컨(94)을 나타낸다. 이러한 에어컨(94)은 풍향조절부(94b), 온도조절부(94c), 풍량조절부(94d), 및 이들을 제어하기 위한 제어부(94a)를 포함하며, 상기 제어부(94a)에 인체감지 센서(10)의 신호를 전달하기 위한 무선통신모듈(20)이 더 구비된다.

이와 같은 에어컨(94)은 인체감지 센서(10)와 무선통신모듈(20)과 제어부(94a)를 통해 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 인체감지가 이루어진 분할 감지영역에 속하는 공간으로 풍향을 맞추고, 설정 개수 이상의 분할 감지영역에서의 인체 감지 유무에 따라 온도 및 풍량 조절이 이루어진다. 즉, 인체감지 센서(10)가 감지하는 분할 감지영역에 해당하는 공간에 풍향을 맞추고 풍속과 온도를 조절함으로써 효율적인 에어컨 사용을 할 수 있는 것이다.

이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 동작관계를 설명한다.

도 1의 감지영역(S)은 사무실, 방 등과 같은 실내 공간에 해당하고, 실내 공간의 천장에는 도 2와 같이 다수개의 조명등(97-1, 97-2, …, 97-8)과 천장형 에어컨(95)이 설치되고, 바닥에는 도 3과 같이 TV(91), 온열매트(92), 에어컨(94), 온풍기(93) 등과 같은 전기기기가 설치된다. 감지영역(S)의 분할 기준은 임의로 설정할 수 있다.

그리고 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)의 각각에서 인체를 각각 감지하고, 감지 신호는 상기 전기기기에 무선으로 전송된다. 여기서 인체감지 센서(10)는 하나의 분할 감지영역 감지된 인체감지 신호를 해당하는 동일한 공간에 배치된 전기기기에만 전송하거나, 동일한 공간에 배치되지 않았더라도 신호를 보내는 경우는 에어컨(94)과 같은 전기기기의 풍향, 풍속, 온도조절 등에 활용될 수 있다. 예컨대, 도 3에는 사람(H)을 감지하는 분할 감지영역은 S6인데 S6에서 감지한 인체감지 신호를 다른 공간에 설치되어 있는 천장형 에어컨(95)과, 에어컨(94)에 인체감지 신호를 전달하면 에어컨(94) 및 천장형 에어컨(95)의 풍향을 결정할 수 있다.

그리고 상기 분할 감지영역(S6)의 감지 신호를 모든 조명등(97-1, 97-2, …, 97-8)에 전달하면 해당 공간에 배치된 조명등(97-5)만 점등하거나 인근의 조명등(97-3, 97-8)만 점등하고 나머지 조명등은 소등시킴으로써 에너지를 절약할 수 있다.

또한 온열매트(92)에는 사람(H)이 감지되지 않기 때문에 온열매트(92)에 공급되는 전원을 OFF 시켜 에너지를 절약한다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

S: 감지영역
10: 인체감지 센서 20: 무선통신모듈
91: TV 92: 온열매트
93: 온풍기 94: 에어컨

Claims (5)

1. 감지영역(S)을 가상 분할하여 이루어진 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9)에서 인체의 존재 유무를 각각 감지하며, 해당 분할 감지영역에서 감지된 인체 존재 유무 신호를 외부로 전송할 수 있는 무선통신 기능을 갖는 인체감지 센서(10)와;
   상기 인체 존재 유무 신호를 전송받는 무선통신모듈(20)을 구비하며, 상기 무선통신모듈(20)로부터 전달받은 인체 존재 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되는 전기기기;를 포함하며,
   상기 전기기기는,
   풍향조절부, 온도조절부, 풍량조절부를 포함하는 전기기기로서,
   상기 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 둘 이상의 분할 감지영역 내의 인체 존재 유무 신호에 따라 동작 유형이 결정되되,
   상기 분할 감지영역(S1,S2,S3,…,S9) 중 인체감지가 이루어진 분할 감지영역으로 풍향을 맞추고, 설정 개수 이상의 분할 감지영역의 인체 감지 유무 신호에 따라 온도 및 풍량 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신기능을 가진 인체감지센서를 이용한 전기기기 제어 시스템.
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