KR101678728B1 - 환경 모니터링 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

환경 모니터링 방법 및 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 환경 모니터링 장치는 상기 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전하는 충전부, 상기 충전부로부터 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 통해 주변 환경을 센싱하는 센싱부, 상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 제어부, 상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 복수의 스마트 기기들과 공유하도록 하는 통신부, 상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타내는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

Description

환경 모니터링 방법 및 장치{Method and Apparatus for Monitoring of Environment}
본 발명은 개인이 활용할 수 있는 개인용/가정용 환경 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 센서들을 이용한 데이터 취득 방법은 원하는 데이터 취득을 위한 센서들 각각을 곳곳에 설치하는 방법을 사용하고 있으며, 센서들을 통합, 제어, 통신할 수 있는 기술은 상용화되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술이 주목을 받고 있는데, 유비쿼터스 네트워크 기술이란 시간과 장소에 구애됨이 없이 다양한 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다.
그러나, 상기 유비쿼터스 네트워크 기술을 오피스 환경에 접목시키기 위한 기술은 활발하게 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 시설물의 현재 오피스 환경 상황을 실시간으로 수집하고 적당한 시기에 적절한 조치를 실시간으로 현장뿐만 아니라, 원격지에도 제공하여 유지보수의 어려움 없이 운영할 수 있는 시스템을 필요로 하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 온도, 습도, 미세먼지, UV 지수, 대기 중의 유해환경 농도 등을 측정하여 사용자에게 무선 네트워크를 통하여 전달하는 장치에 관한 것으로, 사용자가 깨어나 활동을 하는 낮 시간에는 태양광으로부터 전력을 공급받아 연속적 또는 빈번하게 대기 환경을 측정하여 실시간 전달을 하고, 수면을 취하는 밤 시간대에는 간헐적으로 측정하면서 저전력을 유지하는 환경 모니터링 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 환경 모니터링 장치는 상기 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전하는 충전부, 상기 충전부로부터 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 통해 주변 환경을 센싱하는 센싱부, 상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 제어부, 상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 복수의 스마트 기기들과 공유하도록 하는 통신부, 상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타내는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 충전부는 낮과 밤에 따라 충전 모드를 조절하기 위한 조도 센서를 포함하고, 상기 조도 센서를 이용하여 낮에는 태양광으로부터 전력을 생성 및 저장하고, 밤에는 저장된 전력을 이용하여 저전력 모드로 동작하도록 할 수 있다.
오존 농도 측정 센서, 미세 먼지 측정 센서, 일산화 탄소 수치 측정 센서, VOC 센서, 대기오염 측정 센서, 방사능 측정 센서, 자외선 지수 측정 센서, 카메라, 마이크를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수의 서로 다른 센서들을 미리 설정된 세트들로 구성하고, 사용자 요구에 따라 상기 세트들을 자동 또는 수동으로 선택할 수 있다.
상기 제어부는 상기 센서들의 듀티 사이클을 서로 다르게 제어함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다.
상기 제어부는 상기 주변 환경 또는 상기 사용자의 요구에 따라 상기 센서들의 리포트 주기를 서로 다르게 제어할 수 있다.
상기 제어부는 시간 정보를 이용하여 상기 센서들 중 활성화할 센서들을 선택하고, 상기 시간 정보를 이용하여 상기 사용자의 요구에 따라 미리 설정된 시간에 상기 센서들이 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 통신부는 네트워크를 통해 상기 센싱 정보를 전달할 경우, WiFi AP 또는 복수의 스마트 기기들을 통해 시각 동기화를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 동기화된 시각에 따라 상기 센싱부의 센싱 설정을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 현재의 전력 상태 및 충전 상태에 따라 상기 센서들을 개별적으로 온/오프 하거나 상기 센서들의 세트를 저전력 소모를 위한 세트로 선택할 수 있다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 환경 모니터링 시스템은 주변 환경을 센싱하여 센싱 정보를 서버로 송신하는 환경 모니터링 장치, 상기 모니터링 장치로부터 상기 센싱 정보를 수신하여 저장하고, 무선 공유기를 통해 상기 센싱 정보를 공유하는 서버, 상기 서버 또는 상기 환경 모니터링 장치로부터 센싱 정보를 수신하여 사용자에게 센싱 정보에 대한 알림을 나타내는 복수의 스마트 기기들을 포함할 수 있고, 상기 스마트 기기들은 상기 스마트 기기들이 WiFi AP 영역에 진입하면 미리 설치된 어플리케이션을 통해 자동으로 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다.
상기 스마트 기기들은 상기 무선 공유기 및 인터넷을 통해 상기 센싱 정보를 공유하는 서버에 연결되어 실외에서도 상기 센싱 정보를 공유할 수 있다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 환경 모니터링 방법은 상기 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전하는 단계, 상기 충전된 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 포함하는 센싱부를 통해 주변 환경을 센싱하는 단계, 상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계, 상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 상기 센싱 정보를 무선 공유기를 통해 복수의 스마트 기기들과 공유하는 단계, 상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타내는 단계를 포함할 수 있다.
상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계는 상기 복수의 서로 다른 센서들을 미리 설정된 세트들로 구성하고, 사용자 요구에 따라 상기 세트들을 자동 또는 수동으로 선택할 수 있다.
상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계는 상기 주변 환경 또는 상기 사용자의 요구에 따라 상기 센서들의 리포트 주기를 서로 다르게 제어할 수 있다.
상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계는 현재의 전력 상태 및 충전 상태에 따라 상기 센서들을 개별적으로 온/오프 하거나 상기 센서들의 세트를 저전력 소모를 위한 세트로 선택할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 낮과 밤에 따라 충전 모드를 조절하여 저전력 동작이 가능하고, 주변 환경 또는 사용자의 요구에 따라 센서들의 리포트 주기를 서로 다르게 제어할 수 있다. 또한, 시간 정보를 이용하여 사용자의 요구에 따라 미리 설정된 시간에 센서들이 동작하도록 제어할 수 있고, 네트워크를 통해 센싱 정보를 전달할 경우, WiFi AP 또는 스마트폰을 통해 시각 동기화를 수행함으로써, 동기화된 시각에 따라 센싱부의 센싱 설정을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 시스템의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 장치의 외형을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 시스템의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다. 환경 모니터링 시스템은 환경 모니터링 장치(110), 서버(120), 스마트 기기들(140, 151, 152, 153, 154, 155, 156)을 포함할 수 있다.
환경 모니터링 장치(110)는 사용자의 주변 또는 집 주변의 환경 오염 정도와 환경에 대한 정보를 획득할 수 있다. 환경 모니터링 장치(110)는 환경을 센싱할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들과 저전력 동작을 위한 충전부 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 환경 모니터링 장치(110)는 사용자가 깨어나 활동을 하는 낮 시간에는 태양광으로부터 전력을 공급받아 연속적 또는 빈번하게 대기 환경을 센싱하여 실시간으로 센싱 정보를 전달할 수 있다. 반면에 수면을 취하는 밤 시간대에는 간헐적으로 측정하면서 저전력을 유지할 수 있다. 환경 모니터링 장치(110)의 내부 구성은 도2를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
이러한 환경 모니터링 장치(110)는 예를 들어, 스티커를 이용하여 부착하거나 유리의 경우 반대편 유리에 자석을 이용함으로써 고정할 수 있다. 따라서, 환경 모니터링 장치(110)의 카메라 및 센서들을 통해 실내 환경을 모니터링할 수 있다.
환경 모니터링 장치(110)는 주변 환경을 센싱하여 획득한 센싱 정보를 서버(120)로 송신할 수 있다. 서버(120)는 모니터링 장치로부터 센싱 정보를 수신하여 저장하고, 무선 공유기를 통해 센싱 정보를 공유할 수 있다. 그러면 복수의 스마트 기기들(140, 151, 152, 153, 154, 155, 156)은 WiFi AP(130)를 통하여 서버로부터 센싱 정보를 수신하여 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다. 또한, 복수의 스마트 기기들이 WiFi AP 영역에 진입하면 이미 설치된 어플리케이션을 통해 자동으로 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다. 복수의 스마트 기기들은 스마트 폰(140), 인터폰(151), 스마트 TV(152), 프린터(153), 스마트 밥솥(154), PC(155), 스마트 냉장고(156)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 최근 많은 가정에서 홈 네트워크를 사용하고 있고, 홈 네트워킹을 이용하여 다른 가전 기기(TV, 오디오, PC)들에게 데이터를 전달할 수 있다. 이러한 필요한 가전 기기 또는 복수의 스마트 기기들은 필요할 때 서버(120)에서 데이터를 가져와 나타낼 수 있다. 또한, 서버(120) 또는 환경 모니터링 장치(110)가 푸시(push) 기능을 통하여 사용자의 스마트기기에 센싱 정보에 대한 알림을 나타낼 수도 있다.
환경 모니터링 장치(110)은 복수의 스마트 기기들 또는 서버(120)와 직접 연결될 수 있으며, 가정 내에 존재하는 WiFi AP를 통하여 복수의 스마트 기기들, 서버, 인터넷, 및 기타 전자기기들과 연결될 수 있다. 최근 이를 가능하게 해주는 기술로 DLNA (Digital Living Network Alliance)규약이 있으며, 이 규약은 홈 네트워크 환경에서 WiFi 기술로 데이터를 공유하도록 하는 기술이다.
서버는 가정 내 DLNA 서버가 될 수도 있으며, 인터넷에 연결된 서버가 될 수도 있다. 또한 전자기기들 또한 서버가 가능하다. 최근 출시되는 WiFi AP는 자체적으로 서버 기능을 포함하고 있다. 다시 말해, WiFi AP는 가정 내 전자기기중 항상 켜져서 인터넷과 연결을 제공한다. 따라서 별도의 서버가 없이도 WiFi AP가 서버 역할을 동시에 할 수 있다.
환경 모니터링 시스템의 전체적인 동작은 다음과 같다. 환경 모니터링 장치가 동작을 시작하면 자신의 배터리와 시간정보 등과 같은 상태 정보 및 환경 설정 값을 읽어 들일 수 있다. 그리고 네트워크에 연결하여 환경 설정의 변화가 있는지를 체크한다. 변화가 있을 경우, 환경 설정 값을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 환경 설정 값에는 데이터 전송 주기 및 센싱 주기, 활성화할 센서의 정보 등이 포함된다. 배터리의 잔량이 충분하다면, 시스템은 센싱을 수행하고 이를 WiFi AP를 거쳐 서버로 센싱 정보를 전송한다. 또는 직접 스마트 기기 또는 WiFi AP와 통신을 수행하여 센싱 정보 전달이 가능하다. 복수의 스마트 기기는 이러한 센싱 정보를 저장한 서버에 접속하여 센싱 정보를 가져와 사용자가 볼 수 있도록 나타낼 수 있다. 이때 무작정 센싱 정보를 푸시(push) 하면 스팸일 가능성이 높다. 따라서 같은 WiFi에 접속하여 얻은 IP에서 같은 네트워크 어드레스(address)인지를 확인하고, 같은 네트워크의 모니터링 시스템에 대한 정보가 있으면 푸시(push) 하는 것이 바람직하다. 환경 모니터링 시스템이 직접 복수의 스마트 기기로 센싱 정보를 전달하지 않는 이유는 저전력 모드로 동작하기 위해 시스템이 일방적으로 센싱 정보만 전송한 다음 바로 수면 상태로 진입하기 위함이다. 하지만, 사용자 요구에 따라 센싱 정보를 직접 복수의 스마트 기기로 전달 할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 환경 모니터링 장치(200)는 충전부(210), 센싱부(220), 제어부(230), 통신부(240), 디스플레이부(250)를 포함할 수 있다.
충전부(210)는 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전할 수 있다. 충전부(210)는 낮과 밤에 따라 충전 모드를 조절하기 위한 조도 센서를 포함하고, 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지 판넬, 전지, PMIC등을 포함할 수 있다. 그리고, 조도 센서를 이용하여 낮에는 태양광으로부터 전력을 생성 및 저장하고, 밤에는 저장된 전력을 이용하여 저전력 모드로 동작하도록 할 수 있다.
센싱부(220)는 상기 충전부로부터 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 통해 주변 환경을 센싱할 수 있다. 센싱부(220)는 오존 농도 측정 센서(221), 미세 먼지 측정 센서(222), 일산화 탄소 수치 측정 센서(223), VOC 센서(224), 대기오염 측정 센서(225), 방사능 측정 센서(226), 자외선 지수 측정 센서(227), 카메라(228), 마이크(229)를 포함할 수 있다. 센싱부(220)에 포함되는 센서들(221, 222, ..., 229)은 위에서 언급된 것으로 한정되지 않고, 적용될 환경에 따라 더 추가될 수도 있다.
제어부(230)는 상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어할 수 있다.
제어부(230)는 센싱부(220)의 복수의 서로 다른 센서들을 미리 설정된 세트들로 구성하고, 사용자 요구에 따라 상기 세트들을 자동 또는 수동으로 선택할 수 있다.
또한, 센서들의 듀티 사이클(duty cycle)을 서로 다르게 제어함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다. 다시 말해, 센서의 종류에 따라 센서로부터 센싱 정보를 읽는 듀티 사이클(duty cycle)을 다르게 제어할 수 있다. 예를 들어, 가스 센서, 환경 유해 센서의 경우 히터가 장착될 수 있다. 이러한 히터는 센서 하나당 약 1W의 파워를 소모한다. 상시 운용이 되면 태양 전지(solar cell)또는 배터리로는 감당하기 어렵다. 따라서 태양 전지(solar cell)로 충전이 가능한 낮 시간대에는 상대적으로 빈번하게 (예를 들어, 30분당 1회) 측정하고 밤 시간대에는 배터리로만 동작해야 하기 때문에 상대적으로 간헐적으로 측정(예를 들어, 2시간에 1회 측정)을 수행하도록 제어할 수 있다. 반면에, 온도 센서와 RTC(Real Time Clock)와 같은 정보는 적은 파워를 소모하기 때문에 상시 모니터링도 가능하다.
제어부(230)는 주변 환경 또는 사용자의 요구에 따라 상기 센서들의 리포트 주기를 서로 다르게 제어할 수 있다. 예를 들어, UV 센서는 낮에만 온(ON)하거나, 샘플링 레이트를 높일 수 있고, 황사철에는 대기 오염 측정 센서의 리포트 주기를 짧게 할 수 있다.
또한, 센싱 주기와 전송 주기를 달리할 수 있다. 다시 말해, 센싱된 센싱 정보는 로컬 메모리에 저장 후 서버로 한번에 무선으로 전송할 수도 있다. 예를 들면, 밤에는 시스템이 정해진 시간 및 목적에 따라 센싱을 수행하고 이를 서버나 주변 장치로 전달하지 않고 로컬 메모리에 저장만 할 수 있다. 그리고 새벽녘에 한번에 모두 전송하여 불필요한 전송 전력의 낭비를 막을 수 있다. 실제 센싱 정보의 크기가 매우 작기 때문에, WiFi와 같은 무선 트랜시버(transceiver)가 일어나 세션을 연결하고 IP를 받아오고 하는 과정 동안 많은 전력의 소모가 발생할 수 있다.
또한, 사용자가 환경 모니터링 장치의 센싱 주기, 센싱할 센서를 선택, 및 기타 환경 설정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰을 통하여 환경 모니터링 장치를 직접 제어하고자 하면 스마트폰과의 동기가 이루어져야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 스마트폰 또는 인터넷으로 서버에 환경 설정을 해 놓으면, 환경 모니터링 장치는 웨이크-업(wake-up)하는 시간에 일어나 서버에 접속하여 센싱 정보를 전달함과 동시에 환경 설정 값을 읽어 와서 자신의 환경 설정 값을 변경 할 수 있다.
또한, 시간 정보(RTC: Real Time Clock)를 이용하여 상기 센서들 중 활성화할 센서들을 선택하고, 상기 시간 정보를 이용하여 상기 사용자의 요구에 따라 미리 설정된 시간에 상기 센서들이 동작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 밤에는 UV 센서를 오프(OFF)할 수 있고, 오전 시간대에는 UV 센서의 측정 사이클(cycle)을 짧게 하고, 오후 시간대에는 UV 센서의 측정 사이클(cycle)을 길게 할 수 있다. 또한, 계절에 따라 별도의 세팅도 가능하다.
또한, 시간 정보를 활용하여 사용자가 원하는 시간대만 맞추어 센싱이 가능하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 매일 오전 7시에 출근시간에 맞추어 센싱을 수행하여 사용자에게 전달함으로써 출근 전 옷가짐과 준비물을 지참하게 할 수 있다. 다시 말해, 매일 오전 7시 주변 환경 센싱 시, 황사가 심하거나 온도가 전날에 비해 급격하게 차이가 있을 경우, 이에 대한 경고를 하여 사용자가 미리 준비하도록 할 수 있다.
또한, 현재의 전력 상태, 충전 상태에 따라 센서들을 개별적으로 온/오프(ON/OFF)하거나 센서 세트를 저전력 소모를 위한 세트로 선택할 수 있다. 다시 말해, 환경 설정 및 기타 설정을 통하여 센싱 주기 및 통신 주기를 짧게 해놓았더라도, 저전력 운용을 위해서 배터리 수준이 임계치 이하로 떨어지면 에너지 레벨에 따른 디폴트(default) 세팅 값을 통하여 센싱 주기와 통신주기를 짧게 하여 시스템의 수명을 최대화 할 수 있다. 예를 들면, 장마철에는 장기간 운용이 필수적이다. 에너지를 고려하지 않게 되면, 배터리 충전이 불가능한 장마철에는 에너지가 빠르게 소모될 수 있다.
통신부(240)는 상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 복수의 스마트 기기들과 공유하도록 할 수 있다. 다시 말해, 주변 환경을 센싱하여 획득한 센싱 정보를 통신부(240)를 통해 서버로 송신할 수 있다. 서버는 통신부(240)로부터 센싱 정보를 수신하여 저장하고, 무선 공유기를 통해 복수의 스마트 기기들과 센싱 정보를 공유할 수 있다. 그러면 복수의 스마트 기기들를 통하여 서버로부터 센싱 정보를 수신하여 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다.
통신부(240)는 네트워크를 통해 상기 센싱 정보를 전달할 경우, WiFi AP 또는 복수의 스마트 기기들을 통해 시각 동기화를 수행할 수 있다. 제안하는 환경 모니터링 장치(200)는 오실레이터를 기반으로 시간 정보를 유지하기 때문에 시간이 흐를수록 오차가 누적되어 시간 차이가 벌어질 수 있다. 따라서 이를 위해 네트워크에 연결될 때마다 시간 보정을 수행할 수 있다. 또한, 사용자가 정한 듀티 사이클(duty cycle)에 따라 동기화를 설정할 수 있다. 그리고, 이렇게 동기화된 시각에 따라 제어부(230)를 통해 상기 센싱부의 센싱 설정을 제어할 수 있다.
디스플레이부(250)는 상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다. 예를 들어, 에너지 잔량을 보여주거나, 에너지 잔량에 대한 경고를 해줄 수 있다.
제안하는 환경 모니터 장치(200)는 홈 네트워크와 스마트 기기를 이용하면 스마트폰과 인터넷뿐만 아니라 다른 가전 기기와도 통신이 가능하며 데이터 공유도 가능하다. 예를 들어, DLNA(Digital living network alliance) 기능, 다시 말해 푸시(push) 기능을 해당 기기에 탑재할 경우 이를 이용하여 TV, 오디오 등의 디스플레이에서 센싱 정보를 확인할 수 있다.
또한, 카메라가 장착된 환경 모니터링 장치를 창문에 설치할 경우 실내 모니터링을 통하여 보안 목적으로 활용할 수 있다. 또한, 실내에 설치될 경우, 실내 환경 센싱을 통하여 연기/유해가스 발생시 환기를 시켜줄 시점을 사용자에게 알려줄 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 장치의 외형을 나타내는 도면이다. 도 3(a)는 제안하는 환경 모니터링 장치의 앞면을 나타내는 도면이다. 환경 모니터링 장치의 앞면에는 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전하기 위한 태양 전지판(310)을 포함할 수 있다. 그리고, 주변 환경을 센싱하는 복수의 서로 다른 센서들(320)을 포함할 수 있다. 이러한 센서들(320)은 사용자의 요구에 따라 선택되고 제어될 수 있다. 도 3(b)는 제안하는 환경 모니터링 장치의 뒷면을 나타내는 도면이다. 환경 모니터링 장치의 뒷면에는 실내를 모니터링할 카메라(330)를 포함할 수 있다. 이러한 환경 모니터링 장치의 뒷면은 유리에 부착될 수 있다. 따라서, 뒷면의 카메라(330)를 통해 실내 환경을 모니터링할 수 있다. 그리고, 센서들(320)을 통해 센싱한 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타내는 디스플레이부(340)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
환경 모니터링 장치(410)는 복수의 센서들을 통해 사용자의 주변 또는 집 주변의 환경 오염 정도와 환경에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 이러한 센서들은 온/습도 측정을 위한 센서(432), 오존 농도, 자외선(UV) 지수, 미세먼지, 일산화탄소 및 기타 유해가스 측정을 위한 센서(433), 영상촬영 및 소음측정을 위한 마이크(434) 등을 포함할 수 있다. 이러한 센서는 실시예일뿐 사용자의 필요에 따라 더 많은 종류의 센서들을 포함할 수 있다.
환경 모니터링 장치(410)는 주변 환경의 모니터링을 수행하기 위해 배터리 및 태양전지(420)를 이용하여 필요한 전력을 충전할 수 있다. 이러한 배터리 및 태양전지(420)를 포함하는 충전부는 낮과 밤에 따라 충전 모드를 조절하기 위한 조도 센서(431)를 포함하고, 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지 판넬, 전지, PMIC등을 포함할 수 있다. 그리고, 조도 센서(431)를 이용하여 낮에는 태양광으로부터 전력을 생성 및 저장하고, 밤에는 저장된 전력을 이용하여 저전력 모드로 동작하도록 할 수 있다.
또한, 환경 모니터링 장치(410)는 시간 정보(RTC: Real Time Clock)를 이용하여 상기 센서들 중 활성화할 센서들을 선택하고, 상기 시간 정보를 이용하여 상기 사용자의 요구에 따라 미리 설정된 시간에 상기 센서들이 동작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 밤에는 UV 센서를 오프(OFF)할 수 있고, 오전 시간대에는 UV 센서의 측정 사이클(cycle)을 짧게 하고, 오후 시간대에는 UV 센서의 측정 사이클(cycle)을 길게 할 수 있다. 또한, 계절에 따라 별도의 세팅도 가능하다.
환경 모니터링 장치(410)는 주변 환경을 센싱하여 획득한 센싱 정보를 디스플레이부(440)를 통해 사용자에게 나타낼 수 있다. 또한, 센싱 정보를 서버로 송신할 수 있다. 서버는 모니터링 장치로부터 센싱 정보를 수신하여 저장하고 통신(451), 예를 들어, 무선 공유기 또는 인터넷을 통해 센싱 정보를 공유할 수 있다. 그러면 인터넷 및 스마트 기기를 이용하여 센싱정보를 모니터링(452)할 수 있다. 이러한 스마트 기기들은 WiFi AP 및 인터넷을 통하여 서버로부터 센싱 정보를 수신하여 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다. 또한, 복수의 스마트 기기들이 WiFi AP 영역에 진입하면 이미 설치된 어플리케이션을 통해 자동으로 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다. 또한, 서버 또는 환경 모니터링 장치(410)가 푸시(push) 기능을 통하여 사용자의 스마트기기에 센싱 정보에 대한 알림을 나타낼 수도 있다.
뿐만 아니라, 사용자의 스마트 기기가 인터넷을 통해 센싱 정보를 공유하는 서버에 연결되어 실외에서도 센싱 정보를 공유할 수 있다. 다시 말해, 인터넷 서버 또는 클라우드에 연결되어 센싱 정보를 저장할 경우 장기적으로 나라 전체의 환경 정보 맵을 구축할 수 있다. 또한 어디서나 위치 정보를 이용하여 환경 센싱 데이터를 확인할 수 있다. 예를 들어, 대전에 거주하면서 서울 코엑스에 출장할 경우 코엑스 주변의 환경 센싱 정보를 미리 대전에서 파악하여 사전 준비를 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
환경 모니터링 방법은 상기 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전하는 단계(510), 상기 충전된 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 포함하는 센싱부를 통해 주변 환경을 센싱하는 단계(520), 상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계(530), 상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 상기 센싱 정보를 무선 공유기를 통해 복수의 스마트 기기들과 공유하는 단계(540), 상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타내는 단계(550)를 포함할 수 있다.
단계(510)에서, 상기 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전할 수 있다. 충전부는 낮과 밤에 따라 충전 모드를 조절하기 위한 조도 센서와 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지 판넬, 전지, PMIC등을 포함하는 충전부를 통해 전력을 충전할 수 있다. 그리고, 조도 센서를 이용하여 낮에는 태양광으로부터 전력을 생성 및 저장하고, 밤에는 저장된 전력을 이용하여 저전력 모드로 동작하도록 할 수 있다.
단계(520)에서, 상기 충전된 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 포함하는 센싱부를 통해 주변 환경을 센싱할 수 있다.
단계(530)에서, 상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어할 수 있다. 이때, 복수의 서로 다른 센서들을 미리 설정된 세트들로 구성하고, 사용자 요구에 따라 센서 세트들을 자동 또는 수동으로 선택할 수 있다. 또한, 센서들의 듀티 사이클을 서로 다르게 제어함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다. 그리고, 주변 환경 또는 사용자의 요구에 따라 센서들의 리포트 주기를 서로 다르게 제어할 수 있다. 또한, 현재의 전력 상태 및 충전 상태에 따라 상기 센서들을 개별적으로 온/오프 하거나 센서들의 세트를 저전력 소모를 위한 세트로 선택할 수 있다.
단계(540)에서, 상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 상기 센싱 정보를 무선 공유기를 통해 복수의 스마트 기기들과 공유할 수 있다. 다시 말해, 주변 환경을 센싱하여 획득한 센싱 정보를 통신부를 통해 서버로 송신할 수 있다. 서버는 통신부로부터 센싱 정보를 수신하여 저장하고, 무선 공유기를 통해 복수의 스마트 기기들과 센싱 정보를 공유할 수 있다. 그러면 복수의 스마트 기기들을 통하여 서버로부터 센싱 정보를 수신하여 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다.
단계(550)에서, 상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다. 예를 들어, 에너지 잔량을 보여주거나, 에너지 잔량에 대한 경고를 해줄 수 있다. 또한, 센싱 정보를 공유하는 스마트 기기들이 WiFi AP 영역에 진입하면 미리 설치된 어플리케이션을 통해 자동으로 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타낼 수 있다.
또한, 인터넷 서버를 이용할 경우 실외에서도 연결이 가능하다. 다시 말해, 인터넷 서버 또는 클라우드에 연결되어 센싱 정보를 저장할 경우 장기적으로 나라 전체의 환경 정보 맵을 구축할 수 있다.
또한 어디서나 위치 정보를 이용하여 환경 센싱 데이터를 확인할 수 있다. 예를 들어, 대전에 거주하면서 서울 코엑스에 출장할 경우 코엑스 주변의 환경 센싱 정보를 미리 대전에서 파악하여 사전 준비를 할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. 환경 모니터링 장치에 있어서,
    상기 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전하는 충전부;
    상기 충전부로부터 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 통해 주변 환경을 센싱하는 센싱부;
    상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 제어부;
    상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 복수의 스마트 기기들과 공유하도록 하는 통신부; 및
    상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타내는 디스플레이부
    를 포함하고,
    상기 통신부는
    네트워크를 통해 상기 센싱 정보를 전달하는 경우, WiFi AP 또는 복수의 스마트 기기들을 통해 시간 정보를 보정하고, 미리 설정된 웨이크-업(wake-up) 시간에 상기 서버에 연결하여 상기 센싱 정보를 전달하며, 환경 설정의 변화가 있는지 체크하여 상기 환경 설정의 변화가 있는 경우 상기 네트워크의 환경 설정 값을 업데이트하고,
    상기 제어부는
    상기 보정된 시간 정보에 기초하여 상기 센싱부의 센싱 설정을 제어하며,
    상기 센서들의 듀티 사이클을 서로 다르게 제어하고, 상기 충전부의 전력이 미리 설정된 임계치 이하인 경우 상기 센싱부의 센싱 주기를 에너지 레벨에 따라 미리 설정된 센싱 주기로 설정함으로써, 전력 소모를 줄이며,
    상기 스마트 기기들은
    제1 WiFi에 접속하여 얻은 IP에서 상기 제1 WiFi에 대응하는 네트워크 어드레스의 존재 여부를 확인하고, 상기 제1 WiFi에 대응하는 네트워크 어드레스에 대한 정보가 존재하는 경우에만 상기 서버에 접속하여 상기 센싱 정보를 가져와 푸시(push) 하는 환경 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전부는,
    낮과 밤에 따라 충전 모드를 조절하기 위한 조도 센서
    를 포함하고,
    상기 조도 센서를 이용하여 낮에는 태양광으로부터 전력을 생성 및 저장하고, 밤에는 저장된 전력을 이용하여 저전력 모드로 동작하도록 하는
    환경 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    오존 농도 측정 센서, 미세 먼지 측정 센서, 일산화 탄소 수치 측정 센서, VOC 센서, 대기오염 측정 센서, 방사능 측정 센서, 자외선 지수 측정 센서, 카메라, 마이크
    를 포함하는 환경 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 서로 다른 센서들을 미리 설정된 세트들로 구성하고, 사용자 요구에 따라 상기 세트들을 자동 또는 수동으로 선택하는
    환경 모니터링 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주변 환경 또는 상기 사용자의 요구에 따라 상기 센서들의 리포트 주기를 서로 다르게 제어하는
    환경 모니터링 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    시간 정보를 이용하여 상기 센서들 중 활성화할 센서들을 선택하고,
    상기 시간 정보를 이용하여 상기 사용자의 요구에 따라 미리 설정된 시간에 상기 센서들이 동작하도록 제어하는
    환경 모니터링 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    현재의 전력 상태 및 충전 상태에 따라 상기 센서들을 개별적으로 온/오프 하거나 상기 센서들의 세트를 저전력 소모를 위한 세트로 선택하는
    환경 모니터링 장치.
  11. 환경 모니터링 시스템에 있어서
    주변 환경을 센싱하여 센싱 정보를 서버로 송신하는 환경 모니터링 장치;
    상기 모니터링 장치로부터 상기 센싱 정보를 수신하여 저장하고, 무선 공유기 및 인터넷을 통해 상기 센싱 정보를 공유하는 서버; 및
    상기 서버 또는 상기 환경 모니터링 장치로부터 센싱 정보를 수신하여 사용자에게 센싱 정보에 대한 알림을 나타내는 복수의 스마트 기기들
    을 포함하고,
    상기 환경 모니터링 장치는
    주변 환경을 센싱하는 복수의 서로 다른 센서들을 포함하며, 네트워크를 통해 상기 센싱 정보를 전달하는 경우, WiFi AP 또는 복수의 스마트 기기들을 통해 시간 정보를 보정하고, 상기 보정된 시간 정보에 기초하여 상기 복수의 서로 다른 센서들의 센싱 설정을 제어하며,
    상기 센서들의 듀티 사이클을 서로 다르게 제어하고, 상기 환경 모니터링 장치의 배터리 전력이 미리 설정된 임계치 이하인 경우 상기 복수의 서로 다른 센서들의 센싱 주기를 에너지 레벨에 따라 미리 설정된 센싱 주기로 설정함으로써, 전력 소모를 줄이고,
    미리 설정된 웨이크-업(wake-up) 시간에 상기 서버에 연결하여 상기 센싱 정보를 전달하며, 환경 설정의 변화가 있는지 체크하여 상기 환경 설정의 변화가 있는 경우 상기 네트워크의 환경 설정 값을 업데이트하고,
    상기 스마트 기기들은
    제1 WiFi에 접속하여 얻은 IP에서 상기 제1 WiFi에 대응하는 네트워크 어드레스의 존재 여부를 확인하고, 상기 제1 WiFi에 대응하는 네트워크 어드레스에 대한 정보가 존재하는 경우에만 상기 서버에 접속하여 상기 센싱 정보를 가져와 푸시(push) 하는 환경 모니터링 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스마트 기기들은,
    상기 스마트 기기들이 WiFi AP 영역에 진입하면 미리 설치된 어플리케이션을 통해 자동으로 센싱 정보에 대한 알림을 사용자에게 나타내는
    환경 모니터링 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 스마트 기기들은,
    상기 무선 공유기 및 인터넷을 통해 상기 센싱 정보를 공유하는 서버에 연결되어 실외에서도 상기 센싱 정보를 공유하는
    환경 모니터링 시스템.
  14. 환경 모니터링 방법에 있어서,
    상기 환경 모니터링을 수행하기 위해 필요한 전력을 충전하는 단계;
    상기 충전된 전력을 공급 받아 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있는 복수의 서로 다른 센서들을 포함하는 센싱부를 통해 주변 환경을 센싱하는 단계;
    상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계;
    상기 센싱부의 센싱 정보를 서버로 송신하여 상기 센싱 정보를 무선 공유기를 통해 복수의 스마트 기기들과 공유하는 단계;
    상기 센싱 정보를 사용자에게 나타내고, 상기 센싱 정보 따른 알림을 사용자에게 나타내는 단계
    를 포함하고,
    네트워크를 통해 상기 센싱 정보를 전달하는 경우, WiFi AP 또는 복수의 스마트 기기들을 통해 시간 정보를 보정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 제어하는 단계는
    상기 보정된 시간 정보에 기초하여 상기 센싱부의 설정을 제어하며,
    상기 센서들의 듀티 사이클을 서로 다르게 제어하고, 상기 충전된 전력이 미리 설정된 임계치 이하인 경우 상기 센싱부의 센싱 주기를 에너지 레벨에 따라 미리 설정된 센싱 주기로 설정함으로써, 전력 소모를 줄이며,
    상기 공유하는 단계는
    미리 설정된 웨이크-업(wake-up) 시간에 상기 서버에 연결하여 상기 센싱 정보를 전달하며, 환경 설정의 변화가 있는지 체크하여 상기 환경 설정의 변화가 있는 경우 상기 네트워크의 환경 설정 값을 업데이트하고,
    상기 스마트 기기들은
    제1 WiFi에 접속하여 얻은 IP에서 상기 제1 WiFi에 대응하는 네트워크 어드레스의 존재 여부를 확인하며, 상기 제1 WiFi에 대응하는 네트워크 어드레스에 대한 정보가 존재하는 경우에만 상기 서버에 접속하여 상기 센싱 정보를 가져와 푸시(push) 하는 환경 모니터링 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계는,
    상기 복수의 서로 다른 센서들을 미리 설정된 세트들로 구성하고, 사용자 요구에 따라 상기 세트들을 자동 또는 수동으로 선택하는
    환경 모니터링 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계는,
    상기 주변 환경 또는 상기 사용자의 요구에 따라 상기 센서들의 리포트 주기를 서로 다르게 제어하는
    환경 모니터링 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 주변 환경에 따라 상기 센싱부의 설정을 제어하는 단계는,
    현재의 전력 상태 및 충전 상태에 따라 상기 센서들을 개별적으로 온/오프 하거나 상기 센서들의 세트를 저전력 소모를 위한 세트로 선택하는
    환경 모니터링 방법.
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