KR101772221B1 - 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개인의 데이터(Data)를 종합 및 최적화시켜 개인 맞춤형 시스템을 구현할 수 있는 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템에 관한 것으로, 실내외 내에 배치되어 무선 또는 유선 통신이 가능한 다수의 가전기기 및 난방기기를 포함하는 장치부와, 상기 장치부의 동작 및 사용자의 움직임을 감지하여 감지신호를 발생하는 센서부와, 상기 장치부 및 센서부와 전기적으로 연결되고, 상기 센서부의 감지신호 또는 설정된 제어신호에 따라 상기 장치부의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 장치부의 동작신호 및 센서부에서 발생된 감지신호를 수신하여 사용자의 움직임 및 장치부의 동작 상태가 반영된 사용자 정보를 생성하고, 상기 사용자 정보에 근거하여 사용자 움직임 예측이 반영된 사용자 패턴 정보를 생성하는 서버부와, 상기 감지신호, 사용자 정보 및 사용자 패턴 정보를 실시간 저장하는 데이터베이스부와, 상기 제어부 및 상기 서버부와 무선통신을 수행하는 제 1 통신부 및 상기 서버부 및 상기 데이터베이스부와 무선통신을 수행하는 제 2 통신부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 서버부에서 생성된 사용자 패턴 정보를 수신하여 제어신호를 설정하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 개인을 위한 아이오티(IoT, Internet of Things) 홈 스마트 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 개인의 데이터(Data)를 종합 및 최적화시켜 개인 맞춤형 시스템을 구현할 수 있는 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템에 관한 것이다.
디지털 시대가 본격화되면서 가정 또는 건물 내에 가전기기들(예를 들어, 세탁기, 냉장고, 공기조화기 등)이 서로 데이터를 주고 받는 디지털 가전기기들로 바뀌게 됨에 따라 가전기기들 간에 네트워크를 구축하여 이 네트워크를 통합 관리하는 시스템이 개발되고 있다.
최근 개발되는 네트워크 시스템은 건물 내 구축된 네트워크로 다수의 가전기기와 이를 통합 관리할 수 있는 서버 장치를 연결함으로써 상호간에 데이터를 송수신할 수 있도록 하고 있다.
즉, 각각의 기기에 고유 IP가 부여되어, 각 기기는 인터넷 망에 접속할 수 있고, 데이터를 송수신할 수 있게 되었다.
이와 같이, 객체 인터넷(Internet of Things, IoT)이 가능해짐에 따라, 자동화 기기를 효율적으로 활용하기 위한 스마트 홈 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
상기와 같은 스마트 홈 시스템 기술과 관련하여, 공개특허 제10-2015-0051514호에는 스마트 홈 시스템을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치에 관한 기술이 개시되고 있다.
공개특허 제10-2015-0051514호는 적어도 하나의 주 기기(main device)를 감지하는 과정과, 감지된 주 기기와 연관된 적어도 하나의 보조 기기(sub device)를 감지하는 과정과, 주 기기 및 보조 기기의 정보를 연관시켜 저장하는 과정과, 주 기기와 연관된 명령어를 수신하는 과정과, 명령어를 기반으로 주 기기 및 보조 기기 중 적어도 하나의 기기를 제어하는 과정을 포함하여, 전자 장치에서 전자 장치에 등록된 주 기기와 주 기기에 연관된 보조 기기를 제어 및 관리하도록 하고 있습니다.
그러나, 상기의 종래기술에서는 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 사용자 기기를 통해 명령어가 입력되어야만 주 기기 또는 보조 기기의 동작을 제어할 수 있습니다.
따라서, 명령어 입력에 익숙치 않은 사용자에게는 동작에 어려움이 있다는 문제점이 있고, 또한, 개개인의 맞춤형 자동화 시스템을 구현하는데에도 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 사용자의 동선 데이터를 기반으로 개인의 생활 패턴을 파악하여 자동으로 개개인의 생활에 맞추어 자동으로 가정 내의 전자 기기 등의 동작을 제어할 수 있는 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템은, 실내외 내에 배치되어 무선 또는 유선 통신이 가능한 다수의 가전기기 및 난방기기를 포함하는 장치부와, 상기 장치부의 동작 및 사용자의 움직임을 감지하여 감지신호를 발생하는 센서부와, 상기 장치부 및 센서부와 전기적으로 연결되고, 상기 센서부의 감지신호 또는 설정된 제어신호에 따라 상기 장치부의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 센서부에서 발생된 감지신호를 수신하여 사용자의 움직임 및 장치부의 동작 상태가 반영된 사용자 정보를 생성하고, 상기 사용자 정보에 근거하여 사용자 움직임 예측이 반영된 사용자 패턴 정보를 생성하는 서버부와, 상기 감지신호, 사용자 정보 및 사용자 패턴 정보를 실시간 저장하는 데이터베이스부와, 상기 제어부 및 상기 서버부와 무선통신을 수행하는 제 1 통신부 및 상기 서버부 및 상기 데이터베이스부와 무선통신을 수행하는 제 2 통신부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 서버부에서 생성된 사용자 패턴 정보를 수신하여 제어신호를 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템은, 상기 서버부가 상기 데이터베이스부에 실시간 저장되는 상기 감지신호 및 사용자 정보와 이전 시점에 저장된 감지신호 및 사용자 정보를 비교하여 사용자 패턴 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템은 상기 센서부가 아두이노(Arduino)를 포함하고, 상기 서버부는 라즈베리파이(Raspberry Pi)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 개인을 위한 아이오티(IoT) 홈 스마트 시스템에 따르면, 개인의 데이터(Data)를 종합 및 최적화시켜 개인 맞춤형 시스템을 구현할 수 있는 특징이 있다.
일반적인 IoT 기술은 하나의 가정, 회사 등 광범위한 데에서 사용을 하고 있지만, 개인에 대해 맞춤형 서비스를 제공하는데 어려움이 있다.
따라서, 본 발명의 개인을 위한 IoT 홈 스마트 시스템은 정해지지 않은 다수의 모든 사람들에게 맞춤 시스템이 아닌 혼자 자취하는 대학생, 직장인들, 그리고 독거노인 등에게 개인 맞춤형 시스템을 제공할 수 있는 이점이 있다.
특히, 집에 여러 개의 초음파 센서를 부착해 놓은 뒤 사용자가 움직일 때마다 위치 정보와 시간 정보를 기록한 후 다음 들어오는 데이터와의 시간차를 분석하여 데이터베이스(Database)에 기록한다.
또한 아두이노에 블루투스 모듈을 이용하여 라즈베리파이에 연결하고, 각각의 초음파 센서는 아두이노에 연결함으로써, 초음파 센서, 아두이노 및 라즈베리파이가 하나의 플랫폼(Platform)이 되면서 집에 있는 물건/사물들은 데이터에 따라 자동화되어 생활의 편리함을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 개인을 위한 아이오티(IoT) 홈 스마트 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
일반적으로, 아두이노(Arduino)는 오픈 소스(Open Source)를 기반으로 한 단일 보드 마이크로컨트롤러(Micro Controller)로 완성된 보드(Board)와 관련 개발 도구 및 환경을 일컫는다.
이러한, 아두이노(Arduino)는 다수의 스위치(Switch)나 센서(Sensor)로부터 값을 받아들여, LED나 모터(Motor)와 같은 외부 전자 장치들을 통제함으로써 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들어 낼 수 있는 특징이 있으며, 임베디드 시스템(Embedded System) 중의 하나로 쉽게 개발할 수 있는 환경을 이용하여, 장치를 제어할 수 있는 특징이 있다.
또한, 라즈베리파이(Raspberry Pi)는 리눅스(Linux)를 기반으로 한 Raspbian(라즈비안)이라는 운영체제를 사용한다. 개발 언어로는 C, JAVA, Python등 다양한 언어로 개발이 가능하기 때문에 사용자가 익숙한 프로그래밍 언어를 선택할 수 있고 리눅스(Linux)와 호환이 되기 때문에 서버(Server)로 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 개인을 위한 아이오티(IoT) 홈 스마트 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 개인을 위한 아이오티(IoT) 홈 스마트 시스템(10)은 장치부(100), 센서부(110), 제어부(120), 제 1 통신부(130), 서버부(140), 제 2 통신부(150) 및 데이터베이스부(160)를 포함하여 구성할 수 있다.
장치부(100)는 실내외 내에 배치되고, 인터넷 접속 또는 유/무선 통신이 가능한 TV, 냉장고, 세탁기 및 전등 등의 가전기기와, 보일러 등의 난방기기를 다수 포함할 수 있다.
센서부(110)는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 조도 센서, 적외선 센서, 온도 센서, 장치부(100)에 공급되는 전류값을 검출하는 전류 검출 센서 등을 포함할 수 있다.
센서부(110)에서는 장치부(100)의 동작, 실내외 사용자의 움직임에 따른 위치정보와 시간정보, 실내 온도나 조도 등을 감지하여 이에 대응하는 감지신호를 실시간 발생할 수 있다.
제어부(120)에서는 아두이노(Arduino) 기술이 적용될 수 있다. 이 제어부(120)는 장치부(100) 및 센서부(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 센서부(110)에서 수시된 감지신호 또는 설정된 제어신호에 따라 장치부(100)의 동작을 제어할 수 있다.
제 1 통신부(130)는 블루투스(Bluetooth) 통신과 같은 무선 통신을 수행하고 제어부(120)와 서버부(140)와 통신을 수행함으로써, 이 제 1 통신부(130)를 통해 제어부(120)에 수신된 동작신호 및 감지신호를 서버부(140)에 제공할 수 있다.
제 1 통신부(130)는 무선 통신을 위해 블루투스가 적용되었으나, 필요에 따라 다양한 무선 통신 방식이 적용될 수도 있다
서버부(140)는 제 1 통신부(130)를 통해 감지신호를 수신하여 사용자의 움직임 및 장치부의 동작 상태가 반영된 사용자 정보를 생성하고, 또한, 사용자 정보에 근거하여 사용자 움직임 예측이 반영된 사용자 패턴 정보를 생성할 수 있다.
제 2 통신부(150)는 서버부(140)와 데이터베이스부(160)와의 무선 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 제 2 통신부(150)는 와이파이(WiFi) 통신을 사용하고 있으나, 필요에 따라 다양한 통신 방식이 적용될 수 있다.
또한, 데이터베이스부(160)는 제 2 통신부(150)를 통해 서버부(140)에서 생성된 사용자 정보 및 사용자 패턴 정보를 수신하여 저장할 수 있다. 이 경우, 데이터베이스부(160)에는 사용자 정보 및 사용자 패턴 정보 외에 센서부(110)에서 생성되는 감지신호도 실시간 저장될 수 있다.
따라서, 데이터베이스부(160)는 사용자의 정보 및 동선에 대한 빅데이터를 구축할 수 있다.
또한, 서버부(140)에서는 데이터베이스부(160)에 실시간 저장되는 감지신호 및 사용자 정보와 이전 시점까지 저장된 감지신호 및 사용자 정보를 비교 및 분석함으로써, 앞으로의 사용자의 동선 또는 움직임 등을 예측하여 사용자 패턴 정보를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(120)에서는 서버부(140)에서 생성된 사용자 패턴 정보를 수신하여, 사용자 패턴 정보에 따른 제어신호를 설정하여, 장치부(100)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 아이오티 홈 스마트 시스템에서는 사용자가 목욕을 하는 시간에 욕실로 들어가면, 사용자가 원하는 온도, 즉 사용자 패턴 정보에 의한 온도로 물의 온도를 설정하도록 난방기기 등을 제어하고, 사용자의 동선을 기반으로 목욕 후에는 욕실의 전등을 소등한 후 자동으로 주방의 전등을 점등시키도록 제어할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에서는 아두이노(Arduino)의 센서(Sensor)와 라즈베리파이(Raspberry Pi)의 서버(Server)의 역할을 이용하여 개인의 데이터(Data)를 입력받아 데이터베이스(Database)에 저장하며 최종적으로는 개인을 위한 아이오티(IoT) 홈 자동화 시스템(Home Automatic System)을 구축할 수 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 아이오티 홈 스마트 시스템
100 : 장치부
110 : 센서부
120 : 제어부
130 : 제 1 통신부
140 : 서버부
150 : 제 2 통신부
160 : 데이터베이스부
100 : 장치부
110 : 센서부
120 : 제어부
130 : 제 1 통신부
140 : 서버부
150 : 제 2 통신부
160 : 데이터베이스부
Claims (3)
- 정해지지 않은 다수의 모든 사람들에게 맞춤 시스템이 아닌 혼자 자취하는 대학생, 직장인들, 독거노인 등에게 개인 맞춤형 시스템을 제공하기 위하여, 집에 여러 개의 초음파 센서를 부착해 놓은 뒤 사용자가 움직일 때마다 위치 정보와 시간 정보를 기록한 후 다음 들어오는 데이터와의 시간차를 분석하여, 실내외 내에 배치되어 무선 또는 유선 통신이 가능한 다수의 가전기기 및 난방기기를 포함하는 장치부;
상기 장치부의 동작 및 사용자의 움직임을 감지하여 감지신호를 발생하는 센서부;
상기 장치부 및 센서부와 전기적으로 연결되고, 상기 센서부의 감지신호 또는 설정된 제어신호에 따라 상기 장치부의 동작을 제어하는 제어부;
상기 센서부에서 발생된 감지신호를 수신하여 사용자의 움직임 및 장치부의 동작 상태가 반영된 사용자 정보를 생성하고, 상기 사용자 정보에 근거하여 사용자 움직임 예측이 반영된 사용자 패턴 정보를 생성하는 서버부;
상기 감지신호, 상기 사용자 정보 및 사용자 패턴 정보를 실시간 저장하는 데이터베이스부;
상기 제어부 및 상기 서버부와 무선통신을 수행하는 제 1 통신부;
상기 서버부 및 상기 데이터베이스부와 무선통신을 수행하는 제 2 통신부;
상기 제어부는 상기 서버부에서 생성된 사용자 패턴 정보를 수신하여 제어신호를 설정하는;
상기 서버부는
상기 데이터베이스부에 실시간 저장되는 상기 감지신호 및 사용자 정보와 이전 시점에 저장된 감지신호 및 사용자 정보를 비교하여 사용자 패턴 정보를 생성하는;
상기 센서부는 아두이노(Arduino)를 포함하고,
상기 서버부는 라즈베리파이(Raspberry Pi)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인을 위한 아이오티 홈 스마트 시스템.
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