KR101795765B1 - 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가속도센서와 마이크를 이용하여 층간 소음과 실내 소음으로 구분지어 정량적으로 측정하며, 불쾌한 소음에 원인이 되는 주파수를 구분하여 해당 소음 유발 세대원에게 피드백시켜 소음원이 자신임을 자가 인지하고 분쟁의 원인이 되는 층간 소음과 실내 소음의 억제를 유도할 수 있는 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템에 관한 것이다.

Description

층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템{Self-recognition Monitoring system of Interlayer noise and Interior Noise}

본 발명은 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가속도센서와 마이크를 이용하여 층간 소음과 실내 소음으로 구분지어 정량적으로 측정하며, 불쾌한 소음에 원인이 되는 주파수를 구분하여 해당 소음 유발 세대원에게 피드백시켜 소음원이 자신임을 자가 인지하고 분쟁의 원인이 되는 층간 소음과 실내 소음의 억제를 유도할 수 있는 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템에 관한 것이다.

현재 사회가 발달하면서 도시집중화와 인구과밀에 따라 빌라, 아파트 등과 같이 여러 가구의 가족이 모여사는 다층구조의 건축물이 일반화되고 있다.

이러한, 다층구조의 건축물은 다수의 세대가 한 겹의 벽과 바닥을 사이에 두고 생활하는 공통주택의 특성상 여러 가지 종류의 층간 소음이 인접가구에 영향을 미쳐 최근들어 교통소음이나 공사장의 소음보다 더 심각한 사회문제로 대두되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술은 대부분 건물의 바닥 위에 층간소음을 완화시키기 위하여 방진 소재 등을 적층하고 공기층을 적절히 형성하는 완충재에 관한 것이 대부분 이었으나, 이러한 층간소음을 완화시키는 완충재 만으로는 층간소음을 효과적으로 차단하는데 한계가 있으며, 층간소음으로 인해 분쟁이 발생되는 경우 객관적으로 판단할 수 있는 계량화된 자료가 없기 때문에 층간소음 유발자에게 적절한 조치를 취하기 어려운 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허출원번호 10-2013-0022608호 "층간소음민원 및 방범관리가 가능한 층간소음정보 생성시스템"은 각 가정에 설치된 층간소음 측정장치로부터 수신한 층간소음 데이터와 인접세대로부터 제기된 민원발생정보를 이용하여 층간소음 알람경보 기준값을 자동으로 설정하고 층간소음에 따른 고지서 발급을 가능케 하여 층간소음에 의하여 발생하는 민원을 미연에 방지하는 효과가 있었다.

그러나, 종래의 층간소음정보 생성시스템은 단순히 각 가정에서 발생한 층간소음의 크기와 인접세대로부터 제기된 민원발생정보를 기준으로 층간소음 알람경보 기준값을 설정하기 때문에 층간소음 유발자의 구체적인 행위를 특정하기 어려워 층간소음을 유발하는 구체적인 행위를 미연에 방지하기 위한 지표로 사용하기에는 어려움이 있었다.

따라서, 층간소음 유발자에게 구체적인 행위를 특정하여 안내할 수 있는 계량화된 자료를 확보하여 층간소음으로 인한 이웃간의 분쟁을 효과적으로 해결하고 미연에 방지할 수 있는 현실적이고도 활용도가 높은 기술이 절실히 요구되는 실정이다.

한편, 종래의 기술로서 단일 가속도 혹은 진동센서를 구성하는 기술이 소개되고 있으나, 대화, TV시청, 피아노 등의 음성에 의한 실내소음을 측정하는데 한계가 있었다.

또한, 정확한 층간 소음원을 측정하기 위해선 각 세대별 신호가 필요하며, 이를 취합해서 분석할 시스템이 필요하지만, 이에 대한 기술은 존재하지 않고 있다.

대한민국 특허출원번호 10-2013-0022608호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가속도센서와 마이크를 이용하여 층간 소음과 실내 소음으로 구분지어 정량적으로 측정하며, 불쾌한 소음에 원인이 되는 주파수를 구분하여 해당 소음 유발 세대원에게 피드백시켜 소음원이 자신임을 자가 인지하고 분쟁의 원인이 되는 층간 소음과 실내 소음의 억제를 유도할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템은,

층간 소음을 측정하기 위한 가속도센서(110)와,

실내 소음을 획득하기 위한 마이크부(120)를 포함하여 구성되며, 천장에 빌트인으로 설치 구성되는 소음측정수단(100)과;

상기 소음측정수단에서 제공된 층간 소음 신호 혹은 실내 소음 신호를 획득하여 층간 소음인지 실내 소음인지를 판별하기 위한 신호판단수단(200)과;

상기 신호판단수단에서 제공된 정보를 획득하여 소음 발생 세대원을 분석하고, 해당 소음 발생 세대원의 단말기로 알람 신호를 유무선으로 제공하기 위한 네트워크알람처리수단(300);을 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템은,

가속도센서와 마이크를 이용하여 층간 소음과 실내 소음으로 구분지어 정량적으로 측정하며, 불쾌한 소음에 원인이 되는 주파수를 구분하여 해당 소음 유발 세대원에게 피드백시켜 소음원이 자신임을 자가 인지하고 분쟁의 원인이 되는 층간 소음과 실내 소음의 억제를 유도할 수 있게 된다.

즉, 이웃 간의 분쟁 억제, 층간 소음 및 실내 소음으로 인한 스트레스 최소화, 특수소재를 통해 층간소음을 억제하는 것보다 효과적인 성능 제공, 인지하지 못해 아래층에게 피해를 주는 현상을 억제하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 전체 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 신호판단수단 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 네트워크알람처리수단 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 층간 소음 판별 개념도이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템은,

층간 소음을 측정하기 위한 가속도센서(110)와,

실내 소음을 획득하기 위한 마이크부(120)를 포함하여 구성되며, 천장에 빌트인으로 설치 구성되는 소음측정수단(100)과;

상기 소음측정수단에서 제공된 층간 소음 신호 혹은 실내 소음 신호를 획득하여 층간 소음인지 실내 소음인지를 판별하기 위한 신호판단수단(200)과;

상기 신호판단수단에서 제공된 정보를 획득하여 소음 발생 세대원을 분석하고, 해당 소음 발생 세대원의 단말기로 알람 신호를 유무선으로 제공하기 위한 네트워크알람처리수단(300);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 네트워크알람처리수단(300)은,

각각의 세대에서 전송된 층간 소음 신호 혹은 실내 소음 패턴을 비교하기 위한 세대별신호분석부(310)와,

상기 소음 신호 혹은 소음 패턴에서 소음 혹은 진동의 발생 주기가 동일한 세대가 있는지를 판단하며, 소음 레벨을 계산하기 위한 동일세대판단부(320)와,

해당 세대원의 단말기로 알람 정보와 소음 레벨 정보를 제공하여 자가 인지할 수 있도록 하기 위한 알람정보제공부(330)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

최근 정부와 기업에서 층간소음 저감 재료 기술 개발 및 바닥두께 강화 등 다양한 표준관리 마련 및 배포중이지만, 물리적으로 발생하는 층간소음 제거는 불가능하다.

특히, 뛰거나 걷는 동작 등으로 인행 발생하는 직접 충격소음과 텔레비전, 음향기기 등의 사용으로 인하여 발생하는 공기전달 소음으로 분류되며, 충격특성에 따라 경량충격음, 중량충격음으로 구분하는 시스템이 존재하지 않고 있다.

따라서, 본 발명에서는 직접 충격소음과 공기전달 소음을 구분하여 이에 따른 알람 방식을 달리 제공하여 소음제공 세대원이 어떠한 소음으로 인하여 주변 세대들에게 피해를 주고 있는 지를 즉각적으로 확인할 수 있게 된다.

즉, 소음원에 원천적인 억제 요인은 아래층에 대한 배려로 시작되지만, 본인이 소음원이라는 상황을 인지하지 못하는 경우 본인이 층간소음에 대한 자가 인지 할 수 있는 요소가 필요한 것이다.

본 발명의 자가 인지 모니터링 시스템은 저비용, 손쉬운 설치로 층간 소음의 원천적인 문제를 해결할 수 있는 시스템을 제공하며, 아파트 전세대에 전부 설치되어 중앙네트워크로 운영될 수도 있지만, 필요에 따라 개인이 하나의 단말기를 구매해 본인이 스스로 모니터링할 수 있도록 할 수도 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 전체 개념도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템은 층간 소음이 발생하게 되면, 해당 정보를 세대원단말기에 출력시키게 되며, 실내 소음의 경우에도 마찬가지로 해당 정보를 세대원단말기에 출력시키게 되므로 자가 인지가 가능하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 전체 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 시스템은, 소음측정수단(100)과; 신호판단수단(200)과; 네트워크알람처리수단(300);을 포함하여 구성되게 된다.

상기 소음측정수단(100)은 아파트나 공동 주택의 천장에 빌트인되어 네트워크로 연동될 수 있도록 구성되며, 아파트 단독세대에는 개인 시스템으로도 활용이 가능하다.

상기 네트워크 연동을 위하여 단말기 이외에 세대원의 스마트폰으로도 해당 정보를 알릴 수 있도록 구성할 수 있다.

이를 위하여 네트워크알람처리수단에는 소음 이벤트 발생시, 해당 이벤트 발생 정보를 설정된 스마트폰으로 송출하는 스마트연동부를 추가적으로 구성할 수 있다.

또한, 어플을 활용하여 스마트폰에 해당 프로그램을 탑재하여 어플을 통해 이벤트 발생 정보를 제공할 수 있게 된다.

상기 소음측정수단(100)은 층간 소음을 측정하기 위한 가속도센서(110)와,

실내 소음을 획득하기 위한 마이크부(120)를 포함하여 구성되며, 천장에 빌트인으로 설치 구성되게 된다.

상기 가속도센서는 뛰거나 걷는 동작으로 인하여 발생하는 직접 충격 소음을 측정하는 역할을 수행하게 되며, 상기 마이크부는 텔레비전, 음향기기, 세탁기, 청소기 등의 사용으로 인하여 발생하는 공기전달 소음을 획득하기 위하여 설치 구성하게 된다.

상기 소음측정수단은 측정된 신호를 신호판단수단으로 유선 혹은 무선으로 제공하기 위한 네트워크처리부를 구성하게 된다.

상기 신호판단수단(200)은 상기 소음측정수단에서 제공된 층간 소음 신호 혹은 실내 소음 신호를 획득하여 층간 소음인지 실내 소음인지를 판별하게 된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 신호판단수단 블록도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 신호판단수단(200)은, 실내소음신호측정부(210)와, 실내소음신호분류부(220)와, 진동측정부(230)와, 층간소음분석부(240)와, 잡음제거동기화부(250)와, 동기신호송출부(260)를 포함하여 구성되게 된다.

한편, 획득된 진동 혹은 소리 신호가 기준치 이상의 층간 소음인지 일반 생활 잡음인지를 판별하기 위하여 기준치 정보를 저장하기 위한 저장부를 구성할 수 있다.

상기 실내소음신호측정부(210)와 실내소음신호분류부(220)는 실내 소음을 측정하기 위한 구성이며, 상기 진동측정부(230)와 층간소음분석부(240)는 층간 소음을 측정하기 위하여 구성된 것이다.

상기 실내소음신호측정부(210)는 마이크부를 통해 획득된 실내 소음을 필터링하여 주파수 신호를 측정하게 된다.

또한, 상기 실내소음신호분류부(220)는 가청주파수 전대역의 스펙트럼을 분석하여 저주파, 중주파, 고주파로 신호 분류를 수행하게 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 단순 실내잡음은 전 주파수대역에 분포되어 있으며 소리 신호는 푸리에 변환을 통한 주파수 신호로 변경 후 저주파, 중주파, 고주파 신호로 분류하게 되는 것이다.

또한, 상기 진동측정부(230)는 가속도센서로부터 획득된 층간 소음 신호를 획득하여 진동을 측정하게 되며, 층간소음분석부(240)에 의해 측정된 진동의 진동이벤트가 발생한 부분의 저주파 스펙트럼을 분석하게 되는 것이다.

그리고, 마이크부로부터 획득된 소음을 수신받아 충격에 의한 진동 파쇄음을 분석하게 된다.

즉, 발구름, 벽두드림, 문닫음, 의자끔과 같은 층간 소음은 대부분 100Hz 이하 저주파에 집중되어 있는 것을 알 수 있다.

따라서, 진동을 측정, 기준치 이상의 진동이 들어올 때부터 신호의 파형(스펙트럼)을 분석하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 소음을 종래와 같이, 층간 소음으로만 분류하지 않고, 실내 소음으로 세분화하여 분류하고 이를 통해 각종 소리원에 따른 자가 인지 기능까지 제공하게 된다.

한편, 상기 잡음제거동기화부(250)는 분류된 가청주파수 신호와 분석된 저주파 신호 내 잡음을 제거하여 신호를 동기화하게 된다.

상기 신호 동기화 이전에 잡음을 제거하고, 혼선을 제거하는 것은 당연한 전처리 과정이다.

상기 동기신호송출부(260)는 동기화된 신호를 네트워크알람처리수단으로 제공하기 위하여 구성하게 된다.

즉, 유선 혹은 무선 통신을 이용하여 네트워크알림처리수단으로 제공하는 것으로서, 유선, WiFi, 블루투스, zigbee와 같은 무선통신 단말기와 연결하여 데이터 전송을 수행하는 것이다.

상기 네트워크알람처리수단(300)은 신호판단수단에서 제공된 정보를 획득하여 소음 발생 세대원을 분석하고, 해당 소음 발생 세대원의 단말기로 알람 신호를 유무선으로 제공하게 된다.

즉, 최종적으로 네트워크를 통해 소음 세대원이라고 판별된 상황을 자가 인지시키기 위한 기능을 수행하는 것으로서, 알람을 위한 단말기로는 예를 들어, 아파트에 빌트인되어 있는 월패드와 연동되어 거주자에게 소음 상황을 시청각적으로 전달할 수 있게 된다.

또한, 월패드가 없을 시 별도의 LED, LCD, 음성 알람 등으로 거주자에게 소음상황을 전달할 수 있으며, 상기한 바와 같이, 스마트폰에 어플을 탑재하여 해당 스마트폰으로도 제공할 수 있게 된다.

측정된 진동, 소리 신호가 소음이라고 판별될 경우 소음이 특정세대에 측정되었을 시 전세대의 파형을 비교함으로 소음 발생세대원을 판별하게 된다.

즉, 전세대마다 상기한 소음측정수단으로부터 신호 정보를 제공받아 저장하고 있기 때문에 전세대의 파형을 비교할 수 있게 되는 것이다.

일반적으로 위층에서 기준신호 이상의 발구름시 아래층 천장에 센서가 측정된 신호를 송출하면 다시 위층의 단말기로 신호를 피드백시키는 구성인 것이다.

구체적으로 각 세대에서 전송된 가속도 신호와 저주파 음성 패턴을 비교하고, 두 파동의 패턴에서 소음 및 진동의 발생주기(△t)가 동일한 세대가 있는지를 판단하는 것이다.

상기한 발생 세대원을 판별하는 기술은 일반적으로 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하겠다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템의 네트워크알람처리수단 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 네트워크알람처리수단(300)은, 세대별신호분석부(310)와, 동일세대판단부(320)와, 알람정보제공부(330)를 포함하여 구성되게 된다.

상기 세대별신호분석부(310)는 각각의 세대에서 전송된 층간 소음 신호 혹은 실내 소음 패턴을 비교하게 된다.

이때, 상기 동일세대판단부(320)는 소음 신호 혹은 소음 패턴에서 소음 혹은 진동의 발생 주기가 동일한 세대가 있는지를 판단하며, 소음 레벨을 계산하게 되는 것이다.

즉, 층간 소음을 발생시키는 세대원의 위치를 검출하고, 소음 레벨을 계산하여 이를 알려주도록 하는 것이다.

예를 들어, '11층 1101호, 층간 소음은 50db로서, 정상치인 40db를 초과하고 있으니, 이웃을 위하여 자제 부탁드립니다.'라는 이벤트 정보를 제공하는 것이다.

특히, 소음 레벨을 계산하여 제공하는 것은 세대원이 즉각적으로 자신의 소음이 얼마 정도인지를 알 수 있으므로 즉각적인 반응을 유도할 수 있게 될 것이다.

한편, 상기 알람정보제공부(330)는 해당 세대원의 단말기로 알람 정보와 소음 레벨 정보를 제공하여 자가 인지할 수 있도록 하는 것이다.

예를 들어, 홈네트워크시스템과 연동시키게 되면, 상기 알람정보제공부에서 홈네트워크시스템의 월패드로 해당 알람 정보와 소음 레벨 정보를 제공하게 되는 것이다.

상기한 알람 정보는 단순하게 팝업창으로 제공할 수 있으며, 음성으로 제공할 수 있으며, 딩동이라는 소리음으로 제공할 수도 있을 것이다.

한편, 특징적인 것은 도 5에 도시한 바와 같이, 의자 끄는 소음, 방문 닫는 소음, 벽 두드리는 소음 등에 대한 스펙트럼 분석값을 별도의 소음값디비를 구성하여 저장 관리하게 되면, 상기한 센서나 마이크로부터 획득된 신호값을 분석한 값과 서로 비교하여 알람정보제공부에서는 디테일한 소음 정보를 제공할 수 있도록 구성할 수 있다.

예를 들어, 의자 끄는 소음이라면, '의자 끄는 소음이 지나치게 층간 소음을 일으키고 있습니다. 자제하여 주시기 바랍니다.'와 같은 알람 정보를 제공할 수 있게 되는 것이다.

결국, 상기와 같은 구성 및 동작을 통해 가속도센서와 마이크를 이용하여 층간 소음과 실내 소음으로 구분지어 정량적으로 측정하며, 불쾌한 소음에 원인이 되는 주파수를 구분하여 해당 소음 유발 세대원에게 피드백시켜 소음원이 자신임을 자가 인지하고 분쟁의 원인이 되는 층간 소음과 실내 소음의 억제를 유도할 수 있게 된다.

즉, 이웃 간의 분쟁 억제, 층간 소음 및 실내 소음으로 인한 스트레스 최소화, 특수소재를 통해 층간소음을 억제하는 것보다 효과적인 성능 제공, 인지하지 못해 아래층에게 피해를 주는 현상을 억제하는 효과를 제공하는 것이다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 소음측정수단
200 : 신호판단수단
300 : 네트워크알람처리수단

Claims (2)

1. 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템에 있어서,
   층간 소음을 측정하기 위한 가속도센서(110)와,
   실내 소음을 획득하기 위한 마이크부(120)를 포함하여 구성되며, 천장에 빌트인으로 설치 구성되는 소음측정수단(100)과;
   마이크부를 통해 획득된 실내 소음을 필터링하여 주파수 신호를 측정하기 위한 실내소음신호측정부(210)와,
   실내 소음의 가청주파수 전대역의 스펙트럼을 분석하여 저주파, 중주파, 고주파로 신호 분류를 수행하기 위한 실내소음신호분류부(220)와,
   가속도센서로부터 획득된 층간 소음 신호를 획득하여 진동을 측정하는 진동측정부(230)와,
   측정된 진동의 진동이벤트가 발생한 부분의 층간 소음의 저주파 스펙트럼을 분석하기 위한 층간소음분석부(240)와,
   분류된 가청주파수 신호와 분석된 저주파 스펙트럼 신호 내 잡음을 제거하여 신호를 동기화하기 위한 잡음제거동기화부(250)와,
   유선 혹은 무선 통신을 이용하여 상기 동기화된 가청주파수 신호와 저주파 스펙트럼 신호를 네트워크알람처리수단으로 제공하기 위한 동기신호송출부(260)와,
   획득된 진동 혹은 실내 소음 신호가 기준치 이상의 층간 소음인지 일반 생활 잡음인지를 판별하기 위하여 기준치 정보를 저장하기 위한 저장부를 포함하여 구성되는 신호판단수단(200)과;
   각각의 세대에서 전송된 층간 소음 신호와 실내 소음 신호를 세대별로 비교하기 위한 세대별신호분석부(310)와,
   상기 실내 소음 신호와 층간 소음 신호에서 소음과 진동의 발생 주기가 동일한 세대가 있는지를 판단하며, 소음 레벨을 계산하기 위한 동일세대판단부(320)와,
   해당 세대원의 단말기로 알람 정보와 소음 레벨 정보를 제공하여 자가 인지할 수 있도록 하기 위한 알람정보제공부(330)를 포함하여 구성되는 네트워크알람처리수단(300);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 층간 소음 및 실내 소음의 자가 인지 모니터링시스템.
   
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