KR101815482B1 - 실내 환경 자동제어 시스템 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일면은 거주자의 실내에 배치된 기기와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 시스템에 관한 것으로 그 구성의 특징으로서, 실내의 환경정보와 거주자의 활동정보를 수집하는 감지부; 해당지역의 날씨정보와 거주자의 건강상태를 수집하는 통신부; 상기 정보와 기기상태를 영상과 소리로 출력하는 알림부; 및 상기 정보를 기반으로 기기들의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어 진다.
이에 따라 본 발명은, 실내에 위치하는 거주자의 활동영역과 함께 건강이나 심리상태를 동시에 반영하여 에너지의 절감은 물론, 상시 쾌적한 환경을 조성할 수가 있는 효과가 있다.

Description

실내 환경 자동제어 시스템 및 제어방법{Indoor environmental control system and control method for automatic}

본 발명은 실내 환경 자동 제어시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 거주자의 실내에 배치된 기기와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 시스템과 방법에 관한 것이다.

오늘날 현대인들은 하루 시간의 80~90%를 실내에서 생활하고 있으며, 이로 인해 건물 밖의 대기 오염보다 실내공기의 오염이 인체에 더욱 큰 영향을 미치게 된다. 즉, 건물 밖의 대기 오염 물질은 확산 및 희석 작용으로 농도가 점차 낮아지는데 반하여, 실내 공기는 한정된 공간에서 인공적인 설비를 통하여 오염된 공기가 계속적으로 순환되면서 그 농도가 증가되기 때문에 인체에 미치는 영향이 크다.

이에 따라 다수의 사람이 활동하는 사무실이나 연구실 등을 비롯한 다양한 실내 공간에는 조도상태, 공기의 오염도 상태, 온도상태, 소음상태 등의 다양한 실내 환경 상태를 측정하고, 측정된 데이터를 토대로 냉난방시설 및 환기시설, 조명시설, 음향시설 등을 효율적으로 최적화 작동시켜 에너지의 낭비를 최소화하면서 쾌적한 환경이 조성될 수 있도록 하기 위하여 다양한 형태의 계측장치가 설치되고 있다.

예컨대 한국 등록특허공보 제10-0958697호"실내환경 측정장치"와, 한국 등록특허공보 제10-1152595호"실내 환경 모니터링 시스템"이 개시되어 있다. 그러나 거주자의 상태를 확인하지 않고 실내 환경만을 측정하는 기능만을 갖추고 있으므로 불필요한 작동에 따른 에너지의 낭비를 초래할 뿐만 아니라 거주자의 성향을 고려되지 않아 불만족한 환경을 조성하게 되는 문제가 있다.

이를 해결하기 위한 일환으로, 한국 공개특허공보 제10-2011-0076795호"센서를 이용한 실내 환경 자동 제어 시스템"을 제안하고 있다. 제안된 문헌에 따르면, 실내에 위치한 사용자에 대한 정보를 분석하여 실내 환경 기기를 제어함으로써, 사용자의 수동 제어 없이도 사용자의 성향 및 필요에 맞추어 실내 환경을 조성할 수 있도록 하였다. 그러나 거주자의 건강이나 감정 상태를 고려하지 않고 감지된 체온에 따라 실내 온도를 조절하는데 그치므로 오히려 건강상태를 악화시키는 심각한 문제가 있다.

한국 등록특허공보 제10-0958697호"실내환경 측정장치" 한국 등록특허공보 제10-1152595호"실내 환경 모니터링 시스템" 한국 공개특허공보 제10-2011-0076795호"센서를 이용한 실내 환경 자동 제어 시스템"

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 실내에 위치하는 거주자의 활동영역과 함께 건강이나 심리상태를 동시에 반영하여 상시 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 실내 환경 자동 제어시스템 및 제어방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일면은 거주자의 실내에 배치된 기기와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 시스템에 있어서: 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 측정하는 환경정보와, 거주자의 움직임과 체온을 측정하는 활동정보를 실시간 수집하되, 상기 활동정보는 거주자의 체온을 측정을 하는 열화상카메라와 함께 거주자의 옷차림을 측정하는 영상카메라로 측정하는 감지부; 기상청으로부터 해당지역의 날씨정보를 수신받고, 거주자가 소지한 단말기와 연동하여 건강이나 감정 상태를 질의응답으로 주기적 수집하고, 거주자가 착용한 단말기와 연동하여 걸음수, 심박수, 스트레스, 산소포화도를 실시간 수집하는 통신부; 상기 수집된 거주자 건강과 날씨 및 실내 환경과 기기상태를 종합하여 건강에 유익한 운동과 음식정보, 그리고 실내의 환경과 건강에 따라 신속하게 대처할 수 있는 경고정보를 영상과 소리로 출력하는 알림부; 및 상기 정보를 기반으로 기기들의 작동을 제어하고, 실내의 환경과 거주자의 건강에 따라 인근 구조기관과 기 설정한 연락처로 신고하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 다른 일면은 거주자의 실내에 배치된 기기와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 방법에 있어서: 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 측정하는 환경정보와, 거주자의 움직임과 체온을 측정하는 활동정보를 실시간 수집하되, 상기 활동정보는 거주자의 체온을 측정을 하는 열화상카메라와 함께 거주자의 옷차림을 측정하는 영상카메라로 측정하는 감지단계; 기상청으로부터 해당지역의 날씨정보를 수신받고, 거주자가 소지한 단말기와 연동하여 건강이나 감정 상태를 질의응답으로 주기적 수집하고, 거주자가 착용한 단말기와 연동하여 걸음수, 심박수, 스트레스, 산소포화도를 실시간 수집하는 통신단계; 상기 수집된 거주자 건강과 날씨 및 실내 환경과 기기상태를 종합하여 건강에 유익한 운동과 음식정보, 그리고 실내의 환경과 건강에 따라 신속하게 대처할 수 있는 경고정보를 영상과 소리로 출력하는 알림단계; 및 상기 정보를 기반으로 기기들의 작동을 제어하고, 실내의 환경과 거주자의 건강에 따라 인근 구조기관과 기 설정한 연락처로 신고하는 제어단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 실내에 위치하는 거주자의 활동영역과 함께 건강이나 심리상태를 동시에 반영하여 상시 쾌적한 환경을 조성할 수가 있는 것은 물론, 위급상황 시에 인근 구조기관이나 설정한 연락처로 신고해줌으로서 신속한 대처를 기대할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 제어 시스템을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 제어방법을 나타내는 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일면은 거주자의 실내에 배치된 기기(1)와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 시스템에 관련되며, 도 1처럼 감지부(10), 통신부(20), 알림부(30), 제어부(40)를 주요 구성으로 하는 실내 환경 자동 제어 시스템이다. 본 발명의 제어시스템은 벽걸이형, 스탠드형, 휴대형 따위의 단일의 객체로 제작될 수 있고, 각각이 분리되는 모듈체로 제작될 수가 있다. 이러한 제어시스템은 실내 환경을 조성하는 냉낭방, 가습, 환풍, 조명, 디스플레이, 오디오 기기(1)들과 연동될 수가 있다. 이 밖에 거주자 편의를 제공하는 다림, 세탁, 청소, 냉장고 기기(1)들로도 연동될 수가 있다.

본 발명에 따른 감지부(10)는 복수의 센서가 조합되어 실내의 환경정보와 거주자의 활동정보를 수집한다. 즉, 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 측정하는 환경정보와, 거주자의 인원수와 움직임 및 체온을 측정하는 활동정보를 실시간 수집한다. 여기서 활동정보는 열화상카메라와 함께 일반 영상카메라로 측정하는 것이 좋다. 즉, 열화상카메라는 거주자의 체온을 측정을 하고, 영상카메라로 거주자의 옷차림을 측정해줌으로서 정확한 체온을 측정할 수가 있다. 이러한 감지부(10)는 실내에 구획된 공간별로 배치하는 것이 좋은데, 공간 활용성을 위해 활동정보를 수집하는 카메라만을 배치하여도 무방하다.

또한, 본 발명에 따른 통신부(20)는 해당지역의 날씨정보와 거주자의 건강상태를 수집한다. 즉, 날씨정보는 기상청으로부터 수신받고, 건강상태는 거주자의 단말기로부터 수신 받는다. 여기서 건강상태는 거주자가 소지한 스마트 단말기와 연동하여 건강이나 감정 상태를 질의응답으로 주기적 수집할 수도 있다.

예컨대, 거주자가 외출 후에 거주지로 이동하거나 도착할 때 즈음 또는 지정된 요일이나 시간에 소지하는 스마트 단말기에 건강과 감정 상태의 입력을 유도하는 어플리케이션이 자동으로 구동된다. 즉, 건강 상태로는 거주자의 만성 또는 고질병 혹은 감기나 처방받은 사실을 선택적으로 지정할 수가 있다. 그리고 감정 상태로는 보통, 행복, 슬픔, 피곤, 흥분, 놀람, 무서움, 설렘, 화남, 우울의 정도를 단계별로 지정할 수가 있다.

이러한 건강 상태는 최초 1회 입력 후에는 거주자의 필요에 따라 입력할 수 있게 하는 것이 좋고, 감정 상태는 주기적으로 입력할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 여기서 거주자가 소지한 단말기와 함께 착용한 단말기와 연동하여 걸음수, 심박수, 스트레스, 산소포화도를 실시간 수집할 수도 있다. 즉, 밴드나 반지 및 목걸이 따위의 웨어러블 단말기로부터 측정된 정보를 수집할 수도 있다. 이 경우 통신부(20)와 웨어러블 단말기가 직접적으로 연동하여 정보를 수집할 수도 있으나, 웨어러블 단말기에 측정된 정보를 스마트 단말기를 거쳐 수집할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 알림부(30)는 정보와 기기(1)상태를 영상과 소리로 출력한다. 알림부(30)는 디스플레이와 스피커로 구성되는데, 거주자의 실내에 배치된 TV나 오디오 기기(1)로 활용할 수도 있고, 통신부(20)와 연동하여 거주자의 단말기로도 전송할 수도 있다. 이러한 알림부(30)는 수집부(10)와 후술하는 제어부(40)에 의해 거주자 건강과 날씨 및 실내 환경을 종합하여 안내해주고, 건강에 유익한 운동과 음식 따위의 정보를 제공한다. 물론, 실내의 환경과 건강에 따라 신속하게 대처할 수 있는 경고정보를 제공할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 제어부(40)는 정보를 기반으로 기기(1)들의 작동을 제어한다. 제어부(40)는 수집부(10)와 통신부(20) 및 알림부(30)를 제어하고, 수집된 정보를 기반으로 기기(1)를 작동하는 신호를 자동으로 출력하는 역할을 수행한다. 일예로, 거주자는 피로상태, 안방의 온도가 20℃체온이 36.5℃로 수집되었다면, 안방의 온도만을 23℃가 되도록 제어하고, 안방의 조명을 어둡게 디밍 제어한다. 다른 예로, 거주자는 우울하고 무료한 상태, 비가 오는 날씨로 수집되었다면, 거실의 조명을 밝게 하고, 유쾌한 음악이나 방송을 시청할 수 있게 제어한다.

이러한 제어부(40)는 마이크로 콘트롤러 유닛으로 시스템 마다 독립적으로 구성되어 기기(1)를 자동으로 제어할 수도 있으나, 실내 공간에 따라 통신부(20)와 연동하는 중앙서버로부터 수신된 신호를 단순히 기기(1)의 신호로 변환하는 역할을 수행할 수도 있다. 즉, 빌딩과 같은 실내 공간이 넓고 공간의 수가 상당한 경우에는 수집되는 정보의 양이 증가되므로 중앙 서버가 작동을 처리하는 것이 좋다.

이때, 제어부(40)는 통신부(20)와 연동하여 실내의 환경과 거주자의 건강에 따라 인근 구조기관과 기 설정한 연락처로 신고할 수도 있다. 즉, 거주지에 혼자 사는 독거노인이나 지병을 앓고 있는 거주자는 실내에 있더라도 각종 생명에 위협이나 위독할 경우가 발생할 가능성이 높다.

일예로, 거주자가 조작미숙으로 가스가 방출 또는 인지저하로 음식조리(가열)시간이 과해 실내 공기가 오염으로 수집되면, 1차적으로 알림부(30)로 경고 영상과 소리를 출력한다. 여기에 거주자의 활동정보가 수초 이내에 측정되지 않는다면, 위급상황으로 간주하고 통신부(30)를 통하여 인근 구조기관과 지인의 연락처로 신고한다.

다른 예로, 심장질환 지병을 앓고 있는 거주자가 평소 활동시간에 활동정보가 측정되지 않는다거나 측정되어야할 공간에서 활동정보가 측정되지 않는다면, 1차적으로 알림부(30)로 경고 영상과 소리를 출력하고, 수초 이내에 재 측정되지 않는다면, 위급상황으로 간주하고 통신부(30)를 통하여 인근 구조기관과 지인의 연락처로 신고한다.

한편, 본 발명의 제어 시스템은 실시예로 기술한 기능 외에 거주자의 활동공간에 따라 냉낭방, 가습, 환풍, 조명, 디스플레이, 오디오 기기(1)를 자동적으로 제어해줌으로서, 에너지의 절감과 거주자의 편의성과 더불어 건강증진을 도모할 수가 있다.

본 발명의 다른 일면은 거주자의 실내에 배치된 기기(1)와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 방법에 관한 것으로, 도 2처럼 수집단계(S10), 통신단계(S20), 알림단계(S30), 제어단계(S40)를 거친다. 본 발명은 전술한 수집부(10), 통신부(20), 알림부(30), 제어부(40)로 구성된 시스템을 운영하는 것이므로 각 단계에서 언급되는 구성에 관한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 실내의 환경정보와 거주자의 활동정보를 수집하는 감지단계(S10)를 거친다. 즉, 감지단계(S10)는 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 측정하는 환경정보와, 거주자의 움직임과 체온을 측정하는 활동정보를 수집한다. 여기서 활동정보는 열화상카메라로 거주자의 체온을 측정을 하고, 영상카메라로 거주자의 옷차림을 측정하여 실제 거주자의 체온을 정확하게 측정한다.

이어서 해당지역의 날씨정보와 거주자의 건강상태를 수집하는 통신단계(S20)를 거친다. 즉, 거주자가 외출 후에 거주지로 이동하거나 도착할 때 즈음 또는 지정된 요일이나 시간에 소지하는 스마트 단말기에 건강과 감정 상태의 입력을 유도하는 어플리케이션이 자동으로 구동된다.

즉, 건강 상태로는 거주자의 만성 또는 고질병 혹은 감기나 처방받은 사실을 선택적으로 지정할 수가 있다. 그리고 감정 상태로는 보통, 행복, 슬픔, 피곤, 흥분, 놀람, 무서움, 설렘, 화남, 우울의 정도를 단계별로 지정할 수가 있다. 여기서 거주자가 소지한 단말기와 함께 착용한 단말기와 연동하여 걸음수, 심박수, 스트레스, 산소포화도를 실시간 수집할 수도 있다.

그리고 정보와 기기(1)상태를 영상과 소리로 출력하는 알림단계(S30)를 거친다. 즉, 수집부(10)와 제어부(40)에 의해 거주자 건강과 날씨 및 실내 환경을 종합하여 안내해주고, 건강에 유익한 운동과 음식 따위의 정보를 제공한다. 무엇보다 실내의 환경과 건강에 따라 신속하게 대처할 수 있는 경고정보를 제공한다.

마지막으로 정보를 기반으로 기기(1)들의 작동을 제어하는 제어단계(S40);를 거친다. 즉, 거주자는 피로상태, 안방의 온도가 20℃체온이 36.5℃로 수집되었다면, 안방의 온도만을 23℃가 되도록 제어하고, 안방의 조명을 어둡게 디밍 제어한다. 다른 예로, 거주자는 우울하고 무료한 상태, 비가 오는 날씨로 수집되었다면, 거실의 조명을 밝게 하고, 유쾌한 음악이나 방송을 시청할 수 있게 제어한다.

이때, 제어부(40)는 통신부(20)와 연동하여 실내의 환경과 거주자의 건강에 따라 인근 구조기관과 기 설정한 연락처로 신고할 수도 있다. 즉, 거주자가 조작미숙으로 가스가 방출 또는 인지저하로 음식조리(가열)시간이 과해 실내 공기가 오염으로 수집되면, 1차적으로 알림부(30)로 경고 영상과 소리를 출력한다. 여기에 거주자의 활동정보가 수초 이내에 측정되지 않는다면, 위급상황으로 간주하고 통신부(30)를 통하여 인근 구조기관과 지인의 연락처로 신고한다.

한편, 심장질환 지병을 앓고 있는 거주자가 평소 활동시간에 활동정보가 측정되지 않는다거나 측정되어야할 공간에서 활동정보가 측정되지 않는다면, 1차적으로 알림부(30)로 경고 영상과 소리를 출력하고, 수초 이내에 재 측정되지 않는다면, 위급상황으로 간주하고 통신부(30)를 통하여 인근 구조기관과 지인의 연락처로 신고한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1; 기기 10: 감지부
20: 통신부 30: 알림부
40: 제어부 S10: 감지단계
S20: 통신단계 S30: 알림단계
S40: 제어단계

Claims (12)

1. 거주자의 실내에 배치된 기기와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 시스템에 있어서:
   실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 측정하는 환경정보와, 거주자의 움직임과 체온을 측정하는 활동정보를 실시간 수집하되, 상기 활동정보는 거주자의 체온을 측정을 하는 열화상카메라와 함께 거주자의 옷차림을 측정하는 영상카메라로 측정하는 감지부;
   기상청으로부터 해당지역의 날씨정보를 수신받고, 거주자가 소지한 단말기와 연동하여 건강이나 감정 상태를 질의응답으로 주기적 수집하고, 거주자가 착용한 단말기와 연동하여 걸음수, 심박수, 스트레스, 산소포화도를 실시간 수집하는 통신부;
   상기 수집된 거주자 건강과 날씨 및 실내 환경과 기기상태를 종합하여 건강에 유익한 운동과 음식정보, 그리고 실내의 환경과 건강에 따라 신속하게 대처할 수 있는 경고정보를 영상과 소리로 출력하는 알림부; 및
   상기 정보를 기반으로 기기들의 작동을 제어하고, 실내의 환경과 거주자의 건강에 따라 인근 구조기관과 기 설정한 연락처로 신고하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 환경 자동 제어시스템.
2. 거주자의 실내에 배치된 기기와 연동하여 거주자의 활동과 건강에 따라 실내 환경을 자동적으로 제어하는 방법에 있어서:
   실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 측정하는 환경정보와, 거주자의 움직임과 체온을 측정하는 활동정보를 실시간 수집하되, 상기 활동정보는 거주자의 체온을 측정을 하는 열화상카메라와 함께 거주자의 옷차림을 측정하는 영상카메라로 측정하는 감지단계;
   기상청으로부터 해당지역의 날씨정보를 수신받고, 거주자가 소지한 단말기와 연동하여 건강이나 감정 상태를 질의응답으로 주기적 수집하고, 거주자가 착용한 단말기와 연동하여 걸음수, 심박수, 스트레스, 산소포화도를 실시간 수집하는 통신단계;
   상기 수집된 거주자 건강과 날씨 및 실내 환경과 기기상태를 종합하여 건강에 유익한 운동과 음식정보, 그리고 실내의 환경과 건강에 따라 신속하게 대처할 수 있는 경고정보를 영상과 소리로 출력하는 알림단계; 및
   상기 정보를 기반으로 기기들의 작동을 제어하고, 실내의 환경과 거주자의 건강에 따라 인근 구조기관과 기 설정한 연락처로 신고하는 제어단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 환경 자동 제어방법.
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