KR101874443B1 - 미세먼지 신호등을 이용해 대기질의 상태를 제공하는 장치 및 방법 - Google Patents

미세먼지 신호등을 이용해 대기질의 상태를 제공하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

표시등을 포함하는 미세먼지 신호등 장치가 제공된다. 상기 미세먼지 신호등 장치는, 대기환경기준물질에 대하여 대기질 측정망에 의해 측정된 제1 데이터를 외부 장치로부터 수신하는 데이터 수신부; 상기 미세먼지 신호등 장치의 내장 센서를 통해 상기 대기환경기준물질을 측정하여 제2 데이터를 생성하는 데이터 생성부; 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 이용해 대기질 상태를 분석하는 분석부; 및 상기 대기질 상태에 기초해 상기 표시등의 표시색을 결정하고, 상기 표시등에 포함된 LED(light-emitting diode) 매트릭스의 다수의 제1 라인과 다수의 제2 라인 중 상기 다수의 제1 라인 각각을 순서대로 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키는 디스플레이부를 포함한다.

Description

미세먼지 신호등을 이용해 대기질의 상태를 제공하는 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING STATE OF AIR QUALITY THROUGH INDICATION LIGHT OF FINE DUST}
본 발명은 미세먼지 신호등을 이용해 대기질의 상태를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 먼지는 공기 중에 혼합된 부유 물질로써, 입경의 크기가 10㎛ 보다는 작고 2.5㎛ 보다는 큰 먼지를 미세 먼지라 일컫고, 2.5㎛이하의 입자를 갖는 먼지를 초미세먼지라고 일컫는다. 최근에는, 미세먼지에 의한 대기질이 악화되는 빈도가 증가하고 있다. 미세먼지(또는 초미세먼지)는 크기가 매우 작아 신체에서 필터링되지 못하고 순환되어 각종 질병을 일으키는 주범이다. 과거에는 비, 구름, 및 온도 등이 날씨가 좋은지 나쁜지에 대한 척도였지만, 현대에는 미세먼지가 날씨의 주요 척도이다. 이러한 미세먼지는 1급 발암물질이며, 미세먼지에 대한 시민의 관심이 급증하고 있다.
미세먼지(또는 초미세먼지)는 실질적으로 육안으로 관찰될 수 없기 때문에, 미세먼지를 감지할 수 있는 장치가 필요하다.
기존 기술은 오염 정보(예, 미세먼지 농도)의 수치를 전광판에 단순히 디스플레이 하기 때문에, 시민들은 디스플레이되는 수치만을 보고서는 현재 날씨가 얼마나 좋은지 또는 나쁜지를 직관적으로 알 수 없다.
한편, 미세먼지 측정장치에 의해 측정된 정보를 자체적으로 표시 장치를 통해 제공하는 방식의 경우에, 사용자가 측정 정보를 시각적으로 보아야만 하는 불편함과 원격지에서 모니터링하기 어려운 단점이 존재한다.
또한, 미세먼지 정보를 무선으로 송신하는 방식의 경우에, 측정 정보가 불법적인 도청 또는 위변조 등에 의해 의도적으로 왜곡될 수 있고, 이로 인해 대기질 관리에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 미세먼지 신호등을 이용해 대기질 상태(예, 미세먼지 농도 등)를 직관적으로 제공하는 방법, 장치, 및 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 대기질에 대해 센싱된 정보를 높은 보안성으로 전송하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 미세먼지 신호등 장치의 소비 전력을 절감하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 표시등을 포함하는 미세먼지 신호등 장치가 제공된다. 상기 미세먼지 신호등 장치는, 대기환경기준물질에 대하여 대기질 측정망에 의해 측정된 제1 데이터를 외부 장치로부터 수신하는 데이터 수신부; 상기 미세먼지 신호등 장치의 내장 센서를 통해 상기 대기환경기준물질을 측정하여 제2 데이터를 생성하는 데이터 생성부; 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 이용해 대기질 상태를 분석하는 분석부; 및 상기 대기질 상태에 기초해 상기 표시등의 표시색을 결정하고, 상기 표시등에 포함된 LED(light-emitting diode) 매트릭스의 다수의 제1 라인과 다수의 제2 라인 중 상기 다수의 제1 라인 각각을 순서대로 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키는 디스플레이부를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 미세먼지 신호등 장치가 대기질의 상태를 제공하는 방법이 제공된다. 상기 미세먼지 신호등 장치의 대기질 상태 제공 방법은, 대기환경기준물질에 대하여 대기질 측정망에 의해 측정된 제1 데이터를 환경정보 관리 장치로부터 수신하는 단계; 상기 미세먼지 신호등 장치에 내장된 센서를 통해 상기 대기환경기준물질을 측정하여 제2 데이터를 생성하는 단계; 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 이용해 대기질 상태를 분석하는 단계; 상기 대기질 상태에 기초해, 상기 미세먼지 신호등 장치에 포함된 표시등의 표시색을 결정하는 단계; 및 상기 표시등에 포함된 LED(light-emitting diode) 매트릭스의 다수의 제1 라인과 다수의 제2 라인 중 상기 다수의 제1 라인 각각을 순서대로 소정의 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미세먼지 신호등 시스템은 생활권에서 쉽게 접하는 날씨 정보처럼 대기질 상태(예, 미세먼지 정보 등)를 생활권에서 손쉽게 제공함으로써, 미세먼지 예방, 시민 건강 증진, 및 의료비 절감이 달성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 미세먼지 신호등 시스템은 대기질 상태를 신호등 방식으로 직관적으로 제공함으로써, 어린 아이부터 노인까지 대기질 상태를 한눈에 쉽게 인식할 수 있도록 하고 빠르게 이해할 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 미세먼지 신호등 장치를 통해 대기질 상태(예, 미세먼지 농도 등)가 쉽게, 자세히, 그리고 직관적으로 제공될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 대기질에 대한 정보가 이중으로 암호화되어 전송되므로, 보안성이 향상될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 미세먼지 신호등 장치의 소비 전력이 현저하게 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치의 외형을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치에 포함되는 몸체의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 시스템에 의해 제공되는 원격 현장 관리 화면의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 환경정보 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 대기질 측정장치와 게이트웨이 단말을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치가 표시등을 통해 대기질 상태를 디스플레이하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치가 밝기 조절을 통해 소비 전력을 절감하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 입자(particle) 측정장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 입자 측정장치의 공기흡입부를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 입자 측정장치가 입자를 측정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치가 대기질 상태를 제공하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한 본 명세서에서, 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 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
이하에서는, 대기질 상태(예, 미세먼지 농도 등)를 쉽게, 자세히, 그리고 직관적으로 제공하는 미세먼지 신호등에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 신호등은 시민 생활권(예, 학교, 공원, 광장, 놀이터, 아파트, 광장, 관공서, 유원지, 공항 등) 내에 설치되어 높은 생활 밀접도를 가질 수 있고, 시민 생활, 건강, 및 생명을 지킬 수 있다. 본 명세서에서는, 미세먼지 또는 초미세먼지를 미세먼지라 통칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등을 나타내는 도면이다.
미세먼지 신호등은 기존 신호등 형태를 가지며, 대기질의 상태를 제공할 수 있다. 대기질은 공기 청결함의 척도이며, 공기 중 오염 물질들의 농도로 기술될 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등은 대기환경기준물질(예, 미세먼지, 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 아황산가스 등)에 대한 대기 오염도를 제공할 수 있다.
예를 들어, 미세먼지 신호등은 1급 발암물질인 미세먼지의 농도가 0~15 ㎍/m³ 사이인 경우에, 도 1의 (a)에 예시된 바와 같이 대기질 좋음을 나타내는 파란색 빛을 출력할 수 있다. 다른 예를 들어, 미세먼지 신호등은 미세먼지의 농도가 16~50 ㎍/m³사이인 경우에, 도 1의 (b)에 예시된 바와 같이 대기질 보통을 나타내는 녹색 빛을 출력할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 미세먼지 신호등은 미세먼지의 농도가 51~100 ㎍/m³사이인 경우에, 도 1의 (c)에 예시된 바와 같이 대기질 나쁨을 나타내는 노란색 빛을 출력할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 미세먼지 신호등은 미세먼지의 농도가 101 ㎍/m³이상인 경우에, 도 1의 (d)에 예시된 바와 같이 대기질 매우 나쁨을 나타내는 빨간색 빛을 출력할 수 있다. 대기질 상태가 신호등 방식으로 친숙하고 편리하게 확인될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 시스템을 나타내는 도면이다.
미세먼지 신호등 시스템은 환경 데이터 서버(ED100), 환경정보 관리 장치(EM200), 미세먼지 신호등 장치(TL300), 및 사용자 단말(UT100, UT200)을 포함할 수 있다.
환경 데이터 서버(ED100)는 대기 환경에 관련된 데이터(이하 '대기 환경 데이터')를 제공하는 장치이다. 예를 들어, 환경 데이터 서버(ED100)는 기관(예, 환경부, 한국 환경 공단, 기상청 등)의 업무 수행의 결과물로써 생성 및 수집된 대기 환경 데이터를 제공하는 장치일 수 있다. 대기 환경 데이터는 대기 오염도 데이터 또는 대기환경기준물질 측정 데이터(예, 미세먼지 농도 데이터 등)를 포함할 수 있다.
환경정보 관리 장치(EM200)는 환경 데이터 서버(ED100)에 대기 환경 데이터를 요청하여, 환경 데이터 서버(ED100)로부터 대기 환경 데이터를 수신할 수 있다. 환경정보 관리 장치(EM200)와 환경 데이터 서버(ED100)는 유/무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
환경정보 관리 장치(EM200)는 대기 환경 데이터를 분석하여, 그 분석 데이터를 사용자 단말(UT100, UT200)에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 환경정보 관리 장치(EM200)는 대기 환경 데이터에 대한 분석 데이터(예, 대기질의 상태)를 시각적(예, 차트, 그래프 등)으로 표현하여, 실시간으로 사용자 단말(UT100, UT200)에 제공할 수 있다. 환경정보 관리 장치(EM200)는 사용자 단말(UT100, UT200)로부터 대기 환경 상태의 요청을 수신하는 경우에, 대기 환경 데이터에 기초해 분석된 대기 환경 상태(예, 대기환경기준물질에 대한 대기오염도 등)를 사용자 단말(UT100, UT200)에게 제공할 수 있다. 환경정보 관리 장치(EM200)와 사용자 단말(UT100, UT200)은 인터넷 등을 통해 연결될 수 있다. 사용자 단말(UT100, UT200)은 디스플레이 장치를 포함하며, 유/무선 통신이 가능한 스마트폰, 노트북, PDA(personal digital assistant), 태블릿 PC(personal computer), 개인용 컴퓨터(personal computer) 등 일 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(UT100, UT200)은 미세먼지 신호등을 위한 어플리케이션(또는 프로그램) 또는 웹(web) 서버를 통해 서비스를 제공 받을 수 있다.
환경정보 관리 장치(EM200)는 대기 환경 데이터를 분석하여, 그 분석 데이터를 미세먼지 신호등 장치(TL300)에게 제공할 수 있다. 또는, 환경정보 관리 장치(EM200)는 대기 환경 데이터를 가공하여, 그 가공 데이터를 미세먼지 신호등 장치(TL300)에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 환경정보 관리 장치(EM200)로부터 수신되는 분석 데이터 또는 가공 데이터를 이용해 대기질의 상태를 판단하고, 대기질의 상태에 따라 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 포함된 표시등의 출력을 제어할 수 있다. 도 1에서 기술된 바와 같이, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 환경정보 관리 장치(EM200)로부터 수신되는 데이터를 이용해 대기환경기준물질의 상태(예, 미세먼지 농도 등)를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 표시등의 표시색(예, 파란색, 녹색, 노란색, 붉은색 등)을 결정할 수 있다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)와 환경정보 관리 장치(EM200)는 유/무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 TCP(transmission control protocol)/IP(internet protocol)를 통해 환경정보 관리 장치(EM200)와 통신할 수 있다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)는 대기질 측정소에 의해 제공되는 대기질 데이터를 활용하여, 대기질 상태(예, 미세먼지 상태 등)를 신호등 방식으로 표현할 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 설치된 장소로부터 가장 근접한 지역의 대기질 측정망에 의해 측정된 데이터를 활용하여, 정확한 대기질 상태를 실시간으로 제공할 수 있다.
한편, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 내장된 센서를 통해 측정되는 대기오염 데이터를 이용해, 대기질의 상태를 분석할 수도 있다. 즉, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 환경 데이터 서버(ED100)에 의해 제공되는 데이터가 아니라, 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 내장된 센서를 통해 측정되는 주변 대기오염 데이터(예, 미세먼지 농도 데이터 등)를 이용할 수 있다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 내장 센서의 데이터에 기초해 분석된 대기질 상태의 알림을 표시등을 통해 제공할 수 있다.
한편, 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 기능은 실시간으로 유/무선 통신을 통해 관리 및 업데이트될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 외형을 나타내는 도면이다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)는 몸체(UP10) 및 몸체(UP10)의 하중을 지지하는 기둥부(LP20)를 포함한다. 몸체(UP10) 및 기둥부(LP20)은 분리될 수 있다. 몸체(UP10)는 아크릴 상단, 헤어라인스틸 바디, 및 블랙서스 하단을 포함할 수 있다.
도 3에 예시된 바와 같이, 몸체(UP10)의 4개 면 각각에는 표시등이 존재할 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 대기질의 상태(예, 미세먼지 농도 등)에 따라, 몸체(UP10)의 4개 면 각각에 존재하는 표시등의 표시색(예, 파란색, 녹색, 노란색, 붉은색 등)을 결정할 수 있다. 몸체(UP10)의 각 면에 존재하는 표시등은 원형일 수 있다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 4개 방향의 표시등을 통해 대기질 상태를 표현함으로써, 시안성이 확보될 수 있다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)의 표시등은 4색(blue, green, yellow, red) LED(light-emitting diode)를 포함할 수 있다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)는 옥외에 고정적으로 설치(예, 앙카 및 지주대)될 수 있으며, 방수 기능을 가질 수 있다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)에는 외부로부터 전력을 공급 받거나, 또는 내장된 배터리로부터 공급되는 전력을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 포함되는 몸체의 다른 예를 나타내는 도면이다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)에 몸체의 4개 면 각각에는 표시등이 존재할 수 있다.
도 4의 (a)에 예시된 바와 같이, 몸체의 각 면에 존재하는 표시등은 사각형일 수 있다.
도 4의 (b)에 예시된 바와 같이, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 표시등의 하단 영역에 대기질 상태(예, 미세먼지 농도 등)에 대응하는 표시색을 출력할 수 있고, 표시등의 상단 영역에 대기질 상태에 대응하는 텍스트를 출력할 수 있다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)는 간단하게 조립될 수 있고 현장에 용이하게 설치될 수 있으므로, 높은 시공성을 가진다. 또한 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 유지 관리 비용이 경제적이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 시스템에 의해 제공되는 원격 현장 관리 화면의 예를 나타내는 도면이다.
미세먼지 신호등 시스템은 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 설치된 현장 및 대기질 상태를 원격으로 모니터링 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 시스템의 환경정보 관리 장치(EM200)는 현장 관리 기능, 회원 관리 기능, 현장명 검색 기능 등을 웹(web)을 통해 제공할 수 있다. 사용자는 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 설치된 현장을 웹 사이트를 통해 모니터링할 수 있다.
미세먼지 신호등 시스템은 현장명(예, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 설치되는 위치 및 장치 번호), 측정지역(예, 대기질이 측정되는 지역 및 시간), API(application programming interface) 갱신 시간, 현장 통신 시간(예, 미세먼지 신호등 장치(TL300)와의 통신 시간), 대기환경기준물질(예, 미세먼지, 초미세먼지, 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 아황산가스 등)에 대한 대기 오염도 등을 웹을 통해 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 환경정보 관리 시스템을 나타내는 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 대기질 측정장치와 게이트웨이 단말을 나타내는 도면이다. 이러한 환경정보 관리 시스템은 상술한 미세먼지 신호등 시스템에 적용될 수 있다.
미세먼지 신호등 시스템은 전송 데이터를 암호화할 수 있다. 구체적으로, 미세먼지 신호등 시스템은 DES(data encryption standard) 또는 AES(advanced encryption standard) 알고리즘을 이용해, 전송 데이터를 암호화할 수 있다. 대기질 측정장치의 센서를 통해 측정된 정보는 암호화되어 무선으로 전송될 수 있다.
환경정보 관리 시스템은 대기질 측정 장치(X110), 게이트웨이 단말(X150), 및 관리서버(X200)를 포함할 수 있다.
통신망(X180)에는 유무선 인터넷이 적용될 수 있다.
대기질 측정 장치(X110)는 측정대상 장소에 설치되며, 대기질에 대해 센싱된 대기질 상태 정보를 검출하여 무선으로 게이트웨이 단말(X150)에 전송한다. 구체적으로, 대기질 측정 장치(X110)는 도 7에 도시된 바와 같이, 센서부(X120), 측정 제어부(X130), 측정 통신부(X135), 및 표시부(X136)를 포함할 수 있다.
센서부(X120)는 대기질에 관련된 대기질 상태 정보를 취득할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(X120)는 미세먼지 농도센서(X121), 이산화탄소 농도 센서(X122), 휘발성 유기화합물(TVOC) 농도 센서(X123), 온도 센서(X124), 습도 센서(X125), 오존 농도 센서, 이산화질소 농도 센서, 일산화탄소 농도 센서, 아황산가스 농도 센서 등을 포함할 수 있다.
측정 제어부(X130)는 센서부(X120)의 각 센서로부터 출력되는 신호를 입력받아 처리하고, 취득된 대기질 상태 정보가 측정 통신부(X135)를 통해 무선으로 송신되도록 처리할 수 있다. 측정 제어부(X130)는 측정된 대기질 상태 정보가 표시부(X136)를 통해 표시되도록 처리할 수 있다.
측정 제어부(X130)는 전송 대상인 대기질 상태 정보를 제1 보안모듈(X161)을 통해 암호화하여 측정 통신부(X135)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 제1 보안모듈(X161)에는 DES 암호화 모듈이 적용될 수 있다. 즉, 제1 보안모듈(X161)은 대칭키 암호화 방식 중 하나인 DES 암호화 방식을 이용해 대기질 상태 정보를 암호화한 후, 암호화된 정보를 측정 통신부(X135)로 전달할 수 있다.
측정 통신부(X135)는 측정 제어부(X130)로부터 수신된 신호(DES 방식으로 암호화된 신호)를 제2 보안모듈(X162)을 이용해 해독(복호화)할 수 있다. 그리고 측정 통신부(X135)의 제2 보안모듈(X162)은 복호화된 정보를 대칭키 암호화 방식 중 하나인 AES(advanced encryption standard) 암호화 방식을 이용해 암호화할 수 있다. 측정 통신부(X135)는 AES 암호화 방식에 의해 암호화된 정보를 무선으로 송신할 수 있다.
게이트웨이 단말(X150)은 대기질 측정 장치(X110)로부터 전송되는 무선 신호(암호화된 정보)를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 통신망(X180)을 통해 관리서버(X200)로 전송할 수 있다.
구체적으로, 게이트웨이 단말(X150)은 로컬통신부(X151), 로컬제어부(X153), 서버 통신부(X155), 조작부(X156), 및 표시부(X157)를 포함할 수 있다.
로컬통신부(X151)는 AES 암호화 방식으로 암호화된 정보를 수신하고, 수신된 정보를 DES 방식으로 암호화하여 로컬제어부(X153)에 전달하는 제3 보안모듈(X163)을 포함할 수 있다.
로컬제어부(X153)는 제4 보안모듈(X164)을 포함할 수 있다. 제4 보안모듈(X164)은 로컬통신부(X151)로부터 수신된 암호화된 정보(DES 암호화 방식으로 암호화된 정보)를 해독(복호화)할 수 있다. 로컬제어부(X153)는 제4 보안모듈(X164)에 의해 해독된 정보를 서버 통신부(X155)를 통해 관리서버(X200)로 전송할 수 있다.
조작부(X156)는 지원 기능이 사용자의 조작에 의해 로컬제어부(X154)에 설정되도록 처리할 수 있다.
표시부(X157)는 로컬제어부(X154)에 의해 제어되어 표시 정보를 표시할 수 있다.
관리서버(X200)는 대기질 측정 장치(X110)로부터 게이트웨이 단말(X150)을 통해 전송된 대기질 상태 정보를 데이터 베이스(DB: database)(X210)에 저장할 수 있고, 데이터 베이스(X210)에 저장된 정보를 열람할 수 있다.
한편, 관리서버(X200)가 대기질 측정 장치(X110)로부터 전송된 대기질 상태 정보를 표시하는 방법, 그리고 이러한 대기질 상태 정보에 기반한 분석 정보를 처리하는 방법은 다양하게 구현될 수 있다.
관리서버(X200)는 통신을 수행하는 구성을 포함할 수 있다.
도 6의 환경정보 관리 시스템에서는 대기질에 대해 센싱된 정보가 이중으로 암호화되어 관리서버(X200)로 전송되므로, 보안성이 향상될 수 있다.
관리서버(X200)는 상술한 미세먼지 신호등 시스템의 환경정보 관리 장치(EM200) 또는 환경 데이터 서버(ED100)일 수 있다. 대기질 측정장치(X110)는 환경정보 관리 장치(EM200) 또는 환경 데이터 서버(ED100)에 무선으로 센서 데이터를 전송할 수 있다. 대기질 측정장치(X110)는 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 내장될 수 있다. 또는, 대기질 측정장치(X110)는 대기질 측정망(예, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 설치된 장소로부터 근접한 지역의 대기질 측정망)에 포함될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치가 표시등을 통해 대기질 상태를 디스플레이하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)에는 디스플레이 부품인 LED 도트 매트릭스(dot matrix)가 예시되어 있고, 도 8의 (b)에는 도트 매트릭스의 내부 회로가 예시되어 있다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 표시등은 도트 매트릭스를 포함할 수 있다.
도 8에 예시된 도트 매트릭스는 MxN(예, 8x8 개)의 LED를 포함한다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 컬럼(column) 라인과 로우(row) 라인을 이용해, 원하는 위치의 LED를 턴온/오프할 수 있다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 표시등에 포함되는 모든 LED가 턴온/턴오프되면 전력 소모가 많기 때문에, 전력 소모를 줄이는 방법이 필요하다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)는 표시등에 포함된 모든 LED를 턴온하기 위해서 컬럼 라인과 로우 라인 전체를 턴온시켜야 한다. 이러한 경우에, 전체 LED 개수 만큼의 전력 소모가 발생한다. 예를 들어, (64개 LED x 소비전류) 만큼의 전력 소모가 발생한다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)는 표시등을 턴온하고자 하는 경우에, 전체 컬럼 라인을 턴온시키고, 로우 라인을 순서대로 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 8개의 로우 라인들 중 1번째 로우 라인을 턴온시켰다 턴오프시키고, 그 후 2번째 로우 라인을 턴온시켰다 턴오프시키고, 그 후 3번째 로우 라인을 턴온시켰다 턴오프시키고, 이를 8번째 로우 라인까지 반복할 수 있다. 이러한 방법에 의하면, 소비 전력이 기존 방법에 의한 소비 전력의 1/M(단, M은 로우 라인의 개수)로 줄어들 수 있다.
일반적으로 사람의 눈은 1초에 대략 30개의 프레임이 제공되면, 이를 영상처럼 자연스럽게 인식할 수 있다. 도 8의 도트 매트릭스에서 1개의 프레임이 구성되기 위해서, 로우 라인이 턴온된 후 턴오프되는 것이 8번 반복되어야 한다. 이러한 경우에, 1초에 30개의 프레임이 제공되려면, (8x30회)/1sec 이상의 제어 속도가 필요하다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 대략 4msec 정도의 속도로 로우 라인을 바꿔가면서 로우 라인을 턴온시켰다 턴오프시키면, 소비 전력은 기존 방법에 의한 소비 전력의 1/8로 줄어들지만 도 8의 도트 매트릭스에 포함된 전체 LED가 턴온된 것으로 인지될 수 있다.
즉, 턴온되는 LED 개수를 줄여 소비 전력을 절감하는 방법(이하 '제1 전력 절감 방법')은 다음과 같다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등을 턴온시키고자 하는 경우에, 표시등의 LED 매트릭스에 포함된 N개의 컬럼 라인을 턴온시키고, 표시등의 LED 매트릭스에 포함된 M개의 로우 라인을 로우 라인의 개수에 기반한 소정의 속도로 순서대로 바꿔가면서 로우 라인을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 또는 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등을 턴온시키고자 하는 경우에, 표시등의 LED 매트릭스에 포함된 M개의 로우 라인을 턴온시키고, 표시등의 LED 매트릭스에 포함된 N개의 컬럼 라인을 컬럼 라인의 개수에 기반한 소정의 속도로 순서대로 바꿔가면서 컬럼 라인을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다.
제1 전력 절감 방법에서, 하나의 라인(예, 1번째 로우 라인)을 위한 소정의 라인 턴온 시간 동안 해당 라인(예, 1번째 로우 라인)이 턴온되었다가 턴오프되고, 그 다음 라인(예, 2번째 로우 라인)을 위한 소정의 라인 턴온 시간 동안 해당 라인(예, 2번째 로우 라인)이 턴온되었다가 턴오프된다. 이는 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 표시등이 턴온되는 시간 동안에 반복된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치가 밝기 조절을 통해 소비 전력을 절감하는 방법(이하 '제2 전력 절감 방법')을 나타내는 도면이다.
제2 전력 절감 방법에서, LED 밝기는 전압 조절이 아닌 제어 속도를 통해 조정될 수 있다. 제2 전력 절감 방법은 제1 전력 절감 방법과 함께 사용될 수 있다.
구체적으로, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 제1 전력 절감 방법에서 기술된 라인 턴온 시간을 K개로 나눌 수 있다.
도 9의 (a)에 예시된 바와 같이, 하나의 라인을 위한 라인 턴온 시간이 4msec인 경우에, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 4msec을 4등분하여 하나의 라인 턴온 시간을 4개의 서브 라인 턴온 구간으로 나눌 수 있다. 서브 라인 턴온 구간은 1msec이며, 표시등의 밝기 레벨 스케일 1~4에 대응한다. 즉, 4단계 밝기 조절이 가능하며, 이로 인해 소비 전력은 제1 전력 절감 방법에 의한 소비 전력의 1/4로 줄어들 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등의 밝기 레벨을 1로 하고자 하는 경우(예, 색상의 밝기 변수가 1인 경우)에, 1개의 서브 라인 턴온 구간(예, 1msec) 동안에 해당 라인(예, 1번째 로우 라인)을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 그 이후에는, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 제1 전력 절감 방법에서와 같이, 표시등의 LED 매트릭스에 포함된 라인(예, 로우 라인)을 순서대로 바꿔가면서 라인을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등의 밝기 레벨을 3으로 하고자 하는 경우(예, 색상의 밝기 변수가 3인 경우)에, 3개의 서브 라인 턴온 구간(예, 3msec) 동안에 해당 라인(예, 1번째 로우 라인)을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 또 다른 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등의 밝기 레벨을 4로 하고자 하는 경우(예, 색상의 밝기 변수가 4인 경우)에, 4개의 서브 라인 턴온 구간(예, 4msec) 동안에 해당 라인(예, 1번째 로우 라인)을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다.
도 9의 (b)에 예시된 바와 같이, 하나의 라인을 위한 라인 턴온 시간이 4msec인 경우에, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 4msec을 8등분하여 하나의 라인 턴온 시간을 8개의 서브 라인 턴온 구간으로 나눌 수 있다. 각 서브 라인 턴온 구간은 0.5msec 이며, 표시등의 밝기 레벨 스케일 1~8에 대응한다. 즉, 8단계 밝기 조절이 가능하며, 이로 인해 소비 전력은 제1 전력 절감 방법에 의한 소비 전력의 1/8로 줄어들 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등의 밝기 레벨을 1로 하고자 하는 경우에, 1개의 서브 라인 턴온 구간(예, 0.5msec) 동안에 해당 라인(예, 1번째 로우 라인)을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 그 이후에는, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 제1 전력 절감 방법에서와 같이, 표시등의 LED 매트릭스에 포함된 라인(예, 로우 라인)을 순서대로 바꿔가면서 라인을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등의 밝기 레벨을 4로 하고자 하는 경우에, 4개의 서브 라인 턴온 구간(예, 2msec) 동안에 해당 라인(예, 1번째 로우 라인)을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 또 다른 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 표시등의 밝기 레벨을 8로 하고자 하는 경우에, 8개의 서브 라인 턴온 구간(예, 4msec) 동안에 해당 라인(예, 1번째 로우 라인)을 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다.
즉, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 라인 턴온 시간 마다 라인을 변경하는 루틴을 이용하면서, 색상의 밝기 변수를 변경하여 소비 전력을 조절할 수 있다. 한편, 색상의 밝기 변수가 0인 경우에, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 표시등의 전체 LED를 턴오프시킬 수 있다. 미세먼지 신호등 장치(TL300)가 설치되는 현장 환경에 맞게, 표시등의 밝기는 조정될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 입자(particle) 측정장치를 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 입자 측정장치의 공기흡입부를 나타내는 도면이다.
입자 측정장치(Z100)는 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 적용될 수 있다. 입자 측정장치(Z100)는 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 내장될 수 있다.
구체적으로, 입자 측정장치(Z100)는 공기흡입부(Z110), 파티클산출부(Z120), 제어부(Z130), 통신부(Z140), 및 파티클표시부(Z150)를 포함할 수 있다.
공기흡입부(Z110)는 설정된 양의 공기를 유입한다. 이때, 공기흡입부(Z110)는 도 11에 도시된 바와 같이, 유입공받이(Z111), 공기유입공(Z112), 이탈방지막(Z113, Z116), 유출공받이(Z114), 공기유출공(Z115), 탄성막(Z117), 및 탄성막당김부재(Z118)를 포함할 수 있다.
유입공받이(Z111)는 수직으로 설치되는 공기 흡입관의 하단 내부에 설치되며, 공기유입구멍이 마련된다. 유입공받이(Z112)는 원통 형상으로 이루어진 공기 흡입관의 내부 측벽에 일정한 너비로 설치되며, 가운데에 공기유입구멍이 마련될 수 있다.
공기유입공(Z112)은 유입공받이(Z111)의 공기유입구멍에 놓여진다. 이때, 공기유입공(Z112)은 구 형상으로 이루어지며, 외면이 실리콘, 고무 등의 재질로 이루어질 수 있다.
이탈방지막(Z113, Z116)은 공기유입공(Z112) 및 공기유출공(Z115)의 각각의 이탈을 방지한다. 이때, 공기유입공(Z112)의 이탈을 방지하는 이탈방지막(Z113)을 하단 이탈방지막라고 명명하며, 공기유출공(Z115)의 이탈을 방지하는 이탈방지막을 상단이탈방지막이라고 명명한다.
유출공받이(Z114)는 공기 흡입관의 상단 내부에 설치되며, 공기유출구멍이 마련된다. 이때, 유출공받이(Z114)는 유입공받이(Z111)와 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.
공기유출공(Z115)은 공기유출구멍에 놓여진다. 이때, 공기유출공(Z115)은 공기유입공(Z112)과 동일한 크기 및 재질의 구로 이루어질 수 있다.
탄성막(Z117)은 공기 흡입관의 유입공받이(Z111)와 유출공받이(Z114)의 사이에 일 측면을 막아 설치되며, 탄성부재로 형성되고, 공기 흡입관의 일 측면 외부로 당겨질 때에는 내부 공간을 확장하고, 공기 흡입관의 일 측면 내부로 밀릴 때에는 내부 공간을 축소한다.
탄성막당김부재(Z118)는 제어부(Z130)의 제어에 따라 탄성막(Z117)을 공기 흡입관의 일 측면 외부로 당기거나 내부로 민다.
파티클산출부(Z120)는 공기흡입부(Z110)에 의해 유입되는 공기에 대하여, 단위부피당 먼지입자 크기별 파티클을 산출한다. 여기서, 파티클산출부(Z120)는 광산란 방식을 이용하여 단위부피당 먼지입자 크기별 파티클을 산출할 수 있다. 이때, 광산란 방식은 광학챔버에 유입된 입자에 레이저를 조사하면 입자 크기별로 레이저의 빛이 입자에 의해 산란하게 되는데, 이 경우의 산란 량을 가지고 입자의 크기를 구분하며, 또한 산란계수에 기초하여 입자의 개수를 판단하는 방식을 말한다. 파티클산출부(Z120)는 공기흡입부(Z110)에 의해 유입되는 공기에 대하여, 광산란 방식을 이용하여 단위부피당 먼지입자 크기별 파티클을 산출한다.
제어부(Z130)는 공기흡입부(Z110)에 의해 유입되는 공기의 양을 제어한다. 이때, 제어부(Z130)는 탄성막(Z117)의 당겨지는 정도 및 밀리는 정도를 조절하여 유입되는 공기 양을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(Z130)가 탄성막(Z117)을 공기 흡입관의 일 측면 외부로 당길 때에는 공기 흡입관의 하단으로부터 공기가 유입되는데, 이 경우 제어부(Z130)는 탄성막(Z117)의 당기는 정도를 조절하여 유입되는 공기의 양을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(Z130)가 탄성막(Z117)을 공기 흡입관의 일 측면 내부로 밀 때에는 공기 흡입관의 내부에 유입된 공기가 공기 흡입관의 상단으로 유출되는데, 이 경우 제어부(Z130)는 탄성막(Z117)의 미는 정도를 조절하여 유출되는 공기의 양을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(Z130)는 공기 흡입관의 내부에 유입되는 공기의 양과 공기 흡입관의 내부에서 파티클 산출부(Z120)로 유출되는 공기의 양을 제어할 수 있다.
통신부(Z140)는 데이터를 송수신한다. 이때, 통신부(Z140)는 이동통신망, 근거리 무선통신망 등의 다양한 통신방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 입자 측정장치가 입자를 측정하는 방법을 나타내는 도면이다.
입자 측정장치(Z100)는 유입되는 공기의 양을 제어한다(S110). 이때, 입자 측정장치(Z100)는 탄석막(Z117)을 공기 흡입관의 일 측 외부로 당기는 정도와 공기 흡입관의 일 측 내부로 미는 정도를 조절하여, 유입되는 공기의 양을 제어할 수 있다.
입자 측정장치(Z100)는 설정된 공기로부터 대기환경기준물질(예, 미세먼지)를 샘플링한다(S120). 이때, 입자 측정장치(Z100)는 일정하게 설정된 공기의 양에서 대기환경기준물질(예, 미세먼지)를 샘플링하기 때문에, 입자 측정의 정확도를 높일 수 있다.
입자 측정장치(Z100)는 샘플링된 대기환경기준물질(예, 미세먼지)에 대하여 단위부피당 먼지입자 크기별 파티클을 산출한다(S130). 이때, 입자 측정장치(Z100)는 광산란 방식을 이용하여, 단위부피당 먼지입자 크기별 파티클을 산출할 수 있다.
미세먼지 신호등 장치(TL300)는 S130 과정에서 산출된 파티클 산출값 그리고 내장 센서를 통해 측정되는 데이터 등을 고려하여 대기질 상태를 분석할 수 있고, 분석된 대기질 상태를 표시등을 통해 디스플레이할 수 있다(S140).
한편, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 환경정보 관리 장치(EM200)의 데이터에 기반한 분석 결과(이하 '제1 분석 결과')와 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 의해 측정된 데이터(예, 내장 센서에 의해 측정된 데이터, 입자 측정장치(Z100)에 의해 측정된 파티클 산출값 등)에 기반한 분석 결과(이하 '제2 분석 결과')를 종합적으로 고려하여, 대기질 상태를 판단할 수 있다. 구체적으로, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 제1 분석 결과와 제2 분석 결과에 서로 다른 가중치를 적용하는 제1 판단 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 제1 분석 결과의 값에 제1 가중치를 적용하고 제2 분석 결과의 값에 제2 가중치(제1 가중치 보다 작음)를 적용하고, 제1 가중치가 적용된 제1 분석 결과의 값과 제2 가중치가 적용된 제2 분석 결과의 값을 연산 처리하고, 연산된 결과 값에 기초해 대기질 상태를 판단할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 그리고 도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 미세먼지 신호등 장치가 대기질 상태를 제공하는 방법을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 미세먼지 신호등 장치(TL300)는 데이터 수신부(TL310), 데이터 생성부(TL320), 분석부(TL330), 및 디스플레이부(TL340)를 포함할 수 있다.
데이터 수신부(TL310)는 대기환경기준물질에 대하여 대기질 측정망에 의해 측정된 데이터(이하 '제1 데이터')를 외부 장치(예, 환경정보 관리 장치(EM200))로부터 수신할 수 있다(S310). 제1 데이터에는 도 6 및 도 7에서 기술된 데이터 암호화가 적용될 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터는 대기질 측정망에 포함된 대기질 측정장치(X110)의 보안 모듈에 의해 AES 암호화 방식으로 암호화된 후, 대기질 측정장치(X110)로부터 게이트웨이 단말(X150)로 무선으로 전송될 수 있다. 게이트웨이 단말(X150)로 전송된 데이터는 게이트웨이 단말(X150)의 보안 모듈에 의해 DES 암호화 방식으로 암호화될 수 있다.
데이터 생성부(TL320)는 미세먼지 신호등 장치(TL300)의 내장 센서를 통해 대기환경기준물질을 측정하여 데이터(이하 '제2 데이터')를 생성할 수 있다(S320).
분석부(TL330)는 제1 데이터 및 제2 데이터를 종합적으로 고려해, 대기질 상태를 분석할 수 있다(S330). 구체적으로, 분석부(TL330)는 상술한 제1 판단 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 분석부(TL330)는, 제1 데이터에 기반한 분석 결과값에 가중치 α를 적용하고, 제2 데이터에 기반한 분석 결과값에 가중치 α와 다른 가중치 β를 적용하고, 가중치 α, β가 적용된 분석 결과값들을 연산 처리하고, 연산 처리된 결과값에 기초해 대기질 상태를 분석할 수 있다.
디스플레이부(TL340)는 대기질 상태에 기초해, 미세먼지 신호등 장치(TL300)에 포함된 표시등의 표시색을 결정할 수 있다(S340).
디스플레이부(TL340)는 표시등에 포함된 LED 매트릭스에 상술한 제1 전력 절감 방법 또는 제2 전력 절감 방법을 적용할 수 있다(S350). 구체적으로, 디스플레이부(TL340)는 LED 매트릭스에 포함된 다수의 로우 라인과 다수의 컬럼 라인 중 다수의 로우 라인 각각을 순서대로 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다. 여기서, 라인 턴온 시간은 다수의 로우 라인의 개수에 기초해 결정될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(TL340)는 다수의 컬럼 라인을 턴온시킨 상태에서, 다수의 로우 라인 중 m(단, m은 자연수)번째 로우 라인을 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키고, 그 후 다수의 로우 라인 중 m+1번째 로우 라인을 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시킬 수 있다.
디스플레이부(TL340)는 라인 턴온 시간을 표시등의 밝기 레벨 스케일에 기초해 다수의 서브 라인 턴온 구간으로 분할할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이부(TL340)는 m번째 로우 라인을 턴온시키는 경우에, 표시등의 설정된 밝기 레벨에 기초해 다수의 서브 라인 턴온 구간 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 서브 라인 턴온 구간에서 m번째 로우 라인을 턴온시킬 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (a)의 예시에서, 하나의 서브 라인 턴온 구간이 1msec이며 표시등의 설정된 밝기 레벨이 2인 경우에, 디스플레이부(TL340)는 2개의 서브 라인 턴온 구간에서 m번째 로우 라인을 턴온시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 15의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치(예, 환경정보 관리 장치(EM200), 미세먼지 신호등 장치(TL300), 사용자 단말(UT100, UT200), 환경 데이터 서버(ED100), 관리서버(X200), 입자 측정장치(Z100) 등)일 수 있다.
도 15의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

  1. 표시등을 포함하는 미세먼지 신호등 장치로서,
    대기환경기준물질에 대하여 대기질 측정망에 의해 측정된 제1 데이터를 외부 장치로부터 수신하는 데이터 수신부;
    상기 미세먼지 신호등 장치의 내장 센서를 통해 상기 대기환경기준물질을 측정하여 제2 데이터를 생성하는 데이터 생성부;
    상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 파티클(particle) 산출값을 이용해 대기질 상태를 분석하는 분석부;
    상기 대기질 상태에 기초해 상기 표시등의 표시색을 결정하고, 상기 표시등에 포함된 LED(light-emitting diode) 매트릭스의 다수의 제1 라인과 다수의 제2 라인 중 상기 다수의 제1 라인 각각을 순서대로 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키는 디스플레이부; 및
    유입되는 상기 대기환경기준물질에 대하여, 광산란 방식을 통해 단위부피당 먼지입자 크기별 파티클을 산출하여 상기 파티클 산출값을 생성하는 파티클 산출부를 포함하고,
    상기 디스플레이부는,
    상기 다수의 제2 라인을 턴온시킨 상태에서, 상기 다수의 제1 라인 중 m(단, m은 자연수)번째 제1 라인을 상기 다수의 제1 라인의 개수에 기초해 결정되는 상기 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키고, 그 후 상기 다수의 제1 라인 중 m+1번째 제1 라인을 상기 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키고, 상기 라인 턴온 시간을 상기 표시등의 밝기 레벨 스케일에 기초해 다수의 서브 라인 턴온 구간으로 분할하고, 상기 m번째 제1 라인을 턴온시키는 경우에, 상기 표시등의 설정된 밝기 레벨에 기초해 상기 다수의 서브 라인 턴온 구간 중 적어도 하나를 결정하고 상기 결정된 적어도 하나의 서브 라인 턴온 구간에서 상기 m번째 제1 라인을 턴온시키고,
    상기 제1 데이터는 상기 대기질 측정망에 포함된 대기질 측정장치의 보안 모듈에 의해 AES(advanced encryption standard) 암호화 방식으로 암호화되어 제3 데이터로 변환되고,
    상기 제3 데이터는 상기 대기질 측정장치로부터 게이트웨이 단말로 무선으로 전송되고 상기 게이트웨이 단말의 보안 모듈에 의해 DES(data encryption standard) 암호화 방식으로 암호화되어 제4 데이터로 변환되는
    미세먼지 신호등 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 제1 데이터에 기반한 제1 분석 결과값에 제1 가중치를 적용하고, 상기 제2 데이터에 기반한 제2 분석 결과값에 상기 제1 가중치와 다른 제2 가중치를 적용하고, 상기 제1 가중치가 적용된 제1 분석 결과값과 상기 제2 가중치가 적용된 제2 분석 결과값을 연산 처리하고, 상기 연산 처리된 결과값에 기초해 상기 대기질 상태를 분석하는
    미세먼지 신호등 장치.
  6. 미세먼지 신호등 장치가 대기질의 상태를 제공하는 방법으로서,
    대기환경기준물질에 대하여 대기질 측정망에 의해 측정된 제1 데이터를 환경정보 관리 장치로부터 수신하는 단계;
    상기 미세먼지 신호등 장치에 내장된 센서를 통해 상기 대기환경기준물질을 측정하여 제2 데이터를 생성하는 단계;
    유입되는 상기 대기환경기준물질에 대하여, 광산란 방식을 통해 단위부피당 먼지입자 크기별 파티클(particle)을 산출하여 파티클 산출값을 생성하는 단계;
    상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 및 상기 파티클 산출값을 이용해 대기질 상태를 분석하는 단계;
    상기 대기질 상태에 기초해, 상기 미세먼지 신호등 장치에 포함된 표시등의 표시색을 결정하는 단계; 및
    상기 표시등에 포함된 LED(light-emitting diode) 매트릭스의 다수의 제1 라인과 다수의 제2 라인 중 상기 다수의 제1 라인 각각을 순서대로 소정의 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키는 단계를 포함하고,
    상기 다수의 제1 라인 각각을 턴온시켰다 턴오프시키는 단계는,
    상기 다수의 제1 라인의 개수에 기초해 결정되는 상기 라인 턴온 시간을 상기 표시등의 밝기 레벨 스케일에 기초해 다수의 서브 라인 턴온 구간으로 분할하는 단계;
    상기 다수의 제1 라인 중 m(단, m은 자연수)번째 제1 라인을 턴온시키는 경우에, 상기 표시등의 설정된 밝기 레벨에 기초해 상기 다수의 서브 라인 턴온 구간 중 적어도 하나를 결정하는 단계;
    상기 다수의 제2 라인을 턴온시킨 상태에서, 상기 결정된 적어도 하나의 서브 라인 턴온 구간에서 상기 m번째 제1 라인을 턴온시키는 단계; 및
    상기 m번째 제1 라인을 턴오프시킨 후 상기 다수의 제1 라인 중 m+1번째 제1 라인을 상기 라인 턴온 시간 동안에 턴온시켰다 턴오프시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1 데이터는 상기 대기질 측정망에 포함된 대기질 측정장치의 보안 모듈에 의해 AES(advanced encryption standard) 암호화 방식으로 암호화되어 제3 데이터로 변환되고,
    상기 제3 데이터는 상기 대기질 측정장치로부터 게이트웨이 단말로 무선으로 전송되고 상기 게이트웨이 단말의 보안 모듈에 의해 DES(data encryption standard) 암호화 방식으로 암호화되어 제4 데이터로 변환되는
    미세먼지 신호등 장치의 대기질 상태 제공 방법.
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