KR101878854B1 - 이동식 환경요소측정장치 - Google Patents
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Abstract
이동식 환경요소측정장치가 개시된다. 본 발명에 따른 이동식 환경요소측정장치는, 도로를 이동하는 대중교통수단의 외부식별을 위해 설치되는 갓등; 상기 갓등의 내부공간으로 대기가 유출입되도록, 상기 갓등의 전방 및 후방에 각각 관통형성된 공기유입공 및 공기배출공을 포함하는 공기순환부; 상기 내부공간에 탑재된 회로기판과, 이에 탈착가능하게 실장되어 상기 공기유입공으로 유입된 대기와 관련된 환경요소를 측정하는 측정센서를 포함하는 센싱모듈; 및 상기 회로기판에 실장되어 측정된 환경요소정보를 대중교통수단의 단말장치로 송출하고, 대중교통수단의 상용전원과 연결되어 상기 센싱모듈에 제어전원을 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 차량의 외부식별용 갓등과 최적화되고 컴팩트한 센싱모듈이 하나의 형태로 통합되어 이동식 환경요소장치가 구현됨에 따라 기존에 운행중인 차량 등에 간편하게 설치 및 운용될 수 있음은 물론이고, 환경요소장치의 교체 및 수리가 용이해지는 효과가 있으며, 이로 인해 환경요소정보를 보다 광범위하고 다각적으로 수집분석할 수 있는 기술적 토대가 마련될 수 있고, 나아가 생활환경의 개선이 도모되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 이동식 환경요소측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대중교통수단의 외부식별용 갓등과 통합되어 이동중인 장소에서의 환경요소 등을 측정하고, 측정된 해당 환경요소정보를 외부 환경분석서버로 송출하며 제어신호를 수신하도록 이루어진 환경요소측정장치에 관한 것이다.
최근 헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 스마트카, 스마트팜 등 다양한 분야에서 생활 속의 사물을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 사물인터넷(IoT) 기술이 등장하여 주목 받고 있다.
특히, 이러한 사물인터넷 기술은, 도시 환경 개선 분야에도 도입되어, 예컨대, 온도, 습도, 미세먼지, 대기오염물질, VOC(휘발성유기화학물질), 소음, 진동 등과 같은 다양한 환경요소에 대한 정보(일례로 대기질정보)를 수집하는 데에도 크게 일조하고 있다.
더욱이 최근에는 모바일 센싱기술의 발전으로 버스, 택시, 자가용과 같이 도시를 주행하는 차량 등을 이용하여 이동중인 여러 구역에 대한 환경요소정보(컴퓨팅에 의한 분석의 기초가 되는 환경요소 관련 데이터)를 수집하는 것이 가능해졌다.
그러나 위와 같이 환경요소정보를 다각적으로 광범위하게 수집분석할 수 있는 기술적 토대가 성숙한 상태임에도 불구하고, 이를 실생활에 실질적으로 적용하여 실제 생활환경을 개선하고자 하는 기술적 노력은 아직까지는 부족한 실정이다.
다만, 환경요소를 이동중에 측정하는 기술과 관련하여 대한민국공개특허 제10-2012-0035452호(공고일자:2010년11월25일)의 차량에 설치되는 주행 중 먼지 측정 시스템은, 차량을 이용하여 이동 간에 환경요소정보를 획득할 수 있는 기술을 개시하고 있는데, 이러한 선행기술은 운행가능한 차량 등에 센싱기술을 접목했다는 점에서 그 나름의 의의가 있다.
그렇지만, 위 선행기술에서 제시하는 센싱장치 등의 전체적인 구조나 구성은, 기존에 운행중인 차량 등에 구별 없이 간편하게 설치하여 활용할 수 있는 최적화된 모듈의 형태가 아니어서 차량 자체를 전면적으로 개조하거나 또는 차량 자체를 위 목적을 위해 별도로 제작해야만 구현될 수 있다는 점에서 구조적인 문제가 있다.
따라서 위와 같은 문제를 해소 내지 개선하기 위해 센싱장치에 대한 컴팩트화와 최적화 등을 통한 모듈화는 물론, 모듈화된 센싱장치를 탑재한 상태에서 차량과 통합된 일체를 이룰 수 있는 부가적인 장치에 대한 연구와 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 차량 자체를 전면적으로 개조하거나 또는 차량 자체를 환경요소 측정만을 위해 별도로 제작할 필요없이 기존에 운행중인 차량 등에 간편하게 설치하여 운용할 수 있는 최적화되고 컴팩트한 센싱모듈 및 이를 탑재한 상태에서 차량과 통합된 일체를 이를 수 있는 이동식 환경요소측정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 도로를 이동하는 대중교통수단의 외부식별을 위해 설치되는 갓등; 상기 갓등의 내부공간으로 대기가 유출입되도록, 상기 갓등의 전방 및 후방에 각각 관통형성된 공기유입공 및 공기배출공을 포함하는 공기순환부; 상기 내부공간에 탑재된 회로기판과, 이에 탈착가능하게 실장되어 상기 공기유입공으로 유입된 대기와 관련된 환경요소를 측정하는 측정센서를 포함하는 센싱모듈; 및 상기 회로기판에 실장되어 측정된 환경요소정보를 대중교통수단의 단말장치로 송출하고, 대중교통수단의 상용전원과 연결되어 상기 센싱모듈에 제어전원을 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 환경요소측정장치에 의해 달성된다.
상기 갓등은, 상기 센싱모듈이 설치되는 베이스판과, 상기 베이스판과 결합되어 상기 내부공간을 형성하는 탑커버와, 상기 센싱모듈 주변으로 이격배치되어 빛을 발생시키는 LED모듈을 포함하고, 상기 공기유입공은, 상기 탑커버의 전방 좌우측에 각각 적어도 하나 이상이 형성되고, 상기 공기배출공은, 상기 탑커버의 후방 좌우측에 각각 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다.
상기 공기순환부는, 상기 내부공간으로 외부 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 공기유입공 및 공기배출공에 구비되는 메쉬망과, 상기 공기유입공 및 공기배출공을 통해 상기 내부공간으로 유입되는 수분이 상기 센싱모듈 쪽을 향하지 않도록 차폐하는 차단벽을 포함할 수 있다.
상기 측정센서는, 미세먼지계측센서, 온습도센서, CO검출센서, SO2검출센서, VOC검출센서, NO2검출센서, O3검출센서, 가속도센서 및 소음측정센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 공기순환부는, 상기 센싱모듈을 내부에 수용하여 밀폐시키는 밀폐하우징과, 상기 밀폐하우징과 상기 공기유입공 및 공기배출공 간을 각각 연통시키는 덕트부와, 상기 덕트부 일측에 구비되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 덕트부를 선택적으로 개폐시키는 밸브를 포함할 수 있다.
상기 공기순환부는, 상기 덕트부 일측에 구비되어 상기 덕트부를 통해 유동하는 대기의 양을 측정하는 유량계를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 유량계의 계측값에 기초하여 상기 밸브를 작동제어할 수 있다.
상기 공기순환부는, 상기 공기유입공 및 공기배출공 중 어느 하나에 구비되어 대기를 흡기하거나 배기하는 송풍팬을 더 구비할 수 있다.
상기 차단벽의 아래쪽에 위치한 상기 베이스판에는, 상기 차단벽에 의해 아래쪽으로 낙하된 수분이 상기 센싱모듈 쪽으로 유동하지 않고 외부로 즉각 배출될 수 있도록, 수분배출공이 각각 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 차량의 외부식별용 갓등과 최적화되고 컴팩트한 센싱모듈이 하나의 형태로 통합되어 이동식 환경요소장치가 구현됨에 따라 기존에 운행중인 차량 등에 간편하게 설치 및 운용될 수 있음은 물론이고, 환경요소장치의 교체 및 수리가 용이해지는 효과가 있으며, 이로 인해 환경요소정보를 보다 광범위하고 다각적으로 수집분석할 수 있는 기술적 토대가 마련될 수 있고, 나아가 생활환경의 개선이 도모되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명을 이용하여 환경요소정보를 수집하고 분석하는 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동식 환경요소측정장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 이동식 환경요소측정장치의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동식 환경요소측정장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 이동식 환경요소측정장치의 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명을 이용하여 환경요소정보를 수집하고 분석하는 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동식 환경요소측정장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 변형예에 따른 이동식 환경요소측정장치의 측단면도이다.
도면에 나타난 X, Y, Z 축은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것으로, X축이 전(앞, 화살표 쪽), 후(뒤)방향을 지시하고, Y축은 좌(화살표 쪽), 우방향을 지시하며, Z축은 상(위, 화살표 쪽), 하(아래)방향을 지시하는 것으로 정의한다. 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.
본 발명에 따른 이동식 환경요소측정장치(100)는, 최적화 및 컴팩트화 된 센싱모듈(130)과 차량 등과 같은 대중교통수단(10)의 외부식별용 갓등(110)을 하나의 형태로 통합함으로써 이루어진 발명으로, 이로 인해 기존에 운행중인 차량 등에도 제한 없이 간편하게 설치 및 운용될 수 있는 것이며, 이동식 환경요소측정장치(100) 자체의 교체 및 수리 또한 손쉽게 이루어질 수 있는 것이다.
나아가 본 발명이 다수의 대중교통수단(10)에 간편하게 장착되어 광범위하게 운용되면, 실시간 환경요소정보가 다각적이고 광역적으로 수집분석될 수 있게 됨에 따라 환경요소과 관련된 생활환경이 비약적으로 개선될 수 있게 된다.
위와 같이 실시간 환경요소정보를 다각적이고 광역적으로 수집분석하기 위한 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 대중교통수단(10)에 각각 장착된 본 발명에 따른 이동식 환경요소측정장치(100) 및 환경분석서버(20) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 이동식 환경요소측정장치(100)는 이하에서 상세하게 설명하겠지만, 기본적으로 환경요소 중 하나인 대기중 미세먼지의 양과 이에 포함되는 기타 오염물질의 양 등을 실시간 측정하여 얻어진 환경요소정보(컴퓨팅에 의한 분석의 기초가 되는 환경요소 관련 데이터)를 무선네트워크(상용통신망 예: LTE)를 이용하여 환경분석서버(20)에 전송하게 된다.
여기서 미세먼지는 대기 중에 떠다니는 고체성 입자로서, 인체에 유해한 PM2.5는 입자의 크기가 2.5㎛ 이하인 미세먼지를 지칭하며, 이러한 미세먼지나 대기 중에는 기체 상태로 O3, NH3, CO, NO2, VOC(volatile organic compound) 등과 같은 오염물질을 포함할 수 있다.
이때, 환경요소정보에는, 미세먼지 양과 함께 오염물질의 양에 대한 측정값 이외에, 해당 환경요소정보가 측정된 시점정보와 위치정보(위도/경도)가 더 포함될 수 있다.
참고로, 본 발명과 같이 이동식 환경요소측정장치(100)를 이동식으로 구현한 이유는, 특정한 구역에 대한 정적인 측정치를 탈피하여 보다 광역적이고 조밀한 범위에서 다양한 환경요소정보를 동적으로 수집함으로써, 고정식으로 운용하는 경우에 발생될 수 있는 유지관리상의 고비용 문제를 해소하고 환경분석시 통계적 신뢰성를 보다 향상시키기 위함이다.
환경분석서버(20)는 이동식 환경요소측정장치(100)로부터 수집되는 환경요소정보를 분석하여 조사 권역 내의 생활환경을 다각적으로 분석하는 서버를 말한다.
이러한, 환경분석서버(20)는 예컨대, 웹 서버, 데이터베이스 서버, 프록시 서버 등의 형태로 구현되는 장치로서, 네트워크 부하 분산 메커니즘 내지 서비스 장치가 인터넷 또는 다른 네트워크상에서 동작할 수 있도록 하는 다양한 소프트웨어 중 하나 이상이 설치되어 운용되게 된다.
이러한 환경분석서버(20)와 연계되는 네트워크는 http 네트워크일 수 있으며, 전용 회선(private line), 인트라넷 또는 임의의 다른 네트워크일 수 있고, 또한 시스템을 이루는 구성 간은 데이터가 임의의 해커 또는 다른 제3자에 의한 공격을 받지 않도록 하는 보안 네트워크로 연결될 수 있다.
그리고 환경분석서버(20)는 다수의 이동식 환경요소측정장치(100)로부터 해당 환경요소정보를 수집하는 방식은, 각 이동식 환경요소측정장치(100)에 환경요소정보를 필요시 요청하여 이를 수신하는 풀(Pull) 방식을 따를 수 있다.
또는 이와 달리 이동식 환경요소측정장치(100)가 환경분석서버(20)로부터의 요청과는 별도로 측정된 환경요소정보를 자체적으로 전송하는 푸시(Push) 방식으로 환경요소정보를 수집할 수 있음 물론이다.
한편, 이러한 환경요소정보는, 환경분석서버(20)의 알고리즘을 통한 분석에 의해 실제 생활환경 개선에 반영할 수 있는 중요한 리소스로서 활용될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동식 환경요소측정장치(100)는, 이러한 생활환경의 개선을 위한 취지에서 권역 내 다양한 구역에서 통계적 의의가 있는 환경요소정보를 정확하면서도 신뢰성 있게 측정할 수 있도록, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 갓등(110), 공기순환부(120), 센싱모듈(130) 및 제어부(140) 등을 포함하여 구성됨으로써, 상술한 환경요소정보 수집분석 시스템의 일구성을 이루게 된다.
이하에서는 상술한 각 구성을 구체적으로 설명하기로 한다.
갓등(110)은, 도로를 이동하는 차량 등과 같은 대중교통수단(10)의 외부식별을 위해 설치되는 구성요소로서, 내부에 구비된 발광원으로부터 외부로 투광되는 빛이 시각을 통해 대중교통수단(10)의 용도나 특징이 인식될 수 있도록 하는 것이면 충분하므로, 그 외관 형상이나 세부구성은 다양하게 변경될 수 있다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 갓등(110)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 택시 등과 같은 차량에 설치운용되는 것으로, 베이스판(112), 탑커버(114) 및 LED모듈(116) 등을 포함할 수 있다.
이때, 베이스판(112)은, 차량의 외측 루프에 결합되며 그 상면에 센싱모듈(130)이 설치 내지 안착되는 구성요소로서, 전기적 절연을 위해 합성수지를 소재로 판형상으로 사출성형되어 이루어질 수 있다.
탑커버(114)는, 베이스판(112)과 결합되어 내부공간(111)을 형성하게 되는 아래쪽이 개구된 그릇형상의 구성요소로서, 전기적 절연과 빛의 투광을 위해 투명 또는 반투명한 합성수지를 소재로 사출성형되어 이루어질 수 있다.
LED모듈(116)은, 저전력, 장시간 사용의 내구성을 갖는 LED소자를 하나 이상 탑재하여 외부전원에 의해 자체적으로 빛을 발하는 구성요소로서, 후술할 센싱모듈(130) 주변을 따라 다수개가 이격배치된 후 베이스판(112) 등에 설치될 수있다.
이때, LED모듈(116)을 센싱모듈(130)과 일정한 거리를 두고 그 둘레를 따라 대칭형태로 이격배치하는 이유는, 사용시 LED모듈(116)로부터 발생하는 열이 센싱모듈(130)에 탑재된 측정센서(134)에 미소한 영향이라도 미치지 않도록 하기 위함이다.
공기순환부(120)는, 갓등(110)의 내부공간(111)으로 외부의 대기가 유출입되도록 하기 위해 마련된 구성요소로서, 갓등(110)의 전방 및 후방에 각각 관통형성된 공기유입공(121) 및 공기배출공(122)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 공기유입공(121) 및 공기배출공(122)의 크기는, 주행중인 대중교통수단(10)에 의해 대기가 과도하지 않게 내부공간(111)으로 유입되고 원활히 배출될 수 있는 대략 5mm 내지 10mm 직경의 구멍이면 충분하고, 그 형상이나 개수는 특별하게 제한되지 않는다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 공기순환부(120)는, 구체적으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 공기유입공(121), 공기배출공(122), 메쉬망(123) 및 차단벽(124) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 공기유입공(121)은, 주행중인 대중교통수단(10)의 전방으로부터 대기가 균일하게 유입될 수 있도록 하기 위해, 탑커버(114)의 전방 좌우측에서 각각 대칭형태로 적어도 하나 이상, 바람직하게는 3개 내지 7개가 세로방향으로 열을 이루며 형성될 수 있다. 물론, 이와 달리 가로방향으로 열을 이루며 형성될 수 있음은 물론이다.
공기배출공(122)은, 갓등(110)의 내부공간(111)으로 유입된 대기가 균일하게 갓등(110)의 외부로 배출될 수 있도록 하기 위해, 탑커버(114)의 후방 좌우측에 각각 대칭형태로 적어도 하나 이상, 바람직하게는 3개 내지 7개가 세로방향으로 열을 이루며 형성될 수 있다. 이때에도 가로방향으로 열을 이루며 형성될 수도 있다.
이러한 공기유입공(121) 및 공기배출공(122)의 배열과 개수 및 위치 등은, 내부공간(111)상의 공기흐름(와류)과 탑커버(114)의 전체적인 형상 등을 고려하여 적절하게 변경할 수 있다.
메쉬망(123)은, 공기유입공(121) 및 공기배출공(122)을 통해 크기가 큰 외부 이물질(일례로 모래와 같은 알갱이 입자 등)이 내부공간(111)으로 유입되는 것을 방지하기 위해 마련된 구성요소로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 공기유입공(121)과 공기배출공(122) 주변영역을 모두 포괄하는 크기의 격자형 그물망 부재로 이루어져 공기유입공(121)과 공기배출공(122)이 형성된 영역에 각각 구비될 수 있다.
차단벽(124)은, 공기유입공(121) 및 공기배출공(122)을 통해 내부공간(111)으로 유입되는 수분이 센싱모듈(130) 쪽을 향하지 않도록 차폐하는 구성요소로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부공간(111)에서 공기유입공(121) 및 공기배출공(122)과 거리를 두고 둘러싸듯이 형성된 판재로 이루어질 수 있다.
이때, 차단벽(124)의 상단부는 막힌 구조로 이루어질 수 있는데, 이는 차단벽(124)의 상단부를 통해 수분이 유출되는 것을 방지하기 위함이다.(도 4 참조)
이러한 구조의 차단벽(124)으로 인해 내부공간(111)으로 유입된 수분은, 온전히 차단벽(124)에 부딪혀 자연스럽게 아래쪽으로 낙하 됨에 따라 내부에 탑재된 센싱모듈(130)은 수분과의 접촉으로 인한 오작동 없이 안정적으로 대기와 관련된 환경요소를 측정할 수 있게 된다.
한편, 차단벽(124)에 의해 아래쪽으로 낙하된 수분이 센싱모듈(130) 쪽으로 유동하지 않고 외부로 즉각 배출될 수 있도록, 차단벽(124)의 아래쪽에 위치한 베이스판(112)에는 수분배출공(112a)이 각각 형성될 수 있다.
위와 같은 메쉬망(123)과 차단벽(124)으로 인해 내부공간(111)에 위치하게 되는 센싱모듈(130)은 기상조건이나 외부환경에 따른 영향을 최소로 받으며 오작동 없이 안정적으로 대기와 관련된 환경요소를 측정할 수 있게 되는 것이다.
센싱모듈(130)은, 대중교통수단(10)의 외부식별용 갓등(110) 내측에 마련된 협소한 내부공간(111)에 다양한 측정장치가 일거에 설치될 수 있도록 하기 위해 안출된 구성요소로서, 각종 오염물질을 측정하는 다수의 측정장치를 통합된 하나의 모듈형태로 최적화하고 컴팩트화함으로써 이루어지게 된다.
이러한 센싱모듈(130)의 구체적 구현으로 인해, 특수하게 별도로 제작된 것이 아닌 기존에 제작된 차량 등에도 제한 없이 다양한 기능의 센싱모듈(130)이 간편하게 탑재될 수 있게 됨에 따라, 이동방식의 환경요소측정이 범용적이고 광범위하게 이루어질 수 있게 된다.
위와 같은 기능 내지 작용의 구체적 구현을 위해, 본 발명의 실시예에 따른 센싱모듈(130)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 회로기판(132) 및 측정센서(134) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 회로기판(132)은, 실장되는 각종 측정센서(134) 및 제어부(140) 상호 간을 전기적으로 연결하는 금속 배선이 프린팅된 판상의 구성요소로서, 측정센서(134)의 접속단자 형태에 각각 대응하는 소켓이 금속 배선과 별도로 형성될 수 있다.
이러한 소켓이 구비됨으로 인해 각종 측정센서(134) 각각은 탈착가능하게 실장될 수 있는 것이며, 이에 따라 측정센서(134)의 교체, 변경, 수리가 모두 용이하게 이루어질 수 있어 센싱모듈(130)의 유지관리의 편의가 도모될 수 있다.
측정센서(134)는, 공기유입공(121)으로 유입된 대기와 관련된 환경요소를 측정하기 위해 회로기판(132)상에 선택적으로 실장되는 구성요소로서, 미세먼지계측센서, 온습도센서, CO검출센서, SO2검출센서, VOC검출센서, NO2검출센서, O3검출센서, 가속도센서 및 소음측정센서 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
여기서 측정센서(134) 각각은, 모두 컴팩트한 상용화 제품으로 이루어져 외부와 연통되는 공기유입공(121)(또는 공기배출공(122))을 통해 내부공간(111)으로 유입된 대기와 접촉하며, 대기에 포함된 미세먼지의 양, 해당 대기의 온도 및 습도(기압), CO의 양, SO2의 양, VOC의 양, NO2의 양, O3의 양, 가속도(충격량 또는 운동량 등), 소음크기를 순서대로 측정(전기적 신호)하게 된다.
이때, 가속도센서, 소음측정센서(134) 및 온습도센서에서 생성되는 정보는, 측정지역에 대한 직접적인 환경요소에 대한 정보이기도 하지만, 일례로 대기질과 관련된 정보의 측정 당시에 보조적인 정보로서 사용되거나 다른 새로운 정보의 산출을 위한 기초정보로 이용되거나 또는 후술할 제어부(140)에 의한 제어기준이 되는 제어신호를 산출하는데에 두루 활용될 수 있다.
한편, 센싱모듈(130)은 주변 둘레에 배치되는 LED모듈(116)로부터 방사되는 열에 의한 영향을 줄이고, 후술할 제어부(140)를 포함한 센싱모듈(130) 일체의 보호를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 상방개구부를 갖고 내부에 수용공간을 갖는 함체형상의 케이스(125b)에 수용될 수 있다. 이러한 케이스(125b)는 열전도성이 낮은 합성수지를 소재하여 제작될 수 있다.
제어부(140)는, 회로기판(132)에 실장되어 측정된 환경요소정보를 대중교통수단(10)의 단말장치(15)로 송출하는 한편, 대중교통수단(10)의 상용전원(11)과 연결되어 센싱모듈(130)에 제어전원을 인가하고 그 작동을 제어하게 되는 구성요소로서, 각종 측정센서(134)와 회로기판(132)을 통해 전기적으로 연결되어 환경요소정보를 전달받는 한편, 제어전원을 인가하게 된다.
이러한 제어부(140)는 외부적으로 대중교통수단(10)에 구비되는 단말장치(15)(일례로, 내비게이션, 태블릿, 스마트폰)와 예컨대, 시리얼(12)(Serial) 방식으로 연결되어 해당 구역에서 측정된 환경요소정보를 단말장치(15)로 전송하게 된다.
이렇게 전송된 환경요소정보는 단말장치(15)에 탑재된 통신모듈에 의한 무선네트워크(상용통신망 예: LTE)를 통해 환경분석서버(20)로 전송될 수 있게 된다.
이때, 단말장치(15)에 탑재된 통신모듈을 활용하는 이유는, 대중교통수단(10)에 거의 필수적으로 구비되는 단말장치(15)를 활용함으로써, 회로기판(132)에 실장되는 제어부(140)를 포함한 센싱모듈(130) 자체가 더욱 컴팩트하게 구현될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 상술한 바와 같이 대중교통수단(10)에 구비된 단말장치(15)를 매개로 한 환경분석서버(20)와 제어부(140) 간의 무선통신은, 일방향이 아니라 양방향 통신이 이루어지는 것으로, 환경분석서버(20)로부터 소정의 제어명령(측정주기 조정, 강제 측정 등)을 전달받아 제어부(140)가 이에 대응하여 센싱모듈(130) 등을 세부적으로 작동제어할 수도 있다.
그리고 제어부(140)는 외부적으로 대중교통수단(10) 자체의 상용전원(11) 예컨대, DC 12V과 연결되어 전원을 제공받되, 이때 대중교통수단(10)으로부터 안정적인 전원공급이 이루어질 수 있도록 제어부(140)에는 소정의 전원안정화회로가 탑재될 수 있다.
이때에도 대중교통수단(10)의 운용을 위한 상용전원(11)을 연결하여 활용하는 이유는, 센싱모듈(130)을 포함한 제어부(140)에 별도의 부피물인 전원장치를 부가하지 않음으로써, 센싱모듈(130)을 포함한 제어부(140) 전체의 부피가 보다 콤팩트하게 구현될 수 있도록 하기 위함이다.
상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 하는 제어부(140)는, 구체적으로 MCU(micro controller unit), 마이컴(microcomputer), 아두이노(Arduino) 등과 같은 모듈화된 유닛으로 구현되며, 연결된 각각의 측정센서(134)에 대한 작동제어 및 전원제어와, 환경요소정보의 전송이나 자체 제어신호의 생성, 환경분석서버(20)로부터의 제어신호 수신 등의 일련의 과정은, 컴퓨터의 프로세서(CPU)를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 프로그래밍 언어로 코딩됨으로써 이루어지게 된다.
위와 같은 제어부(140)의 일련의 알고리즘은, 당업자 수준에서 다양한 방식 및 형태로 손쉽게 이루어질 수 있는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 변형예에 따른 이동식 환경요소측정장치(100)를 설명하기로 한다. 다만, 변형예를 이루는 구성들 중에서 실시예와 동일하거나 앞서 기술한 내용으로부터 쉽게 이해될 수 있는 갓등(110), 센싱모듈(130) 및 제어부(140)에 대한 설명은 생략하고, 특별히 차별화되는 구성인 공기순환부(120)를 중점적으로 구체적인 설명을 하기로 한다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 변형예에 따른 공기순환부(120)는, 밀폐하우징(125), 덕트부(126) 및 밸브(127)를 포함하여 구성될 수 있고, 추가적으로 유량계(128) 및 송풍팬(129)이 더 포함될 수 있으며, 이때, 밸브(127), 유량계(128) 및 송풍팬(129)은 소정의 알고리즘에 따라 구동되는 제어부(140)에 의해 작동제어될 수 있다.
여기서 밀폐하우징(125)은, 외부 이물질로부터 센싱모듈(130)을 전면적으로 보호하고 순수한 외부 대기만이 센싱모듈(130)에 접촉되도록 센싱모듈(130)을 내부에 수용하여 밀폐시키는 구성요소로서, 앞서 기술한 케이스(125b)와, 케이스(125b)의 상단부와 밀폐가능하게 결합 및 결합해제되는 뚜껑(125a)으로 이루어질 수 있다.
덕트부(126)는, 밀폐하우징(125)과 공기유입공(121) 간을 연통시키는 한편, 밀폐하우징(125)과 공기배출공(122) 간을 연통시키는 구성요소로서, 유연한 재질 또는 경질의 재질로 이루어진 파이프 형상의 관체로 이루어져 전방 좌우측의 공기유입공(121)과 밀폐하우징(125) 사이와, 후방 좌우측의 공기배출공(122)과 밀폐하우징(125) 사이에 각각 총 4개가 설치될 수 있다.
이때, 덕트부(126)는, 도 4에 도시된 바와 같이 공기유입공(121)이나 공기배출공(122)과 직결되는 것이 아니라 최상단에 있는 공기유입공(121)(또는 공기배출공(122))보다 위쪽에 위치한 차단벽(124) 상단부와 실질적인 연통이 이루어지도록 설치되게 된다. 이는 공기유입공(121)이나 공기배출공(122)을 통해 내부공간(111)으로 유입된 수분이 직접 덕트부(126)로 유입되는 것을 방지하기 위함이다.
상술한 바와 같은 덕트부(126)가 구비됨으로 인해, 외부 이물질은 물론 수분까지도 제거된 상태의 대기만이 온전히 밀폐하우징(125)에 제공됨에 따라 다양한 환경요소정보가 센싱모듈(130)을 통해 신뢰성 있게 산출될 수 있는 것이다.
밸브(127)는, 덕트부(126) 일측에 개재 내지 구비되어 제어부(140)의 제어에 따라 덕트부(126)를 선택적으로 개폐시키는 구성요소로서, 제어부(140)에 의한 전기적 제어로 그 개폐량을 조절할 수 있는 상용화된 소형의 전자밸브로 구현될 수 있다.
이러한 밸브(127)는 2개의 공기유입공(121) 쪽 및 2개의 공기배출공(122) 쪽 중 적어도 어느 한 측의 덕트부(126)에 구비될 수 있다.
유량계(128)는, 덕트부(126) 일측에 개재 내지 구비되어 덕트부(126)를 통해 유동하는 대기의 양을 측정하는 구성요소로서, 제어부(140)와 전기적으로 연결된 상태에서 덕트부(126)를 통해 유출입되며 실시간으로 측정되는 대기의 유량 계측값을 제어부(140)로 전송하게 된다.
이러한 유량계(128)는 소형의 임펠러형 상용품으로 구현되어 2개의 공기유입공(121) 쪽 및 2개의 공기배출공(122) 쪽 중 적어도 어느 한 측의 덕트부(126)에 구비될 수 있다.
한편, 제어부(140)가, 위와 같은 유량계(128)의 계측값을 실시간으로 전달받아 이에 기초하여 밸브(127)를 작동제어하게 되면, 센싱모듈(130)을 통한 환경요소 측정에 최적인 대기시료의 양이 밀폐하우징(125) 내로 정확하게 유입되도록 할 수 있다.
이렇게 밀폐하우징(125)에 정확한 양으로 유입된 대기로부터 산출되는 환경요소정보는, 보다 일관성 있는 정보 취급될 수 있으며, 나아가 다른 이동식 환경요소측정장치(100)로부터 산출된 환경요소정보와 상호 대비 가능한 신뢰성 있는 정보로 취급될 수 있게 된다.
송풍팬(129)은, 공기유입공(121) 및 공기배출공(122) 중 어느 하나에 구비되어 대기를 흡기하거나 배기하는 구성요소로서, 제어부(140)와 전기적으로 연결된 상태에서 그 전기적 제어에 따라 내부공간(111)(밀폐하우징(125)) 내로 유출입되는 대기의 양을 조절할 수 있는 상용화된 소형의 송풍장치로 구현될 수 있다.
이러한 송풍팬(129)은 2개의 공기유입공(121) 쪽 및 2개의 공기배출공(122) 쪽 중 적어도 어느 한 측의 덕트부(126)에 구비될 수 있는데, 구체적으로는 도 4에 도시된 바와 같이 차단벽(124)과 덕트부(126)사이에 개재될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같은 밸브(127), 유량계(128) 및 송풍팬(129)이 제어부(140)에 의해 상호 연계되어 작동하게 되면, 대중교통수단(10)이 이동중이거나 정차중인 경우를 불문하고 밀폐하우징(125) 내로 유출입되는 대기의 양을 일정하고 정밀하게 조절할 수 있어 더욱 정확하고 신뢰성 있는 환경요소정보의 수집이 가능해진다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 대중교통수단(차량) 11: 상용전원
12: 시리얼통신 15: 단말장치
20: 환경분석서버
100: 이동식 환경요소측정장치 110: 갓등
111: 내부공간 112: 베이스판
112a: 수분배출공 114: 탑커버
116: LED모듈 120: 공기순환부
121: 공기유입공 122: 공기배출공
123: 메쉬망 124: 차단벽
125: 밀폐하우징 125a: 뚜껑
125b: 케이스 126: 덕트부
127: 밸브 128: 유량계
129: 송풍팬 130: 센싱모듈
132: 회로기판 134: 측정센서
140: 제어부
12: 시리얼통신 15: 단말장치
20: 환경분석서버
100: 이동식 환경요소측정장치 110: 갓등
111: 내부공간 112: 베이스판
112a: 수분배출공 114: 탑커버
116: LED모듈 120: 공기순환부
121: 공기유입공 122: 공기배출공
123: 메쉬망 124: 차단벽
125: 밀폐하우징 125a: 뚜껑
125b: 케이스 126: 덕트부
127: 밸브 128: 유량계
129: 송풍팬 130: 센싱모듈
132: 회로기판 134: 측정센서
140: 제어부
Claims (8)
- 도로를 이동하는 대중교통수단의 외부식별을 위해 설치되는 갓등;
상기 갓등의 내부공간으로 대기가 유출입되도록, 상기 갓등의 전방 및 후방에 각각 관통형성된 공기유입공 및 공기배출공을 포함하는 공기순환부;
상기 내부공간에 탑재된 회로기판과, 이에 탈착가능하게 실장되어 상기 공기유입공으로 유입된 대기와 관련된 환경요소를 측정하는 측정센서를 포함하는 센싱모듈; 및
상기 회로기판에 실장되어 측정된 환경요소정보를 대중교통수단의 단말장치로 송출하고, 대중교통수단의 상용전원과 연결되어 상기 센싱모듈에 제어전원을 인가하는 제어부를 포함하고,
상기 갓등은, 상기 센싱모듈이 설치되는 베이스판과, 상기 베이스판과 결합되어 상기 내부공간을 형성하는 탑커버와, 상기 센싱모듈 주변으로 이격배치되어 빛을 발생시키는 LED모듈을 포함하고,
상기 공기유입공은, 상기 탑커버의 상향 경사진 전방 좌우측에 각각 적어도 하나 이상이 형성되고, 상기 공기배출공은, 하향 경사진 상기 탑커버의 후방 좌우측에 각각 적어도 하나 이상이 형성되고,
상기 공기순환부는,
상기 내부공간으로 외부 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 공기유입공 및 공기배출공에 구비되는 메쉬망과, 상단부가 막힌 구조로 상기 공기유입공 및 공기배출공과 거리를 두고 둘러싸듯이 형성되어 상기 내부공간으로의 수분 유입을 차폐하는 차단벽과, 상기 센싱모듈을 내부에 수용하여 밀폐시키는 밀폐하우징과, 최상단에 있는 상기 공기유입공 및 공기배출공보다 위쪽에 위치한 상기 차단벽 상단부와 상기 밀폐하우징 간을 각각 연통시키는 덕트부를 포함하고,
상기 차단벽의 아래쪽에 위치한 상기 베이스판에는,
상기 차단벽에 의해 아래쪽으로 유도되어 낙하된 수분이 상기 센싱모듈 쪽으로 유동하지 않고 외부로 즉각 배출될 수 있도록, 수분배출공이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 이동식 환경요소측정장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 측정센서는,
미세먼지계측센서, 온습도센서, CO검출센서, SO2검출센서, VOC검출센서, NO2검출센서, O3검출센서, 가속도센서 및 소음측정센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 환경요소측정장치. - 제1항에 있어서,
상기 공기순환부는,
상기 덕트부 일측에 구비되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 덕트부를 선택적으로 개폐시키는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 환경요소측정장치. - 제5항에 있어서,
상기 공기순환부는,
상기 덕트부 일측에 구비되어 상기 덕트부를 통해 유동하는 대기의 양을 측정하는 유량계를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 유량계의 계측값에 기초하여 상기 밸브를 작동제어하는 것을 특징으로 하는 이동식 환경요소측정장치. - 제1항에 있어서,
상기 공기순환부는,
상기 공기유입공 및 공기배출공 중 어느 하나에 구비되어 대기를 흡기하거나 배기하는 송풍팬을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이동식 환경요소측정장치.
- 삭제
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| KR1020170182677A KR101878854B1 (ko) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 이동식 환경요소측정장치 |
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