KR101885720B1 - Iot환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템 - Google Patents

Iot환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템 Download PDF

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조성진
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오리온시스템즈 주식회사
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Abstract

본 발명은 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템에 관한 것으로, 인터넷을 이용하여 외부에서 직접 빌딩제어서버를 제어하지 못하도록 제어 경로를 차단하여 보안을 강화한 상태에서 건물 자동 제어를 위한 기계 설비, 전력설비, 조명설비 및 중요설비의 운전상황 데이터를 전달받는 빌딩제어서버와 디지털 접점인 멀티 I/O를 통해 연결된 스마트 웹 컨트롤러를 구비 후, 스마트 웹 컨트롤러에 접속가능한 패스워드를 발급받아 개별 실내에 설치된 실내공기측정 센서와 연결된 실내공기측정 센서를 통해 전송받은 개별 실내에 국한된 공기질 데이터를 인터넷과 연결된 앱 또는 웹을 통해 원격 감시 또는 제어할 수 있게 구성한 원격 빌딩 제어 시스템에 관한 기술이다.

Description

IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템{IOT base remote control system for building equipment available for control air quality of each indoor space}
본 발명은 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 인터넷을 통한 제어가 빌딩제어서버와 직접 연결되지 않도록 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)를 구비하여 실내 거주자가 앱 또는 웹을 통해 인터넷과 연결된 원격지에서 자신이 거주하는 건물의 각 층별 또는 개별 실내의 공기질을 감시 또는 제어토록 구성하여 쾌적한 개별 실내 환경을 유지할 수 있도록 한 시스템에 관한 것이다.
최근 빌딩의 규모가 커지면서 쾌적한 실내의 온도, 습도, 전력 제어가 자동으로 이루어지도록 빌딩제어시스템(BMS: Building Management System)이 도입되고 있다. 이러한 빌딩제어시스템은 대부분 각동 전력 소모장치의 전력제어부터, 공기조화시스템 또는 인터넷을 포함한 통신 제어를 자동으로 제어하도록 구성된다. 이를 위해 건물에 설치된 주요 장치 들 예를 들면 엘리베이터 시스템, 공기조화 시스템, 통신시스템들이 통신을 통해 데이터가 송수신되어 중앙의 서버장치로부터 자동 제어되도록 구성된다.
종래 빌딩관리시스템 기술로 대한민국 특허출원 제 10-2005-0136305호가 있다. 이 기술은 하나 이상의 실외기와 실내기가 연결되고 로컬 프로토콜에 따라 상기 실내기 또는 실외기로 제어신호를 전송하는 공기조화기용 네트워크망과, 상기 실외기 또는 실내기가 설치된 건물의 자동제어를 수행하는 빌딩제어기와, 상기 공기조화기용 네트워크망과 상기 빌딩제어기를 연결하는 게이트웨이로 구성되는 빌딩제어시스템에 있어서, 상기 게이트웨이는 상기 빌딩제어기에서 전송하는 적어도 2개 이상의 프로토콜에 따른 신호를 처리하여 상기 공기조화기 네트워크망과 상기 빌딩제어기 사이의 데이터 송수신이 가능한 기술이 개시되어 있다.
하지만 이와 같은 기술은 주로 공기조화와 관련된 온도 또는 습도 관련된 제어에 관한 기술이어서 최근 그 중요도가 커지고 있는 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이와 같은 실내 공기질을 관리하지 못한다는 단점이 있고, 또한 전체 건물을 제어하는 시스템으로 개별 층별 또는 개별 실내에 대한 원격지에서의 감시 및 제어가 불가능하다는 단점이 있다.
한편, 종래 원격지에서 인터넷과 연결된 웹을 통해 측정장치들을 감시 제어할 수 있는 기술로 대한민국 특허 출원 제 10-2006-0017532호가 있다. 여기에 개시된 웹 기반 시스템은 IWS(Internet web server)에서 계측기기로부터 수집된 데이터를 저장하여 웹 모듈에서 인터넷으로 직접 전송하는 시스템으로 기본적으로 양방향 통신을 하여야 하므로 외부 보완이 취약하고 양방향 통신으로 해킹 및 바이러스 감염 시 데이터의 조작 및 시스템 조작이 가능 할 수 있고 또한 각 모듈이 독립적으로 구성되어 각 모듈별 데이터 오류가 어느 한곳이라도 발생 시 시스템 전체에 치명적인 손상이 일어날 수 있는 문제가 발생 할 수 있다.
또한 IWS(Internet web server)에 디지털 출력부가 있어 원격에서 제어 명령을 수행 시 IWS(Internet web server)에 제어부에 접근하게 되므로 보안성이 무방비로 보안을 위하여 IWS전단에 방화벽을 설치하여 운영 하여야 하고 이는 경제성에서 취약하다는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 10-1225966(2013.01.18.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1845396(2018.03.29.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1625619(2016.05.24.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0599173(2006.07.04.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 인터넷을 이용하여 외부에서 직접 빌딩제어서버를 제어하지 못하도록 제어 경로를 차단하여 보안을 강화한 상태에서 건물 자동 제어를 위한 기계 설비, 전력설비, 조명설비의 운전상황 데이터를 전달받는 빌딩제어서버와 디지털 접점인 멀티 I/O를 통해 연결된 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)를 구비 후, 이 스마트 웹 컨트롤러에 접속가능한 패스워드를 발급받아 개별 실내에 설치된 실내공기측정 센서와 연결된 실내공기측정 센서를 통해 전송받은 개별 실내에 국한된 공기질 데이터를 인터넷과 연결된 앱 또는 웹을 통해 원격 감시 또는 제어할 수 있게 구성한 원격 빌딩 제어 시스템을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 건물 전체에 대한 감시 및 제어를 위한 각종 설비를 감시 및 제어하는 빌딩제어서버와;
이 빌딩제어서버와 연결되어 상기 각 설비의 데이터를 전달받고, 개별 실내에 설치된 실내 공기 측정 센서부의 센서들을 통해 앱 또는 웹과 연결된 원격지의 운영자가 권한이 부여된 개별 실내의 공기질 측정 데이터를 감시하고 제어할 수 있도록 한 스마트 웹 컨트롤러와;
스마트 웹 컨트롤러와 연결되어 각층별 또는 실내별 공기질을 측정하는 실내 공기 측정 센서부와;
운영자 별 실내 또는 건물 설비에 대한 실시간 영상을 제공하는 카메라부;를 포함하여 빌딩제어서버가 원격지의 운영자와 직접 통신으로 연결되지 않은 상태에서 원격지의 운영자가 건물 내 운영자의 실내 공기질만을 감시 및 제어할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 실내 공기 측정 센서부는 IOT 브리지와 IOT 모듈로 이루어진 IOT 모듈부를 통해 스마트 웹 컨트롤러에 실내 공기질 관련된 데이터를 측정하는 센서들의 정보를 전송하는 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부와;
시리얼포트부를 통해 스마트 웹 컨트롤러에 실내 공기질 관련된 데이터를 측정하는 센서들의 정보들을 전송하는 실내 공기 측정 센서부로 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 빌딩제어서버와 스마트 웹 컨트롤러간의 연결 및 상기 카메라부와 스마트 웹 컨트롤러간의 연결은 스마트 웹 컨트롤러를 구성하는 멀티I/O부를 통해 디지털 접점 방식으로 연결되게 구성되어 데이터 및 제어가 이루어지도록 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 빌딩제어서버와 스마트 웹 컨트롤러간의 연결은 선택적으로 프로토콜 컨버터 처리부를 통해 빌딩제어서버와 직접 통신하여 전달된 정보를 표준화된 프로토콜(TCP/IP)로 변환하여 데이터베이스에 전달되도록 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 스마트 웹 컨트롤러는, 인터넷을 통해 원격지의 운영자의 스마트기기 또는 컴퓨터와 앱 또는 웹과 연결되는 유선통신부와 무선통신 포트로 구성된 웹전송모듈과;
각층별 또는 실내별 공기질을 측정하는 실내 공기 측정 센서부에서 전송된 데이터를 처리하는 그래픽 처리모듈, 경보설정 처리모듈, 경향감시 처리모듈, 디지털 처리모듈, 자동제어 운영모듈, 상기 각 모듈에 따른 명령을 수행하고 처리된 결과를 웹전송모듈에 전송하거나 데이터 베이스에 저장하는 중앙처리장치 및 각종 데이터를 저장하는 데이터베이스로 이루어진 서버부와;
개별 실내에 설치된 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부의 정보를 취합하여 서버부에 전달하는 IOT 브리지와 IOT 모듈로 이루어진 IOT 모듈부;를 포함하여 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 자동제어 운영모듈은 실내 공기질 측정 데이터의 계측값이 운영자가 설정한 설정값과 차이가 클 경우 공기질 계측값 중 어느 하나의 계측값부터 시작해 나머지 항목별로 모두 빌딩제어서버를 통해 해당 설비가 가동중인지 여부를 확인하는 단계와, 가동중이면 가동시간을 늘리는 단계와, 계절별, 주.야간 시간별, 설정단계와 재실, 공실의 동적 확인 및 설정단계를 통해 그 상태를 제어 알고리즘에 의하여 제어가 가능하도록하며, 공기청정설비 및 관련제어기의 가동이 중지된 상태이면 일정 시간 단위로 가동을 요청하는 단계와, 가동요청 명령에도 해당 설비가 가동중지상태를 유지하면 운영자에게 가동 불능임을 통보하는 단계와, 이를 바탕으로 AS 신청을 하는 단계로 이루어진 제어단계를 포함하여 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 공기질 측정 데이터는 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 빌딩제어서버는 건물 전체에 대한 온도, 습도, 공조, 전력 제어, 방범, 소방, 엘리베이터, 주차관제, 보안을 위해 기계 설비, 전력설비, 조명설비, 방범설비, 소방설비, 엘리베이터 설비, 주차관제 설비, 보안 CCTV 설비를 감시 및 제어하도록 구성되고, 멀티I/O부로 연결된 스마트 웹 컨트롤러의 제어 신호에 따라 개별 실내 공기질 환경 운영자와 관련된 공기청정설비 및 공조설비의 운전 데이터 및 제어가 이루어지도록 구성할 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 운영자가 외부에서 인터넷을 통해 기계 설비, 전력설비, 조명설비를 감시 및 제어하는 빌딩제어 서버와 직접 연결되지 않도록 차단한 상태에서 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)를 통해서만 자신이 허가받은 개별 실내의 공기질 상태에 대한 감시 및 제어가 이루어지도록 하여 빌딩제어 서버가 해킹되는 것을 방지하여 보안을 강화한 상태에서 개별 실내에 대한 공기질의 감시 및 제어가 가능하다는 장점과,
또한 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)가 기계 설비, 전력설비, 조명설비의 운전상황 데이터를 전달받는 빌딩제어 서버와 디지털 접점인 멀티 I/O를 통해 연결되도록 구성하여, 운영자는 개별 실내에 국한된 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이 양과 관련된 공기질을 실내에 설치된 IOT 기반 실내공기측정 센서 또는시리얼 포트와 연결된 실내공기측정 센서를 통해 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)가 취합 후 인터넷과 연결된 운영자의 앱 또는 웹을 통해 원격 감시 및 공기청정설비를 제어하고, 필요시 빌딩제어 서버에 공기질 개선을 위해 자동제어정보를 전달하여 개별 실내에 대한 쾌적한 실내 환경 유지되도록 할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전체 시스템 구성도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전체 시스템 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원격 빌딩 제어 시스템의 구성은 건물 전체에 대한 온도, 습도, 전력 제어, 방범, 소방, 엘리베이터, 주차관제, 보안을 위해 기계 설비, 전력설비, 조명설비, 방범설비, 소방설비, 엘리베이터 설비, 주차관제 설비, 보안 CCTV 설비를 감시 및 제어하는 빌딩제어서버(1)와;
이 빌딩제어서버와 연결되어 상기 각 설비의 데이터를 전달받고, 개별 실내에 설치된 실내 공기 측정 센서부의 센서들을 통해 앱 또는 웹과 연결된 원격지의 운영자가 권한이 부여된 개별 실내의 공기질 측정 데이터를 감시하고 제어할 수 있도록 한 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller, 2)와;
스마트 웹 컨트롤러(2)와 연결되어 각층별 또는 실내별 공기질을 측정하는 실내 공기 측정 센서부(3)와;
운영자 별 실내 또는 건물 설비에 대한 실시간 영상을 제공하는 카메라부(4);를 포함하여 구성된다.
이하 보다 상세하게 각 구성을 살펴본다.
먼저 상기 빌딩제어서버(1)는 다른 말로 표현하면 DDC(Digital Direct Controller)로 이하에서는 빌딩제어서버(1)로 통일하여 칭한다. 빌딩제어서버는 한 실시예로 도시된 건물의 기계설비, 전력설비, 조명설비 뿐만 아니라 미도시된 방범설비, 소방설비, 엘리베이터 설비, 주차관제 설비, 보안 CCTV 설비 등을 포함하여 건물 전체에 대하여 감시하고 제어하는 서버이다. 다만 이와 같은 빌딩제어서버는 통상적으로 대형 빌딩에 설치되어 각 설비에 대한 감시 및 제어를 담당하는 서버로 공지의 기술에 해당하는 구체적인 감시 및 제어 설명은 생략한다.
빌딩제어서버(1)는 카메라부(4)를 구성하는 네트워크 카메라를 통해 자체적으로 운전상황을 감시하면서 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller, 2)와 연결된 운영자의 요청에 의해 필요한 감시 영상을 제공하게 구성된다.
또한 빌딩제어서버(1)와 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller, 2)는 통신 방식으로 연결하지 않고 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller, 2)를 구성하는 멀티 I/O부를 통해 디지털 접점방식으로 연결되어 필요로 하는 데이터가 입출력되도록 구성하였다. 이와 같이 구성됨으로써 인터넷과 연결된 외부에서 직접 빌딩제어서버(1)에 연결되어 감시 및 제어하는 통로가 차단되어 보안이 강화되게 된다.
상기 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller, 2)는 크게 인터넷을 통해 원격지의 운영자의 스마트기기 또는 컴퓨터와 앱 또는 웹과 연결되는 유선통신부(TCP/IP, 211)와 무선통신 포트(212)로 구성된 웹전송모듈(21)이 구비된다. 이러한 구성을 구비함으로써 유선, 무선(LTE) 중에서 선택된 통신방식을 사용 할 수 있으며 선택된 통신 방식은 중앙처리장치(226)에서 IP address나 Domain을 인식하여 접속이 가능하며, 접속 후 사용자 및 비밀번호를 입력, 승인된 운영자에게 접속 하도록 구성된다.
상기 웹전송모듈은 원격에서 운영자 컴퓨터 또는 스마트폰, 테블릿 PC와 같은 스마트기기로 IP address 또는 등록된 도메인을 입력시 운영자 ID 패스워드에 따라 웹 또는 앱을 통해 스마트 웹 컨트롤러(2)에 접속하여 권한 설정 범위 내에서 건물의 각 설비에 대한 원격감시 데이터에 접속하여 본인 인증 및 권한을 운영 계층별로 분류, 확인 후 각 층별, 장소별, 공기질을 측정한 공기 측정 센서부의 각 센서(이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이) 데이터를 요청하면 이를 접수받은 중앙처리장치가 요청받은 데이터를 데이터베이스에서 실시간 자료 요청인지 데이터의 평균값 요청인지를 판단하여 해당 요청에 맞게 웹전송 모듈에 제공하여 그래픽 및 텍스트 자료로 정보를 제공 웹으로 확인할 수 있도록 한다.
즉, 관리자 또는 운영자가 자기 단계별 부여된 권한에 의해 아이디 및 패스워드를 입력 후 승인된 권한에 의하여 데이터베이스의 자료 열람을 요청하면 데이터베이스에서 중앙처리장치에서 요청한 값의 데이터를 웹 전송모듈을 통하여 전송하고 또한 Ethernet 포트를 통하여 요청된 데이터 역시 관리자 또는 운영자가 자기 단계별 부여된 권한에 의해 아이디 및 패스워드를 입력 후 승인된 권한에 의하여 데이터베이스의 자료 열람을 요청하면 중앙처리장치에서 요청한 값의 데이터를 Ethernet 포트를 통하여 규정된 프로토콜로 통신을 하여 데이터를 제공 하게 구성된다.
또한 스마트 웹 컨트롤러(2)는 각층별 또는 실내별 공기질을 측정하는 실내 공기 측정 센서부(3)에서 전송된 데이터를 처리하는 그래픽 처리모듈(221), 경보설정 처리모듈(222), 경향감시 처리모듈(223), 디지털 처리모듈(224), 자동제어 운영모듈(225), 상기 각 모듈에 따른 명령을 수행하고 처리된 결과를 웹전송모듈에 전송하거나 데이터 베이스에 저장하는 중앙처리장치(226) 및 각종 데이터를 저장하는 데이터베이스(227)로 이루어진 서버부(22)가 구비된다.
상기 그래픽 처리모듈(221)은 운영자가 운전 경향을 요구시 데이터베이스에 저장된 자료를 가져와 분, 시간, 일, 월 단위로 그래픽 처리하여 중앙처리장치의 제어하에 웹전송모듈(21)을 통해 인터넷과 연결된 원격지의 운영자에게 전송하도록 구성된다. IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 실내 공기 측정 센서부(32)로 이루어진 실내 공기 측정 센서부(3)에서 측정된 공기질(이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이)의 관련 각종 데이터들이다. 이러한 데이터들은 운영자가 한 눈에 볼 수 있도록 그래픽 처리모듈(221)의 명령에 따라 중앙처리장치에서 처리하여 데이터베이스에 저장하고 이를 중앙처리장치(226)를 통해 웹전송모듈(21)로 보내 인터넷과 연결된 원격지의 운영자에게 전송하도록 구성된다.
상기 경보설정 처리모듈(222)은 운영자가 설정한 설정치는 즉시 데이터베이스에 저장하고, 각종 설비나 각 공기측정 센서부에서 계측된 수치가 운영자 설정 설정치와 비교하여 경보치에 도달시 즉시 중앙처리장치(226)의 제어하에 웹과 앱을 통하여 운영자에게 전송하도록 구성된다.
상기 경향감시 처리모듈(223)은 데이터베이스의 자료를 이용 각 시간별, 월별, 계절별 건물의 설비 현황과 실내 공기질 상태를 측정하는 실내공기 측정센서부의 측정 현황을 분석하여 운영자에게 제공하고 자동제어 운영 모듈의 알고리즘에 따라 건물 및 설비 상황에 맞게 제어가 가능 하도록하며, 운전 현황을 그래프로 운영자에게 정보를 제공하도록 구성한다. 이러한 정보는 경향감시 처리모듈(223)의 명령에 따라 중앙처리장치에서 처리하여 데이터베이스에 저장하고 이를 중앙처리장치(226)를 통해 웹전송모듈(21)로 보내 인터넷과 연결된 원격지의 운영자에게 전송하도록 구성된다.
상기 디지털 처리모듈(224)은 멀티I/O부(25)와 연결되어 인터넷을 통한 외부 원격지에서 운영자가 제어하기 위해 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)에 접근시 멀티I/O부(25)를 통해 한정된 권한을 통해 빌딩제어서버의 제어하에 필요한 제어를 빌딩제어 디지털 IN/OUT PUT을 통하여 빌딩제어서버에 요청하여 필요로 하는 원격 제어가 가능하게 된다.
상기 자동제어 운영모듈(225)은 중앙처리장치를 이용하여 데이터베이스에 누적되는 실시간 데이터를 바탕으로 서버부(22)를 자동운전하는 모듈이다.
즉, 자동제어 운영모듈(225)은 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 실내 공기 측정 센서부(32)로 구성된 실내 공기 측정 센서부(3)에서 생성된 각 센서들의 계측된 데이터가 데이터베이스에 누적되면 해당 데이터의 정보를 바탕으로, 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이 관련된 실시간 측정 데이터가 운영자가 설정한 설정값과 차이가 있는지 계절별, 주,야간별, 재실 및 공실 동적 확인에 의한 운전 등 운전 알고리즘에 의하여 감시하며 멀티I/O부(25)를 통해 빌딩제어서버가 제어하는 각 설비중에서 해당 측정치와 관련 있는 설비의 가동을 제어하게 된다.
한 실시예를 들어 설명하면 실내 공기질을 나타내는 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이 관련된 실시간 측정 데이터의 계측값이 운영자가 설정한 설정값과 차이가 클 경우 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이 중 어느 하나의 계측값부터 시작해 나머지 항목별로 모두 빌딩제어서버를 통해 해당 설비가 가동중인지 여부를 확인하는 단계와, 가동중이면 가동시간을 늘리는 단계와, 가동이 중지된 상태이면 일정 시간 단위로 가동을 요청하는 단계와, 가동요청 명령에도 해당 설비가 가동중지상태를 유지하면 운영자에게 가동 불능임을 통보하는 단계와, 이를 바탕으로 AS 신청을 하는 단계로 이루어진 제어단계를 가진다.
이후 검사한 공기질 관련 데이터와 이상이 있는 공기질 관련 데이터에 대한 최종 결과는 운영자에게 전송하면 된다.
도면에서는 공조시스템 관련된 기계설비의 배기팬 관련된 실시예를 도시하고 있지만 이와 같은 설비 뿐만 아니라 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이와 관련된 데이터에 영향을 줄 수 있는 설비는 순차적으로 중요도 위주 또는 발생빈도 위주로 전수 점검하여 알고리즘에 의한 자동제어가 가능하도록구성하면 된다.
상기 중앙처리장치(226)는 빌딩제어서버(1)를 통해 수집된 건물의 기계설비, 전력설비, 조명설비 뿐만 아니라 미도시된 방범설비, 소방설비, 엘리베이터 설비, 주차관제 설비, 보안 CCTV 설비의 데이터 즉, 예를 들면 전력량, 냉, 난방 가동 상황, 온, 습도 데이터, 화재 경보 데이터와 같은 실시간 운전상황 데이터와, IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 실내 공기 측정 센서부(32)로 이루어진 실내 공기 측정 센서부(3)에서 측정된 공기질(이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이) 데이터를 전달받아 데이터베이스에 저장하고, 이후 데이터베이스에 저장된 자료를 각 처리모듈의 명령에 따라 제어하여 가공한 다음 웹전송모듈을 통해 원격지의 운영자에서 보내거나 운영자가 요청할 경우 실시간 전송토록 구성된다.
상기 데이터베이스(227)는 각종 데이터를 저장하는 장치로, IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 실내 공기 측정 센서부(32)로 이루어진 실내 공기 측정 센서부(3)에서 측정된 공기질(이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이) 관련 각종 데이터와 그래픽 처리모듈(221), 경보설정 처리모듈(222), 경향감시 처리모듈(223), 디지털 처리모듈(224), 자동제어 운영모듈(225에서 생성된 각종 데이터를 전달받아 저장하도록 구성된다. 저장된 데이터는 중앙처리장치(226)의 명령에 의해 각 처리모듈에 제공되거나, 웹전송모듈을 통해 원격지의 운영자에서 보내거나 운영자가 요청할 경우 실시간 전송하는데 사용된다.
또한 스마트 웹 컨트롤러(2)는 개별 실내에 설치된 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)의 정보를 취합하여 서버부(22)에 전달하는 IOT 브리지(231)와 IOT 모듈(232)로 이루어진 IOT 모듈부(23)가 구비된다.
상기 IOT 브리지(231)는 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)를 구성하는 복수개의 정보를 취합하는 것으로, 이러한 IOT 브리지(231)는 무선 송수신 범위에 따라 개별 실내별로 설치되거나 각 층별로 설치될 수 있다.
상기 IOT 모듈은 각 IOT 브리지(231)들과 연결되어 해당 정보를 송수신하게 된다. 이와 같은 IOT 브리지(231)와 IOT 모듈(232) 자체는 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
또한 스마트 웹 컨트롤러(2)는 시리얼포트부(24)가 구비된다. 시리얼포트부는 RS-232C, 485, 422 방식의 시리얼 포트로 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 달리 송수신 기능이 없는 일반 실내 공기 측정 센서부(32)의 각종 센서들로부터 생성된 정보를 프로토콜 컨버터 처리부(26)를 거쳐 스마트 웹 컨트롤러(2)에 전송하는 역할을 한다.
또한 스마트 웹 컨트롤러(2)는 멀티I/O부(25)가 구비된다.
상기 멀티I/O부(25)는 이더넷포트(251)를 포함하여 구성되어 빌딩제어서버(1)의 감시 제어 정보 또는 카메라부(4)의 영상 정보 중 디지털 정보일 경우 스마트 웹 컨트롤러(2)의 자동제어 운영모듈에 전송하고, 디지털화되지 않은 데이터는 프로토콜 컨버터 처리부(26)를 통해 스마트 웹 컨트롤러(2)의 데이터베이스에 이더넷포트(251)를 통해 전달하도록 성된다.
멀티I/O부(25)의 주된 역할 중 하나는 스마트 웹 컨트롤러(2)와 빌딩제어서버(1)간의 데이터 전달을 위해 구성된다. 멀티I/O부(25)는 디지털 접점 방식의 구성으로 0 또는 1의 디지털 정보 입출력을 통해 스마트 웹 컨트롤러(2)와 빌딩제어서버(1)간의 데이터를 교환하도록 구성되어 외부에서 직접 통신 방식으로 빌딩제어서버(1)에 접근하는 경로를 차단하게 된다.
따라서 건물에 설치된 각종 설비의 계측과 실내공기 측정 센서부의 계측시 완벽한 보안을 위하여 인터넷을 통한 외부 원격지에서 운영자가 제어시 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)를 구성하는 디지털 처리모듈(224)과 멀티I/O부(25)를 통해 실내 공기질 개선을 위한 설비에 한하여 원격 제어가 가능하게 된다.
또한 멀티I/O부(25)는 TCP/IP 방식으로 IP카메라(41)와 연결되어 운영자가 접근이 허용된 권한의 각층별 또는 실내를 원격으로 영상을 감시할 수 있게 구성된다.
또한 스마트 웹 컨트롤러(2)는 프로토콜 컨버터 처리부(26)가 구비된다. 프로토콜 컨버터 처리부(26)는 멀티I/O부(25)에서 전달된 정보를 표준화된 프로토콜(TCP/IP)로 변환하여 스마트 웹 컨트롤러(2)의 데이터베이스에 전달되도록 구성된다. 또한 프로토콜 컨버터 처리부(26)는 필요에 따라 선택적으로 빌딩제어서버(1)와 직접 통신하여 전달된 정보를 표준화된 프로토콜(TCP/IP)로 변환하여 스마트 웹 컨트롤러(2)의 데이터베이스에 전달되도록 구성된다.
상기 실내 공기 측정 센서부(3)는 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 실내 공기 측정 센서부(32)로 구성된다.
상기 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 실내 공기 측정 센서부(32)는 운영자가 거주하는 각층별 또는 개별 실내 공간에 설치되어 공기질을 나타내는 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이와 관련된 데이터를 측정하게 된다.
IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 실내 공기 측정 센서부(32)는 실내에 각각 또는 복합적으로 설치된 복수개의 IOT 기반 실내공기측정 센서들 또는 시리얼포트와 연결된 실내공기측정 센서들을 통해 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)에 실내 공기질 데이터를 전송하게 구성된다.
IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)는 서버부(22)에 해당 공기질 정보를 전달시 IOT 브리지(231)와 IOT 모듈(232)로 이루어진 IOT 모듈부(23)를 통해 전달된다. IOT 브리지(231)는 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)를 구성하는 복수개의 정보를 취합하는 것으로, 이러한 IOT 브리지(231)는 무선 송수신 범위에 따라 개별 실내별로 설치되거나 각 층별로 설치될 수 있다. 상기 IOT 모듈은 각 IOT 브리지(231)들과 연결되어 해당 정보를 송수신하게 된다. 이와 같은 IOT 브리지(231)와 IOT 모듈(232) 자체는 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
실내 공기 측정 센서부(32)는 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부(31)와 달리 IOT 기능이 없는 센서들은 RS-232C, 485, 422 방식의 시리얼포트부(24)와 연결되어 각 센서들로부터 생성된 정보를 프로토콜 컨버터 처리부(26)를 거쳐 스마트 웹 컨트롤러(2)에 전송하게 된다.
상기 카메라부(4)는 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)와 연결되어 각 층별 및 개별 실내를 감시하는 IP카메라(41)와; 기계 설비, 전력설비, 공조설비, 조명설비, 방범설비, 소방설비, 엘리베이터 설비, 주차관제 설비, 보안 CCTV 설비 등을 감시하는 네트워크 카메라(42)로 구성된다.
상기 IP카메라(41)는 각 층별 또는 각 실내별로 설치되어 운영되는데, 접근 권한은 개별 IP에 대한 패스워드를 알고 있는 각 실내 거주자만 확인할 수 있도록 구성되어, 타인에 의한 접근이 차단되도록 구성된다.
상기 네트워크 카메라(42)는 빌딩제어서버(1)가 건물의 기계설비, 전력설비, 조명설비, 방범설비, 소방설비, 엘리베이터 설비, 주차관제 설비, 보안 CCTV 설비를 감시하는 카메라로 자동으로 운전시 발생하는 현장 상황을 영상을 통해 확인하기 위해 사용되는 카메라이다.
다만, 예외적으로 운영자가 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)와 멀티 I/O부로 연결된 빌딩제어서버(1)로부터 접근 허가를 받으면 해당 영상을 제공받아 운영자의 접근이 허용된 해당 실내의 공기질과 관련된 설비를 확인할 수 있다.
따라서 원격지의 운영자가 건물에 설치된 설비들의 운전 상태, 실내공기 측정 센서의 측정데이터 및 운전 데이터를 바탕으로 운전상황을 육안 관찰하여 감시, 제어에 활용하게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은 IOT 기반으로 운영자가 유, 무선 인터넷으로 연결된 앱 및 웹을 통해 개별 실내의 실내공기질 상태를 감시 및 제어 가능하고, 또한 필요시 카메라부(4)를 통해 운영자 별 실내 또는 건물 설비에 대한 실시간 영상을 제공받아 확인이 가능하다.
이를 통해 자동운전되는 개별 실내의 공기질 상태를 각종 데이터나 그래프로 원격지의 운영자가 감시할 수 있고, 이상 데이터가 발생시 카메라부를 통한 영상정보를 통해 육안 감시하여 스마트 웹 컨트롤러(2)를 통해 간접적으로 개별 실내에 대한 빌딩제어서버(1)의 운전 을 제어하도록 구성된다.
즉, 운영자가 거주하는 개별 실내 공간에 설치된 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이 양과 관련된 공기질을 실내에 설치된 IOT 기반 실내공기측정 센서 또는 멀티 I/O부와 연결된 실내공기측정 센서를 통해 스마트 웹 컨트롤러(Smart web Controller)가 자동제어 운영 알고리즘에 의하여 운전하면서 생성된 각종 데이터를 운영자의 앱 또는 웹을 통해 전달하여 운영자가 원격지에서 감시 및 제어할 수 있도록 구성하면서 특정 공기질이 나쁘게 검출되면 이를 담당하는 설비의 빌딩제어서버(1)의 운전 상태를 감시하여 운전중이지 않거나 고장난 설비에 대한 작동 요청 또는 AS를 요청할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
(1) : 빌딩제어서버 (2) : 스마트 웹 컨트롤러
(3) : 실내 공기 측정 센서부 (4) : 카메라부
(21) : 웹전송모듈 (22) : 서버부
(23) : IOT 모듈부 (24) : 시리얼포트부
(25) : 멀티I/O부 (26) : 프로토콜 컨버터 처리부
(31) : IOT 기반 실내 공기 측정 센서부 (32) : 실내 공기 측정 센서부
(41) : IP카메라 (42) : 네트워크 카메라
(211) : 유선통신부 (212) : 무선통신 포트
(221) : 그래픽 처리모듈 (222) : 경보설정 처리모듈
(223) : 경향감시 처리모듈 (224) : 디지털 처리모듈
(225) : 자동제어 운영모듈 (226) : 중앙처리장치
(227) : 데이터베이스 (231) : IOT 브리지
(232) : IOT 모듈

Claims (8)

  1. 건물 전체에 대한 감시 및 제어를 위한 각종 설비를 감시 및 제어하는 빌딩제어서버와;
    이 빌딩제어서버와 연결되어 상기 각 설비의 데이터를 전달받고, 개별 실내에 설치된 실내 공기 측정 센서부의 센서들을 통해 앱 또는 웹과 연결된 원격지의 운영자가 권한이 부여된 개별 실내의 공기질 측정 데이터를 감시하고 제어할 수 있도록 한 스마트 웹 컨트롤러와;
    스마트 웹 컨트롤러와 연결되어 각층별 또는 실내별 공기질을 측정하는 실내 공기 측정 센서부와;
    운영자 별 실내 또는 건물 설비에 대한 실시간 영상을 제공하는 카메라부;를 포함하여 빌딩제어서버가 원격지의 운영자와 직접 통신으로 연결되지 않은 상태에서 원격지의 운영자가 건물 내 운영자의 실내 공기질만을 감시 및 제어할 수 있도록 구성하되,

    상기 실내 공기 측정 센서부는 IOT 브리지와 IOT 모듈로 이루어진 IOT 모듈부를 통해 스마트 웹 컨트롤러에 실내 공기질 관련된 데이터를 측정하는 센서들의 정보를 전송하는 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부와;
    시리얼포트부를 통해 스마트 웹 컨트롤러에 실내 공기질 관련된 데이터를 측정하는 센서들의 정보들을 전송하는 실내 공기 측정 센서부로 구성된 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 빌딩제어서버와 스마트 웹 컨트롤러간의 연결 및 상기 카메라부와 스마트 웹 컨트롤러간의 연결은 스마트 웹 컨트롤러를 구성하는 멀티I/O부를 통해 디지털 접점 방식으로 연결되게 구성되어 데이터 및 제어가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 빌딩제어서버와 스마트 웹 컨트롤러간의 연결은 선택적으로 프로토콜 컨버터 처리부를 통해 빌딩제어서버와 직접 통신하여 전달된 정보를 표준화된 프로토콜(TCP/IP)로 변환하여 데이터베이스에 전달되도록 구성된 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 웹 컨트롤러는, 인터넷을 통해 원격지의 운영자의 스마트기기 또는 컴퓨터와 앱 또는 웹과 연결되는 유선통신부와 무선통신 포트로 구성된 웹전송모듈과;
    각층별 또는 실내별 공기질을 측정하는 실내 공기 측정 센서부에서 전송된 데이터를 처리하는 그래픽 처리모듈, 경보설정 처리모듈, 경향감시 처리모듈, 디지털 처리모듈, 자동제어 운영모듈, 상기 각 모듈에 따른 명령을 수행하고 처리된 결과를 웹전송모듈에 전송하거나 데이터 베이스에 저장하는 중앙처리장치 및 각종 데이터를 저장하는 데이터베이스로 이루어진 서버부와;
    개별 실내에 설치된 IOT 기반 실내 공기 측정 센서부의 정보를 취합하여 서버부에 전달하는 IOT 브리지와 IOT 모듈로 이루어진 IOT 모듈부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 자동제어 운영모듈은 실내 공기질 측정 데이터의 계측값이 운영자가 설정한 설정값과 차이가 클 경우 공기질 계측값 중 어느 하나의 계측값부터 시작해 나머지 항목별로 모두 빌딩제어서버를 통해 해당 설비가 가동중인지 여부를 확인하는 단계와, 가동중이면 가동시간을 늘리는 단계와, 계절별, 주.야간 시간별, 설정단계와 재실, 공실의 동적 확인 및 설정단계를 통해 그 상태를 제어 알고리즘에 의하여 제어가 가능하도록하며, 공기청정설비 및 관련제어기의 가동이 중지된 상태이면 일정 시간 단위로 가동을 요청하는 단계와, 가동요청 명령에도 해당 설비가 가동중지상태를 유지하면 운영자에게 가동 불능임을 통보하는 단계와, 이를 바탕으로 AS 신청을 하는 단계로 이루어진 제어단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템.
  7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 공기질 측정 데이터는 이산화 질소, 라돈, 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 곰팡이 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 빌딩제어서버는 건물 전체에 대한 온도, 습도, 공조, 전력 제어, 방범, 소방, 엘리베이터, 주차관제, 보안을 위해 기계 설비, 전력설비, 조명설비, 방범설비, 소방설비, 엘리베이터 설비, 주차관제 설비, 보안 CCTV 설비를 감시 및 제어하도록 구성되고, 멀티I/O부로 연결된 스마트 웹 컨트롤러의 제어 신호에 따라 개별 실내 공기질 환경 운영자와 관련된 공기청정설비 및 공조설비의 운전 데이터 및 제어가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 IOT환경 개별 실내 공기질 제어가 가능한 원격 빌딩 제어 시스템.
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