KR101972227B1 - Smart home controlling apparatus based intellect learning and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지능학습기반 스마트홈 에너지 기기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 스마트홈 에너지 기기 제어 장치는, 실시간으로 측정된 거주자 공간의 실내 온도, 습도, 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 포함하는 실내 환경 데이터 및 상기 거주자 공간의 실내에 위치하는 복수의 가전 기기의 에너지 사용량을 수집하는 데이터 수집부, 상기 실내 환경 데이터를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수 중에서 적어도 하나의 환경 지수를 연산하는 환경 지수 연산부, 상기 연산된 환경 지수 값이 기 설정된 쾌적 지수 범위를 벗어나는 경우, 상기 가전 기기의 에너지 사용량을 이용하여 상기 기 설정된 쾌적 지수 범위 이내의 값이 되도록 상기 거주자 공간의 실내 온도 및 습도의 목표점을 설정하거나 공기 청정도의 목표점을 설정하는 설정부, 그리고 상기 목표점에 도달하도록 상기 가전 기기의 구동 스케쥴을 생성하고, 적외선 통신을 이용하여 상기 구동 스케쥴에 따라 상기 가전 기기를 제어하는 제어부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 거주자의 생활패턴이나 거주공간의 환경정보를 통해 거주 공간의 실내 환경을 자동 제어함으로써 거주자의 편의를 크기 높일 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 사용 효율을 크게 높일 수 있다.The present invention relates to an intelligent learning-based smart home energy appliance control apparatus and a method thereof. According to the present invention, the smart home energy appliance control apparatus includes indoor environment data including at least one of indoor temperature, humidity and air cleanliness of the occupant space measured in real time, and indoor environment data including at least one of the plurality of home appliances An environment index calculating unit for calculating at least one environmental index from the discomfort index, the heat index and the corruption index using the indoor environment data, A setting unit for setting a target point of the room temperature and humidity of the resident space or a target point of the air cleanliness degree so as to be a value within the predetermined comfortable exponent range by using the energy usage amount of the home appliance, To generate the driving schedule of the home appliance And a control unit for controlling the household appliances according to the driving schedule by using infrared communication.
As described above, according to the present invention, the indoor environment of the living space can be automatically controlled through the living pattern of the occupant or the living environment information of the living space, so that the convenience of the occupant can be increased and the energy use efficiency can be greatly increased.
Description
본 발명은 지능학습기반의 스마트홈 에너지 기기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거주자의 생활 편의성을 높임과 동시에 가전기기의 에너지 사용 효율을 향상시키기 위한 지능학습기반의 스마트홈 에너지 기기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent learning-based smart home energy appliance control apparatus and a method thereof, and more particularly, to a smart home energy appliance control apparatus and a smart home energy appliance control apparatus based on intelligent learning to improve the living use convenience of a resident, And a control method therefor.
일반 가정내 에너지 사용과 관련되는 가전기기는 생활 용도별로 다양한 기기가 사용된다. 엔터테인먼트용으로 TV, 오디오, 게임기, 식생활용으로 냉장고, 김치냉장고, 전기오픈, 운동레저용으로 런닝머신, 냉난방용으로 에어컨, 선풍기, 보일러, 히터, 전기온열기, 그리고 공기의질관리용으로 공기청정기, 가습기, 조명용으로 전동, 각종 조명기기 등이 있다. Household appliances related to energy use in general households use various appliances according to daily life use. Air conditioner for heating and cooling, air conditioner for heating and cooling, boiler, heater, electric heater, air cleaner for air quality control, and air conditioner for air conditioner for air conditioner, TV, audio, game machine for entertainment, refrigerator for eating, refrigerator for kimchi, , A humidifier, an electric motor for lighting, and various lighting devices.
이중 실내외 환경상태 변화와 생활자의 체온, 호흡 등의 인체 체감도에 따라 민감하게 사용되는 가전기기는 에어컨, 선풍기, 보일러, 히터, 전기온열기 등의 냉난방 기기와 공기청정기, 가습기 등의 공기질관리 기기가 관련되며 에너지 사용량의 변동성에 가장영향을 미치는 기기 들이다.Appliances that are sensitive to human body sensations such as changes in indoor and outdoor environmental conditions and body temperature and respiration of people are air conditioning devices such as air conditioners, fans, boilers, heaters, electric heaters, air cleaners and humidifiers And are those that most influence the volatility of energy usage.
이러한 가전기기들은 가정내 생활시에는 인체 체감도가 만족하는 수준으로 제어를 하게 되며, 외출시에는 모든 기능을 Off 또는 Stop상태로 전환하고 외출을 하게 된다. 이 경우, 실내의 냉온상태나 공기의 질은 급격히 변화하게 되며 또한, 외부 환경이 여름이나 겨울과 같이 외부 환경상태가 신체조건과의 차이가 크게 발생할 수가 있다.These home appliances are controlled at a level that satisfies the human body sensibility at the time of home life, and when they go out, all functions are switched to the Off or Stop state and go out. In this case, the cold state of the room and the quality of the air are rapidly changed, and the external environment such as summer or winter may greatly differ from the physical condition.
특히, 거주 생활자가 실외에서 실내로의 상황 변화가 발생시, 인체 체감도가 가장 민감하게 반응을 하게 되면서 실내환경 상태를 인체 체감도가 만족할 수준으로 맞추기 위하여 가전기기를 최대치로 가동하는 경향이 발생을 하게 되며 이 경우 가정내 에너지 사용량이 급속히 증대될 가능성이 높다.Especially, when the residents change the situation from outdoor to indoor, the human body sensation responds most sensitively. As a result, there is a tendency that the indoor environment state is operated at the maximum level to meet the human body sensibility level In this case, household energy use is likely to increase rapidly.
가정내 일상 생활중에 시간대별로 인체 체감도가 가장 만족할 만한 상태에서의 냉난방용 기기와 공기질관리용 기기의 가동상태와 에너지 사용량의 상관관계를 통계적기법과 지능학습기법으로 분석하여 최적환경제어 패턴을 추출하고 적용함으로써 가정 생활자가 실내 생활시 최적의 환경상태로 가전기기를 제어를 하도록 함으로써 불필요한 에너지 사용의 낭비를 줄일 수 있게 된다.Analysis of the correlation between the operating state and the energy consumption of the heating and air conditioning equipment and the air quality management equipment in the most satisfying state of the human body during the daily life in the home is analyzed by statistical technique and intelligent learning technique to extract the optimal environment control pattern So that it is possible to reduce the unnecessary use of energy by allowing the householder to control the home appliance in the optimal environment state in the indoor life.
특히, 생활자가 외출했다가 실내로 들어오는 상황 변화시에는 거주자의 스케줄을 미리 파악하여 실내로 들어오기 전에 사전적으로 냉난방용 기기와 공기질관리용 기기를 에너지 사용효율이 최적화되는 조건으로 가동을 함으로써 생활자의 인위적인 제어를 방지하여 에너지사용의 효율을 극대화하면서도 실내 공기의 질을 생활자에 맞는 쾌적한 조건을 만들 수가 있다.Especially, in case of a change in the situation where the living person goes out to the room, the residents' schedule is grasped in advance and the air-conditioning equipment and the air quality management device are operated on the condition that the energy use efficiency is optimized before entering the room, By preventing artificial control, it is possible to maximize the efficiency of energy use while creating a pleasant condition for the quality of indoor air.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제10-2016-0125284호(2016.10.31. 공개)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-open No. 10-2016-0125284 (published October 31, 2016).
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 거주자의 생활 편의성을 높임과 동시에 가전기기의 에너지 사용 효율을 향상시키기 위한 지능학습기반의 스마트홈 에너지 기기 제어 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an intelligent learning-based smart home appliance control apparatus and method for enhancing living convenience of a resident and improving energy use efficiency of household appliances.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면 스마트홈 에너지 기기 제어 장치는 실시간으로 측정된 거주자 공간의 실내 온도, 습도, 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 포함하는 실내 환경 데이터 및 상기 거주자 공간의 실내에 위치하는 복수의 가전 기기의 에너지 사용량을 수집하는 데이터 수집부, 상기 실내 환경 데이터를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수 중에서 적어도 하나의 환경 지수를 연산하는 환경 지수 연산부, 상기 연산된 환경 지수 값이 기 설정된 쾌적 지수 범위를 벗어나는 경우, 상기 가전 기기의 에너지 사용량을 이용하여 상기 기 설정된 쾌적 지수 범위 이내의 값이 되도록 상기 거주자 공간의 실내 온도 및 습도의 목표점을 설정하거나 공기 청정도의 목표점을 설정하는 설정부, 그리고 상기 목표점에 도달하도록 상기 가전 기기의 구동 스케쥴을 생성하고, 적외선 통신을 이용하여 상기 구동 스케쥴에 따라 상기 가전 기기를 제어하는 제어부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a smart home energy appliance control system including indoor environment data including at least one of indoor temperature, humidity, and air cleanliness of a resident space measured in real time, An environment index calculating unit for calculating at least one environmental index from the discomfort index, the heat index and the corruption index using the indoor environment data, Setting a target point of room temperature and humidity of the occupant space or setting a target point of the air cleanliness degree so as to be a value within the predetermined comfort index range by using the energy usage amount of the home appliance A setting unit, and a control unit So as to generate a driving schedule of the appliance and, using infrared communications and a controller for controlling the home appliance in accordance with the driving schedule.
상기 데이터 수집부는, 상기 실내 공간 밖의 대기의 온도, 습도 및 공기 청정도를 포함하는 실외 환경 데이터 및 상기 거주자의 외출 시간 및 귀가 시간에 따른 생활 패턴 데이터를 수집하고, 상기 실내 환경 데이터, 실외 환경 데이터, 상기 가전 기기의 에너지 사용량 및 상기 생활 패턴 데이터를 기 설정된 기간동안 누적하여 저장하고 분석하여 시간별, 일별, 분기별, 계절별로 상기 쾌적 지수 범위를 설정하는 분석부를 더 포함할 수 있다. The data collecting unit collects outdoor environment data including atmospheric temperature, humidity, and air cleanliness of the outside of the indoor space, and life pattern data according to the time of going out and returning time of the occupant and transmits the indoor environment data, The analyzing unit may accumulate and analyze the energy usage amount of the home appliance and the life pattern data for a predetermined period of time, and set the comfort index range by time, day, quarter, and season.
상기 설정부는, 기 설정된 쾌적 지수 범위 내에서 상기 가전 기기의 에너지 사용량이 최소값이 되도록 상기 실내 온도 및 습도 또는 공기 청정도의 목표점을 설정할 수 있다. The setting unit may set the target point of the room temperature, the humidity, or the air cleanliness degree so that the energy usage amount of the household appliances becomes the minimum value within a predetermined comfortable exponent range.
상기 제어부는, 현재 시점의 실내 온도, 습도, 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 상기 목표점에 도달시키기 위해 필요한 에너지량에 대응하여 상기 가전기기의 설정 온도 및 설정 습도, 구동 소요 시간을 설정하고, 상기 거주자의 생활 패턴 데이터를 이용하여 상기 가전기기의 구동 시간대를 설정할 수 있다. Wherein the control unit sets the set temperature, the set humidity, and the driving time of the home appliance in correspondence with the amount of energy required to reach at least one of the room temperature, the humidity, and the air cleanliness at the present time, The driving time zone of the home appliance can be set using the life pattern data of the home appliance.
상기 제어부는, 상기 가전 기기의 구동 스케줄에 따른 에너지 사용량을 시뮬레이션을 통해 일정 기간 누적하여, 상기 일정 기간 동안의 에너지 사용량이 기 설정된 에너지 목표량보다 작으면 해당 구동 스케줄에 따라 상기 가전 기기를 제어하고, 상기 일정 기간 동안의 에너지 사용량이 기 설정된 에너지 목표량보다 크거나 같으면, 상기 시뮬레이션 결과를 이용하여 기 설정된 에너지 목표량보다 작거나 같도록 일별 또는 시간대별 에너지 사용량의 목표량을 설정하고 상기 일별 또는 시간대별 목표량을 기준으로 상기 가전 기기의 구동 스케줄을 변경할 수 있다. Wherein the control unit accumulates the energy usage amount according to the driving schedule of the home appliances for a predetermined period of time by simulation and controls the home appliances according to the driving schedule if the energy usage for the predetermined period is less than the preset energy target, Setting a target amount of energy usage by day or time zone to be less than or equal to a predetermined energy target amount using the simulation result if the energy usage amount during the predetermined period is equal to or greater than a predetermined energy target amount, It is possible to change the driving schedule of the household appliances based on the reference.
상기 제어부는, 공시된 전기 요금 및 누진제를 이용하여 에너지 목표량을 설정하고, 아래의 수학식을 통해 에너지 사용량을 추정할 수 있다. The control unit may set an energy target amount using the electricity price and the progressive agent that have been announced, and estimate the energy use amount through the following equation.
여기서, EnergyCOST는 전기 요금(에너지 사용량), Ct는 실시간 전기 가격, Pt i는 I 번째 가전 제품의 정격전력, α는 쾌감지수 수준, ut i는 i번째 가전 제품이 t시간 동작을 의미한다. Here, EnergyCOST electrical charge (energy consumption), C t is a real time electricity price, P t i is I rated power, α of the first consumer electronics pleasure index levels, u t i denotes the i-th home appliances t hour operation do.
상기 제어부는, 상기 거주자의 생활 패턴 데이터를 통해 예측되는 외출 시간 및 귀가 시간대에 실외 온도와 실내 온도의 온도 차를 구하고, 상기 온도 차가 상기 거주자가 히트 쇼크(heat shock) 또는 콜드 쇼크(cold shock)를 느끼지 않는 온도 차 범위 이내의 값을 가지도록 상기 가전 기기를 제어할 수 있다. Wherein the controller obtains a difference between a outdoor temperature and an indoor temperature at a time of going out and a time at which the occupant is predicted through the life pattern data of the resident and if the temperature difference is a heat shock or a cold shock, It is possible to control the electric appliance so as to have a value within a temperature difference range which does not feel the temperature difference.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스마트홈 에너지 기기 제어 장치를 이용한 스마트홈 에너지 기기 제어 방법에 있어서, 실시간으로 측정된 거주자 공간의 실내 온도, 습도, 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 포함하는 실내 환경 데이터 및 상기 거주자 공간의 실내에 위치하는 복수의 가전 기기의 에너지 사용량을 수집하는 단계, 상기 실내 환경 데이터를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수 중에서 적어도 하나의 환경 지수를 연산하는 단계, 상기 연산된 환경 지수 값이 기 설정된 쾌적 지수 범위를 벗어나는 경우, 상기 가전 기기의 에너지 사용량을 이용하여 상기 기 설정된 쾌적 지수 범위 이내의 값이 되도록 상기 거주자 공간의 실내 온도 및 습도의 목표점을 설정하거나 공기 청정도의 목표점을 설정하는 단계, 그리고 상기 목표점에 도달하도록 상기 가전 기기의 구동 스케쥴을 생성하고, 적외선 통신을 이용하여 상기 구동 스케쥴에 따라 상기 가전 기기를 제어하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a smart home energy appliance using a smart home energy appliance control device, the method comprising: storing indoor environment data including at least one of room temperature, humidity, The method of claim 1, further comprising the steps of: collecting energy usage of a plurality of home appliances located in the resident space; computing at least one environmental index from the discomfort index, the heat index and the corruption index using the indoor environment data; When the exponent value is out of the predefined comfort index range, a target point of the indoor temperature and humidity of the occupant space is set to a value within the predetermined comfortable exponent range by using the energy consumption of the home appliance, , And a step of setting Generating a driving schedule of the home appliance and controlling the home appliance in accordance with the driving schedule using infrared communication.
이와 같이 본 발명에 따르면, 거주자의 생활패턴이나 거주공간의 환경정보를 통해 거주 공간의 실내 환경을 자동 제어함으로써 거주자의 편의를 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 사용 효율을 크게 높일 수 있다. As described above, according to the present invention, the indoor environment of the residence space can be automatically controlled through the living pattern of the resident or the environment information of the residence space, so that the convenience of the resident can be greatly increased and the energy use efficiency can be greatly increased.
또한, 리모콘 통신 방식의 적외선 통신 방식을 적용함으로써 적외선 통신이 가능한 모든 기기에 대해 통합 제어가 가능하여 거주자의 편리함을 제공할 수 있다. In addition, by applying the infrared communication method of the remote control communication method, it is possible to provide integrated control for all devices capable of infrared communication, thereby providing convenience of residents.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 장치의 스마트홈 에너지 기기 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 도 3의 S330 단계를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a smart home energy control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a smart home energy control device according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of controlling a smart home energy appliance of a smart home energy appliance control apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the step S330 of FIG.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 시스템은 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)가 유선 또는 무선 통신망을 이용하여 외부 환경 정보, 실내 환경 정보, 생활 패턴 정보 및 전력 사용 정보를 수집하고, 수집된 정보를 데이터 처리하여 보일러, 에어컨, 공기순환 선풍기, 공기 청정기 및 가습기와 같은 가전기기(300)를 제어한다.1 is a view for explaining a smart home energy control system according to an embodiment of the present invention. 1, a smart home energy appliance control system according to an embodiment of the present invention is a system in which a smart home energy
이때, 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)는 적외선 통신 방식을 이용하여 가전기기(300)의 동작을 제어하기 위한 신호를 전송한다. At this time, the smart home energy
여기서, 외부 환경 정보는 기상청의 데이터베이스로부터 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)가 수신할 수 있다. 그리고, 실내 환경 정보는 실내용 환경센서(100)로부터 측정되며, 이때, 실내용 환경 센서(100)는 가스 센서, 습도 측정 센서, 온도 측정 센서 등을 포함한다. 생활패턴정보는 거주자 단말(400)로부터 측정될 수 있으며, 거주자 단말(400)은 스마트폰, 스마트 워치 등을 포함한다. 그리고 전력 사용 정보는 스마트 스위치 또는 스마트플러그 (미도시함)를 통해 측정될 수 있다. Here, the external environment information can be received by the smart home energy
구체적으로, 스마트홈 에너지 기기 제어 시스템은 실내 공기상태 정보를 수집하는 환경 센서(100)와 공기질 관리기기 및 냉난방기를 포함하는 실내 가전 기기(300) 가동상태 및 에너지 사용량 정보를 수집하는 스마트 스위치 또는 스마트플러그와 실내 거주자의 생활패턴 및 상황인지를 하기 위한 스마트폰 또는 웨어러블디바이스 장치와의 통신을 통하여 각 장치로부터 데이터를 수집하고 지능학습기반으로 데이터를 분석하여 실내 거주자에 맞는 환경상태 조건과 에너지사용 효율이 최적조건이 되는 기기제어 스케쥴을 생성하여 냉난방기기 및 공기질 관리용 기기 들에 대한 사전적인 다중제어를 수행한다. Specifically, the smart home energy appliance control system includes an
환경센서(100)는 온도, 습도, CO2, 미세먼지, VOC 등의 실내 공기의 질을 측정하는 센서 기능과 수집된 정보를 실시간으로 블루투스, Z-wave, Zigbee, Wifi 등의 다양한 근거리통신 방식으로 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)로 데이터를 전송하는 기능을 포함한다. The
스마트 스위치 또는 스마트플러그는 공기질관리기기 및 냉난방기기 등 가전기기(300)의 플러그와 연결하여 가전 기기(300)의 가동상태 및 에너지 사용량 정보를 블루투스, Z-wave, Zigbee, Wifi 등의 다양한 근거리통신 방식으로 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)로 데이터를 전송하는 기능을 포함한다. The smart switch or the smart plug is connected to the plug of the
거주자 단말(400)은 가정내 실내 거주자의 요일별 시간대별 생활패턴과 외출시간과 귀가시간 등의 일과 스케쥴 정보 또는 상황인지 정보를 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)로 데이터를 전송하는 기능을 포함한다. The
스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)는 각 장치로부터 데이터를 수집하고 지능학습기반으로 분석하여 실내 거주자에 맞는 환경상태 조건과 에너지사용 효율이 최적조건이 되는 기기제어 스케쥴을 생성하여 적외선통신방식으로 냉난방기기 및 공기질관리용기기들에 대한 다중제어 기능을 수행하게 하는 기능을 포함한다. The smart home energy
특히, 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)는 실내 거주자의 생체조건과 실내외 환경조건의 변화가 가장 크게 발생하는 외출 및 귀가시의 상황변화를 파악하여 냉난방기기 및 공기질관리용기기의 에너지효율이 최적화되는 조건으로 사전에 가동할 수 있다. Particularly, the smart home energy
이때, 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)는 공통적으로 적용되고 있는 리모콘 통신 방식의 적외선통신 방식을 적용함으로써 적외선 통신이 가능한 모든 기기에 대한 제어를 수행할 수 있으며, 기기별 리모콘이 아닌 앱으로 구현된 소프트 리모콘 기능을 이용할 수 있다.At this time, the smart home energy
이하에서는 도 2를 통해 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 장치에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a smart home energy control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 장치의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)는 데이터 수집부(210), 환경 지수 연산부(220), 설정부(230), 제어부(240) 및 분석부(250)를 포함한다. 2 is a configuration diagram of a smart home energy control device according to an embodiment of the present invention. 2, the smart home energy
우선 데이터 수집부 (210)는 실시간으로 측정되는 거주자 주거 공간의 실내 및 실외의 온도 및 습도에 관한 실내 환경 데이터를 수집한다. 여기서 실내 환경 데이터는 거주자 주거 공간의 온도, 습도, 실내 가스 농도 및 미세 먼지 농도 정보를 포함할 수 있다. 그리고 데이터 수집부 (210)는 거주자 주거 공간의 실내에 위치하는 복수의 가전 기기(300)의 에너지 사용량을 수집할 수 있다. The
또한, 데이터 수집부 (210)는 실내 공간 밖의 대기의 온도, 습도 및 공기 청정도를 포함하는 실외 환경 데이터 및 거주자의 외출 시간 및 귀가 시간에 따른 생활 패턴 데이터를 수집할 수 있다. In addition, the
그리고, 환경 지수 연산부(220)는 실내 환경 데이터를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수 중 적어도 하나를 포함하는 환경 지수를 연산한다. The environmental
여기서, 불쾌지수란 기온과 습도의 조합으로 사람이 느끼는 온도를 표현한 지수로서 온습도지수라고도 하며, 불쾌지수가 높다는 것은 사람이 불쾌감을 느낄 확률이 높다는 것을 의미한다. 열지수는 기온과 습도에 따른 사람이 실제로 느끼는 더위를 지수화한 것이며, 부패지수란 기온과 습도에 따라 물건이나 음식이 부패하는 정도를 지수화한 것이다. Here, the discomfort index is an index representing the temperature felt by a person in combination of temperature and humidity, and is also referred to as a temperature and humidity index. A high discomfort index means that a person is likely to feel uncomfortable. The heat index is an index of the heat that a person actually feels according to temperature and humidity, and the index of corruption indexes the degree of corruption of goods or food depending on temperature and humidity.
다음으로, 설정부(230)는 가전 기기(300)의 에너지 사용량 및 기 설정된 기간에서 주거 공간의 전력 사용량을 이용하여 환경 지수가 기 설정된 쾌적 지수 범위 이내에 포함되도록 주거 공간의 실내 온도 및 습도의 목표점을 설정한다. Next, the
또한, 설정부(230)는 실내 가스 농도 및 미세 먼지 농도 정보, 그리고 가전 기기(300)의 에너지 사용량을 이용하여 거주자 주거 공간의 실내 가스 농도 및 미세 먼지 농도의 목표점을 설정할 수 있다.In addition, the
다음으로 제어부(240)는 거주자 주거 공간의 실내 환경이 목표점에 도달하도록 가전 기기(300)의 구동 스케쥴을 생성한다. 그리고 제어부(240)는 거주자의 생활 패턴 데이터를 고려하여 구동 스케쥴에 따라 가전기기(300)를 제어할 수 있다.Next, the
다음으로 분석부(250)는 실내 환경 데이터, 실외 환경 데이터, 가전 기기(300)의 에너지 사용량 및 생활 패턴 데이터를 기 설정된 기간동안 누적하여 저장하고, 시간별, 일별, 분기별, 계절별로 시계열 분석과 상관도를 분석한다. Next, the
그리고 분석부(250)는 각 환경 지수의 분류에 따라 쾌적 지수 범위를 설정하거나, 분석된 거주자의 생활 패턴 데이터를 고려하여 거주자별로 체감도에 따른 쾌적 지수 범위를 설정할 수 있다. The
예를 들어 더위에 민감한 거주자의 경우, 분석부(250)는 실내 환경 데이터, 실외 환경 데이터, 가전 기기(300)의 에너지 사용량 및 생활 패턴 데이터들 간의 상관관계를 빅데이터 분석 기법을 통해 거주자가 평균적인 범위보다 더 낮은 온도의 실내 환경을 선호한다는 것을 추정할 수 있고, 그에 따라 일반적인 쾌적 지수 범위보다 상대적으로 낮은 온도의 범위로 쾌적 지수 범위를 설정할 수 있다. For example, in the case of a resident who is sensitive to heat, the
그리고 분석부(250)는 일정한 간격에 따라 누적 저장된 데이터를 분석하여, 쾌적 지수 범위를 재 산출하고, 쾌적 지수 범위를 업데이트할 수 있다. The
또한, 분석부(250)는 일별 대기 온도, 실내 온도, 대기온도와 실내 온도의 온도차, 난방도시, 목표 설정에 따른 일별 에너지 사용량 등의 이전 데이터에 대한 빅데이터 분석을 수행할 수 있다. The
여기서, 난방도시란 실내 온도 18도를 기준으로, 하루 중 실내 온도 18도 미만의 값을 가지는 시간의 합을 나타내며, 이와 마찬가지로 냉방도시는 하루 중 실내 온도 18도 초가의 값을 가지는 시간의 합을 나타내다. 예를 들어, 하루 평균 기온이 8도라고 한다면, 해당일의 난방도시값은 (18-8)K * 24H인 240KH가 된다. Here, the heating city represents the sum of the times having the indoor temperature of less than 18 degrees per day based on the indoor temperature of 18 degrees, and the cooling city is the sum of the times having the indoor temperature of 18 degrees per second Express. For example, if the average daily temperature is 8 degrees, the heating value for the day is 240 KH, which is (18-8) K * 24H.
이와 같이, 분석부(250)는 난방도시 값에 따라 난방 에너지 소비량과의 상관도를 분석할 수 있다. In this way, the
이하에서는 도 3 내지 4를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 장치를 이용한 스마트홈 에너지 기기 제어 방법에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of controlling a smart home energy device using a smart home energy appliance control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트홈 에너지 기기 제어 장치의 스마트홈 에너지 기기 제어 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of controlling a smart home energy appliance of a smart home energy appliance control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선, 데이터 수집부(210)는 실시간으로 측정된 실내 환경 데이터 및 실내 복수개의 가전 기기의 에너지 사용량을 수집한다(S310).As shown in FIG. 3, first, the
즉, 데이터 수집부(210)는 거주자 공간의 실내 온도, 습도 및 실내 가스 농도와 미세 먼지 농도를 포함하는 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 포함하는 실내 환경 데이터를 수집하며, 거주자 공간의 실내에 위치하는 복수의 가전 기(300)의 에너지 사용량을 수집한다. 여기서, 복수의 가전 기기는 거주자 공간의 온도, 습도 및 공기 청정도에 영향을 주는 보일러, 에어컨, 공기순환 선풍기, 공기 청정기, 가습기와 같은 가전 기기(300)를 나타내며, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. That is, the
이때, 데이터 수집부(210)는 시간대별로 가전 기기(300)의 에너지 사용량을 수집하며, 공시된 전기 요금 및 누진제에 대한 데이터를 네트워크를 통해 별도로 수집할 수 있다.At this time, the
그리고, 데이터 수집부(210)는 실내 공간 밖의 대기의 온도, 습도 및 공기 청정도를 포함하는 실외 환경 데이터 및 거주자 주거 공간에서 외출 시간 및 귀가 시간 정보에 따른 거주자의생활 패턴 데이터를 수집한다.The
또한, 데이터 수집부(210)는 수집된 실내 환경 데이터, 실외 환경 데이터, 가전 기기의 에너지 사용량 및 생활 패턴 데이터를 별도의 데이터베이스에 저장할 수 있다. In addition, the
다음으로 연산부(220)는 실내 환경 데이터를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수 중 적어도 하나를 포함하는 환경 지수를 연산한다(S320). 여기서, 온도 및 습도 정보를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수를 연산하는 방법은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. Next, the
다음으로 연산된 환경 지수 값이 기 설정된 쾌적 지수 범위를 벗어나는 경우, 설정부(230)는 가전 기기(300)의 에너지 사용량을 이용하여 환경 지수가 기 설정된 쾌적 지수 범위 이내에 포함되도록 거주자 주거 공간의 실내 온도 및 습도의 목표점을 설정하거나 공기 청정도의 목표점을 설정한다(S330). If the calculated environment index value is out of the preset comfort index range, the
여기서, 기 설정된 쾌적 지수 범위는 각 환경 지수의 분류 값에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 열지수 값이 54이상의 값이면 열사, 일사병의 위험이 매우 높고, 41이상 54 미만의 값이면, 신체 활동시 일사병, 열경련, 열피폐 위험이 높으며, 32 이상 41 미만의 값이면, 신체 활동시 열사병, 열 경련, 열피폐 가능성이 있고, 32이 미만이면 신체 활동시 피로 위험이 높은 것으로 분류될 수 있다. Here, the predetermined comfort index range can be set according to the classification value of each environmental index. For example, if the value of the heat capacity is more than 54, the risk of heat stroke or sunstroke is very high. If the value is more than 41 and less than 54, the risk of heat stroke, There is a possibility of heat stroke, heat seizure and heat exhaustion during physical activity, and below 32, it can be classified as high fatigue risk during physical activity.
이와 같이 설정부(230)는 환경 지수의 분류 값에 따라 기 설정된 쾌적 지수 범위를 열지수의 경우 32 미만으로 설정할 수 있다. In this way, the
또한, 설정부(230)는 각 환경 지수의 분류 값이외에도 실내 환경 데이터, 실외 환경 데이터, 가전 기기(300)의 에너지 사용량 및 거주자의 생활 패턴 데이터를 기 설정된 기간동안 누적하여 저장하고 분석하여 시간별, 일별, 분기별, 계절별로 거주자에 가장 적합한 쾌적 지수 범위를 추출할 수 있다. The
이때 쾌적 지수 범위는 거주자가 쾌적함을 느끼는 정도에 따라 단계별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 쾌적함의 정도가 높은 이상적인 실내 환경을 나타내는 최적 쾌적 지수 범위와 실내 생활에서 불쾌감을 느끼지 않는 최소 쾌적 지수 범위로 구분될 수 있다. At this time, the comfort index range can be divided into stages according to the degree of comfort of residents. For example, it can be classified into a range of optimal comfort index indicating an ideal indoor environment having a high degree of comfort and a range of minimum comfort index having no discomfort in indoor life.
그러면, 도 4를 통해 S330단계를 구체적으로 살펴본다. 도 4는 도 3의 S330 단계를 설명하기 위한 도면이다. Then, step S330 will be described in detail with reference to FIG. 4 is a view for explaining the step S330 of FIG.
도 4에 도시한 바와 같이, 온도 및 습도에 따른 현재 측정된 환경 지수가 우측 상단의 A(여름시점 데이터)인 경우, 측정된 환경 지수는 불쾌하지 않는 범위을 나타낸 노란색 선과 쾌적함을 느낄 수 있는 범위를 나타낸 초록색 선 에서 많이 벗어난 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 4, when the currently measured environmental index according to the temperature and the humidity is A (summer time point data) at the upper right, the measured environmental index indicates a yellow line indicating an unpleasant range and a range in which the user can feel comfort It can be seen that it deviates much from the green line shown.
즉, 거주자가 거주 공간 내에서 쾌적함을 느끼도록 하기 위해서는 현재 측정된 환경지수를 초록색 선 범위 이내로 이동시켜야 한다. In other words, to make the residents feel comfortable in the residential area, the currently measured environmental index should be shifted to within the green line range.
이때, 목표점을 어느 지점으로 설정하느냐에 따라 거주자의 주거 공간에서 사용하는 전체 에너지 사용량이 크게 변할 수 있다. At this time, the total energy consumption used in the residents' residential space may vary greatly depending on the point at which the target point is set.
즉, 거주자 주거 공간에서 사용한 전체 에너지 사용량이 일정량을 초과할 경우 전기사용료가 높게 발생하며, 전체적인 에너지 효율성이 저하되기 때문에, 본 발명의 설정부(230)는 도 4에서와 같이 쾌적함을 나타내는 초록색 범위 내에서 에너지 사용 효율이 가장 높은 목표점을 설정한다.In other words, when the total energy usage amount used in the resident's residential space exceeds a certain amount, the electricity usage fee is high and the overall energy efficiency is lowered. Therefore, the
즉, 설정부(230)는 쾌적함을 느낄 수 있는 초록색 선 이내의 범위로 현재 시점의 환경 지수값이 나올 수 있도록 목표점을 설정하는데, 가전 기기(300)의 에너지 사용량이 최소값이 되는 목표점을 설정할 수 있다. That is, the
이때, 설정부(230)는 온도 및 습도, 공기 청정도를 변화시킬 수 있는 가전 기기(300)의 에너지 사용량을 추정하여 목표점을 설정한다. At this time, the
다음으로 제어부(240)는 거주자 주거 공간의 실내 환경 데이터가 목표점에 도달하도록 가전 기기(300)의 구동 스케쥴을 생성하고, 적외선 통신을 이용하여 구동 스케줄에 따라 가전 기기(300)를 제어한다(S340).Next, the
즉, 제어부(240)는 현재 시점의 실내 온도와 습도를 목표점까지 맞추기 위해 필요한 에너지량을 산출하고 이를 달성하기 위해 필요한 가전 기기(300)의 에너지 열량 계산 하에 가동 소요시간을 추정할 수 있다. That is, the
제어부(240)는 현재 시점의 실내 온도, 습도, 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 목표점에 도달시키기 위해 필요한 에너지량에 대응하여 가전 기기(300)의 설정 온도 및 설정 습도, 구동 소요 시간을 설정하고, 거주자의 생활 패턴 데이터를 이용하여 가전기기의 구동 시간대를 설정할 수 있다. The
한편, 제어부(240)는 시뮬레이션을 통해 가전 기기(300)의 구동 스케줄에 따른 에너지 사용량을 일정 기간 누적하여, 일정 기간 동안의 실내에 위치하는 전체 가전 기기의 에너지 사용량과 기 설정된 에너지 목표량을 비교할 수 있다. 제어부(240)는 총 에너지 사용량이 기 설정된 에너지 목표량보다 작으면 해당 구동 스케줄에 따라 가전 기기를 제어하고, 크거나 같으면, 시뮬레이션 결과를 이용하여 구동 스케쥴을 변경할 수 있다. Meanwhile, the
즉, 제어부(240)는 시뮬레이션 결과를 이용하여 기 설정된 에너지 목표량보다 작거나 같도록 일별 또는 시간대별 에너지 사용량의 목표량을 설정하고 일별 또는 시간대별 목표량을 기준으로 가전 기기(300)의 구동 스케줄을 변경할 수 있다. That is, the
여기에서, 제어부(240)는 구동 스케줄에 따른 가전 기기(300)의 에너지 사용량 이외에도 확률적으로 사용할 가능성이 높은 다양한 가전 기기(300)들의 에너지 사용량을 추정하여 누적할 수 있다. Here, the
이때, 제어부(240)는 공시된 전기 요금 및 누진제를 이용하여 에너지 목표량을 설정할 수 있다. 여기서, 누진제는 사용량이 증가함에 따라 순차적으로 높은 단가가 적용되는 요금을 나타낸다. At this time, the
그리고 제어부(240)는 다음 수학식 1을 통해 가전 기기(300)를 대상으로 쾌감지수 수준에 따른 전기 요금(에너지 사용량)을 추정할 수 있다. The
이때, 쾌감 지수는 부하 사용의 시간대 또는 설정 온도 등이 거주자가 원하는 수준까지 근접한 정도를 나타내는 지수이다. At this time, the pleasure index is an index indicating the degree of proximity of the time zone of the load use or the set temperature to the level desired by the resident.
여기서, EnergyCOST는 전기 요금(에너지 사용량), Ct는 실시간 전기 가격, Pt i는 i 번째 가전 제품의 정격전력, α는 쾌감지수 수준, ut i는 i번째 가전 제품이 t시간 동작을 의미한다. Here, EnergyCOST electrical charge (energy consumption), C t is a real time electricity price, P t i is nominal power, α i-th consumer electronics pleasure index levels, u t i denotes the i-th home appliances t hour operation do.
예를 들어, 제어부(240)는 하루 24시간(T) 동안 실내에 존재하는 모든 가전 기기(I)소모하는 전력량으로 산출되는 하루 동안의 전기 요금을 추정할 수 있다. For example, the
이와 같이, 추정된 에너지 사용량과 에너지 목표량을 비교하여 에너지 사용량이 에너지 목표량보다 클 경우, 제어부(240)는 일별 또는 시간대별 에너지 사용량의 목표량을 설정할 수 있다. In this way, when the estimated energy use amount is compared with the energy target amount and the energy usage amount is larger than the energy target amount, the
즉, 제어부(240)는 일별 또는 시간대별 사용량 목표치 이내의 에너지를 사용하면서, 거주자가 쾌적함을 느낄 수 있는 조건으로 가전 기기의 구동 스케줄을 변경할 수 있다. That is, the
예를 들어, 특정 시간대에 에너지 사용량이 과다하게 발생하는 경우, 제어부(240)는 해당 시간대에 사용되는 가전 기기를 분석하여, 이전 시간대로 가전 기기 구동 시간대를 변경하거나 상대적으로 에너지 사용량이 많은 가전 기기를 다음 시간대에 구동하도록 변경할 수 있다. For example, when the energy usage is excessive in a specific time zone, the
한편, 제어부(240)는 거주자의 생활 패턴 데이터를 통해 예측되는 외출 시간 및 귀가 시간대에 실외 온도와 실내 온도의 온도 차를 구하고, 온도 차가 거주자가 히트 쇼크(heat shock) 또는 콜드 쇼크(cold shock)를 느끼지 않는 온도 차 범위 이내의 값을 가지도록 가전 기기(300)를 미리 제어할 수 있다.On the other hand, the
실내와 실외의 온도차가 현저하게 차이 나는 경우, 급격한 혈관 수축과 확장으로 인해 거주자는 불쾌감을 느끼거나 신체에 충격을 받을 수 있기 때문에, 이와 같은 현상을 방지하고자 제어부(240)는 현시점에서의 실내온도와 습도 조건, 생활거주자의 귀가시간 등의 데이터를 기반으로 거주자가 실내와 밖을 출입할 것으로 예상되는 시기에 미리 온도 및 습도 조절을 할 수 있다. If the temperature difference between the indoor and the outdoor is significantly different, the resident may feel discomfort or be shocked by the body due to rapid vasoconstriction and expansion. Therefore, in order to prevent such a phenomenon, the
보다 자세하게는 제어부(240)는 실내와 실외의 온도차를 난방시에 히트쇼크(Heat Shock)를 일으키지 않는 온도차인 10 ~ 20 [℃] 이하로 조절하고, 냉방시에는 콜드쇼크(Cold Shock)를 일으키지 않는 온도차인 3 ~ 5 [℃] 이하로 조절할 수 있다. More specifically, the
즉, 제어부(240)는 예상되는 거주자의 외출 시간 및 귀가 시간에 맞춰 목표로 한 온도 수준으로 제어하기 위해 필요한 시간만큼 사전적으로 가전기기(300) 제어를 위한 스케줄링을 할 수 있다. That is, the
이와 마찬가지로 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)는 공기질 정보를 이용하여 가전 기기(300)를 제어할 수 있다. Likewise, the smart home energy
공기질 정보는 CO2농도, 미세먼지농도, VOC(포름알데히드)의 농도 중에서 적어도 하나를 포함하며, 이와 같은 공기질 정보는 건강과 직접적으로 관련되는 요소이다. 실내 사람 밀집도, 요리시의 CO2 배출 등에 따라 CO2의 농도변화가 발생하기 때문에 실시간으로 측정된 CO2 농도가 건강한계선인 1200ppm을 넘는 경우에는 창문 개폐를 통한 환기를 반드시 수행해야 한다. The air quality information includes at least one of CO2 concentration, fine dust concentration, and VOC (formaldehyde) concentration, and such air quality information is a factor directly related to health. If the concentration of CO2 measured in real time exceeds the health limit of 1200ppm due to concentration of indoor people and CO2 emission during cooking, ventilation through window opening and closing must be performed.
이 경우, 스마트홈 에너지 기기 제어 장치(200)는 실내거주자에 대한 알람 경고를 통하여 인위적인 창문 개폐를 요청할 수 있다.In this case, the smart home energy
미세먼지의 경우, 공기역학 직경이 10㎛이하인 먼지로 머리카락 굵기의 약 1/7 수준이고, 초미세먼지의 경우는 2.5㎛이하로 머리카락 굵기의 약 1/30의 크기로 미세먼지와 초미세먼지는 입자 사이즈에 따라 공기중에 부양하다 낙하하는 시간의 차이가 있다. In the case of fine dust, the aerodynamic diameter is less than 10 μm, which is about 1/7 of the thickness of the hair. In the case of the ultrafine dust, the size of the hair is about 1/30 of the thickness of the hair. There is a difference in the time of falling down in the air depending on the particle size.
그러므로 제어부(240)는 시간이 많이 걸리는 부유분진과 초미세먼지를 기준으로 목표 범주 내로 맞추기 위하여 공기청정기에 대한 가동 스케줄링을 한다.Therefore, the
또한, 제어부(240)는 거주자가 실외에서 귀가시간을 고려하여 사전에 공기청정기 등의 가전기기를 가동하여 가장 최적의 공기청정도를 만든다. 그리고 제어부(240)는 주거공간내 실내공기 오염물질로서 VOC(포름알데히드)의 농도를 측정하고 건강에 영향받지 않는 목표 수준으로 제어하기 위하여 VOC가 제거 가능한 공기청정기에 대한 제어 스케쥴링을 한다.In addition, the
본 발명의 실시예에 따르면, 거주자의 생활패턴이나 거주공간의 환경정보를 통해 거주 공간의 실내 환경을 자동 제어함으로써 거주자의 편의를 크기 높일 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 사용 효율을 크게 높일 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the indoor environment of the residence space can be automatically controlled through the living pattern of the resident or the environment information of the residence space, so that the convenience of the resident can be increased and the energy use efficiency can be greatly increased.
구체적으로 본 발명은 실내외 환경조건과 가정내 거주 생활자의 존재여부에 따라 에너지사용의 변동성이 가장 큰 가전기기 들에 대한 제어를 실내외 환경상태 조건, 생활자의 상황인지, 에너지사용량 등을 변수로 해서 생활자가 실외에서 귀가시 또는 실내에서 외출시의 가전기기들을 에너지 효율과 생활자의 생체건강을 고려한 최적 운전조건으로 가동함으로써 생활자의 체감지수와 에너지 사용효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.More particularly, the present invention relates to control of household appliances having the largest variation in energy use according to indoor and outdoor environmental conditions and presence of a resident in the home by using indoor and outdoor environmental conditions, It is possible to improve the feeling of indulgence and the energy use efficiency of the living person by operating the home appliances when returning home from home or going outdoors in the optimum operating condition considering energy efficiency and living health of the living person.
공통적으로 적용되고 있는 리모콘 통신 방식의 적외선통신 방식을 적용함으로써 적외선 통신이 가능한 모든 기기에 대한 제어를 스마트폰의 모바일앱과 스마트제어허브 장치를 통해 제어함으로써 기기별 리모콘을 단일화된 스마트폰의 모바일앱으로 구현된 소프트 리모콘 기능을 이용하여 통합제어함으로써 리모콘의 단일화 효과가 있다.Controlling all devices that can communicate with infrared through the common application of infrared communication method of remote control communication method through the control of smart phone's mobile app and smart control hub device, So that the remote controller can be unified by the integrated control.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 실내 센서 200: 스마트홈 에너지 기기 제어 장치
210: 데이터 수집부 220: 연산부
230: 설정부 240: 제어부
250: 분석부 300: 가전 기기
400: 거주자 단말100: indoor sensor 200: smart home energy device control device
210: data collecting unit 220:
230: setting unit 240:
250: Analyzing section 300: Home appliance
400: resident terminal
Claims (8)
상기 실내 환경 데이터를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수 중에서 적어도 하나의 환경 지수를 연산하는 환경 지수 연산부,
상기 연산된 환경 지수 값이 기 설정된 쾌적 지수 범위를 벗어나는 경우, 상기 가전 기기의 에너지 사용량을 이용하여 상기 기 설정된 쾌적 지수 범위 이내의 값이 되도록 상기 거주자 공간의 실내 온도 및 습도의 목표점을 설정하거나 공기 청정도의 목표점을 설정하는 설정부, 그리고
상기 목표점에 도달하도록 상기 가전 기기의 구동 스케쥴을 생성하고, 적외선 통신을 이용하여 상기 구동 스케쥴에 따라 상기 가전 기기를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
공시된 전기 요금 및 누진제를 이용하여 에너지 목표량을 설정하고,
아래의 수학식을 통해 에너지 사용량을 추정하는 스마트홈 에너지 기기 제어 장치:
여기서, EnergyCOST는 전기 요금(에너지 사용량), Ct는 실시간 전기 가격, Pt i는 i번째 가전 제품의 정격전력, α는 쾌감지수 수준, ut i는 i번째 가전 제품이 t시간 동작을 의미한다. Indoor environment data including at least one of room temperature, humidity, and air cleanliness of a resident space measured in real time, and a data collection unit for collecting energy consumption of a plurality of household appliances located in a room of the resident space,
An environment index calculating unit for calculating at least one environmental index from the discomfort index, the heat index number and the corruption index using the indoor environment data,
Setting a target point of room temperature and humidity in the resident space to a value within the predetermined comfortable exponent range using the energy usage amount of the household appliance when the calculated environment index value is out of a predetermined comfort index range, A setting unit for setting a target point of cleanliness, and
And a controller for generating a driving schedule of the home appliance to reach the target point and controlling the home appliance in accordance with the driving schedule using infrared communication,
Wherein,
The energy target amount is set by using the disclosed electricity rate and progressive agent,
Smart home energy device control device that estimates energy usage through the following equation:
Here, EnergyCOST electrical charge (energy consumption), C t is a real time electricity price, P t i is nominal power, α i-th consumer electronics pleasure index levels, u t i denotes the i-th home appliances t hour operation do.
상기 데이터 수집부는,
상기 실내 공간 밖의 대기의 온도, 습도 및 공기 청정도를 포함하는 실외 환경 데이터 및 상기 거주자의 외출 시간 및 귀가 시간에 따른 생활 패턴 데이터를 수집하고,
상기 실내 환경 데이터, 실외 환경 데이터, 상기 가전 기기의 에너지 사용량 및 상기 생활 패턴 데이터를 기 설정된 기간동안 누적하여 저장하고 분석하여 시간별, 일별, 분기별, 계절별로 상기 쾌적 지수 범위를 설정하는 분석부를 더 포함하는 스마트홈 에너지 기기 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the data collecting unit comprises:
Outdoor environment data including atmospheric temperature, humidity and air cleanliness of the outside of the indoor space, and life pattern data according to the time of going out and returning time of the occupant,
The analyzing unit accumulates and analyzes the indoor environment data, the outdoor environment data, the energy usage amount of the home appliance, and the life pattern data for a predetermined period to set the comfort index range by time, day, quarter, Including smart home energy appliance control devices.
상기 설정부는,
기 설정된 쾌적 지수 범위 내에서 상기 가전 기기의 에너지 사용량이 최소값이 되도록 상기 실내 온도 및 습도 또는 공기 청정도의 목표점을 설정하는 스마트홈 에너지 기기 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And sets a target point of the indoor temperature, the humidity, or the air cleanliness degree so that the energy usage amount of the household appliances becomes a minimum value within a predetermined comfort index range.
상기 제어부는,
현재 시점의 실내 온도, 습도, 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 상기 목표점에 도달시키기 위해 필요한 에너지량에 대응하여 상기 가전 기기의 설정 온도 및 설정 습도, 구동 소요 시간을 설정하고, 상기 거주자의 생활 패턴 데이터를 이용하여 상기 가전 기기의 구동 시간대를 설정하는 스마트홈 에너지 기기 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
The set temperature, the set humidity, and the driving time of the household appliance corresponding to the amount of energy required to reach at least one of the indoor temperature, the humidity and the air cleanliness at the present time point, And sets a driving time zone of the home electric appliance by using the control unit.
상기 제어부는,
상기 가전 기기의 구동 스케줄에 따른 에너지 사용량을 시뮬레이션을 통해 일정 기간 누적하여, 상기 일정 기간 동안의 에너지 사용량이 기 설정된 에너지 목표량보다 작으면 해당 구동 스케줄에 따라 상기 가전 기기를 제어하고,
상기 일정 기간 동안의 에너지 사용량이 기 설정된 에너지 목표량보다 크거나 같으면, 상기 시뮬레이션 결과를 이용하여 기 설정된 에너지 목표량보다 작거나 같도록 일별 또는 시간대별 에너지 사용량의 목표량을 설정하고 상기 일별 또는 시간대별 목표량을 기준으로 상기 가전 기기의 구동 스케줄을 변경하는 스마트홈 에너지 기기 제어 장치.5. The method of claim 4,
Wherein,
Wherein the control unit controls the home appliances according to the driving schedule if the energy usage for the predetermined period is less than the predetermined energy target,
Setting a target amount of energy usage by day or time zone to be less than or equal to a predetermined energy target amount using the simulation result if the energy usage amount during the predetermined period is equal to or greater than a predetermined energy target amount, And changes the driving schedule of the home electric appliance on the basis of the reference value.
상기 제어부는,
상기 거주자의 생활 패턴 데이터를 통해 예측되는 외출 시간 및 귀가 시간대에 실외 온도와 실내 온도의 온도 차를 구하고, 상기 온도 차가 상기 거주자가 히트 쇼크(heat shock) 또는 콜드 쇼크(cold shock)를 느끼지 않는 온도 차 범위 이내의 값을 가지도록 상기 가전 기기를 제어하는 스마트홈 에너지 기기 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And a temperature difference between the outdoor temperature and the room temperature at the time of going out and the time of return predicted through the life pattern data of the resident, wherein the temperature difference is a temperature at which the occupant does not feel a heat shock or a cold shock Wherein the controller controls the home appliance to have a value within a range of the difference.
실시간으로 측정된 거주자 공간의 실내 온도, 습도, 공기 청정도 중에서 적어도 하나를 포함하는 실내 환경 데이터 및 상기 거주자 공간의 실내에 위치하는 복수의 가전 기기의 에너지 사용량을 수집하는 단계,
상기 실내 환경 데이터를 이용하여 불쾌지수, 열지수 및 부패지수 중에서 적어도 하나의 환경 지수를 연산하는 단계,
상기 연산된 환경 지수 값이 기 설정된 쾌적 지수 범위를 벗어나는 경우, 상기 가전 기기의 에너지 사용량을 이용하여 상기 기 설정된 쾌적 지수 범위 이내의 값이 되도록 상기 거주자 공간의 실내 온도 및 습도의 목표점을 설정하거나 공기 청정도의 목표점을 설정하는 단계, 그리고
상기 목표점에 도달하도록 상기 가전 기기의 구동 스케쥴을 생성하고, 적외선 통신을 이용하여 상기 구동 스케쥴에 따라 상기 가전 기기를 제어하는 단계를 포함하며,
상기 가전 기기를 제어하는 단계는,
공시된 전기 요금 및 누진제를 이용하여 에너지 목표량을 설정하고,
아래의 수학식을 통해 에너지 사용량을 추정하는 스마트홈 에너지 기기 제어 방법:
여기서, EnergyCOST는 전기 요금(에너지 사용량), Ct는 실시간 전기 가격, Pt i는 i번째 가전 제품의 정격전력, α는 쾌감지수 수준, ut i는 i번째 가전 제품이 t시간 동작을 의미한다. A smart home energy appliance control method using a smart home energy appliance control device,
Indoor environment data including at least one of room temperature, humidity, and air cleanliness of a resident space measured in real time; and collecting energy usage amounts of a plurality of home appliances located in a room of the resident space,
Computing at least one environmental index from the discomfort index, the heating index and the corruption index using the indoor environment data;
Setting a target point of room temperature and humidity in the resident space to a value within the predetermined comfortable exponent range using the energy usage amount of the household appliance when the calculated environment index value is out of a predetermined comfort index range, Setting a target point of cleanliness, and
Generating a driving schedule of the home appliance to reach the target point and controlling the home appliance in accordance with the driving schedule using infrared communication,
The step of controlling the household appliances includes:
The energy target amount is set by using the disclosed electricity rate and progressive agent,
A smart home energy device control method that estimates energy usage through the following equation:
Here, EnergyCOST electrical charge (energy consumption), C t is a real time electricity price, P t i is nominal power, α i-th consumer electronics pleasure index levels, u t i denotes the i-th home appliances t hour operation do.
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