KR102071266B1 - 빌딩 에너지 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빌딩 에너지 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 빌딩 내에서 발생하는 이상 상황 또는 긴급 상황을 고속으로 탐지하고 제어하는 빌딩 에너지 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

빌딩 에너지 관리 시스템 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR SCENT EMISSION BY MULTIPLE SENSORS}
본 발명은 빌딩 에너지 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 빌딩 내에서 발생하는 이상 상황 또는 긴급 상황을 고속으로 탐지하고 제어하는 빌딩 에너지 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
빌딩 에너지 관리 시스템은 건물 안의 에너지 사용기기에 연결된 센서들을 통신망으로 연결하여 실시간으로 모니터링하고 수집된 정보를 분석하여 에너지 사용을 최적으로 자동 제어하는 시스템이다. 빌딩 에너지 관리 시스템은 건물의 냉난방, 전기조명, 취사, 각종 가전제품과 기계류 사용, 통신 및 환기, 공조 등의 활동을 포함한 에너지 사용을 관리한다.
한편, 건물의 용도에 다양해짐에 따라 갈수록 다양한 에너지 소비 아이템이 생겨나고 있다. 빌딩 에너지 관리 시스템은 건물에서 에너지를 사용하는 활동은 일반적으로 수집 가능한 센서로부터의 정보가 바로 건물의 에너지 사용을 계산할 수 없으므로 주변의 온도, 각 방이나 구역의 온도, 사람들의 이동 량 등의 부가적인 정보를 이용하여 보다 정확한 에너지 소비를 분석 예측한다. 빌딩 에너지 관리 시스템은 각종 센서, 서버, 센서-서버 통신망, 제어 설비로 일반적으로 구성된다. 빌딩 에너지 관리 시스템은 분석에 사용되는 센서 등의 정보는 중앙의 서버로 전달되어 분석하고 이를 바탕으로 제어 설비를 제어하여 에너지 사용을 제어한다.
하지만, 빌딩 에너지 관리 시스템은 복수의 빌딩을 대상으로 하거나 대형 빌딩으로 인하여 관리 대상 물건이 증대하는 경우 대용량의 데이터가 발생하여 효율적이고 실시간의 고속 분석이나 제어가 힘들다. 특히 빌딩 에너지 관리 시스템은 사물 인터넷(Internet of Things) 기술의 발달로 대량의 센서 데이터를 활용하는 경우가 증가함에 따라 앞으로 더욱 이러한 문제가 부각될 것으로 예상된다. 특히 빌딩 에너지 관리 시스템은 고장이나 이상 상황을 탐지하여 대처해야 하는 경우는 더욱 이러한 중앙 집중식 분석 시스템으로는 한계를 가진다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제 2009-0066107 (2009년 6월 23일 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 빌딩 내의 센서 정보를 분석하여 빌딩 내에서 발생하는 이상 상황 또는 긴급 상황을 고속으로 탐지하고 제어할 수 있도록 분석을 수행하는 최적의 에지 장치를 분석에 필요한 정보들과 제어 장치와 연결성을 고려하여 지정하는 빌딩 에너지 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 빌딩 에너지 관리 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 시스템은 N(여기서, N는 자연수) 계층으로 구성되고, 수집한 제어 대상 센서 데이터를 기초로 분석 데이터를 생성하고, 생성된 분석 데이터를 기초로 이상 또는 긴급 상황을 판단하여 빌딩 에너지 관리 제어 장치로 제어 데이터를 전송하는 빌딩 에너지 관리 에지 장치 및 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 연결 구조 정보를 이용하여 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 계층 협업 분석 및 제어를 위한 분석 구조를 결정하는 빌딩 에너지 관리 분석 서버를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 빌딩 에너지 관리 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 방법은 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 연결 구조 정보를 수신하여 분산 분석 구조를 결정하고 제어 대상의 분석 알고리즘을 선택하는 단계, 제어 대상의 분석을 위한 센서 데이터를 결정하는 단계, 결정한 센서 데이터를 수집하는 최하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하는 단계, 최하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치가 제어 대상의 센서 데이터를 수집하는 빌딩 에너지 관리 센서 모두와 연결되는지 판단하는 단계, 판단 결과, 빌딩 에너지 관리 센서 모두와 연결되지 않은 경우, 상위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 중에 빌딩 에너지 관리 센서 모두와 연결되는 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하는 단계 및 선택한 빌딩 에너지 관리 에지 장치와 빌딩 에너지 관리 분석 서버 간의 협업 처리를 위한 통신 채널을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 동적인 분석 에지 장치의 선택을 통하여 이상 상황 또는 긴급 상황을 분산 협업 분석이 가능하여 유휴 자원을 활용하여 전체 시스템의 자원 가용율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 에지 장치에서 분석과 제어가 발생함으로 고속의 이상 상황 또는 긴급 상황 파악과 제어가 가능하고, 효과적인 분석 알고리즘의 구동이 가능하며 전체 자원 사용량의 감소를 통하여 분산 협업 분석의 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 도면들.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 방법을 설명하기 위한 도면들.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 빌딩 에너지 관리 시스템은 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100), 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200), 빌딩 에너지 제어 장치(300) 및 빌딩 에너지 관리 센서(400)를 포함한다. 여기서, 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100), 빌딩 에너지 제어 장치(300) 및 빌딩 에너지 관리 센서(400)는 하나 이상이며, 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 0개 이상이다.
빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 빌딩 에너지 소비를 관리한다. 빌딩 에너지 관리 서버(100)는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)로부터 빌딩 에너지 센서 데이터에 기초한 빌딩 에너지 분석 데이터를 수신하고, 수신한 빌딩 에너지 분석 데이터를 기초로 빌딩 에너지 제어 장치(300)를 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 빌딩 에너지를 최적화 관리한다. 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 복수의 서버 클러스터로 분석 서버를 구성할 수도 있다. 여기서, 서버 클러스터는 프론트 엔드(Front end) 서버, 백 엔드(Back end) 서버 등의 클러스터 구성을 가질 수 있다. 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 논리적으로는 한 개의 서버로 간주할 수 있다.
빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 빌딩 에너지 관리에서 이상 또는 긴급 상황 분석을 위해서는 빌딩 에너지 관리 센서(300)로부터 분석을 위한 센서 데이터를 수집한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 수집한 센서 데이터를 처리하고 처리된 값들로 이상 또는 긴급 상황 분석을 위한 분석 알고리즘을 수행한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 분석 결과를 바탕으로 이상 또는 긴급 상황을 판단하여 적절한 빌딩 에너지 제어를 수행한다. 이하 도 2에서 빌딩 에너지 관리에서 이상 또는 긴급 상황 분석 및 제어에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
또한, 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)로 센서 데이터를 전달하거나 빌딩 에너지 제어 장치(300)로 제어 명령을 전달할 수 있다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 컴퓨팅 자원을 바탕으로 분석을 위한 컴퓨팅을 제공한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 예를 들면, 사물 인터넷(IoT; Internet of Things) 게이트웨이, 브리지, 통신 라우터 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 N 계층(N는 1 이상의 자연수)과 같이 트리 구조로 연결될 수 있다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 빌딩 에너지 관리 센서 데이터를 수집하여 상위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)나 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)로 전송할 수 있다.
빌딩 에너지 제어 장치(300)는 빌딩 에너지 생산 또는 소비를 제어한다. 빌딩 에너지 제어 장치(300)는 예를 들면, 조명 제어 장치, 난방 제어 장치 또는 공기 조화 제어 장치 등일 수 있다. 빌딩 에너지 제어 장치(300)는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)로부터 제어 데이터를 수신하여 제어 데이터에 기초하여 에너지 제어를 수행한다.
빌딩 에너지 관리 센서(400)는 빌딩 에너지 생성 또는 소비를 감지한다. 빌딩 에너지 관리 센서(400)는 예를 들면, 빛 감지 센서, 온도 센서 또는 이산화탄소 센서 등일 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 분석 서버를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 센서 데이터 수집부(110), 이상 또는 긴급 상황 분석부(120), 장치 제어부(130), 에지 연결 구조 관리부(140), 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150), 제어 규칙 저장부(160), 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘 저장부(170) 및 에지 연결 구조 저장부(180)를 포함한다.
센서 데이터 수집부(110)는 빌딩 에너지 관리 센서(400)로부터 센서 데이터를 수집하거나 하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)로부터 전달받는다. 센서 데이터 수집부(110)는 센서 데이터를 스트리밍이나 폴링 형태로 수집하여 이상 또는 긴급 상황 분석부(120)에 제공할 수 있다.
이상 또는 긴급 상황 분석부(120)는 센서 데이터를 기초로 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘을 이용하여 이상 또는 긴급 상황을 분석한다. 여기서, 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘은 빌딩 에너지 관 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘 저장부(170)로부터 선택될 수 있다. 이상 또는 긴급 상황 분석부(120)는 계층적 분석을 위한 분석 알고리즘의 수행은 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)에서 결정된 구조로 사용한다. 이 구조에 따라 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200) 내의 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)와 통신을 통하여 전처리 결과나 분산 분석 결과를 받아 이를 최종 분석에 활용하거나 서버에서의 분석 결과를 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)로 전달하여 에지 분석에 활용한다.
장치 제어부(130)는 분석에 의하여 결정된 분석 결과를 바탕으로 미리 설정된 제어 규칙에 따라 빌딩 에너지 제어 장치(300)를 제어하는 제어 데이터를 생성한다. 장치 제어부(130)는 제어 규칙 저장부(160)에 있는 제어 규칙을 이용하여 빌딩 에너지 제어 장치(300)를 제어한다. 장치 제어부(130)는 이상 또는 긴급 상황 분석부(120)의 분석 결과와 센서 데이터 수집부(110)에서 수집된 센서 데이터를 제어 규칙에 적용하여 제어 데이터를 생성하고 생성한 제어 데이터를 빌딩 에너지 제어 장치(300)에 전달한다.
에지 연결 구조 관리부(140)는 빌딩 에너지 관리 센서(400) 및 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200) 간, 빌딩 에너지 제어 장치(300) 및 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200) 간, 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200) 및 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200) 간, 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200) 및 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100) 간 연결에 대한 정보와 상태 정보를 모니터링 한다. 에지 연결 구조 관리부(140)는 연결에 대한 정보 및 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 빌딩 에너지 관리 에지 연결 구조 정보를 생성하여 에지 연결 구조 저장부(180)에 저장한다. 에지 연결 구조 관리부(140)는 빌딩 에너지 관리 에지 연결 구조 정보를 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150) 및 이상 또는 긴급 상황 분석부(120)에 전달하여 계층 분석 및 제어 구조를 결정하고 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)와 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 협업 분석이 가능하도록 한다. 에지 연결 구조 관리부(140)는 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)의 결정으로 빌딩 에너지 관리 이상 또는 긴급 상황 알고리즘에 있는 알고리즘을 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에 보내고 제어 규칙 저장부(160)의 제어 규칙도 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)로 다운로드 한다.
계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 계층 협업 분석 및 제어를 위한 분석 알고리즘의 분산 구조를 결정한다. 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 에지 연결 구조 관리부(140)로부터 빌딩 에너지 관리 에지 연결 구조의 정보를 받아 가장 최적의 분산 분석 구조를 결정한다. 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 먼저 제어를 할 대상이 되는 제어 장치의 분석 알고리즘을 선택하고 필요한 센서 데이터를 결정한다. 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 센서 데이터를 모두 포함하며 빌딩 에너지 제어 장치(300)와 가장 가까운 거리에 있는 컴퓨팅 능력을 제공할 수 있는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)를 선택하고 그 부분에 메인 분석 알고리즘을 로딩한다. 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 거리 측정에 예를 들면, 해밍 거리 측정법 등이 활용될 수 있다.
계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 분석 알고리즘이 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 컴퓨팅 자원에 운영이 가능한지 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 구조 계층에 따라 판단하고 메인 분석 알고리즘을 구동할 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 결정한다. 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 탐색된 결과에서 분석 알고리즘이 충분히 해당 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 컴퓨팅 자원에 운영이 가능한지를 판단하고 만약 운영이 힘들면 계층을 한 단계씩 올리며 이 부분을 체크한다. 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 최종적으로 메인 분석 알고리즘을 운영할 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)가 결정되면 결정된 하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에 대해서 전 처리를 가장 효과적으로 수행할 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)를 선택한다. 계층 분석 및 제어 구조 결정부(150)는 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)에서의 분석 결과를 활용하는 제어 규칙인 경우는 해당 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)의 분석 결과를 고려할 수 있도록 하는 통신 채널을 이상 또는 긴급 상황 분석부(120)와 연결하도록 이상 또는 긴급 상황 분석부(120)에 설정한다.
제어 규칙 저장부(160)는 빌딩 에너지 관리 제어 장치를 제어하는 규칙을 저장한다. 제어 규칙 저장부(160)는 장치 제어부(130)에 빌딩 에너지 관리 제어 규칙을 제공하거나 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에 빌딩 에너지 관리 제어 규칙을 제공한다.
이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘 저장부(170)는 빌딩 에너지 관리 이상 또는 긴급 상황을 판단하기 위한 이상 또는 긴급 상황 알고리즘을 저장한다. 빌딩 에너지 관리 이상 또는 긴급 상황 알고리즘 저장부(170)는 코드 라이브러리로 구성되어 다운로드된 모듈에서 알고리즘이 동작되도록 한다. 빌딩 에너지 관리 이상 또는 긴급 상황 알고리즘 저장부(170)는 선형회귀나 군집 추출 등의 기계학습 알고리즘이나 평균값, 표준편차 등의 통계치를 추출하는 알고리즘 등을 포함할 수 있다. 빌딩 에너지 관리 이상 또는 긴급 상황 알고리즘 저장부(170)는 이상 또는 긴급 상황 알고리즘을 이상 또는 긴급 상황 분석부(120)에 제공하거나 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에 제공한다.
에지 연결 구조 저장부(180)는 에지 연결 구조 정보를 에지 연결 구조 관리부(140)로부터 수신하여 저장한다. 에지 연결 구조 저장부(180)는 데이터베이스로 구성될 수 있다. 에지 연결 구조 저장부(180)는 에지 연결 구조 관리부(140)의 질의에 대해서 필요한 연결 구조를 제공할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 에지 통신부(210), 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220), 에지 센서 데이터 수집부(230) 및 에지 장치 제어부(240)를 포함한다.
에지 통신부(210)는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에서 상위 계층의 외부 장치와 통신을 담당한다. 에지 통신부(210)는 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)와는 센서 데이터나 제어 규칙, 분석 알고리즘, 장치 제어 신호 등을 교환한다. 에지 통신부(210)는 각 센서 데이터에 대한 상위의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)나 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)에 대한 정보를 가지고 관리하며 하부에서 올라오는 센서 데이터를 해당 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)나 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)로 전달한다. 또한 에지 통신부(210)는 유입되는 센서 데이터 이외에도 센서 종류와 하위 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에 대한 통신을 위한 정보도 포함할 수 있다.
에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)는 이상 또는 긴급 상황 판단을 위하여 센서 데이터를 분석한다. 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)는 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)로부터 분석 알고리즘을 다운로드 받아 사용할 수 있다. 여기서, 분석 알고리즘은 응용 프로그램 형태로 구동되어 동작될 수 있다. 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)는 메인 분석 알고리즘을 로딩한 경우는 실제 분석 알고리즘이 동작하고 그렇지 않고 메인 분석 알고리즘을 로딩한 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 하위 계층 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)인 경우 전 처리를 수행할 수 있다. 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)는 에지 센서 데이터 수집부(210)로부터 분석에 필요한 데이터를 수신하며, 분석 결과를 에지 장치 제어부(230)로 전달하여 제어 규칙에 활용할 수 있다.
에지 센서 데이터 수집부(230)은 센서 데이터를 수집한다. 에지 센서 데이터 수집부(230)는 센서 데이터를 에지 통신부(210)를 통하여 상위의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)로 전달하거나 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)로 전달할 수 있다. 에지 센서 데이터 수집부(230)는 필요한 경우 에지 분석을 위하여 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)에 센서 데이터를 전달하여 분석 알고리즘이 동작할 수 있다. 에지 센서 데이터 수집부(230)는 에지 장치 제어부(240)의 제어 규칙을 위하여 센서 데이터를 전달한다. 에지 센서 데이터 수집부(230)는 유입되는 센서 데이터 이외에도 센서 종류와 하위 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에 대한 정보도 함께 관리 할 수 있고 에지 통신부(210)와 공유할 수 있다.
에지 장치 제어부(240)는 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부(220)의 분석 결과와 에지 센서 데이터 수집부(230)의 센서 데이터를 바탕으로 제어 규칙을 구동하여 빌딩 에너지 관리 제어 장치를 제어한다. 에지 장치 제어부(240)는 메인 분석을 위한 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)로 선택된 경우, 해당 제어 규칙을 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)로부터 다운로드 받아 수행한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6을 참조하면, 단계 S610에서 빌딩 에너지 관리 시스템은 센서 데이터를 수집한다. 구체적으로 빌딩 에너지 관리 센서(400)는 제어 대상의 센서 데이터를 수집한다.
단계 S620에서 빌딩 에너지 관리 시스템은 센서 데이터를 전처리한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 센서 데이터를 수집한 빌딩 에너지 관리 센서(400)와 연결되어 센서 데이터의 전처리를 수행한다. 여기서, 전처리는 제어 대상의 분석을 위한 센서 데이터의 변환 및 연산 중 적어도 하나일 수 있다.
단계 S630에서 빌딩 에너지 관리 시스템은 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘을 구동하여 분석 결과 정보를 생성한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 제어 대상의 분석 알고리즘을 구동하기 위해 제공 자원 량과 분석 알고리즘의 계산 량에 기초하여 설정되어 제어 대상의 분석 알고리즘을 구동한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 제어 대상의 센서 데이터를 모두를 수신할 수 있는 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)일 수 있다. 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)가 제공 자원 량이 충분하지 않거나 제어 대상의 센서 데이터를 모두 수신할 수 없는 경우 제어 대상의 분석을 협업하여 수행할 수 있다.
단계 S640에서 빌딩 에너지 관리 시스템은 이상 또는 긴급 상황이 발생했는지 판단한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 미리 설정된 기준과 분석 결과 정보를 비교하여 이상 또는 긴급 상황을 판단한다.
단계 S640에서 빌딩 에너지 관리 시스템은 이상 또는 긴급 상황이 발행한 경우 빌딩 에너지 관리 제어 장치(300)를 제어한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 이상 또는 긴급 상황이 발생한 경우 미리 설정된 제어 알고리즘에 의해 빌딩 에너지 관리 제어 장치(300)를 제어한다.
단계 S640에서 빌딩 에너지 관리 시스템은 이상 또는 긴급 상황이 종료되었는지 판단한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 이상 또는 긴급 상황이 종료될 때까지 상술한 단계 S610 내지 단계 S650을 반복할 수 있다.
도 7을 참조하면, 단계 S710에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 연결 구조 정보를 수신하여 최적 분산 분석 구조를 결정하고 제어 대상의 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘을 선택한다.
단계 S720에서 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 선택한 제어 대상의 분석을 위한 센서 데이터를 결정한다.
단계 S730에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 결정한 센서 데이터를 수집하는 빌딩 에너지 관리 센서(400)와 연결된 최하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)를 선택한다.
단계 S740에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 동일 계층에서 모든 빌딩 에너지 관리 센서(400)를 포함하고, 제어 대상 관련 빌딩 에너지 제어 장치(300)와 최소 거리에 있는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)를 선택한다. 여기서, 거리 측정은 예를 들면, 해밍 거리 등의 방법이 이용될 수 있다.
단계 S750에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 선택한 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)가 제어 대상 관련 센서 데이터를 수집하는 빌딩 에너지 관리 센서(400) 모두와 연결되었는지 판단한다.
단계 S760에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 판단 결과, 모두 연결되지 않은 경우 최초 선택한 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 상위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)를 선택한다.
단계 S770에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 빌딩 에너지 관리 센서(400) 모두와 연결되어 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 컴퓨팅 자원과 분석 알고리즘의 계산 량을 비교한다.
단계 S780에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 컴퓨팅 자원이 해당 분석 알고리즘이 운영이 가능한지를 판단하고 만약 운영이 힘들면 계층을 한 단계씩 올리며 이 부분을 체크한다.
단계 S790에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 해당 분석 알고리즘이 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)의 컴퓨팅 자원에 운영이 가능한 경우 메인 분석 알고리즘을 로딩한다.
단계 S800에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 빌딩 에너지 관리 센서(400)와 연결된 하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)에 센서 데이터의 전 처리를 할당한다.
단계 S810에서 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)는 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)와 협업 분석을 통한 통신 채널을 설정한다. 빌딩 에너지 관리 에지 장치(200)는 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)에서의 분석 결과를 활용하는 제어 규칙인 경우는 해당 빌딩 에너지 관리 분석 서버(100)의 분석 결과를 고려할 수 있도록 하는 통신 채널을 설정할 수 있다
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 빌딩 에너지 관리 방법은 다양한 서버 등의 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 빌딩 에너지 관리 방법을 실행하는 프로그램은 컴퓨터 수단에 설치되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 다만, 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 빌딩 에너지 관리 분석 서버
200: 빌딩 에너지 관리 에지 장치
300: 빌딩 에너지 제어 장치
400: 빌딩 에너지 관리 센서

Claims (14)

  1. 빌딩 에너지 관리 시스템에 있어서,
    N(여기서, N은 자연수) 계층으로 구성되고, 제어 대상의 센서 데이터를 기초로 분석 데이터를 생성하고, 생성된 분석 데이터를 기초로 이상 또는 긴급 상황을 판단하여 빌딩 에너지 관리 제어 장치로 제어 데이터를 전송하는 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치; 및
    상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 연결 구조 정보를 이용하여 상기 제어 대상의 분석 알고리즘을 선택하고, 상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 중 상기 분석 알고리즘에 필요한 센서 데이터를 수집하는 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하며, 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 컴퓨팅 자원에 기반하여 메인 분석 알고리즘을 로딩하는 빌딩 에너지 관리 분석 서버를 포함하는 빌딩 에너지 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빌딩 에너지 관리 분석 서버는
    빌딩 에너지 관리 센서와 상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 간, 상기 빌딩 에너지 제어 장치와 상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 간, 상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 간 및 상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치와 상기 빌딩 에너지 관리 분석 서버 간 중 적어도 하나의 연결 정보 및 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 빌딩 에너지 관리 에지 연결 구조 정보를 생성하고 관리하는 에지 연결 구조 관리부; 및
    상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 연결 구조 정보를 이용하여 상기 분석 알고리즘을 선택하고, 상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 중 상기 분석 알고리즘에 필요한 센서 데이터를 수집하는 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하며, 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 컴퓨팅 자원에 기반하여 메인 분석 알고리즘을 로딩하는 계층 분석 및 제어 구조 결정부를 포함하는 빌딩 에너지 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 계층 분석 및 제어 구조 결정부는
    상기 분석 알고리즘이 상기 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 컴퓨팅 자원으로 운영이 가능한지 판단하는 빌딩 에너지 관리 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 빌딩 에너지 관리 분석 서버는
    상기 빌딩 에너지 관리 제어 장치를 제어하는 제어 규칙을 저장하는 제어 규칙 저장부;
    빌딩 에너지 관리 이상 또는 긴급 상황을 판단하기 위한 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘을 저장하는 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘 저장부; 및
    상기 빌딩 에너지 관리 에지 연결 구조 정보를 저장하는 에지 연결 구조 저장부를 더 포함하는 빌딩 에너지 관리 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 빌딩 에너지 관리 분석 서버는
    빌딩 에너지 관리 센서로부터 상기 센서 데이터를 수집하거나 상기 빌딩 에너지 관리 에지 장치로부터 상기 센서 데이터를 전달받는 센서 데이터 수집부;
    상기 센서 데이터를 기초로 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘을 이용하여 이상 또는 긴급 상황을 분석하는 이상 또는 긴급 상황 분석부; 및
    상기 분석 결과를 바탕으로 미리 설정된 제어 규칙에 따라 빌딩 에너지 제어 장치를 제어하는 제어 데이터를 생성하는 장치 제어부를 더 포함하는 빌딩 에너지 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치는
    상기 센서 데이터를 수집하는 에지 센서 데이터 수집부;
    상기 빌딩 에너지 관리 분석 서버, 다른 빌딩 에너지 관리 에지 장치 및 빌딩 에너지 관리 센서 중 적어도 하나와 통신하는 에지 통신부;
    이상 또는 긴급 상황을 판단을 위하여 상기 센서 데이터를 분석하는 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부; 및
    상기 이상 또는 긴급 상황이라고 판단된 경우 빌딩 에너지 관리 제어 장치를 제어하는 에지 장치 제어부를 포함하는 빌딩 에너지 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에지 이상 또는 긴급 상황 분석부는
    상기 메인 분석 알고리즘을 로딩하는 경우 분석 알고리즘을 동작시키고, 하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치에게 상기 분석 알고리즘을 위한 상기 센서 데이터의 전처리를 요청하는, 빌딩 에너지 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치는
    사물 인터넷(IoT; Internet of Things) 게이트웨이, 브리지, 통신 라우터 중 어느 하나인 빌딩 에너지 관리 시스템.
  9. 빌딩 에너지 관리 분석 서버의 빌딩 에너지 관리 방법에 있어서,
    N(여기서, N은 자연수) 계층으로 구성된 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 연결 구조 정보를 이용하여 제어 대상의 분석 알고리즘을 선택하는 단계;
    상기 분석 알고리즘에 필요한 센서 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 중 상기 센서 데이터를 수집하는 빌딩 에너지 센서 모두와 연결된 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하는 단계를 포함하는 빌딩 에너지 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하는 단계는,
    선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치 중 동일 계층에서 상기 센서 데이터를 수집하는 빌딩 에너지 센서 모두와 연결되고 제어 대상 빌딩 에너지 제어 장치와 최소 거리에 위치한, 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하는, 빌딩 에너지 관리방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 빌딩 에너지 관리 장치를 선택하는 단계 이후,
    선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 컴퓨팅 자원과 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘의 계산량을 비교하는 단계;
    상기 비교 결과, 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치에서 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘 운용이 가능한 경우에는 메인 분석 알고리즘을 로딩하고, 선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치에서 이상 또는 긴급 상황 분석 알고리즘 운영이 불가능한 경우에는 상위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치 중 분석 알고리즘의 운용이 가능한 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 재선택하는 단계를 더 포함하는 빌딩 에너지 관리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 재선택하는 단계 이후,
    상기 메인 분석 알고리즘을 로딩한 빌딩 에너지 관리 에지 장치의 하위 계층의 빌딩 에너지 관리 에지 장치에 상기 센서 데이터의 전처리를 할당하는 단계를 더 포함하는 빌딩 에너지 관리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전처리를 할당하는 단계 이후,
    선택된 빌딩 에너지 관리 에지 장치와 빌딩 에너지 관리 분석 서버 간의 협업 처리를 위한 통신 채널을 설정하는 단계를 더 포함하는 빌딩 에너지 관리 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 빌딩 에너지 관리 장치를 선택하는 단계는,
    상기 N계층의 최하위 계층에서 상기 빌딩 에너지 센서 모두와 연결된 빌딩 에너지 관리 에지 장치를 선택하고, 상기 최하위 계층에 상기 빌딩 에너지 센서 모두와 연결된 빌딩 에너지 관리 에지 장치가 없다면, 상기 최하위 계층의 상위 계층에서 빌딩 에너지 관리 장치를 선택하는, 빌딩 에너지 관리 방법.
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