KR102099971B1 - 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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박재현
박건도
원종민
이현
이지우
전경상
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인천대학교 산학협력단
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Abstract

세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템 및 방법은 양변기 내의 내용물의 크기에 따라 세척수 배출량을 계산하여 상기 세척수 배출량에 따라 양변기의 수압의 크기를 조절하여 양변기의 막힘을 방지하며, 물의 소모량을 크게 감소할 수 있는 효과가 있다.

Description

세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템 및 방법{System and Method for Managing Toilet Bowl Controlling Automatically of Wash Water}
본 발명은 양변기에 관한 것으로서, 특히 양변기 내의 내용물의 크기에 따라 세척수 배출량을 계산하여 상기 세척수 배출량에 따라 양변기의 수압의 크기를 조절하여 양변기의 막힘을 방지하며, 물의 소모량을 크게 감소할 수 있는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 양변기 저수조에 사용되는 배수량 조절장치에 관한 것으로써, 좀더 자세히는 양변기 사용 후 저수조에 저수된 물을 양변기 내부로 선택적으로 공급시키도록 배수되는 물의 양을 조절하는 양변기 저수조의 배수량 조절장치이다.
통상적으로 가정에서 소모되는 물 중에서 대략적으로 30 내지 40 %의 물이 양변기에 사용되고 있다.
이렇게 양변기에 사용되는 물은 양변기 사용자가 양변기 사용 후 배설한 배설물의 종류에 상관없이 양변기 저수조에 저장된 물을 그대로 전부 배수시켜 물의 소모량이 많게 된다.
특히, 고체 배설물의 경우에는 이를 제거하기 위해 많은 물이 소모되지만, 액체 배설물 경우에는 이를 제거하기 위해서는 소량의 물만으로도 제거가 가능하다.
하지만 가정에서는 고체 및 액체 배설물에 상관없이 양변기 저수조에 저장된 물을 전부 사용하여 배설물을 제거하고 있다.
따라서, 양변기에 사용되는 물의 소모량은 항상 많을 수밖에 없으며, 이에 따라 각종 비용의 증가 및 물의 낭비가 심해지게 된다.
공중 화장실이나 가정 집의 양변기는 물의 양이 제품 제조시 7리터, 4리터의 물 내림 장치가 정해져 있다. 따라서, 아파트나 밀집된 공간에 가구수가 많은 경우, 좁은 공간에 많은 사람들이 생활하므로 동시에 많은 물을 사용해야 하며, 이로 인하여 양변기에 배수되는 물의 수압이 낮은 경우가 발생할 수 있다.
양변기는 물의 배수량이 배설물을 제거하기에 너무 적거나 배수되는 물의 수압이 낮게 되면, 양변기의 배설물이 한번의 배수로 완전히 제거하지 못하게 되어 양변기의 일측에 부착된 레버를 여러 번 눌러서 배설물을 제거되므로 물의 소모량이 증가되는 문제점이 있다.
한국 등록특허번호 제10-1292892호
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 변기 내의 내용물의 크기에 따라 세척수 배출량을 계산하여 상기 세척수 배출량에 따라 양변기의 수압의 크기를 조절하여 양변기의 막힘을 방지하며, 물의 소모량을 크게 감소할 수 있는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템은,
변기커버가 결합된 변기본체와, 상기 변기본체의 일측에 저장된 세척수를 상기 변기본체로 공급하는 수압 조절부가 형성되고, 상기 변기커버의 일면에 음파 또는 초음파를 수직 방향으로 하나 이상의 빔이나 초음파를 방사하여 상기 변기본체의 내부의 내용물을 감지하는 센서부재를 결합하고, 상기 센서부재로부터 수신된 센싱값을 계산하여 상기 내용물의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성하는 양변기 제어부를 구비한 하나 이상의 양변기; 및
상기 각각의 양변기로부터 무선 통신으로 상기 크기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신한 크기 측정 데이터를 기초로 기설정된 세척수 배출량을 계산하여 상기 양변기로 전송하는 중앙 서버를 포함하며,
상기 양변기는 상기 중앙 서버로부터 수신된 세척수 배출량에 따라 상기 수압 조절부를 제어하여 세척수를 필밸브를 통해 상기 변기본체로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템은,
변기커버가 결합된 변기본체와, 상기 변기본체의 일측에 저장된 세척수를 상기 변기본체로 공급하는 수압 조절부가 형성되고, 상기 변기커버의 일면에 음파 또는 초음파를 수직 방향으로 하나 이상의 빔이나 초음파를 방사하여 상기 변기본체의 내부의 내용물을 감지하는 센서부재를 결합하고, 상기 센서부재로부터 수신된 센싱값을 계산하여 상기 내용물의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성하는 양변기 제어부를 구비한 하나 이상의 양변기; 및
상기 각각의 양변기로부터 무선 통신으로 상기 크기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신한 크기 측정 데이터를 신경망의 인식 모델에 의해 학습된 학습 데이터와 비교하여 상기 양변기의 내용물의 크기를 판별하고, 상기 내용물의 크기 인식 결과와 이에 대응하는 세척수 배출량을 출력하는 신경망 처리장치를 구비하고, 상기 신경망 처리장치에 의해 도출된 상기 크기 측정 데이터에 대응하는 세척수 배출량을 상기 양변기로 전송하는 중앙 서버를 포함하며,
상기 양변기는 상기 중앙 서버로부터 수신된 세척수 배출량에 따라 상기 수압 조절부를 제어하여 세척수를 필밸브를 통해 상기 변기본체로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 방법은,
변기커버가 결합된 변기본체와, 상기 변기본체의 일측에 저장된 세척수를 상기 변기본체로 공급하는 수압 조절부가 형성되고, 상기 변기커버의 일면에 음파 또는 초음파를 수직 방향으로 하나 이상의 빔이나 초음파를 방사하여 상기 변기본체의 내부의 내용물을 감지하는 센서부재를 결합하는 하나 이상의 양변기; 및 상기 각각의 양변기로부터 무선 통신으로 데이터를 송수신하여 상기 양변기의 수압을 조절하는 중앙 서버를 포함하며,
상기 변기본체의 내부에 내용물을 투입한 후, 상기 변기커버를 상기 변기본체에 닫는 단계;
상기 양변기는 상기 센서부재를 작동하여 수직 방향으로 하나 이상의 빔이나 초음파를 방사하여 상기 내용물에 반사되는 센싱값을 수신하고, 상기 센서부재로부터 수신된 센싱값을 계산하여 상기 내용물의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성하고, 상기 생성한 크기 측정 데이터를 상기 중앙 서버로 전송하는 단계;
상기 양변기는 상기 중앙 서버로부터 상기 크기 측정 데이터에 대응하는 기설정된 세척수 배출량을 수신하고, 상기 수신된 세척수 배출량에 따라 상기 수압 조절부를 제어하여 세척수를 상기 변기본체로 공급하는 단계; 및
상기 양변기는 상기 센서부재를 다시 작동하여 상기 센싱값을 계산하여 상기 내용물의 크기 측정 데이터가 기설정된 기준값 이하로 상기 내용물이 남아 있지 않다고 판단할 때까지 상기 센서부재의 작동과 상기 크기 측정 데이터의 계산, 상기 세척수 배출량의 생성 과정을 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 양변기 내의 내용물의 크기에 따라 세척수 배출량을 계산하여 상기 세척수 배출량에 따라 양변기의 수압의 크기를 조절하여 양변기의 막힘을 방지하며, 물의 소모량을 크게 감소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양변기의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어장치의 내부 구성과 주변 장치와의 제어 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중앙 서버의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
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 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양변기의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템(100)은 복수의 양변기(110)와, 상기 각각의 양변기(110)가 통신망(102)을 통해 데이터 통신하는 중앙 서버(160)를 포함한다.
각각의 양변기(110)는 변기커버(121)가 결합된 변기본체(120)와, 상기 변기본체(120)의 일측에 저장된 세척수를 상기 변기본체(120)로 공급하는 수압 조절부(130)가 구비된다.
변기본체(120)는 수압 조절부(130)로부터 공급되는 세척수를 변기본체(120)의 내면으로 배출되도록 림측(122)에 관통된 림측 배출공(123)을 형성하고, 림측(122)으로 이동되는 세척수를 림측 배출공(123)을 통해 변기본체(120)의 세척면(124)으로 배출하여 배설물을 배수구(125)를 통해 정화조로 안내한다.
수압 조절부(130)는 내부에 일정 공간부(131)를 형성하는 수압본체(132)와, 상기 수압본체(132)의 상부가 개폐되는 뚜껑부(133)를 형성한다.
수압본체(132)의 내부에는 세척수를 저장하는 수조탱크(140)를 구비하고, 상기 수조탱크(140)로부터 세척수를 공급받아 급수 파이프를 경유하여 림측(122)으로 공급하는 필밸브(138)를 구비한다.
수조탱크(140)는 내부에 공기가 충전되어 있고, 수도전(141)에 입력배관(142)에 의해 연결되어 세척수를 공급받는 공급관(143)을 하부면에 형성하고, 상기 필밸브(138)와 배출배관(144)에 의해 연결되어 저장된 세척수를 필밸브(138) 측으로 배출하는 급수관(145)을 하부면에 형성한다.
공급관(143)과 급수관(145)의 일측에는 전기 신호에 의해 개폐가 자동으로 제어되는 제1 솔레노이드밸브(146)와 제2 솔레노이드밸브(147)를 결합한다.
수조탱크(140)는 외부의 수도전(141)으로부터 제공되는 세척수를 공급관(143)을 통해 공급받아 급수관(145)으로 급수하거나 내부에 저장되어 내부에 충전된 내부 공기를 통해 높은 수압을 갖는 세척수로 급수할 수 있다.
수조탱크(140)는 내부 공간이 한정되어 밀폐되어 있기 때문에 공급관(143)을 통해 배출되는 세척수를 저장하는 동시에 내부에 있는 내부 공기를 압축할 수 있다.
수조탱크(140)는 세척수가 많이 저장될수록 내부 공기의 압축이 더욱 증가되어 높은 압력의 세척수를 제공할 수 있다.
수조탱크(140)의 상부 일측에는 외주면에 공기흡입부재(148)를 형성하고, 상기 공기흡입부재(148)는 수평 방향으로 수압본체(132)를 관통하여 공기통로(149)를 형성한다.
공기흡입부재(148)는 흡입팬, 서큘레이터 등 공기를 흡입하여 배출할 수 있는 장치이면 모두 포함하며, 외부의 공기를 공기통로(149)를 통해 흡입하여 수조탱크(140)의 내부로 배출한다.
수조탱크(140)의 상부 일측에는 수조탱크(140)의 내부에 저장되는 세척수의 수위를 감지하는 수위감지센서(134)가 형성되고, 수조탱크(140)의 내부 압력을 센싱하는 압력센서(135)를 형성한다.
필밸브(138)는 세척수배관(139)을 통해 연결되어 세척수를 림측(122)으로 배출한다.
변기커버(121)는 변기본체(120)에 결합되어 상기 변기본체(120)에 접촉하는 일면에 상기 변기본체(120)의 내부에 내용물(대변)(10)의 크기를 측정하는 센서부재(126)를 결합한다.
센서부재(126)는 음파를 이용하여 물체를 감지하는 다중빔 음향 측심기 또는 초음파를 이용하여 물체를 감지하는 다중 초음파 센서기를 포함한다.
센서부재(126)는 음파 또는 초음파를 수직 방향으로 하나 이상의 빔이나 초음파를 방사하여 변기본체(120)의 내부의 내용물(10)을 감지할 수 있다.
수압본체(132)의 상단 외주면에는 변기본체(120) 안에 대변을 처리하도록 제어 신호를 생성하는 제1 스위치(136)와 변기본체(120) 안에 소변을 처리하도록 제어 신호를 생성하는 제2 스위치(137)를 형성한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어장치의 내부 구성과 주변 장치와의 제어 관계를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중앙 서버의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
수압본체(132)의 내부에는 센서부재(126), 압력센서(135), 수위감지센서(134), 제1 솔레노이드밸브(146), 제2 솔레노이드밸브(147), 공기흡입부재(148). 제1 스위치(136) 및 제2 스위치(137)에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 송수신할 수 있는 제어장치(150)를 형성한다.
양변기 제어부(152)는 상기 압력센서(135)에 의해 센싱된 압력값을 기초로 기설정된 기준값 이하인 경우, 상기 공기흡입부재(148)를 작동시켜 외부의 공기를 유입시켜 수조탱크(140)의 내부에 공급하도록 제어한다.
양변기 제어부(152)는 상기 수위감지센서(134)에 의해 센싱된 값이 세척수를 감지하는 못한다고 판단하는 경우, 상기 수위감지센서(134)에 의해 센싱된 값이 세척수를 감지할 때까지 상기 제1 솔레노이드밸브(146)를 개방시키는 전기 신호를 인가하여 세척수를 수조탱크(140)의 내부로 공급하도록 제어한다.
제어장치(150)는 제1 무선 통신모듈(151), 양변기 제어부(152) 및 전원부(153)를 포함하며, 중앙 서버(160)는 제2 무선 통신모듈(161), 서버 제어부(162) 및 신경망 처리장치(163)를 포함한다.
센서부재(126)는 변기본체(120)의 내부의 내용물(10)의 크기를 센싱하여 센싱값을 양변기 제어부(152)로 전송한다.
양변기 제어부(152)는 센서부재(126)로부터 수신된 센싱값을 계산하여 내용물(10)의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성한다.
양변기 제어부(152)는 생성한 크기 측정 데이터를 제1 무선 통신모듈(151)을 이용하여 통신망(102)을 통해 중앙 서버(160)로 전송한다. 이어서, 중앙 서버(160)는 제2 무선 통신모듈(161)을 통해 내용물(10)의 크기 측정 데이터를 수신한다.
서버 제어부(162)는 제2 무선 통신모듈(161)을 통해 내용물(10)의 크기 측정 데이터를 수신하고, 수신된 크기 측정 데이터를 신경망 처리장치(163)로 전송하고, 상기 신경망 처리장치(163)로부터 크기 측정 데이터를 기초로 기설정된 세척수 배출량을 수신한다.
신경망 처리장치(163)는 내용물(10)의 크기 측정 데이터에 대응되는 세척수 배출량이 설정되어 있으며, 크기 측정 데이터가 입력되면 입력된 크기 측정 데이터에 대응하는 세척수 배출량을 생성하여 출력할 수 있다.
중앙 서버(160)는 신경망 처리장치(163)를 학습된 데이터를 이용하여 입력된 크기 측정 데이터에 어느 정도의 세척수를 배출해야 하는지 설정되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신경망 처리장치(163)는 세척수 배출량 데이터 저장부(164), 딥 러닝 학습부(165), 판별부(166) 및 학습부(167)를 포함한다.
신경망 처리장치(163)는 내용물(10)의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 딥 러닝 기법을 적용하여 학습하며, 학습 데이터로 활용한다.
신경망은 연결선으로 연결된 많은 수의 인공 뉴런들을 이용하여 생물학적인 시스템의 계산 능력을 모방하는 소프트웨어나 하드웨어로 구현된 인식 모델이다.
신경망에서는 생물학적인 뉴런의 기능을 단순화시킨 인공 뉴런들이 이용되고, 인공 뉴런들은 연결 가중치(Connection Weight)를 가지는 연결선을 통해 상호 연결될 수 있다. 연결 가중치는 연결선이 갖는 특정한 값으로서 연결 강도라고도 나타낼 수 있다. 신경망은 인공 뉴런들을 통해 인간의 인지 작용이나 학습 과정을 수행할 수 있다. 인공 뉴런은 노드(Node)라고도 지칭할 수 있다.
신경망은 입력층(Input Layer), 히든층(Hidden Layer), 출력층(Output Layer)을 포함할 수 있다. 입력층은 학습을 수행하기 위한 입력을 수신하여 히든층에 전달할 수 있고, 출력층은 히든층의 노드들로부터 수신한 신호에 기초하여 신경망의 출력을 생성할 수 있다.
히든층은 입력층과 출력층 사이에 위치하고, 입력층을 통해 전달된 학습 데이터를 예측하기 쉬운 값으로 변화시킬 수 있다. 입력층과 히든층에 포함된 노드들은 연결 가중치를 가지는 연결선을 통해 서로 연결되고, 히든층과 출력층에 포함된 노드들에서도 연결 가중치를 가지는 연결선을 통해 서로 연결될 수 있다.
입력층, 히든층 및 출력층은 복수개의 노드들을 포함할 수 있다. 신경망은 복수개의 히든층들을 포함할 수 있다. 복수개의 히든층들을 포함하는 신경망을 깊은 신경망(Deep Neural Network)이라고 하고, 깊은 신경망을 학습시키는 것을 깊은 학습(Deep Learning)이라고 한다.
신경망 처리장치(163)는 감독 학습(Supervised Learning)을 통해 신경망을 학습시킬 수 있다. 감독 학습이란 학습 데이터와 그에 대응하는 출력 데이터를 함께 신경망에 입력하고, 학습 데이터에 대응하는 출력 데이터가 출력되도록 연결선들의 연결 가중치를 업데이트하는 방법이다.
예를 들어, 신경망 처리장치(163)는 델타 규칙(Delta Rule)과 오류 역전파 학습(Backpropagation Learning) 등을 통해 인공 뉴런들 사이의 연결 가중치를 업데이트할 수 있다.
오류 역전파 학습은 주어진 학습 데이터에 대해 전방 계산(Forward Computation)으로 오류를 추정한 후, 출력층에서 시작하여 히든층과 입력층 방향으로 역으로 전진하여 추정한 오류를 전파하고, 오류를 줄이는 방향으로 연결 가중치를 업데이트하는 방법이다. 신경망의 처리는 입력층 -> 히든층 -> 출력층의 방향으로 진행되지만, 오류 역전파 학습에서 연결 가중치의 업데이트 방향은 출력층 -> 히든층 -> 입력층의 방향으로 진행될 수 있다.
세척수 배출량 데이터 저장부(164)는 복수의 양변기(110) 내의 내용물(10)의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터와 이에 대응하는 세척수 배출량을 학습 데이터로 저장한다. 여기서, 양변기(110)의 내의 내용물(10)의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터와 세척수 배출량을 딥 러닝 기법을 적용하여 사전에 학습하는 학습 데이터를 의미한다. 학습 데이터로 학습되지 않은 크기 측정 데이터는 새로운 내용물 데이터로 학습하여 학습 데이터로 등록된다.
세척수 배출량 데이터 저장부(164)는 복수의 양변기(110)의 내의 내용물(10)의 크기를 딥 러닝 기법으로 학습하여 각각의 내용물(10)의 크기에 따른 세척수 배출량을 데이터 값으로 데이터베이스화하여 저장하고 있다.
딥 러닝 학습부(165)는 세척수 배출량 데이터 저장부(164)에 저장된 학습 데이터를 이용하여 신경망을 통해 학습시킬 수 있다.
딥 러닝 학습부(165)는 학습 데이터로부터 특징값을 검출할 수 있으며, 이물질 영상 데이터의 학습 결과에 기초하여 신경망에 적용되는 연결 가중치를 조정할 수 있다. 딥 러닝 학습부(165)는 신경망의 출력층에서 생성된 출력값과 학습 데이터에 대한 원하는 기대 값을 비교하여 오류를 계산하고, 오류를 줄이는 방향으로 신경망의 인식 모델에 적용되는 연결 가중치를 조정할 수 있다.
딥 러닝 학습부(165)는 미리 설정된 반복 횟수에 기초하여 신경망이 학습 데이터에 포함된 모든 크기 측정 데이터에 대한 학습을 반복적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
학습된 신경망은 내용물(10)의 크기 측정 데이터와 이에 대응하는 세척수 배출량을 인식하는데 활용될 수 있다.
딥 러닝 학습부(165)는 입력층, 히든층 및 출력층으로 구성되어 크기 측정 데이터를 입력층에 입력시키고, 입력된 크기 측정 데이터와 이에 대응하는 세척수 배출량에 대한 분류 결과를 출력층으로 출력되도록 신경망을 학습시킬 수 있다.
딥 러닝 학습부(165)는 세척수 배출량 데이터 저장부(164)로부터 수신한 학습 데이터인 크기 측정 데이터와 세척수 배출량에서 특징값을 검출하고, 특징값을 이용하여 신경망을 학습시킬 수 있다. 다시 말해, 딥 러닝 학습부(165)는 크기 측정 데이터와 세척수 배출량으로부터 특징 벡터들을 검출하고, 검출된 특징 벡터들을 이용하여 신경망을 학습시킬 수 있다.
판별부(166)는 딥 러닝 학습부(165)로부터 신경망의 인식 모델을 수신하여 저장하고, 서버 제어부(162)로부터 크기 측정 데이터를 수신하고, 신경망의 인식 모델을 이용하여 수신한 크기 측정 데이터와 비교하여 양변기(110)의 내용물(10)의 크기를 판별한다.
판별부(166)는 수신한 크기 측정 데이터를 양자화하여 특징값들을 추출하고, 추출된 특징값들을 딥 러닝 학습부(165)에서 학습된 학습 데이터의 특징 벡터들과 비교하여 내용물(10)의 크기 인식 결과와 이에 대응하는 세척수 배출량을 서버 제어부(162)로 전송한다.
학습부(167)는 서버 제어부(162)의 제어에 따라 크기 측정 데이터가 판별되지 않는 경우, 새로운 크기 측정 데이터로 신경망의 인식 모델을 이용하여 학습하도록 제어할 수 있다.
신경망 처리장치(163)는 복수의 양변기(110)로부터 수신된 내용물(10)의 크기 측정 데이터의 오차 데이터값을 분석하여 학습 데이터로 학습하거나, 오차 데이터값의 분석값을 이용하여 학습 데이터의 오차를 줄여나간다.
본 발명은 양변기 관리 시스템(100)을 이용하여 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 방법을 다음과 같다.
먼저, 사람이 변기본체(120)에 앉아서 대변(내용물)(10)을 투입한 후, 변기커버(121)를 변기본체(120)를 닫는다.
양변기 제어부(152)는 제1 스위치(136)의 선택 제어 신호를 수신하는 경우, 전원부(153)의 전원을 센서부재(126), 압력센서(135), 수위감지센서(134), 제1 솔레노이드밸브(146), 제2 솔레노이드밸브(147), 공기흡입부재(148)에 공급한다.
양변기 제어부(152)는 센서부재(음향 측심기)(126)를 작동하여 수직 방향으로 하나 이상의 빔을 방사하여 내용물(10)에 반사되는 센싱값을 수신하고, 상기 센서부재(126)로부터 수신된 센싱값을 계산하여 내용물(10)의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성한다.
양변기 제어부(152)는 생성한 크기 측정 데이터를 제1 무선 통신모듈(151)을 통해 중앙 서버(160)로 전송한다.
중앙 서버(160)는 양변기(110)로부터 내용물(10)의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 제2 무선 통신모듈(161)을 통해 수신한다.
서버 제어부(162)는 제2 무선 통신모듈(161)로부터 내용물(10)의 크기 측정 데이터를 수신하고, 수신된 크기 측정 데이터를 신경망 처리장치(163)로 전송하고, 상기 신경망 처리장치(163)로부터 크기 측정 데이터에 대응하는 기설정된 세척수 배출량을 수신한다.
서버 제어부(162)는 수신한 세척수 배출량에 해당하는 솔레노이드 제어 신호를 생성하여 제2 무선 통신모듈(161)을 통해 양변기(110)로 전송한다. 여기서, 솔레노이드 제어 신호는 제2 솔레노이드밸브(147)를 개방시키는 전기 신호를 기설정된 시간동안 인가하여 상기 제2 솔레노이드밸브(147)의 개방 유지 시간을 제어하는 신호이다.
제2 솔레노이드밸브(147)의 개방 유지 시간은 내용물(10)의 크기에 따라 설정되어 세척수 배출량도 결정된다.
양변기 제어부(152)는 중앙 서버(160)로부터 솔레노이드 제어 신호를 제1 무선 통신모듈(151)을 통해 수신한다.
양변기 제어부(152)는 제2 솔레노이드밸브(147)를 개방시키는 전기 신호를 인가하여 제2 솔레노이드밸브(147)를 일정 시간동안 개방시킨 후, 폐쇄한다.
수조탱크(140)는 내부에 저장된 세척수를 제2 솔레노이드밸브(147)를 통해 필밸브(138), 세척수배관(139)을 거쳐 림측(122)으로 이동하여 림측 배출공(123)을 통해 세척면(124)으로 배출하여 내용물(10)을 정화조로 배출한다.
양변기 제어부(152)는 센서부재(음향 측심기)(126)를 다시 작동하여 수직 방향으로 하나 이상의 빔을 방사하여 내용물(10)에 반사되는 센싱값을 수신하고, 상기 센서부재(126)로부터 수신된 센싱값을 계산하여 내용물(10)의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성한다.
양변기 제어부(152)는 생성한 크기 측정 데이터가 기설정된 기준값 이하인 경우, 변기본체(120)의 내부에 내용물(10)이 제거된 것으로 판단하여 프로세스를 종료한다.
그러나 양변기 제어부(152)는 생성한 크기 측정 데이터가 기설정된 기준값 이상인 경우, 내용물(10)이 남아 있다고 판단하여 크기 측정 데이터를 중앙 서버(160)로 전송하여 크기 측정 데이터에 대응하는 기설정된 세척수 배출량을 수신하는 과정을 다시 수행한다. 이러한 과정은 내용물(10)이 남아 있지 않을 때까지 (측정 데이터가 기설정된 기준값 이하인 경우) 반복한다.
양변기 제어부(152)는 제2 스위치(137)의 선택 제어 신호를 수신하는 경우, 센서부재(126)의 전원을 공급하지 않고, 전원부(153)의 전원을 압력센서(135), 수위감지센서(134), 제1 솔레노이드밸브(146), 제2 솔레노이드밸브(147), 공기흡입부재(148)에 공급한다.
양변기 제어부(152)는 제2 솔레노이드밸브(147)를 개방시키는 전기 신호를 인가하여 제2 솔레노이드밸브(147)를 일정 시간동안 개방시킨 후 폐쇄하는데, 제2 솔레노이드밸브(147)의 개방 시간을 소변을 제거할 수 있을 정도로 짧게 유지한다.
즉, 세척수 배출량이 소변을 제거할 수 있는 정도로 소량으로 구성할 수 있도록 제어하는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 내용물 100: 양변기 관리 시스템
102: 통신망 110: 양변기
120: 변기본체 121: 변기커버
122: 림측 123: 림측 배출공
124: 세척면 125: 배수구
126: 센서부재 130: 수압 조절부
131: 공간부 132: 수압본체
133: 뚜껑부 134: 수위감지센서
135: 압력센서 136: 제1 스위치
137: 제2 스위치 138: 필밸브
139: 세척수배관 140: 수조탱크
141: 수도전 142: 입력배관
143: 공급관 144: 배출배관
145: 급수관 146: 제1 솔레노이드밸브
147: 제2 솔레노이드밸브 148: 공기흡입부재
149: 공기통로 150: 제어장치
151: 제1 무선 통신모듈 152: 양변기 제어부
153: 전원부 160: 중앙 서버
161: 제2 무선 통신모듈 162: 서버 제어부
163: 신경망 처리장치 164: 세척수 배출량 데이터 저장부
165: 딥 러닝 학습부 166: 판별부
167: 학습부

Claims (10)

  1. 변기커버가 결합된 변기본체와, 상기 변기본체의 일측에 저장된 세척수를 상기 변기본체로 공급하는 수압 조절부가 형성되고, 상기 변기커버의 일면에 음파 또는 초음파를 수직 방향으로 하나 이상의 빔이나 초음파를 방사하여 상기 변기본체의 내부의 내용물을 감지하는 센서부재를 결합하고, 상기 센서부재로부터 수신된 센싱값을 계산하여 상기 내용물의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성하는 양변기 제어부를 구비한 하나 이상의 양변기; 및
    상기 각각의 양변기로부터 무선 통신으로 상기 크기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신한 크기 측정 데이터를 기초로 기설정된 세척수 배출량을 계산하여 상기 양변기로 전송하는 중앙 서버를 포함하고,
    상기 양변기는 상기 중앙 서버로부터 수신된 세척수 배출량에 따라 상기 수압 조절부를 제어하여 세척수를 필밸브를 통해 상기 변기본체로 공급하고,
    상기 수압 조절부는 내부에 공기가 충전되어 있고, 수도전에 입력배관에 의해 연결되어 세척수를 공급받는 공급관을 하부면에 형성하고, 상기 필밸브와 배출배관에 의해 연결되어 저장된 세척수를 상기 필밸브 측으로 배출하는 급수관을 하부면에 형성하는 수조탱크를 더 포함하며,
    상기 수조탱크는 상부 일측에는 외주면에 공기흡입부재를 형성하고, 내부 압력을 센싱하는 압력센서를 형성하고,
    상기 양변기 제어부는 상기 압력센서에 의해 센싱된 압력값을 기초로 기설정된 기준값 이하인 경우, 상기 공기흡입부재를 작동시켜 외부의 공기를 유입시켜 상기 수조탱크의 내부에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템.
  2. 변기커버가 결합된 변기본체와, 상기 변기본체의 일측에 저장된 세척수를 상기 변기본체로 공급하는 수압 조절부가 형성되고, 상기 변기커버의 일면에 음파 또는 초음파를 수직 방향으로 하나 이상의 빔이나 초음파를 방사하여 상기 변기본체의 내부의 내용물을 감지하는 센서부재를 결합하고, 상기 센서부재로부터 수신된 센싱값을 계산하여 상기 내용물의 크기를 나타내는 크기 측정 데이터를 생성하는 양변기 제어부를 구비한 하나 이상의 양변기; 및
    상기 각각의 양변기로부터 무선 통신으로 상기 크기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신한 크기 측정 데이터를 신경망의 인식 모델에 의해 학습된 학습 데이터와 비교하여 상기 양변기의 내용물의 크기를 판별하고, 상기 내용물의 크기 인식 결과와 이에 대응하는 세척수 배출량을 출력하는 신경망 처리장치를 구비하고, 상기 신경망 처리장치에 의해 도출된 상기 크기 측정 데이터에 대응하는 세척수 배출량을 상기 양변기로 전송하는 중앙 서버를 포함하고,
    상기 양변기는 상기 중앙 서버로부터 수신된 세척수 배출량에 따라 상기 수압 조절부를 제어하여 세척수를 필밸브를 통해 상기 변기본체로 공급하며,
    상기 수압 조절부는 내부에 공기가 충전되어 있고, 수도전에 입력배관에 의해 연결되어 세척수를 공급받는 공급관을 하부면에 형성하고, 상기 필밸브와 배출배관에 의해 연결되어 저장된 세척수를 상기 필밸브 측으로 배출하는 급수관을 하부면에 형성하는 수조탱크를 더 포함하며,
    상기 수조탱크는 상부 일측에는 외주면에 공기흡입부재를 형성하고, 내부 압력을 센싱하는 압력센서를 형성하고,
    상기 양변기 제어부는 상기 압력센서에 의해 센싱된 압력값을 기초로 기설정된 기준값 이하인 경우, 상기 공기흡입부재를 작동시켜 외부의 공기를 유입시켜 상기 수조탱크의 내부에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공급관과 상기 급수관의 일측에는 전기 신호에 의해 개폐가 자동으로 제어되는 제1 솔레노이드밸브와 제2 솔레노이드밸브를 결합하고,
    상기 양변기 제어부는 상기 중앙 서버로부터 세척수 배출량에 해당하는 솔레노이드 제어 신호를 수신하고, 상기 수신한 솔레노이드 제어 신호에 따라 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방시키는 전기 신호를 기설정된 시간동안 인가하는 것을 특징으로 하는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변기커버는 상기 변기본체에 접촉하는 일면에 음파를 이용하여 물체를 감지하는 다중빔 음향 측심기 또는 초음파를 이용하여 물체를 감지하는 다중 초음파 센서기를 이루어진 상기 센서부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수조탱크의 상부 일측에는 내부에 저장되는 세척수의 수위를 감지하는 수위감지센서가 형성되고, 상기 공급관과 상기 급수관의 일측에는 전기 신호에 의해 개폐가 자동으로 제어되는 제1 솔레노이드밸브와 제2 솔레노이드밸브를 결합하고,
    상기 양변기 제어부는 상기 수위감지센서에 의해 센싱된 값이 세척수를 감지하는 못한다고 판단하는 경우, 상기 수위감지센서에 의해 센싱된 값이 세척수를 감지할 때까지 상기 제1 솔레노이드밸브를 개방시키는 전기 신호를 인가하여 세척수를 상기 수조탱크의 내부로 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수압 조절부의 상단 외주면에는 상기 변기본체 안에 대변을 처리하도록 제어 신호를 생성하는 제1 스위치와 상기 변기본체 안에 소변을 처리하도록 제어 신호를 생성하는 제2 스위치를 형성하고,
    상기 양변기 제어부는 상기 제1 스위치의 선택 제어 신호를 수신하는 경우, 상기 센서부재의 전원을 공급하여 작동하며, 상기 제2 스위치의 선택 제어 신호를 수신하는 경우, 상기 센서부재의 전원을 공급하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 신경망 처리장치는 상기 복수의 양변기 내의 내용물의 크기를 딥 러닝 기법으로 학습하여 각각의 내용물의 크기에 따른 세척수 배출량을 데이터 값으로 데이터베이스화하여 저장하는 세척수 배출량 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척수의 배수량을 자동으로 조절하는 양변기 관리 시스템.
  10. 삭제
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