KR102213588B1 - 김치냉장고 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김치냉장고 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 김치냉장고는 김치를 보관하는 온도환경에서 시간의 경과에 따라 변화되는 김치의 품질에 관한 품질지표 값을 예측하기 위한 품질모델을 저장하는 품질모델 저장부; 보관 시작시점에 대응하는 김치의 초기 품질지표 값을 결정하는 초기값 결정부; 및 상기 품질모델을 기초로 상기 품질지표가 상기 초기 품질지표 값으로부터 미리 설정된 목표 품질지표 값에 도달하기까지의 제1 구간 및 상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서의 내부 온도를 관리하기 위한 온도 제어 스케줄을 생성하는 스케줄러를 포함한다. 이에 의하면, 다양한 품질 지표를 종합적으로 고려하여 김치의 보관환경을 제어함으로써 김치 품질에 관한 사용자의 기호 및 요구를 세밀하게 충족시킬 수 있다.

Description

김치냉장고 및 이의 제어방법{KIMCHI REFRIGERATOR AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 김치냉장고 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 김치의 상태에 따라 보관온도를 적응적으로 제어함으로써 사용자 기호에 맞는 김치를 제공할 수 있는 김치냉장고 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

김치냉장고는 김치 보관을 주용도로 하는 냉장고로서, 일반 냉장고에 비하여 김치의 신선한 맛을 장기간 보존할 수 있어 널리 활용되고 있다. 김치는 발효온도에 따라 발효속도나 그 정도가 달라지게 되며 이는 곧 김치의 pH, 산도, 식감, 유산균수, 총균수 등에 영향을 준다. 따라서, 김치냉장고에 있어서 김치의 발효를 적절하게 조절하는 것이 매우 중요하다.

이에 따라, 김치의 숙성 정도에 따라 김치냉장고의 온도를 제어하기 위한 기술들이 연구되어 왔다. 예컨대, 한국공개특허 제2002-0029513호는 김치냉장고 내에 산도센서를 장착하여 김치냉장고 내의 공기중 pH를 측정하고, 측정 pH를 기준 pH와 비교하여 숙성모드 또는 보관모드 중 택일 운용하는 숙성제어 방법이 개시되어 있다.

pH 센서를 통하여 김치에 직접 접촉하여 센싱하는 방법은 사용자가 번거롭기 때문에 공기 중 pH를 센싱하는 것이지만, 김치는 밀폐된 용기 내에 저장되기 때문에 공기중 pH를 곧 김치의 pH로 단정지을 수 없어 정확도가 크게 떨어지는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 김치의 품질은 pH 외에도 유산균수, 총균수, 식감 등 다양한 요인이 종합적으로 작용하여 결정되는 것이기 때문에 김치의 pH만을 기초로 보관환경을 제어하는 것만으로는 사용자의 기호 및 요구를 충족시키기에는 한계가 존재한다.

한국공개특허 제2002-0029513호(2002.04.19)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 김치의 pH 외에도 다른 품질 지표를 고려하여 김치의 발효를 제어할 수 있는 김치냉장고 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적은 본 발명의 일 양태에 따른 김치냉장고에 있어서, 김치를 보관하는 온도환경에서 시간의 경과에 따라 변화되는 김치의 품질에 관한 품질지표 값을 예측하기 위한 품질모델을 저장하는 품질모델 저장부; 보관 시작시점에 대응하는 김치의 초기 품질지표 값을 결정하는 초기값 결정부; 및 상기 품질모델을 기초로 상기 품질지표가 상기 초기 품질지표 값으로부터 미리 설정된 목표 품질지표 값에 도달하기까지의 제1 구간 및 상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서의 내부 온도를 관리하기 위한 온도 제어 스케줄을 생성하는 스케줄러를 포함하는 김치냉장고에 의하여 달성될 수 있다.

이때, 상기 김치냉장고는 상기 내부 온도를 센싱하는 온도센싱부를 더 포함하고, 상기 스케줄러는 센싱된 상기 내부 온도의 정보를 기초로 김치의 품질지표 값을 모니터링하여 상기 온도 제어 스케줄을 조정할 수 있다.

한편, 상기 품질지표는 산도, pH, 염도, 색도, 경도, 총균수, 및 유산균수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 품질모델은 주어진 온도환경에서 시간의 경과에 따른 제1 품질지표 값의 변화를 나타낸 함수식과 상기 제1 품질지표 외 다른 품질지표 값에 대하여 상기 온도환경에서 매 경과시간에 대응되는 상기 품질지표 값이 저장된 데이터 테이블을 포함할 수 있다.

또한, 상기 품질모델은 복수의 품질지표 각각에 대응하는 세부 품질모델을 포함할 수 있다.

한편, 상기 김치냉장고는 내부 온도를 낮추기 위한 냉기를 공급하는 냉각모듈; 상기 내부 온도를 높이기 위한 열을 공급하는 히팅모듈; 및 상기 스케줄러를 통하여 생성된 상기 온도 제어 스케줄을 기초로 상기 냉각모듈과 상기 히팅모듈을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 김치냉장고는 사용자로부터 김치를 섭취하기 시작할 예정시점, 또는 사용자가 희망하는 김치의 품질에 관한 기호 정보를 입력받는 사용자 입력부를 더 포함하고, 상기 스케줄러는 상기 사용자 입력부를 통하여 입력된 정보를 기초로 상기 목표 품질지표 값을 설정하여 상기 온도 제어 스케줄을 생성할 수 있다.

또한, 상기 김치냉장고는 김치를 담근시기, 또는 판매김치의 경우에는 김치 제조시기에 관한 정보를 사용자로부터 입력받는 사용자 입력부를 더 포함하며, 상기 초기값 결정부는, 상기 사용자 입력부를 통하여 입력된 정보를 기초로 상기 초기 품질지표 값을 결정할 수 있다.

아울러, 상기 김치냉장고는 판매김치의 유통과정에서의 보관온도 및 보관시간에 관한 유통이력 정보를 획득하는 정보획득모듈을 더 포함하고, 상기 초기값 결정부는, 상기 유통이력 정보를 상기 품질모델에 적용하여 상기 초기 품질지표 값을 결정할 수도 있다.

뿐만 아니라, 상기한 목적은 본 발명의 또 다른 양태에 따른 상기 김치냉장고에 김치의 보관을 시작하는 시점에서의 김치의 품질에 관한 품질지표 값에 해당하는 초기 품질지표 값을 결정하는 단계; 김치를 보관하는 온도환경에서 시간의 경과에 따라 변화되는 품질지표 값을 예측하기 위하여 기저장된 품질모델을 기초로 상기 품질지표가 상기 초기 품질지표 값으로부터 미리 설정된 목표 품질지표 값에 도달하기까지의 제1 구간 및 상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서의 내부 온도를 관리하기 위한 온도 제어 스케줄을 생성하는 단계; 및 상기 온도 제어 스케줄을 기초로 상기 김치냉장고의 내부 온도를 낮추기 위한 냉기를 공급하는 냉각모듈과 상기 내부 온도를 높이기 위한 열을 공급하는 히팅모듈을 제어하는 단계를 포함하는 김치냉장고의 제어방법에 의해서도 달성될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 김치의 다양한 품질 지표를 종합적으로 고려하여 김치의 보관환경을 제어함으로써 김치 품질에 관한 사용자의 기호 및 요구를 세밀하게 충족시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 직접 센싱하는 번거로움 없이 예측 모델을 기초로 김치의 상태를 파악함으로써 사용자의 편의성이 크게 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 김치의 품질지표의 예시로서, 각각 산도와 유산균수가 다양한 온도환경에서 시간에 따라 변화하는 모습을 나타낸 그래프;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 품질모델을 설명하기 위한 참고도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스케줄러에 의하여 생성되는 온도 제어 스케줄을 설명하기 위한 참고도; 및
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고(1)는 사용자 입력부(10), 품질모델 저장부(20), 초기값 결정부(30), 정보획득모듈(40), 스케줄러(50), 온도센싱부(60), 제어부(70), 냉각모듈(80), 및 히팅모듈(90)을 포함한다.

사용자 입력부(10)는 김치냉장고(1)의 온도제어를 위하여 사용자로부터 필요한 각종 정보를 입력받는 수단으로서, 키패드, 터치스크린 등으로 구현될 수 있다.

품질모델 저장부(20)는 다양한 온도환경에서 시간의 경과에 따라 변화되는 김치의 품질지표 값을 예측하기 위한 품질모델을 저장한다.

품질모델은 김치를 보관하는 온도환경에서 시간의 경과에 따른 품질지표 값의 변화를 모델링한 것이다. 품질지표는 김치를 섭취할 때 미각, 후각, 그 외 감각을 종합한 향미에 직간접적으로 영향을 미치는 김치의 품질과 관련된 지표로서, 산도(acidity), 수소 이온 농도, 염도, 색도, 경도, 총균수, 유산균수 등이 적용될 수 있다. 참고로, 산도는 % 단위로 표현되는 김치 내의 총산도를 의미하는 것으로 pH로 표현되는 수소 이온 농도와는 서로 다른 개념이다. 경도는 아삭아삭함, 무른느낌 등 김치를 씹었을 때 느끼는 식감과 관련된 지표로서 김치의 숙성과정에서 생성되는 펙틴 분해요소(Pectinase)에 의하여 분해되는 김치의 연부현상 정도에 따라 결정되며, 색도는 김치의 색상과 관련된 지표로서, 예컨대, 색도계로 측정 가능한 명도(lightness), 적색도(redness), 황색도(yellowness) 값으로 측정될 수 있다.

김치는 시간이 지남에 따라 발효되며, 발효되는 온도환경에 따라 그 정도가 상이하기 때문에 위 품질지표도 김치가 보관되는 온도환경에 따라 서로 다른 변화양상을 보이게 된다.

도 2는 김치의 품질지표의 예시로서, 각각 산도와 유산균수가 다양한 온도환경에서 시간에 따라 변화하는 모습을 나타낸 그래프를 보여준다. 온도환경은 온도가 일정한 정온환경 뿐 아니라 온도가 변화되는 변온환경을 포함하는 것으로 도 2에서는 0, 5, 10, 20℃의 정온환경과 0℃에서 10℃로 변화되는 0~10℃와 5℃에서 15℃로 변화되는 5~15℃의 변온환경이 각각 제공되었을 때의 변화 모습을 나타낸다. 참고로, 변온환경은 온도의 변화되는 양태에 따라 세분화될 수 있다. 예를 들어, 0~10℃의 변온환경에 대해서도 10℃를 2일 제공하고, 5℃ 3일, 그 이후 0℃를 제공한 경우와, 10℃ 3일, 5℃ 4일, 그 이후 0℃를 제공하는 것과 같이 특정 온도를 제공하는 시간간격에 따라 달리 구분할 수 있다.

먼저, 도 2의 (a)를 참조하면, 산도는 김치의 신맛과 밀접한 영향이 있는 지표로서 제공된 온도환경에 따라 시간에 따른 산도의 변화 양상이 다르게 나타남을 확인할 수 있다. 예를 들어, 20℃ 정온환경에서는 산도가 단시간에 급격하게 증가하며, 0℃ 정온환경에서는 산도가 느리게 증가하게 된다.

또한, 도 2의 (b)를 참조하면, 유산균수는 어느 시점까지는 지속적으로 증가하다가 그 이후로는 약간 감소된 상태로 거의 일정한 수준이 유지된다. 이때, 유산균수가 최대로 증가되는 시점 및 증가 속도는 온도환경에 따라 다르게 나타난다.

품질모델은 이와 같이 다양한 온도환경에서 시간이 경과됨에 따라 품질지표의 값이 어떻게 변화되는지를 모델링한 것으로서, 다양한 온도환경에서 소정 샘플링 경과시간마다 김치의 특정 품질지표의 값을 반복적으로 측정한 실험 데이터를 기초로 구축될 수 있다. 품질모델은 전술된 바와 같이 산도, 수소 이온 농도, 염도, 색도, 경도, 총균수, 유산균수 등 각각의 품질지표에 대응한 세부 품질모델로 세분화될 수 있다. 또한, 물김치, 배추김치, 무김치 등 김치의 종류에 따라 숙성정도가 다르게 나타남을 고려하여 김치의 종류에 따라 별도의 품질모델이 마련될 수 있다.

품질모델은 소정 정온, 변온 환경에서 시간의 경과에 따라 품질지표 값이 변화하는 일련의 규칙을 파악하기 위한 공지된 다양한 모델링 기법에 의하여 생성될 수 있다. 예컨대, Baranyi 모델, Hill&Wright 모델 등을 적용하여 시간의 경과에 따른 품질지표 값을 예측하기 위한 1차 모델을 생성하고, Arrhenius 모델, Polinomial 모델, Square root 모델 등을 이용하여 위 1차 모델의 파라미터들이 온도에 따라 어떻게 변화하는지를 예측하는 2차 모델을 생성하여 1차 모델과 2차 모델을 통합한 품질모델을 생성할 수 있다.

한편, 품질모델은 소정 정온 및 변온환경에서 시간에 경과에 따라 변화하는 품질지표 값을 예측할 수 있다면 그 구체적인 형태에는 제한이 없다. 예를 들어, 품질모델은 특정 온도환경에서 시간에 따른 품질지표 값의 변화를 나타낸 함수식으로 표현될 수 있다. 이때, 함수식은 각각의 온도환경별로 별도로 마련될 수 있을 것이다. 예컨대, 0, 5, 10, 20℃의 정온환경과 0~10℃, 5~15℃의 변온환경별로 온도환경 개수만큼 각각 마련될 수 있다. 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 각 온도환경에서 매 경과시간마다 대응되는 품질지표 값이 저장되는 데이터 테이블의 형태로 마련될 수도 있다. 참고로, 도 3에서는 3시간 단위로 품질지표 값이 저장된 예를 보여주지만, 경과 시간 단위는 이보다 더 짧아지거나 늘어날 수 있음은 물론이다.

뿐만 아니라, 품질모델은 어떤 품질지표는 함수식 형태를 가지고 또 다른 품질지표는 데이터 테이블을 가지는 형태로 품질지표의 종류에 따라 서로 다른 형식이 혼용될 수 있다. 예를 들어, 품질지표 중 상대적으로 초기값의 변동이 낮고 온도에 대한 상관관계가 높게 나타나는 산도에 대응한 세부 품질모델은 함수식 형태를 가지고, 산도 외 다른 품질지표에 대응한 세부 품질모델은 데이터 테이블 형태를 가지도록 구현될 수 있다.

참고로, 품질지표 값은 산도와 염도는 %, 수소 이온 농도는 pH, 총균수와 유산균수는 log CFU/g, 경도는 물성분석기(Texture analyzer)로 측정한 Force(kg) 와 같이 정량적 수치 단위를 가질 수도 있으나, 정량적 수치범위 및 사용자 기호를 고려하여 임의로 구분한 레벨 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 경도는 아삭아삭한 식감이 느껴지는 경도의 범위일 때는 레벨 1로, 무른 식감이 느껴질때에는 레벨 3으로, 그 중간 단계는 레벨 2를 품질지표 값으로 가질 수 있다. 또한, 수소 이온 농도의 경우에는 사용자가 느끼는 신맛 정도를 기준으로 pH가 5.0을 초과할 때에는 레벨 1, pH가 4.2 초과 ~ 5.0 이상일 때에는 레벨 2, 3.8 초과 ~ 4.2 이상일 때에는 레벨 3, pH가 3.8 이하일 때에는 레벨 4로 구분할 수 있을 것이다. 이처럼, 품질지표 값은 정량적인 수치 단위에 따른 값뿐 아니라 정량적 수치를 일정한 범위에 따라 구분하고 구분된 범위마다 부여된 레벨 값 또는 구분된 범위를 대표할 수 있는 대표값이 될 수도 있다.

이상에서 설명된 품질모델 저장부(20)에 저장되는 품질모델은 후술되는 바와 같이 김치냉장고(1)의 김치 보관 온도 및 시간을 제어하는 기준으로 활용된다.

초기값 결정부(30)는 김치의 초기 품질지표 값을 결정하는 것으로, 여기서 초기 품질지표 값은 김치냉장고(1)에 보관대상 김치가 보관되기 시작하는 시점에 대응되는 품질지표의 값을 의미한다.

초기값 결정부(30)는 보관되기 시작하는 김치에 대하여 모두 동일한 초기 품질지표 값을 적용할 수도 있을 것이다. 그러나, 집에서 갓 담근 김치는 pH가 대략 6.5 정도로 중성이거나 약산성을 띠게 되며, 판매하는 김치의 경우에는 제조 후 유통과정을 거치기 때문에 집에서 담근 김치에 비하여 낮은 pH를 가지는 것이 일반적이며, 제조일자에 따라서 더 낮은 pH를 가지게 된다. 초기값 결정부(30)는 이와 같은 차이를 반영하여 사용자 입력부(10)를 통하여 김치를 담근시기, 또는 판매김치의 경우에는 김치 제조시기에 관한 정보를 입력받고, 이를 기초로 초기 품질지표 값을 결정할 수 있다.

초기값 결정부(30)는 김치를 집에서 담근시점이나 김치의 제조시점으로부터 경과된 시간에 대응하여 초기 품질지표 값을 결정하기 위한 기준을 미리 저장하고, 이를 기초로 보관시작 시점에 대응하는 품질지표 값을 결정할 수 있다. 초기 품질지표 값을 결정하기 위한 기준은 실험적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 수소 이온 농도를 품질지표의 일 예로 들면, 초기값 결정부(30)는 갓 담근시점이나 제조시점에는 6.5 pH를 부여하고, 시간의 경과에 따라 점진적으로 pH가 증가하는 기준을 적용할 수 있을 것이다. 이때, 김치 종류에 따라 서로 다른 기준을 마련할 수 있음은 물론이다.

한편, 김치냉장고(1)는 판매김치의 유통과정에서의 보관온도 및 보관시간에 관한 유통이력 정보를 획득하는 정보획득모듈(40)을 더 포함하여 초기값 결정부(30)가 판매김치에 대하여 더욱 정확한 초기 품질지표 값을 산출하도록 할 수 있다.

정보획득모듈(40)은 판매김치의 유통과정 중 김치가 보관된 온도 및 시간에 관한 유통이력 정보를 획득하는 모듈로서, QR 코드 등과 같이 판매김치 포장지 등에 유통이력 정보가 저장되는 코드 등이 인쇄된 것을 전제로 하는 것으로, 각종 코드 리더기로 구현될 수 있다. 정보획득모듈(40)은 김치냉장고(1)의 내부 또는 외부 일측에 마련되어 사용자가 판매김치 포장지 등에 인쇄된 코드를 가까이 접촉하면 유통이력 정보를 읽어 들인다.

이와 같이, 정보획득모듈(40)을 통하여 유통이력 정보가 획득되면, 초기값 결정부(30)는, 유통이력 정보에 따른 온도와 시간정보를 품질모델 저장부(20)에 저장된 품질모델에 적용하여 초기 품질지표 값을 결정할 수 있다.

한편, 담근 후 다른 곳에서 보관되던 김치의 경우와 같이 바로 담근 김치는 아니지만 정보획득모듈(40)을 통하여 유통이력 정보를 읽을 수 없을 때에는 초기값 결정부(30)는 사용자 입력부(10)를 통하여 해당 김치의 이전 보관 온도 및 보관 시간을 입력받도록 하고, 입력된 정보를 품질모델에 적용함으로써 초기 품질지표 값을 결정할 수도 있을 것이다.

이와 같이, 초기값 결정부(30)는 사용자 입력부(10)를 통하여 입력된 정보를 기초로 초기 품질지표 값의 결정을 위하여 미리 저장된 결정 기준에 따르거나 또는 정보획득모듈(40) 또는 사용자 입력부(10)를 통한 정보를 품질모델에 적용함으로써 초기 품질지표 값을 결정할 수 있다.

스케줄러(50)는 품질모델을 기초로 김치냉장고(1)에 보관되는 김치가 사용자 기호를 만족시킬 수 있도록 김치냉장고(1)의 내부 온도를 관리하기 위한 온도 제어 스케줄을 생성한다.

도 4는 스케줄러(50)에 의하여 생성되는 온도 제어 스케줄을 설명하기 위한 참고도로서, 도 4를 참조하면, 스케줄러(50)는 김치의 품질지표가 초기값 결정부(30)를 통하여 결정된 초기 품질지표 값(v1)으로부터 목표 품질지표 값(v2)에 도달하기까지의 제1 구간(P1) 및 제1 구간 이후의 제2 구간(P2)에서의 온도 제어 스케줄을 생성한다. 제1 구간(P1)은 김치가 발효되어 사용자 기호에 맞는 수준으로 숙성되는 구간이고, 제2 구간(P2)은 적정 수준으로 숙성된 김치를 최대한 유지 및 보관하는 구간에 해당한다.

스케줄러(50)는 품질모델을 이용하여 김치의 현재 초기 품질지표 값이 목표 품질지표 값에 도달하기 위한 적정 온도환경 및 시간을 산출한다. 이를 위하여, 품질모델을 기초로 목표 품질지표 값에 도달하기 위하여 필요한 온도 및 시간 값을 구하는 프로세싱이 이루어진다. 이에 따르면, 김치를 숙성시킬 동안에 단순히 숙성시간만을 달리하고 온도는 발효에 적합하다고 알려진 일정한 온도를 제공하는 것이 아니라, 발효 구간에 해당하는 제1 구간의 지속시간을 비롯하여 제1 구간 내에서도 예측되는 품질지표 값에 따라 온도가 가변될 수도 있다. 예컨대, 제1 구간이 총 5 일이라고 가정할 때, 2일은 15℃를 유지하고, 3일은 5℃를 유지하도록 할 수 있다.

스케줄러(50)는 산도, 경도, 수소 이온 농도, 유산균수, 총균수 등 품질지표의 종류에 따라 여러 세부 품질모델이 존재할 때에는 여러 세부 품질모델에 대한 최적 값을 도출한다.

이를 위하여, 스케줄러(50)는 각 품질지표의 중요도에 따른 가중치를 적용하여 온도 제어 스케줄을 생성할 수 있으며, 목표 품질지표 값에 도달하기 위한 적정 온도환경 및 시간을 산출하는 과정에서 공지된 다양한 근사화, 및 데이터 보간 기법 등을 활용할 수 있다. 이때, 각 품질지표에 대한 가중치는 일반적인 사용자 기호를 고려하여 초기에 설정저장된 가중치 데이터를 적용할 수도 있으며, 또는 사용자 입력부(10)를 통하여 입력된 정보를 기초로 해당 사용자가 중요하게 여기는 품질지표 항목을 파악하여 가중치를 부여할 수도 있다.

한편, 목표 품질지표 값은 사용자의 일반적인 기호를 고려하여 기설정된 값일 수도 있으나, 스케줄러(50)는 사용자 입력부(10)를 통하여 사용자로부터 해당 김치의 섭취를 희망하는 예정 시작시점, 또는 사용자가 희망하는 김치의 품질에 관한 기호 정보를 입력받고, 입력된 정보를 기초로 목표 품질지표 값을 설정할 수 있다.

예를 들어, 스케줄러(50)는 아삭아삭한 식감 정도나, 신맛의 정도, 색감 레벨 등을 사용자에게 선택할 수 있도록 메뉴를 제공하고, 사용자가 품질지표에 대한 레벨 정보를 입력하면, 입력된 레벨을 기초로 사용자 기호에 맞춤화된 목표 품질지표 값을 설정할 수 있다. 사용자가 아삭아삭한 식감을 선호하면 경도에 대한 목표 품질지표 값이 상대적으로 높게 설정되고, 겉절이와 같이 익지 않은 김치를 선호하면 산도에 대한 목표 품질지표 값은 낮게, pH에 대한 목표 품질지표 값은 높게 설정될 수 있다.

한편, 온도환경에 따라 김치가 동일한 품질지표 값에 도달하는 시점이 상이하게 나타난다. 산도를 예로 들면, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 온도가 높을 수록 산도가 더 빨리 높아지게 된다. 이에, 목표 품질지표 값의 설정시 사용자가 김치를 섭취할 예정 시작시점이 고려될 수도 있다. 예컨대, 산도값의 경우, 김치를 섭취할 예정 시작시점이 빠르면, 목표 산도값은 예정 시작시점이 늦을 때보다 상대적으로 더 낮게 설정될 수 있을 것이다.

사용자의 김치 섭취 예정 시작시점은 목표 품질지표 값의 설정시 외에도 스케줄러(50)가 온도 제어 스케줄을 생성할 때에도 고려될 수 있다. 예컨대, 사용자가 3일 뒤에 어느 정도 신맛의 김치를 희망한다고 가정하면 스케줄러(50)는 사용자가 10일 뒤 해당 김치를 먹기 시작할때보다 더 빨리 김치를 숙성시켜야 하기 때문에 상대적으로 더 높은 온도환경이 제공되도록 온도 제어 스케줄을 작성하게 될 것이다.

이와 같이, 스케줄러(50)는 사용자의 기호 정보, 섭취 희망 시점 등을 고려하여 적절한 목표 품질지표 값을 설정하고, 사용자 기호를 충족하는 온도 제어 스케줄을 생성함으로써 사용자의 만족도가 더욱 향상될 수 있다.

한편, 사용자가 김치를 섭취할 시점이나 사용자의 기호가 변경되거나 실제 내부 온도가 온도 제어 스케줄에 따라 관리가 이루어지지 못한 경우 상황에 따라 처음 작성된 온도 제어 스케줄을 변경하거나 조정할 필요성이 있을 수 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 김치냉장고(1)는 온도센싱부(60)를 더 포함할 수 있다.

온도센싱부(60)는 김치냉장고(1)의 내부 온도를 센싱하는 모듈로, 공지된 다양한 온도 센서를 포함하여 구성될 수 있으며, 온도 센서는 김치냉장고(1)의 내부에 적어도 한개 이상 마련될 수 있다. 내부 위치에 따라 온도가 다르게 나타날 수 있음을 고려하여 서로 다른 위치에 복수의 온도 센서가 마련될 수 있음은 물론이다.

스케줄러(50)는 온도센싱부(60)를 통하여 센싱된 김치냉장고(1)의 내부 온도 정보를 기초로 내부에 보관되고 있는 김치의 품질지표 값을 모니터링하여 기작성된 온도 제어 스케줄을 조정 및 변경할 수 있다. 스케줄러(50)는 초기 품질지표 값과 온도 센싱 정보, 타이머(미도시)를 통하여 파악된 김치 보관 시간 정보를 품질모델에 적용하여 김치의 현재 품질지표 값을 예측하고 이를 목표 품질지표 값과 비교하여 기작성된 온도 제어 스케줄의 변경여부를 결정할 수 있다.

이어서, 제어부(70)는 김치냉장고(1)의 온도를 낮추기 위하여 내부에 냉기를 공급하는 냉각모듈(80)과 온도를 높이기 위한 열을 공급하는 히팅모듈(90)을 제어함으로써 스케줄러(50)를 통해 생성된 온도 제어 스케줄에 따라 내부 온도가 관리되도록 한다. 참고로, 냉각모듈(80)과 히팅모듈(90)은 김치냉장고(1)에 통상적으로 채용되는 구성이므로 설명의 간략화를 위하여 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고(1)의 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 이하, 도 5를 참조하여, 전술된 김치냉장고(1)의 각 구성의 유기적인 동작을 살펴보기로 한다.

먼저, 김치를 보관하는 온도환경에서 시간의 경과에 따라 변화되는 김치의 품질지표 값을 예측하기 위한 품질모델이 저장된 데이터베이스 구축이 전제된다(S10). 품질모델은 다양한 정온/변온 온도환경에서 소정 샘플링 경과시간마다 김치의 특정 품질지표의 값을 반복적으로 측정한 실험 데이터를 기반으로 다양한 모델링 기법을 적용하여 생성될 수 있다. 품질모델은 김치냉장고(1)의 출고시부터 내장될 수 있으며, 외부의 서버 등과 연동되어 지속적으로 업데이트될 수도 있다.

품질모델은 김치의 종류에 따라 세분화될 수 있으며, 또는 같은 종류의 김치라도 김치 주재료의 수확시기에 따라 세분화될 수도 있다. 예컨대, 동일한 배추 김치라도 3~4월에 수확된 배추를 이용한 김치에 비하여 8~9월에 수확된 배추를 이용한 김치가 온도에 대한 의존성이 더 크게 나타나는 등 주재료의 수확시기에 따라 온도에 따른 품질지표 값의 변화 양상이 서로 다르게 나타날 수 있기 때문이다.

품질모델은 김치를 보관하는 온도환경 및 시간에 관한 스케줄을 작성하는데 활용되는 것으로 위 과정을 살펴보면, 우선적으로 김치냉장고(1)에 보관 대상이 되는 김치의 보관을 시작하는 시점에 대응하는 초기 품질지표 값의 결정이 이루어진다(S20). 초기 품질지표 값은 스케줄러(50)가 온도 제어 스케줄을 생성할 때 활용되는 것으로, 전술된 바와 같이 초기 품질지표 값의 결정을 위하여 자체적으로 마련된 기준이 적용되거나 또는 저장된 품질모델을 이용하여 결정될 수도 있다.

사용자나 외부로부터 별도 정보가 없을 때에는 초기 품질지표 값으로서 일괄적으로 동일한 임의의 값을 적용할 수도 있으나 제조 또는 생산 후부터 경과된 시기에 따른 평균적인 품질지표 값을 가지는 데이터 테이블을 미리 저장하고, 사용자 입력부(10)를 통하여 대상 김치를 담근시기 또는 판매김치의 경우에는 김치 제조시기에 관한 정보를 입력받아 데이터 테이블로부터 경과 시기에 대응하는 데이터를 읽어 초기 품질지표 값을 결정할 수 있다. 또는 사용자 입력부(10)를 통하여 해당 김치냉장고(1)에 김치를 보관하기 이전의 보관온도 및 보관시간에 관한 정보를 입력받거나 정보획득모듈(40)을 통하여 판매김치의 유통이력 정보를 읽고, 이를 품질모델에 적용하여 초기 품질지표 값을 결정할 수도 있음은 전술된 바와 같다.

이와 같이, 보관 대상 김치의 초기 품질지표 값이 결정되면 스케줄러(50)는 김치냉장고(1)에 의한 보관을 통하여 얻고자 하는 목표 품질지표 값을 설정한다(S30). 목표 품질지표 값은 품질지표마다 설정된다. 목표 품질지표 값은 일반적인 사용자 기호에 맞춤화된 값으로 미리 저장된 값을 이용할 수도 있다. 예컨대, 품질지표 중 산도와 수소 이온 농도를 예로 들면, 일반적으로 맛있다고 알려진 산도 약 0.6%, pH가 4.5인 적숙기 때의 품질지표 값을 적용할 수 있다.

다만, 김치에 대한 기호도는 개인차가 있고 김치 섭취를 시작하는 시점에 적절하게 숙성되는 것이 중요하므로 사용자 입력부(10)를 통하여 김치를 섭취하기 시작할 예정시점, 또는 품질지표에 대한 사용자 기호 정보를 입력받아 이에 대응하는 목표 품질지표 값을 설정할 수 있다. 이를 위하여, 스케줄러(50)는 아삭아삭한 정도 레벨 1, 2, 3, 신맛 정도 레벨 1, 2, 3 등과 같이 사용자가 원하는 기호 정보를 입력할 수 있도록 품질지표에 관한 기준 레벨 리스트를 제공하고, 품질지표에 관한 각 레벨에 매칭되는 품질지표 값이 저장된 데이터 테이블을 이용하여 사용자가 선택한 레벨에 매칭되는 품질지표 값을 목표 품질지표 값으로 설정할 수 있다.

이어서, 스케줄러(50)는 품질모델을 기초로 보관대상 김치의 품질지표가 초기 품질지표 값으로부터 목표 품질지표 값에 도달하기까지의 제1 구간 및 제1 구간 이후의 제2 구간에서 김치냉장고(1)의 내부 온도를 관리하기 위한 온도 제어 스케줄을 생성한다(S40). 사용자가 김치 섭취 시작 예정시점을 입력한 때에는 해당 시점에 목표 품질지표 값에 도달하기 위한 보관 온도 및 온도 유지 시간을 산출한다. 이때, 복수의 품질지표에 대한 목표 품질지표 값을 모두 만족할 수 없을 때에는 사용자의 기호 및 미리 설정된 중요도에 따른 가중치를 적용하여 중요한 품질지표를 우선적으로 고려할 수 있으며 경우에 따라서는 중요하지 않은 품질지표는 제외시킬 수도 있을 것이다.

이와 같이, 온도 제어 스케줄이 작성되면, 제어부(70)는 온도 제어 스케줄에 따라 내부 온도가 관리되도록 냉각모듈(80)과 히팅모듈(90)을 제어한다(S50).

한편, 전술된 단계는 상황에 따라 다른 단계가 더 추가되거나 변경되어 적용될 수도 있음은 물론이다. 예를 들면, 온도센싱부(60)를 통하여 품질지표 값을 모니터링하여 기작성된 온도 제어 스케줄을 조정 또는 변경하는 단계가 추가될 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라, 스케줄러(50)에 의한 온도 제어 스케줄 생성 후 사용자의 기호가 재입력되는 등의 사정변경이 생긴 때에는 재입력 정보를 기초로 목표 품질지표 값을 변경하고 온도 제어 스케줄을 재생성할 수 있을 것이다. 참고로, 온도 제어 스케줄의 재생성시, 초기 품질지표 값도 온도 제어 스케줄에 따라 그동안 보관된 온도 및 시간을 고려하여 재산출될 필요가 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 김치냉장고(1) 및 이의 제어방법에 의하면, 김치의 다양한 품질 지표를 종합적으로 고려할 수 있으며, 일반적인 기호가 아닌 특정 사용자 기호에 맞춤화된 김치를 제공할 수 있게 된다. 또한, 품질모델을 적용하여 사용자의 직접 센싱 동작을 요하지 않기 때문에 편의성이 크게 향상된다.

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에 기록된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체를 모두 포함할 수 있다.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 사용자 입력부 20: 품질모델 저장부
30: 초기값 결정부 40: 정보획득모듈
50: 스케줄러 60: 온도센싱부
70: 제어부 80: 냉각모듈
90: 히팅모듈

Claims (10)

1. 산도, pH, 염도, 색도, 경도, 총균수, 및 유산균수를 포함하는 김치의 품질지표 각각에 대한 세부 품질모델을 저장하는 품질모델 저장부로서, 상기 세부 품질모델은 김치의 보관 온도 및 보관 시간에 따라 변화하는 상기 품질지표 각각에 대한 특성 변화를 나타내는 상기 품질모델 저장부;
   김치의 보관 시작시점에서의 상기 다수의 품질지표에 대한 초기값을 결정하는 초기값 결정부;
   사용자로부터 김치를 섭취하기 시작할 예정시점, 또는 사용자가 희망하는 김치의 품질지표에 관한 기호 정보를 입력받는 사용자 입력부; 및
   상기 세부 품질모델을 기초로 대응하는 상기 품질지표가 초기 품질지표 값으로부터 미리 설정된 목표 품질지표 값에 도달하기까지의 제1 구간 및 상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서의 내부 온도를 관리하기 위한 온도 제어 스케줄을 생성하는 스케줄러로서, 상기 사용자 입력부를 통하여 입력된 정보를 기초로 상기 다수의 품질지표에 대한 우선 순위를 결정하고 우선 순위가 높은 품질지표에 대해 상기 목표 품질지표 값을 설정하여 상기 온도 제어 스케줄을 생성하는 상기 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 하는 김치냉장고.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 내부 온도를 센싱하는 온도센싱부를 더 포함하고,
   상기 스케줄러는 센싱된 상기 내부 온도의 정보를 기초로 김치의 품질지표 값을 모니터링하여 상기 온도 제어 스케줄을 조정하는 것을 특징으로 하는 김치냉장고.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 품질모델은 주어진 온도환경에서 시간의 경과에 따른 제1 품질지표 값의 변화를 나타낸 함수식과 상기 제1 품질지표 외 다른 품질지표 값에 대하여 상기 온도환경에서 매 경과시간에 대응되는 상기 품질지표 값이 저장된 데이터 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 김치냉장고.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   내부 온도를 낮추기 위한 냉기를 공급하는 냉각모듈;
   상기 내부 온도를 높이기 위한 열을 공급하는 히팅모듈; 및
   상기 스케줄러를 통하여 생성된 상기 온도 제어 스케줄을 기초로 상기 냉각모듈과 상기 히팅모듈을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 김치냉장고.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   김치를 담근시기, 또는 판매김치의 경우에는 김치 제조시기에 관한 정보를 사용자로부터 입력받는 사용자 입력부를 더 포함하며,
   상기 초기값 결정부는, 상기 사용자 입력부를 통하여 입력된 정보를 기초로 초기 품질지표 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 김치냉장고.
   
9. 제1항에 있어서,
   판매김치의 유통과정에서의 보관온도 및 보관시간에 관한 유통이력 정보를 획득하는 정보획득모듈을 더 포함하고,
   상기 초기값 결정부는, 상기 유통이력 정보를 상기 세부 품질모델에 적용하여 초기 품질지표 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 김치냉장고.
   
10. 김치냉장고의 제어방법에 있어서,
    상기 김치냉장고에 김치의 보관을 시작하는 시점에서의 김치의 품질에 관한 품질지표 값에 해당하는 초기 품질지표 값을 결정하는 단계로서, 품질모델은 산도, pH, 염도, 색도, 경도, 총균수, 및 유산균수를 포함하는 김치의 품질지표 각각에 대한 세부 품질모델을 포함하는 상기 초기 품질지표 값을 결정하는 단계;
    사용자로부터 김치를 섭취하기 시작할 예정시점, 또는 사용자가 희망하는 김치의 품질지표에 관한 기호 정보를 입력받는 단계;
    김치를 보관하는 온도환경에서 시간의 경과에 따라 변화되는 품질지표 값을 예측하기 위하여 기저장된 품질모델을 기초로 상기 품질지표가 상기 초기 품질지표 값으로부터 미리 설정된 목표 품질지표 값에 도달하기까지의 제1 구간 및 상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서의 내부 온도를 관리하기 위한 온도 제어 스케줄을 생성하는 단계로서, 상기 사용자로부터 입력된 정보를 기초로 상기 다수의 품질지표에 대한 우선 순위를 결정하고 우선 순위가 높은 품질지표에 대해 상기 목표 품질지표 값을 설정하여 상기 온도 제어 스케줄을 생성하는 단계 ; 및
    상기 온도 제어 스케줄을 기초로 상기 김치냉장고의 내부 온도를 낮추기 위한 냉기를 공급하는 냉각모듈과 상기 내부 온도를 높이기 위한 열을 공급하는 히팅모듈을 제어하는 단계를 포함하는 김치냉장고의 제어방법.
    
    
    
    
    
    

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