KR102231010B1 - 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템 - Google Patents

공기질 기반의 실내 모니터링 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102231010B1
KR102231010B1 KR1020200180504A KR20200180504A KR102231010B1 KR 102231010 B1 KR102231010 B1 KR 102231010B1 KR 1020200180504 A KR1020200180504 A KR 1020200180504A KR 20200180504 A KR20200180504 A KR 20200180504A KR 102231010 B1 KR102231010 B1 KR 102231010B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
indoor
air quality
gateway
information
air
Prior art date
Application number
KR1020200180504A
Other languages
English (en)
Inventor
박승권
Original Assignee
잎스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 잎스 주식회사 filed Critical 잎스 주식회사
Priority to KR1020200180504A priority Critical patent/KR102231010B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102231010B1 publication Critical patent/KR102231010B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56—Remote control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/004—CO or CO2
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047—Organic compounds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0055—Radionuclides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G06K9/00624—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/66—Volatile organic compounds [VOC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/68—Radon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2120/00—Control inputs relating to users or occupants
    • F24F2120/10—Occupancy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 다중이용시설의 실내 공기질 상태를 실시간 모니터링하여 실내 공기질이 항상 쾌적하게 유지되도록 관리함과 더불어, 지진 발생을 예측하고 지진 발생시 행동지침을 안내하여 보다 안전한 실내 생활을 보장해 주는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템은, 다수의 실내 영역으로 구분되는 다중이용시설에서의 공기질 기반의 실내 모니터링 서비스를 제공하는 시스템에 있어서, 각 실내 영역의 이산화탄소, 라돈, 포름 알데히드를 포함하는 실내 공기질 관련 측정값을 출력하는 센싱수단과, 게이트 웨이로부터 주기적으로 출력되는 동기신호의 부 반송파 신호를 분석하여 실내 영역에 위치하는 재실자 생체정보를 출력하는 인체감지수단, 각 실내 영역에 위치하는 공기정화기와 전기적으로 연결되어 게이트웨이로부터 수신되는 공기정화신호를 근거로 공기정화기의 동작을 제어하는 제1 스마트 플러그, 실내에 위치하면서 게이트웨이로부터 수신되는 모니터링 정보를 근거로 실내 공기질 상태를 표시출력하는 정보출력장치, 실내에 위치하면서 일정 주기 단위로 다수의 부 반송파로 이루어진 동기신호를 무선 출력함과 더불어, 각 실내 영역에 위치하는 센싱수단과 인체감지수단으로부터 수신되는 무선 신호를 유선 신호로 변환하여 서비스 서버로 출력하고, 서비스 서버로부터 수신되는 신호를 무선 신호로 변환하여 출력하는 게이트 웨이 및, 상기 게이트 웨이로부터 수신되는 공기질 측정값을 근거로 모니터링 정보를 생성하고, 공기질 측정값과 재실자 생체정보를 근거로 공기정화제어신호를 생성하여 게이트 웨이로 전송하되, 공기질 측정값이 기준치를 초과하면 기 설정된 시간 이내에 해당 공기질 측정값이 기 설정된 목표치 이하가 되도록 공기정화기의 동작 레벨 설정값을 포함하는 공기정화제어신호를 생성하고, 라돈 측정값이 기준치를 초과하면 타 실내 영역의 라돈 측정값이 증가 패턴인 때에 지진 발생 상황으로 판단하여 그 기준치 초과정도에 대응되는 지진 강도를 결정한 후, 결정된 지진 강도 및 이에 대응되는 행동지침정보를 사용자 단말로 전송하는 서비스 서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기질 기반의 실내 모니터링 시스템{Monitoring system of Indoor based on air quality}
본 발명은 다중이용시설의 실내 공기질 상태를 실시간 모니터링하여 실내 공기질이 항상 쾌적하게 유지되도록 관리함과 더불어, 지진 발생을 예측하고 지진 발생시 행동지침을 안내하여 보다 안전한 실내 생활을 보장해 주는 기술에 관한 것이다.
환경오염이 심각해짐에 따라 미세먼지 경보발생의 빈도가 높고, 이로 인하여 현대인의 건강을 심각히 위협하고 있다.
한편, 최근에는 실외의 환경상태 뿐만 아니라 실내와의 온도차, 습도차 등도 건강을 유지하고 증진시키기 위해 고려되어야 할 매우 중요한 요소로 인식되고 있으며, 이를 위해 실내 환경 상태를 측정하고, 그 측정 결과를 이용하여 실내 환경을 개선함으로써, 사용자의 건강을 유지하고 증진하고자 하는 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
또한, 최근에는 도서관이나 박물과, 병원, 백화점, 영화관, 학원, 학교, 어린이집 등의 다중이용시설에 실내 공기질 관리법이 시행에 들어감에 따라 법령에 맞는 실내공기 진단 장비의 개발과 보급의 필요성이 대두되고 있다.
공기질은 눈으로 쉽게 파악할 수 없어 실제적인 관리가 어려우며, 실내 공기의 오염은 실내 거주자들의 생명을 위협할 정도는 아닐지라도 분명히 건강에 악영향을 미치고 있다.
그러나 대부분의 사람들은 실내 오염에 의한 인체 영향이 실외의 대기오염 보다 더욱 심각하다는 사실을 거의 인식하지 못하고 있으며, 실내 오염물질의 성질과 농도에 대해서도 파악하지 못하고 있는 실정이다.
실내 공기의 오염이 대기오염보다 더 심각한 이유는, 대기오염은 자연적인 희석률이 크고, 기후의 변화와 함께 자연정화가 가능하며 최근들어 대기오염에 대한 사회적 인식, 각종 규제로 인하여 억제되고 있으나, 실내 공기는 한정된 공간 속에서 인공적인 설비를 통하여 오염된 공기가 계속적으로 순환되고 있거나, 아예 그러한 설비자체가 없는 밀폐지역에서 오랫동안 생활함으로써 각종 오염물질에 무방비 상태로 노출되어 있을 뿐만 아니라 그 오염물질의 농도가 시간이 지날수록 누적되어 점점 증가하고 있는 실정이다. 더구나, 에너지 절감률을 높이기 위해 건물의 밀폐화가 진행되면서 건물내 거주자들이 일시적 또는 만성적인 건강과 관련된 증상을 호소하는 사례가 증가되고 있다.
한편, 최근 들어 빈번하게 발생하는 지진은 그 여파가 개인, 가정뿐 아니라 사회 전반에 걸쳐 미치는 바, 지진을 조기에 감지하여 경고하는 지진 조기 경보 시스템이 도입되어 이용되고 있다.
그러나, 이러한 지진 조기 경보 시스템은 정부 공공 연구소 등에서 경보하는 초대형의 장치로서 지진신호감지, 신호 취득 및 분석, 데이터 저장 등의 작업을 산업용 컴퓨터 기반으로 구성하여 운영체제 및 산업용 컴퓨터 단일 고장에 따라 장치 전반에 동작상 오류가 발생하여 지진 감지가 불가능해질 수 있으며, 물리적으로 독립성이 확보되지 않아 장치의 동작 신뢰성이 매우 낮고 또한 지진 데이터의 취득 보관 및 분석을 통해 지진을 분석하여 실시간 지진 경보를 위한 사전 준비 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
즉, 현재 지진 조기 경보 시스템은 지진 발생시 개인이 공공 기관의 방송에만 의존해야 하는 관계로 순간적으로 발생하는 지진의 특성상 거의 무방비 상태에 놓이는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허 제10-2175925호 (명칭 : ＩｏＴ 기반 실내 정원이 설치된 실내 공간의 실내 공기질 모니터링 시스템) 2. 한국등록특허 제10-2029994호 (명칭 : 실내 공기질 경보 및 모니터링 시스템)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 실내 공기질 상태를 실시간 모니터링하고, 공기질 상태에 따라 공기정화장치를 자동 운용하여 실내 공기질이 항상 쾌적하게 유지되도록 함과 더불어, 라돈 농도가 기준치를 초과하면 지진발생을 예측하여 그 대처 방법을 안내함으로써, 보다 안전한 실내 생활을 보장해 줄 수 있는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 다수의 실내 영역으로 구분되는 다중이용시설에서의 공기질 기반의 실내 모니터링 서비스를 제공하는 시스템에 있어서, 각 실내 영역의 이산화탄소, 라돈, 포름 알데히드를 포함하는 실내 공기질 관련 측정값을 출력하는 센싱수단과, 게이트 웨이로부터 주기적으로 출력되는 동기신호의 부 반송파 신호를 분석하여 실내 영역에 위치하는 재실자 생체정보를 출력하는 인체감지수단, 각 실내 영역에 위치하는 공기정화기와 전기적으로 연결되어 게이트웨이로부터 수신되는 공기정화신호를 근거로 공기정화기의 동작을 제어하는 제1 스마트 플러그, 실내에 위치하면서 게이트웨이로부터 수신되는 모니터링 정보를 근거로 실내 공기질 상태를 표시출력하는 정보출력장치, 실내에 위치하면서 일정 주기 단위로 다수의 부 반송파로 이루어진 동기신호를 무선 출력함과 더불어, 각 실내 영역에 위치하는 센싱수단과 인체감지수단으로부터 수신되는 무선 신호를 유선 신호로 변환하여 서비스 서버로 출력하고, 서비스 서버로부터 수신되는 신호를 무선 신호로 변환하여 출력하는 게이트 웨이 및, 상기 게이트 웨이로부터 수신되는 공기질 측정값을 근거로 모니터링 정보를 생성하고, 공기질 측정값과 재실자 생체정보를 근거로 공기정화제어신호를 생성하여 게이트 웨이로 전송하되, 공기질 측정값이 기준치를 초과하면 기 설정된 시간 이내에 해당 공기질 측정값이 기 설정된 목표치 이하가 되도록 공기정화기의 동작 레벨 설정값을 포함하는 공기정화제어신호를 생성하고, 라돈 측정값이 기준치를 초과하면 타 실내 영역의 라돈 측정량이 증가 패턴인 때에 지진 발생 상황으로 판단하여 그 기준치 초과정도에 대응되는 지진 강도를 결정한 후, 결정된 지진 강도 및 이에 대응되는 행동지침정보를 사용자 단말로 전송하는 서비스 서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 상기 서비스 서버는 공기질 측정값 패턴과 재실자 생체정보 패턴을 비교하여 재실자의 건강상태를 판단하고, 이를 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 상기 인체감지수단은 상기 부 반송파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거한 후 재실자에 의한 생체 변화에 대응되는 파형을 추출하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 상기 인체감지수단은 특정 부 반송파에 대한 n개의 연속 수신 신호에 대한 위상 차분 데이터를 산출하고, 산출된 위상 차분 데이터의 주파수를 검출하며, 검출된 주파수를 재실자 생체의 변화 주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 상기 서비스 서버는 공기정화제어신호에 의한 공기정화동작을 수행한 후 일정 시간 이내에 해당 실내 영역의 공기질 측정값이 목표치 이하로 감소되지 않으면 공기청정기의 필터 교환 또는 고장 확인요구의 관리확인 안내메시지를 생성하여 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 각 실내 영역을 촬영하는 CCTV 카메라와, 각 실내 영역에 위치하는 조명장치와 전기적으로 연결되어 조명장치의 동작을 제어하는 제2 스마트 플러그를 추가로 포함하여 구성되고, 상기 서비스 서버는 이산화탄소 측정량의 기준치 초과량이 일정 미만이면서 영상을 분석 결과 해당 실내 영역에 식물이 존재하는 경우에는 제2 스마트 플러그를 통해 식물의 광합성 환경을 조성하는 조명 제어를 수행하기 위한 공기정화제어신호를 생성하고, 이산화탄소 측정값의 기준치 초과량이 일정 이상이면 제1 스마트 플러그를 통해 공기정화기의 동작을 제어하기 위한 공기정화제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 각 실내 영역을 촬영하는 CCTV 카메라를 추가로 포함하여 구성되고, 상기 서비스 서버는 게이트 웨이로부터 수집된 영상을 분석하여 재실자의 폭력 또는 건강 이상을 포함하는 이벤트 상황을 판단하고, 이벤트 상황으로 판단시 이벤트 상황 안내메시지를 생성하여 사용자 단말로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면, 실내 공기질을 항상 최적의 상태로 유지하여 실내 재실자가 건강한 실내 생활을 유지할 수 있도록 함은 물론, 지진 발생을 예측하여 지진 강도에 대응되는 행동지침정보를 안내함으로써, 공공기관의 안내가 늦어지더라도 지진 발생에 대한 대비를 적절하게 수행하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 CCTV 카메라를 통해 실내에서 발생되는 폭행, 학대나 건강 이상 등의 이벤트 상황을 분석하여 적시에 적절한 조치를 취할 수 있도록 제공하는 것이 가능하다.
도1 내지 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면.
도4는 실내의 무선 환경에서 동기 신호의 다양한 경로를 나타낸 도면.
도5는 동기 신호에 포함된 부 반송파에서 노이즈가 포함된 신호와 부 반송파 신호에서 노이즈를 제거한 후 저대역 필터를 통해 추출한 생체 변화 성분을 나타낸 도면.
도6은 600개의 연속 수신신호의 5번째 부반송파의 단일 안테나에서 측정된 위상(청색 점)과 2개의 안테나에서 측정된 위상 차(적색 점)를 비교한 그래프.
도7은 도1에 도시된 서비스 서버(700)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도8은 도7에 도시된 데이터 저장소(740)의 구성을 도시한 도면.
도9는 도1에 도시된 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도10은 도9의 ST120 단계에서 정보출력장치(400)를 통해 표시출력되는 실내 공기질 정보를 예시한 도면.
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템은 센싱수단(100)과 스마트 플러그(300), CCTV카메라(200), 정보출력장치(400), 인체 감지수단(500), 게이트 웨이(600) 및, 서비스 서버(700)를 포함한다.
여기서, 상기 센싱수단(100)과 스마트 플러그(300), CCTV카메라(200), 정보출력장치(400), 인체 감지수단(500), 게이트 웨이(600)는 실내에 위치하며, 게이트웨이(600)는 센싱수단(100)과 스마트 플러그(300), CCTV카메라(200), 정보출력장치(400) 및 인체 감지수단(500)과 무선통신을 수행한다.
그리고, 본 발명은 다수의 실내 영역으로 구분되는 실내 공간에 대한 공기질 기반의 실내 모니터링 서비스를 수행하는 것으로, 도2에 도시된 바와 같이, 하나의 실내 공간에는 하나의 게이트웨이(600)가 배치되고, 게이트 웨이(600)에는 센싱수단(100)과 CCTV카메라(200), 스마트 플러그(300), 정보출력장치(400) 및 인체 감지수단(500)으로 이루어지는 실내 장치들이 실내 영역(실내영역1 ~ 실내영역N) 마다 각각 설치될 수 있다. 이때, 정보출력장치(400)는 실내 공간의 각 실내 영역에 설치되지 않고 실내 공간의 대표되는 어느 한 위치에만 설치될 수 있다. 도3에는 다중이용시설 중 하나인 어린이집의 관리실에 게이트웨이(600)가 위치되고, 어린이집 로비와 어린이집 교실, 어린이집 복도 등의 각 실내영역마다 실내 장치들이 설치된 상태가 예시되어 있다.
센싱수단(100)은 온도 센서(110)와, 습도 센서(120), 유해가스 센서(130), 먼지 센서(140) 및, 라돈 센서(150)를 포함하고, 각 센서들은 해당 요소의 측정값을 출력한다. 이때, 유해가스 센서(130)는 이산화탄소와 포름알데히드를 포함한 다양한 유해가스량을 측정하여 출력하고, 먼지 센서(140)는 미세먼지와 초미세먼저에 대한 측정값을 출력한다.
CCTV카메라(200)는 각 실내 영역의 영상을 촬영하여 게이트 웨이(600)로 무선송출한다.
스마트 플러그(300)는 각 실내 영역에 구비된 전자장치에 전기적으로 연결되고, 게이트웨이(600)와 무선통신을 수행하여 자신과 연결된 전자장치의 동작을 제어한다. 특히 본 발명에서 스마트 플러그(300)는 공기정화장치(301)와 전기적으로 연결되어 공기정화장치(301)의 동작을 제어하는 제1 스마트 플러그(310)와, 조명장치(302)와 전기적으로 연결되어 조명장치(302)의 동작을 제어하는 제2 스마트 플러그(320)를 포함하여 구성된다.
정보출력장치(400)는 게이트웨이(600)로부터 수신된 실내 모니터링 정보를 근거로 실내 공기질 상태를 표시출력한다.
인체감지수단(500)은 게이트 웨이(600)로부터 주기적으로 출력되는 동기신호의 부 반송파 신호를 분석하여 실내 영역에 위치하는 재실자 생체정보를 게이트 웨이(600)로 무선 송출한다.
게이트 웨이(600)는 센싱수단(100)과 스마트 플러그(300), CCTV카메라(200), 정보출력장치(400) 및 인체 감지수단(500)으로부터 인가되는 무선신호를 유선신호로 변환하여 서비스 서버(700)로 출력하고, 서비스 서버(700)로부터 수신되는 정보를 무선신호로 변환하여 스마트 플러그(300) 또는 정보출력장치(400)로 전송한다. 이때, 게이트 웨이(600)는 실내 영역에 위치하는 상술한 실내장치들과 각 고유코드를 이용하여 RF통신을 수행한다.
또한, 게이트 웨이(600)는 다중 부반송파 신호를 갖는 동기신호를 일정 주기로 출력하는 동기신호 출력모듈(610)을 포함한다. 이때, 동기신호는 블루투스나 WiFi 를 포함하여 다중 부반송파 신호를 동기신호로 사용하는 각종 무선신호가 될 수 있으며, 실내영역에 배치된 상기한 각 실내장치들과의 무선 통신을 위한 동기화 신호가 될 수 있다.
동기신호 출력모듈(610)은 직교 주파수 분할(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술을 사용하여 동기신호를 일정 주기로 무선 송출하는데, OFDM에서는 채널을 여러 개의 부 반송파(Sub-carrier)로 나누고 각각의 부 반송파에 채널의 상태정보가 포함된 데이터를 실어 전송한다.
특히, 본 발명에서는 상기한 동기신호를 인체감지수단(500)에서 수신하여 ㅂ분석함으로써, 해당 실내영역에 위치하는 재실자 생체정보를 획득한다. 이때, 도4에 도시된 바와 같이 동기신호 출력모듈(610)에서 송출된 여러 개의 부 반송파는 다중 경로를 통해 인체감지수단(500)에서 수신된다.
도4는 동기신호 출력모듈(610)과 인체감지수단(500)간에 발생하는 신호의 다중경로를 도시하고 있다. 도4 (A)는 실내 영역에 재실자가 존재하지 않는 상태에서 동기신호 출력모듈(610)과 인체 감지수단(500) 간의 동기신호 전달 경로를 나타낸 것으로서, 전달 경로에는 동기신호 출력모듈(610)로부터 인체 감지수단(500)로 직접 전달되는 경로(굵은 화살표)와 천장, 벽, 바닥 등을 통해 반사되어 인체 감지수단(500)으로 전달되는 경로(점선 화살표)가 포함된다. 이러한 다중 경로 특성은 다중 경로로 인해 발생하는 주파수 선택적 감쇠 현상에 대해 강점을 갖는다.
실내 환경에서 신호는 하나의 주 경로와 벽과 바닥, 천장을 통해 여러 개로 반사되거나 굴절된 경로를 통해 전파되면서 새로운 전파 경로를 생성하기도 하고 기존의 전파 경로를 변경하기도 하는데 도4 (B)와 같이 재실자가 존재하게 되면, 재실자의 들숨과 날숨 및 맥박 등의 생체변화에 따라 재실자가 없는 상태와 비교하여 반사 또는 굴절된 경로가 가변되고 이러한 다중 경로의 흐름이 모두 동기신호에 담기게 된다.
이에 따라 재실자가 존재하는 경우, 도5 (A)에 도시된 바와 같이, 동기 신호에 포함된 부 반송파 신호는 많은 노이즈를 포함하고 있어 이를 바로 분석에 이용하기 어렵다. 따라서, 도5 (B)와 같이 부 반송파 신호에서 노이즈를 제거한 후 저대역 필터를 통해 재실자 생체변화 성분만을 추출할 수 있다.
특히, 재실자의 생체변화는 저주파 대역의 변동 성분을 발생시키는 바, 도5 (B)와 같이 일반적인 정현파의 파형에 물결의 변화 성분에 해당하는 변동 성분이 발생한다. 이에, 이러한 변동 성분 발생 여부를 분석하여 재실자 존재 여부 및 재실자 수와 재실자별 생체상태를 알아낼 수 있다. 즉, 상기 부 반송파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거한 후 재실자의 생체 변화에 대응되는 파형을 추출할 수 있다. 이러한 파형패턴을 이용하여 재실자 위치와 재실자별 생체상태를 예측할 수 있다.
이를 위해 인체감지수단(500)은 수신된 동기신호의 각 부 반송파로부터 노이즈를 제거한 후 버터워스 필터를 사용하여 생체 변화에 따른 파형 성분을 추출하기 위한 S/W를 탑재할 수 있으며, 추출된 파형정보를 게이트 웨이(600)를 통해 서비스 서버(700)로 제공할 수 있다.
동기 신호 분석을 통해 재실자 존재 여부에 대한 정확한 판단 외에 도5 (B)의 파형신호에서 파형 변동율을 계산하여 생체상태를 알 수 있고 더 나아가 서비스 서버(700)를 통해 생체상태에 대응되는 건강 상태를 산출하여 사용자 단말(1)로 해당 정보를 제공하도록 할 수 있다.
도6은 600개의 연속 수신신호의 5번째 부반송파의 단일 안테나에서 측정된 위상(청색 점)과 2개의 안테나에서 측정된 위상 차(적색 점)를 비교한 그래프이다.
인체감지수단(500)은 동기신호에 포함된 부 반송파의 위상차를 이용하여 침수 상태를 검출하기 위해 데이터 교정, 부 반송파 선택 및 이산 웨이블릿 변환 등의 선행처리를 수행한다.
부 반송파 신호의 위상 차분 데이터는 호흡이나 맥박 등의 생체상태의 파동과 동일한 주파수를 갖는 주기 신호를 나타내고, 위상 차분 데이터의 주파수를 검출하여 생체 파동의 주파수를 알아낼 수 있다.
따라서, 인체감지수단(30)은 특정 부 반송파에 대한 n개의 연속 수신 신호에 대한 위상 차분 데이터를 산출하고, 산출된 위상 차분 데이터의 주파수를 검출하며, 검출된 주파수를 생체상태에 의한 변화 주파수로 결정할 수 있다.
도6을 참조하면, 5번째 부 반송파에 대한 안테나 위상은 0°에서 360° 사이에서 균일하게 분포되어 불안정하나, 모든 위상차는 190°와 210° 사이의 섹터에 집중되어 있어 매우 안정적임을 알 수 있다. 이를 통해 부 반송파의 위상 차분값을 이용하는 것이 보다 정확한 검출 결과를 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
한편, 도1에서 서비스 서버(700)는 게이트 웨이(600)로부터 인가되는 해당 실내 영역별 측정값을 근거로 모니터링 정보를 생성함과 더불어, 측정값과 재실자 생체정보 및, 영상정보를 분석하여 분석 결과에 대응되는 스마트플러그 제어신호를 생성하고 이를 게이트 웨이(600)로 전송한다.
또한, 서비스 서버(700)는 분석 결과정보를 본 서비스를 제공하는 실내별 기 등록된 사용자 단말(1)로 전송하고, 의료기관 서버나 기상청 서버 등의 다양한 외부 서버(2)와 연동하여 본 발명에 따른 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 사용자 단말(1)은 해당 시설물을 관리하는 관리자의 단말로서, 스마트 폰이나 PC 등이 될 수 있다.
이때, 서비스 서버(700)는 실내 유해가스 측정값 패턴과 재실자 생체 변화량 패턴을 비교하여 해당 재실자의 건강 상태를 판단하고, 공기질 측정값이 기준치 이상인 경우 실내공기 정화를 위한 스마트플러그 제어신호를 생성하며, 라돈 측정값을 근거로 지진 발생을 예측한다.
또한, 서비스 서버(700)는 실내 이산화탄소 측정값이 기준치 이상인 경우, 그 차이 정도에 따라 공기정화장치(301)를 구동하거나 또는 식물 광합성 환경 설정을 위한 조명장치(302)를 구동하여 실내공기 정화동작을 수행한다. 이때, 서비스 서버(700)는 기상청 서버로부터 획득한 해당 실내 위치의 실외 온도 및 미세먼지 정보를 포함한 기상정보를 근거로 공기정화장치(301)의 동작 레벨을 결정할 수 있다.
또한, 서비스 서버(700)는 영상 분석시 CCTV 영상에서 기 설정된 이벤트 상황이 발생되는지를 판단하고, 이벤트 상황 발생시 이를 사용자 단말(1)에 전송할 수 있다. 여기서, 이벤트 상황은 재실자의 폭력 상황, 건강 이상상황을 포함한다. 그리고, 서비스 서버(700)는 외부의 의료기관 서버로부터 재실자의 건강정보를 수집함과 더불어 기상청 서버로부터 외부 기상정보를 수집하고, CCTV 영상의 분석을 통해 획득한 재실자의 현재 건강상태 및 현재 기상정보를 근거로 해당 재실자의 건강상태에 최적화된 조명 제어신호를 생성하여 게이트 웨이(600)로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 CCTV 영상 분석을 통한 이벤트 상황 판단을 서비스 서버(700)에서 실시하도록 구성하였으나, 게이트 웨이(600)에서 해당 실내공간에 대한 이벤트 상황을 분석하고, 이에 대한 백업 영상을 서비스 서버(700)에 전송하여 관리하도록 실시할 수 있다. 예컨대, 어린이집에 해당 시스템이 구현되는 경우, 해당 어린이집에 설치된 게이트 웨이(600)에서 CCTV 영상 분석을 통해 어린이에 대한 학대여부를 분석하고, 학대 발생 영상을 추출하여 서비스 서버(700)로 제공하도록 실시하는 것도 가능하다.
도6은 도1에 도시된 서비스 서버(700)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도6을 참조하면, 서비스 서버(700)는 정보 수집부(710)와 정보 분석부(720), 실내환경 관리부(730) 및, 데이터 저장소(740)를 포함한다.
정보 수집부(710)는 센싱정보 수집모듈(611)과 영상 수집모듈(612) 및, 재실자 정보 수집모듈(613)을 포함하며, 기상청 서버로부터 온도 및 습도를 포함하는 기상정보를 수집하거나, 의료기관 서버로부터 재실자의 건강정보를 수집하는 외부정보 수집모듈을 추가로 더 포함할 수 있다.
센싱정보 수집모듈(611)은 게이트 웨이(600)로부터 수신되는 각 실내 영역별 센서 측정값을 수집하여 데이터 저장소(740)에 저장한다. 센서 측정값은 실내의 이산화탄소, 라돈, 일산화탄소, 포름 알데히드를 포함하는 유해가스 측정값과 미세먼지와 초미세먼지를 포함하는 먼지 측정값을 포함한다.
영상 수집모듈(612)은 게이트 웨이(600)로부터 수신되는 CCTV 영상을 수집하여 데이터 저장소(740)에 저장한다.
재실자정보 수집모듈(613)은 게이트 웨이(600)로부터 실내 영역별 재실자 생체정보를 수집하여 데이터 저장소(740)에 저장한다.
정보 분석부(720)는 공기질 분석모듈(621)과 실내환경 분석모듈(622)을 포함한다.
공기질 분석모듈(621)은 센싱정보 수집모듈(611)에서 수집된 센서 측정값과 기 설정된 각 기준치와 비교하여 각 실내영역에 존재하는 유해가스 또는 먼지가 기준치를 초과하는지를 판단한다.
또한, 공기질 분석모듈(621)은 라돈 측정값을 근거로 지진 발생을 예측한다. 이때, 공기질 분석모듈(621)은 라돈 측정값이 기준치 이상인 경우, 해당 실내 영역 라돈 측정값 패턴과 타 실내 영역 라돈 측정값 패턴을 비교하여 모든 실내 영역의 라돈 측정값이 증가 패턴을 갖는 경우 지진 발생 예측되는 것으로 판단하고, 지진 발생이 예측된 상태에서 해당 실내 영역의 라돈 측정값과 기준치간의 차이값을 근거로 지진 강도를 예측한다.
실내환경 분석모듈(622)은 라돈이나 포름 알데히드, VOCs(휘발성유기화합물) 등과 같이 일정 시간 이상 노출되어 사람의 인체에 서서히 축적되어 건강을 악화시키는 유해가스들의 측정값 패턴과 해당 실내 영역의 특정 재실자의 생체 패턴(호흡수 또는 맥박수)을 비교하여 해당 재실자의 건강상태를 분석한다. 이때, 공기질 측정값이 기준치를 초과하는 기간이 일정 기간을 초과하면서 재실자 생체정보 패턴이 점점 감소하는 경우, 해당 재실자의 건강이 위험한 것으로 판단할 수 있다. 예컨대, 실내환경 분석모듈(622)는 유해가스 측정값 패턴의 기준치 초과시간 즉, 유해가스 노출시간과 재실자 생체정보의 감소값을 근거로 재실자의 건강위험도를 산출할 수 있다.
또한, 실내환경 분석모듈(622)은 영상 수집모듈(612)에서 수집된 영상을 근거로 환기구 개폐상태, 식물 존재 여부를 포함한 실내환경 요소들의 상태를 분석한다. 이때 실내환경 분석모듈(622)은 시간별 재실 인원수와 환기구 개방시간을 확인하고, 이를 데이터 저장소(740)에 저장한다.
실내환경 관리부(730)는 게이트 웨이(600)로 모니터링 정보와 스마트 플러그 통신정보를 생성하여 전송함과 더불어, 사용자 단말(1)로 관리안내정보를 생성하여 전송한다.
또한, 실내환경 관리부(730)는 이산화탄소 측정값이 기준치를 초과하는 경우 그 차이 정도에 따라 공기정화장치를 구동할 것인지 식물 광합성 환경 설정을 위한 조명장치를 구동할 것인지를 판단하고, 그 판단에 대응되는 스마트 플러그 제어신호를 생성할 수 있다. 즉, 공기질 측정값 중 이산화탄소 측정값이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우, 이산화탄소 측정값의 기준치 초과량이 일정 레벨 미만이면서 해당 실내 영역에 식물이 존재하면, 식물의 광합성 환경 조성을 위한 조명 제어신호와 해당 실내 영역에 위치한 조명장치(302)와 연결된 제2 스마트 플러그(320) 고유코드를 포함하는 공기정화정보를 생성하고, 이산화탄소 측정값의 기준치 초과량이 일정 레벨 이상인 경우, 공기정화장치(301)를 구동하기 위한 공기정화기 제어신호와 해당 영역에 위치한 공기정화장치(301)와 연결된 제1 스마트 플러그(310) 고유코드를 포함하는 공기정화정보를 생성한다.
또한, 실내환경 관리부(730)는 공기정화장치 구동 모드 운용시 공기질의 목표치 도달시간을 산출하고, 목표치 도달시간이 기 설정된 기준시간을 경과하면 각 영역별 시간당 재실 인원수와 공기질 레벨, 환기구 개방시간에 대한 패턴을 분석하고, 그 결과 재실 인원수와 환기구 개방시간에 비해 공기질 레벨의 변화정도가 이상 패턴으로 분석되면, 해당영역의 공기정화장치의 필터교환 또는 고장확인의 관리 안내메시지를 생성할 수 있다.
또한, 실내환경 관리부(730)는 지진 발생이 예측되면, 예측된 지진 단계에 해당하는 행동지침을 포함하는 지진발생 안내메시지를 생성하여 사용자 단말(1)에 전송한다. 이때, 실내환경 관리부(730)는 지진발생정보를 게이트 웨이(600)로 전송하여 해당 실내의 정보출력장치(400)를 통해 표시출력되도록 실시할 수 있다.
데이터 저장소(740)는 서비스 서버(700)에서 본 발명에 따른 실내 모니터링 서비스를 제공하기 위한 각종 정보가 저장되는 것으로, 도8에 도시된 바와 같이 게이트웨이정보 저장부(641)와 수집정보 저장부(642), 기준정보 저장부(643) 및, 안내정보 저장부(644)를 포함한다.
게이트웨이정보 저장부(641)는 게이트웨이별 실내공간 개인정보(명칭, 위치, 연락처, 구분 영역 수, 사용자 단말정보를 포함)와 각 실내 영역별 각 센서 고유코드로 이루어지는 센서 테이블, 각 실내 영역별 스마트 플러그 고유코드와 연결장치로 이루어지는 스마트 플러그 테이블을 포함한다.
수집정보 저장부(642)는 센서 고유코드별 측정값과 측정 시간을 포함하는 센서 수집테이블과, 인체감지수단 고유코드별 시간당 재질자 생체정보를 포함하는 재실자정보 테이블 및, 스마트 플러그 고유코드별 구동시작 시간과 구동종료 시간을 포함하는 스마트 플러그 구동테이블을 포함한다.
기준정보 저장부(643)는 이산화탄소, 라돈을 포함하는 각 유해가스 및 미세먼지에 대한 기준치와, 공기정화 기준시간, 사람을 인식하기 위한 사람특징정보, 식물을 인식하기 위한 식물특징정보, 창문을 포함한 환기구를 인식하기 위한 환기구 특징정보, 라돈 측정값에 대응되는 지진 강도레벨을 포함한 각종 기준정보가 저장된다.
안내정보 저장부(644)는 유해가스 또는 먼지 측정값에 대응되는 대응안내정보와, 지진예측 강도에 대응되는 지진 대응안내정보를 포함한다.
이어, 상기한 구성으로 된 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템의 동작을 도9에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 각 실내영역에 구비된 센싱수단(100)은 이산화탄소와 포름 알데히드, 라돈 및 미세먼지를 포함하는 공기질 관련 각 측정값을 게이트 웨이(600)로 전송하고, CCTV 카메라(200)는 해당 실내영역의 영상을 촬영하여 게이트 웨이(600)로 무선 전송한다. 또한, 게이트 웨이(600)의 동기신호 송출모듈(610)은 일정 시간 단위로 다중 부반송파를 갖는 동기신호를 송출하고, 각 실내 영역의 인체감지수단(500)은 자신이 수신한 동기신호의 부반송파 신호를 근거로 해당 실내 영역에 존재하는 재실자 생체정보를 추출하여 게이트 웨이(600)로 전송한다.
그리고, 게이트 웨이(600)는 자신의 고유코드와 센서 고유코드별 측정값, CCTV 카메라 고유코드와 촬영영상 및, 인체감지수단 고유코드와 재실자 생체정보를 포함하는 센싱정보와 영상정보 및 재실자정보를 이더넷 통신을 이용하여 서비스 서버(700)로 전송한다.
서비스 서버(700)는 게이트 웨이(600)로부터 센싱정보와 영상정보 및 재실자생체정보를 수집하여 데이터 저장소(740)에 저장하고(ST110), 수집된 센싱정보를 근거로 모니터링 정보를 생성하여 이를 해당 게이트 웨이(600)로 전송한다(ST120).
도10에는 정보출력장치(400)를 통해 출력되는 실내 모니터링 화면이 예시되어 있다. 도10을 참조하면, 실내 모니터링 화면은 미세먼지, 초미세먼지, 라돈, 이산화탄소, 온도, 습도 측정값을 출력하는 실내 공기질 평균 현황과, 좋음/보통/약간나쁨/나쁨의 실외 공기질 현황, 실내 영역별(거점별) 기기현황과 미세먼지, 초미세먼지, 라돈, 이산화탄소, 온도, 습도, VOCs, 포름알데히드 측정값을 출력하는 실내 공기질 거점별 현황으로 이루어지는 실내 공기질 정보를 포함한다.
또한, 서비스 서버(700)는 공기질 측정값 패턴과 재실자 생체정보 패턴을 비교하여 재실자의 건강상태를 판단하고, 건강상태가 위험한 경우 이를 사용자 단말(1)로 전송하여 재실자에 대한 건강관리를 수행하도록 한다(ST130).
또한, 서비스 서버(700)는 상기 ST110 단계에서 수집한 센싱정보 중 공기질 관련 측정값이 데이터 저장소(740)에 저장된 각 공기질 기준치를 초과하는지를 판단한다(ST140).
서비스 서버(700)는 상기 ST140 단계에서 공기질 측정값이 기 설정된 기준치를 초과한 것으로 판단되면, 그 초과량 및 재실자 생체정보와, 실내환경정보를 근거로 공기정화정보를 생성하여 게이트 웨이(600)로 전송한다(ST150).
또한, 서비스 서버(700)는 공기질 측정값이 목표치에 도달하는지를 판단한다(ST160). 이때, 목표치는 공기질 기준치보다 일정 비율 낮게 설정된다. 예컨대, 실내 이산화탄소 기준치가 1,000ppm 인 경우, 이산화탄소 목표치는 기준치보다 10% 낮은 900ppm 으로 설정될 수 있다.
상기 ST160 단계에서 공기질 측정값일 목표치에 도달하면 서비스 서버(700)는 공기정화를 위해 현재 구동중인 전자장치의 동작을 중단시키기 위한 공기정화종료정보를 생성하여 해당 게이트 웨이(600)로 전송한다(ST170). 즉, 게이트 웨이(600)는 공기정화종료정보를 무선신호로 변환하여 출력하는 바, 해당 스마트 플러그 고유코드를 갖는 스마트 플러그(300)에서 해당 공기정화종료정보를 수신하고, 자신과 연결된 전자기기의 동작을 중단시킨다.
한편, 서비스 서버(700)는 공기정화정보가 게이트 웨이(600)로 전송된 이후 기 설정된 기준시간이 경과하였는지를 판단하는 바(ST180), 기준시간 이내에 공기질 측정값이 목표치에 도달하지 못한 것으로 판단되면, 사용자 단말(1)로 공기정화장치의 필터 교환 또는 장치 고장을 확인하도록 요청하는 관리 안내정보를 전송한다(ST190). 이는 공기정화장치가 정상적으로 동작되는지를 사용자가 인지하는데 어려움이 있는 바, 이러한 공기정화장치의 상태를 적시에 사용자가 확인할 수 있도록 함으로써, 실내 공기질 정화서비스를 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 서비스 서버(700)는 ST110 단계에서 수신된 공기질 측정값 중 라돈 측정값이 기 설정된 라돈 기준치를 초과하는지를 판단한다(ST200).
서비스 서버(700)는 상기 ST200 단계에서 라돈 측정값이 기준치를 초과하면, 타 실내 영역의 라돈 측정값과 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 지진 발생 및 지진 강도를 예측한다(ST210).
이어, 서비스 서버(700)는 상기 ST210 단계에서 예측된 지진 강도와 지진 강도에 대응되는 지진 행동지침을 포함하는 지진 안내정보를 게이트 웨이(600) 및 사용자 단말(1)로 전송한다(ST220). 이때, 게이트 웨이(600)로 전송된 지진 안내정보는 정보출력장치(400)를 통해 표시출력된다. 그리고, 사용자는 사용자 단말(1)로 수신된 지진 안내정보를 근거로 지진 행동방안에 따라 실내의 재실자들을 퇴실시키는 등의 필요한 조치를 취한다.
100 : 센싱 수단, 110 : 온도 센서,
120 : 습도 센서, 130 : 유해가스 센서,
140 : 먼지 센서, 150 : 라돈 센서,
200 : CCTV 카메라, 300 : 스마트 플러그,
400 : 정보 출력 장치, 500 : 인체감지수단,
600 : 게이트 웨이, 610 : 동기신호 출력모듈,
700 : 서비스 서버, 710 : 정보 수집부,
720 : 정보 분석부, 730 : 실내환경 관리부,
740 : 데이터 저장소.

Claims (7)

  1. 다수의 실내 영역으로 구분되는 다중이용시설에서의 공기질 기반의 실내 모니터링 서비스를 제공하는 시스템에 있어서,
    각 실내 영역의 이산화탄소, 라돈, 포름 알데히드, VOCs(휘발성유기화합물)를 포함하는 실내 공기질 관련 측정값을 출력하는 센싱수단과,
    게이트 웨이로부터 주기적으로 출력되는 동기신호의 부 반송파 신호를 분석하여 실내 영역에 위치하는 재실자 생체정보를 출력하는 인체감지수단,
    각 실내 영역에 위치하는 공기정화기와 전기적으로 연결되어 게이트웨이로부터 수신되는 공기정화신호를 근거로 공기정화기의 동작을 제어하는 제1 스마트 플러그,
    실내에 위치하면서 게이트웨이로부터 수신되는 모니터링 정보를 근거로 실내 공기질 상태를 표시출력하는 정보출력장치,
    실내에 위치하면서 일정 주기 단위로 다수의 부 반송파로 이루어진 동기신호를 무선 출력함과 더불어, 각 실내 영역에 위치하는 센싱수단과 인체감지수단으로부터 수신되는 무선 신호를 유선 신호로 변환하여 서비스 서버로 출력하고, 서비스 서버로부터 수신되는 신호를 무선 신호로 변환하여 출력하는 게이트 웨이 및,
    상기 게이트 웨이로부터 수신되는 공기질 측정값을 근거로 모니터링 정보를 생성하고, 공기질 측정값과 재실자 생체정보를 근거로 공기정화제어신호를 생성하여 게이트 웨이로 전송하되, 공기질 측정값이 기준치를 초과하면 기 설정된 시간 이내에 해당 공기질 측정값이 기 설정된 목표치 이하가 되도록 공기정화기의 동작 레벨 설정값을 포함하는 공기정화제어신호를 생성하고, 라돈 측정값이 기준치를 초과하면 타 실내 영역의 라돈 측정값이 증가 패턴인 때에 지진 발생 상황으로 판단하여 그 기준치 초과정도에 대응되는 지진 강도를 결정한 후, 결정된 지진 강도 및 이에 대응되는 행동지침정보를 사용자 단말로 전송하는 서비스 서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 서버는 공기질 측정값 패턴과 재실자 생체정보 패턴을 비교하여 재실자의 건강상태를 판단하고, 이를 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인체감지수단은 상기 부 반송파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거한 후 재실자에 의한 생체 변화에 대응되는 파형을 추출하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인체감지수단은 특정 부 반송파에 대한 n개의 연속 수신 신호에 대한 위상 차분 데이터를 산출하고, 산출된 위상 차분 데이터의 주파수를 검출하며, 검출된 주파수를 재실자 생체의 변화 주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 서버는 공기정화제어신호에 의한 공기정화동작을 수행한 후 일정 시간 이내에 해당 실내 영역의 공기질 측정값이 목표치 이하로 감소되지 않으면 공기청정기의 필터 교환 또는 고장 확인요구의 관리확인 안내메시지를 생성하여 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    각 실내 영역을 촬영하는 CCTV 카메라와,
    각 실내 영역에 위치하는 조명장치와 전기적으로 연결되어 조명장치의 동작을 제어하는 제2 스마트 플러그를 추가로 포함하여 구성되고,
    상기 서비스 서버는 이산화탄소 측정값의 기준치 초과량이 일정 미만이면서 영상을 분석 결과 해당 실내 영역에 식물이 존재하는 경우에는 제2 스마트 플러그를 통해 식물의 광합성 환경을 조성하는 조명 제어를 수행하기 위한 공기정화제어신호를 생성하고, 이산화탄소 측정값의 기준치 초과량이 일정 이상이면 제1 스마트 플러그를 통해 공기정화기의 동작을 제어하기 위한 공기정화제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    각 실내 영역을 촬영하는 CCTV 카메라를 추가로 포함하여 구성되고,
    상기 서비스 서버는 게이트 웨이로부터 수집된 영상을 분석하여 재실자의 폭력 또는 건강 이상을 포함하는 이벤트 상황을 판단하고, 이벤트 상황으로 판단시 이벤트 상황 안내메시지를 생성하여 사용자 단말로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템.
KR1020200180504A 2020-12-22 2020-12-22 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템 KR102231010B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200180504A KR102231010B1 (ko) 2020-12-22 2020-12-22 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200180504A KR102231010B1 (ko) 2020-12-22 2020-12-22 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102231010B1 true KR102231010B1 (ko) 2021-03-24

Family

ID=75256875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200180504A KR102231010B1 (ko) 2020-12-22 2020-12-22 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102231010B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114811916A (zh) * 2022-04-14 2022-07-29 福州美美环保科技有限公司 一种空气智控方法及系统
KR20220152711A (ko) * 2021-05-10 2022-11-17 주식회사 디케이아이테크놀로지 공기청정기를 이용한 미세먼지 자동저감 및 모니터링 웹 서비스 시스템
KR20230078873A (ko) 2021-11-26 2023-06-05 (주)노고단 실내 공기질 개선을 위한 웹 기반 모니터링 연계시스템
KR102619202B1 (ko) * 2022-11-25 2024-01-02 주식회사 소어텍 실내외 공기질 정보를 이용하여 필터 교체 시기를 결정하는 공기정화시스템 및 실내외 공기질 정보를 이용하여 필터 교체 시기를 결정하는 공기정화장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110098102A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 경희대학교 산학협력단 지하 실내 공기질 모니터링 방법 및 지하 실내 공기질 제어 시스템
KR20140003760A (ko) * 2012-06-28 2014-01-10 주식회사 세스코 공기질 제어 시스템
KR20180051251A (ko) * 2016-11-08 2018-05-16 씨앤에치아이앤씨(주) 라돈 농도 검출을 이용한 지진 모니터링 시스템
KR20180076128A (ko) * 2016-12-27 2018-07-05 씨앤에치아이앤씨(주) 라돈 농도 검출을 이용한 지진 예측 모니터링 시스템
KR102029994B1 (ko) 2018-12-28 2019-10-08 이종한 실내 공기질 경보 및 모니터링 시스템
KR20200009317A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 (주)넥스트소프트 실내공기 질 자동제어 통합시스템
KR102175925B1 (ko) 2018-11-23 2020-11-09 평택대학교 산학협력단 ＩｏＴ 기반 실내 정원이 설치된 실내 공간의 실내 공기질 모니터링 시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110098102A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 경희대학교 산학협력단 지하 실내 공기질 모니터링 방법 및 지하 실내 공기질 제어 시스템
KR20140003760A (ko) * 2012-06-28 2014-01-10 주식회사 세스코 공기질 제어 시스템
KR20180051251A (ko) * 2016-11-08 2018-05-16 씨앤에치아이앤씨(주) 라돈 농도 검출을 이용한 지진 모니터링 시스템
KR20180076128A (ko) * 2016-12-27 2018-07-05 씨앤에치아이앤씨(주) 라돈 농도 검출을 이용한 지진 예측 모니터링 시스템
KR20200009317A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 (주)넥스트소프트 실내공기 질 자동제어 통합시스템
KR102175925B1 (ko) 2018-11-23 2020-11-09 평택대학교 산학협력단 ＩｏＴ 기반 실내 정원이 설치된 실내 공간의 실내 공기질 모니터링 시스템
KR102029994B1 (ko) 2018-12-28 2019-10-08 이종한 실내 공기질 경보 및 모니터링 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220152711A (ko) * 2021-05-10 2022-11-17 주식회사 디케이아이테크놀로지 공기청정기를 이용한 미세먼지 자동저감 및 모니터링 웹 서비스 시스템
KR102558784B1 (ko) 2021-05-10 2023-07-25 주식회사 디케이아이테크놀로지 공기청정기를 이용한 미세먼지 자동저감 및 모니터링 웹 서비스 시스템
KR20230078873A (ko) 2021-11-26 2023-06-05 (주)노고단 실내 공기질 개선을 위한 웹 기반 모니터링 연계시스템
CN114811916A (zh) * 2022-04-14 2022-07-29 福州美美环保科技有限公司 一种空气智控方法及系统
KR102619202B1 (ko) * 2022-11-25 2024-01-02 주식회사 소어텍 실내외 공기질 정보를 이용하여 필터 교체 시기를 결정하는 공기정화시스템 및 실내외 공기질 정보를 이용하여 필터 교체 시기를 결정하는 공기정화장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102231010B1 (ko) 공기질 기반의 실내 모니터링 시스템
CN109812938B (zh) 一种基于神经网络的空气净化方法及系统
KR102277919B1 (ko) IoT 기반의 생활안전 관리 시스템
GB2544916A (en) Air quality notifying device connecting air quality measurement device and wireless terminal, and air quality notifying method therefor
KR20110097001A (ko) 실내 공기질 모니터링 시스템 및 그 방법
KR101608386B1 (ko) 실시간 교육환경 모니터링 시스템
CN111443609B (zh) 一种基于物联网的实验室环境自适应调节方法
KR20220036737A (ko) 실내 공기질 모니터링 시스템 및 이를 통한 공기질 수준 예측방법
KR20160065052A (ko) 통합 실내 환경 관리 장치
KR101517332B1 (ko) 공기정보 제공 시스템
KR20140003760A (ko) 공기질 제어 시스템
US11894145B2 (en) Dashboard for tracking healthy building performance
KR100734861B1 (ko) 실시간 악취 모니터링/관리 시스템 및 그 방법
KR20200009317A (ko) 실내공기 질 자동제어 통합시스템
KR101203500B1 (ko) 지하 실내 공기질 모니터링 방법 및 지하 실내 공기질 제어 시스템
CN104541109A (zh) 室内空气包容度的监控方法,相关环境装置及操纵台
CN117371872A (zh) 一种智慧建筑智能管理方法及平台
KR102233937B1 (ko) 돌봄 플러그 장치의 센싱 데이터에 대해 시맨틱 분석을 통한 건강 관리 서버 및 그 방법
KR20160047438A (ko) 실내 환경 클리닝 시스템 및 방법
KR102404374B1 (ko) 실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치
KR20150078799A (ko) 무선 이산화탄소 센서를 이용한 실내 상황 인지 방법
KR20210051605A (ko) 초경량비행장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템
CN108848171A (zh) 一种基于物联网的空气质量态势感知系统及方法
JP2023546746A (ja) 施設と複数処理を監視する多機能センサー及び多機能センサーを使用する方法
KR20210122966A (ko) 통합 실내 환경 관리 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant