KR102252339B1 - 공동 주택 자동 온도 조절 시스템 - Google Patents

공동 주택 자동 온도 조절 시스템 Download PDF

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Abstract

공동 주택에서 AI 스위치를 구비한 각 세대의 온도를 조절하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템은 공동 주택의 에너지를 관리하는 에너지 관리 서버, 각 세대마다 설치된 AI 스위치 및 상기 각 세대마다 설치되고, 상기 AI 스위치와 연결되어 상기 해당 세대의 온도를 조절하는 냉난방 장치를 포함하되, 상기 에너지 관리 서버는 상기 AI 스위치로부터 수집된 적어도 하나의 정보를 수집하는 데이터 수집부 및 상기 적어도 하나의 정보에 기초한 기계 학습 알고리즘으로부터 생성된 제어 정보를 이용하여 상기 AI 스위치가 상기 각 세대의 온도를 조절하도록 제어하는 AI 스위치 제어부를 포함하고, 상기 AI 스위치는 해당 세대의 실내 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 환경 센서 및 상기 제어 정보에 기초하여 상기 해당 세대의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함한다.

Description

공동 주택 자동 온도 조절 시스템{SYSTEM FOR AUTOMATICALLY CONTROLLING TEMPERATURE OF APARTMENT}
본 발명은 공동 주택에서 AI 스위치를 구비한 각 세대의 온도를 조절하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템에 관한 것이다.
자동 온도 조절 장치(Thermostat)란 어떤 특정 장소의 온도를 필요한 일정치로 유지하도록 자동으로 조절하는 장치를 말한다. 자동 온도 조절 장치는 온도를 자체적으로 감지하여 가열, 냉각을 할 수 있다. 자동 온도 조절 장치는 실내의 재실자 유무 등을 감지하여 실내 온도를 자동으로 조절함으로써, 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
이러한 자동 온도 조절 장치와 관련하여 선행기술인 한국등록특허 제 10-0725925호는 자동 온도조절장치를 개시하고 있다.
종래의 아파트와 같이 다수의 방을 가진 공동 주택에서 자동 온도 조절 장치를 이용하는 경우, 자동 온도 조절 장치는 밸브제어기를 통해 각 방의 난방수가 공급되도록 함으로써, 각 방의 온도를 제어할 수 있었다.
그러나 오피스텔과 같이 하나 또는 두 개의 방을 가진 공동 주택에서 자동 온도 조절 장치를 이용하는 경우, 다수의 방이 존재하지 않아 밸브 제어기가 불필요하다.
기존의 대기전력 차단 스위치에 냉/난방 온도 조절기의 기능을 결합시킨 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공하고자 한다. IoT 기술을 이용한 스마트 센서가 내장된 AI 스위치, 통합 에너지 검침 및 스마트 가전의 연동을 통해, 스마트 홈에서 빅데이터를 기반으로 한 기계 학습 알고리즘을 적용하여 공동 주택에서 편리함과 쾌적함을 제공하고, 에너지 절감 운전을 제공하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공하고자 한다. 기계 학습 알고리즘을 통해 사용자의 생활 패턴을 학습하여, 사용자의 생활 패턴에 따라 실내 온도 및 조명을 자동으로 제어하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공하고자 한다.
재실 감지를 통해 사용자가 부재중인 경우, 불필요한 에너지 낭비의 요소를 제거하여 불필요한 에너지 낭비를 방지하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 공동 주택의 에너지를 관리하는 에너지 관리 서버, 각 세대마다 설치된 AI 스위치 및 상기 각 세대마다 설치되고, 상기 AI 스위치와 연결되어 상기 해당 세대의 온도를 조절하는 냉난방 장치를 포함하되, 상기 에너지 관리 서버는 상기 AI 스위치로부터 수집된 적어도 하나의 정보를 수집하는 데이터 수집부 및 상기 적어도 하나의 정보에 기초한 기계 학습 알고리즘으로부터 생성된 제어 정보를 이용하여 상기 AI 스위치가 상기 각 세대의 온도를 조절하도록 제어하는 AI 스위치 제어부를 포함하고, 상기 AI 스위치는 해당 세대의 실내 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 환경 센서 및 상기 제어 정보에 기초하여 상기 해당 세대의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 기존의 대기전력 차단 스위치에 냉/난방 온도 조절기의 기능을 결합시킨 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공할 수 있다.
또한, IoT 기술을 이용한 스마트 센서가 내장된 AI 스위치, 통합 에너지 검침 및 스마트 가전의 연동을 통해, 스마트 홈에서 빅데이터를 기반으로 한 기계 학습 알고리즘을 적용하여 공동 주택에서 편리함과 쾌적함을 제공하고, 에너지 절감 운전을 제공하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 기계 학습 알고리즘을 통해 사용자의 생활 패턴을 학습하여, 사용자의 생활 패턴에 따라 실내 온도 및 조명을 자동으로 제어하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 재실 감지를 통해 사용자가 부재중인 경우, 불필요한 에너지 낭비의 요소를 제거하여 불필요한 에너지 낭비를 방지하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동 주택 자동 온도 조절 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 서버의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 서버에서 공동 주택의 에너지를 관리하는 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버에서 공동 주택에서 AI 스위치를 구비한 각 세대의 온도를 조절하기 위한 기계 학습 알고리즘을 제공하는 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 스위치의 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동 주택 자동 온도 조절 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)은 에너지 관리 서버(110), 클라우드 서버(120), AI 스위치(130), 냉난방 장치(140) 및 중계기(150)를 포함할 수 있다.
도 1의 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)의 각 구성요소들은 일반적으로 네트워크(network)를 통해 연결된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 에너지 관리 서버(110)는 공동 주택(100)의 AI 스위치(130) 및 클라우드 서버(120)와 동시에 또는 시간 간격을 두고 연결될 수 있다.
네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보교환이 가능한 연결구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일예는, 3G, 4G, 5G, Wi-Fi, 블루투스(Bluetooth), 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
예를 들어, 에너지 관리 서버(110)는 공동 주택(100)의 AI 스위치(130)와 제 1 네트워크로 연결될 수 있다. 제 1 네트워크는 에너지 관리 서버(110)와 공동 주택(100)의 AI 스위치(130) 간의 통신 방식을 의미하며, 단지망(내부망)으로 연결될 수 있다.
에너지 관리 서버(110)는 클라우드 서버(120)와 제 2 네트워크로 연결된 것일 수 있다. 제 2 네트워크는 에너지 관리 서버(110)와 클라우드 서버(120) 간의 통신 방식을 의미하며, 제 2 네트워크는 인터넷망(외부망) 일 수 있다.
본 발명의 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)은 하나 또는 두 개의 방으로 구성된 오피스텔 등의 사업용 공동 주택(100)에 적용 가능하다.
이러한 사업용 공동 주택(100)의 경우, 중앙 제어를 필요로 하지 않으며, 공동 주택(100)의 각 세대마다 냉난방 장치(140)가 설치되어, 각 세대는 각 세대에 설치된 냉난방 장치(140)를 이용하여 온도를 조절할 수 있다.
이를 통해, 각 세대마다 시간, 온도, 예약 설정 및 난방 상태의 개별적인 확인이 가능하도록 하여 각 세대별 단독 난방이 가능하다는 장점을 제공할 수 있다.
에너지 관리 서버(110)는 공동 주택(100)의 에너지를 관리할 수 있다.
에너지 관리 서버(110)는 AI 스위치(130)로부터 수집된 적어도 하나의 정보를 수집하고, 수집된 적어도 하나의 정보를 AI 스위치(130)에서 적어도 하나의 정보가 발생되는 즉시 또는 주기적으로 클라우드 서버(120)로 전송할 수 있다.
에너지 관리 서버(110)는 수집된 적어도 하나의 정보를 기계 학습 알고리즘의 전처리 프로세스를 통해 학습 데이터로 정제할 수 있다. 예를 들어, 에너지 관리 서버(110)는 수집된 적어도 하나의 정보에 대해 깨진 데이터 또는 정상적으로 수집되지 않은 데이터를 정제하고, 순시값을 평균값으로 계산하는 등의 학습 데이터로 정제할 수 있다. 적어도 하나의 정보는 예를 들어, 전력 사용량, 각 세대의 난방 정보, 각 세대의 조명 정보 및 각 세대의 콘센트 정보 등을 포함할 수 있다.
에너지 관리 서버(110)는 클라우드 서버(120)로부터 각 세대별 온도 제어 명령을 수신할 수 있다.
에너지 관리 서버(110)는 클라우드 서버(120)로부터 기계 학습 알고리즘을 수신하고, 기계 학습 알고리즘에 기초하여 AI 스위치(130)가 각 세대의 온도를 조절하도록 제어하는 제어 정보를 생성할 수 있다. 이를 위해, 에너지 관리 서버(110)는 적어도 하나의 정보에 기초하여 각 세대별로 세대 패턴을 학습하고, 세대 패턴에 기초하여 온도 제어 스케쥴을 생성하여, 생성된 온도 제어 스케쥴에 기초하여 AI 스위치(130)를 제어할 수 있다.
에너지 관리 서버(110)는 사용자 단말(미도시)로부터 수신된 복수의 모드 중 하나의 정보에 기초하여 각 세대의 온도를 조절할 수 있다. 복수의 모드는 예를 들어, 절전 모드, 일반 모드 및 쾌적 모드 등을 포함할 수 있다.
클라우드 서버(120)는 에너지 관리 서버(110)로부터 수신한 적어도 하나의 정보에 기초하여 각 세대별 온도 제어 명령을 생성하고, 생성된 온도 제어 명령을 에너지 관리 서버(110)로 전송할 수 있다.
클라우드 서버(120)는 기계 학습 알고리즘을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클라우드 서버(120)는 적어도 하나의 정보에 기초하여 기계 학습 알고리즘을 생성하고, 생성된 기계 학습 알고리즘을 주기적으로 업데이트하고, 생성 및 업데이트된 기계 학습 알고리즘을 에너지 관리 서버(110)로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에너지 관리 서버(110) 및 클라우드 서버(120)가 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)에 포함된 경우, 에너지 관리 서버(110)는 공동 주택(100)의 에너지를 관리하고, 클라우드 서버(120)가 기계 학습 알고리즘을 에너지 관리 서버(110)로 제공할 수 있다.
예를 들어, 에너지 관리 서버(110)는 AI 스위치(130)로부터 적어도 하나의 정보를 수집하여 클라우드 서버(120)로 전송하고, 클라우드 서버(120)로부터 제어 정보를 수신하여 AI 스위치(130)를 제어할 수 있다.
다른 예를 들어, 에너지 관리 서버(110)는 사용자 단말(미도시)로부터 제어 명령을 수신하여 AI 스위치(130)를 제어할 수 있다. 또한, 에너지 관리 서버(110)는 AI 스위치(130)로부터 수신한 적어도 하나의 정보를 사용자 단말(미도시)로 전송할 수도 있다.
즉, 일 실시예에 따르면, 클라우드 서버(120)가 외부 날씨 정보를 불러와서 학습하고, 그에 따른 제어 계획을 수립하며, 그 외에 기능은 에너지 관리 서버(110)에서 수행될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 에너지 관리 서버(110) 및 클라우드 서버(120)가 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)에 포함되고, 에너지 관리 서버(110)에 머신 러닝 엔진이 탑재된 경우, 에너지 관리 서버(110)에서 공동 주택(100)의 에너지의 관리 및 기계 학습 알고리즘의 생성 등을 수행하고, 클라우드 서버(120)가 기계 학습 알고리즘의 업데이트 정보만을 에너지 관리 서버(110)로 제공할 수 있다.
예를 들어, 에너지 관리 서버(110)는 AI 스위치(130)로부터 적어도 하나의 정보를 수집하고, 외부 날씨 정보를 불러와서 직접 학습하여 제어 정보를 생성한 후, AI 스위치(130)를 제어할 수 있다. 이 때, 에너지 관리 서버(110)는 AI 스위치(130)로부터 수집된 적어도 하나의 정보를 클라우드 서버(120)로 전송하지 않고, 클라우드 서버(120)로부터 기계 학습 알고리즘의 업데이트 정보만을 수신할 수 있다.
다른 예를 들어, 에너지 관리 서버(110)는 사용자 단말(미도시)로부터 제어 명령을 수신하여 AI 스위치(130)를 제어할 수 있다. 또한, 에너지 관리 서버(110)는 AI 스위치(130)로부터 수신한 적어도 하나의 정보를 사용자 단말(미도시)로 전송할 수도 있다.
즉, 다른 실시예에 따르면, 에너지 관리 서버(110)는 일 실시에서 수행하는 기능을 모두 수행하되, 클라우드 서버(120)에서 담당하는 기능도 수행할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 에너지 관리 서버(110)가 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)에 포함되어 클라우드 서버(120)와 통신 없이 동작하는 경우, 에너지 관리 서버(110)는 공동 주택(100)의 에너지의 관리 및 기계 학습 알고리즘 생성 등을 수행하고, 에너지 관리 서버(110)는 클라우드 서버(120)로부터 기계 학습 알고리즘의 업데이트 정보를 수신하지 않는다.
즉, 또 다른 실시예에 따르면, 에너지 관리 서버(110)는 다른 실시예에서 수행하는 기능을 모두 수행하되, 클라우드 서버(120)로부터 기계 학습 알고리즘의 업데이트 정보를 수집하지 않는다.
AI 스위치(130)는 환경 센서에 포함된 온도 센서를 통해 해당 세대의 실내 온도를 측정할 수 있다. 환경 센서는 예를 들어, 외기 온도 센서, CO2 센서, 습도 센서 및 공기 청정도 측정 센서 등을 포함할 수 있다.
AI 스위치(130)는 해당 세대 내에서 사용자의 재실 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, AI 스위치(130)는 사용자의 동체를 추적하여 사용자의 재실 여부를 감지할 수 있다.
AI 스위치(130)는 제어 정보에 기초하여 해당 세대의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, AI 스위치(130)는 온도 제어 스케쥴에 기초하여 AI 스위치(130)를 제어할 수 있다.
AI 스위치(130)는 제어 정보 또는 사용자의 제어에 기초하여 해당 세대의 조명을 제어할 수 있다.
AI 스위치(130)는 해당 세대 내의 콘센트별 순시 전력을 주기적으로 수집하여 대기 전력을 모니터링하고 대기 전력을 차단할 수 있다. 예를 들어, AI 스위치(130)는 수집한 콘센트별 순시 전력에 기초하여 콘센트 별로 대기 전력에 해당하는 전력값을 결정하고, 현재 순시 전력이 기설정된 시간 동안 대기 전력에 해당하는 전력값 이하인 경우, 현재 순시 전력을 대기 전력으로 판단할 수 있다.
AI 스위치(130)는 해당 세대 내의 환기 장치를 제어할 수 있다. 예를 들어, AI 스위치(130)는 CO2 센서로부터 수집되는 CO2 농도가 기설정된 값을 초과할 경우 환기 장치를 작동시킬 수 있다. 다른 예를 들어, AI 스위치(130)는 습도 센서로부터 수집되는 습도과 기설정된 값을 초과할 경우 환기 장치를 작동시킬 수 있다.
AI 스위치(130)는 해당 세대의 온도, 사용자의 재실 여부 및 조명의 상태 등을 출력할 수 있다. 또한, AI 스위치(130)는 해당 세대의 전력 사용량을 더 출력할 수 있다. 예를 들어, AI 스위치(130)는 기설정된 시간 이후의 전력 사용량 및 예상 요금 등을 출력할 수 있다.
이러한 AI 스위치(130)는 하나의 기기가 온도 조절 및 조명 제어를 제공하는 온도 일체형으로 구성될 수 있으며, 다수의 전자제품과 통신을 수행할 수 있다.
원격 검침 서버(미도시)는 공동 주택(100)의 각 세대별로 설치된 원격 검침기를 통해 전력, 수도, 온수, 난방의 5종의 계량기로부터 누적 사용량을 예를 들어, 1시간 단위로 수집하여 데이터베이스에 저장할 수 있다. 또한, 원격 검침 서버(미도시)는 에너지 사용량을 일단위, 월단위로 정산하여 요금을 계산할 수 있다.
원격 검침 서버(미도시)는 AI 스위치(130)에서 공동 주택(100)의 해당 세대의 전력 사용량을 모니터링할 수 있도록 에너지 사용량을 AI 스위치(130)로 전송할 수 있다.
사용자 단말(미도시)은 AI 스위치(130)와 연관된 어플리케이션을 이용하여, 사용자의 패턴에 따라 AI 스위치(130)로 자동 운전을 요청할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(미도시)은 시간 스케쥴에 따른 사전 냉난방, 설정 온도에 따른 사용자의 간섭 분석, 재실 여부에 따른 자동 운전 등을 AI 스위치(130)로 요청할 수 있다.
사용자 단말(미도시)은 사용자 모드를 제시하여, 모드별 사용량 및 요금 예측을 디스플레이에 표시할 수 있다. 사용자 단말(미도시) 사용자 모드로 복수의 모드 중 어느 하나의 모드가 선택되면, 선택된 모드에 대한 정보를 에너지 관리 서버(110)로 전송할 수 있다. 복수의 모드는 예를 들어, 절전 모드, 일반 모드 및 쾌적 모드 등을 포함할 수 있다.
냉난방 장치(140)는 각 세대마다 설치되고, AI 스위치(130)와 연결되어 해당 세대의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 냉난방 장치(140)는 AI 스위치(130)로부터 해당 세대의 온도 제어 명령을 수신하고, 수신한 온도 제어 명령에 기초하여 해당 세대의 온도를 조절하여 난방을 제공할 수 있다.
중계기(150)는 각 세대마다 설치되고, AI 스위치(130)와 해당 세대의 온도를 조절하는 냉난방 장치(140)를 중계할 수 있다. 이를 위해, 중계기(150)는 냉난방 장치(140)로의 통신을 지원할 수 있다.
또한, 냉난방 장치(140)가 중계기(150)와 동일한 제조업체에 의해서 제조되지 않은 경우에도, 타사 제품의 냉난방 장치(140)에 대한 통신 접점을 지원할 수 있다.
이러한 중계기(150)는 별도의 전기 배선 공사 없이 손쉽게 설치가 가능하다. 예를 들어, 중계기(150)는 기존의 냉난방 장치(140)와 AI 스위치(130) 간의 UTP2P 이상의 배선의 연결을 통해 설치됨으로써, 냉난방 장치(140)와 AI 스위치(130)를 중계할 수 있다.
다른 예를 들어, 중계기(150)는 무선 통신(예를 들어, RF)이 지원되어 냉난방 장치(140)와 AI 스위치(130)를 중계할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 서버의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 에너지 관리 서버(110)는 데이터 수집부(210), 데이터 전송부(220), 기계 학습 알고리즘 수신부(230), 사용자 패턴 학습부(240), 온도 제어 스케쥴 생성부(250) 및 AI 스위치 제어부(260)를 포함할 수 있다.
데이터 수집부(210)는 AI 스위치(130)로부터 수집된 적어도 하나의 정보를 수집할 수 있다. 적어도 하나의 정보는 예를 들어, 전력 사용량, 각 세대의 난방 정보, 각 세대의 조명 정보 및 각 세대의 콘센트 정보 등을 포함할 수 있다.
데이터 전송부(220)는 수집된 적어도 하나의 정보를 클라우드 서버(120)로 전송할 수 있다. 기계 학습 알고리즘 수신부(230)는 클라우드 서버(120)로부터 기계 학습 알고리즘을 수신할 수 있다.
사용자 패턴 학습부(240)는 적어도 하나의 정보에 기초하여 각 세대별로 세대 패턴을 학습할 수 있다.
온도 제어 스케쥴 생성부(250)는 세대 패턴에 기초하여 온도 제어 스케쥴을 생성할 수 있다.
온도 제어 명령 수신부(260)는 클라우드 서버(130)로부터 각 세대별 온도 제어 명령을 수신할 수 있다.
AI 스위치 제어부(270)는 기계 학습 알고리즘에 기초하여 AI 스위치(130)가 각 세대의 온도를 조절하도록 제어하는 제어 정보를 생성할 수 있다.
AI 스위치 제어부(270)는 온도 제어 스케쥴에 기초하여 AI 스위치(130)를 제어할 수 있다.
AI 스위치 제어부(270)는 사용자 단말(미도시)로부터 수신된 복수의 모드 중 하나의 정보에 기초하여 각 세대의 온도를 조절할 수 있다. 복수의 모드는 절전 모드, 일반 모드 및 쾌적 모드 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 서버에서 공동 주택의 에너지를 관리하는 방법의 순서도이다. 도 3에 도시된 에너지 관리 서버(110)에서 수행되는 공동 주택의 에너지를 관리하는 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 에너지 관리 서버(110)에 의해 수행되는 공동 주택의 에너지를 관리하는 방법에도 적용된다.
단계 S310에서 에너지 관리 서버(110)는 AI 스위치(130)로부터 수집된 적어도 하나의 정보를 수집할 수 있다.
단계 S320에서 에너지 관리 서버(110)는 수집된 적어도 하나의 정보를 클라우드 서버(120)로 전송할 수 있다.
단계 S330에서 에너지 관리 서버(110)는 클라우드 서버(120)로부터 기계 학습 알고리즘을 수신할 수 있다.
단계 S340에서 에너지 관리 서버(110)는 기계 학습 알고리즘에 기초하여 AI 스위치가 각 세대의 온도를 조절하도록 제어하는 제어 정보를 생성할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S310 내지 S340은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 전환될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 클라우드 서버(120)는 알고리즘 생성부(410) 및 알고리즘 전송부(420)를 포함할 수 있다.
알고리즘 생성부(410)는 적어도 하나의 정보에 기초하여 기계 학습 알고리즘을 생성 및 업데이트할 수 있다.
알고리즘 전송부(420)는 기계 학습 알고리즘을 에너지 관리 서버(110)로 전송할 수 있다.
온도 제어 명령 생성부(430)는 에너지 관리 서버(120)로부터 수신한 적어도 하나의 정보에 기초하여 각 세대별 온도 제어 명령을 생성할 수 있다.
온도 제어 명령 전송부(440)는 생성된 온도 제어 명령을 에너지 관리 서버로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버에서 공동 주택에서 AI 스위치를 구비한 각 세대의 온도를 조절하기 위한 기계 학습 알고리즘을 제공하는 방법의 순서도이다. 도 5에 도시된 클라우드 서버(120)에서 수행되는 공동 주택에서 AI 스위치를 구비한 각 세대의 온도를 조절하기 위한 기계 학습 알고리즘을 제공하는 방법은 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 따른 공동 주택 자동 온도 조절 시스템(1)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 따른 클라우드 서버(120)에 의해 수행되는 공동 주택에서 AI 스위치를 구비한 각 세대의 온도를 조절하기 위한 기계 학습 알고리즘을 제공하는 방법에도 적용된다.
단계 S510에서 클라우드 서버(120)는 적어도 하나의 정보에 기초하여 기계 학습 알고리즘을 주기적으로 업데이트할 수 있다.
단계 S520에서 클라우드 서버(120)는 업데이트된 기계 학습 알고리즘을 에너지 관리 서버(110)로 전송할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S510 내지 S520은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 전환될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 스위치의 구성도이다. 도 6을 참조하면, AI 스위치(130)는 환경 센서(610), 재실 감지부(620), 온도 제어부(630), 조명 제어부(640), 대기 전력 차단부(650), 환기 제어부(660) 및 출력부(670)를 포함할 수 있다.
환경 센서(610)는 공동 주택(100)의 해당 세대(600)의 실내 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 환경 센서(610)는 CO2 센서, 습도 센서 및 공기 청정도 측정 센서 등을 포함할 수 있다.
재실 감지부(620)는 해당 세대(600) 내에서 사용자(630)의 재실 여부를 감지할 수 있다. 구체적으로, 재실 감지부(620)는 사용자(630)의 동체를 추적하여 재실 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 사용자(630)가 해당 세대(600) 내에서 화장실로부터 거실 겸 침실로 이동한 경우, 재실 감지부(620)는 해당 세대(600) 내에서 '거실 겸 침실: 감지'의 형태와 같이 사용자(630)의 재실을 감지할 수 있다.
온도 제어부(630)는 제어 정보에 기초하여 해당 세대의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 온도 제어부(630)는 제어 정보를 중계기(680)로 전송하여 냉난방 장치(690)를 작동시킴으로써, 해당 세대의 온도를 제어할수 있다.
예를 들어, AI 스위치(130)가 사업용 공동 주택(100)에 설치된 경우, AI 스위치(130)는 중계기(680)와 연결되고, 중계기(680)를 통해 해당 세대의 온도를 조절시킬 수 있다.
예를 들어, 각 세대에 설치된 중계기(680)는 해당 세대의 온도를 조절하는 냉난방 장치(690)와 연결되어, AI 스위치(130)와 해당 세대(600)에 설치된 냉난방 장치(690)를 중계할 수 있다.
이를 통해, 상업용 공동 주택(100)의 경우에도, 각 세대마다 시간, 온도, 예약 설정 및 난방 상태를 개별적으로 확인할 수 있도록 함으로써, 각 세대별 개별 난방이 가능해지도록 할 수 있다.
조명 제어부(640)는 제어 정보 또는 사용자의 제어에 기초하여 해당 세대(600)의 조명을 제어할 수 있다.
대기 전력 차단부(650)는 해당 세대(600) 내의 콘센트별 순시 전력을 주기적으로 수집하여 대기 전력을 모니터링하고, 대기 전력을 차단할 수 있다. 구체적으로, 대기 전력 차단부(650)는 수집한 콘센트별 순시 전력에 기초하여 콘센트 별로 대기 전력에 해당하는 전력값을 결정하고, 현재 순시 전력이 기설정된 시간 동안 대기 전력에 해당하는 전력값 이하인 경우, 현재 순시 전력을 대기 전력으로 판단할 수 있다.
종래에는 AI 스위치(130)를 이용하여 대기 전력을 차단하기 위해 사용자(603)가 모든 가전제품을 오프(off)시킨 상태(대기 전력만 소비하고 있는 상태)에서, 사용자로부터 AI 스위치(130)의 대기 전력 차단값 저장 버튼을 입력받아 그 시점의 전력 사용량을 저장하여 대기 전력을 설정할 수 있었다. 이후, 전력 사용량이 저장된 값보다 적은 상태로 일정 시간이 지속되면, AI 스위치(130)가 전력을 차단할 수 있게 된다. 그러나 종래의 AI 스위치(130)는 사용자(603)가 인위적으로 대기 전력 상태를 만들어 줘야하므로 사용법이 어렵고, 콘센트에 연결된 가전제품이 달라질 때마다 재설정을 해줘야 하므로 많은 불편함이 존재했다.
그러나 본 발명에서 대기 전력 차단부(650)는 콘센트별 순시 전력을 주기적으로 수집하여, 24시간을 기준으로 0을 제외한 최저값을 모니터링하고, 최저값이 기설정된 시간(예를 들어, 1시간) 이상 지속될 경우, 대기 전력이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 이를 통해, 대기 전력 차단부(650)는 콘센트에 연결된 가전제품이 달라지더라도, 24시간마다 최저값을 체크함으로써, 대기 전력을 감지하고, 매일 대기전력 감지 알림과 자동 설정을 유도할 수 있으므로 효과적인 대기 전력 차단을 제공할 수 있게 된다.
환기 제어부(660)는 해당 세대(600) 내의 환기 장치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 환기 제어부(660)는 CO2 센서로부터 수집되는 CO2 농도가 기설정된 값을 초과할 경우, 환기 장치를 온(on)으로 작동시키고, CO2 농도가 기설정된 값보다 낮아지는 경우, 환기 장치를 오프(off)로 동작시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 환기 제어부(660)는 습도 센서로부터 수집되는 습도가 기설정된 값을 초과할 경우 환기 장치를 작동시킬 수 있다. 이러한 환기 제어부(660)는 환기 장치에 대해 온/오프 제어, 타이머 제어, 강약 제어를 수행할 수 있다.
출력부(670)는 해당 세대(600)의 온도, 전력 사용량, 조명의 상태, 사용자(603)의 재실 여부 등을 출력할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 통해 설명된 공동 주택 자동 온도 조절 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 7을 통해 설명된 공동 주택 자동 온도 조절 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램의 형태로도 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 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: 공동 주택
110: 에너지 관리 서버
120: 클라우드 서버
130: AI 스위치
140: 냉난방 장치
150: 중계기
210: 데이터 수집부
220: 데이터 전송부
230: 기계 학습 알고리즘 수신부
240: 사용자 패턴 학습부
250: 온도 제어 스케쥴 생성부
260: AI 스위치 제어부
410: 알고리즘 생성부
420: 알고리즘 전송부
600: 공동 주택 세대
601: 에어컨
602: 조명
610: 온도 센서
620: 재실 감지부
630: 온도 제어부
640: 조명 제어부
650: 대기 전력 차단부
660: 환기 제어부
670: 출력부
680: 중계기
690: 온도 조절 장치

Claims (15)

  1. 공동 주택에서 AI 스위치를 구비한 각 세대의 온도를 조절하는 공동 주택 자동 온도 조절 시스템에 있어서,
    공동 주택의 에너지를 관리하는 에너지 관리 서버;
    각 세대마다 설치된 AI 스위치; 및
    상기 각 세대마다 설치되고, 상기 AI 스위치와 연결되어 해당 세대의 온도를 조절하는 난방 제공 장치를 포함하되,
    상기 에너지 관리 서버는
    상기 AI 스위치로부터 수집된 적어도 하나의 정보를 수집하는 데이터 수집부; 및
    상기 적어도 하나의 정보에 기초한 기계 학습 알고리즘으로부터 생성된 제어 정보를 이용하여 상기 AI 스위치가 상기 각 세대의 온도를 조절하도록 제어하는 AI 스위치 제어부를 포함하고,
    상기 AI 스위치는
    상기 해당 세대의 실내 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 환경 센서;
    및
    상기 제어 정보에 기초하여 상기 해당 세대의 온도를 제어하는 온도 제어부
    를 포함하는 것이되,
    상기 난방 제공 장치는 상기 AI 스위치로부터 상기 해당 세대의 온도 제어 명령을 수신하고, 상기 수신한 온도 제어 명령에 기초하여 상기 해당 세대의 온도를 조정하고,
    상기 공동 주택 자동 온도 조절 시스템은 상기 각 세대마다 설치되고, 상기 AI 스위치와 상기 난방 제공 장치 간 배선의 연결 또는 무선 통신을 통해 상기 AI 스위치와 상기 난방 제공 장치를 중계하는 중계기를 더 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 정보는 상기 각 세대의 전력 사용량, 상기 각 세대의 각 방의 난방 정보, 상기 각 세대의 각 방의 조명 정보 및 상기 각 세대의 각 방의 콘센트 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 관리 서버는 상기 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 각 세대별로 세대 패턴을 학습하는 사용자 패턴 학습부; 및
    상기 세대 패턴에 기초하여 온도 제어 스케쥴을 생성하는 온도 제어 스케쥴 생성부
    를 더 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 AI 스위치 제어부는 상기 온도 제어 스케쥴에 기초하여 상기 AI 스위치를 제어하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동 주택 자동 온도 조절 시스템은 클라우드 서버를 더 포함하고,
    상기 에너지 관리 서버는
    상기 수집된 적어도 하나의 정보를 상기 클라우드 서버로 전송하는 데이터 전송부; 및
    상기 클라우드 서버로부터 상기 각 세대별 온도 제어 명령을 수신하는 온도 제어 명령 수신부를 더 포함하고,
    상기 클라우드 서버는
    상기 에너지 관리 서버로부터 수신한 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 각 세대별 온도 제어 명령을 생성하는 온도 제어 명령 생성부; 및
    상기 생성된 온도 제어 명령을 상기 에너지 관리 서버로 전송하는 온도 제어 명령 전송부를 더 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 클라우드 서버는
    상기 에너지 관리 서버로부터 수신한 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 각 세대별로 상기 기계 학습 알고리즘을 생성 및 업데이트하는 알고리즘 생성부;
    상기 각 세대별로 생성 및 업데이트된 기계 학습 알고리즘을 상기 에너지 관리 서버로 전송하는 기계 학습 알고리즘 전송부를
    포함하고,
    상기 에너지 관리 서버는
    상기 클라우드 서버로부터 상기 기계 학습 알고리즘을 수신하는 기계 학습 알고리즘 수신부를 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 AI 스위치는
    상기 해당 세대 내에서 사용자의 재실 여부를 감지하는 재실 감지부를 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 환경 센서는 CO2 센서 및 습도 센서, 공기 청정도 측정 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 AI 스위치는 상기 제어 정보 또는 사용자의 제어에 기초하여 상기 해당 세대의 조명을 제어하는 조명 제어부;
    상기 해당 세대 내의 콘센트별 순시 전력을 주기적으로 수집하여 대기 전력을 모니터링하고 상기 대기 전력을 차단하는 대기 전력 차단부; 및
    상기 해당 세대의 온도, 전력 사용량, 조명의 상태 및 상기 사용자의 재실 여부 중 적어도 하나를 출력하는 출력부
    를 더 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 대기 전력 차단부는 상기 수집한 콘센트별 순시 전력에 기초하여 상기 콘센트 별로 대기 전력에 해당하는 전력값을 결정하고, 현재 순시 전력이 기설정된 시간 동안 상기 대기 전력에 해당하는 전력값 이하인 경우, 상기 현재 순시 전력을 대기 전력으로 판단하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 AI 스위치는
    상기 해당 세대 내의 환기 장치를 제어하는 환기 제어부
    를 더 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 환기 제어부는 CO2 센서로부터 수집되는 CO2 농도가 기설정된 값을 초과할 경우 상기 환기 장치를 작동시키는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 환기 제어부는 습도 센서로부터 수집되는 습도가 기설정된 값을 초과할 경우 상기 환기 장치를 작동시키는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 AI 스위치 제어부는 사용자 단말로부터 수신된 복수의 모드 중 하나의 정보에 기초하여 상기 각 세대의 온도를 조절하고,
    상기 복수의 모드는 절전 모드, 일반 모드 및 쾌적 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 공동 주택 자동 온도 조절 시스템.
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