KR102479889B1 - 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 측정한 후, 인공지능 분석 및 처리에 기반하여 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나가 동작되도록 제어하여 실내 공기질을 양호하게 유지하고, 더 나아가 실내 공기질과 실외 공기질을 비교하여 실외 공기질이 실내 공기질보다 더 양호한 경우에만 환기가 이루어질 수 있도록 구성함으로써, 실내 공기질이 더 악화되는 것을 방지하여 실내 공기질을 최적화시킬 수 있도록 한 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 관한 것이다.
본 발명인 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템을 이루는 구성수단은, 실내 공기 정화 시스템에 있어서, 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 측정기, 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 측정기, 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하는 인공지능 서버, 상기 인공지능 서버로부터 전송되는 제어 데이터에 따라 상기 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 스마트 브릿지를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명인 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템을 이루는 구성수단은, 실내 공기 정화 시스템에 있어서, 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 측정기, 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 측정기, 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하는 인공지능 서버, 상기 인공지능 서버로부터 전송되는 제어 데이터에 따라 상기 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 스마트 브릿지를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 관한 것으로, 특히 실내 공기질뿐만 아니라 실외 공기질도 동시에 측정한 후, 인공지능 분석 및 처리에 기반하여 제습기, 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나가 동작되도록 제어하여 실내 공기질을 양호하게 유지하고, 더 나아가 실내 공기질과 실외 공기질을 비교하여 실외 공기질이 실내 공기질보다 더 양호한 경우에만 환기가 이루어질 수 있도록 구성함으로써, 실내 공기질이 더 악화되는 것을 방지하여 실내 공기질을 최적화시킬 수 있도록 한 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 관한 것이다.
대부분 사람은 실외 대기오염이 환경 및 인체에 유해하다는 것을 인식하고 있으나 실내공기가 실외공기보다 더 오염되어 유해할 수 있다는 사실을 잘 인식하지 못하고 있다. 실외 대기오염은 자연적인 희석률이 크고 대기오염에 대한 사회적 인식, 각종 규제와 정비된 관리체계로 억제되고 있으나 실내공기는 한정된 공간에서 오염된 공기가 계속적으로 순환되어 축적되기 때문에 실외공기보다 오염도가 높을 수 있기 때문에 오히려 더 인간에게 더 치명적일 수 있다.
미국 EPA가 실시한 인간의 대기오염물질 노출 연구에 따르면 실내 대기오염물질이 실외보다 2~5배, 때로는 100배 이상 더 높다고 밝힌 바 있다. 세계보건기구(WHO)도 2000년에 발표한 보고서에서 공기오염으로 인한 사망자수가 최대 600만 명이고 이 중 실내공기오염에 의한 사망자가 280만 명에 달한다고 제시한 바 있다. 그리하여 전문가들은 실내오염물질이 실외오염물질보다 폐에 전달될 확률이 약 천배나 높아 실내공기질이 인간의 건강 및 복지의 중요한 요인이며 적절한 관리가 필요함을 강조하였다.
특히 최근 도시민들의 실내생활 시간은 증가하고 있고, 프라이버시 보호 및 안전차원에서 실내공간은 더욱 폐쇄되는 경향이 있으며, 기후변화 등의 영향으로 에너지 절감을 위한 건물의 밀폐화도 가속되고 있다. 또한, 산업기술의 발달과 함께 다양한 건축자재와 생활용품 사용이 증가하고 이에 따라 여러 가지 오염물질의 방출도 늘어나고 있으며 이로 인해 시민들의 생활환경 및 생활방식 변화가 실내공기질을 악화하는 원인으로 작동하고 있다.
실내공기질 관리 대상에 의해 적용되지 않는 일반 가정의 경우 실내 공기질 개선을 위해 환기를 사용하는 것이 최선의 방법이다. 환기는 자연적 또는 기계적 방법을 이용하여 오염된 실내공기를 실외로 제거하고 청정한 외기와 교체하는 것을 의미한다. 미국 NIOSH가 446개의 건물을 대상으로 한 연구는 실내공기질에 영향을 미치는 인자(환기, 실내 오염원, 실외 오염원, 건축재료, 미생물 등) 중 환기가 실내공기질에 가장 큰 영향을 미치며, 실내오염물질을 제어하는 데에도 가장 효과적인 방법이라고 제시한 바 있다. 또한, 여러 연구도 실내환기량의 증가가 실내오염물질 제거에 효과적이라는 결과를 발표하기도 하였다.
환기는 자연환기와 기계환기로 구분되고, 자연환기는 개구부의 적절한 배치 등을 통해 실내와 실외의 공기교환을 기계를 이용하지 않고 건물 내 공기를 순환하는 방식을 의미한다. 기계환기는 실내와 실외를 연결하는 개구부를 설치하여 두 공간 사이의 압력차를 기계의 힘을 빌리는 환기방식을 말한다. 그 밖에 기계환기와 자연환기를 선택적으로 사용할 수 있는 하이브리드환기가 있다.
자연환기는 외부의 영향을 받으므로 의도하는 환기가 이루어지지 않는 경우가 발생하고, 기계환기는 소음 및 에너지소비 증가를 초래하는 단점이 있으므로 자연환기와 기계환기를 적절히 병행하는 것이 필요하다.
환경부는 최소 하루 3번 30분 이상의 자연환기 실천(1330 환기 캠페인)을 권장하고 있다. 다만, 기후조건이나 오염물질 배출원(자동차, 세탁시설, 공업시설 등)이 인접하는 등 자연적 환기가 어려운 경우에는 기계환기 시설을 갖춰 적극적으로 이용하는 자세가 필요하다.
각 가정에서는 미세먼지가 심각할 경우 가급적 외출 자제는 물론 창문을 모두 닫고 빨래도 실내 건조할 것을 권고하고 있다. 이와 같이 미세먼지 또는 외부의 대기오염이 심각한 순간에 가정 내 환기를 시킬 경우 환기로 인해 내부공기가 오히려 외부공기로 인해 더욱 나빠질 수 있다.
그리하여 실시간 실내공기질 측정은 물론 실시간 실외 공기질 측정을 동시에 수행하여 가정에서 이를 비교하고 이를 바탕으로 적정한 환기유도를 가능하게 만드는 시스템의 개발이 시급하다. 그러나 현재 실내 공기질뿐만 아니라 실외 공기질을 고려하여 환기를 유도하는 기술에 대해서는 전혀 제시되지 못하고 있는 실정이다.
실제 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0096084호(실내공기 환기시스템 및 그를 이용한 환기 방법)에서는 단지 실내 공기를 오염시키는 오염원의 농도를 검출하여 표시하고 그에 따라 실내공기와 실외공기를 환기시키는 실내공기 환기시스템을 제시하고 있을 뿐, 실외 공기를 고려하여 실내 공기를 환기시키는 기술에 대해서는 전혀 제시하지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 실내 공기질뿐만 아니라 실외 공기질도 동시에 측정한 후, 인공지능 분석 및 처리에 기반하여 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나가 동작되도록 제어하여 실내 공기질을 양호하게 유지하고, 더 나아가 실내 공기질과 실외 공기질을 비교하여 실외 공기질이 실내 공기질보다 더 양호한 경우에만 환기가 이루어질 수 있도록 구성함으로써, 실내 공기질이 더 악화되는 것을 방지하여 실내 공기질을 최적화시킬 수 있도록 한 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템을 이루는 구성수단은, 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 있어서, 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 측정기, 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 측정기, 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하는 인공지능 서버, 상기 인공지능 서버로부터 전송되는 제어 데이터에 따라 상기 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 스마트 브릿지를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 인공지능 서버는 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량한 경우에는 상기 공기 청정기의 동작 제어 데이터를 생성하거나, 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량하고, 상기 실외 공기질이 상기 실내 공기질보다 양호한 경우에는 상기 환기 시스템의 동작 제어 데이터를 생성하고, 상기 실외 공기질이 상기 실내 공기질보다 불량한 경우에는 상기 공기 청정기의 동작 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인공지능 서버는 대기질 데이터 및 기상 데이터를 포함하는 외부 데이터를 외부 데이터 제공 시스템으로부터 수집하고, 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터와 함께 분석하여, 상기 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하고 이상 상황 발생 판단시 알람 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스마트 브릿지는 상기 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작 제어를 위한 펌웨어를 저장 관리하고, 저장 관리되지 않는 신규 펌웨어로 동작 제어되는 신규한 공기 청정기 및 환기 시스템이 연동되는 경우, 상기 인공지능 서버로부터 신규 펌웨어를 전송받아 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인공지능 서버에 접속 가능하고 접속 권한을 가진 권한 단말기는 상기 인공지능 서버로 하여금 상기 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하도록 제어할 수 있고, 상기 인공지능 서버에 의한 분석 데이터를 확인 및 전송받을 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 의하면, 실내 공기질뿐만 아니라 실외 공기질도 동시에 측정한 후, 인공지능 분석 및 처리에 기반하여 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나가 동작되도록 제어하여 실내 공기질을 양호하게 유지하고, 더 나아가 실내 공기질과 실외 공기질을 비교하여 실외 공기질이 실내 공기질보다 더 양호한 경우에만 환기가 이루어질 수 있도록 구성하기 때문에, 실내 공기질이 더 악화되는 것을 방지하여 실내 공기질을 최적화시킬 수 있도록 하는 장점이 발생된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템을 구성하는 인공지능 서버의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템을 구성하는 인공지능 서버의 구성 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 동작 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 동작이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템의 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템을 구성하는 인공지능 서버의 구성 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템(100)은 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 측정기(10), 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 측정기(20), 실내 공기질과 실외 공기질을 분석하여 공기 청정기와 환기 시스템의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하는 인공지능 서버(30) 및 상기 제어 데이터를 전송받아 연동되어 있는 공기 청정기와 환기 시스템 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 스마트 브릿지(50)를 포함하여 구성된다.
상기 실내 공기질 측정기(10)는 실내의 공기질을 측정하기 때문에, 실내의 소정의 위치에 배치되는 것이 바람직하고, 실내의 공기질에 영향을 주는 주요 오염원 및 오염물질의 농도를 측정한다. 예를 들어, 상기 실내 공기질 측정기(10)는 기본적으로 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5), TVOC(Total Volatile Organic Compound : 총 휘발성 유기 화합물), CO2, 포름알데히드 및 온도/습도 등의 농도를 측정한다.
상기 실내 공기질 측정기(10)는 실내 공기질을 측정하고, 측정된 실내의 공기질에 대한 정보를 사전에 설정된 주기마다 또는 상기 인공지능 서버(30)에 의하여 요청이 있는 경우에 상기 인공지능 서버(30)로 전송한다.
상기 실내 공기질 측정기(10)는 IoT 기반의 경량 및 소형의 공기질 측정기로서, 실내의 벽면에 매립 또는 거치되거나 월패드에 내장된 형태로 배치되고, WiFi, LoRa 통신 등을 통해 상기 인공지능 서버(30)와 데이터 통신을 수행하여 실내 공기질의 측정 데이터를 전송할 수 있으며, 블루투스를 통해 사용자 단말기(스마트폰 등)와 실내 환기 시스템, 공기 청정기, 제습기 등과 연동될 수 있다.
상기 실내 공기질 측정기(10)와 별개로 실외에는 상기 실외 공기질 측정기(20)가 실외에 배치된다. 상기 실외 공기질 측정기(20)는 실외의 공기질을 측정하기 때문에, 실외의 소정의 위치에 배치되는 것이 바람직하고, 실외의 공기질에 영향을 주는 주요 오염원 및 오염물질의 농도를 측정한다. 예를 들어, 상기 실내 공기질 측정기(10)는 기본적으로 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5) 및 온도/습도 등의 농도를 측정한다.
상기 실외 공기질 측정기(20)는 실외 공기질을 측정하고, 측정된 실외의 공기질에 대한 정보를 사전에 설정된 주기마다 또는 상기 인공지능 서버(30)에 의하여 요청이 있는 경우에 상기 인공지능 서버(30)로 전송한다.
상기 실외 공기질 측정기(20)는 IoT 기반의 공기질 측정기로서, 실외의 외벽, 기둥 등에 간단하게 부착 가능한 형태로 배치되고, NB-IoT, LoRa 등의 무선 통신 및 이더넷을 통한 하이브리드 타입의 외부 통신 인터페이스 등을 통해 상기 인공지능 서버(30)와 데이터 통신을 수행하여 실외 공기질의 측정 데이터를 전송할 수 있으며, 상시 전원 또는 배터리에 의해 동작될 수 있도록 하이브리드 타입의 전원부가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 실내 공기질 측정기(10)에 측정된 실내 공기질의 측정 데이터와 상기 실외 공기질 측정기(20)에서 측정된 실외 공기질 측정 데이터는 상술한 바와 같이, 실시간으로 또는 설정 주기마다 또는 요청이 있는 경우에 상기 인공지능 서버(30)로 전송된다. 그러면, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질의 측정 데이터와 상기 실외 공기질의 측정 데이터를 분석 처리하여 실내 공기질의 최적화를 위한 공기 청정기(60) 및 환기 시스템(70)의 구동을 위한 제어 데이터를 생성한다.
즉, 상기 인공지능 서버(30)는 기본적으로 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여 공기 청정기(60) 및 환기 시스템(70)의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하는 동작을 수행한다. 또한, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 공기 청정기(60) 및 환기 시스템(70)뿐만 아니라 실내의 온도 및 습도를 조절할 수 있는 제습기(미도시) 역시 동작시킬 수 있는 제어 데이터를 생성하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여 실내 공기질을 좋게하고 최적화시킬 수 있는 제어 데이터를 생성한다. 예를 들어, 상기 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 및 제습기(미도시) 중, 적어도 하나의 동작을 온(On) 또는 오프(Off)하는 제어 데이터를 생성할 수 있다. 그러면, 상기 제어 데이터는 상기 스마트 브릿지(50)에 전송되고, 상기 스마트 브릿지(50)는 상기 제어 데이터를 이용하여 연동되어 있는 상기 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 및 제습기(미도시) 중 적어도 하나를 동작 제어한다.
즉, 상기 스마트 브릿지(50)는 상기 상기 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 및 제습기(미도시)와 연동될 수 있도록 배치되고, 상기 인공지능 서버(30)로부터 전송되는 제어 데이터에 따라 상기 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70) 중 적어도 하나의 동작을 제어한다.
상기 스마트 브릿지(50)는 연동되는 상기 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70)의 온/오프 동작 및 공기질 상태에 따라 풍량 등 가동 세기를 제어할 수 있다. 즉, 상기 스마트 브릿지(50)는 상기 인공지능 서버(30)로부터 동작에 관한 제어 데이터, 예를 들어 온/오프 동작, 가동 세기 등의 제어 데이터를 전송받아 상기 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70) 중, 적어도 하나를 동작 제어한다.
상기 스마트 브릿지(50)는 연동되는 상기 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70)을 모니터링하여, 상기 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70)의 가동 시간, 가동 세기 등을 포함한 가동 데이터를 실시간 또는 주기적으로 또는 상기 인공지능 서버(30)의 요청에 따라 상기 인공지능 서버(30)에 전송하는 동작을 수행한다.
상기 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70)의 가동 데이터를 전송받은 상기 인공지능 서버(30)는 사전에 빅데이터에 대한 인공지능 분석 및 머신러닝 등을 통해 수립된 기준 데이터와 비교하여 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70)의 유지 보수 및 필터 교체 등에 관한 알람을 발생할 수 있다.
한편, 상기 인공지능 서버(30)는 기본적으로 상기 실내 공기질의 측정 데이터와 상기 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여 실내 공기를 양호하게 하고 최적화할 수 있는 제어 데이터, 즉, 상기 공기 청정기(60), 제습기(미도시) 및 환기 시스템(70) 중, 적어도 하나를 동작시키기 위한 제어 데이터를 생성하여 상기 스마트 브릿지(50)로 전송한다.
구체적으로, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량한 경우에는 상기 공기 청정기(60)의 동작 제어 데이터를 생성하거나, 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량하고, 상기 실외 공기질이 상기 실내 공기질보다 양호한 경우에는 상기 환기 시스템(70)의 동작 제어 데이터를 생성하고, 상기 실외 공기질이 상기 실내 공기질보다 불량한 경우에는 상기 공기 청정기(60)의 동작 제어 데이터를 생성하는 동작을 수행한다.
상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량한 경우에는 상기 공기 청정기(60)의 동작 제어 데이터를 생성하는데, 여기서 실내 공기질은 미세먼지, 초미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, TVOC 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질과 실외 공기질을 비교하여 상기 환기 시스템(70) 및 공기 청정기(60) 중 적어도 하나를 동작시키는 제어 데이터를 생성하는데, 여기서 상기 실내 공기질은 미세먼지 또는 초미세먼지인 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 기준 공기질은 미세 먼지가 50ug/m3, TVOC가 3으로 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질이 상기 미세 먼지 및 TVOC에 관한 기준 공기질의 농도 중, 어느 하나의 기준 공기질의 농도보다 더 높은 경우, 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량한 것으로 판단한다. 이와 같이 판단되는 경우, 상기 인공지능 서버(30)는 기본적으로 상기 공기 청정기(60)를 동작시키는 제어 데이터를 생성하여 상기 스마트 브릿지(50)로 전송하고, 이를 통해 상기 공기 청정기(60)가 가동될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 상기 인공지능 서버(30)는 상기와 같이 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량한 것으로 판단된 경우에 한해서, 2차적으로 상기 실외 공기질이 상기 실내 공기질보다 양호한지를 판단한다.
판단 결과, 상기 실외 공기질이 실내 공기질보다 양호한 경우로 판단된 경우에는 환기 필요성이 있는 것으로 판단하고, 상기 환기 시스템(70)의 동작 제어 데이터, 즉 상기 환기 시스템(70)을 동작시키는 제어 데이터를 생성하여 상기 스마트 브릿지(50)로 전송하고, 이를 통해 상기 환기 시스템(70)이 가동될 수 있도록 할 수 있다.
반면, 상기 실외 공기질이 실내 공기질보다 불량한 경우로 판단된 경우에는 환기 불가로 판단한다. 이 경우, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 환기 시스템(70)의 동작 대신 상기 공기 청정기(60)를 동작시키는 동작 제어 데이터를 생성하여 상기 스마트 브릿지(50)로 전송하고, 이를 통해 상기 공기 청정기(60)가 가동될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이 2차적 판단을 통하여 최종 환기 필요성을 판단하는 이유는 실외 공기가 실내 공기보다 불량한 경우에도 환기가 이루어져 실내 공기가 더욱더 악화되는 것을 방지하기 위함이다.
이상에서 설명한, 본 발명인 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템(100)에 의하면, 실내 공기질뿐만 아니라 실외 공기질도 동시에 측정한 후, 인공지능 분석 및 처리에 기반하여 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나가 동작되도록 제어하여 실내 공기질을 양호하게 유지하고, 더 나아가 실내 공기질과 실외 공기질을 비교하여 실외 공기질이 실내 공기질보다 더 양호한 경우에만 환기가 이루어질 수 있도록 구성하기 때문에, 실내 공기질이 더 악화되는 것을 방지하여 실내 공기질을 최적화시킬 수 있도록 하는 장점이 발생된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템(100)은 대기질 데이터 및 기상 데이터를 포함하는 외부 데이터를 제공할 수 있는 외부 제공 데이터 시스템(80)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 외부 데이터를 상기 실내 공기질의 측정 데이터 및 상기 실외 공기질의 측정 데이터와 함께 분석하여 상기 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 및 제습기(미도시)의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하고 이상 상황이 발생한 것으로 판단되면 알람 데이터를 생성하는 동작을 수행한다.
즉, 상기 인공지능 서버(30)는 대기질 데이터 및 기상 데이터를 포함하는 외부 데이터를 외부 데이터 제공 시스템(80)으로부터 수집하고, 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터와 함께 분석하여, 상기 공기 청정기(60), 제습기 및 환기 시스템(70)의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하고 이상 상황 발생 판단시 알람 데이터를 생성하는 동작을 수행한다.
상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여, 상기 공기 청정기(60), 제습기 및 환기 시스템(70) 중, 적어도 하나의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하되, 상기 대기질 데이터 및 기상 데이터를 포함하는 외부 데이터를 고려하여 제어 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 인공지능 서버(30)는 실외 공기질이 실내 공기질보다 더 양호한 것으로 판단된 경우에도, 현재 비가 많이 내리고 바람이 강하게 부는 경우에는 환기 시스템(70)을 동작시키는 제어 데이터를 생성하는 대신 공기 청정기(60)를 동작시키는 제어 데이터를 생성한다. 즉, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 외부 데이터를 분석하여 현재 내리는 강수량이 기준 강수량 이상이고 현재 풍속이 기준 풍속 이상인 경우에는 실외 공기질이 실내 공기질보다 더 양호한 것으로 판단된 경우에도, 환기 시스템(70)을 동작시키는 제어 데이터를 생성하는 대신 공기 청정기(60)를 동작시키는 제어 데이터를 생성하는 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질과 실외 공기질을 상기 외부 데이터와 비교하여 이상 상황이 발생한 것으로 판단되면 알람을 발생시키는 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 인공지능 서버(30)는 상기 실내 공기질 데이터 및 실외 공기질 데이터와 상기 외부 데이터로부터 확인할 수 있는 대기질 데이터를 비교하여, 상기 실내 공기질 및 실외 공기질이 각각 상기 외부 데이터에 관한 대기질보다 더 불량한 것으로 판단된 경우에는 실내 공기질 측정기(10) 및 실외 공기질 측정기(20) 주변에 화재 또는 붕괴 등 이상 상황 발생 가능성이 있기 때문에, 알람을 발생하여 관리자 등에 이상 상황 발생을 인지시키는 동작을 수행한다.
한편, 상기 인공지능 서버(30)는 권한을 가진자가 조작 가능한 단말기, 즉 권한 단말기(90)가 접속하여 다양한 분석 데이터를 확인 및 전송받을 수 있도록 하고, 더 나아가 필요에 따라 상기 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 및 제습기 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어 데이터를 생성할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 인공지능 서버(30)에 접속 가능하고 접속 권한을 가진 권한 단말기(90)는 상기 인공지능 서버(30)로 하여금 제습기, 상기 공기 청정기(60) 및 환기 시스템(70) 중 적어도 하나의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하도록 제어할 수 있고, 상기 인공지능 서버(30)에 의한 분석 데이터를 확인 및 전송받을 수 있다.
상기 인공지능 서버(30)의 관리자, 상기 인공지능 서버(30)에 회원 등록한 사용자 등 상기 인공지능 서버(30)에 접속할 수 있는 권한을 가진자는 상기 권한 단말기(90)를 이용하여 상기 인공지능 서버(30)에 접속할 수 있다. 상기 권한을 가진자가 사용하는 권한 단말기(90)는 상기 인공지능 서버(30)가 분석한 다양한 분석 데이터를 확인할 수 있고 필요에 따라 전송받을 수도 있다.
또한, 상기 권한을 가진자는 상기 권한 단말기(90)를 이용하여 상기 인공지능 서버(30)에 접속하여, 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 및 제습기 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있는 제어 데이터를 생성할 수 있다. 그러면, 상기 스마트 브릿지(50)는 해당 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 및 제습기 중 적어도 하나의 동작을 제어한다. 이를 통해, 사용자는 자신의 집 또는 건물의 실내에 대해 필요에 따라 환기 시스템(70), 공기 청정기(60) 및 제습기 중 적어도 하나를 동작시킬 수도 있다.
한편, 상기 스마트 브릿지(50)는 상기 인공지능 서버(30)로부터 전송되는 제어 데이터에 따라, 자신에 연동되어 있는 복수의 환기 시스템(70), 공기 청정기(60) 및 제습기 중 적어도 하나를 동작시킬 수도 있다. 이를 위해, 상기 스마트 브릿지(50)는 자신에 연동되어 있는 환기 시스템(70), 공기 청정기(60) 및 제습기의 동작 제어를 위한 펌웨어를 저장 관리하고 있다.
또한, 상기 스마트 브릿지(50)는 새로운 환기 시스템(70), 공기 청정기(60) 및 제습기 중 적어도 하나가 신규로 연동 연결되는 경우, 이를 동작 제어하기 위한 펌웨어가 없는 경우에는 상기 인공지능 서버(30)로부터 신규 펌웨어를 전송받아 업데이트하여 상기 신규 환기 시스템(70), 공기 청정기(60) 및 제습기 중 적어도 하나를 동작시킬 수 있다.
즉, 상기 스마트 브릿지(50)는 상기 제습기, 공기 청정기(60) 및 환기 시스템(70)의 동작 제어를 위한 펌웨어를 저장 관리하고, 저장 관리되지 않는 신규 펌웨어로 동작 제어되는 신규한 제습기, 공기 청정기(60) 및 환기 시스템(70)이 연동되는 경우, 상기 인공지능 서버(30)로부터 신규 펌웨어를 전송받아 업데이트하는 동작을 수행한다.
이하에서는 상기 인공지능 서버(30)의 구성 및 동작에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
상기 인공지능 서버(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 측정 데이터 수집부(31), 외부 데이터 수집부(33), 데이터베이스(35), 데이터 분석 처리부(37) 및 동작 제어부(39)를 포함하여 구성된다.
상기 측정 데이터 수집부(31)는 상기 실내 공기질 측정기(10)로부터 실내 공기질의 측정 데이터를 수집하고, 상기 실외 공기질 측정기(20)로부터 실외 공기질의 측정 데이터를 수집하는 동작을 수행한다.
상기 측정 데이터 수집부(31)는 상기 수집되는 실내 공기질의 측정 데이터와 실외 공기질의 측정 데이터를 상기 데이터베이스(35)에 저장 관리한다. 또한, 상기 측정 데이터 수집부(31)는 설정에 따라 상기 데이터베이스(35)에 측정 데이터를 저정함과 동시에 상기 데이터 분석 처리부(37)로 전달할 수도 있다.
상기 외부 데이터 수집부(33)는 상기 외부 데이터 제공 시스템(80)으로부터 대기질 데이터 및 기상 데이터를 포함하는 외부 데이터를 수집하는 동작을 수행한다. 상기 외부 데이터 수집부(33) 역시 상기 수집된 외부 데이터를 상기 데이터베이스(35)에 저장 관리하고, 설정에 따라 상기 데이터 분석 처리부(37)로 전달할 수도 있다.
상기 데이터 분석 처리부(37)는 상기 측정 데이터 수집부(31)에서 수집된 실내 공기질의 측정 데이터와 실외 공기질의 측정 데이터 및 상기 외부 데이터 수집부(33)에서 수집된 외부 데이터를 이용하여 실내 공기질을 양호하게 유지하고 최적화시킬 수 있도록 하는 제어 데이터, 즉 제습기, 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 중 적어도 하나를 동작시키는 제어 데이터를 생성하고, 더 나아가 실내 공기질 측정기(10)와 실외 공기질 측정기(20) 주변의 이상 상황 발생 판단시 알람 데이터를 생성하는 동작을 수행한다.
상기 데이터 분석 처리부(37)는 실내 공기질 정화를 위한 제어 데이터 생성 및 알람 데이터 생성뿐만 아니라 다양한 분석을 수행하고, 운영 및 관리에 관한 다양한 처리를 수행한다.
예를 들어, 상기 데이터 분석 처리부(37)는 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다.
1) 모니터링 : 온도, 습도, 이산화탄소, TVOC, PM10, PM2.5 계측자료 및 상태 확인
2) 이상상태알림 : 실내 온도, 습도, 이산화탄소, TVOC, PM10, PM2.5 측정값 기준치 초과에 따른 알림
3) 기기동작알림 : 기기 동작 On/Off, 필터교체 여부 등 상태에 대한 알림 기능
4) 기기작동제어 : 공기청정기 및 환기 시스템 작동제어 기능
5) 시계열분석 : 시간별, 주간별 미세먼지, 날씨, 온도, 습도 자료 분석정보 확인
6) 패턴분석 : 시간별, 주간별 미세먼지, 날씨, 온도, 습도 자료 분석정보 확인
7) 미세먼지 예보/경보 : 시간별, 주간별 PM10, PM2.5 예보 자료 확인
8) 날씨, 오존, 온도, 습도 : 시간별, 주간별 날씨 예보/경보 자료 확인
9) 통계분석 : 시간별, 주간별 PM10, PM2.5 자료 통계분석 정보 제공
10) 상관성분석 : 실내외 미세먼지 정보 상관성분석 자료 제공
11) 공기정화추천서비스 : 실시간 공기정화 추천 서비스(자동/수동) 기능 제공
12) 운영관리 : 회원정보, 회원권한 확인
13) 이력관리 : 회원정보, 기기정보, 코드정보, 테이블정보 확인
14) 사용자 : 알림 동작 On/off, 기기등록/해제, 기기정보 확인
15) 자료연계 : 미세먼지, 날씨, 온도, 습도 자료 확인
16) 리포트: 시간별, 주간별 리포트 확인
이와 같은 동작을 수행하는 상기 데이터 분석 처리부(37)는 상기 동작 제어부(39)를 통해 상기 스마트 브릿지(50)로 제어 데이터를 전송한다. 즉, 상기 동작 제어부(39)는 상기 데이터 분석 처리부(37)에서 생성한 제어 데이터를 상기 스마트 브릿지(50)로 전송하여 해당 제습기, 공기 청정기(60), 환기 시스템(70) 중 적어도 하나가 동작될 수 있도록 한다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10 : 실내 공기질 측정기 20 : 실외 공기질 측정기
30 : 인공지능 서버 31 : 측정 데이터 수집부
33 : 외부 데이터 수집부 35 : 데이터베이스
37 : 데이터 분석 처리부 39 : 동작 제어부
50 : 스마트 브릿지 60 : 공기 청정기
70 : 환기 시스템 80 : 외부 데이터 제공 시스템
90 : 권한 단말기 100 : 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템
30 : 인공지능 서버 31 : 측정 데이터 수집부
33 : 외부 데이터 수집부 35 : 데이터베이스
37 : 데이터 분석 처리부 39 : 동작 제어부
50 : 스마트 브릿지 60 : 공기 청정기
70 : 환기 시스템 80 : 외부 데이터 제공 시스템
90 : 권한 단말기 100 : 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템
Claims (5)
- 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템에 있어서,
실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 측정기;
실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 측정기;
상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터를 분석하여 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하는 인공지능 서버;
상기 인공지능 서버로부터 전송되는 제어 데이터에 따라 상기 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 스마트 브릿지를 포함하고,
상기 스마트 브릿지는 상기 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작 제어를 위한 펌웨어를 저장 관리하고, 저장 관리되지 않는 신규 펌웨어로 동작 제어되는 신규 공기 청정기 및 환기 시스템이 연동되는 경우, 상기 인공지능 서버로부터 신규 펌웨어를 전송받아 업데이트하는 것을 특징으로 하는 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 인공지능 서버는 상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량한 경우에는 상기 공기 청정기의 동작 제어 데이터를 생성하거나,
상기 실내 공기질이 사전에 설정된 기준 공기질보다 불량하고, 상기 실외 공기질이 상기 실내 공기질보다 양호한 경우에는 상기 환기 시스템의 동작 제어 데이터를 생성하고, 상기 실외 공기질이 상기 실내 공기질보다 불량한 경우에는 상기 공기 청정기의 동작 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 인공지능 서버는 대기질 데이터 및 기상 데이터를 포함하는 외부 데이터를 외부 데이터 제공 시스템으로부터 수집하고, 상기 실내 공기질과 실외 공기질의 측정 데이터와 함께 분석하여, 상기 공기 청정기 및 환기 시스템의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하고 이상 상황 발생 판단시 알람 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 인공지능 서버에 접속 가능하고 접속 권한을 가진 권한 단말기는 상기 인공지능 서버로 하여금 상기 공기 청정기 및 환기 시스템 중 적어도 하나의 동작에 관한 제어 데이터를 생성하도록 제어할 수 있고, 상기 인공지능 서버에 의한 분석 데이터를 확인 및 전송받을 수 있는 것을 특징으로 하는 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210068259A KR102479889B1 (ko) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210068259A KR102479889B1 (ko) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220160271A KR20220160271A (ko) | 2022-12-06 |
| KR102479889B1 true KR102479889B1 (ko) | 2022-12-21 |
Family
ID=84407581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210068259A KR102479889B1 (ko) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 실내 공기정화 제어를 위한 인공지능 기반 공기질분석시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102479889B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101590343B1 (ko) * | 2015-03-06 | 2016-02-02 | 엔팩토리주식회사 | 대기환경과 댁내환경 기반의 홈케어 관리 시스템 및 방법, 그리고 이를 위한 기록매체 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070096084A (ko) | 2005-12-09 | 2007-10-02 | 강소기 | 실내공기 환기시스템 및 그를 이용한 환기방법 |
| KR20200101510A (ko) * | 2019-01-30 | 2020-08-28 | 주식회사 커넥티드 | IoT 기술을 이용한 에너지 절약형 환기 제어 시스템 |
| KR20210040898A (ko) * | 2021-03-29 | 2021-04-14 | 케이웨더(주) | 지능형 환기 청정 시스템 및 그의 동작 방법 |
-
2021
- 2021-05-27 KR KR1020210068259A patent/KR102479889B1/ko active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101590343B1 (ko) * | 2015-03-06 | 2016-02-02 | 엔팩토리주식회사 | 대기환경과 댁내환경 기반의 홈케어 관리 시스템 및 방법, 그리고 이를 위한 기록매체 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220160271A (ko) | 2022-12-06 |
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