KR102496128B1 - 실내공기질 측정기를 이용한 메시지 전송 및 에너지 관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기질 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 공기질 관리 시스템은 공기질 관리 프로그램을 제공하는 공기질 관리 서버 및 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 관리 장치를 포함하고, 여기서 공기질 관리 장치는 공기질 관리 프로그램을 수신하는 프로그램 수신부와, 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집하는 공기질 데이터 수집부 및 공기질 관리 프로그램을 이용하여 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 정보 처리부를 포함하며, 공기질 관리 서버는 실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델이 반영된 공기질 관리 프로그램을 생성한다.
Description
본 발명은 공기질 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계학습에 기반하는 공기질 관리 프로그램을 이용하여 실내 공간의 공기질을 모니터링하고 관리하는 기술적 사상에 관한 것이다.
환경부에 따르면, 2017년 국내 도시의 미세먼지 농도는 선진국 주요도시의 2배 이상 수준으로 서울은 26μg/m3, 뉴욕 10μg/m3, 동경 13μg/m3로 나타났다.
특히, 봄과 겨울철 초미세먼지 PM 2.5의 평균 농도가 지속적으로 상승하여 미세먼지주의보 발령 횟수 또한 증가한 것으로 보고되었다.
초미세먼지 PM2.5의 연평균 농도 또한 24μg/m3로, OECD 국가 중 칠레(24.9μg/m3)에 이어 두 번째로 오염도가 높은 것으로 확인되었으며, 2018년 기준 국내 수도권의 연평균 초미세먼지 농도는 2015년 대비 약 12% 감소했으나, 초미세먼지 '매우 나쁨' 일수는 0일에서 5일로, '나쁨' 일수는 62일에서 72일로 대폭 증가하였다.
이렇듯 최근 들어 급격히 심각해진 공기질의 악화로 인해 야외 활동뿐만 아니라 실내 공간에서의 일상생활의 불편함이 가중되고 있고, 미세먼지로 인한 질병 발생 및 사망 등의 건강에 대한 우려와 피해도 급증하고 있다.
특히, 날씨와 바람 등에 의해 자연 정화가 가능한 실외 공기질에 비해 실내 공기질은 인위적인 환기 또는 공기 정화 활동이 없을 경우 실내의 공기 오염도는 급속히 악화될 수 있다.
외부로부터 유입된 미세먼지와 초미세먼지, 실내에서 활동하고 있는 사람에게서 뿜어져 나오는 이산화탄소, 실내 건축자재와 접착제, 페인트 및 각종 공산품에서 뿜어져 나오는 휘발성유기화합물질 등이 실내 공기질을 악화시키고 이는 실내 활동의 둔화뿐 만 아니라 건강에 치명적인 결과를 초래하기도 한다.
공기 중 각종 오염물질이 호흡기를 통해 신체에 침투하여 호흡기질환을 비롯해, 천식, 폐질환 등의 원인이 되기도 한다.
미국 EPA(Environmental Protection Agency) 조사 결과에서는 이러한 내 공기 오염물질의 농도가 실외 대기오염물질보다 2~5배에 이르고, 때로는 100배 이상 높다고 밝힌바 있다.
한국질병관리본부는 초미세먼지로 인해 전세계 사망자가 1990년 약 350만 명에서 2000년에는 380만 명 2015년에 는 420만 명으로 증가하였다고 발표 하였다.
특히, 실내공기 오염에 의한 사망자는 280만명으로 추정된다고 발표한 바 있다.
한편, 어린이집, 유치원, 초중고교와 같은 교육환경의 실내공기질 악화는 오랜 시간 실내에 체류할 수 밖에 없는 불가피한 상황에서 성장기 어린이와 청소년들이 건강과 교육 효과에 심각한 악영향을 미칠 수도 있다.
이렇듯 급격히 심각해지는 미세먼지의 위협을 감소시키고 국민의 건강유지를 위해 환경부는 다중 이용시설 및 신축 공동주택 등의 '실내공기질 관리법'을 강화하여 2018년 기준 미세먼지 일평균 환경기준을 기존 50μg/m3에서 미국 일본 등 선진국과 같은 수준의 35μg/m3로, 연평균 환경기준은 기존 25μg/m3에서 15μg/m3로 상향하였다.
이처럼 강화된 실내공기질 관리법을 준수하고 우리가 생활하는 실내환경에서 보다 쾌적하고 안전한 공기질을 확보하기 위해서는 먼저 미세먼지를 비롯한 다양한 공기질 오염 요소를 측정하여 공기질의 수준을 진단할 수 있는 실시간 공기질 모니터링 시스템이 요구되고 있다.
본 발명은 실내 공기질 관리를 위한 다중 정보를 수집하고, 수집된 다중 정보에 기반하여 실시간으로 공기질의 변화를 확인하며, 확인된 공기질의 변화에 따라 실내 공기질을 쾌적한 상태로 자동 관리하는 공기질 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 사물 인터넷 센서를 통해 수집된 실내 공기질 정보와 위치 정보에 기반한 실외 공기질 정보, 기상 정보 및 사용자의 장치 이용 및 생활 패턴에 따른 실내 공기질의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 가시화 정보를 제공하는 공기질 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 시스템은 공기질 관리 프로그램을 제공하는 공기질 관리 서버 및 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 관리 장치를 포함하고, 여기서 공기질 관리 장치는 공기질 관리 프로그램을 수신하는 프로그램 수신부와, 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집하는 공기질 데이터 수집부 및 공기질 관리 프로그램을 이용하여 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 정보 처리부를 포함하며, 공기질 관리 서버는 실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델이 반영된 공기질 관리 프로그램을 생성할 수 있다.
공기질 데이터는 실내 공간에 구비된 적어도 하나의 사물 인터넷(internet of things, IoT) 센서를 통해 수집되는 실내 공기질 데이터, 실내 공간의 위치 정보에 기초하여 수집되는 실외 공기질 데이터, 기상청 대기오염정보 어플리케이션을 통해 수집되는 기상 데이터 및 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작 상태에 기초하여 수집되는 공간 사용 패턴 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
공간 사용 패턴 데이터는 실내 공간에 구비된 창문의 개폐 상태, 실내 공간에 구비된 공기청정 환기장치의 동작 상태 및 전력 사용량 중 적어도 하나의 정보에 대응되는 데이터를 포함할 수 있다.
공기질 정보 처리부는 수집된 공기질 데이터를 공기질 진단 모델에 입력하여 공기질 현황 정보를 생성하고, 생성된 공기질 현황 정보를 환기장치 제어 모델에 입력하여 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
공기질 관리 서버는 적어도 하나의 공기질 빅데이터를 기설정된 주기마다 재수집하고, 재수집된 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 재학습하며, 재학습된 공기질 진단 모델, 재학습된 환기장치 제어 모델 및 엣지 컴퓨팅 모듈의 업데이트 정보를 포함하는 프로그램 업데이트 정보를 생성할 수 있다.
프로그램 수신부는 공기질 관리 서버로부터 프로그램 업데이트 정보를 수신하고, 공기질 정보 처리부는 수신된 프로그램 업데이트 정보에 기초하여 공기질 관리 프로그램을 업데이트할 수 있다.
공기질 관리 장치 및 공기질 관리 서버 중 적어도 하나는 공기질 현황 정보에 대응되는 모니터링 데이터에 관한 시각화 정보를 생성하고, 시각화 정보를 기설정된 사용자 단말, 모바일 앱, 웹 서비스 및 TV 앱 서비스 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 제공하는 공기질 데이터 시각화부를 더 포함할 수 있다.
공기질 데이터 시각화부는 공기질 현황 정보에 따른 공기질 요소별 데이터를 시간 경과 별로 구분하는 모니터링 데이터를 생성하고, 사용자 단말에서 모니터링 데이터에 대한 시각화를 지원할 수 있다.
공기질 정보 처리부는 원격 제어 정보에 기초하여 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작을 제어하는 공기질 관리장치 제어부를 더 포함할 수 있다.
공기질 관리장치 제어부는 원격 제어 정보를 환기장치에 제공하여 환기장치의 동작을 원격 제어할 수 있다.
공기질 관리장치 제어부는 원격 제어 정보를 공기질 관리 서버에 제공하고, 공기질 관리 서버는 제공된 원격 제어 정보에 기초하여 환기장치의 동작을 원격 제어할 수 있다.
공기질 정보 처리부는 오프라인 모드에서 엣지 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정을 수행하고, 온라인 모드에서 클라우드 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정을 수행할 수 있다.
엣지 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정은 오프라인 상태에서 연결 가능한 환기 장치의 검색, 연결, 제어 및 운용 상태 모니터링 중 적어도 하나의 동작을 수행하기 위한 정보를 처리하는 과정을 포함하고, 클라우드 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정은 실내 공간에 구비된 환기장치 및 공기질 관리 장치 중 적어도 하나를 공기질 관리 서버에 등록하기 위한 정보를 처리하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 방법은 공기질 관리 서버에서 공기질 관리 장치에 공기질 관리 프로그램을 제공하는 단계 및 공기질 관리 장치에서 제공된 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 단계를 포함하고, 여기서 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 단계는 프로그램 수신부에서 공기질 관리 프로그램을 수신하는 단계와, 공기질 데이터 수집부에서 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집하는 단계 및 공기질 정보 처리부에서 공기질 관리 프로그램을 이용하여 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 단계를 포함하며, 공기질 관리 프로그램을 제공하는 단계는 공기질 관리 서버에서 실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델이 반영된 공기질 관리 프로그램을 생성할 수 있다.
본 발명은 실내 공기질 관리를 위한 다중 정보를 수집하고, 수집된 다중 정보에 기반하여 실시간으로 공기질의 변화를 확인하며, 확인된 공기질의 변화에 따라 실내 공기질을 쾌적한 상태로 자동 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은 사물 인터넷 센서를 통해 수집된 실내 공기질 정보와 위치 정보에 기반한 실외 공기질 정보, 기상 정보 및 사용자의 장치 이용 및 생활 패턴에 따른 실내 공기질의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 가시화 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치를 적용한 환경을 설명하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치의 적용 결과를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치를 적용한 환경을 설명하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치의 적용 결과를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기질 관리 시스템(100)은 실내 공기질 관리를 위한 다중 정보를 수집하고, 수집된 다중 정보에 기반하여 실시간으로 공기질의 변화를 확인하며, 확인된 공기질의 변화에 따라 실내 공기질을 쾌적한 상태로 자동 관리할 수 있다.
또한, 공기질 관리 시스템(100)은 사물 인터넷 센서를 통해 수집된 실내 공기질 정보와 위치 정보에 기반한 실외 공기질 정보, 기상 정보 및 사용자의 장치 이용 및 생활 패턴에 따른 실내 공기질의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 가시화 정보를 제공할 수 있다.
이를 위해, 공기질 관리 시스템(100)은 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 관리 장치(110)와, 공기질 관리 프로그램을 제공하는 공기질 관리 서버(120)를 포함할 수 있다. 일례로, 실내 공간은 건물 내부 또는 차량 내부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 공기질 관리 서버(120)는 실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델이 반영된 공기질 관리 프로그램을 생성할 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 빅데이터는 기설정된 복수의 실내 공간에 대응되는 공기질 빅데이터일 수 있으며, 실내 공기질 빅데이터 및 실외 공기질 빅데이터는 복수의 실내 공간에 각각 설치된 공기질 관리 장치(110)로부터 수집되는 데이터일 수 있다.
일례로, 공기질 관리 장치(110)는 실내 공간에 설치된 복수의 사물 인터넷(internet of things, IoT) 센서를 통해 실내 공기질 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 공기질 관리 서버(120)에 제공할 수 있으며, 공기질 관리 서버(120)는 각각의 공기질 관리 장치(110)로부터 수신하는 복수의 실내 공기질 데이터를 실내 공기질 빅데이터로 수집할 수 있다.
또한, 공기질 관리 장치(110)는 실내 공간에 대응되는 외부 영역에 설치된 복수의 사물 인터넷 센서 및 외부 영역에 설치된 복수의 사물 인터넷 센서의 위치 정보에 기초하여 실외 공기질 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 공기질 관리 서버(120)에 제공할 수 있으며, 공기질 관리 서버(120)는 각각의 공기질 관리 장치(110)로부터 수신하는 복수의 실외 공기질 데이터를 실외 공기질 빅데이터로 수집할 수 있다.
또한, 공기질 관리 장치(110)는 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작 상태에 기초하여 공간 사용 패턴 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 공기질 관리 서버(120)에 제공할 수 있으며, 공기질 관리 서버(120)는 각각의 공기질 관리 장치(110)로부터 수신하는 복수의 공간 사용 패턴 데이터를 공간 사용 패턴 빅데이터로 수집할 수 있다.
또한, 공기질 관리 서버(120)는 기상청으로부터 복수의 실내 영역 각각의 위치에 대응되는 복수의 대기오염정보를 수신하고, 수신된 복수의 대기오염정보를 기상 빅데이터로 수집할 수 있다.
여기서, 사물인터넷 기술은 사물이 인터넷으로 연결되어 정보가 생성, 수집, 공유 기능이 활용되는 초연결 인터넷 네트워크 기술로서, 실내공기질 데이터를 실시간 수집 및 처리하고 제어하기 위해서는 다양한 기종의 IoT 디바이스들과 통신하고 디바이스로부터 생성된 데이터를 클라우드 플랫폼으로 연결해주는 IoT 데이터 통합 게이트웨이가 요구될 수도 있다.
또한, 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작 상태는 공기청정 환기장치의 동작 상태 및 창문의 개폐 상태 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.공기질 관리 서버(120)는 적어도 하나의 공기질 빅데이터를 전처리하고, 전처리된 공기질 빅데이터를 클라우드 데이터베이스에 적재할 수 있으며, 클라우드 데이터베이스에 적재된 공기질 빅데이터를 이용하여 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성할 수 있다.
전처리된 공기질 빅데이터는 확장성에 기반하여 데이터 용량 증가 및 데이터 이용자의 트래픽 증감에 따른 확대 및 축소를 보장하고, 생산성에 기반하여 데이터 사용자의 접근성 및 편의성에 유연한 대응을 보장하며, 신뢰성에 기반하여 다중의 가용 영역(availability zone)을 이용한 서비스 다운 타임을 감소시키고, 경제성에 기반하여 하드웨어 도입 및 운영에 요구되는 투자 비용을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 공기질 관리 서버(120)는 적어도 하나의 공기질 빅데이터를 유효성 검증하고, 데이터 분석과 기설정된 서비스 규격에 맞도록 가공 및 정제하는 전처리 과정을 수행하되, 전처리 수행 과정에서 데이터의 누락, 데이터 구축 및 통합에 따른 오류 데이터 발생 및 데이터 추출, 변환, 탑재 통합과 관련된 데이터 이동 및 재 구조화에 따른 불일치 중 적어도 하나와 관련된 데이터 정합성을 검증 및 처리할 수 있다.
한편, 각각의 공기질 관리 장치(100)는 공기질 관리 서버(120)로부터 수신하는 공기질 관리 프로그램에 구비된 공기질 진단 모델을 이용하여 공기질 현황 정보를 생성하고, 환기장치 제어 모델을 이용하여 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
또한, 각각의 공기질 관리 장치(100)는 공기질 현황 정보에 대응되는 모니터링 데이터에 관한 시각화 정보를 생성하고, 생성된 시각화 정보를 기설정된 사용자 단말에 제공할 수 있으며, 원격 제어 정보를 대응되는 실내 공간에 위치한 환기장치에 제공하여 환기장치를 원격제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)는 이후 실시예 도 2를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 공기질 관리 장치(200)는 프로그램 수신부(210), 공기질 데이터 수집부(220), 공기질 정보 처리부(230) 및 공기질 데이터 시각화부(240)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 공기질 데이터 시각화부(240)가 공기질 관리 장치(200)에 구비되는 것으로 설명하나, 공기질 데이터 시각화부(240)는 공기질 관리 서버에 구비될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 프로그램 수신부(210)는 공기질 관리 서버로부터 공기질 관리 프로그램을 수신할 수 있으며, 여기서 공기질 관리 서버는 실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델이 반영된 공기질 관리 프로그램을 생성할 수 있다.
일례로, 공기질 관리 프로그램은 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델뿐만 아니라, 공기질 진단 모델과 환기장치 제어 모델을 이용하여 공기질 데이터를 분석하는 엣지 컴퓨팅 모듈, 환기장치 제어 모듈 및 환기장치에 대한 에너지 최적화 모듈 중 적어도 하나의 모듈을 포함할 수 있다.
구체적으로, 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델 중 적어도 하나의 모델은 시계열 예측 모델(time-series forecasting model)일 수 있다. 즉, 적어도 하나의 모델은 시간의 흐름에 따라 순차적으로 기록된 데이터를 분석하여 미래를 예측하는 모델일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 모델은 LSTM(long short-term memory models)일 수 있다. RNN은 관련 정보와 그 정보를 사용하는 지점 사이 거리가 멀 경우 역전파시 vanishing gradient problem이 발생 되는데, LSTM은 이러한 문제를 해결하기 위해 만들어진 알고리즘으로 cell state와 forget gate 및 input gate로 구성되어 이전 데이터가 완전히 사라지는 현상을 막을 수 있다.
에너지 최적화 모듈은 공기질 진단 모델과 기 저장된 실시간 에너지 효율 분석 모델에 기초하여 환기장치의 에너지 소모 패턴을 분석하고, 에너지 소모 패턴의 분석 결과에 기초하여 실내 공기질과 에너지 효율을 최적화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 공기질 데이터 수집부(220)는 공기질 관리 장치(200)가 구비된 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집할 수 있다.
일례로, 공기질 데이터는 실내 공간에 구비된 적어도 하나의 사물 인터넷 센서를 통해 수집되는 실내 공기질 데이터, 실내 공간에 대응되는 외부 영역에 구비된 적어도 하나의 사물 인터넷 센서 및/또는 실내 공간에 대응되는 위치 정보에 기초하여 기상청 서버 등으로부터 수집되는 실외 공기질 데이터, 기상청 대기오염정보 어플리케이션을 통해 수집되는 기상 데이터 및 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작 상태에 기초하여 수집되는 공간 사용 패턴 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 공간 사용 패턴 데이터는 실내 공간에 구비된 창문의 개폐 상태, 실내 공간에 구비된 공기청정 환기장치의 동작 상태 및 전력 사용량 중 적어도 하나의 정보에 대응되는 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 공기질 정보 처리부(230)는 공기질 관리 프로그램을 이용하여 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
공기질 정보 처리부(230)는 수집된 공기질 데이터를 공기질 진단 모델에 입력하여 공기질 현황 정보를 생성하고, 생성된 공기질 현황 정보를 환기장치 제어 모델에 입력하여 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
또한, 공기질 정보 처리부(230)는 수집된 공기질 데이터 및 생성된 공기질 현황 정보를 환기장치 제어 모델에 입력하여 원격 제어 정보를 생성할 수도 있다.
일례로, 공기질 정보 처리부(230)는 실내 공기질 데이터, 실외 공기질 데이터, 기상 데이터에 기반한 날씨 및 공간 사용 패턴 데이터에 기반한 공기청정 환기장치의 동작 상태, 창문 개폐 상태 및 전력사용량 중 적어도 하나의 데이터를 공기질 관리 프로그램에 입력하여 수집된 공기질 데이터에 대한 분석 결과를 도출할 수 있다.
공기질 정보 처리부(230)는 원격 제어 정보에 기초하여 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작을 제어하는 공기질 관리장치 제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 공기질 관리장치 제어부는 원격 제어 정보를 환기장치에 제공하여 환기장치의 동작을 원격 제어할 수 있다.
또한, 공기질 관리장치 제어부는 원격 제어 정보를 공기질 관리 서버에 제공하고, 공기질 관리 서버는 제공된 원격 제어 정보에 기초하여 환기장치의 동작을 원격 제어할 수도 있다.
구체적으로, 공기질 관리장치 제어부는 RF(radio frequency) 통신 및 BLE(bluetooth low energy) 통신 중 적어도 하나를 이용하여 공기질 관리 장치(200)와 연동되어 있는 환기장치의 동작을 원격으로 제어할 수 있다.
또한, 공기질 관리장치 제어부는 원격 제어 정보를 공기질 관리 서버에 제공함으로써, 공기질 관리 서버를 통해 공기질 관리 서버와 연동된 환기장치의 동작을 원격으로 제어할 수도 있다.
다시 말해, 공기질 정보 처리부(230)는 원격 제어 정보에 기초하여 공기청정 환기장치의 동작 상태 및/또는 창문 개폐 상태를 최적화 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 공기질 정보 처리부(230)는 실외에서 실내 공간으로 진입하는 사용자가 구비하는 사용자 단말에 기초하는 실내 측위를 통해 실내 공간에서의 사용자의 위치정보를 보다 정밀하게 도출하고, 도출된 위치정보를 고려하여 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작을 최적화 제어하기 위한 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로, 사용자가 사용자 단말을 휴대한 상태로 실내 공간으로 진입하면, 사용자 단말은 근거리 무선 통신을 통해 실내 공간에 구비된 도어록과 서로 연동되어 도어록을 개방(open) 상태로 제어할 수 있다.
다음으로, 공기질 데이터 정보 처리부(230)는 도어록으로부터 개방 상태에 따른 알림 신호를 수신한 이후부터 기설정된 주기마다 사용자 단말로부터 움직임 및 방향 신호를 수신할 수 있으며, 기설정된 주기마다 수신하는 움직임 및 방향 신호에 기초하여 도어락의 위치를 기준으로 이동하는 사용자 단말의 움직임을 연산하여 사용자의 위치정보를 산출할 수 있다.
다시 말해, 공기질 데이터 정보 처리부(230)는 개방 상태에 따른 알림 신호를 수신한 시점에서의 사용자 단말의 위치(즉, 도어락의 위치)를 기준으로 하여 x좌표 및 y좌표를 (0,0)으로 초기화하고, 이후 기설정된 주기 마다 수신하는 움직임 및 방향 신호에 기초하여 x좌표 및 y좌표의 변화량 (△x, △y)를 연산할 수 있으며, 연산된 변화량에 기초하여 실내 공간에서의 사용자의 위치정보를 보다 정밀하게 추적할 수 있다.
즉, 공기질 데이터 정보 처리부(230)는 별도의 카메라 장치 또는 위치 감지 센서를 실내 공간에 배치하지 않고, 사용자 단말만을 이용하여 최소한의 비용으로 보다 정밀한 실내 측위를 수행할 수 있으며, 이를 통해 환기장치의 동작을 최적화 제어할 수 있다.
일례로, 공기질 데이터 정보 처리부(230)는 실내 공간에서의 사용자의 위치정보에 기초하여 사용자가 위치한 서브 공간(예를 들면, 안방, 작은 방 등)에 구비된 공기청정 환기장치의 동작 강도를 높이거나, 서브 공간에 구비된 창문이 개방되도록 제어하는 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 공기질 데이터 수집부(120)는 실내 공간을 적어도 하나의 서브 공간으로 분할하고 사물 인터넷 센서 중 적어도 하나의 서브 공간에 배치된 인체 감지 센서를 이용하여 인체 감지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 공기질 데이터 정보 처리부(230)는 생성된 인체 감지 결과 데이터를 고려하여 적어도 하나의 서브 공간에 구비된 환기장치의 동작을 제한하는 원격 제어 정보를 생성할 수도 있다.
일례로, 인체 감지 센서는 이미지 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나일 수 있으며, 인체 감지 결과 데이터는 적어도 하나의 서브 공간에 위치한 인원의 수 및 활동 패턴 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 공기질 데이터 정보 처리부(230)는 인체 감지 결과 데이터에 기초하여, 적어도 하나의 서브 공간 중 어느 하나의 서브 공간에 위치한 인원이 기설정된 임계 인원수 미만인 것으로 판단되면 어느 하나의 서브 공간에 미세먼지 농도가 높아도 미세먼지 제거를 위한 운전을 수행하지 않고, 창문이 개방된 상태에서 공기질 개선을 위한 운전을 수행하지 않도록 제한하는 제어 명령을 포함하는 원격 제어 정보를 생성함으로써, 보다 효율적으로 환기장치를 운용할 수 있다.
공기질 정보 처리부(230)는 오프라인 모드에서 엣지 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정을 수행하고, 온라인 모드에서 클라우드 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정을 수행할 수 있다.
여기서, 오프라인 모드는 공기질 관리 서버와의 통신 연결이 끊어지거나 통신 상태가 기설정된 임계 감도 이하인 상태에서 수행되는 모드일 수 있으며, 이를 위해 공기질 정보 처리부(230)는 공기질 관리 서버와의 통신 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
일례로, 엣지 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정은 오프라인 상태에서 연결 가능한 환기 장치의 검색, 연결, 제어 및 운용 상태 모니터링 중 적어도 하나의 동작을 수행하기 위한 정보를 처리하는 과정을 포함하고, 클라우드 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정은 실내 공간에 구비된 환기장치 및 공기질 관리 장치 중 적어도 하나를 공기질 관리 서버에 등록하기 위한 정보를 처리하는 과정을 포함할 수 있다.
구체적으로, 오프라인 모드에서 공기질 정보 처리부(230)는 오프라인 상태에도 RF(radio frequency) 통신 및 BLE(bluetooth low energy) 통신 중 적어도 하나를 이용하여 연결 가능한 환기장치를 검색하는 기능, 환기장치를 연동하는 기능, 환기장치의 운용 상태를 모니터링하는 기능을 수행하기 위해 필요한 정보에 대한 처리 과정을 수행할 수 있으며, 환기장치의 운용 상태에 대한 모니터링 결과에 기초하여 환기장치의 에러 또는 필터 교체에 대한 알림을 제공할 수 있다.
또한, 온라인 모드에서 공기질 정보 처리부(230)는 공기질 관리 서버로부터 공기질 관리 프로그램을 수신하기 위해 프로그램 수신부(210)를 제어할 수 있고, 기설정된 실내 공간에 위치한 환기장치 중 적어도 하나의 환기장치와 공기질 관리 장치(200)를 공기질 관리 서버에 등록(즉, 연동) 시키기 위해, 공기질 관리 서버와 관련 정보를 송수신할 수 있다.
한편, 오프라인 모드와 온라인 모드 중 적어도 하나의 모드에서 공기질 정보 처리부(230)는 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 공기질 데이터 시각화부(240)는 공기질 현황 정보에 대응되는 모니터링 데이터에 관한 시각화 정보를 생성하고, 시각화 정보를 기설정된 사용자 단말, 모바일 앱, 웹 서비스 및 TV 앱 서비스 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
다시 말해, 공기질 데이터 시각화부(240)는 RF 통신 및 BLE 통신 중 적어도 하나를 통해 사용자 단말과 연동되어 사용자 단말에 시각화 정보를 제공함으로써, 사용자 단말을 통해 시각화 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 공기질 데이터 시각화부(240)는 시각화 정보를 공기질 관리 서버에 제공함으로써, 공기질 관리 서버를 통한 모바일 앱 및/또는 웹 서비스를 통해 사용자에게 시각화 정보를 제공할 수 있다.
또한, 공기질 데이터 시각화부(240)는 사용자 단말 중 TV 셋탑박스와 직접 또는 공기질 관리 서버를 통해 연동되어, TV 앱 서비스를 통해 사용자에게 시각화 정보를 제공할 수 있으며, 바람직하게는 사용자가 시청하고 있는 TV 화면에 경고 알림 형식으로 시각화 정보를 제공할 수 있다.
일례로, 공기질 데이터 시각화부(240)는 공기질 현황 정보에 따른 공기질 요소별 데이터를 시간 경과 별로 구분하는 모니터링 데이터를 생성하고, 사용자 단말에서 모니터링 데이터에 대한 시각화를 지원할 수 있다.
구체적으로, 공기질 데이터 시각화부(240)는 실내공기질 분석 기준에 따라 재가공, 집계, 분류되고 실시간 현황정보 및 과거 데이터들의 통계 분석 정보를 포함하여 사용자에게 제공할 수 있으며, 이를 사용자가 쉽게 실내공기질 수준을 이해할 수 있도록 다양한 그래프와 시계열 차트 등으로 시각화하고 전체 현황을 한눈에 볼 수 있도록 대시보드 형태로도 서비스할 수 있다.
이러한 공인된 분류 기준들은 기상정보나 공기질 모니터링을 위한 가이드라인으로 실내공기질을 실시간으로 측정하여 분류 기준에 따라 공기질 상태를 좋음 또는 나쁨 등으로 보다 명시적으로 표현될 수 있다.
한편, 공기질 관리 서버는 적어도 하나의 공기질 빅데이터를 기설정된 주기마다 재수집하고, 재수집된 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 재학습하며, 재학습된 공기질 진단 모델, 재학습된 환기장치 제어 모델 및 엣지 컴퓨팅 모듈의 업데이트 정보를 포함하는 프로그램 업데이트 정보를 생성할 수 있다.
또한, 프로그램 수신부(210)는 공기질 관리 서버로부터 프로그램 업데이트 정보를 수신하고, 공기질 정보 처리부(230)는 수신된 프로그램 업데이트 정보에 기초하여 공기질 관리 프로그램을 업데이트할 수 있다. 일례로, 공기질 정보 처리부(230)는 온라인 모드에서 공기질 관리 서버로부터 프로그램 업데이트 정보를 수신하기 위해 프로그램 수신부(210)를 제어할 수 있다.
다시 말해, 공기질 정보 처리부(230)는 프로그램 업데이트 정보를 수신하여 공기질 진단 모델, 환기장치 제어 모델 및 엣지 컴퓨팅 모듈을 업데이트할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치를 적용한 환경을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 공기질 관리 장치를 적용한 환경(300)은 실외 공기 측정부(310), 제1 실내 공기 측정부(320), 전력량 측정부(330), 제2 실내 공기 측정부(340) 및 문열림 감지부(350)로 구성될 수 있다.
일례로, 제1 실내 공기 측정부(320)는 공기청정 환기장치 중 공기 청정기에 부착된 공기 측정기일 수 있고, 제2 실내 공기 측정부(340)는 공기청정 환기장치 중 공기 측정 기능이 내장된 사물인터넷 장치일 수 있다. 여기서, 공기청정기는 실외공기를 흡입하여 미세먼지와 부유물들을 필터로 제거한 후 실내에 공급하는 기계 장치일 수 있다.
실외공기 측정부(310)는 공기청정 환기장치가 외부공기를 흡입하는 외부 배관 밖에 설치되어 외부 공기질을 측정할 수 있다.
제1 실내 공기 측정부(320)는 3식의 공기질 측정 센서로 필터 전 후 및 필터를 통해 정화된 공기질의 상태를 모두 측정할 수 있으며, 제2 실내 공기 측정부(340)는 공기청정환기 장치와 이격되어 공기청정 환기장치에 의해 정화된 공기가 순환되는지 여부를 확인할 수 있다.
전력량 측정부(330)는 스마트 플러그로 공기청정환기 장치가 사용하는 전력량을 나타낼 수 있으며, 공기청정 환기장치가 사용하는 전력량을 측정 및 수집할 수 있다.
또한, 전력량 측정부(330)는 공기청정환기 장치가 사용하는 전력량을 측정 및 수집할 수도 있다.
문열림 감지부(350)는 도어의 개폐 상태를 확인할 수 있으며, 공간 사용 패턴 데이터와 관련될 수 있다.
한편, 공기질 관리 장치를 적용한 환경(300)은 차량 내부로 대체될 수도 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 장치의 적용 결과를 설명하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 도면부호 410 및 420은 공기질 관리 장치에서 제공하는 기설정된 실내 공간에 대한 환기장치의 작동 상태와 실내(도면부호 410)와 실외(도면부호 420)의 공기질 현황을 예시하며, 도면부호 430은 공기질 관리 장치에서 제공하는 개별 공기질 측정값들에 대한 시계열 선형 그래프를 예시한다.
도면부호 410 및 420에 따르면, 공기질 관리 장치에서 제공하는 실시간 공기질 모니터링 서비스 화면에서는 환기장치가 작동중인 작은방 및 거실은 공기질 지표들이 모두 "좋음"인 반면, 환기장치가 미작동 상태인 안방은 상대적으로 "보통"과 "나쁨"을 보이고 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도면부호 430에 따르면, 공기질 관리 장치는 초미세먼지, 이산화탄소 등 개별 공기질 측정값들에 대해서도 실시간 변화 추이를 알 수 있도록 상세 수치와 함께 시계열 선형 그래프로 제공할 수 있으며, 도면부호 430에서는 초미세먼지와 이산화탄소를 예시하고 있으나, 미세먼지, 온도, 습도 및 휘발성 유기화합물질과 관련된 대기 관련 정보도 제공할 수도 있다.
여기서, 공기질 현황 시계열 그래프는 공기질 항목의 위험권고 기준을 표시하여 실제 측정값의 수준을 쉽게 알 수 있도록 하고, 환기시스템의 가동 여부를 선형그래프의 백그라운드 색상 변화로 표시하여 구분할 수도 있다.
즉, 공기질 관리 장치는 사물 인터넷 센서를 통해 수집된 실내 공기질 정보와 위치 정보에 기반한 실외 공기질 정보, 기상 정보 및 사용자의 장치 이용 및 생활 패턴에 따른 실내 공기질의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 가시화 정보를 제공함으로써, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 방법을 설명하는 도면이다.
다시 말해, 도 5는 도 1 내지 도 4c를 통해 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 공기질 관리 시스템의 동작방법을 설명하는 도면으로, 이하에서 도 5를 통해 설명하는 내용 중 도 1 내지 도 4c를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략 하기로 한다.
도 5를 참조하면, 510 단계에서 공기질 관리 방법은 공기질 관리 서버에서 공기질 관리 장치에 공기질 관리 프로그램을 제공할 수 있다.
구체적으로, 510 단계에서 공기질 관리 방법은 공기질 관리 서버에서 공기질 관리 서버에서, 실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델이 반영된 공기질 관리 프로그램을 생성할 수 있다.
또한, 520 단계에서 공기질 관리 방법은 공기질 관리 장치에서 제공된 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로, 521 단계에서 공기질 관리 방법은 공기질 관리 장치의 프로그램 수신부에서 공기질 관리 프로그램을 수신할 수 있다.
다음으로, 522 단계에서 공기질 관리 방법은 공기질 관리 장치의 공기질 데이터 수집부에서 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집할 수 있다.
다음으로, 523 단계에서 공기질 관리 방법은 공기질 관리 장치의 공기질 정보 처리부에서, 공기질 관리 프로그램을 이용하여 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 실내 공기질 관리를 위한 다중 정보를 수집하고, 수집된 다중 정보에 기반하여 실시간으로 공기질의 변화를 확인하며, 확인된 공기질 변화에 따라 실내 공기질을 쾌적한 상태로 자동 관리할 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면, 사물 인터넷 센서를 통해 수집된 실내 공기질 정보와 위치 정보에 기반한 실외 공기질 정보, 기상 정보 및 사용자의 장치 이용 및 생활 패턴에 따른 실내 공기질의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 가시화 정보를 제공할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 공기질 관리 장치 210: 프로그램 수신부
220: 공기질 데이터 수집부 230: 공기질 정보 처리부
240: 공기질 데이터 시각화부
220: 공기질 데이터 수집부 230: 공기질 정보 처리부
240: 공기질 데이터 시각화부
Claims (14)
- 공기질 관리 프로그램을 제공하는 공기질 관리 서버 및
상기 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 관리 장치
를 포함하고,
상기 공기질 관리 장치는,
상기 공기질 관리 프로그램을 수신하는 프로그램 수신부;
상기 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집하는 공기질 데이터 수집부 및
상기 공기질 관리 프로그램을 이용하여 상기 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 상기 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 상기 공기질 현황 정보 및 상기 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 정보 처리부
를 포함하고,
상기 공기질 관리 서버는,
실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 상기 공기질 진단 모델 및 상기 환기장치 제어 모델이 반영된 상기 공기질 관리 프로그램을 생성하며,
상기 적어도 하나의 공기질 빅데이터를 기설정된 주기마다 재수집하고, 상기 재수집된 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 상기 공기질 진단 모델 및 상기 환기장치 제어 모델을 재학습하며, 상기 재학습된 공기질 진단 모델, 상기 재학습된 환기장치 제어 모델 및 엣지 컴퓨팅 모듈의 업데이트 정보를 포함하는 프로그램 업데이트 정보를 생성하는
공기질 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 공기질 데이터는,
상기 실내 공간에 구비된 적어도 하나의 사물 인터넷(internet of things, IoT) 센서를 통해 수집되는 실내 공기질 데이터, 상기 실내 공간의 위치 정보에 기초하여 수집되는 실외 공기질 데이터, 기상청 대기오염정보 어플리케이션을 통해 수집되는 기상 데이터 및 상기 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작 상태에 기초하여 수집되는 공간 사용 패턴 데이터 중 적어도 하나를 포함하는
공기질 관리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 공간 사용 패턴 데이터는,
상기 실내 공간에 구비된 창문의 개폐 상태, 상기 실내 공간에 구비된 공기청정 환기장치의 동작 상태 및 전력 사용량 중 적어도 하나의 정보에 대응되는 데이터를 포함하는
공기질 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 공기질 정보 처리부는,
상기 수집된 공기질 데이터를 상기 공기질 진단 모델에 입력하여 상기 공기질 현황 정보를 생성하고, 상기 생성된 공기질 현황 정보를 상기 환기장치 제어 모델에 입력하여 상기 원격 제어 정보를 생성하는
공기질 관리 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 프로그램 수신부는,
상기 공기질 관리 서버로부터 상기 프로그램 업데이트 정보를 수신하고,
상기 공기질 정보 처리부는,
상기 수신된 프로그램 업데이트 정보에 기초하여 상기 공기질 관리 프로그램을 업데이트하는
공기질 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 공기질 관리 장치 및 상기 공기질 관리 서버 중 적어도 하나는,
상기 공기질 현황 정보에 대응되는 모니터링 데이터에 관한 시각화 정보를 생성하고, 상기 시각화 정보를 기설정된 사용자 단말, 모바일 앱, 웹 서비스 및 TV 앱 서비스 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 제공하는 공기질 데이터 시각화부를 더 포함하는
공기질 관리 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 공기질 데이터 시각화부는,
상기 공기질 현황 정보에 따른 공기질 요소별 데이터를 시간 경과 별로 구분하는 상기 모니터링 데이터를 생성하고, 상기 사용자 단말에서 상기 모니터링 데이터에 대한 시각화를 지원하는
공기질 관리 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 공기질 정보 처리부는,
상기 원격 제어 정보에 기초하여 상기 실내 공간에 구비된 환기장치의 동작을 제어하는 공기질 관리장치 제어부를 더 포함하고,
상기 공기질 관리장치 제어부는,
상기 원격 제어 정보를 상기 환기장치에 제공하여 상기 환기장치의 동작을 원격 제어하거나, 상기 원격 제어 정보를 상기 공기질 관리 서버에 제공하며,
상기 공기질 관리 서버는,
상기 공기질 관리장치 제어부로부터 상기 원격 제어 정보가 제공되면, 상기 원격 제어 정보에 기초하여 상기 환기장치의 동작을 원격 제어하는
공기질 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 공기질 관리 프로그램은,
상기 환기 장치에 대한 에너지 최적화 모듈을 더 포함하는
공기질 관리 시스템. - 공기질 관리 프로그램을 제공하는 공기질 관리 서버 및
상기 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 관리 장치
를 포함하고,
상기 공기질 관리 장치는,
상기 공기질 관리 프로그램을 수신하는 프로그램 수신부;
상기 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집하는 공기질 데이터 수집부 및
상기 공기질 관리 프로그램을 이용하여 상기 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 상기 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 상기 공기질 현황 정보 및 상기 원격 제어 정보를 생성하는 공기질 정보 처리부
를 포함하고,
상기 공기질 관리 서버는,
실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 상기 공기질 진단 모델 및 상기 환기장치 제어 모델이 반영된 상기 공기질 관리 프로그램을 생성하며,
상기 공기질 정보 처리부는,
오프라인 모드에서 엣지 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정을 수행하고, 온라인 모드에서 클라우드 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정을 수행하며,
상기 엣지 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정은,
오프라인 상태에서 연결 가능한 환기 장치의 검색, 연결, 제어 및 운용 상태 모니터링 중 적어도 하나의 동작을 수행하기 위한 정보를 처리하는 과정을 포함하고,
상기 클라우드 컴퓨팅에 기반한 정보 처리 과정은,
상기 실내 공간에 구비된 환기장치 및 상기 공기질 관리 장치 중 적어도 하나를 상기 공기질 관리 서버에 등록하기 위한 정보를 처리하는 과정을 포함하는
공기질 관리 시스템. - 삭제
- 공기질 관리 서버에서, 공기질 관리 장치에 공기질 관리 프로그램을 제공하는 단계 및
상기 공기질 관리 장치에서, 상기 제공된 공기질 관리 프로그램을 이용하여 기설정된 실내 공간에 대한 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 공기질 현황 정보 및 원격 제어 정보를 생성하는 단계는,
프로그램 수신부에서, 상기 공기질 관리 프로그램을 수신하는 단계;
공기질 데이터 수집부에서, 상기 실내 공간에 대한 공기질 데이터를 수집하는 단계 및
공기질 정보 처리부에서, 상기 공기질 관리 프로그램을 이용하여 상기 수집된 공기질 데이터를 분석하고, 상기 수집된 공기질 데이터에 대한 분석의 결과에 기초하여 상기 공기질 현황 정보 및 상기 원격 제어 정보를 생성하는 단계
를 포함하며,
상기 공기질 관리 서버는,
실내 공기질 빅데이터, 실외 공기질 빅데이터, 기상 빅데이터 및 공간 사용 패턴 빅데이터 중 적어도 하나의 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 공기질 진단 모델 및 환기장치 제어 모델을 생성하고, 상기 공기질 진단 모델 및 상기 환기장치 제어 모델이 반영된 상기 공기질 관리 프로그램을 생성하며,
상기 적어도 하나의 공기질 빅데이터를 기설정된 주기마다 재수집하고, 상기 재수집된 공기질 빅데이터에 기초하는 기계학습을 통해 상기 공기질 진단 모델 및 상기 환기장치 제어 모델을 재학습하며, 상기 재학습된 공기질 진단 모델, 상기 재학습된 환기장치 제어 모델 및 엣지 컴퓨팅 모듈의 업데이트 정보를 포함하는 프로그램 업데이트 정보를 생성하는
공기질 관리 방법.
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