KR102542918B1 - IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 - Google Patents

IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템이 개시된다. 본 시스템은, 외부 공기로부터 산소를 추출하기 위한 실외 장치; 상기 실외 장치를 통해 추출된 산소를 복수의 실내 영역 각각으로 공급하고 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 획득하기 위한 복수의 토출 장치; 상기 실외 장치 및 상기 토출 장치를 제어하고 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수집하기 위한 제어 장치; 상기 제어 장치로부터 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수신하여 저장하는 서버; 및 상기 서버로부터 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수신하고, 상기 복수의 실내 영역 별로 산소 농도를 출력하는 사용자 장치;를 포함하고, 상기 사용자 장치는 상기 복수의 실내 영역 중 하나 이상으로 산소를 공급 요청하는 산소 공급 요청이 입력되면, 상기 복수의 토출 장치 중에서 산소의 공급이 요청된 실내 영역에 대응되는 토출 장치의 장치 식별 정보와 함께 산소 공급 요청 신호를 서버로 송신하고, 상기 제어 장치는 상기 서버를 통해 상기 산소 공급 요청 신호가 수신되면 상기 장치 식별 정보에 대응되는 토출 장치에서 실내 영역으로 산소가 공급되도록 해당 토출 장치 및 상기 실외 장치를 제어할 수 있다.

Description

IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 { SYSTEM FOR CONTROLLING OXYGEN SUPPLY, IMPROVING AIR QUALITY AND SENSING AIR QUALITY USING IoT}
본 개시는 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 실내 영역 각각의 토출 장치가 토출하는 산소량을 사용자 장치로 원격에서 제어하고, 복수의 실내 영역 각각의 공기 성분 정보를 사용자 장치로 제공하는 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템에 관한 것이다.
산소 발생 시스템(산소 발생 장치)은 공기 중에 있는 오염물질과 질소 등을 제거하고 산소만을 추출하여 실내에 제공하는 시스템이다.
산소 발생 시스템은 다양한 방식을 통해 구현될 수 있는 바, 촉매 방식은 매번 촉매제를 교환할 필요가 있다는 단점이 있고, 전기분해 방식은 폭발성 높은 수소가 발생한다는 단점이 있으며, 기체분리 방식은 제품 제작 난이도가 상당히 높다는 단점이 있다.
한편, PSA(Pressure Swing Adsorption) 방식은 제올라이트(Zeolite Molecular Sieve) 등의 흡착제를 통해 공기 중에 있는 질소분자 및 여러 물질을 흡착한 후 산소만을 추출하는 방식으로, 산소 발생 비용이 경제적이고 연속 발생이 용이하다는 점에서 가장 보편적으로 이용되는 방식에 해당한다. 또한, PSA 방식과 기본적인 원리는 유사하되 흡착과 압축의 순서만 바뀐 방식으로 RVSA(Rapid Vacuum Swing Adsorption) 방식도 이용되고 있다.
이러한, 종래의 산소 발생 시스템은 사용자 장치와 통신을 수행하는 구성을 제공하지 않아 외부에서 산소 발생을 제어하거나 실내 영역에 대한 공기 성분 정보를 제공하는 기능이 없는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1779409호
본 개시는 복수의 실내 영역 각각의 토출 장치가 토출하는 산소량을 사용자 장치로 원격에서 제어하고, 복수의 실내 영역 각각의 공기 성분 정보를 사용자 장치로 제공하는 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템을 제공한다.
본 개시의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 개시의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 개시의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 개시의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템은, 외부 공기로부터 산소를 추출하기 위한 실외 장치; 상기 실외 장치를 통해 추출된 산소를 복수의 실내 영역 각각으로 공급하고 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 획득하기 위한 복수의 토출 장치; 상기 실외 장치 및 상기 토출 장치를 제어하고 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수집하기 위한 제어 장치; 상기 제어 장치로부터 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수신하여 저장하는 서버; 및 상기 서버로부터 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수신하고, 상기 복수의 실내 영역 별로 산소 농도를 출력하는 사용자 장치;를 포함하고, 상기 사용자 장치는 상기 복수의 실내 영역 중 하나 이상으로 산소를 공급 요청하는 산소 공급 요청이 입력되면, 상기 복수의 토출 장치 중에서 산소의 공급이 요청된 실내 영역에 대응되는 토출 장치의 장치 식별 정보와 함께 산소 공급 요청 신호를 서버로 송신하고, 상기 제어 장치는 상기 서버를 통해 상기 산소 공급 요청 신호가 수신되면 상기 장치 식별 정보에 대응되는 토출 장치에서 실내 영역으로 산소가 공급되도록 해당 토출 장치 및 상기 실외 장치를 제어할 수 있다.
상기 사용자 장치는 상기 산소 공급 요청의 입력과 함께 산소의 공급이 요청된 실내 영역의 영역 식별 정보를 입력받고, 상기 영역 식별 정보에 매칭된 토출 장치의 장치 식별 정보를 확인할 수 있다.
상기 사용자 장치는 산소의 공급이 요청된 실내 영역에 요구되는 요구 산소 농도를 입력받고, 상기 요구 산소 농도와 함께 상기 산소 공급 요청 신호를 상기 서버로 송신할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 요구 산소 농도에 기초하여 상기 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 목표 산소 농도 범위를 설정하고, 상기 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 산소 농도가 상기 목표 산소 농도 범위에 포함되도록 상기 장치 식별 정보에 대응되는 토출 장치의 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 설정할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 산소 공급 요청 신호가 수신되었으나 상기 요구 산소 농도가 수신되지 않은 경우, 상기 산소 공급 요청 신호를 송신한 상기 사용자 장치의 사용자 식별 정보를 확인하고, 사용자 식별 정보 별로 적합 산소 농도가 맵핑된 제2 맵핑 데이터에 기초하여 상기 산소 공급 요청 신호를 송신한 상기 사용자 장치의 상기 사용자 식별 정보에 대응되는 적합 산소 농도를 확인하고, 상기 적합 산소 농도에 대응하여 상기 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 목표 산소 농도 범위를 설정할 수 있다.
상기 서버는 상기 사용자 장치의 위치를 나타내는 장치 위치 정보를 상기 사용자 장치로부터 수신하고, 상기 장치 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 실내 영역 각각에 위치하는 사용자의 인원을 나타내는 인원 정보를 산출하고, 상기 제어 장치는 상기 인원 정보를 상기 서버로부터 수신하고, 상기 인원 정보에 기초하여 상기 복수의 실내 영역 각각에 대응되는 복수의 토출 장치의 상기 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 보정할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 인원 정보가 나타내는 사용자의 인원이 기준 인원을 초과하는 경우 기준 인원을 초과하는 사용자의 초과 인원에 비례하여 상기 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 증가시켜 보정할 수 있다.
본 개시에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템은, 복수의 실내 영역 각각의 토출 장치가 토출하는 산소량을 사용자 장치로 원격에서 제어하고, 복수의 실내 영역 각각의 공기 성분 정보를 사용자 장치로 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 실외 장치의 설치 상태를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 토출 장치의 설치 상태를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 내 구성들을 설명하기 위한 블록도,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 실외 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 제어 장치가 산소 농도를 조절하는 과정을 설명하기 위한 그래프,
도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 사용자 장치가 정보를 제공하는 화면이다.
본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 실외 장치의 설치 상태를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 토출 장치의 설치 상태를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 내 구성들을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)은 실외 장치(100), 복수의 토출 장치(200), 제어 장치(300)를 포함한다.
후술하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)은 실외 장치(100), 복수의 토출 장치(200), 제어 장치(300), 서버(400), 사용자 장치(500)를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)은 실외 장치(100), 복수의 토출 장치(200), 제어 장치(300), 복수의 환기 장치(600)를 포함한다.
상술된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)과 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)의 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
한편, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)은, 가정용, 병원용, 차량용 등 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 정수기, 에어컨 등의 가전 기기와 일체로 구현될 수도 있다.
실외 장치(100)는 외부의 공기를 흡입하여 산소를 추출하기 위한 구성으로, 추출된 산소(: 산소 농도가 높은 공기)를 실내에 구비된 토출 장치(200)로 전달할 수 있다.
실외 장치(100)는 PSA 또는 RVSA 방식으로 산소를 추출할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 새롭게 개발되는 산소 추출 방식을 채택할 수도 있다. PSA 방식에 따라 동작하는 실외 장치(100)의 구체적인 구성 및 동작은 도 6을 통해 후술한다.
토출 장치(200)는 실외 장치(100)를 통해 추출된 산소를 실내 영역으로 배출하기 위한 구성으로, 노즐 등을 통해 실외 장치(100)로부터 산소를 공급받을 수 있다.
토출 장치(200)는 압력조절 장치, 밸브, 팬 등을 통해 공기의 흐름을 제어할 수 있다.
토출 장치(200)는 실내의 벽면 또는 천장에 설치될 수 있다. 또한, 토출 장치(200)는 목걸이형과 같이 웨어러블 형태로 구현될 수도 있다.
하나의 실외 장치(100)가 서로 다른 복수의 실내 영역에 배치된 복수의 토출 장치(200)로 산소를 공급할 수도 있다.
즉, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)은, 복수의 토출 장치(200)가 포함되고, 복수의 토출 장치(200) 각각은 복수의 실내 영역에 배치되어 산소를 각 실내 영역으로 공급할 수 있다.
제어 장치(300)는 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)를 제어하여 산소를 공급하기 위한 구성이다.
제어 장치(300)는 실외 장치(100) 및/또는 토출 장치(200)와 유무선으로 연결되어 제어 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 제어 장치(300)로부터 전송된 제어 신호에 따라, 실외 장치(100)는 외부 공기를 흡입하여 산소를 추출할 수 있고, 토출 장치(200)는 밸브를 개방하거나 및/또는 팬을 구동하여 실외 장치(100)로부터 공급되는 산소를 실내로 제공할 수 있다.
제어 장치(300)는 디스플레이 및/또는 스피커를 포함할 수 있으며, 실내의 벽면에 설치될 수 있다.
일 예로, 제어 장치(300)는 버튼 또는 터치(ex. 디스플레이 터치)에 해당하는 사용자 입력에 따라 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)를 구동하여 산소를 공급할 수 있다.
이 경우, 제어 장치(300)는 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템의 동작 상태에 대한 정보를 출력하도록 디스플레이 및/또는 스피커를 제어할 수 있다.
동작 상태에 대한 정보는, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)의 산소 공급 여부, 산소 공급 세기(ex. 단위 시간 당 산소 공급량), 산소 공급 시간 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 실외 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 더 참조하면, 실외 장치(100)는 필터 모듈(110), 압축 모듈(120), 흡착 모듈(130), 배출 모듈(140), 온도 센서(160), 습도 센서(170), 산소 센서(180)를 포함할 수 있다.
필터 모듈(110)은 외부 공기를 정화하기 위한 구성으로, 공기 중 미세먼지나 바이러스 등 불순물을 제거할 수 있다. 필터 모듈(110)은 헤파 필터, 나노 필터 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 예로, 실외 장치(100)은 실외로부터 공기를 흡입하기 위한 적어도 하나의 팬과 모터를 구비할 수 있다. 모터의 구동에 따라 팬이 회전한 결과, 흡입된 공기가 필터 모듈(110)을 거쳐 필터링 될 수 있다.
압축 모듈(120)은 필터 모듈(110)을 통해 정화된 공기를 압축하기 위한 구성이다. 일 예로, 압축 모듈(120)은 내부 공간의 부피 조절이 가능한 금속 컴프레서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 실외 장치(100)는 압축 모듈(120)을 통해 발생하는 열을 배출하기 위한 적어도 하나의 열교환기를 포함할 수도 있다.
흡착 모듈(130)은 압축된 공기 내에서 산소를 분리하기 위한 구성이다.
구체적으로, 흡착 모듈(130)은 제올라이트로 구성된 제올라이트 배드를 포함할 수 있으며, 이를 통해 질소 등이 분리되어 산소가 추출될 수 있다.
배출 모듈(140)은 흡착 모듈(130)을 통해 추출된 산소를 (노즐 등을 통해) 토출 장치(200)로 전달하기 위한 구성이다.
배출 모듈(140)은 압력 조절 모듈, 유량계(142) 등을 포함할 수 있다.
필터 모듈(110)을 거쳐 정화된 실외 공기는 압축 모듈(120) 내에서 압축될 수 있다.
압축 모듈(120) 상에서 외부 공기가 압축됨과 동시에 흡입력이 발생되어 외부 공기가 실외 장치(100)의 흡입구를 거쳐 필터 모듈(110)로 유입되고, 필터 모듈(110)을 거쳐 정화된 외부 공기가 압축 모듈(120)로 유입될 수 있다. 이때, 외부 공기가 압축됨으로써 추후 흡착 모듈(130)를 통한 산소 추출 효율이 향상될 수 있다.
압축된 공기가 흡착 모듈(130)에 다다르면, 흡착 모듈(130)의 제올라이트 배드 상에 질소 등이 흡착된 결과 산소가 추출될 수 있다.
제올라이트 배드 상에는 제올라이트 분자체(Zeolite Molecular Sieve)가 충전되어 있어, 제올라이트 분자체와 친화력이 높은 질소 분자를 흡착하고 산소는 통과시킬 수 있다.
일정 기간 이상 이용 시 제올라이트 배드가 교체될 수 있도록 실외 장치(100)의 외측에는 제올라이트 배드를 교체할 수 있도록 개폐가능한 개폐구(도면에 미도시)가 추가로 구비될 수 있고, 사용자는 개방된 개폐구를 통해 제올라이트 배드를 교체할 수 있다. 제올라이트 배드는 용이한 교체를 위해 카트리지 형식으로 제작될 수도 있다.
실외 장치(100)는 흡착 모듈(130)의 제올라이트 배드의 흡착을 제어하기 위한 하나 이상의 밸브(131)를 포함할 수 있다. 일 예로, 밸브(131)는 솔레노이드 밸브에 해당할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
실외 장치(100)는 제올라이트 배드 이전의 밸브(131)를 개방하여 제올라이트 배드로 공기를 공급할 수 있으며, 질소의 흡착이 수행된 이후에는 제올라이트 배드 이후의 밸브(131)를 개방하여 산소 농도가 높은 공기를 저장 모듈(150')로 전달할 수 있다.
실외 장치(100)는 복수의 밸브(131)를 이용하여 두 개의 제올라이트 배드의 흡착 및 탈착을 주기적으로 변경할 수도 있다.
한편, 실외 장치(100)는 제올라이트 배드를 통해 흡착된 질소를 배출하기 위한 배출부(132)를 포함할 수 있다.
저장 모듈(150')는 추출된 산소를 저장하기 위한 구성이다. 저장 모듈(150')은 산소 농도가 높은 공기를 저장하여 사용자가 원하는 산소량을 충족하면 개방하여 배출 모듈(140)측으로 제공하는 역할을 수행한다.
배출 모듈(140)은 저장 모듈(150')로부터 공급된 산소를 노즐(145)을 통해 복수의 토출 장치(200)로 공급하기 위한 구성이다.
이를 위해, 배출 모듈(140)은 복수의 토출 장치(200)와 연통되는 노즐(145)을 구비할 수 있다.
배출 모듈(140)은 압력조절부(141) 또는 밸브 등을 통해 산소를 노즐(145)로 배출할 수 있다. 압력조절부(141)는 공기가 배출구를 통해 노즐(145)로 배출되는 배출압을 조절하는 역할을 수행한다.
배출 모듈(140)은 유량계(142)를 통해 공기의 배출량을 측정할 수 있다.
한편, 배출 모듈(140)은 노즐(145)과의 연결 부분에 적어도 하나의 수통을 포함할 수도 있는 바, 이 경우 산소는 수통 내 물을 거쳐 외부로 배출될 수 있다. 이때, 수통 내 물을 거쳐 산소가 배출됨으로써 산소가 정화할 수 있음과 동시에 수통 내 물이 산소로 인해 작은 입자로 나뉘어져 산소 배출과 동시에 수통 내 물이 수분입자로 산소와 함께 배출되어 실내 습도 조절도 함께 수행될 수 있다. 또한, 수통 내 물에 아로마 오일 등이 함유되어 가습효과와 함께 방향효과나 실내 사용자에게 심신 안정 효과 등을 제공할 수 있다.
한편, 실외 장치(100)는 압축 모듈(120)의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 온도 센서(160)를 포함할 수 있다.
온도 센서(160)는 압축 모듈(120) 내부의 온도를 측정하도록 설치될 수도 있고, 압축 모듈(120)의 표면 온도를 측정하도록 설치될 수도 있다.
한편, 실외 장치(100)는 필터 모듈(110)로 유입되는 공기의 습도를 측정하기 위한 적어도 하나의 습도 센서(170)를 포함할 수 있다.
한편, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)은 실외 장치(100)를 통해 추출된 산소의 농도 및 유량을 측정하기 위한 적어도 하나의 산소 센서(180)를 포함할 수 있다.
산소 센서(180)는 실외 장치(100)에서 생성된 산소를 토출 장치(200)로 전송하는 경로인 노즐(145) 상에 구비될 수 있다.
제어 장치(300)는 산소 센서(180)를 통해 실외 장치(100)로부터 배출되는 공기의 산소 농도를 식별할 수 있다. 또한, 제어 장치(300)는 배출 모듈(150)에 포함된 유량계(142)를 통해 배출되는 공기의 유량을 측정할 수 있다.
이 경우, 제어 장치(300)는 공기의 산소 농도 및 유량에 대한 정보를 디스플레이 등을 통해 출력할 수도 있다.
이하, 제어 장치(300)가 실외 장치(100) 및 복수의 토출 장치(200)를 제어하는 과정을 설명하도록 한다.
제어 장치(300)는 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도가 복수의 실내 영역 각각의 목표 산소 농도 범위에 포함되도록 실외 장치(100) 및 복수의 토출 장치(200)를 통한 산소 공급을 제어할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 복수의 실내 영역 별로 목표 산소 농도 범위에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 즉, 제어 장치(300)는 사용자로부터 복수의 실내 영역 별로 목표 산소 농도 범위에 대한 정보를 입력받고, 입력된 목표 산소 농도 범위에 대한 정보를 활용하여 실외 장치(100) 및 복수의 토출 장치(200)를 통한 산소 공급을 제어할 수 있다.
이를 위해, 제어 장치(300)는 이전에 복수의 토출 장치(200) 각각이 복수의 실내 영역 각각으로 토출한 산소의 단위 시간 당 과거 산소 토출량 및 단위 시간 당 과거 산소 토출량에 따른 복수의 실내 영역 각각의 수렴된 수렴 산소 농도에 기초하여 복수의 실내 영역 별로 단위 시간 당 과거 산소 토출량에 따른 수렴 산소 농도가 맵핑된 제1 맵핑 데이터를 생성할 수 있다.
즉, 제1 맵핑 데이터는 특정 실내 영역에 토출되는 산소의 단위 시간 당 과거 산소 토출량이 특정량일 때, 해당 실내 영역의 수렴된 산소 농도인 수렴 산소 농도를 나타내는 과거 데이터일 수 있다.
이러한, 수렴 산소 농도는 실내 영역의 환기 상태, 실내 영역의 부피에 따라 상이할 수 있다.
이를 위해, 제어 장치(300)는 복수의 토출 장치(200) 각각에서 해당 실내 영역으로 토출되는 공기의 제1 단위 시간 당 공기 토출량과 복수의 토출 장치(200) 각각에서 해당 실내 영역으로 토출되는 공기의 산소 농도를 이용하여 복수의 토출 장치(200) 각각이 해당 실내 영역 각각으로 토출한 산소의 단위 시간 당 과거 산소 토출량을 산출할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)는 소정의 산소 농도인 공기를 실내 영역으로 소정의 시간 동안 토출한 후, 실내 영역의 산소 농도가 얼마의 산소 농도로 수렴하는지를 기록하여 제1 맵핑 데이터로 생성할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 목표 산소 농도 범위에 대응되는 목표 산소 농도를 설정하고, 제1 맵핑 데이터로부터 목표 산소 농도에 대응되는 단위 시간 당 과거 산소 토출량을 확인하고, 확인된 단위 시간 당 과거 산소 토출량을 이용하여 해당 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 설정할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 목표 산소 농도 범위의 중앙값을 목표 산소 농도로 설정할 수 있다.
제어 장치(300)는 제1 맵핑 데이터의 수렴 산소 농도 중에서 목표 산소 농도와 동일하거나 근접한 농도를 검색하고, 검색된 수렴 산소 농도에 맵핑된 단위 시간 당 과거 산소 토출량을 해당 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 설정할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량만큼 해당 토출 장치(200)가 산소를 토출하도록 해당 토출 장치(200)의 단위시간 당 공기 토출량을 제어할 수 있다.
이어서, 제어 장치(300)는 복수의 토출 장치(200) 각각의 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 합산하여 제1 목표 산소 토출량 합으로 산출하고, 실외 장치(100)에서 복수의 토출 장치(200)로 토출되는 산소의 단위 시간 당 제2 산소 토출량을 산출할 수 있다.
최종적으로, 제어 장치(300)는 단위 시간 당 제2 산소 토출량이 제1 목표 산소 토출량 합 이상이 되도록 실외 장치(100)의 단위 시간 당 제2 목표 산소 토출량을 설정할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 단위 시간 당 제2 목표 산소 토출량만큼 실외 장치(100)가 산소를 토출하도록 해당 실외 장치(100)의 단위시간 당 공기 토출량 및 실외 장치(100)에서 복수의 토출 장치(200)로 토출되는 산소의 산소 농도를 제어할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 제어 장치가 산소 농도를 조절하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
제어 장치(300)는 상술된 실외 장치(100)와 토출 장치(200)를 제어하여 실내 영역 각각의 산소 농도가 목표 산소 농도 범위(R1)에 포함되도록 할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 복수의 실내 영역 각각의 목표 산소 농도 범위(R1)에 대응하여 복수의 실내 영역 각각의 관리 대상 농도 범위(R2)를 설정할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 목표 산소 농도 범위(R1)의 최소값을 관리 대상 농도 범위(R2)의 최소값으로 설정하고, 목표 산소 농도 범위(R1)의 최대값을 축소 비율만큼 축소시켜 관리 대상 농도 범위(R2)의 최대값으로 설정할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 상술된 목표 산소 농도가 클수록 축소 비율을 작게 설정할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 복수의 실내 영역 중에서 제1 실내 영역의 산소 농도가 관리 대상 농도 범위(R2)에 포함되면, 제1 실내 영역의 산소 농도의 감소율을 산출하고, 감소율에 기초하여 제1 실내 영역의 산소 농도가 상승 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 감소율이 정상 감소율 범위에 포함되는 경우, 제1 실내 영역의 산소 농도가 상승 가능한 것으로 판단하고, 제1 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)의 단위 시간당 제1 목표 산소 토출량을 감소율에 대응하여 증가시켜 보정할 수 있다.
제어 장치(300)는 감소율이 클수록 토출 장치(200)의 단위 시간당 제1 목표 산소 토출량을 크게 증가시켜 보정하고, 감소율이 작을수록 토출 장치(200)의 단위 시간당 제1 목표 산소 토출량을 적게 증가시켜 보정할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 감소율이 정상 감소율 범위에 포함되지 않는 경우, 제1 실내 영역의 산소 농도가 상승 불가능한 것으로 판단하고, 점검을 요청하는 점검 요청 신호를 외부(서버(400) 또는 사용자 장치(500))로 송신할 수 있다.
이를 통해, 실내 영역에 토출되는 공의가 산소량을 조절하여 실내 영역의 산소 농도를 조절할 수 있는지 여부를 판단하고, 실내 영역에 토출되는 공의가 산소량을 조절하여 실내 영역의 산소 농도를 조절할 수 있는 경우, 토출 장치(200)의 단위 시간당 제1 목표 산소 토출량을 보정하고, 실내 영역에 토출되는 공의가 산소량을 조절하여 실내 영역의 산소 농도를 조절할 수 없는 경우(창문이 열려있거나 화재가 발생한 경우 등), 외부에 점검 요청 신호를 송신할 수 있다.
이하, 제어 장치(300)가 실내 영역의 산소 농도를 조절하는 다른 실시 예에 대해 설명하도록 한다.
우선, 제어 장치(300)는 산소 농도가 목표 산소 농도 미만인 제1 실내 영역의 실내 영역 부피를 추정할 수 있다.
이를 위해, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역에 배치된 제1 토출 장치(200)의 감지 센서(250)로부터 측정된 사물과의 이격 거리인 거리 측정값을 수신하고, 거리 측정값을 이용하여 제1 실내 영역의 실내 영역 부피를 추정할 수 있다.
여기서, 거리 측정값은, 제1 토출 장치(200) 및 제1 토출 장치(200)의 전방에 위치한 벽까지의 거리를 나타내는 제1 거리 측정값, 제1 토출 장치(200) 및 제1 토출 장치(200)의 하부에 위치한 바닥까지의 거리를 나타내는 제2 거리 측정값, 제1 토출 장치(200) 및 제1 토출 장치(200)의 상부에 위치한 천장까지의 거리를 나타내는 제3 거리 측정값을 포함할 수 있다.
제어 장치(300)는 제1 내지 제3 거리 측정 값을 곱하여 제1 실내 영역의 실내 영역 부피로 산출할 수 있다.
여기서, 산출된 실내 영역 부피는 실제 제1 실내 영역의 실제 부피와 오차가 있으나, 대략적인 실내 영역의 부피로 추정되는 값일 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역의 산소 농도와 제1 실내 영역의 목표 산소 농도 간의 산소 농도차를 산출하고, 실내 영역 부피 및 산소 농도차에 기초하여 제1 실내 영역의 부족 산소량을 산출할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 실내 영역 부피 및 산소 농도차를 곱하여 부족 산소량으로 산출할 수 있다.
이어서, 제어 장치(300)는 복수의 토출 장치(200) 중에서 제1 실내 영역으로 산소가 포함된 제1 공기를 공급하는 제1 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 공기 토출량을 산출할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 제1 토출 장치(200) 및 제1 실내 영역을 연통하고 제1 공기가 유동하는 제1 토출 장치(200)의 토출관의 단면적과 제1 토출 장치(200)의 토출관을 유동하는 제1 공기의 유속을 곱하여 상술된 단위 시간 당 제1 공기 토출량을 산출할 수 있다.
이를 위해, 제1 토출 장치(200)는 제1 토출 장치(200)의 토출관을 유동하는 제1 공기의 유속을 측정하는 유속 센서를 구비할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 제1 공기의 산소 농도와 단위 시간 당 제1 공기 토출량에 기초하여 제1 토출 장치의 단위 시간 당 제1 산소 토출량을 산출할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 제1 토출 장치(200)의 토출관에 구비된 산소 센서로부터 측정된 제1 공기의 산소 농도와 상술된 단위 시간 당 제1 공기 토출량을 곱하여 단위 시간 당 제1 산소 토출량을 산출할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)는 제1 토출 장치(200)가 현재 제1 실내 영역으로 단위 시간 당 토출하는 공기의 양을 단위 시간 당 제1 공기 토출량으로 산출하고, 제1 토출 장치(200)가 현재 제1 실내 영역으로 단위 시간 당 토출하는 산소의 양을 단위 시간 당 제1 산소 토출량으로 산출할 수 있다.
이어서, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역의 부족 산소량 및 제1 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 산소 토출량을 이용하여 제1 실내 영역의 산소 농도가 제1 실내 영역의 목표 산소 농도 이상이 되는데 소요되는 소요 시간을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역의 부족 산소량을 제1 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 산소 토출량으로 나누어 소요 시간으로 산출할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 소요 시간이 제1 실내 영역에 설정된 기준 소요 시간을 초과하면, 소요 시간이 기준 소요 시간 이하가 되도록 제1 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 목표 공기 토출량을 설정할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역의 부족 산소량을 제1 실내 영역에 설정된 기준 소요 시간으로 나눈 값을 제1 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 목표 공기 토출량으로 설정할 수 있다.
이에 따라, 제어 장치(300)는 설정된 단위 시간 당 제1 목표 공기 토출량만큼 제1 공기를 제1 토출 장치(200)가 제1 실내 영역으로 토출하도록 제1 토출 장치(200)에 토출량 제어 신호를 송신할 수 있다.
제1 토출 장치(200)는 토출량 제어 신호를 수신하면, 단위 시간 당 제1 공기 토출량이, 앞서 설정된 단위 시간 당 제1 목표 공기 토출량과 동일해지도록 제1 공기의 압력 및 제1 공기의 유속을 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 제1 토출 장치(200)는 토출관에 구비된 밸브(B), 팬(P)을 제어하여 제1 공기의 압력 및 제1 공기의 유속을 변화시킬 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 복수의 토출 장치(200)로 산소가 포함된 제2 공기를 공급하는 실외 장치(100)의 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 산출할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 실외 장치(100) 및 복수의 토출 장치(200)를 연통하고 제2 공기가 유동하는 실외 장치(100)의 토출관의 단면적과 실외 장치(100)의 토출관을 유동하는 제2 공기의 유속을 곱하여 상술된 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 산출할 수 있다.
이를 위해, 실외 장치(100)는 실외 장치(100)의 토출관을 유동하는 제2 공기의 유속을 측정하는 유속 센서를 구비할 수 있다.
이어서, 제어 장치(300)는 복수의 토출 장치(200) 각각에 설정된 단위 시간 당 제1 목표 공기 토출량의 합을 공기 토출량 합으로 산출하고, 단위 시간 당 제2 공기 토출량이 공기 토출량 합 미만이면, 단위 시간 당 제2 공기 토출량이 공기 토출량 합 이상이 되도록 실외 장치(100)의 단위 시간 당 제2 목표 공기 토출량을 설정할 수 있다.
이에 따라, 제어 장치(300)는 설정된 단위 시간 당 제2 목표 공기 토출량만큼 제2 공기를 실외 장치(100)가 복수의 토출 장치(200)로 토출하도록 실외 장치(100)에 토출량 제어 신호를 송신할 수 있다.
실외 장치(100)는 토출량 제어 신호를 수신하면, 단위 시간 당 제2 공기 토출량이, 앞서 설정된 단위 시간 당 제2 목표 공기 토출량과 동일해지도록 제2 공기의 압력 및 제2 공기의 유속을 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 실외 장치(100)는 토출관에 구비된 밸브(B), 팬(P)을 제어하여 제2 공기의 압력 및 제2 공기의 유속을 변화시킬 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)의 단위 시간 당 최대 공기 토출량을 확인하고, 단위 시간 당 제2 목표 공기 토출량이 단위 시간 당 최대 공기 토출량을 초과하면, 단위 시간 당 제2 목표 공기 토출량을 단위 시간 당 최대 공기 토출량으로 재설정하고, 제2 공기의 산소 농도의 증가를 요청하는 산소 농도 증가 신호를 실외 장치(100)로 송신할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)의 공기 토출량을 최대로 증가시키더라도 기준 소요 시간 이내에 제1 실내 영역의 산소 농도를 목표 산소 농도 이상으로 변경하기 불가한 경우, 실외 장치(100)에서 복수의 토출 장치(200)로 토출되는 제2 공기의 산소 농도가 증가되도록 산소 농도 증가 신호를 실외 장치(100)로 송신할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역에 위치하는 사용자의 인원 수를 추정하고, 추정된 인원 수가 많을수록 기준 소요 시간을 길게 설정할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 감지 센서에 의해 측정된 신체 감지 신호에 기초하여 사용자의 인원 수를 추정할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역의 산소 농도의 감소율을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 제1 실내 영역의 산소 농도가 제1 실내 영역의 목표 산소 농도 미만이 된 미만 시점부터 미리 설정된 과거 기간 동안의 제1 실내 영역의 산소 농도를 확인하고, 미만 시점부터 미리 설정된 과거 기간 동안의 제1 실내 영역의 산소 농도를 이용하여 상술된 감소율을 산출할 수 있다.
제어 장치(300)는 감소율 구간 별로 감소 레벨이 할당되고, 감소 레벨 마다 기준 소요 시간이 할당된 참조데이터를 이용하여 상술된 감소율이 포함되는 감소율 구간의 감소 레벨을 확인하고, 확인된 감소 레벨에 할당된 기준 소요 시간을 확인하여 제1 실내 영역의 기준 소요 시간으로 설정할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 감소율이 클수록 기준 소요 시간을 짧게 설정할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)는 상술된 미만 시점에서 제1 실내 영역의 산소 농도에 대한 감소율이 크면(즉, 산소 농도가 빨리 감소되면) 기준 소요 시간을 짧게 설정하여 제1 실내 영역의 산소 농도가 목표 산소 농도에 빠르게 도달되도록 할 수 있다.
이하, 제어 장치(300)가 실외 장치(100) 및 토출 장치(200) 각각에 포함된 부품의 잔여 사용 기간을 설정하고, 잔여 사용 기간이 기준 기간 미만이면 부품의 교체를 요청하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
제어 장치(300)는 상술된 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 공기 토출량을 누적하여 제1 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 토출 장치(200)에 포함된 부품이 교체된 교체 시점부터 현재까지의 단위 시간 당 제1 공기 토출량을 누적하여 제1 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
또한, 제어 장치(300)는 토출 장치(200)에 포함된 부품별로 제1 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(300)는 토출 장치(200)에 포함된 부품 A-1이 교체된 교체 시점 A-1'부터 현재까지의 단위 시간 당 제1 공기 토출량을 누적하여 부품 A-1의 제1 누적 공기 토출량을 산출하고, 토출 장치(200)에 포함된 부품 A-2이 교체된 교체 시점 A-2'부터 현재까지의 단위 시간 당 제1 공기 토출량을 누적하여 부품 A-2의 제1 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)에 의해 산출되는 토출 장치(200)의 부품별 제1 누적 공기 토출량은 해당 부품이 교체된 교체 시점부터 토출 장치(200)에 의해 토출된 공기의 양을 나타내고, 해당 부품이 토출하는 공기의 양을 나타내는 것이 아니다.
이어서, 제어 장치(300)는 토출 장치(200)에 포함된 부품 각각의 제1 최초 잔여 사용 기간을 확인하고, 제1 누적 공기 토출량에 대응하여 제1 최초 잔여 사용 기간에서 차감되는 제1 차감 사용 기간을 산출하고, 제1 최초 잔여 사용 기간에서 제1 차감 사용 기간을 차감하여 제1 잔여 사용 기간을 설정할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 부품 별로 제1 누적 공기 토출량에 따른 제1 차감 사용 기간이 매핑된 매핑 데이터를 참조하여 제1 차감 사용 기간을 산출할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 상술된 실외 장치(100)의 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 누적하여 제2 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)에 포함된 부품이 교체된 교체 시점부터 현재까지의 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 누적하여 제2 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
또한, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)에 포함된 부품별로 제2 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)에 포함된 부품 B-1이 교체된 교체 시점 B-1'부터 현재까지의 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 누적하여 부품 B-1의 제2 누적 공기 토출량을 산출하고, 실외 장치(100)에 포함된 부품 B-2이 교체된 교체 시점 B-2'부터 현재까지의 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 누적하여 부품 B-2의 제2 누적 공기 토출량을 산출할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)에 의해 산출되는 실외 장치(100)의 부품별 제2 누적 공기 토출량은 해당 부품이 교체된 교체 시점부터 실외 장치(100)에 의해 토출된 공기의 양을 나타내고, 해당 부품이 토출하는 공기의 양을 나타내는 것이 아니다.
이어서, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)에 포함된 부품 각각의 제2 최초 잔여 사용 기간을 확인하고, 제2 누적 공기 토출량에 대응하여 제2 최초 잔여 사용 기간에서 차감되는 제2 차감 사용 기간을 산출하고, 제2 최초 잔여 사용 기간에서 제2 차감 사용 기간을 차감하여 제2 잔여 사용 기간을 설정할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 부품 별로 제2 누적 공기 토출량에 따른 제2 차감 사용 기간에 매핑된 매핑 데이터를 참조하여 제2 차감 사용 기간을 산출할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 산출할 때, 제2 공기의 산소 농도를 확인하고, 제2 공기의 산소 농도와 단위 시간 당 제2 공기 토출량에 기초하여 실외 장치(100)의 단위 시간 당 제2 산소 토출량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 제2 공기의 산소 농도와 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 곱하여 단위 시간 당 제2 산소 토출량을 산출할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)에 의해 산출되는 실외 장치(100)의 부품별 제2 산소 토출량은 해당 부품이 교체된 교체 시점부터 실외 장치(100)에 의해 토출된 산소의 양을 나타내고, 해당 부품이 토출하는 산소의 양을 나타내는 것이 아니다.
이어서, 제어 장치(300)는 단위 시간 당 제2 산소 토출량을 누적하여 제2 누적 산소 토출량을 산출하고, 제2 누적 산소 토출량이 클수록 제2 누적 공기 토출량에 대응하여 산출된 제2 차감 사용 기간이 길어지도록 제2 차감 사용 기간을 보정할 수 있다.
즉, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)가 동일한 공기 토출량을 토출하더라도 공기와 함께 토출된 산소의 양이 많을수록 외부 공기에서 산소를 추출하는데 이용되는 부품들의 사용이 많아짐을 고려하여 제2 차감 사용 기간이 길어지도록 보정할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 단위 시간 당 제2 공기 토출량을 산출할 때, 외부 공기의 습도를 확인하고, 제2 공기의 산소 농도와 단위 시간 당 제2 공기 토출량에 기초하여 실외 장치(100)의 단위 시간 당 수분 유입량을 산출하고, 단위 시간 당 수분 유입량을 누적하여 누적 수분 유입량을 산출할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 실외 장치(100)와 토출 장치(200)에 포함된 부품 각각이 교체된 교체 시점을 기준으로 부품별로 누적 수분 유입량을 산출할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 누적 수분 유입량이 클수록 제2 차감 사용 기간이 길어지도록 제2 차감 사용 기간을 보정할 수 있다.
또한, 제어 장치(300)는 누적 수분 유입량이 클수록 제1 차감 사용 기간이 길어지도록 제1 차감 사용 기간을 보정할 수 있다.
제어 장치(300)는 제1 잔여 사용 기간이 제1 기준 기간 미만이면 토출 장치(200)에 포함된 부품의 교체를 요청하는 제1 교체 요청 신호를 출력하고, 제2 잔여 사용 기간이 제2 기준 기간 미만이면 실외 장치(100)에 포함된 부품의 교체를 요청하는 제2 교체 요청 신호를 출력할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 산소 공급 시스템(10)에 대해 설명하도록 한다.
도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 사용자 장치가 정보를 제공하는 화면이다.
도 8 및 도 9를 더 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 산소 공급 시스템(10)은 실외 장치(100), 복수의 토출 장치(200), 제어 장치(300), 서버(400), 사용자 장치(500)를 포함한다.
서버(400)는 제어 장치(300)로부터 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수신하여 저장할 수 있다.
이후, 서버(400)는 수신된 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 사용자 장치(500)로 송신할 수 있다.
또한, 서버(400)는 사용자 장치(500)로부터 다양한 요청 신호를 수신하고, 수신된 요청 신호를 제어 장치(300)로 송신할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 서버(400)로부터 수신된 요청 신호에 대응하여 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)를 제어할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도 외에도, 실외 장치(100)에서 토출 장치(200)로 토출되는 공기의 단위 시간 당 공기 토출량, 실외 장치(100)에서 토출 장치(200)로 토출되는 공기의 산소 농도, 실외 장치(100)에서 토출 장치(200)로 토출되는 산소의 단위 시간 당 산소 토출량, 토출 장치(200)에서 실내 영역으로 토출되는 공기의 단위 시간 당 공기 토출량, 토출 장치(200)에서 실내 영역으로 토출되는 공기의 산소 농도, 토출 장치(200)에서 실내 영역으로 토출되는 산소의 단위 시간 당 산소 토출량, 복수의 실내 영역 각각의 이산화탄소 농도 중 하나 이상을 서버(400)로 송신하고, 서버(400)는 수신된 상술된 정보를 사용자 장치(500)로 송신 할 수 있다.
사용자 장치(500)는 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도, 실외 장치(100)에서 토출 장치(200)로 토출되는 공기의 단위 시간 당 공기 토출량, 실외 장치(100)에서 토출 장치(200)로 토출되는 공기의 산소 농도, 실외 장치(100)에서 토출 장치(200)로 토출되는 산소의 단위 시간 당 산소 토출량, 토출 장치(200)에서 실내 영역으로 토출되는 공기의 단위 시간 당 공기 토출량, 토출 장치(200)에서 실내 영역으로 토출되는 공기의 산소 농도, 토출 장치(200)에서 실내 영역으로 토출되는 산소의 단위 시간 당 산소 토출량, 복수의 실내 영역 각각의 이산화탄소 농도 중 하나 이상을 수신하여 화면에 출력할 수 있다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자 장치(500)는 복수의 실내 영역 별로 산소 농도를 출력할 수 있다.
한편, 사용자 장치(500)는 복수의 실내 영역 중 하나 이상으로 산소를 공급 요청하는 산소 공급 요청이 입력되면, 복수의 토출 장치(200) 중에서 산소의 공급이 요청된 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)의 장치 식별 정보와 함께 산소 공급 요청 신호를 서버(400)로 송신할 수 있다.
이후, 서버(400)는 산소 공금 요청 신호를 제어 장치(300)로 송신하고, 제어 장치(300)는 서버(400)를 통해 산소 공급 요청 신호가 수신되면 장치 식별 정보에 대응되는 토출 장치(200)에서 실내 영역으로 산소가 공급되도록 해당 토출 장치(200) 및 실외 장치(100)를 제어할 수 있다.
이때, 사용자 장치(500)는 산소 공급 요청의 입력과 함께 산소의 공급이 요청된 실내 영역의 영역 식별 정보를 입력받고, 영역 식별 정보에 매칭된 토출 장치(200)의 장치 식별 정보를 확인할 수 있다.
이전에, 사용자 장치(500)는 산소의 공급이 요청된 실내 영역에 요구되는 요구 산소 농도를 입력받고, 요구 산소 농도와 함께 산소 공급 요청 신호를 서버(400)로 송신할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 요구 산소 농도에 기초하여 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 목표 산소 농도 범위를 설정하고, 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 산소 농도가 목표 산소 농도 범위에 포함되도록 장치 식별 정보에 대응되는 토출 장치(200)의 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 설정할 수 있다.
이때, 제어 장치(300)는 요구 산소 농도를 감소 비율만큼 감소시켜 목표 산소 농도 범위의 최소값으로 설정하고, 요구 산소 농도를 증가 비율만큼 증가시켜 목표 산소 농도 범위의 최대값으로 설정할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 산소 공급 요청 신호가 수신되었으나 요구 산소 농도가 수신되지 않은 경우, 산소 공급 요청 신호를 송신한 사용자 장치의 사용자 식별 정보를 확인할 수 있다.
이어서, 제어 장치(300)는 사용자 식별 정보 별로 적합 산소 농도가 맵핑된 제2 맵핑 데이터에 기초하여 산소 공급 요청 신호를 송신한 사용자 장치(500)의 사용자 식별 정보에 대응되는 적합 산소 농도를 확인하고, 적합 산소 농도에 대응하여 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 목표 산소 농도 범위를 설정할 수 있다.
이를 통해, 사용자 별로 맞춤화된 산소 농도의 산소를 제공할 수 있다.
한편, 서버(400)는 사용자 장치(500)의 위치를 나타내는 장치 위치 정보를 사용자 장치(500)로부터 수신하고, 장치 위치 정보에 기초하여 복수의 실내 영역 각각에 위치하는 사용자의 인원을 나타내는 인원 정보를 산출할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 인원 정보를 서버(400)로부터 수신하고, 인원 정보에 기초하여 복수의 실내 영역 각각에 대응되는 복수의 토출 장치의 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 보정할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 인원 정보가 나타내는 사용자의 인원이 기준 인원을 초과하는 경우 기준 인원을 초과하는 사용자의 초과 인원에 비례하여 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 증가시켜 보정할 수 있다.
이를 통해, 실내 영역에 위치하는 사용자의 인원에 맞춰 최대한 산소 농도를 유지시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소 공급 시스템(10)에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소 공급 시스템(10)은 실외 장치(100), 복수의 토출 장치(200), 제어 장치(300), 복수의 환기 장치(600)를 포함한다.
복수의 토출 장치(200) 각각은 해당 실내 영역 각각의 이산화탄소 농도를 획득할 수 있다.
이때, 복수의 토출 장치(200) 각각은 획득한 해당 실내 영역 각각의 이산화탄소 농도를 제어 장치(300)로 송신할 수 있다.
한편, 복수의 환기 장치(600)는 복수의 실내 영역 각각에 배치되어 복수의 실내 영역 각각으로 환기 공기를 유입시키고, 복수의 실내 영역 각각의 실내 공기를 실내 영역 외부로 유출시켜 복수의 실내 영역 각각을 환기시킬 수 있다.
이를 위해, 복수의 환기 장치(600)는 전열 교환기 시스템으로 구현되거나, 환기 팬 장치로 구현될 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 상술한 바와 같이, 실외 장치(100), 토출 장치(200) 및 환기 장치(600)를 제어하고 복수의 실내 영역 각각의 이산화탄소 농도를 수집할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 복수의 실내 영역 각각의 이산화탄소 농도에 기초하여 복수의 실내 영역 중에서 이산화탄소 농도의 개선 대상이 되는 개선 실내 영역을 선정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 장치(300)는 이산화탄소 농도가 기준 이산화탄소 농도 이하인 실내 영역을 개선 실내 영역으로 선정할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 환기 공기의 이산화탄소 농도, 개선 실내 영역의 이산화탄소 농도 및 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치가 토출하는 공기의 산소 농도에 기초하여 개선 실내 영역에 대응되는 환기 장치(600) 및 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치 중 하나 이상을 작동시킬 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)에 의해 개선 실내 영역로 토출되는 공기의 단위 시간당 공기 토출량에 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)가 토출하는 공기의 산소 농도를 적용하여 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)가 토출하는 산소의 단위 시간당 산소 토출량을 산출할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)가 토출하는 산소의 단위 시간당 산소 토출량을 이용하여 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)만을 작동하는 경우, 개선 실내 영역의 이산화탄소 농도가 기준 이산화탄소 농도 미만이 되는데 소요되는 시간인 제1 이산화탄소 개선 시간을 추정할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 개선 실내 영역에 대응되는 환기 장치(600)에 의해 개선 실내 영역에서 유출되는 실내 공기의 단위 시간당 실내 공기 유출량에 실내 공기의 이산화탄소 농도를 적용하여 개선 실내 영역에서 유출되는 이산화탄소 유출량을 산출할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 개선 실내 영역에 대응되는 환기 장치(600)에 의해 개선 실내 영역으로 유입되는 환기 공기의 단위 시간당 환기 공기 유입량에 환기 공기의 이산화탄소 농도를 적용하여 개선 실내 영역에 유입되는 이산화탄소 유입량을 산출할 수 있다.
최종적으로, 제어 장치(300)는 이산화탄소 유출량 및 이산화탄소 유입량을 이용하여 개선 실내 영역에 대응되는 환기 장치(600)만을 작동하는 경우, 개선 실내 영역의 이산화탄소 농도가 기준 이산화탄소 농도 미만이 되는데 소요되는 시간인 제2 이산화탄소 개선 시간을 추정할 수 있다.
이후, 제어 장치(300)는 제1 이산화탄소 개선 시간 및 제2 이산화탄소 개선 시간 간의 장단을 비교하고, 장단 비교 결과에 기초하여 개선 실내 영역에 대응되는 환기 장치(600) 및 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200) 중 하나 이상을 작동시킬 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(300)는 제1 이산화탄소 개선 시간 및 제2 이산화탄소 개선 시간 간의 장단을 비교한 결과, 제1 이산화탄소 개선 시간이 제2 이산화탄소 개선 시간 보다 짧으면, 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)만을 작동시킬 수 있다.
또한, 제어 장치(300)는 제1 이산화탄소 개선 시간 및 제2 이산화탄소 개선 시간 간의 장단을 비교한 결과, 제2 이산화탄소 개선 시간이 제1 이산화탄소 개선 시간 보다 짧으면, 개선 실내 영역에 대응되는 환기 장치(600)만을 작동시킬 수 있다.
한편, 제어 장치(300)는 제1 이산화탄소 개선 시간 및 제2 이산화탄소 개선 시간 중에서 짧은 시간이 기준 개선 시간을 초과하면 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)와 환기 장치(600) 모두를 작동시킬 수 있다.
다르게 표현하면, 제어 장치(300)는 제1 이산화탄소 개선 시간 및 제2 이산화탄소 개선 시간 중에서 짧은 시간이 기준 개선 시간 이하인 경우, 개선 실내 영역에 대응되는 토출 장치(200)와 환기 장치(600) 중 어느 하나를 작동시킬 수 있다.
이를 통해, 기준 개선 시간 내에 토출 장치(200)와 환기 장치(600) 중 보다 빠르게 이산화탄소 농도를 개선시킬 수 있는 장치를 택일하여 실내 영역의 이산화탄소 농도를 개선시킬 수 있다.
한편, 도 6은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 내 구성들을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 실외 장치(100)는 필터 모듈(110), 압축 모듈(120), 흡착 모듈(130), 배출 모듈(140) 외에 제어 모듈(150), 온도 센서(160), 습도 센서(170), 산소 센서(180) 등을 포함할 수 있다.
제어 모듈(150)은 실외 장치(100)의 다른 구성들과 연결되어 실외 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성이다. 제어 모듈(150)은 제어 장치(300)와 통신을 수행하기 위한 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다.
본 제어 모듈은, 와이파이, 블루투스, 적외선 통신 등 무선 통신을 통해 제어 장치(300)와 연결될 수도 있고, 다양한 형식의 유선 통신을 통해 연결될 수도 있다.
제어 모듈(150)은 제어 장치(300)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 필터 압축 모듈(120), 흡착 모듈(130)과 관련된 하나 이상의 밸브, 배출 모듈(140) 등을 제어할 수 있다.
또한, 제어 모듈(150)은 각종 센서(160, 170, 180)를 통해 획득된 센싱 데이터를 제어 장치(300)로 전송할 수 있다.
온도 센서(160)는 실외 장치(100) 내 적어도 하나의 구성 또는 적어도 하나의 공간 내 온도를 측정하기 위한 구성이다.
온도 센서(160)는 접촉식 또는 비접촉식으로 구현될 수 있다. 온도 센서(160)는 열전쌍, 써미스터, 저항온도 검출, 적외선 기반 측정 등 다양한 방식의 센서로 구현될 수 있다.
온도 센서(160)가 압축 모듈(120)의 온도를 측정할 수 있고, 이 밖에도 실외 장치 내 다양한 공간 상에 설치될 수 있다.
습도 센서(170)는 실외 장치(100)의 흡입구 또는 배출구의 습도를 측정하기 위한 구성이다.
습도 센서(170)는 건습구 습도계, 염화 리튬 습도 센서, 전해 습도 센서, 고분자막 습도 센서, 수정진동식 습도 센서, 산화알루미늄 습도 센서, 세라믹 습도 센서, 서미스터 습도 센서, 마이크로파 습도 센서, 결로 센서, 노점 센서 등 다양한 방식의 센서로 구현될 수 있다.
산소 센서(180)는 실외 장치(100)의 흡입구, 배출구, 또는 저장 모듈(150') 등의 산소 농도를 측정하기 위한 구성이다.
산소 센서(180)는, 일 예로 전극 상에서 수행되는 산소분자의 환원에 따라 발생하는 전압을 활용하는 방식으로 구현될 수 있으나, 이 밖에도 종래 알려졌거나 향후 고안될 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
토출 장치(200)는 배출 모듈(210), 제어 모듈(220), 수분 공급 모듈(230), 산소 센서(240), 감지 센서(250), 이산화탄소 센서(260) 등을 포함할 수 있다.
배출 모듈(210)은 실외 장치(100)로부터 공급된 산소를 실내로 배출하기 위한 구성으로, 팬, 밸브, 압력조절 장치 등을 통해 산소를 배출할 수 있다.
제어 모듈(220)은 토출 장치(200)의 전반적인 구성을 제어하기 위한 구성으로, 제어 장치(300)와 통신을 수행할 수 있다.
일 예로, 제어 모듈(220)은, 제어 장치(300)로부터 수신된 제어 신호에 따라, 배출 모듈(210)의 밸브를 개방할 수 있다. 그 결과, 실외 장치(100)로부터 토출 장치(200)로 공급된 산소가 실내로 배출될 수 있다.
수분 공급 모듈(230)은 배출되는 산소에 습기를 부가하기 위한 구성이다. 수분 공급 모듈(230)은 물이 담길 수 있는 적어도 하나의 수통을 포함할 수 있으며, 공급된 산소가 수통을 통과함에 따라 습도가 더해진 산소가 배출될 수 있다.
여기서, 수통은 사용자에 의해 쉽게 탈착 및 부착될 수 있는 다양한 구조(ex. 회전식 체결 구조, 고리형 체결 구조 등)로 형성될 수 있으며, 이 경우 사용자가 간편하게 수통 내 물을 충전할 수 있다.
산소 센서(240)는 실내 공기의 산소 농도를 측정하기 위한 구성이다. 제어 모듈(220)은 산소 센서(240)의 센싱 데이터를 제어 장치(300)로 전송할 수 있다.
감지 센서(250)는 실내 영역로부터 상술된 거리 측정값을 측정하고, 사용자의 인원 수를 측정할 수 있다. 이를 위해, 감지 센서(250)는 적외선 센서, 거리 측정 센서 등으로 구현될 수 있다.
제어 장치(300)는 제어 모듈(310), 통신 모듈(320), 사용자입력 모듈(330), 출력 모듈(340), 이산화탄소 센서(350) 등을 포함할 수 있다.
제어 모듈(310)은 제어 장치(300)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성으로, 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)와 유무선 연결되어 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)의 산소 공급을 제어할 수 있다.
통신 모듈(320)은 적어도 하나의 외부 서버 및/또는 사용자 장치와 통신을 수행하기 위한 구성이다.
통신 모듈(320)은 적어도 하나의 애플리케이션을 통해 서버와 연동될 수 있으며, 서버는 애플리케이션을 통해 제어 장치(300) 및 사용자 장치 간의 통신을 중계할 수 있다.
통신 모듈(320)은 사용자 장치를 통해 수신된 사용자 입력에 대한 정보를 사용자 장치 및/또는 서버로부터 수신할 수 있다.
또한, 통신 모듈(320)은 리모컨 등의 원격 제어 장치로부터 사용자 입력에 매칭되는 제어 신호를 수신할 수도 있다. 이 경우, 통신 모듈(320)은 적외선 통신, 블루투스 통신, 와이파이 통신 등을 이용할 수 있다.
또한, 상술한 다양한 실시 예에 따른 제어 장치(300)의 동작은, 통신 모듈(320)을 통해 연결된 서버 상에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 압축 모듈(120)의 온도에 따른 산소 공급 중단 등과 관련된 제어 정보는, 서버를 통해 생성될 수도 있다.
통신 모듈(320)은, 유선 통신 및/또는 무선 통신을 통해 구현된 네트워크를 기반으로, 실외 장치(ex. 서버, 사용자 장치 등)와 연결될 수 있다. 이때, 통신 모듈(320)은 실외 장치와 직접적으로 연결될 수도 있지만, 네트워크를 제공하는 하나 이상의 외부 서버(ex. ISP(Internet Service Provider))를 통해서 외부 전자 장치와 연결될 수도 있다.
네트워크는 영역 또는 규모에 따라 개인 통신망(PAN; Personal Area Network), 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network) 등일 수 있으며, 네트워크의 개방성에 따라 인트라넷(Intranet), 엑스트라넷(Extranet), 또는 인터넷(Internet) 등일 수 있다.
무선 통신은 LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), 5G(5th Generation) 이동통신, CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), GSM(Global System for Mobile Communications), DMA(Time Division Multiple Access), WiFi(Wi-Fi), WiFi Direct, Bluetooth, NFC(near field communication), Zigbee 등의 통신 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유선 통신은 이더넷(Ethernet), 광 네트워크(optical network), USB(Universal Serial Bus), 선더볼트(ThunderBolt) 등의 통신 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자 입력 모듈(330)은 사용자 명령 또는 사용자 정보를 입력 받기 위한 구성이다. 사용자 입력 모듈(330)는 터치 센서, 버튼, 카메라, 마이크 등으로 구현될 수 있다.
출력 모듈(340)은, 다양한 정보를 출력하기 위한 구성으로, 디스플레이, 스피커 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 제어 모듈(310)은 디스플레이를 통해 현재 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)의 동작 상태(ex. 산소 공급 여부, 산소 공급 시간)를 출력할 수 있다.
이산화탄소 센서(350)는, 실내의 이산화탄소 농도를 측정하기 위한 구성이다. 제어 모듈(310)은 이산화탄소 센서(350)의 센싱 데이터를 통해 실내의 이산화탄소 농도를 식별할 수 있다.
서버(400)는 제어 모듈(410), 통신 모듈(420), 메모리(430) 등을 포함할 수 있다.
제어 모듈(410)은 서버(400)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성으로, 제어 장치(300)와 유무선 연결되어 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)의 동작 상태, 실내 영역의 공기 성분 등에 대한 정보를 관리하고, 사용자 장치(500)로부터 수신된 신호를 제어 장치(300)로 전달하도록 동작할 수 있다.
통신 모듈(420)은 통신을 수행하여 제어 장치(300)와 사용자 장치(500) 간에 다양한 정보, 신호 및 데이터를 전달하기 위한 구성이다.
통신 모듈(420)은, 상술된 네트워크, 무선 통신과 동일한 종류를 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
메모리(430)는 서버(400)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(430)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(430)(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다.
사용자 장치(500)는 제어 모듈(510), 통신 모듈(520), 사용자입력 모듈(530), 출력 모듈(540), 메모리(550) 등을 포함할 수 있다.
제어 모듈(510)은 사용자 장치(500)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성으로, 서버(400)와 무선 연결되어 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)의 동작 상태, 실내 영역의 공기 성분 등에 대한 정보를 수신하여 사용자 입력에 따른 실외 장치(100) 및 토출 장치(200)의 제어를 수행할 수 있다.
통신 모듈(520)은 서버(400)와 통신을 수행하기 위한 구성이다.
통신 모듈(420)은, 상술된 네트워크, 무선 통신과 동일한 종류를 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
사용자 입력 모듈(530)은 사용자 명령 또는 사용자 정보를 입력 받기 위한 구성이다. 사용자 입력 모듈(530)는 터치 센서, 버튼, 카메라, 마이크 등으로 구현될 수 있다.
출력 모듈(540)은, 다양한 정보를 출력하기 위한 구성으로, 디스플레이, 스피커 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 제어 모듈(510)은 디스플레이를 통해 현재 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템(10)의 동작 상태(ex. 산소 공급 여부, 산소 공급 시간)를 출력할 수 있다.
메모리(550)는 사용자 장치(500)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(550)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다.
환기 장치(600)는 팬(610) 및 제어 모듈(620)을 포함할 수 있다.
이러한, 환기 장치(600)는 팬이 회전하는 형식의 환기 방식 외에 전열 교환 방식으로도 구현될 수 있으나, 본 발명에서는 팬이 회전하는 형식의 환기 방식으로 구현됨이 바람직하다.
팬(610)은 전기를 공급받아 회전함으로써, 실내 영역의 공기를 외부로 배출하고, 외부 공기를 내부로 유입시킬 수 있다.
제어 모듈(620)은 환기 장치(600)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성으로, 제어 장치(300)와 유선 또는 무선 연결되어 팬(610)의 구동을 제어하여 환기를 수행할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 서로 저촉되지 않는 한 복수의 실시 예가 결합되어 구현될 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 제어 장치(300), 서버(400) 및 사용자 장치(500)의 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 본 개시에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상술한 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제어 장치(300)의 처리동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions) 또는 컴퓨터 프로그램은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어 또는 컴퓨터 프로그램은 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 내의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템의 처리 동작이 수행되도록 한다.
비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10: IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템 100: 실외 장치
200: 토출 장치 300: 제어 장치
400: 서버 500: 사용자 장치
600: 환기 장치

Claims (7)

  1. IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템에 있어서,
    외부 공기로부터 산소를 추출하기 위한 실외 장치;
    상기 실외 장치를 통해 추출된 산소를 복수의 실내 영역 각각으로 공급하고 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 획득하기 위한 복수의 토출 장치;
    상기 실외 장치 및 상기 토출 장치를 제어하고 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수집하기 위한 제어 장치;
    상기 제어 장치로부터 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수신하여 저장하는 서버; 및
    상기 서버로부터 상기 복수의 실내 영역 각각의 산소 농도를 수신하고, 상기 복수의 실내 영역 별로 산소 농도를 출력하는 사용자 장치;를 포함하고,
    상기 사용자 장치는
    상기 복수의 실내 영역 중 하나 이상으로 산소를 공급 요청하는 산소 공급 요청이 입력되면, 상기 복수의 토출 장치 중에서 산소의 공급이 요청된 실내 영역에 대응되는 토출 장치의 장치 식별 정보와 함께 산소 공급 요청 신호를 서버로 송신하고,
    상기 산소 공급 요청의 입력과 함께 산소의 공급이 요청된 실내 영역의 영역 식별 정보를 입력받고, 상기 영역 식별 정보에 매칭된 토출 장치의 장치 식별 정보를 확인하고,
    산소의 공급이 요청된 실내 영역에 요구되는 요구 산소 농도를 입력받고, 상기 요구 산소 농도와 함께 상기 산소 공급 요청 신호를 상기 서버로 송신하고,
    상기 제어 장치는
    상기 서버를 통해 상기 산소 공급 요청 신호가 수신되면 상기 장치 식별 정보에 대응되는 토출 장치에서 실내 영역으로 산소가 공급되도록 해당 토출 장치 및 상기 실외 장치를 제어하고,
    상기 산소 공급 요청 신호가 수신되었으나 상기 요구 산소 농도가 수신되지 않은 경우, 상기 산소 공급 요청 신호를 송신한 상기 사용자 장치의 사용자 식별 정보를 확인하고, 사용자 식별 정보 별로 적합 산소 농도가 맵핑된 제2 맵핑 데이터에 기초하여 상기 산소 공급 요청 신호를 송신한 상기 사용자 장치의 상기 사용자 식별 정보에 대응되는 적합 산소 농도를 확인하고, 상기 적합 산소 농도에 대응하여 상기 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 목표 산소 농도 범위를 설정하는, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 요구 산소 농도에 기초하여 상기 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 목표 산소 농도 범위를 설정하고, 상기 영역 식별 정보에 대응되는 실내 영역의 산소 농도가 상기 목표 산소 농도 범위에 포함되도록 상기 장치 식별 정보에 대응되는 토출 장치의 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 설정하는, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 서버는
    상기 사용자 장치의 위치를 나타내는 장치 위치 정보를 상기 사용자 장치로부터 수신하고, 상기 장치 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 실내 영역 각각에 위치하는 사용자의 인원을 나타내는 인원 정보를 산출하고,
    상기 제어 장치는
    상기 인원 정보를 상기 서버로부터 수신하고, 상기 인원 정보에 기초하여 상기 복수의 실내 영역 각각에 대응되는 복수의 토출 장치의 상기 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 보정하는, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 인원 정보가 나타내는 사용자의 인원이 기준 인원을 초과하는 경우 기준 인원을 초과하는 사용자의 초과 인원에 비례하여 상기 단위 시간 당 제1 목표 산소 토출량을 증가시켜 보정하는, IoT를 통한 공기질 개선 센싱 및 산소 공급 제어 시스템.
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