KR102550893B1 - 전자칠판 전력 절감 장치 - Google Patents

전자칠판 전력 절감 장치 Download PDF

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Abstract

전자칠판 전력 절감 장치를 개시한다.
본 실시예는 전자칠판을 사용할 때, 절전제어장치를 이용하여 전자칠판 주변에 객체가 미감지되는 경우 전자칠판으로 인가되는 소비전류를 자동으로 차단하여 전자칠판을 전력을 절감시키기 위한 전자칠판 전력 절감 장치를 제공한다.

Description

전자칠판 전력 절감 장치{Apparatus for Saving Power for Electronic Blackboard}
본 발명의 일 실시예는 전자칠판 전력 절감 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
일반적으로 교탁은 학교, 학원, 기업체 등에서 교사나 강사들이 다수의 피교육생을 상대로 교육 또는 강의할 때 책 등을 놓는 탁자를 의미한다. 교탁은 일반적으로 나무 재질로 제작되나 경우에 따라 플라스틱이나 금속으로 제작된다.
종래의 교탁은 단순히 교사, 강사가 수업 진행시 참고로 하기 위한 책 등을 올려놓는 역할만 담당했다. 최근 들어, 피교육생에 대한 학습효과를 높이기 위하여 오디오, 비디오, 컴퓨터 등의 전기 및 전자 기자재를 이용하는 교육방식으로 점차 개선되어 가고 있다.
특히, 많은 교육 자료 및 정보는 디지털화되어 있고, 인터넷 등을 통하여 송수신하며, 컴퓨터 또는 노트북 등으로 가공 처리하여 교육용으로 활용된다. 전자교탁은 각종 전기 및 전자 교육용 기자재를 중앙에서 집중 관리하고 제어한다.
종래의 강의 또는 수업 진행시 보편적으로 칠판에 분필로 필기하면서 학생들에게 어떠한 지식을 전달하는 수단으로 사용하였다. 흑판과 분필을 사용하여 판서할 경우, 분필가루가 날리게 되어 쾌적한 환경이 조성되지 못하였으며, 특히 강사는 피교육생에 등을 돌린 상태에서 판서함으로써 피교육생과 대면하지 못하여 정보를 효율적으로 전달하지 못하는 문제점도 있었다.
일반적인 전자교탁은 교탁의 내부 또는 외부에 컴퓨터, 프로젝션 등 다양한 교육 장비 기자재를 단순히 설치하거나 올려두는 정도에 불과하다.
전자교탁은 조달 및 딜러 위주의 마케팅 중심의 시장으로, 판매 후 사후 관리에 있어서 문제점이 있다. 전자교탁은 기존 시장을 차지하고 있는 업체들은 대부분 상당한 금액의 금형을 제작하여, 보급을 하고 있으며, 수년이 지난 지금도 전자교탁 케이스 개선 부분이 이루어지고 있지 않다.
기술적인 부분에 있어서도 전자교탁은 소비자에게 편리하게 다가갈 수 있는 제품이 아닌, 실용성 없는 대형 사이즈에 제품만이 생산되고 있다. 기존 전자교탁 제품 기능부문은 수년간 기능적인 변화없이 외형만 변화하고 있는 상황이다.
전자교탁은 중동지역에 지속적인 니즈가 존재하며, 마켓에 수준이 높아짐에 따라 계속하여 새로운 기능을 요구하고 있다. 전자교탁을 처음 접하는 국가 또는 마켓에서는 새로운 기능보다 저가 위주의 교탁을 선호하는 실정이다.
본 실시예는 전자칠판을 사용할 때, 절전제어장치를 이용하여 전자칠판 주변에 객체가 미감지되는 경우 전자칠판으로 인가되는 소비전류를 자동으로 차단하여 전자칠판을 전력을 절감시키기 위한 전자칠판 전력 절감 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 외부 장치로부터 사용자의 요청 또는 명령에 따라 데이터를 수신하는 통신부; 상기 데이터를 구비된 디스플레이 상에 출력하는 출력부; 기 설정된 영역에 대한 객체가 미감지되는 경우, 객체 미감지 출력 신호를 출력하는 인체감지 센서; 상기 객체 미감지 출력 신호를 기반으로 상기 통신부, 상기 출력부를 대기모드로 변경하도록 하는 절전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자칠판을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 전자칠판을 사용할 때, 절전제어장치를 이용하여 전자칠판 주변에 객체가 미감지되는 경우 전자칠판으로 인가되는 소비전류를 자동으로 차단하여 전자칠판을 전력을 절감 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a은 본 실시예에 따른 전자칠판 전력 절감 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 실시예에 따른 전자칠판을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 통합 절전제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 복수의 전자칠판에 대해 인체감지 센서를 이용한 통합 절전 제어를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 인체감지 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 전원부 및 인체감지 센서 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 통신부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 절전 제어부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 복수의 공기질 센서를 이용한 활동량 산출을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 복수의 공기질 센서를 이용한 송풍기 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 공기질을 모니터링하여 환기하는 방식을 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 실시예에 따른 전자칠판 전력 절감 시스템을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 전자칠판 전력 절감 시스템은 통합 절전제어장치(120), 전자칠판(130)을 포함한다. 전자칠판 전력 절감 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전자칠판(130)은 학교, 기업, 연수원, 학원 등 집단 시설에 적용되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 개인 방송 등에서 사용될 수 있다.
통합 절전제어장치(120)는 복수의 전자칠판(130)과 연결된다. 통합 절전제어장치(120)는 복수의 전자칠판(130)을 통합적으로 관리한다.
통합 절전제어장치(120)는 인체감지 센서(310)로부터 수신된 객체 미감지 출력 신호를 기반으로 전자칠판(130)으로 대기모드로 변경하도록 하는 대기 모드 전환 명령을 전송한다.
통합 절전제어장치(120)는 전자칠판(130)에 연결되어 전자칠판(130)의 소비전류를 자동으로 차단한다.
통합 절전제어장치(120)는 제품 사용 완료 후 전원을 끄지 않는 상태에서 기 설정한 시간동안 객체 감지신호가 없는 경우, 전자칠판(130)을 대기모드로 전환하여 불필요한 소비전류를 자동 차단시킨다.
수십 내지 수백 개의 강의실 내의 전자 기기의 전원 켜진 상태 유무를 수시로 확인하기에는 인력과 시간이 투여되고, 확실한 점검을 보증할 수 없으나, 본 실시예에 따른 통합 절전제어장치(120)는 각 교실에 설치된 인체감지 센서(310)를 이용하여 절전의 필요 여부를 정확하게 판단하고 전력을 소모하는 장치를 대기모드로 전환시켜 소비전류를 차단할 수 있다.
통합 절전제어장치(120)는 전자칠판(130)에 1:1 또는 1:N으로 연결하여 동작한다. 통합 절전제어장치(120)는 인체감지 센서(310)가 동작하는 경우, 전자칠판(130)을 대기모드로 전환시킨다.
인체감지 센서(310)는 일정 시간 이상으로 인체가 미감지되는 경우, 통합 절전제어장치(120)로 신호를 전송한다. 인체감지 센서(310)는 기 설정된 시간 이상으로 신호가 미감지되는 경우, 통합 절전제어장치(120)로 신호를 전송하여 전자칠판(130)을 대기모드로 전환시킨다.
전자칠판(130)은 인터렉티브 화이트보드인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 전자칠판(130)은 외부 장치로부터 수신된 데이터를 구비된 디스플레이 상에 출력한다. 전자칠판(130)은 통합 절전제어장치(120)로부터 대기 모드 전환 명령을 수신하는 경우, 대기모드로 전환하여 소비 전류를 차단한다.
전자칠판 전력 절감 시스템은 원격 제어를 이용하여 전자칠판(130)의 전원을 제어한다.
도 1b는 본 실시예에 따른 전자칠판을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 전자칠판(130)은 별도의 장치없이 단독으로 동작 가능하다.
본 실시예에 따른 전자칠판(130)은 통신부(132), 출력부(134), 인체감지부(136), 절전부(138)를 포함한다. 전자칠판(130)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
통신부(132)는 외부 장치로부터 사용자의 요청 또는 명령에 따라 데이터를 수신한다. 출력부(134)는 외부 장치로부터 수신된 데이터를 구비된 디스플레이상에 출력한다.
인체감지부(136)는 기 설정된 영역에 대한 객체가 미감지되는 경우, 객체 미감지 출력 신호를 출력한다. 인체감지부(136)는 적외선(Infrared Ray)을 이용하여 기 설정된 영역 내에 일정 시간동안의 열 또는 온도의 변화에 따라 객체가 미감지되는 것을 판단한다.
절전부(138)는 객체 미감지 출력 신호를 기반으로 통신부(132), 출력부(134)를 대기모드로 변경하도록 한다. 절전부(138)는 복수의 교실을 모니터링하다가 객체 미감지 출력 신호가 수신되는 다른 교실에 위치한 전자칠판을 대기모드 상태로 전환 시킨다. 절전부(138)는 대기 모드 전환되면, 소비 전류를 차단한다.
절전부(138)는 전원부, 인체감지 인터페이스, 통신부, 절전 제어부
전원부는 전원을 공급한다. 인체감지 인터페이스는 인체감지부(136)로부터 객체 미감지 출력 신호를 수신한다. 통신부는 인체감지부(136)와 연동하여 객체 미감지 출력 신호를 수신하여 절전부(138)로 전달한다. 절전 제어부는 객체 미감지 출력 신호를 수신하는 경우, 교실 내에 객체가 미존재하는 것으로 인지하여 통신부(132), 출력부(134)를 대기모드로 전환하도록 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 통합 절전제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 통합 절전제어장치(120)는 전원부(210), 인체감지 센서 인터페이스(220), 통신부(230), 절전 제어부(240), 공기질 센서 인터페이스(242), 환경 모니터링부(250), 활동량 산출부(260)를 포함한다. 통합 절전제어장치(120)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전원부(210)는 전원을 공급한다. 인체감지 센서 인터페이스(220)는 인체감지 센서로부터 객체 미감지 출력 신호를 수신한다. 통신부(230)는 인체감지 센서(310)와 연동하여 객체 미감지 출력 신호를 수신하여 절전 제어부(240)로 전달한다.
절전 제어부(240)는 객체 미감지 출력 신호를 수신하는 경우, 교실 내에 객체가 미존재하는 것으로 인지하여 전자칠판(130)으로 대기모드로 전환하도록 하는 대기 모드 전환 명령을 전송한다.
절전 제어부(240)는 복수의 교실 각각마다 절전 상태를 모니터링하다가 객체 미감지 출력 신호가 수신되는 교실에 위치한 전자칠판(130)을 대기모드 상태로 전환 시킨다.
절전 제어부(240)는 전자칠판(130)으로 제품 대기모드 전환 제어 명령어를 원격으로 전송하여, 전자칠판(130)이 대기모드로 전환되도록 하여 소비전류를 차단시킨다.
절전 제어부(240)는 활동량이 기 설정된 임계치 미만으로 떨어진 상태에서 일정 시간 동안 유지되는 경우, 전자칠판(130)으로 대기모드로 변경하도록 하는 대기 모드 전환 명령을 전송한다.
공기질 센서 인터페이스(242)는 공기질 센서를 포함된 미세먼지 농도를 센싱하는 초미세먼지 센서(미도시), 미세먼지 센서(912), 이산화탄소 농도를 센싱하는 이산화탄소 센서(914), 온도 및 습도를 센싱하는 온도,습도 센서(916)와 각각 통신한다.
환경 모니터링부(250)는 공기질 센서(810)를 이용하여 교실 내의 실내 공기질 정보를 생성한다. 환경 모니터링부(250)는 공기질 센서(810)를 이용하여 교실 외의 실외 공기질 정보를 생성한다. 환경 모니터링부(250)는 실내 공기질 정보, 실외 공기질 정보, 활동량을 기반으로 복수의 교실마다 설치된 송풍기(920)의 동작 여부를 결정할 때, 활동량이 많은 경우, 가중치를 높게 반영하여 환기를 수행하도록 한다.
환경 모니터링부(250)는 로컬로 직접 공기질을 특정한 데이터와 기상청으로부터 수신한 지역 공기질 정보를 비교한 결과, 활동량을 기반으로 환기 장치를 동작시킬 수 있다. 환경 모니터링부(250)는 다양한 환기 장치로부터 코드값을 수집한 후 환기 장치의 동작 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 실내 공기질 정보에 포함된 실내 분진 농도가 제1 임계값을 초과하거나 실내 공기질 정보에 포함된 실내 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 실내 공기 환기가 필요하다고 결정한다. 환경 모니터링부(250)는 실내 공기 환기가 필요하다고 결정한 경우, 실외 공기질 정보를 기반으로 실외 공기를 실내로 유입시키는 제1 송풍 동작 또는 실내 공기를 실외로 내보내는 제2 송풍 동작을 수행할지 여부를 판단한다.
환경 모니터링부(250)는 실외 공기질 정보에 포함된 실외 분진 농도가 제1 임계값 이하이고, 실외 공기질 정보에 포함된 실외 유해 기체 농도가 제2 임계값 이하인 경우, 실외 공기를 실내로 유입시키는 제1 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 실외 공기질 정보에 포함된 실외 분진 농도가 제1 임계값을 초과하거나 실외 공기질 정보에 포함된 실외 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 실내 공기를 실외로 내보내는 제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작 또는 제2 송풍 동작을 시작한 후 공기질 센서를 이용하여 실내 공기질 정보와 실외 공기질 정보를 추가로 수집하여 송풍기(920)를 적응적으로 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 리셋 동작이 수행한 후 제1 송풍 리셋 동작의 수행 전에 실내 공기질 정보에 포함된 실내 분진 농도(제1 송풍 동작 수행전), 실내 유해 기체 농도(제1 송풍 동작 수행전)와 제1 송풍 리셋 동작의 수행 후에 실내 공기질 정보에 포함된 실내 분진 농도(제1 송풍 동작 수행 후), 실내 유해 기체 농도(제1 송풍 동작 수행 후)를 비교하여 실내 공기질의 개선 정도를 판단한다. 환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 리셋 동작의 수행 이후 기 설정된 제1 임계 시간 동안의 공기 변화를 판단한다.
환경 모니터링부(250)는 제1 임계 시간 동안 제1 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 있는 경우, 제1 송풍 리셋 동작을 일시적으로 중단하고, 제2 송풍 동작이 수행되도록 송풍기(920)를 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 리셋 동작이 수행한 후 제1 임계 시간 동안 제1 임계 범위 미만의 실내 공기질이 악화되거나, 실내 공기질이 향상되거나 실내 공기질이 유지되거나 실내 공기질이 제1 임계 범위 내에서 악화되는 경우, 실내 공기질의 변화를 고려하여 제1 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 리셋 동작이 수행한 후 공기질이 제1 임계 범위 내에서 악화되는 경우는 제1 송풍 동작을 유지하되, 추가의 제3 임계 시간을 설정하여 공기질의 악화 여부에 대해 추가 판단한다.
환경 모니터링부(250)는 제3 임계 시간 동안 제2 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 제1 송풍 동작을 중단하고 제2 송풍 동작으로 전환한다.
환경 모니터링부(250)는 제3 임계 시간 동안 제2 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 제1 송풍 동작을 중단하고 제2 송풍 동작으로 전환하도록 송풍기(920)를 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 환기 장치에 공기 정화 기능이 가능한 경우, 제2 임계 시간 동안 제2 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 있는 경우와 제3 임계 시간 동안 제2 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 공기 정화 기능을 수행한다.
환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 리셋 동작의 수행한 후 설정된 제4 임계 시간 동안의 공기 변화를 판단하여 제4 임계 시간 동안에 설정된 제3 임계 범위 내의 실내 공기질의 악화해도 지속적으로 제2 송풍 동작을 유지하도록 송풍기(920)를 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 리셋 동작의 수행한 후 설정된 중단 시간 이후에 다시 제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어하여 실내 공기질의 변화에 대한 재판단을 수행한다.
환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 리셋 동작의 수행한 후 제4 임계 시간 동안 제3 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 없는 경우, 실내 공기질의 제3 임계 범위 미만으로 악화된 경우 또는 실내 공기질이 개선된 경우는 제2 송풍 동작을 지속적으로 수행한다.
환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 리셋 동작의 수행한 후 제3 임계 범위 내의 실내 공기질의 악화된 경우, 제2 송풍 동작을 유지하되, 제5 임계 시간을 설정하여 공기질의 악화 여부에 대한 추가 판단하여 제5 임계 시간 동안 제4 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 제2 송풍 동작을 중단한다.
환경 모니터링부(250)는 임계 시간과 임계 범위는 공기 변화의 반응을 고려하여 공간별로 적응적으로 조정할 때, 실내 공기질과 실외 공기질의 차이가 임계값 이상인 상황에서 제1 송풍 동작을 수행시 실내 공기질의 변화에 따라 제1 임계 범위 및 제2 임계 범위, 제1 임계 시간 내지 제3 임계 시간을 결정한다.
환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 동작을 수행시 실내 공기질 변화 데이터를 모니터링하여 변화 시간의 중간값 또는 평균값을 기반으로 제3 임계 범위, 제4 임계 시간 및 제5 임계 시간을 결정한다.
환경 모니터링부(250)는 실내 분진 농도가 제1 임계값을 초과하는 경우 및/또는 현재 실내 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 실내 공기 환기가 필요하다고 결정한 후 실내 온도와 실외 온도 차이가 상대적으로 클 경우, 난방 및 냉방 효율을 고려하여 제1 임계값과 제2 임계값을 상대적으로 크게 설정한다. 환경 모니터링부(250)는 실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위 내로 발생되는 경우는 디폴트 값으로서 제1 임계값과 제2 임계값을 설정한다. 환경 모니터링부(250)는 실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위 이상으로 발생되는 경우, 제1 임계값과 제2 임계값은 로그 함수 기반으로 증가하도록 설정한다.
환경 모니터링부(250)는 온도 차이에 따라 송풍 속도가 결정할 때, 실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위 내로 발생되는 경우는 설정된 디폴트 송풍 속도로 제1 송풍 동작 및 제2 송풍 동작이 수행되도록 송풍기(920)를 제어한다.
환경 모니터링부(250)는 실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위를 벗어나는 경우, 송풍 속도의 감소가 로그 함수 기반으로 정의할 때, 온도 차이가 많이 날수록 송풍 속도를 약하게 설정하며, 송풍 속도의 변화 정도를 지속적으로 감소시켜 송풍을 기반으로 한 실내 공기질이 변화하도록 한다.
활동량 산출부(260)는 미세먼지 농도가 기 설정된 미세먼지 임계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과, 이산화탄소 농도가 기 설정된 이산화탄소 임계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과, 온도가 기 설정된 온도 임계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과, 습도가 기 설정된 습도 인계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과를 바탕으로 교실 내에 존재하는 사용자의 활동량을 산출한다.
활동량 산출부(260)는 미세먼지 농도를 기 설정된 환경기준표와 비교하여 기 설정된 미세먼지 임계치를 미만으로 확인되거나, 이산화탄소 농도가 기 설정된 이산화탄소 임계치 미만으로 확인되면, 미세먼지 센서(912)로부터 추가로 수신된 분당 대기측정농도의 평균값을 산출한다.
활동량 산출부(260)는 이산화탄소 센서(914)로부터 추가로 수신된 분당 이산화탄소측정농도의 평균값을 산출한다. 활동량 산출부(260)는 분당 대기측정농도와 분당 이산화탄소측정농도를 측정할 때마다 상기 분당 대기측정농도의 평균값과 이산화탄소측정농도의 평균값을 기반으로 상기 활동량을 산출한다. 활동량 산출부(260)는 활동시간이 수업시간 시간 미만인 알람을 발생시킨다.
활동량 산출부(260)는 어린이 또는 성인 따른 호흡량을 추출한다. 활동량 산출부(260)는 분당 대기측정농도의 평균값, 이산화탄소측정농도의 평균값, 호흡량을 기반으로 활동량을 산출한다.
활동량 산출부(260)는 교실 내에 학생들에 대한 평균 체중 정보를 입력받고, 수업에 따른 학생들의 호흡량을 산출한다. 활동량 산출부(260)는 평균 체중 정보, 분당 대기측정농도의 평균값, 이산화탄소측정농도의 평균값, 호흡량을 기반으로 활동량을 산출한다.
도 3은 본 실시예에 따른 복수의 전자칠판에 대해 인체감지 센서를 이용한 통합 절전 제어를 나타낸 도면이다.
통합 절전제어장치(120)는 복수의 전자칠판(130)과 연결된다. 통합 절전제어장치(120)는 복수의 전자칠판(130)을 통합적으로 관리한다.
통합 절전제어장치(120)는 각 교실에 구비된 인체감지 센서(310)를 이용하여 전자칠판(130)의 전원을 끄지 않은 상태로 퇴실하거나 기 설정된 시간동안 객체가 미감지되는 경우 복수의 전자칠판을 대기모드로 전환시킨다.
통합 절전제어장치(120)는 각 교실로 제품 전원을 끄지 않고 퇴실하거나 인원이 미존재하는 경우, 전자칠판(130)을 대기모드로 전환시켜 낭비되는 전력을 최소화할 수 있다.
일반적으로 관리자 각 교실을 직접 순찰을 하면서 절전 상태를 확인해야 했으나, 통합 절전제어장치(120)는 복수의 교실의 절전 상태를 일괄적으로 모니터링하다가 객체 감지 상태에 따라 대기모드 상태로 전환 시킨다.
인체감지 센서(310)는 복수의 교실마다 설치되어 기 설정된 영역에 대한 객체가 미감지되는 경우, 객체 미감지 출력 신호를 생성한다. 인체감지 센서(310)는 적외선(Infrared Ray)을 이용하여 기 설정된 영역 내에 일정 시간동안의 열 또는 온도의 변화에 따라 객체가 미감지되는 것을 판단한다.
인체감지 센서(310)는 일반적인 센서와 같이 객체를 검지한 경우 감지신호를 보내는 방식이 아니라, 기 설정된 영역 내에 객체가 일정시간동안 미검출되는 경우에 기 설정된 프로토콜의 커맨드를 출력하는 방식으로 동작한다.
도 4는 본 실시예에 따른 인체감지 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
인체감지 센서(310)는 PIR(Passive Infrared Sensor) 센서가 적용될 수 있다. 인체감지 센서(310)는 실내 인체감지를 위해 적외선을 이용하며, 약 1℃ 정도의 온도 변화가 2-3회 정도 발생할 때, 온도 변화를 감지하고 알람신호를 통합 절전제어장치(120)로 송출한다. 인체감지 센서(310)는 객체가 가지고 있는 온도(또는 열)에 의해 자발적으로 방출하는 적외선의 변화를 수동적으로 감지한다.
인체감지 센서(310)는 광각 렌즈를 구비하여 기 설정된 영역에 대해 사각지대 최소화하여 객체를 모니터링할 수 있다.
인체감지 센서(310)는 PIR(Passive Infrared) 센서인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 인체감지 센서(310)는 실내 침입 감지를 위해 적외선을 이용한다. 인체감지 센서(310)는 주로 실내의 천정에 설치되어 입체적으로 객체를 감지한다.
인체감지 센서(310)는 기 설정된 영역 내에 일정 시간동안 열 또는 온도의 변화가 발생(예컨대, 약 2초 이내에 약 1℃ 정도의 온도변화가 2~3회 정도 발생)하면, 출력 신호를 전송한다.
인체감지 센서(310)는 온도의 변화에 따라 내부 분극이 변화하는 초전효과를 이용한다. 인체감지 센서(310)는 객체가 갖는 온도(또는 열)에 의해 자발적으로 방출하는 적외선의 변화를 수동적으로 감지한다. 인체감지 센서(310)는 객체가 일정시간 동안 미검출되는 경우, 기 설정된 프로토콜의 커맨드를 출력한다.
도 5는 본 실시예에 따른 전원부 및 인체감지 센서 인터페이스를 나타낸 도면이다.
전원부(210)는 DC 12V 전원을 입력받아 절전 제어부(240)에 필요한 3.3 VDC 전원으로 변환한다. 통신부(230)는 절전 제어부(240)와 외부 기기간에 통신(예컨대, RS232 통신)을 위한 인터페이스 회로이다.
도 6은 본 실시예에 따른 통신부를 나타낸 도면이다.
통신부(230)는 인체감지 센서(310)로부터 객체 감지 유무에 대한 출력 신호를 수신한다. 통신부(230)는 출력 신호를 절전 제어부(240)로 전달한다.
도 7은 본 실시예에 따른 절전 제어부를 나타낸 도면이다.
절전 제어부(240)는 통신부(230)를 경유하여 인체감지 센서 인터페이스(220)로부터 수신된 인체감지 센서(310)의 출력 신호를 감지한다.
절전 제어부(240)는 기 설정된 시간동안 객체의 움직임이 미감지되는 경우, UART 포트로 연결된 전자칠판(130)으로 대기모드로 변경하도록 대기 모드 전환 명령을 전송한다.
도 8은 본 실시예에 따른 복수의 공기질 센서를 이용한 활동량 산출을 나타낸 도면이다.
통합 절전제어장치(120)는 각 교실에 구비된 공기질 센서(810)를 이용하여 교실 내 존재하는 사람의 활동량을 산출한다.
통합 절전제어장치(120)는 미세먼지 농도가 기 설정된 미세먼지 임계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과, 이산화탄소 농도가 기 설정된 이산화탄소 임계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과, 온도가 기 설정된 온도 임계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과, 습도가 기 설정된 습도 인계치를 초과하는지의 여부를 확인한 결과를 바탕으로 교실 내에 존재하는 사용자의 활동량을 산출한다.
통합 절전제어장치(120)는 미세먼지 농도를 기 설정된 환경기준표와 비교하여 기 설정된 미세먼지 임계치를 미만으로 확인되거나, 이산화탄소 농도가 기 설정된 이산화탄소 임계치 미만으로 확인되면, 미세먼지 센서(912)로부터 추가로 수신된 분당 대기측정농도의 평균값을 산출한다.
통합 절전제어장치(120)는 이산화탄소 센서(914)로부터 추가로 수신된 분당 이산화탄소측정농도의 평균값을 산출한다. 통합 절전제어장치(120)는 분당 대기측정농도와 분당 이산화탄소측정농도를 측정할 때마다 상기 분당 대기측정농도의 평균값과 이산화탄소측정농도의 평균값을 기반으로 상기 활동량을 산출한다. 통합 절전제어장치(120)는 활동시간이 수업시간 시간 미만인 알람을 발생시킨다.
통합 절전제어장치(120)는 어린이 또는 성인 따른 호흡량을 추출한다. 통합 절전제어장치(120)는 분당 대기측정농도의 평균값, 이산화탄소측정농도의 평균값, 호흡량을 기반으로 활동량을 산출한다.
통합 절전제어장치(120)는 교실 내에 학생들에 대한 평균 체중 정보를 입력받고, 수업에 따른 학생들의 호흡량을 산출한다. 활동량 산출부(260)는 평균 체중 정보, 분당 대기측정농도의 평균값, 이산화탄소측정농도의 평균값, 호흡량을 기반으로 활동량을 산출한다.
도 9는 본 실시예에 따른 복수의 공기질 센서를 이용한 송풍기 동작을 나타낸 도면이다.
통합 절전제어장치(120)는 공기질 센서(810)를 이용하여 교실 내의 실내 공기질 정보를 생성한다. 통합 절전제어장치(120)는 공기질 센서(810)를 이용하여 교실 외의 실외 공기질 정보를 생성한다. 통합 절전제어장치(120)는 실내 공기질 정보, 실외 공기질 정보, 활동량을 기반으로 복수의 교실마다 설치된 송풍기(920)의 동작 여부를 결정할 때, 활동량이 많은 경우, 가중치를 높게 반영하여 환기 장치가 동작하도록 한다.
통합 절전제어장치(120)는 실내 공기질 정보에 포함된 실내 분진 농도가 제1 임계값을 초과하거나 실내 공기질 정보에 포함된 실내 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 실내 공기 환기가 필요하다고 결정한다. 통합 절전제어장치(120)는 실내 공기 환기가 필요하다고 결정한 경우, 실외 공기질 정보를 기반으로 실외 공기를 실내로 유입시키는 제1 송풍 동작 또는 실내 공기를 실외로 내보내는 제2 송풍 동작을 수행할지 여부를 판단한다.
통합 절전제어장치(120)는 실외 공기질 정보에 포함된 실외 분진 농도가 제1 임계값 이하이고, 실외 공기질 정보에 포함된 실외 유해 기체 농도가 제2 임계값 이하인 경우, 실외 공기를 실내로 유입시키는 제1 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어한다.
통합 절전제어장치(120)는 실외 공기질 정보에 포함된 실외 분진 농도가 제1 임계값을 초과하거나 실외 공기질 정보에 포함된 실외 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 실내 공기를 실외로 내보내는 제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어한다.
통합 절전제어장치(120)는 제1 송풍 동작 또는 제2 송풍 동작을 시작한 후 공기질 센서를 이용하여 실내 공기질 정보와 실외 공기질 정보를 추가로 수집하여 송풍기(920)를 적응적으로 제어한다.
도 10은 본 실시예에 따른 공기질을 모니터링하여 환기하는 방식을 나타낸 도면이다.
환경 모니터링부(250)는 공기질 센서(810)로부터 실내 공기질 정보 및 실외 공기질 정보를 수집한다.
환경 모니터링부(250)는 실내 공기질 정보 및 실외 공기질 정보를 기반으로 송풍기(920)의 동작을 제어한다.
공기질 센서(810)는 스마트 교실 내에 환경정보를 수집할 수 있는 공간 내부에 구현될 수 있고, 실외 공기질 정보 수집부는 실외 공기질 정보를 수집할 수 있는 공간 외부에 구현될 수 있다. 공기질 센서(810)는 유선 및/또는 무선을 기반으로 실내 공기질 정보 및 실외 공기질 정보를 환경 모니터링부(250)로 전송할 수 있다. 공기질 센서(810)는 각 교실마다 설치되는 것이 바람직하다. 예컨대, 공기질 센서(810)는 복수 개일 수 있고, 실내 공간 내부에 복수의 장소 각각에 위치하여 복수의 실내 공간에서 실내 공기의 품질의 현재 상태 및 변화를 센싱할 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 실내 공기질 정보와 실외 공기질 정보를 수집하고, 실내 공기질 정보와 실외 공기질 정보를 기반으로 환기 장치의 동작을 결정할 수 있다. 예를 들어, 실내 공기질 정보는 실내 분진 정보 및 실내 유해 기체 정보를 포함하고, 실외 공기질 정보는 실외 분진 정보 및 실외 유해 기체 정보를 포함할 수 있다.
실내 분진 정보 및 실내 유해 기체 정보는 하위 실내 공기질 정보의 하나의 예시이고, 실외 분진 정보 및 실외 유해 기체 정보는 하위 실외 공기질 정보의 하나의 예시일 수 있다. 본 실시예에서는 다른 다양한 하위 실내 공기질 정보 및 하위 실외 공기질 정보를 기반으로 환기 장치의 동작이 결정될 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 실내 분진 정보에 의해 지시되는 실내 분진 농도에 대해 설정된 제1 임계값과 실내 유해 기체 정보에 의해 지시되는 실내 유해 기체 농도에 대해 설정된 제2 임계값을 기준으로 실내 공기의 질을 판단할 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 현재 실내 분진 농도가 제1 임계값을 초과하는 경우 및/또는 현재 실내 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 실내 공기 환기가 필요하다고 결정할 수 있다.
실내 공기 환기가 필요하다고 결정한 경우, 환경 모니터링부(250)는 실외 공기질 정보를 기반으로 제1 송풍 동작을 수행할지 제2 송풍 동작을 수행할지 여부를 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이 제1 송풍 동작은 실외 공기를 실내로 유입시키는 동작이고, 제2 송풍 동작은 실내 공기를 실외로 내보내는 동작일 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 실외 공기질 정보에 포함되는 실외 분진 정보에 의해 지시되는 실외 분진 농도 및 실외 유해 기체 정보에 의해 지시되는 실외 유해 기체 농도를 기반으로 제1 송풍 동작을 수행할지 제2 송풍 동작을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
실외 분진 정보에 포함된 현재 실외 분진 농도가 제1 임계값 이하이고 실외 유해 기체 정보에 포함된 현재 실외 유해 기체 농도가 제2 임계값 이하인 경우, 환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작을 수행하여 실외 공기를 실내로 유입시킬 수 있다. 즉, 실외 공기의 질이 실내 공기의 질보다 상대적으로 나은 상태이므로 환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작을 수행하여 실외 공기를 실내로 유입시킬 수 있다.
반대로 실외 분진 정보에 포함된 현재 실외 분진 농도가 제1 임계값을 초과하거나 실외 유해 기체 정보에 포함된 현재 실외 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어하여 실내의 공기를 실외로 배출하는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 실외 공기의 질이 실내 공기의 질보다 상대적으로 나쁜 상태이므로 환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어하여 현재 실내 공기를 내보내고 다른 실내 공기를 공간으로 유입시킬 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작 및 제2 송풍 동작을 시작한 이후, 실내 공기질 정보와 실외 공기질 정보를 수집하여 송풍 동작을 적응적으로 제어할 수 있다.
전술한 판단을 기반으로 제1 송풍 동작을 수행할지 제2 송풍 동작을 수행할지 여부를 결정하는 시점은 리셋될 수 있고, 리셋 이후의 송풍 동작은 제1 송풍 리셋 동작, 제2 송풍 리셋 동작이라는 용어로 표현될 수 있다.
제1 송풍 리셋 동작 이후의 송풍기(920)의 동작 및 제2 송풍 리셋 동작 이후의 송풍기(920)의 동작은 리셋 시점 이후에 다시 수행될 수 있다.
리셋 시점은 제1 송풍 리셋 동작 이후의 송풍기(920)의 동작 및 제2 송풍 리셋 동작 이후의 송풍기(920)의 동작에도 불구하고, 실내 공기질이 개선되지 않는 시점을 기준으로 설정될 수 있다.
리셋 시점은 리셋 반복 횟수에 따라 실내 공기질이 개선되지 않는 시점을 기준으로 지속적으로 증가되어 실내 공기질의 변화가 없을 때 불필요하게 송풍기(920)가 동작하여 불필요한 전력 소모가 발생하는 것을 막을 수 있다.
제1 송풍 리셋 동작을 시작한 이후, 송풍기(920)를 적응적으로 동작시킨다. 제1 송풍 리셋 동작이 수행되는 경우, 실외 공기가 유입될 수 있고, 환경 모니터링부(250)는 공기질 센서(810)로부터 실내 공기질 정보를 수신하고, 실내 공기질 정보의 변화를 판단할 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 리셋 동작의 수행 전에 실내 공기질 정보에 포함된 실내 분진 농도(제1 송풍 동작 수행전), 실내 유해 기체 농도(제1 송풍 동작 수행전)과 제1 송풍 리셋 동작의 수행 후에 실내 공기질 정보에 포함된 실내 분진 농도(제1 송풍 동작 수행 후), 실내 유해 기체 농도(제1 송풍 동작 수행 후)를 비교하여 실내 공기질의 개선 정도를 판단할 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 리셋 동작의 수행 이후 설정된 제1 임계 시간 동안의 공기 변화를 판단할 수 있다. 제1 임계 시간은 제1 송풍 리셋 동작 이후의 초기 시간으로서 제1 임계 시간 동안은 설정된 제1 임계 범위 내의 실내 공기질의 악화에도 지속적으로 제1 송풍 리셋 동작을 유지할 수 있다.
만약, 제1 임계 시간 동안 제1 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 있는 경우, 제1 송풍 리셋 동작이 일시적으로 중단되고, 제2 송풍 동작이 수행될 수 있다. 제2 송풍 동작은 제2 임계 시간 동안 수행되고, 환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 동작의 수행 이후 설정된 제2 임계 시간 동안의 공기 변화를 판단할 수 있다.
제2 임계 시간은 제2 송풍 동작 이후의 초기 시간으로서 제2 임계 시간 동안은 설정된 제2 임계 범위 내의 실내 공기질의 악화에도 지속적으로 제2 송풍 동작을 유지할 수 있다.
만약, 제2 임계 시간 동안 제2 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 있는 경우, 제2 송풍 동작은 다시 제1 송풍 동작으로 전환되고, 제1 송풍 동작으로 설정된 제1 임계 시간 동안의 공기 변화는 다시 판단될 수 있다. 이러한 방식으로 지속적으로 제1 송풍 동작과 제2 송풍 동작이 반복되는 송풍 동작 전환 반복(n회)이 수행되어, 실내 공기질의 개선되는 송풍 동작이 선택되도록 할 수 있다. 위와 같이 공기질의 개선이 없이 악화되는 경우, 제1 송풍 동작과 제2 송풍 동작은 설정된 n회 동안 반복되고, n 회 이후에는 송풍 동작을 중단시킬 수 있다.
n 회는 실내 공기질과 실외 공기질의 차이(실내 분진 농도와 실외 분진 농도의 차이, 실내 유해 기체 농도와 실외 유해 기체 농도의 차이)를 기반으로 결정될 수 있다. 실내 공기질과 실외 공기질의 차이가 상대적으로 작을수록 n의 크기가 상대적으로 작아지고, 실내 공기질과 실외 공기질의 차이가 클수록 n의 크기가 상대적으로 커질 수 있다.
반대로 제1 임계 시간 동안 제1 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 없는 경우, 실내 공기질의 변화를 고려하여 제1 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어할 수 있다. 제1 임계 시간 동안 제1 임계 범위 미만의 실내 공기질이 악화되거나, 실내 공기질이 향상되는 경우는 1) 실내 공기질이 향상되는 경우, 2) 실내 공기질이 유지되는 경우, 3) 실내 공기질이 제1 임계 범위 내에서 악화되는 경우를 포함할 수 있다.
1) 실내 공기질이 향상되는 경우, 2) 실내 공기질이 유지되는 경우, 환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작을 유지하되, 제1 송풍 동작의 속도가 증가될 수 있다.
공기질이 제1 임계 범위 내에서 악화되는 경우는 환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작을 유지하되, 추가의 제3 임계 시간을 설정하여 공기질의 악화 여부에 대해 추가 판단할 수 있다. 제3 임계 시간 동안 제2 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작을 중단하고 제2 송풍 동작으로 전환을 할 수 있다. 제3 임계 범위는 제1 임계 범위보다 작은 범위로 설정하여 공기질의 변화되지 않는 경우 보다 빠르게 제2 송풍 동작으로 전환되도록 할 수 있다.
제3 임계 시간 동안 제2 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 환경 모니터링부(250)는 제1 송풍 동작을 중단하고 제2 송풍 동작으로 전환을 할 수 있다. 이러한 경우 전술한 바와 같이 전술한 제1 송풍 동작과 제2 송풍 동작 간의 반복적으로 전환 동작을 수행할 수 있고, 마찬가지로 전환 동작은 설정된 n회 동안 반복되고, n 회 이후에는 송풍 동작은 중단될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 통합 절전제어장치(120)는 환기 장치에 공기 정화 기능이 가능한 경우, 전술한 제2 임계 시간 동안 제2 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 있는 경우와 제3 임계 시간 동안 제2 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 공기 정화 기능을 수행한다. 전술한 바와 같이 공기 정화 기능이 바로 수행될 수도 있고, 정화 기능은 설정된 n회 중 x회의 반복 후에 공기 정화 기능이 수행될 수 있다. 이때 x의 값은 공기질의 악화 정도를 고려하여 결정될 수 있다.
통합 절전제어장치(120)는 실내 공기 환기가 필요한 경우, 제1 송풍 동작 및 제2 송풍 동작을 적응적으로 제어한다. 통합 절전제어장치(120)가 제2 송풍 리셋 동작을 시작한 이후, 송풍기(920)의 적응적으로 동작하는 방법이 개시된다.
제2 송풍 동작은 실내 공기를 외부로 배출하는 동작으로서 실내 공기가 배출시 유입되는 공기는 다른 실내 공기일 수 있다.
지역적인 공기의 오염이 있는 경우, 제2 송풍 동작이 유효할 수 있고, 실내에 전반적인 실내 공기질이 좋지 않을 경우, 제2 송풍 동작은 유효하지 않을 수 있다.
환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 리셋 동작의 수행 이후, 설정된 제4 임계 시간 동안의 공기 변화를 판단할 수 있다. 제4 임계 시간은 제2 송풍 리셋 동작 이후의 초기 시간으로서 제4 임계 시간 동안은 설정된 제3 임계 범위 내의 실내 공기질의 악화에도 지속적으로 제2 송풍 동작을 유지할 수 있다.
제4 임계 시간은 전술한 제1 임계 시간보다 상대적으로 길게 설정될 수 있다. 외부 공기의 유입이 없는 경우, 공기질의 변화에 대해 상대적으로 더 긴 시간 동안 공기질의 변화에 대해 판단을 수행할 수 있다.
만약, 제4 임계 시간 동안 제3 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 있는 경우, 제2 송풍 동작은 일시적으로 중단될 수 있다. 현재 실외 공기질이 실내 공기질보다 나쁜 경우로서 제1 송풍 동작은 수행되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 환경 모니터링부(250)는 지속적으로 실외 공기질 정보를 수신하여 실외 공기질 정보를 기반으로 판단된 실외 공기질이 실내 공기질 정보를 기반으로 판단된 실내 공기질보다 상대적으로 나은 값을 가지는 경우, 제1 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어할 수도 있다.
또한, 환경 모니터링부(250)는 설정된 중단 시간 이후에 다시 제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어하여 실내 공기질의 변화에 대한 재판단을 수행할 수 있다.
반대로 만약, 제4 임계 시간 동안 제3 임계 범위 이상의 실내 공기질의 악화가 없는 경우, 제3 임계 범위 내의 실내 공기질의 악화된 경우, 실내 공기질의 변화가 없는 경우, 실내 공기질이 개선된 경우가 존재할 수 있다.
실내 공기질의 제3 임계 범위 미만으로 악화된 경우 또는 실내 공기질이 개선된 경우는 제2 송풍 동작을 지속적으로 수행할 수 있다.
제3 임계 범위 내의 실내 공기질의 악화된 경우, 환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 동작을 유지하되, 제5 임계 시간을 설정하여 공기질의 악화 여부에 대한 추가 판단을 할 수 있다. 제5 임계 시간 동안 제4 임계 범위 내에서 악화가 발생하는 경우, 환경 모니터링부(250)는 제2 송풍 동작을 중단할 수 있다.
이러한 경우, 마찬가지로 환경 모니터링부(250)는 지속적으로 실외 공기질 정보를 수신하여 실외 공기질 정보를 기반으로 판단된 실외 공기질이 실내 공기질 정보를 기반으로 판단된 실내 공기질보다 상대적으로 나은 값을 가지는 경우, 제1 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어할 수 있다. 또한, 환경 모니터링부(250)는 설정된 중단 시간 이후에 다시 제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어하여 실내 공기질의 변화에 대해 재판단할 수 있다.
임계 범위와 임계 시간을 조정하여 공간 특성을 고려한 환기 동작을 수행하기 위한 방법이 개시된다. 임계 범위는 공기질 센서(810)의 위치, 환기 장치의 위치, 실내 공간의 크기 및 송풍 성능에 따라 조정될 수 있다. 실내 환경 수집부의 위치와 환기 장치의 위치가 상대적으로 멀어질수록 공기에 대한 변화가 상대적으로 느려질 수 있다.
임계 범위는 실내 환경 수집부의 위치와 환기 장치의 위치가 상대적으로 멀어질수록 상대적으로 큰 값으로 설정될 수 있다. 임계 시간은 실내 환경 수집부의 위치와 환기 장치의 위치가 상대적으로 멀어질수록 상대적으로 큰 값으로 설정될 수 있다. 또한, 실내 공간의 크기가 클수록 공기에 대한 변화가 상대적으로 느려질 수 있다.
따라서, 임계 범위는 실내 공간의 크기가 클수록 상대적으로 큰 값으로 설정될 수 있다. 임계 시간은 실내 공간의 크기가 클수록 상대적으로 큰 값으로 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 임계 시간과 임계 범위는 공기 변화의 반응을 고려하여 공간별로 적응적으로 조정될 수 있다. 실내 공기질과 실외 공기질의 차이가 임계값 이상인 상황에서 제1 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어시 실내 공기질의 변화 정도를 보아 제1 임계 범위 및 제2 임계 범위, 제1 임계 시간 내지 제3 임계 시간이 결정될 수 있다.
제2 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어시 실내 공기질 변화 데이터를 모니터링하여 변화 시간의 중간값 또는 평균값을 고려하여 제3 임계 범위, 제4 임계 시간 및 제5 임계 시간을 결정할 수도 있다.
통합 절전제어장치(120)는 실내 공기 환기가 필요한 경우, 온도 정보를 추가적으로 고려한 송풍 동작을 수행하도록 송풍기(920)를 제어한다. 실내 공기질 정보는 실내 온도 정보를 더 포함하고, 실외 공기질 정보는 실외 온도 정보를 더 포함할 수 있다.
실제 송풍 동작의 진행시, 환경 모니터링부(250)는 실내 온도와 실외 온도를 고려하여 환풍 속도에 대한 조정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 겨울과 같이 실외 온도가 낮을 경우, 송풍 동작으로 인해 외기가 유입되어 난방 효율이 낮아질 수 있다.
따라서, 송풍기(920)에서 실내 온도 및 실외 온도를 고려하여, 환풍의 속도를 조절하여 내부의 온도가 급속도로 변화되는 것을 막기 위한 방법이 필요하다.
실내 온도와 실외 온도가 설정된 임계값 이상 차이나는 경우, 환경 모니터링부(250)는 실내에서 난방 또는 냉방이 이루어지고 있다고 판단하여 송풍에 관련된 판단 임계값의 기준 및/또는 송풍의 속도를 조정할 수 있다.
전술한 바와 같이 환경 모니터링부(250)는 현재 실내 분진 농도가 제1 임계값을 초과하는 경우 및/또는 현재 실내 유해 기체 농도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 실내 공기 환기가 필요하다고 결정할 수 있다.
실내 온도와 실외 온도의 차이에 따라 제1 임계값과 제2 임계값이 조정될 수 있다. 즉, 실내 온도와 실외 온도 차이가 상대적으로 클 경우, 난방 및 냉방 효율을 고려하여 제1 임계값과 제2 임계값을 상대적으로 크게 설정하여 냉방 및 난방 효율을 고려할 수 있다. 실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위 내로 발생되는 경우는 디폴트 값으로서 제1 임계값과 제2 임계값이 설정될 수 있고, 실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위 이상으로 발생되는 경우, 제1 임계값과 제2 임계값은 로그 함수 기반으로 증가될 수 있다. 즉, 실내 온도와 실외 온도 차이가 크더라도 일정 이상의 제1 임계값과 제2 임계값이 일정 수준 이상 높아지지 않도록 설정함으로써 공기 순환을 통한 실내 공기질 관리가 되도록 할 수 있다.
제1 그래프는 온도 차이에 따른 제1 임계값과 제2 임계값의 증가가 개시된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 온도 차이에 따라 송풍 속도가 결정될 수 있다. 실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위 내로 발생되는 경우는 설정된 디폴트 송풍 속도로 제1 송풍 동작 및 제2 송풍 동작이 수행될 수 있다.
실내 온도와 실외 온도의 차이가 임계 온도 범위를 벗어나는 경우, 송풍 속도의 감소가 로그 함수 기반으로 정의될 수 있다. 즉, 온도 차이가 많이 날수록 송풍 속도를 약하게 설정하되, 송풍 속도의 변화 정도를 지속적으로 감소시켜 송풍을 기반으로 한 실내 공기질의 변화가 가능하도록 할 수 있다.
제2 그래프는 온도 차이에 따른 송풍 속도의 감소 정도가 개시된다.
송풍 속도가 변화되는 경우, 송풍 속도의 변화에 따라 전술한 제1 임계 시간 내지 제5 임계 시간이 길어질 수 있다. 송풍 속도가 상대적으로 많이 감소될수록 제1 임계 시간 및 제5 임계 시간이 상대적으로 더 길어질 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
120: 통합 절전제어장치
130: 전자칠판
310: 인체감지 센서

Claims (5)

  1. 외부 장치로부터 사용자의 요청 또는 명령에 따라 데이터를 수신하는 통신부; 상기 데이터를 구비된 디스플레이상에 출력하는 출력부; 기 설정된 영역에 대한 객체가 미감지되는 경우, 객체 미감지 출력 신호를 출력하는 인체감지부; 상기 객체 미감지 출력 신호를 기반으로 상기 통신부, 상기 출력부를 대기모드로 변경하도록 하는 절전부;를 포함하는 전자칠판;
    각 교실마다 설치되어 공기질 정보를 센싱하는 공기질 센서; 상기 공기질 센서에 포함된 초미세먼지 농도를 센싱하는 초미세먼지 센서, 이산화탄소 농도를 센싱하는 이산화탄소 센서, 온도 및 습도를 센싱하는 온도,습도 센서와 각각 통신하는 공기질 센서 인터페이스;
    상기 초미세먼지 농도를 기 설정된 환경기준표와 비교하여 기 설정된 초미세먼지 임계치를 미만으로 확인되거나, 상기 이산화탄소 농도가 기 설정된 이산화탄소 임계치 미만으로 확인되면, 상기 초미세먼지 센서로부터 추가로 수신된 분당 대기측정농도의 평균값을 산출하고, 상기 이산화탄소 센서로부터 추가로 수신된 분당 이산화탄소측정농도의 평균값을 산출하고, 상기 분당 대기측정농도와 상기 분당 이산화탄소측정농도를 측정할 때마다 상기 분당 대기측정농도의 평균값과 상기 이산화탄소측정농도의 평균값을 기반으로 활동량을 산출하고, 어린이 또는 성인 따른 호흡량을 추출하고, 상기 분당 대기측정농도의 평균값, 상기 이산화탄소측정농도의 평균값, 상기 호흡량을 기반으로 상기 활동량을 산출하며, 상기 교실 내에 학생들에 대한 평균 체중 정보를 입력받고, 수업에 따른 학생들의 호흡량을 산출하고, 상기 평균 체중 정보, 상기 분당 대기측정농도의 평균값, 상기 이산화탄소측정농도의 평균값, 상기 호흡량을 기반으로 상기 활동량을 산출하는 활동량 산출부; 상기 활동량이 기 설정된 임계치 미만으로 떨어진 상태에서 일정 시간 동안 유지되는 경우, 상기 전자칠판으로 대기모드로 변경하도록 하는 대기 모드 전환 명령을 전송하는 절전 제어부;를 포함하는 통합 절전제어장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인체감지부는
    적외선(Infrared Ray)을 이용하여 기 설정된 영역 내에 일정 시간동안의 열 또는 온도의 변화에 따라 상기 객체가 미감지되는 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절전부는,
    전원을 공급하는 전원부;
    상기 인체감지부로부터 객체 미감지 출력 신호를 수신하는 인체감지 인터페이스;
    상기 인체감지부와 연동하여 상기 객체 미감지 출력 신호를 수신하여 전달하는 통신부;
    상기 객체 미감지 출력 신호를 수신하는 경우, 상기 교실 내에 상기 객체가 미존재하는 것으로 인지하여 상기 통신부, 상기 출력부를 대기모드로 전환하도록 하는 절전 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절전부는
    복수의 교실을 모니터링하다가 상기 객체 미감지 출력 신호가 수신되는 다른 교실에 위치한 상기 전자칠판을 대기모드 상태로 전환 시키는 것을 특징으로 하는 전력 절감 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절전부는
    상기 대기모드로 전환되면, 소비 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 시스템.
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KR20040042663A (ko) * 2002-11-15 2004-05-20 엘지전자 주식회사 전원 제어 장치 및 방법

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