KR102665317B1 - 무선기능이 포함된 지능형 IoT 온열 매트장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하며 수신된 실외온도데이터를 전송하는 앱기능부(100); 내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산하는 매트본체(200); 및 상기 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비된 온도조절부(300);를 포함하고, 상기 온도조절부(300)는 앱기능부(100)와 신호연결되어 실외온도데이터를 수신하고 수신된 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 보다 높은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하며, 상기 실내온도센서(310)에서 측정된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 보다 낮은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하는 지능형 IoT 온열 매트장치가 개시된다.
Description
본 발명은 지능형 IoT 온열 매트장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기상정보에 따른 실외온도데이터와 실내에서 측정된 실내온도데이터 및, 사용자의 수동조작 데이터를 기반으로 데이터를 융합하여 사용자에게 최적화된 난방온도를 제공하기 위한 지능형 IoT 온열 매트장치에 관한 것이다.
도 36에는 종래 기술에 따른 온열 매트장치의 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하면 종래의 온열 매트장치는 일정면적을 가지며 일측에 매트커넥터(3)가 구비된 매트(1)와, 상기 매트커넥터(3)와 연결되도록 매트(1)의 가열영역에 배치되고 인가되는 구동전원에 따라 발열하는 열선(2) 및, 일측에 플러그(6)가 구비되어 AC 220V의 상용전원이 공급되고 상기 열선(2)을 발열구동시키기 위한 구동전원의 형태로 공급된 상용전원을 변환하며 상기 매트커넥터(3)와 케이블로 연결되어 변환된 구동전원을 열선(2)에 인가하는 온도조절부(4)로 구성되었고, 상기 온도조절부(4)에는 사용자가 가열온도를 선택할 수 있도록 조작되는 사용자 조작부(5)가 구비되었다. 따라서, 사용자는 사용자 조작부(5)를 조작하여 원하는 가열온도의 난방열을 제공받을 수 있었다.
최근에는 온도조절부(4)의 내부에 실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서를 장착하여 실내온도의 변화에 따라 매트의 가열온도를 조절하기 위한 시도가 있었다.
그러나, 일반적으로 온도조절부(4)는 매트(1)와 유선으로 연결되어 있기 때문에 실내에서 배치될 수 있는 위치가 한정적인데 이로 인해 온도조절부(4)가 배치되는 위치에 따라 실내온도가 다르게 측정되는 문제점이 있었다.
예를 들어, 온도조절부(4)가 매트(1)로부터 이격된 침대선반 등에 배치되는 경우 사용자 주변의 실내온도를 적절하게 측정할 수 있으나, 온도조절부(4)가 가열되는 매트(1)의 위에 올려져 배치되거나 사용자가 이용하는 이불에 의해 덮혀진 상태로 배치되는 경우 보온효과로 인해 실제 실내온도보다 높은 온도가 측정되어 사용자에게 최적의 난방온도를 제공하지 못하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 실질적으로 수면시 실내온도의 변화를 주도하는 실외온도를 기반으로 가열온도를 설정함으로써 실외온도의 하강에 따라 실내온도가 하강하기 전에 수면온도를 조절하여 보다 편안한 숙면이 가능하도록 하는 지능형 IoT 온열 매트장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 사용자가 한기를 느껴 온도조절기를 상승조작한 기록을 데이터로 취합하여 이후에 유사한 수면환경이 조성되려 하는 경우 미리 가열온도를 상승시킴으로써 사용자에게 최적화된 수면온도를 제공할 수 있는 지능형 IoT 온열 매트장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치는 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하며 수신된 실외온도데이터를 전송하는 앱기능부(100); 내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산하는 매트본체(200); 및 상기 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비된 온도조절부(300);를 포함하고, 상기 온도조절부(300)는 앱기능부(100)와 신호연결되어 실외온도데이터를 수신하고 수신된 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 보다 높은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하며, 상기 실내온도센서(310)에서 측정된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 보다 낮은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 할 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는, 사용자 조작에 따라 일반 가열모드와 인공지능 가열모드 중 하나의 가열모드를 선택하기 위한 모드선택버튼(321)을 더 포함하고, 상기 모드선택버튼(321)에 의해 일반 가열모드가 선택되면 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로만 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며, 상기 인공지능 가열모드가 선택되면 초기 동작시 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하되 상기 실외온도데이터 및 실내온도데이터의 변화에 따라 현재 설정된 가열온도단계를 증감하여 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가할 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는, 상기 인공지능 가열모드로 동작하는 중에 사용자가 현재 설정된 가열온도단계를 상승하도록 수동조작하면 수동조작한 시간을 포함하는 수동조작 데이터를 저장하고, 저장된 수동조작 데이터를 취합하여 설정기간 동안 동일 시간대에 수동조작한 횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면 이후에 동일 시간대가 도래하기 전에 설정된 가열온도단계를 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는, 상기 인공지능 가열모드로 동작하는 중에 사용자가 현재 설정된 가열온도단계를 상승하도록 수동조작하면 수동조작한 시간 및 수동조작한 시간의 실외온도데이터를 포함하는 수동조작 데이터를 저장하고, 저장된 수동조작 데이터를 취합하여 설정기간 동안 동일한 실외온도이면서 동일 시간대에 수동조작한 횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면 이후에 동일 실외온도이면서 동일 시간대가 도래하기 전에 설정된 가열온도단계를 상승시킬 수 있다.
또한, 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하는 앱기능부(100); 내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산하는 매트본체(200); 및 상기 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비된 온도조절부(300);를 포함하고, 상기 앱기능부(100)는 수신된 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 보다 높은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하며, 상기 온도조절부(300)와 신호연결되어 실내온도데이터를 수신하고 수신된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 보다 낮은 가열온도로 발열체가 가열되도록 상기 온도조절부(300)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)는 복수 개의 단위가열영역(220)으로 구획되고, 상기 발열체(210)는 각 단위가열영역(220)별로 배치되어 개별적으로 발열구동하는 단위가열체(211)를 포함하며, 상기 매트본체(200)에 배치되어 각 단위가열영역(220)별로 사용자의 신체(U)를 감지하는 신체감지부(400);를 더 포함하고, 상기 온도조절부(300)는 신체감지부(400)의 감지신호에 따라 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)만을 가열하거나 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 신체(U)가 감지되지 않은 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)보다 상대적으로 높은 온도로 가열하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 신체감지부(400)는, 플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 횡방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제1도광라인(410)과, 각 제1도광라인(410)의 일측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 향해 감지광을 발산하는 제1발광부(420)와, 각 제1도광라인(410)의 타측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 통과한 감지광을 수광하는 제1수광부(430)와, 플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 종방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제2도광라인(440)과, 각 제2도광라인(440)의 일측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 향해 감지광을 발산하는 제2발광부(450) 및, 각 제2도광라인(440)의 타측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 통과한 감지광을 수광하는 제2수광부(460)를 포함하고, 상기 온도조절부(300)는 각 제1수광부(430)에서 감지되는 감지광 측정값과 각 제2수광부(460)에서 감지되는 감지광 측정값을 이용하여 복수의 단위가열영역(220) 중 사용자의 신체(U)가 배치된 단위가열영역(220)을 판단하며, 해당 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 선택적으로 가열구동시킬 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는 앱기능부(100)로부터 수신되는 실외온도데이터를 기준으로 사용자의 저온화상 진입시간을 판단하여 설정된 저온화상 진입시간에 도달하면 가열온도가 하강하도록 구동제어할 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는 실내온도센서(310)로부터 수신되는 실내온도데이터를 기준으로 사용자의 저온화상 진입시간을 판단하여 설정된 저온화상 진입시간에 도달하면 가열온도가 하강하도록 구동제어할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)는, 라텍스 또는 메모리폼을 포함하는 고밀도 소재로 이루어진 매트리스(10)의 상부면에 펼쳐서 사용되되, 하부에 배치되어 상기 매트리스(10)의 상부면에 안착되는 하면외피(231)와, 상기 하면외피(231)의 상부에 대향 배치되는 상면외피(232)와, 상기 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에 배치되고 인가되는 구동전원에 따라 설정온도로 가열되어 난방열을 발산하는 발열체(210) 및, 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이에 배치되어 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이를 물리적으로 이격시키며 공기층(242)을 형성하여 상기 발열체(210)로부터 하향 발산된 난방열이 상기 공기층(242)으로 확산되도록 하는 공기층 형성부재(241)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기층 형성부재(241)는, 일정두께로 이루어져 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이를 물리적으로 이격시키며, 기밀한 내부공간에 공기가 저장된 에어백 구조 또는 공기가 통과되는 다수 개의 통공이 형성된 다공구조로 이루어져 상기 공기층(242)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 발열체(210)는, 구동전원이 인가되면 발열하는 소재로 이루어진 발열체심(211) 및, 상기 발열체심(211)의 둘레면을 커버하는 절연피복(212)을 포함하며, 상기 매트본체(200)는, 단열 소재로 이루어지고 상기 발열체(210)의 하부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 하향 발산되는 난방열을 차단하는 단열피복(251)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)는, 다수 개의 통공이 형성된 다공구조로 이루어지고 상기 발열체(210)의 상부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 상향 발산된 난방열을 확산시키는 확산피복(252)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)는, 구리(Cu) 소재로 이루어지고 상기 발열체(210)의 상부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 상향 발산된 난방열을 전도받는 열전도피복(253) 및, 상기 구리 소재보다 상대적으로 열발산성이 높은 소재로 이루어지고 상기 열전도피복(253)의 외부면에 코팅되어 열전도피복(253)에 전도된 열을 외부로 방출하는 방열코팅부(254)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)는, 상기 발열체(210)보다 상대적으로 큰 직경을 가지며 상기 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에서 각 발열체(210)의 양측 측방 위치에 각각 배치되어 사용자의 하중이 가해지면 상기 상면외피(232)가 발열체(210)의 상부측으로 하향 굴절되도록 가이드하는 가이드선(261)을 더 포함하고, 상기 공기층 형성부재(241)는 발열체(210)의 직하부 위치에 배치되어 사용자의 하중에 의해 발열체(210)가 가압되면서 하향하지 않도록 지지할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)는, 상기 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에서 각 발열체(210)를 둘러싸는 형태로 배치되고 열매체 소재로 이루어져 발열체(210)에서 발산된 난방열을 저장하며, 단면형상이 하부로 갈수록 점차적으로 폭이 줄어드는 역삼각형으로 이루어진 복수의 축열부(271)를 더 포함하고, 상기 공기층 형성부재(241)는 상부로 갈수록 단면폭이 점차적으로 줄어드는 삼각 형상으로 이루어져 각 축열부(271) 사이에 형성된 삼각형 공간에 각각 배치될 수 있다.
또한, 각 축열부(271)는, 역삼각뿔 형상으로 형성되어 상기 발열체(210)의 연장된 길이를 따라 측방으로 연이어 배치될 수 있다.
또한, 각 축열부(271)는, 수평배치된 역삼각기둥 형상으로 형성되어 상기 발열체(210)의 연장된 길이를 따라 길게 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는 공급된 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하고 사용자 조작에 따른 사용자조작부(320)의 입력신호에 따라 상기 발열체(210)에 변환된 구동전원을 인가하고, 상기 발열체(210)는, 구동전원이 인가되면 발열하는 소재로 이루어진 발열체심(211)과, 상기 발열체심(211)의 둘레면을 커버하는 절연피복(212)과, 전기전도성 소재로 이루어진 전도체심(213)과, 상기 전도체심(213)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 용융피복(214)과, 전기전도성 소재로 이루어지고 상기 절연피복(212)과 용융피복(214)을 함께 둘러싸는 형태로 배치되는 차폐피복(215) 및, 상기 차폐피복(215)의 둘레면을 커버하는 보호피복(216)을 포함하며, 상기 온도조절부(300)는 상기 전도체심(213)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 전도체심(213)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단할 수 있다.
또한, 상기 상면외피(232)의 상부면에는 라텍스 또는 메모리폼을 포함하는 고밀도 소재로 이루어진 베개(20)가 안착되고, 온도조절부(300)는 공급된 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하고 사용자 조작에 따른 사용자조작부(320)의 입력신호에 따라 상기 발열체(210)에 변환된 구동전원을 인가하며, 상기 발열체(210)는, 구동전원이 인가되면 발열하는 소재로 이루어진 발열체심(211)과, 상기 발열체심(211)의 둘레면을 커버하는 절연피복(212)과, 상기 절연피복(212)의 하부 위치에 배치되고 전기전도성 소재로 이루어진 하부 전도체심(213a)과, 상기 하부 전도체심(213a)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 하부 용융피복(214a)과, 상기 절연피복(212)의 상부 위치에 배치되고 전기전도성 소재로 이루어진 상부 전도체심(213b)과, 상기 상부 전도체심(213b)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 상부 용융피복(214b)과, 전기전도성 소재로 이루어지고 상기 절연피복(212)과, 하부 용융피복(214a) 및 상부 용융피복(214b)을 함께 둘러싸는 형태로 배치되는 차폐피복(215) 및, 상기 차폐피복(215)의 둘레면을 커버하는 보호피복(216)을 포함하며, 상기 온도조절부(300)는, 상기 하부 전도체심(213a)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 하부 전도체심(213a)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 상기 매트리스(10)와 발열체심(211) 사이에서 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단하며, 상기 상부 전도체심(213b)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 상부 전도체심(213b)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 상기 베개(20)와 발열체심(211) 사이에서 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단할 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는, AC형태의 상용전원이 공급되는 전원입력케이블(421)과 매트본체(200)에 연결되는 전원출력케이블(422)이 각각 구비되고 상기 전원입력케이블(421)로 공급된 상용전원을 저전압 DC형태의 구동전원으로 변환하며 입력되는 설정온도 제어신호에 따라 설정온도로 매트본체(200)를 가열시키기 위한 구동전원을 상기 전원출력케이블(422)로 출력하여 매트본체(200)에 인가하는 본체모듈(400) 및, 상기 본체모듈(400)과 무선통신망으로 신호연결되고 사용자조작부(320)가 구비되어 복수의 가열온도단계 중 사용자 조작에 따라 특정 가열온도단계를 선택하며 선택된 가열온도단계를 설정온도로 하는 설정온도 제어신호를 상기 본체모듈(400)로 무선출력하는 리모컨모듈(500)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 리모컨모듈(500)은 하부에 하향 돌출된 볼록부(511)가 형성되고, 상기 본체모듈(400)은 상부에 상기 볼록부(511)와 대응되는 형상으로 하향 오목하게 함몰된 안착홈(411)이 형성되며, 상기 리모컨모듈(500)은 볼록부(511)가 안착홈(411)에 삽입되면서 측방으로 지지되도록 본체모듈(400)의 상부에 안착될 수 있다.
또한, 상기 본체모듈(400)은 내부에 배터리충전부(450)가 구비되고 상부에는 배터리충전부(450)와 전기적으로 연결된 본체단자(451)가 배치되며, 상기 리모컨모듈(500)은 내부에 리모컨 동작전원을 공급하는 배터리(560)가 구비되고 하부에는 상기 본체단자(451)와 대응되는 위치에 상기 배터리(560)와 전기적으로 연결된 리모컨단자(561)가 배치되며, 상기 배터리충전부(450)는 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 안착되면서 리모컨단자(561)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 상기 배터리(560)를 충전할 수 있다.
또한, 상기 리모컨모듈(500)의 하부와 본체모듈(400)의 상부에는 상호간에 자기장에 의한 인력이 작용하는 마그네트(562) 또는 자성체(452)가 각각 장착되어 상기 인력에 의해 본체모듈(400)에 안착된 리모컨모듈(500)이 고정될 수 있다.
또한, 상기 본체모듈(400)은, 상기 안착홈(411)이 광투과성 재질 또는 광투과성 구조로 이루어지고, 상기 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 안착되면서 상기 리모컨단자(561)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 자외선살균광을 발산하고 자외선살균광이 발산하는 중에 상기 리모컨단자(561)와 본체단자(451)가 접속해제되면 자외선살균광의 발산을 정지하는 UV발광부(460)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리모컨모듈(500)은, 상부에 상기 볼록부(511)와 동일한 형상으로 상향 돌출된 상부볼록부(512)가 형성되어 뒤집힌 상태에서 상기 상부볼록부(512)가 안착홈(411)에 삽입되면서 측방으로 지지되도록 본체모듈(400)의 상부에 안착되고, 상부에는 상기 본체단자(451)와 대응되는 위치에 상기 배터리(560)와 전기적으로 연결된 상부리모컨단자(563)가 배치되며, 상기 배터리충전부(450)는 리모컨모듈(500)이 뒤집힌 상태로 본체모듈(400)에 안착되면서 상기 상부리모컨단자(563)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 상기 배터리(560)를 충전하고, 상기 UV발광부(460)는 상기 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 안착되면서 상기 상부리모컨단자(563)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 자외선살균광을 발산하고 자외선살균광이 발산하는 중에 상기 상부리모컨단자(563)와 본체단자(451)가 접속해제되면 자외선살균광의 발산을 정지할 수 있다.
또한, 상기 본체모듈(400)의 안착홈(411)과 대응되는 형상으로 하향 돌출된 프레임볼록부(412a)가 하부에 형성되어 상기 프레임볼록부(412a)가 안착홈(411)에 삽입되면서 측방으로 지지되도록 본체모듈(400)의 상부에 안착되고, 중앙에는 사용자단말(110)의 테두리가 삽입되거나 거치되도록 상하로 개구된 사용자단말 장착공(413)이 형성되어 상기 사용자단말(110)을 UV발광부(460)와 상하로 대향배치되도록 하는 거치프레임(412);을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리모컨모듈(500)은, 사용자조작부(320)의 사용자 조작에 따라 주변의 전자파를 측정하고 측정된 전자파수치를 디스플레이(550)에 표시하는 전자파측정부(570)를 더 포함하고, 측정된 전자파수치가 설정임계치를 초과하면 문자, 이미지, 음향 또는 발광수단 중 어느 하나 이상의 수단을 이용하여 사용자에게 알림동작할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)는 전체 가열영역이 제1가열영역(A)과 제2가열영역(B)으로 측방 구획되고, 상기 본체모듈(400)은 제1가열영역(A)과 제2가열영역(B)에 개별적으로 구동전원으로 인가하며, 상기 리모컨모듈(500)은, 디스플레이(550) 상에서 상기 제1가열영역(A)의 설정온도는 좌측위치에 표시하고 상기 제2가열영역(B)의 설정온도는 우측위치에 표시하되, 사용자조작부(320)의 사용자 조작에 따라 상기 제1가열영역(A)의 설정온도는 우측위치에 표시되고 제2가열영역(B)의 설정온도는 좌측위치에 표시되도록 전환동작시킬 수 있다.
한편. 상기 리모컨모듈(500)은, 상기 본체모듈(400)과 수신되는 전파의 방향을 탐지하여 매트본체(200)를 기준으로 본체모듈(400)이 배치된 위치를 판단하고, 기저장된 본체모듈 위치별 가열영역 위치설정 기준데이터를 기준으로 본체모듈(400)의 배치된 위치에 따라 디스플레이(550) 상에 제1가열영역(A)의 설정온도 표시위치와 제2가열영역(B)의 설정온도 표시위치를 자동으로 설정하여 표시되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치에 의하면,
첫째, 앱기능부(100)는 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하며 수신된 실외온도데이터를 전송하고, 매트본체(200)는 내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산하며, 온도조절부(300)는 상기 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비되고, 상기 온도조절부(300)는 앱기능부(100)와 신호연결되어 실외온도데이터를 수신하고 수신된 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 보다 높은 가열온도로 발열체가 가열되도록 하며, 상기 실내온도센서(310)에서 측정된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 보다 낮은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하는 것과 같이, 실질적으로 수면시 실내온도의 변화를 주도하는 실외온도를 기반으로 온열 매트장치의 가열온도를 설정함으로써 실외온도의 하강에 따라 실내온도가 하강하기 전에 수면온도를 조절하여 보다 편안한 숙면이 가능하다.
둘째, 상기 온도조절부(300)는, 사용자 조작에 따라 일반 가열모드와 인공지능 가열모드 중 하나의 가열모드를 선택하기 위한 모드선택버튼(321)을 더 포함하고, 상기 모드선택버튼(321)에 의해 일반 가열모드가 선택되면 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로만 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며, 상기 인공지능 가열모드가 선택되면 초기 동작시 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하되 상기 실외온도데이터 및 실내온도데이터의 변화에 따라 현재 설정된 가열온도단계를 증감하여 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가함으로써, 사용자의 취사선택에 따라 인공지능 가열모드를 선택적으로 이용할 수 있다.
셋째, 상기 온도조절부(300)는, 상기 인공지능 가열모드로 동작하는 중에 사용자가 현재 설정된 가열온도단계를 상승하도록 수동조작하면 수동조작한 시간을 포함하는 수동조작 데이터를 저장하고, 저장된 수동조작 데이터를 취합하여 설정기간 동안 동일 시간대에 수동조작한 횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면 이후에 동일 시간대가 도래하기 전에 설정된 가열온도단계를 상승시키는 것과 같이, 사용자가 한기를 느껴 온도조절부(300)를 상승조작한 기록을 데이터로 취합하여 이후에 유사한 수면환경이 조성되려 하는 경우 미리 가열온도를 상승시킴으로써 사용자에게 최적화된 수면온도를 제공할 수 있다.
넷째, 상기 온도조절부(300)는, 상기 인공지능 가열모드로 동작하는 중에 사용자가 현재 설정된 가열온도단계를 상승하도록 수동조작하면 수동조작한 시간 및 수동조작한 시간의 실외온도데이터를 포함하는 수동조작 데이터를 저장하고, 저장된 수동조작 데이터를 취합하여 설정기간 동안 동일한 실외온도이면서 동일 시간대에 수동조작한 횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면 이후에 동일 실외온도이면서 동일 시간대가 도래하기 전에 설정된 가열온도단계를 상승시킴으로써, 사용자가 한기를 느끼는 시기를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
다섯째, 앱기능부(100)는 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하며, 매트본체(200)는 내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산하고, 온도조절부(300)는 상기 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비되고, 상기 앱기능부(100)는 수신된 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 보다 높은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하며, 상기 온도조절부(300)와 신호연결되어 실내온도데이터를 수신하고 수신된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 보다 낮은 가열온도로 발열체가 가열되도록 상기 온도조절부(300)를 제어하는 것과 같이, 실외 및 실내온도에 따라 가열온도를 제어하기 위한 데이터 처리를 사용자단말(110)의 CPU를 이용함으로써 제어 데이터 처리를 온도조절부(300)에서 담당하는 경우와 비교하여 온도조절부(300)의 제조비용을 대폭 절감할 수 있다.
여섯째, 상기 매트본체(200)는 복수 개의 단위가열영역(220)으로 구획되고, 상기 발열체(210)는 각 단위가열영역(220)별로 배치되어 개별적으로 발열구동하는 단위가열체(211)를 포함하며, 신체감지부(400)는 상기 매트본체(200)에 배치되어 각 단위가열영역(220)별로 사용자의 신체(U)를 감지하고, 상기 온도조절부(300)는 신체감지부(400)의 감지신호에 따라 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)만을 가열하거나 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 신체(U)가 감지되지 않은 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)보다 상대적으로 높은 온도로 가열하도록 제어함으로써, 사용자의 신체가 배치된 부분은 온도를 올리고 신체(U)가 배치되지 않은 부분은 상대적으로 온도를 낮춰 소비전력을 대폭 절감할 수 있다.
일곱째, 상기 신체감지부(400)는, 플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 횡방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제1도광라인(410)과, 각 제1도광라인(410)의 일측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 향해 감지광을 발산하는 제1발광부(420)와, 각 제1도광라인(410)의 타측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 통과한 감지광을 수광하는 제1수광부(430)와, 플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 종방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제2도광라인(440)과, 각 제2도광라인(440)의 일측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 향해 감지광을 발산하는 제2발광부(450) 및, 각 제2도광라인(440)의 타측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 통과한 감지광을 수광하는 제2수광부(460)를 포함하고, 상기 온도조절부(300)는 각 제1수광부(430)에서 감지되는 감지광 측정값과 각 제2수광부(460)에서 감지되는 감지광 측정값을 이용하여 복수의 단위가열영역(220) 중 사용자의 신체(U)가 배치된 단위가열영역(220)을 판단하며, 해당 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 선택적으로 가열구동시킴으로써, 인체에 유해한 전자파를 발산하는 압전센서를 이용하지 않고서도 사용자의 신체위치를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치의 동작원리를 설명하기 위한 플로우챠트,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치의 사용자 최적화 온도설정 기능을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단위가열영역 및 단위가열체의 구성을 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부가 매트본체에 배치된 상태를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부의 구성을 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부에 의해 사용자의 신체가 배치된 위치를 판단하는 구성을 나타낸 평면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부의 도광라인이 신체에 의해 가압되면서 감지광 측정값이 감소하는 동작원리를 나타낸 개략도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부가 실외온도를 기준으로 저온화상을 방지하는 기능을 설명하기 위한 테이블표,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부가 매트본체에 배치된 내부센서의 온도를 기준으로 저온화상을 방지하는 기능을 설명하기 위한 테이블표,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트리스의 상부면에 매트본체가 배치된 상태를 나타낸 개략도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기층 형성부재가 에어백 구조로 이루어진 구성을 나타낸 단면도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기층 형성부재가 다공 구조로 이루어진 구성을 나타낸 단면도,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열체의 하부둘레면에 단열피복이 배치된 구성을 나타낸 단면도,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열체의 상부둘레면에 확산피복이 배치된 구성을 나타낸 단면도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열체의 상부둘레면에 열전도피복이 배치된 구성을 나타낸 단면도,
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가이드선의 구성을 나타낸 단면도.
도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축열부의 구성을 나타낸 단면도,
도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축열부의 하부 형상을 나타낸 저면도,
도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전도체심을 통해 과열을 감지하는 구성을 나타낸 단면도,
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상면외피의 상부에 고밀도 베개가 안착된 상태를 나타낸 측면도,
도 22는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부 전도체심 및 상부 전도체심을 통해 과열을 감지하는 구성을 나타낸 단면도,
도 23 및 도 24는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부가 본체모듈 및 리모컨모듈로 이루어진 구성을 나타낸 측면도 및 사시도,
도 25는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본체모듈 및 리모컨모듈의 구성을 나타낸 분리사시도,
도 26은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본체모듈 및 리모컨모듈의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 27은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈이 본체모듈에 안착되면서 상호 연결되는 구성을 나타낸 측면도,
도 28은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 하부 구성을 나타낸 저면도,
도 29는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 상부에 상부볼록부가 형성된 구성을 나타낸 측면도,
도 30은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 거치프레임의 구성을 나타낸 측면도,
도 31은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈과 본체모듈이 이격된 상태에서 무선연결된 상태를 나타낸 개략도,
도 32는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 디스플레이에 각 가열영역의 설정온도가 표시된 상태를 나타낸 정면도,
도 33은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트본체(200)가 180도 회전한 상태를 나타낸 개략도,
도 34는 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트본체(200)가 뒤집힌 상태를 나타낸 개략도,
도 35는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 디스플레이에 각 가열영역의 표시위치가 전환되어 표시된 상태를 나타낸 정면도,
도 36은 종래 기술에 따른 매트장치의 구성이 개시된 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치의 동작원리를 설명하기 위한 플로우챠트,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치의 사용자 최적화 온도설정 기능을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단위가열영역 및 단위가열체의 구성을 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부가 매트본체에 배치된 상태를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부의 구성을 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부에 의해 사용자의 신체가 배치된 위치를 판단하는 구성을 나타낸 평면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신체감지부의 도광라인이 신체에 의해 가압되면서 감지광 측정값이 감소하는 동작원리를 나타낸 개략도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부가 실외온도를 기준으로 저온화상을 방지하는 기능을 설명하기 위한 테이블표,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부가 매트본체에 배치된 내부센서의 온도를 기준으로 저온화상을 방지하는 기능을 설명하기 위한 테이블표,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트리스의 상부면에 매트본체가 배치된 상태를 나타낸 개략도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기층 형성부재가 에어백 구조로 이루어진 구성을 나타낸 단면도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기층 형성부재가 다공 구조로 이루어진 구성을 나타낸 단면도,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열체의 하부둘레면에 단열피복이 배치된 구성을 나타낸 단면도,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열체의 상부둘레면에 확산피복이 배치된 구성을 나타낸 단면도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열체의 상부둘레면에 열전도피복이 배치된 구성을 나타낸 단면도,
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가이드선의 구성을 나타낸 단면도.
도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축열부의 구성을 나타낸 단면도,
도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축열부의 하부 형상을 나타낸 저면도,
도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전도체심을 통해 과열을 감지하는 구성을 나타낸 단면도,
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상면외피의 상부에 고밀도 베개가 안착된 상태를 나타낸 측면도,
도 22는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부 전도체심 및 상부 전도체심을 통해 과열을 감지하는 구성을 나타낸 단면도,
도 23 및 도 24는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부가 본체모듈 및 리모컨모듈로 이루어진 구성을 나타낸 측면도 및 사시도,
도 25는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본체모듈 및 리모컨모듈의 구성을 나타낸 분리사시도,
도 26은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본체모듈 및 리모컨모듈의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 27은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈이 본체모듈에 안착되면서 상호 연결되는 구성을 나타낸 측면도,
도 28은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 하부 구성을 나타낸 저면도,
도 29는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 상부에 상부볼록부가 형성된 구성을 나타낸 측면도,
도 30은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 거치프레임의 구성을 나타낸 측면도,
도 31은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈과 본체모듈이 이격된 상태에서 무선연결된 상태를 나타낸 개략도,
도 32는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 디스플레이에 각 가열영역의 설정온도가 표시된 상태를 나타낸 정면도,
도 33은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트본체(200)가 180도 회전한 상태를 나타낸 개략도,
도 34는 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트본체(200)가 뒤집힌 상태를 나타낸 개략도,
도 35는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리모컨모듈의 디스플레이에 각 가열영역의 표시위치가 전환되어 표시된 상태를 나타낸 정면도,
도 36은 종래 기술에 따른 매트장치의 구성이 개시된 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치는, 실질적으로 수면시 실내온도의 변화를 주도하는 실외온도를 기반으로 가열온도를 설정함으로써 실외온도의 하강에 따라 실내온도가 하강하기 전에 수면온도를 조절하여 보다 편안한 숙면이 가능하도록 하는 매트장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 앱기능부(100), 매트본체(200) 및, 온도조절부(300)를 포함한다.
먼저, 상기 앱기능부(100)는 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하며 수신된 실외온도데이터를 전송한다.
여기서, 상기 사용자단말(110)은 온도제어기능을 구현하기 위한 애플리케이션이 설치 및 구동이 가능하고 데이터처리가 가능한 통신단말로서, 스마트폰, 테블릿, 노트북 및 PC 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 기상정보 제공서버(120)는 OPEN API 방식으로 네트워크망을 통해 를 각 지역별 기상정보를 제공하는 서버이며 기상청 서버와 같이 공공기관에서 운용하거나 케이웨더 앱서버와 같이 사설기관에서 운용할 수 있다.
상기 매트본체(200)는 내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산한다.
상기 온도조절부(300)는 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비된다.
여기서, 상기 온도조절부(300)는 앱기능부(100)와 신호연결되어 실외온도데이터를 수신하고 수신된 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 보다 높은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하며, 상기 실내온도센서(310)에서 측정된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 보다 낮은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 한다.
도 2를 참고하면, 예를 들어 실외온도가 1 도씨 하강(-)한 경우 현재 가열온도단계를 1단계 상승(+)시키고, 이 상태에서 다시 실외온도가 1 도씨 하강(-)하면 상승된 가열온도단계에서 다시 1단계를 더 상승(+)시키며, 이후 실내온도가 2 도씨 상승(+)하면 상승된 가열온도단계에서 1단계가 하강(-)하도록 한다.
또한, 상기 온도조절부(300)는, 도 1에서와 같이 사용자 조작에 따라 일반 가열모드와 인공지능 가열모드 중 하나의 가열모드를 선택하기 위한 모드선택버튼(321)을 더 포함하고, 상기 모드선택버튼(321)에 의해 일반 가열모드가 선택되면 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로만 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며, 상기 인공지능 가열모드가 선택되면 초기 동작시 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하되 상기 실외온도데이터 및 실내온도데이터의 변화에 따라 현재 설정된 가열온도단계를 증감하여 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가함으로써, 사용자의 취사선택에 따라 인공지능 가열모드를 선택적으로 이용할 수 있다.
이와 같이, 실질적으로 수면시 실내온도의 변화를 주도하는 실외온도를 기반으로 온열 매트장치의 가열온도를 설정함으로써 실외온도의 하강에 따라 실내온도가 하강하기 전에 수면온도를 조절하여 보다 편안한 숙면이 가능하다.
더불어, 상기 온도조절부(300)는, 상기 인공지능 가열모드로 동작하는 중에 사용자가 현재 설정된 가열온도단계를 상승하도록 수동조작하면 수동조작한 시간을 포함하는 수동조작 데이터를 저장하고, 저장된 수동조작 데이터를 취합하여 설정기간 동안 동일 시간대에 수동조작한 횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면 이후에 동일 시간대가 도래하기 전에 설정된 가열온도단계가 상승하도록 제어할 수 있다.
도 3을 참고하면, 예를 들어, 사용자가 1개월 동안 20시~22시에 3회 이상 가열온도단계를 상승하도록 수동조작한 경우 이후에 동일시간대가 도래하기 전(예를 들어 19시 50분)에 현재 설정된 가열온도단계를 상승시키며, 이후 실내온도가 2 도씨 상승(+)하면 상승된 가열온도단계에서 1단계가 하강(-)하도록 한다.
이와 같이, 사용자가 한기를 느껴 온도조절부(300)를 상승조작한 기록을 데이터로 취합하여 이후에 유사한 수면환경이 조성되려 하는 경우 미리 가열온도를 상승시킴으로써 사용자에게 최적화된 수면온도를 제공할 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는, 상기 인공지능 가열모드로 동작하는 중에 사용자가 현재 설정된 가열온도단계를 상승하도록 수동조작하면 수동조작한 시간 및 수동조작한 시간의 실외온도데이터를 포함하는 수동조작 데이터를 저장하고, 저장된 수동조작 데이터를 취합하여 설정기간 동안 동일한 실외온도이면서 동일 시간대에 수동조작한 횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면 이후에 동일 실외온도이면서 동일 시간대가 도래하기 전에 설정된 가열온도단계를 상승시킴으로써, 사용자가 한기를 느끼는 시기를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
한편, 앱기능부(100)는 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하며, 매트본체(200)는 내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산하고, 온도조절부(300)는 상기 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비되고, 상기 앱기능부(100)는 수신된 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 보다 높은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하며, 상기 온도조절부(300)와 신호연결되어 실내온도데이터를 수신하고 수신된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 보다 낮은 가열온도로 발열체가 가열되도록 상기 온도조절부(300)를 제어할 수도 있다.
이와 같이, 실외 및 실내온도에 따라 가열온도를 제어하기 위한 데이터 처리를 사용자단말(110)의 CPU를 이용함으로써 제어 데이터 처리를 온도조절부(300)에서 담당하는 경우와 비교하여 온도조절부(300)의 제조비용을 대폭 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 융합데이터 기반의 지능형 IoT 온열 매트장치는 신체감지부(400)를 이용하여 매트본체(200) 상에서 사용자의 신체가 배치되지 않은 부분은 가열하지 않거나 상대적으로 낮은 온도로 가열함으로써 소비전력을 대폭 절감할 수 있다.
이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 매트본체(200)는 복수 개의 단위가열영역(220)으로 구획되고, 상기 발열체(210)는 각 단위가열영역(220)별로 배치되어 개별적으로 발열구동하는 단위가열체(211)를 포함한다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 신체감지부(400)는 상기 매트본체(200)에 배치되어 각 단위가열영역(220)별로 사용자의 신체(U)를 감지한다.
또한, 상기 온도조절부(300)는 신체감지부(400)의 감지신호에 따라 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)만을 가열하거나 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 신체(U)가 감지되지 않은 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)보다 상대적으로 높은 온도로 가열하도록 제어할 수 있다. 따라서, 사용자의 신체가 배치된 부분은 온도를 올리고 신체(U)가 배치되지 않은 부분은 상대적으로 온도를 낮춰 소비전력을 대폭 절감할 수 있는 것이다.
더불어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 신체감지부(400)는, 플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 횡방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제1도광라인(410)과, 각 제1도광라인(410)의 일측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 향해 감지광을 발산하는 제1발광부(420)와, 각 제1도광라인(410)의 타측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 통과한 감지광을 수광하는 제1수광부(430)와, 플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 종방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제2도광라인(440)과, 각 제2도광라인(440)의 일측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 향해 감지광을 발산하는 제2발광부(450) 및, 각 제2도광라인(440)의 타측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 통과한 감지광을 수광하는 제2수광부(460)를 포함한다.
또한, 상기 온도조절부(300)는 각 제1수광부(430)에서 감지되는 감지광 측정값과 각 제2수광부(460)에서 감지되는 감지광 측정값을 이용하여 복수의 단위가열영역(220) 중 사용자의 신체(U)가 배치된 단위가열영역(220)을 판단하며, 해당 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 선택적으로 가열구동시킨다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이 매트본체(200) 위에 사용자가 눕게 되면 신체(U)의 하중에 의해 도 8에서와 같이 플렉시블한 제1도광라인(410) 및 제2도광라인(440)이 눌려 제1발광부(420) 및 제2발광부(450)로부터 발산된 감지광이 통과할 수 있는 통로가 좁아지게 되고 이에 따라 제1수광부(430) 및 제2수광부(460)에 수광되는 감지광의 측정값이 기본값보다 상대적으로 작아지게 된다.
이에 반해 매트본체(200) 상에서 신체(U)에 의해 눌리지 않은 제1도광라인(410)이나 제2도광라인(440)의 경우 제1발광부(420) 및 제2발광부(450)로부터 발산된 감지광이 그대로 통과하여 제1수광부(430) 및 제2수광부(460)에 수광되므로 감지광의 측정값이 기본값을 유지하게 된다.
상기 온도조절부(300)는 이와 같이 감지광 측정값이 기본값보다 상대적으로 작아진 제1수광부(430) 및 제2수광부(460)의 제1도광라인(410) 및 제2도광라인(440)를 검출하고 제1도광라인(410)과 제2도광라인(440)가 교차되는 위치에 배치된 단위가열영역(220)에 신체(U)가 배치된 것으로 판단하여 해당 단위가열영역(220)을 다른 단위가열영역(220)보다 상대적으로 높은 가열온도로 가열되도록 제어한다.
여기서, 신체(U)가 배치된 단위가열영역(220)만 설정된 가열온도단계로 가열되도록 하고 신체(U)가 배치되지 않은 단위가열영역(220)은 가열되지 않도록 제어할 수 있고, 신체(U)가 배치된 단위가열영역(220)은 설정된 가열온도단계로 가열하고 신체(U)가 배치되지 않은 단위가열영역(220)은 상대적으로 낮은 가열온도단계로 가열되도록 하는 방식으로 온도제어할 수 있다.
이와 같이 도광라인을 이용한 감지광 측정방식을 통해 이용함으로써 인체에 유해한 전자파를 발산하는 압전센서를 이용하지 않고서도 사용자의 신체위치를 정밀하게 판단할 수 있다.
한편, 도 9를 참고하면 상기 온도조절부(300)는 앱기능부(100)로부터 수신되는 실외온도데이터를 기준으로 사용자의 저온화상 진입시간을 판단하여 설정된 저온화상 진입시간에 도달하면 가열온도가 하강하도록 구동제어할 수 있다.
또한, 상기 매트본체(200)의 내부에는 발열체(210)의 가열온도를 측정하는 내부센서(미도시)가 구비되고 상기 온도조절부(300)는 내부센서로부터 수신되는 내부 센서온도데이터를 기준으로 사용자의 저온화상 진입시간을 판단하여 설정된 저온화상 진입시간에 도달하면 가열온도가 하강하도록 구동제어할 수 있다.
한편, 일반적으로 라텍스나 메모리폼은 푹신하면서도 목과 허리를 안정적으로 지지하고 먼지 발생이 적어 침구용 매트리스로 널리 이용되고 있다. 또한, 기온이 낮은 동계에는 보일러 난방비용을 절감하기 위해 전기매트본체(200)를 이용하기도 하는데, 라텍스나 메모리폼 등의 매트리스는 부피가 커 수납이 어렵기 때문에 전기매트본체(200)를 매트리스의 위에 그대로 올려 놓고 이용하는 경우가 빈번하다.
그러나, 라텍스 및 메모리폼은 고밀도 소재 특성상 열흡수율이 높아 쉽게 열이 축적될 뿐만 아니라 축적된 열이 배출되지 않기 때문에 전기매트본체(200)에 설정된 가열온도보다 훨씬 높은 온도로 과열되어 형상이 변형되거나 변색될 수 있으며, 과열이 반복되면서 폼입자가 굳어져 부스러지는 경화현상이 발생하게 되고, 과열이 심한 경우 과열된 부분에서 발화되어 화재가 발생할 수 있다.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치는 발열체로부터 발산되는 난방열이 라텍스나 메모리폼 매트리스로 열전달되는 것을 최소화할 수 있는 구조로 이루어져 매트리스가 과열되어 변형 및 변색되거나 발화되어 화재가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이를 위해, 도 11에 상기 매트본체(200)가 라텍스 또는 메모리폼을 포함하는 고밀도 소재로 이루어진 매트리스(10)의 상부면에 펼쳐서 사용되는 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 매트본체(200)는 하면외피(231), 상면외피(232), 발열체(210) 및 공기층 형성부재(241)를 포함한다.
상기 하면외피(231) 및 상면외피(232)는 상호 상하로 배치되어 발열체(210)를 커버하기 위한 시트부재로서, 상기 하면외피(231)는 하부에 배치되어 매트리스(10)의 상부면에 안착되며, 상기 상면외피(232)는 하면외피(231)에 대향하여 상부 위치에 배치된다.
여기서, 상기 하면외피(231) 및 상면외피(232)는 직물이나 장판 등 다양한 소재로 이루어질 수 있으며 위생적이고 쾌적한 사용감을 제공하기 위해 친환경 프리미엄 CEPA원단을 이용할 수 있다. 상기 CEPA 패브릭원단의 경우 머리카락 굵기의 1/00 원사로 제직 10㎛(마이크로미터) 미만의 공극률로 유해물질을 효과적으로 차단하며 인체에서 흡수한 수분을 모세관 현상을 이용하여 섬유표면으로 빠르게 건조해 뽀송한 느낌을 지속적으로 유지할 수 있으며, 이와 더불어 항균기능, 진드기 방지 및 방오 기능 등을 구현할 수 있다.
상기 발열체(210)는 난방열을 제공하는 발열수단으로서, 도 11에 도시된 바와 같이 매트본체(200)를 전체적으로 가열할 수 있도록 지그재그 형태로 절곡된 형태로 배치되고 온도조절부(300)와 전기적으로 연결되어 발열구동에 필요한 구동전원을 공급받는다.
여기서, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 발열체(210)는 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에 배치되고 상기 온도조절부(300)로부터 인가되는 구동전원에 따라 설정온도로 가열되어 난방열을 발산한다.
또한, 상기 하면외피(231)과 상면외피(232) 사이에는 고정용시트(217)가 배치되고 발열체(210)는 이 고정용시트(217)에 지지되어 배치된 위치가 고정될 수 있다. 상기 발열체(210)는 고정용시트(217)에 끼워져 위치가 고정되거나 별도의 고정수단에 의해 위치가 고정될 수 있다.
상기 온도조절부(300)는 매트본체(200)의 설정온도를 조절하는데 이용되는 컨트롤러 장치로서, 공급된 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하고 사용자 조작에 따른 사용자조작부(320)의 입력신호에 따라 상기 발열체(210)에 변환된 구동전원을 인가한다. 여기서, 온도조절부(300)는 입력신호에 따라 설정된 온도로 발열체(210)가 가열될 수 있도록 인가되는 구동전원의 전압값, 전류값 또는 전원인가 시간을 조절한다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 발열체(210)는 구동전원이 인가되면 발열하는 소재로 이루어진 발열체심(211) 및, 상기 발열체심(211)의 둘레면을 커버하는 절연피복(212)을 포함한다. 따라서 발열체심(211)에 구동전원이 인가되더라도 외부로 전류가 누설되지 않으며 감전되지 않도록 방지할 수 있다.
더불어, 상기 발열체심(211)은 일반적인 전기저항체 재질로 이루어져 발열할 수 있으며 이 밖에 CNC 면상발열체 등 다양한 발열체를 이용할 수 있다. 더불어 상기 발열체심(211)은 아라미드(Aramid) 소재로 이루어지고 DC전원이 인가되면 발열하는 DC 발열체로 이루어짐으로써 발열구동시 유해전자파가 발생하지 않으며 감전의 우려가 없고 매트가 접히거나 눌리더라도 파손되는 것을 최소화할 수 있는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 온도조절부(300)는 AC 100V 내지 240V의 상용전원을 정류하고 감압하여 DC 18V 내지 30V의 구동전원으로 변환하여 발열체(210)에 공급한다.
상기 공기층 형성부재(241)는 매트의 하부에 배치된 매트리스(10)로 난방열이 전도되는 것을 줄이기 위한 수단으로서, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이에 배치되어 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이를 물리적으로 이격시키며 공기층(242)을 형성하여 상기 발열체(210)로부터 하향 발산된 난방열이 상기 공기층(242)으로 확산되도록 한다.
상술한 바와 같은 하면외피(231), 상면외피(232), 발열체(210) 및 공기층 형성부재(241)의 조합된 구성을 통해, 상기 하면외피(231)에 밀착되는 매트리스(10)로 발열체(210)의 난방열이 열전달되는 것을 대폭 감소시켜 매트리스(10)가 경화되어 손상되거나 발화되어 화재가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 공기층 형성부재(241)는 일정두께로 이루어져 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이를 물리적으로 이격시키면서 열전도될 수 있는 접촉면적을 최소화할 수 있고, 도 12에서와 같이 기밀한 내부공간에 공기가 저장된 에어백 구조로 이루어지거나 도 13에서와 같이 공기가 통과되는 다수 개의 통공이 형성된 다공구조(예를 들면 스펀지 구조)로 이루어져 상기 공기층(242)을 형성하는 것과 같이, 발열체(210)와 매트리스(10) 사이에 금속이나 액체보다 상대적으로 열전도율이 확연히 낮은 공기를 배치시킬 수 있어 발열체(210)의 난방열이 매트리스(10)로 열전달되는 것을 더욱 감소시킬 수 있다.
더불어, 도 14에 도시된 바와 같이 단열 소재로 이루어진 단열피복(251)은 상기 발열체(210)의 하부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 하향 발산되는 난방열을 차단함으로써, 상기 단열피복(251)이 배치되지 않은 발열체(210)의 상부둘레면으로만 난방열이 발산하도록 집중시킬 수 있고 발열체(210)의 난방열이 매트리스(10)로 열전달되는 것을 더욱 더 감소시킬 수 있다.
이때, 상기 발열체(210)의 절연피복(212)과 단열피복(251) 사이에는 열반사 소재(예를 들면, 알루미늄 박막)로 이루어진 반사부재(미도시)가 배치되어 발열체심(211)으로부터 하향 발산된 복사열이 반사부재에 의해 상향 반사되면서 열효율을 더욱 증대시킬 수 있다. 또한, 상기 단열피복(251)은 열반사 소재가 함유되어 열차단 기능과 열반사 기능을 함께 구현할 수 있다.
더불어, 도 15에 도시된 바와 같이 다수 개의 통공이 형성된 다공구조(예를 들면, 메쉬망 구조)로 이루어진 확산피복(252)은 상기 발열체(210)의 상부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 상향 발산된 난방열을 확산시킴으로써, 발열체(210)의 상부둘레면에 상면외피(232)의 저면이 밀착되는 것을 방지하고 열발산 면적을 증대시켜 열효율을 증대시킬 수 있다.
그리고, 도 16에 도시된 바와 같이, 구리(Cu) 소재로 이루어진 열전도피복(253)은 상기 발열체(210)의 상부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 상향 발산된 난방열을 전도받으며, 상기 구리 소재보다 상대적으로 열방사율이 높은 소재로 이루어진 방열코팅부(254)는 상기 열전도피복(253)의 외부면에 코팅되어 열전도피복(253)에 전도된 열을 외부로 방출할 수 있다.
이와 같이, 상대적으로 가격이 저렴하면서도 열전도율이 높은 구리를 이용하여 발열체(210)의 난방열을 열전도를 대폭 증가시킬 수 있고 열방사율이 상대적으로 낮은 구리의 표면에 방열코팅부(254)를 배치하여 전도된 열을 방사함으로써 열효율을 대폭 증대시킬 수 있다.
여기서, 상기 확산피복(252)은 도 15에서와 같이 절연피복(212)의 상부둘레면에 배치될 수도 있고, 상기 열전도피복(253)의 상부둘레면에 배치될 수도 있다.
한편, 사용자가 매트본체(200)에 누우면서 사용자의 하중이 가해지게 되면 발열체(210)가 하부로 가압되어 매트리스(10)에 더욱 근접해지고 매트리스(10)의 표면도 가압된 만큼 오목하게 함몰되면서 열의 축적이 심화될 수 있다. 이에 상기 발열체(210)가 신체에 더욱 근접해지도록 가이드선(261)을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 17에 도시된 바와 같이 상기 가이드선(261)은 발열체(210)보다 상대적으로 큰 직경을 가지며 상기 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에서 각 발열체(210)의 양측 측방 위치에 각각 배치되어 사용자의 하중이 가해지면 상기 상면외피(232)가 발열체(210)의 상부측으로 하향 굴절되도록 가이드하고, 상기 공기층 형성부재(241)는 발열체(210)의 직하부 위치에 배치되어 사용자의 하중에 의해 발열체(210)가 가압되면서 하향하지 않도록 지지할 수 있다. 따라서, 발열체(210)에 사용자의 신체가 근접되도록 하여 낮은 가열온도에도 따뜻함을 느낄 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트본체(200)는 도 18에 도시된 바와 같이 복수 개의 축열부(271)를 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 축열부(271)는 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에서 각 발열체(210)를 둘러싸는 형태로 배치되고 열매체 소재로 이루어져 발열체(210)에서 발산된 난방열을 저장하며 단면형상이 하부로 갈수록 점차적으로 폭이 줄어드는 역삼각형으로 이루어져 사용자의 신체에 근접되는 상부부분의 접촉면적을 극대화하면서도 매트리스(10)로의 열전달될 수 있는 하부부분의 접촉면적을 최소화할 수 있다.
더불어, 상기 공기층 형성부재(241)는 상부로 갈수록 단면폭이 점차적으로 줄어드는 삼각 형상으로 이루어져 각 축열부(271) 사이에 형성된 삼각형 공간에 각각 배치됨으로써 역삼각형의 각 축열부(271)가 사용자의 하중에 의해 가압되어 눌리는 정도를 대폭 줄일 수 있다.
그리고, 각 축열부(271)는, 도 18 및 도 19의 (a)에서와 같이 복수 개의 역삼각뿔 형상으로 형성되어 상기 발열체(210)의 연장된 길이를 따라 측방으로 연이어 배치되거나, 도 19의 (b)에서와 같이 수평배치된 역삼각기둥 형상으로 형성되어 상기 발열체(210)의 연장된 길이를 따라 길게 연장 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매트본체(200)는 매트리스(10)가 열변형되거나 발화할 정도로 과열되면 이를 감지하여 자동으로 과열된 열이 감소되도록 구비될 수 있다.
이를 위해, 도 20에 도시된 바와 같이 상기 발열체(210)는, 전기전도성 소재로 이루어진 전도체심(213)과, 상기 전도체심(213)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 용융피복(214)과, 전기전도성 소재로 이루어지고 상기 절연피복(212)과 용융피복(214)을 함께 둘러싸는 형태로 배치되는 차폐피복(215) 및, 상기 차폐피복(215)의 둘레면을 커버하는 보호피복(216)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는 전도체심(213)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 전도체심(213)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 과열이 발생한 것으로 판단하여 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단함으로써, 과열로 인해 매트리스(10)가 경화되어 손상되거나 발화되어 화재가 발생하는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
더불어, 상기 전도체심(213)과 용융피복(214)은 도면에서와 같이 절연피복(212)의 하부 위치에 배치되어 발열체심(211)을 보호피복(216)의 하단으로부터 이격시킴으로써 상기 절연피복(212)의 내부에 배치된 발열체심(211)으로부터 발산된 난방열이 매트리스(10)로 전달되는 것을 더욱 감소시킬 수 있다.
한편, 도 21에 도시된 바와 같이 매트리스(10)와 같이 라텍스나 메모리폼 등의 고밀도 소재로 이루어진 베개(20)가 매트본체(200)의 상부에 놓여져 이용할 경우 매트본체(200)와 베개(20) 사이에 과열이 발생하여 열변형이 발생하거나 발화될 수 있다.
이에 상기 발열체(210)는 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 절연피복(212)의 하부 위치에 배치되고 전기전도성 소재로 이루어진 하부 전도체심(213a)과, 상기 하부 전도체심(213a)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 하부 용융피복(214a)과, 상기 절연피복(212)의 상부 위치에 배치되고 전기전도성 소재로 이루어진 상부 전도체심(213b)과, 상기 상부 전도체심(213b)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 상부 용융피복(214b)과, 전기전도성 소재로 이루어지고 상기 절연피복(212)과, 하부 용융피복(214a) 및 상부 용융피복(214b)을 함께 둘러싸는 형태로 배치되는 차폐피복(215) 및, 상기 차폐피복(215)의 둘레면을 커버하는 보호피복(216)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도조절부(300)는 상기 하부 전도체심(213a)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 하부 전도체심(213a)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 상기 매트리스(10)와 발열체심(211) 사이에서 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단한다.
따라서, 상기 상부 전도체심(213b)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 상부 전도체심(213b)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 상기 베개(20)와 발열체심(211) 사이에서 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단함으로써, 매트리스(10)에 과열이 발생하는 경우는 물론, 베개(20)에 과열이 발생하는 경우에도 이를 감지하여 자동으로 더이상의 과열이 발생하지 않도록 조치할 수 있다.
여기서, 상기 상부 전도체심(213b)과 상부 용융피복(214b)은 매트본체(200) 상에서 베개(20)가 배치되는 영역(A)에만 한정적으로 배치되어 제조비용을 절감할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 공기층 형성부재(241), 단열피복(251), 확산피복(252), 열전도피복(253), 방열코팅부(254), 가이드선(261), 축열부(271), 전도체심(213), 용융피복(214), 차폐피복(215) 및 보호피복(216)은 발열체(210)의 연장된 길이를 따라 연장 배치될 수 있고, 필요에 따라 발열체(210)의 일부 영역에만 국한적으로 배치될 수도 있다.
한편, 도 36을 참고하면 종래의 매트장치는 온도조절부(4)와 온도선택부(5)가 일체로 구성되면서 크기가 대형화되고 중량이 무거워져 온도조절을 위해 온도조절부(4)를 손으로 들어 올리기가 불편하며 특히, 팔힘이 약한 여성이나 노약자의 경우 들어 올린 온도조절부(4)를 떨어뜨리기가 쉬어 고장이 발생하는 요인으로 작용하였다.
또한, 도면에서와 같이 온도조절부(4)와 케이블로 연결되는 매트커넥터(3)는 매트(1) 상에서 일측 모서리에 배치되기 때문에 이에 연결되는 온도조절부(4) 역시 매트(1)의 일측 모서리 부근에 배치될 수 밖에 없는데, 이로 인해 사용자가 온도를 조절하기 위해서는 온도조절부(4)가 배치된 위치까지 이동해야 하는 번거로움이 있었다.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 IoT 온열 매트장치는 공급된 AC 상용전원을 DC 구동전원으로 변환하여 매트본체(200)에 공급하는 본체모듈(400)과 사용자 조작에 따라 설정온도를 조절하는 리모컨모듈(500)이 무선으로 신호연결되어 리모컨모듈(500)을 소형화 및 경량화할 수 있고 본체모듈(400)의 위치와 무관하게 사용자가 원하는 위치에서 온도조절이 가능할 수 있다.
이를 위해 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 상기 온도조절부(300)는 본체모듈(400) 및 리모컨모듈(500)을 포함한다.
먼저, 상기 본체모듈(400)은 매트본체(200)를 가열구동시키는데 필요한 구동전원을 공급하는 수단으로서, 도 23 내지 도 26에 도시된 바와 같이 AC형태의 상용전원이 공급되는 전원입력케이블(421)과 매트본체(200)에 연결되는 전원출력케이블(422)이 각각 구비되고, 상기 전원입력케이블(421)로 공급된 상용전원을 저전압 DC형태의 구동전원으로 변환하며 입력되는 리모컨모듈(500)의 설정온도 제어신호에 따라 설정온도로 매트본체(200)를 가열시키기 위한 구동전원을 상기 전원출력케이블(422)로 출력하여 매트본체(200)에 인가한다.
여기서, 도시되지 않았으나 상기 전원입력케이블(421)의 단부에는 상용전원 콘센트에 연결되는 플러그가 장착되어 콘센트로부터 AC 220V의 상용전원이 공급될 수 있고, 전원출력케이블(422)의 단부에는 매트본체(200)에 장착된 매트커넥터(201)와 착탈 가능하게 전기적으로 연결되는 장치커넥터(423)가 구비되어 변환된 구동전원을 매트본체(200)에 인가할 수 있다.
또한, 매트본체(200)의 내부에는 가열영역에 상기 매트커넥터(201)와 전기적으로 연결된 발열체(210)가 배치되어 매트커넥터(201)로 인가되는 구동전원에 의해 발열되면서 열을 발산한다. 더불어, 상기 본체모듈(400)은 설정온도 제어신호에 따라 설정된 온도로 매트본체(200)가 가열될 수 있도록 인가되는 구동전원의 전압값, 전류값 또는 전원인가 시간을 조절한다.
더불어, 상기 매트본체(200)의 가열영역에는 아라미드(Aramid) 소재로 이루어지고 매트커넥터(201)를 통해 전원출력케이블(422)에 전기적으로 연결되며 DC전원이 인가되면 발열하는 DC발열체가 배치되고, 상기 본체모듈(400)은 AC 100V 내지 240V의 상용전원을 정류하고 감압하여 DC 18V 내지 30V의 구동전원으로 변환하여 전원출력케이블(422)을 통해 DC발열체에 구동전원을 인가함으로써, AC 전원에 의해 발열하면서 유해전자파가 발생하는 종래의 발열체와 달리 발열구동시 유해전자파가 발생하지 않으며 감전의 우려가 없고 매트가 접히거나 강하게 눌리더라도 파손되는 것을 최소화할 수 있다.
도 26에는 본체모듈(400)의 각 기능적 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하면 상기 본체모듈(400)은 공급된 상용전원을 구동전원의 형태로 감압하고 정류하는 전원변환부(420)와, 입력되는 설정온도 제어신호 또는 설정된 프로그래밍된 사항에 따라 구동전원의 특성(전압값, 전류값, 전원인가시간 등)이 조절된 상태로 매트본체(200)에 구동전원을 인가하도록 제어하는 본체제어부(430) 및, 상기 리모컨모듈(500)과 지정된 무선통신망으로 데이터를 송수신하는 본체통신부(440)를 포함한다.
상기 리모컨모듈(500)은 매트본체(200)의 설정온도를 제어하기 위한 조작수단으로서, 도 23 내지 도 25에 도시된 바와 같이 상기 본체모듈(400)과 무선통신망으로 신호연결되고 사용자조작부(320)가 구비되어 복수의 가열온도단계 중 사용자 조작에 따라 특정 가열온도단계를 선택하며 선택된 가열온도단계를 설정온도로 하는 설정온도 제어신호를 상기 본체모듈(400)로 무선출력한다.
여기서, 상기 무선통신망으로는 블루투스를 이용하는 것이 바람직하나 이외에 와이파이, 지그비 및 RF 등 다양한 무선통신방식을 이용할 수 있다. 또한, 상기 리모컨모듈(500)은 매트본체(200)의 설정온도 이외에 가열설정시간, 가열 잔여시간 등 매트본체(200)를 이용하면서 사용자에게 필요한 다양한 설정사항을 조작할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
도 26을 참고하면, 상기 리모컨모듈(500)은, 본체모듈(400)의 본체통신부(140)와 지정된 무선통신망으로 데이터를 송수신하는 리모컨통신부(520)와, 사용자 조작에 따라 사용자 입력신호를 생성하는 사용자조작부(320) 및 사용자조작부(320)의 사용자 입력신호에 따라 선택된 특정 가열온도단계를 설정온도로 설정하고 설정된 온도로 매트본체(200)를 가열시키기 위한 설정온도 제어신호가 본체모듈(400)로 전달되도록 구동제어하는 리모컨제어부(540)를 포함한다.
또한, 상기 리모컨모듈(500)에는 설정 및 동작 상태 등의 각종 데이터를 표시하기 위한 디스플레이(550)가 구비되며, 이외에 사용자 알림을 위한 스피커(미도시) 및 램프(미도시) 등이 더 구비될 수 있다.
더불어, 상기 사용자조작부(320)는 도 25에 도시된 바와 같이 푸쉬버튼 형태로 이루어지거나 터치패드 형태로 이루어질 수 있으며 디스플레이(550)가 터치스크린으로 이루어진 경우 상기 사용자조작부(320)와 디스플레이(550)는 일체로 구성될 수도 있다.
그리고, 사용자가 휴대한 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되는 앱기능부(미도시)가 구비되는 경우, 상기 리모컨모듈(500)은 사용자단말(110)과 별도의 무선통신망으로 신호연결되어 앱기능부(100)로부터 입력되는 사용자입력신호에 따라 설정온도 제어신호를 본체모듈(400)로 전달할 수 있으며, 상기 앱기능부(100)는 기상 API를 이용하여 사용자가 위치한 지역에 기온이 하강하면 자동으로 매트본체(200)의 설정온도가 상승하도록 하는 기능을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, AC형태의 상용전원을 공급받아 DC형태의 구동전원으로 변환하여 매트본체(200)에 인가하는 본체모듈(400)과 사용자 조작에 따라 설정온도를 조절하는 리모컨모듈(500)이 별개로 구비되되 상호 무선으로 신호연결되어 사용자가 손으로 파지하는 리모컨모듈(500)을 소형화 및 경량화할 수 있고 본체모듈(400)의 위치와 무관하게 사용자가 원하는 위치에서 온도조절이 가능한 효과를 구현할 수 있다.
한편, 도 25 및 도 27에 도시된 바와 같이 상기 리모컨모듈(500)은 하부에 하향 돌출된 볼록부(511)가 형성되고, 상기 본체모듈(400)은 상부에 상기 볼록부(511)와 대응되는 형상으로 하향 오목하게 함몰된 안착홈(411)이 형성되며, 상기 리모컨모듈(500)은 볼록부(511)가 안착홈(411)에 삽입되면서 측방으로 지지되도록 본체모듈(400)의 상부에 안착될 수 있다.
따라서, 리모컨모듈(500)의 보관이 용이하고 본체모듈(400)의 상부에 안착된 리모컨모듈(500)이 외부가압이나 진동에 의해 쉽게 이탈하는 것을 방지할 수 있으며 상기 볼록부(511)를 본체모듈(400)의 안착홈(411) 부근에 갖다 대는 동작만으로 자중에 의해 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 정합되도록 가이드할 수 있다.
또한, 도 27에 도시된 바와 같이 상기 본체모듈(400)은 내부에 배터리충전부(450)가 구비되고 상부에는 배터리충전부(450)와 전기적으로 연결된 본체단자(451)가 배치되며, 상기 리모컨모듈(500)은 내부에 리모컨 동작전원을 공급하는 배터리(560)가 구비되고, 도 27 및 도 28에 도시된 바와 같이 하부에는 상기 본체단자(451)와 대응되는 위치에 상기 배터리(560)와 전기적으로 연결된 리모컨단자(561)가 배치될 수 있다.
더불어, 상기 배터리충전부(450)는 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 안착되면서 리모컨단자(561)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 상기 배터리(560)를 충전한다. 따라서, 본체모듈(400)의 상부에 리모컨모듈(500)을 안착시키는 것만으로 자동으로 리모컨모듈(500)을 충전할 수 있어 사용자가 리모컨모듈(500)의 배터리를 교체하거나 수시로 충전해야 하는 번거로움을 해소할 수 있다.
그리고, 도면에서와 같이 상기 리모컨모듈(500)의 하부와 본체모듈(400)의 상부에는 상호간에 자기장에 의한 인력이 작용하는 마그네트(562) 또는 자성체(452)가 각각 장착되어 상기 인력에 의해 본체모듈(400)에 안착된 리모컨모듈(500)이 고정됨으로써, 본체모듈(400)의 상부에 안착된 리모컨모듈(500)을 보다 안정적으로 지지할 수 있다. 여기서, 상기 리모컨모듈(500)의 하부와 본체모듈(400)의 상부 중 어느 하나는 마그네트가 구비되고 다른 하나는 스틸과 같은 자성체가 구비되어 인력을 제공할 수 있으며 각각 서로 다른 극성의 마그네트가 구비되어도 동일하게 인력을 제공할 수 있다.
한편, 상기 리모컨모듈(500)은 사용을 위해 사용자가 손으로 파지하기 때문에 손에 묻은 각종 바이러스 및 세균이나 이물질에 의해 쉽게 오염될 수 있다. 이에 상기 본체모듈(400)에는 UV발광부(460)가 구비되어 본체모듈(400)의 상부에 거치된 리모컨모듈(500)을 살균처리할 수 있다.
이를 위해, 상기 본체모듈(400)은, 상기 안착홈(411)이 광투과성 재질 또는 광투과성 구조로 이루어지고, 도 27에 도시된 바와 같이 상기 UV발광부(460)는 상기 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 안착되면서 상기 리모컨단자(561)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 자외선살균광을 발산한다.
여기서, 상기 안착홈(411) 즉 본체모듈(400)의 상부면은 자외선살균광을 투과하면서 동시에 광을 분산시킬 수 있도록 도광판으로 이루어지거나 산란패턴이 형성될 수 있다. 이러한 UV발광부(460)의 구성을 통해 바이러스나 세균등의 병원체 및 유분이나 땀 등의 이물질에 의해 오염된 리모컨모듈(500)을 자동으로 살균처리할 수 있다.
또한, 상기 UV발광부(460)는 자외선살균광이 발산하는 중에 상기 리모컨단자(561)와 본체단자(451)가 접속해제되면 자외선살균광의 발산을 정지함으로써 자외선살균광이 사용자의 신체에 조사되면서 시력저하나 피부손상 등의 부작용을 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 도 24 및 도 27에 도시된 바와 같이 리모컨모듈(500)의 하부가 본체모듈(400)의 상부에 안착되는 구조의 경우 리모컨모듈(500)의 하부면만을 살균할 수 있고 리모컨모듈(500)의 상부면은 살균하지 못하게 된다.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부(300)는 리모컨모듈(500)의 상하면 전체를 각각 살균할 수 있도록 구비될 수 있다. 이를 위해 도 29에 도시된 바와 같이 상기 리모컨모듈(500)은, 상부에 상기 볼록부(511)와 동일한 형상으로 상향 돌출된 상부볼록부(512)가 형성되어 뒤집힌 상태에서 상기 상부볼록부(512)가 안착홈(411)에 삽입되면서 측방으로 지지되도록 본체모듈(400)의 상부에 안착되고, 상부에는 상기 본체단자(451)와 대응되는 위치에 상기 배터리(560)와 전기적으로 연결된 상부리모컨단자(563)가 배치된다.
또한, 상기 배터리충전부(450)는 리모컨모듈(500)이 뒤집힌 상태로 본체모듈(400)에 안착되면서 상기 상부리모컨단자(563)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 상기 배터리(560)를 충전하고, 상기 UV발광부(460)는 상기 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 안착되면서 상기 상부리모컨단자(563)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 자외선살균광을 발산하고 자외선살균광이 발산하는 중에 상기 상부리모컨단자(563)와 본체단자(451)가 접속해제되면 자외선살균광의 발산을 정지함으로써, 리모컨모듈(500)의 하부면 뿐만아니라 상부면도 살균처리할 수 있는 효과를 제공한다.
더불어, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부(300)는 거치프레임(412)이 구비되어 상기 UV발광부(460)를 이용하여 리모컨모듈(500) 외에 사용자단말(110)을 살균하는데 이용할 수도 있다.
이를 위해, 도 30에 도시된 바와 같이 상기 거치프레임(412)은 본체모듈(400)의 안착홈(411)과 대응되는 형상으로 하향 돌출된 프레임볼록부(412a)가 하부에 형성되어 상기 프레임볼록부(412a)가 안착홈(411)에 삽입되면서 측방으로 지지되도록 본체모듈(400)의 상부에 안착되고, 중앙에는 사용자단말(110)의 테두리가 삽입되거나 거치되도록 상하로 개구된 사용자단말 장착공(413)이 형성되어 상기 사용자단말(110)을 UV발광부(460)와 상하로 대향배치되도록 할 수 있다. 따라서 리모컨모듈(500)이외에 사용자단말(110)의 표면을 살균처리할 수 있다. 그리고, 상기 사용자단말 장착공(413)에 사용자단말(110)이 삽입 또는 거치되는 방향에 따라 사용자단말(110)의 상부면과 하부면을 각각 살균처리할 수 있다.
한편, 통상적으로 매트본체(200)는 침대와 같이 사용자가 취침하는 장소에 주로 설치되고, 취침 장소에는 가습기, 사용자단말 충전기, 콘센트 및 스탠드조명 등의 전자제품이 배치될 수 있다. 이 경우 각 전자제품이 사용자가 누운 위치에 근접하게 되면 구동시 발생하는 전자파가 신체 특히 머리(뇌)에 가해져 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도조절부(300)는 사용자 위치에서 각 전자제품으로부터 발생하는 전자파가 가해지는 정도를 수치로 제공할 수 있다.
이를 위해, 도 26에 도시된 바와 같이 상기 리모컨모듈(500)은, 사용자조작부(320)의 사용자 조작에 따라 주변의 전자파를 측정하고 측정된 전자파수치를 디스플레이(550)에 표시하는 전자파측정부(570)를 더 포함한다. 따라서, 사용자가 취침하는 위치를 중심으로 주변에 배치된 본체모듈(400) 또는 가습기, 사용자단말 충전기와 같이 전자파 발생시키는 전자제품으로부터 사용자에게 가해지는 전자파를 측정할 수 있어 각 전자제품을 전자파로부터 안전한 위치에 배치되도록 조절할 수 있다.
또한, 상기 리모컨모듈(500)은 측정된 전자파수치가 설정임계치를 초과하면 문자, 이미지, 음향 또는 발광수단 중 어느 하나 이상의 수단을 이용하여 사용자에게 알림동작함으로써 인체에 유해한 전자파수치를 사용자가 숙지할 필요가 없어 사용자의 편의를 극대화할 수 있다.
한편, 도 31에 도시된 바와 같이 상기 매트본체(200)는 전체 가열영역이 제1가열영역(A)과 제2가열영역(B)으로 측방 구획되고, 상기 본체모듈(400)은 제1가열영역(A)과 제2가열영역(B)에 개별적으로 구동전원으로 인가하여 제1가열영역(A)에 누운 사용자와 제2가열영역(B)에 누운 사용자가 각자 원하는 온도로 매트본체(200)가 가열되도록 할 수 있다.
여기서, 도 32에 도시된 바와 같이 상기 리모컨모듈(500)은, 디스플레이(550) 상에서 상기 제1가열영역(A)의 설정온도는 좌측위치에 표시하고 상기 제2가열영역(B)의 설정온도는 우측위치에 표시하는 것과 같이 현재 설치된 매트본체(200)의 각 가열영역(A,B) 위치와 디스플레이(550)에 각 가열영역(A,B)의 표시위치를 일치시킬 수 있다.
그러나, 도 33과 같이 매트본체(200)를 180도 회전시키거나 도 34와 같이 매트본체(200)를 뒤집어 설치하는 경우 매트본체(200)의 각 가열영역(A,B) 위치와 디스플레이(550)에 표시된 각 가열영역(A,B)의 표시위치가 서로 다르게 된다.
이에 상기 리모컨모듈(500)은, 디스플레이(550) 상에서 상기 제1가열영역(A)의 설정온도는 좌측위치에 표시하고 상기 제2가열영역(B)의 설정온도는 우측위치에 표시하되, 도 35에 도시된 바와 같이 사용자조작부(320)의 사용자 조작에 따라 상기 제1가열영역(A)의 설정온도는 우측위치에 표시되고 제2가열영역(B)의 설정온도는 좌측위치에 표시되도록 전환동작시킬 수 있다.
따라서, 사용자가 매트본체(200)를 180도 회전시키거나 뒤집어 매트본체(200) 상의 각 가열영역(A,B)의 좌우위치와 리모컨모듈(500)의 디스플레이(550)에 표시되는 각 가열영역(A,B)의 좌우위치가 상이하여 원하지 않는 위치의 가열영역이 온도조절되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 리모컨모듈(500)은, 본체모듈(400)과 수신되는 전파의 방향을 탐지하여 매트본체(200)를 기준으로 본체모듈(400)이 배치된 위치를 판단하고, 기저장된 본체모듈 위치별 가열영역 위치설정 기준데이터를 기준으로 본체모듈(400)의 배치된 위치에 따라 디스플레이(550) 상에 제1가열영역(A)의 설정온도 표시위치와 제2가열영역(B)의 설정온도 표시위치를 자동으로 설정하여 표시되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 리모컨모듈(500)은 본체모듈(400)로부터 수신되는 전파의 방향을 탐지하기 위해 본체모듈(400)로부터 수신되는 전파의 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 측정한 데이터를 이용할 수 있고, 전파방향 탐지에 사용되는 안테나(Direction-finder Antenna)가 구비될 수 있으며 이 밖에 무선통신 기술분야에서 송신측으로부터 수신되는 전파를 이용하여 송신측의 위치를 탐지하기 위한 다양한 방향탐지 기술을 이용할 수 있다.
또한, 상기 본체모듈 위치별 가열영역 위치설정 기준데이터는 전파탐지를 통해 판단된 본체모듈(400)의 위치별로 디스플레이(550)에 표시되는 제1가열영역(A)와 제2가열영역(B)의 설정위치를 지정한 데이터로서, 도 31와 같이 본체모듈(400)의 위치가 우측하방(도면기준)인 경우 제1가열영역(A)의 설정위치는 좌측, 제2가열영역(B)의 설정위치는 우측인 것으로 설정되고, 도 33과 같이 본체모듈(400)의 위치가 좌측상방인 경우 제1가열영역(A)의 설정위치는 우측, 제2가열영역(B)의 설정위치는 좌측인 것으로 설정되면, 도 35와 같이 본체모듈(400)의 위치가 우측하방인 경우 제1가열영역(A)의 설정위치는 우측, 제2가열영역(B)의 설정위치는 좌측인 것으로 설정된다.
이와 같이, 사용자가 매트본체(200)의 배치상태를 인지하고 사용자조작부(320)를 일부로 조작할 필요없이 자동으로 매트본체(200) 상의 각 가열영역(A,B)의 좌우위치와 리모컨모듈(500)의 디스플레이(550) 상의 각 가열영역(A,B)의 좌우위치가 일치되도록 설정되므로 사용자의 편의를 더욱 극대화할 수 있다.
한편, 도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이 상기 본체모듈(400)은 입력되는 점등제어신호에 따라 선택적으로 발광동작하는 위치표시등(470)이 구비되고, 상기 리모컨모듈(500)은 사용자조작부(320)의 사용자 조작에 따라 점등제어신호를 상기 본체모듈(400)로 무선출력하여 상기 위치표시등(470)을 점등제어함으로써, 야간에 리모컨모듈(500)을 본체모듈(400)에 거치하기 위해 실내조명을 켤필요가 없이 점등된 위치표시등(470)을 보고 본체모듈(400)의 위치를 인지할 수 있다.
또한, 도 26 및 도 28에 도시된 바와 같이 상기 리모컨모듈(500)은 하부에 선택적으로 조명광을 발산하는 조명등(580)이 구비되고 사용자조작부(320)의 사용자조작에 따라 상기 조명등(580)을 점등제어함으로써, 야간에 실내조명을 켜지 않고서도 본체모듈(400)의 위치를 찾기 위한 조명을 이용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100...앱기능부 110...사용자단말
120...기상정보 제공서버 200...매트본체
210...발열체 211...단위가열체
220...단위가열영역 300...온도조절부
310...실내온도센서 321...모드선택버튼
400...신체감지부 410...제1도광라인
420...제1발광부 430...제1수광부
440...제2도광라인 450...제2발광부
460...제2수광부
120...기상정보 제공서버 200...매트본체
210...발열체 211...단위가열체
220...단위가열영역 300...온도조절부
310...실내온도센서 321...모드선택버튼
400...신체감지부 410...제1도광라인
420...제1발광부 430...제1수광부
440...제2도광라인 450...제2발광부
460...제2수광부
Claims (20)
- 사용자단말(110)에 애플리케이션의 형태로 설치되고 기상정보 제공서버(120)에 접속하여 해당 지역의 실외온도데이터를 수신하며 수신된 실외온도데이터를 전송하는 앱기능부(100);
내부에 발열체(210)가 구비되어 인가되는 구동전원에 따라 가열되면서 난방열을 발산하는 매트본체(200); 및
상기 매트본체(200)와 연결되어 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며 실내온도를 측정하는 실내온도센서(310)가 구비된 온도조절부(300);를 포함하고,
상기 온도조절부(300)는 앱기능부(100)로부터 수신된 상기 해당 지역의 실외온도데이터가 설정된 단계상승기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 상승시켜 상기 설정된 가열온도단계보다 높은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하며, 상기 실내온도센서(310)를 이용하여 측정된 실내온도데이터가 설정된 단계하강기준치에 도달하면 현재 설정된 가열온도단계를 하강시켜 상기 설정된 가열온도단계보다 낮은 가열온도로 발열체(210)가 가열되도록 하고,
상기 온도조절부(300)는,
사용자 조작에 따라 일반 가열모드와 인공지능 가열모드 중 하나의 가열모드를 선택하기 위한 모드선택버튼(321)을 더 포함하고,
상기 모드선택버튼(321)에 의해 일반 가열모드가 선택되면 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로만 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하며, 상기 인공지능 가열모드가 선택되면 초기 동작시 사용자 조작에 따라 설정된 가열온도단계로 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하되 상기 해당 지역의 실외온도데이터 및 상기 실내온도데이터의 변화에 따라 상기 설정된 가열온도단계를 증감하여 발열체(210)가 가열되도록 구동전원을 인가하고,
상기 인공지능 가열모드로 동작하는 도중에, 상기 설정된 가열온도단계가 상승되도록 조작됨에 따른 제1 시간 구간을 포함하는 제1 수동조작 데이터를 제1 시점에 저장하고, 상기 제1 시점 이후 제1 설정 기간 동안에, 상기 제1 시간 구간에 대응되는 제1 동일 시간 구간에 상기 제1 수동조작 데이터에 대응되는 조작횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면, 상기 제1 설정 기간 이후 제2 시점부터 상기 제1 시간 구간에 대응되는 시간대가 도래하기 이전에, 상기 설정된 가열온도단계를 상승시키고,
상기 인공지능 가열모드로 동작하는 도중에, 상기 설정된 가열온도단계가 상승되도록 조작됨에 따른 제2 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간에 측정된 상기 해당 지역의 실외온도데이터를 포함하는 제2 수동조작 데이터를 제3 시점에 저장하고, 상기 제3 시점 이후 제2 설정 기간 동안에, 상기 제2 시간 구간에 대응되는 제2 동일 시간 구간인 동시에 상기 제2 시간 구간에 측정된 상기 해당 지역의 실외온도데이터를 포함하는 상기 제2 수동조작 데이터에 대응되는 조작횟수가 설정된 단계상승 기준횟수에 도달하면, 상기 제2 설정 기간 이후 제4 시점부터 상기 제2 시간 구간에 측정된 상기 해당 지역의 실외온데이터에 대응되는 실외온도이면서 상기 제2 시간 구간에 대응되는 시간대가 도래하기 이전에, 상기 설정된 가열온도단계를 상승시키는, 지능형 IoT 온열 매트장치.
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- 청구항 1에 있어서,
상기 매트본체(200)는 복수 개의 단위가열영역(220)으로 구획되고, 상기 발열체(210)는 각 단위가열영역(220)별로 배치되어 개별적으로 발열구동하는 단위가열체(211)를 포함하며,
상기 매트본체(200)에 배치되어 각 단위가열영역(220)별로 사용자의 신체(U)를 감지하는 신체감지부(400);를 더 포함하고,
상기 온도조절부(300)는 신체감지부(400)의 감지신호에 따라 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)만을 가열하거나 사용자의 신체(U)가 감지된 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 신체(U)가 감지되지 않은 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)보다 상대적으로 높은 온도로 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 신체감지부(400)는,
플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 횡방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제1도광라인(410)과,
각 제1도광라인(410)의 일측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 향해 감지광을 발산하는 제1발광부(420)와,
각 제1도광라인(410)의 타측단부에 배치되어 제1도광라인(410)을 통과한 감지광을 수광하는 제1수광부(430)와,
플렉시블한 재질로 이루어져 각 단위가열영역(220)을 종방향으로 가로지르도록 상기 매트본체(200) 상에 연장배치되는 복수 개의 제2도광라인(440)과,
각 제2도광라인(440)의 일측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 향해 감지광을 발산하는 제2발광부(450) 및,
각 제2도광라인(440)의 타측단부에 배치되어 제2도광라인(440)을 통과한 감지광을 수광하는 제2수광부(460)를 포함하고,
상기 온도조절부(300)는 각 제1수광부(430)에서 감지되는 감지광 측정값과 각 제2수광부(460)에서 감지되는 감지광 측정값을 이용하여 복수의 단위가열영역(220) 중 사용자의 신체(U)가 배치된 단위가열영역(220)을 판단하며, 해당 단위가열영역(220)의 단위가열체(211)를 선택적으로 가열구동시키는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 매트본체(200)는,
라텍스 또는 메모리폼을 포함하는 고밀도 소재로 이루어진 매트리스(10)의 상부면에 펼쳐서 사용되되,
하부에 배치되어 상기 매트리스(10)의 상부면에 안착되는 하면외피(231)와,
상기 하면외피(231)의 상부에 대향 배치되는 상면외피(232)와,
상기 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에 배치되고 인가되는 구동전원에 따라 설정온도로 가열되어 난방열을 발산하는 발열체(210) 및,
상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이에 배치되어 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이를 물리적으로 이격시키며 공기층(242)을 형성하여 상기 발열체(210)로부터 하향 발산된 난방열이 상기 공기층(242)으로 확산되도록 하는 공기층 형성부재(241)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 공기층 형성부재(241)는,
일정두께로 이루어져 상기 발열체(210)와 하면외피(231) 사이를 물리적으로 이격시키며,
기밀한 내부공간에 공기가 저장된 에어백 구조 또는 공기가 통과되는 다수 개의 통공이 형성된 다공구조로 이루어져 상기 공기층(242)을 형성하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 발열체(210)는, 구동전원이 인가되면 발열하는 소재로 이루어진 발열체심(211) 및, 상기 발열체심(211)의 둘레면을 커버하는 절연피복(212)을 포함하며,
상기 매트본체(200)는,
단열 소재로 이루어지고 상기 발열체(210)의 하부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 하향 발산되는 난방열을 차단하는 단열피복(251)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 매트본체(200)는,
다수 개의 통공이 형성된 다공구조로 이루어지고 상기 발열체(210)의 상부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 상향 발산된 난방열을 확산시키는 확산피복(252)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 매트본체(200)는,
구리(Cu) 소재로 이루어지고 상기 발열체(210)의 상부둘레면을 커버하도록 배치되어 발열체(210)로부터 상향 발산된 난방열을 전도받는 열전도피복(253) 및,
상기 구리 소재보다 상대적으로 열발산성이 높은 소재로 이루어지고 상기 열전도피복(253)의 외부면에 코팅되어 열전도피복(253)에 전도된 열을 외부로 방출하는 방열코팅부(254)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 12에 있어서,
상기 매트본체(200)는,
상기 발열체(210)보다 상대적으로 큰 직경을 가지며 상기 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에서 각 발열체(210)의 양측 측방 위치에 각각 배치되어 사용자의 하중이 가해지면 상기 상면외피(232)가 발열체(210)의 상부측으로 하향 굴절되도록 가이드하는 가이드선(261)을 더 포함하고,
상기 공기층 형성부재(241)는 발열체(210)의 직하부 위치에 배치되어 사용자의 하중에 의해 발열체(210)가 가압되면서 하향하지 않도록 지지하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 13에 있어서,`
상기 매트본체(200)는,
상기 하면외피(231)와 상면외피(232) 사이에서 각 발열체(210)를 둘러싸는 형태로 배치되고 열매체 소재로 이루어져 발열체(210)에서 발산된 난방열을 저장하며, 단면형상이 하부로 갈수록 점차적으로 폭이 줄어드는 역삼각형으로 이루어진 복수의 축열부(271)를 더 포함하고,
상기 공기층 형성부재(241)는 상부로 갈수록 단면폭이 점차적으로 줄어드는 삼각 형상으로 이루어져 각 축열부(271) 사이에 형성된 삼각형 공간에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 13에 있어서,
상기 온도조절부(300)는 공급된 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하고 사용자 조작에 따른 사용자조작부(320)의 입력신호에 따라 상기 발열체(210)에 변환된 구동전원을 인가하고,
상기 발열체(210)는,
구동전원이 인가되면 발열하는 소재로 이루어진 발열체심(211)과,
상기 발열체심(211)의 둘레면을 커버하는 절연피복(212)과,
전기전도성 소재로 이루어진 전도체심(213)과,
상기 전도체심(213)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 용융피복(214)과,
전기전도성 소재로 이루어지고 상기 절연피복(212)과 용융피복(214)을 함께 둘러싸는 형태로 배치되는 차폐피복(215) 및,
상기 차폐피복(215)의 둘레면을 커버하는 보호피복(216)을 포함하며,
상기 온도조절부(300)는 상기 전도체심(213)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 전도체심(213)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 13에 있어서,
상기 상면외피(232)의 상부면에는 라텍스 또는 메모리폼을 포함하는 고밀도 소재로 이루어진 베개(20)가 안착되고,
온도조절부(300)는 공급된 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하고 사용자 조작에 따른 사용자조작부(320)의 입력신호에 따라 상기 발열체(210)에 변환된 구동전원을 인가하며,
상기 발열체(210)는,
구동전원이 인가되면 발열하는 소재로 이루어진 발열체심(211)과,
상기 발열체심(211)의 둘레면을 커버하는 절연피복(212)과,
상기 절연피복(212)의 하부 위치에 배치되고 전기전도성 소재로 이루어진 하부 전도체심(213a)과,
상기 하부 전도체심(213a)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 하부 용융피복(214a)과,
상기 절연피복(212)의 상부 위치에 배치되고 전기전도성 소재로 이루어진 상부 전도체심(213b)과,
상기 상부 전도체심(213b)의 둘레면을 커버하며 설정온도로 가열되면 용융되는 상부 용융피복(214b)과,
전기전도성 소재로 이루어지고 상기 절연피복(212)과, 하부 용융피복(214a) 및 상부 용융피복(214b)을 함께 둘러싸는 형태로 배치되는 차폐피복(215) 및,
상기 차폐피복(215)의 둘레면을 커버하는 보호피복(216)을 포함하며,
상기 온도조절부(300)는,
상기 하부 전도체심(213a)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 하부 전도체심(213a)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 상기 매트리스(10)와 발열체심(211) 사이에서 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단하며,
상기 상부 전도체심(213b)의 저항값을 측정하고 측정된 저항값이 상기 상부 전도체심(213b)과 차폐피복(215)이 상호 접촉되었을 때의 저항값에 도달하면 상기 베개(20)와 발열체심(211) 사이에서 과열이 발생한 것으로 판단하여 상기 발열체(210)에 인가되는 구동전원을 낮추거나 차단하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 온도조절부(300)는,
AC형태의 상용전원이 공급되는 전원입력케이블(421)과 매트본체(200)에 연결되는 전원출력케이블(422)이 각각 구비되고 상기 전원입력케이블(421)로 공급된 상용전원을 저전압 DC형태의 구동전원으로 변환하며 입력되는 설정온도 제어신호에 따라 설정온도로 매트본체(200)를 가열시키기 위한 구동전원을 상기 전원출력케이블(422)로 출력하여 매트본체(200)에 인가하는 본체모듈(400) 및,
상기 본체모듈(400)과 무선통신망으로 신호연결되고 사용자조작부(320)가 구비되어 복수의 가열온도단계 중 사용자 조작에 따라 특정 가열온도단계를 선택하며 선택된 가열온도단계를 설정온도로 하는 설정온도 제어신호를 상기 본체모듈(400)로 무선출력하는 리모컨모듈(500)을 포함하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 리모컨모듈(500)은 하부에 하향 돌출된 볼록부(511)가 형성되고,
상기 본체모듈(400)은 상부에 상기 볼록부(511)와 대응되는 형상으로 하향 오목하게 함몰된 안착홈(411)이 형성되며,
상기 리모컨모듈(500)은 볼록부(511)가 안착홈(411)에 삽입되면서 측방으로 지지되도록 본체모듈(400)의 상부에 안착되는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 본체모듈(400)은 내부에 배터리충전부(450)가 구비되고 상부에는 배터리충전부(450)와 전기적으로 연결된 본체단자(451)가 배치되며,
상기 리모컨모듈(500)은 내부에 리모컨 동작전원을 공급하는 배터리(560)가 구비되고 하부에는 상기 본체단자(451)와 대응되는 위치에 상기 배터리(560)와 전기적으로 연결된 리모컨단자(561)가 배치되며,
상기 배터리충전부(450)는 리모컨모듈(500)이 본체모듈(400)에 안착되면서 리모컨단자(561)와 본체단자(451)가 상호 접속되면 상기 배터리(560)를 충전하는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
- 청구항 18에 있어서,
상기 매트본체(200)는 전체 가열영역이 제1가열영역(A)과 제2가열영역(B)으로 측방 구획되고,
상기 본체모듈(400)은 제1가열영역(A)과 제2가열영역(B)에 개별적으로 구동전원으로 인가하며,
상기 리모컨모듈(500)은, 디스플레이(550) 상에서 상기 제1가열영역(A)의 설정온도는 좌측위치에 표시하고 상기 제2가열영역(B)의 설정온도는 우측위치에 표시하되, 사용자조작부(320)의 사용자 조작에 따라 상기 제1가열영역(A)의 설정온도는 우측위치에 표시되고 제2가열영역(B)의 설정온도는 좌측위치에 표시되도록 전환동작시키는 것을 특징으로 하는 지능형 IoT 온열 매트장치.
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| KR1020220070147A KR102665317B1 (ko) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 무선기능이 포함된 지능형 IoT 온열 매트장치 |
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| KR1020220070147A KR102665317B1 (ko) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 무선기능이 포함된 지능형 IoT 온열 매트장치 |
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