KR20130033528A - 조명 및 공조 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 직접반사형 포토센서를 천정면에 일정 간격 격자로 배열하고, 센서와 이동하는 사람과의 거리를 측정하여 실시간 사람의 숫자, 위치, 이동방향 등을 마이크로프로세서로 연산하여 조명 및 공조 장치를 자동으로 제어하게 된다.

Description

조명 및 공조 제어 시스템 {Lighting and HVAC control systems}
본 발명의 기술분야는 건물내 사람의 현재 위치, 인원을 파악하여 조명 및 공조 장치를 자동으로 구동할 수 있는 조명 및 공조 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 적외선 등의 광원을 투사하여 반사되는 광을 수신하여 센서로부터 물체까지 거리를 측정하는 거리 측정 센서와 이 센서로부터 신호를 수신하여 인원수, 위치 등을 연산하는 마이크로프로세서, 각종 조명장치, 공조 장치를 제어하는 통신 및 제어 장치에 관한 것이다.
본 발명의 내용은 복수의 직접반사형 포토센서를 일정 간격 격자로 배열하고, 천정면에서 바닥면으로 광을 투사, 반사를 받아 거리를 측정하고, 거리 값의 변화를 입력받아 건물 내 인원수와 위치를 파악할 수 있게 된다.
건물 내 사람이 움직일 경우 일정한 면적을 차지하게 되고, 공간 내 높이 변화를 일으키기 때문에 천정면에 설치되는 복수의 직접반사형 포토센서가 사람의 위치, 인원수를 알 수 있게 되고, 이 데이터를 이용하여 조명 및 공조 장치 제어를 자동으로 할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 효과는 건물 내 실시간 사람의 위치, 숫자를 파악할 수 있고, 외부 컴퓨터 및 네트웍을 이용하여 DB에 저장하여 건물 내 사람의 행동을 분석할 수 있고, 이 데이터를 이용하여 조명 및 공조 장치 등을 효율적으로 제어할 수 있게 되고 불필요한 조명 사용, 공조기 사용을 막아 에너지 절약을 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 사무실 내 설치 예시도
도 2는 본 발명의 인원수 및 위치 파악을 위한 평면도
도 3은 본 발명의 구성도
도 4는 본 발명의 통신장치를 구비한 구성도
도 5는 본 발명의 PIR센서, 조도센서, 온도센서를 구비한 구성도
도 6는 본 발명의 외부 컴퓨터와 네트웍에 연결하기 위한 외부통신장치를 구비한 구성도
본 발명은 건물 내 현재 인원수와 위치를 실시간 파악하여 조명 및 공조 장치를 자동으로 제어하는 조명 및 공조 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 건물 내 현재 인원수와 위치를 실시간 파악하기 위하여 천정면에 설치되고, 센서로부터 바닥까지 거리를 측정할 수 있는 복수의 직접반사형 포토센서(30), 상기 복수의 직접반사형 포토센서의 거리 변화 값에 따라 실시간 재실 인원수와 위치 값으로 변환할 수 있는 마이크로프로세서(31), 재실 인원과 위치에 따라 복수의 조명 제어 장치(32), 공조 제어 장치(33)를 자동으로 제어할 수 있는 제어부(34)를 포함하는 조명 및 공조 제어 시스템으로 구성된다.
도 1에서, 직접반사형 포토센서(10)는 천정면에 일정한 간격으로 격자로 배열 설치되고, 조명장치(11), 공조장치(12)와 함께 설치된다. 천정면에 설치되는 직접반사형 포토센서(10)는 센서에서 투사한 적외선 또는 레이저 등의 광이 반사되어 돌아오는 각도와 시간 차이를 이용하여 센서와 물체로부터 측정 거리(13)를 측정하게 되는데, 건물 내 사람이 이동하게 될 경우 직접반사형 포토센서(10)의 실시간 측정 거리 값에 변화가 생기는 것이다.
도 2에서, 일정 간격 격자로 직접반사형 포토센서 설치 위치(20)에 배열하였을 경우 이동하는 사람(21)의 위치, 인원수를 파악할 수 있게 된다. 복수의 직접반사형 포토센서는 천정면에서 수직으로 거리를 측정하기 때문에 사람의 인원수, 위치 등의 자료를 만들 수 있게 된다.
실시 예로, 30cm 격자 배열로 천정면에 설치할 경우 공간 내에 어디에 있더라도 1~4개의 센서 거리 값에 변화를 줄 수밖에 없어 이웃하는 센서의 간격을 고려하면 사람의 존재 유무, 인원수에 대한 정보를 얻을 수 있고, 센서의 설치 위치 정보를 결합할 경우 건물 내 인원에 대한 숫자, 이동 방향, 위치, 키 등의 정보를 구할 수 있게 된다.
도 3에서, 복수의 직접반사형 포토센서(30)를 일정 간격으로 격자 배열하여 천정면에 설치하고, 이 센서 값을 마이크로프로세서(31)에 전달하여 현재 인원수, 위치 등을 파악하여 조명 및 공조 장치를 제어하기 위한 제어부(34)에 데이터를 제공하게 된다.
직접반사형 포토센서(30)는 천정면에 설치되는 센서로부터 바닥으로 광원을 투사하여 거리를 실시간 측정하는 것으로 바닥면까지 측정하지 않아도 되고, 사람이 서거나 앉았을 경우를 파악할 수 있는 정도면 된다.
실시간 거리를 측정하는 복수의 직접반사형 포토센서로부터 마이크로프로세서(31)는 데이터를 입력받아 기존 값과 변화 값을 비교하여 사람의 존재 유무, 센서 간 값의 변화 흐름을 파악하여 사람의 이동, 센서의 배열 간격을 고려하여 인원수 연산하게 되고, 센서 설치 위치 정보가 결합 되어 조명 제어 장치, 공조 제어 장치로 구성되는 제어부(34)에 데이터를 전달하게 된다.
도 4에서, 직접반사형 포토센서는 복수로 격자 배열 설치되기 때문에 배선에 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 485 시리얼 통신 장치나 지그비 무선 통신 장치 같은 유선 또는 무선 송신장치(40)를 함께 구성하고, 마이크로프로세서(31)에서도 유선 또는 무선 수신장치(41)를 함께 구성하여 복수의 직접반사형 포토센서의 데이터를 전달받아 연산하게 된다.
도 5에서, 직접반사형 포토센서를 다수 격자 배열하고, 인체 감지 센서의 한 종류인 PIR센서(50)를 함께 설치할 경우 사람의 유무, 숫자, 이동 방향 등에 대한 정보를 보완할 수 있게 된다. 직접반사형 포토센서의 경우 수직으로 일정 공간만을 실시간 측정하는 반면 PIR센서의 경우 움직이는 사람에 대하여 보다 넒은 범위에서 감지가 되므로 사람의 유무, 숫자, 이동 방향 등에 대한 데이터를 보완할 수 있는 것이다.
또, 조도센서(51), 온도센서(52)를 함께 구성하여 사람의 유무, 숫자, 이동 방향과 함께 조도와 온도를 지역별로 측정하여 제어부(34)에 전달하여 조도와 온도를 제어할 수 있게 된다.
도 6에서, 마이크로프로세서에서 연산한 현재 사람의 인원, 이동 방향, 위치 등의 정보를 외부 컴퓨터 또는 네트웍(61)에 전달하기 위한 LAN, WiFi, CDMA 등과 같은 외부통신장치(60)를 함께 구성하고 외부 컴퓨터에 기록 저장하여 분석할 수 있게 된다.
10: 직접반사형 포토센서, 11: 조명장치, 12: 공조장치, 13: 측정거리, 20: 직접반사형 포토센서 설치 위치, 21: 이동하는 사람, 30: 직접 반사형 포토센서, 31: 마이크로프로세서, 32: 조명제어장치, 33: 공조제어장치, 34: 제어부, 40: 송신장치, 41: 수신장치, 50: PIR센서, 51: 조도센서, 52: 온도센서, 60: 외부통신장치, 61: 외부컴퓨터 또는 네트웍

Claims (6)

  1. 건물 내 조명 및 공조를 제어하는 시스템에 있어서,
    천정면에서 바닥까지 거리를 측정할 수 있는 복수의 직접반사형 포토센서;
    상기 복수의 직접반사형 포토센서로부터 받은 거리 값을 실시간 재실 인원수와 위치 값으로 변환할 수 있는 마이크로프로세서;
    상기 실시간 재실 인원수와 위치 값에 따라 복수의 조명, 공조 장치를 가동할 수 있는 제어부;를 포함하는 조명 및 공조 제어 시스템
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 직접반사형 포토센서는 측정한 거리 값, 위치 값을 전송할 수 있는 유선 또는 무선 송신장치와 함께 구성되고,
    상기 마이크로프로세서는 상기 복수의 직접반사형 포토센서의 유선 또는 무선 통신장치로부터 데이터를 받을 수 있는 유선 또는 무선 수신장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 및 공조 제어 시스템
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 직접반사형 포토센서는 PIR센서와 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 및 공조 제어 시스템
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 직접반사형 포토센서는 조도센서와 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 및 공조 제어 시스템
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 직접반사형 포토센서는 온도센서와 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 및 공조 제어 시스템
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 외부 컴퓨터 또는 네트웍에 연결할 수 있는 유선 또는 무선 통신장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 및 공조 제어 시스템

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