KR20160012849A - 지능형 전기레인지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기레인지가 조리용기, 레인지후드 및 모바일 디바이스와 기계와 기계 간의 통신(M2M; Machine to Machine)으로 상호 연결되고, 전기레인지과 사람을 연결(M2P; Machine to People)이 가능한 사물인터넷(IoT; Internet of Things)기술을 적용한 지능형 전기레인지에 관한 것으로, 능동적 조리와 원거리에서 실시간 확인 및 제어가 가능한 지능, 소통, 감성 및 통합된 것이다.

Description

지능형 전기레인지{INTELLIGENT ELECTRIC RANGE}

본 발명은 전기레인지에 관한 것으로, 특히 조리용기와 전기레인지 간(M2M), 전기레인지와 사람 간(M2P) 서로 소통이 가능하도록 사물인터넷(IoT) 기술을 이용한 지능형 전기레인지에 관한 것이다.

전기레인지는 가스레인지에 비해 상대적으로 출력의 제어와 안전도 면에서 기능이 뛰어나다.

또한, 열원을 생성하기위해 가스를 태우지 않기 때문에 이산화탄소의 발생의 없으며 조리중 유해가스의 발생이 적어 실내 공기를 오염시키지 않는 클린 주방기구로 주목 받고 있다.

이러한 전기레인지는 열원을 생성하는 방식에 따라 할로겐램프, 발열코일 및 인덕션으로 구분되며 할로겐과 발열코일은 서로의 단점을 보완하기위해 혼용되어 사용되기도 한다.

도면1은 상술한 종래 전기레인지에 일반적으로 사용되는 기능조작부의 구성을 나타낸 것으로, 전원버튼(10)과 화력조절버튼(20)과 타임스위치 기능을 갖는 예약시간 설정버튼(타이머;30) 등으로 구성되어 있으며, 이들은 점등과 숫자의 형태로 LED로 표시되어 동작상태를 확인할 수 있는 구조로 표시되어 왔다.

이 조작버튼들은 제조사마다 배열 방식과 구조 및 형태가 제각각이며 사용자의 편의성 보다는 기능적 배열에 치중되었으며 위치의 변동이나 기능의 추가적 구성이 불가능한 형태였다.

이처럼 종래 전기레인지는 안전성과 화력(출력)의 조절이 단계적으로 명확하고 조작성과 타임머기능이 있다는 것 이외에는 별다른 기능적 장점이나 사용자의 편의성을 갖추지 못하고 있었다.

본 발명의 상술한 문제점들을 해소하기위한 것으로, 전기레인지에 사물인터넷(IoT)기능을 추가하여 전기 밥솥과 같은 능동적 작동이 가능하도록하여 사용자의 편의성을 향상하고자 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또 다른 목적으로 사용자의 편이성을 배려한 조작기능의 설계 및 감성 조작과, 원거리에서 실시간 확인 및 제어가 가능하도록 한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기레인지는 각종 장치가 연결되는 인터페이스를 구비한 하드웨어(H/W)와, 이 하드웨어에 설치되는 소프트웨어(S/W)로 구성된 메인제어부와;

상기 메인제어부에 연결되어 전기레인지의 기능을 조작하는 조작부와;

상기 메인제어부에 연결되어 전기레인지의 동작 시간을 설정하는 타이머와;

상기 메인제어부에 연결되어 전기레인지의 가동 및 조작상태를 표시하는 디스플레이부와;

상기 메인제어부에 연결되어 레인지의 이상 유무를 감지하는 감지부와;

상기 메인제어부에 연결되어 외부장치와 무선 통신을 위한 통신부를 포함한다.

이를 위한 상기 소프트웨어는 운영플랫폼(OS; Operating System)과 이 운영플랫폼 기반에 설치되는 서비스플랫폼인 쿠킹솔루션으로 구성된다.

이를 위한 상기 타이머와 기능제어부의 화구선택, 화력조절, 타이머 및 메뉴선택 등 모든 기능이 터치스크린에 연결어 조작되도록 한다.

이를 위한 상기 통신부는 조리용기 및 모바일 디바이스와 RFID, NFC, 블루투스, 지그비 및 와이파이로 송수신되도록 한다.

또한, 상기 통신부는 레인지후드와의 통신이 더 포함되도록 한다.

또한, 상기 전기레인지에 사용자에 음성형태로 알려주거나 음성으로 전기레인지가 제어되도록 한 감성제어부를 더 포함한다.

이때, 상기 감성제어부는 상기 메인제어부에 연결되는 마이크와 스프커에 의해 입·출력되며, 입력된 음성은 운영플랫폼에 미들웨어로 음성인식엔진을 설치하여 인식도록 하였다.

또한, 전기레인지의 상부면 화구 중심에 설치되어 얹혀지는 조리용기의 무게를 감지하는 중량 감지센서를 더 포함하도록 하였다.

또한, 전기레인지 내부에 조리용기로 무선전원공급을 위한 DC무선 전력송신기를 더 포함하도록 한다.

본 발명에 따른 지능형 전기레인지는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 조리용기를 스스로 인식하고 원하는 매뉴를 선택하면 조리를 마치는 것까지 일련의 과정을 능동적 구현할 수 있어 반복적인 조리의 경우 편리성은 물론 다른 일을 할 수 있는 시간적 이득이 있다.

둘째, 전기레인지에 근접한 위치가 아닌 집안 내 어느 위치에서든 조리진행상태나 완료상태를 모바일 디바이스를 통해 원거리에서 실시간 확인 및 제어가 가능하다.

세째, 조리 레시피에 따른 레인지의 화력조절과 시간적 조절을 사용자가 스스로 설정하고 이를 저장하여 등록하여 누구든 동일한 음식의 조리가 가능한 기능의 확장을 갖는 이점이 있다.

네째, 전기레인지의 기능에서 한정하기 않고 조리용기 및 레인지후드까지 모든 기능이 합쳐져 제어 및 관리한 이점이 있다.

상술한 것과 같이 본 발명 전기레인지는 지능, 소통, 감성 및 통합이라는 IT 소비자 패러다임의 변화를 반영한 기술이다.

도면1은 종래 전기레인지의 조작버튼 구성도.
도면2는 본 발명에 따른 스마트 전기레인지의 전체적인 구성을 나타낸 개념도.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 지능형 전기레인지의 구성을 나타낸 블럭도.
도4은 본 발명의 제2실시예에 따른 지능형 전기레인지의 구성을 나타낸 블럭도.
도5은 본 발명의 제3실시예에 따른 지능형 전기레인지의 구성을 나타낸 블럭도.
도6은 본 발명의 제4실시예에 따른 지능형 전기레인지의 구성을 나타낸 블럭도.
도면7은 본 발명에 의한 조리과정의 사례1을 나타낸 플로우차트.
도면8은 본 발명에 의한 조리과정의 사례1을 나타낸 플로우차트.
도면9은 본 발명에 의한 조리과정의 사례1을 나타낸 플로우차트.

본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면2는 본 발명 지능형 전기레인지의 개념도를 나타낸 것으로, 전기레인지(100)가 조리용기(200), 레인지후드(300), 모바일 디바이스(400)와 기계와 기계 간의 통신(M2M; Machine to Machine)으로 상호 연결되고, 전기레인지(100)과 사람을 연결(M2P; Machine to People)이 가능한 사물인터넷(IoT; Internet of Things)을 적용한 기술이다.

또한, 지능형 전기레인지(100)은 기기 간의 통신허브 기능을 하면 창치내 동작 데이터를 수집 저장하고 이데이터는 최종적으로 클라우드 서버로 전송하여 통합 관리되도록 한다.

도면3은 이를 위한 본 발명에 따른 지능형 전기레인지의 구성을 나타낸 블록도이다.

메인제어부(110)는 각종 장치를 연결하는 인터페이스를 포함한 구조의 하드웨어(H/W)와 이 하드웨어에 설치되는 소프트웨어(S/W)가 통합된 구조를 갖갖는다. 또한 상기 소프트웨어는 운영플랫폼(OS)과 서프스 플랫홈으로 구성된다.

운영플랫폼은 리눅스, 안드로이드와 같은 오픈소스OS를 사용하며 향후 타이젠(Tizen)을 적용하여 사용할 수 있다. 서비스플랫폼은 쿠킹솔루션을 제작하여 이를 통해 레인지의 모든 기능이 제어되도록 한다.

전기레인지의 화구선택, 화력(출력)조절 등에 사용되는 기능조작부(131)와 타이머(132)의 조작 및 기능선택은 터치스크린(130)으로 통합한다.

디스플레이부(140)는 액정패널을 사용하여 쿠킹솔루션에서 지원하는 전기레인지의 동작상태나 매뉴의 배열이 사용자 위주(UI; User Interface)와 사용자 경험(UX; User eXperence)설계가 가능하도록 한다. 또한, 이렇게 디자인된 매뉴 및 버튼은 액정패널 표면에 부착된 터치스크린(130)과 연동되는 구조를 갖는다.

통신부(170)는 외부 장치인 조리용기(200)와 레인지후드(300) 및 모바일 디바이스(400)와 무선통신을 위해 NFC, RFID, 지그비, 브루투스 및 와이파이를 지원한다. 상기 통신부(170)을 통해 인터넷으로 직접 또는 모바일 디바이스를 통해 펌웨어나 서비스플랫폼의 업그레이드와 프로그램을 추가할 수 있도록 한다.

미 설명부호 120은 전원에서 전력조절부를 통해 연결되는 열원인 히팅부이고, 130은 전원 버튼, 160은 전기레인지의 내부에 안전을 위해 설치되는 감지를 위한 센서부를 나타낸 것으로, 종래 전기레인지와 동일한 구조의 갖는다.

도면4는 본 발명의 제2실시예로 제1실시예에 감성제어부(180)가 추가된 구성을 갖는다.

감성제어부(180)는 전기레인지의 상태를 음성으로 알려주고 조리중 사용자가 손을 기능버튼을 직접 사용할 수 없는 경우에 음성으로 직접 레인지의 기능을 제어하기 위한 것이다.

이를 위해 감성제어부(180)는 입·출력을 위해 메인제어부(110)에 연결되는 마이크(181)와 스피커(182)와 메인플랫폼의 미들웨어로 설치되는 음성인식엔진(183)으로 구성된다.

일예로)) 레인지 꺼! , 화력 올려!, 내려!, 후드 켜! 와 같은 사용자의 음성지시를 인식하여 조작되도록 한는 것이다.

도면5는 본 발명의 제3실시예로 제2실시예에서 센서부(160)에 중량감지센서(161)가 추가된 구성된 구성을 갖는다. 상기 중량감지센서(161)은 전기레인지의 화구 중심의 상부면에 약간 출돌되게 위치하여 조리용기가 얹혀지면 하중에 의해 눌리면서 용기내 내용물의 중량을 측정하기 위해 사용된다.

이는 조리용기에 담겨진 음식물의 조리시간 기록 예측하거나, 조리용기에 음식물이 채워지지 않은 상태에서 가열되는 것을 방지할 수 있는 기능으로도 활용할 수 있다.

도면6은 본 발명의 제4실시예로 제3실시예에서 무선 전원공급부(190)가 추가된 구성된 구성을 갖는다. 이 무선 전원공급부(190)는 조리용기(200)의 상태를 무선으로 전기레인지에 알려주기 위해 필요로 하는 DC전력을 조리용기로 공급되도록 한 것이다.

상술한 구성을 갖는 지능형 전기레인지의 동작관계를 몇 가지 사례를 통해 설명하면 다음과 같다.

사례1

먼저, 사용하고자 하는 전용 조리용기를 전기레인지에 등록한다. 등록방법은 전자레인지 위에 얹어 놓으면 전자레인지는 동기화되고 조리용기와 RFID, NFC, 지그비, 블루투스 등 어느 하나를 통하여 모델명, 용기의 바닥면적, 용량 및 무게 등의 정보가 쿠킹솔루션에 등록된다.

도면7의 플로우차트를 참고로 설명하면, 물이 채워진 포트를 전기레인지(100)의 화구 중심에 얹혀 놓으면 전기레인지는 동기화 되어 동작을 위한 준비를 하게되고 시작버튼을 누르면 인식된 포트의 바닥면적과 물의 양을 기준으로 화력이 레벨을 조정 가열을 시작하게 된다.(S1, S2)

이때 레인지는 중량센서(161)을 통해 포트에 담긴 물의 양을 측정하여 조리시간을 예측하게 된다.

포트의 내부온도가 100℃에 이르면포트내 선서는 이를 감지하고 이를 전기레인지에 송신한다.(S3)

이를 수신한 전기레인지는 화력의 레벨을 0으로 조절하고 신호음이나 모바일 디바이스의 어플을 통해 조리완료 상태를 알리고 조리과정을 마친다.(S4,S5,S6)

이 과정에서 예상되는 조리시간을 일정시간 초과한 경우 레인지는 화력을 0 레벨로 조정하고 경고 알람을 송출한다.

상술한 예는 포트에 한정된 경우가 아닌 등록된 조리용기에 물을 넣고 끓이는 모든 용기에 적용될 수 있다.

사례2

도면8은 라면조리와 같은 레시피를 쿠킹솔루션에 등록하고 실행한 예를 들어 설명한다.

먼저, 등록된 조리용기에 물을 채워 레인지위에 얹은 상태에서 프로그램에 등록된 레시피 중 라면을 선택하고 시작버튼을 누르면, 전기레인지는 인식된 용기에 적절한 화력레벨을 조정하여 가열을 시작한다.(S1, S2)

이때도 사례1의 예시와 마찬가지로 중량센서는 물의 양을 파악하여 끊는 시간을 예측한다.

물이 끓기 시작하면 용기내 센싱된 정보는 전기레인지로 보내지고 사용자에게 물을 끊음 상태와 면과 스프의 투입해야 한다는 정보를 동시에 알려준다.(S3,S4) 이때, 소리로 직접 알려줄 수도 있고, 전기레인지의 디스플레이창이나 모바일 디바이스를 통해 넣어야 할 식재료의 이미지를 보여주는 방식등을 쿠킹솔루션의 설정에 의해 선택할 수 있도록 한다.

이후, 라면봉지의 표기된 적정 조리시간 4분 30초 경과한 것을 인식하는 단계(S6)와 전기레인지는 화력 레벨을 0으로 조절하는 단계(S7)와 라면의 조리 완료상태를 사용자에게 알려주는 단계(S8)를 거쳐 조리과정을 마친다.(S9)

이 사례에서는 간단한 라면조리의 레시피를 예로 제시했으나 복잡산 조리과정의 요리의 경우 시간과 화력조절 재료 투입시기 등이 조리된 음식의 맛에 큰 영향을 주기 때문에 이처럼 조리상황에 맞는 잘 정리된 레시피를 등록하여 사용하게 된다면 요리에 소질이 상관없이 누구나 스스로 만들어 먹을 수 있을 것이다.

사례3

도면9는 전기압력밥솥의 기능을 구현하여 밥 짓기의 완료까지킹솔루션에 프르그램된 매뉴의 선택만으로 조리되는 과정을 설명한 것이다.

여기에 사용되는 전용압력밥솥에는 온도센서 외에 전기적인 신호에 의해 동작되는 솔레노이드 밸브가 추가로 구성된다.

먼저, 전기레인지에 등록된 압력밥솥에 씻은 쌀과 물을 넣어 닫은 상태에서 레인지에 얹고 쿠킹솔류션의 메뉴에서 밥짓기 버튼을 누르면 시간에 따라 화력 레벨의 조절이 자동으로 이루어 진다.

A는 압력밥솥의 조리과정에서 적정한 조리상태인 1.2기압 122℃를 유지하기 위한 것으로 조리단계에서 A에 한번정도 체크하는 과정을 포함한다.

그리고, 단계7(S6)에서 레인지의 화력레벨이 0으로 조절된 상태로 일정시간 조리완료를 알리지 않는 것은 밥 짓기 과정 중 뜸을 띄우기 위한 것이고, 이 시간이 지나면 용기의 뚜껑을 안전하게 열 수 있도록 용기안의 잔존 압력을 제거하기 위해 솔레노이드 밸브를 작동 압력을 제거한다.

여기에서 제시한 화력 레벨의 단계나 조리시간은 설명을 돕기 위한 것이지 실제로 동일하게 적용되는 것은 아니다.

이러한 일련의 과정을 조합하면 압력밥솥을 이용한 여러 종류의 요리, 예를 들면 현미밥, 갈비찜, 삼계탕 등의 요리를 구현할 수 있다.

그리고, 상술한 사례들은 포트, 일반 조리용기, 압력밥솥과 같은 일반적인 용기 만을 기술하였으나 이와 다른 특별한 기능을 갖는 약탕기, 중탕기, 찜통 등 다양한 조리용기로 응용하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 사례들 중에서 빠져있는 레인지후드(300)의 관하여 설명하면, 전기레인지(200)에 의한 조리과정중 조리용기(200)내 온도가 일정온도 이상 상승하면 전기레인지는 레인지후드의 동작 상태를 통신을 통해 확인하고 운전중이 아닐 경우 동작신호를 송신하여 레인지후드(300)가 작동되도록 한다.

그리고, 전기레인지의 조리과정이 마치면 소정시간이 지난 후 다시 레인지후드(300)의 동작 유무를 확인하고 아직 동작중일 경우 제동신호를 송신하여 작동이 정지되도록 한다.

또한, 전기레인지의 작동 중이 아닌 상황에서 레인지 후드가 일정시간 이상 지속적으로 동작되면 사용자에게 레인지후드의 이상 상태를 사용자에게 통보하고 제동신호을 송출 운전을 정지시킨다.

100 : 지능형 전기레인지 110 : 메인제어부
120 : 히팅부 130 : 전원버튼
140 : 터치스크린 141 : 기능조작부
142 : 타이머 150 : 디스플레이어
161 : 중량감지센서 170 : 통신부
180 : 감성제어부 181 : 마아크
182 : 스피커 183 : 음성인식엔진
190 : 무선전원공급부 200 : 조리용기
300 : 레인지후드 400 : 모바일 디바이스

Claims (11)

1. 전체 기능을 제어하는 메인제어부를 구비한 전기레인지에 있어서,
   상기 메인제어부는 각종 장치가 연결되는 인터페이스를 구비한 하드웨어(H/W)와, 이 하드웨어에 설치되는 소프트웨어(S/W)로 구성되고;
   상기 메인제어부에 연결어 전기레인지의 기능을 조작하는 조작부와;
   상기 하드웨어에 설치되어 레인지의 동작시간을 설정하는 타이머와;
   상기 메인제어부에 연결되어 레인지의 작동상태의 모든 정보를 알려주는 디스플레이부와;
   상기 메인제어부에 연결되어 레인지의 이상 유무를 감지하는 감지부와;
   상기 메인제어부에 연결되어 외부 장비와 무선 통신을 위한 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 소프트웨어는 운영플랫폼(OS; Operrating System)과 이 운영플랫폼 기분에 설치되는 애플리케이션으로 서비스 플랫폼인 코킹 솔루션으로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 타이머와 기능제어부의 화구선택, 화력조절, 메뉴선택 및 설정 등의 모든 기능버튼들을 터치스크린으로 통합한 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이부는 액정디스플레이를 사용하고, 이 디시플레이로 표시된 내용이 상기 터치스크린과 연동되어 동작되도록 한 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 통신부는 조리용기 및 모바일 디바이스와 RFID, NFC, 블루투스, 지그비, 와이파 중 적어도 1이상의 방법으로 통신 가능한 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 통신부는 레인지후드와의 통신이 더 포함된 것을 특징으로 한 지능형 전기레인지.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 메인제어부는 상기 통신부를 통해 인터넷으로 집접 또는 모바일 디바이스를 통한 간접적 방법으로 폼웨이와 서비스 플랫폼의 업글레이드가 가능하도록 한 것을 특징으로 한 지능형 전기레인지.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 전기레인지의 상태와 사용자에게 음성으로 알주거나 음성으로 전자레인지으로 전기레인지의 제어가 가능하도록 한 감성제어부을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 감성제어부는 음성 입출력을 위한 상기 메인제어부에 연결되는 마이크 및 스피커와, 입력된 음성을 처리하는 미들웨어로 음성인식 엔진으로 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
   
10. 제 1항에 있어서,
    전기레인지의 상부면 화구 중심에 설치되어 얹혀지는 조리용기의 무게를 감지하는 중량 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
    
11. 제1항에 있어서,
    전기레인지 내부에 조리용기로 무선전원공급을 위한 DC무선 전력송신기를 더 포함하도록 한 것을 특징으로 하는 지능형 전기레인지.
    

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