KR20160064618A - 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템 - Google Patents
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Abstract
영유아 활동공간에 설치되는 소정 온도센서, 습도센서, 미세먼지센서, 포름알데히드센서, 및 이산화탄소센서를 적어도 구비한 센서그룹; 상기 센서그룹의 센서별 측정값을 수신하여 전송하는 센서플랫폼; 및 상기 센서플랫폼으로부터 수신되는 센서별 측정값에 기초하여 소정의 경보를 발령하는 제어수단을 구비한 영유아건강관리모니터링시스템에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 센서별 측정값과 그 누적값 및 그 누적평균값을 저장하는 제1메모리테이블; 상기 센서별로 소정의 경보기준치를 저장하는 제2메모리테이블; 상기 수신되는 센서별 측정값의 누적값 및 그 누적평균값을 연산하여 상기 제1메모리테이블에 저장하고, 상기 누적평균값을 상기 제2메모리테이블에 저장된 경보기준치와 비교하여 소정의 경보를 발령하는 분석및경보모듈; 및 상기 영유아 활동공간의 주변환경별, 지역별, 및 계절별 상황조건 중의 적어도 어느 하나의 상황조건에 적응적으로 상기 경보기준치를 가변설정하여 상기 제2메모리테이블에 저장하기 위한 설정제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이로써 본 발명의 현장상황에 적응적인 실시간 영유아 건강관리모니터링시스템은 영유아의 건강관리 안전신뢰성 및 사용편리성을 월등하게 개선한다.
Description
본 발명은 영유아 건강관리 모니터링시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영유아의 건강을 위협하는 환경유해인자별 오염농도 측정값의 누적량에 기초하여 경보를 발령하며 또한 현장상황에 적응적으로 경보기준치를 가변제어함으로써 영유아의 건강관리 안전신뢰성 및 사용편리성을 월등하게 개선한 실시간 영유아건강관리모니터링시스템에 관한 것이다.
정부는 다중이용시설에 대해서 쾌적한 환경조성과 이용자들의 건강유지를 위해 실내공기질관리법으로 환경유해인자별로 실내공기질 유지기준을 정해 시행하고 있다.
특히 면연력이 취약한 영유아가 하루의 대부분 시간을 보내는 어린이집과 유치원 등 영유아 활동공간은 포름알데히드(HCHO), 미세먼지(PM10), 이산화탄소(CO2), 온도 및 습도 등의 환경유해인자를 측정하여 허용기준치 이내에서 더 엄격하게 관리할 필요가 절실하다.
대한소아알레르기호흡기학회에 따르면, 실내공기질의 오염이 원인일 수 있는 어린이들의 천식, 알레르기 비염, 아토피 피부염 등이 1996년 이후 꾸준히 증가하고 있으며, 영유아들은 신체의 체적당 흡입하는 공기량이 400ml/min·kg으로서 성인의 흡입량인 150ml/min·kg 보다 2.7배 많아, 실내공기오염으로 인해 건강에 미치는 영향이 더욱 심각하다(대한소아알레르기호흡기학회, 2005). 발달단계 초기인영유아 시기에 발생하는 질환은 성인이 되어서도 오랫동안 부정적 영향을 미치며, 그 기대수명 또한 많으므로 전술한 영유아의 질환 급증은 매우 심각한 사회문제라 할 수 있다.
또한 실내공기의 오염은 영유아들의 학습능력을 떨어뜨릴 수 있기 때문에 영유아의 원활한 학습을 위해서는 쾌적한 실내환경 조성이 필수적이다. 어린이집이나 유치원에서는 유아들이 장시간을 집단으로 생활하고 활동력이 왕성하여 먼지가 다수 발생하며 이에 따라 공기오염이 높아 실내공기질 관리가 필요하며, 장시간 어린이집이나 유치원 이용은 실내공기 오염시 유아의 질병이환율을 증가시키며 결석을 유발(알레르기 비염 33.4 %, 알레르기 피부염 22.0%) 한다고 밝혀진 바 있다(환경부, 2006).
다음으로, 아래의 표 1에 따른 <환경부의 실내공기질 유지기준>을 살펴보면, 영유아가 낮 시간대의 대부분을 폐쇄된 실내공간에서 활동하는 어린이집은 미세먼지(PM10) 농도 기준치만 다른 공간대비 더 엄격할 뿐, 이산화탄소(CO2)나 포름알데히드(HCHO)의 오염농도 기준치는 성인과 동일하게 적용되고 있음을 알 수 있다.
| 미세먼지(μg/㎥) | 이산화탄소( ppm ) | 포름알데히드(μg/㎥) | |
| 다중이용시설 일반 | 150 이하 | 1000 이하 | 100 이하 |
| 어린이집,산후조리원 | 100 이하 | 상동 | 상동 |
| 실내주차장 | 200 이하 | 상동 | 상동 |
통상적으로, 이러한 실내공기질 측정 및 모니터링 장치는 소정의 환경유해인자별 센서들을 이용하여 설치 공간의 오염농도를 측정하고, 이를 기설정된 환경유해인자별 허용기준치와 단순 비교하여 경보를 발령하고 있다.
이를 좀더 개선한 방식이 한국등록특허 제10-1414858호(2014.07.03 공고)의 "미세먼지 측정장치"에 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 상기 선행기술의 미세먼지경보부는 제1농도기준값과 제2농도기준값을 미리 설정하고, 미세먼지 측정값이 제1농도기준값이 이하이인 경우에는 '좋음', 제1농도기준값과 제2농도기준값 사이인 경우에는 '나쁨', 제2농도기준값을 초과하는 경우에는 '위험'으로 판단하며, 그 세부구간별로 구분되는 발광색상 및 알람을 통해 경보하고 있다. 이 방식은 소정 오염농도 구간별로 색상 및 음향을 통해 위험강도를 구분하여 직관적으로 경보하는 잇점이 있는 것으로 평가된다.
하지만, 상기한 바와 같이 면역력이 취약하고 발달초기단계인 영유아가 하루의 대다수 시간을 보내는 어린이집이나 유치원 등 밀폐된 실내 생활공간에 상기 종래의 실내공기질 모니터링 장치들을 곧바로 채용하기에는 아래와 같은 문제점들이 여전하다.
첫째로는, 종래의 실내공기질 모니터링 장치들은 설치된 센서의 순간 측정값을 기설정된 기준치와 단순 비교하여 경보하므로, 측정데이터의 신뢰성이 상당히 낮으며, 일시적인 현상이나 오류에도 너무 민감하게 작동될 수 있어, 반복되는 경우 오히려 시설관리자의 불감증을 유발할 소지도 상당하다는 문제점이 있다.
특히, 면역력이 취약한 영유아에게는 기준치를 초과하는 순간 측정값 못지 않게 하루 또는 일정한 시간동안 흡입하는 오염된 실내공기의 누적 총량(누적 노출량 또는 누적 흡입량에 대응)도 상당히 중요하지만, 이에 대한 적절한 대응책이 매우 취약한 실정이다.
둘째로는, 종래의 실내공기질 모니터링 장치들은 영유아 보육시설들의 주변환경을 전혀 고려하지 않고 있다. 영유아 보육시설이 간선도로변, 공장지대, 상업지대, 가스시설, 공사장, 농약살포지역 등에 인접되어 있는 경우에는, 실제로 영유아 보육시설의 오염농도 측정시 대기오염의 민감도가 상대적으로 매우 높고, 이는 자연환기시 실내에도 파급되어 영유아 건강에도 큰 영향을 미치나, 현재로서는 이에 대한 대비책이 매우 취약하다. 어떤 조사에 따르면, 도로변에 인접한 실내의 미세먼지 농도가 다른 지역에 비해 2배 이상 높은 것으로 나타나고 있다.
셋째로는, 종래의 실내공기질 모니터링 장치들은 영유아 활동시설이 입지한 지역별 대기오염 차이를 전혀 고려하지 않고 있다. 환경부의 대기오염 실시간 모니터링 정보를 살펴보면, 타지역에 비해 수도권의 대기오염이 상대적으로 매우 취약한 실정이며, 서울시 권역내에서는 간선도로와 상업시설이 많은 중구가 타 자치구에 비해 대기오염도 및 실내오염도가 가장 높은 것으로 조사되고 있다.
넷째로는, 종래의 실내공기질 모니터링 장치들은 시설내 영유아의 나이별 분포도를 전혀 고려하지 않고 있다. 영유아 보육시설이라도 1-3세 미만의 영아, 3-6세 미만의 유아, 6세 이상의 미취학 아동의 중심 분포도가 다른 경우가 많다. 특히 환경위해인자별로 동일 오염농도라도 영유아의 나이에 따라 건강 위험도가 상당히 다를 수 있다는 연구보고가 있다.
다섯째로는, 종래의 실내공기질 모니터링 장치들은 보육시설의 계절별/시간대별로 환경유해인자의 오염농도 분포 특성이 다르다는 점을 고려하고 있지 않다. 환경부나 지방자치단체 또는 정부기관들의 조사자료를 살펴보면, 특히 겨울철에 미세먼지나 이산화탄소의 농도, 결로에 따른 부유미생물의 농도가 매우 높아 각별한 주의가 요구된다. 이는 중국발 황사나 스모그(중금속이나 유해화학물질 다량 함유)에 의한 영향 및 겨울철 난방으로 인한 환기량 저하가 더 낮은 요인들이 복합적으로 작용하고 있다. 하루 시간대별로 살펴보면, 포름알데히드 농도는 아침에 높고, 이산화탄소 농도는 아이들의 활동량이 많은 낮시간대에 높게 나타나며, 온도와 습도가 정상범위를 넘어 동시에 높아지면 오염 농도도 크게 증가하는 것으로 알려져 있다.
여섯째로는, 종래의 실내공기질 모니터링 장치들은 상기 환경유해인자별 경보 기준값이 공장출하시에 디폴트(default value)로 고정되어 있거나 현장 설치시에 시공자가 초기설정하도록 되어 있어, 그 이후에 현장의 상황조건이 변경된 경우에는 적절한 후속대응이 매우 어렵고 불편하다는 문제점이 있다.
특히, 상기 보육시설별 다양한 환경조건(누적 오염량(노출량, 또는 흡입량에 대응)의 경보여부/ 주변환경별/ 지역별/ 영유아 나이별/ 계절별/ 시간대별 등)에 적응적으로 경보기준치 변경이 필요하거나 잘못된 초기값 설정이 확인되는 경우에, 기술적 이해도가 낮은 보육시설의 원장선생님이나 교사, 관리자가 이를 적절히 조정하기가 매우 어렵고 기술전문가가 직접 현장을 방문해야 하는 불편이 따른다.
일곱째로는, 종래의 실내공기질 모니터링 장치들은 환경위해인자별 센서측정 데이터들 간에 상관도나 위험 순위나 비중에 대해 전혀 고려하고 있지 않다. 예를 들면, 면역력이 취약하고 체적당 흡입량이 성인보다 2.7배나 높은 발달초기 영유아에게는 영구 폐질환, 천식, 호흡기 비염, 피부알러지나 아토피, 발암에 미치는 영향이 상대적으로 높은 미세먼지나 포름알데히드의 농도 등에 대해 우선순위를 두어 경보하거나 더 세심한 모니터링을 해야할 필요성이 제기되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 영유아의 건강을 위협하는 환경유해인자별 오염농도 측정값의 누적량에 기초하여 경보를 발령하며 또한 현장상황에 적응적으로 경보기준치를 가변하도록 제어함으로써, 영유아의 건강관리 안전 신뢰성 및 사용 편리성을 크게 개선한 현장상황에 적응적인 실시간 영유아 건강관리모니터링시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템은, 영유아 활동공간에 설치되는 소정 온도센서, 습도센서, 미세먼지센서, 포름알데히드센서, 및 이산화탄소센서를 적어도 구비한 센서그룹; 상기 센서그룹의 센서별 측정값을 수신하여 전송하는 센서플랫폼; 및 상기 센서플랫폼으로부터 수신되는 센서별 측정값에 기초하여 소정의 경보를 발령하는 제어수단을 구비한 영유아건강관리모니터링시스템에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 센서별 측정값과 그 누적값 및 그 누적평균값을 저장하는 제1메모리테이블; 상기 센서별로 소정의 경보기준치를 저장하는 제2메모리테이블; 상기 수신되는 센서별 측정값의 누적값 및 그 누적평균값을 연산하여 상기 제1메모리테이블에 저장하고, 상기 누적평균값을 상기 제2메모리테이블에 저장된 경보기준치와 비교하여 소정의 경보를 발령하는 분석및경보모듈; 및 상기 영유아 활동공간의 주변환경별, 지역별, 및 계절별 상황조건 중의 적어도 어느 하나의 상황조건에 적응적으로 상기 경보기준치를 가변설정하여 상기 제2메모리테이블에 저장하기 위한 설정제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 누적평균값은 누적된 측정값 총량을 소요시간으로 나눈 시간가중평균값 또는 측정 현재시점에 가까울수록 측정데이터에 유의미한 가중치를 더 부여하는 이동가중평균값 등의 통계적 기법을 적절하게 채용할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 분석및경보모듈은, 상기 센서별 측정값의 누적값이 센서별 소정의 총량기준치를 초과하거나 상기 센서별 누적평균값이 일정시간 동안 지속되는 경우 중의 어느 하나인 경우에는 소정의 경보를 더 발령하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제어수단은, 외부의 유무선 네트워크와 연동되는 인터페이스모듈을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 설정제어모듈은 상기 인터페이스모듈과 더 연동되어 소정의 상황조건별로 매핑되는 경보기준치로 가변설정하는 사용자설정모드를 더 구비하고, 그 경보기준치는 상황조건에 따른 영유아 안전성 위험도에 대응하여 안전신뢰성을 높이는 값으로 가변설정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 상황조건에 따른 경보기준치는 주변환경별(공장지대/상업시설/간선도로/가스시설/농약시설등), 지역별(수도권 등), 계절별(여름,겨울 등), 시간대별(아침/오전/오후 등), 영유아의 나이분포별(영아(0-3세)/유아(3-6세)/미취학아동(6-7세)), 환경위해인자별(미세먼지/포름알데히드/이산화탄소/온습도 등)로 상황조건별 영유아의 건강 위험도를 매핑 테이블로 구성하고, 그 위험도에 따른 가중치를 적용하여 가변설정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 순간 측정값이 아니라 측정값의 누적값이나 누적평균치에 기초하여 경보기준치 대비 경보를 발령하므로, 기존대비 시스템의 안정성이 제고되면서도 영유아의 건강관리 안전 신뢰성을 크게 개선한다.
또한 경보기준치를 다양한 상황조건에 적응적으로 경보기준치를 가변설정함으로써 영유아 활동공간의 영유아 건강관리 안전신뢰성을 극대화시킬 수 있다.
특히, 관리자나 외부센터 또는 외부전문가가 원격으로 상기 경보기준치를 상황조건에 적응적으로 가변설정할 수 있도록 지원함으로써, 상기 상황조건의 변경에 따른 경보기준치 가변설정 작업이 간편하면서도 즉시대응이 가능하고, 따라서 사용편리성과 고객만족도가 크게 개선된다.
도 1은 상기 인용된 선행기술에 따른 종래의 경보방식을 보여주는 흐름도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템의 개략적인 구성을 보여주는 간략 구성도,
도 3은 도 2의 시스템에서 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 센서별 측정값의 누적값에 기초하여 현장상황에 적응적으로 유기적인 경보를 발령하는 방법을 간략하게 보여주는 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 도 2의 시스템 및 도 3의 제어 알고리즘에 적용되는 경보기준치를 상황조건별로 가변설정하는 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템의 개략적인 구성을 보여주는 간략 구성도,
도 3은 도 2의 시스템에서 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 센서별 측정값의 누적값에 기초하여 현장상황에 적응적으로 유기적인 경보를 발령하는 방법을 간략하게 보여주는 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 도 2의 시스템 및 도 3의 제어 알고리즘에 적용되는 경보기준치를 상황조건별로 가변설정하는 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
본 발명에 따른 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템은 영유아의 건강을 위협하는 환경유해인자별 오염농도 측정값의 누적값 또는 그 누적평균치에 기초하여 유기적으로 경보를 발령하며 또한 현장상황에 적응적으로 경보기준치를 가변설정하도록 제어함으로써 영유아의 건강관리 안전신뢰성 및 사용편리성을 기존대비 획기적으로 개선함을 그 기술적 사상으로 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템의 개략적인 구성을 보여주는 간략 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 영유아건강관리모니터링시스템은 유형별 센서군(100)과 센서플랫폼(200), 그리고 모니터링서버(300)와 모니터링표시부(400)를 구비한다.
센서들은 유형별 및 설치장소별로 구분되어 제 1센서군, 제 2센서군, 제 3센서군, 제 4센서군 등으로 구분할 수 있다. 제 1센서군(100)은 실내공기질(이산화탄소, 포름알데이히드, 미세먼지의 농도)을 측정하는 대기센서들과 온도와 습도 등의 환경상태를 측정하는 환경센서를 통합적으로 구비하여 보육시설의 실내에 설치된다. 보육시설의 규모에 따라 제 1센서군(100)은 시설내 적정 장소마다 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 제 2센서군은 보육시설내 영유아 수면실에 설치되며, 영유아의 수면상태 등을 실시간으로 체크하여 돌연사를 미연에 방지하기 위한 것이다. 도어개폐센서는 주방이나 위험물이 있는 장소의 도어의 개폐여부를 감지하고 영유아 출입을 제한함으로써 영유아의 안전사고를 미연에 방지한다.
바람직하게는, 센서군(100)마다 설치되는 센서플랫폼(200)은 센서별 측정데이터를 수신하여 지그비 통신포맷으로 변환하고 이를 소정 전송주기마다 근거리무선통신망을 통해 모니터링서버(300)로 전송한다. 제 1센서플랫폼(200)은 유무선수신부와 제어부 및 지그비단말모듈을 구비한다. 유무선수신부는 제 1센서군의 개별센서들과 유무선으로 연동되어 개별센서들의 측정데이터를 개별적으로 수신한다. 제어부는 메모리에 펌웨어를 구비하여 센서플랫폼의 각 구성을 전반적으로 제어하며, 특히 소정 제어신호에 따라 상기 센서들의 동작 상태와 지그비단말모듈을 제어할 수 있다. 지그비단말모듈은 상기 제어부의 제어에 따라 상기 센서들의 개별측정값들을 하나의 기설정된 포맷의 시리얼 데이터패킷으로 변환하여 소정의 제1전송주기 마다 모니터링서버(300)로 일괄전송할 수 있다.
모니터링서버(300)는 지그비서버모듈과 분석및경보모듈과 설정제어모듈과 제1메모리테이블과 제2메모리테이블 및 유무선 인터페이스모듈을 구비할 수 있다.
여기서, 본 발명의 핵심기능을 담당하는 제어수단은 제1메모리테이블, 제2메모리테이블, 분석및경보모듈, 설정제어모듈, 유무선 인터페이스모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 지그비서버모듈은 상기 제1센서플랫폼의 지그비단말모듈로부터 데이터패킷을 수신한다. 상기 제1메모리테이블은 상기 지그비서버모듈에서 수신되는 센서별 측정값과 그 누적값 및 그 누적평균값을 저장한다. 제2메모리테이블은 상기 센서별로 소정의 경보기준치를 저장한다.
분석및경보모듈은 상기 수신되는 센서별 측정값의 누적값 및 그 누적평균값을 연산하여 상기 제1메모리테이블에 저장하고, 상기 누적평균값을 상기 제2메모리테이블에 저장된 경보기준치와 비교하여 소정의 경보를 발령한다. 여기서, 분석및경보모듈은 상기 센서별 측정값의 누적값이 센서별 소정의 총량기준치를 초과하거나, 상기 경보기준치보다 작으나 유의미한 범위 내의 센서별 누적평균값이 일정시간 동안 지속되는 경우에는 소정의 경보를 더 발령하게 할 수도 있다.
설정제어모듈은 관리자의 조작에 따라, 또는 자동으로 상기 영유아 활동공간의 주변환경별, 지역별, 및 계절별 상황조건 중의 적어도 어느 하나의 상황조건에 적응적으로 상기 경보기준치를 가변설정하여 상기 제2메모리테이블에 저장할 수 있다. 인터페이스모듈은 외부의 유무선 네트워크와 연동되며, 외부의 컴퓨터 모니터(웹)나 스마트폰 어플 또는 문자메시지를 통해 상기 센서별 측정값과 그 분석정보 및 소정의 경보발령 내용을 표시하도록 제어하는 이벤트를 담당하고, 상기 설정제어모듈을 위한 관리자 접속제어용 GUI 설정화면을 표시하도록 지원할 수 있다. 여기서, 설정제어모듈은 상기 인터페이스모듈과 더 연동되어 소정의 상황조건별로 매핑되는 경보기준치로 가변설정하는 사용자설정모드를 더 구비할 수 있고, 그 경보기준치는 상황조건에 따른 영유아 안전성 위험도에 대응하여 안전신뢰성을 높이는 값으로 가변설정할 수 있다.
또한 모니터링서버(300)에는 소정의 응용서비스 어플리케이션을 구비하고, 모니터링표시부(400)는 내부관리자나 외부의 관계기관 또는 부모가 보육시설의 영유아 건강관리상태를 현재상태와 위험수준을 센서군별로, 또는 유형별로 구분하여 상기 인터페이스모듈 및 모니터링표시부(400)를 이용하여 모니터링 할 수 있다.
도 3은 도 2의 시스템에서 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 센서별 측정값의 누적값에 기초하여 현장상황에 적응적으로 유기적인 경보를 발령하는 방법을 간략하게 보여주는 흐름도이다.
본 발명에 따른 센서별로 측정된 누적값에 기초하여 유기적으로 경보하는 방법은 도 3을 참조하면, 먼저 분석및경보모듈은 수신되는 센서별 측정값을 제1메모리테이블에 저장한다(단계300).
다음으로, 분석및경보모듈은 그동안 측정값의 누적값 및 그 누적평균값을 계산하여 제1메모리테이블에 저장한다(단계310). 여기서, 상기 누적평균값은 누적된 측정값 총량을 소요시간으로 나눈 시간가중평균값, 또는 측정 현재시점에 가까울수록 측정데이터에 유의미한 가중치를 더 부여하는 이동가중평균값 등의 통계적 기법을 적절하게 채용하여 계산할 수 있다.
다음으로, 분석및경보모듈은 상기 누적평균값이 제1경보기준치를 초과하는지또는 설정된 기준치허용범위(온습도 정상범위)를 벗어나는지를 판단하여, 이를 초과하면 제1유형의 경보를 발령한다(단계320). 여기서, 제1경보기준치는 환경유해인자별로 설정되는 위험범위를 판단하기 위한 경보기준치로서, 정부의 보육시설 실내공기질 유지기준이나 이보다 더 엄격하게 보육시설의 환경조건별로 정해지는 값으로 설정하여 모니터링 안전신뢰성을 더 강화할 수 있다.
다음으로, 분석및경보모듈은 상기 누적값이 제2경보기준치를 초과하는지 또는 설정된 기준치허용범위(온습도 정상범위)를 벗어나는지를 판단하여, 이를 초과하면 제2유형의 경보를 발령한다(단계330). 여기서, 제2경보기준치는 환경위해인자별로 영유아의 건강에 위협적인 오염된 환경물질의 하루동안 누적총량(영유아 흡입량 또는 노출량)에 대응하는 값으로 결정할 수 있다.
다음으로, 분석및경보모듈은 상기 누적평균값이 제1경보기준치 이하이지만 A값보다 커서 유의미한 범위가 일정시간동안(예를 들면 2시간) 지속되는지를 판단하여, 지속되면 제3유형의 경보를 발령한다(단계340). 여기서, A값은 경보기준치에는 미달하나 일정시간 누적량이 영유아의 건강에 위협적인 누적총량에 대응하는 값으로 결정할 수 있다. 이때, A값은 미세먼지의 경우 70(μg/㎥), 포름알데히드는 80(μg/㎥)으로 설정하는 것이 바람직하다(환경부 고시, 실내공기질관리 기본계획에 따른 2013년도 개선 목표값).
다음으로, 분석및경보모듈은 후속 관리이벤트가 발생하는지를 더 체크한 후에 초기상태로 복귀한다(단계 350).
전술한 단계320, 330, 340은 그 순서를 바꾸거나 적절하게 취사선택하여 시스템의 제어로직을 구현하는 것도 가능하다. 또한 전술한 제1유형, 제2유형, 제3유형의 경보발령은 색상이나 음성, 그래프 등을 통해 적절하게 구분하여 직관적으로 체감할 수 있도록 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 도 2의 시스템 및 도 3의 제어 알고리즘에 적용되는 경보기준치를 상황조건별로 가변설정하는 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다. 본 발명에 따른 경보기준치를 가변설정하는 방법은 도 4를 참조하면, 먼저 대기상태에서 관리자의 접속 및 조작에 따른 관리자접속모드가 활성화되면, 설정제어모듈은 이를 인식한다(단계 410).
다음으로, 사용자설정모드이면(단계 420), 설정제어모듈은 상황조건별로 소정의 기준치들이 매핑된 테이블을 호출하고(단계 430), 이를 GUI방식으로 사용자의 화면상에 디스플레이 한다. 여기서, 설정화면은 GUI방식에 한정되는 것은 아니고, 조작패널을 연계할 수도 있다.
다음으로, 사용자가 화면상에 표시된 사용자설정모드에서 상기한 상황조건을 선택하거나, 상기한 상황조건별로 고려된 가중치를 선택하거나, 상황조건별로 조응하는 경보기준치를 직접 선택 입력하면(단계 440), 설정제어모듈은 선택된 상황조건별로 매핑되는 경보기준치 값을 선정 또는 연산하여 상기 제2메모리테이블에 경보기준치로 갱신함으로써 본 발명에 따른 경보기준치 가변설정을 완료한다(단계 450). 다음으로, 설정제어모듈은 후속 관리이벤트가 발생하는지를 더 체크한 후에 초기상태로 복귀한다(단계 460).
한편, 본 발명에 따른 상황조건별로 매핑되는 경보기준치의 대략적인 구성예를 살펴본다. 먼저 제1경보기준치(누적평균값에 대응)는 환경부나 서울시학교보건연구원 등의 정부기관에서 선정한 실내공기질 유지기준을 초기값(디폴트)로 설정해두고, 상기 사용자설정모드에서 사용자가 직접 설정값을 변경하게 할 수도 있으며, 이를 표 2로 나타내면 다음과 같다.
| 구분 |
미세먼지
(μg/㎥) |
포름알데히드(μg/㎥) |
이산화탄소
( ppm ) |
온도 |
습도
|
| 영유아 활동공간 |
100 이하 | 100 이하 | 1000 이하 | 18 ~ 28도 난방 18~20, 냉방 26~28 계절별 4회 이상 |
상대습도 30 ~ 80% 계절별 4회 이상 |
다음으로, 영유아의 활동시설의 상황조건별로 구분되는 가중치를 매핑하여 경보기준값을 가변설정하는 제2구현예를 표 3과 같은 매핑테이블로 구현할 수도 있다.
| 상황조건별 | 세분류 | 위험도 가중치 | 경보기준값 | |
| 지역별 | 서울시 | 마포구 | 1.5 | 중간값(주의) |
| 중구 | 2.0 | 최저값(요주의) | ||
| 서초구 | 1.0 | 일반기준 | ||
| 등등 | ||||
| 경기도 | 화성시 | 1.7 | ||
| 연천군 | 1.0 | 일반기준 | ||
| 등등 | ||||
| 전라북도 | 익산시 | 1.5 | ||
| 무주군 | 1.0 | 일반기준 | ||
| 등등 | ||||
| 주변환경별 | 간선도로 100미터 이내 |
2.0 | ||
| 상업지역 | 1.5 | |||
| 공장지역 | 2.0 | |||
| 농약살포지역 | 2.0 | |||
| 가스시설 | 2.0 | |||
| 공사장 | 2.0 | |||
| 영유아 나이별 | 0-3세미만 | 1.5 | ||
| 3-6세미만 | 1.3 | |||
| 6-8세미만 | 1.0 | 일반기준 | ||
여기서, 상기 상황조건별 세분류 및 위험도 가중치는 적절하게 변형될 수 있으며, 경보기준값은 가중치 1.0을 기준하여 위험도 가중치가 클수록 경보기준값을 더 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 이때, 경보기준값은 위험도 가중치에 반비례하는 값만큼 기준값에서 더 낮출 수 있다. 또한 경보기준값은 미리 계산하여 테이블에 매핑해두는것이 바람직하나, 적절한 공식을 이용하여 가변설정 동작시에 시스템이 자동으로 연산하게 할 수도 있다.
다음으로, 상기한 상황조건이 계절별(봄,여름,가을,겨울)이나 시간대별(아침,오전,오후)이면, 사용자가 설정모드에서 선택하는 방법도 가능하지만, 상황조건별 및 환경유해인자별로 가중치가 고려된 경보기준치를 아래의 표 4와 같이 시스템에 미리 매핑해두고, 시스템이 시간대 또는 계절의 순환을 자동으로 체크하여 상기 매핑된 경보기준치로 자동갱신하는 방법도 가능하다.
| 상황조건별 | 세분류 | 위험도 가중치 | 경보기준치 |
| 계절별 | 봄, 가을 | 1.0 | 일반기준 |
| 여름 | 1.5 | 주의 | |
| 겨울 | 2.0 | 요주의 | |
| 시간대별 | 아침 | 포름알데히드 1.5 미세먼지 1.0 이산화탄소 1.0 |
|
| 오전 | 포름알데히드 1.3 미세먼지 1.3 이산화탄소 1.3 |
||
| 오후 | 포름알데히드 1.2 미세먼지 1.5 이산화탄소 1.5 |
다음으로, 센서별(환경위해인자별) 상관 위험도 만을 고려한 위험도 가중치 매핑 테이블은 아래의 표 5와 같이 구현할 수 있다.
| 센서별 | 위험도 가중치 | 경보기준치 |
| 미세먼지 | 2.0 | 요주의 (폐질환 등) |
| 포름알데히드 | 1.5 | 주의 (발암,아토피) |
| 이산화탄소 | 1.0 | 일반기준(주의력) |
| 온습도 | 온습도가 정상치의 2배 상승하면 가중치 2배 적용 |
조건별 가변 (세균번식, 부유분진) |
상기한 표 2 내지 표5의 구현예는 변형가능하며, 상기 표에 구현된 개념을 융합하여 유기적으로 적절하게 제어로직 및 기준치 가변용 매핑 테이블을 통합적으로 재구성할 수도 있다.
이로써, 본 발명에 따른 기술적 사상, 시스템 구성 및 제어로직의 바람직한 실시예, 및 구현예들을 통해 본 발명은 영유아 활동시설의 실내 건강관리 안전신뢰성 및 사용자 편리성을 기존대비 획기적으로 개선한다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 바람직한 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 본 발명에 따른 기술적 사상 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 권리범위 내에서 다양한 변형 실시예의 도출이 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100 : 센서군
200 : 센서플랫폼
300 : 모니터링서버
400 : 모니터링 표시부 (웹/모바일 연동)
200 : 센서플랫폼
300 : 모니터링서버
400 : 모니터링 표시부 (웹/모바일 연동)
Claims (3)
- 영유아 활동공간에 설치되는 소정 온도센서, 습도센서, 미세먼지센서, 포름알데히드센서, 및 이산화탄소센서를 적어도 구비한 센서그룹; 상기 센서그룹의 센서별 측정값을 수신하여 전송하는 센서플랫폼; 및 상기 센서플랫폼으로부터 수신되는 센서별 측정값에 기초하여 소정의 경보를 발령하는 제어수단을 구비한 영유아건강관리모니터링시스템에 있어서,
상기 제어수단은, 상기 센서별 측정값과 그 누적값 및 그 누적평균값을 저장하는 제1메모리테이블; 상기 센서별로 소정의 경보기준치를 저장하는 제2메모리테이블; 상기 수신되는 센서별 측정값의 누적값 및 그 누적평균값을 연산하여 상기 제1메모리테이블에 저장하고, 상기 누적평균값을 상기 제2메모리테이블에 저장된 경보기준치와 비교하여 소정의 경보를 발령하는 분석및경보모듈; 및 상기 영유아 활동공간의 주변환경별, 지역별, 및 계절별 상황조건 중의 적어도 어느 하나의 상황조건에 적응적으로 상기 경보기준치를 가변설정하여 상기 제2메모리테이블에 저장하기 위한 설정제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템. - 제1항에 있어서, 상기 분석및경보모듈은,
상기 센서별 측정값의 누적값이 센서별 소정의 총량기준치를 초과하거나 상기 센서별 누적평균값이 일정시간 동안 지속되는 경우 중의 어느 하나인 경우에는 소정의 경보를 더 발령하는 것을 특징으로 하는 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제어수단은, 외부의 유무선 네트워크와 연동되는 인터페이스모듈을 더 구비하며;
상기 설정제어모듈은, 상기 인터페이스모듈과 더 연동되어 소정의 상황조건별로 매핑되는 경보기준치로 가변설정하는 사용자설정모드를 더 구비하고, 그 경보기준치는 상황조건에 따른 영유아 안전성 위험도에 대응하여 안전신뢰성을 높이는 값으로 가변설정되는 것;을 특징으로 하는 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020140168442A KR20160064618A (ko) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020140168442A KR20160064618A (ko) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템 |
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|---|---|
| KR20160064618A true KR20160064618A (ko) | 2016-06-08 |
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| KR1020140168442A KR20160064618A (ko) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 현장상황에 적응적인 실시간 영유아건강관리모니터링시스템 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20160064618A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180079075A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 주식회사 포스코아이씨티 | 산업현장의 안전관리를 위한 스마트 안전모 제어 시스템 |
| KR20210047449A (ko) | 2019-10-22 | 2021-04-30 | 배종길 | 스마트 영유아 모니터링 시스템, 서버 및 방법 |
| KR20220140144A (ko) | 2021-04-09 | 2022-10-18 | 주식회사 이엠비 | 집단시설 인원들의 건강 상태를 모니터링 및 분석하기 위한 시스템 및 방법 |
-
2014
- 2014-11-28 KR KR1020140168442A patent/KR20160064618A/ko not_active Application Discontinuation
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