KR20160147594A - 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템 및 그 단말기 - Google Patents

전력 에너지 절감용 제어계측 시스템 및 그 단말기 Download PDF

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KR20160147594A
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Abstract

본 발명은 사물을 원격 제어하는 관리자 단말기와 네트워킹(networking)된 게이트웨이와 접속하는 인터페이스와, 사물과 접속하는 인터페이스를 각기 구비한 인터페이스부 및, 상기 관리자 단말기와 상기 사물을 인터페이스를 사용해 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 사물을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 하는 제어계측 단말기 및 그 시스템에 관한 것으로, 사용자가 전자, 전기기기를 사용하지 않을 경우에는 사용자의 직접적인 조작(제어)을 하지 않더라도, 이러한 알고리즘에 의해서 전자, 전기기기가 자동적으로 오프(OFF)가 됨으로써, '대기전력과 낭비전력'을 절감하고, 편리함을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전력 에너지 절감용 제어계측 시스템 및 그 단말기{System for measuring and controlling to things and terminal thereof}
본 발명은 대기전력차단콘센트나 스마트플러그 등 대기전력차단, 제어(on-off)를 이용하여 전력 소비를 절감하는 시스템 및 그 단말기에 관한 것이다.
일반적인 전력 에너지 절감 시스템은 사물과 접속된 제어계측 단말기를 통해 게이트웨이와 접속된 원격지의 관리자 단말기 간에 네트워킹되어, 원격에 위치한 특정 사물을 제어 계측하는 시스템이다.
예를 들어, 이러한 일반적인 전력 에너지 절감 시스템의 예로, 선행문헌 등록특허 제10-0990131호, 발명의 명칭 : "대기전력 제어 시스템"에서는 다음의 사항이 기재되어 있다.
『가정이나 사무실 등에서 콘센트나 멀티 탭 등의 사용시에 전력소비장치를 사용하지 않을 때는 전원플러그를 콘센트나 멀티 탭 등으로부터 분리시켜야 한다. 이는 전력소비장치들의 전원 스위치가 오프(off)된 상태이더라도 콘센트나 멀티 탭의 소켓에 인가된 전류가 전력소비장치들의 플러그를 통해 전력소비장치로 시간당
대략 5W 정도의 미세 전력이 인가되어 전력손실이 크게 발생하기 때문이다.
이와 같이 불필요하게 소모되는 대기전력의 손실을 방지하기 위하여 전력소비장치의 전원 플러그를 연결하는 콘센트나 멀티 탭에 주전원 차단을 위한 온/오프 스위치를 별도로 구비하여 전력소비장치의 전원을 오프한 후에 별도로 콘센트나 멀티 탭의 스위치를 오프함으로써 대기전력을 차단하여 전력손실을 최소화할 수 있도록 하였다. 또한, 기존의 다른 방법으로는 전류측정장치와 전자제어장치 및 동작 감지센서 등의 전자장치를 멀티탭 등에 장착하여 직접 멀티 탭에 설치된 온/오프 스위치를 수동으로 동작하는 것이 아니라 자동으로 전력소비장치의 온/오프 상태를 감지하여 대기전력을 차단할 수 있도록 하는 전자제어 멀티 탭 등이 제공되고 있다.』
이와 같이, 이러한 기존의 전력 에너지 절감 시스템은 대기전력차단콘센트나 스마트플러그가 단순히 대기전력차단, 제어(on-off)를 이용하여 전력 소비를 절감하였다.
이에, 본 발명은 전기 소모 유형을 자동으로 인식하고 분석하여 장치 스스로 자동제어를 하며, 센서와 연동하여 불필요한 전력 사용을 추가적으로 억제하고 또한, 서버 및 스마트폰에서 원격제어가 가능한 사물인터넷 기반 전력 에너지 절감 시스템으로 사용자의 전자제품, 조명, 냉/난방기기 등 전력사용기기의 사용빈도, 사용시간, 사용량을 학습 및 분석하여 전기사용을 감시하고 제어하여 효과적으로 전력절감효과를 극대화시키는 새로운 형태의 전력 에너지 절감 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 전기, 전자 기기들의 사용패턴의 분석을 통한 전력절감효과를 극대화시킬 수 있도록 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템 및 그 단말기를 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기는,
사물을 원격 제어하는 관리자 단말기와 네트워킹(networking)된 게이트웨이와 사물 간의 인터페이스부 및, 상기 관리자 단말기와 사물을 상기 인터페이스를 사용해 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 사물을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명에 따른 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기는,
사물을 원격 제어하는 관리자 단말기와 네트워킹(networking)된 게이트웨이와 사물 간의 인터페이스부 및, 상기 관리자 단말기와 사물을 상기 인터페이스를 사용해 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 사물을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 모드 적용조건 발생횟수(N) 회 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 발생횟수(N) 회 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어 유닛은 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 제2 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어 유닛은 사물이나 사물의 제어점의 사용특징이나 중요도 중 어느 하나 이상의 정보에 따라서 조건 동작 모드와 인공 지능 모드가 적응적으로 동작되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 중요도는 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도인 것이고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 하이(high) 레벨인 사물은 수동 모드에 추가하고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 미드(mid) 레벨인 사물은 조건 동작 모드에 추가하며, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 로우(low) 레벨인 사물은 인공지능모드에 추가하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 조건은 시간이나 날짜 또는, 특정 계측 상황 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 조건이 시간인 경우 상기 게이트웨이가 자체적으로 가지고 있는 시간정보를 특정 서비스 사이트에 기록된 사용자 일정표나 사용자의 단말기 앱 상에 기록된 일정표 중 어느 하나 이상과 연동하여 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어계측 단말기는 전류 센서나 전력 센서 또는, 환경 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 각 센서와 연동하여 사물의 전력이나 전류 또는, 환경 값을 계측하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명에 따른 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템은,
제어 계측 대상이 되는 사물, 상기 사물을 원격 제어하는 관리자 단말기, 상기 관리자 단말기와 상기 사물을 네트워킹(network)하는 게이트웨이 및, 상기 게이트웨이와 사물을 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 상기 사물을 제어 계측하는 제어계측 단말기를 포함하고, 상기 제어계측 단말기는 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명에 따른 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템은,
제어 계측 대상이 되는 사물, 상기 사물을 원격 제어하는 관리자 단말기, 상기 관리자 단말기와 상기 사물을 네트워킹(network)하는 게이트웨이 및, 상기 게이트웨이와 사물을 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 상기 사물을 제어 계측하는 제어계측 단말기를 포함하고, 상기 제어계측 단말기는 모드 적용조건 발생횟수(N) 회 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 발생횟수(N) 회 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어계측 단말기는 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 제2 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어계측 단말기는 사물이나 사물의 제어점의 사용특징이나 중요도 중 어느 하나 이상의 정보에 따라서 조건 동작 모드와 인공 지능 모드가 적응적으로 동작되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 중요도는 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도인 것이고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 하이(high) 레벨인 사물은 수동 모드에 추가하고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 미드(mid) 레벨인 사물은 조건 동작 모드에 추가하며, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 로우(low) 레벨인 사물은 인공지능모드에 추가하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 조건은 시간이나 날짜 또는, 특정 계측 상황 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 제어계측 단말기는 상기 조건이 시간인 경우 상기 게이트웨이가 자체적으로 가지고 있는 시간정보를 특정 서비스 사이트에 기록된 사용자 일정표나 사용자의 단말기 앱 상에 기록된 일정표 중 어느 하나 이상과 연동하여 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어계측 단말기는 전류 센서나 전력 센서 또는, 환경 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 각 센서와 연동하여 사물의 전력이나 전류 또는, 환경 값을 계측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 사용자가 전자, 전기기기를 사용하지 않을 경우에는 사용자의 직접적인 조작(제어)을 하지 않더라도, 이러한 알고리즘에 의해서 전자, 전기기기가 자동적으로 오프(OFF)가 됨으로써, '대기전력과 낭비전력'을 절감하고, 편리함을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 전자, 전기기기의 전력사용량도 전류(전력)센서를 통해서 계측함으로써, 에이에스(AS) 등의 효율적인 전자, 전기기기의 관리가 가능하다.
정리하면, 대기전력과 낭비전력의 절감, 사용자의 편리성 증가, 전자, 전기기기의 관리 및 사용의 효율성 증대와 적절한 에이에스(AS) 요청으로 인한 수명 증가 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템의 구성을 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 동작 모드 설정에 관한 설명을 하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 인공 지능 모드의 동작을 순서대로 도시한 도면
도 1은 본 발명에 따른 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어계측 시스템은 관리자 단말기(예: 컴퓨터 서버(101)나 또는, 모바일 단말기(102)(스마트폰, 태블릿 PC)), 게이트웨이(103), 제어계측 단말기(104-1~104-4) 및, 사물(전자, 전기 장치)을 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 제어계측 시스템은 전력기기 및 조명기기 사용자의 전기 소모 유형을 자동으로 인식하고 분석하여 대기전력 및 낭비전력을 차단하고 이와 동시에 센서 기반 자동 제어 및 원격 제어를 통하여 효과적인 전기 절감을 실현시킬 수 있는 사물인터넷 기반 전력 절감 시스템이다.
보다 상세하게는, 본 발명에 따른 제어계측 시스템은 전기 소모 유형을 자동으로 인식하고 분석하여 장치 스스로 자동제어를 하며, 센서와 연동하여 불필요한 전력 사용을 추가적으로 억제하고 또한, 서버 및 스마트폰에서 원격제어가 가능한 사물인터넷 기반 전력 에너지 절감 시스템으로 사용자의 전자제품, 조명, 냉/난방기기 등 전력사용기기의 사용빈도, 사용시간, 사용량을 학습 및 분석하여 전기사용을 감시하고 제어하여 효과적으로 전력절감효과를 극대화시키는 새로운 형태의 전력 에너지 절감 시스템이다.
통신방법은 가장 일반적인 방법이 유선랜(LAN), 무선랜(LAN)(WIFI)이지만, 모든 통신 방법(이동통신/블루투스/지그비(Zigbee)/ 지-웨이브(Z-wave)등)이 될 수가 있다.
관리자 단말기는 원격에 위치한 특정 사물을 제어하는 관리자의 컴퓨터 서버(101)나 또는, 모바일 단말기(102)(스마트폰, 태블릿 기기(PC))이다. 상기 관리자 단말기는 제어계측 단말기(104-1~104-4)로 사물의 원격 제어 명령을 전송한다.
게이트웨이(103)는 관리자 단말기와 제어계측 단말기(104-1~104-4) 정보를 등록하고, 제어 계측시, 원격지의 관리자 단말기와 제어계측 단말기(104-1~104-4)를 상호 간에 네트워킹(networking) 하는 것이다. 컴퓨터 서버(101)와 게이트웨이(103) 또는, 모바일 단말기(102)와 게이트웨이(103) 간의 통신방식(또는, 프로토콜)은 유, 무선의 다양한 방법이 될 수가 있다. 가장 일반적인 방법인 유선 랜(LAN), 무선 랜(LAN)(WIFI)이지만, 다른 통신 방법(이동통신/블루투스/기타 등)이 될 수가 있다. 그리고, 모바일 단말기(102)와 게이트웨이(103) 간에는 직접적으로 통신할 수도 있지만, 직접 연결이 안 될 수도 있다. 즉, 몇 단계를 거쳐서 통신 방식(프로토콜)이 변경될 수도 있고 그러한 통신방식간의 변환을 위해서 중간에 게이트웨이라는 장치가 필요하기도 한다.
제어계측 단말기(104-1~104-4)는 스스로 주변의 사물들(전자, 전기기기들)의 사용패턴 즉, 사용유형(동작유형)을 계측 및 학습하고, DB화하여 정보와 자료를 축적한다. 이렇게 축적된 정보(자료)에 기반한 알고리즘을 바탕으로 사용자의 조작 없이 인공지능적으로 사물(전자, 전기 기기)을 제어한다. 즉, 사용자가 전자, 전기기기를 사용하지 않을 경우에는 사용자의 직접적인 조작(제어)를 하지 않더라도, 이러한 알고리즘에 의해서 전자, 전기기기가 자동적으로 오프(OFF)가 됨으로써, 대기전력과 낭비전력을 절감하고, 편리함을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 전자, 전기기기의 전력사용량도 전류(전력)센서를 통해서 계측함으로써, 에이에스(AS) 등의 효율적인 전자, 전기기기의 관리가 가능하다. 상기 제어계측 단말기(104-1~104-4)는 크게 아래와 같은 두 종류의 기능을 수행한다. 첫째로, 사물(전자, 전기기기)을 제어한다. 그리고, 둘째로 전력(전류)과 각종 환경 값(온도/습도 등)을 계측한다. 본 발명에서 제어의 대상이 되는 전자, 전기기기의 특정 부분(또는, 부품)을 제어점이라고 하며, 1개의 전자, 전기기기의 제어점은 1개 이상이 될 수가 있다. 계측의 대상이 되는 전력(전류)과 각종 환경 값을 계측점이라고 하며, 1개의 센서는 계측점이 1개 이상이 될 수가 있다. 상기 제어계측 단말기(104-1~104-4)의 유형은 아래와 같이 크게 4가지 유형이 있다. 『제1 유형: 콘센트 + 전력(전류)센서 --> 전자, 전기기기의 플러그를 콘센트에 꽂아서 전원을 제어할 수 있다. 제2 유형: 부하 전원 컨트롤러 + 전력(전류)센서 --> 전자, 전기기기가 특별한 플러그가 없는 조명 같은 경우에는 조명으로 유입되는 전원선을 본 제품)에 연결하여 전원을 제어할 수 있다. 제3 유형: 각종 부하 동작모드 컨트롤러(예: 에어컨 리모컨) --> 전자, 전기기기의 주전원을 제어하지 않고, 동작 모드(냉풍/송풍/온풍 등…)를 제어한다. 제4 유형: 각종 센서류(온도/조도/습도/가스…)가 될 수가 있다. --> 이 경우에는 전자, 전기기기가 없다. 상기 제어계측 단말기(104-1~104-4)는 사물을 원격 제어하는 외부 서버나 또는 관리자 단말기와 네트워킹(networking)된 게이트웨이(103)와 접속하는 인터페이스와, 사물과 접속하는 인터페이스를 각기 구비한 인터페이스부 및, 상기 외부 서버나 관리자 단말기와 상기 사물을 상기 각 인터페이스를 사용해 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 사물을 제어하는 제어 유닛(예: MCU)을 포함하고, 상기 제어 유닛은 모드 적용조건 발생횟수(N) 회 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 발생횟수(N) 회 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어한다. 또 다른 인공지능 모드로, 상기 제어 유닛은 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 제2 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어한다. 이러한 두 가지 인공지능 모드는 각기 또는 더불어 구비할 수 있다. 한편, 모든 전자, 전기 기기(또는, 제어점)의 사용을 100% 조건설정모드, 인공지능모드에 맞게 사용하지 않을 경우가 발생할 수가 있다. 그 예를 들면, 컴퓨터를 조건설정모드로 설정을 하고, 그 조건이 "오후 20시 되면 전원이 오프(off)되는 조건이다."라고 설정하였다. 그런데, 사용자가 대부분의 날에는 오후 19시에 퇴근을 하지만, 어떤 날은 오후 21시까지 컴퓨터로 작업을 한다고 가정하자. 이 날에는 20시가 되면 컴퓨터의 전원이 차단되고, 작업하고 있던 내용이 저장이 안 된다. 이런 경우에는 사용자에게 불편을 초래하고 큰 손해를 발생시킬 수도 있다. 따라서, 이런 전자, 전기 기기(또는 제어점)의 사용특징, 중요도에 따라서 각각 다른 모드로 동작하도록 설정할 필요가 있다. 이를 위해, 상기 제어 유닛은 사물이나 사물의 제어점의 사용특징이나 중요도 중 어느 하나 이상의 정보에 따라서 각각 다른 모드로 즉, 조건 동작 모드와 인공 지능 모드가 적응적으로 동작되도록 설정한다. 상기 중요도는 예를 들어, 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도인 것이고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 하이(high) 레벨인 사물(예: 컴퓨터, 냉장고와 같은 류)은 수동 모드에 추가하고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 미드(mid) 레벨인 사물(예: 전등, 노트북과 같은 류)은 조건 동작 모드에 추가하며, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 로우(low) 레벨인 사물(예: TV, 에어컨, 난방기와 같은 류)은 인공지능모드에 추가한다. 물론, 이러한 분류는 사용자와 사용하는 상황과 사용장소에 따라 다소 차이가 있기 때문에 사용자가 본인 사용에 맞게 "적용할 대상기기 추가" 메뉴(기능)을 활용하면 된다. 한편, 상기 조건은 예를 들어, 시간이나 날짜 또는, 특정 계측 상황 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 조건이 시간인 경우 상기 게이트웨이(103)가 자체적으로 가지고 있는 시간정보를 특정 서비스 사이트에 기록된 사용자 일정표나 사용자의 단말기 앱 상에 기록된 일정표 중 어느 하나 이상과 연동하여 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집한다. 그리고, 전자, 전기기기의 전력사용량도 전류(전력)센서를 통해서 계측함으로써, 에이에스(AS) 등의 효율적인 전자, 전기기기의 관리가 가능한데, 이를 위해 상기 제어계측 단말기(104-1~104-4)는 전류 센서나 전력 센서 또는, 환경 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 각 센서와 연동하여 사물의 전력이나 전류 또는, 환경 값을 계측한다.
도 2는 본 발명에 따른 동작 모드 설정에 관한 설명을 하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어점의 제어하는 방법에 따라서, 수동 모드, 조건 동작 모드, 인공지능 모드를 가진다.
본 발명은 위의 3가지 모드 중에서 특히, 인공지능 모드와 관련된 것이며, 위의 동작 모드를 한가지씩 설명하면 아래와 같다.
1. 수동 설정 모드에 관한 설명
#. "수동모드"는 사용자가 제어를 하는 시점에 즉각 제어가 되는 동작 모드이다.
수동모드의 일 예는 사용자가 앱을 이용해서 에어컨을 온(ON) 시키는 즉시 에어컨의 전원이 온(ON) 되는 동작 모드이다.
2. 조건 설정 모드에 관한 설명
#. "조건 동작 모드"는 사용자가 본 시스템을 사용 전에 조건을 미리 설정해 놓으면, 그 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 동작 모드이다. 조건이란 아래와 같이 크게 두 종류이다.
시간, 날짜 조건 설정에 관한 설명
*. 첫째 조건은 시간과 날짜이다.
이에 해당되는 구체적인 조건들은 " 년.월.일 / 요일 / 공휴일.평일 / 사용자 일정표"와 같다.
년.월.일에 관한 정보는 도 1상의 시스템에서 게이트웨이(Gateway) 자체적으로 시간정보를 가지고 있으므로 이 정보를 이용하면 된다. 그러나, 사용자 일정표는 사용자가 작성한 일정표가 연동되어야 하는데, 이러한 일정표는 특정 서비스 사이트(예: 네이버 등의 포털사이트)에 기록한 일정표 서비스나 사용자의 모바일(Mobile) 앱상에 기록한 일정표와 연동되어서 이러한 정보를 수집한다.
사용의 일 예를 설명하면, "매일 09시 ~ 22시"만 전등을 온(ON) 하고 나머지 시간대는 전등을 오프(OFF)하라" 라고 설정하면 위의 조건대로 동작하는 경우이다.
시간, 주변 상황 조건 설정에 관한 설명
*. 둘째 조건은 특정 상황이다. 주로 센서에 의해 계측된 계측점의 값에 의해서 결정이 된다.
사용의 일 예를 설명하면, "온도가 25도가 되면 에어컨을 온(ON) 하라"는 조건을 설정 후에 사용을 하면, 온도가 25도 이상이 되면 에어컨이 온(ON) 되고 온도가 24도 이하가 되면 에어컨이 오프(OFF)되는 동작 모드이다. 이때, 온도의 측정은 본 시스템으로 구성된 온도센서에 의해서 계측이 된다.
인공 지능 모드에 관한 설명
#.인공 지능 모드를 설정하면, 최초에는 조건 동작모드에서 설정을 한 조건들을 바탕으로 동작이 된다. 그러나, 시간이 지날수록 수집한 데이터(data)에 의해서 이러한 조건들을 점차 변경시킨다.
그리고, 변경된 조건들과 이 조건들이 적용된 알고리즘(패턴)에 의해서 제어가 되는 동작 모드이다. 그럼, "언제부터 조건 동작모드에서 인공 지능 모드로 동작이 되는가?" 이것의 결정은 아래와 같은 두 가지 설정기능에 의해서 결정이 된다.
모드 적용 조건 - [ N ] 일 이후에 대한 설명
조건 설정 모드에서 설정한 조건이 N일 이내에서는 조건 설정 모드로 동작이 되고, N일 이후에는 변경된 조건(또는 알고리즘)이 적용된 인공지능 모드로 동작이 된다.
사용의 일 예를 설명하면, "조건설정 모드- 시간, 날짜 조건 설정"메뉴(기능)에서 "매일 09시 ~ 20시"만 전등을 온(ON)하고 나머지 시간대는 전등을 오프(OFF)하라" 라고 설정한다.
그리고, "인공지능 모드 - 모드 적용조건 - [N]일 이후" 메뉴(기능)에서 N을 10일이라고 설정한다.
위와 같은 설정 이후에 실제 동작을 한다.
그런데, 조건 설정 이후 3째 날에는 전등 온(ON) 시간을 21시까지 연장 후에 오프(OFF)를 하였다.
조건 설정 이후 5일째 날에는 전등 온(ON) 시간을 22시까지 연장 후에 오프(OFF)를 하였다.
조건 설정 9일 째 날에는 전등 온(ON) 시간을 23시까지 연장 후에 오프(OFF)를 하였다.
물론, 위의 3,5,9일째 온(ON) 시간의 연장은 사용자가 수동으로 동작시킨 것이다.
위의 동작들(정보/data)을 게이트웨이(Gateway)에서 수집하여 저장을 한다.
그리고, 이렇게 수집된 데이터(data)와 확률, 통계 알고리즘을 적용하여, 새로운 최적의 조건을 연산하고, 제어가 되는 조건들을 변경시킨다.
그리고, 10일째부터는 이 변경된 조건(또는 알고리즘)에 부합되도록 계측점의 동작이 제어가 된다.
모드 적용 조건 - 발생횟수가 [ N ] 회 이상에 대한 설명
조건 설정 모드에서 설정한 조건이 N회 이내에서는 조건 설정 모드로 동작이 되고, N회 이후에는 변경된 조건(또는 알고리즘)이 적용된 인공지능 모드로 동작이 된다.
사용의 일 예를 설명하면, "조건설정 모드- 시간, 날짜 조건 설정" 메뉴(기능)에서 "매일 09시 ~ 20시”만 전등을 온(ON)하고 나머지 시간대는 전등을 오프(OFF)하라" 라고 설정한다.
그리고, "인공지능 모드 - 모드 적용조건 - [N]일 이후" 메뉴(기능)에서 N을 3회이라고 설정한다.
위와 같은 설정 이후에 실제 동작을 한다.
그런데, 조건 설정 이후 1번째 전등 온(ON) 시간을 21시까지 연장 후에 오프(OFF)를 하였다.
조건 설정 2번째 전등 온(ON) 시간을 22시까지 연장 후에 오프(OFF)를 하였다.
조건 설정 3번째 전등 온(ON)시간을 23시까지 연장 후에 오프(OFF)를 하였다.
물론, 위의 1, 2, 3번째의 온(ON) 시간의 연장은 사용자가 수동으로 동작시킨 것이다.
위의 동작들(정보/data)을 게이트웨이(Gateway)에서 수집하여 저장을 한다.
그리고, 이렇게 수집된 데이터(data)와 확률, 통계 알고리즘을 적용하여, 새로운 최적의 조건을 연산하고, 제어가 되는 조건들을 변경시킨다.
그리고, 3회째부터는 이 변경된 조건(또는 알고리즘)에 부합되도록 계측점의 동작이 제어가 된다.
모드 적용 조건 - 적용할 대상기기 추가에 대한 설명
그런데, 모든 전자,전기 기기(또는 제어점)의 사용을 100% 조건설정모드, 인공지능모드에 맞게 사용하지 않을 경우가 발생할 수가 있다.
그 예를 들면, 컴퓨터를 조건설정모드로 설정을 하고, 그 조건이 "오후 20시 되면 전원이 오프(off)되는 조건이다."라고 설정하였다. 그런데, 사용자가 대부분의 날에는 오후 19시에 퇴근을 하지만, 어떤 날은 오후 21시까지 컴퓨터로 작업을 한다고 가정하자. 이 날에는 20시가 되면 컴퓨터의 전원이 차단되고, 작업하고 있던 내용이 저장이 안 된다. 이런 경우에는 사용자에게 불편을 초래하고 큰 손해를 발생시킬 수도 있다. 따라서, 이런 전자, 전기 기기(또는 제어점)의 사용특징, 중요도에 따라서 각각 다른 모드로 동작하도록 설정할 필요가 있다.
즉, 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어가 매우 중요한 전자, 전기 기기(또는, 제어점)는 수동 설정 모드에 추가를 하고, 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어가 중간 정도 중요한 전자, 전기 기기(또는 제어점)이거나, 매우 중요하더라도, 조건 설정대로 사용할 가능성이 100%인 경우는 조건 설정모드에 추가를 하면 된다.
그리고, 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어가 중요하지 않은 전자, 전기 기기(또는, 제어점)은 인공지능모드에 추가를 하면 된다.
수동 설정 모드에 추가할 적절한 제품의 예는 컴퓨터, 냉장고와 같은 류이다.
조건 설정 모드에 추가할 적절한 제품은 전등, 노트북과 같은 류이다.
인공 지능 모드에 추가할 적절한 제품은 티브이(TV), 에어컨, 난방기와 같은 류이다.
물론, 이러한 분류는 사용자와 사용하는 상황과 사용장소에 따라 다소 차이가 있기 때문에 사용자가 본인 사용에 맞게 "적용할 대상기기 추가" 메뉴(기능)을 활용하면 된다.
도 3은 본 발명에 따른 인공 지능 모드의 동작을 순서대로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어점(전자, 전기 기기)의 전력(전류) 사용량의 측정과 활용에 대한 설명은 다음과 같다.
본 발명에 따른 인공 지능 모드의 동작은 수동 모드(사용자 제어 시점시 제어가 되는 모드)와 조건 동작 모드(사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 모드) 중 하나 이상의 모드로 사물을 제어 계측한다(S301~S306, S308).
다음, 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드로 사물을 제어한다(S307).
또는, 모드 적용조건 발생횟수(N) 회 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 발생횟수(N) 회 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 제2 인공지능 모드로 사물을 제어한다.
예를 들면, 다음과 같다.
전자, 전기 기기의 전력과 전력량은 전력(전류)센서에 의해서 계측되어 질 수가 있는데, 전력(전류) 센서는 위에서 제1, 제2 유형의 제품에 포함되어서 구현(구성)된다.
이러한 제1, 제2 유형을 통해서 실시간으로 전력을 파악할 수가 있다. 또한, 전력량도 계산할 수가 있다.
그리고, 일정 기간 동안 사용량을 측정하고, 다수의 기간간의 사용량의 차이를 파악할 수가 있다.
다수 기간간에 비교를 하였을 때, 급격히 차이가 발생할 때, 비정상적이라고 판단될 경우에는 고장 점검 등을 받을 수도 있다.
예를 들면, 계절 상품인 에어컨 등은 여름철에 급격히 사용량이 늘어나므로 비교하는 기간은 연간으로 비교해야 한다. 컴퓨터 등은 매달 사용량이 거의 대동소이하므로, 월간으로 비교하면 된다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 컴퓨터 서버 102 : 모바일 단말기
103 : 게이트웨이 104-1~104-4 : 제어계측 단말기

Claims (14)

  1. 사물을 원격 제어하는 관리자 단말기와 네트워킹(networking)된 게이트웨이와 사물 간의 인터페이스부; 및
    상기 관리자 단말기와 사물을 상기 인터페이스를 사용해 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 사물을 제어하는 제어 유닛;
    을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기.
  2. 사물을 원격 제어하는 관리자 단말기와 네트워킹(networking)된 게이트웨이와 사물 간의 인터페이스부; 및
    상기 관리자 단말기와 사물을 상기 인터페이스를 사용해 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 사물을 제어하는 제어 유닛;
    을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 모드 적용조건 발생횟수(N) 회 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 발생횟수(N) 회 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 제2 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기.
  4. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    사물이나 사물의 제어점의 사용특징이나 중요도 중 어느 하나 이상의 정보에 따라서 조건 동작 모드와 인공 지능 모드가 적응적으로 동작되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중요도는,
    사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도인 것이고,

    상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 하이(high) 레벨인 사물은 수동 모드에 추가하고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 미드(mid) 레벨인 사물은 조건 동작 모드에 추가하며, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 로우(low) 레벨인 사물은 인공지능모드에 추가하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기.
  6. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
    상기 조건은
    시간이나 날짜 또는, 특정 계측 상황 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고,

    상기 제어 유닛은,
    상기 조건이 시간인 경우 상기 게이트웨이가 자체적으로 가지고 있는 시간정보를 특정 서비스 사이트에 기록된 사용자 일정표나 사용자의 단말기 앱 상에 기록된 일정표 중 어느 하나 이상과 연동하여 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기.
  7. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
    상기 제어계측 단말기는,
    전류 센서나 전력 센서 또는, 환경 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하고,

    상기 제어 유닛은,
    상기 각 센서와 연동하여 사물의 전력이나 전류 또는, 환경 값을 계측하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 단말기.
  8. 제어 계측 대상이 되는 사물;
    상기 사물을 원격 제어하는 관리자 단말기;
    상기 관리자 단말기와 상기 사물을 네트워킹(network)하는 게이트웨이; 및
    상기 게이트웨이와 사물을 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 상기 사물을 제어 계측하는 제어계측 단말기;
    를 포함하고,
    상기 제어계측 단말기는 모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템.
  9. 제어 계측 대상이 되는 사물;
    상기 사물을 원격 제어하는 관리자 단말기;
    상기 관리자 단말기와 상기 사물을 네트워킹(network)하는 게이트웨이; 및
    상기 게이트웨이와 사물을 네트워크 연결하고, 사용자 제어 시점시 제어가 되는 수동 모드와 사용 전 조건을 미리 설정해 두고 상기 조건이 해당될 경우에만 제어가 되는 조건 동작 모드 중 하나 이상의 모드를 구비하여 상기 사물을 제어 계측하는 제어계측 단말기;
    를 포함하고,
    상기 제어계측 단말기는 모드 적용조건 발생횟수(N) 회 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 발생횟수(N) 회 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어계측 단말기는,
    모드 적용조건 설정(N) 일 동안 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하여 사용 패턴을 도출하고, 상기 도출된 사용 패턴에 상응하여 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 상기 조건 동작 모드시 조건 정보를 변경하며, 상기 설정(N) 일 이후부터는 상기 변경된 조건 정보에 따라 해당 사물이나 해당 사물의 제어점의 동작을 제어하는 제2 인공지능 모드를 구비하여 사물을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템.
  11. 제 8 항 또는, 제 9 항에 있어서,
    상기 제어계측 단말기는,
    사물이나 사물의 제어점의 사용특징이나 중요도 중 어느 하나 이상의 정보에 따라서 조건 동작 모드와 인공 지능 모드가 적응적으로 동작되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 중요도는,
    사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도인 것이고,

    상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 하이(high) 레벨인 사물은 수동 모드에 추가하고, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 미드(mid) 레벨인 사물은 조건 동작 모드에 추가하며, 상기 사물에 대한 전원 온(ON), 오프(OFF)의 제어 중요도가 로우(low) 레벨인 사물은 인공지능모드에 추가하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템.
  13. 제 8 항 또는, 제 9 항에 있어서,
    상기 조건은
    시간이나 날짜 또는, 특정 계측 상황 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고,

    상기 제어계측 단말기는,
    상기 조건이 시간인 경우 상기 게이트웨이가 자체적으로 가지고 있는 시간정보를 특정 서비스 사이트에 기록된 사용자 일정표나 사용자의 단말기 앱 상에 기록된 일정표 중 어느 하나 이상과 연동하여 사물이나 또는, 사물의 제어점의 실제 동작 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템.
  14. 제 8 항 또는, 제 9 항에 있어서,
    상기 제어계측 단말기는,
    전류 센서나 전력 센서 또는, 환경 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하고,

    상기 각 센서와 연동하여 사물의 전력이나 전류 또는, 환경 값을 계측하는 것을 특징으로 하는 전력 에너지 절감용 제어계측 시스템.
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