KR20170083737A

KR20170083737A - 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템

Info

Publication number: KR20170083737A
Application number: KR1020160002986A
Authority: KR
Inventors: 조현숙
Original assignee: 대전대학교 산학협력단
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2017-07-19

Abstract

본 발명은 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템에 관한 것으로, 실내공간의 재실인원을 감지하는 다수의 센서모듈로 마련되며, RF(Radio Frequency)통신망을 통해 감지정보를 전송하는 감지장치; 및 실내공간 내 조명장치 및 냉난방장치와 연결되며, 상기 감지장치로부터 RF무선통신망을 통해 수신된 감지정보를 기반으로 연결된 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급 상태를 제어하는 제어장치;를 포함하며, 상기 감지장치는, 카운터센서를 이용해 실내공간의 출입구 측에 설치되어 상기 출입구를 통해 출입하는 인원수를 감지하여 재실인원 및 출입시간에 관한 제1감지정보를 생성하는 제1센서모듈; 동작감지센서를 이용해 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제2감지정보를 생성하는 제2센서모듈; 및 상기 제1센서모듈 및 제2센서모듈을 통해 생성된 감지정보를 상기 제어장치에 전송하는 제1통신모듈;를 포함한다.

Description

재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템 {SYSTEM FOR CONTROLING AND MANAGEMENT TO NUMBER OF INDOOR-PEOPLE}

본 발명은 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템에 관한 것이다.

현재 국내 전기에너지 수요는 급증함에 비해 전력 예비율은 점차 저하되고, 발전 시설 및 이를 통한 공급은 정도는 점차 한계를 보이고 있다. 또한, 이러한 수요의 정도에 맞추어 발전 시설을 늘리더라고 에너지 생산에 사용되는 연료는 무한히 제공되는 것이 아니며, 해당 에너지 생산 과정에서 발생하는 각종 환경 오염문제 역시 고려하지 않을 수 없다.

이로 인해 최근 정부는 대기전원 차단 스위치의 의무 사용 비율을 현재의 수준보다 대폭 확대하는 방안을 검토 중이고, 이와 관련하여 각종 에너지 사용 효율을 높이고 불필요한 에너지 소모를 줄여 전기에너지 절약의 효과를 제공하기 위한 각종 기술들이 연구되고 있다.

특히나, 특정 공간 내 상황 인지를 통해 이를 반영하여 각각의 상황에 최적화된 에너지 공급 상태를 제어하기 위한 에너지 절감 기술이 요구되고 있고, 이와 관련하여 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 등록특허공보 제10-1495481호의 "재실인원 정보를 활용한 에너지절감 자동제어시스템 및 그 제어방법"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.

하지만, 종래기술을 비롯한 상황 인지 메카니즘을 통한 에너지 절감 기술들은 해당 에너지 절감을 위한 시스템의 구축을 위해 각종 전자기기 및 컨트롤러 간의 유선망을 해당 공간 내에서 설치하여 내부 공간의 활용도를 해치고, 설치 작업이 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 과정상 많은 제약이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 에너지 절감 기술을 적용하고자 하는 특정 실내 공간의 상황을 인지함에 있어서, 감지되어 지는 정보 혹은 판단되어 지는 정보의 정확도가 높지 않음에 따라 잘못된 상황의 인지로 인한 각종 제어상의 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 무선 환경의 정보 교환을 위한 네트워크 망을 구축하고, 정확하고 혹 잘못된 상황 인지를 통해 전력제어가 수행되더라도 오류를 즉각적으로 바로잡을 수 있는 할 수 있는 기술을 갖춘 전력제어 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템은, 실내공간의 재실인원을 감지하는 다수의 센서모듈로 마련되며, RF(Radio Frequency)통신망을 통해 감지정보를 전송하는 감지장치; 및 실내공간 내 조명장치 및 냉난방장치와 연결되며, 상기 감지장치로부터 RF무선통신망을 통해 수신된 감지정보를 기반으로 연결된 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급 상태를 제어하는 제어장치;를 포함하며, 상기 감지장치는, 카운터센서를 이용해 실내공간의 출입구 측에 설치되어 상기 출입구를 통해 출입하는 인원수를 감지하여 재실인원 및 출입시간에 관한 제1감지정보를 생성하는 제1센서모듈; 동작감지센서를 이용해 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제2감지정보를 생성하는 제2센서모듈; 및 상기 제1센서모듈 및 제2센서모듈을 통해 생성된 감지정보를 상기 제어장치에 전송하는 제1통신모듈;를 포함한다.

여기서, 상기 제어장치는, 상기 제1통신모듈로부터 감지정보를 수신하는 제2통신모듈; 상기 제2통신모듈을 통해 수신된 제1감지정보 및 제2감지정보를 기반으로 실내공간 내 재실인원을 판단하는 판단모듈; 상기 판단모듈을 통해 실내공간 내 재실인원이 없음이 판단될 시, 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급을 차단하는 전력공급 제어모듈;을 포함한다.

또한, 상기 제2센서모듈은 비활성 상태를 기본으로 하는 적외선센서를 더 포함하며, 상기 감지장치는 조도센서를 이용해 실내공간의 조도값을 감지하여 기 설정된 기준조도값 이하로 감지되면, 상기 적외선센서의 활성화 명령신호를 생성하여 상기 적외선 센서를 활성화시키는 제3센서모듈;을 더 포함한다.

한편으로, 상기 제2센서모듈은 비활성 상태를 기본으로 하는 적외선센서를 더 포함하며, 상기 전력공급 제어모듈은 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급 차단 시, 상기 적외선센서의 활성화 명령신호를 생성하여 상기 제2통신모듈을 통해 상기 제1통신모듈에 전달하고, 상기 제1통신모듈을 통해 해당 명령신호를 수신한 상기 감지장치는 상기 제2센서모듈 내 적외선센서를 활성화시킨다.

여기서, 상기 적외선센서의 활성화 시, 상기 제2센서모듈은 동작감지센서 및 적외선 센서를 이용해 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제3감지정보를 생성하고, 상기 전력공급 제어모듈은 상기 제2통신모듈을 통해 수신된 제3감지정보를 기반으로 상기 판단모듈이 실내공간 내 재실인원을 재판단하여 재실인원이 있을 시, 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급 차단을 해제할 수 있다.

그리고 상기 제어장치는, 상기 감지장치로부터 생성되어 상기 제2통신모듈을 통해 수신되는 각종 감지정보 및 상기 판단모듈을 통해 판단되어진 결과와 상기 전력공급 제어모듈을 통해 제어되어진 결과에 관한 정보를 무선통신망을 이용해 외부로 전송하는 제3통신모듈;을 더 포함한다.

여기서, 상기 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템은, 상기 제3통신모듈과 통신하여 무선통신망을 통해 정보를 제공받고, 제공받은 정보를 기반으로 데이터화하여 기록 및 저장하는 관리서버; 및 상기 관리서버에 무선통신망을 통해 접속하여 내부에 기록 및 저정된 데이터를 확인하기 위한 관리자 단말;을 더 포함한다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 실내공간의 재실인원을 감지하는 구성과 이를 기반으로 재실인원의 정도를 판단하고 이에 대응되는 제어를 수행하는 구성간의 정보 송수신을 위한 통신망이 RF통신망으로 구축되어 유선환경의 시스템에 비해 실내공간의 활용도 저해를 방지하고, 설치 작업 효율성을 개선시킬 뿐만 아니라 즉각적이로 신속한 전력제어가 이루어 질 수 있다.

둘째, 전력공급 제어모듈을 통한 실내공간 내 장치의 전력공급이 차단될 시, 이에 그치는 것이 아니라 재확인을 통해 최초 판단의 오류를 바로잡을 수 있는 기회를 제공하여 즉각적인 제어 결과의 오류를 수정할 수 있다.

셋째, 전력제어 및 실내공간의 환경에 관한 정보를 수집하여 관리서버 내에서 데이터베이스화 함에 따라, 전력제어의 상황의 모니터링 및 관리가 용이해지고, 이를 관리자 혹은 실내공간 재실자에게 실시간으로 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명의 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템의 구성요소 및 재실인원 미존재 상태에서의 전력공급 제어형태를 도시한 블록도이다.
도3 및 4는 본 발명의 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템의 구성요소 및 재실인원 판단 에러로 인한 재판단 상태에서의 전력공급 제어형태를 도시한 블록도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

<재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템의 구성요소에 관한 설명>

도1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템은 감지장치(100); 제어장치(200); 관리서버(300); 및 관리자 단말(400);을 포함한다.

감지장치(100)는 실내공간의 재실인원을 감지하는 다수의 센서모듈로 마련되며, 해당 센서모듈들로부터 획득되는 각종 감지정보를 RF(radio frequency)통신망을 통해 전송하고, RF(radio frequency)통신망을 통해 제어장치(200)로부터 각종 제어명령을 수신 받는다.

이와 같은 감지장치(100)는 실내공간의 재실인원 및 실내공간 내의 환경상태를 감지하기 위해 아래와 같은 다수개의 센서모듈을 포함하고 있다.

우선, 제1센서모듈(110)은 실내공간의 출입구 측에 설치된 카운터센서(110S)를 이용해 출입구를 통해 출입하는 인원수를 감지하여 재실인원 및 출입시간에 관한 제1감지정보를 생성한다.

여기서, 카운터센서(110S)는 감지영역을 다수개로 분활하고, 이들 간의 감지영역 상에 중첩되는 부분이 발생하도록 두어 출입문을 지나는 사람의 방향성을 판단하기 위한 센서로써, 사람이 출입구를 통해 들어옴이 감지되면 재실인원의 수를 +1하고, 사람이 출입구를 통해 나감이 감지되면 재실인원의 수를 ??1하는 방식으로 재실인원에 관한 제1감지정보를 생성에 기반이 되는 감지값을 추출한다.

또한, 제1센서모듈(110)은 카운터센서(110S)을 이용해 각각의 출입구를 통한 입실 또는 퇴실 시간들을 체크하여 제1감지정보 내에 이에 대한 현황을 정리하여 데이터화 한다.

다음으로 제2센서모듈(120)은 동작감지센서(120S)를 이용해 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제2감지정보를 생성하여 제1센서모듈(110)을 통해 획득되는 재실인원에 관한 제1감지정보를 보조하는 역할을 수행한다.

즉, 아래 설명되어질 제어장치(200)는 제1감지정보를 주요정보로 하고, 제2감지정보를 보조정보로 하여 현재 재실인원에 대한 판단을 내리게 된다.

또한, 제2센서모듈(120)은 비활성 상태를 기본으로 하는 적외선센서(125S)를 더 포함한다. 적외선센서(125S)는 평소 비활성 상태로 있다가, 실내공간이 어두워지는 순간 활성화되어 동작감지센서(120S)와 함께 어두워진 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제3감지정보를 생성함에 필요한 감지값을 추출하는 역할을 수행한다.

마지막으로, 제1통신모듈(140)은 제1센서모듈(110) 및 제2센서모듈(120)을 통해 생성된 감지정보들을 RF통신망을 통해 아래 설명될 제어장치(200)에 전송하는 구성으로, 결과적으로 감지장치(100)와 제어장치(200)의 정보 송수신망은 도1에 도시된바와 같이 RF통신망을 구축함에 따라 제공된다.

제어장치(200)는 실내공간 내 전등과 같은 조명장치(L1, L2) 및 히터 또는 에어컨과 같은 냉난방장치(A1, A2)와 연결되며, 감지장치(100)로부터 RF무선통신망을 통해 수신된 감지정보를 기반으로 연결된 조명장치(L1, L2) 및 냉난방장치(A1, A2)의 전력공급 차단하거나 차단 해제하여 상태를 제어한다.

이를 위해, 제어장치는 제2통신모듈(210), 판단모듈(220), 제어모듈(230) 및 제3통신모듈(240)을 포함한다.

여기서, 제2통신모듈(210)은 감지장치(100)의 제1통신모듈(110)과 RF통신을 통해 정보 송수신을 수행하는 구성으로써, 각종 센서모듈로부터 생성된 감지정보를 수신하다.

또한, 판단모듈(220)은 제2통신모듈(210)을 통해 수신된 제1감지정보 및 제2감지정보를 기반으로 실내공간 내 재실인원을 판단하는 구성으로써, 판단모듈(220)을 통해 획득되는 판단정보는 아래 설명될 전력공급 제어에 기반이 되는 정보로 사용된다.

또한, 전력공급 제어모듈(230)은 판단모듈(220)을 통해 생성된 판단정보가 나타내는 실내공간 내 재실인원의 수준을 기반으로 연결되어진 조명장치(L1, L2) 및 냉난방장치(A1, A2)의 전력공급 차단하거나 차단 해제하며, 이와 같은 제어결과에 관한 정보를 생성한다.

이러한, 전력공급 제어모듈(230)은 판단모듈(220)을 통해 도2에 도시된 바와 같이 실내공간 내 재실인원이 없음이 판단될 시, 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급을 차단하고, 이 외의 경우에는 전력공급 상태를 지속적으로 유지하게 한다.

이와 같이 전력공급 제어모듈(230)을 통해 연결되어진 조명장치(L1, L2) 및 냉난방장치(A1, A2)의 전력공급 차단이 이루어지고 나면, 전력공급 제어모듈(230)은 도3에 도시된 바와 같이 적외선센서(125S)의 활성화 명령신호를 생성하여 제2통신모듈(210)을 통해 감지장치(100)에 해당 명령신호를 전달한다.

다음으로, 제1통신모듈(110)을 통해 적외선센서(125S)의 활성화 명령신호를 전달받은 감지장치(100)는 제2센서모듈(120) 내 적외선센서(120S)를 활성화시켜 조명장치(L1, L2)가 꺼져 어두운 실내공간 내에 움직임이 감지되는지 최초 판단정보의 오차발생 가능성을 확인한다.

좀 더 구체적으로 적외선센서(125S)가 활성화된 제2센서모듈(120)은 동작감지센서(120S) 및 적외선 센서(125S)를 이용해 어두워진 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제3감지정보를 생성하고, 이와 같이 생성된 정보를 제1통신모듈(110)을 통해 제2통신모듈(210)로 전송한다.

이를 통해 제3감지정보를 제공받은 제어장치(200)는 판단모듈(220)을 통해 제3감지정보를 분석하여 실내공간 내 재실인원을 재판단하고, 해당 판단 결과에 따라 전력공급 제어모듈(230)은 조명장치(L1, L2) 및 냉난방장치(A1, A2)의 전력공급 상태를 재조정한다.

이에 대해 좀더 구체적을 설명하면, 도3에 도시된 바와 같이 판단모듈(220)을 통해 제3감지정보를 분석하여 실내공간 내 재실인원을 재판단한 결과, 최초 판단 결과의 오류가 발생하여 재실인원이 존재함이 판단된 경우, 전력공급 제어모듈(230)은 조명장치(L1, L2) 및 냉난방장치(A1, A2)의 전력공급을 즉각 해제한다.

또한, 실시 형태에 따라서는 앞서 설명한 적외선 센서(125S)의 활성화를 위해 감지장치(100)가 조도센서(130S)를 이용해 실내공간의 조도값을 감지하여 기 설정된 기준조도값 이하로 감지되면, 적외선센서(125S)의 활성화 명령신호를 생성하여 적외선센서(125S)를 활성화시키는 제3센서모듈(130)을 더 포함할 수도 있다.

이를 통해 할성화된 적외선센서(125S)를 포함하는 제2센서모듈(120)의 기능 형태는 앞서 설명한 바와 같다.

그리고 제어장치(200)는 감지장치(100)로부터 생성되어 제2통신모듈(210)을 통해 수신되는 각종 감지정보, 판단모듈(220)를 통해 판단되어진 결과를 나타내는 판단정보 및 전력공급 제어모듈(230)을 통해 제어되어진 결과에 관한 제어정보를 인터넷과 같은 원거리 무선통신망을 이용해 외부로 전송하는 제3통신모듈(240)을 더 포함한다.

여기서, 제3통신모듈(240)과 통신하여 무선통신망을 통해 각종 정보를 제공받고, 제공받은 정보를 기반으로 데이터화하여 기록 및 저장하기 위해 본 발명의 시스템은 관리서버(300)를 포함한다.

이러한 관리서버(300)는 실시간으로 실내공간 내의 재실인원, 실내공간의 출입현황 및 전력제어상태 등에 관한 정보를 제공받아 이를 관리자가 용이하게 모니터링할 수 있도록 한다.

따라서 관리자 단말(400)은 관리서버(300)에 무선통신망을 통해 접속하여 내부에 기록 및 저정된 데이터를 확인할 수 있음에 따라, 언제 어디서든 현재 실내공간 내 각종 재실 현황 및 환경을 확인 및 관리할 수 있다.

본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 감지장치
110 : 제1센서모듈
110S : 카운터 센서
120 : 제2센서모듈
120S : 동작감지센서 125S : 적외선센서
130 : 제3센서모듈
130S : 조도센서
140 : 제1통신모듈
200 : 제어장치
210 : 제2통신모듈
220 : 판단모듈
230 : 전력공급 제어모듈
240 : 제3통신모듈
300 : 관리서버
400 : 관리자 단말
L1, L2 : 조명장치
A1, A2 : 냉난방장치

Claims

실내공간의 재실인원을 감지하는 다수의 센서모듈로 마련되며, RF(radio frequency)통신망을 통해 감지정보를 전송하는 감지장치; 및
실내공간 내 조명장치 및 냉난방장치와 연결되며, 상기 감지장치로부터 RF무선통신망을 통해 수신된 감지정보를 기반으로 연결된 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급 상태를 제어하는 제어장치;를 포함하며,
상기 감지장치는,
카운터센서를 이용해 실내공간의 출입구 측에 설치되어 상기 출입구를 통해 출입하는 인원수를 감지하여 재실인원 및 출입시간에 관한 제1감지정보를 생성하는 제1센서모듈;
동작감지센서를 이용해 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제2감지정보를 생성하는 제2센서모듈; 및
상기 제1센서모듈 및 제2센서모듈을 통해 생성된 감지정보를 상기 제어장치에 전송하는 제1통신모듈;를 포함하는 것을 특징으로 하는
재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템.
제1항에 있어서.
상기 제어장치는,
상기 제1통신모듈로부터 감지정보를 수신하는 제2통신모듈;
상기 제2통신모듈을 통해 수신된 제1감지정보 및 제2감지정보를 기반으로 실내공간 내 재실인원을 판단하는 판단모듈;
상기 판단모듈을 통해 실내공간 내 재실인원이 없음이 판단될 시, 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급을 차단하는 전력공급 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는
재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제2센서모듈은 비활성 상태를 기본으로 하는 적외선센서를 더 포함하며,
상기 감지장치는 조도센서를 이용해 실내공간의 조도값을 감지하여 기 설정된 기준조도값 이하로 감지되면, 상기 적외선센서의 활성화 명령신호를 생성하여 상기 적외선 센서를 활성화시키는 제3센서모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제2센서모듈은 비활성 상태를 기본으로 하는 적외선센서를 더 포함하며,
상기 전력공급 제어모듈은 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급 차단 시, 상기 적외선센서의 활성화 명령신호를 생성하여 상기 제2통신모듈을 통해 상기 제1통신모듈에 전달하고, 상기 제1통신모듈을 통해 해당 명령신호를 수신한 상기 감지장치는 상기 제2센서모듈 내 적외선센서를 활성화시키는 것을 특징으로 하는
재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 적외선센서의 활성화 시, 상기 제2센서모듈은 동작감지센서 및 적외선 센서를 이용해 실내공간 내 동체의 움직임을 감지하여 동체의 존재유무에 관한 제3감지정보를 생성하고,
상기 전력공급 제어모듈은 상기 제2통신모듈을 통해 수신된 제3감지정보를 기반으로 상기 판단모듈이 실내공간 내 재실인원을 재판단하여 재실인원이 있을 시, 상기 조명장치 및 냉난방장치의 전력공급 차단을 해제하는 것을 특징으로 하는
재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 감지장치로부터 생성되어 상기 제2통신모듈을 통해 수신되는 각종 감지정보 및 상기 판단모듈을 통해 판단되어진 결과와 상기 전력공급 제어모듈을 통해 제어되어진 결과에 관한 정보를 무선통신망을 이용해 외부로 전송하는 제3통신모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템은,
상기 제3통신모듈과 통신하여 무선통신망을 통해 정보를 제공받고, 제공받은 정보를 기반으로 데이터화하여 기록 및 저장하는 관리서버; 및
상기 관리서버에 무선통신망을 통해 접속하여 내부에 기록 및 저정된 데이터를 확인하기 위한 관리자 단말;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
재실인원에 따른 전력제어 및 관리 시스템.