KR20170094877A - 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템에 있어서, 실내의 온도, 습도, CO2 수치 및 가스 검출 유무 판단을 위한 데이터를 측정하는 실내 환경 데이터 측정 센서, 실내 환경 데이터 측정 센서로부터 측정된 데이터 값을 획득하는 IoT 게이트웨이, IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 IoT 관리 플랫폼 및 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터 값을 이용하여 창문의 개폐여부를 관리하는 창문 개폐장치를 포함하고, IoT 게이트웨이는 실내 환경 데이터 측정 센서와 통신을 통하여 데이터를 획득하기 위한 통신 모듈, 통신 모듈에서 획득한 데이터를 사용자가 알아볼 수 있는 형태로 변환하는 데이터 변환 모듈, 데이터 변환 모듈에 의해 변환된 데이터를 IoT 관리 플랫폼으로 전송하는 데이터 전송 모듈 및 IoT 관리 플랫폼에서 분석한 데이터 값을 획득하여 창문 개폐장치를 제어하는 창문 개폐장치 제어 모듈을 포함하며, 창문 개폐장치는 창문 개폐장치 관리 모듈의 제어 명령에 의해 자동 또는 수동으로 제어되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템 및 방법{THE ROOM VENTILATION CONTROL SYSTEM AND METHOD BASED ON THE IOT(INTERNET OF THINGS)}
본 발명은 실내 환기 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재, 가스누설탐지 및 실내 공기 오염의 신호를 감지하여 사물인터넷(IoT)을 이용하여 실시간으로 창문 개폐장치를 제어하여 실내 공기오염을 정화시키는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템 및 이를 이용하는 방법에 관한 것이다.
근래 과학 기술의 발전과 더불어 건축기술의 발달로 실내환경은 점차 고 기밀, 고 단열화되어 냉난방 에너지 손실을 방지하는데 크게 기여하였다. 그러나 밀폐된 건축물은 환기 부족을 초래하였고, 건축재료와 가구 등에서 방출되는 각종 화학물질과 재실자의 실내활동 과정에서 발생하는 미세먼지나 오염물질을 실외로 적절히 배출하지 못하여 실내 공기 질이 오염되는 상황을 초래하였다. 영유아 및 노약자는 물론 일반 성인도 두통과 메스꺼움을 호소하는 경우가 많고 아토피와 천식 등 다양한 질병이나 건강상의 악영향을 받게 되었다.
또한, 현대사회의 복잡한 생활여건으로 인하여 플랜트 생산시설, 위험시설은 물론 공동 주거 생활시설까지 전력, 통신, 가스, 지역난방, 급배수 설비 등의 생활 시설들을 필수적으로 사용하게 되어 화재, 가스누출 등의 위험성에 항시 노출되어 있고, 맞벌이 부부의 증가 및 노동연령의 상승으로 주거 공간에 사람이 없는 시간이 많아 화재 시 화재 파악 및 초기 대응에 많은 어려움을 겪고 있다.
이에 따라, 공기 오염 및 화재 감지 시스템, 경보 시스템, 보안업체 들의 시스템이 많이 개발되고 있으나, 종래 "유비쿼터스 기반 지능형 도시가스 안전 관리 시스템(KR공개 10-2011-0061190)" 등의 실내 대기 질 및 가스 안전 관리 시스템을 제어하는 기술은 대부분 실내 공기에 존재하는 먼지를 집진기와 필터를 이용하여 제어하는 시스템 및 가스 시설에 대한 모니터링 방법만을 제시하고 있고, 실내환경 정보를 디스플레이 하는 데에 그쳐 위험한 상황 발생 시 자동으로 대응하지 못하는 한계가 존재한다.
본 발명은 전술한 문제점에 대한 대응 방안으로써, 여러 센서 값을 측정하여 실내 공기 오염 정도를 판단하여 환기가 필요한 경우 또는 가스 누출과 같은 위험한 상황이 발생하였을 경우 자동 개폐장치를 제어하여 자동으로 환기를 시켜 주며 사용자에게 상황을 알려주는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예로써, 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템 및 그 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템은 실내의 온도, 습도, CO2 수치 및 가스 검출 유무 판단을 위한 데이터를 측정하는 실내 환경 데이터 측정 센서, 실내 환경 데이터 측정 센서로부터 측정된 데이터 값을 획득하는 IoT 게이트웨이, IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 IoT 관리 플랫폼 및 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터 값을 이용하여 창문의 개폐여부를 관리하는 창문 개폐장치를 포함할 수 있다.
또한, IoT 게이트웨이는 실내 환경 데이터 측정 센서와 통신을 통하여 데이터를 획득하기 위한 통신 모듈, 통신 모듈에서 획득한 데이터를 사용자가 알아볼 수 있는 형태로 변환하는 데이터 변환 모듈, 데이터 변환 모듈에 의해 변환된 데이터를 IoT 관리 플랫폼으로 전송하는 데이터 전송 모듈 및 IoT 관리 플랫폼에서 분석한 데이터 값을 획득하여 창문 개폐장치를 제어하는 창문 개폐장치 제어 모듈을 포함할 수 있고, 창문 개폐장치는 창문 개폐장치 관리 모듈의 제어 명령에 의해 자동 또는 수동으로 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼은 IoT 게이트웨이로부터 전송되는 데이터 값을 획득하는 데이터 획득 모듈, 획득한 데이터 값을 분석하여 창문 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 분석 기능을 하는 데이터 분석 모듈 및 데이터 분석 모듈에 의해 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 IoT 게이트웨이에 전송하는 창문 개폐장치 관리 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 모듈은 획득된 데이터 값이 소정 기준 이상이고 가스가 검출 되는 경우 창문 개폐장치 관리 모듈로 분석 결과를 통지하고, 창문 개폐장치 관리 모듈에서는 통지된 분석 결과에 기초하여 창문 개폐장치로 하여금 창문을 개방하도록 제어할 수 있고, 소정 기준에는 25°C의 온도 수치, 70%의 습도 수치 및 40%의 CO2 수치가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼은 IoT 게이트웨이의 동작 상태를 관리하고 펌웨어 업데이트가 있을 경우 자동으로 업데이트를 진행하는 기능을 제공하는 디바이스 관리 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터는 모바일 단말기에서 구동 가능한 상태 감시 어플리케이션으로 제공되고, 상태 감시 어플리케이션에 인가된 사용자 입력 신호에 기초하여 창문 개폐장치가 제어될 수 있으며, IoT 관리 플랫폼은 획득한 데이터 및 창문 개폐장치의 상태를 사용자가 상태 감시 어플리케이션에서 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하고, 관리자가 IoT 관리 플랫폼의 데이터 저장 상태 및 IoT 관리 플랫폼의 이상 유무를 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하는 어플리케이션 서비스 인터페이스 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, IoT 관리 플랫폼은 각 사용자를 식별하고, 식별된 각각의 사용자에게 권한을 부여하며, IoT 관리 플랫폼을 관리할 수 있는 관리자용 관리 기능을 제공하는 사용자 관리 모듈을 더 포함할 수 있고, 상태 감시 어플리케이션으로 전송되는 데이터 보안 및 창문 개폐장치를 제어하기 위해 전송되는 데이터의 보안을 위한 암호화 기능을 제공하는 보안 모듈 및 데이터 획득 모듈을 통해 획득된 데이터를 IoT 게이트웨이 별로 세분화하여 데이터베이스에 저장하여 관리하는 데이터 저장 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법은 실내 환경 데이터 측정 센서가 실내의 온도, 습도, CO2 수치 및 가스 검출 유무 판단을 위한 데이터를 측정하는 단계, IoT 게이트웨이에서 실내 환경 데이터 측정 센서로부터 측정된 데이터 값을 획득하는 단계, IoT 관리 플랫폼에서 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계 및 창문 개폐장치에서 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터 값을 이용하여 창문의 개폐여부를 관리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 게이트웨이에서 실내 환경 데이터 측정 센서로부터 측정된 데이터 값을 획득하는 단계는 실내 환경 데이터 측정 센서와 통신 모듈을 통하여 데이터를 획득하는 단계, 통신 모듈에서 획득한 데이터를 사용자가 알아볼 수 있는 형태로 변환하는 단계, 변환된 데이터를 IoT 관리 플랫폼으로 전송하는 단계 및 IoT 관리 플랫폼에서 분석한 데이터 값을 획득하여 창문 개폐장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 창문 개폐장치는 창문 개폐장치 관리 모듈의 제어 명령에 의해 자동 또는 수동으로 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼에서 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 IoT 게이트웨이로부터 전송되는 데이터 값을 획득하는 단계, 획득한 데이터 값을 분석하여 창문 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 분석을 하는 단계 및 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 IoT 게이트웨이에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 획득한 데이터 값을 분석하여 창문 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 분석을 하는 단계는 획득된 데이터 값이 소정 기준 이상이고 가스가 검출 되는 경우 창문 개폐장치 관리 모듈로 분석 결과를 통지하고, 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 IoT 게이트웨이에 전송하는 단계에서는 통지된 분석 결과에 기초하여 창문 개폐장치로 하여금 창문을 개방하도록 제어할 수 있고, 소정 기준에는 25°C의 온도 수치, 70%의 습도 수치 및 40%의 CO2 수치가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼에서 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 IoT 게이트웨이의 동작 상태를 관리하고 펌웨어 업데이트가 있을 경우 자동으로 업데이트를 진행하는 기능을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터는 모바일 단말기에서 구동 가능한 상태 감시 어플리케이션으로 제공되고, 상태 감시 어플리케이션에 인가된 사용자 입력 신호에 기초하여 창문 개폐장치가 제어될 수 있으며, IoT 관리 플랫폼에서 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 획득한 데이터 및 창문 개폐장치의 상태를 사용자가 상태 감시 어플리케이션에서 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하고, 관리자가 IoT 관리 플랫폼의 데이터 저장 상태 및 IoT 관리 플랫폼의 이상 유무를 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하는 단계 및 IoT 관리 플랫폼에서 각 사용자를 식별하고, 식별된 각각의 사용자에게 권한을 부여하며, IoT 관리 플랫폼을 관리할 수 있는 관리자용 관리 기능을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼에서 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 상태 감시 어플리케이션으로 전송되는 데이터 보안 및 창문 개폐장치를 제어하기 위해 전송되는 데이터의 보안을 위한 암호화 기능을 제공하는 단계 및 획득된 데이터를 IoT 게이트웨이 별로 세분화하여 데이터베이스에 저장하여 관리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로써, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템 및 그 방법을 이용하면, 실내 환경 감지 센서를 구축하여 공기 오염 정도를 측정하고 가스 누출 여부를 감시함으로써 실내 환경을 쾌적하게 유지하고, 가스 사고 발생을 미연에 예방할 수 있다.
또한, 사용자가 설정한 기준에 해당되면 자동으로 창문이 개폐될 뿐만 아니라, 사용자가 모바일 어플리케이션을 이용하여 직접 창문 개폐 여부를 결정할 수 있어 편의성 및 관리 효율성이 증대될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보안을 위한 암호화 기능을 통해 개인 정보 보호가 가능하고, 획득된 데이터를 데이터베이스에 저장하여 특정 기간의 평균 수치를 확인하여 사용자의 주거 환경 개선에 일조할 수 있다.
도 1은 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 게이트웨이를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 플랫폼을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 데이터 분석 모듈이 자동 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 조건을 나타낸다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 자동 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 수동 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 감시 어플리케이션을 이용한 창문 개폐장치의 수동 제어를 나타낸다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 감시 어플리케이션을 이용한 감시 및 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예로써, 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템(100) 및 그 방법이 제공될 수 있다.
사물인터넷(IoT)이란, 정보 통신 기술을 기반으로 실세계(physical world)와 가상 세계(virtual world)의 다양한 사물들을 연결하여 진보된 서비스를 제공하기 위한 서비스 기반 시설을 의미한다. 유비쿼터스 공간을 구현하기 위한 인프라 컴퓨팅 기기들이 사물에 연결되어 사물 그 자체가 지능화되는 것부터 사람과 사물, 사물과 사물 간에 지능통신을 할 수 있는 사물 통신(M2M: Machine to Machine)의 개념을 인터넷으로 확장하여 사물은 물론, 현실과 가상 세계의 모든 정보와 상호 작용을 하는 개념으로 진화했다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템(100)은 실내의 온도, 습도, CO2 수치 및 가스 검출 유무 판단을 위한 데이터를 측정하는 실내 환경 데이터 측정 센서(1000), 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)로부터 측정된 데이터 값을 획득하는 IoT 게이트웨이(2000), IoT 게이트웨이(2000)로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 IoT 관리 플랫폼(4000) 및 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 분석된 데이터 값을 이용하여 창문의 개폐여부를 관리하는 창문 개폐장치(5000)를 포함할 수 있다.
이 때, 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)는 온도 측정 센서(1100), 습도 측정 센서(1200), CO2 측정 센서(1300), 가스 누출 판단 센서(1400) 등을 포함할 수 있는데, 각 센서들은 무선(Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee 등) 또는 유선 방식으로 IoT 게이트웨이(2000)의 통신 모듈(2100)로 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)의 측정 주기는 초기 설치 시 IoT 게이트웨이(2000)의 통신 모듈(2100)에서 설정하여 수신할 수 있고, 측정 주기는 사용자 또는 관리자에 의해 임의로 변경 가능하다. 단위는 초(sec) 단위로 설정될 수 있고, 단위는 사용자 또는 관리자에 의해 임의로 변경할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 게이트웨이를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 게이트웨이(2000)는 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)와 통신을 통하여 데이터를 획득하기 위한 통신 모듈(2100), 통신 모듈(2100)에서 획득한 데이터를 사용자가 알아볼 수 있는 형태로 변환하는 데이터 변환 모듈(2200), 데이터 변환 모듈(2200)에 의해 변환된 데이터를 IoT 관리 플랫폼(4000)으로 전송하는 데이터 전송 모듈(2300) 및 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 분석한 데이터 값을 획득하여 창문 개폐장치(5000)를 제어하는 창문 개폐장치 제어 모듈(2400)을 포함할 수 있고, 창문 개폐장치(5000)는 창문 개폐장치 관리 모듈(4300)의 제어 명령에 의해 자동 또는 수동으로 제어될 수 있다.
또한, IoT 게이트웨이는 각 센서들로부터 수집한 데이터를 IoT 관리 플랫폼으로 전송하기 위하여 데이터 변환 모듈(2200)을 이용하거나, 다양한 프로토콜(HTTP, CoAP, MQTT)을 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 플랫폼을 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 데이터 분석 모듈이 자동 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 조건을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)은 IoT 게이트웨이(2000)로부터 전송되는 데이터 값을 획득하는 데이터 획득 모듈(4100), 획득한 데이터 값을 분석하여 창문 개폐장치(5000)의 상태를 제어하기 위한 분석 기능을 하는 데이터 분석 모듈(4200) 및 데이터 분석 모듈(4200)에 의해 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 IoT 게이트웨이(2000)에 전송하는 창문 개폐장치 관리 모듈(4300)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 모듈(4200)은 획득된 데이터 값이 소정 기준 이상이고 가스가 검출 되는 경우 창문 개폐장치 관리 모듈(4300)로 분석 결과를 통지하고, 창문 개폐장치 관리 모듈(4300)에서는 통지된 분석 결과에 기초하여 창문 개폐장치(5000)로 하여금 창문을 개방하도록 제어할 수 있고, 소정 기준에는 25°C의 온도 수치, 70%의 습도 수치 및 40%의 CO2 수치가 포함될 수 있다. 이 때, 각 데이터 분석 모듈(4200)에 의해 분석된 데이터의 창문 개방 기준은 사용자가 임의로 설정하거나 변경할 수 있다.
온도 센서는 물체의 차고 뜨거운 정도를 수량으로 나타낸 것으로, 본 명세서에서는 1기압에서 물이 녹는점을 0°C, 끓는점을 100°C로 정하여 그 사이를 100등분하여 단위로 정한 섭씨 온도를 의미한다. 또한, 본 명세서의 습도는 특정한 온도의 대기 중에 포함되어 있는 수증기의 압력을 그 온도의 포화 수증기 압력으로 나눈 상대습도를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)은 IoT 게이트웨이(2000)의 동작 상태를 관리하고 펌웨어 업데이트가 있을 경우 자동으로 업데이트를 진행하는 기능을 제공하는 디바이스 관리 모듈(4400)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 분석된 데이터는 모바일 단말기에서 구동 가능한 상태 감시 어플리케이션(6000)으로 제공되고, 상태 감시 어플리케이션(6000)에 인가된 사용자 입력 신호에 기초하여 창문 개폐장치(5000)가 제어될 수 있으며, IoT 관리 플랫폼(4000)은 획득한 데이터 및 창문 개폐장치(5000)의 상태를 사용자가 상태 감시 어플리케이션(6000)에서 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하고, 관리자가 IoT 관리 플랫폼(4000)의 데이터 저장 상태 및 IoT 관리 플랫폼(4000)의 이상 유무를 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하는 어플리케이션 서비스 인터페이스 모듈(4800)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)은 각 사용자를 식별하고, 식별된 각각의 사용자에게 권한을 부여하며, IoT 관리 플랫폼(4000)을 관리할 수 있는 관리자용 관리 기능을 제공하는 사용자 관리 모듈(4500)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)은 상태 감시 어플리케이션(6000)으로 전송되는 데이터 보안 및 창문 개폐장치(5000)를 제어하기 위해 전송되는 데이터의 보안을 위한 암호화 기능을 제공하는 보안 모듈(4600) 및 데이터 획득 모듈(4100)을 통해 획득된 데이터를 IoT 게이트웨이(2000) 별로 세분화하여 데이터베이스에 저장하여 관리하는 데이터 저장 모듈(4700)을 더 포함할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 자동 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템(100)을 이용한 실내 환기 제어 방법은 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)가 실내의 온도, 습도, CO2 수치 및 가스 검출 유무 판단을 위한 데이터를 측정하는 단계, IoT 게이트웨이(2000)에서 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)로부터 측정된 데이터 값을 획득하는 단계, IoT 관리 플랫폼(4000)에서 IoT 게이트웨이(2000)로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계 및 창문 개폐장치(5000)에서 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 분석된 데이터 값을 이용하여 창문의 개폐여부를 관리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 게이트웨이(2000)에서 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)로부터 측정된 데이터 값을 획득하는 단계는 실내 환경 데이터 측정 센서(1000)와 통신 모듈(2100)을 통하여 데이터를 획득하는 단계, 통신 모듈(2100)에서 획득한 데이터를 사용자가 알아볼 수 있는 형태로 변환하는 단계, 변환된 데이터를 IoT 관리 플랫폼(4000)으로 전송하는 단계 및 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 분석한 데이터 값을 획득하여 창문 개폐장치(5000)를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 창문 개폐장치(5000)는 창문 개폐장치 관리 모듈(4300)의 제어 명령에 의해 자동 또는 수동으로 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 IoT 게이트웨이(2000)로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 IoT 게이트웨이(2000)로부터 전송되는 데이터 값을 획득하는 단계, 획득한 데이터 값을 분석하여 창문 개폐장치(5000)의 상태를 제어하기 위한 분석을 하는 단계 및 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 IoT 게이트웨이(2000)에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 획득한 데이터 값을 분석하여 창문 개폐장치(5000)의 상태를 제어하기 위한 분석을 하는 단계는 획득된 데이터 값이 소정 기준 이상이고 가스가 검출 되는 경우 창문 개폐장치 관리 모듈(4300)로 분석 결과를 통지하고, 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 IoT 게이트웨이(2000)에 전송하는 단계에서는 통지된 분석 결과에 기초하여 창문 개폐장치(5000)로 하여금 창문을 개방하도록 제어할 수 있고, 소정 기준에는 25°C의 온도 수치, 70%의 습도 수치 및 40%의 CO2 수치가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 IoT 게이트웨이(2000)로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 IoT 게이트웨이(2000)의 동작 상태를 관리하고 펌웨어 업데이트가 있을 경우 자동으로 업데이트를 진행하는 기능을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 수동 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 감시 어플리케이션을 이용한 창문 개폐장치의 수동 제어를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 분석된 데이터는 모바일 단말기에서 구동 가능한 상태 감시 어플리케이션(6000)으로 제공되고, 상태 감시 어플리케이션(6000)에 인가된 사용자 입력 신호에 기초하여 창문 개폐장치(5000)가 제어될 수 있으며, IoT 관리 플랫폼(4000)에서 IoT 게이트웨이(2000)로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 획득한 데이터 및 창문 개폐장치(5000)의 상태를 사용자가 상태 감시 어플리케이션(6000)에서 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하고, 관리자가 IoT 관리 플랫폼(4000)의 데이터 저장 상태 및 IoT 관리 플랫폼(4000)의 이상 유무를 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하는 단계 및 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 각 사용자를 식별하고, 식별된 각각의 사용자에게 권한을 부여하며, IoT 관리 플랫폼(4000)을 관리할 수 있는 관리자용 관리 기능을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 감시 어플리케이션을 이용한 감시 및 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 관리 플랫폼(4000)에서 IoT 게이트웨이(2000)로부터 제공된 데이터를 분석하고 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 상태 감시 어플리케이션(6000)으로 전송되는 데이터 보안 및 창문 개폐장치(5000)를 제어하기 위해 전송되는 데이터의 보안을 위한 암호화 기능을 제공하는 단계 및 획득된 데이터를 IoT 게이트웨이(2000) 별로 세분화하여 데이터베이스에 저장하여 관리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법과 관련하여서는 전술한 시스템에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 방법과 관련하여, 전술한 시스템에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비 휘발성 매체, 분리형 및 비 분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비 휘발성, 분리형 및 비 분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템
1000: 실내 환경 데이터 측정 센서
1100: 온도 측정 센서
1200: 습도 측정 센서
1300: CO2 측정 센서
1400: 가스 누출 판단 센서
2000, 2001, 2002, 2003, 2004: IoT 게이트웨이
2100: 통신 모듈
2200: 데이터 변환 모듈
2300: 데이터 전송 모듈
2400: 창문 개폐장치 제어 모듈
3000: 인터페이스
4000: IoT 관리 플랫폼
4100: 데이터 획득 모듈
4200: 데이터 분석 모듈
4300: 창문 개폐장치 관리 모듈
4400: 디바이스 관리 모듈
4500: 사용자 관리 모듈
4600: 보안 모듈
4700: 데이터 저장 모듈
4800: 어플리케이션 서비스 인터페이스 모듈
5000: 창문 개폐장치
6000: 상태 감시 어플리케이션

Claims (14)

  1. 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템에 있어서,
    실내의 온도, 습도, CO2 수치 및 가스 검출 유무 판단을 위한 데이터를 측정하는 실내 환경 데이터 측정 센서;
    상기 실내 환경 데이터 측정 센서로부터 상기 측정된 데이터 값을 획득하는 IoT 게이트웨이;
    상기 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 상기 시스템을 관리하며 제어하는 IoT 관리 플랫폼; 및
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터 값을 이용하여 창문의 개폐여부를 관리하는 창문 개폐장치를 포함하고,
    상기 IoT 게이트웨이는,
    상기 실내 환경 데이터 측정 센서와 통신을 통하여 상기 데이터를 획득하기 위한 통신 모듈;
    상기 통신 모듈에서 획득한 데이터를 사용자가 알아볼 수 있는 형태로 변환하는 데이터 변환 모듈;
    상기 데이터 변환 모듈에 의해 변환된 데이터를 상기 IoT 관리 플랫폼으로 전송하는 데이터 전송 모듈; 및
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 분석한 데이터 값을 획득하여 상기 창문 개폐장치를 제어하는 창문 개폐장치 제어 모듈을 포함하며, 상기 창문 개폐장치는 상기 창문 개폐장치 관리 모듈의 제어 명령에 의해 자동 또는 수동으로 제어되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼은,
    상기 IoT 게이트웨이로부터 전송되는 데이터 값을 획득하는 데이터 획득 모듈;
    상기 획득한 데이터 값을 분석하여 상기 창문 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 분석 기능을 하는 데이터 분석 모듈; 및
    상기 데이터 분석 모듈에 의해 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 상기 IoT 게이트웨이에 전송하는 창문 개폐장치 관리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 분석 모듈은 상기 획득된 데이터 값이 소정 기준 이상이고 가스가 검출 되는 경우 상기 창문 개폐장치 관리 모듈로 분석 결과를 통지하고, 상기 창문 개폐장치 관리 모듈에서는 상기 통지된 분석 결과에 기초하여 상기 창문 개폐장치로 하여금 창문을 개방하도록 제어하며,
    상기 소정 기준에는 25°C의 온도 수치, 70%의 습도 수치 및 40%의 CO2 수치가 포함되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼은 상기 IoT 게이트웨이의 동작 상태를 관리하고 펌웨어 업데이트가 있을 경우 자동으로 업데이트를 진행하는 기능을 제공하는 디바이스 관리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터는 모바일 단말기에서 구동 가능한 상태 감시 어플리케이션으로 제공되고, 상기 상태 감시 어플리케이션에 인가된 사용자 입력 신호에 기초하여 상기 창문 개폐장치가 제어될 수 있으며,
    상기 IoT 관리 플랫폼은 상기 획득한 데이터 및 상기 창문 개폐장치의 상태를 사용자가 상기 상태 감시 어플리케이션에서 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하고, 관리자가 상기 IoT 관리 플랫폼의 데이터 저장 상태 및 상기 IoT 관리 플랫폼의 이상 유무를 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하는 어플리케이션 서비스 인터페이스 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼은 각 사용자를 식별하고, 식별된 각각의 사용자에게 권한을 부여하며, 상기 IoT 관리 플랫폼을 관리할 수 있는 관리자용 관리 기능을 제공하는 사용자 관리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼은,
    상기 상태 감시 어플리케이션으로 전송되는 데이터 보안 및 상기 창문 개폐장치를 제어하기 위해 전송되는 데이터의 보안을 위한 암호화 기능을 제공하는 보안 모듈; 및
    상기 데이터 획득 모듈을 통해 획득된 데이터를 상기 IoT 게이트웨이 별로 세분화하여 데이터베이스에 저장하여 관리하는 데이터 저장 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템.
  8. 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법에 있어서,
    실내 환경 데이터 측정 센서가 실내의 온도, 습도, CO2 수치 및 가스 검출 유무 판단을 위한 데이터를 측정하는 단계;
    IoT 게이트웨이에서 상기 실내 환경 데이터 측정 센서로부터 상기 측정된 데이터 값을 획득하는 단계;
    IoT 관리 플랫폼에서 상기 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 상기 시스템을 관리하며 제어하는 단계; 및
    창문 개폐장치에서 상기 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터 값을 이용하여 창문의 개폐여부를 관리하는 단계를 포함하고,
    상기 IoT 게이트웨이에서 상기 실내 환경 데이터 측정 센서로부터 상기 측정된 데이터 값을 획득하는 단계는,
    상기 실내 환경 데이터 측정 센서와 통신 모듈을 통하여 상기 데이터를 획득하는 단계;
    상기 통신 모듈에서 획득한 데이터를 사용자가 알아볼 수 있는 형태로 변환하는 단계;
    상기 변환된 데이터를 상기 IoT 관리 플랫폼으로 전송하는 단계; 및
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 분석한 데이터 값을 획득하여 상기 창문 개폐장치를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 창문 개폐장치는 상기 창문 개폐장치 관리 모듈의 제어 명령에 의해 자동 또는 수동으로 제어되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 상기 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 상기 시스템을 관리하며 제어하는 단계는,
    상기 IoT 게이트웨이로부터 전송되는 데이터 값을 획득하는 단계;
    상기 획득한 데이터 값을 분석하여 상기 창문 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 분석을 하는 단계; 및
    상기 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 상기 IoT 게이트웨이에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 획득한 데이터 값을 분석하여 상기 창문 개폐장치의 상태를 제어하기 위한 분석을 하는 단계는 상기 획득된 데이터 값이 소정 기준 이상이고 가스가 검출 되는 경우 상기 창문 개폐장치 관리 모듈로 분석 결과를 통지하고, 상기 분석된 데이터에 기초하여 결정된 제어 명령을 상기 IoT 게이트웨이에 전송하는 단계에서는 상기 통지된 분석 결과에 기초하여 상기 창문 개폐장치로 하여금 창문을 개방하도록 제어하며,
    상기 소정 기준에는 25°C의 온도 수치, 70%의 습도 수치 및 40%의 CO2 수치가 포함되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 상기 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 상기 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 상기 IoT 게이트웨이의 동작 상태를 관리하고 펌웨어 업데이트가 있을 경우 자동으로 업데이트를 진행하는 기능을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 분석된 데이터는 모바일 단말기에서 구동 가능한 상태 감시 어플리케이션으로 제공되고, 상기 상태 감시 어플리케이션에 인가된 사용자 입력 신호에 기초하여 상기 창문 개폐장치가 제어될 수 있으며,
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 상기 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 상기 시스템을 관리하며 제어하는 단계는 상기 획득한 데이터 및 상기 창문 개폐장치의 상태를 사용자가 상기 상태 감시 어플리케이션에서 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하고, 관리자가 상기 IoT 관리 플랫폼의 데이터 저장 상태 및 상기 IoT 관리 플랫폼의 이상 유무를 확인할 수 있도록 하기 위한 인터페이스 기능을 제공하는 단계; 및
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 각 사용자를 식별하고, 식별된 각각의 사용자에게 권한을 부여하며, 상기 IoT 관리 플랫폼을 관리할 수 있는 관리자용 관리 기능을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 IoT 관리 플랫폼에서 상기 IoT 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하고 상기 시스템을 관리하며 제어하는 단계는,
    상기 상태 감시 어플리케이션으로 전송되는 데이터 보안 및 상기 창문 개폐장치를 제어하기 위해 전송되는 데이터의 보안을 위한 암호화 기능을 제공하는 단계; 및
    상기 획득된 데이터를 상기 IoT 게이트웨이 별로 세분화하여 데이터베이스에 저장하여 관리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT) 기반의 실내 환기 제어 시스템을 이용한 실내 환기 제어 방법.
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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