KR20170107939A - 자동 절수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동절수장치에 관한 것으로서, 물의 유량을 측정하기 위한 유량 측정 센서부와, 수도의 외부에 설치되어 인체의 접근과 동작을 감지하는 적외선 센서부, 사람의 음성 명령을 인식하는 음성인식부, 상기 각 구성부의 동작과 정보를 처리하는 중앙처리부 및 중앙처리부에서 받은 정보를 디지털 결과로 출력하는 디스플레이부, 전원을 공급하는 전원부, 중앙처리부와 전원부로부터 받은 전기적 신호와 전력으로 밸브를 조절하여 급수와 단수를 조절하는 유량조절부를 포함할 수 있다.

Description

자동 절수 장치{Automatic water saving equipment}

본 발명은 자동절수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 센서와 음성인식부, 유량 측정 센서부를 이용하여 사용자가 원하는 시점에 절수를 하고 또 이의 절수량을 확인할 수 있는 자동절수장치에 관한 것이다.

가정에서 수도 사용량의 절감을 위해서 페달을 밟아 물의 급수와 단수를 조절하는 장치를 설치하거나 설거지의 대용으로 식기세척기를 설치하여 사용하고 있다.

식기세척기는 적은 양의 물을 사용하여 식기를 세척하여 설거지 시 사용하는 수도 사용량을 크게 줄일 수 있으나, 작동을 위해 전기가 필요하며, 별도의 전용세제를 지속적으로 구입하여 공급해야 하는 단점이 있다.

그리고 식기세척기 내 식기의 배열이 올바르지 않으면 세척이 제대로 되지 않아 다시 식기세척기를 작동해야 하며, 밥풀의 완벽한 제거를 위해서는 식기세척기에 넣기 전 애벌 설거지를 반드시 해야 하므로 추가로 수도를 사용해야 한다.

그리고 식기세척기는 고가의 제품으로 이를 사용함으로써 수도 사용을 절감하여 얻는 이득이 반드시 크다고 볼 수 없으며, 설거지에서만 수도의 사용을 절감할 수 있다는 한계가 있다.

일반적인 수도 사용의 절감을 위해 출원번호 20-2007-0006927 페달형 수도밸브 장치가 개발되어 사용되고 있으나, 수도의 급수와 단수를 위해서 지속적으로 페달을 밟아주어야 하므로 수도 사용시 이동 반경이 제한적이라는 단점이 있다.

출원번호 20-2003-0030156 음성인식을 이용한 절수장치도 있으나 수도의 급수와 단수를 위해서 반복적으로 음성 명령어를 사용해야 하므로 사용자가 피로감을 느낄 수 있으며, 수도 사용시의 소음에 의해서 음성 인식이 정확하게 되지 않을 가능성이 있다는 단점도 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 기존에 존재하는 기술을 응용한 것으로서, 본 발명의 목적은 음성인식과 적외선 감지 센서를 활용하여 수도의 사용을 절감하기 위한 자동절수장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동절수장치는 수도 장치에 설치되며 물의 유량을 측정하기 위한 유량 측정 센서부와, 수도의 외부에 설치되어 인체의 접근과 동작을 감지하는 적외선 센서부, 사람의 음성 명령을 인식하는 음성 인식부, 상기 각 구성부의 동작과 정보를 처리하는 중앙처리부 및 중앙처리부에서 받은 정보를 디지털 결과로 출력하는 디스플레이부, 전원을 공급하는 전원부, 중앙처리부와 전원부로부터 받은 전기적 신호와 전력으로 밸브를 조절하여 급수와 단수를 조절하는 유량조절부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 자동절수장치의 유량 측정 센서부는 수도 장치의 배관 내부 또는 수도꼭지 입구에 설치되어 수도 배관 내부를 흐르는 시간당 유량을 측정하고 그 정보를 중앙처리부에 전달한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치의 적외선 센서부는 중앙처리부에서 작동 신호를 받은 시점으로부터 적외선을 실시간으로 방출하여 인체의 동작을 감지하고 감지 여부를 중앙처리부로 전달한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치의 음성 인식부는 중앙처리부에 전원이 공급되는 시점부터 실시간으로 작동되어 사람의 특정 음성 명령어를 인식한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치의 상기 디스플레이부는 중앙처리부에서 전달하는 실시간 유량 측정값, 절수량, 절수 모드의 시작과 종료 정보를 디지털 문자 또는 그림으로 출력한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치의 중앙처리부는 타이머를 구비하고 음성인식부로부터 절수 모드 시작 명령어를 입력 받음과 동시에 타이머와 적외선 센서의 작동을 시작하고 절수 모드 종료 명령어를 입력 받음과 동시에 타이머와 적외선 센서의 작동을 종료한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치의 전원부는 건전지, 충전지 또는 전원 콘센트에 연결되어 상기 각 구성부에 전원을 공급한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치의 유량조절부는 수도의 수도꼭지를 직접 돌리는 장치 또는 수도 내부에 설치되는 자동 밸브를 구비하여 중앙처리부에서 받은 전기적 신호와 전원부로부터 받은 전력을 이용하여 단수와 급수를 조절한다.

다른 측면에서 본 발명에 따른 자동절수장치는 절수 모드를 시작하는 음성명령어를 음성으로 음성인식부에 입력하는 단계, 수신된 음성명령어를 인식하고 적외선 센서부, 유량측정 센서부, 중앙처리부에 구비된 타이머의 작동을 시작하는 단계, 절수 모드를 종료하는 음성명령어를 음성으로 음성인식부에 입력하는 단계, 수신된 음성명령어를 인식하고 적외선 센서부, 유량측정 센서부, 중앙처리부에 구비된 타이머의 작동을 종료하는 단계, 중앙처리부에서 계산한 절수량을 디스플레이에 출력하는 단계로 작동한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치는 적외선 센서부의 작동 시작 후 인체가 근접한 것을 적외선 센서가 감지하였을 때 급수를 시작하고, 인체의 거리가 멀어져서 적외선 센서에 감지가 되지 않을 때 단수를 시작한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치는 절수 모드 시작과 절수 모드 종료까지 시간간격 중 중앙처리부에 구비된 타이머를 이용하여 측정한 급수를 하지 않는 총 시간과 유량측정센서부와 타이머를 이용하여 측정한 시간당 유량의 곱으로 절수량을 계산한다.

또한 본 발명에 따른 자동절수장치는 절수 모드 시작 이후 적외선 센서의 감지를 통해 첫 번째로 급수를 시작한 시점에 유량측정센서부를 통해 시간당 유량을 측정한다.

본 발명에 따른 자동절수장치는 음성 명령어를 이용하여 절수 모드의 시작과 종료를 수행하므로 사용자의 반복적인 음성 명령어의 사용으로 인한 피로감을 감소시켰으며, 적외선센서에 물체가 감지되었을 때에만 급수를 하여 수도의 절수량을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동절수장치는 유량측정센서와 타이머를 이용하여 절수량을 계산하여 디스플레이를 통해 출력하므로 사용자가 이를 확인할 수 있으므로 절감에 대한 심리적인 만족감을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동절수장치의 시스템 구성을 도시하는 블록도.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동절수장치의 동작을 도시하는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동절수장치가 절수량을 계산하기 위한 방법의 예시를 도시하는 예시도.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동절수장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동절수장치의 시스템 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 자동절수장치는 적외선 센서부(101), 유량측정 센서부(102), 음성인식부(103), 중앙처리부(104), 유량조절부(105), 디스플레이부(106), 전원부(107)을 포함할 수 있다.

적외선 센서부(101)는 공중화장실이나 공용주차장 등에서 사용하고 있는 일반적인 센서로 중앙처리부(104)에서 작동 신호를 받은 시점으로부터 적외선을 실시간으로 방출하여 인체의 동작을 감지하고 감지 여부를 중앙처리부(104)로 전달한다.

유량조절부(105)는 수도의 수도꼭지에 직접 연결되어 돌리거나 수도 내부에 설치되는 자동 밸브를 구비하여 중앙처리부(104)에서 받은 전기 신호와 전원부(107)로부터 받은 전력을 이용하여 단수와 급수를 조절한다.

적외선 센서부(101)는 작동 시작 후 인체가 근접한 것을 적외선 센서(101)가 감지하였을 때 급수를 시작하고, 인체의 거리가 멀어져서 적외선 센서(101)에 감지가 되지 않을 때 단수를 시작할 수 있도록 전기 신호를 중앙처리부(104)로 보내며, 중앙처리부(104)에서는 이러한 전기 신호를 받아 유량조절부(105)로 전달하여 수도꼭지나 자동밸브를 열고 닫아 단수와 급수를 조절한다.

유량 측정 센서부(102)는 일반적으로 통용되어 사용되는 유량 측정 센서로서 차압식, 면적식, 용적시, Vortex, 열식 질량 등의 유량 측정 방식을 모두 포함하며, 수도 장치의 배관 내부 또는 물이 나오는 수도꼭지 입구에 설치되어 수도 배관 내부를 흐르는 시간당 유량을 측정하고 그 정보를 중앙처리부(104)에 전달한다.

음성 인식부(103)는 일반적으로 통용되어 사용하는 소형 마이크와 음성을 인식하는 센서로 구성되며 중앙처리부(104)에 전원이 공급되는 시점부터 실시간으로 작동되어 사람의 특정 음성 명령어를 인식한다.

이때 음성 인식부(103)가 인식할 수 있는 음성명령어는 절수 모드의 시작과 종료를 인식시킬 있도록 최소 2가지의 형태이며, 예를 들어 “절수 모드 시작”, “절수 모드 종료”와 같은 짧은 단어로 구성된다.

음성 인식부(103)를 통해 입력 받은 음성명령어는 절수 모드의 시작과 종료를 인지할 수 있는 전기 신호로 변환되어 중앙처리부(104)로 전달된다.

디스플레이부(106)는 일반적으로 휴대폰과 소형 전자기기에서 사용하는 소형 LCD 모니터의 형태로 중앙처리부(104)에서 전달하는 실시간 유량 측정값, 절수량, 절수 모드의 시작과 종료 정보를 디지털 문자 또는 그림을 컬러 또는 흑백 화면으로 출력한다.

중앙처리부(104)는 일종의 소형 중앙처리장치(CPU)로그 내부에 타이머를 구비하고 음성인식부(103)로부터 절수 모드 시작 명령어를 입력 받음과 동시에 타이머와 적외선 센서(101)의 작동을 시작할 수 있도록 전기 신호를 전달하고, 절수 모드 종료 명령어를 입력 받음과 동시에 타이머와 적외선 센서(101)의 작동을 종료할 수 있도록 전기 신호를 보낸다.

또한 도면에는 도시되지 않았지만 내부에 구비된 타이머가 측정하는 시간을 임시로 저장하기 위한 메모리와 같은 저장장치도 포함되어 있다.

전원부(107)는 본 자동절수장치의 각 구성요소에 전원을 공급하는 장치로 일반적으로 사용하는 건전지 또는 충전지를 통해서 전원을 공급하거나 전원 콘센트에 직접 연결된다.

도2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동절수장치의 동작을 도시하는 순서도이다.

도2를 참조하면 먼저 절수 모드를 시작하기 위한 음성명령어를 사람의 음성으로 음성인식부(103)에 입력하고(210), 그 후 음성인식부(103)에서 시작음성명령어를 인식한다.(220)

그 후 인식한 시작 음성명령어를 중앙처리부(104)에서 인식하여 적외선 센서부(101), 유량측정 센서부(102)에 전기신호를 보내어 작동을 시작하고, 중앙처리부(104)는 내부에 구비된 타이머의 작동을 시작한다.(230)

그 후 사용자가 본 자동절수장치의 사용을 완료 하고 절수모드를 종료하는 음성명령어를 음성으로 음성인식부(103)에 입력하고(240), 음성인식부(103)에서는 종료 음성명령어를 인식한다.(250)

그 후 인식한 종료 음성명령어를 중앙처리부(104)에서 인식하여 적외선 센서부(101), 유량측정 센서부(102)에 전기신호를 보내어 작동을 종료하고,중앙처리부(104)는 내부에 구비된 타이머의 작동을 종료한다.(260)

이 때 중앙처리부(104)에서는 절수 모드가 운영되는 동안 계산한 절수량을 그림 또는 디지털 문자의 형태로 디스플레이에 출력한다.(270)

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동절수장치가 절수량을 계산하기 위한 방법의 예시를 도시하는 도면이다.

도 3를 참조하면 절수량은 절수 모드 시작과 절수 모드 종료까지 시간간격 중 중앙처리부(104)에 구비된 타이머를 이용하여 측정한 급수를 하지 않는 총 시간과 유량측정센서부(102)와 타이머를 이용하여 측정한 시간당 유량의 곱으로 계산하게 된다.

도 3을 통해서 좀 더 상세히 설명하면, 절수 모드 시작 후 적외선 센서(101)의 감지로 급수 전까지의 시간 a와 적외선 센서(101) 감지 후 단수를 시작하여 두 번째 급수 시작 전까지의 시간 b와 두 번째 단수에서부터 절수 모드가 종료되어 타이머가 종료될 때까지의 시간 c와 유량측정센서부(102)로 측정한 시간당 유량의 곱이 절수량이 된다.

이를 도3을 참조하여 수식으로 표현하면 아래와 같다.

절수량 = (a + b + c) x 시간당 유량

이때 시간당 유량은, 절수 모드 시작 이후 적외선 센서(101)의 감지를 통해 첫 번째로 급수를 시작한 시점에 유량측정센서부(102)를 통해 측정하며, 이의 측정시간 단위는 초(second)로 하는 것이 바람직하다.

예를 들어 유량측정센서부(102)를 통해 측정한 유량이 50ml/sec, a와 b, c의 시간이 각각 10초, 5초, 10초일 경우 이의 절수량은 (10 + 5 + 10) x 50ml/sec로 1,250ml가 된다.

즉, 본 자동절수장치를 사용하지 않을 경우에는 1,250ml의 물이 그대로 낭비되는 것이다.

본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속단하고 할 것이다.

101: 적외선 센서부
102: 유량 측정 센서부
103: 음성 인식부
104: 중앙처리부
105: 유량 조절부
106: 디스플레이부
107: 전원부

Claims (12)

1. 수도 장치에 설치되어 사용하는 자동절수장치로서,
   물의 유량을 측정하기 위한 유량 측정 센서부와, 수도의 외부에 설치되어 인체의 접근과 동작을 감지하는 적외선 센서부, 사람의 음성 명령을 인식하는 음성 인식부, 상기 각 구성부의 동작과 정보를 처리하는 중앙처리부 및 중앙처리부에서 받은 정보를 디지털 결과로 출력하는 디스플레이부, 전원을 공급하는 전원부, 중앙처리부와 전원부로부터 받은 전기적 신호와 전력으로 밸브를 조절하여 급수와 단수를 조절하는 유량조절부를 포함하여 구성하는 것으로 특징으로하는 자동절수장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 유량 측정 센서부는,
   수도 장치의 배관 내부 또는 수도꼭지 입구에 설치되어 수도 배관 내부를 흐르는 시간당 유량을 측정하고 그 정보를 중앙처리부에 전달하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 적외선 센서부는,
   중앙처리부에서 작동 신호를 받은 시점으로부터 적외선을 실시간으로 방출하여 인체의 동작을 감지하고 감지 여부를 중앙처리부로 전달하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치
   
4. 제1항에 있어서, 상기 음성 인식부는,
   중앙처리부에 전원이 공급되는 시점부터 실시간으로 작동되어 사람의 특정 음성 명령어를 인식하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치
   
5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이부는,
   중앙처리부에서 전달하는 실시간 유량 측정값, 절수량, 절수 모드의 시작과 종료 정보를 디지털 문자 또는 그림으로 출력하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치.
   
6. 제1항에 있어서, 중앙처리부는,
   타이머를 구비하고 음성인식부로부터 절수 모드 시작 명령어를 입력 받음과 동시에 타이머와 적외선 센서의 작동을 시작하고 절수 모드 종료 명령어를 입력 받음과 동시에 타이머와 적외선 센서의 작동을 종료하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치.
   
7. 제1항에 있어서, 전원부는,
   건전지, 충전지 또는 전원 콘센트에 연결되어 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치.
   
8. 제1항에 있어서, 유량조절부는,
   수도의 수도꼭지를 직접 돌리는 장치 또는 수도 내부에 설치되는 자동 밸브를 구비하여 중앙처리부에서 받은 전기적 신호와 전원부로부터 받은 전력을 이용하여 단수와 급수를 조절하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치
   
9. 자동절수장치의 제어방법에 있어서,
   절수 모드를 시작하는 음성명령어를 음성으로 음성인식부에 입력하는 단계;
   수신된 음성명령어를 인식하고 적외선 센서부, 유량측정 센서부, 중앙처리부에 구비된 타이머의 작동을 시작하는 단계;
   절수 모드를 종료하는 음성명령어를 음성으로 음성인식부에 입력하는 단계;
   수신된 음성명령어를 인식하고 적외선 센서부, 유량측정 센서부, 중앙처리부에 구비된 타이머의 작동을 종료하는 단계;
   중앙처리부에서 계산한 절수량을 디스플레이에 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치의 제어방법.
   
10. 제 9항에 있어서,
    적외선 센서부의 작동 시작 후 인체가 근접한 것을 적외선 센서가 감지하였을 때 급수를 시작하고, 인체의 거리가 멀어져서 적외선 센서에 감지가 되지 않을 때 단수를 시작하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치.
    
11. 제 9항에 있어서, 상기 절수량은,
    절수 모드 시작과 절수 모드 종료까지 시간간격 중 중앙처리부에 구비된 타이머를 이용하여 측정한 급수를 하지 않는 총 시간과 유량측정센서부와 타이머를 이용하여 측정한 시간당 유량의 곱으로 계산하는 것을 특징으로 하는 자동절수장치.
    
12. 제 11항에 있어서, 상기 시간당 유량은,
    절수 모드 시작 이후 적외선 센서의 감지를 통해 첫 번째로 급수를 시작한 시점에 유량측정센서부를 통해 측정하는 것을 특징으로 자동절수장치.
    
    

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