KR20180114385A - 공기질 측정 시스템 - Google Patents
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Abstract
공기질 측정 시스템은 공기 중에 부유하는 부유물(Paticle)에 레이저를 조사하여 상기 부유물의 크기, 수 및 농도를 감지하는 부유물 감지센서를 포함하고, 실내 공기질을 측정하는 측정모듈, 상기 측정모듈에서 측정되는 상기 실내 공기질의 정보를 전달하는 데이터 통신망, 상기 데이터 통신망을 통해 상기 실내 공기질의 정보를 수신받고, 실외 기상정보 및 실외 공기질 정보를 수집하는 데이터 수집서버, 상기 데이터 수집서버에서 수집된 상기 각각의 공기질 정보를 수신받는 관제서버, 상기 각각의 공기질의 정보에 대응하는 대응정보를 보유하여 상기 관제서버에 대응정보를 제공하는 데이터 베이스 및 상기 관제서버로부터 상기 각각의 공기질의 정보 및 상기 대응정보를 수신받는 사용자 단말기를 포함한다. 이에 따라, PM1.0의 극초미세먼지를 조기에 감지할 수 있고, 서비스 수행자나 수혜자가 현재의 상태를 파악할 수 있고, 이에 따라 서비스 수행이나 서비스 지시를 할 수 있으며, 인체에 심각한 손상을 일으키는 유해물질의 노출이나, 화재시에 서비스 수혜자가 경보알람 또는 경보표시를 통해 조기에 상황을 인지할 수 있고, 이를 신속히 전파하여 후속 작업을 도모할 수 있는 다양한 서비스 시나리오가 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 공기질 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내 공기질을 측정하여 실내 공기질이 개선될 수 있도록 다양한 서비스 시나리오를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 실내 공기질이 오염되어 위험한 상황이 발생할 경우에도 이에 대한 대처방안 및 경고를 제공하고, 음성명령을 통해 공기질 정보를 간략하게 제공하여 사용자에게 편의를 제공할 수 있는 공기질 측정 시스템에 관한 것이다.
산업이 발달함에 따라 환경이 오염되며, 생활의 질이 높아짐에 따라 이를 개선하고자 하는 욕구는 점점 커져만 가고 있다. 따라서, 건강에 대한 관심이 고조되고 있으며, 더욱이 건강은 인간의 삶에 있어서 가장 소중하고도 중요한 요소인 점은 누구나가 부인할 수 없는 엄연한 사실이라 할 것이다. 그러나 현재 우리의 생활 공간에서는 차량, 산업시설로부터 발생 배출되는 수 많은 공해 물질과 석유, 화학 관련 재료로 만들어진 건축자재, 가구, 전자 등의 생활 용품으로부터 발생되는 유해물질들이 인간의 건강을 위협하고 있고, 그 심각성은 갈수록 더해가고 있는 것이 현실이다.
특히, 미세먼지는 눈에 보이지 않을 만큼 미세한 입자의 먼지로, 지름 10㎛ 이하의 먼지를 말하며, 크기에 따라 PM10의 미세먼지, PM2.5의 초미세먼지, PM1.0의 극초미세먼지으로 구분한다. PM(Particulate Matter)이란 ‘입자상 물질(대기 중에 떠다니는 고체 또는 액체 상태의 미세 입자)’이라는 뜻으로 PM10은 입자의 크기가 지름 10㎛ 이하, PM2.5는 지름 2.5㎛ 이하, PM1.0은 지름 1.0㎛ 이하의 먼지이다. 극초미세먼지의 경우 폐포와 혈관에 더 잘 침투하여 건강에 영향이 더 클 수 있어, 관심이 고조되고 있다.
인간은 하루 24시간 중 약 80% 이상을 한정된 실내 공간에서 생활하게 되며, 이 과정에서 오염된 공기를 계속 생성하고, 그 생성된 오염 공기에 의해 실내의 오염 농도는 증가할 수 밖에 없다. 이 때 실내의 오염 농도가 적절하게 조절 또는 개선되지 않으면, 인간은 생활하면서 무의식적으로 오염된 공기를 마실 수 밖에 없어서 자신도 모르게 건강을 해치면서 살아가게 되는 것이다. 실내의 미세먼지와 오염을 제거하는 방법으로 청소를 깨끗이 하고 환기를 하는 것이 가장 기본적인 방법이지만, 최근에는 실외 미세먼지의 농도가 갈수록 악화되고 있어, 이러한 방법으로는 공기질의 개선이 어려운 실정이다. 따라서, 실내 또는 실외의 공기질의 오염도를 측정하는 실시간으로 측정하고, 공기질을 개선할 수 있는 다양한 시나리오를 제공하는 실시간 모니터링 시스템의 개발은 공기질을 개선할 수 있는 필수 불가결한 요소이다.
따라서, 본 발명의 목적은 PM1.0의 극초미세먼지를 검출할 수 있는 부유감지센서를 이용하여 이에 대응하는 대응정보를 빠른 시간내에 사용자에게 제공하여 공기질 개선 등 대응을 쉽게 할 수 있어서 국민 건강에 기여하는 공기질 측정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 실내 또는 실외의 공기질을 원격지에 파악되어, 서비스 수행자나 수혜자가 현재의 상태를 파악할 수 있고, 이에 따라 서비스 수행이나 서비스 지시를 할 수 있는 공기질 측정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 서비스 수혜자가 측정모듈 및 사용자 단말을 통해 음성명령으로 실내 또는 실외의 공기질의 정보를 제공받음으로써 서비스 수혜자에게 편의를 제공하는 공기질 측정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 인체에 심각한 손상을 일으키는 유해물질의 노출이나, 화재시에 서비스 수혜자가 경보알람 또는 경보표시를 통해 조기에 상황을 알 수 있어, 이를 신속히 전파하여 후속 작업을 도모할 수 있는 다양한 서비스 시나리오가 제공하는 공기질 측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 공기질 측정 시스템에 대해 설명한다.
공기질 측정 시스템은 공기 중에 부유하는 부유물(Paticle)에 레이저를 조사하여 상기 부유물의 크기, 수 및 농도를 감지하는 부유물 감지센서를 포함하고, 실내 공기질을 측정하는 측정모듈, 상기 측정모듈에서 측정되는 상기 실내 공기질의 정보를 전달하는 데이터 통신망, 상기 데이터 통신망을 통해 상기 실내 공기질의 정보를 수신받고, 실외 기상정보 및 실외 공기질 정보를 수집하는 데이터 수집서버, 상기 데이터 수집서버에서 수집된 상기 각각의 공기질 정보를 수신받는 관제서버, 상기 각각의 공기질의 정보에 대응하는 대응정보를 보유하여 상기 관제서버에 대응정보를 제공하는 데이터 베이스 및 상기 관제서버로부터 상기 각각의 공기질의 정보 및 상기 대응정보를 수신 받는 사용자 단말기를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 부유물 감지센서는 암실을 형성하는 하우징, 상기 하우징의 일면에 배치되어, 상기 부유물의 이동통로를 형성하는 입구노즐, 상기 입구노즐을 통과하는 상기 부유물에 조명을 조사하는 레이저광원, 상기 레이저광원에서 조사되는 상기 조명을 평행하게 통과시키는 평행렌즈, 상기 평행렌즈를 통과한 상기 조명을 상기 부유물에 집중시키는 초점렌즈, 상기 레이저광원의 조사방향에 수직하게 배치되어, 상기 레이저광원에서 상기 부유물에 조사되어 산란되는 상기 조명을 수집하여 반사시키는 반사거울, 상기 반사거울에서 반사되는 상기 조명이 입사되고, 상기 조명의 입사량에 따라 전압신호를 발생하는 수광 다이오드 및 상기 수광 다이오드에서 발생하는 전압신호로 상기 부유물의 크기, 수 및 농도를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 부유물 감지센서는 최소 검출한계가 0.1㎍/㎥ 일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 부유물 감지센서는 PM1.0 내지 PM10의 미세먼지의 측정이 가능할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 부유물은 부유세균, 황사, 미세먼지, 초미세먼지, 극초미세먼지, 곰팡이 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 측정모듈은 사용자의 음성명령을 인식하여 전기신호를 형성하는 음성인식센서, 상기 실내 공기질의 정보를 색상으로 표시하는 다색광원 및 상기 전기신호를 수신하여, 상기 측정모듈에서 측정된 상기 실내 공기질의 정보를 복수의 색상으로 다색광원을 구동하여 시각적으로 표시하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 음성인식센서의 상기 전기신호를 수신하여, 상기 측정모듈에서 측정된 상기 실내 공기질의 정보를 상기 사용자 단말에 디스플레이하는 신호를 상기 데이터 통신망으로 송신할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 사용자 단말은 기 관제서버에서 제공되는 상기 공기질의 정보를 일측 또는 전체에 색상으로 디스플레이할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 감지센서는 온도센서, 습도센서, 라돈(Rn)센서, 총유기휘발성화합물(TVOC)센서, 포름알데히드(HCHO)센서, 이산화탄소(CO2)센서, 메탄(CH4)센서 또는 이산화질소(NO2)센서 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 관제서버는 상기 측정모듈에서 수신되는 상기 실내 공기질의 정보가 인체에 심각한 손상을 초래하는 기설정된 설정값 이상인 경우, 상기 사용자 단말에 경보알람 및 경보표시를 하고, 사고대응, 대피정보, 구호지시, 현황 및 방제정보를 포함하는 상기 대응정보를 송신할 수 있다.
본 발명에 의하면, PM1.0의 극초미세먼지를 검출할 수 있는 부유감지센서를 이용하여 이에 대응하는 대응정보를 빠른 시간내에 서비스 수행자나 수혜자에게 제공하여 공기질 개선 등 대응을 쉽게 할 수 있다.
또한, 실내 또는 실외의 공기질을 원격지에 파악되어, 서비스 수행자나 수혜자가 현재의 상태를 파악할 수 있고, 이에 따라 서비스 수행이나 서비스 지시를 할 수 있다.
또한, 서비스 수혜자가 측정모듈 및 사용자 단말을 통해 음성명령으로 실내 또는 실외의 공기질의 정보를 제공받음으로써 서비스 수혜자에게 편의를 제공할 수 있다.
또한, 인체에 심각한 손상을 일으키는 유해물질의 노출이나, 화재 시에 서비스 수혜자가 경보알람 또는 경보표시를 통해 조기에 상황을 알 수 있고, 이를 신속히 전파하여 후속 작업을 도모할 수 있는 다양한 서비스 시나리오가 제공할 수 있다.
도 1을 일 실시예에 따른 공기질 측정 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 부유물 감지센서의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 부유물 감지센서의 수광부의 전압변화를 개략적으로 보여주는 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 부유물 감지센서에서 측정되는 미세먼지의 양을 개략적으로 보여주는 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 사용자 단말에 제공되는 공기질 정보를 개략적으로 보여주는 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 사용자 단말에 제공되는 경보알람 및 경고표시를 개략적 보여주는 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 부유물 감지센서의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 부유물 감지센서의 수광부의 전압변화를 개략적으로 보여주는 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 부유물 감지센서에서 측정되는 미세먼지의 양을 개략적으로 보여주는 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 사용자 단말에 제공되는 공기질 정보를 개략적으로 보여주는 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 사용자 단말에 제공되는 경보알람 및 경고표시를 개략적 보여주는 개략도이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1을 일 실시예에 따른 공기질 측정 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 공기질 측정 시스템(10)은 측정모듈(100), 데이터 통신망(200), 데이터 수집서버(300), 관제서버(400), 데이터 베이스(500) 및 사용자 단말(600)을 포함할 수 있다.
측정모듈(100)은 실내공기질을 측정할 수 있다. 즉, 측정모듈(100)은 서비스 수혜자가 생활하는 공간의 실내 공기질을 측정하는 장비이다. 또한, 측정모듈(100)이 실외에 설치되는 경우, 실외의 공기질 측정도 가능하다.
이러한, 측정모듈(100)은 감지센서(110), 음성인식센서(120), 다색광원(130), 제어부(140)를 포함할 수 있다.
감지센서(110)는 오염물질을 감지할 수 있다. 이러한, 감지센서(110)는 부유물 감지센서(111), 온도센서(112), 습도센서(113), 라돈(Rn)센서(114), 총유기휘발성화합물(TVOC)센서(115), 포름알데히드(HCHO)센서(116), 이산화탄소(CO2)센서(117), 메탄(CH4)센서(118) 또는 이산화질소(NO2)센서(119) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 부유물 감지센서의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
부유물 감지센서(111)는 공기 중에 부유하는 부유물(Paticle)에 레이저를 조사하여 부유물의 크기, 수 및 농도를 감지할 수 있다. 부유물 감지센서(111)는 하우징(111a), 입구노즐(111b), 출구노즐(111c), 레이저광원(111d), 평행렌즈(111e), 초점렌즈(111f), 반사거울(111g), 수광다이오드(111h), 조명제거부(111i) 및 검출부(111j)를 포함할 수 있다.
하우징(111a)은 내부에 암실을 형성할 수 있다. 하우징(111a)의 내부에는 수용공간이 형성되며, 하우징(111a) 내부의 수용공간에는 레이저광원(111d), 평행렌즈(111e), 초점렌즈(111f), 반사거울(111g), 수광다이오드(111h)가 수용되어 수용공간의 암실에서 부유물을 측정할 수 있다.
입구노즐(111b)은 하우징(111a)의 일면에 배치되어, 부유물(P)의 이동통로를 형성할 수 있다. 입구노즐(111b)은 공기중의 부유물(P)을 하우징(111a)의 수용공간의 암실으로 이동시킨다. 부유물(P)의 이동을 위해 송풍팬(미도시)이 더 포함될 수 있다. 여기서, 부유물(P)은 공기 중에 부유하는 부유세균, 황사, 미세먼지, 초미세먼지, 극초미세먼지 및 곰팡이 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
또한, 출구노즐(111c)은 입구노즐(111b)이 배치된 면의 타면에 배치되어, 입구노즐(111b)에서 하우징(111a)의 수용공간으로 이동되는 부유물(P)을 배출할 수 있다.
레이저 광원(111d)은 하우징(111a)의 수용공간에서는 입구노즐(111b)을 통과하는 부유물(P)에 조명을 조사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 광원(111d)은 입구노즐(111b)의 길이방향과 수직하게 조명을 조사할 수 있다.
평행렌즈(111e)는 레이저 광원(111d)에서 조사되는 조명을 평행하게 조사되도록 유지할 수 있다. 예를 들어, 평행렌즈(111e)는 레이저 광원(111d)에 인접하여 배치되어, 조사되는 조명이 일정하게 조사될 수 있도록 유지할 수 있다.
초점렌즈(111f)는 조명의 방향에 평행렌즈(111e)와 소정간격을 형성하고 배치되어, 평행렌즈(111e)를 통과한 조명의 초점을 조절할 수 있다. 예를 들어, 평행렌즈(111e)를 통과한 조명이 부유물로 향할수록 조명을 밀집시켜 부유물(P)에서 조명을 집중시켜 산란효과를 증가시킬 수 있다. 따라서, 초점렌즈(111f)는 볼록렌즈일 수 있다.
반사거울(111g)은 레이저광원(111d)의 조사방향에 수직하게 배치되어, 레이저광원(111d)에서 상기 부유물(P)에 조사되어 산란되는 조명을 수직하여 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 출구노즐(111c)에서 부유물의 이동방향을 y축 레이저 광원의 조명방향이 x축이라면, 반사거울(111g)은 z축에 배치되어 산란되는 조명을 z축방향으로 반사시킬 수 있다. 반사거울(111g)은 오목거울형태로 형성되어 산란되는 조명이 수광다이오드(111h)에 집중될 수 있도록 반사시킬 수 있다.
수광다이오드(111h)는 반사거울(111g)에서 반사되는 조명방향에 배치될 수 있다. 즉, 수광다이오드(111h)는 반사거울(111g)과 대향되도록 배치될 수 있다. 이러한, 수광다이오드(111h)는 반사거울(111g)에서 반사되는 조명이 입사되면 조명의 입사량 따라 전압신호를 발생시킨다.
도 3은 일 실시예에 따른 부유물 감지센서의 수광다이오드의 전압변화를 개략적으로 보여주는 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 부유물(P)의 크기가 크면 산란되는 조명이 많아지고 이에 따라 반사거울(111g)이 반사하는 조명이 많아 지게 된다. 반사거울(111g)은 산란되는 조명을 반사시켜 수광다이오드(111h)에 입사시키고, 입사되는 조명이 많아지면 수광다이오드(111h)의 전압은 커진다. 이러한 전압차이를 이용하여, 검출부(111j)는 수광 다이오드(111h)에서 발생하는 전압신호로 부유물(P)의 크기, 수 및 농도를 검출한다.
레이저 광원(111a)에서 조사되는 레이저는 부유물(P)이 없을 경우, 엘보형태의 조명제거부(111i)에 입사되어 제거된다.
이러한, 부유물 감지센서(111)는 부유물(P)의 입자를 1개씩 측정할 수 있어, 입자의 정확한 크기 및 농도를 측정할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 부유물 감지센서에서 측정되는 미세먼지의 양을 개략적으로 보여주는 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 부유물 감지센서(111)는 실시간 생활 패턴에 따른 PM1.0, PM2.5 및 PM10의 반응성 및 높은 측정강도로 부유물(P)을 측정한다. 특히, PM1.0의 초극미세먼지는 서비스 수혜자가 요리 등에 사용하는 연소에 의해 다량이 발생할 수 있으며, 폐포와 혈관에 더 잘 침투하여 인체에 영향을 줄 수 있으므로 조기에 측정하여 공기질을 개선하는 것이 중요할 수 있다. 일 실시예에 따른 부유물 감지센서(111)는 측정범위가 0~1000㎍/㎥이며, 최소 검출한계가 0.1㎍/㎥이고, PM1.0 내지 PM10의 미세먼지 측정이 가능하여 공기질 측정에 효과적일 수 있다.
다시 도 1로 돌아와서 각 구성요소를 이어서 설명하면, 감지센서(110)는 온도센서(112), 습도센서(113), 라돈센서(114), 총유기휘발성화합물센서(115), 포름알데히드센서(116), 이산화탄소센서(117), 메탄센서(118) 또는 이산화질소센서(119)를 포함하여, 공기질을 측정할 수 있다. 감지센서(110)에서 측정되는 정보는 온도, 습도, 라돈농도, 총유기휘발성화합물농도, 포름알데히드농도, 이산화탄소농도, 메탄농도 및 이산화질소농도 등의 실내 공기질 정보가 측정될 수 있다. 측정된 공기질 정보는 제어부(140)에 전달되어 데이터 통신망(200)을 통해 데이터 수집서버(300)로 송신된다.
측정모듈(100)은 서비스 수혜자의 편의를 위해 음성인식센서(120)를 더 구비할 수 있다. 이러한, 음성인식센서(120)는 사용자의 음성을 인식할 수 있다. 예를 들어, 음성인식센서(120)는 사용자의 기설정된 음성명령어의 발화를 인식하여 전기신호 발생하여 제어부(140)에 전달할 수 있다.
다색광원(130)은 실내 공기질의 정보를 색상으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 다색광원(130)은 여러가지 색상을 형성할 수 있는 여러가지 색상을 발광할 수 있는 RGB LED일 수 있으며, 측정모듈(100)의 외부면 일측에 배치될 수 있다. 이러한, 다색광원(130)은 실내 공기질의 정보를 측정치에 따라 각각의 색상으로 표시하여 서비스 수혜자에게 공기질 정보를 시각적으로 표시할 수 있다.
제어부(140)는 음성인식센서(120)에서 인식되는 사용자의 음성명령어의 발화를 인식하여 발생된 전기신호를 수신하여 실내 공기질의 정보를 다색광원(130)에 표시할 수 있다. 즉, 사용자가 음성명령을 발화하면 음성인식센서(120)에 사용자의 기설정된 음성명령어의 발화를 인식하여 제어부(140)에 전기신호를 송신하고 제어부(140)는 감지센서(110)로부터 측정된 실내 공기질의 정보를 복수의 색상으로 표시하여 서비스 수혜자에게 공기질 정보를 시각적으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 미세먼지 농도를 0 내지 30㎍/㎥을 파란색으로, 31 내지 80㎍/㎥을 녹색으로 81 내지 150㎍/㎥을 노랑으로 151㎍/㎥이상인 경우 빨간색으로 표시한다.
또한, 제어부(140)는 음성인식센서(120)의 전기신호를 수신하여, 상기 측정모듈(100)에서 측정된 상기 실내 공기질의 정보와 함께 상기 사용자 단말(600)에 디스플레이시키는 신호를 상기 데이터 통신망(200)으로 송신할 수 있다.
제어부(140)는 실시간으로 측정된 실내 공기질 정보를 데이터 통신망(200)으로 전달할 수 있다.
데이터 통신망(200)은 와이파이, 블루투스 및 3G 데이터 통신망, 지그비, 비콘, WCMDA 및 기타 유무선 통신망일 수 있다.
데이터 수집서버(300)는 측정모듈(100)과 물리적으로 떨어진 원격에 위치하여, 데이터 통신망(200)을 통해 측정모듈(100)에서 수집된 실내 공기질의 정보가 수신되며, 기상청 데이터 베이스 또는 각각의 지역에 배치되거나 실내 측정모듈의 배치위치의 실외에 배치된 실외측정모듈과 통신으로 연동되어 실외 기상정보 및 실외 공기질 정보를 수집할 수 있다.
관제서버(400)는 데이터 수집서버(300)에서 수집되는 각각의 공기질 정보를 수신받을 수 있다. 이러한 관제서버(400)는 수신된 각각의 공기질 정보를 수집하여 분석하고, 대응방안을 지시하며, 경보를 전파하는 핵심적 역할을 수행할 수 있다. 이러한, 관제서버(400)는 데이터 베이스(500)와 연동될 수 있다.
데이터 베이스(500)는 데이터 수집서버(300)에서 수집되어 수신되는 각각의 공기질 정보에 매칭하여 대응하는 대응정보를 보유하고 있을 수 있다. 이러한 대응정보는 데이터 베이스(500)에 사전에 구축되어 관제서버에서 활용될 수 있도록 관리되는 것이 바람직하다. 또한, 데이터 베이스(500)에는 측정모듈의 설치위치 및 유지보수 정보도 구비될 수 있으며, 데이터 분석, 사고대응에 대한 평가 및 대응절차를 위한 정보의 분석 및 평가작업에 관한 정보 및 처리를 위한 데이터가 저장될 수 있다.
데이터 베이스(500)의 대응방안의 일예로 관제서버는 실외 공기질 및 실내 공기질을 비교하여, 실내 공기질이 실외 공기질보다 오염되었을 경우에만, 외기의 유입 또는 환기를 하는 대응방안을 사용자 단말(600)에 송신할 수 있다.
또한, 관제서버(400)는 측정모듈(100)에서 수신되는 실내 공기질 정보가 인체에 심각한 손상을 초래하는 기설정된 설정값 이상인 경우, 상기 사용자 단말(600)에 경보알람 및 경보표시를 하고, 사고대응, 대피정보, 구호지시, 현황 및 방제정보를 포함하는 대응정보를 송신할 있다.
사용자 단말(600)은 관제서버(400)로부터 각각의 공기질 정보 및 대응정보를 수신 받을 수 있다. 따라서, 사용자 단말(600)은 관제서버(400)로부터 각각의 공기질 정보 및 대응정보를 서비스 수행자, 수혜자 혹은 일반 공중에게 정보를 전달하는 역할을 한다. 사용자 단말(600)은 PC, PDA, 모바일 단말기기, 스마트 티비, IOT 단말기기 등일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 사용자 단말에 제공되는 공기질 정보를 개략적으로 보여주는 개략도이다.
도 5의 (a)는 서비스 수혜자가 각각의 공기질 정보 및 대응정보를 수신받아 휴대용 사용자 단말(600)에 디스플레이된 모습을 개략적으로 보여준다. 도 5의 (a)를 참조하면, 사용자 단말(600)은 측정모듈(100)에서 측정되는 각각의 오염물질 정보를 실내 및 실외정보로 구분하여 수신이 가능하며, 색상으로 표시되는 정보와 지수정보를 함께 수신받고, 이에 따른 대응정보를 수신받을 수 있다.
도 5의 (b)는 서비스 수혜자가 음성명령을 통해 각각의 공기질 정보 및 대응정보를 수신받아 측정모듈(100) 설치 장소에 설치되는 사용자 단말(600)에 디스플레이 된 모습을 개략적으로 보여준다. 도 5의 (b)를 참조하면, 측정모듈(100) 설치장소에 설치되는 사용자 단말(600)도 측정모듈(100)에서 측정되는 각각의 오염물질 정보를 실내 및 실외정보로 구분하여 수신이 가능하며, 색상으로 표시되는 정보와 공기질 정보를 함께 수신 받고, 이에 따른 대응정보를 수신받을 수 있다. 또한, 음성명령을 통해 제공되는 실내 또는 실외 공기질 정보는 사용자 단말(600)의 일측 또는 전체에 색상으로 표시되는 정보가 더 표시될 수 있다.
예를 들어, 음성명령을 통해 제공되는 실내 또는 실외 공기질 정보는 사용자 단말(600)의 테두리를 따라 색상으로 표시되는 공기질 정보가 표시될 수 있다. 이는, 음성명령을 통해 서비스 수혜자가 정보를 제공받을 경우, 사용자 단말(600)과 물리적으로 떨어진 위치에서 제공받는 경우가 대부분이기 때문이다.
이러한, 사용자 단말(600)의 표시방법은 서비스 수혜자가 측정모듈(100)과 물리적으로 떨어진 상태에서 실외 공기질 또는 실내 공기질을 확인의 편의를 제공한다. 예를 들어, 사용자가 외출 직전, 신발을 신고 있는 상태에서 음성명령을 통해 사용자 단말(600)의 색상정보 또는 측정모듈(100)의 다색광원(130)의 색상정보 만으로도 공기질 정보를 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 관제서버(400)는 측정모듈(100)에서 수신되는 실내 공기질의 정보가 인체에 심각한 손상을 초래하는 기설정된 설정값 이상인 경우, 사용자 단말(600)에 경보알람 및 경보표시를 하고, 사고대응, 대피정보, 구호지시, 현황 및 방제정보를 포함하는 상기 대응정보를 송신할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 사용자 단말에 제공되는 경보알람 및 경고표시를 개략적 보여주는 개략도이다.
도 6을 참조하면, 관제서버(400)는 측정모듈(100)에서 측정되는 실내온도가 높게 나타나고 이산화탄소수치가 기설정된 값보다 높게 나타나는 경우, 측정모듈(100)이 설치된 위치에 화재가 발생한 것으로 판단하여 이에 대한 경보알람 및 경고 표시를 사용자 단말(600)에 디스플레이한다. 경고표시는 경고색상으로 사용자단말(600)의 일부분 또는 전체에 반복적으로 깜빡이며 시각적으로 표시될 수 있으며 경고알람은 서비스 수혜자가 인지할 수 있는 크기의 소리가 날 수 있다. 예를 들어, 경고표시는 사용자 단말(600)의 디스플레이 되는 부분의 측면 둘레를 따라 일정간격으로 색상경고가 표시될 수 있다. 경고표시는 측정모듈에서 측정되는 색상과 동일한 색상으로 나타날 수 있다.
따라서, 관제서버(400)는 화재 또는 인체에 치명적인 손상을 가할 수 있는 유해물질 농도의 검출시, 사용자 단말(600)을 통해 경고 알람 및 경고표시를 하여 현장에 출동하여 즉각적인 공기질 향상 작업을 수행할 수 있는 인력, 구호인력 대피해야 하는 현장의 일반 공중과 그 주변의 사람들 및 기타 정보를 공유해야 하는 사람모두에게 알릴 수 있다.
따라서, 공기질 측정 시스템(10)은 측정모듈(100)을 통해 수집되는 수많은 정보를 축적하고, 분석하여 실시간 모니터링하고 위험을 사용자 단말(600)을 통해 조기 경보하고, 위험물질 확산예측을 통해 방제효율을 극대화 할 수 있다.
이러한 공기질 측정 시스템(10)은 실내 환경 모니터링 시스템, 아파트 환경 모니터링 시스템, 기업체 환경 모니터링 시스템으로의 적용이 가능하며, 시장 요구에 부응 가능한 맞춤형 제품으로 적용이 가능할 수 있으며 각 지자체의 친환경 주거사업 및 U-city 사업과 연계하여, 생활주변에 존재하는 미세먼지의 농도 및 다양한 유해화학물질의 농도와 인체 위해성에 대한 정보를 제공하는 특화 서비스 상품으로 적용 가능하다.
본 실시예에 따르면, PM1.0의 극초미세먼지를 검출할 수 있는 부유감지센서를 이용하여 이에 대응하는 대응정보를 빠른 시간내에 서비스 수행자나 수혜자에게 제공하여 공기질 개선 등 대응을 쉽게 할 수 있다.
또한, 실내 또는 실외의 공기질을 원격지에 파악되어, 서비스 수행자나 수혜자가 현재의 상태를 파악할 수 있고, 이에 따라 서비스 수행이나 서비스 지시를 할 수 있다.
또한, 서비스 수혜자가 외출 직전, 측정모듈을 통해 음성명령으로 실내 또는 실외의 공기질의 정보를 제공받음으로써 서비스 수혜자에게 편의를 제공할 수 있다.
또한, 인체에 심각한 손상을 일으키는 유해물질의 노출이나, 화재 시에 서비스 수혜자가 경보알람 또는 경보표시를 통해 조기에 상황을 알 수 있고, 이를 신속히 전파하여 후속 작업을 도모할 수 있는 다양한 서비스 시나리오가 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 공기질 측정 시스템
100 : 측정모듈
110 : 감지센서 120 : 음성인식센서
130 : 다색광원 140 : 제어부
200 : 데이터 통신망 300 : 데이터 수집서버
400 : 관제서버 500 : 데이터 베이스
600 : 사용자 단말
110 : 감지센서 120 : 음성인식센서
130 : 다색광원 140 : 제어부
200 : 데이터 통신망 300 : 데이터 수집서버
400 : 관제서버 500 : 데이터 베이스
600 : 사용자 단말
Claims (10)
- 공기 중에 부유하는 부유물(Paticle)에 레이저를 조사하여 상기 부유물의 크기, 수 및 농도를 감지하는 부유물 감지센서를 포함하고, 실내 공기질을 측정하는 측정모듈;
상기 측정모듈에서 측정되는 상기 실내 공기질의 정보를 전달하는 데이터 통신망;
상기 데이터 통신망을 통해 상기 실내 공기질의 정보를 수신받고, 실외 기상정보 및 실외 공기질 정보를 수집하는 데이터 수집서버;
상기 데이터 수집서버에서 수집된 상기 각각의 공기질 정보를 수신받는 관제서버;
상기 각각의 공기질의 정보에 대응하는 대응정보를 보유하여 상기 관제서버에 대응정보를 제공하는 데이터 베이스; 및
상기 관제서버로부터 상기 각각의 공기질의 정보 및 상기 대응정보를 수신 받는 사용자 단말기;
를 포함하는 공기질 측정 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 부유물 감지센서는,
암실을 형성하는 하우징;
상기 하우징의 일면에 배치되어, 상기 부유물의 이동통로를 형성하는 입구노즐;
상기 입구노즐을 통과하는 상기 부유물에 조명을 조사하는 레이저광원;
상기 레이저광원에서 조사되는 상기 조명을 평행하게 통과시키는 평행렌즈;
상기 평행렌즈를 통과한 상기 조명을 상기 부유물에 집중시키는 초점렌즈;
상기 레이저광원의 조사방향에 수직하게 배치되어, 상기 레이저광원에서 상기 부유물에 조사되어 산란되는 상기 조명을 수집하여 반사시키는 반사거울;
상기 반사거울에서 반사되는 상기 조명이 입사되고, 상기 조명의 입사량에 따라 전압신호를 발생하는 수광 다이오드; 및
상기 수광 다이오드에서 발생하는 전압신호로 상기 부유물의 크기, 수 및 농도를 검출하는 검출부;
를 포함하는 공기질 측정 시스템. - 제 2항에 있어서,
상기 부유물 감지센서는
최소 검출한계가 0.1㎍/㎥ 인 공기질 측정 시스템. - 제 2항에 있어서,
상기 부유물 감지센서는,
PM1.0 내지 PM10의 미세먼지의 측정이 가능한 공기질 측정 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 부유물은,
부유세균, 황사, 미세먼지, 초미세먼지, 극초미세먼지, 곰팡이 중 적어도 하나 이상인 공기질 측정 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 측정모듈은,
사용자의 음성명령을 인식하여 전기신호를 형성하는 음성인식센서;
상기 실내 공기질의 정보를 색상으로 표시하는 다색광원; 및
상기 전기신호를 수신하여, 상기 측정모듈에서 측정된 상기 실내 공기질의 정보를 복수의 색상으로 다색광원을 구동하여 시각적으로 표시하는 제어부;
를 더 포함하는 공기질 측정 시스템. - 제 6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 음성인식센서의 상기 전기신호를 수신하여, 상기 측정모듈에서 측정된 상기 실내 공기질의 정보를 상기 사용자 단말에 디스플레이하는 신호를 상기 데이터 통신망으로 송신하는 공기질 측정 시스템. - 제 7항에 있어서,
상기 사용자 단말은,
사용자의 상기 음성명령에 따라, 상기 관제서버에서 제공되는 상기 공기질의 정보를 일측 또는 전체에 색상으로 디스플레이하는 공기질 측정 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 측정모듈은,
온도센서, 습도센서, 라돈(Rn)센서, 총유기휘발성화합물(TVOC)센서, 포름알데히드(HCHO)센서, 이산화탄소(CO2)센서, 메탄(CH4)센서 또는 이산화질소(NO2)센서 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 공기질 측정 시스템. - 제 9항에 있어서,
상기 관제서버는,
상기 측정모듈에서 수신되는 상기 실내 공기질의 정보가 인체에 심각한 손상을 초래하는 기설정된 설정값 이상인 경우, 상기 사용자 단말에 경보알람 및 경보표시를 하고, 사고대응, 대피정보, 구호지시, 현황 및 방제정보를 포함하는 상기 대응정보를 송신하는 공기질 측정 시스템.
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