KR20180138100A - 실내 환경 모니터링 센서 장치 - Google Patents

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KR20180138100A KR1020170107319A KR20170107319A KR20180138100A KR 20180138100 A KR20180138100 A KR 20180138100A KR 1020170107319 A KR1020170107319 A KR 1020170107319A KR 20170107319 A KR20170107319 A KR 20170107319A KR 20180138100 A KR20180138100 A KR 20180138100A
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Abstract

실내환경 모니터링 및 평가 시스템과 제어기를 통해 통신을 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치가 개시된다. 실내 환경 모니터링 센서 장치는, 환경정보를 수신하는 센서부; 상기 제어기와의 통신기능을 수행하는 통신부; 상기 센서부에서 수집되는 환경정보를 상기 제어기로 송신하는 마이컴을 포함한다.
이러한 본 발명의 실시 예에서는 환경 공간별로 선택적으로 센서를 장착 가능하고, 센서별로 설치 공간을 다르게 하여 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 하고, 사용자 만족도 수준이 실시간으로 확인됨으로써, 에너지를 보다 효율적으로 관리할 수 있다. 특히, 여름철 과냉방, 겨울철 과난방 등 사용자 만족도에 대한 확고한 기준이 없기 때문에 낭비되고 있던 부분에 대한 본격적인 관리가 가능해져 에너지 절감 효과까지 볼 수 있다.

Description

실내 환경 모니터링 센서 장치{Indoor environmental quality monitoring sensor device}
본 발명은 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내 환경 모니터링 센서 장치에 관한 것으로, 특히 실내 환경을 구성하는 4요소, 공기질, 열환경(온·습도), 소음도, 조도를 실시간으로 모니터링하여 현 상태에서 사용자가 체감하는 쾌적도 및 만족도의 수준을 평가하도록 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치에 관한 것이다.
실내 환경 관리 기술은 열 환경(온 습도)와 공기질 위주로 발전되어 왔기 때문에 사용자가 느끼는 쾌적성과 만족도는 실내 환경에 제대로 반영되고 있지 않다는 점에서 꾸준히 우려가 제기되어 왔다.
그 원인은 기존의 실내 환경 관리 기술들은 소음도와 조도를 고려하지 않았다는 한계와 함께 실내 환경 구성 요소에 대한 기준 및 자료 부족 등으로 구체적인 분석 자체가 미진했기 때문에 벌어진 일이라 사료된다.
또한, 사용자 만족도를 적용하려고 해도 만족도에 대한 구체적인 기준이 없었다는 점 역시 큰 문제 중 하나였다.
이에, 사용자 만족도를 정확히 파악할 수 있는 기준점을 제시하고 그에 따라 현재 상태를 확인할 수 있는 시스템 개발이 필요하다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0033305호(2009년 4월 2일 공개)에 건축물의 환경 성능을 평가할 수 있는 환경부하 평가방법에 관해 개시되어 있으나, 건축물에 대한 쾌적성 평가 장치 또는 방법에 대해서는 개시되어 있지 아니하다.
한편, 종래에는 환경 관리를 위한 센서 모듈이 존재하기는 하지만 다양한 센서를 환경 공간별로 선택적으로 장착하는 센서 모듈은 존재하지 않았다.
따라서, 환경공간에 따라 선택적으로 환경 센서를 장착하는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 환경 공간별로 선택적으로 센서를 장착 가능한 실내 환경 모니터링 센서 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 센서별로 설치 공간을 다르게 하여 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 빅 데이터를 통해 도출된 실내 환경에 대한 사용자 만족도 기준을 적용하여, 실내 환경 4요소를 모두 측정, 분석함으로써 실내 환경의 정확한 상태를 분석하고, 이를 통해 실내 환경을 질적으로 개선하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 실시간 사용자 만족도 수준 평가 결과를 사용자에게 수치와 그래프 형식으로 제공하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 사용자 만족도는 현재 공간을 사용하는 사람의 현실적인 요구를 즉각적으로 해결할 때 가장 높을 것이므로, 이를 위해 본 실시간 설문조사 기능을 탑재하여 사용자가 느끼는 불편함을 실시간으로 접수, 반영하여 실내 환경을 개선해 나가는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 설비에 대한 제어가 가능한 건물에 한하여, 사용자 만족도 80% 이상을 유지하는 수준에서 실내 환경 요소를 컨트롤하는데, 이 과정에서 에너지를 낭비하고 있는 요소를 찾아내어 제어함으로써 얻어지는 에너지 절감 효과도 획득하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치는,
실내환경 모니터링 및 평가 시스템과 제어기를 통해 통신을 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치로서,
환경정보를 수신하는 센서부;
상기 제어기와의 통신기능을 수행하는 통신부;
상기 센서부에서 수집되는 환경정보를 상기 제어기로 송신하는 마이컴을 포함한다.
알람을 하는 알람부를 더 포함하고,
상기 환경정보의 측정치가 기준치 이하인 경우 상기 마이컴은 상기 알람부가 알람을 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서부는,
공기질을 측정하는 공기질 측정 센서,
온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서,
소음도를 측정하는 소음 센서;
조도를 측정하는 조도 센서;
동체의 움직임을 측정하는 동체감지 센서를 포함한다.
각부를 내장하기 위한 케이스를 더 포함하고,
상기 공기질 측정센서는 별도의 박스 형태로 포장되어 외부의 공기와 통하도록 제1 공간에 설치되며, 상기 제1 공간의 케이스에는 5~30개의 공기 통로가 형성되고,
상기 온습도 센서는 케이스 내부의 제2 공간에 설치되며,
상기 소음 센서는 상기 제1 공간에 설치되고, 상기 조도 센서 또는 동체감지 센서는 상기 케이스 내부의 제2 공간에 설치되고,
상기 케이스 내부의 제2 공간의 상부에는 두개의 공기통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 센서부의 내부의 제2 공간에는 화재 감지 센서, 연기 감지 센서 또는 가속도 센서가 선택적으로 설치 가능한 것을 특징으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템은,
환경기기를 제어하는 제어기와 네트워크망을 통해 연결되는 실내환경 모니터링 및 평가 시스템으로서,
실내환경을 제어하기 위한 실내환경 공간의 종류와 그에 대응되는 환경제어정보를 저장하는 데이터베이스부;
상기 데이터베이스부를 참조하여 상기 제어기에 대응되는 환경제어 정보를 상기 제어기로 송신하는 서버를 포함한다.
상기 서버는 사용자 만족도 지수를 상기 제어기에 실시간으로 수치 및 그래프 형태로 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버는 실시간 설문조사를 실시하고, 그 결과를 실내 환경에 즉각 반영하기 위해 설문조사 결과를 관리자 단말기로 바로 알리는 알람 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터베이스부는,
제어기가 설치된 공간의 정보 및 제어기 정보를 저장하는 제어기 정보 DB;
상기 제어기로부터 수집한 제어기의 환경 정보와 제어기를 조작한 조작 정보를 저장하는 수집 정보 DB;
실내환경을 제어하기 위한 실내환경 공간의 종류를 저장하는 실내환경 공간 정보 DB;
상기 실내환경 공간 정보에 대응되는 환경제어정보를 저장하는 환경제어정보 DB;
설문조사 정보와 설문조사 결과 정보를 저장하기 위한 설문조사 정보 DB;
관리자 단말기 정보를 저장하는 관리자 단말기 DB를 포함한다.
상기 서버는,
상기 제어기로부터 수집한 제어기의 환경 정보와 제어기를 조작한 조작 정보를 상기 수집 정보 DB에 저장하는 정보 수집부;
상기 제어기로부터 실내환경 공간정보를 수신하고, 상기 제어기의 실내환경 공간정보에 대응되는 환경제어정보를 환경제어정보 DB에서 읽어와 상기 제어기에 송신하는 환경 제어부를 포함한다.
상기 설문조사 정보 DB를 참조하여 상기 제어기의 환경에 있는 사용자 단말기에 대해 현재의 환경 조건이 적합한지에 대해 모바일로 설문조사를 실시하고, 그 결과를 설문조사 정보 DB에 저장하는 설문 조사부를 더 포함하고, 상기 환경 제어부는 상기 설문 조사부의 조사결과와 상기 정보 수집부의 수집정보를 반영하여 해당 제어기의 환경제어정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버는 실시간 설문조사를 실시하고, 그 결과를 실내 환경에 즉각 반영하기 위해 설문조사 결과를 관리자 단말기로 바로 알리는 알람부를 더 포함한다.
상기 환경제어부는 상기 정보 수집부의 환경 정보에서 소정시간이상 동체가 감지되지 않는 경우, 조명을 오프하도록 상기 제어기에 환경제어정보를 송출하는 것을 특징으로 한다.
상기 환경 제어부는 상기 설문 조사부의 조사결과와 상기 정보 수집부의 수집정보를 반영하여 사용자 만족도를 수치적으로 그래프화하여 생성하는 사용자 만족도 생성부를 더 포함하고,
상기 환경 제어부는 생성된 사용자 만족도를 상기 제어기로 송신하는 것을 특징으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 방법은,
환경기기를 제어하는 제어기와 네트워크망을 통해 연결되는 실내환경 모니터링 및 평가 시스템의 실내환경 모니터링 및 평가 방법으로서,
서버가 상기 제어기로부터 실내환경을 제어하기 위한 실내환경 공간의 기본정보를 수신하는 단계;
상기 서버가 종류와 기본 정보에 대응되는 환경제어정보를 데이터베이스부에서 읽어오는 단계;
상기 서버가 상기 제어기에 대응되는 환경제어 정보를 상기 제어기로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서는, 환경 공간별로 선택적으로 센서를 장착 가능한 실내 환경 모니터링 센서 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 센서별로 설치 공간을 다르게 하여 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 빅 데이터를 통해 도출된 실내 환경에 대한 사용자 만족도 기준을 적용하여, 실내 환경 4요소를 모두 측정, 분석함으로써 실내 환경의 정확한 상태를 분석하고, 이를 통해 실내 환경을 질적으로 개선하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 실시간 사용자 만족도 수준 평가 결과를 사용자에게 수치와 그래프 형식으로 제공하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 사용자 만족도는 현재 공간을 사용하는 사람의 현실적인 요구를 즉각적으로 해결할 때 가장 높을 것이므로, 이를 위해 본 실시간 설문조사 기능을 탑재하여 사용자가 느끼는 불편함을 실시간으로 접수, 반영하여 실내 환경을 개선해 나가는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 설비에 대한 제어가 가능한 건물에 한하여, 사용자 만족도 80% 이상을 유지하는 수준에서 실내 환경 요소를 컨트롤하는데, 이 과정에서 에너지를 낭비하고 있는 요소를 찾아내어 제어함으로써 획득하는 에너지 절감 효과도 획득하는 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 통해 사용자 만족도를 구체적인 수치로 환산 가능케 되어, 실내 환경에 대한 객관적 평가는 물론 효율적으로 실내 환경을 개선할 수 있게 되고, 특히, 여름철 과냉방, 겨울철 과난방 등 사용자 만족도에 대한 확고한 기준이 없기 때문에 낭비되고 있던 부분에 대한 본격적인 관리가 가능해져 에너지 절감 효과까지 볼 수 있는 실내환경 모니터링 및 평가 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 제어기의 구성도이다.
도 3은 도 1의 실내 환경 모니터링 센서 장치의 내부 구성도이다.
도 4는 도 1의 실내 환경 모니터링 센서 장치의 분리 상태를 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템에서 제공하는 사용자 만족도가 제어기에 표시된 예를 보인 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 방법의 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
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 있는 것을 의미한다.
하기의 서버는 프로세서와 메모리 등을 구성될 수 있으며, 데이터베이스는 하드디스크 등의 저장 장치로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템은,
환경기기를 제어하는 제어기(200)와 네트워크망(500)을 통해 연결되는 실내환경 모니터링 및 평가 시스템으로서,
실내환경을 제어하기 위한 실내환경 공간의 종류와 그에 대응되는 환경제어정보를 저장하는 데이터베이스부(120);
상기 데이터베이스부(120)를 참조하여 상기 제어기(200)에 대응되는 환경제어 정보를 상기 제어기(200)로 송신하는 서버(110)를 포함한다.
상기 서버(110)는 사용자 만족도 지수를 상기 제어기(200)에 실시간으로 수치 및 그래프 형태로 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버(110)는 실시간 설문조사를 실시하고, 그 결과를 실내 환경에 즉각 반영하기 위해 설문조사 결과를 관리자 단말기(400)로 바로 알리는 알람 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터베이스부(120)는,
제어기(200)가 설치된 공간의 정보 및 제어기 정보를 저장하는 제어기 정보 DB(121);
상기 제어기(200)로부터 수집한 제어기(200)의 환경 정보와 제어기(200)를 조작한 조작 정보를 저장하는 수집 정보 DB(122);
실내환경을 제어하기 위한 실내환경 공간의 종류를 저장하는 실내환경공간 정보 DB(123);
상기 실내환경 공간정보에 대응되는 환경제어정보를 저장하는 환경제어정보 DB(124);
설문조사 정보와 설문조사 결과 정보를 저장하기 위한 설문조사 정보 DB(125);
관리자 단말기 정보를 저장하는 관리자 단말기 DB(126)를 포함한다.
상기 서버(110)는,
상기 제어기(200)로부터 수집한 제어기(200)의 환경 정보와 제어기(200)를 조작한 조작 정보를 상기 수집 정보 DB에 저장하는 정보 수집부(111);
상기 제어기(200)로부터 실내환경 공간정보를 수신하고, 상기 제어기(200)의 실내환경 공간정보에 대응되는 환경제어정보를 환경제어정보 DB에서 읽어와 상기 제어기(200)에 송신하는 환경 제어부(112)를 포함한다.
상기 설문조사 정보 DB(125)를 참조하여 상기 제어기(200)의 환경에 있는 사용자 단말기에 대해 현재의 환경 조건이 적합한지에 대해 모바일로 설문조사를 실시하고, 그 결과를 설문조사 정보 DB(125)에 저장하는 설문 조사부(113)를 더 포함하고, 상기 환경 제어부(112)는 상기 설문 조사부(113)의 조사결과와 상기 정보 수집부(111)의 수집정보를 반영하여 해당 제어기(200)의 환경제어정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버(110)는 실시간 설문조사를 실시하고, 그 결과를 실내 환경에 즉각 반영하기 위해 설문조사 결과를 관리자 단말기(400)로 바로 알리는 알람부(114)를 더 포함한다.
상기 환경 제어부(112)는 상기 정보 수집부의 환경 정보에서 소정시간이상 동체가 감지되지 않는 경우, 조명을 오프하도록 상기 제어기(200)에 환경제어정보를 송출하는 것을 특징으로 한다.
상기 환경 제어부(112)는 상기 설문 조사부(113)의 조사결과와 상기 정보 수집부의 수집정보를 반영하여 사용자 만족도를 수치적으로 그래프화하여 생성하는 사용자 만족도 생성부(115)를 더 포함하고,
상기 환경 제어부(112)는 생성된 사용자 만족도를 상기 제어기(200)로 송신하는 것을 특징으로 한다.
설문 조사부(113)는 실시간 설문조사 기능을 탑재하고 있어, 사용자가 느끼는 불편함을 실시간으로 접수, 반영하여 실내 환경을 개선해 나갈 수 있다.
설문조사 결과는 즉각적으로 환경제어정보에 반영될 수도 있고, 환경제어정보 DB(124)에 업데이트하여 추후에 활용되는 환경제어정보의 기준값을 변경할 수도 있다.
나아가 피제어장치(300)에 대한 제어가 가능한 건물에 한하여, 사용자 만족도 80% 이상을 유지하는 수준에서 실내 환경 요소를 컨트롤하는데, 이 과정에서 에너지를 낭비하고 있는 요소를 찾아내어 제어하여 에너지 절감 효과도 획득한다. 예를 들어 제어기(200)로부터 수신되는 수집정보에서 환경 공간의 사람의 움직임을 감지하여 사람이 없는 것으로 판단되면, 서버(110)는 해당 제어기(200)가 제어하는 조명(360)이나 에어컨(310), 히터(320), 가습기(330), 제습기(340), 공기 청정기(350) 등의 동작을 정지하도록 할 수 있다.
또한, 제어기(200)로부터 수신되는 수집정보에서 환경 공간의 동체의 움직임이 적게 감지되면, 서버(110)는 해당 제어기(200)가 제어하는 에어컨의 설정 온도를 약간 높여서 쾌적함은 유지하되 에너지를 절감하도록 환경제어정보를 제공할 수도 있다.
필요에 따라 서버(110)는, 기상청 일기예보 데이터를 이용하여 센서 데이터로 활용할 수도 있다.
또한, 서버(110)는 사용자 만족도 80% 이상을 유지하는 수준에서 실내 환경 요소를 컨트롤하기도 하는데, 필요에 따라 IEQ(Indoor Environmental Quality) 국제기준에 따라 사용자 만족도 기준을 정할 수도 있다.
도 2는 도 1의 제어기(200)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제어기(200)는, 서버(110)와 네트워크망(500)을 통해 연결되고, 피제어장치(300)를 제어하며, 환경 모니터링 센서 장치(700)로부터 환경정보를 수신하는 제어기(200)로서,
서버(110)와의 통신기능을 수행하는 제1 통신부(210);
상기 환경 모니터링 센서 장치(700)로부터 환경정보를 수신하고, 상기 피제어장치(300)와의 통신을 하는 제2 통신부(220);
상기 피제어장치(300)를 제어하기 위한 설정정보를 저장하는 저장부(270);
사용자의 선택을 입력받기 위한 터치패널 또는 키패드 등을 포함하는 입력부(250);
정보를 표시하는 표시부(240);
각 제조사의 제품 모델별로 상기 피제어장치(300)의 제어코드를 지정된 영역에 저장하는 저장부(270);
상기 입력부(250)를 통해 입력되는 정보에 대응하여 동작을 하며, 제2 통신부(220)를 통해 상기 환경 모니터링 센서 장치(700)로부터 수신되는 환경정보를 상기 제1 통신부(210)를 통해 상기 서버(110)로부터 전송하고, 상기 서버(110)로부터 환경제어정보가 수신되면 상기 저장부(270)의 제어코드를 참조하여 제2 통신부(220)를 통해 상기 피제어장치(300)를 제어하는 제어부(260)를 포함한다.
제2 무선통신부(220)는 환경 모니터링 센서 장치(700)로부터 수신되는 환경정보를 수신하여 제어부(260)로 전달하거나, 상기 제어부(260)에서 인가되는 제어코드를 IR통신 혹은 RF통신으로 송출시켜 피제어장치(300)의 동작이 제어될 수 있도록 한다.
피제어장치(300)는 무선 리모컨 제어신호로 제어될 수 있는 에어컨(310), 히터(320), 조명(360), 가습기(330), 제습기(340), 공기청정기(350) 등이 포함될 수 있다.
상기 제어기(200)는 각 층별로 설치되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 작은 건물별로 하나만 설치할 수도 있다.
도 3은 도 1의 실내 환경 모니터링 센서 장치의 내부 구성도이고, 도 4는 도 1의 실내 환경 모니터링 센서 장치의 분리 상태를 나타낸 도면이다.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치(700)는,
실내환경 모니터링 및 평가 시스템(100)과 제어기(200)를 통해 통신을 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치(700)로서,
환경정보를 수신하는 센서부(760);
상기 제어기와의 통신기능을 수행하는 통신부(750);
상기 센서부에서 수집되는 환경정보를 상기 제어기로 송신하는 마이컴(740)을 포함한다.
알람을 하는 알람부(730)를 더 포함하고,
상기 환경정보의 측정치가 기준치 이하인 경우 상기 마이컴(740)는 상기 알람부가 알람을 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서부(760)는,
공기질을 측정하는 공기질 측정 센서(761),
온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서(762),
소음도를 측정하는 소음 센서(763);
조도를 측정하는 조도 센서(764);
동체의 움직임을 측정하는 동체감지 센서(765)를 포함한다.
각부를 내장하기 위한 케이스(720)를 더 포함하고,
상기 공기질 측정센서(761)는 별도의 박스 형태로 포장되어 외부의 공기와 통하도록 제1 공간(721)에 설치되며, 상기 제1 공간(721)의 케이스(720) 측면에는 5~30개의 공기 통로(701~707)가 형성된다. 따라서, 외부의 공기가 쉽게 유입이 되어 공기질을 측정하기 용이하다.
그리고, 상기 온습도 센서(762)는 케이스(720) 내부의 제2 공간(722)에 설치되며,
상기 소음 센서는 상기 제1 공간(721)에 설치되고, 상기 조도 센서(764) 또는 동체감지 센서(765)는 상기 케이스 내부의 제2 공간(722)에 설치되고,
상기 케이스(720) 내부의 제2 공간(722)의 상부에는 두개의 공기통로(708, 709)가 형성된 것을 특징으로 한다. 따라서, 외부의 온습도와 실내의 온습도가 같아진다.
상기 센서부(760)의 내부의 제2 공간(722)에는 화재 감지 센서, 연기 감지 센서 또는 가속도 센서가 선택적으로 설치 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 제1 공간(721)과 제2 공간(722)은 센서보드(710)로 인하여 분리된 공간이 형성되므로 제1 공간(721)의 공기질 측정 센서(761)의 열이 제2 공간(722)의 온습도 센서(762)에 영향을 미치지 않는다.
공기질 측정 센서(761)는 CO, CO2, PM2.5, PM10, TVOC, 산화질소, 암모니아, 오존, 라돈 등을 측정하는 센서일 수 있다.
소음 센서(763)는 소음도를 측정하며, dBA ,Room Criteria (RC), Noise Criteria (NC), Balanced Noise Criteria (NCB) 등을 측정하고 , 진동 센서를 추가 이용할 수도 있다.
조도 센서(764)는 조도(Illuminance), 광도(Luminance), 휘도(Unified Glared Ratio, UGR)를 측정하는 센서일 수 있다.
이외에도 필요한 센서를 센서부(760)에 부착 가능하며, 환경공간에 따라 센서부(760)를 구성하는 센서의 종류를 다르게 할 수 있다.
메모리(770)에는 각 실내 환경 요소 별 기준치를 저장하고, 마이컴(740)이 실내 환경 조건이 기준치 이하로 떨어질 경우, 알람부(730)를 통해 알람을 할 수 있다.
사용자들은 이러한 알람 기능을 통해, 실내 환경 정보를 1차적으로 확인할 수 있다.
필요에 따라 사용자는 실내 환경 모니터링 평가 시스템(100)을 통하여 사용자 단말기(600)로 원격으로 알람 작동여부를 설정할 수도 있다.
필요에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템에서는 실시간으로 모니터링하여 현 상태에서 사용자가 체감하는 쾌적도 및 만족도를 수준을 평가한 후 그 결과를 수치와 그래프 형식으로 사용자의 제어기(200)에 제공한다. 필요에 따라서는 스마트폰 등의 사용자 단말기에 제공할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템에서 제공하는 사용자 만족도가 제어기(200)에 표시된 예를 보인 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 시스템은 실내 환경을 구성하는 4요소, 공기질, 열환경(온·습도), 소음도, 조도를 실시간으로 모니터링하여 현 상태에서 사용자가 체감하는 쾌적도 및 만족도를 수준을 평가한 후 그 결과를 수치와 그래프 형식으로 사용자의 제어기(200)에 제공한다. 특히, 도 3을 참조하면, 조도, 온도, 공기질, 습도 관련하여 매우만족, 만족, 대체로 만족, 보통, 대체로 불만, 불만, 매우 불만 등의 각 만족도별 퍼센트를 그래프 형식으로 제시하여 한눈에 만족도를 판단하기가 용이하다.
필요에 따라서는 스마트폰 등의 사용자 단말기(600)에 제공할 수도 있다. 사용자 단말기(600), 관리자 단말기(400), 제어기(200) 및 환경 모니터링 센서 장치(700)는 복수개일 수 있으며, 사용자 단말기(600)는 해당 실내환경에 거주하는 거주자 또는 관리자가 소유한 스마트폰일수 있다.
이 과정에서 서버(110)는 통계, 데이터 마이닝, 머신러닝 등의 방식을 활용, 사용자 만족도를 종합 평가하여 그래프로 제공한다.
사용자 만족도는 80% 이상 수준이 보장되는 실내 환경 조건을 세팅하여 항상 쾌적한 환경을 유지할 수 있도록 하며, 특히, 설문조사를 통해 실시간으로 요구되는 실내 환경 변화와 상충하지 않도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 사용자 만족도를 구체적인 수치로 환산 가능케 되어, 실내 환경에 대한 객관적 평가는 물론 효율적으로 실내 환경을 개선할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 환경 모니터링 센서 장치를 이용한 실내환경 모니터링 및 평가 방법의 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 사용자는 제어기(200)의 입력부(250)를 이용하여 평가지표 판단을 위해 건축 기본정보를 입력하고, 제어부(260)가 제1 통신부(210)를 통해 서버(110)로 송신한다.
그러면, 입력된 건축 기본정보는 서버(110)의 정보 수집부(111)로 수신된다(S401). 이때, 건축 기본정보에는, 건축물의 주소, 제어대상 공간의 층수, 건물의 방향(남향, 동향, 북향, 서향 등), 평균이용인원수 등이 포함된다.
그러면, 서버(110)의 환경 제어부(112)는 입력된 건축 기본정보를 기초로 환경제어정보 DB(124)에서 환경제어정보를 읽어온다.
예를 들어, 환경제어정보 DB(124)에는 건축물의 구조 및 주소에 따라 현재 날짜 및 시간에 따른 평균 기온 등이 저장되고, 그에 대응되는 제어 대상 환경 공간의 적합한 제어온도가 테이블 형태로 저장된다.
그리고 구조가 콘크리트인지 목재인지에 따라서도 환경제어정보가 달라질 수 있다. 즉, 목재인 경우, 단열에 취약하므로 냉방온도를 좀 더 낮게 유지하도록 한다.
그리고, 제어대상 환경 공간의 층수와 건물의 방향(남향, 동향, 북향, 서향 등)에 따라 목표 온도를 달리 결정한다. 예를 들어 층수가 높고, 남향인 경우, 냉방 온도는 좀 더 낮추어야 한다.
그리고, 평균이용인원수가 많을수록 환경제어정보의 제어온도를 조금 더 낮게 유지하여 쾌적한 환경을 구성한다.
그리고 나서, 서버(110)의 환경 제어부(112)는 환경 제어정보를 해당 제어기(200)로 송신한다(S402).
그러면 제어기(200)가 환경 제어정보에 따라 피제어장치(300)를 구동하게 된다(S403). 예를 들면, 제어부(260)가 제2 통신부(220)를 통해 피제어장치(300)를 환경제어정보에 대응하여 제어한다. 예를 들면, 제어부(260)눈 무선 리모컨 제어신호로 에어컨(310), 히터(320), 조명(360), 가습기(330), 제습기(340), 공기청정기(350)를 제어하여 목표 온도 및 습도, 조명, 공기질을 구현하게 된다.
한편, 서버(110)의 설문 조사부(113)는 설문조사 정보 DB(125)를 참조하여 해당 환경제어 공간에 거주하는 사람들의 스마트폰 등에 설문조사정보를 송신하고, 설문조사결과를 수신한다(S404). 설문조사 내용에는 평가항목이 포함되고, 상기 평가항목에는 공기질, 온도, 습도, 조명 등에 대한 만족도를 선택하는 내용이 포함된다. 이때, 사용자는 현재 실내 환경에 대해 만족하는지 또는 불만이 있는지 설문조사에 실시간으로 응할 수 있고, 서버(110)에서 접수되는 사용자의 불만족 요소는 실시간으로 관리되어, 사용자의 요구에 유기적으로 대응할 수 있다.
한편, 센서부(760)의 각종 센서는 측정된 환경 정보를 마이컴(740)으로 출력하고, 상기 환경정보의 측정치가 기준치 이하인 경우 상기 마이컴(740)은 상기 알람부(730)가 알람을 하도록 한다.
또한, 마이컴(740)은 상기 센서부(760)에서 수집되는 환경정보를 상기 제어기(200)로 송신하고, 제어기(200)는 환경정보를 서버(110)로 송신한다.
그러면, 서버(110)의 정보 수집부(111)는 제어기(200)의 센서부(230)에서 수집되는 환경 정보와 입력부(250)의 조작 정보를 수신한다(S405).
이러한 수집 정보는 정보 수집부(111)에 의해 수집 정보 DB에 누적 저장되어 환경제어정보를 업데이트할 수도 있다.
이후, 사용자 만족도 설문조사 결과를 수신되면, 서버(110)의 환경 제어부(112)는 사용자 및 공간의 특성 별 최적의 실내 환경 수준과 현재 실내 환경 상태를 비교한다(S406). 또한, 수집 정보를 수집 정보 DB(122)에 저장한다.
현재 실내 환경 상태가 목표 환경 상태에 도달한 경우, 설문 조사 결과 및 제어기의 조작정보를 반영한 환경 제어정보를 제어기(200)로 송신한다(S407).
여기서, 환경 제어부(112)는 현재 실내 환경 상태가 목표 실내 환경 수준인 경우에 만족도가 낮거나 실내 사용자들이 제어기(200)를 조작하여 온도를 낮추거나 높이는 경우 등의 조작 정보를 즉시 환경제어정보에 반영하여 해당 공간에 대한 제어기(200)를 제어하여 피제어장치(300)를 구동할 수 있다.
그리고, 현재 실내 환경 상태가 최적의 실내 환경 수준인 목표 환경 상태인 경우 또는 만족도와 현재 실내 환경 상태가 최적의 실내 환경 수준이 아닌 경우, 환경 제어부(112)는 만족도를 생성하여 제공한다(S408).
예를 들면, 서버(110)의 환경 제어부(112)는 도 5과 같이 계산된 사용자 만족도를 수치 및 그래프의 형식으로 제어기(200)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 사용자 만족도 지수를 사용자에게 실시간으로 수치 및 그래프 형태로 제공하기 위해 서버(110)의 환경 제어부(112)는 필요에 따라 통계, 데이터마이닝, 머신러닝 등의 방식을 활용한다.
그리고, 만족도 결과는 최적의 실내 환경 수준과 현재 실내 환경 상태를 비교하여 현재 실내 환경 상태가 최적의 실내 환경 수준인지 여부와 만족도 정보를 동시에 표시할 수 있다. 따라서 사용자는 현재의 실내 환경 정보와 만족도 정보를 동시에 볼 수 있다.
필요에 따라 환경 제어부(112)는 제어기(200)로부터 수신된 센서정보로부터 동체감지센서에서 동체가 감지되는지 판단한다(S409).
동체가 감지되지 않은 경우, 환경 제어부(112)는 제어기에 제어신호를 출력하여 조명, 냉난방 등의 피제어장치의 동작을 정지하도록 한다(S410). 따라서 사람이 없는 경우, 에너지를 절약한다.
한편, 사람의 움직임이 있는 경우, 환경 제어부(112)는 다수개의 동체감지 센서(765)로부터 실내 환경에 기준 인원이 있는지 판단하고, 인원이 많은 경우와 인원이 적은 경우를 반영하여 냉난방을 제어한다(S411). 이때, 동체가 감지되는 센서 개수에 따라 원원수를 판단할 수 있다. 이때, 10개의 동체감지센서(765)에서 움직임 신호가 감지되면 20명 정도의 인원이 있음으로 판단할 수도 있다.
예를 들어, 현재 인원이 기준인원보다 많은 경우, 냉방을 하는 여름철의 경우 냉방 온도를 조금 더 낮추고, 난방을 해야 하는 겨울철의 경우 난방 온도도 조금 낮추어 사람들이 쾌적함을 느끼도록 한다.
그리고 현재 인원이 기준 인원보다 적은 경우, 냉방 온도를 조금 더 높이고, 난방 온도도 조금 높여 사람들이 쾌적함을 느끼도록 한다.
이러한 본 발명의 실시 예에서는, 환경 공간별로 선택적으로 센서를 장착 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 센서별로 설치 공간을 다르게 하여 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
또한, 이러한 본 발명의 실시 예에서는 사용자 만족도 수준이 실시간으로 확인됨으로써, 에너지를 보다 효율적으로 관리할 수 있다. 특히, 여름철 과냉방, 겨울철 과난방 등 사용자 만족도에 대한 확고한 기준이 없기 때문에 낭비되고 있던 부분에 대한 본격적인 관리가 가능해져 에너지 절감 효과까지 볼 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 빅 데이터를 통해 도출된 실내 환경에 대한 사용자 만족도 기준을 적용하여, 실내 환경 4요소를 모두 측정, 분석함으로써 실내 환경의 정확한 상태를 분석하고, 이를 통해 실내 환경을 질적으로 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 실시간 사용자 만족도 수준 평가 결과를 사용자에게 수치와 그래프 형식으로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 사용자 만족도는 현재 공간을 사용하는 사람의 현실적인 요구를 즉각적으로 해결할 때 가장 높을 것이므로, 이를 위해 본 실시간 설문조사 기능을 탑재하여 사용자가 느끼는 불편함을 실시간으로 접수, 반영하여 실내 환경을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 설비에 대한 제어가 가능한 건물에 한하여, 사용자 만족도 80% 이상을 유지하는 수준에서 실내 환경 요소를 컨트롤하는데, 이 과정에서 에너지를 낭비하고 있는 요소를 찾아내어 제어하여 에너지 절감 효과도 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 통해 사용자 만족도를 구체적인 수치로 환산 가능케 되어, 실내 환경에 대한 객관적 평가는 물론 효율적으로 실내 환경을 개선할 수 있게 되고, 특히, 여름철 과냉방, 겨울철 과난방 등 사용자 만족도에 대한 확고한 기준이 없기 때문에 낭비되고 있던 부분에 대한 본격적인 관리가 가능해져 에너지 절감 효과까지 볼 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 실내환경 모니터링 및 평가 시스템과 제어기를 통해 통신을 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치로서,
    환경정보를 수신하는 센서부;
    상기 제어기와의 통신기능을 수행하는 통신부;
    상기 센서부에서 수집되는 환경정보를 상기 제어기로 송신하는 마이컴을 포함하는 실내 환경 모니터링 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    알람을 하는 알람부를 더 포함하고,
    상기 환경정보의 측정치가 기준치 이하인 경우 상기 마이컴은 상기 알람부가 알람을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서부는,
    공기질을 측정하는 공기질 측정 센서,
    온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서,
    소음도를 측정하는 소음 센서;
    조도를 측정하는 조도 센서;
    동체의 움직임을 측정하는 동체감지 센서를 포함하는 실내 환경 모니터링 센서 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    각부를 내장하기 위한 케이스를 더 포함하고,
    상기 공기질 측정센서는 별도의 박스 형태로 포장되어 외부의 공기와 통하도록 제1 공간에 설치되며, 상기 제1 공간의 케이스에는 5~30개의 공기 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온습도 센서는 케이스 내부의 제2 공간에 설치되며,
    상기 소음 센서는 상기 제1 공간에 설치되고, 상기 조도 센서 또는 동체감지 센서는 상기 케이스 내부의 제2 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 케이스 내부의 제2 공간의 상부에는 두개의 공기통로가 형성된 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서부의 내부의 제2 공간에는 화재 감지 센서, 연기 감지 센서 또는 가속도 센서가 선택적으로 설치 가능한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 센서 장치.



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