KR20200063328A - Indoor air quality improvement system based on IoT and cloud - Google Patents

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KR20200063328A
KR20200063328A KR1020180144284A KR20180144284A KR20200063328A KR 20200063328 A KR20200063328 A KR 20200063328A KR 1020180144284 A KR1020180144284 A KR 1020180144284A KR 20180144284 A KR20180144284 A KR 20180144284A KR 20200063328 A KR20200063328 A KR 20200063328A
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indoor air
indoor
iot
control command
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박노진
조대희
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주식회사 트리톤넷
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Abstract

The present invention relates to an indoor air quality improvement system, and more specifically, to an indoor air quality improvement system based on the IoT and a cloud, which can control a device to improve indoor air based on data regarding an indoor air quality and an outdoor air quality by means of the IoT and a cloud. To this end, the present invention comprises: a sensor module which is installed on the indoors to transmit indoor air quality detection information and human body detection information to a cloud server by using the IoT; the cloud server which receives the detection information provided by the sensor module and outdoor air quality information from a weather server providing weather information in order to transmit a ventilation control command or an indoor purification control command to an IoT device installed on the indoors, and transmits the indoor air quality detection information to a designated user smartphone; and the IoT device which is operated by the control command transmitted from the cloud server by means of the IoT in order to perform ventilation or indoor purification. Here, when the human body detection information is inputted by the sensor module in an indoor purification mode and the indoor air quality information exceeds a predetermined range of air quality, the cloud server transmits a control command such that the IoT device may be operated to the greatest extent, while transmitting a control command for performing a ventilation mode to the IoT device when the indoor air quality is inferior to the outdoor air quality in a state in which the human body detection information is inputted.

Description

사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템{Indoor air quality improvement system based on IoT and cloud}Indoor air quality improvement system based on IoT and cloud

본 발명은 실내 공기질 개선 시스템에 관한 것으로, 특히 실내 공기질과 외부 공기질 데이터를 기반으로 하여 실내 공기를 개선시키는 디바이스를 사물인터넷과 클라우드를 통해 제어할 수 있도록 한 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an indoor air quality improvement system, in particular, an indoor air quality based on the Internet of Things and a cloud that enables devices to improve indoor air based on indoor air quality and external air quality data to be controlled through the Internet of Things and the Cloud. It relates to an improvement system.

일반적으로 실내에는 많은 유해가스 예를 들면, 이산화탄소, 일산화탄소, 포름알데히드 등의 오염물질과, 건축물로부터 발생하는 석면, 라돈 등의 오염물질이 혼재되어 있으므로 실내 공기질을 매우 저하시키게 된다.In general, there are many harmful gases, such as carbon dioxide, carbon monoxide, and formaldehyde, and pollutants such as asbestos and radon generated from buildings are mixed, thereby deteriorating indoor air quality.

또한, 최근에는 외부로부터 유입되거나 또는 조리시에 발생하는 미세먼지까지 실내 공기질에 영향을 끼치므로, 이를 모니터링하여 적절히 실내 공기질을 개선하여야 한다.In addition, in recent years, since it affects the indoor air quality, even from the outside, or even fine dust generated during cooking, the indoor air quality should be improved by monitoring this.

공개특허 제10-1797204호에서는 실내 및 실외의 공기질을 측정하고, 이에 따라 실내 환기 및 실내 정화를 택일하여 실내 공기질을 개선하도록 하는 실시간 환경 감응형 공동주택 실내 공기질 관리 시스템을 제안하였다.In Patent Publication No. 10-1797204, indoor and outdoor air quality management system for real-time environment-sensitive apartment housing is proposed to measure indoor and outdoor air quality and to improve indoor air quality by selecting indoor ventilation and indoor purification accordingly.

이러한 종래 기술에 의하면, 실외에 설치된 대기환경 감시장치에 의해 실외의 온도 및 습도, 미세먼지, 대기 오염물을 측정하고, 각 실내에는 실내 공기질 관리 시스템이 설치되어 있어서 실내의 온도, 습도, 휘발성 유기물질(VOC), 이산화탄소 농도를 실내환경인자로 하여 실내 공기질을 측정함으로써 실내와 실외의 공기질에 따라 덕트를 통해 환기를 시키던지 아니면 공기 정화기능을 수행하도록 되어 있다.According to such a prior art, outdoor temperature and humidity, fine dust, and air pollutants are measured by an outdoor air environment monitoring device, and an indoor air quality management system is installed in each room, so that indoor temperature, humidity, and volatile organic substances (VOC), by measuring the indoor air quality using the carbon dioxide concentration as an indoor environment factor, it is designed to perform ventilation or air purification through ducts depending on the indoor and outdoor air quality.

그런데, 이러한 종래의 기술은 실외의 공기를 별도로 측정하는 대기환경 감시장치가 구비되어야 하고, 또한 실내에는 실내 공기질 관리 시스템이 구성되어야 하므로, 매우 복잡하며 고가의 시스템을 갖추어야 한다.However, such a conventional technology should be equipped with an atmospheric environment monitoring device for separately measuring outdoor air, and also an indoor air quality management system must be configured in the room, so a very complex and expensive system must be provided.

<선행기술문헌><Prior Art Document>

- 등록특허 제10-1797204호-Registered Patent No. 10-1797204

(실시간 환경 감응형 공동주택 실내 공기질 관리 시스템) (Real-time environment-sensitive apartment air quality management system)

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 주된 목적은, 사물인터넷(IoT : Internet of Things)과 클라우드를 기반으로 하여 실내에 구비된 센서로부터 측정된 실내 공기질 정보 및 기상서버로부터 제공되는 대기환경에 대한 정보를 기반으로 클라우드에서 공기질 개선을 위한 디바이스를 제어할 수 있도록 한 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving this conventional problem, the main purpose is, based on the Internet of Things (IoT: Internet of Things) and the cloud, the indoor air quality information measured from sensors provided in the room and the atmospheric environment provided from the weather server The purpose is to provide an indoor air quality improvement system based on the Internet of Things and the cloud, which enables devices to control air quality improvement in the cloud based on information on the information.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템은,In order to achieve the above object, the indoor air quality improvement system based on the Internet of Things and the cloud according to the present invention,

실내에 설치되어 실내의 공기질 감지정보와 인체 감지정보를 IoT를 이용하여 클라우드 서버로 전송하는 센서모듈;A sensor module installed indoors and transmitting indoor air quality detection information and human body detection information to a cloud server using IoT;

상기 센서모듈로부터 제공된 감지정보와 기상 데이터를 제공하는 기상 서버로부터 실외 공기질 정보를 인가받아 환기 제어명령 또는 실내 정화 제어명령을 실내에 설치된 IoT 디바이스로 전송함과 동시에, 실내의 공기질 감지정보를 지정된 사용자 스마트폰으로 전송하는 클라우드 서버;The user receives the outdoor air quality information from the weather server providing the detection information and the weather data provided from the sensor module, transmits a ventilation control command or an indoor purification control command to the IoT device installed in the room, and simultaneously specifies indoor air quality detection information. Cloud server to transmit to a smartphone;

상기 클라우드 서버로부터 IoT에 의해 전송되어진 제어명령에 따라 동작하여 환기 또는 실내 정화를 수행하는 IoT 디바이스;로 구성되며,It consists of an IoT device that performs ventilation or indoor purification by operating according to a control command transmitted by the IoT from the cloud server.

상기 클라우드 서버는 실내 정화 모드에서 센서 모듈로부터 인체 감지정보가 입력되고, 실내 공기질 정보가 설정된 공기질의 범위를 넘어서면, 상기 IoT 디바이스를 최대로 가동하도록 제어명령을 전송하며,The cloud server transmits a control command to operate the IoT device to the maximum when the human body detection information is input from the sensor module in the indoor purification mode and the indoor air quality information exceeds a preset air quality range,

인체 감지정보가 입력된 상태에서 실내의 공기질이 실외의 공기질보다 좋지 않다면, 환기 모드를 수행하는 제어명령을 IoT 디바이스로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한다.If the indoor air quality is not better than the outdoor air quality while the human body detection information is input, it is characterized in that it is configured to transmit a control command to perform the ventilation mode to the IoT device.

본 발명에 따른 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템은, 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하여 실내에 구비된 센서로부터 측정된 실내 공기질 정보 및 기상서버로부터 제공되는 대기환경에 대한 정보를 기반으로 클라우드에서 공기질 개선을 위한 디바이스를 제어할 수 있도록 함으로써 적은 비용으로 실내 공기질을 적극적으로 개선시킬 수 있는 장점이 있다.The indoor air quality improvement system based on the Internet of Things and the cloud according to the present invention is based on the indoor air quality information measured from sensors provided in the room based on the Internet of Things and the cloud and information on the atmospheric environment provided by the weather server. As a result, it is possible to actively improve the indoor air quality at a low cost by allowing the cloud to control the device for improving air quality.

도1은 본 발명에 의한 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템을 보인 도.1 is a view showing an indoor air quality improvement system based on the Internet of Things and the cloud according to the present invention.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The above-described objects, features, and advantages will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, and accordingly, a person skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical spirit of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions will be omitted.

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. The terminology used in the present invention has been selected, while considering the functions in the present invention, general terms that are currently widely used are selected, but this may vary according to the intention or precedent of a person skilled in the art or the appearance of new technologies.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. In addition, in certain cases, some terms are arbitrarily selected by the applicant, and in this case, their meanings will be described in detail in the description of the applicable invention.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the contents of the present invention, not simply the names of the terms.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. However, the embodiments of the present invention exemplified below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

도1은 본 발명에 의한 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템을 보인 도로서, 1 is a view showing an indoor air quality improvement system based on the Internet of Things and the cloud according to the present invention,

실내에 설치되어 복수의 오염물질에 대한 농도 즉 실내 공기질을 측정하여 IoT에 의해 전송하는 센서모듈(100)과,The sensor module 100 is installed indoors and measures the concentration of a plurality of pollutants, that is, indoor air quality, and transmits it by IoT.

상기 센서모듈(100)로부터 측정된 오염물질에 대한 공기질 정보를 인터넷(300)으로 연결하는 게이트웨이(200)와,A gateway 200 for connecting air quality information about the pollutants measured from the sensor module 100 to the Internet 300,

인터넷(300)과, 대기환경에 대한 정보를 제공하는 기상서버(400)와,Internet 300, a meteorological server 400 that provides information about the atmospheric environment,

센서모듈(100)과 기상서버(400)로부터 제공되는 실외 공기질에 대한 정보를 인가받아 IoT 디바이스(700)로 제어명령을 제공하는 클라우드 서버(500)와, A cloud server 500 that receives control information for outdoor air quality provided from the sensor module 100 and the weather server 400 and provides control commands to the IoT device 700,

상기 클라우드 서버(500)로부터 제공되는 제어명령을 게이트웨이(600)를 통해 인가받아 동작함으로써 실내 환기 또는 공기 정화를 수행하는 IoT 디바이스(700)와,IoT device 700 for performing indoor ventilation or air purification by operating by receiving a control command provided from the cloud server 500 through a gateway 600,

상기 클라우드 서버(500)로부터 실내 공기질에 대한 정보와 IoT 디바이스(700)로부터 동작 정보를 인가받는 스마트폰(800)으로 구성된다.It is composed of a smartphone (800) that receives information about indoor air quality from the cloud server 500 and operation information from the IoT device (700).

센서모듈(100)은 실내에 설치되어 실내의 공기질을 측정하는데, 온도 및 습도센서(110), 휘발성 유기물질 센서(120), 먼지센서(130), 일산화탄소 센서(140), 이산화탄소 센서(150), 인체 감지센서(160) 등을 포함할 수 있다.Sensor module 100 is installed indoors to measure the air quality in the room, temperature and humidity sensor 110, volatile organic material sensor 120, dust sensor 130, carbon monoxide sensor 140, carbon dioxide sensor 150 , A human body sensor 160 and the like.

또한, 이러한 각 센서들(110,120,130,140,150,160)은 각각 IoT 모듈을 구비한다.In addition, each of these sensors 110, 120, 130, 140, 150, 160 is provided with an IoT module, respectively.

게이트 웨이(200)는 상기 센서들(110,120,130,140,150,160)로부터 제공된 실내 공기질 정보를 인가받아 인터넷(300)을 통해 클라우드 서버(500)로 제공하게 된다.The gateway 200 receives indoor air quality information provided from the sensors 110, 120, 130, 140, 150, and 160 and provides it to the cloud server 500 through the Internet 300.

기상서버(400)는 기상청 또는 기상 정보를 제공하는 업체에 구비된 서버로서, 상기 센서모듈(100)이 설치된 건물의 지역에 대한 실외 공기질 정보를 제공하는데, 기온, 강수, 강설, 풍속, 풍향, 파고, 태풍, 지진, 황사, 미세먼지, 오존, 자외선 등의 정보를 클라우드 서버(500)로 제공하게 된다.The meteorological server 400 is a server provided to the Korea Meteorological Administration or a company that provides meteorological information, and provides outdoor air quality information about the area of the building where the sensor module 100 is installed, including temperature, precipitation, snowfall, wind speed, and wind direction. Information such as wave height, typhoon, earthquake, yellow dust, fine dust, ozone, and ultraviolet rays is provided to the cloud server 500.

클라우드 서버(500)는 상기 센서모듈(100)로부터 제공되는 실내 공기질 정보 및 인체 감지정보와 기상서버(400)로부터 제공된 기상정보 즉 실외 공기질 정보를 인터넷(30)을 통해 제공받아 IoT 디바이스(700)를 제어하기 위한 제어명령을 생성하게 되는데, 실내의 공기질이 실외의 공기질보다 나쁘다면 '환기모드'에 대한 제어명령을 생성하고, 실내의 공기질이 실외의 공기질보다 좋으나 설정된 공기질보다 나쁘다면 '공기정화모드'에 대한 제어명령을 생성한다.The cloud server 500 receives the indoor air quality information and the human body detection information provided from the sensor module 100 and the weather information provided from the weather server 400, that is, outdoor air quality information through the Internet 30, and the IoT device 700. To generate a control command to control, if the indoor air quality is worse than the outdoor air quality, generate a control command for'ventilation mode', and if the indoor air quality is better than the outdoor air quality, but worse than the set air quality,'air purification Mode'.

또한, 기상정보 중 강우 또는 강설, 바람, 태풍, 황사, 미세먼지, 오존 등의 정보가 입력된 경우에는 '창문닫힘 모드'를, '자외선' 정보가 있는 경우에는 '커튼모드'에 대한 제어명령을 생성한다.In addition, control information for'window closed mode' when information such as rainfall or snowfall, wind, typhoon, yellow dust, fine dust, and ozone is input from weather information, and'curtain mode' when there is information on'ultraviolet rays' Produces

그리고, 인체 감지정보가 입력되고, 실내 공기질이 설정값보다 나쁜 상태로 입력된다면, '최대작동모드'에 대한 제어명령을 생성한다.And, if the human body detection information is input, and the indoor air quality is input in a condition worse than the set value, a control command for the'maximum operation mode' is generated.

이렇게 생성된 제어명령은 인터넷(300)을 통해 게이트웨이(600)로 전송되고, 이에 따라 IoT 디바이스(700)는 IoT 통신에 의해 제어명령을 인가받아 실내 공기질을 개선시키게 되는 것이다.The generated control command is transmitted to the gateway 600 through the Internet 300, and accordingly, the IoT device 700 receives a control command by IoT communication to improve indoor air quality.

상기 IoT 디바이스(700)는 에어컨, 공기청정기 등으로 구성된 제1 디바이스(710)와, 환풍기로 구성된 제2 디바이스(720)와, 창문 및 커튼을 여닫는 제3디바이스(730)로 구성될 수 있다.The IoT device 700 may include a first device 710 composed of an air conditioner, an air purifier, a second device 720 composed of a fan, and a third device 730 that opens and closes windows and curtains.

'환기모드'에 대한 제어명령이 클라우드 서버(500)로부터 입력되면, 제3디바이스(730)는 창문을 열고, 제2디바이스(720)가 구동되어 실내를 환기시키게 된다.When a control command for the'ventilation mode' is input from the cloud server 500, the third device 730 opens a window, and the second device 720 is driven to ventilate the room.

'공기정화모드'에 대한 제어명령이 입력되면, 제1디바이스(710)의 공기청정기가 동작하여 공기정화를 행하게 되며, 아울러 쾌적한 실내를 유지하기 위하여 오도 및 습도 조절을 위한 에어컨을 구동시키게 된다.When a control command for the'air purification mode' is input, the air purifier of the first device 710 is operated to purify the air, and in addition, to maintain a comfortable room, the air conditioner for controlling the temperature and humidity is driven.

'창문닫힘 모드'에 대한 제어명령을 입력되면, 제3디바이스(730)가 동작하여 창문을 닫게 되어 실내를 외부 환경으로부터 차단하게 되고, '커튼 모드'인 경우에는 제3디바이스(730)에 의해 커튼을 닫아서 자외선 유입을 차단하는 것이다.When the control command for the'window closed mode' is input, the third device 730 operates to close the window to block the interior from the external environment. In the case of the'curtain mode', the third device 730 The curtain is closed to block the influx of ultraviolet rays.

또한 '최대작동모드'인 경우에는 실내에 사람이 존재한 상태에서 실내 공기질이 설정값보다 안좋은 상태이므로 공기청정기 및 환풍기를 최대로 작동시켜 빠른 시간내에 실내 공기질을 개선시키게 되는 것이다.In addition, in the case of the'maximum operation mode', the indoor air quality is improved in a short time by operating the air purifier and the ventilator at the maximum because the indoor air quality is worse than the set value in the presence of a person indoors.

이러한 클라우드 서버(500)로 제공되는 실내 공기질에 대한 정보와 IoT 디바이스(700)의 동작 상태에 대한 정보는 인터넷(300)을 통해 스마트폰(800)으로 제공됨으로써 관리자로 하여금 모니터링이 가능하도록 함과 동시에, 스마트폰(800)으로부터 제공되는 제어명령에 의해서도 IoT 디바이스(700)가 동작하여 실내의 공기질을 개선시킬 수 있도록 한다.Information about the indoor air quality provided by the cloud server 500 and the operation status of the IoT device 700 is provided to the smartphone 800 through the Internet 300, so that an administrator can monitor At the same time, the IoT device 700 is operated by a control command provided from the smartphone 800 to improve the air quality in the room.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. Since the specific parts of the present invention have been described in detail above, for those skilled in the art, this specific technique is only a preferred embodiment, and it is obvious that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

100 : 센서 모듈
200, 600 : 게이트 웨이
300 : 인터넷
400 : 기상 서버
500 : 클라우드 서버
700 : IoT 디바이스
800 : 스마트폰100: sensor module
200, 600: Gateway
300: Internet
400: weather server
500: cloud server
700: IoT device
800: smartphone

Claims (1)

실내에 설치되어 실내의 공기질 감지정보와 인체 감지정보를 IoT를 이용하여 클라우드 서버로 전송하는 센서모듈;
상기 센서모듈로부터 제공된 감지정보와 기상정보를 제공하는 기상 서버로부터 실외 공기질 정보를 인가받아 환기 제어명령 또는 실내 정화 제어명령을 실내에 설치된 IoT 디바이스로 전송함과 동시에, 실내의 공기질 감지정보를 지정된 사용자 스마트폰으로 전송하는 클라우드 서버;
상기 클라우드 서버로부터 IoT에 의해 전송되어진 제어명령에 따라 동작하여 환기 또는 실내 정화를 수행하는 IoT 디바이스;로 구성되며,
상기 클라우드 서버는 실내 정화 모드에서 센서 모듈로부터 인체 감지정보가 입력되고, 실내 공기질 정보가 설정된 공기질의 범위를 넘어서면, 상기 IoT 디바이스를 최대로 가동하도록 제어명령을 전송하며,
인체 감지정보가 입력된 상태에서 실내의 공기질이 실외의 공기질보다 좋지 않다면, 환기 모드를 수행하는 제어명령을 IoT 디바이스로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 사물인터넷과 클라우드를 기반으로 하는 실내 공기질 개선 시스템.
A sensor module installed indoors and transmitting indoor air quality detection information and human body detection information to a cloud server using IoT;
The user receives the outdoor air quality information from the weather server providing the detection information provided by the sensor module and the weather information, transmits a ventilation control command or an indoor purification control command to the IoT device installed in the room, and simultaneously specifies the indoor air quality detection information. Cloud server to transmit to a smartphone;
It consists of an IoT device that performs ventilation or indoor purification by operating according to a control command transmitted by the IoT from the cloud server.
The cloud server transmits a control command to operate the IoT device to the maximum when the human body detection information is input from the sensor module in the indoor purification mode and the indoor air quality information exceeds a preset air quality range,
The indoor air quality improvement system based on the Internet of Things and the cloud, characterized in that it is configured to transmit a control command to perform a ventilation mode to the IoT device when the indoor air quality is not better than the outdoor air quality while the human body detection information is input.
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