KR20200084432A - 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법 - Google Patents

인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 IoT 가스안전차단장치는 가스의 제공 과정에서 가스공급의 지속동작요건을 감지하는 지속동작요건 감지부, 상기 가스의 제공 과정에서 상기 가스공급의 금지동작요건을 감지하는 금지동작요건 감지부 및 상기 지속동작요건 및 상기 금지동작요건을 기초로 기계학습된 가스공급 동작모델을 통해 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정하는 가스공급 동작 결정부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 복수의 센서들로부터 수신한 센서 데이터에 관한 학습을 통해 가스공급의 중단여부를 자동으로 제어할 수 있다.

Description

인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법{ARTIFICIAL INTELLIGENCE BASED IoT GAS SAFETY SHUTOFF APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 센서들로부터 수신한 센서 데이터에 관한 학습을 통해 가스공급의 중단여부를 자동으로 제어할 수 있는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법에 관한 것이다.
가스레인지의 사용과 관련된 안전사고는 가스 누출로 인해 발생하는 경우가 대부분이고, 특히 사용자의 부주의에 의한 가스 누출이 가장 큰 원인으로 밝혀지고 있다. 가스 누출에 의한 안전사고는 많은 사람들에게 커다란 피해를 줄 수 있기 때문에 사고를 예방하기 위한 대책은 필수적이라고 할 수 있다. 만약 가스레인지의 동작에 관한 정보를 효과적으로 수집하여 분석할 수 있다면 가스공급에 관한 동작을 효과적으로 제어함으로써 가스 안전사고를 미연에 방지할 수 있을 것으로 예상되고 있다.
한국등록특허 제10-0862180(2008.10.01)호는 가스의 자동 공급차단 장치에 관한 것으로, 자동 공급차단 장치는 가스공급원과 제1배관으로 연결된 입력단과, 가스기기와 제2배관으로 연결된 출력단을 구비하여, 제1배관 및 제2배관을 서로 유통 또는 차단시키는 중간밸브로 구성될 수 있고, 제1배관에 장착되고 가스의 흐름방향 및 속도를 감지하여 중간밸브의 차단을 결정하는 검출부 및 검출부의 결정에 따라 중간밸브를 차단시키는 중간밸브 차단부를 포함하여 구성될 수 있다.
한국공개특허 제10-2007-0066564(2007.06.27)호는 가스 차단 장치에 관한 것으로, 사용자 입력에 의한 가스 차단 밸브의 잠금 또는 해제 신호와 잠금 예약 시간 신호를 무선 신호로 변환하여 출력하는 무선 송신기와, 무선 송신기로부터 무선 신호를 수신하여 가스 차단 밸브를 즉각 잠금 또는 해제하거나 또는 예약 시간에 잠그는 무선 밸브 제어기로 이루짐으로써 무선 송신기를 통하여 무선 밸브 제어기의 각종 상태를 확인할 수 있는 기술을 개시하고 있다.
한국등록특허 제10-0862180(2008.10.01)호 한국공개특허 제10-2007-0066564(2007.06.27)호
본 발명의 일 실시예는 복수의 센서들로부터 수신한 센서 데이터에 관한 학습을 통해 가스공급의 중단여부를 자동으로 제어할 수 있는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 가스공급에 관한 지속동작 및 금지동작의 가능성을 학습된 모델을 통해 각각 산출하여 이를 기초로 가스공급의 중단 여부를 최종 결정할 수 있는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 복수의 센서 데이터들 중에서 동작잔여시간을 기초로 전체 가중치를 결정하고 가스레인지의 온도를 기초로 개별 가중치를 결정하여 가스공급 동작모델에 적용함으로써 가스공급의 중단여부를 결정할 수 있는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치는 가스의 제공 과정에서 가스공급의 지속동작요건을 감지하는 지속동작요건 감지부, 상기 가스의 제공 과정에서 상기 가스공급의 금지동작요건을 감지하는 금지동작요건 감지부 및 상기 지속동작요건 및 상기 금지동작요건을 기초로 기계학습된 가스공급 동작모델을 통해 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정하는 가스공급 동작 결정부를 포함한다.
상기 지속동작요건 감지부는 가스레인지와 공간적으로 연관된 인체감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서를 통해 수집된 제1 센싱 데이터를 상기 지속동작요건으로 수집할 수 있다.
상기 지속동작요건 감지부는 상기 인체감지센서를 통해 상기 가스레인지의 인근에 있는 인체의 존재여부를 결정하고 상기 온도감지센서를 통해 상기 가스레인지의 온도를 결정하며 상기 타이머 감지 센서를 통해 상기 가스레인지의 동작잔여시간을 결정함으로써, 상기 제1 센싱 데이터를 구성할 수 있다.
상기 지속동작요건 감지부는 상기 인체가 존재하지 않는 경우에는 가장 최근의 존재 시차를 상기 제1 센싱 데이터에 반영할 수 있다.
상기 금지동작요건 감지부는 가스레인지와 공간적으로 연관된 지진감지센서, 연기감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서를 통해 수집된 제2 센싱 데이터를 상기 금지동작요건으로 수집할 수 있다.
상기 금지동작요건 감지부는 상기 지진감지센서를 통해 상기 가스레인지의 흔들림 여부를 결정하고 상기 연기감지센서를 통해 상기 가스레인지의 연기발생 여부를 결정하며 상기 온도감지센서를 통해 상기 가스레인지의 온도를 결정하고 상기 타이머 감지 센서를 통해 상기 가스레인지의 동작잔여시간을 결정함으로써, 상기 제2 센싱 데이터를 구성할 수 있다.
상기 가스공급 동작 결정부는 가스레인지의 동작잔여시간에 따라 상기 지속동작요건 및 상기 금지동작요건 간의 전체 가중치를 조절하여 상기 가스공급 동작모델에 적용할 수 있다.
상기 가스공급 동작 결정부는 상기 가스레인지의 온도를 상기 가스공급 동작모델에 제공하여 상기 지속동작을 결정하는 제1 개별 가중치와 상기 금지동작을 결정하는 제2 개별 가중치를 조절하여 1차적으로 상기 지속동작 또는 상기 금지동작 중 하나를 결정할 수 있다.
상기 가스공급 동작 결정부는 상기 지속동작이 1차적으로 결정되면 인체감지 센싱 데이터를 상기 가스공급 동작모델에서 상기 제1 개별 가중치에 의해 조절되는 가스공급 지속동작 서브모델에 제공하여 상기 지속동작의 가능성을 2차적으로 산출할 수 있다.
상기 가스공급 동작 결정부는 상기 금지동작이 1차적으로 결정되면 지진감지 센싱 데이터와 연기감지 센싱 데이터를 상기 가스공급 동작모델에서 상기 제2 개별 가중치에 의해 조절되는 가스공급 금지동작 서브모델에 제공하여 상기 금지동작의 가능성을 2차적으로 산출할 수 있다.
상기 가스공급 동작 결정부는 상기 지속동작의 가능성 또는 상기 금지동작의 가능성을 기초로 상기 가스공급의 중단여부를 최종적으로 결정할 수 있다.
실시예들 중에서, 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단방법은 가스의 제공 과정에서 가스공급의 지속동작요건을 감지하는 지속동작요건 감지단계, 상기 가스의 제공 과정에서 상기 가스공급의 금지동작요건을 감지하는 금지동작요건 감지단계 및 상기 지속동작요건 및 상기 금지동작요건을 기초로 기계학습된 가스공급 동작모델을 통해 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정하는 가스공급 동작 결정단계를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법은 가스공급에 관한 지속동작 및 금지동작의 가능성을 학습된 모델을 통해 각각 산출하여 이를 기초로 가스공급의 중단 여부를 최종 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치 및 방법은 복수의 센서 데이터들 중에서 동작잔여시간을 기초로 전체 가중치를 결정하고 가스레인지의 온도를 기초로 개별 가중치를 결정하여 가스공급 동작모델에 적용함으로써 가스공급의 중단여부를 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 IoT 가스안전차단장치의 물리적 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 IoT 가스안전차단장치의 기능적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 1에 있는 IoT 가스안전차단장치에서 수행되는 가스안전차단 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단 시스템(100)은 감지 장치(110), IoT 가스안전차단장치(130), 데이터베이스(150) 및 가스 소비 장치(170)를 포함할 수 있다.
감지 장치(110)는 가스레인지에 대한 가스공급의 중단 여부를 결정하는 과정에서 판단의 기초로서 사용되는 센서 데이터를 생성하는 컴퓨팅 장치에 해당하고 복수의 센서들을 포함하여 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 센서 데이터를 생성할 수 있는 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서들은 생체감지센서, 음성감지센서, 지진감지센서, 인체감지센서, 연기감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서 등을 포함할 수 있다. 감지 장치(110)는 IoT 가스안전차단장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 감지 장치(110)들은 IoT 가스안전차단장치(130)와 동시에 연결될 수 있다.
IoT 가스안전차단장치(130)는 복수의 센서들로부터 수신한 센서 데이터를 학습하여 가스공급의 중단여부를 결정하는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있다. IoT 가스안전차단장치(130)는 가스차단기와 결합하여 하나의 장치로서 구현될 수 있고, 사용자 단말 등의 외부 시스템과 블루투스, WiFi 등을 통해 무선으로 연결될 수 있으며, 네트워크를 통해 외부 시스템과 데이터를 주고받을 수 있다.
IoT 가스안전차단장치(130)는 복수의 센서들로부터 측정된 센서 데이터를 학습하고 학습 결과를 활용하여 가스공급의 중단 여부에 관한 제어를 자동으로 수행할 수 있는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. IoT 가스안전차단장치(130)는 감지 장치(110) 및 가스 소비 장치(170)와 유선 네트워크 또는 블루투스, WiFi 등과 같은 무선 네트워크로 연결될 수 있고, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 감지 장치(110) 및 가스 소비 장치(170)와 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, IoT 가스안전차단장치(130)는 음성감지센서를 포함하여 구현될 수 있다. 음성감지센서는 사용자의 음성을 획득하고 분석하여 사용자의 음성으로부터 선택되어진 가스밸브제어를 위한 제어명령신호를 출력할 수 있다. 따라서, IoT 가스안전차단장치(130)는 사용자의 음성명령을 통해 가스 소비 장치(170)의 가스공급을 지속하거나 금지할 수 있다.
일 실시예에서, 음성감지센서는 사용자의 음성을 수신하는 마이크를 포함할 수 있고, 마이크를 통해 수신된 사용자의 음성을 분석하여 가스공급을 제어하기 위한 음성명령을 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 "가스밸브를 개방해"라는 음성명령을 하면, 음성감지센서는 사용자의 음성을 수신하여 가스밸브를 개방시키기 위한 가스밸브 개방신호를 출력할 수 있다. 반면, 사용자가 "가스밸브를 차단해"라는 음성명령을 하면, 음성감지센서는 사용자의 음성을 수신하여 가스밸브를 차단시키기 위한 가스밸브 차단신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 음성감지센서는 사용자의 음성명령을 인식하여 가스공급을 소정시간 후에 차단하는 시간예약기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 "가스밸브를 30분 후에 차단해"라는 음성명령을 하면, 음성감지센서는 사용자의 음성을 수신하여 가스공급을 30분 후에 차단할 수 있도록 가스밸브 차단예약신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, IoT 가스안전차단장치(130)는 생체감지센서를 포함하여 구현될 수 있다. 생체감지센서는 사용자의 얼굴표정을 입력받아 선택되어진 가스공급 제어를 위한 제어명령신호를 출력할 수 있다. 생체감지센서는 사용자의 얼굴표정을 수신하는 카메라를 포함하여 구현될 수 있고, 카메라를 통해 획득한 사용자의 얼굴표정 영상을 분석하여 가스공급을 제어하기 위한 얼굴표정명령을 출력할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 왼쪽 눈을 3초간 감는 얼굴표정을 제공하면, 생체감지센서는 사용자의 얼굴표정 영상을 획득할 수 있고 가스밸브를 개방시키기 위한 가스밸브 개방신호를 출력할 수 있다. 반면, 사용자가 오른쪽 눈을 3초간 감는 얼굴표정을 제공하면, 생체감지센서는 얼굴표정 영상을 획득하여 가스밸브를 차단시키기 위한 가스밸브 차단신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 생체감지센서는 사용자의 얼굴표정을 인식하여 가스공급을 소정시간 후에 차단하라는 시간예약기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 두 눈을 감았다가 뜬 다음 오른쪽 눈을 3회 깜박거리면 생체감지센서는 해당 얼굴표정 영상을 획득하여 30분 후에 가스밸브를 차단할 수 있도록 가스밸브 차단예약신호를 출력할 수 있다. 또한, 생체감지센서는 사용자가 두 눈을 감았다가 뜬 다음 왼쪽 눈을 깜박이는 횟수에 따라 가스밸브를 (왼쪽 눈을 깜박이는 수 * 10) 분의 시간 후에 가스밸브를 차단하는 가스밸브 차단예약신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, IoT 가스안전차단장치(130)는 지진감지센서를 포함하여 구현될 수 있다. 지진감지센서는 지진에 의한 진동을 감지하여 지진 발생여부를 판단할 수 있고, 지진 발생이 검출되면 가스공급 제어를 위한 제어명령신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, IoT 가스안전차단장치(130)는 지진감지센서로부터 진도 2.5 이상의 지진에 의한 진동이 감지된 경우 가스밸브를 즉각 차단할 수 있고, 사용자 단말을 포함한 외부 시스템에게 지진 발생에 관한 알림을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, IoT 가스안전차단장치(130)는 음성감지센서, 생체감지센서 및 지진감지센서 중에서 둘 이상을 동시에 포함하여 구현될 수 있고, 음성감지센서, 생체감지센서 및 지진감지센서 중 적어도 하나를 통해 획득한 센싱 데이터를 기초로 가스 소비 장치(170)의 가스공급을 제어할 수 있다. 또한, IoT 가스안전차단장치(130)는 음성감지센서, 생체감지센서 및 지진감지센서 중 적어도 하나를 통해 획득한 센싱 데이터를 인공지능 학습에 적용하여 가스공급 제어에 활용할 수 있다.
일 실시예에서, IoT 가스안전차단장치(130)는 데이터베이스(150)와 연동하여 센서 데이터를 수신하고 학습하여 가스공급에 관한 제어를 자동으로 수행하는 과정에서 필요한 정보를 저장할 수 있다. 한편, IoT 가스안전차단장치(130)는 도 1과 달리, 데이터베이스(150)를 내부에 포함하여 구현될 수 있다. 또한, IoT 가스안전차단장치(130)는 프로세서, 메모리, 사용자 입출력부 및 네트워크 입출력부를 포함하여 구현될 수 있다. 이에 대해서는 도 2에서 보다 자세히 설명한다.
데이터베이스(150)는 IoT 가스안전차단장치(130)가 가스공급의 중단 여부를 제어하는 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스(150)는 복수의 감지 장치(110)들로부터 수신한 센서 데이터를 수신 시점과 연관시켜 저장할 수 있고, 지속동작요건과 금지동작요건에 관한 학습 정보를 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 가스공급 동작모델 구축과 이를 활용한 가스공급 자동 제어 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
가스 소비 장치(170)는 가스를 소비하여 유용한 기능을 제공할 수 있는 장치에 해당할 수 있고, 예를 들어, 가스레인지, 가스오픈 등을 포함할 수 있다. 가스 소비 장치(170)는 IoT 가스안전차단장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 가스 소비 장치(170)들은 IoT 가스안전차단장치(130)와 동시에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 가스 소비 장치(170)는 내부에 복수의 센서들 또는 복수의 감지 장치(110)들을 포함하여 구현될 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 IoT 가스안전차단장치의 물리적 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, IoT 가스안전차단장치(130)는 프로세서(210), 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 가스공급의 중단 여부 결정을 위한 각 프로시저를 실행할 수 있고, 그 과정 전반에서 읽혀지거나 작성되는 메모리(230)를 관리할 수 있으며, 메모리(230)에 있는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리 간의 동기화 시간을 스케줄할 수 있다. 프로세서(210)는 IoT 가스안전차단장치(130)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)와 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 IoT 가스안전차단장치(130)의 CPU(Central Processing Unit)로 구현될 수 있다.
메모리(230)는 SSD(Solid State Disk) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 IoT 가스안전차단장치(130)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용되는 보조기억장치를 포함할 수 있고, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현된 주기억장치를 포함할 수 있다.
사용자 입출력부(250)는 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보를 출력하기 위한 환경을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입출력부(250)는 터치 패드, 터치 스크린, 화상 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 입출력부(250)는 원격 접속을 통해 접속되는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 그러한 경우, IoT 가스안전차단장치(130)는 서버로서 수행될 수 있다.
네트워크 입출력부(270)은 네트워크를 통해 외부 장치 또는 시스템과 연결하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 VAN(Value Added Network) 등의 통신을 위한 어댑터를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 IoT 가스안전차단장치의 기능적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, IoT 가스안전차단장치(130)는 지속동작요건 감지부(310), 금지동작요건 감지부(330), 가스공급 동작 결정부(350) 및 제어부(370)를 포함할 수 있다.
지속동작요건 감지부(310)는 가스의 제공 과정에서 가스공급의 지속동작요건을 감지할 수 있다. 지속동작요건은 가스공급이 지속되기 위한 요건에 해당할 수 있고, 가스레인지와 연관된 특정 공간 영역에 대한 센싱 데이터들의 조합으로 표현될 수 있다. 즉, 지속동작요건은 가스레인지를 정상적으로 사용하는 경우와 연관된 조건에 해당할 수 있고, 해당 요건을 충족하는 경우에는 가스레인지로의 지속적인 가스공급이 필요한 상태인 것으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 지속동작요건 감지부(310)는 가스레인지와 공간적으로 연관된 인체감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서를 통해 수집된 제1 센싱 데이터를 지속동작요건으로 수집할 수 있다. 인체감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서는 가스레인지 주변의 특정 위치에 고정되어 설치될 수 있고, 가스레인지에 포함되어 설치될 수 있다. 지속동작요건은 인체감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서로부터 수집된 센서 데이터들의 조합으로 표현될 수 있고, 지속동작요건 감지부(310)는 해당 지속동작요건이 특정 범위에 포함되는지 여부를 결정하기 위한 기초 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 지속동작요건 감지부(310)는 인체감지센서를 통해 가스레인지의 인근에 있는 인체의 존재여부를 결정하고 온도감지센서를 통해 가스레인지의 온도를 결정하며 타이머 감지 센서를 통해 가스레인지의 동작잔여시간을 결정함으로써, 제1 센싱 데이터를 구성할 수 있다. 인체감지센서는 가스레인지 주변의 특정 공간 상에 인체가 감지되는지 여부를 기초로 가스레인지의 정상적 사용에 관한 정보를 제공할 수 있다. 온도감지센서는 가스레인지 내부 또는 외부의 온도를 감지하여 정상 사용시의 온도인지를 감지할 수 있다. 타이머 감지 센서는 가스레인지의 동작을 감지하여 동작경과시간을 측정할 수 있고, 동작경과시간을 기초로 동작잔여시간을 결정할 수 있다. 지속동작요건 감지부(310)는 인체감지 여부, 가스레인지의 온도, 동작잔여시간으로 구성된 제1 센싱 데이터를 주기적으로 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 지속동작요건 감지부(310)는 인체가 존재하지 않는 경우에는 가장 최근의 존재 시차를 제1 센싱 데이터에 반영할 수 있다. 존재 시차는 가장 최근에 인체가 감지된 시점으로부터 경과된 시간에 해당할 수 있다. 즉, 지속동작요건 감지부(310)는 인체감지센서에 의해 가스레인지 주변의 특정 공간 상에서 인체가 감지되지 않은 경우 가장 최근 인체가 감지된 시점으로부터 경과된 시간을 인체감지 여부에 관한 센싱 데이터로서 제1 센싱 데이터에 반영할 수 있다. 이를 통해, IoT 가스안전차단장치(130)는 인체감지 유무뿐만 아니라 인체가 감지되지 않은 경우라도 마지막으로 인체가 감지된 시점으로부터 경과된 시간을 가스공급에 관한 동작여부 결정 과정에 반영할 수 있다.
금지동작요건 감지부(330)는 가스의 제공 과정에서 가스공급의 금지동작요건을 감지할 수 있다. 금지동작요건은 가스공급을 차단하기 위한 요건에 해당할 수 있고, 가스레인지와 연관된 특정 공간 영역에 대한 센싱 데이터들의 조합으로 표현될 수 있다. 즉, 금지동작요건은 가스레인지의 비정상 사용 상황과 연관된 조건에 해당할 수 있고, 해당 요건을 충족하는 경우에는 가스레인지로의 가스공급을 중단시킬 필요가 있는 상태인 것으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 금지동작요건 감지부(330)는 가스레인지와 공간적으로 연관된 지진감지센서, 연기감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서를 통해 수집된 제2 센싱 데이터를 금지동작요건으로 수집할 수 있다. 지진감지센서 및 연기감지센서는 가스레인지 주변의 특정 위치에 고정되어 설치될 수 있고, 가스레인지에 포함되어 설치될 수 있다. 금지동작요건은 지진감지센서, 연기감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서로부터 수집된 센서 데이터들의 조합으로 표현될 수 있고, 금지동작요건 감지부(330)는 해당 금지동작요건이 특정 범위에 포함되는지 여부를 결정하기 위한 기초 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 금지동작요건 감지부(330)는 지진감지센서를 통해 가스레인지의 흔들림 여부를 결정하고 연기감지센서를 통해 가스레인지의 연기발생 여부를 결정하며 온도감지센서를 통해 가스레인지의 온도를 결정하고 타이머 감지 센서를 통해 가스레인지의 동작잔여시간을 결정함으로써, 제2 센싱 데이터를 구성할 수 있다. 지진감지센서는 가스레인지의 흔들림을 감지하여 가스레인지의 이상상황에 관한 정보를 제공할 수 있다. 금지동작요건 감지부(330)는 가스레인지의 흔들림 정도, 연기 발생 여부, 가스레인지의 온도 및 동작잔여시간으로 구성된 제2 센싱 데이터를 주기적으로 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 지속동작요건 감지부(310) 및 금지동작요건 감지부(330)는 복수의 센서 데이터로 구성된 벡터 형태의 지속동작요건 및 금지동작요건을 생성할 수 있다. 예를 들어, 지속동작요건은 (인체 감지 여부, 온도, 동작잔여시간)으로 표현될 수 있고, 인체 감지에 실패한 경우 (최근 감지 시점으로부터의 경과시간, 온도, 동작잔여시간)으로 표현될 수 있다. 또한, 금지동작요건은 (진동감지 여부, 연기감지 여부, 온도, 동작잔여시간)으로 표현될 수 있다. 여기에서, 진동감지 여부 또는 연기감지 여부는 센서에 따라 실제 측정된 진동이나 연기의 정도를 구체적으로 수치화한 값으로 표현될 수 있다.
가스공급 동작 결정부(350)는 지속동작요건 및 금지동작요건을 기초로 기계학습된 가스공급 동작모델을 통해 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정할 수 있다. 가스공급 동작모델은 기계학습의 결과로 생성되는 분류 모델에 해당할 수 있고, 지속동작요건 및 금지동작요건에 관한 정보를 입력하면 가스공급의 중단여부에 관한 정보를 출력으로 제공할 수 있다. 가스공급 동작모델은 내부에서 독립적으로 동작하는 복수의 하위 모델들을 포함하여 구축될 수 있고 복수의 하위 모델들에 대해 별개의 개별 가중치를 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 가스공급 동작 결정부(350)는 가스레인지의 동작잔여시간에 따라 지속동작요건 및 금지동작요건 간의 전체 가중치를 조절하여 가스공급 동작모델에 적용할 수 있다. 예를 들어, 가스공급 동작 결정부(350)는 동작잔여시간이 길수록 지속동작요건에 대한 가중치를 금지동작요건보다 더 높게 설정할 수 있고, 동작잔여시간이 짧아질수록 금지동작요건에 대한 전체 가중치를 증가시키고 지속동작요건에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다. IoT 가스안전차단장치(130)는 동작잔여시간별 전체 가중치를 사전에 설정하여 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 가스공급 동작 결정부(350)는 가스레인지의 온도를 가스공급 동작모델에 제공하여 지속동작을 결정하는 제1 개별 가중치와 금지동작을 결정하는 제2 개별 가중치를 조절하여 1차적으로 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정할 수 있다. 가스공급 동작모델은 가스레인지의 온도에 따라 제1 개별 가중치와 제2 개별 가중치를 조절할 수 있다. 예를 들어, 가스레인지의 온도가 높을수록 제1 개별 가중치보다 제2 개별 가중치를 더 높게 설정할 수 있고, 가스레인지의 온도가 낮을수록 제1 개별 가중치를 제2 개별 가중치보다 더 높게 설정할 수 있다. 가스공급 동작 결정부(350)는 제1 및 제2 개별 가중치들을 가스공급 동작모델에 적용하여 1차적으로 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 가스공급 동작 결정부(350)는 지속동작이 1차적으로 결정되면 인체감지 센싱 데이터를 가스공급 동작모델에서 제1 개별 가중치에 의해 조절되는 가스공급 지속동작 서브모델에 제공하여 지속동작의 가능성을 2차적으로 산출할 수 있다. 가스공급 지속동작 서브모델은 동작잔여시간, 가스레인지의 온도 및 인체감지 센싱 데이터를 입력으로 하여 지속동작의 가능성을 출력하는 분류 모델에 해당할 수 있다. 가스공급 동작 결정부(350)는 가스공급 지속동작 서브모델에 대해 동작잔여시간에 의해 결정되는 전체 가중치와 가스레인지의 온도에 의해 결정되는 제1 개별 가중치를 각각 적용할 수 있고, 인체감지 센싱 데이터를 기초로 지속동작의 가능성을 출력으로서 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 가스공급 동작 결정부(350)는 금지동작이 1차적으로 결정되면 지진감지 센싱 데이터와 연기감지 센싱 데이터를 가스공급 동작모델에서 제2 개별 가중치에 의해 조절되는 가스공급 금지동작 서브모델에 제공하여 금지동작의 가능성을 2차적으로 산출할 수 있다. 가스공급 금지동작 서브모델은 지진감지 여부, 연기발생 여부, 가스레인지의 온도 및 인체감지 센싱 데이터를 입력으로 하여 금지동작의 가능성을 출력하는 분류 모델에 해당할 수 있다. 가스공급 동작 결정부(350)는 가스공급 금지동작 서브모델에 대해 동작잔여시간에 의해 결정되는 전체 가중치와 가스레인지의 온도에 의해 결정되는 제2 개별 가중치를 각각 적용할 수 있고, 지진감지 및 연기감지에 대한 센싱 데이터를 기초로 금지동작의 가능성을 출력으로서 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 가스공급 동작 결정부(350)는 지속동작의 가능성 또는 금지동작의 가능성을 기초로 가스공급의 중단여부를 최종적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 가스공급 동작 결정부(350)는 가스공급 지속동작 서브모델에 의한 지속동작의 가능성이 기준 임계값(예를 들어, 0.5)보다 큰 경우 가스공급의 지속을 최종 결정할 수 있다. 가스공급 동작 결정부(350)는 가스공급 금지동작 서브모델에 의한 금지동작의 가능성이 기준 임계값보다 큰 경우 가스공급의 금지를 최종 결정할 수 있다. IoT 가스안전차단장치(130)는 기준 임계값을 사전에 설정하여 가스 공급에 대한 중단 여부 결정에 활용할 수 있다.
제어부(370)는 IoT 가스안전차단장치(130)의 전체적인 동작을 제어하고, 지속동작요건 감지부(310), 금지동작요건 감지부(330) 및 가스공급 동작 결정부(350) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 IoT 가스안전차단장치에서 수행되는 가스안전차단 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4는 참조하면, IoT 가스안전차단장치(130)는 지속동작요건 감지부(310)를 통해 가스의 제공 과정에서 가스공급의 지속동작요건을 감지할 수 있다(단계 S410). IoT 가스안전차단장치(130)는 금지동작요건 감지부(330)를 통해 가스의 제공 과정에서 가스공급의 금지동작요건을 감지할 수 있다(단계 S430). IoT 가스안전차단장치(130)는 가스공급 동작 결정부(350)를 통해 지속동작요건 및 금지동작요건을 기초로 기계학습된 가스공급 동작모델을 통해 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정할 수 있다(단계 S450).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단 시스템
110: 감지 장치 130: IoT 가스안전차단장치
150: 데이터베이스 170: 가스 소비 장치
210: 프로세서 230: 메모리
250: 사용자 입출력부 270: 네트워크 입출력부
310: 지속동작요건 감지부 330: 금지동작요건 감지부
350: 가스공급 동작 결정부 370: 제어부

Claims (12)

  1. 가스의 제공 과정에서 가스공급의 지속동작요건을 감지하는 지속동작요건 감지부;
    상기 가스의 제공 과정에서 상기 가스공급의 금지동작요건을 감지하는 금지동작요건 감지부; 및
    상기 지속동작요건 및 상기 금지동작요건을 기초로 기계학습된 가스공급 동작모델을 통해 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정하는 가스공급 동작 결정부를 포함하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지속동작요건 감지부는
    가스레인지와 공간적으로 연관된 인체감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서를 통해 수집된 제1 센싱 데이터를 상기 지속동작요건으로 수집하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지속동작요건 감지부는
    상기 인체감지센서를 통해 상기 가스레인지의 인근에 있는 인체의 존재여부를 결정하고 상기 온도감지센서를 통해 상기 가스레인지의 온도를 결정하며 상기 타이머 감지 센서를 통해 상기 가스레인지의 동작잔여시간을 결정함으로써, 상기 제1 센싱 데이터를 구성하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 지속동작요건 감지부는
    상기 인체가 존재하지 않는 경우에는 가장 최근의 존재 시차를 상기 제1 센싱 데이터에 반영하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금지동작요건 감지부는
    가스레인지와 공간적으로 연관된 지진감지센서, 연기감지센서, 온도감지센서 및 타이머 감지 센서를 통해 수집된 제2 센싱 데이터를 상기 금지동작요건으로 수집하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 금지동작요건 감지부는
    상기 지진감지센서를 통해 상기 가스레인지의 흔들림 여부를 결정하고 상기 연기감지센서를 통해 상기 가스레인지의 연기발생 여부를 결정하며 상기 온도감지센서를 통해 상기 가스레인지의 온도를 결정하고 상기 타이머 감지 센서를 통해 상기 가스레인지의 동작잔여시간을 결정함으로써, 상기 제2 센싱 데이터를 구성하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가스공급 동작 결정부는
    가스레인지의 동작잔여시간에 따라 상기 지속동작요건 및 상기 금지동작요건 간의 전체 가중치를 조절하여 상기 가스공급 동작모델에 적용하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 가스공급 동작 결정부는
    상기 가스레인지의 온도를 상기 가스공급 동작모델에 제공하여 상기 지속동작을 결정하는 제1 개별 가중치와 상기 금지동작을 결정하는 제2 개별 가중치를 조절하여 1차적으로 상기 지속동작 또는 상기 금지동작 중 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가스공급 동작 결정부는
    상기 지속동작이 1차적으로 결정되면 인체감지 센싱 데이터를 상기 가스공급 동작모델에서 상기 제1 개별 가중치에 의해 조절되는 가스공급 지속동작 서브모델에 제공하여 상기 지속동작의 가능성을 2차적으로 산출하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 가스공급 동작 결정부는
    상기 금지동작이 1차적으로 결정되면 지진감지 센싱 데이터와 연기감지 센싱 데이터를 상기 가스공급 동작모델에서 상기 제2 개별 가중치에 의해 조절되는 가스공급 금지동작 서브모델에 제공하여 상기 금지동작의 가능성을 2차적으로 산출하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 가스공급 동작 결정부는
    상기 지속동작의 가능성 또는 상기 금지동작의 가능성을 기초로 상기 가스공급의 중단여부를 최종적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단장치.
  12. 가스의 제공 과정에서 가스공급의 지속동작요건을 감지하는 지속동작요건 감지단계;
    상기 가스의 제공 과정에서 상기 가스공급의 금지동작요건을 감지하는 금지동작요건 감지단계; 및
    상기 지속동작요건 및 상기 금지동작요건을 기초로 기계학습된 가스공급 동작모델을 통해 지속동작 또는 금지동작 중 하나를 결정하는 가스공급 동작 결정단계를 포함하는 인공지능 기반의 IoT 가스안전차단방법.

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