KR20200093735A - 마스크 및 이를 이용한 대기 정보 제공 방법 - Google Patents

마스크 및 이를 이용한 대기 정보 제공 방법 Download PDF

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KR20200093735A
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박형선
김정한
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김진욱
이경미
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 대기 정보 제공 방법은, 팬유닛을 포함하는 마스크에 의해 형성되는 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 상기 마스크로부터 수신하는 단계; 상기 마스크 위치 정보에 기초하여 상기 수신된 외부 환경 정보를 미리 저장된 대기 정보 지도 상에 저장하는 단계; 및 상기 외부 환경 정보가 저장된 상기 대기 정보 지도를 외부 장치로 제공하는 단계를 포함한다.

Description

마스크 및 이를 이용한 대기 정보 제공 방법{RESPIRATOR AND METHOD FOR PROVIDING ATMOSPHERE INFORMATION USING THE SAME}
본 발명은 사용자와의 사이에서 형성되는 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보를 감지하는 마스크 및 이를 이용한 대기 정보 제공 방법에 관한 것이다.
마스크는 대기 중의 병균이나 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위하여 사용자의 코와 입을 가리는 수단을 의미한다. 건설 현장의 작업자나 거리에서 순찰하는 경찰과 같이, 장시간 오염된 대기 환경에 노출될 가능성이 높은 사용자는 마스크를 착용할 수 있다. 뿐만 아니라, 일반인의 경우에도 황사 현상처럼 대기 질이 좋지 않은 상황에서는 마스크를 착용할 수 있다.
마스크가 사용자의 얼굴에 밀착되어 착용되면, 마스크와 사용자의 얼굴 사이에 내부 공간이 형성될 수 있다. 이 때, 내부 공간의 습도나 온도는 마스크의 착용 시간이 길어지면서 높아질 수 있는데, 이는 사용자에게 불쾌감을 유발할 수 있다. 이러한 불쾌감을 개선하기 위해, 마스크는 사용자의 날숨(호기)에 개방되고 들숨(흡기)에 폐쇄되는 밸브를 포함할 수 있다.
밸브는 사용자의 호흡에 의해 개방 여부가 결정되므로, 호흡이 약할 경우 정상적으로 동작하지 않을 수 있다. 따라서, 마스크는 밸브의 정상 동작을 유도하는 별도의 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 마스크는 내부 공간 내 공기를 밸브 방향으로 유동시키는 팬 유닛을 포함할 수 있다.
대한민국 특허공개공보 제 10-2013-0035294호 (2013년04월09일 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 마스크에 의해 감지된 외부 환경 정보를 대기 정보 지도에 저장하고, 이를 외부 장치로 제공하기 위한 마스크 및 이를 이용한 대기 정보 제공 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 바로 제한되지 않으며, 언급되지는 않았으나 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 목적을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대기 환경 정보 제공 방법은, 팬유닛을 포함하는 마스크에 의해 형성되는 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 상기 마스크로부터 수신하는 단계; 상기 마스크 위치 정보에 기초하여 상기 수신된 외부 환경 정보를 미리 저장된 대기 정보 지도 상에 저장하는 단계; 및 상기 외부 환경 정보가 저장된 상기 대기 정보 지도를 외부 장치로 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 단계는, 상기 마스크와 통신 가능한 단말기 및 중계기 중 적어도 하나를 통해, 상기 마스크로부터 상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신할 수 있다.
또한, 상기 마스크의 위치 정보는, 상기 외부 환경 정보 획득 시점에 상기 마스크의 제 1 GPS 모듈 및 상기 마스크와 통신 가능한 단말기의 제 2 GPS 모듈 중 적어도 하나에 의해 획득될 수 있다.
또한, 상기 대기 정보 지도는, 상기 마스크의 위치 정보에 대응되는 위치에 상기 외부 환경 정보가 나타날 수 있다.
또한, 상기 내부 공간에 대한 내부 환경 정보, 상기 팬유닛의 구동 정보 및 상기 마스크의 자세 정보 중 적어도 하나를 포함하는 마스크 상태 정보와 상기 마스크에 대한 식별 정보를 상기 마스크로부터 수신하는 단계; 상기 마스크 식별 정보를 기초로 마스크를 식별하는 단계; 및 상기 식별된 마스크 별 상기 마스크 상태 정보를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 외부 장치로부터 마스크를 착용한 사용자 정보 요청이 수신되면, 상기 요청에 대응되는 마스크를 식별하는 단계; 상기 식별된 마스크에 대응되는 상기 마스크 상태 정보를 기초로 상기 사용자 정보를 획득하는 단계; 및 상기 사용자 정보를 상기 외부 장치에 제공하는 단계를 더 포함 할 수 있다.
또한, 상기 사용자 정보를 획득하는 단계는, 상기 마스크의 착용 시간, 상기 마스크의 착용 상태, 및 상기 사용자의 안전 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 사용자 정보를 획득 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크는, 개구(Opening)가 마련되고, 착용시 사용자의 얼굴의 일부 영역과의 사이에 내부 공간을 형성하는 본체; 상기 내부 공간 및 상기 본체의 외부 공간 사이에서 상기 개구를 통한 공기의 흐름을 허용하거나 차단하는 밸브; 상기 내부 공간의 공기를 상기 밸브 방향으로 유동시키는 팬유닛; 상기 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보, 위치 정보, 및 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 마스크 정보를 감지하는 센서부; 서버 장치와 연결되는 단말기 및 중계기 중 적어도 하나와 통신 가능한 통신부; 및 상기 마스크 정보를 상기 단말기 및 상기 중계기 중 적어도 하나를 통해 상기 서버 장치로 제공하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 팬유닛에 상기 구동 전원을 무선으로 공급하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 팬유닛은, 상기 내부 공간을 마주보는 상기 본체의 제 1 면에 부착되고, 상기 전원 공급부는, 상기 제 1 면에 대향하는 상기 본체의 제 2 면에 부착되어 상기 팬유닛에 상기 구동 전원을 무선으로 공급 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 팬유닛을 포함하는 마스크로부터 상기 마스크에 의해 형성되는 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 마스크 위치 정보에 기초하여 상기 수신된 외부 환경 정보를 미리 저장된 대기 정보 지도 상에 저장하는 단계; 및 상기 외부 환경 정보가 저장된 상기 대기 정보 지도를 외부 장치로 제공하는 단계를 포함하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램 된다.
또한, 상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 단계는, 상기 마스크와 통신 가능한 단말기 및 중계기 중 적어도 하나를 통해 상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램 될 수 있다.
또한, 상기 마스크의 위치 정보는, 상기 외부 환경 정보 획득 시점에 상기 마스크의 제 1 GPS 모듈 및 상기 마스크와 통신 가능한 단말기의 제 2 GPS 모듈 중 적어도 하나에 의해 획득되는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램 될 수 있다.
또한, 상기 대기 정보 지도는, 상기 마스크의 위치 정보에 대응되는 위치에 상기 외부 환경 정보가 나타나는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램 될 수 있다.
또한, 상기 내부 공간에 대한 내부 환경 정보, 상기 팬유닛의 구동 정보 및 상기 마스크의 자세 정보 중 적어도 하나를 포함하는 마스크 상태 정보와 상기 마스크에 대한 식별 정보를 상기 마스크로부터 수신하는 단계; 상기 마스크 식별 정보를 기초로 마스크를 식별하는 단계; 및 상기 식별된 마스크 별 상기 마스크 상태 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램 될 수 있다.
또한, 외부 장치로부터 마스크를 착용한 사용자 정보 요청이 수신되면, 상기 요청에 대응되는 마스크를 식별하는 단계; 상기 식별된 마스크에 대응되는 상기 마스크 상태 정보를 기초로 상기 사용자 정보를 획득하는 단계; 및 상기 사용자 정보를 상기 외부 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램 될 수 있다.
또한, 상기 사용자 정보를 획득하는 단계는, 상기 마스크의 착용 시간, 상기 마스크의 착용 상태, 및 상기 사용자의 안전 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 사용자 정보를 획득하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 복수의 사용자에 의해 착용된 복수의 마스크 각각으로부터 해당 마스크 위치에 대응되는 외부 환경 정보를 수집하고, 수집된 외부 환경 정보가 저장되느 대기 정보 지도를 요청에 따라 외부 장치로 제공함으로써, 외부 장치에서 지리적 위치에 따른 대기 정보를 용이하게 확인할 수 있는 환경을 마련할 수 있다. 특히, 종래 고정된 위치에서 획득된 외부 환경 정보를 이용하여 생성되는 대기 정보 지도에 비해, 위치 이동이 자유로운 마스크에 의해 외부 환경 정보를 수집하므로, 보다 다양한 위치에서의 외부 환경 정보 수집이 가능할 수 있다. 그 결과, 외부 장치에 최종 제공되는 대기 정보 지도에 포함되는 대기 정보의 양이 비약적으로 증가하여, 대기 정보 지도의 사용성이 증대될 수 있다.
또한, 각각의 마스크를 착용한 사용자의 정보를 외부 장치에 제공할 수 있어, 외부 장치의 운영자가 개별 사용자의 상태를 모니터링 할 수 있다. 특히, 외부 장치의 운영자가 모든 작업자의 상태를 직접 확인하기 어려울 정도의 넓은 작업 공간의 경우에도, 요청에 대응되는 작업자의 정확한 상태를 외부 장치의 운영자에게 제공할 수 있다. 이를 통해, 작업 공간에 대한 작업자의 상태를 용이하게 관리할 수 있어, 작업 효율성이 개선될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 측면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 밸브의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 전원 공급부와 밸브 케이스의 결합 방법을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 내부 전기 장치, 외부 전기 장치 및 전원 공급부에 대한 제어 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 내부 전기 장치, 외부 전기 장치 및 전원 공급부에 대한 제어 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 내부 전기 장치, 외부 전기 장치 및 전원 공급부에 대한 회로도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 전원 공급부 중 전송 코일의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기 정보 제공 방법의 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 장치에 표시된 대기 정보 지도를 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 정보 제공 방법의 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 장치에 표시된 사용자 정보를 예시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 측면도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 밸브의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(1000)는 사용자의 얼굴에 밀착됨으로써 착용될 수 있다. 사용자의 얼굴에 착용된 마스크(1000)는 사용자의 코와 입이 외부로 노출되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 마스크(1000)는 사용자의 코와 입뿐만 아니라 눈을 포함하는 사용자의 얼굴을 모두 덮도록 마련될 수도 있다.
도 1 내지 3을 함께 참조하면, 마스크(1000)는 본체(100), 밸브(200), 내부 전기 장치(300), 전원 공급부(400), 밸브 케이스(600) 또는 고정 부재(700)를 포함할 수 있으며, 도 1 내지 3에는 도시되지 않은 구성을 더 포함할 수도 있다.
본체(100)는 사용자의 얼굴 중 일부 영역과의 사이에 내부 공간을 형성할 수 있다. 예를 들어, 본체(100)는 코와 입을 포함하는 사용자의 얼굴 영역에 대하여 내부 공간을 형성할 수 있다.
본체(100)는 필터부(110)로 구성될 수 있다. 필터부(110)는 접힘 가능한 재질일 수 있다.
필터부(110)에는 미세 구멍이 복수 개 형성될 수 있다. 사용자의 호흡이 흡기인 경우, 미세 구멍을 통해 외부 공간으로부터 전술한 내부 공간으로 공기가 유입될 수 있다. 이 때, 미세 구멍의 크기는 외부의 공기에 포함된 미세 먼지나 이물질 등이 유입될 수 없을 정도의 크기일 수 있다. 즉, 미세 구멍이 형성된 필터부(110)는 공기 중의 미세 먼지 등을 필터링하는 필터의 역할을 수행할 수 있다.
필터부(110)에는 개구(120)가 마련될 수 있다. 개구(120)는 사용자의 입 또는 코와 마주하는 지점인, 필터부(110)의 중앙에 배치될 수 있다. 다만, 개구(110)가 필터부(110)의 중앙에 배치되는 것은 예시적인 것에 불과하다. 실시예에 따라서, 개구(110)는 필터부(110)의 중앙이 아닌 필터부(110)의 좌측면 또는 우측면에 배치될 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.
밸브(200)는 개구(120)를 포위하도록 필터부(110)에 부착될 수 있다. 이러한 밸브(200)는 열리거나 닫힘으로써, 전술한 내부 공간을 외부 공간과 연통시키거나 차단시킬 수 있다. 도 3을 참조하면, 밸브(200)는 수직 방향에 위치할 때 폐쇄 상태이고, 대각선 방향에 위치할 때 개방 상태일 수 있다. 열리거나 닫히는 밸브(200) 자체의 구성은 이미 공지된 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
밸브(200)는 사용자의 호흡에 따라 열리거나 닫힐 수 있다. 예컨대 사용자의 호흡이 흡기인 경우 밸브(200)는 닫힐 수 있으며, 호흡이 호기인 경우 밸브(200)는 열릴 수 있다. 이를 위해, 밸브(200)는 사용자의 호흡이 호기인 경우에만 열리도록 설계될 수 있다. 즉, 사용자의 호흡이 흡기인 경우 또는 사용자가 호흡하고 있지 않은 경우에는 밸브(200)는 열리지 않을 수 있다.
내부 전기 장치(300)는 전술한 내부 공간 내에 배치되어서 공급되는 전원에 의해 구동되는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 내부 전기 장치(300)는 필터부(110)의 일면에 부착되며, 필터부(110)로부터 탈착 가능할 수 있다. 내부 전기 장치(300)는 필터부(110)와 사용자의 입 사이에 배치되며, 그 위치는 자유롭게 정해 질 수 있다. 이하에서 필터부(110)의 일면은 전술한 내부 공간과 마주하는, 즉 필터부(110)에서 사용자의 얼굴을 향하는 안쪽면을 지칭하는 것으로 한다. 또한, 필터부(110)의 타면은 전술한 일면의 반대쪽인 필터부(110)의 바깥쪽면, 즉 외부 공간을 향하는 면을 지칭하는 것으로 한다.
한편, 도 1 내지 3에는 도시되지 않았으나, 마스크(1000)는 상술한 외부 공간에 노출되도록 상기 필터부(110)의 타면 상에 마련되는 외부 전기 장치(800)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 외부 전기 장치(800)는 후술할 전원 공급부(400)로부터 공급되는 전원에 의해 구동될 수 있다.
전원 공급부(400)는 필터부(110)의 타면에 부착되며, 필터부(110)로부터 탈착 가능할 수 있다. 전원 공급부(400)는 내부 전기 장치(300)에게 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer, WPT) 에 의해 전원을 제공할 수 있다. 여기서, 무선 전력 전송은 예컨대 자기 유도 방식, 자기 공명 방식 또는 커패시티브 방식 중 어느 하나에 의해 구현될 수 있다. 반면, 전원 공급부(400)는 외부 전기 장치(800)에게는 도선 등에 의해 유선으로 전원을 공급할 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 공급부(400)는 후크 형태의 체결 수단에 의해 필터부(110)의 타면에 부착될 수 있다. 구체적으로, 필터부(110)의 타면 중 밸브 케이스(600)에는 전원 공급부(400)의 체결 수단에 대응되는 형상의 수용부(610)가 마련되고, 전원 공급부(400)의 체결 수단과 밸브 케이스(600)의 수용부(610)가 결합됨으로써, 전원 공급부(400)는 필터부(110)에 부착될 수 있다.
다만, 실시예에 따라서 전원 공급부(400)는 다른 방식으로 필터부(110)에 부착될 수 있다. 이하에서는 도 4 및 5를 참조하여, 전원 공급부(400)가 필터부(110)에 부착되는 다른 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 전원 공급부와 밸브 케이스의 결합 방법을 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 측면도이다.
다른 실시예에 따른 전원 공급부(400)의 하우징(450)은 밸브 케이스(600)를 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 전원 공급부(400)의 걸이부(420)는 전원 공급부 하우징(450)의 내주면에서 안쪽으로 돌출된, 한 쌍의 마주보는 돌출 형태로 형성될 수 있다.
이 때, 도 1 내지 3의 실시예와 같이, 밸브 케이스(600)에는 전원 공급부(400)의 걸이부(420)에 대응되는 형상의 수용부(610)가 마련될 수 있다. 전원 공급부(400)의 하우징(450)은 밸브 케이스(600)를 덮도록 배치될 때 전원 공급부 걸이부(420)는 수용부(610)에 체결될 수 있으며, 이에 따라 전원 공급부(400)는 밸브 케이스(600)에 견고하고 결착될 수 있다.
다시 도 1 내지 3을 참조하면, 필터부(110)의 안쪽, 즉 내부 공간에 배치되는 내부 전기 장치(300)는 필터부(110)의 바깥쪽에 배치되는 전원 공급부(400)로부터 무선으로 전원을 공급받을 수 있다. 무선으로 전원 공급이 가능하므로. 팬유닛과 전원 공급부 간의 전원 공급 라인 및 라인이 관통하는 마스크 상의 홀이 불필요할 수 있다. 그 결과, 마스크는 밸브의 패쇄 시 내부 공간을 외부 공간으로부터 더욱 밀폐시킬 수 있다
내부 전기 장치(300)는 제 1 자성체(340)를 포함할 수 있다. 아울러, 전원 공급부(400)는 제 1 자성체(340)와 반대되는 극성의 제 2 자성체(430)를 포함할 수 있다. 도 2와는 달리, 전원 공급부(400)는 제 1 자성체(340)의 자기적 인력에 반응하는 금속체를 포함할 수도 있다. 제 1 자성체(340)와 제 2 자성체(430) 또는 제 1 자성체(340)와 전술한 금속체에 의해, 내부 전기 장치(300)와 전원 공급부(400)는 필터부(110)를 사이에 두고 서로 마주보는 위치에 있도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 자성체(340)가 제공하는 자기적 인력은 내부 전기 장치(300)와 전원 공급부(400) 각각을 별도의 부착 수단 없이도 필터부(110)에 부착시킬 수 있다.
또한, 이러한 자기적 인력은 내부 전기 장치(300)와 전원 공급부(400)의 위치를 정렬(Aligning)시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 내부 전기 장치(300)는 전원 공급부(400)로부터 무선 방식으로 전력을 전달받아야 하므로, 내부 전기 장치(300)와 전원 공급부(400)는 무선 전력 전달이 가능한 위치 또는 무선 전력 전달에 최적화된 위치에 정렬될 필요가 있다. 이에, 내부 전기 장치(300)와 전원 공급부(400) 간에 작용하는 자기적 인력은 이들 구성들 간의 간격이 최소화되도록 이들 구성들을 정렬시킬 수 있다.
밸브 케이스(600)는 밸브(200)를 덮도록 필터부(110)의 타면에 부착될 수 있다. 즉, 밸브 케이스(600)는 그 내부에 밸브(200)가 배치되는 공간을 제공할 수 있다.
이러한 밸브 케이스(600)에는 복수 개의 배출구가 마련될 수 있다. 밸브(200)가 열리면, 전술한 내부 공간의 공기는 개구(120)와 밸브(200)를 통과한 뒤, 밸브 케이스(600)에 마련된 이러한 복수 개의 배출구를 통해 외부로 배출된다.
고정 부재(700)는 마스크(1000)를 사용자에게 고정시키는 부재이며, 재질은 탄력성 있는 고무 밴드 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 도 2를 제외하고는, 설명의 편의 상 도면에서 고정 부재(700)를 도시하지 않는다.
또한, 다른 실시예에 따른 필터부(110)는 도 1 내지 5의 실시예와 다른 위치에 개구(120)가 마련될 수 있다. 이하에서는 도 6을 참조하여 또 다른 실시예에 따른 개구(120)의 위치를 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크의 정면도이다.
또 다른 실시예에 따른 필터부(110)는 중앙에 접힘선(130)이 형성될 수 있다. 접힙선(130)을 경계로 필터부(110)는 우측 영역(140)과 좌측 영역(150)(사용자의 안면을 기준으로 우측과 좌측으로 구분함)으로 구분될 수 있다. 이 때, 개구(120)는 필터부(110)의 우측 영역(140) 및 좌측 영역(150) 중 어느 한측에 마련될 수 있다. 도 6은 개구(120)가 필터부(110)의 우측 영역(140)에 마련되는 경우를 예시한다.
개구(120)가 마련되는 위치에 따라, 밸브(200), 밸브 케이스(600) 및 전원 공급부(400)가 마련되는 위치도 결정될 수 있다. 도 6에 따르면, 밸브(200), 밸브 케이스(600)와 전원 공급부(400)는 우측 영역(140)에 배치될 수 있다.
한편, 필터부(110)는 접힘선(130)을 경계로 접힐 수 있다. 이를 위해, 전술한 바와 같이 필터부(110)는 접힘 가능한 재질로 마련될 수 있다. 그 결과, 필터부(110)는 중앙에 형성된 접힘선(130)을 경계로 좌우가 대칭되도록 용이하게 접힐 수 있다.
다만, 접힘선(130)이 필터부(110)의 중앙에 한 개 형성되어 있는 것은 예시적인 것에 불과하다. 예를 들어, 다른 실시예에 따른 접힘선(130)은 필터부(110)의 중앙이 아닌 다른 곳에 형성될 수 있으며, 또한 적어도 두 개 이상이 형성될 수도 있고, 이 경우 각각의 접힘선을 경계로 필터부(110)는 접힐 수 있으며, 이 때의 개구(120)와 전원 공급부(400) 및 밸브 케이스(600)는 그 위치가 도 6에 도시된 것과 상이할 수도 있다.
한편, 일 실시예에 따른 내부 전기 장치(300)는 팬유닛(310), 제어부(320), 저장부(330), 메인 센서(340), 및 통신부(350)를 포함하고, 일 실시예에 따른 외부 전기 장치(800)는 서브 센서(810), 및 GPS 모듈(820)를 포함하며, 이들은 상술한 바와 같이 전원 공급부(400)에 의해 공급되는 전원에 의해 구동되는 장치를 의미할 수 있다. 이하에서는 도 7 및 8을 참조하여, 내부 전기 장치(300), 외부 전기 장치(800) 및 전원 공급부(400)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 내부 전기 장치, 외부 전기 장치 및 전원 공급부에 대한 제어 블록도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 내부 전기 장치, 외부 전기 장치 및 전원 공급부에 대한 제어 블록도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 내부 전기 장치, 외부 전기 장치 및 전원 공급부에 대한 회로도이다. 도 7 및 8에서 실선으로 표시된 화살표는 제어 경로를 나타내고, 굵은 화살표는 전원 공급 경로를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 전원 공급부(400)는 공지된 자기 유도 방식, 자기 공명 방식, 커패시티브 방식 등의 무선 전력 전송에 의해 내부 전기 장치(300)로 전원을 공급할 수 있다. 이하에서는 자기 유도 방식을 채택하는 전원 공급부(400) 및 내부 전기 장치(300)에 대하여 설명한다.
자기 유도 방식에 따른 무선 전력 전송을 구현하기 위해, 일 실시예에 따른 전원 공급부(400)는 배터리(410), 전송 코일(440), 및 송신 구동부(441)를 포함할 수 있다.
배터리(410)는 직류 전원을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(410)는 충전 가능하도록 마련될 수 있다.
송신 구동부(441)는 배터리(410)가 제공하는 직류 전원을 교류 전원으로 스위칭하도록 마련될 수 있다.
전송 코일(440)은 권선이 복수 회 감기도록 마련되고, 송신 구동부(441)에 의해 형성된 교류 전원을 내부 전기 장치(300)에 무선으로 전달할 수 있다.
여기서, 배터리(410), 송신 구동부(441)는 공지된 구성과 동일하므로 이들에 대한 자세한 설명은 생략하되, 전송 코일(440)에 대해서는 도 10을 참조하여 보다 자세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 전원 공급부 중 전송 코일의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 전송 코일(440)은 바닥에 배치되는 자성 시트(441), 자성 시트(441)위에 배치되는 접착 부재(442), 그리고 이러한 접착 부재(442) 위에서 감기는 권선(443)을 포함할 수 있다. 자성 시트(441)는 그 두께가 예컨대 0.3mm일 수 있으며, 투자율(Permeability)은 150일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 권선(443)은 절연물질로 피복되어 마련될 수 있다. 이러한 전송 코일(440)의 구조는 후술할 팬유닛(310)의 수신 코일(312)에도 동일하게 적용될 수 있다.
다시 도 7 내지 9를 참조하면, 무선 전력 전송을 구현하기 위해, 일 실시예에 따른 팬유닛(310)은 팬(311), 수신 코일(312), 수신 구동부(313)를 포함할 수 있다.
팬(311)은 구동 전원이 공급되면 회전에 의해 바람을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 팬(311)은 공급되는 구동 전원에 따른 전력이 인가되면 회전력을 발생시키는 모터와, 모터의 일단에 체결되어, 모터로부터 발생된 회전력에 의해 일 방향으로 회전하는 복수의 날개로 구성된 날개부를 포함할 수 있다.
수신 코일(312)은 권선이 복수 회 감기도록 마련되고, 전원 공급부(400)로부터 무선으로 전원을 수신할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 수신 코일(312)의 권선은 절연물질로 피복될 수 있다. 상술한 바와 같이, 수신 코일(312)의 구조는 도 9에서 설명한 전송 코일(440)의 구조와 동일하거나 유사하도록 마련될 수 있다.
수신 구동부(313)는 수신 코일(312)에 의해 무선으로 수신된 교류 전원을 직류 전원으로 스위칭하도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 일 실시예에 따른 수신 구동부(313)는 정류기(313a) 및 DC/DC 컨버터(313b) 등을 포함할 수 있다. 정류기(313a)는 수신 코일(312)로부터 교류 전원을 전달받아서 이를 정류하고, DC/DC 컨버터(313b)는 정류기(313a)에 의해 정류된 전원을 DC/DC 변환할 수 있다.
DC/DC 변환된 직류 전원이 팬(311)에 제공되면, 팬(311)에는 제공되는 직류 전원에 대응되는 전력이 인가될 수 있다. 인가되는 전력에 의해, 팬(311)은 회전력을 발생시키고, 회전력에 의해 필터부(110)의 내부 공간에서 바람을 생성할 수 있다.
상술한 바에 따른 팬유닛(300)은 구동에 의해 출력되는 공기가 밸브(200)를 향하도록 배치될 수 있다. 팬(311)에 의해 생성되는 바람과 사용자의 호기 시의 호흡은 밸브(200)에 부딪히게 되므로, 사용자의 호흡이 호기인 경우 밸브(200)가 용이하게 개방될 수 있다.
그 결과, 필터부(110)의 내부 공간의 습도나 온도가 적절하게 조절되어, 사용자가 느끼는 불쾌감이 경감될 수 있고, 마스크(1000) 착용에 따른 사용자의 호흡 불편도 저감시킬 수 있다.
한편, 마스크(1000)는 사용자의 얼굴에 착용되므로, 무게가 적을수록 사용자의 착용감이 개선될 수 있다. 마스크(1000)의 무게는 전원 공급부(400), 특히 배터리(410)와 관련되므로, 배터리(410) 무게를 낮춰 마스크(1000)를 착용한 사용자에게 안정적인 착용 환경을 제공할 필요가 있다. 이를 고려하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(1000)의 전원 공급부(400)와 내부 전기 장치(300)는 저전력 기반으로 구현될 수 있다.
이와 같은 저전력 환경에서는 전원을 효율적으로 공급하는 것이 중요할 수 있다. 즉, 마스크(1000)는 팬유닛(310)에 의한 불필요한 전원 소모를 최소화함으로써 전원 공급의 효율성을 높일 필요가 있다. 예를 들어, 사용자 호흡이 호기 시에는 내부 공기의 배출을 위해 팬유닛(310)을 구동하고, 사용자 호흡이 흡기 시에는 팬유닛(310)의 구동을 중단할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(1000)의 제어부(320)는 팬유닛(310)에 공급되는 구동 전원을 조절함으로써 전원 공급의 효율성을 높일 수 있다. 구체적으로, 제어부(320)는 마스크(1000)의 상태 정보 중 내부 환경 정보에 기초하여 팬유닛(310)에 대한 구동 전원의 공급을 조절할 수 있다.
이를 위해, 메인 센서(340)는 마스크(1000) 자체 또는 주변의 상태와 관련된 상태 정보를 감지할 수 있다. 예를 들어, 메인 센서(340)는 상태 정보 중 팬유닛(310)의 구동 정보, 마스크의 자세 정보 등을 감지할 수 있다. 이를 위해, 메인 센서(340)는 전류 센서, 자이로 센서 등으로 구현될 수 있다.
또한, 메인 센서(340)는 상태 정보 중 내부 환경 정보를 감지할 수 있다. 여기서, 내부 환경 정보는 사용자의 호흡 패턴을 확인할 수 있는 내부 공간 내 정보를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따른 내부 환경 정보는 내부 공간에 대한 온도, 내부 공간에 대한 습도, 내부 공간에 대한 압력 등을 포함할 수 있다.
이를 위해, 메인 센서(340)는 내부 공간의 온도를 감지하는 온도 센서, 내부 공간의 습도를 감지하는 습도 센서, 내부 공간의 압력을 감지하는 압력 센서, 내부 공간의 먼지 농도를 감지하는 먼지 센서 등으로 구현될 수 있다. 메인 센서(340)는 마스크(1000)의 필터부(110)의 일 면 중 내부 공간의 내부 환경 정보를 감지할 수 있는 다양한 위치에 마련될 수 있다.
저장부(330)는 팬유닛(310)의 구동을 포함한 마스크와 관련된 직간접 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장부(330)는 제어부(320)에서 미리 정해진 시간 간격마다 확인한 팬유닛(310)에 인가되는 전압을 저장하거나, 테스트 시간 동안의 전력에 대응되는 값의 변화 정보, 또는 구동 전원 공급의 조절 시점을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(330)는 저장된 정보를 요청에 따라 제어부(320)에 제공할 수 있다.
이를 위해, 내부 전기 장치의 각 구성 중 적어도 하나는 마이크로프로세서(Microprocessor)를 포함하는 연산 장치로 구현될 수 있고, 예를 들어 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU) 및/또는 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit, GPU) 등으로 구현될 수 있다.
한편, 메인 센서(340)가 팬유닛(310)의 팬(311)과 직렬로 연결되는 경우, 팬유닛(310)으로의 구동 전원이 차단되면, 메인 센서(340) 역시 구동이 중단될 수 있다. 팬유닛(310)으로의 구동 전원 차단 이후에도 내부 환경 정보를 감지할 필요가 있으므로, 메인 센서(340)는 팬유닛(310)의 팬(311)과 병렬로 연결될 수 있다.
도 9를 참조하면, 메인 센서(340)는 정류기(313a)의 출력 단자에서 제 1 DC/DC 컨버터(313b1)로 연결되는 구동 전원 공급 경로로부터 분기할 수 있다. 구체적으로, 수신 구동부(313)는 팬(311)으로의 구동 전원 공급 경로로부터 분기하여 정류기(313a)와 연결되는 제 2 DC/DC 컨버터(313b2), 제 2 DC/DC 컨버터(313b2)의 출력단에 병렬로 연결되는 충전 캐패시터 CC를 더 포함하고, 메인 센서(340)는 충전 캐패시터 CC와 연결될 수 있다.
만약, 구동 전원이 공급되면, 제 2 DC/DC 컨버터(313b2)에 의해 변환된 직류 전원이 메인 센서(340)에 공급됨과 동시에, 충전 캐패시터 CC에 충전될 수 있다. 이후, 구동 전원이 차단되면, 팬(311)은 더 이상 구동 전원을 공급받지 못해 구동을 중단하나, 메인 센서(340)는 충전 캐패시터 CC에 충전된 전원을 공급받아 지속적으로 내부 환경 정보를 감지할 수 있다.
한편, 외부 전기 장치(800)는 필터부(110)의 타면 상에 마련되므로, 상술한 바와 같이 전원 공급부(400)로부터 유선 방식으로 직접 전원을 공급받을 수 있다. 도 9를 참조하면, 마스크의 전원 공급부(400)는 배터리(410)로부터 송신 구동부(441)과 병렬로 연결되는 송신 DC/DC 컨버터(444)를 더 포함하고, 외부 전기 장치(800)는 송신 DC/DC 컨버터(444)에 의해 변환된 전원을 공급받을 수 있다. 그 결과, 외부 전기 장치(800)는 팬유닛(310)으로의 구동 전원 공급 제어와 무관하게 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
외부 전기 장치(800)의 서브 센서(810)는 내부 공간으로부터 분리된 외부 공간에 대한 외부 환경 정보를 감지할 수 있다. 여기서, 외부 환경 정보는 마스크를 착용한 사용자가 위치하는 공간의 대기 정보를 포함하는 외부 공간의 정보를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따른 외부 환경 정보는 외부 공간에 대한 먼지 농도 등을 포함할 수 있다.
이를 위해, 서브 센서(810)는 외부 공간의 먼지 농도를 감지하는 먼지 센서 등으로 구현될 수 있다. 서브 센서(810)는 마스크(1000)의 필터부(110)의 타 면 중 외부 공간의 외부 환경 정보를 감지할 수 있는 다양한 위치에 마련될 수 있다.
GPS 모듈(820)은 GPS(Global Position System) 위성으로부터 항법 데이터(Navigation Data)를 포함하는 위성 신호를 수신할 수 있다. 위성 신호에는 해당 GPS 모듈(820)의 위치 좌표 정보가 포함되므로, 위성 신호는 GPS 모듈(820)이 마련된 마스크(1000)의 위치 정보, 및 마스크(1000)를 착용한 사용자의 위치 정보를 추정하는데 이용될 수 있다.
이 때, 내부 전기 장치(300)의 메인 센서(340)와, 외부 전기 장치(800)의 서브 센서(810) 및 GPS 모듈(820)은 마스크 관련 정보를 감지한다는 점에서 기능적으로 센서부로 통칭될 수 있다.
한편, 외부 전기 장치(800)의 서브 센서(810)에 의해 감지된 외부 환경 정보와, 외부 전기 장치(800)에 의해 수신된 위성 신호를 매칭시키면 마스크(1000)의 위치에서의 대기 정보를 획득할 수 있다. 이를 기초로, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기 정보 제공 방법은 서로 다른 사용자에 의해 착용된 복수의 마스크(1000) 각각으로부터 외부 환경 정보 및 마스크 위치 정보를 수집함으로써, 대기 정보가 지도의 좌표 상에 표시되는 대기 정보 지도를 생성할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기 정보 제공 방법이 서버 장치(M)에 의해 수행되는 것을 전제로 설명한다.
다시 도 7을 참조하면, 마스크(1000)의 통신부(350)는 공지된 여러 가지 통신 방법에 따라 서버 장치(M)와 통신함으로써 정보를 교환할 수 있다. 일 실시예에 따른 통신부(350)는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication)와 같은 통신 방법을 채택하여 소정 거리 이내에서 서버 장치(M)와 통신할 수 있다.
이와는 달리, 다른 실시예에 따른 통신부(350)는 다른 매개 수단을 경유하여 서버 장치(M)와 통신할 수도 있다. 도 8을 참조하면, 마스크(1000)의 통신부(350)는 단말기(T)와 다양한 방식으로 직접 통신하고, 단말기(T)는 서버 장치(M)와 통신할 수 있다. 그 결과, 마스크(1000)의 통신부(350)는 간접적으로 서버 장치(M)와 정보를 교환할 수 있다. 또 다른 실시예에 따른 통신부(350)는 CDMA, GSM, W-CDMA, TD-SCDMA, WiBro, LTE, 5G 등의 무선 통신 방법을 채택하여 기지국(N)을 통해 서버 장치(M)와 통신할 수도 있다.
다만, 서버 장치(M)가 마스크(1000)의 통신부(350)와 통신하는 방법은 상술한 실시예에 한정되지 않는다.
한편, 통신부(350)가 팬유닛(310)의 팬(311)과 직렬로 연결되는 경우, 팬유닛(310)으로의 구동 전원이 차단되면, 통신부(350) 역시 구동이 중단될 수 있다. 팬유닛(310)으로의 구동 전원 차단 이후에도 서버 장치(M)와 통신할 필요가 있으므로, 통신부(350)는 팬유닛(310)의 팬(311)과 병렬로 연결될 수 있다.
이와는 달리, 통신부(350)가 외부 전기 장치(800)의 일 구성으로 마련될 수도 있다. 즉, 통신부(350)가 필터부(110)의 타면 상에 마련되어, 전원 공급부와 유선으로 직접 전원을 공급받을 수도 있다.
서버 장치(M)는 마스크(1000)로부터 직접 또는 단말기(T), 기지국(N) 등을 경유하여 외부 환경 정보와 마스크(1000)의 위치 정보를 수신하고, 이를 포함하는 대기 정보 지도를 외부 장치로 제공할 수 있다. 이하에서는 도 11 및 12를 참조하여 상술한 서버 장치(M)에 의해 수행되는 대기 정보 제공 방법을 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기 정보 제공 방법의 흐름도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 장치에 표시된 대기 정보 지도를 예시한 도면이다.
먼저, 서버 장치(M)는 대기 정보 지도를 미리 저장할 수 있다(S100). 여기서, 대기 정보 지도란 위도 및 경도에 의해 정의되는 2차원 공간 상에 지리적 정보 및 대기 정보를 포함하는 지도를 의미할 수 있다. 단, 최초로 서버 장치(M)에 저장되는 대기 정보 지도는 지리적 정보만을 포함할 수 있다.
그 다음, 서버 장치(M)는 마스크(1000)로부터 외부 환경 정보와 마스크(1000)의 위치 정보를 수신할 수 있다(S110). 여기서, 외부 환경 정보는 마스크(1000)의 센서부 중 서브 센서(810)에 의해 감지되며, 외부 공간의 먼지 농도를 포함할 수 있다. 또한, 마스크(1000)의 위치 정보는 마스크(1000)의 센서부 중 GPS 모듈(820)에 의해 감지되며, 마스크(1000)의 위치 좌표를 포함할 수 있다.
외부 환경 정보 및 위치 정보를 수신할 후, 서버 장치(M)는 마스크(1000) 위치 정보에 기초하여 외부 환경 정보를 대기 정보 지도 상에 저장할 수 있다(S120). 구체적으로, 위도 및 경도로 정의되는 2차원 공간에 대한 대기 정보 지도 상에서 마스크(1000) 위치 정보에 대응되는 위치를 찾고, 해당 위치에 수신된 외부 환경 정보, 예를 들어 외부 공간의 먼지 농도를 대기 정보로서 저장할 수 있다.
만약, 미리 정해진 시간 간격마다 마스크(1000)로부터 위치 정보 및 외부 환경 정보가 수신되는 경우, 서버 장치(M)는 대기 정보 지도 상에 수신된 정보 모두를 저장할 수 있다. 이 때, 동일 위치에 대하여 서로 다른 외부 환경 정보가 수신된다면, 서버 장치(M)는 최신의 외부 환경 정보만을 해당 위치에 저장할 수 있다.
또한, 서버 장치(M)는 외부 환경 정보를 저장한 시점으로부터 소정 시간이 지나면 해당 외부 환경 정보를 삭제할 수 있다. 즉, 특정 위치에 외부 환경 정보가 저장된 후 더 이상 새로운 정보가 저장되지 않는다면, 서버 장치(M)는 해당 위치에 대한 외부 환경 정보의 신뢰도가 낮아졌다고 판단하여, 이를 초기화할 수 있다.
그 다음, 서버 장치(M)는 외부 장치로부터 대기 정보 지도 요청이 수신되었는지 확인할 수 있다(S130). 여기서, 외부 장치란 서버 장치(M)와 통신 가능한 모든 장치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 대기 정보 지도가 나타내는 지리적 영역 내의 대기 정보를 모니터링할 필요가 있는 관리자의 단말기(T)를 포함할 수 있다.
만약, 대기 정보 지도 요청이 수신되지 않았다면, 서버 장치(M)는 반복하여 이를 확인할 수 있다. 반면, 대기 정보 지도 요청이 수신되었다면, 서버 장치(M)는 대기 정보 지도를 해당 외부 장치로 제공할 수 있다(S140).
외부 장치가 특정 단말기(T)로 구현되는 경우, 서버 장치(M)는 해당 단말기(T)에 대기 정보 지도를 제공하고, 이를 수신한 단말기(T)는 대기 정보 지도를 화면 상에 표시할 수 있다. 도 12는 단말기(T) 상에 대기 정보 지도 화면 U1이 표시되는 경우를 예시한다.
도 12를 참조하면, 대기 정보 지도 화면 U1 상의 특정 위치에는 해당 위치에서의 외부 환경 정보, 예를 들어 먼지 농도에 대한 대기 정보 오브젝트 Of가 표시될 수 있다. 이를 통해, 특정 단말기(T)의 사용자는 대기 정보 지도의 지리적 정보와 함께, 각 위치의 대기 정보를 시각적으로 용이하게 인지할 수 있다.
한편, 서버 장치(M)는 마스크(1000)로부터 상태 정보와 식별 정보를 수신하고, 이를 기초로 외부 장치로 사용자 정보를 제공할 수 있다. 이하에서는 도 13 및 14를 참조하여 상술한 서버 장치(M)에 의해 수행되는 사용자 정보 방법을 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 정보 제공 방법의 흐름도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 장치에 표시된 사용자 정보를 예시한 도면이다.
먼저, 서버 장치(M)는 마스크(1000)로부터 마스크(1000) 상태 정보와 마스크(1000) 식별 정보를 수신할 수 있다(S200). 여기서, 마스크(1000) 상태 정보란 마스크(1000) 자체 또는 주변의 상태와 관련된 정보를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따른 마스크(1000) 상태 정보는 마스크(1000)의 내부 공간에 대한 내부 환경 정보, 팬유닛(310)의 구동 정보 및 마스크(1000)의 자세 정보를 포함할 수 있다. 이 때, 내부 환경 정보는 마스크(1000)의 센서부 중 메인 센서(340)에 의해 감지되고, 팬유닛(310)의 구동 정보는 마스크(1000)의 센서부 중 전류 센서에 의해 감지되고, 마스크(1000)의 자세 정보는 마스크(1000)의 센서부 중 자이로 센서에 의해 감지될 수 있다.
또한, 마스크(1000) 식별 정보는 마스크(1000)를 식별할 수 있는 텍스트 또는 이미지 정보를 의미하며, 각각의 마스크(1000)는 고유한 식별 정보를 가질 수 있다.
그 다음, 서버 장치(M)는 마스크(1000) 식별 정보를 기초로 마스크(1000)를 식별할 수 있다(S210). 마스크(1000)가 식별되면, 서버 장치(M)는 식별된 마스크(1000) 별 마스크(1000) 상태 정보를 저장할 수 있다(S220). 구체적으로, 서버 장치(M)는 마스크(1000) 식별 정보 별로 마스크(1000) 상태 정보를 저장할 수 있는 저장 공간을 할당하고, 수신된 마스크(1000) 상태 정보를 할당된 저장 공간에 저장할 수 있다.
만약, 미리 정해진 시간 간격마다 마스크(1000)로부터 마스크(1000) 식별 정보 및 마스크(1000) 상태 정보가 수신되는 경우, 서버 장치(M)는 수신된 모든 마스크(1000) 상태 정보를 마스크(1000) 식별 정보 별로 저장할 수 있다. 이 때, 동일 식별 정보에 대하여 서로 다른 상태 정보가 수신된다면, 서버 장치(M)는 최신의 상태 정보만을 해당 식별 정보에 대응되는 저장 공간에 저장할 수 있다.
또한, 서버 장치(M)는 특정 식별 정보에 대하여 상태 정보를 저장한 시점으로부터 소정 시간이 지나면 해당 상태 정보를 삭제할 수 있다. 즉, 특정 식별 정보에 대한 상태 정보가 저장된 후 더 이상 새로운 정보가 저장되지 않는다면, 서버 장치(M)는 해당 식별 정보에 대한 상태 정보의 신뢰도가 낮아졌다고 판단하여, 이를 초기화할 수 있다.
그 다음, 서버 장치(M)는 외부 장치로부터 마스크(1000)를 착용한 사용자 정보 요청이 수신되었는지 확인할 수 있다(S230). 만약, 사용자 정보 요청이 수신되지 않았다면, 서버 장치(M)는 반복하여 이를 확인할 수 있다.
반면, 사용자 정보 요청이 수신되었다면, 서버 장치(M)는 요청에 대응되는 마스크(1000)를 식별할 수 있다(S230). 이 때, 수신된 사용자 정보 요청은 마스크(1000)의 식별 정보 자체를 포함하거나, 마스크(1000)의 식별 정보에 대응되는 사용자 식별 정보를 포함할 수 있다. 이를 기초로 서버 장치(M)는 마스크(1000)의 식별 정보를 유추하여 식별할 수 있다.
마스크(1000)가 식별되면, 서버 장치(M)는 식별된 마스크(1000)에 대응되는 마스크(1000) 상태 정보를 기초로 사용자 정보를 획득할 수 있다(S250). 여기서, 사용자 정보란 해당 마스크(1000)를 착용하는 사용자와 관련된 정보를 의미하고, 마스크(1000)의 착용 시간, 마스크(1000)의 착용 상태, 및 사용자의 안전 정보 등을 포함할 수 있다.
서버 장치(M)는 마스크(1000)의 상태 정보 중 내부 환경 정보, 팬유닛(310)의 구동 정보 등을 기초로 사용자의 마스크(1000) 착용 시간을 획득할 수 있다. 예를 들어, 서버 장치(M)는 내부 공간의 온도, 습도, 압력 등의 내부 환경 정보 또는 팬유닛(310)에 인가되는 전류가 사용자의 호흡 주기와 유사한 패턴을 가지는 경우, 사용자가 마스크(1000)를 착용하고 있다고 보고, 착용 시간을 카운트할 수 있다.
또한, 서버 장치(M)는 마스크(1000)의 상태 정보 중 내부 환경 정보와 외부 환경 정보를 비교하여 마스크(1000)의 착용 상태를 획득할 수 있다. 서버 장치(M)는 내부 공간의 온도, 습도, 압력 등의 내부 환경 정보와 외부 공간의 온도, 습도, 압력 등의 외부 환경 정보 간의 차이가 임계값 이하이면, 마스크(1000)를 비정상 착용한 것으로 확인할 수 있다.
나아가, 서버 장치(M)는 마스크(1000)의 상태 정보 중 자세 정보를 기초로 사용자의 안전 정보를 획득할 수 있다. 서버 장치(M)는 마스크(1000)의 자이로 센서에 의해 감지된 요(Yaw), 피치(Pitch), 롤(Roll) 값이 미리 정해진 기준 범위를 초과하면, 마스크(1000)를 착용한 사용자의 자세가 비정상으로 판단하여, 사용자가 위험 상태인 것으로 확인할 수 있다.
마지막으로, 서버 장치(M)는 이렇게 획득된 사용자 정보를 외부 장치에 제공할 수 있다(S260). 외부 장치가 특정 단말기(T)로 구현되는 경우, 서버 장치(M)는 해당 단말기(T)에 사용자 정보를 제공하고, 이를 수신한 단말기(T)는 사용자 정보를 화면 상에 표시할 수 있다. 도 14는 단말기(T) 상에 사용자 A에 대한 사용자 정보 표시 화면 U2가 표시되는 경우를 예시한다.
도 14를 참조하면, 사용자 정보 표시 화면 U2 에는 사용자 식별 정보인 ′사용자 A′와, 마스크(1000) 착용 시간, 마스크(1000) 착용 상태 및 사용자 안전 정보가 함께 표시될 수 있다. 이와는 달리, 사용자 정보 표시 화면 U2 에 마스크(1000) 착용 시간, 마스크(1000) 착용 상태 및 사용자 안전 정보 중 적어도 하나가 표시될 수도 있고, 사용자의 입력에 따라 선택적으로 표시되는 것도 가능할 수 있다.
상술한 마스크(1000) 및 이를 이용한 대기 정보 제공 방법은, 복수의 사용자에 의해 착용된 복수의 마스크(1000) 각각으로부터 해당 마스크(1000) 위치에 대응되는 외부 환경 정보를 수집하고, 수집된 외부 환경 정보가 저장되느 대기 정보 지도를 요청에 따라 외부 장치로 제공함으로써, 외부 장치에서 지리적 위치에 따른 대기 정보를 용이하게 확인할 수 있는 환경을 마련할 수 있다. 특히, 종래 고정된 위치에서 획득된 외부 환경 정보를 이용하여 생성되는 대기 정보 지도에 비해, 위치 이동이 자유로운 마스크(1000)에 의해 외부 환경 정보를 수집하므로, 보다 다양한 위치에서의 외부 환경 정보 수집이 가능할 수 있다. 그 결과, 외부 장치에 최종 제공되는 대기 정보 지도에 포함되는 대기 정보의 양이 비약적으로 증가하여, 대기 정보 지도의 사용성이 증대될 수 있다.
또한, 각각의 마스크(1000)를 착용한 사용자의 정보를 외부 장치에 제공할 수 있어, 외부 장치의 운영자가 개별 사용자의 상태를 모니터링 할 수 있다. 특히, 외부 장치의 운영자가 모든 작업자의 상태를 직접 확인하기 어려울 정도의 넓은 작업 공간의 경우에도, 요청에 대응되는 작업자의 정확한 상태를 외부 장치의 운영자에게 제공할 수 있다. 이를 통해, 작업 공간에 대한 작업자의 상태를 용이하게 관리할 수 있어, 작업 효율성이 개선될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 마스크
100: 본체
120: 개구
200: 밸브
310: 팬유닛
320: 제어부
330: 저장부
340: 메인 센서
400: 전원 공급부
M: 서버 장치

Claims (17)

  1. 팬유닛을 포함하는 마스크에 의해 형성되는 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 상기 마스크로부터 수신하는 단계;
    상기 마스크 위치 정보에 기초하여 상기 수신된 외부 환경 정보를 미리 저장된 대기 정보 지도 상에 저장하는 단계; 및
    상기 외부 환경 정보가 저장된 상기 대기 정보 지도를 외부 장치로 제공하는 단계를 포함하는
    대기 정보 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 단계는,
    상기 마스크와 통신 가능한 단말기 및 중계기 중 적어도 하나를 통해, 상기 마스크로부터 상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는
    대기 정보 제공 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크의 위치 정보는,
    상기 외부 환경 정보 획득 시점에 상기 마스크의 제 1 GPS 모듈 및 상기 마스크와 통신 가능한 단말기의 제 2 GPS 모듈 중 적어도 하나에 의해 획득되는
    대기 정보 제공 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대기 정보 지도는,
    상기 마스크의 위치 정보에 대응되는 위치에 상기 외부 환경 정보가 나타나는
    대기 정보 제공 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 공간에 대한 내부 환경 정보, 상기 팬유닛의 구동 정보 및 상기 마스크의 자세 정보 중 적어도 하나를 포함하는 마스크 상태 정보와 상기 마스크에 대한 식별 정보를 상기 마스크로부터 수신하는 단계;
    상기 마스크 식별 정보를 기초로 마스크를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 마스크 별 상기 마스크 상태 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는
    대기 정보 제공 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    외부 장치로부터 마스크를 착용한 사용자 정보 요청이 수신되면, 상기 요청에 대응되는 마스크를 식별하는 단계;
    상기 식별된 마스크에 대응되는 상기 마스크 상태 정보를 기초로 상기 사용자 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 사용자 정보를 상기 외부 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는
    대기 정보 제공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 사용자 정보를 획득하는 단계는,
    상기 마스크의 착용 시간, 상기 마스크의 착용 상태, 및 상기 사용자의 안전 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 사용자 정보를 획득하는
    대기 정보 제공 방법.
  8. 개구(Opening)가 마련되고, 착용시 사용자의 얼굴의 일부 영역과의 사이에 내부 공간을 형성하는 본체;
    상기 내부 공간 및 상기 본체의 외부 공간 사이에서 상기 개구를 통한 공기의 흐름을 허용하거나 차단하는 밸브;
    상기 내부 공간의 공기를 상기 밸브 방향으로 유동시키는 팬유닛;
    상기 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보, 위치 정보, 및 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 마스크 정보를 감지하는 센서부;
    서버 장치와 연결되는 단말기 및 중계기 중 적어도 하나와 통신 가능한 통신부; 및
    상기 마스크 정보를 상기 단말기 및 상기 중계기 중 적어도 하나를 통해 상기 서버 장치로 제공하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는
    마스크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 팬유닛에 상기 구동 전원을 무선으로 공급하는 전원 공급부를 더 포함하는
    마스크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 팬유닛은,
    상기 내부 공간을 마주보는 상기 본체의 제 1 면에 부착되고,
    상기 전원 공급부는,
    상기 제 1 면에 대향하는 상기 본체의 제 2 면에 부착되어 상기 팬유닛에 상기 구동 전원을 무선으로 공급하는
    마스크.
  11. 팬유닛을 포함하는 마스크로부터 상기 마스크에 의해 형성되는 내부 공간으로부터 분리되는 외부 공간에 대한 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 단계;
    상기 마스크 위치 정보에 기초하여 상기 수신된 외부 환경 정보를 미리 저장된 대기 정보 지도 상에 저장하는 단계; 및
    상기 외부 환경 정보가 저장된 상기 대기 정보 지도를 외부 장치로 제공하는 단계를 포함하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램된
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 단계는,
    상기 마스크와 통신 가능한 단말기 및 중계기 중 적어도 하나를 통해 상기 외부 환경 정보와 상기 마스크의 위치 정보를 수신하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램된
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스크의 위치 정보는,
    상기 외부 환경 정보 획득 시점에 상기 마스크의 제 1 GPS 모듈 및 상기 마스크와 통신 가능한 단말기의 제 2 GPS 모듈 중 적어도 하나에 의해 획득되는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램된
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 대기 정보 지도는,
    상기 마스크의 위치 정보에 대응되는 위치에 상기 외부 환경 정보가 나타나는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램된
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 내부 공간에 대한 내부 환경 정보, 상기 팬유닛의 구동 정보 및 상기 마스크의 자세 정보 중 적어도 하나를 포함하는 마스크 상태 정보와 상기 마스크에 대한 식별 정보를 상기 마스크로부터 수신하는 단계;
    상기 마스크 식별 정보를 기초로 마스크를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 마스크 별 상기 마스크 상태 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램된
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    외부 장치로부터 마스크를 착용한 사용자 정보 요청이 수신되면, 상기 요청에 대응되는 마스크를 식별하는 단계;
    상기 식별된 마스크에 대응되는 상기 마스크 상태 정보를 기초로 상기 사용자 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 사용자 정보를 상기 외부 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램된
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 사용자 정보를 획득하는 단계는,
    상기 마스크의 착용 시간, 상기 마스크의 착용 상태, 및 상기 사용자의 안전 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 사용자 정보를 획득하는 대기 정보 제공 방법을 수행하도록 프로그램된
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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