KR20220064426A - IoT 기반의 전열교환 환기 시스템 - Google Patents

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Abstract

실내에 설치되어, 온도, 습도, 산소 농도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도, 포름알데히드 농도, 라돈 농도, 휘발성 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실내 환경정보를 감지하기 위한 IoT 센서모듈; 상기 IoT 센서모듈로부터 감지된 실내 환경정보에 대응하는 실내 공기질 개선을 위한 제어명령이 수신되면, 상기 제어명령에 따라 동작하는 IoT 디바이스; 상기 IoT 센서모듈 및 IoT 디바이스와 통신하며, 상기 IoT 센서모듈로부터 감지된 실내 환경정보와, 상기 IoT 디바이스의 동작 및 유지보수를 위한 관리수준을 포함하는 IoT 디바이스 상태정보를 수집하고, 유/무선 통신망을 통해 외부서버에 제공하기 위한 IoT 게이트웨이; 온도, 습도, 풍향, 풍속, 미세먼지 농도, 오존 농도, 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실외 대기질 정보를 수집 및 제공하는 대기질 현황 제공서버; 상기 IoT 게이트웨이 및 대기질 현황 제공서버와 통신하며, 상시 실내 환경정보와, 상기 IoT 디바이스 상태정보와, 상기 실외 대기질 정보를 수집 및 저장하고, 기 저장된 분석 알고리즘을 적용하여 분석된 결과에 따라 상기 IoT 디바이스를 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 상기 IoT 디바이스에 제공하는 플랫폼 서버; 및 상기 플랫폼 서버와 통신하며, 상기 플랫폼 서버로부터 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황 및 IoT 디바이스 동작 정보를 제공받는 사용자 단말기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템을 제공한다.

Description

IoT 기반의 전열교환 환기 시스템 {TOTAL HEAT EXCHANGE VENTILATING SYSTEM BASED ON IOT}
본 발명은 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템에 관한 것이다.
실내 공기는 다양한 원인에 의해서 오염될 위험을 가지고 있다. 기본적으로 사람이 실내에 있다는 사실 자체만으로 이산화탄소의 농도가 높아질 수 있고, 주방의 연소장치 등에 의해서 일산화탄소와 같은 유독성 가스가 발생할 수도 있다. 더 나아가 신축 건물이거나 인테리어를 새롭게 했을 때에는 건축자재에서 발생하는 각종 휘발성 유기 화합물(VOC) 등이 실내 공기를 오염시킬 수 있다. 이러한 오염물질들로 인해 집, 사무실, 학교까지 대부분의 시간을 실내에서 보내는 현대인들의 건강이 위협받고 있는 실정이다.
이때, 창문 개방을 통한 환기는 실내 공기질을 개선하는 유용한 방법 중 하나이나, 미세먼지 농도가 높거나, 담배연기와 같은 오염물질에 의해 실외 대기환경이 오염된 경우, 실내 유입된 외기에 의해 실내 공기질이 악화될 수 있었다.
이에, 대한민국 등록특허공보 10-2111265호(출원일 : 2019.11.14., 등록일 : 2020.05.11., ‘미세먼지 방진 시스템’,이하, ‘선행기술’이라 칭함)에는 실외 미세먼지 농도를 감지하여 개방된 창문에 설치된 방진 스크린을 자동으로 폐쇄시키는 기술을 제시한 바 있다. 이때, 선행기술은 창문을 통한 환기 시 오염된 외기가 실내로 유입되지 않도록 하고 있을 뿐, 환기 시 실내로 유입된 외기를 냉난방하기 위해 매우 큰 에너지를 소비하게 되어 에너지 효율 측면에서 비효율적인 문제점이 여전히 존재하였다.
실내 공기질을 개선하는 방법 중 또 다른 하나는, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0052304호(출원일 : 2015.04.30., 공개일 : 2016.05.12.,‘오염감지센서, 이를 구비하는 공기정화장치 및 그 제어방법’)에 제시된 공기정화장치와 같은 공기청정기능이 구비된 장치(이하, ‘공기청정기’라 칭함)를 실내에서 운용하는 것이다.
이러한 공기청정기의 가동은 사용자에 의해 이루어질 수 있는데, 실내 환경에 대한 오염도는 공기청정기의 전원을 킬 경우에 디스플레이 화면에 간단히 제공되는 정보를 통해 사용자가 인식할 수 있다. 즉, 공기청정기를 비롯해 오염도 표시기능이 있는 제품의 가동과 동시에 실내 미세먼지 수준과 같은 기본적인 정보를 확인할 수 있는 것이다.
이에, 사용자는 실시간 실내 공기오염 정도에 따른 즉각 대응이 어렵고, 실내 공기질을 쾌적하게 유지하면서, 그 유지 수준을 확인하기 위해서는 마냥 공기청정기를 가동시킬 수밖에 없어, 에너지 효율 측면에서도 비 효율적이다.
이때, 실내 공기질 개선에 소요되는 에너지를 최소화하기 위해서는 공기청정기와 같은 환기를 위한 장치뿐 아니라, 환기와 관계되는 다른 요소들 예컨대, 온도, 습도 등의 종합적인 제어가 요구되나, 공기청정기는 실내 오염물질을 제거하는데 그칠 뿐이다.
대한민국 등록특허공보 제10-2111265호 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0052304호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, IoT 센서들로부터 센싱된 실내 공기질 상태에 실시간 대응하여 실내 공기질을 쾌적하게 유지시키면서도, 냉난방 시 에너지 효율을 높일 수 있는 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 전열 교환 환기 시스템은, 실내에 설치되어, 온도, 습도, 산소 농도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도, 포름알데히드 농도, 라돈 농도, 휘발성 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실내 환경정보를 감지하기 위한 IoT 센서모듈; 상기 IoT 센서모듈로부터 감지된 실내 환경정보에 대응하는 실내 공기질 개선을 위한 제어명령이 수신되면, 상기 제어명령에 따라 동작하는 IoT 디바이스; 상기 IoT 센서모듈 및 IoT 디바이스와 통신하며, 상기 IoT 센서모듈로부터 감지된 실내 환경정보와, 상기 IoT 디바이스의 동작 및 유지보수를 위한 관리수준을 포함하는 IoT 디바이스 상태정보를 수집하고, 유/무선 통신망을 통해 외부서버에 제공하기 위한 IoT 게이트웨이; 온도, 습도, 풍향, 풍속, 미세먼지 농도, 오존 농도, 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실외 대기질 정보를 수집 및 제공하는 대기질 현황 제공서버; 상기 IoT 게이트웨이 및 대기질 현황 제공서버와 통신하며, 상시 실내 환경정보와, 상기 IoT 디바이스 상태정보와, 상기 실외 대기질 정보를 수집 및 저장하고, 기 저장된 분석 알고리즘을 적용하여 분석된 결과에 따라 상기 IoT 디바이스를 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 상기 IoT 디바이스에 제공하는 플랫폼 서버; 및 상기 플랫폼 서버와 통신하며, 상기 플랫폼 서버로부터 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황 및 IoT 디바이스 동작 정보를 제공받는 사용자 단말기; 를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 IoT 디바이스는, 실내 공기를 외부로 배출하고, 외부 공기를 실내로 유입시켜 실내 공기질을 환기시키되, 오염된 외기를 필터링하기 위한 HEPA 필터를 포함하는 복합 필터로 구성된 전열 교환기일 수 있다.
또한, 상기 IoT 디바이스는, 냉방기, 난방기, 제습기, 공기청정기 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 플랫폼 서버는, 상기 IoT 게이트웨이, 대기질 현황 제공서버 및 사용자 단말기와 통신하기 위한 통신부; 상기 IoT 센서모듈로부터 획득된 실내 환경정보와, 상기 대기질 현황 제공서버로부터 획득된 실외 대기질 정보와, 상기 사용자 단말기로부터 입력된 IoT 디바이스 종류를 포함하는 IoT 디바이스 정보 및 가구원의 수, 연령대, 기저질환 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가구원 정보를 수집하는 수집부; 실내 환경수준 및 실외 대기질 수준에 따른 IoT 디바이스의 동작정보와, IoT 디바이스의 종류 및 관리이력을 포함하는 관리정보와, 가구원 정보에 따라 적합하게 유지되어야할 실내 환경수준을 포함하는 적정 환경정보가 기준데이터로 저장된 데이터 베이스부; 기 저장된 AI 알고리즘을 이용해 상기 수집부를 통해 수집된 실내 환경정보와, 실외 대기질 정보와, IoT 디바이스 정보와, 가구원 정보를 상기 기준데이터와 비교 분석하여 상기 실내 환경정보에 대응하는 상기 IoT 디바이스의 동작방식 및 상기 IoT 디바이스의 주기적 관리를 위한 IoT 디바이스의 관리방안을 판단하는 판단부; 상기 판단부를 통해 판단된 결과를 토대로 상기 IoT 디바이스의 동작을 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 상기 IoT 디바이스에 제공하고, 상기 제어명령에 따라 동작하는 상기 IoT 디바이스의 동작정보, 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황 및 상기 IoT 디바이스의 관리 현황 및 상기 IoT 디바이스의 관리 방안을 상기 사용자 단말기에 제공하는 제공부; 및 상기한 각 부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 IoT 게이트웨이와 통신하며, 상기 실내 환경정보와 IoT 디바이스 상태정보를 수집 및 저장하고, 저장된 정보에 암호화 알고리즘을 적용하여 암호화하는 미들웨어; 를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 플랫폼 서버는 상기 미들웨어로부터 암호화된 실내 환경정보 및 IoT 디바이스 상태정보를 수집하되, 수집된 암호화된 정보를 복호화하기 위한 암복호화부; 를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 클라우드 기반의 플랫폼 서버가 IoT 센서들로부터 실시간 감지된 실내 공기질을 포함한 실내 환경정보에 대응하여 전열 교환기를 비롯한 실내 IoT 디바이스들을 종합적으로 제어함으로써, 디바이스의 구동을 위한 사용자의 별도 개입이 없더라도 공기질 개선뿐 아니라 거주자가 생활하기 적합한 실내 환경이 조성될 수 있다.
둘째, HEPA 필터를 포함하는 복합필터를 구비하는 전열 교환기를 통해 실내 환기를 수행함에 따라, 외부 대기질이 오염되었더라도 신선한 공기를 내부로 공급할 수 있고, 실내 냉/난방 시 에너지 손실을 방지하며 에너지 효율을 높일 수 있다.
셋째, 플랫폼 서버가 사용자에게 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황, IoT 디바이스 동작정보를 비롯해 IoT 디바이스 관리방안 등의 유용한 정보를 추가적으로 제공함으로써, 사용자는 IoT 디바이스들 관련 전문지식이 없더라도 유지/보수를 위한 시기적절한 조치를 취하며 IoT 디바이스가 최적의 상태로 오랜기간 동작할 수 있도록 손쉽게 관리할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도2는 본 발명의 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템에 적용된 플랫폼 서버를 개략적으로 도시한 것이다.
도3은 본 발명의 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템에서, 플랫폼 서버를 통해 사용자 단말기에 제공되는 모니터링 정보를 예시한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템(10)은, IoT 센서모듈(100), IoT 디바이스(200), IoT 게이트웨이(300), 대기질 현황 제공서버(400), 미들웨어(500), 플랫폼 서버(600) 및 사용자 단말기(700)를 포함하여 구성될 수 있다.
IoT 센서모듈(100)은 실내에 설치되어, 온도, 습도, 산소 농도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도, 포름알데히드 농도, 라돈 농도, 휘발성 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실내 환경정보를 감지하기 위한 구성이다.
이때, IoT 센서모듈(100)은 실내 온도, 습도 및 실내 공기질을 포함한 실내 환경을 종합적으로 감지하기 위해, 각 환경인자들을 측정하기 위한 IoT 센서(미도시)들로 구성된다. 여기서, 환경인자들은 앞서 언급한, 온도, 습도, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 미세먼지(PM 1.0, PM 2.5, PM 10), 포름알데히드, 라돈, 휘발성 유기화합물 외에도 실내 공기질을 오염시킬 수 있는 물질이면 그 어떠한 것도 더 포함될 수 있다.
IoT 디바이스(200)는 IoT 센서모듈(100)로부터 감지된 실내 환경정보에 대응하는 실내 공기질 개선을 위한 제어명령이 수신되면, 상기 제어명령에 따라 동작한다. 이때, IoT 디바이스(200)는 IoT 전용으로 출시된 실내 환경조성을 위한 제품일 수 있으나, 경우에 따라서 일반적인 실내 환경조성을 위한 제품들에 별도 IoT 센서(미도시)를 부착하여 원격으로 제품의 상태파악 및 제어가 가능하도록 구현된 제품일 수 있다.
여기서, IoT 디바이스(200)는 단일 장치로 구성될 경우, 실내 공기를 외부로 배출하고, 외부 공기를 실내로 유입시켜 실내 공기질을 환기시키되, 오염된 외기를 필터링하기 위한 HEPA 필터를 포함하는 복합 필터로 구성된 전열 교환기일 수 있다.
이러한 전열 교환기는 환기를 실행할 때 겨울철 실내의 난방에너지, 여름철 냉방에너지를 놓치지 않고, 그 에너지를 외부로부터 실내 측으로 배출되는 급기로 옮겨 실내로 되돌아오게 하는 장치로, 냉난방시 환기를 수행하더라도 에너지 효율을 높일 수 있다.
이때, 본 발명에서 제시하는 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템(10)에 적용되는 전열 교환기는 미세먼지 방진 외에도 곰팡이 및 바이오 에어로졸 증식 방지와 공기 중 바이러스 및 세균의 살균을 수행할 수 있도록 프리필터 및 HEPA 필터 후단에 향균필터 및 UV 살균램프를 추가한 복합 필터로 구성된다. 경우에 따라, 복합 필터 후단에 활성탄 필터를 활용하여 오존과 악취를 추가적으로 제거할 수 있도록 고려될 수 있다.
참고로, 전열 교환기 자체에 필터류 교체시기를 알려주기 위한 필터 수명표시 기능이 구비될 수 있지만, 사용자가 전문 기술자가 아닌 이상 해당 기능만으로는 전열 교환기와 같은 IoT 디바이스(200)의 유지관리가 어렵기에, 관리를 최소화할 수 있는 방향으로 그 구동이 제어될 필요성이 있으며, 필터류 및 UV 살균램프 교체시기 및 덕트 청소, 전열소자 교체 등 전열 교환기의 유지보수를 위한 관리 방안이 제공될 필요성이 있다
이에, 본 발명이 제시하는 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템(10)은 후술할 플랫폼 서버(200)를 통해 IoT 디바이스(200)의 구동을 제어하고, 사용자에게 IoT 디바이스(200)의 관리방안을 제공하는데, 이를 통해 사용자는 전문지식이 없더라도 시기적절한 조치를 취하며 IoT 디바이스(200)가 최적의 상태로 동작하도록 유지할 수 있다.
또한, IoT 디바이스(200)는 복수개의 장치로 구성될 수 있는데, 앞서 언급한 전열교환기 외에도 냉방기, 난방기, 제습기, 공기청정기 중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 복수개의 IoT 디바이스(200)들은 후술할 플랫폼 서버(600)의 제어명령 혹은 사용자 단말기(700)로부터 입력되는 제어명령에 의해 실내 공기를 환기시키면서도, 실내 온도 및 습도 등의 전반적인 실내 환경이 적정수준으로 유지되도록 동작할 수 있게 되는 것이다.
IoT 게이트웨이(300)는 IoT 센서모듈(100) 및 IoT 디바이스(200)와 통신하며, IoT 센서모듈(100)로부터 감지된 실내 환경정보와, IoT 디바이스(200)의 동작 및 유지보수를 위한 관리수준을 포함하는 IoT 디바이스 상태정보를 수집하고, 이를 유/무선 통신망을 통해 외부서버 즉, 후술할 플랫폼 서버(600)에 제공하기 위한 구성이다.
대기질 현황 제공서버(400)는 온도, 습도, 풍향, 풍속, 미세먼지 농도, 오존 농도, 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실외 대기질 정보를 수집하고, 이를 후술할 플랫폼 서버(600)에 제공하는 구성이다.
이때, 대기질 현환 제공서버(400)는, 기존에 구축된 또는 신설된 대기오염 측정망 관련 인프라를 이용하여 국내 대기오염도를 실시간 제공하는 에어코리아와 같은 환경공단에서 운용하는 서버일 수 있다.
미들웨어(500)는 IoT 게이트웨이(300)와 통신하며, 실내 환경정보와 IoT 디바이스 상태정보를 수집 및 저장하고, 기 저장된 정보에 암호화 알고리즘을 적용하여 암호화할 수 있다. 이때, 암호화 알고리즘은 블록 암화 알고리즘의 하나인 ARIA 암호화 알고리즘이 적용될 수 있다. 그리고, 미들웨어(500)는 수집된 정보들을 후술할 플랫폼 서버(600)에 적합한 형태로 변환하는 데이터 변환기능을 추가적으로 수행할 수 있음은 물론이다.
플랫폼 서버(600)는 IoT 게이트웨이(300), 미들웨어(500) 및 대기질 현황 제공서버(400) 중 적어도 둘 이상과 통신하며, 실내 환경정보와, IoT 디바이스 상태정보와, 실외 대기질 정보를 수집 및 저장하고, 기 저장된 분석 알고리즘을 적용하여 분석된 결과에 따라 IoT 디바이스(200)를 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 IoT 디바이스(200)에 제공하는 클라우드 기반의 서버이다.
이때, 클라우스 서버 즉, 플랫폼 서버(600)는 인공지능(AI) 기반의 서버로, 실내외 측정되는 센서를 인공지능 기반으로 보정하여 모니터링 및 제어의 기초데이터로 활용할 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 플랫폼 서버(600)는 후술할 수집부(620)에 수집된 정보들을 인공지능 기반으로 분석 및 보정하여, 판단부(640)의 판단 결과로서 사용자에게 제공하기 위한 실내외 공기질을 포함한 실내 환경 모니터링 데이터와, 적정 수준의 실내 환경을 조성하도록 IoT 디바이스(200)의 제어하기 위한 제어 데이터의 기준데이터로 참조되어, 그 판단 결과의 정확도를 향상시킬 수 있는 것이다.
참고로, 미들웨어(500)의 구성이 본 발명에서 제안하는 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템(10)에서 제외된다면, 플랫폼 서버(600)는 IoT 게이트웨이(300) 및 대기질 현황 제공서버(400)와 통신할 수 있다.
만약, 미들웨어(500) 구성이 본 발명에서 제안하는 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템(10)에 포함된다면, 플랫폼 서버(600)는 미들웨어(500)와 대기질 현황 제공서버(400)와 통신하며 상술한 정보들을 수집할 수 있다. 이 경우, 플랫폼 서버(600)는 미들웨어(500)로부터 암호화된 실내 환경정보 및 IoT 디바이스 상태정보를 수집하되, 수집된 암호화된 정보들을 복호화하기 위한 암복호화부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 도2는 본 발명의 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템에 적용된 플랫폼 서버를 개략적으로 도시한 것으로, 도2를 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 플랫폼 서버(600)는 통신부(610), 수집부(620), 데이터 베이스부(630), 판단부(640), 제공부(650) 및 제어부(660)를 포함하여 구성된다.
통신부(610)는 유/무선 네트워크를 통해 대기질 현황 제공서버(400)와, 사용자 단말기(700)와, IoT 게이트웨이(300) 또는 미들웨어(500)와 통신하기 위한 구성이다.
수집부(620)는 IoT 센서모듈(100)로부터 획득된 실내 환경정보와, 상기 대기질 현황 제공서버(400)로부터 획득된 실외 대기질 정보와, 사용자 단말기(700)로부터 입력된 IoT 디바이스 종류를 포함하는 IoT 디바이스 정보 및 가구원의 수, 연령대, 기저질환 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가구원 정보를 수집한다.
이때, 수집부(620)는 수집된 정보들을 분석하여 유형별로 분류하여 DB화할 수 있는데, 이렇게 분류된 정보들은 후술할 판단부(640)에서 기준 데이터와 비교 분석되어 사용자에게 제공되어야 할 정보들이 판단결과로 도출될 수 있다.
데이터 베이스부(630)에는 실내 환경수준 및 실외 대기질 수준에 따른 IoT 디바이스의 동작정보와, IoT 디바이스(200)의 종류 및 관리이력을 포함하는 관리정보와, 가구원 정보에 따라 적합하게 유지되어야할 실내 환경수준을 포함하는 적정 환경정보가 기준데이터로 저장되어 있다.
판단부(640)는 기 저장된 AI 알고리즘을 이용해 수집부(620)를 통해 수집된 실내 환경정보와, 실외 대기질 정보와, IoT 디바이스 정보와, 가구원 정보를 기준데이터와 비교 분석하여 실내 환경정보에 대응하는 IoT 디바이스의 동작방식 및 IoT 디바이스(200)의 주기적 관리를 위한 IoT 디바이스(200)의 관리방안을 판단할 수 있다.
이때, 판단부(640)는 데이터 베이스부(630)에 저장된 기준 데이터를 기 저장된 AI 알고리즘에 적용하여, 자체 로직을 형성하고 학습을 통해 각 요소들에 가중치를 부가하면서 알고리즘을 최적화하는 학습부분(미도시) 및 학습부분(미도시)에서 최적화된 알고리즘을 이용해 수집부(620)를 통해 수집된 정보들을 분석하여 사용자에게 제공되어야할 분석정보들들 도출하는 분석부분(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
참고로, 기 저장된 AI 알고리즘은, 딥 러닝 기반의 알고리즘이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 분석부분을 통해 분석된 분석정보들은 판단부(640)에 의해 판단된 판단결과로서, 실내 환경정보에 대응하는 IoT 디바이스(200)의 동작방식 및 IoT 디바이스(200)의 주기적 관리를 위한 IoT 디바이스(200)의 관리방안이 도출될 수 있고, 이러한 판단결과는 수집부(620)에 수집된 데이터와 함께 기준데이터에 추가 적재될 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 판단부(640)의 판단 결과는, 실내 공기질에 따른 IoT 디바이스(200)의 동작 수행여부를 결정할 수 있다. 실내 공기질이 기준치 이상으로 오염된 것으로 판단되면 전열 교환기의 동작 수행과 더불어, 기 설정된 적정 실내환경 수준이 유지되도록 실내 위치한 IoT 디바이스(200)들의 동작 수행 또는 동작 정지를 결정할 수 있다.
또 다른 예로, 판단부(640)의 판단 결과는, 가구원 정보에 따른 실내 환경수준이 조성되도록 IoT 디바이스(200)의 동작 수행여부를 결정할 수 있다. 가구원 중에 신생아나 유아가 있다면, 실내 공기질의 청정도뿐 아니라, 온도는 22 ℃ 내지 23 ℃, 습도는 50 % 내지 60 % 수준의 실내 환경이 조성 및 유지될 필요성이 있다. 이에, 판단부(640)는 IoT 디바이스(200)들의 종합적인 동작 수행 및 정지를 결정하며 실시간 가동되도록 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 판단부(640)의 판단 결과는, 실내 구조 즉, 거실, 주방 및 방 마다 주로 머무는 거주자에 적합한 실내환경을 조성하도록 IoT 디바이스(200)들의 구동을 결정할 수 있다. 만약, 어느 하나의 방에 호흡기 질환 병력을 가진 거주자가 주로 머문다면, 해당 방의 습도가 적정 수준을 유지하도록 IoT 디바이스(200)들의 구동이 제어하는 판단을 수행할 수 있다.
그리고, 판단부(640)는 기준데이터로 저장된 IoT 디바이스(200)의 관리정보를 토대로 IoT 디바이스(200)의 주기적 관리를 위한 IoT 디바이스(200)의 관리방안을 판단할 수 있는데, IoT 디바이스(200)의 유지/보수를 위한 소모품 교체뿐 아니라, IoT 디바이스(200)의 구동이 이루어지더라도 실내 공기질을 포함한 실내 환경의 개선이 이루어지지 않는다면, IoT 디바이스(200)의 이상여부 및 조치 방안 등을 판단할 수 있다.
제공부(650)는 판단부(640)를 통해 판단된 결과를 토대로 IoT 디바이스(200)의 동작을 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 IoT 디바이스(200)에 제공하고, 제어명령에 따라 동작하는 IoT 디바이스(200)의 동작정보, 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황 및 IoT 디바이스(200)의 관리 현황 및 IoT 디바이스(200)의 관리 방안을 사용자 단말기(700)에 제공할 수 있다.
제어부(660)는 상기한 각 부를 제어하기 위한 구성이다. 이때, 제어부(660)는 사용자 단말기(700)를 통해 IoT 디바이스(200)에 대한 별도 제어명령이 입력될 경우, 통신부(610)를 통해 해당 제어명령을 IoT 디바이스(200)에 제공하여, 제어명령대로 동작할 수 있도록 할 수 있다.
사용자 단말기(700)는 플랫폼 서버(600)와 통신하며 플랫폼 서버(600)로부터 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황 , IoT 디바이스 동작 정보 및 IoT 디바이스 관리방안 등을 제공받을 수 있다. 이때, 사용자 단말기(700)는 스마트폰, 테블릿 PC, 노트북, 데스크탑 등 플랫폼 서버(200)에 접속 가능한 단말기 또는 서버 형태로 마련될 수 있다.
이때, 사용자 단말기(700)는 플랫폼 서버(600)에 IoT 디바이스 종류를 포함하는 IoT 디바이스 정보 및 가구원의 수, 연령대, 기저질환 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가구원 정보를 입력하여, 플랫폼 서버(600)에 의해 IoT 디바이스(100)들이 적정 수준의 실내 환경을 조성하도록 제어되는데 기초정보로 활용되도록 할 수 있다.
한편, 도3은 본 발명의 IoT 기반의 전열교환 환기 시스템에서, 플랫폼 서버를 통해 사용자 단말기에 제공되는 모니터링 정보를 예시한 것이다. 이때, 모니터링 정보는 제공부(650)에 의해 사용자 단말기(700)에 제공된 정보들을 의미한다.
도3에 도시된 바와 같이, 플랫폼 서버(600)로부터 사용자 단말기(700)에 제공되는 모니터링 정보는 시각화 형태의 UI(User Interface) 요소를 적용하여 디스플레이 화면에 표출되도록 하여, 가시성을 확보할 수 있다. 일 예로, 플랫폼 서버(600)는 사용자 단말기(700)에 설치되는 전용 어플리케이션을 통해 접근할 경우 모니터링 정보를 제공할 수 있도록 마련될 수 있다. 이 경우, 어플리케이션 형태로 마련된 플랫폼 서버(600)는 사용자가 한눈에 모니터링 정보를 파악하기 쉽도록 모니터링 정보에 포함된 현황 정보 별, IoT 디바이스 관리방안 별 별도 페이지에 표출되도록 세션을 나눠 구성되어, 사용자가 원하는 정보만 확인할 수 있도록 구현될 수 있음은 물론이다.
참고로, IoT 센서모듈(100)로부터 실내 가스누출, 기준치를 넘어선 실내 유해물질 농도 등의 위험요소들이 감지될 경우, 플랫폼 서버(600)는 사용자가 모니터링 정보를 확인하고 있지 않더라도 사용자 단말기(700)에 해당 사안에 대한 경보 및 대처방안을 안내하기 위한 팝업창 형태의 메시지를 제공하여 사용자의 즉각적인 대처가 이루어지도록 할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.
참고로, 본 발명은 경기도 지원사업에 의한 결과물입니다.
10 : IoT 기반의 전열교환 환기 시스템
100 : IoT 센서모듈
200 : IoT 디바이스
300 : IoT 게이트웨이
400 : 대기질 현황 제공서버
500 : 미들웨어
600 : 플랫폼 서버
610 : 통신부
620 : 수집부
630 : 데이터 베이스부
640 : 판단부
650 : 제공부
660 : 제어부
700 : 사용자 단말기

Claims (6)

  1. 실내에 설치되어, 온도, 습도, 산소 농도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도, 포름알데히드 농도, 라돈 농도, 휘발성 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실내 환경정보를 감지하기 위한 IoT 센서모듈;
    상기 IoT 센서모듈로부터 감지된 실내 환경정보에 대응하는 실내 공기질 개선을 위한 제어명령이 수신되면, 상기 제어명령에 따라 동작하는 IoT 디바이스;
    상기 IoT 센서모듈 및 IoT 디바이스와 통신하며, 상기 IoT 센서모듈로부터 감지된 실내 환경정보와, 상기 IoT 디바이스의 동작 및 유지보수를 위한 관리수준을 포함하는 IoT 디바이스 상태정보를 수집하고, 유/무선 통신망을 통해 외부서버에 제공하기 위한 IoT 게이트웨이;
    온도, 습도, 풍향, 풍속, 미세먼지 농도, 오존 농도, 유기화합물(VOC) 농도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실외 대기질 정보를 수집 및 제공하는 대기질 현황 제공서버;
    상기 IoT 게이트웨이 및 대기질 현황 제공서버와 통신하며, 상시 실내 환경정보와, 상기 IoT 디바이스 상태정보와, 상기 실외 대기질 정보를 수집 및 저장하고, 기 저장된 분석 알고리즘을 적용하여 분석된 결과에 따라 상기 IoT 디바이스를 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 상기 IoT 디바이스에 제공하는 플랫폼 서버; 및
    상기 플랫폼 서버와 통신하며, 상기 플랫폼 서버로부터 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황 및 IoT 디바이스 동작 정보를 제공받는 사용자 단말기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 전열교환 환기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 IoT 디바이스는, 실내 공기를 외부로 배출하고, 외부 공기를 실내로 유입시켜 실내 공기질을 환기시키되, 오염된 외기를 필터링하기 위한 HEPA 필터를 포함하는 복합 필터로 구성된 전열 교환기인 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 전열교환 환기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 IoT 디바이스는, 냉방기, 난방기, 제습기, 공기청정기 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 전열교환 환기 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플랫폼 서버는,
    상기 IoT 게이트웨이, 대기질 현황 제공서버 및 사용자 단말기와 통신하기 위한 통신부;
    상기 IoT 센서모듈로부터 획득된 실내 환경정보와, 상기 대기질 현황 제공서버로부터 획득된 실외 대기질 정보와, 상기 사용자 단말기로부터 입력된 IoT 디바이스 종류를 포함하는 IoT 디바이스 정보 및 가구원의 수, 연령대, 기저질환 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가구원 정보를 수집하는 수집부;
    실내 환경수준 및 실외 대기질 수준에 따른 IoT 디바이스의 동작정보와, IoT 디바이스의 종류 및 관리이력을 포함하는 관리정보와, 가구원 정보에 따라 적합하게 유지되어야할 실내 환경수준을 포함하는 적정 환경정보가 기준데이터로 저장된 데이터 베이스부;
    기 저장된 AI 알고리즘을 이용해 상기 수집부를 통해 수집된 실내 환경정보와, 실외 대기질 정보와, IoT 디바이스 정보와, 가구원 정보를 상기 기준데이터와 비교 분석하여 상기 실내 환경정보에 대응하는 상기 IoT 디바이스의 동작방식 및 상기 IoT 디바이스의 주기적 관리를 위한 IoT 디바이스의 관리방안을 판단하는 판단부;
    상기 판단부를 통해 판단된 결과를 토대로 상기 IoT 디바이스의 동작을 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 상기 IoT 디바이스에 제공하고, 상기 제어명령에 따라 동작하는 상기 IoT 디바이스의 동작정보, 실내 환경 현황, 실외 대기질 현황 및 상기 IoT 디바이스의 관리 현황 및 상기 IoT 디바이스의 관리 방안을 상기 사용자 단말기에 제공하는 제공부; 및
    상기한 각 부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 전열 교환 환기 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 IoT 게이트웨이와 통신하며, 상기 실내 환경정보와 IoT 디바이스 상태정보를 수집 및 저장하고, 저장된 정보에 암호화 알고리즘을 적용하여 암호화하는 미들웨어; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 전열교환 환기 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플랫폼 서버는 상기 미들웨어로부터 암호화된 실내 환경정보 및 IoT 디바이스 상태정보를 수집하되, 수집된 암호화된 정보를 복호화하기 위한 암복호화부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 전열 교환 환기 시스템.
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