KR20220072528A - Module for sensing air quality - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기 중의 다양한 오염 인자를 복합적으로 측정하여 공기질 관리 수단을 위한 데이터로 활용될 수 있는 공기질 검출 모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 공기질 검출 모듈은, 온도, 습도 및 미세먼지(PM2.5) 데이터를 수집하기 위한 SEN 0233 센서; 포름알데히드 데이터를 수집하기 위한 ZE07-CH20 센서; 이산화탄소 데이터를 수집하기 위한 MG-811 센서; 일산화탄소 데이터를 수집하기 위한 MQ-7센서; 이산화질소 및 오존 데이터를 수집하기 위한 DGS-NO2 센서; 및 산소 데이터를 수집하기 위한 ME2-O2 센서를 포함하고, 상기 SEN 0233 센서는 5V의 전압으로 동작하며, 40 byte로 구성되는 시리얼(Serial) 통신 프로토콜이 사용될 수 있고, 상기 ZE07-CH20 센서는 9 byte로 구성되는 시리얼(Serial) 통신 프로토콜이 사용될 수 있다.The present invention provides an air quality detection module that can be utilized as data for air quality management means by complexly measuring various polluting factors in the air.
An air quality detection module according to the present invention includes: a SEN 0233 sensor for collecting temperature, humidity and fine dust (PM2.5) data; ZE07-CH20 sensor to collect formaldehyde data; MG-811 sensor to collect carbon dioxide data; MQ-7 sensor to collect carbon monoxide data; DGS-NO2 sensor to collect nitrogen dioxide and ozone data; and a ME2-O2 sensor for collecting oxygen data, wherein the SEN 0233 sensor operates at a voltage of 5V, and a serial communication protocol consisting of 40 bytes may be used, and the ZE07-CH20 sensor is 9 A serial communication protocol composed of bytes may be used.
Description
본 발명은 공기질 검출 모듈에 관한 것으로, 구체적으로는 다양한 오염 인자를 측정하여 실내 공기질을 복합적으로 측정할 수 있는 공기질 검출 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an air quality detection module, and more particularly, to an air quality detection module capable of complexly measuring indoor air quality by measuring various pollution factors.
현대인들은 실외에서보다 많은 시간을 실내 공간에서 보내고 있으며, 이러한 실내 공간은 주거, 업무, 교육, 문화, 의료, 교통 시설 등 매우 다양하다. 특히, 최근 중국으로부터 유입되는 미세먼지, 고농도 황사 등의 대기오염으로 인하여 실외 활동량은 줄고 실내 활동량이 증가하고 있는 추세이다. 2016년 기준 미세먼지 주의 및 경보 발령 건수는 90건이었으나, 2018년에는 316건으로 4배 이상 증가하였으며, 이로 인하여 실내 활동량은 실외 활동량에 비해 72% 증가한 것으로 나타났다.Modern people spend more time indoors than outdoors, and these indoor spaces are very diverse, such as residential, business, educational, cultural, medical, and transportation facilities. In particular, the amount of outdoor activity is decreasing and the amount of indoor activity is increasing due to air pollution such as fine dust and high-concentration yellow sand coming from China recently. As of 2016, the number of fine dust warnings and warnings issued was 90, but in 2018, it more than quadrupled to 316, indicating that indoor activity increased by 72% compared to outdoor activity.
이러한 실내 공간에서 쾌적한 실내 공기는 건강을 유지하고 삶의 질을 향상시키기 위한 중요한 요소가 된다. 이와 같이, 삶의 질 향상에 대한 욕구가 증가하는 현대 사회에서 실내 공기는 더욱 중요하게 인식되고 있으며, 최근 미세먼지, 유해가스 등에 의한 영향으로 실내 공기질에 대한 관심은 더욱 증대되고 있다.In such an indoor space, pleasant indoor air becomes an important factor for maintaining health and improving the quality of life. As described above, indoor air is recognized as more important in the modern society in which the desire to improve the quality of life is increasing.
하지만, 이러한 실내 이용시설은 한정되고 밀폐되는 공간 특성상 먼지 및 이산화탄소 등의 공기오염에 노출될 수 있다. 특히, 지하?x, 터미널, 공항, 학교, 도서관, 박물관, 마트, 대형 의료기관과 같은 다중 이용 시설은 다양한 오염 물질의 유입으로 공기가 쉽게 오염될 수 있으며, 호흡기 질환 등을 유발할 수 있다.However, these indoor facilities may be exposed to air pollution such as dust and carbon dioxide due to the nature of the limited and sealed space. In particular, multi-use facilities such as underground?x, terminals, airports, schools, libraries, museums, marts, and large medical institutions may easily pollute the air due to the inflow of various pollutants and may cause respiratory diseases.
이와 같이 공기질을 오염시키고, 각종 질병에 영향을 주는 원인이 될 수 있는 인자는 미세먼지, 초미세먼지, 이산화탄소, 일산화탄소, 이산화질소, 포름알데히드 및 오존 등이 있으며, 실내의 온도, 습도 및 산소 농도 또한 실내의 공기질에 영향을 미친다.As such, the factors that pollute air quality and can cause various diseases include fine dust, ultrafine dust, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen dioxide, formaldehyde and ozone, and the indoor temperature, humidity and oxygen concentration. It affects indoor air quality.
따라서, 실내의 공기질을 관리하여 개선하기 위한 수단이 필요한데, 이를 위하여 우선 실내 공기질에 대한 정확한 측정이 선행되는 것이 필요하다. Therefore, there is a need for a means for managing and improving indoor air quality. For this purpose, it is necessary to first measure the indoor air quality accurately.
하지만, 기존의 실내 공기질 측정 수단에 따르면, 한두 가지의 센서를 통해 실내 공기 성분을 측정하여 단편적인 정보만을 제공하므로 다양한 공기 오염 요소를 복합적으로 고려할 수 없는 문제가 있다.However, according to the existing indoor air quality measurement means, there is a problem in that it is impossible to consider various air pollution factors in a complex manner because only fragmentary information is provided by measuring indoor air components through one or two sensors.
본 발명은 공기 중의 다양한 오염 인자를 측정할 수 있는 공기질 검출 모듈을 제공함에 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an air quality detection module capable of measuring various polluting factors in the air.
본 발명에 따른 공기질 검출 모듈은, 온도, 습도 및 미세먼지 데이터를 수집하기 위한 SEN 0233 센서; 포름알데히드 데이터를 수집하기 위한 ZE07-CH20 센서; 이산화탄소 데이터를 수집하기 위한 MG-811 센서; 일산화탄소 데이터를 수집하기 위한 MQ-7센서; 이산화질소 및 오존 데이터를 수집하기 위한 DGS-NO2 센서; 및 산소 데이터를 수집하기 위한 ME2-O2 센서를 포함하고, 상기 SEN 0233 센서는 5V의 전압으로 동작하며, 40 byte로 구성되는 시리얼(Serial) 통신 프로토콜이 사용될 수 있고, 상기 ZE07-CH20 센서는 9 byte로 구성되는 시리얼(Serial) 통신 프로토콜이 사용될 수 있다.An air quality detection module according to the present invention includes: a SEN 0233 sensor for collecting temperature, humidity and fine dust data; ZE07-CH20 sensor to collect formaldehyde data; MG-811 sensor to collect carbon dioxide data; MQ-7 sensor to collect carbon monoxide data; DGS-NO2 sensor to collect nitrogen dioxide and ozone data; and a ME2-O2 sensor for collecting oxygen data, wherein the SEN 0233 sensor operates at a voltage of 5V, and a serial communication protocol consisting of 40 bytes may be used, and the ZE07-CH20 sensor is 9 A serial communication protocol composed of bytes may be used.
본 발명의 공기질 검출 모듈은, 공기 중의 다양한 오염 인자를 측정할 수 있으므로 공기질 관리 수단을 위한 데이터로 활용될 수 있는 효과가 있다.Since the air quality detection module of the present invention can measure various polluting factors in the air, there is an effect that can be utilized as data for air quality management means.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 검출 모듈의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 검출 모듈의 SEN 0233 센서 프로토콜을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 검출 모듈의 ZE07-CH20 센서 프로토콜을 나타내는 도면, 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 검출 모듈의 회로를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of an air quality detection module according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram showing a SEN 0233 sensor protocol of an air quality detection module according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram showing a ZE07-CH20 sensor protocol of an air quality detection module according to an embodiment of the present invention, and
4 is a diagram illustrating a circuit of an air quality detection module according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. The present invention can make various changes and can have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments, but the spirit and technology of the present invention It should be understood to cover all modifications, equivalents and substitutions falling within the scope. In addition, it should be understood that various equivalents and modifications may be substituted for them at the time of filing the present application.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 검출 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an air quality detection module according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 검출 모듈은 220V 상시 전력부와 배터리부에 의해 전원 공급될 수 있으며, 220V 상시 전력부와 배터리부에 릴레이 모듈이 구비됨으로써 전력 상황에 따른 전력 공급이 가능하다. 또한, 파워 컨버터 모듈이 구비되어 각 센서의 필요 전압에 따라 전압 변환이 가능하다. The air quality detection module according to an embodiment of the present invention may be powered by a 220V constant power unit and a battery unit, and a relay module is provided in the 220V constant power unit and the battery unit to supply power according to the power situation. In addition, a power converter module is provided so that voltage conversion is possible according to the required voltage of each sensor.
각 센서의 인터페이스(Interface)에 따라서 아날로그(Analog)와 시리얼(Serial)로 구분되어 데이터가 수신될 수 있다. 온도, 습도 및 미세먼지(PM2.5) 데이터는 SEN 0233 센서를 통해 수집될 수 있으며, 센서 사양은 표 1과 같다. Depending on the interface of each sensor, data may be received by being divided into analog and serial types. Temperature, humidity and fine dust (PM2.5) data can be collected through the SEN 0233 sensor, and the sensor specifications are shown in Table 1.
SEN 0233 센서는 5V의 전압으로 동작하며, 시리얼(Serial) 통신 프로토콜로 수신된다. SEN 0233 센서 프로토콜은 40 byte로 구성되며, 이를 분석하여 온도, 습도 및 미세먼지(PM2.4) 데이터를 도출할 수 있다. 이를 기반으로한 SEN 0233 센서 프로토콜은 도 2와 같다.The SEN 0233 sensor operates with a voltage of 5V and is received using a serial communication protocol. The SEN 0233 sensor protocol consists of 40 bytes, and by analyzing it, temperature, humidity and fine dust (PM2.4) data can be derived. The SEN 0233 sensor protocol based on this is shown in FIG. 2 .
포름알데히드 데이터는 ZE07-CH20 센서를 통해 수집될 수 있는데, 시리얼(Serial) 통신 프로토콜이 사용될 수 있으며, ZE07-CH20 센서 사양은 표 2와 같다. Formaldehyde data can be collected through the ZE07-CH20 sensor, a serial communication protocol can be used, and the specifications of the ZE07-CH20 sensor are shown in Table 2.
ZE07-CH20 센서에서 출력되는 데이터 단위는 ppb이며, 이를 ppm(1 ppb = 1000 ppm)으로 환산하여 데이트를 분석할 수 있다. ZE07-CH20 센서 통신 프로토콜은 도 3과 같다. The data unit output from the ZE07-CH20 sensor is ppb, and the data can be analyzed by converting it to ppm (1 ppb = 1000 ppm). The ZE07-CH20 sensor communication protocol is shown in FIG. 3 .
ZE07-CH20 센서 통신 프로토콜은 9 byte로 구성되며, 4번 데이터와 5번 데이터를 이용하여 이산화탄소 ppb를 계산할 수 있다. The ZE07-CH20 sensor communication protocol consists of 9 bytes, and carbon dioxide ppb can be calculated using
또한, 이산화탄소는 MG-811 센서에 의해, 일산화탄소는 MQ-7센서에 의해, 이산화질소 및 오존은 DGS-NO2 센서에 의해, 그리고 산소는 ME2-O2 센서에 의해 검출될 수 있으며, 이를 기반으로 한 공기질 검출 모듈의 회로도는 도 4와 같다. In addition, carbon dioxide can be detected by the MG-811 sensor, carbon monoxide by the MQ-7 sensor, nitrogen dioxide and ozone by the DGS-NO2 sensor, and oxygen by the ME2-O2 sensor. A circuit diagram of the detection module is shown in FIG. 4 .
중국으로부터 유입되는 각종 미세먼지 및 고농도 황사로 인하여 실외보다 실내의 활동 및 이용 비중이 증가하고 있는 추세이나, 실내의 공기질은 다양한 인자에 의해 복합적으로 오염될 수 있으며, 이를 종합적으로 탐지하고 분석할 수 있는 기술의 도입이 절실한 실정이다. Due to various fine dust and high concentration of yellow dust coming from China, the proportion of indoor activities and use is increasing, but indoor air quality can be complexly polluted by various factors, and it is possible to comprehensively detect and analyze it. The introduction of existing technologies is urgently needed.
본 발명에 따르면, 공기 상태를 종합적으로 검출할 수 있으며, 향후 AI 기반 통합 공기질 관리 서비스에 적용할 수 있다. According to the present invention, it is possible to comprehensively detect the air condition, and it can be applied to an AI-based integrated air quality management service in the future.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
Claims (1)
포름알데히드 데이터를 수집하기 위한 ZE07-CH20 센서;
이산화탄소 데이터를 수집하기 위한 MG-811 센서;
일산화탄소 데이터를 수집하기 위한 MQ-7센서;
이산화질소 및 오존 데이터를 수집하기 위한 DGS-NO2 센서; 및
산소 데이터를 수집하기 위한 ME2-O2 센서
를 포함하고,
상기 SEN 0233 센서는 5V의 전압으로 동작하며, 40 byte로 구성되는 시리얼(Serial) 통신 프로토콜이 사용될 수 있고,
상기 ZE07-CH20 센서는 9 byte로 구성되는 시리얼(Serial) 통신 프로토콜이 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 공기질 검출 모듈.SEN 0233 sensor for collecting temperature, humidity and particulate matter data;
ZE07-CH20 sensor to collect formaldehyde data;
MG-811 sensor to collect carbon dioxide data;
MQ-7 sensor to collect carbon monoxide data;
DGS-NO2 sensor to collect nitrogen dioxide and ozone data; and
ME2-O2 sensor to collect oxygen data
including,
The SEN 0233 sensor operates with a voltage of 5V, and a serial communication protocol consisting of 40 bytes can be used,
The ZE07-CH20 sensor is an air quality detection module, characterized in that a serial communication protocol consisting of 9 bytes can be used.
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