KR20230115105A - 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중소벤처기업부에서 시행하는 '2021년 초기창업패키지' 사업(중소벤처기업부 공고 제2021-202호)의 지원을 받아 개발된 기술이다.
실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스가 개시된다. 본 발명에 따른 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스는 다수의 센서를 이용하여 실내 환경의 공기질을 모니터링하고 실내 공기질의 상태 또는 사용자의 생활패턴에 따라 실내의 온도, 습도, 환기를 통합 제어하기 위한 것으로, 실내 공간에 설치되어 있는 IoT 기기와 접속하기 위한 근거리 통신 모듈, 및 다수의 센서로부터 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 포함한 실내 공기질 데이터를 수신하며, 수신된 실내 공기질 데이터를 화면에 표시하여 모니터링하고, 상기 실내 공기질 데이터를 외부 서버로 전송하며, 사용자의 조작에 의해 또는 상기 외부 서버의 요청에 의해 실내 환경의 조절이 요청된 경우 근거리 통신을 통해 연결된 IoT 기기의 동작을 통합 제어하여 실내의 온도, 습도, 환기를 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스{INTERNET OF THINGS INTEGRATION DEVICE BASED ON MONITORING INDOOR ENVIRONMENT}
본 발명은 다수의 센서를 이용하여 실내 환경의 공기질을 모니터링하고 실내 공기질의 상태 또는 사용자의 생활패턴에 따라 실내의 온도, 습도, 환기를 통합 제어할 수 있는 IoT 통합 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 중소벤처기업부에서 시행하는 '2021년 초기창업패키지' 사업(중소벤처기업부 공고 제2021-202호)의 지원을 받아 개발된 기술이다.
2014년 WHO 보고서에 따르면, 주거환경에서 공기의 질(IAQ: Indoor Air Quality)은 인간의 건강에 막대한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히, 외부의 공기 보다도 실내의 공기가 인간의 건강에 큰 영향을 미치고 있으며, 최근 코로나 팬데믹 시기에 실내에 머무르는 시간이 증가함에 따라 그 영향도는 더욱 커질 것으로 예상된다.
이에 따라, 실내의 공기질 측정 및 각 플랫폼에서 측정한 데이터를 전송하는 사물 인터넷(IoT) 기반 기술과 데이터 분석 기술이 다양하게 연구되고 있다. 최근 플랫폼은 공기질 데이터를 수집 및 분석하고 그 분석된 결과를 사용자에게 제공하는 것에 중점을 두고 있으며, 센서의 정확도가 조금 부족하더라도 사용자에게 실시간으로 현재 공기질에 대한 알림을 제공하여 환기 및 대처를 유도하고 있다.
그런데, 기존 공기질 모니터링 시스템은 실내의 온도, 습도, 환기를 제어하기 위한 장치들로서, 난방을 제어하기 위한 제어장치(또는 컨트롤러 디바이스), 에어컨을 제어하기 위한 제어장치, 환기를 제어하기 위한 제어장치, 미세먼지를 모니터링하기 위한 제어장치 등이 별도로 구비될 뿐, 이들을 통합하여 제어할 수 있는 컨트롤러 디바이스는 도입되지 않고 있다.
최근 공기질 통합 모니터링 시스템이 새로 구축되는 아파트를 중심으로 공급되고 있지만, 이미 구축된 지 오래되었거나 낙후된 구 아파트, 연립주택, 다세대, 빌라 등의 주거환경에는 네트워크 이슈 등으로 적용되지 못하고 있다.
또한, 기존 공기질 모니터링 시스템은 측정된 실내 공기질의 수치가 기준치를 벗어나는 경우 이를 기준치에 도달하도록 제어하는 방식이 일반적이다. 즉, 기존 공기질 모니터링 시스템은 미리 설정되어 있는 기준치에 맞추는 형태일 뿐, 외부 환경 또는 사용자의 생활 패턴과 관련해서는 전혀 고려되지 않는다는 단점이 있다. 예컨대, 기준치에 맞추기 위해 실내 환기를 수행했는데 오히려 외부 환기를 통해 실내 오염이 증가할 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
관련 선행기술문헌으로는 등록특허공보 제10-2199915호(발명의 명칭: 인공지능 카메라를 이용한 인공지능 IoT 환경 센서의 재실 상황 추론 학습 방법, 공고일자: 2021년 01월 08일) 및 등록특허공보 제10-2197035호(발명의 명칭: 영상 및 IoT 센서 기반 다기능 환경감시 및 제어장치, 공고일자: 2020년 12월 30일) 등이 있다.
본 발명의 목적은, 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내 공기질을 모니터링하는 시스템 내에 적용될 디바이스로서, 다수의 센서를 이용하여 실내 환경의 공기질을 모니터링하고 실내 공기질의 상태 또는 사용자의 생활패턴에 따라 실내의 온도, 습도, 환기를 통합 제어할 수 있는 IoT 통합 디바이스를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 실내에 마련되어 있는 제어장치 즉, 난방 장치, 냉방 장치, 환기 장치들과 사물인터넷(IoT)을 통해 연결되어 하나의 디바이스를 통해 각 제어장치들을 통합 제어가 가능하도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 사용자의 생활패턴에 따라 학습시킨 인공지능(AI) 기능을 통해 사용자가 직접 제어하지 않아도 사용자의 생활 패턴과 환경요인에 따라 효율적으로 실내 공기질을 제어하도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 이미 구축된 지 오래되었거나 낙후된 구 아파트, 연립주택, 다세대, 빌라 등의 주거환경에서도 저비용으로 쉽고 정확하게 적용할 수 있는 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 실내 공간에 설치되어 있는 IoT 기기와 근거리 무선통신을 통해 연결되는 근거리 통신 모듈, 다수의 센서로부터 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 포함한 실내 공기질 데이터를 수신하며, 수신된 실내 공기질 데이터를 화면에 표시하여 모니터링하고, 상기 실내 공기질 데이터를 외부 서버로 전송하며, 사용자의 조작에 의해 또는 상기 외부 서버의 요청에 의해 실내 환경의 조절이 요청된 경우 상기 근거리 통신 모듈을 통해 연결된 상기 IoT 기기의 동작을 통합 제어하여 실내의 온도, 습도, 환기를 조절하는 제어부를 포함하는 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 다수의 센서는 온도 센서, 습도센서, 미세 먼지 센서, CO2 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 융합센서이고, 상기 IoT 통합 디바이스 내에 내장되거나 또는 상기 IoT 통합 디바이스와 별개로 구비되는 경우 공공 API를 통해 상기 외부 서버로 실내 공기질 데이터를 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 IoT 기기는 실내의 난방 제어장치, 냉방 제어장치, 환기 제어장치, 로봇청소기 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 외부 서버는 상기 다수의 센서를 통해 측정된 실내 공기질 데이터와 함께, 사용자의 선호도, 주거형태에 관한 주거 데이터, 사용자의 행동 데이터를 포함한 사용자의 생활 패턴을 기반으로 학습 모델을 구축하며 구축된 학습 모델에 기초하여 상기 실내 공기질 데이터에 대한 실제 실내의 상황을 인지하고 그에 적합한 행동고지를 추천하며, 상기 제어부는 상기 외부 서버로부터 추천받은 행동고지에 따라 실내의 온도, 습도, 환기 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위한 제어신호를 해당 IoT 기기로 전달할 수 있다.
바람직하게, 상기 IoT 통합 디바이스 내에 설치되며 상기 외부 서버와 연동되며, 상기 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 포함한 실내 공기질 데이터를 표시하고 상기 근거리 통신 모듈을 통해 연결된 각 IoT 기기의 동작 상태를 표시하며 상기 각 IoT 기기의 동작을 제어하기 위한 인터페이스 화면을 제공하는 애플리케이션을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 애플리케이션은 상기 다수의 센서를 통해 측정된 실내 공기질 데이터가 정상적인 수치범위를 벗어난 경우 화면을 통해 사용자에게 알리고, 상기 사용자로 하여금 해당 실내 상황을 입력하도록 유도하여 상기 사용자의 행동 데이터 및 이에 기초한 상기사용자의 생활 패턴을 상기 외부 서버에 수집할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다수의 센서를 이용하여 실내 환경에 대한 공기질 상태 즉, 실내의 온도, 습도, 미세먼지 등과 같이 세부적인 데이터를 획득하여 모니터링할 수 있고, 실내 공기의 제어가 필요한 경우 하나의 디바이스를 통해 난방 장치, 에어컨, 환기 장치 등을 통합 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 행동 데이터에 기초한 인공지능 기능을 기반으로 공기질 분석을 수행함으로써, 사용자가 직접 제어하지 않아도 사용자의 생활 패턴과 환경요인에 따라 효율적으로 실내 공기질을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 실내 공간에 대한 공기질 데이터뿐만 아니라, 같은 단지내 또는 사용자와 인접한 주거공간에 대한 세대별 공기질 상태와, 실내와 인접한 실외의 공기질 상태까지 모니터링이 가능하며, 나아가 이를 토대로 학습시킨 인공지능 기능을 통해 보다 정확한 실내 공기질 분석이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 새로운 주거단지는 물론, 구 아파트, 연립주택, 다세대, 빌라 등 기존 주거환경에서도 공기질 모니터링을 저비용으로 쉽게 정확하게 적용할 수 있어 그 활용 범위를 확대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른실내 환경의 상태를 모니터링할 수 있는 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경의 상태를 모니터링할 수 있는 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스를 나타낸 외관도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스를 나타낸 내부 구성도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스에서 통합 제어하는 인터페이스 화면을 보여주는 실시예들이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경의 상태를 모니터링할 수 있는 시스템(이하, 시스템이라 칭함)을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경의 상태를 모니터링할 수 있는 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 다수의 센서(센서#1, 센서#2, 센서#3; 100)와 IoT 통합 디바이스(200), 서비스 서버(300), AI 서버(400), 사용자 단말(500)을 포함한다.
다수의 센서(100)는 실내 공간의 공기질을 측정한다.
즉, 다수의 센서(100)는 온도, 습도, 미세먼지(PM-10, PM-25), 이산화질소(NO2), 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2)와 같은 유해가스 등을 측정한 실내 공기질 데이터(또는 센싱값)를 출력한다.
여기서, 실내 공간 또는 실내라 함은 주거 공간인 주택은 물론, 상가, 공장, 어린이집, 학교 등의 건물 내부의 공간을 의미한다. 나아가, 차량, 열차 등의 이동 수단의 내부 공간을 의미할 수도 있다. 다시 말해, 실내 공간은 외부와의 구분이 가능하면서 사람이 생활 가능한 내부의 공간을 포괄하는 개념으로 이해될 수 있다.
다수의 센서(100)는 온도 센서, 습도 센서, 미세먼지 센서, CO2 센서 중 어느 하나 이상을 적용할 수 있다.
다수의 센서(100)는 IoT 통합 디바이스(200)와 별개로 구비되거나 또는 IoT 통합 디바이스(200) 내에 내장될 수 있다. 전자의 경우 다수의 센서(100)는 사물인터넷(IoT)을 통해 IoT 통합 디바이스(200)와 연결될 수 있고 또는 공공 API를 통해 서비스 서버(300)로 실내 공기질 데이터를 제공할 수 있다.
서비스 서버(300) 및 AI 서버(400)는 통신망을 통해 IoT 통합 디바이스(200) 및 사용자 단말(500)과 연동된다.
특히, 서비스 서버(300) 및 AI 서버(400)는 다수의 센서(100)를 통해 측정된 실내 공기질 데이터를 IoT 통합 디바이스(200)로부터 수집하여 데이터 분석을 하고, AI 서버(400)는 사용자의 지능과 유사하게 학습시킨 학습 모델을 통해 실내 공기질 데이터에 대한 실내 상황을 인지하고 그에 적합한 행동고지 값을 추천한다. 예컨대, 학습 모델을 통해 학습한 결과, 실제 실내 상황이 로봇청소기로 청소 중인 것으로 인지하게 되면 다음 행동고지로서 공기청정기를 동작시키는 행동고지 값을 추천함으로써 쾌적한 실내 환경을 유지하도록 할 수 있다.
그러면, 서비스 서버(300)는 AI 서버(400)로부터 추천받은 행동고지에 따라 실내 공간의 온도, 습도 등을 제어하는 제어신호를 IoT 통합 디바이스(200) 또는 사용자 단말(500)의 사용자 애플리케이션(600)로 전달하고, 이를 전달받은 IoT 통합 디바이스(200)는 제어신호에 따라 동작하여 실내 공간의 온도, 습도, 또는 환기를 통합 제어한다. 또는 실내 공간의 IoT 기기를 제어할 수 있다.
또는, 이를 전달받은 사용자 애플리케이션(600)이 사용자에게 알람하고, 사용자의 입력에 의해 IoT 통합 디바이스(200)로 적합한 행동고지 값을 전달하여 제어할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 AI 서버(400)는 서비스 서버(300)에서 수집된 실내 공기질 데이터와 사용자의 기호, 주거 데이터, 사용자의 행동 데이터 등에 기반하여 학습 모델을 구축한다. 이러한 AI 서버(400)는 학습 모델을 통해 실내 공기질 데이터에 대한 실제 실내의 상황을 인지하고, 실내 상황에 따른 적합한 행동고지 결과값을 서비스 서버(300)로 추천한다.
여기서, 행동 고지 결과값이라 함은 대피, 환기, 온도 조절, 공기 청정기 가동 등을 고지하는 데이터를 의미한다. 사용자의 주거 데이터는 사용자가 거주하는 실내 공간에 대한 정보로서, 예컨대 주거 유형(아파트, 빌라 등), 층수, 세대원수 등을 포함한다. 행동 데이터는 사용자가 주로 실내 공간에서 행하는 행동에 관한 정보로서, 예컨대 요리하기, 고기굽기, 먼지털기 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 행동 데이터는 IoT 통합 디바이스(200) 또는 사용자 단말(500)의 애플리케이션에서 미리 설정해둔 스케줄러에 의해 수집될 수 있다. 예컨대, 월요일부터 금요일까지의 사용자의 생활 패턴을 수집하여 사용자가 실내 공간에서 주로 생활하던 행동 패턴을 데이터베이스화 한다.
또한, IoT 통합 디바이스(200) 또는 사용자 단말(500)의 애플리케이션 상에서, 다수의 센서로부터 측정된 실내 공기질 데이터가 정상적인 수치범위를 벗어난 경우 사용자에게 알림하고, 이에 사용자로 하여금 해당 실내 상황을 입력하도록 유도함으로써 사용자의 행동 데이터 및 이에 기초한 사용자의 생활 패턴을 수집할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 실내에서 고기를 구웠을 때 CO2 센서 등에 의해 감지되는 수치가 급격히 상승하는데, 이러한 경우 서비스 서버(300)는 IoT 통합 디바이스(200) 또는 사용자 단말(500)의 애플리케이션을 통해 사용자에게 이를 알리고 이에 사용자는 현재 집에서 고기를 구웠다는 상황을 선택하거나 직접 입력할 수 있다. 이때의 입력은 IoT 통합 디바이스(200)의 애플리케이션 또는 사용자 단말(500)의 애플리케이션을 통해 수행될 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 서비스 서버(300)와 AI 서버(400)를 기능에 따라 구분하여 설명하고 있지만, 하나의 서버에 통합 구현될 수 있다. 따라서, 설명의 편의상 서비스 서버(300) 및 AI 서버(400)를 통틀어 외부 서버라 칭한다.
이렇게 동작하는 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 일반 아파트, 빌라 등의 주택 주거환경은 물론, 일반사무직의 사무실 환경, 학교, 학원, 대학교 강의실 캠퍼스, 불특정 다수가 사용하는 음식점, 카페, 쇼핑몰, 백화점, 도심 주변의 제조업 공장의 환경, 신축건물/리모델링/인테리어 등 다양한 공사 현장, 지하철 역사, 실내 외 주차장 환경 등 다양하게 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스를 나타낸 외관도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스를 나타낸 내부 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스(200, 이하 'IoT 통합 디바이스'라 함)는 사용자의 실내(집이나 사무실의 실내 공간)에 마련되고, 실내의 온도, 습도, 환기를 제어하기 위한 컨트롤러의 기능을 수행한다. 일 예로, 도 3과 같이 IoT 통합 디바이스 (200)는 실내 벽면에 부착되는 패널 형태로 구비될 수 있다.
또한, IoT 통합 디바이스(200)는 실내의 온도, 습도, 미세먼지 등에 관한 실내 공기질 데이터를 표시하고 사용자의 조작을 입력받는 터치 표시패널을 포함하여 구비될 수 있다.
또한, IoT 통합 디바이스(200)는 하드웨어 구성으로서 도 4에 도시한 것처럼 와이파이 모듈(21), 근거리 통신 모듈(22), 전원부(23), 제어부(24) 등을 포함할 수 있다.
와이파이 모듈(21)은 외부 서버 즉, 서비스 서버와 접속하여 데이터 통신을 수행한다. 다만, 본 발명에서 IoT 통합 디바이스(200)가 외부 서버와 데이터 통신을 수행하는데 사용되는 통신 모듈은 본 실시예에서 사용된 와이파이 모듈(21)에 한정되지 아니하고, 공지의 다양한 통신 모듈 중 어느 하나가 적용될 수 있음은 물론이다.
근거리 통신 모듈(22)은 근거리 무선통신을 통해 실내 공간내에 비치되어 있는 IoT 기기와 데이터 통신을 수행한다. 이는 실내의 IoT 기기와 IoT 통합 디바이스(200)간 즉, 사물간 네트워크를 통해 연결하여, IoT 통합 디바이스를 통해 IoT 기기의 동작을 제어하기 위함이다.
이러한 근거리 통신 모듈(22)은 비콘 신호를 송출하는 비콘 모듈이 될 수 있다. 비콘 모듈은 비콘 통신이 가능한 영역 내에서 비콘 신호를 송출(송신)하는 비콘 송신기, 비콘 신호의 송신에 응답하여 비콘 신호를 수신하는 비콘 수신기를 포함할 수 있다. 또한, 근거리 통신 모듈(22)은 비콘 통신 외, 와이파이, 블루투스, 지그비 등의 근거리 무선통신을 이용한 모듈을 적용할 수 있다.
상기의 설명에서, IoT 기기는 실내에 마련되어 있는 난방 제어장치(예컨대, 난방기), 냉방 제어장치(예컨대, 에어컨), 환기 제어장치(예컨대, 공기청정기), 로봇청소기, 가스 제어장치 등 중 어느 하나 이상을 포함한다.
전원부(23)는 IoT 통합 디바이스(200)의 동작에 필요한 전원을 공급하며, 다수의 센서(센서#1, 센서#2, 센서#3)가 내장되는 경우 다수의 센서(센서#1, 센서#2, 센서#3)에 필요한 전원을 공급한다.
다수의 센서(센서#1, 센서#2, 센서#3)는 온도 센서, 습도 센서, 미세먼지 센서, CO2 센서 등의 다양한 센서 중 어느 하나 이상을 포함한다. 다수의 센서(센서#1, 센서#2, 센서#3)는 필요에 따라 물리적으로 IoT 통합 디바이스(200)와 분리되어 마련될 수도 있다.
제어부(24)는 다수의 센서(센서#1, 센서#2, 센서#3)로부터 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 포함한 실내 공기질 데이터를 수신하고, 수신된 실내 공기질 데이터를 화면에 표시하여 모니터링하는 동시에 와이파이 모듈(21)을 통해 외부 서버 즉, 서비스 서버로 전송한다.
또한, 제어부(24)는 사용자의 조작에 의해 또는 서비스 서버의 요청에 의해 실내 환경의 조절이 요청된 경우 근거리 통신 모듈(22)을 통해 연결된 IoT 기기의 동작을 통합 제어하여 실내의 온도, 습도, 환기를 조절한다.
특히, 제어부(24)는 외부 서버인 AI 서버로부터 추천받은 행동고지에 따라 실내의 온도, 습도, 환기 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위한 제어신호를 해당 IoT 기기로 전달한다.
또한, IoT 통합 디바이스(200)는 디바이스의 사용자 환경(User Interface: UI)을 편리하게 위해 애플리케이션이 설치될 수 있다.
이 애플리케이션은 IoT 통합 디바이스(200) 내에 다운로드를 통해 설치되고, 와이파이 모듈(21)을 통해 외부 서버와 연동되며, 기본적으로 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 포함한 실내 공기질 데이터를 표시한다. 또한, 애플리케이션은 근거리 통신 모듈을 통해 연결된 각 IoT 기기의 동작 상태를 표시하며, 각 IoT 기기의 동작을 제어하기 위한 인터페이스 화면을 제공한다. 또한, 애플리케이션은 IoT 통합 디바이스와 실내 IoT 기기간 연결을 제어하기 위한 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
또한, 애플리케이션은 다수의 센서를 통해 측정된 실내 공기질 데이터가 정상적인 수치 범위를 벗어난 경우 화면을 통해 사용자에게 알리고, 사용자로 하여금 해당 실내 상황을 입력하도록 유도하여 사용자의 행동 데이터 및 이에 기반한 사용자의 생활 패턴을 수집하는 데 제공할 수 있다. 이는 AI 서버에서 사용자의 생활 패턴에 따른 학습 모델을 구축하기 위해 필요한 사용자의 행동 데이터를 수집하기 위한 구성으로, 사용자 또는 시스템내 설정된 임의 기간동안 사용자의 생활 패턴을 수집하도록 스케줄러 기능을 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 통합 디바이스에서 통합 제어하는 인터페이스 화면을 보여주는 실시예들이다.
일 예로, 도 5는 실내의 온도(210a), 습도(210b), VOC(210c), 이산화탄소(210d), 미세먼지(210e) 등 실내 공기질 상태를 표시하는 홈 화면(210)을 보여주고 있다. VOC(210c), 이산화탄소(210d), 미세먼지(210e)의 상태는 도시된 바와 같이 보통, 나쁨, 매우나쁨 등 등급별로 표정아이콘과 함께 나타낼 수 있다.
도 6은 도 5의 홈 화면에서 유기화합물질(VOC;210c), 이산화탄소(CO2; 210d), 미세먼지(210e)에 대한 공기질 상태를 세부적으로 확인할 수 있는 화면을 보여주고 있다. 구체적으로, 도 6의 (1)는 미세먼지(PM2.5)의 센싱값을 등급별로 구분한 테이블이고, (2)는 이산화탄소에 대한 센싱값을 등급별로 구분한 테이블이며, (3)은 유기화합물질에 대한 센싱값을 등급별로 구분한 테이블이다. 상기의 테이블들은 도 5의 홈 화면에서 유기화합물질(210c), 이산화탄소(210d), 미세먼지(210e)의 표정아이콘이 선택될 시 팝업화면으로 또는 화면 전환에 의해 제공되며, 필요에 따라 현재 측정된 센싱값이 해당되는 등급에 하이라이트 표시 방식으로 나타내어 해당 등급을 사용자가 쉽게 확인할 수 있도록 제공할 수 있다.
다른 일 예로, 도 7 및 도 8은 근거리 통신 모듈을 통해 연결된 IoT 기기의 동작 상태와 동작 제어를 위한 인터페이스 화면을 보여주고 있다.
도 7은 난방 기기의 동작 상태와 이를 제어하기 위한 인터페이스 화면이며, 도 8은 환기 제어장치의 동작 상태와 이를 제어하기 위한 인터페이스 화면이다.
도 7의 난방 제어 화면(220)에서, 애플리케이션은 난방 동작 상태(220a)를 아이콘으로 표시하고, 난방 모드를 설정할 수 있는 설정버튼으로 난방/외출(220c), 시간난방(220d), 난방모드(220e)을 제공한다. 난방/외출(220c) 설정버튼은 난방 가동 또는 외출 모드를 설정하기 위한 메뉴로 외출 모드가 선택되면 난방 동작 상태(220a)에 외출 아이콘이 표시된다. 시간난방(220d) 설정버튼은 예약시간을 설정하고 설정된 예약시간 동안만 난방을 가동시키는 메뉴이고, 난방모드(220e)는 설정온도 등을 설정하기 위한 메뉴이다.
또한, 난방 제어 화면(220)에서, 애플리케이션은 실내에서 공간별 즉, 각 방별로 난방가동 상태(220b)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 거실은 난방가동 아이콘, 방1은 외출 아이콘으로 표시할 수 있다.
도 8의 환기 제어 화면(230)에서, 애플리케이션은 환기 동작 상태(230a)를 아이콘으로 표시하고, 환기 모드를 설정할 수 있는 설정버튼으로 환기정지(230b), 자동환기(230c), 수동/취침(230d), 환기설정(230e) 등을 제공한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 IoT 통합 디바이스는 애플리케이션을 통해 실내 공기질 상태를 모니터링할 수 있고 실내 공간에 마련된 IoT 기기들을 통합 제어할 수 있으며, 더욱이 실내 공기질의 센싱값으로만 분석하지 않고 사용자의 행동 데이터에 기초한 인공지능 기능을 기반으로 공기질 분석을 수행함으로써, 사용자가 직접 제어하지 않아도 사용자의 생활 패턴과 환경요인에 따라 효율적으로 실내 공기질을 자동 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 사용자의 실내 공간에 대한 공기질 데이터뿐만 아니라, 같은 단지내 또는 사용자와 인접한 주거공간에 대한 세대별 공기질 상태와, 실내와 인접한 실외의 공기질 상태까지 모니터링이 가능하며, 나아가 이를 토대로 학습시킨 인공지능 기능을 통해 보다 정확한 실내 공기질 분석이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100: 다수의 센서
200: IoT 통합 디바이스
300: 서비스 서버
400: AI 서버
500: 사용자 단말
600: 사용자 애플리케이션
21: 와이파이 모듈
2: 근거리 통신 모듈
23: 전원부
24: 제어부

Claims (6)

  1. 실내 공간에 설치되어 있는 IoT 기기와 근거리 무선통신을 통해 연결되는 근거리 통신 모듈;
    다수의 센서로부터 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 포함한 실내 공기질 데이터를 수신하며, 수신된 실내 공기질 데이터를 화면에 표시하여 모니터링하고, 상기 실내 공기질 데이터를 외부 서버로 전송하며, 사용자의 조작에 의해 또는 상기 외부 서버의 요청에 의해 실내 환경의 조절이 요청된 경우 상기 근거리 통신 모듈을 통해 연결된 상기 IoT 기기의 동작을 통합 제어하여 실내의 온도, 습도, 환기를 조절하는 제어부;
    를 포함하는 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 센서는,
    온도 센서, 습도센서, 미세 먼지 센서, CO2 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 융합센서이고, 상기 IoT 통합 디바이스 내에 내장되거나 또는 상기 IoT 통합 디바이스와 별개로 구비되는 경우 공공 API를 통해 상기 외부 서버로 실내 공기질 데이터를 제공하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 IoT 기기는 실내의 난방 제어장치, 냉방 제어장치, 환기 제어장치, 로봇청소기 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외부 서버는 상기 다수의 센서를 통해 측정된 실내 공기질 데이터와 함께, 사용자의 선호도, 주거형태에 관한 주거 데이터, 사용자의 행동 데이터를 포함한 사용자의 생활 패턴을 기반으로 학습 모델을 구축하며 구축된 학습 모델에 기초하여 상기 실내 공기질 데이터에 대한 실제 실내의 상황을 인지하고 그에 적합한 행동고지를 추천하며,
    상기 제어부는 상기 외부 서버로부터 추천받은 행동고지에 따라 실내의 온도, 습도, 환기 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위한 제어신호를 해당 IoT 기기로 전달하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 IoT 통합 디바이스 내에 설치되고 상기 외부 서버와 연동되며,
    상기 실내의 온도, 습도, 미세먼지, 유해가스를 포함한 실내 공기질 데이터를 표시하고 상기 근거리 통신 모듈을 통해 연결된 각 IoT 기기의 동작 상태를 표시하며 상기 각 IoT 기기의 동작을 제어하기 위한 인터페이스 화면을 제공하는 애플리케이션;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 애플리케이션은,
    상기 다수의 센서를 통해 측정된 실내 공기질 데이터가 정상적인 수치범위를 벗어난 경우 화면을 통해 사용자에게 알리고, 상기 사용자로 하여금 해당 실내 상황을 입력하도록 유도하여 상기 사용자의 행동 데이터 및 이에 기초한 상기 사용자의 생활 패턴을 상기 외부 서버에 수집하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 모니터링 기반의 IoT 통합 디바이스.
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