WO2020145729A1 - 공기조화기 - Google Patents

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WO2020145729A1
WO2020145729A1 PCT/KR2020/000481 KR2020000481W WO2020145729A1 WO 2020145729 A1 WO2020145729 A1 WO 2020145729A1 KR 2020000481 W KR2020000481 W KR 2020000481W WO 2020145729 A1 WO2020145729 A1 WO 2020145729A1
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WO
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unit
data
wireless communication
air conditioner
indoor
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PCT/KR2020/000481
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English (en)
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이권형
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엘지전자 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/14—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using a plurality of keys or algorithms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56—Remote control
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00—Code division multiplex systems
    • H04J13/0007—Code type
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    • H04J14/007—Orthogonal Optical Code Multiplex
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/001—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using chaotic signals
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    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/03—Protecting confidentiality, e.g. by encryption
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner that enables wireless security communication between indoor and outdoor periods.
  • an air conditioner is installed to provide a more comfortable indoor environment to human beings by discharging cold and warm air into the room to create a comfortable indoor environment, adjusting the indoor temperature, and purifying the indoor air.
  • an air conditioner includes an indoor unit installed inside a heat exchanger, and an outdoor unit configured with a compressor and a heat exchanger to supply refrigerant to the indoor unit.
  • the air conditioner is separated and controlled by an indoor unit composed of a heat exchanger and an outdoor unit composed of a compressor and a heat exchanger, and the outdoor unit and the indoor unit are connected to a refrigerant pipe, so that the refrigerant compressed from the compressor of the outdoor unit is supplied to the heat exchanger of the indoor unit through the refrigerant pipe.
  • the refrigerant exchanged in the heat exchanger of the indoor unit flows back into the compressor of the outdoor unit through the refrigerant pipe. Accordingly, the indoor unit discharges cold and hot air into the room through heat exchange using a refrigerant.
  • Units in the air conditioner system are interconnected in units of buildings or small groups to transmit and receive data, and to monitor and control the status of each unit through the transmitted and received data.
  • CDMA code division multiple access
  • communication is performed by assigning a unique PN (Pseudo Noise) code to each user, and thus user identification and multiplexing access is possible.
  • PN Pulseudo Noise
  • a first problem to be solved by the present invention is to provide an air conditioner having a wireless communication system that enables communication through a plurality of layers and walls.
  • a second problem to be solved by the present invention is to provide an air conditioner having a wireless communication system that is easy in hardware configuration.
  • a third problem to be solved by the present invention is to provide an air conditioner having a wireless communication system for realizing a low-cost, low-complexity, low-power communication system.
  • the air conditioner according to the present invention for realizing the above problems is a plurality of indoor units distributed on a plurality of floors in a building, a controller for monitoring and controlling a plurality of indoor units, a controller and a plurality of indoor units and one outdoor unit wireless communication
  • It includes a wireless communication unit for transmitting and receiving data in a manner, the wireless communication unit includes a transmission unit and a reception unit using a sub-giga frequency, the transmission unit, the optical orthogonal primary beam using an optical orthogonal code to the source data
  • the receiving unit further includes an envelope detecting unit detecting the envelope, and a decoding unit decoding the data received through the envelope detecting unit in the form of a codeword.
  • the transmitting unit the source unit constituting the primary data before transmission, the serial/parallel mixing unit in charge of the pre-processing process of converting the transmission data of the source unit into a codeword, and the transmission data processed through the serial/parallel mixing unit as a codeword
  • a mapping unit for converting is further included.
  • the optical orthogonal code generator first-codes the codeword converted through the mapping unit using the optical orthogonal code.
  • the transmitting unit further includes an amplifying unit for amplifying the encrypted data through the first and second ordering, and a transmitting antenna unit for transmitting the amplified data through the amplifying unit.
  • the receiving unit further includes a receiving antenna unit receiving data transmitted through the transmitting unit, and a low noise amplifier unit removing noise of the data received through the receiving antenna unit and amplifying the signal.
  • the present invention may further include a storage unit for storing control data for controlling the operation, communication data for address or group setting for communicating with other units, data transmitted and received from the outside, and operation data generated or sensed during the operation. have.
  • the present invention may further include an input unit that applies the input data to the controller when a user command or predetermined data is input.
  • the present invention may further include an output unit for outputting audio or images.
  • the air conditioner according to the present invention provides a long-distance transmission technique that overcomes obstacles of a plurality of floors and walls in a building by using sub-giga band RF.
  • the air conditioner according to the present invention provides an effect of asynchronous reception by transmitting the primary data by using the optical orthogonal code so as to be wirelessly secured, as well as the characteristics of the non-discussing property as well as the correlation characteristics of the optical orthogonal code. do.
  • the air conditioner according to the present invention has the advantage of being capable of receiving non-coherent as well as the sparking characteristics by performing secondary sparking using a chaotic signal having excellent sparking characteristics without using a normal sine wave.
  • the air conditioner according to the present invention by using an optical orthogonal code and chaos signal, air conditioner indoor and outdoor air and controller wireless communication, wireless security, low-cost, low-complexity, low-power wireless communication transmission technology in buildings It is possible to provide.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a configuration in which an air conditioner system according to an embodiment of the present invention is installed in a building.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of an air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view referred to in the description of communication of the air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing a control configuration of a unit of an air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing a control configuration of an indoor unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically showing a control configuration of an outdoor unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating a control configuration of a wireless communication module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a simplified internal block diagram of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 is a view referred to in the description of the air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically representing wireless communication in a building according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is a diagram showing the number of transmission layers according to reception strength when a sub-giga frequency band is used according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing the configuration of a transmitting unit of a wireless communication unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a process in which data according to an embodiment of the present invention is converted into a codeword through two secrets.
  • 14 is a diagram showing examples of codewords, autocorrelation diagrams, and cross-correlation diagrams.
  • 15 is a view showing the configuration of a receiver of a wireless communication unit according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating a process of demapping a codeword into data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a configuration in which an air conditioner system according to an embodiment of the present invention is installed in a building.
  • the air conditioner system may include an outdoor unit 10, an indoor unit 20, and a controller 50.
  • the air conditioner system may include a ventilation device, an air cleaning device, a humidifying device, a heater, etc., and may further include units such as a chiller, an air conditioning unit, and a cooling tower depending on the scale.
  • each unit is interconnected to operate in conjunction with the operation of the indoor unit and the outdoor unit.
  • the air conditioner system may operate in connection with a building, a mobile device, a security device, and an alarm device.
  • the air conditioner system may include a remote control device capable of remotely monitoring and controlling the operation status of units.
  • the remote control device including the wireless communication module 120, can communicate with other units using a sub-giga band frequency and monitor other units.
  • the remote control device may be a controller 50 that can control one or more units, a wired/wireless remote controller 60, and a mobile terminal 200.
  • the controller 50 controls the operation of the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 in response to an input user command, periodically receives and stores data on the operation status of the indoor unit and outdoor unit corresponding thereto, and stores a monitoring screen. You can output the operation status through.
  • the controller 50 may perform operation setting, lock setting, schedule control, group control, peak control for power use, demand control, etc. for the indoor unit 20.
  • the outdoor units 10 are connected to the indoor units 20 by refrigerant pipes, respectively, and supply the refrigerant to the indoor units 20. Further, the outdoor unit 10 periodically communicates with the plurality of indoor units 20 to transmit and receive mutual data, and changes the operation according to the operation setting changed from the indoor unit.
  • the indoor unit 20 is an electronic expansion valve (not shown) that expands the refrigerant supplied from the outdoor unit 10, an indoor heat exchanger (not shown) for heat exchange of refrigerant, and allows indoor air to flow into the indoor heat exchanger, and the heat exchanged air is It may include an indoor unit fan (not shown) to be exposed to the room, a plurality of sensors (not shown), and control means (not shown) for controlling the operation of the indoor unit.
  • the indoor unit 20 includes a discharge port (not shown) for discharging heat-exchanged air, and the discharge port is provided with a wind direction control means (not shown) that opens and closes the discharge port and controls the direction of the discharged air.
  • the indoor unit controls the intake air and the discharge air by controlling the rotation speed of the indoor unit fan, and controls the air volume.
  • the indoor unit 20 may further include an output unit for displaying the operation status and setting information of the indoor unit and an input unit for inputting setting data. At this time, the indoor unit 20 may transmit the setting information for the operation of the air conditioner to a connected remote controller (not shown) to output it through the remote controller and receive data.
  • the remote controller (not shown) is connected to the indoor unit by wire or wireless communication, inputs a user command to the indoor unit, and receives and outputs data of the indoor unit.
  • the remote controller may transmit a user command to the indoor unit, perform one-way communication that does not receive data from the indoor unit, or perform bidirectional communication that transmits and receives data to and from the indoor unit.
  • the outdoor unit 10 operates in a cooling mode or a heating mode in response to data received from the connected indoor unit 20 or a control command of the controller, and supplies refrigerant to the connected indoor unit.
  • each outdoor unit When a plurality of outdoor units are connected, each outdoor unit may be connected to a plurality of indoor units, and may also supply refrigerant to the plurality of indoor units through a distributor.
  • the outdoor unit 10 is at least one compressor that compresses a refrigerant and discharges a high-pressure gas refrigerant, an accumulator that separates a gas refrigerant and a liquid refrigerant from the refrigerant and prevents unvaporized liquid refrigerant from flowing into the compressor, discharged from the compressor Oil recoverer that recovers oil among refrigerants, outdoor heat exchanger that condenses or evaporates refrigerant by heat exchange with outside air, and air to the outdoor heat exchanger to facilitate heat exchange between the outdoor heat exchanger and heat exchanged air to the outside.
  • the fan of the outdoor unit that discharges, the four-way valve that changes the flow path of the refrigerant according to the operation mode of the outdoor unit, at least one pressure sensor that measures pressure, at least one temperature sensor that measures temperature, and controls the operation of the outdoor unit and communicates with other units. It may include a control configuration for performing communication.
  • the outdoor unit 10 may further include a plurality of other sensors, valves, and a supercooler, but descriptions thereof will be omitted below.
  • the air conditioner system can transmit and receive data to and from other air conditioners through a network connection such as the Internet.
  • the air conditioner can connect to an external service center, management server, database, etc. through a controller, and communicate with an external terminal connected through a network.
  • the terminal may monitor and control the operation of the air conditioner system as a second controller by connecting to at least one unit of the air conditioner system.
  • the outdoor unit 10, the indoor unit 20, the controller 50, etc. can directly and wirelessly communicate with each other by a predetermined wireless communication method, and the outdoor unit 10, the indoor unit 20, the controller 50, etc. It is possible to directly wirelessly communicate with a mobile terminal using the wireless communication method. Accordingly, the user can freely monitor the state of each unit and control each unit through the mobile terminal.
  • the air conditioner system may include a plurality of indoor units 20 and at least one outdoor unit 10 performing wireless communication with each other.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of an air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of indoor units 20, a plurality of outdoor units 10, and a controller 50 may transmit and receive data in a wireless communication method.
  • the outdoor unit 10 is connected to a plurality of indoor units 20 and refrigerant pipes P1, P2, and P3, respectively, and can transmit and receive data in a wireless communication method.
  • the outdoor unit 10 periodically communicates with the plurality of indoor units 20 to transmit and receive mutual data, and changes the operation according to the operation setting changed from the indoor unit.
  • the plurality of outdoor units 10 and the plurality of indoor units 20 may transmit and receive data in a wireless communication method.
  • the indoor unit 20 may communicate not only with the outdoor unit 10 but also with the controller 50 in a wireless communication method.
  • the first outdoor unit 10 is connected to the first to third indoor units 21 to 23 and the first refrigerant pipe P1, and the second outdoor unit 12 is provided to the fourth to sixth indoor units 23 to 26.
  • 2 is connected to the refrigerant pipe (P2)
  • the third outdoor unit 13 is connected to the seventh to ninth indoor units (27 to 29) and the third refrigerant pipe (P3).
  • three indoor units are described as being connected to each outdoor unit, but this is only an example, and is not limited to the number of indoor units or the type of indoor units shown.
  • refrigerant is supplied from the first outdoor unit 10 to the first to third indoor units, and the fourth to sixth indoor units 23 to 26 are operated by the operation of the second outdoor unit 12.
  • the refrigerant is supplied through the second refrigerant pipe (P2), and the refrigerant is supplied through the third refrigerant pipe (P3) from the third outdoor unit (13) to the seventh to ninth indoor units (27 to 29).
  • a group of air conditioners may be set based on the outdoor unit, and each group may communicate using different channels. Since the indoor unit performs heat exchange based on the refrigerant supplied from the outdoor unit and discharges cold and hot air, the indoor unit and the outdoor unit connected to the refrigerant pipe may be set as one group.
  • the first outdoor unit 11 forms a first group with the first to third indoor units 21 to 23 connected to the first refrigerant pipe P1
  • the second outdoor unit 12 is the second refrigerant.
  • the fourth to sixth indoor units 24 to 26 connected to the pipe P2 form a second group
  • the third outdoor unit 13 connects to the seventh to ninth indoor units connected to the third refrigerant pipe P3 ( 27 to 29) and a third group.
  • the outdoor unit and the controller can also set a group according to the installation location.
  • the connection state by the refrigerant piping may be classified based on whether the indoor unit temperature changes according to the refrigerant supply of the outdoor unit by operating the outdoor unit and the indoor unit.
  • wireless communication may be performed between units included in at least the same group.
  • the sub-giga may be allocated for each group in which different communication channels are set in the frequency band. That is, by communicating using different communication channels for each group, the trunk line phenomenon can be prevented.
  • controller 50 can communicate with the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 regardless of the group.
  • the controller 50 controls the operation of the plurality of indoor units 20 and the outdoor units 10 in response to an input user command, and periodically receives and stores data on the operation states of the plurality of indoor units and outdoor units corresponding thereto. , Output the operation status through the monitoring screen.
  • the controller 50 may be connected to a plurality of indoor units 20 to perform operation setting, lock setting, schedule control, group control, peak control for power use, demand control, and the like for the indoor unit.
  • the controller 50 communicates with the outdoor unit to control the outdoor unit and monitor the operation of the outdoor unit.
  • data may be transmitted and received through mutual wireless communication, and may be connected to an external controller through a predetermined external network.
  • an address for communication is stored in the controller and each unit.
  • Each address can be assigned by an outdoor unit and a controller.
  • the outdoor unit may set an indoor unit and a group connected to a refrigerant pipe.
  • an address may be assigned to the indoor units included in the same group.
  • the controller can allocate an address for central control to a plurality of units in addition to the address for group-level communication.
  • the controller may use the address assigned to the outdoor unit and the indoor unit as a central control address without assigning a separate address.
  • each unit of the air conditioner system such as the outdoor unit 10, the indoor unit 20, and the controller 50 may wirelessly communicate with the mobile terminal 200.
  • the state of electronic devices such as the outdoor unit 10, the indoor unit 20, and the controller 50 and the electronic devices in the system are confirmed.
  • the electronic devices such as the outdoor unit 10, the indoor unit 20, and the controller 50 and the electronic devices in the system are confirmed.
  • it may include a mobile terminal 200 that can be controlled.
  • the mobile terminal 200 has an application for controlling the air conditioner system, and can check and control the state of the air conditioner system through execution of the application.
  • the mobile terminal 200 may include, for example, a smart phone 200a, a notebook PC 200b, and a tablet PC 200c equipped with an application for an air conditioner system.
  • Figure 3 is a view for reference to the description of the communication of the air conditioner system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 (a) is a diagram showing the communication between units using a wired communication
  • Figure 3 (b ) Is a diagram referred to for describing communication between units using wireless communication according to the present invention.
  • the air conditioner system is a plurality of units are connected by a communication line. Since the plurality of units have a limitation in connection of communication lines, they are not connected one-to-one to each other, but are connected step by step according to the connection type of the communication lines.
  • a plurality of indoor units are connected to a single outdoor unit by a communication line, and the outdoor units are connected to a controller.
  • the outdoor units are connected to a controller.
  • a plurality of indoor units are connected to the outdoor unit based on the connection state of the refrigerant pipe.
  • a plurality of outdoor units are connected to the controller.
  • the indoor unit transmits data to the outdoor unit, and the outdoor unit transmits the outdoor unit data and the received indoor unit data to the controller.
  • the controller can check the operation status of the indoor unit based on data received from the outdoor unit.
  • the controller When the controller transmits a control command to the indoor unit, the controller sends a control command to the outdoor unit to which the corresponding indoor unit is connected, and the outdoor unit transmits the received control command to the indoor unit.
  • data is transmitted step by step according to the connection state of the communication line, rather than being connected one to one of a plurality of units.
  • the mobile terminal 200 cannot freely communicate with each unit of the air conditioner system, and there is a limitation that it must communicate with the upper level controller 50 in order to receive only the corresponding information from a specific unit or obtain the entire information. have.
  • the outdoor unit 10 transmits and receive data by mutual wireless communication.
  • the controller 50 and/or the mobile terminal 200 may request data from the outdoor unit 10 and the indoor unit 20, respectively, and each unit is based on data received from the outdoor unit 10 and the indoor unit 20, respectively. It is possible to determine the operating state of, and to determine the abnormality.
  • a communication channel including a controller, outdoor unit, and indoor unit may be separately set.
  • the controller 50 and/or the mobile terminal 200 sets the operation setting of the indoor unit 20 according to the state (temperature or humidity) of the indoor space in which the indoor unit 20 is installed based on data received from the indoor unit 20. It can be changed, and the data according to the change of the operation setting is directly transmitted to the indoor unit. At this time, when the operation setting of the indoor unit is changed, the corresponding data is transmitted to the outdoor unit, and accordingly, the outdoor unit also changes operation.
  • the controller 50 may transmit a driving command to the indoor unit and the outdoor unit connected to the indoor unit, respectively, and the indoor unit transmits a response to the controller 50 Then, data on the operating state is transmitted at predetermined time intervals.
  • the indoor unit 20 sets driving and transmits data to the outdoor unit in response to data input through an input unit provided or data received from the controller 50.
  • the outdoor unit 10 controls the compressor by calculating the received indoor unit data and loads according to the operating states of the plurality of indoor units.
  • the outdoor unit 10 and the indoor unit 20 may transmit data to the controller 50 at predetermined time intervals and to the controller 50 regardless of the period when a failure or abnormality occurs.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing a control configuration of a unit of an air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic device may be a unit 100 in an air conditioner system.
  • the electronic device according to an embodiment of the present invention may be one of an indoor unit, an outdoor unit, a controller, and a wireless sensor of an air conditioner system.
  • the unit 100 of the air conditioner system, the driving unit 140, the sensing unit 170, the output unit 160, the input unit 150, the storage unit 130, and the overall operation It may include a control unit 110 to control.
  • the unit 100 may include a wireless communication module 120 or be connected to the wireless communication module 120.
  • the wireless communication module 120 may be built in the unit or may be installed outside the unit.
  • the indoor unit 20 may be provided with a vane or the like as a wind direction control means, and an indoor unit fan driving unit, a valve control unit, a wind direction control unit, or the like may be provided as it includes an indoor unit fan and a plurality of valves.
  • the outdoor unit 10 may include a compressor, an outdoor unit fan, and a plurality of valves. Accordingly, the driving unit of the outdoor unit may be divided into a compressor driving unit, an outdoor unit fan driving unit, and a valve control unit.
  • the type and number of sensors included in the sensing unit 170 and the installation location may be configured differently according to the type of the unit.
  • the storage unit 130 includes control data for controlling the operation of the unit 100, communication data for address or group setting for communicating with other units, data transmitted and received from outside, and operation data generated or sensed during operation. Is stored.
  • the storage unit 130 stores a function-specific execution program, data for operation control, and data to be transmitted and received.
  • the storage unit 130 may be various storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, etc. in hardware.
  • the input unit 150 includes at least one input means such as a button, a switch, and a touch input means.
  • the input unit 150 applies the input data to the control unit 110.
  • the outdoor unit may be provided with a power key, a commissioning key, an address setting key, and an indoor unit may be provided with a power key, a menu input key, an operation setting key, a temperature control key, an air volume key, a lock key, and the like.
  • the output unit 160 may output an operating state of the unit, including at least one of a lamp that is controlled to be lit or flashing, an audio output unit having a speaker outputting a predetermined sound, and a display.
  • the lamp outputs whether the unit is operating according to whether it is lit, whether it is lit or not, and the speaker outputs an operation state by outputting a predetermined warning sound and an effect sound.
  • the display may output a menu screen for controlling the unit, and output a guide message or warning consisting of a combination of at least one of letters, numbers, and images of the unit's operation setting or operation status.
  • the sensing unit 170 may include a plurality of sensors.
  • the sensing unit 170 may include a pressure sensor, a temperature sensor, a gas sensor, a humidity sensor, and a flow sensor.
  • a plurality of temperature sensors are provided to detect the indoor temperature, the outdoor temperature, the indoor heat exchanger temperature, the outdoor heat exchanger temperature, and the pipe temperature, and input them to the controller 110.
  • Pressure sensors are respectively installed at the inlet and outlet of the refrigerant pipe to measure the pressure of the incoming refrigerant and the pressure of the discharged refrigerant, respectively, and input them to the control unit 110.
  • the pressure sensor can be installed in the water pipe as well as the refrigerant pipe.
  • the driving unit 140 supplies the operating power to the control target according to the control command of the control unit 110 and controls the driving.
  • the driving unit 140 may be separately provided with a compressor, an outdoor unit fan, and a compressor driving unit for controlling the valve, an outdoor unit fan driving unit, and a valve control unit, respectively.
  • the driving unit 140 applies operating power to a motor provided in each of a compressor, an outdoor unit fan, a valve, and the like to perform a designated operation as the motor operates.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing a control configuration of an indoor unit according to an embodiment of the present invention, and illustrates a case where the unit 100 is an indoor unit 100a.
  • FIG. 5 illustrates an example of the driving unit 140 of FIG. 4 when the unit 100 is the indoor unit 100a, and the description of the same parts as in FIG. 4 will be omitted below.
  • the indoor unit 100a may include a vane driving unit 141a, a fan driving unit 142a, an indoor unit fan 142b, and one or more vanes 141b.
  • the indoor unit fan 142b discharges cold and hot air exchanged by the heat exchanger to the room through the discharge port.
  • the fan driving unit 142a controls driving of a motor that operates the indoor unit fan 142b.
  • the fan driving unit 142a controls on/off of the indoor unit fan 142b in response to the control signal from the control unit 110, and controls the indoor unit fan 142b to operate at a set speed.
  • the vane driving unit 141a controls opening and closing of one or more vanes 141b provided in one or more discharge ports in response to a control signal from the control unit 110.
  • the vane driving unit 141a controls the opening angle with respect to each vane 141b to change the direction of the discharged wind.
  • the vane 141b changes the opening angle by the vane driving unit 141a to change the wind direction of the discharged air.
  • each outlet may be further provided with a louver for adjusting the wind direction in the left and right direction.
  • Each vane 141b may have an opening angle within a range of 0 to 90 degrees, and the opening angle may be changed step by step according to the setting.
  • the vane driving unit 141a may be set by changing the opening angle of each vane 141b step by step according to a control command from the control unit 110.
  • the vane driving unit 141a may control the opening angle of the vane in 5 steps within a range of 15 to 75 degrees in 15 degree units.
  • the opening angle of the vane 141b may be set in 3 to 9 steps depending on the setting.
  • the vane driving unit 141a may continuously change the opening angle of the vane within a range of 15 degrees to 75 degrees without step separation.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically showing a control configuration of an outdoor unit according to an embodiment of the present invention, and illustrates a case where the unit 100 is the outdoor unit 100b.
  • FIG. 6 illustrates an example of the driving unit 140 of FIG. 4 when the unit 100 is the outdoor unit 100b, and description of the same parts as in FIG. 4 will be omitted below.
  • the outdoor unit 100b may include a compressor driving unit 143a, a compressor 143b, an outdoor unit fan 144b, a fan driving unit 144a, a valve control unit 145a, and a valve 145b. .
  • the outdoor unit fan 144b supplies outdoor air to the outdoor heat exchanger through the rotational operation of the fan, and allows the heat-exchanged cold and hot air to be discharged to the outside.
  • the outdoor heat exchanger operates as a condenser during cooling operation and as an evaporator during heating operation
  • the outdoor unit fan 144b may discharge cold or warm heat exchanged from the outdoor heat exchanger to the outside.
  • the fan driving unit 144a may control driving of a motor provided in the outdoor unit fan 144b, thereby controlling a rotation operation of the outdoor unit fan.
  • the fan driving unit 144a may cause the outdoor unit fan 144b to operate at a set rotational speed or stop operating in response to a control signal from the control unit 110.
  • the fan driving unit 144a may control the rotational speed of the outdoor unit fan 144b by applying an operation signal according to the type of motor provided in the outdoor unit fan 144b.
  • the valve control unit 145a may control whether to open or close the plurality of valves 145b provided in the outdoor unit, or to control the flow rate of the refrigerant or the flow direction of the refrigerant. Since a plurality of valves 145b are present at different positions, a plurality of valve drivers may also be provided.
  • the valve may include a four-way valve, an expansion valve, and a hot gas valve.
  • the compressor 143b compresses and discharges the incoming refrigerant, thereby allowing the refrigerant to circulate from the outdoor unit to the indoor unit.
  • the compressor 143b may compress it to discharge the high-temperature high-pressure gas refrigerant.
  • the compressor driving unit 143a controls the operating power supplied to the motor provided in the compressor 143b, and accordingly controls the operating frequency of the compressor.
  • the compressor driving unit 143a may include an inverter that controls driving of the compressor.
  • each unit may include a wireless communication module 120.
  • the wireless communication module 120 supports at least one or more wireless communication methods, and may communicate with other units according to a control command of the control unit 110.
  • the wireless communication module 120 may transmit and receive data in a designated wireless communication method between a controller, an outdoor unit, and an indoor unit, and apply the received data to the control unit.
  • the wireless communication module 120 may set an address for communication between units, convert data to be transmitted and received, and process signals. When the operation of the unit starts, the wireless communication module 120 may search for units of the same frequency band through wireless communication and check a connection. The wireless communication module 120 may communicate by assigning a temporary address during initial operation or setting a received temporary address. In addition, the wireless communication module 120 may set the address based on the product number by requesting the product number from the control unit 110 when performing address setting in response to a control command of the control unit 110. In this case, the product number may be a unit's unique number, serial number, or Mac address.
  • the control unit 110 controls data input and output through the input unit 150 and the output unit 160, manages data stored in the storage unit 130, and controls transmission and reception of data through the communication unit 200. have.
  • the control unit 110 may detect a connection state and a communication state of the communication unit 200 through the connection unit 120 and determine an error.
  • the control unit 110 may generate a control command to operate according to a request from another unit or a set operation setting, and apply it to the driving unit 140.
  • the drive unit 140 is configured to be connected, for example, a compressor, an outdoor unit fan, a valve, an indoor unit fan, a wind direction control means, and the like, respectively.
  • control unit 110 may output an error by determining an operation state in response to data input from a plurality of sensors of the sensing unit 170 and determining an abnormality while the unit is operating.
  • the wireless communication module 120 may be provided inside the unit 100 or connected to the unit 100 through an interface (not shown).
  • the wireless communication module 120 may receive and transmit data of the unit through an interface, and apply the received data to the unit.
  • the wireless communication module 120 may communicate wirelessly using frequencies in a sub-GHz band to enable communication with walls, floors, and obstacles in a building.
  • the frequency of the sub-giga band has excellent transmission and rotation characteristics, so there is little attenuation effect on obstacles between walls and floors. Therefore, it is effective for use for communication of an air conditioner system in which a plurality of units are disposed in a building partitioned by a wall.
  • the wireless communication module 120 may use frequencies in a 700 MHz band to 900 MHz band among sub-giga bands.
  • the wireless communication module 120 may communicate according to the 802.15.4g standard (SUN) and the 802.11ah standard (WiFi HaLow).
  • the wireless communication module 120 communicates using any one of the 400 MHz band and the 900 MHz band, which are unlicensed bands that can be used for small output radio stations in the sub-giga band.
  • the wireless communication module 120 may selectively use frequencies in the 400MHZ and 900MHZ bands in response to different regulations according to regions or countries.
  • the wireless communication module 120 is more preferable to communicate using a frequency band of 900 MHz among the previously disclosed frequency bands in consideration of interlayer communication and antenna length.
  • the wireless communication module 120 may further include communication modules such as ZigBee, Bluetooth, NFC, which are short-range communication methods.
  • the wireless communication module 120 includes a plurality of communication modules, and may communicate through the same or different communication modules during communication with an outdoor unit and other indoor units, communication with a remote controller, and communication with a controller.
  • the wireless communication module 120 can communicate with different communication methods depending on the target by selectively changing the communication method in correspondence with the communication target.
  • the wireless communication module 120 may set and transmit/receive data by setting a channel according to an object to communicate with.
  • North America and South America are 902 to 928 MHz (FCC Part 15.247), Europe is 433 MHz, 915 MHz, 863 to 868 MHz (ETSIEN300220), Japan 920 to 928 MHz (ARIB STD-T108), China 920 MHz , Korea 424 to 447MHz, 917 to 923.5MHz (KC), India 865 to 867MHz (GSR 564(E)), Australia 433, 915MHZ, South Africa 433MHz, 2.4GHz and 5.725GHz in common worldwide.
  • FCC Part 15.247 Europe is 433 MHz, 915 MHz, 863 to 868 MHz (ETSIEN300220), Japan 920 to 928 MHz (ARIB STD-T108), China 920 MHz , Korea 424 to 447MHz, 917 to 923.5MHz (KC), India 865 to 867MHz (GSR 564(E)), Australia 433, 915MHZ, South Africa 433MHz, 2.4GHz and 5.725GHz in common worldwide.
  • the ISM band (100MHz, 200MHz, 400MHz, 900MHz) has the advantage of being able to communicate between floors due to excellent transmission characteristics in the building.
  • the length of the antenna is determined according to the band of the transmission frequency. In the case of the 100 MHz and 200 MHz bands, since the antenna is significantly long, installation limitations occur.
  • the 400MHz band also has a longer antenna length than the 900MHz frequency band.
  • the wireless communication module 120 communicates using a frequency band of 900 MHz among the previously disclosed frequency bands in consideration of inter-layer communication and antenna length.
  • the air conditioner system may include a plurality of units.
  • the air conditioner system may include one or more outdoor units and a plurality of indoor units.
  • the units included in the air conditioner system can perform wireless communication with each other.
  • the air conditioner system may implement direct/indirect communication between units in various environments such as home/building through long-distance wireless communication in a sub-giga band.
  • the present invention can be installed more easily at a low cost, and can be monitored and diagnosed in the room freely without restrictions in place, and between units in a building to which an optimal solution of wireless communication that can pass through walls and floors in a building is applied.
  • a plurality of units included in the air conditioner system may include a wireless communication module 120 that wirelessly communicates between the plurality of units at a frequency in a sub gigahertz (Sub GHz) band.
  • a wireless communication module 120 that wirelessly communicates between the plurality of units at a frequency in a sub gigahertz (Sub GHz) band.
  • Sub GHz sub gigahertz
  • FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating a control configuration of a wireless communication module according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication module 120 may include an antenna 720, a transmitter 740, a receiver 730, a processor 710, and an interface 750.
  • the processor 710 may control the overall operation of the wireless communication module 120.
  • the processor 710 may control the transmitter 740 to output a predetermined signal through the antenna 720.
  • the processor 710 may control the receiver 730 to process a signal received through the antenna 720.
  • the antenna 720 may be a PCB antenna having an antenna pattern formed on a printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • the PCB antenna has a higher design freedom than other methods, and has an advantage in that the radiation pattern is constant by controlling the amount of ground sources.
  • OFDM orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the antenna 720 may output a signal based on the signal modulated by the modulator 742.
  • the predetermined signal is input to the encoder 741 as a binary signal.
  • the encoder 741 may encode input signals and output encoded data streams.
  • Orthogonal frequency division multiplexing is a multi-carrier modulation (Multi Carrier Modulation) method, which is advantageous for high-speed data transmission and has a strong advantage in multi-path loss.
  • Orthogonal frequency division multiplexing is a method of multiplexing a high-speed transmission signal by modulating it with hundreds or more of orthogonal narrow-band subcarriers.
  • Orthogonal frequency division multiplexing is a transmission technique that performs modulation and multiplexing together, and is a multi-carrier modulation technique in terms of dividing and transmitting a high-speed source data stream of a single input onto multiple carriers. This is a multiplexing technique in terms of simultaneous transmission on a channel.
  • the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method divides a data stream having a high data rate into a large number of data streams having a low data rate, and transmits them simultaneously using multiple carriers.
  • the frequency components of the carriers can be detected at the receiving end even if they overlap each other.
  • the orthogonal frequency division multiplexing is a structure in which high-speed data, which is vulnerable to scattered reflected waves, is transmitted in parallel with low-speed data that is strong against reflected waves, and has the advantage of selectively scheduling each subcarrier.
  • the transmitter 740 may further include a multiplexer 743 for multiplexing the modulated signal.
  • the transmitter 740 may further include a serial to parallel converter (not shown) that converts the multiplexed signal into a parallel signal.
  • the transmitter 740 may further include a multiplexer 743 and a serial/parallel converter.
  • the serial-to-parallel conversion unit may convert the symbol strings input in series in parallel.
  • a data sequence having a high-speed transmission rate is converted into a plurality of low-transfer-rate data streams through a serial-to-parallel converter, and the plurality of data strings converted in parallel can be transmitted on a subcarrier having orthogonality to each other.
  • the transmission unit 740 may further include a transmission signal processing unit 745.
  • the transmission signal processing unit 745 may load the OFDM modulated signal on a subcarrier through frequency shift and transmit it through the antenna 720.
  • the receiver 730 receives the signal from the antenna 720 in the orthogonal frequency division multiplexing method, and a demodulator for decoding the demodulated signal in the demodulator 733 734.
  • the reception unit 730 may further include a reception signal processing unit 731.
  • the reception signal processing unit 731 may frequency-shift the carrier wave received from the antenna 720 to extract a plurality of characteristic information.
  • the receiving unit 730 may further include a parallel to serial converter (not shown), and the parallel signals converted by the parallel to serial converter may be transmitted to the demodulator 733. Can.
  • the transmitter 740 may further include an inverse fast Fourier transform (744) to inverse fast Fourier transform (IFFT) the modulated signal, and the receiver 730 ) May further include a Fourier transform unit 732 that performs a Fast Fourier Transform (FFT) on the signal received from the antenna 720.
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the inverse fast Fourier transformed signal may be transmitted through the antenna 720, and the signal received through the antenna 720 may be demodulated after the fast Fourier transform.
  • the modulator 742 and the demodulator 733 are efficient digital implementations of the modulator 742 and the demodulator 733 .
  • the channel can be simply converted to flat-fading to facilitate signal processing.
  • the wireless communication module 120 may further include a duplexer (not shown) that is a switching element connecting the antenna 720 and the transmitter 740 or the receiver 730.
  • the duplexer is an element that separates time or frequency according to a method, and may connect the antenna 720 to the transmitter 740 side or the receiver 730 side.
  • the wireless communication module 120 according to an embodiment of the present invention, the frequency of the sub 1GHz frequency, the communication speed is faster than the existing wired communication (9.6kbps), a long-distance (Open space 1km) frequency is 700Mhz to It can communicate using signals in the 900Mhz frequency band.
  • the wireless communication module 120 may communicate using signals in the 900Mhz frequency band in consideration of interlayer communication and antenna length.
  • the antenna 720 may be installed inside the unit.
  • the antenna 720 may not be protruded or attached to the outside, and may be disposed inside the main body case of the outdoor unit or the indoor unit.
  • the antenna included in the indoor unit may be disposed inside the body case of the indoor unit. Accordingly, the protruding or externally attached antenna can be prevented from negatively affecting the interior of the room, and the aesthetic sense can be increased.
  • a plurality of units can transmit and receive data by mutual wireless communication.
  • a plurality of units may be dispersedly disposed in at least two or more layers.
  • the outdoor unit may be placed on the roof of the building, and the indoor unit may be placed on any floor inside the building.
  • a plurality of indoor units may be distributedly disposed on multiple floors.
  • a plurality of units are not installed on a single layer, but are respectively installed on a plurality of layers to transmit and receive data. Since there are obstacles such as interlayer structures, walls, and furniture in the building, it is necessary to use a frequency band that can reach a signal over a certain distance while passing through the obstacle in the building.
  • the antenna 720 may be selectively used according to a frequency band used among 700 MHz to 900 MHz of the sub-giga band.
  • the shape of the antenna may be changed according to the frequency band used.
  • the antenna 720 may transmit a signal output from the transmitter 740 into the air, receive a signal of a designated frequency band in the air, and apply the signal to the receiver 730.
  • the transmitter 740 and the receiver 730 may control the output of a signal to be transmitted according to the control command of the processor 710.
  • the transmitter 7405 can control the output of the signal by controlling the output impedance, that is, the impedance of the antenna 720 to have a set value.
  • the transmitter 740 and the receiver 730 may adjust impedance according to a frequency band of a signal to be transmitted and received through the antenna 720. For impedance matching, the most popular 50 ⁇ matching method can be used.
  • the antenna 720 may be a multiple input multiple output (MIMO) antenna, and may increase transmission capacity by transmitting data in parallel through each antenna.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the transmitter 740 and the receiver 730 are communication modules supporting MIMO, and multiple inputs and outputs are possible through a plurality of connected antennas.
  • the transmitter 740 may transmit data through a plurality of antennas through multiple paths, and the receiver 730 may detect signals received through each path.
  • MIMO is an antenna system capable of spatial multiplexing, space diversity, and beam forming.
  • Spatial multiplexing is a technique for improving transmission speed by transmitting multiple pieces of information through multiple transmitting antennas
  • space diversity is a technique for controlling errors by transmitting the same information multiple times through multiple transmitting antennas.
  • Beamforming is a technique that reduces interference by transmitting radio waves in a desired direction.
  • the wireless communication module 120 may transmit and receive signals using a plurality of antennas to allow mutual communication between a plurality of units distributed in a building or the like.
  • the processor 710 may control the data of the unit 100 applied through the interface 750 to be transmitted as a set output and a signal of a specified frequency band. Further, the processor 710 may process a signal received through the antenna 720 and apply it to the unit. Also, the processor 710 may control data to be converted into a designated form according to a communication method used.
  • the interface 750 connects the unit 100 and the communication unit 120.
  • the wireless communication module 120 may be connected to the control unit 110 of the unit 100 through the interface 750, and the wireless communication module 120 may operate under the control of the control unit 110. have.
  • a plurality of units are hierarchically connected according to a connection state of a communication line, rather than being connected one to one of a plurality of units.
  • the processing load of the outdoor unit increases, and there is a limitation that it takes a lot of time to transmit data according to the number of connected indoor units.
  • units included in the air conditioner system according to an embodiment of the present invention may perform wireless communication with each other.
  • the units included in the air conditioner system according to an embodiment of the present invention may perform wireless communication with each other using a frequency band of a sub-giga band.
  • the units included in the air conditioner system include a wireless communication module 120 performing wireless communication with each other using a frequency band of a sub-giga band, wireless
  • the communication module 120 may use an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme that is easy to manage radiation patterns, includes a PCB antenna advantageous for securing gain, and has less inter-channel interference in multiple channels.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the conventional 2.4Ghz and 5Ghz bands are for indoor short distances within about 30m, and there is a disadvantage in that signal strength rapidly decreases even though a thin wall cannot pass or a thin wall.
  • FIG. 8 is a simplified internal block diagram of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal 200 includes a wireless communication unit 210, an audio/video (A/V) input unit 220, a user input unit 230, a sensing unit 240, and an output unit 250, It may include a memory 260, an interface unit 270, a control unit 280, and a power supply unit 290.
  • A/V audio/video
  • the mobile terminal 200 may include a wireless communication module 300 in wireless communication with a plurality of electronic devices.
  • the wireless communication module 300 may have the same internal configuration as the wireless communication module 120 described above.
  • the wireless communication module 300 may be configured as a block of the wireless communication unit 210.
  • a wireless communication module 300 supporting wireless communication in the sub-giga band may be used. Since it is difficult to release all general-purpose mobile terminals 200 with a built-in wireless communication module 300 supporting wireless communication in the sub-giga band, it is preferable to connect and use the dedicated wireless communication module 300. Do.
  • the wireless communication module 300 may be connected through the interface unit 270 or may be connected through the wireless communication unit 210.
  • the wireless communication unit 210 may include a broadcast reception module 211, a mobile communication module 213, a wireless Internet module 215, a short-range communication module 217, and a GPS module 219.
  • the broadcast receiving module 211 may receive at least one of a broadcast signal and broadcast-related information from an external broadcast management server through a broadcast channel.
  • the broadcast channel may include a satellite channel, a terrestrial channel, and the like.
  • the broadcast signal and/or broadcast-related information received through the broadcast receiving module 211 may be stored in the memory 260.
  • the mobile communication module 213 transmits and receives wireless signals to and from at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • the wireless signal may include a voice call signal, a video call signal, or various types of data according to transmission/reception of text/multimedia messages.
  • the wireless Internet module 215 refers to a module for wireless Internet access, and the wireless Internet module 215 may be built in or external to the mobile terminal 200.
  • the wireless Internet module 215 may perform Wi-Fi-based wireless communication or Wi-Fi Direct-based wireless communication.
  • the short-range communication module 217 is for short-range communication, BluetoothTM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, NFC (Near Field Communication), by using at least one of Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology, it can support short-range communication.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • NFC Near Field Communication
  • the short-range communication module 217 may be provided between the mobile terminal 200 and the wireless communication system, between the mobile terminal 200 and another mobile terminal 200 through the wireless area networks, or the mobile terminal 200. ) And other mobile terminals, or a network where an external server is located, may support wireless communication.
  • the short-range wireless communication network may be wireless personal area networks (Wireless Personal Area Networks).
  • the Global Position System (GPS) module 219 may receive location information from a plurality of GPS satellites.
  • the wireless communication unit 210 may exchange data with a server using one or more communication modules.
  • the wireless communication unit 210 may include an antenna 205 for wireless communication, and may include an antenna for receiving broadcast signals in addition to an antenna for calls.
  • the A/V (Audio/Video) input unit 220 is for inputting an audio signal or a video signal, which may include a camera 221 and a microphone 223.
  • the user input unit 230 generates key input data input by the user to control the operation of the terminal.
  • the user input unit 230 may be configured with a key pad, a dome switch, a touch pad (static pressure/blackout), and the like.
  • the touch pad forms a mutual layer structure with the display unit 251, it may be referred to as a touch screen.
  • the sensing unit 240 detects the current state of the mobile terminal 200, such as the open/closed state of the mobile terminal 200, the location of the mobile terminal 200, or the presence or absence of user contact, to control the operation of the mobile terminal 200 Sensing signals can be generated.
  • the sensing unit 240 may include a sensing sensor 241, a pressure sensor 243, a motion sensor 245, and the like.
  • the motion sensor 245 may detect the movement or position of the mobile terminal 200 using an acceleration sensor, a gyro sensor, a gravity sensor, or the like.
  • the gyro sensor is a sensor that measures angular velocity, and can detect a direction (angle) that has been turned relative to a reference direction.
  • the output unit 250 may include a display unit 251, an audio output module 253, an alarm unit 255, and a haptic module 257.
  • the display unit 251 displays and outputs information processed by the mobile terminal 200.
  • the display unit 251 and the touch pad are configured as a touch screen in a mutual layer structure
  • the display unit 251 may be used as an input device capable of inputting information by a user's touch in addition to the output device.
  • the audio output module 253 outputs audio data received from the wireless communication unit 210 or stored in the memory 260.
  • the sound output module 253 may include a speaker, a buzzer, and the like.
  • the alarm unit 255 outputs a signal for notifying the occurrence of an event in the mobile terminal 200.
  • a signal may be output in the form of vibration.
  • the haptic module 257 generates various tactile effects that the user can feel.
  • a typical example of the tactile effect generated by the haptic module 257 is a vibration effect.
  • the memory 260 may store a program for processing and control of the control unit 280, and provide a function for temporarily storing input or output data (eg, a phone book, a message, a still image, a video, etc.). You can also do
  • the interface unit 270 serves as an interface with all external devices connected to the mobile terminal 200.
  • the interface unit 270 may receive data from the external device or receive power and transmit it to each component inside the mobile terminal 200, and allow data inside the mobile terminal 200 to be transmitted to the external device. .
  • the control unit 280 controls the overall operation of the mobile terminal 200 by generally controlling the operation of each part. For example, it is possible to perform related control and processing for voice calls, data communications, video calls, and the like. Also, the controller 280 may include a multimedia playback module 281 for multimedia playback.
  • the multimedia playback module 281 may be configured with hardware in the control unit 280, or may be configured with software separately from the control unit 280.
  • the power supply unit 290 receives external power and internal power under the control of the control unit 280 and supplies power required for the operation of each component.
  • the block diagram of the mobile terminal 200 shown in Figure 8 is a block diagram for an embodiment of the present invention.
  • Each component of the block diagram may be integrated, added, or omitted depending on the specification of the mobile terminal 200 that is actually implemented.
  • FIG 9 is a view referred to in the description of the air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
  • the air conditioner system includes an indoor unit 20, an outdoor unit 10, a remote controller 60, a wireless sensor 80, and a mobile terminal 200 Can be.
  • the air conditioner system may further include a unit such as a controller, a ventilation device, a defrosting device, a humidifying device, and a heater.
  • a unit such as a controller, a ventilation device, a defrosting device, a humidifying device, and a heater.
  • the remote control 60 may be connected to the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 by wire and transmit a control signal, but more preferably, it may communicate wirelessly.
  • the mobile terminal 200 and the controller are wirelessly connected to units such as the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 to control each unit. have.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may transmit the requested data information when data information is requested from the mobile terminal 200 or the controller 50.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may transmit different content of data information to be transmitted according to the content of the request of the mobile terminal 200 or the controller 50.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 receive control signals from the mobile terminal 200 and the controller 50.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may report to the mobile terminal 200 or the controller 50 that the control signal is successfully received. It is not limited to this, and it may vary depending on the communication method adopted by the air conditioner system.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 When the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 receive a control signal, they may perform an operation corresponding thereto.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may receive a storage period or a storage period for storing a data signal including a driving state from the mobile terminal 200 or the controller 50.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may store data information when a periodic or error occurs.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may extend the storage period of recently stored data information when an error occurs.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may include a storage medium that stores data information.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 10 may periodically store data information, and when an error occurs, the recently stored data information may be stored separately from other information, but is not limited thereto.
  • the data information may include an operating state of the indoor unit 20 or the outdoor unit 10.
  • the data information may include, but is not limited to, air temperature, condensation temperature, evaporation temperature, discharge temperature, heat exchanger temperature, and the like, but is not limited to this, it is a broad meaning related to the operation of the indoor unit 20 or the outdoor unit 10. Information may be included.
  • the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 may transmit data information including a driving state to the mobile terminal 200 or the controller 50.
  • the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 may transmit it to the mobile terminal 200 or the controller 50 when the on/off or the driving state changes, or when an error occurs.
  • the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 may communicate with the mobile terminal 200 or the controller 50 when an event occurs or according to a certain period.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 may receive detailed cycle data capable of diagnosing a failure for each unit in real time and display it on the screen.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 displays data information by characters such as numerical values, the data information of the indoor unit 20, the data information of the outdoor unit 10, the indoor unit 20 and the outdoor unit 10, etc. It is possible to display the valve information of the pipe to be connected.
  • the opening or closing of the valve may be displayed in color or picture.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 may display blue when the valve is open, gray when the valve is closed, or open or close the valve as a picture, but the color or picture It is not limited to the kind.
  • the outdoor unit 10 or the indoor unit 20 to be displayed can be selected.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 selects the indoor unit 20 to be checked among one or more indoor units 20 connected to the selected outdoor unit 10 when selecting the outdoor unit 10 to be displayed among the plurality of outdoor units 10. You can choose.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 When the outdoor unit 10 and the indoor unit 20 are selected, the mobile terminal 200 or the controller 50 includes a driving status of the selected indoor unit 20 and a connection status between the selected outdoor unit 10 and the selected indoor unit 20. Data information can be received.
  • the connection state may include, but is not limited to, the connection state of the piping, the flow inside the piping, and on/off of the valve.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 may display the operation states of the selected outdoor unit 10 and indoor unit 20 in time series, such as a change in picture or a change in color.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 may display a pipe state or a valve state connecting the selected outdoor unit 10 and the indoor unit 20.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 can check the operation status of the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 in real time.
  • the mobile terminal 200 or the controller 50 may receive data information in real time and display the received data information.
  • the wireless sensor 80 may detect the air condition and transmit air condition data corresponding to the detected air condition.
  • the air condition may be a concept including at least one of temperature, humidity, air pressure, amount of dust, amount of carbon dioxide, and amount of oxygen. Accordingly, the wireless sensor 80 can measure at least one of temperature, humidity, air pressure, amount of dust, amount of carbon dioxide, and amount of oxygen.
  • the air condition data may include data for at least one of temperature, humidity, air pressure, amount of dust, amount of carbon dioxide, and amount of oxygen.
  • the wireless sensor 80 may transmit air condition data in a broadcast method.
  • the broadcast method may be a method of transmitting data without specifying a reception target.
  • the wireless sensor 80 can save energy, operation, and components required to set the data receiving target by transmitting air condition data to a specific communication network without specifying the receiving target.
  • the air condition data broadcast by the wireless sensor 80 may be transmitted to the outdoor unit 100 or the indoor unit 200.
  • the air condition data broadcast by the wireless sensor 80 may be transmitted to the controller 50 or the mobile terminal 200.
  • the wireless sensor 80 may also include the wireless communication module 120 described above.
  • the wireless sensor 80 may transmit sensing data to at least one unit of a plurality of units, including the wireless communication module 120.
  • At least one wireless sensor 80 that transmits sensing data to at least one unit of the plurality of units includes: an encoder for encoding a predetermined signal, orthogonal frequency division multiplexing of signals encoded by the encoder using multiple carriers
  • a modulator for modulating according to a method, an antenna pattern is formed on a printed circuit board (PCB), and may include one or more antennas for outputting a signal based on the modulated signal.
  • PCB printed circuit board
  • the wireless sensor 80 may perform a transmission function of sensing data by including the rest of the components except for the receiver 730 in the wireless communication module 120.
  • the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 may perform suitable air conditioning operation based on the received air condition data.
  • the indoor unit 20 or the outdoor unit 10 may operate according to a control signal received from the controller 50 or the mobile terminal 200.
  • the controller 50 can directly communicate with and control the control unit without going through a specific unit such as the controller 50, and thus has advantages in terms of communication time and ease of use.
  • Units included in the air conditioner system may include a wireless communication module 120 performing wireless communication with each other using a frequency band of a sub-giga band.
  • the wireless communication module 120 can use an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme that facilitates radiation pattern management, includes a PCB antenna advantageous for securing gain, and has less inter-channel interference in multiple channels. have.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the outdoor unit is installed in the basement of the building or installed on the roof, the units are distributed, and there are obstacles such as floors and walls between the units. Can be performed smoothly.
  • the air conditioner system may include a plurality of units, the plurality of units may be an outdoor unit, an indoor unit, and the like.
  • the outdoor units and the indoor units may be connected by a refrigerant pipe, and the outdoor units and indoor units connected by a refrigerant pipe may be set as a group.
  • units set in the same group can be wirelessly communicated with each other.
  • wireless communication can be performed between the outdoor unit and indoor unit in the same group, and wireless communication can also be performed between the indoor unit and indoor unit.
  • a predetermined outdoor unit and two or more indoor units are connected to the refrigerant pipe, and the indoor units connected to the predetermined outdoor unit and the refrigerant pipe are set as one group and can communicate wirelessly with each other.
  • the indoor unit of any one of the indoor units of a predetermined group may be set as a repeater that retransmits the wireless signal received from the outdoor unit.
  • structures may be added or changed to a building in which the air conditioner system is installed.
  • the wireless communication environment may also vary depending on the addition and modification of structures. Accordingly, the wireless communication performance was good at the time of installation, but the wireless communication performance can be drastically reduced without special failure during use.
  • Conventional commercial wireless communication has a disadvantage in that it uses a 2.4GHz or 5GHz frequency band, so long-distance wireless communication is difficult in a plurality of floor and wall structures in a building. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, in order to enable long-range wireless communication between the outdoor unit 10 installed on the outside of the building and the indoor unit 20 installed on the inside, RF of the sub-giga band is used. .
  • FIG. 11 is a graph illustrating an indoor path loss simulation for reception strength and number of transmission layers when using a frequency of the existing 2.4 GHz band and when using a sub-giga band frequency according to an embodiment of the present invention.
  • the frequency of the 2.4 GHz band is difficult to communicate beyond the communication limit line when the two layers are reached, while the frequency of the sub-giga band according to an embodiment of the present invention does not exceed the communication limit even though it passes through five layers. It can be seen that reception is possible.
  • the frequency of the 2.4 GHz band one vertical layer of communication is possible, but when using the frequency of the sub-giga band, it can be seen that communication between the five layers or walls is possible.
  • the frequency band of wireless devices that can be opened without reporting by each country is different, the frequency band must be set according to the national radio wave law in actual implementation.
  • the frequency band used for radio equipment for radio stations that can be opened without reporting is different depending on the application, but the frequency bands for wireless communication of indoor and outdoor air conditioners and controllers can be 400 MHz and 900 MHz. Therefore, in the case of Korea, it is possible to implement long-range wireless communication using the frequency of the sub-giga band according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission data is first-passed using the optical orthogonal code used in CDMA, and the transmission data is second-passed using a narrowband chaos signal.
  • data to be transmitted through the source unit S11 is stored.
  • data to be transmitted is composed of source information consisting of bit 0 and bit 1.
  • the source information composed of bits is converted into a symbol as a whole process for converting such source information transmission data into a codeword.
  • the mapping unit S13 converts the data converted into symbols into codewords. At this time, the data converted through the optical orthogonal code generation unit S14 is firstly secreted. 14, the optical orthogonal code used in the present invention is defined as (n,w, ⁇ a, ⁇ c).
  • n is the length of the codeword
  • w is the number of 1s contained in the codeword
  • ⁇ a and ⁇ c are correlation characteristics of the optical orthogonal code.
  • ⁇ a denotes the maximum magnitude of periodic auto-correlation side-lobes
  • ⁇ c denotes the maximum magnitude of periodic cross-correlation.
  • FIG. 14 shows an example of an orthogonal code
  • FIG. 14(c) is an auto-correlation diagram of the two optical orthogonal codes
  • FIG. 14(d) is a diagram showing the cross-correlation of the two optical orthogonal codes.
  • the data S15 that has been primary-passed through the optical orthogonal code generator S14 is secondary-passed through the narrow-band chaos signal generator S16. Since the sub-giga frequency of the present invention is a narrow band compared to a channel bandwidth of the existing 2.4 GHz or 5 GHz band, a narrow band chaos signal is required. It enables the transmission and reception of the signal.
  • the second-secreted data through the narrowband chaos signal generator S16 is transmitted to the receiver through an amplifier that amplifies the data and a transmission antenna unit S18 that transmits the amplified data through the amplifier.
  • FIGS. 15 to 16 a reception unit of a wireless communication unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 16.
  • the secret data transmitted through the transmission antenna unit S18 is received through the reception antenna unit S21 of the reception unit.
  • the antenna thus received, through a low noise amplifier (LNA) that removes noise, minimizes noise of the received signal and amplifies the received data signal so that it can be received.
  • LNA low noise amplifier
  • the data signal that has passed through the low-noise amplifier unit is detected through the envelope detector S23.
  • the transmission data signal is not a conventional sine wave, but a chaotic signal, so that it is possible to perform secondary secretion with excellent sparking characteristics, and it is not necessary to precisely match the phase, so the structure is simple.
  • a receiver is implemented to implement an inexpensive and simpler low-power communication system.
  • the non-coherent received data signal through the envelope detection of the envelope detection unit is decoded again in the form of a codeword by the decoding unit S24, and restored to symbol units and bits through the demapping unit S26. do.
  • This restoration process can be confirmed through FIG. 16 shown in contrast to FIG. 13.
  • PN code general pseudo noise code

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Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 건물 내 복수의 층에 분산되어 설치되는 복수의 실내기, 복수의 실내기를 모니터링하고 제어하는 제어기, 제어기 및 복수의 실내기와 하나의 실외기가 무선통신방식으로 데이터를 송수신하는 무선 통신부를 포함하고, 상기 무선 통신부는, 서브 기가 대역의 주파수를 이용하는 송신부 및 수신부를 포함하고, 상기 송신부는, 소스 데이터에 광직교코드를 이용하여 1차 비화하는 광직교 코드 생성부, 혼돈신호를 이용하여 2차 비화하는 협대역 혼돈신호 발생부를 포함하며, 상기 데이터는 상기 광직교 코드 생성부, 상기 협대역 혼돈신호 발생부를 통해 차례로 암호화된 후 전송된다.

Description

공기조화기
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내외기간의 무선 보안 통신이 가능토록 하는 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는, 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 더욱 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 실외기 및 실내기가 냉매배관으로 연결되어, 실외기의 압축기로부터 압축된 냉매가 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 열교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그에 따라 실내기는 냉매를 이용한 열교환을 통해 냉온의 공기를 실내로 토출한다.
공기조화기 시스템 내 유닛들은, 건물단위 또는 소그룹 단위로 상호 연결되어, 데이터를 송수신하며, 송수신되는 데이터를 통해 각 유닛의 상태를 모니터링하고 제어할 수 있다.
이렇기 실내외기간 데이터를 송수신 하는데 있어서, Wi-Fi, ZigBee, Z-wave 등 종래의 상용 무선통신은 2.4GHz 또는 5GHz의 고주파수 대역을 이용하므로 건물내 층,벽 구조간의 장거리 무선통신이 어려운 문제가 있다.
또한 무선 통신에서는, 다중 사용자 구분 또는 비화 통신을 위해 코드분할다중화접근(CDMA : Code Division Multiple Access)을 사용한다. CDMA 방식은 각 사용자 마다 고유 PN(Pseudo Noise) 코드를 부여하여 통신하므로 사용자 구분 및 다중화 접근이 가능하고, 사용자 코드를 알아야 복호가 되기 때문에 비화 통신이 가능하다.
이때 일반적인 무선 통신에서는 반송파 신호로 사인파를 이용하기 때문에 수신 시, 별도의 동기화 기법이 필요하다. 특히 CDMA 방식에서는 레이크 수신 기능을 구비한 Coherent 수신기가 사용되어 하드웨어 구성이 복잡한 문제가 있다.
결과적으로 이러한 통신 방식으로는 실내외기간 무선 통신을 위한 저가, 저복잡, 저전력, 장거리 무선통신 시스템의 구현이 어려운 문제가 있다.
본 발명의 해결하려고 하는 제1 과제는, 복수의 층, 벽을 통과하여 통신이 가능토록 하는 무선 통신 시스템을 구비한 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하려고 하는 제2 과제는, 하드웨어 구성이 간편한 무선 통신 시스템을 구비한 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하려고 하는 제3 과제는, 저가, 저복잡, 저전력 통신 시스템을 구현하기 위한 무선 통신 시스템을 구비한 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는, 건물 내 복수의 층에 분산되어 설치되는 복수의 실내기, 복수의 실내기를 모니터링하고 제어하는 제어기, 제어기 및 복수의 실내기와 하나의 실외기가 무선통신방식으로 데이터를 송수신하는 무선 통신부를 포함하고, 상기 무선 통신부는, 서브 기가 대역의 주파수를 이용하는 송신부 및 수신부를 포함하고, 상기 송신부는, 소스 데이터에 광직교코드를 이용하여 1차 비화하는 광직교 코드 생성부, 혼돈신호를 이용하여 2차 비화하는 협대역 혼돈신호 발생부를 포함하며, 상기 데이터는 상기 광직교 코드 생성부, 상기 협대역 혼돈신호 발생부를 통해 차례로 암호화된 후 전송된다.
수신부는, 포락선을 검출하는 포락선 검파부, 포락선 검파부를 통해 수신된 데이터를 코드워드 형태로 복호하는 복호부를 더 포함한다.
포락선 검파부를 통해 수신된 코드워드를 복원하는 디매핑부를 더 포함한다.
송신부는, 1차 비화 전 전송 데이터 소스를 구성하는 소스부, 소스부의 전송 데이터를 코드워드로 변환한 전 처리 과정을 담당하는 직병렬 혼합부, 직병렬 혼합부를 통해 처리된 전송 데이터를 코드워드로 변환하는 매핑부를 더 포함한다.
광직교 코드 생성부는, 매핑부를 통해 변환된 코드워드를 광직교코드를 이용하여 1차 비화한다.
송신부는, 상기 1,2차 비화를 통해 암호화된 데이터를 증폭하는 증폭부, 증폭부를 통해 증폭된 데이터를 전송하는 송신 안테나부를 더 포함한다.
수신부는, 송신부를 통해 전송된 데이터를 수신하는 수신 안테나부, 상기 수신 안테나부를 통해 수신된 데이터의 잡음을 제거하고 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기부를 더 포함한다.
본 발명은 동작을 제어하기 위한 제어데이터, 다른 유닛과 통신하기 위한 주소 또는 그룹설정에 대한 통신데이터, 외부로부터 송수신되는 데이터, 동작 중 발생하거나 또는 감지되는 동작데이터가 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 사용자 명령 또는 소정의 데이터가 입력되면, 입력되는 데이터에 상기 제어부기로 인가하는 입력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 오디오 또는 이미지를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기는, 서브 기가 대역의 RF를 이용하여, 건물 내 복수 층, 벽의 장애물을 극복하고 통신이 가능하도록 하는 장거리 전송 기법을 제공한다.
또한 본 발명에 따른 공기조화기는, 무선보안이 되도록 광직교코드를 이용하여 전송 데이터를 1차 비화하여, 비화특성 뿐만이 아니라 광직교 코드가 지니고 있는 상관관계 특성으로 비동기 수신이 가능토록 하는 효과를 제공한다.
또한 본 발명에 따른 공기조화기는, 송신 신호를 일반적인 사인파를 이용하지 않고 비화특성이 우수한 혼돈신호를 이용하여 2차 비화함으로써, 비화 특성뿐만이 아니라 Non-coherent 수신이 가능한 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 공기조화기는, 광직교코드 및 혼돈신호를 이용함으로써, 공기조화기 실내외기 및 제어기 무선통신시, 무선보안, 저가, 저복잡, 저전력을 특징으로 하는 건물 내 장거리 무선통신 전송 기법의 제공이 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템이 건물에 설치되는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템의 구성이 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템의 통신에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템의 유닛의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 실외기의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 간략한 내부 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 내 무선 통신에 대해 모식적으로 표현한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 기가 주파수 대역을 사용할 시 수신 세기에 따른 투과 층수를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신부의 송신부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터가 2차례의 비화를 통해 코드워드로 변환되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 14는 코드워드 및 자기상관도, 상호상관도의 예시를 나타낸 그림이다.
도 15는 본 발명의 일 실시에에 따른 무선 통신부의 수신부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 코드워드를 데이터로 디매핑하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템이 건물에 설치되는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기조화기 시스템은 실외기(10), 실내기(20), 제어기(50)를 포함할 수 있다.
공기조화기 시스템은 실내기 및 실외기 이외에도, 환기장치, 공기청정장치, 가습장치, 히터 등을 포함할 수 있고, 규모에 따라 칠러, 공조유닛, 냉각탑 등의 유닛을 더 포함할 수 있다. 공기조화기 시스템은 각 유닛이 상호 연결되어 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. 또한, 공기조화기 시스템은 건물 내, 이동장치, 보안장치, 경보장치 등과 연결되어 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은, 원격에서 유닛들의 동작 상태 등을 모니터링(monitoring)하고, 제어할 수 있는 원격제어장치를 포함할 수 있다.
원격제어장치는, 무선 통신 모듈(120)을 포함하여, 다른 유닛들과 서브 기가 대역의 주파수를 사용하여 통신할 수 있고, 다른 유닛들을 모니터링할 수 있다.
여기서, 원격제어장치는, 하나 이상의 유닛을 제어할 수 있는 제어기(50), 유/무선 리모컨(60), 이동 단말기(200)일 수 있다.
제어기(50)는 입력되는 사용자 명령에 대응하여 실내기(20) 및 실외기(10)의 동작을 제어하고, 그에 대응하는 실내기 및 실외기의 동작상태에 대한 데이터를 주기적으로 수신하여 저장하며, 모니터링 화면을 통해 동작상태를 출력할 수 있다. 제어기(50)는 실내기(20)에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어, 그룹제어, 전력사용에 대한 피크제어, 디멘드제어 등을 수행할 수 있다.
실외기(10)는 각각 실내기(20)에 냉매배관으로 연결되어, 실내기(20)로 냉매를 공급한다. 또한, 실외기(10)는 복수의 실내기(20)와 주기적으로 통신하여 상호 데이터를 송수신하고, 실내기로부터 변경되는 운전설정에 따라 동작을 변경한다.
실내기(20)는 실외기(10)로부터 공급되는 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브(미도시), 냉매의 열교환시키는 실내열교환기(미도시), 실내공기가 실내열교환기로 유입되도록 하고, 열교환된 공기가 실내로 노출되도록 하는 실내기 팬(미도시), 다수의 센서(미도시), 실내기의 동작을 제어하는 제어수단(미도시)을 포함할 수 있다.
또한, 실내기(20)는 열교환된 공기를 토출하는 토출구(미도시)를 포함하고, 토출구에는 토출구를 여닫고, 토출되는 공기의 방향을 제어하는 풍향조절수단(미도시)이 구비된다. 실내기는 실내기 팬의 회전속도를 제어함으로써 흡입되는 공기 및 토출되는 공기를 제어하며, 풍량을 조절한다. 실내기(20)는 실내기의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 출력부 및 설정 데이터 입력을 위한 입력부를 더 포함할 수 있다. 이때 실내기(20)는 공기조화기 운전에 대한 설정정보를 연결되는 리모컨(미도시)으로 전송하여 리모컨을 통해 출력하고, 데이터를 입력받을 수 있다.
리모컨(미도시)은 실내기와 유선 또는 무선 통신 방식으로 연결되어 실내기로 사용자명령을 입력하고, 실내기의 데이터를 수신하여 출력한다. 리모컨은 실내기와의 연결방식에 따라 실내기로 사용자 명령을 전송하고, 실내기의 데이터를 수신하지 않는 일방향 통신을 수행하거나, 실내기와 상호 데이터를 송수신하는 양방향 통신을 수행할 수 있다.
실외기(10)는 연결된 실내기(20)로부터 수신되는 데이터 또는 제어기의 제어명령에 대응하여, 냉방모드 또는 난방모드로 동작하며, 연결된 실내기로 냉매를 공급한다.
복수의 실외기가 연결되는 경우, 각 실외기는 복수의 실내기에 연결될 수 있고, 또한, 분배기를 통해 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수 있다.
실외기(10)는 냉매를 압축하여 고압의 기체 냉매를 토출하는 적어도 하나의 압축기, 냉매로부터 기체 냉매와 액체냉매를 분리하여 기화되지 않은 액체냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터, 압축기에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하는 오일회수기, 외기와의 열교환에 의하여 냉매를 응축하거나 증발되도록 하는 실외열교환기, 실외열교환기의 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여 실외 열교환기로 공기를 유입하고 열교환된 공기를 외부로 토출하는 실외기 팬, 실외기의 운전모드에 따라 냉매의 유로를 변경하는 사방밸브, 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력센서, 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도센서, 실외기의 동작을 제어하고 다른 유닛과의 통신을 수행하는 제어구성을 포함할 수 있다. 실외기(10)는 그 외 다수의 센서, 밸브, 과냉각기 등을 더 포함할 수 있으나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.
또한, 공기조화기 시스템은 인터넷 등의 네트워크 연결을 통해, 다른 공기조화기와 데이터를 송수신할 수 있다. 공기조화기는 제어기를 통해 외부의 서비스센터, 관리서버, 데이터베이스 등에 접속할 수 있고, 네트워크를 통해 접속되는 외부의 단말과 통신할 수 있다. 단말은 공기조화기 시스템 중 적어도 하나의 유닛에 접속하여 제2의 제어기로써 공기조화기 시스템의 동작을 모니터링하고, 제어할 수 있다.
또한, 실외기(10), 실내기(20), 제어기(50) 등은 상호간에 소정의 무선 통신 방식으로 직접 무선 통신할 수 있고, 실외기(10), 실내기(20), 제어기(50) 등은 소정의 무선 통신 방식으로 이동 단말기 등과 직접 무선 통신할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 이동 단말기를 통하여 자유롭게 각 유닛의 상태를 모니터링하고, 각 유닛을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은 상호간에 무선 통신을 수행하는 복수의 실내기(20) 및 적어도 하나 이상의 실외기(10)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템의 구성이 도시된 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은 복수의 실내기(20), 복수의 실외기(10), 제어기(50)가 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.
실외기(10)는 복수의 실내기(20)와 냉매배관(P1, P2, P3)으로 각각 연결되고, 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.
실외기(10)는 복수의 실내기(20)와 주기적으로 통신하여 상호 데이터를 송수신하고, 실내기로부터 변경되는 운전설정에 따라 동작을 변경한다. 복수의 실외기(10)와 복수의 실내기(20)는 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.
실내기(20)는 실외기(10)와 통신할 뿐 아니라, 제어기(50)와 무선 통신 방식으로 통신할 수 있다.
제1 실외기(10)는 제1 내지 제3 실내기(21 내지 23)와 제1 냉매배관(P1)으로 연결되고, 제2 실외기(12)는 제4 내지 제6 실내기(23 내지 26)와 제2 냉매배관(P2)으로 연결되며, 제3 실외기(13)는 제7 내지 제9 실내기(27 내지 29)와 제3 냉매배관(P3)으로 연결된다. 설명의 편의상 각 실외기에 3대의 실내기가 연결되는 것으로 설명하나, 이는 일예일뿐 도시된, 실내기의 수 또는 실내기의 형태에 한정되지 않음을 명시한다.
제1 실외기(11)가 동작함에 따라 제1 실외기(10)로부터 제1 내지 제3 실내기로 냉매가 공급되고, 제2 실외기(12)의 동작에 의해 제4 내지 제6 실내기(23 내지 26)로 제2 냉매배관(P2)을 통해 냉매가 공급되며, 제3 실외기(13)로부터 제7 내지 제9 실내기(27 내지 29)로 제3 냉매배관(P3)을 통해 냉매가 공급된다.
공기조화기는 실외기를 기준으로 그룹이 설정될 수 있고, 각 그룹은 상이한 채널을 이용하여 통신할 수 있다. 실내기는 실외기로부터 공급되는 냉매를 바탕으로 열교환을 수행하여 냉, 온의 공기를 토출하므로, 냉매배관으로 연결되는 실내기와 실외기는 하나의 그룹(group)으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 제1 실외기(11)는 제1 냉매배관(P1)으로 연결되는 제1 내지 제3 실내기(21 내지 23)와 제1 그룹을 형성하고, 제2 실외기(12)는 제2 냉매배관(P2)으로 연결되는 제4 내지 제6 실내기(24 내지 26)와 제2 그룹을 형성하며, 제3 실외기(13)는 제3 냉매배관(P3)으로 연결되는 제7 내지 제9 실내기(27 내지 29)와 제3 그룹을 형성할 수 있다. 실외기와 제어기 또한, 설치 위치에 따라 그룹을 설정할 수 있다. 실시예에 따라서, 냉매배관에 의한 연결상태는 실외기와 실내기를 운전하여 실외기의 냉매공급에 따른 실내기의 온도변화 여부를 바탕으로 구분할 수 있다.
한편, 적어도 동일 그룹에 포함되는 유닛들 상호간에 무선 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 서브 기가 주파수 대역 내에서 다른 통신 채널이 설정된 그룹 별로 할당될 수 있다. 즉, 각 그룹 별로, 다른 통신 채널을 사용하여 통신함으로써, 간선 현상을 방지할 수 있다.
한편, 제어기(50)는 그룹에 관계없이 실내기(20) 또는 실외기(10)와 통신할 수 있다.
제어기(50)는 입력되는 사용자 명령에 대응하여 복수의 실내기(20) 및 실외기(10)의 동작을 제어하고, 그에 대응하는 복수의 실내기 및 실외기의 동작상태에 대한 데이터를 주기적으로 수신하여 저장하며, 모니터링 화면을 통해 동작상태를 출력한다.
제어기(50)는 복수의 실내기(20)에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어, 그룹제어, 전력사용에 대한 피크제어, 디멘드제어 등을 수행할 수 있다. 또한, 제어기(50)는 실외기와 통신하여 실외기를 제어하고 실외기의 동작을 모니터링한다.
제어기(50)가 복수로 구비되는 경우, 상호 무선 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있고, 외부의 소정 네트워크를 통해 외부의 제어기와도 연결될 수 있다.
제어기 및 복수의 유닛이 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신하는데 있어서, 제어기와 각 유닛에는 통신을 위한 주소가 저장된다. 각 주소는 실외기와, 제어기에 의해 할당될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 실외기는 냉매배관으로 연결되는 실내기와 그룹을 설정할 수 있다. 이때, 실외기를 동일한 그룹에 포함되는 실내기에 주소를 할당할 수 있다. 또한, 실외기를 중심으로 그룹이 설정되더라도 모든 실외기 및 모든 실내기와 통신한다. 그에 따라 제어기는 그룹단위의 통신을 위한 주소 이외에 중앙제어용 주소를 복수의 유닛에 할당할 수 있다. 경우에 따라 제어기는 별도의 주소 할당 없이, 실외기와 실내기에 할당된 주소를 중앙제어용 주소로써 사용할 수도 있다.
한편, 실외기(10), 실내기(20), 제어기(50) 등 공기조화기 시스템의 각 유닛은 이동 단말기(200)와 무선 통신할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은, 실외기(10), 실내기(20), 제어기(50) 등의 전자 기기(유닛)와 시스템 내 전자 기기의 상태를 확인하고 제어할 수 있는 이동 단말기(200)를 포함할 수 있다.
이동 단말기(200)는 공기조화기 시스템을 제어하기 위한 애플리케이션을 구비하고, 애플리케이션의 실행을 통해 공기조화기 시스템의 상태를 확인하고 제어할 수 있다.
이동 단말기(200)는 공기조화기 시스템을 위한 애플리케이션(application)이 탑재된 스마트 폰(200a), 노트북 PC(200b), 태블릿 PC(200c)등을 예로 들 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템의 통신에 관한 설명에 참조되는 도면으로, 도 3의 (a)는 유선통신을 이용한 유닛 간의 통신을 도시한 도이고 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 유닛 간의 통신을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 3의 (a)을 참조하면, 공기조화기 시스템은 통신선으로 복수의 유닛이 연결된다. 복수의 유닛은 통신선의 연결에 한계가 있으므로 상호 일대일로 연결되는 것이 아니라, 통신선의 연결 형태에 따라 단계적으로 연결된다.
복수의 실내기는 하나의 실외기에 통신선으로 연결되고, 실외기는 제어기와 연결된다. 복수의 실외기가 구비되는 경우, 냉매배관의 연결상태를 기준으로 복수의 실내기가 실외기로 연결된다. 복수의 실외기는 제어기와 연결된다.
실내기를 실외기로 데이터를 전송하고, 실외기는 실외기 데이터와 수신된 실내기 데이터를 제어기로 전송한다. 제어기는 실외기로부터 수신되는 데이터를 바탕으로 실내기의 동작상태를 확인할 수 있다.
제어기가 실내기에 제어명령을 전달하는 경우, 제어기는 해당 실내기가 연결된 실외기로 제어명령을 전송하고, 실외기는 수신된 제어명령을 해당 실내기로 전송한다.
이와 같이, 유선 통신의 경우, 복수의 유닛의 일대일로 연결되는 것이 아니라 데이터가 통신선의 연결상태에 따라 단계적으로 전송된다.
그에 따라 실내기의 데이터가 직접적으로 전송되지 못하므로 데이터 전송에 시간 지연이 발생하게 된다. 또한, 실외기는 실외기 데이터가 아닌 다른 유닛의 데이터를 처리해야하므로, 그에 따른 부하가 증가한다. 또한, 하나의 실외기에서 복수의 실내기의 데이터를 처리해야하므로, 연결된 실내기의 수에 따라 데이터를 전송하는데 많은 시간이 소요된다.
또한, 이동 단말기(200)를 통하여 유닛들의 상태를 모니터링하는 경우에도, 실내기의 데이터가 직접적으로 전송되지 못하므로, 제어기(50) 등을 경유해서 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서, 이동 단말기(200)는 공기조화기 시스템의 각 유닛과 자유롭게 통신하지 못하고, 특정 유닛으로부터는 해당 정보만 수신하거나, 전체 정보를 획득하기 위하여, 상위의 제어기(50)와 통신해야 한다는 한계가 있다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 실외기(10), 실내기(20), 제어기(50), 이동 단말기(200)는 상호 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신한다.
제어기(50) 및/또는 이동 단말기(200)는, 실외기(10)와 실내기(20)로 각각 데이터를 요청할 수 있고, 실외기(10)와 실내기(20)로부터 각각 수신되는 데이터를 바탕으로 각 유닛의 동작상태를 판단하고, 이상을 판단할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 냉매의 유동을 고려하여 실외기와 실내기간에 그룹을 설정하는 것을 설명하였으나, 실외기와 실내기간의 통신채널 이외에도, 제어기, 실외기, 실내기를 포함하는 통신채널이 별도로 설정될 수 있다.
제어기(50) 및/또는 이동 단말기(200)는 실내기(20)로부터 수신되는 데이터를 바탕으로 실내기(20)가 설치되는 실내공간의 상태(온도 또는 습도)에 따라 실내기(20)의 운전설정을 변경할 수 있고, 운전설정 변경에 따른 데이터를 실내기로 직접 전송한다. 이때, 실내기는 운전설정이 변경되면 해당 데이터를 실외기로 전송하고, 그에 따라 실외기 또한 운전을 변경하게 된다.
제어기(50)는 실내기(20)가 지정된 시간에 설정된 운전을 수행하도록 스케줄이 설정된 경우, 실내기 및 실내기와 연결된 실외기로 각각 운전명령을 전송할 수 있고, 실내기는 그에 대한 응답을 제어기(50)로 전송하고, 소정시간 간격으로 동작상태에 대한 데이터를 전송한다.
실내기(20)는 구비되는 입력부를 통해 입력되는 데이터 또는 제어기(50)로부터 수신되는 데이터에 대응하여, 운전을 설정하고 실외기로 데이터를 전송한다.
실외기(10)는 수신되는 실내기의 데이터와, 복수의 실내기의 동작 상태에 따른 부하를 산출하여 압축기를 제어한다.
실외기(10)와 실내기(20)는 소정시간 간격으로 제어기(50)로 데이터를 전송하고, 고장 또는 이상 발생 시 주기에 관계없이 제어기(50)로 고장 또는 이상에 대한 데이터를 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템의 유닛의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기는 공기조화기 시스템 내의 유닛(100)일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기는 공기조화기 시스템의 실내기 유닛, 실외기 유닛, 제어기, 무선 센서 중 하나일 수 있다.
도 4를 참조하면, 공기조화기 시스템의 유닛(100)은, 구동부(140), 센싱부(170), 출력부(160), 입력부(150), 저장부(130), 및, 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함할 수 있다.
또한, 유닛(100)은 무선 통신 모듈(120)을 구비하거나 무선 통신 모듈(120)과 연결될 수 있다. 무선 통신 모듈(120)은 유닛에 내장되거나, 또는 유닛의 외부에 설치될 수 있다.
이는 각 유닛(100)에 공통으로 포함되는 구성으로, 제품의 특성에 따라 별도의 구성이 추가될 수 있다.
예를 들어, 실내기(20)는 풍향조절수단으로 베인 등이 구비되고, 실내기 팬, 복수의 밸브를 포함함에 따라 실내기 팬 구동부, 밸브제어부, 풍향제어부 등이 각각 구비될 수 있다.
한편, 실외기(10)는 압축기, 실외기 팬, 복수의 밸브를 포함할 수 있다. 그에 따라 실외기의 구동부는 압축기 구동부, 실외기 팬 구동부, 밸브제어부로 구분될 수 있다.
한편, 유닛의 종류에 따라 센싱부(170)에 포함되는 센서의 종류 및 그 수, 설치 위치는 상이하게 구성될 수 있다.
저장부(130)에는, 유닛(100)의 동작을 제어하기 위한 제어데이터, 다른 유닛과 통신하기 위한 주소 또는 그룹설정에 대한 통신데이터, 외부로부터 송수신되는 데이터, 동작 중 발생하거나 또는 감지되는 동작데이터가 저장된다. 저장부(130)는 유닛의 기능별 실행프로그램, 동작 제어를 위한 데이터, 송수신되는 데이터가 저장된다.
저장부(130)는 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.
입력부(150)는 버튼, 스위치, 터치입력수단과 같은 입력수단을 적어도 하나를 포함한다. 입력부(150)는 입력수단의 조작에 대응하여 사용자 명령 또는 소정의 데이터가 입력되면, 입력되는 데이터에 제어부(110)로 인가한다. 실외기에는 전원키, 시운전키, 주소 설정키가 구비될 수 있고, 실내기에는 전원키, 메뉴입력키, 운전설정키, 온도조절키, 풍량키, 잠금키 등이 구비될 수 있다.
출력부(160)는 점등 또는 점멸제어되는 램프, 소정 음향을 출력하는 스피커를 구비하는 오디오 출력부 및 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하여 유닛의 동작상태를 출력할 수 있다. 램프는 점등 여부, 점등색상, 점멸 여부에 따라 유닛이 동작중인지 여부를 출력하고, 스피커는 소정의 경고음, 효과음을 출력하여 동작상태를 출력한다. 디스플레이는 유닛의 제어를 위한 메뉴화면을 출력하고, 유닛의 운전설정 또는 동작상태를, 문자, 숫자, 이미지 중 적어도 하나의 조합으로 구성된 안내 메시지 또는 경고를 출력할 수 있다.
센싱부(170)는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 센싱부(170)는 압력센서, 온도센서, 가스센서, 습도센서, 유량센서가 포함될 수 있다.
예를 들어 온도센서는 복수로 구비되어, 실내온도, 실외온도, 실내열교환기온도, 실외열교환기온도, 배관온도를 감지하여 제어부(110)로 입력한다. 압력센서는 냉매배관의 입출입구에 각각 설치되어, 유입되는 냉매의 압력과 토출되는 냉매의 압력을 각각 측정하여 제어부(110)로 입력한다. 압력센서는 냉매배관뿐 아니라, 수관에도 설치될 수 있다.
구동부(140)는 제어부(110)의 제어명령에 따라 제어대상으로 동작전원을 공급하고 그 구동을 제어한다. 앞서 설명한 바와 같이, 실외기의 경우, 구동부(140)는 압축기, 실외기 팬, 및 밸브를 각각 제어하는 압축기구동부, 실외기 팬구동부, 밸브제어부가 각각 별도로 구비될 수 있다. 구동부(140)는 압축기, 실외기 팬, 밸브 등에 각각에 구비되는 모터로 동작전원을 인가하여 모터가 동작함에 따라 지정된 동작을 수행하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도로, 유닛(100)이 실내기(100a)인 경우를 예시한다.
도 5는, 유닛(100)이 실내기(100a)인 경우, 도 4의 구동부(140)의 일예를 도시한 것으로, 이하에서는 도 4와 동일한 부분의 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 실내기(100a)는, 베인 구동부(141a), 팬 구동부(142a), 실내기 팬(142b), 하나 이상의 베인(141b)을 포함할 수 있다.
실내기 팬(142b)은 열교환기에 의해 열교환된 냉온의 공기를 토출구를 통해 실내로 토출한다
팬 구동부(142a)는 실내기 팬(142b)을 동작시키는 모터의 구동을 제어한다. 팬 구동부(142a)는 제어부(110)의 제어신호에 대응하여, 실내기 팬(142b)의 온/오프를 제어하고, 실내기 팬(142b)이 설정된 속도로 동작하도록 제어한다.
베인 구동부(141a)는 제어부(110)의 제어신호에 대응하여, 하나 이상의 토출구에 구비되는 하나 이상의 베인(141b)의 개폐를 제어한다. 또한, 베인 구동부(141a)는 베인(141b) 각각에 대하여 개도각을 제어하여, 토출되는 풍향을 변경한다. 베인(141b)은 베인 구동부(141a)에 의해 개도각이 가변되어, 토출되는 공기의 풍향을 변경한다. 이때, 각 토출구에는 좌우 방향의 풍향을 조절하기 위한 루버가 더 구비될 수 있다.
베인(141b)은 각각 0도 내지 90도 각도의 범위 내에서 개도각이 설정될 수 있으며, 설정에 따라 단계별로 개도각이 변경될 수 있다.
베인 구동부(141a)는 제어부(110)의 제어명령에 따라 각 베인(141b)의 개도각을 단계별로 변경하여 설정할 수 있다.
예를 들어, 베인 구동부(141a)는 15도 단위로 15 내지 75도의 범위 내에서 5단계로 베인의 개도각을 제어할 수 있다. 베인(141b)의 개도각은 설정에 따라 3단계 내지 9단계로 설정될 수 있다. 또한, 베인 구동부(141a)는 스윙모드 설정 시, 단계구분 없이 15도 내지 75도 범위 내에서 베인의 개도각을 연속적으로 변경할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 실외기의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도로, 유닛(100)이 실외기(100b)인 경우를 예시한다.
도 6은, 유닛(100)이 실외기(100b)인 경우, 도 4의 구동부(140)의 일예를 도시한 것으로, 이하에서는 도 4와 동일한 부분의 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 실외기(100b)는, 압축기 구동부(143a), 압축기(143b), 실외기 팬(144b), 팬 구동부(144a), 밸브 제어부(145a), 밸브(145b)를 포함할 수 있다.
실외기 팬(144b)은 팬의 회전동작을 통해 실외열교환기로 실외공기를 공급하고, 열교환된 냉온의 공기가 외부로 배출되도록 한다. 실외열교환기는 냉방운전시 응축기로 동작하고, 난방운전시 증발기로 동작함에 따라, 실외기 팬(144b)은 실외열교환기에서 열교환된 냉기 또는 온기를 외부로 배출할 수 있다.
팬 구동부(144a)는 실외기 팬(144b)에 구비되는 모터의 구동을 제어하여, 실외기 팬의 회전동작을 제어할 수 있다. 팬 구동부(144a)는 제어부(110)의 제어신호에 대응하여, 실외기 팬(144b)이 설정된 회전속도로 동작하거나 또는 동작 정지하도록 할 수 있다. 팬 구동부(144a)는 실외기 팬(144b)에 구비되는 모터의 형태에 따라 동작신호를 인가하여, 실외기 팬(144b)의 회전속도를 제어할 수 있다.
밸브 제어부(145a)는 실외기 내에 구비되는 복수의 밸브(145b)에 대하여 개폐 여부 또는 개방 정도를 조절하여, 냉매의 유량 또는 냉매의 유동 방향을 제어할 수 있다. 밸브(145b)는 각각 상이한 위치에 복수로 존재하므로, 밸브 구동부 또한 복수로 구비될 수 있다. 밸브는 사방밸브, 팽창밸브, 핫가스밸브 등이 포함될 수 있다.
압축기(143b)는 유입되는 냉매를 압축하여 토출함으로써, 실외기로부터 실내기로 냉매가 순환되도록 할 수 있다. 압축기(143b)는 저온저압의 기체냉매가 유입되면, 이를 압축하여 고온 고압의 기체냉매를 토출할 수 있다.
압축기 구동부(143a)는 압축기(143b)에 구비되는 모터로 공급되는 동작전원을 제어하고, 그에 따라 압축기의 운전주파수를 제어한다. 압축기 구동부(143a)는 압축기의 구동을 제어하는 인버터를 포함할 수 있다.
도 4 내지도 6을 참조하면, 각 유닛은, 무선 통신 모듈(120)을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈(120)은, 적어도 하나 이상의 무선 통신 방식을 지원하며, 제어부(110)의 제어명령에 따라 다른 유닛과 통신할 수 있다. 무선 통신 모듈(120)은 제어기, 실외기, 실내기 간에 지정된 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신하고, 수신되는 데이터를 제어부로 인가할 수 있다.
무선 통신 모듈(120)은, 유닛 간의 통신을 위한 주소를 설정하고, 송수신되는 데이터를 변환 및 신호를 처리할 수 있다. 무선 통신 모듈(120)은 유닛의 동작을 시작하면, 무선 통신을 통해 동일한 주파수 대역의 유닛을 탐색하고, 연결을 확인할 수 있다. 무선 통신 모듈(120)은 초기 동작 시 임시주소를 할당하거나 수신되는 임시주소를 설정하여, 통신할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈(120)은 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 주소 설정을 수행하는 경우, 제어부(110)로 제품번호를 요청하여 제품번호를 바탕으로 주소를 설정할 수 있다. 이때 제품번호는 유닛의 고유번호, 시리얼번호, 맥어드레스 등이 사용될 수 있다.
제어부(110)는 입력부(150) 및 출력부(160)를 통해 입출력되는 데이터를 제어하고, 저장부(130)에 저장되는 데이터를 관리하며, 통신부(200)를 통한 데이터의 송수신을 제어할 수 있다. 제어부(110)는 연결부(120)를 통한 통신부(200)의 연결상태 및 통신상태를 감지하고, 에러를 판단할 수 있다.
제어부(110)는 다른 유닛으로부터의 요청 또는 설정된 운전설정에 따라 동작하도록 제어명령을 생성하여 구동부(140)로 인가할 수 있다. 그에 따라 구동부(140)는 연결되는 구성, 예를 들어 압축기, 실외기 팬, 밸브, 실내기 팬, 풍향조절수단 등이 각각 동작하도록 한다.
또한, 제어부(110)는 유닛이 동작중인 상태에서, 센싱부(170)의 복수의 센서로부터 입력되는 데이터에 대응하여 동작상태를 판단하고, 이상을 판단하여 에러를 출력할 수 있다.
무선 통신 모듈(120)은, 유닛(100) 내부에 구비되거나 인터페이스(미도시)를 통해 유닛(100)과 연결될 수 있다. 무선 통신 모듈(120)은 인터페이스를 통해 유닛의 데이터를 수신하여 송출하고, 수신되는 데이터를 유닛으로 인가할 수 있다.
바람직하게는 무선 통신 모듈(120)은 건물 내 벽면, 바닥면, 장애물 등에도 통신 가능하도록 서브 기가(Sub-GHz) 대역의 주파수를 이용하여 무선으로 통신할 수 있다. 서브 기가 대역의 주파수는 투과 및 회전 특성이 우수하여 벽체나 층간 장애물에 대한 감쇠 영향이 적다. 따라서, 벽체로 구획되는 건물에 다수의 유닛이 배치되는 공기조화기 시스템의 통신용으로 사용하기에 효과적이다.
한편, 무선 통신 모듈(120)은, 서브 기가 대역 중, 700MHz 대역 내지 900MHZ 대역의 주파수를 사용할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(120)은, 802.15.4g 표준(SUN), 802.11ah 표준(와이파이 해일로(HaLow))에 따라 통신할 수 있다.
또한, 무선 통신 모듈(120)은 서브 기가 대역 중, 소출력 무선국용으로 활용 가능한 비면허 대역인 400MHz 대역, 900MHz 대역 중 어느 하나의 대역을 사용하여 통신한다. 무선 통신 모듈(120)은 지역 또는 나라에 따라 상이한 규정에 대응하여, 선택적으로 400MHZ와 900MHZ대역의 주파수를 사용할 수 있다.
무선 통신 모듈(120)은, 층간 통신 및 안테나 길이를 고려하여, 앞서 개시된 주파수 대역 중 900MHz의 주파수 대역을 사용하여 통신하는 더욱 바람직하다.
실시예에 따라서는, 무선 통신 모듈(120)은 근거리 통신방식인 지그비, 블루투스, NFC 등의 통신모듈을 더 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈(120)은 복수의 통신 모듈을 포함하여 실외기 및 다른 실내기와의 통신, 리모컨과의 통신, 제어기와의 통신 시 각각 동일하거나 또는 상이한 통신모듈을 통해 통신할 수 있다. 무선 통신 모듈(120)은, 통신 대상에 대응하여 선택적으로 통신방식을 변경함으로써, 대상에 따라, 각각 상이한 통신방식으로 통신할 수 있다.
무선 통신 모듈(120)은 실내기와의 통신, 제어기와의 통신에 있어서 상이한 채널을 사용하는 경우, 각각 통신하고자 하는 대상에 따라 채널을 설정하여 데이터를 송수신할 수 있다.
대한민국의 전파법 규정에 따르면, 400MHz 또는 900MHz의 주파수 대역에 대하여, 데이터 전송용 특정 소출력무선국용 무선설비를 위해, 424.7MHz 내지 424.95MHz 의 21개 채널, 447.8625MHz 내지 447.9875MHz 11개 채널, 그리고, RFID/USN 등의 무선설비를 위한 917 내지 923.5MHz 32개 채널이 존재하므로, 이러한 채널을 사용하여 통신할 수 있다.
국가별 비면허 주파수 대역을 살펴보면, 북미, 남미지역은, 902 내지 928MHz(FCC Part 15.247)이고, 유럽은 433MHz, 915MHz, 863 내지 868MHz(ETSIEN300220), 일본 920 내지 928MHz(ARIB STD-T108), 중국 920MHz, 한국 424 내지 447MHz, 917 내지 923.5MHz(KC), 인도는 865 내지 867MHz(G.S.R 564(E))이고, 호주 433, 915MHZ, 남아프리카 433MHz, 전세계 공통으로 2.4GHz와, 5.725GHz 이 사용 가능하다.
또한, 북미 및 남미지역은, 902 내지 928MHz이고, 유럽은 863 내지 868MHz, 일본 920 내지 928MHz, 한국 917 내지 923.5MHz, 인도는 865 내지 867MHz 전세계 공통으로 2.4GHz와, 5.725GHz을 이용하는 경우 전송속도 50kbps 이상으로 통신이 가능하다.
건물에는 층간 벽, 가구 등의 장애물이 존재하므로, 건물 내의 장애물을 통과하면서 일정거리 이상 신호가 도달할 수 있는 주파수대역을 사용할 필요가 있다.
서브 기가 대역 중, ISM대역(100MHz, 200MHz, 400MHz, 900MHz)의 경우 건물내 투과 특성이 우수하여 층간 통신이 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 전송 주파수의 대역에 따라 안테나의 길이가 결정되는데, 100MHz, 200MHz 대역의 경우, 안테나가 상당히 길어지므로 설치에 제약이 발생하게 된다.
또한, 400MHz 대역도, 900MHz의 주파수 대역보다 안테나 길이가 길어진다.
따라서, 무선 통신 모듈(120)은, 층간 통신 및 안테나 길이를 고려하여, 앞서 개시된 주파수 대역 중 900MHz의 주파수 대역을 사용하여 통신하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은, 복수의 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기조화기 시스템은, 하나 이상의 실외기 및 복수의 실내기를 포함할 수 있다.
또한, 공기조화기 시스템에 포함되는 유닛들은 상호 간에 무선 통신을 수행할 수 있다.
한편, 실외기가 지하, 옥상, 야외 등에 배치되는 공기조화기 시스템의 설치 환경을 고려하면, 기존 와이파이(WiFi), 직비(Zigbee) 등의 단거리 무선 통신으로는 유닛 간의 원할한 무선 통신을 구현할 수 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은, 서브 기가(Sub GHz) 대역의 장거리 무선 통신을 통해, 가정/빌딩 등 다양한 환경에서 유닛 간의 직접/간접 통신을 구현할 수 있다.
또한, 공기조화기 시스템의 설치 환경을 고려하면, 통신 품질의 신뢰성 확보를 위해, 장애물에 대한 통신 신뢰성 및 물체, 사람 이동, 건물 구조 변경 등 주변 환경 변화에도 강인한 신뢰성을 갖는 무선 통신 변조기법을 확인하고 적용하는 것이 필요하다.
또한, 제한된 무선 주파수 자원을 효율적으로 사용하여, 한 지역 내에 많은 대수의 유닛을 설치하기 위해서는, 기존 장거리 유선 통신 대비 통신속도를 높일 필요가 있다.
따라서, 본 발명은, 저비용으로 더욱 쉽게 설치 가능하고, 장소에 제약 없이 자유롭게 실내에서 모니터링 및 불량진단이 가능하며, 건물 내 벽과 층을 통과할 수 있는 무선통신의 최적 솔루션이 적용된 건물 내 유닛 간 통신을 위한 장거리 무선 통신 기술을 제안한다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템에 포함되는 복수의 유닛은, 상기 복수의 유닛 간에 서브 기가(Sub GHz) 대역의 주파수로 무선 통신하는 무선 통신 모듈(120)을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 7을 참조하면, 무선 통신 모듈(120)은, 안테나(720), 송신부(740), 수신부(730), 프로세서(710), 인터페이스(750)를 포함할 수 있다.
프로세서(710)는, 무선 통신 모듈(120)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(710)는, 송신부(740)를 제어하여, 안테나(720)를 통하여 소정 신호가 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(710)는, 수신부(730)를 제어하여, 안테나(720)를 통하여 수신되는 신호를 처리하도록 제어할 수 있다.
안테나(720)는 인쇄회로기판(PCB)에 안테나 패턴(pattern)이 형성된 PCB 안테나일 수 있다. PCB 안테나는, 다른 방식보다 설계 자유도가 높고, 그라운드 소스(Groud source)량을 조절하여 방사패턴이 일정한 장점이 있다.
한편, 송신부(740)는, 소정 신호를 부호화하는 부호화부(741), 및, 상기 부호화부(741)에서 부호화된 신호를 다중반송파를 이용한 직교 주파수 분할 다중화 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM)에 따라 변조하는 변조부(742)를 포함할 수 있다.
한편, 안테나(720)는 변조부(742)에서 변조된 신호에 기초한 신호를 출력할 수 있다.
소정 신호는 이진 신호로서 부호화부(741)로 입력된다. 상기 부호화부(741)는 입력 신호를 부호화하여 부호화된 데이터 열들을 출력할 수 있다.
직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM)은, 다중 반송파 변조(Multi Carrier Modulation) 방식으로, 고속의 데이터 전송에 유리하고 다중 경로(multi path) 손실에도 강인한 장점이 있다.
직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM)은, 고속의 송신 신호를 수백개 이상의 직교(Orthogonal)하는 협대역 부 반송파(Subcarrier)로 변조시켜 다중화하는 방식이다.
직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM)은, 변조 및 다중화를 같이 수행하는 전송 기법으로, 단일 입력의 고속의 원천 데이터 열을, 다중의 반송파에 분할하여 실어 전송한다는 측면에서 다중 반송파 변조 기술이며, 다중의 채널로 동시에 전송한다는 측면에서 다중화 기술이다.
직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM)은, 고속 전송률을 가지는 데이터 열(data stream)을 낮은 전송률을 가지는 많은 수의 데이터 열로 나누고, 이들을 다수의 반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다.
상기 다수의 반송파 사이에 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신단에서의 검출이 가능하다.
직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM)은, 산란 반사파에 취약한 고속 데이터를 반사파에 강한 저속 데이터들로 병렬 전송하는 구조로, 각각의 부 반송파들을 선택적 스케쥴링할 수 있다는 장점이 있다.
실시예에 따라서, 상기 송신부(740)는, 상기 변조된 신호를 다중화하는 다중화부(743)를 더 포함할 수 있다. 또는, 상기 송신부(740)는, 상기 다중화된 신호를 병렬 신호로 변환하는 직병렬 변환부(Serial to Parallel converter, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 또는, 상기 송신부(740)는 다중화부(743)와 직병렬 변환부를 더 포함할 수도 있다.
직병렬 변환부는, 직렬로 입력되는 심벌(Symbol) 열을 병렬로 변환할 수 있다.
예를 들어, 고속 전송률을 가지는 데이터 열은, 직병렬 변환부를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 열로 변환되고, 상기 병렬로 변환된 다수의 데이터 열은 상호 직교성을 가지는 부 반송파에 실어져서 전송될 수 있다.
송신부(740)는, 송신 신호 처리부(745)를 더 포함할 수 있다. 송신 신호 처리부(745)는 OFDM 변조된 신호를 주파수 천이를 통해 부 반송파에 실어, 안테나(720)를 통해 송신할 수 있다.
한편, 수신부(730)는, 상기 안테나(720)로부터 수신된 신호를 상기 직교 주파수 분할 다중화 방식으로 복조하는 복조부(733), 및, 상기 복조부(733)에서 복조된 신호를 복호화하는 복호화부(734)를 포함할 수 있다.
수신부(730)는, 수신 신호 처리부(731)를 더 포함할 수 있다. 수신 신호 처리부(731)는 안테나(720)로부터 전달받은 반송파를 주파수 천이하여 다수의 특성 정보를 추출할 수 있다.
실시예에 따라서, 수신부(730)는, 병직렬 변환부(Parallel to Serial converter, 미도시)를 더 포함할 수 있고, 병직렬 변환부에서 변환된 병렬 신호는 상기 복조부(733)로 전달될 수 있다.
실시예에 따라서는, 상기 송신부(740)는, 상기 변조된 신호를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)하는 역 고속 푸리에 변환부(744)를 더 포함할 수 있고, 상기 수신부(730)는, 상기 안테나(720)로부터 수신된 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)하는 푸리에 변환부(732)를 더 포함할 수 있다.
변조 후, 역 고속 푸리에 변환된 신호는 안테나(720)를 통하여 송신될 수 있고, 안테나(720)를 통하여 수신된 신호는 고속 푸리에 변환된 후에 복조될 수 있다.
이에 따라, 변조부(742)와 복조부(733)의 효율적인 디지털 구현이 가능하다. 또한, 주파수 선택적 감쇄(frequency-selective fading)현상을 보이는 채널에 대해서 주파수 영역에서 신호처리를 수행함으로써 채널을 단순히 평탄 감쇄(flat-fading)로 변환하여 신호처리를 원활하게 할 수 있다.
실시예에 따라서는, 무선 통신 모듈(120)은, 안테나(720)와 송신부(740) 또는 수신부(730) 간을 연결하는 스위칭 소자인 듀플렉서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 듀플렉서는, 방식에 따라 시간 또는 주파수를 분리하는 소자로, 안테나(720)를 송신부(740) 측에 연결시키거나, 수신부(730) 측에 연결할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈(120)은, 주파수는 Sub 1GHz 주파수 중 통신속도가 기존 유선 통신(9.6kbps)보다 빠르고, 장거리(Open space 1km) 통신이 가능한 주파수인 700Mhz 내지 900Mhz 주파수 대역의 신호를 이용하여 통신할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈(120)은, 층간 통신 및 안테나 길이를 고려하여, 900Mhz 주파수 대역의 신호를 이용하여 통신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나(720)는, 유닛의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나(720)는 돌출되거나 외부에 부착되지 않고, 실외기, 실내기의 본체 케이스 내부에 배치될 수 있다.
특히, 실내기 유닛에 포함되는 안테나는 실내기의 본체 케이스 내부에 배치될 수 있다. 이에 따라, 돌출되거나 외부에 부착된 안테나가 실내 인테리어에 부정적인 영향을 주는 것을 방지하고, 심미감을 높일 수 있다.
공기조화기 시스템은, 복수의 유닛이 상호 무선통신방식으로 데이터를 송수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 유닛은, 적어도 2이상의 층에 분산 배치될 수 있다. 예를 들어, 실외기는 건물 옥상에 배치되고, 실내기는 건물 내부의 임의의 층에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 실내기들도 여러 층에 분산 배치될 수 있다.
이에 따라, 복수의 유닛은 단일 층에 설치되는 것이 아니라 복수의 층에 각각 설치되어 데이터를 송수신하게 된다. 건물 내에는 층간 구조물, 벽, 가구 등의 장애물이 존재하므로, 건물 내의 장애물을 통과하면서 일정거리 이상 신호가 도달할 수 있는 주파수 대역을 사용할 필요가 있다.
안테나(720)는 서브기가 대역의 700MHz 대역 내지 900MHz 대역 중 사용되는 주파수 대역에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 사용되는 주파수 대역에 따라 안테나는 그 형태가 변경될 수 있다.
안테나(720)는, 송신부(740)로부터 출력되는 신호를 공기 중으로 송출하고, 공기 중의 지정된 주파수 대역의 신호를 수신하여 수신부(730)로 인가할 수 있다.
송신부(740)와 수신부(730)는, 프로세서(710)의 제어명령에 따라 송출하고자 하는 신호의 출력을 제어할 수 있다. 송신부(7405)는 출력임피던스, 즉 안테나(720)의 임피던스가 설정값을 갖도록 제어함으로써 신호의 출력을 조절할 수 있다. 송신부(740)와 수신부(730)는, 안테나(720)를 통해 송출 및 수신할 신호의 주파수 대역에 맞춰 임피던스를 조절할 수 있다. 임피던스 매칭은 가장 널리 알려진 50Ω 매칭 방식을 이용할 수 있다.
실시예에 따라서, 안테나(720)는, 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 안테나일 수 있고, 각각의 안테나를 통해 데이터를 병렬로 전송함으로써 전송 용량을 증가시킬 수 있다.
송신부(740)와 수신부(730)는, MIMO를 지원하는 통신모듈로, 연결되는 복수의 안테나를 통해 다중의 입출력이 가능하다. 송신부(740)는 복수의 안테나를 통해 데이터를 여러 경로로 전송하고, 수신부(730)에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출할 수 있다.
MIMO는 공간 다중화, 공간 다이버시티(space diversity), 빔포밍(beam forming)이 가능한 안테나 시스템이다.
공간 다중화는 다수의 송신안테나를 통해 여러 개의 정보를 전송하여 전송속도를 향상시키는 기술이고, 공간 다이버시티(space diversity)는, 다수의 송신 안테나로 동일한 정보를 여러번 전송하여 오류를 제어하는 기술이며, 빔포밍은 원하는 방향으로 전파를 송출하여 간섭을 감소시키는 기술이다.
무선 통신 모듈(120)은, MIMO를 통해, 복수의 안테나를 이용하여 신호를 전송하고 수신함에 따라 건물 등에 분산되어 설치되는 복수의 유닛 간에 상호 통신하게 할 수 있다.
프로세서(710)는, 인터페이스(750)를 통해 인가된 유닛(100)의 데이터가 설정된 출력으로, 지정된 주파수 대역의 신호로 송출되도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(710)는, 안테나(720)를 통해 수신되는 신호를 처리하여 유닛으로 인가할 수 있다. 또한, 프로세서(710)는 사용되는 통신방식에 따라 데이터가 지정된 형태로 변환되도록 제어할 수 있다.
인터페이스(750)는 유닛(100)과 통신부(120)를 연결한다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(120)은 인터페이스(750)를 통하여, 유닛(100)의 제어부(110)와 연결될 수 있고, 무선 통신 모듈(120)은 제어부(110)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
종래의, 유선 통신의 경우, 복수의 유닛의 일대일로 연결되는 것이 아니라 통신선의 연결상태에 따라 복수의 유닛이 계층적으로 연결된다.
그에 따라, 실내기의 데이터가 제어기 또는 원격제어장치로 직접적으로 전송되지 못하므로 데이터 전송에 시간 지연이 발생하게 된다.
또한, 실외기의 처리 부하가 증가하고, 연결된 실내기의 수에 따라 데이터를 전송하는데 많은 시간이 소요되는 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템에 포함되는 유닛들은, 상호 간 무선 통신을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템에 포함되는 유닛들은, 서브 기가 대역의 주파수 대역을 사용하여 상호 간 무선 통신을 수행할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템에 포함되는 유닛들은, 서브 기가 대역의 주파수 대역을 사용하여 상호 간 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈(120)을 포함하고, 무선 통신 모듈(120)은, 방사 패턴 관리가 용이하고, 게인(gain) 확보에 유리한 PCB 안테나를 포함하고, 다채널에서 채널 간 간섭이 적은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식을 사용할 수 있다.
종래 2.4Ghz, 5Ghz 대역은 약 30m 이내의 실내 단거리용으로, 두꺼운 벽을 통과하지 못하거나 얇은 벽이라도 신호 세기가 급격히 저하하는 단점이 있었다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서브 기가 대역의 주파수 대역을 사용하여 무선 통신을 수행함으로써, 유선 통신 속도 약 9.6 Kbps 대비, 약 150 Kbps 로서 15배 이상 빠른 속도로 통신을 수행할 수 있으면서도, 층간 장애물이 존재해도 통신이 가능하다.
또한, 통신선 및 통신선을 연결하는 작업 과정을 제거할 수 있어, 설치비 및 설치 시간이 줄어, 전체 비용의 절감이 가능하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 간략한 내부 블록도이다.
도 8을 참조하면, 이동 단말기(200)는, 무선 통신부(210), A/V(Audio/Video) 입력부(220), 사용자 입력부(230), 센싱부(240), 출력부(250), 메모리(260), 인터페이스부(270), 제어부(280), 및 전원 공급부(290)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이동 단말기(200)는, 복수의 전자 기기와 무선 통신하는 무선 통신 모듈(300)을 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈(300)은 상술한 무선 통신 모듈(120)과 동일한 내부 구성을 가질 수 있다.
실시예에 따라서, 무선 통신 모듈(300)은 무선 통신부(210)의 일 블록으로 구성될 수 있다.
공기조화기 시스템 내의 각 유닛(100)과 서브 기가 대역으로 무선 통신하는 경우에, 서브 기가 대역의 무선 통신을 지원하는 무선 통신 모듈(300)을 이용할 수 있다. 모든 범용의 이동 단말기(200)가 서브 기가 대역의 무선 통신을 지원하는 무선 통신 모듈(300)을 내장한 체 출시되는 것은 현실적인 어려움이 있으므로, 전용 무선 통신 모듈(300)을 연결하여 사용하는 것이 바람직하다.
이 경우에, 무선 통신 모듈(300)은 인터페이스부(270)를 통하여 연결되거나, 무선 통신부(210)를 통하여 연결될 수 있다.
한편, 무선 통신부(210)는, 방송수신 모듈(211), 이동통신 모듈(213), 무선 인터넷 모듈(215), 근거리 통신 모듈(217), 및 GPS 모듈(219) 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(211)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 이때, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(211)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(260)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(213)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(215)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(215)은 이동 단말기(200)에 내장되거나 외장될 수 있다. 예를 들어, 무선 인터넷 모듈(215)은, 와이파이(WiFi) 기반의 무선 통신 또는 와이파이 다이렉트(WiFi Direct) 기반의 무선 통신을 수행할 수 있다.
근거리 통신 모듈(217)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈(217)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(200)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(200)와 다른 이동 단말기(200) 사이, 또는 이동 단말기(200)와 다른 이동 단말기, 또는 외부서버가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
GPS(Global Position System) 모듈(219)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신할 수 있다.
한편, 무선 통신부(210)는 하나 이상의 통신 모듈을 이용하여 서버와 데이터를 교환할 수 있다.
무선 통신부(210)는 무선 통신을 위한 안테나(205)를 포함할 수 있고, 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나를 포함할 수 있다.
A/V(Audio/Video) 입력부(220)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(221)와 마이크(223) 등이 포함될 수 있다.
사용자 입력부(230)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 이를 위해, 사용자 입력부(230)는, 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이부(251)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
센싱부(240)는 이동 단말기(200)의 개폐 상태, 이동 단말기(200)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 이동 단말기(200)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다.
센싱부(240)는, 감지 센서(241), 압력 센서(243), 및 모션 센서(245) 등을 포함할 수 있다. 모션 센서(245)는 가속도 센서, 자이로 센서, 중력 센서 등을 이용하여 이동 단말기(200)의 움직임이나 위치 등을 감지할 수 있다. 특히, 자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로서, 기준 방향에 대해 돌아간 방향(각도)을 감지할 수 있다.
출력부(250)는 디스플레이부(251), 음향출력 모듈(253), 알람부(255), 및 햅틱(haptic) 모듈(257) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는 이동 단말기(200)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다.
한편, 디스플레이부(251)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(251)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.
음향출력 모듈(253)은 무선 통신부(210)로부터 수신되거나 메모리(260)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(253)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(255)는 이동 단말기(200)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다.
햅틱 모듈(257)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(257)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다.
메모리(260)는 제어부(280)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
인터페이스부(270)는 이동 단말기(200)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 인터페이스부(270)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 이동 단말기(200) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 이동 단말기(200) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
제어부(280)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 이동 단말기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(280)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(281)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(281)은 제어부(280) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(280)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다.
전원 공급부(290)는, 제어부(280)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
한편, 도 8에 도시된 이동 단말기(200)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 이동 단말기(200)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은 실내기(20), 실외기(10), 리모컨(60), 무선 센서(80), 및, 이동 단말기(200)를 포함할 수 있다.
또한, 공기조화기 시스템은 제어기, 환기장치, 제상장치, 가습장치, 히터, 와 같은 유닛을 더 포함할 수 있다.
리모컨(60)은 실내기(20) 또는 실외기(10)와 유선으로 연결되어 제어신호를 송신할 수 있으나, 더욱 바람직하게는 무선으로 통신할 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 같이, 이동 단말기(200) 및 제어기(도 1의 50 참조)는 실내기(20), 실외기(10) 등 유닛들과 무선으로 연결되어 각 유닛들을 제어할 수 있다.
실내기(20)와 실외기(10)는, 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)로부터 데이터 정보를 요청받은 경우, 요청받은 데이터 정보를 송신할 수 있다. 실내기(20)와 실외기(10)는 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)의 요청의 내용에 따라서, 송신하는 데이터 정보의 내용을 달리하여 전송할 수 있다.
실내기(20)와 실외기(10)는 이동 단말기(200) 및 제어기(50)로부터 제어신호를 수신한다. 실내기(20)와 실외기(10)는 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)로부터 제어신호를 수신하는 경우, 제어신호를 수신완료했음을 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)에 보고할 수 있으나, 이에 한정하지 아니하며, 이는 공기조화기 시스템이 채택하는 통신방식에 따라 달라질 수 있다.
실내기(20)와 실외기(10)는 제어신호를 수신한 경우, 그에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 실내기(20)와 실외기(10)는 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)로부터 운전상태를 포함하는 데이터 신호를 저장하는 저장주기 또는 저장기간을 수신할 수 있다. 실내기(20)와 실외기(10)는 주기적 또는 오류가 발생한 경우, 데이터 정보를 저장할 수 있다.
실내기(20)와 실외기(10)는 오류가 발생한 경우, 최근에 저장한 데이터 정보의 저장기간을 연장할 수 있다. 실내기(20)와 실외기(10)는 데이터 정보를 저장하는 저장매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실내기(20)와 실외기(10)는 주기적으로 데이터 정보를 저장할 수 있고, 오류가 발생한 경우, 최근에 저장한 데이터 정보를 다른 정보와 구분하여 저장할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
데이터 정보는 실내기(20) 또는 실외기(10)의 동작상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 정보는 공기온도, 응축온도, 증발온도, 토출온도, 열교환기 온도 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니하고, 실내기(20) 또는 실외기(10)의 동작에 관련되는 광의의 정보를 포함할 수 있다.
실내기(20) 또는 실외기(10)는 운전상태를 포함하는 데이터 정보를 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)에 송신할 수 있다. 실내기(20) 또는 실외기(10)는 온/오프 여부 또는 운전상태가 변화되는 경우, 또는 오류가 발생한 경우, 이를 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)에 송신할 수 있다. 실내기(20) 또는 실외기(10)는 이벤트 발생시 또는 일정한 주기에 따라서 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)와 통신할 수 있다.
이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 각 유닛에 대한 고장 진단이 가능한 상세 사이클 데이터를 실시간으로 수신하여 화면에 표시할 수 있다.
이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 데이터 정보를 수치 등의 문자로 표시하는 경우, 실내기(20)의 데이터 정보, 실외기(10)의 데이터 정보, 실내기(20)와 실외기(10) 등을 연결하는 배관의 밸브정보 등을 표시할 수 있다.
실시예에 따라서는, 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 상기 밸브정보를 표시하는 경우, 밸브의 열림 또는 닫힘을 색상 또는 그림으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 밸브가 열린 경우 파란색, 밸브가 닫힌 경우 회색으로 표시하거나, 밸브의 열림 또는 닫힘의 형태를 그림으로 표시할 수 있으나, 그 색상 또는 그림의 종류에 한정하지는 아니한다.
이동 단말기(200) 또는 제어기(50)가 데이터 정보를 시계열적인 영상으로 표시하는 경우, 표시하고자 하는 실외기(10) 또는 실내기(20)를 선택할 수 있다.
이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 복수의 실외기(10) 중 표시하고자 하는 실외기(10)를 선택하는 경우, 선택된 실외기(10)와 연결된 하나 이상의 실내기(20) 중 확인할 실내기(20)를 선택할 수 있다.
실외기(10) 및 실내기(20)를 선택한 경우, 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 선택된 실내기(20)의 운전상태 및 선택된 실외기(10)와 선택된 실내기(20)의 연결상태를 포함하는 데이터 정보를 수신할 수 있다. 상기 연결상태는 배관의 연결상태, 배관 내부의 흐름, 밸브의 온오프(on/off) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지는 아니한다.
이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 선택된 실외기(10) 및 실내기(20)의 동작상태를 그림의 변화 또는 색상의 변화 등으로 시계열적으로 표시할 수 있다. 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 선택된 실외기(10)와 실내기(20)를 연결하는 배관상태 또는 밸브상태를 표시할 수 있다.
이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 실시간으로 실내기(20) 또는 실외기(10)의 동작상태를 확인할 수 있다. 이동 단말기(200) 또는 제어기(50)는 실시간으로 실내기(20) 또는 실외기(10)의 동작상태를 확인하는 경우, 실시간으로 데이터 정보를 수신하고, 수신한 데이터 정보를 표시할 수 있다.
무선 센서(80)는, 공기 상태를 감지하고, 감지된 공기 상태에 대응하는 공기 상태 데이터를 전송할 수 있다.
공기 상태는, 온도, 습도, 기압, 먼지의 양, 이산화탄소의 양, 및 산소의 양 중 적어도 하나를 포함하는 개념일 수 있다. 이에 따라, 무선 센서(80)는, 온도, 습도, 기압, 먼지의 양, 이산화탄소의 양, 및 산소의 양 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
공기 상태 데이터는, 온도, 습도, 기압, 먼지의 양, 이산화탄소의 양, 및 산소의 양 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
무선 센서(80)는, 공기 상태 데이터를 브로드캐스트(Broadcast) 방식으로 전송할 수 있다. 브로드캐스트 방식은, 수신 대상을 특정하지 않고 데이터를 전송하는 방식일 수 있다. 무선 센서(80)는, 수신 대상을 특정하지 않고 공기 상태 데이터를 특정 통신망에 전송함으로써, 데이터의 수신 대상을 설정하는데 필요한 에너지, 동작, 및 부품을 절약할 수 있다.
무선 센서(80)가 브로드캐스팅(Broadcasting)하는 공기 상태 데이터는, 실외기(100) 또는 실내기(200)로 전달될 수 있다.
또한, 무선 센서(80)가 브로드캐스팅하는 공기 상태 데이터는, 제어기(50) 또는 이동 단말기(200)로 전달될 수 있다.
실시예에 따라서, 무선 센서(80)도 상술한 무선 통신 모듈(120)을 동일하게 포함할 수 있다.
무선 센서(80)는, 무선 통신 모듈(120)을 을 포함하여, 복수의 유닛 중 적어도 하나의 유닛으로 센싱 데이터를 송신할 수 있다.
또는, 상기 복수의 유닛 중 적어도 하나의 유닛으로 센싱 데이터를 송신하는 하나 이상의 무선 센서(80)는, 소정 신호를 부호화하는 부호화부, 상기 부호화부에서 부호화된 신호를 다중반송파를 이용한 직교 주파수 분할 다중화 방식에 따라 변조하는 변조부, 인쇄회로기판(PCB)에 안테나 패턴이 형성되고, 상기 변조된 신호에 기초한 신호를 출력하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 다른 무선 센서(80)는, 무선 통신 모듈(120)에서 수신부(730)를 제외한 나머지 구성을 포함함으로써, 센싱 데이터의 송신 기능을 수행할 수 있다.
실내기(20) 또는 실외기(10)는, 수신되는 공기 상태 데이터에 기초하여, 적합한 공기 조화 운전을 수행할 수 있다.
실내기(20) 또는 실외기(10)는, 제어기(50) 또는 이동 단말기(200)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 동작할 수 있다.
도 9와 같이, 공기조화기 시스템 내의 유닛들을 무선으로 연결하면, 유선으로 연결하는 경우에 비해, 설치비용과 설치시간을 대폭 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 어느 하나의 유닛의 정보 확인, 제어를 위해, 제어기(50) 등 특정 유닛을 거치지 않고, 바로 제어 대상 유닛과 통신하여 제어할 수 있으므로, 통신 시간, 사용 편의성 측면에서도 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템에 포함되는 유닛들은, 서브 기가 대역의 주파수 대역을 사용하여 상호 간 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈(120)을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈(120)은, 방사 패턴 관리가 용이하고, 게인(gain) 확보에 유리한 PCB 안테나를 포함하며, 다채널에서 채널 간 간섭이 적은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식을 사용할 수 있다.
이에 따라, 실외기가 건물의 지하에 설치되거나 옥상에 설치되고, 유닛들이 분산 배치되어, 유닛들 사이에 층, 벽 등 장애물이 존재하는 것이 일반적인 공기조화기 시스템 설치 환경에서도, 유닛들 상호 간에 무선 통신을 원활하게 수행할 수 있다.
한편, 고층 건물, 넒은 면적의 건물, 기타 설치 환경에 따라서, 무선 통신이 원할하게 수행되지 않는 무선 통신 음영 지역이 발생할 수 있다. 이 경우에, 무선 통신 음영 지역 해소를 위해서 수신되는 무선 신호를 재전송할 수 있는 중계기(repeater) 설치가 필요할 수 있다.
따라서, 무선 통신 환경에서 중계기 필요 여부를 판단하고, 필요시 중계기를 효율적으로 설치할 수 있는 방안이 요구된다.
1 내지 도 9를 참조하여 설명한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 시스템은, 복수의 유닛을 포함할 수 있고, 복수의 유닛에는 실외기, 실내기 등이 해당될 수 있다.
한편, 실외기와 실내기들을 냉매배관으로 연결될 수 있고, 냉매배관으로 연결된 실외기와 실내기들은 그룹으로 설정될 수 있다.
또한, 동일 그룹으로 설정된 유닛들을 상호 간에 무선으로 통신할 수 있다.
즉, 동일 그룹 내 실외기-실내기 간에 무선 통신을 수행할 수 있고, 실내기-실내기 간에도 무선 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 소정 실외기와 2 이상의 실내기가 냉매배관으로 연결되며, 소정 실외기와 냉매배관으로 연결된 실내기들은, 하나의 그룹으로 설정되고, 유닛 상호 간에 무선으로 통신할 수 있다.
이 경우에, 소정 그룹의 실내기들 중 어느 하나의 실내기는, 상기 실외기로부터 수신되는 무선 신호를 재전송하는 중계기로 설정될 수 있다.
이에 따라, 특정 실내기가 무선 신호를 수신하지 못하는 상황을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 공기조화기 시스템이 설치된 건물에 구조물이 추가되거나 변경될 수 있다. 구조물의 추가 및 변경에 따라 무선 통신 환경도 달라질 수 있다. 이에 따라, 설치 시에는 무선 통신 성능이 양호하였으나, 사용 중에 특별한 고장 없이도 무선 통신 성능이 대폭 저감될 수 있다.
이하 도 10 내지 도 11을 참조하여 서브 기가 대역의 무선 통신 시스템에 대하여 설명한다.
종래의 상용 무선통신은 2.4GHz 또는 5GHz 주파수 대역을 이용하므로 건물 내 복수의 층 및 벽 구조에서 장거리 무선통신이 어려운 단점이 있었다. 이에 본 발명의 실시예에 따르면, 건물의 외부에 설치되는 실외기(10)와 내부에 설치되는 실내기(20) 간의 장거리 무선 통신이 가능토록 하기 위하여, 서브 기가(sub-1GHz) 대역의 RF를 이용한다.
도 11은 기존 2.4GHz 대역의 주파수를 이용하는 경우와, 본 발명의 실시예에 따른 서브 기가 대역의 주파수를 이용하는 경우의 수신 세기 및 투과 층수에 대한 실내 경로 손실 시뮬레이션 그래프이다. 도 11을 참조하면, 2.4GHz 대역의 주파수는, 두개 층에 다다르면 통신 한계선을 벗어나 통신이 어려운 반면, 본 발명의 실시예에 따른 서브 기가 대역의 주파수는 5개의 층을 통과하여도 통신 한계를 벗어나지 않아 수신이 가능한 점을 알 수 있다. 결과적으로 2.4GHz 대역의 경우 수직 1개 층의 통신이 가능하지만, 서브 기가 대역의 주파수를 이용할 경우 5개층 또는 벽 간의 통신이 가능함을 알수있다.
다만 각 국가별 신고하지 않고 개설할 수 있는 무선기기의 주파수 대역이 상이하므로, 실제 구현시 국가별 전파법에 의거하여 주파수 대역을 설정하여야 한다. 대한민국의 경우, 신고하지 아니하고 개설할 수 있는 무선국용 무선기기의 사용 주파수 대역이 용도에 따라 상이하지만, 공기조화기 실내외기 및 제어기의 무선통신을 위한 주파수 대역은 400MHz와 900MHz가 가능하다. 따라서 대한민국의 경우 본 발명의 실시예에 따른 서브 기가 대역의 주파수를 이용한 장거리 무선 통신 구현이 가능하다.
이하 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신부(120)의 송신부에 대해 설명한다.
최근 개인정보 이슈가 불거짐에 따라 무선 통신을 제공하는 무선기기 및 서비스는 송수신 데이터의 비화가 중요하다. 이를 해결하기 위한 CDMA에서 사용하는 광직교코드를 이용하여 전송 데이터를 1차 비화하고, 협대역 혼돈신호를 이용하여 전송 데이터를 2차로 비화한다.
먼저, 도 12를 참조하면, 소스부(S11)를 통해 전송할 데이터를 저장한다. 상기 소스부에는, 전송할 데이터가 비트 0과 비트 1로 이루어진 소스 정보로 이루어져 있다. 직병렬 혼합부(S12)에서는, 이와 같은 소스 정보 전송 데이터를 코드워드로 변환하기 위한 전 과정으로서 비트로 이루어진 소스 정보를 심볼로 변환한다.
매핑부(S13)에서는, 심볼로 변환된 데이터를 코드워드로 변환한다. 이때 광직교코드 생성부(S14)를 통해 변환되는 데이터를 1차 비화한다. 도 14를 참조하면, 본 발명에 이용되는 광직교코드는 (n,w,λa,λc)로 정의된다.
n은 코드워드의 길이, w는 코드워드에 포함된 1의 개수, λa 및 λc는 광직교코드의 상관관계 특성이다. 여기서, λa는 자기 상관관계 측대파의 최대 크기(maximum magnitude of periodic auto-correlation side-lobes), 및 λc는 구간 상호 상관관계의 최대 크기(maximum magnitude of periodic cross-correlation)를 나타낸다.
도 14는 광직교코드에 대한 예시를 나타낸 것으로서, 도 14(a)는 n=13인 코드워드 {0,1,4}를 나타내고, 도 14(b)는 n=13인 코드워드 {0, 2, 7}를 나타낸 도면이며, 도 14(c)는 상기 두 광직교코드의 자기상관도, 도 14(d)는 상기 두 광직교코드의 상호상관도를 나타낸 도면이다. 상기 예시를 통해 판단하면, λa 및 λc가 각각 1이 되고, 두 코드 간에 비동기 상황에서도 최대로 겹치는 부분이 하나가 됨을 알 수 있다. 상기 방법을 이용하여 소스 정보의 매핑(Mapping) 및 디매핑(De-mapping)을 통한 데이터의 1차 비화가 가능하다.
광직교코드 생성부(S14)를 통해 1차 비화가 된 데이터(S15)는 협대역 혼돈신호 발생부(S16)를 통해 2차 비화를 한다. 본 발명의 서브 기가 주파수는 기존 2.4GHz나 5GHz 대역의 채널 대역폭 대비 협대역이므로 협대역 혼돈신호가 필요하며, 혼돈신호는 주파수 시프트 키잉에 의해 반송파 신호로 변조되는 카오스 신호 및 복합 정보를 사용하여 비화된 신호의 송수신을 가능케 한다.
협대역 혼돈신호 발생부(S16)를 통해 2차 비화된 데이터는, 데이터를 증폭하는 증폭기, 상기 증폭기를 통해 증폭된 데이터를 전송하는 송신 안테나부(S18)를 통해 수신부로 전송된다.
이하 도 15 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신부의 수신부에 대해 설명한다.
송신 안테나부(S18)를 통해 송신된 비화 데이터는, 수신부의 수신 안테나부(S21)를 통해 수신된다. 이렇게 수신받은 안테나는, 노이즈를 제거하는 저잡음 증폭기부(LNA : Low noise amplifier)를 통해, 수신된 신호의 잡음을 최소화하고 비화된 데이터 신호는 증폭시켜 수신할 수 있도록 한다.
저잡음 증폭기부를 통과한 데이터 신호는 포락선 검파부(S23)를 통해 검출된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 송신 데이터 신호는 기존 사인파를 이용하지 않고 혼돈신호를 이용하여, 비화 특성이 우수한 2차 비화가 가능토록 할 뿐만 아니라, 위상을 정확히 맞추어야 할 필요가 없어 구조가 간단하고 저렴한 논코히어런트(non-coherent)수신이 가능토록 하여, 저렴하고 보다 간단한 저전력 통신 시스템을 구현하는 수신부를 구성한다.
이렇게 포락선 검파부의 포락선 검파를 통한 논코히어런트(non-coherent)수신된 데이터 신호는 복호부(S24)에 의해 다시 코드워드 형태로 복호되며, 디매핑부(S26)를 통해 다시 심볼 단위 및 비트로 복원된다. 이와 같은 복원 과정은 도 13과 대비되어 나타나 있는 도 16을 통해 확인 가능하다.
기존 디매핑부를 통해 복원되는 과정은, 일반적인 의사잡음코드(PN code)를 이용하여, 수신부에 칩동기를 위한 동기부가 필요하나, 본 발명의 실시예에 따른 디매핑부(S26)에 따르면, 광직교코드 생성부(S25)를 통한 광직교코드를 이용하므로, 전술한 바와 같이 데이터 변환 과정에서의 상관관계가 우수하여 비동기 수신부 구성이 가능한 이점이 있다. 마찬가지로 수신부 측에서 동기화에 따른 비트계산을 할 필요가 없어 보다 저렴하고 간단한 수신부를 구성한다.
디매핑부를 통해 복원된 데이터를 수신(S27)하여, 공기조화기의 실내외기 및 이를 제어하는 제어기 간의 통신이 가능토록 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 기재된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해하여야 한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 건물 내 복수의 층에 분산되어 설치되는 복수의 실내기;
    상기 복수의 실내기를 모니터링하고 제어하는 제어기;
    상기 제어기 및 복수의 실내기와 하나의 실외기가 무선통신방식으로 데이터를 송수신하는 무선 통신부를 포함하고,
    상기 무선 통신부는,
    서브 기가 대역의 주파수를 이용하는 송신부 및 수신부를 포함하고,
    상기 송신부는,
    소스 데이터에 광직교코드를 이용하여 1차 비화하는 광직교 코드 생성부;
    혼돈신호를 이용하여 2차 비화하는 협대역 혼돈신호 발생부를 포함하며,
    상기 데이터는 상기 광직교 코드 생성부, 상기 협대역 혼돈신호 발생부를 통해 차례로 암호화된 후 전송되는 공기조화기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는,
    포락선을 검출하는 포락선 검파부;
    상기 포락선 검파부를 통해 수신된 데이터를 코드워드 형태로 복호하는 복호부를 더 포함하는 공기조화기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 포락선 검파부를 통해 수신된 코드워드를 복원하는 디매핑부를 더 포함하는 공기조화기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 1차 비화 전 전송 데이터 소스를 구성하는 소스부;
    상기 소스부의 전송 데이터를 코드워드로 변환한 전 처리 과정을 담당하는 직병렬 혼합부;
    상기 직병렬 혼합부를 통해 처리된 전송 데이터를 코드워드로 변환하는 매핑부를 더 포함하는 공기조화기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광직교 코드 생성부는, 상기 매핑부를 통해 변환된 코드워드를 상기 광직교코드를 이용하여 1차 비화하는 공기 조화기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 1,2차 비화를 통해 암호화된 데이터를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭부를 통해 증폭된 데이터를 전송하는 송신 안테나부를 더 포함하는 공기조화기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 송신부를 통해 전송된 데이터를 수신하는 수신 안테나부,
    상기 수신 안테나부를 통해 수신된 데이터의 잡음을 제거하고 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기부를 더 포함하는 공기조화기.
  8. 제 1항에 있어서,
    동작을 제어하기 위한 제어데이터, 다른 유닛과 통신하기 위한 주소 또는 그룹설정에 대한 통신데이터, 외부로부터 송수신되는 데이터, 동작 중 발생하거나 또는 감지되는 동작데이터가 저장하는 저장부를 더 포함하는 공기조화기.
  9. 제 1항에 있어서,
    사용자 명령 또는 소정의 데이터가 입력되면, 입력되는 데이터에 상기 제어부기로 인가하는 입력부를 더 포함하는 공기조화기.
  10. 제 1항에 있어서,
    오디오 또는 이미지를 출력하는 출력부를 더 포함하는 공기조화기.
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