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KR101334209B1 - 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법 - Google Patents

긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR101334209B1
KR101334209B1 KR1020120030337A KR20120030337A KR101334209B1 KR 101334209 B1 KR101334209 B1 KR 101334209B1 KR 1020120030337 A KR1020120030337 A KR 1020120030337A KR 20120030337 A KR20120030337 A KR 20120030337A KR 101334209 B1 KR101334209 B1 KR 101334209B1
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living room
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signal
floor
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Inventor
전정윤
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 다수의 사용자별 분할난방이 가능하며, 사용자별 생활싸이클에 따라 최적한 거실환경제어, 즉, 온도, 습도, 환기, 조명의 색 및 밝기 등을 제어하는, 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 거실 운영 시스템의 구동방법은, 키설정부에서 설정된 음원설정모드, 휴식모드를 읽어들이는 초기설정단계; 거실제어 MCU는, 조도 센서의 출력신호인, 조도센서신호를 읽어들이는 조도센서신호 로드단계로; 거실제어 MCU는, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 독서모드인지 여부를 판단하여 독서모드라면 기 설정된 독서 기준조도 및 독서 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 독서모드 여부판단단계; 거실제어 MCU는, 독서모드 여부판단단계의 판단결과 독서모드가 아니라면, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 TV모드인지 여부를 판단하여, TV모드라면 기 설정된 TV 기준조도 및 TV 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 TV모드 여부판단단계; 거실제어 MCU는, TV모드 여부판단단계의 판단결과 TV모드가 아니라면 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 명상모드인지 여부를 판단하여, 명상모드라면 기 설정된 명상 기준조도 및 명상 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 명상모드 여부판단단계; 거실제어 MCU는, 명상모드 여부판단단계의 판단결과 명상모드가 아니라면, 기타모드이므로, 기 설정된 기타 기준조도 및 기타 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 기타모드 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법{Living room management system and method for relaxing}
본 발명은 긴장 완화를 위한 거실 운영 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 다수의 사용자별 분할난방이 가능하며, 사용자별 생활싸이클에 따라 최적한 거실환경제어, 즉, 온도, 습도, 환기, 조명의 색 및 밝기 등을 제어하는, 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
거실은 가족이 일상 모여서 생활하는 공간으로, 스트레스(긴장)와 과중한 업무에 시달리는 현대인들에게 가족과 더불어 휴식을 취할 수 있는 공간인 거실은 현대인에게 중요한 공간이다.
서양인에게 맞추어진 거실제어는 동양인에게 적합하지 않으며, 동양인 중에서도, 한국인에게는 더더욱 맞지 않는다. 특히 한국인들은 거실에서 TV 시청을 하거나, 독서를 하거나, 기타 활동을 하는 경우가 많다.
따라서, 한국형 건강주택 모델 중 긴장완화를 유도하는 한국형 건강거실 운영 알고리즘 및 그 시스템이 요망된다. 특히, TV 모드, 독서 모드 등에 따라 색온도와 조도가 다르게 제어되는 한국형 건강거실 운영 알고리즘 및 그 시스템이 요망된다.
또한, 현대인들은 개인생활을 중시하여, 하나의 거실안에서도 사용자별 분할난방이 가능하도록 이루어진 것이 요망된다.
또한, 자연의 소리가 긴장감 완화에 효과가 있다고 다수 연구 보고되어 있으므로, TV 모드, 독서 모드, 명상모드, 기타모드 등에 따라 그에 맞는 자연의 소리를 제공하도록 이루어진 것이 요망된다.
또한, 종래에는, 실내 난방을 제어하는 시스템, 또는 실내 환기를 제어하는 시스템에 대해서는 연구되어 왔지만, 온도, 습도, 환기, 조명의 색 및 밝기를 통합하여 제어하는 시스템은 현재 개발되어 있지 않다.
따라서 본 발명은, 다수의 사용자별 분할난방이 가능하며, 사용자별 생활싸이클에 따라, 적정한 자연의 소리 및 최적한 거실환경제어, 즉, 온도, 습도, 환기, 조명의 색 및 밝기 등을 제어하는, 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법을 제안한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다수의 사용자별 분할난방이 가능하며, 사용자별 생활싸이클에 따라, 적정한 자연의 소리 및 최적한 거실환경제어, 즉, 온도, 습도, 환기, 조명의 색 및 밝기 등을 제어하는, 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제를 해결하기위해, 본 발명의 거실 운영 시스템은, 조도센서부로부터 조도신호를 수신하여 조명등 제어신호를 생성하여 조명등부로 전송하는 거실제어 MCU(Micro controller)를 포함하여 이루어진 거실 운영 시스템에 있어서, 독서모드 설정키를 구비하여, 독서모드를 선택할 수 있도록 이루어진 키설정부를 더 구비하며, 거실제어 MCU는, 독서모드 일경우, 조도는 500lx이며, 기준색온도는 5500K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 거실 운영 시스템은, 조도센서부로부터 조도신호를 수신하여 조명등 제어신호를 생성하여 조명등부로 전송하는 거실제어 MCU(Micro controller)를 포함하여 이루어진 거실 운영 시스템에 있어서, TV모드 설정키를 구비하여, TV모드를 선택할 수 있도록 이루어진 키설정부를 더 구비하며, 거실제어 MCU는, TV모드 일경우, 조도는 150lx 이며, 기준색온도는4000K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 거실 운영 시스템은, 조도센서부로부터 조도신호를 수신하여 조명등 제어신호를 생성하여 조명등부로 전송하는 거실제어 MCU(Micro controller)를 포함하여 이루어진 거실 운영 시스템에 있어서, 명상모드 설정키를 구비하여, 명상모드를 선택할 수 있도록 이루어진 키설정부를 더 구비하며, 거실제어 MCU는, 명상모드 일경우, 조도는 100lx 이며, 기준색온도는 3000K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 거실 운영 시스템은, 조도센서부로부터 조도신호를 수신하여 조명등 제어신호를 생성하여 조명등부로 전송하는 거실제어 MCU(Micro controller)를 포함하여 이루어진 거실 운영 시스템에 있어서, 독서모드설정키, TV모드 설정키, 명상모드 설정키, 기타모드 설정키를 구비하는 키설정부를 더 구비하며, 거실제어 MCU는, 독서모드, TV모드, 명상모드가 아닌 기타모드 일경우, 조도는 100lx 이며, 기준색온도는3000K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 거실 운영 시스템은, 온도센서부로부터 온도신호를 수신하여 온도 제어신호를 생성하여 난방부로 전송하는 거실제어 MCU(Micro controller)를 포함하여 이루어진 거실 운영 시스템에 있어서, 상기 온도센서부는 거실의 바닥의 각 분할된 위치에 설치된 바닥온도검출용 온도센서와, 거실의 바닥에서 이격 설치된 공기온도검출용 온도센서를 구비하며, 상기 난방부는 거실바닥을 분할 난방하는 바닥난방부와 거실의 공기온도를 조절하는 공기 난방부를 구비하며, 거실제어 MCU는 바닥온도검출용 온도센서로부터 수신된 바닥 온도센서 신호와 바닥 기준온도신호를 이용하여, 거실바닥의 분할 위치의 바닥 온도제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
바닥 기준온도는 30℃이다.
또한, 본 발명의 거실 운영 시스템은, 온도센서부로부터 온도신호를 수신하여 온도 제어신호를 생성하여 난방부로 전송하는 거실제어 MCU(Micro controller)를 포함하여 이루어진 거실 운영 시스템에 있어서, 거실 바닥의 구획 분할된 부분 중의 위치를 설정하는 거실바닥 분할 위치 설정키와, 상기 거실바닥 분할 위치 설정키가 지정한 위치의 온도를 설정하는 온도 설정키를 포함하는 키설정부를 더 구비하며, 상기 온도센서부는 거실의 바닥의 각 분할된 위치에 설치된 바닥온도검출용 온도센서와, 거실의 바닥에서 이격 설치된 공기온도검출용 온도센서를 구비하며, 상기 난방부는 거실바닥을 분할 난방하는 바닥난방부와 거실의 공기온도를 조절하는 공기 난방부를 구비하고, 거실제어 MCU는, 키설정부로부터 거실바닥 분할 위치와 설정온도를 수신하며, 바닥온도검출용 온도센서로부터 검출된 바닥 온도신호인, 바닥 온도센서 신호를 수신하고, 바닥 온도센서 신호와 설정온도를 이용하여, 거실바닥 분할 위치의 바닥 온도제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 습도센서부를 더 구비하며, 거실제어 MCU는 습도센서부로부터 수신된 습도신호와 기 설정된 기준습도로부터 가습기 제어신호를 생성하여 가습기부로 전송하며, 상기 기준습도는 40-70% 이다.
본 발명은, 이산화탄소 센서부를 더 구비하며, 거실제어 MCU는 이산화탄소 센서부로 부터 수신된 이산화탄소 농도 신호와 기 설정된 기준환기량으로부터, 환기 제어신호를 생성하여 환기부로 전송하며, 기준환기량은 환기횟수 0.7회/h 이다.
본 발명은, 소음센서부를 더 구비하여, 거실제어 MCU는, 소음센서로부터 검출한 소음신호가 기설정된 기준소음보다 크다면, 소음제어신호를 생성하여 소음제어부로 전송하며, 기준소음은 40dB 이다.
본 발명은, 키설정부가 자연음 소리설정키를 더 구비하며, 자연음 소리설정키를 통해 비소리를 포함하는 자연음 중에 음원이 설정되면, 스피커를 통해 설정된 자연음의 음원을 출력한다.
또한, 본 발명의 거실 운영 시스템의 구동방법은, 키설정부에서 설정된 음원설정모드, 휴식모드를 읽어들이는 초기설정단계; 거실제어 MCU는, 조도 센서의 출력신호인, 조도센서신호를 읽어들이는 조도센서신호 로드단계로; 거실제어 MCU는, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 독서모드인지 여부를 판단하여 독서모드라면 기 설정된 독서 기준조도 및 독서 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 독서모드 여부판단단계; 거실제어 MCU는, 독서모드 여부판단단계의 판단결과 독서모드가 아니라면, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 TV모드인지 여부를 판단하여, TV모드라면 기 설정된 TV 기준조도 및 TV 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 TV모드 여부판단단계; 거실제어 MCU는, TV모드 여부판단단계의 판단결과 TV모드가 아니라면 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 명상모드인지 여부를 판단하여, 명상모드라면 기 설정된 명상 기준조도 및 명상 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 명상모드 여부판단단계; 거실제어 MCU는, 명상모드 여부판단단계의 판단결과 명상모드가 아니라면, 기타모드이므로, 기 설정된 기타 기준조도 및 기타 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 기타모드 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 바닥의 분할부분에 위치하는 바닥온도검출용 온도센서와 바닥과 이격된 위치에 있는 공기온도검출용 온도센서로부터 각각 온도센서 신호를 수신하는 온도센서신호 로드단계; 온도센서신호 로드단계에서 바닥온도검출용 온도센서들로부터 수신된 각각 바닥 온도센서 신호들과 바닥 기준온도신호를 이용하여, 바닥 온도 제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 각각 출력하는 바닥 온도제어신호 생성단계; 온도센서신호 로드단계에서 공기온도검출용 온도센서로부터 수신된 온도센서 신호와 공기 기준온도신호를 이용하여, 공기 온도 제어신호를 생성하여 공기 난방부로 각각 출력하는 공기 온도제어신호 생성단계;를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명은, 습도센서신호를 읽어들이는 습도센서신호 로드단계; 습도센서로 검출된 습도신호인 습도센서신호와 기 설정된 기준습도 값과의 차만큼 증감하도록 구동하는 습도 제어신호를 생성하여 가습기부로 출력하는 습도 제어신호 생성단계;를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명은, 이산화탄소 센서의 출력신호인 이산화탄소센서신호를 읽어들이는 이산화탄소센서신호 로드단계; 이산화탄소센서신호와 기 설정된 기준환기량를 이용하여 환기 제어신호를 생성하여 환기로 출력하는 환기 제어신호 생성단계;를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명은, 소음 센서의 출력신호인 소음센서신호를 읽어들이는 소음센서신호 로드단계; 소음센서신호가 기준소음보다 작거나 같은지 여부를 판단하여, 기준소음보다 크다면, 소음제어신호를 생성하여 소음제어부로 출력하는 소음제어신호 생성단계;를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명의 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법에 따르면, 다수의 사용자별 분할난방이 가능하며, 사용자별 생활싸이클에 따라, 적정한 자연의 소리 및 최적한 거실환경제어, 즉, 온도, 습도, 환기, 조명의 색 및 밝기 등을 제어하는, 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템의 구성을 개략적으로 설명하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 방법을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
도 3 본 발명의 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템의 구동방법을 설명하는 흐름도의 일예이다.
도 4는 본 발명의 거실 운영 시스템을 포함하는 주택운영시스템을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템 및 그 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명에서 지정한 기준범위, 기준치 들은 알려진 데이터를 이용하거나, 설문조사 또는 실험을 통해 얻어진 데이터를 이용한 것임을 사전에 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템의 구성을 개략적으로 설명하는 블럭도로, 신호검출부(100), 거실제어 MCU(Micro controller)(200), 메모리(210), 디스플레이부(220), 키설정부(240), 스피커부(250), 구동제어부(300)을 포함하여 이루어진다.
신호검출부(100)는 거실에서 온도, 습도, 이산화탄소, 조도, 소음을 측정하는 수단으로, 온도센서부(110), 습도센서부(120), 이산화탄소(CO2) 센서부(130), 조도센서부(140), 소음센서부(150)를 포함하여 이루어진다.
온도센서부(110)는 온도센서(미도시)와 온도신호 전처리부(미도시)를 구비하여, 온도센서(미도시)로부터 온도신호를 검출하고 온도신호 전처리부(미도시)로부터 검출된 온도신호를 증폭하고, 잡음을 제거하여, 거실제어 MCU(200)로 전송한다. 온도센서부(110)는 온도센서로서, 거실바닥에 장착된 바닥온도검출용 온도센서(미도시)와 거실의 공기 온도를 알기위해 거실바닥과 이격된 위치에 장착된 공기온도 검출용 온도센서(미도시)를 구비한다. 바닥온도검출용 온도센서는 바닥 분할 위치마다 구비되어 있다.
온도센서로서 적외선(IR) 온도센서, 써미스터 등을 사용할 수 있다. 거실바닥은 다수로 나누어져, 분할 난방이 가능하도록 되어있다.
습도센서부(120)는 습도센서(미도시)와 습도신호 전처리부(미도시)를 구비하여, 습도센서(미도시)로 습도신호를 검출하고, 습도신호 전처리부(미도시)로 검출된 습도신호를 증폭하고, 잡음을 제거하여, 거실제어 MCU(200)로 전송한다. 습도센서 세라믹 습도센서, 고분자 습도센서, 전해질 습도센서, 초음파 습도계, 열전도 습도센서 등을 사용할 수 있다.
이산화탄소(CO2) 센서부(130)는 이산화탄소센서(미도시)와 이산화탄소신호 전처리부(미도시)를 구비하여, 이산화탄소센서(미도시)로 이산화탄소 신호(즉, 농도 신호)를 검출하고, 이산화탄소 신호 전처리부(미도시)로 검출된 이산화탄소 신호를 증폭하고, 잡음을 제거하여, 거실제어 MCU(200)로 전송한다. 이산화탄소센서로 적외선 가스 센서(NDIR), 화학 가스 센서 등을 사용할 수 있다.
소음센서부(150)는 소음센서(미도시)와 소음신호 전처리부(미도시)를 구비하여, 소음센서(미도시)로부터 소음신호를 검출하고 소음신호 전처리부(미도시)로부터 검출된 소음신호를 증폭하고, 잡음을 제거하여, 거실제어 MCU(200)로 전송한다. 소음센서부(150)로서 마이크로폰, 시판되는 소음센센서을 사용할 수 있다.
조도센서부(140)는 조도센서(미도시)와 조도신호 전처리부(미도시)를 구비하여, 조도센서(미도시)로부터 조도신호를 검출하고 조도신호 전처리부(미도시)로부터 검출된 조도신호를 증폭하고, 잡음을 제거하여, 거실제어 MCU(200)로 전송한다. 조도센서로서 CDS 센서, UV 센서, 태양전지판센서 등을 사용할 수 있다.
거실제어 MCU(Micro controller)(200)는 신호검출부(100), 즉, 온도센서부(110), 습도센서부(120), 이산화탄소(CO2) 센서부(130), 조도센서부(140), 소음센서부(150)로부터 온도신호, 습도신호, 이산화탄소신호, 조도신호, 소음신호를 수신하고, 키설정부(240)로부터 온도, 습도, 조도의 설정치, 휴식모드를 수신한다.
거실제어 MCU(200)는 바닥온도 검출용 온도센서로부터 수신된 바닥온도신호와 키설정부(240)에서 설정된 바닥온도 설정치를 이용하여 연산처리하여 바닥 난방제어신호를 생성하여 난방부(320)의 바닥 난방부(미도시)로 전송하며, 이때 키설정부(240)에서 설정된 바닥온도 설정치가 없을 경우에는 메모리부(210)에 저장된 바닥 기준온도를 수신하여, 이를 설정치로 한다. 바닥 기준온도는 30℃일 수 있다.
거실제어 MCU(200)는 공기온도 검출용 온도센서로부터 수신된 공기온도신호와 키설정부(240)에서 설정된 공기온도 설정치를 이용하여 연산처리하여 공기 난방제어신호를 생성하여 난방부(320)의 공기 난방부(미도시)로 전송한다. 공기 기준온도는 22℃일 수 있다.
키설정부(240)에서 설정된 공기온도 설정치가 없을 경우에는 메모리부(210)에 저장된 공기 기준온도를 수신하여, 이를 설정치로 한다. 여기서, 공기온도 기준범위는 24-26도일 수 있으며, 여름일 경우 28.1도를 초과하지 않는다.
거실제어 MCU(200)는 수신된 습도신호와 키설정부(240)에서 설정된 습도 설정치를 이용하여 연산처리하여 가습기 제어신호를 생성하여 가습기부(330)로 전송한다. 키설정부(240)에서 설정된 습도 설정치가 없을 경우에는 메모리부(210)에 저장된 습도 기준범위를 수신하여, 이를 설정치로 한다. 여기서, 습도 기준범위는 연령에 따라 정하여져 있다. 예를들어 습도 습도 기준범위를 40~70%로 하며, 보다 바람직하게는 50%로 한다.
거실제어 MCU(200)는 이산화탄소 센서부(130)로 부터 이산화탄소 농도 신호인 이산화탄소 센서신호를 수신하고, 메모리로부터 기준환기량을 읽어들여, 환기 제어신호를 생성하여 환기부(340)로 전송한다. 여기서, 기준환기량은 환기횟수 0.7회/h으로 할 수 있다. 또한, 거실제어 MCU(200)는 수신된 이산화탄소 신호의 농도가 1000ppm 이상이면 환기시키도록 하는 환기 제어신호를 생성하여 환기부(340)로 전송할 수 있다.
거실제어 MCU(200)는 소음센서부(150)로부터 소음신호를 수신하고, 메모리로부터 기준소음을 읽어들여, 이들 두신호를 이용하여 소음 제어신호를 생성하여 소음 제어부(370)로 전송한다. 기준소음은 약 40dB 일 수 있다.
거실제어 MCU(200)는 키설정부(240)의 오디오선택모드에서 자연소리, 명상, 클래식, 뉴에이지 등등에서 선택한 음원을 스피커(250)로 출력시킨다.
거실제어 MCU(200)는 조도센서부(140)으로부터 수신 조도 신호와 기 설정된 기준 조도 신호를 이용하여 연산처리하여 조명 제어신호를 생성하여 조명등부(350)로 전송한다.
거실제어 MCU(200)는, 키설정부(240)에서 휴식모드, 예를들어 독서, TV, 명상, 기타 등을 설정함에 따라 그에 적합한 색온도와 조도를 가지는 조명제어신호를 조명등부(350)로 전송한다.
다음은 각 휴식모드에 따른 색온도와 조도를 나타낸다.
Figure 112012023843715-pat00001
표1에서 명상은 기타모드와 같이 설정할 수 있다.
즉, 키설정부(240)에서 휴식모드로, 독서모드가 설정되면, 조명등부의 색온도가 5500K이고, 조도가 500lx가 되도록 거실제어 MCU(200)는 조명제어신호를 생성하여 출력한다.
또한, 키설정부(240)에서 휴식모드로, TV모드가 설정되면, 조명등부의 색온도가 4000K이고, 조도가 150lx가 되도록 거실제어 MCU(200)는 조명제어신호를 생성하여 출력한다.
또한, 키설정부(240)에서 휴식모드로, 기타모드가 설정되면, 조명등부의 색온도가 4000K이고, 조도가 100lx가 되도록 거실제어 MCU(200)는 조명제어신호를 생성하여 출력한다.
또한, 거실제어 MCU(200)는, 거실의 온도신호, 습도신호, 이산화탄소신호, 조도신호, 소음신호들로 부터 월별, 주별, 일별 통계처리를 행하여 디스플레이부(220)로 출력하거나, 메모리(210)에 저장한다.
메모리(210)는 온도, 습도, 이산화탄소, 조도, 소음에 대한 기준 범위, 기준치가 공장출하시 저장되어 있으며, 사용자 정보를 저장한다. 또한, 메모리(210)는 거실제어 MCU에서 출력되는 데이터를 저장하되, 온도신호, 습도신호, 이산화탄소신호, 조도신호, 소음신호 등을 저장할 수 있다.
디스플레이부(220)는 현재 거실의 온도신호, 습도신호, 이산화탄소신호, 조도신호, 소음신호 등을 디스플레이하며, 월별, 주별, 일별 통계도 디스플레이 한다.
키설정부(240)는 온오프키, 일반 키패드 등을 구비하여, 온/오프 키를 설정, 음원설정모드에서 자연소리, 명상, 클래식, 뉴에이지 등등에서 중 택일이 가능하도록 설정하며, 또한 휴식모드(예로, 독서, TV, 명상, 기타)를 설정할 수 있다. 경우에 따라서 키설정부(240)는 유저 인터페이스로 이루어져, 디스플레이부(220)에서 화면을 보면서 키를 입력하도록 이루어질 수 있다. 키설정부(240)는 거실 바닥의 구획 분할된 부분 중의 위치를 설정하는 거실바닥 분할 위치 설정키와, 상기 거실바닥 분할 위치 설정키가 지정한 위치의 온도를 설정하는 온도 설정키를 더 포함할 수 있다.
스피커(250)는 사용자가 지정한 음악을 출력할 수도 있고, 온도를 너무 높혔다는 등의 거실내 환경에 대한 안내 멘트를 방송할 수 있다.
구동제어부(300)는 냉난방부(305)(즉, 에어콘부(310), 난방부(320)), 가습기부(330), 환기부(340), 조명등부(350), 소음제어부(370)을 포함하여 이루어진다. 구동제어부(300)는 거실제어 MCU(200)으로부터 냉방 제어신호, 난방제어신호, 가습기 제어신호, 환기 제어신호, 조명 제어신호, 커튼 제어신호, 소음제거 제어신호를 수신하여 냉난방부(305)(즉, 에어콘부(310), 난방부(320)), 가습기부(330), 환기부(340), 거실 밝기제어부(345)(즉, 조명등부(350), 커튼부(360)), 소음제어부(370)를 구동시킨다.
냉난방부(305)는 에어콘부(310)와 난방부(320)으로 이루어져, 에어콘부(310)는 거실에 구비된 에어콘으로, 거실제어 MCU(200)으로부터 수신된 냉방 제어신호에 따라 구동되며, 난방부(320)는 거실의 난방으로, 바닥난방부(323), 공기난방부(328)을 포함하여 이루어진다. 거실제어 MCU(200)으로부터 수신된 난방제어신호에 따라 구동된다. 여기서, 공기난방부(328)는 히터, 라지에터, 공기조화기 등일 수 있다.
가습기부(330)는 거실에 구비된 가습기로, 거실제어 MCU(200)으로부터 수신된 가습기 제어신호에 따라 구동된다. 가습기부(330)는 습도의 경우는 50%를 유지하되, 고령자(60세 이상)의 경우에는 60%로 유지하도록 이루어진다.
환기부(340)는 거실을 환기시키기 위한 수단으로, 거실제어 MCU(200)으로부터 수신된 환기 제어신호에 따라 구동된다. 환기부(340)는 공기조화기, 공기 청정기 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서, 환기의 경우는 이산화탄소의 센서를 이용하여 이산화탄소 농도가 1000ppm이상이 될 경우 자동 환기가 되는 시스템을 사용하거나, 사용자가 직접 재설자 수를 맞추어 필요한 양만큼 환기가 되도록 할 수 있으며, 기본적인 환기량은 보통 0.7/h로 유지하도록 이루어진다.
조명등부(350)는 거실내 조명등으로, 거실제어 MCU(200)으로부터 수신된 조명 제어신호에 따라 구동된다.
소음제어부(370)는 거실내의 소음을 줄이는 수단으로, 거실제어 MCU(200)으로부터 수신된 소음 제어신호에 따라 구동된다.
소음제어부(370)는 거실내의 TV, 오디오 등의 음량을 제어하여 소음 기준치이하로 소음을 줄이는 수단을 포함할 수 있으며, 또한, 소음제어부(370)는 국내 등록특허 제10-1018783호에 기반하여 이루어진 소음제어 장치를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 소음제어 장치는 실외에 위치하여 음향의 음압을 측정하는 획득부, 상기 측정된 음압을 기초로 상기 음향의 방향과 속도를 계산하는 음향분석부, 상기 계산된 음향의 방향과 속도를 기초로 실내의 음장을 예측하는 내부음장 예측부, 및 상기 예측된 실내의 음장을 기초로 실내의 소음을 제어하는 소음 제거부를 포함하여 이루어진다.
경우에 따라, 소음센서부(150)와 소음제어부(370)는 생략될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 방법을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
거실의 온도의 경우, 공기온도는 22도가 적합하고 바닥의 온도는 30도일 때 특히 인간이 휴식하는데 좋기 때문에, 본 발명에서는 거실의 공기온도는 22도를 유지하고, 바닥의 온도는 30도를 유지하도록 구동된다.
특히 바닥은 분할난방을 활용하여 유지된다. 여기서 분할난방이란 사용자가 선택한 구역의 바닥을 특별히 더 데우거나 덜 데우는 것을 말한다.
습도는 50%를 유지하도록 이루어지며, 환기 역시 환기횟수 0.7/h를 유지하도록 이루어진다.
음의 경우 휴식 위해 소음은 40dB이하로 유지되도록 이루어지며, 부가적으로 자연의 소리를 도입하는 것이 휴식에 도움을 줄 수 있으므로, 본 발명에서는 선택적으로 자연의 소리를 들을 수 있는 구성을 구비한다.
도 3 본 발명의 긴장 완화를 위한 맞춤형 거실 운영 시스템의 구동방법을 설명하는 흐름도의 일예로, 거실제어 MCU(200)에서 수행된다.
초기설정단계로, 키설정부(240)에서 설정된 음원설정모드, 휴식모드(예로, 독서, TV, 명상, 기타) 등 을읽어들인다(S110).
습도센서신호 로드단계로, 습도센서신호를 읽어들인다(S115).
습도 제어신호 생성단계로, 습도센서신호, 즉 습도센서로 검출된 습도신호와 기 설정된 기준습도 값과의 차만큼 증감하도록 구동하는 습도 제어신호를 생성하여 가습기부(330)로 출력한다(S120). 기준습도는 약 40-70%이며, 보다 바람직하게는 약 50% 일 수 있다.
이산화탄소센서신호 로드단계로, 이산화탄소 센서의 출력신호, 즉 이산화탄소센서신호를 읽어들인다(S125).
환기 제어신호 생성단계로, 이산화탄소센서신호, 기준환기량를 이용하여 환기 제어신호를 생성하여 환기부(340)로 출력한다(S130). 기준환기량은 환기횟수 0.7회/h으로 할 수 있다.
소음센서신호 로드단계로, 소음 센서의 출력신호, 즉 소음센서신호를 읽어들인다(S135).
소음제어신호 생성단계로, 소음센서신호가 기준소음보다 작거나 같은지 여부를 판단하여(S140), 기준소음보다 크다면, 소음제어신호를 생성하여 소음제어부(370)으로 출력한다(S145). 여기서, 기준소음은 약 40dB 일 수 있다.
경우에 따라서, 소음센서신호 로드단계(S140) 및 소음제어신호 생성단계(S135, S145)를 생략할 수 있다.
온도센서신호 로드단계로, 온도 센서의 출력신호, 즉 온도센서신호를 읽어들인다(S150). 즉, 온도센서신호, 즉 각 바닥의 분할부분에 위치하는 바닥온도검출용 온도센서들과 바닥과 이격된 위치에 있는 공기온도검출용 온도센서들로부터 각각 온도센서 신호를 수신한다.
바닥 온도제어신호 생성단계로, 온도센서신호 로드단계에서 바닥온도검출용 온도센서들로부터 수신된 각각 바닥 온도센서 신호들과 바닥 기준온도신호를 이용하여, 바닥 온도 제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 각각 출력한(S155)다. 바닥 기준온도는 30℃일 수 있다.
공기 온도제어신호 생성단계로, 온도센서신호 로드단계에서 공기온도검출용 온도센서로부터 수신된 온도센서 신호와 공기 기준온도신호를 이용하여, 공기 온도 제어신호를 생성하여 공기 난방부로 각각 출력한다(S160). 공기 기준온도는 22℃일 수 있다.
조도센서신호 로드단계로, 조도 센서의 출력신호, 즉 조도센서신호를 읽어들인다(S165).
독서모드 여부판단단계로, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 독서모드인지 여부를 판단하여(S170), 독서모드라면 기 설정된 독서 기준조도 및 독서 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력한다(S175). 독서 기준조도는 500lx일 수 있으며, 독서 기준색온도는 5500K 일 수 있다.
TV모드 여부판단단계로, 독서모드 여부판단단계의 판단결과 독서모드가 아니라면, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 TV모드인지 여부를 판단하여(S180), TV모드라면 기 설정된 TV 기준조도 및 TV 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력한다(S185). TV 기준조도는 150lx 일 수 있으며, TV 기준색온도는 4000K 일 수 있다.
명상모드 여부판단단계로, TV모드 여부판단단계의 판단결과 TV모드가 아니라면, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 명상모드인지 여부를 판단하여(S190), 명상모드라면 기 설정된 명상 기준조도 및 명상 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력한다(S195). 명상 기준조도는 100lx 일 수 있으며, 명상 기준색온도는 3000K 일 수 있다.
기타모드 단계로, 명상모드 여부판단단계의 판단결과 명상모드가 아니라면, 기타모드이므로, 기 설정된 기타 기준조도 및 기타 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력한다(S200). 기타 기준조도는 100lx 일 수 있으며, 기타 기준색온도는 3000K 일 수 있다.
본 발명에서는 온도센서부는 거실의 바닥의 각 분할된 위치에 설치된 바닥온도검출용 온도센서와, 거실의 바닥에서 이격 설치된 공기온도검출용 온도센서를 구비하며, 난방부는 거실바닥을 분할 난방하는 바닥난방부와 거실의 공기온도를 조절하는 공기 난방부를 구비한다. 거실제어 MCU는, 키설정부로부터 거실바닥 분할 위치와 설정온도를 수신하며, 바닥온도검출용 온도센서로부터 검출된 바닥 온도신호인, 바닥 온도센서 신호를 수신하고, 바닥 온도센서 신호와 설정온도를 이용하여, 거실바닥 분할 위치의 바닥 온도제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 출력할 수 있다. 이때 키설정부는, 거실 바닥의 구획 분할된 부분 중의 위치를 설정하는 거실바닥 분할 위치 설정키와, 상기 거실바닥 분할 위치 설정키가 지정한 위치의 온도를 설정하는 온도 설정키를 포함한다.
도 4는 본 발명의 거실 운영 시스템을 포함하는 주택운영시스템을 개략적으로 설명하는 설명도로, 메인 운영 시스템(10), 침실운영시스템(60), 거실운영시스템(70), 아동실 운영시스템(80)을 포함하여 이루어진다.
메인 운영 시스템(10)은 침실운영시스템(60), 거실운영시스템(70), 아동실 운영시스템(80)으로부터 온도, 습도, 환기, 조명 등의 데이터를 수신하여, 저장관리하고, 월별, 일별 등으로 통계처리할 수 있다. 메인 운영 시스템(10)은 메인연산처리부(20), 메모리부(30), 출력부(40), 송수신부(50)를 포함하여 이루어진다.
메인연산처리부(20)는 침실운영시스템(60), 거실운영시스템(70), 아동실 운영시스템(80)으로부터 온도, 습도, 환기, 조명 등의 데이터를 수신하여, 월별, 일별 등으로 통계처리한다.
메모리부(30)는 침실운영시스템(60), 거실운영시스템(70), 아동실 운영시스템(80)으로부터의 온도, 습도, 환기, 조명 등의 데이터를 메인연산처리부(20)로부터 수신하여 저장한다.
출력부(40)는 메인연산처리부(20)의 출력을 출력한다.
송수신부(50)는 메인연산처리부(20)의 출력을 외부(예를들어, PDA. 스마트폰, 개인 PC등)로 전송하고, 외부로부터 수신되는 요청사항을 메인연산처리부(20)로 전송한다.
거실운영시스템(70)은 본 발명의 거실운영시스템을 말한다.
여기서, 침실운영시스템(70)은 온도센서를 구비하여, 상기 온도센서로부터 검출한 침실내 온도신호인, 온도센서신호를 출력하는 온도센서부; 습도센서를 구비하여, 상기 습도센서로부터 검출한 침실내 습도신호인, 습도센서신호를 출력하는 습도센서부; 조도센서를 구비하여, 상기 조도센서로부터 검출한 침실내 조도신호인, 조도센서신호를 출력하는 조도센서부; 이산화탄소센서를 구비하여, 상기 이산화탄소센서로부터 검출된 이산화탄소 농도신호인, 이산화탄소센서신호를 출력하는 이산화탄소 센서부;소음센서를 구비하여, 침실내에서 상기 소음센서로부터 검출한 소음신호인, 소음센서신호를 출력하는 소음센서부; 상기 온도센서부로부터 온도센서신호를 수신하여 냉난방 제어신호를 생성하고, 상기 습도센서부로부터 습도센서신호를 수신하여 가습기 제어신호를 생성하고, 조도센서부로부터 조도센서신호를 수신하여 조명등 제어신호를 생성하고, 상기 소음센서부로 소음센서신호를 수신하여 소음 제어신호를 생성하고, 상기 이산화탄소 센서부로부터 이산화탄소센서신호를 수신하여, 환기 제어신호를 생성하는 침실제어 MCU(Micro controller);를 포함하여 이루어진다.
아동실 운영시스템(80)은 연령에 따라 그리고 집중력 필요여부에 따라, 온도, 습도, 환기, 조명의 색 및 밝기 등을 제어하도록 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10:메인 운영 시스템 70:거실운영시스템
100: 신호검출부 110:온도센서부
120:습도센서부 130:이산화탄소 센서부
140:조도센서부 150:소음센서부
200:거실제어 MCU 210:메모리
220:디스플레이부 240:키설정부
250: 스피커부 300:구동제어부
305:냉난방부 310:에어콘부
320:난방부 323:바닥 난방부
328:공기 난방부 330:가습기부
340:환기부 350:조명등부
360:커튼부 370:소음제어부

Claims (21)

  1. 조도센서부로부터 조도신호를 수신하여 조명등 제어신호를 생성하여 조명등부로 전송하며, 온도센서부로부터 온도신호를 수신하여 온도 제어신호를 생성하여 난방부로 전송하는, 거실제어 MCU(Micro controller)를 포함하며,
    상기 온도센서부는 거실의 바닥의 각 분할된 위치에 설치된 바닥온도검출용 온도센서와, 거실의 바닥에서 이격 설치된 공기온도검출용 온도센서를 구비하며,
    상기 난방부는 거실바닥을 분할 난방하는 바닥난방부와 거실의 공기온도를 조절하는 공기 난방부를 구비하며,
    거실제어 MCU는 바닥온도검출용 온도센서로부터 수신된 바닥 온도센서 신호와 바닥 기준온도신호를 이용하여, 거실바닥의 분할 위치의 바닥 온도제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 출력하는 거실 운영 시스템에 있어서,
    명상모드 설정키를 구비하여, 명상모드를 선택할 수 있도록 이루어진 키설정부를 구비하되, 거실제어 MCU는, 명상모드 일경우, 조도는 100lx 이며, 기준색온도는3000K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하며,
    습도센서부를 더 구비하되, 거실제어 MCU는, 습도센서부로부터 수신된 습도신호와 기 설정된 기준습도로부터 가습기 제어신호를 생성하여 가습기부로 전송하며,
    소음센서부를 더 구비하여, 거실제어 MCU는, 소음센서로부터 검출한 소음신호가 기설정된 기준소음보다 크다면, 소음제어신호를 생성하여 소음제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    독서모드 설정키를 구비하여, 독서모드를 선택할 수 있도록 이루어진 키설정부를 더 구비하며,
    거실제어 MCU는, 독서모드 일경우, 조도는 500lx이며, 기준색온도는 5500K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하는 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    TV모드 설정키를 구비하여, TV모드를 선택할 수 있도록 이루어진 키설정부를 더 구비하며,
    거실제어 MCU는, TV모드 일경우, 조도는 150lx 이며, 기준색온도는4000K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하는 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    독서모드설정키, TV모드 설정키, 명상모드 설정키, 기타모드 설정키를 구비하는 키설정부를 더 구비하며,
    거실제어 MCU는, 독서모드, TV모드, 명상모드가 아닌 기타모드 일경우, 조도는 100lx 이며, 기준색온도는3000K 로 하는 조명 제어신호를 생성하여 조명등부로 출력하는 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    바닥 기준온도는 30℃인 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    거실 바닥의 구획 분할된 부분 중의 위치를 설정하는 거실바닥 분할 위치 설정키와, 상기 거실바닥 분할 위치 설정키가 지정한 위치의 온도를 설정하는 온도 설정키를 포함하는 키설정부를 더 구비하며,
    거실제어 MCU는,
    키설정부로부터 거실바닥 분할 위치와 설정온도를 수신하면,
    바닥온도검출용 온도센서로부터 검출된 바닥 온도신호인, 바닥 온도센서 신호를 수신하고,
    바닥 온도센서 신호와 설정온도를 이용하여, 거실바닥 분할 위치의 바닥 온도제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 출력하는 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준습도는 40-70% 인 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  10. 제1항 내지 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    이산화탄소 센서부를 더 구비하며,
    거실제어 MCU는 이산화탄소 센서부로 부터 수신된 이산화탄소 농도 신호와 기 설정된 기준환기량으로부터, 환기 제어신호를 생성하여 환기부로 전송하는 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  11. 제10항에 있어서.
    기준환기량은 환기횟수 0.7회/h 인 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    기준소음은 40dB 인 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  14. 제1항 내지 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    키설정부가 자연음 소리설정키를 더 구비하며,
    자연음 소리설정키를 통해 비소리를 포함하는 자연음 중에 음원이 설정되면, 스피커를 통해 설정된 자연음의 음원을 출력하는 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 키설정부에서 설정된 음원설정모드, 휴식모드를 읽어들이는 초기설정단계;
    거실제어 MCU는, 조도 센서의 출력신호인, 조도센서신호를 읽어들이는 조도센서신호 로드단계로;
    거실제어 MCU는, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 독서모드인지 여부를 판단하여 독서모드라면 기 설정된 독서 기준조도 및 독서 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 독서모드 여부판단단계;
    거실제어 MCU는, 독서모드 여부판단단계의 판단결과 독서모드가 아니라면, 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 TV모드인지 여부를 판단하여, TV모드라면 기 설정된 TV 기준조도 및 TV 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 TV모드 여부판단단계;
    거실제어 MCU는, TV모드 여부판단단계의 판단결과 TV모드가 아니라면 초기설정단계에서 읽어들인 휴식모드가 명상모드인지 여부를 판단하여, 명상모드라면 기 설정된 명상 기준조도 및 명상 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 명상모드 여부판단단계;
    거실제어 MCU는, 명상모드 여부판단단계의 판단결과 명상모드가 아니라면, 기타모드이므로, 기 설정된 기타 기준조도 및 기타 기준색온도를 읽어들여 조명제어신호를 생성하여 출력하는 기타모드 단계;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템의 구동방법.
  18. 제17항에 있어서,
    바닥의 분할부분에 위치하는 바닥온도검출용 온도센서와 바닥과 이격된 위치에 있는 공기온도검출용 온도센서로부터 각각 온도센서 신호를 수신하는 온도센서신호 로드단계;
    온도센서신호 로드단계에서 바닥온도검출용 온도센서들로부터 수신된 각각 바닥 온도센서 신호들과 바닥 기준온도신호를 이용하여, 바닥 온도 제어신호를 생성하여 바닥 난방부로 각각 출력하는 바닥 온도제어신호 생성단계;
    온도센서신호 로드단계에서 공기온도검출용 온도센서로부터 수신된 온도센서 신호와 공기 기준온도신호를 이용하여, 공기 온도 제어신호를 생성하여 공기 난방부로 각각 출력하는 공기 온도제어신호 생성단계;
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템의 구동방법.
  19. 제18항에 있어서,
    습도센서신호를 읽어들이는 습도센서신호 로드단계;
    습도센서로 검출된 습도신호인 습도센서신호와 기 설정된 기준습도 값과의 차만큼 증감하도록 구동하는 습도 제어신호를 생성하여 가습기부로 출력하는 습도 제어신호 생성단계;
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템의 구동방법.
  20. 제18항에 있어서,
    이산화탄소 센서의 출력신호인 이산화탄소센서신호를 읽어들이는 이산화탄소센서신호 로드단계;
    이산화탄소센서신호와 기 설정된 기준환기량를 이용하여 환기 제어신호를 생성하여 환기로 출력하는 환기 제어신호 생성단계;
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템의 구동방법.
  21. 제18항에 있어서,
    소음 센서의 출력신호인 소음센서신호를 읽어들이는 소음센서신호 로드단계;
    소음센서신호가 기준소음보다 작거나 같은지 여부를 판단하여, 기준소음보다 크다면, 소음제어신호를 생성하여 소음제어부로 출력하는 소음제어신호 생성단계;
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 거실 운영 시스템의 구동방법.
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