KR101333823B1 - 교체형 센서모듈이 구비된 환경정보모니터링시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 규격화된 데이터를 출력할 수 있는 공기 가스 농도 및 특정 오염물질이나 상태정보를 측정하는 다수의 센서모듈과 다양한 측정을 하는 개별 센서모듈을 교체하여 사용이 가능한 휴대용측정장치가 포함된 환경정보모니터링시스템에 관한 것으로, 안전한 주거환경 및 먹거리 등 안전한 생활영위에 대한 관심 고조로 실내 공기 가스를 측정할 수 있는 센서 또는 계측 장치들을 개발하여 사용하되, 여러 가지의 공기 중의 오염물질을 계측할 수 있는 개별 장비를 교체하면서 사용할 수 있도록 하여 다항목 계측장치의 범용성과 단항목 계측의 휴대용측정장치 및 경제성을 모두 충족하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 특정 오염물질을 측정한 센싱데이터를 센서모듈(100)로부터 전송받아 표시하는 휴대용측정장치(200); 및 특정 오염물질을 측정하고 휴대용측정장치(200)로 측정한 센싱데이터를 전송하는 하나 이상의 센서모듈(100)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

교체형 센서모듈이 구비된 환경정보모니터링시스템{ENVIRONMENTAL MONITORING SYSTEM WITH CHANGING SENSOR MODULE}

본 발명은 규격화된 데이터를 출력할 수 있는 대기 가스 농도 측정 센서 모듈과 다양한 센서모듈이 교체사용이 가능한 휴대용 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 실내 환경에서 공기의 오염은 흡연 및 연소가스로부터 발생하는 이산화질소, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 오염가스가 생활 중에 발생된다. 또한 건축자재 및 합성수지 등에서 발생하는 라돈가스, 포름알데히드, 휘발성유기성분, 환경호르몬 등이 대표적으로 실내 오염가스에 해당된다.

하지만 현대에는 실내 생활시간이 증가하면서 실내 공기가 오염되고 이에 Sick Building 증후군 등 많은 질병의 발생으로 문제점이 발생되고 있으며, 점점 실내 공기에 대한 관심도도 증가하게 되었다.

이러한 실내 공기질에 영향을 미치는 오염물질로는 CO, CO₂, NO₂, SO₂, 오존, 미세먼지, 중금속, 석면, 라돈, 휘발성 유기화합물, 포름알데히드, 병원성 세균 등 다양한 종류가 있으며, 실내 공기오염의 원인으로는 산업의 발달로 발생되는 오염물질과 단열화, 밀폐화에 따른 환기부족, 실내흡연, 연소기구의 사용, 벽재와 바닥재 등의 내장재 사용, 오염된 외부공기의 실내 유입 등이 가장 대표적인 원인에 해당된다.

따라서 안전한 주거환경 및 먹거리 등 안전한 생활 영위에 대한 관심이 고조되어 실내 대기 가스를 측정할 수 있는 센서 또는 계측 장치들이 개발되고 있다. 하지만 상기 열거한 여러 가지의 대기 오염물질을 모두 계측하려고 하면 장치의 비용이 과다하여 사용에 부담이 크며, 단일 항목을 측정할 수 있는 계측장치는 사용 목적 또는 환경에 적합하게 특정되어 있기 때문에 다른 장치로의 변경이 불가능한 문제점이 있는 것이다. 따라서 다항목 계측장치의 범용성과 단항목 계측장치의 휴대성 및 경제성을 모두 충족하는 휴대용 대기 가스 측정장비의 필요성이 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 실내 공기질에 영향을 미치는 다양한 종류의 오염물질을 측정할 수 있는 다수의 개별 센서모듈과 함께, 센서모듈의 접속단자와 동일규격으로 접속이 가능한 휴대용측정장치를 제공하는 것이 주요 목적이다.

그리고 본 발명의 다른 목적은, 센서모듈의 교체시 발생가능한 센서모듈의 인식 및 센싱 데이터의 보정을 자동으로 인식하고 처리하도록 하여 사용자 편의성을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 휴대용측정장치 및 센서모듈이 휴대하기 편리하도록 하여 다양한 위치에서의 실내 공기오염의 정도를 손쉽게 확인이 가능한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 특정 오염물질을 측정한 센싱데이터를 센서모듈(100)로부터 전송받아 표시하는 휴대용측정장치(200); 및 특정 오염물질을 측정하고 휴대용측정장치(200)로 측정한 센싱데이터를 전송하는 하나 이상의 센서모듈(100)을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경정보모니터링시스템을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 개별 상기 센서모듈(100)은 오염물질의 종류별로 구비되고 오염물질의 종류에 따라 교체가 가능한 교체형으로 구비되며 센서모듈(100)의 모듈정보를 휴대용측정장치(200)로 전송하고, 상기 휴대용측정장치(200)는 교체된 개별 센서모듈(100)의 모듈정보를 수신받아 센서모듈(100)에 해당하는 특정 오염물질별로 설정된 기준값으로 센싱데이터를 분석하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 센서모듈(100)은: 특정 오염물질을 측정하는 센서부(110); 상기 센서부(110)에서 측정된 센싱데이터를 연산하여 메모리부(120)에 저장하는 중앙처리부(130); 상기 센서부(110)에서 측정된 센싱데이터를 저장하고, 센서부(110)에서 측정하는 특정 오염물질의 종류에 따른 센싱데이터의 변환알고리즘데이터를 저장하며, 센서모듈(100)의 고유번호를 저장하는 메모리부(120); 측정된 센싱데이터를 휴대용측정장치(200)로 전송하는 송신부(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대용측정장치(200)는: 상기 센서모듈(100)로부터 전송되는 데이터를 수신받는 수신부(230); 상기 센서모듈(100)로부터 전송받은 센싱데이터를 처리하여 표시부(240)에 표시하는 마이크로컨트롤러부(220); 전원을 공급하는 전원부(210); 센싱데이터를 표시하는 표시부(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 센서모듈(100)은 공기 중의 특정 오염물질을 측정하는데, H₂, CO, NH₃, CH₄, NO₂, VOC, O, CO₂, 오존, 미세먼지, 중금속, 석면, 라돈, 포름알데히드, 병원성세균 중 어느 하나 이상의 오염물질을 측정하는 센서모듈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 센서모듈(100)은, 커넥터접속으로 휴대용측정장치(200)와 결합되는 일체결합접속형, 유선접속으로 휴대용측정장치(200)와 연결되는 유선연결접속형, 무선신호접속 또는 네트워크망접속으로 휴대용측정장치(200)와 접속되는 무선접속형, 중 어느 하나의 접속형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 본 발명은, 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 접속되고, 센서모듈(100)의 센서부(110)가 작동하는 단계; 센서부(110)에 대해서 센서 초기화를 수행하는 단계; 센서모듈(100)의 센서부(110)에서 특정 오염물질의 농도를 측정하는 단계; 측정된 센싱데이터를 센서모듈(100)의 중앙처리부(130)에서 처리하여 메모리부(120)에 저장하는 단계; 센서모듈(100)의 중앙처리부(130)의 제어에 따라 송신부(140)에서 측정된 센싱데이터를 발신하는 단계; 휴대용측정장치(200)의 수신부(230)에서 센싱데이터를 수신받는 단계; 휴대용측정장치(200)의 마이크로컨트롤러부(220)에서 수신받은 데이터의 이상유무를 판별하는 단계; 수신받은 데이터에 대한 이상유무의 판별 이후, 휴대용측정장치(200)의 마이크로컨트롤러부(220)에서 센싱데이터를 분석하는 단계; 표시부(240)에서 분석된 데이터를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경정보모니터링시스템의 제어방법을 제공한다.

나아가 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 휴대용측정장치(200)의 마이크로컨트롤러부(220)에서 센싱데이터를 분석하는 단계 이후, 마이크로컨트롤러부(220)에서는 특정 오염물질의 설정된 임계값과 비교하는 단계; 비교 판별된 데이터를 표시부(240) 측으로 전송하는 단계를 더 포함하여 표시부(240)에서 분석된 데이터를 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈이 교체가 용이한 휴대용측정장치에 의하여 대기 가스측정내용을 손쉽게 확인할 수 있는 것이다.

아울러 본 발명의 다른 효과는, 센서모듈에서 측정한 센싱데이터를 디지털 데이터로 변환하여 휴대용측정장치로 전송하기 때문에 동일한 휴대용측정장치를 이용하여 다양한 대기 가스 농도를 측정할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명의 또 다른 효과는, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서모듈의 교체로, 결합된 센서모듈의 종류 및 데이터의 형태 등을 휴대용측정장치에서 정보분석을 하여 센서모듈의 센서 종류를 자동인식되도록 함으로써 사용자는 별도의 조작없이 센서모듈 교체만으로 사용이 가능한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에 대한 작동 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에 있어서 휴대용측정장치의 표시부에 데이터가 표시되는 상태에 대한 일 실시의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에 의해서 처리되는 오염물질들의 처리기준예시표이다.
도 5는 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에서 처리되는 각 오염물질들의 임계값 및 센서모듈의 모듈정보 아이디예시값에 대한 예시표이다.
도 6은 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에 의해서 처리되는 오염물질들에 대한 측정범위에 대한 예시표이다.
도 7은 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에서 측정하게 될 오염물질들에 대한 예시표이다.
도 8은 본 발명에 따른 환경정보모니터링시스템에서 측정하게 될 실내 오염물질들에 대한 예시표이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있을 것이다.

우선 본 발명에 따른 교체형 센서모듈이 구비된 환경정보모니터링시스템(10, Environmental Monitoring System)은 첨부된 도 1 내지 도 8 등에서와 같이, 사용자가 편리하게 들고다니면서 사용할 수 있는 휴대용측정장치(200, Portable Measuring System)와, 이러한 휴대용측정장치(200)로 특정 오염물질에 대한 측정의 센싱데이터를 전송하게 되는 센서모듈(100, Changing (Gas) Sensor Module)로 이루어진다.

즉 휴대용측정장치(200)는 특정 오염물질을 측정한 센싱데이터를 센서모듈(100)로부터 전송받아 표시하는 것이다.

또한 이러한 휴대용측정장치(200)와 결합되는 것으로, 특정 오염물질을 측정하고 휴대용측정장치(200)로 측정한 센싱데이터를 전송하는 하나 이상의 센서모듈(100)이 마련되어 환경정보모니터링시스템(10)을 구성하게 되는 것이다.

특히 개별 상기 센서모듈(100)은 오염물질의 종류별로 구비되는 것으로, 개별 센서모듈(100)은 각각 측정할 수 있는 오염물질이 하나 또는 수개의 오염물질 측정기능을 갖게 되는 것이다. 바람직하게는 하나의 센서모듈(100)에 의하여 하나의 오염물질을 측정할 수 있도록 마련될 수 있을 것이다.

예를 들면, 첨부된 도4 내지 도 8 등에서 제시되는 오염물질들의 예시에서와 같이, 상기 센서모듈(100)은 특정 오염물질, 특히 실내의 오염물질들을 측정하도록 마련될 것이다.

즉 개별 센서모듈은 H₂, CO, NH₃, CH₄, NO₂, VOC, O, CO₂, 오존, 미세먼지, 중금속, 석면, 라돈, 포름알데히드, 병원성세균 중 어느 하나 또는 그 이상의 오염물질을 측정하는 센서모듈로 이루어질 수 있을 것이다.

기타 공기 중의 오염물질 이외에도 수돗물에 대한 특정 물질을 측정하도록 하는 센서모듈이 마련될 수 있는 것처럼 공기 이외에도 용액에 대한 오염물질 측정도 실시될 수도 있을 것이다.

따라서 하나의 센서모듈이 하나의 오염물질을 측정할 수 있도록 실시될 경우, 해당 센서모듈을 통해 측정가능한 오염물질을 측정하기 위하여 해당 센서모듈을 휴대용측정장치(200)에 결합하여 사용하게 되는 것이다.

그리하여 어느 사용자는 새집으로 이사한 후라서 벽지나 내장재에서 나오는 오염물질만을 측정하길 원할 경우, 해당 오염물질을 측정하는 센서모듈을 휴대용측정장치(200)에 장착하여 사용할 수 있을 것이다.

또한 주변에 산업폐기물처리장이 있는 가정의 경우에는 석면이나 유해성 성분, 또는 분진을 측정할 수 있는 센서모듈을 휴대용측정장치(200)에 결합하여 사용하게 될 것이다. 그리고 화학공장이나 공단의 주변에 있는 가정에서는 분진이나 화학공장에서 다루는 물질을 측정할 수 있는 센서모듈을 이용하여 휴대용측정장치(200)에 장착하여 사용할 수 있을 것이다.

이처럼 사용자가 측정을 원하는 오염물질을 측정할 수 있는 센서모듈을 휴대용측정장치(200)에 교체하여 사용하는 것으로, 사용자는 자신이 원하는 오염물질의 농도를 손쉽게 확인할 수 있을 것이다.

즉 센서모듈(100)은 오염물질의 종류에 따라 교체가 가능한 교체형으로 구비될 수 있을 것이다. 이에 이러한 센서모듈(100)의 모듈정보를 휴대용측정장치(200)로 전송하도록 구비될 수 있을 것이다. 이러한 모듈정보에는 센서모듈(100)에 대한 장치정보가 포함되는 것으로, 특히 해당 센서모듈(100)에서 측정하게 될 특정 오염물질을 구별할 수 있는 정보로 이용될 것이다.

아울러 상기 휴대용측정장치(200)는 교체된 개별 센서모듈(100)의 모듈정보를 수신받는 것으로, 해당 센서모듈(100)의 장치정보를 포함하게 될 것이다. 즉 도 5에서와 같이 해당 센서모듈(100)의 정보로 ID 정보가 포함될 것으로, 이러한 센서모듈(100)의 ID 정보를 수신받은 휴대용측정장치(200)에서는 해당 센서모듈(100)의 ID 데이터를 판별하여, 해당 센서모듈(100)에서 측정하게 되는 특정 오염물질을 판별하게 될 것이다.

그리하여 해당 센서모듈(100)에서 전송되는 측정된 센싱데이터를 휴대용측정장치(200)에서 판별하게 되는 경우, 해당 센서모듈(100)에서 측정하게 되는 특정 오염물질에 대한 설정된 기준값(예 : 도 4 내지 도 6 등에 예시된 임계값)을 데이터저장부(미도시됨)에서 리딩하는 것이다. 따라서 이러한 휴대용측정장치(200)에서는 해당 센서모듈(100)에 해당하는 특정 오염물질별로 설정된 기준값으로 센싱데이터를 분석하게 되는 것이다.

참고로 센서모듈(100)에 대한 모듈정보(장치정보)는 교체형으로 마련된 개별 센서모듈(100)이 휴대용측정장치(200)에 결합될 때 휴대용측정장치(200)로 전송되도록 실시될 수 있을 것이다. 또는 개별 센서모듈(100)에서 특정 오염물질을 측정하고, 측정된 센싱데이터를 센서모듈(100)에서 휴대용측정장치(200)로 전송할 때, 센싱데이터와 함께 해당 센서모듈(100)의 모듈정보(장치정보)가 포함되어 전송되도록 실시될 수도 있을 것이다.

이처럼 센서모듈(100)로부터 전송되는 모듈정보(장치정보)를 휴대용측정장치(200)에서 수신받아 해당 센서모듈(100)에서 측정가능한 오염물질의 종류를 판별하게 될 것이다.

이와 같이 처리되는 본 발명의 환경정보모니터링시스템(10)의 상기 센서모듈(100)에 대한 상세구성을 살펴보면 다음과 같이 실시될 수 있을 것이다.

즉 특정 오염물질을 측정하는 센서부(110)가 마련되어 해당 센서모듈(100)에서 측정가능한 오염물질의 정도를 센싱하게 될 것이다.

아울러 본 발명에서 첨부된 도면에서 예시한 다수의 오염물질들을 측정할 수 있도록 개별 센서모듈(100)들이 마련될 수도 있고, 기타 기체나 액체에 대한 다양한 상태정보도 센싱하도록 실시될 수도 있을 것이다. 예를 들면 기체에 있어서 화재 발생시의 유해물질 정도, 온도의 정보, 습도 정보, 그리고 소음의 정보, 액체의 온도, 흐르는 유체의 유속 등의 정보도 포함될 수도 있을 것이다. 이러한 센싱기능은 하나의 측정항목만을 측정할 수 있게 개별 센서모듈(100)이 마련될 수 있을 것이고, 또한 다수의 측정항목을 하나의 센서모듈에서 측정할 수도 있을 것이다.

그리고 상기 센서부(110)에서 측정된 센싱데이터를 연산하여 메모리부(120)에 저장하는 중앙처리부(130)가 마련되어 센싱데이터를 처리하게 될 것이다. 특히 센서부(110)에 의한 대부분의 측정값들은 아날로그 값이 될 수 있으며, 이러한 측정값을 해당 오염물질의 항목에 알맞은 수치데이터로 변환되도록 중앙처리부(130)에서 실시될 수도 있을 것이다.

또한 중앙처리부(130)에서는 센서모듈(100)의 상태라던가, 센서부(110)의 초기화 작동 등과 같이 센서모듈(100)의 기기작동을 위한 처리과정도 수행되도록 실시될 것이다.

나아가 휴대용측정장치(200)와의 송수신되는 데이터를 처리하도록 마련되는 것으로, 휴대용측정장치(200)와의 신호 송수신의 경우, 해당 휴대용측정장치(200)의 고유ID와 함께, 해당 센서모듈(100)의 고유ID 데이터도 함께 송신하거나 판별하도록 실시될 것이다. 그리하여 센서모듈(100)과 휴대용측정장치(200)가 서로 인식이 가능하도록 하고 송수신되는 제어신호의 처리 및 센싱데이터의 신호의 처리에도 이상이 없도록 하는 것이다.

아울러 센서모듈(100)에는 상기 센서부(110)에서 측정된 센싱데이터를 저장하고, 센서부(110)에서 측정하는 특정 오염물질의 종류에 따른 센싱데이터의 변환알고리즘데이터를 저장하며, 센서모듈(100)의 고유번호를 저장하는 메모리부(120)가 마련되는 것이다.

이러한 메모리부(120)에는 센싱된 데이터, 해당 센서모듈(100)에서 측정하게 될 오염물질에 대한 변환비율의 데이터, 해당 센서모듈(100)의 모듈정보(장치정보)의 데이터, 동기화로 데이터의 송수신을 할 수 있는 휴대용측정장치(200)의 정보데이터 등도 포함되어 저장될 수 있을 것이고, 기타 센서모듈(100)의 작동을 위한 알고리즘의 데이터 및 설정데이터 등도 포함되어 저장될 수 있을 것이다.

나아가 센서모듈(100)에는 측정된 센싱데이터를 휴대용측정장치(200)로 전송하는 송신부(140)가 마련되는 것이다. 본 발명에서는 센서모듈(100)에서의 데이터 송수신을 위한 부재의 명칭으로 "송신부"라고 명명하였으나, 센서모듈(100)에서 센싱데이터를 휴대용측정장치(200) 측으로 송신한다는 의미로 "송신부"라고 한 것이며, 휴대용측정장치(200)를 비롯한 다른 기기로부터 센서모듈(100)이 전혀 데이터를 수신하지 않는 것을 의미하지는 않는다. 실제로 센서모듈(100)이 정상적으로 휴대용측정장치(200)와 동기화되어 작동되도록 하기 위해서는 일부 휴대용측정장치(200)로부터 제어신호를 수신하거나, 인식에 대한 요청신호를 수신받게 될 것이다. 또는 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100) 사이에 다른 네트워크 부재 또는 데이터 송수신 장치가 유선 또는 무선으로 연결될 경우에는 이러한 중계장치로부터 일부 데이터를 수신받아 인식과정을 거치게 되므로, 다양한 실시환경에 알맞게 "송신부(140)"에서는 데이터를 송신 및 수신이 이루어지도록 실시될 수도 있을 것이다.

다음으로 상기 휴대용측정장치(200)의 구성을 살펴보면 다음과 같이 마련될 수도 있을 것이다.

즉 상기 센서모듈(100)로부터 전송되는 데이터를 수신받는 수신부(230)가 마련되는 것이다. 따라서 센서모듈(100)에서 특정 오염물질의 정보를 측정한 센싱데이터를 수신받게 되는 것이며, 이처럼 수신된 데이터는 마이크로컨트롤러부(220)에 전송하여 처리하게 된다.

아울러 앞서 센서모듈(100)에서의 "송신부(140)"에 대한 설명에서와 같이, 휴대용측정장치(200)의 "수신부(230)"의 용어는 센싱데이터를 수신받는 것을 의미하며, 기타 센서모듈(100)이라던가 필용한 경우 사용자의 관리용 장치로의 데이터 전송도 이루어지도록 실시될 수 있는 등, 수신뿐만 아니라 송신도 이루어지도록 실시될 수도 있을 것이다.

그리고 상기 센서모듈(100)로부터 전송받은 센싱데이터를 처리하여 표시부(240)에 표시하는 마이크로컨트롤러부(220)가 마련되는 것이다. 이러한 마이크로컨트롤러부(220)에서는 센서모듈(100)에서 특정 오염물질에 대해 측정하여 전송한 센싱데이터를 처리하도록 하는 것이다. 아울러 마이크로컨트롤러부(220)에서는 결합되는 센서모듈(100)을 인식하도록 하거나, 기타 다양한 사용자의 조작명령을 수행하도록 실시될 수 있을 것이다. 예를 들면 다수의 센서모듈(100)이 마련되는 경우에는 각각의 센서모듈(100)의 작동상태 점검, 센서모듈(100)에서 측정한 개별 측정데이터의 표시, 어두운 경우 표시부를 밝게 하는 램프의 기능, 그외 다른 장치로 측정값을 전송하는 기능 등 설치되는 환경에 알맞게 설정된 작동들을 수행할 수 있을 것이다.

또한 이러한 휴대용측정장치(200)의 각 부재들에 전원을 공급하는 전원부(210)가 마련되고, 센싱데이터를 표시하는 표시부(240)가 구비될 수 있을 것이다.

따라서 하나 또는 다수의 센서모듈(100)로부터 전송된 특정 오염물질의 센싱데이터가 표시부(240)에 표시됨으로써, 사용자는 손쉽게 오염물질의 정보를 확인할 수 있을 것이다.

특히 하나의 휴대용측정장치(200)에는 사용자가 알고 싶어하는 특정 오염물질을 측정하는 개별 센서모듈(100)을 교체하면서 장착할 수 있는 것으로, 사용자가 원하는 센서모듈(100)을 결합하면 해당 센서모듈(100)에 의해 측정된 특정 오염물질의 정보를 손쉽게 알 수 있을 것이다.

이는 다양한 오염물질에 대해서도 손쉽게 확인할 수 있으며, 단일의 휴대용측정장치(200)로 하는 하나의 표시부의 인터페이스만을 사용자가 보기 때문에 장치의 작동이 간단하게 된다. 즉 여러 오염물질에 대해 개별적으로 작동되는 장치인 경우에는 개별적으로 조작해야만 사용할 수 있으나, 하나의 휴대용측정장치(200)만 조작하기 때문에 손쉽게 다루게 되는 것이며, 이러한 단일의 휴대용측정장치(200)에 다만 사용자가 원하는 센서모듈(100)만 간단하게 교체하면서 사용하여, 곧바로 알고 싶어하는 특정 오염물질의 정보를 손쉽게 알 수 있는 것이다.

이와 같이 마련되는 본 발명의 환경정보모니터링시스템(10)에 있어서, 개별 상기 센서모듈(100)은 휴대용측정장치(200)와 결합 및 분리가 가능하도록 마련되는 것으로, 끼움 결합과 같이 일체결합접속형, 그리고 유선연결접속형, 나아가 무선접속형 등으로 접속되도록 실시될 수 있을 것이다.

우선 일체결합접속형은, 휴대용측정장치(200)에 센서모듈(100)을 끼우는 방식, 결착구에 의해 결합되도록 하는 방식 등으로 이루어지는 것이며, 이에 신호의 접속은 커넥터접속으로 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 결합되는 것이다.

그리고 유선연결접속형은, 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 서로 유선으로 연결되어 신호의 송수신이 유선접속에 의해 이루어지는 것이다.

이처럼 일체결합접속형 또는 유선연결접속형은 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 함께 일체로 또는 가깝게 위치되어 사용되는 것이며, 하나의 휴대용측정장치(200)에 하나의 센서모듈(100)이 결합될 수도 있고 또는 다수의 접속단자가 휴대용측정장치(200)에 마련되는 경우에는 다수의 센서모듈(100)과 연결되어, 동시에 다수의 오염물질에 대한 정보를 송수신할 수도 있을 것이다.

다음으로 무선신호접속 또는 네트워크망접속으로 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 접속되는 무선접속형이 마련될 수도 있을 것이다. 무선의 경우 근거리무선신호, 즉 RF 신호전송방식, 블루투스 등과 같은 근거리무선신호 전송방식이 적용될 수도 있을 것이다. 또는 공유기에 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 각각 접속되어 연결되는 경우에는 이러한 공유기를 중계기로 하는 내부네트워크망으로써 연결되도록 실시될 수도 있을 것이다.

나아가 공유기가 인터넷망과 연결되는 네트워크망을 구성한 경우에는 수십미터 또는 수백미터 이상으로 이격되어 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 마련되는 경우에도 실시될 수도 있을 것이다.

특히 이처럼 공유기를 중계기로 이용하는 무선신호접속 또는 네트워크망접속의 실시에서는 하나의 휴대용측정장치(200)에 하나의 센서모듈뿐만 아니라 다수의 센서모듈과 연결되도록 실시될 수도 있을 것이다. 또는 하나의 센서모듈에 대해서도 센싱된 센싱데이터가 하나의 휴대용측정장치(200)로 전송되도록 실시될 수도 있고, 공유기에 다수의 휴대용측정장치(200)가 연결되는 경우에는 다수의 휴대용측정장치(200)로도 센싱데이터가 전송되도록 실시될 수도 있을 것이다.

그리고 무선이나 네트워크망으로 접속되는 경우에는 하나의 휴대용측정장치(200)에 많은 수의 센서모듈(100)이 접속될 수 있어, 사용자는 원하는 센서모듈(100)을 선택하여 센싱된 데이터를 확인할 수 있을 것이다. 즉 하나의 센서모듈은 주방에 설치되어 부탄가스 또는 도시가스의 누출여부를 확인할 수 있고, 다른 하나의 센서모듈은 거실에 위치되어 거실 실내의 공기상태를 확인할 수 있을 것이다.

이에 하나의 휴대용측정장치(200)와 하나의 센서모듈(100)이 직접 결합되는 일체결합접속형으로 마련되어 실시되는 것이 보다 바람직할 것이며, 이는 작은 크기로 마련되고 직접 측정하고자 하는 지역에서 손쉽게 측정하거나, 간단하게 센서모듈(100)을 교체하면서 사용할 수 있기 때문이다.

이와 같이 마련되는 본 발명에 따른 교체형 센서모듈이 구비된 환경정보모니터링시스템(10)의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

이러한 환경정보모니터링시스템(10)은 특정 오염물질을 측정하는 하나 이상의 센서모듈(100)과 이러한 센서모듈(100)과 연결되는 휴대용측정장치(200)로 이루어진다.

또한 센서모듈(100)은 센서부(110), 메모리부(120), 중앙처리부(130), 송신부(140) 등을 포함하여 이루어진다.

그리고 휴대용측정장치(200)는 전원부(210), 마이크로컨트롤러부(220), 수신부(230), 표시부(240) 등을 포함하여 이루어진다.

이에 센서모듈(100)의 센서부(110)는 공기 중의 가스 농도, 특정 오염물질 등을 측정하는 측정부(111), 측정된 신호를 증폭하는 증폭부(112) 등으로 포함하여 이루어질 수 있을 것이다.

그리고 이러한 센서부(110)는 다양한 공기 중의 가스 또는 특정 오염물질이나 상태정보 등을 측정하기 위하여 다수 개로 구비될 수 있을 것이다. 또는 특정 오염물질이나 특정 상태정보를 측정하도록 마련된 센서부(110)가 하나만 장착된 센서모듈(100)이 다수 개로 구비될 수도 있을 것이다.

따라서 사용자는 자신이 원하는 오염물질의 정보 또는 상태정보를 측정할 수 있는 센서모듈(100)을 휴대용측정장치(200)에 교체하여 작동하게 된다.

아울러 센서모듈(100)의 메모리부(120)는 센서 종류에 대한 정보 및 센서 감도 보정 데이터를 저장하게 된다.

그리고 센서모듈(100)의 중앙처리부(130)는 상기 센서부(110)에서 측정된 아날로그값을 디지털 값으로 변환처리하게 된다.

또한 이러한 중앙처리부(130)는 변환 프로그램에 의하여 센서부(110)에서 측정된 아날로그 값을 디지털 값으로 연산하여 처리하는 것이다.

그리고 송신부(140)는 상기 중앙처리부(130)에서 처리된 결과를 휴대용측정장치(200) 측으로 전송하게 된다.

다음으로 휴대용측정장치(200)의 전원부(210)는 휴대용측정장치(200)의 각 부재들에 전원을 공급하고, 내장 배터리의 충방전 전류를 제어하게 된다. 이에 더하여 결합되는 센서모듈(100) 측으로도 전원이 공급되도록 실시될 수도 있을 것이다.

그리고 휴대용측정장치(200)의 마이크로컨트롤러부(220)는 수신부(230)에서 수신된 데이터를 처리하는 것으로, 특정 오염물질에 대한 센싱데이터를 해당 오염물질의 변환 임계치(기준값)를 기준으로 하여 연산한 후 표시부로 전송하여 표시되도록 제어한다.

또한 수신부(230)는 센서모듈(100)에서 전송된 데이터를 수신받는 것으로, 수신된 데이터는 마이크로컨트롤러부(220)로 전송한다.

나아가 휴대용측정장치(200)의 표시부(240)는 상기 마이크로컨트롤러부(220)에서 처리된 결과데이터를 표시하는 것이다.

이와 같이 마련되는 본 발명에 따른 교체형 센서모듈(100)이 구비된 환경정보모니터링시스템(10)의 휴대용측정장치(200) 및 센서모듈(100)에서의 프로세싱 작동의 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

우선 작동을 위해 센서모듈(100)이 휴대용측정장치(200)에 결합되는 것이다.

특히 상기 센서모듈(100)은 공기 중의 소정의 가스를 측정하는데, 공기중에 포함된 H₂, CO, NH₃, CH₄, NO₂, VOC, O, CO₂, 오존, 미세먼지, 중금속, 석면, 라돈, 포름알데히드, 병원성세균 등 중에서 어느 하나 이상을 포함하여 공기 중의 가스를 측정하는 것이다.

이러한 센서모듈(100)은 하나씩마다 상기에 열거된 다수 가스 또는 특정 가스만을 측정할 수 있는 것이고, 사용자는 측정을 원하는 가스를 센싱할 수 있는 센서모듈(100)을 선택하여 휴대용측정장치(200)에 결합하게 된다. 물론 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)은 커넥터소켓이 마련되어 끼움결합에 의하여 접속되도록 마련될 수 있을 것이다. 또한 기타 유선의 접속, 또는 무선이나 내부네트워크망 아니면 인터넷으로 연결되는 네트워크망 등을 통하여 휴대용측정장치(200)와 센서모듈(100)이 서로 접속하게 되어 센싱된 데이터를 송신 또는 수신할 수 있을 것이다.

이처럼 휴대용측정장치(200)에 센서모듈(100)이 유선, 무선 또는 커넥터 중 어느 방식으로 접속되면 작동을 하게 된다.

이에 우선 센서모듈(100)의 센서부(110)가 정해진 알고리즘에 따라 작동을 한다(S310).

다음 대기 중의 가스 농도를 측정하기 위하여 센서 초기화를 수행한다(S320). 이러한 센서 초기화는 최초 전원 공급시에만 수행할 수 있다. 또한 센서 초기화시 오류가 발생한 경우에는 휴대용측정장치(200)로 오류 데이터를 전송하여 알람신호가 출력하도록 하여(S360), 사용자에게 알릴 수 있도록 실시될 수 있을 것이다.

그리고 센서모듈(100)에서 센서부(110)의 측정부(111)에서 대기 공기 중에 포함된 소정의 가스의 농도를 측정한다(S330).

또한 측정된 센싱데이터는 센서모듈(100)의 중앙처리부(130)에서 처리되어 메모리부(120)에 저장되는 것이다(S340).

그리고 측정된 센싱데이터는 중앙처리부(130)의 제어에 따라 센서모듈(100)의 송신부(140)에서 발신하게 된다(S350).

이에 휴대용측정장치(200)의 수신부(230)에서는 센서모듈(100)의 송신부(140)에서 발신된 센싱데이터를 수신받게 된다(S370).

이처럼 센서모듈(100)의 송신부(140)에서 발신된 데이터는 휴대용측정장치(200)의 수신부(230)에서 수신받으며, 송신부(140)와 수신부(230)는 커넥터접속, 유선접속, 무선접속, 네트워크망 접속 등의 방식 중에서 어느 하나의 접속방식으로 연결되는 것이다. 그리하여 일체형, 유선연결형, 무선의 분리형 등 다양한 형태로 이루어지는 것이며, 이에 각각의 접속형태에 알맞은 신호의 전송방식으로 실시될 수 있을 것이다.

그리고 센서모듈(100)의 송신부(140)에서 휴대용측정장치(200)의 수신부(230)로 전송되는 데이터는 센서부(110)에서 측정된 센싱데이터를 포함하여, 센서모듈(100)의 정보도 포함되도록 하여, 전송받은 휴대용측정장치(200)에서 해당 센서모듈(100)의 정보를 분석하여 측정된 센싱데이터가 어느 가스에 해당하는지 정보를 분류하게 되며, 해당 가스의 분석 알고리즘에 따라 데이터를 처리하여 표시하게 될 것이다. 이러한 분석알고리즘의 데이터, 각 가스에 맞는 분류의 정보 데이터 등은 휴대용측정장치(200)의 데이터저장부에 저장되어 이용될 수 있을 것이다.

아울러 이처럼 각 가스의 정보에 따른 분류의 정보, 그리고 해당 가스에 알맞은 분석알고리즘을 따라 분석하기 위해, 센서모듈(100)에서 전송되는 센서모듈(100)의 기기정보의 데이터는 휴대용측정장치(200)에서 분석이 가능한 형태로 정하여져 전송되어야 할 것이다.

이와 같이 센서모듈(100)로부터 센싱데이터를 수신받은 휴대용측정장치(200)에서는, 수신된 데이터에 대해서 마이크로컨트롤러부(220)에서 분석하여 수신받은 데이터의 이상유무를 판별하고(S380), 수신받은 데이터에 이상이 없으면 센서모듈(100)의 기기정보분석, 센싱데이터의 분석 등의 데이터를 처리하게 될 것이다(S390).

그리고 마이크로컨트롤러부(220)에서는 처리되는 데이터에 대해서, 소정의 각 가스별로 미리 설정된 임계값과 비교하게 되고(S400), 비교판별된 센싱데이터의 분석 데이터를 데이터저장부에 저장하고 표시부(240) 측으로 전송하게 될 것이다(S410).

따라서 표시부(240)에서는 분석된 센싱데이터를 표시하게 되는 것이다(S420). 그리하여 사용자는 표시부(240)에 표시되는 센싱된 측정값을 읽으면서 소정 공간의 공기 중에 포함된 소정의 가스 농도의 정도를 손쉽게 알 수 있을 것이다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.

10 : 환경정보모니터링시스템
100 : 센서모듈 110 : 센서부
111 : 측정부 112 : 증폭부
120 : 메모리부 130 : 중앙처리부
140 : 송신부
200 : 휴대용측정장치 210 : 전원부
220 : 마이크로컨트롤러부 230 : 수신부
240 : 표시부

Claims (8)

1. 특정 오염물질을 측정한 센싱데이터를 센서모듈로부터 전송받아 표시하는 휴대용측정장치; 및
   특정 오염물질을 측정하고 휴대용측정장치로 측정한 센싱데이터를 전송하는 하나 이상의 센서모듈;
   을 포함하고,
   상기 센서모듈은:
   특정 오염물질을 측정하는 센서부;
   상기 센서부에서 측정된 센싱데이터를 연산하여 메모리부에 저장하는 중앙처리부;
   상기 센서부에서 측정된 센싱데이터를 저장하고, 센서부에서 측정하는 특정 오염물질의 종류에 따른 센싱데이터의 변환알고리즘데이터를 저장하며, 센서모듈의 고유번호를 저장하는 메모리부; 및
   측정된 센싱데이터를 휴대용측정장치로 전송하는 송신부;
   를 포함하며,
   상기 휴대용측정장치는:
   상기 센서모듈로부터 전송되는 데이터를 수신받는 수신부;
   상기 센서모듈로부터 전송받은 센싱데이터를 처리하여 표시부에 표시하는 마이크로컨트롤러부;
   전원을 공급하는 전원부; 및
   센싱데이터를 표시하는 표시부;
   를 포함하고,
   상기 센서모듈은, H₂, CO, NH₃, CH₄, NO₂, VOC, O, CO₂, 오존, 미세먼지, 중금속, 석면, 라돈, 포름알데히드, 병원성세균 중 어느 하나 이상의 오염물질을 측정하며,
   개별 상기 센서모듈은 오염물질의 종류별로 구비되고 오염물질의 종류에 따라 교체가 가능한 교체형으로 구비되며 센서모듈의 모듈정보를 휴대용측정장치로 전송하고,
   상기 휴대용측정장치는 교체된 개별 센서모듈의 모듈정보를 수신받아 센서모듈에 해당하는 특정 오염물질별로 설정된 기준값으로 센싱데이터를 분석하며,
   오염물질의 종류별로 구비된 센서모듈의 정보로 ID정보가 포함되고, 센서모듈의 ID정보를 수신받은 휴대용측정장치에서 센서모듈의 ID 데이터를 판별하여 해당 센서모듈에서 측정하게 되는 오염물질을 판별하는 것을 특징으로 하는 환경정보모니터링시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 센서모듈은,
   커넥터접속으로 휴대용측정장치와 결합되는 일체결합접속형,
   유선접속으로 휴대용측정장치와 연결되는 유선연결접속형,
   무선신호접속 또는 네트워크망접속으로 휴대용측정장치와 접속되는 무선접속형,
   중 어느 하나의 접속형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환경정보모니터링시스템.
   
7. 휴대용측정장치와 센서모듈이 접속되고, 센서모듈의 센서부가 작동하는 단계;
   센서부에 대해서 센서 초기화를 수행하는 단계;
   센서모듈의 센서부에서 특정 오염물질의 농도를 측정하는 단계;
   측정된 센싱데이터를 센서모듈의 중앙처리부에서 처리하여 메모리부에 저장하는 단계;
   센서모듈의 중앙처리부의 제어에 따라 송신부에서 측정된 센싱데이터를 발신하는 단계;
   휴대용측정장치의 수신부에서 센싱데이터를 수신받는 단계;
   휴대용측정장치의 마이크로컨트롤러부에서 수신받은 데이터의 이상유무를 판별하는 단계;
   수신받은 데이터에 대한 이상유무의 판별 이후, 휴대용측정장치의 마이크로컨트롤러부에서 센싱데이터를 분석하는 단계; 및
   표시부에서 분석된 데이터를 표시하는 단계;
   를 포함하고,
   개별 상기 센서모듈은 오염물질의 종류별로 구비되고 오염물질의 종류에 따라 교체가 가능한 교체형으로 구비되며 센서모듈의 모듈정보를 휴대용측정장치로 전송하고,
   상기 휴대용측정장치는 교체된 개별 센서모듈의 모듈정보를 수신받아 센서모듈에 해당하는 특정 오염물질별로 설정된 기준값으로 센싱데이터를 분석하며,
   오염물질의 종류별로 구비된 센서모듈의 정보로 ID정보가 포함되고, 센서모듈의 ID정보를 수신받은 휴대용측정장치에서 센서모듈의 ID 데이터를 판별하여 해당 센서모듈에서 측정하게 되는 오염물질을 판별하는 것을 특징으로 하는 환경정보모니터링시스템의 제어방법.
   
8. 제 7항에 있어서,
   휴대용측정장치의 마이크로컨트롤러부에서 센싱데이터를 분석하는 단계 이후,
   마이크로컨트롤러부에서는 특정 오염물질의 설정된 임계값과 비교하는 단계;
   비교 판별된 데이터를 표시부 측으로 전송하는 단계;
   를 더 포함하여,
   표시부에서 분석된 데이터를 표시하는 것을 특징으로 하는 환경정보모니터링시스템의 제어방법.
   

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