KR20170053238A

KR20170053238A - 크라우드 서비스에 의한 에너지 절감과 전력 절감을 하는사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 및 그제어방법

Info

Publication number: KR20170053238A
Application number: KR1020150155464A
Authority: KR
Inventors: 김창호; 김영범
Original assignee: 김창호
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-05-16

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 크라우드 서비스에 의한 에너지 절감과 전력 절감을 하는 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템에 있어서 IoT 스마트 홈/ 빌딩 오토메션 서비스를 제공하면서 연결된 기기들이 아무런 이벤트 처리도 없이 단순히 데이터를 송, 수신 하기 위해서 대기하면서 소비하는 전력인 Network standby power 와 기기들의 전원 오프 시 대기전력(standby power)을 완전히 차단하여 낭비전력을 최소로 한다.
또 냉/난방 기기(공조 설비)등을 생활 습관과 사용 패턴에 맞게 최적의 동작 조건 찾아내기 위해 데이터를 수집 Big data 처리를 통해 수집, 분석, 연산, 저장을 하여 제어 조건 일치 시 제어 룰에 따라서 기기를 제어하여 에너지를 최대로 효율적으로 관리하여 에너지 낭비를 최소로 한다.
다른 연결된 기기들(가습기, 제습기 (미 도시))도 기능에 맞게 제어 조건을 만족하면 전원 공급을 차단하고 만족하지 못하면 자동으로 전원을 공급하여 제어하여 조건을 만족되도록 제어한다.
또 전원을 차단하지 않는 기기들(냉장고, 비데, 전기레인지 등)도 제어조건이 만족되면 전원을 차단하여 소비전력을 줄이고 만족 못하면 다시 전원을 자동으로. 공급하여 전력 소비를 줄이도록 관리하여 현재 사용중인 기기와 동일한 기기를 사물인터넷 IoT(Internet of Things) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템에 연결하는 경우 이용자가 늘어나면 늘어날수록 현재 사용전력 보다 도 더 전력 및 에너지를 적게 소비하면서 빅데이터를 처리를 통해 인위적인 개입 없이도 최적의 제어조건을 찾아 자동으로 기기를 제어하여 최상의 생활의 가치를 제공하면서 에너지를 효율적으로 관리하는 IoT 스마트홈/빌딩 오토메션시스템 이다.

Description

크라우드 서비스에 의한 에너지 절감과 전력 절감을 하는 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 및 그 제어방법{omitted}

본 발명은 크라우드 서비스를 하기 위한 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템(이하 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 이라 함)으로 크라우드 서비스를 위한 IoT(Internet of Things, 사물 인터넷) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 플랫폼과 하드웨어 플랫폼을 구비하여 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션 서비스를 제공하면서 연결된 기기들이 아무런 이벤트 처리도 없이 단순히 데이터를 송,수신 하기 위해서 대기하면서 소비하는 전력인 Network standby power 와 기기들의 전원 오프 시 대기전력(standby power)을 완전히 차단하여 낭비전력을 최소로 한다.

또 냉/난방 기기(공조 설비 등)를 생활 습관과 사용 패턴에 맞게 최적의 동작 조건 찾아내기 위해 데이터를 수집 Big data 처리를 통해 수집, 분석, 연산, 저장을 하여 제어 조건 일치 시 제어 룰에 따라서 기기를 제어하여 에너지를 최대로 효율적으로 관리하여 에너지 낭비를 최소로 한다.

다른 연결된 기기들(가습기, 제습기 (미 도시))도 기능에 맞게 제어 조건을 만족하면 전원 공급을 차단하고 만족하지 못하면 자동으로 전원을 공급하여 제어하여 조건을 만족되도록 제어한다.

또 전원을 차단하지 않는 기기들(냉장고, 비데, 전기레인지 등)도 제어조건이 만족되면 전원을 차단하여 소비전력을 줄이고 만족 못하면 다시 전원을 자동으로. 공급하여 전력 소비를 줄이도록 관리하여 현재 사용중인 기기와 동일한 기기를 사물인터넷 IoT(Internet of Things) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템에 연결하는 경우 이용자가 늘어나면 늘어날수록 현재 사용전력 보다 도 더 전력 및 에너지를 적게 소비하면서 빅데이터를 처리를 통해 인위적인 개입 없이도 최적의 제어조건을 찾아 자동으로 기기를 제어하여 최상의 생활의 가치를 제공하면서 에너지를 효율적으로 관리하는 IoT 스마트홈/빌딩 오토메션시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

다양한 분야에서 IoT 기술이 적용되고 확산됨에 따라서 스마트 홈/빌딩 오토메이션 시스템 서비스 사업에도 IoT 기술이 도입되고 있다.

이렇게 IoT 도입에 따라서 연결된 기기들이 아무런 일도 처리하지 않아도 언제 데이터가 송/수신될지 몰라 대기하는 Network standby power 상태를 유지하기 때문에 항상 전력을 소비하고 있어 IoT 가 도입되면 될수록 전력 소비가 급증할 것으로 예상된다.

이를 줄이기 위해서 국제에너지기구(IEA)에서는 줄일 수 있는 방법 대책을 찾아 국가가 규제할 것을 권고하고 있다.(2020 년 예상 추가로 전력이 850TWH 더 필요) 그래서 G20 정상회담에서 대책 마련을 위한 액션플랜으로 택하였다.(2015 년 1 월) 또한 크라우드 플랫폼의 기능이 단순한 제어를 탈피하기 위하여 최근 IoT 기기에서 생성되는 데이터의 양이 급증하고 이를 효율적으로 분석할 수 있는 데이터 분석 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.

대용량의 데이터를 분석할 수 있는 Big data 기술이 IoT 데이터 분석을 위한 기술적인 대안으로 주목을 받고 있으며, IoT 데이터의 특성으로 인해 실시간 분석 기술이 함께 요구되고 있다.

그러나 연결된 기기들이 아무런 일 처리도 없는 상태에도 실시간으로 데이터를 수집하여 많은 데이터를 처리하기 위해서 불필요한 데이터까지도 수집 처리하기 때문에 이로 인한 크라우드 서버에 부하가 많이 걸려 전력소비도 늘어나고 데이터를 저장하기 위한 메모리 용량도 늘어나는 문제가 있다.

또 연결된 기기들이 Network standby 상태와 전원을 오프 한 상태에서도 Network standby power 와 대기전력(Standby power)이 낭비되는 문제가 있다.

그리고 전원을 차단하지 않는 기기들 즉 계속 전원을 공급하는 기기들(보일러, 에어컨, 공조설비, 냉장고, 정수기, 비데 등)도 제어를 하여 제어조건이 만족된 상태가 되어도 기기들에 전원이 계속 공급되어 전력을 낭비하는 문제가 있다.

본 발명은 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 서비스 크라우드 플랫폼에 연결된 기기들(냉/난방 기기, T.V, 냉장고, 세탁기, 전기레인지, 전자레인지, 식기세척기, 방범/방재 기기, 가습/제습 기기 등 )이 아무런 일 처리를 하지 않는 Network standby 상태와 전원 오프 상태에서 Network standby power 와 기기의 대기전력을 자동으로 차단하는 구성 및 방법은 특허공고 10- 0945210, 10-0934970,와 본 출원인 이 출원한 특허출원 10-2015-0003210, 10-2015-0009076, 10-2015-0028858 에서 와 같이 구성하여 필요 시에만 기기에 전원을 공급되도록 하여 전력소비를 줄이도록 하고 있다.

본 발명에서는 연결된 기기가 동작 중일 때 만 필요한 데이터를 수집, 연산, 분석, 저장, 제어를 수행 할 수 있도록 빅 데이터(big data) 처리하여 처리된 최적의 조건으로 기기를 제어하여 에너지 소비를 효율적으로 관리하기 위한 크라우드 서비스인 IoT(Internet of Things, 사물 인터넷) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 플랫폼과 하드웨어 플랫폼(IoT 기기)을 구비하여 이용자들에게 편리하고 쾌적한 삶과 새로운 차원의 서비스 이용자들에게 제공하고, 서비스이용자가 늘면 늘수록 현재보다 전력 소비와 에너지 소비가 줄고 이에 국가는 예상되는 전력량 증가에 대비한 설비투자 없이도 예상되는 전력 사용량 증가 문제를 해결할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따르면,크라우드 서비스를 제공하는 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템은, 플랫트폼 구성은 IoT 기기들을 제어하고 관리하며 상기 IoT 기기들의 이벤트에 대한 제어 룰을 관리하도록 구성되는 서비스 플랫폼; 및 상기 서비스 플랫폼과 통신하면서

상기 IoT 기기들로 부터의 수집된 데이터를 분석하도록 구성되는 분석 플랫폼을 포함한다.

또한, 상기 IoT 기기들이 동작하는 동안 기기들에서 연산 가공된 실 시간적으로 송신되는 데이터를 수집하는 데이터 취합 모듈을 더 포함한다,

또한, 상기 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 서비스 플랫폼은, 상기 IoT 기기들의 행동에 대한 제어 룰을 포함하는 제어 룰 엔진; 상기 제어 룰 엔진을 관리하도록 구성되는 제어 룰 엔진 관리 모듈;

상기 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템에 연결되는 장치들 및 상기 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 클라우드 서비스 시스템에서 사용되는 디바이스/앱들을 관리하도록 구성되는 디바이스/앱 관리 모듈;

상기 시스템의 상태를 표시하도록 구성되는 대시보드;

상기 대시보드를 관리하도록 구성되는 대시보드 관리 모듈; 상기 데이터를 효율적으로 관리하도록 구성되는 데이터 서비스 관리 모듈; 및 국제 표준 기반의 서버/단말 인터페이스 기능을 제공하는 ETSI(European Telecommunications Standards Institute) 인터페이스 관리 모듈을 포함한다.

또한, 상기 분석 플랫폼은, 분석된 데이터를 시각적으로 보여주도록 구성되는 데이터 시각화 모듈; 상기 IoT 기기들로부터의 데이터를 동적으로 취급하는(manipulate) 동적 데이터 취급 모듈; 상기 데이터를 분석한 결과를 리포트 하는 리포트 생성 모듈; 상기 데이터를 일괄적으로(batch) 분석하도록 구성되는 데이터 일괄 분석 모듈; 및 상기 데이터를 실 시간적으로 분석하도록 구성되는 데이터 스트림 분석 모듈을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 서비스를 제공하는 방법은 IoT 기기 들에 장착된 센서들로부터 발생되는 실 시간적 센서 데이터을 수신하는 수단과 데이터 분석 결정단계에서 실시간 이벤트 처리로 결정되는 경우, 제어 룰 엔진에서 이벤트를 처리하는 수단; 상기 처리하는 단계 이후 이벤트 처리 리포트를 발생시키는 수단;

또한, 상기 결정단계에서 실시간 데이터 분석으로 결정되는 경우, 데이터 스트림 분석 수단;

데이터 일괄 분석 모듈에서 일괄적으로 데이터를 분석하는 일괄 분석하는 수단;을 구비한다.

본 발명의 크라우드 서비스를 위한 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템은 연결되는 기기들이 이벤트 처리없이 대기하는 의 Network Standby 시 낭비되는 Network standby power 와 기기의 전원이 오프 되었을 때 낭비되는 대기전력(standby power)을 완전히 차단하여 낭비되는 전력 줄여 사용자의 전기요금을 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템을 적용하기 전보다 더 줄이고 빅 데이터를 통해 에너지를 효율적으로 관리하여 에너지절감을 통해 CO2 배출을 줄여 환경 오염을 방지하면서 편안함과 편리한 새로운 가치를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IoT 스마트 홈/ 빌딩 오토메션시스템의 구성을 예시한 도면
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 홈 난방 구성을 예시한 도면
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘센트(outlet)아웃렛을 예시한 도면
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 구성을 예시한 도면 도면
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도조절기의 구성을 예시한 도면

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 일 실시 예에 대한 상세한 설명에 있어서,

이하, 도면을 통해 발명의 구성을 상세히 설명한다.

참고적으로, 도면에 기재된 모든 M2M(Machine-to-machine)은 본 명세서에서는 IoT(사물 인터넷, Internet of Things)로 해석될 수 있으며, 명세서 전체적으로 이벤트(event)는 제어로 해석될 수 있다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 용어들 중 '플랫폼'은 '모듈' 또는 '구성부'와 동일하거나 극히 유사한 의미로 사용되었다.

도 1 은 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 의 구성을 예시한 도면으로 크라우드 상에 IoT 스마트 홈/ 빌딩 오토메션시스템 플랫폼(platform)과 원격 단말기기들, 스마트홈/빌딩(하드웨어 플랫폼(platform))으로 구성한다.

본 발명에 따른 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 플랫폼은 데이터의 분석을 담당하는 분석 플랫폼과 서비스를 관리하는 서비스 플랫폼으로 구성된다.

상기 분석 플랫폼과 서비스 플랫폼은 서로 데이터를 통신할 수 있는 구성을 가질 수 있다.

상기 서비스 플랫폼은,

상기 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 시스템과 연결되는 기기들 및 상기 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 에서 사용되는 디바이스/앱들을 관리하도록 구성되는 디바이스/앱 관리 모듈,

상기 시스템의 상태를 표시하도록 구성되는 대시보드 및 상기 대시보드를 관리하도록 구성되는 대시보드 관리 모듈,

상기 IoT 기기들의 이벤트에 대한 제어 룰을 포함하는 제어 룰 모듈 엔진 과 상기 제어 룰 엔진을 관리하도록 구성되는 제어 룰 엔진관리 모듈,

상기 데이터를 효율적으로 관리하도록 구성되는 데이터 서비스 관리 모듈,

그리고 국제 표준 기반의 서버/단말 인터페이스 기능을 제공하는 ETSI(European Telecommunications Standards Institute) 인터페이스 관리 모듈을 포함하여 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 플랫폼을 구성한다.

또한, 상기 분석 플랫폼은, 분석된 데이터를 시각적으로 보여주도록 구성되는 데이터 시각화 모듈; 상기 IoT 기기들로부터의 데이터를 동적으로 취급하는(manipulate) 동적 데이터 취급 모듈; 상기 데이터를 분석한 결과를 리포트 하는 리포트 생성 모듈; 상기 데이터를 일괄적으로(batch) 분석하도록 구성되는 데이터 일괄 분석 모듈; 및 상기 데이터를 실 시간적으로 분석하도록 구성되는 데이터 스트림 분석 모듈을 포함하도록 구성한다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 5 에 의거 스마트 홈/빌딩의 하드웨어 플랫폼(platform)구성을 설명하면,

본 발명에서는 일 실시 예로 온도조절기(200),난방 기기인 보일러(300) 외부온도센서로 구성한 난방 제어를 위한 구성 및 제어방법을 설명하면

먼저, 모든 기기와 연결이 가능하도록, 인터넷 과 연결되는 모뎀, 허부(Hub)와 IP 를 체크하여 자신의 IP 가 확인되면 기기들에 전원을 공급하기 위해 기기에 콘트롤 펄스를 공급 하는 통로인 이더넷 케이블(USB 콘넥터), 또 기기에 전원이 공급되도록 콘트롤 펄스를 제어하는 제어부로 구성한 마스터(400);

집에 사람이 있는지 없는지를 감지하기 위해 구비한 재실감지센서(500);

기기들에 전원을 공급과 콘트롤 펄스를 기기에 전달하는 연결 하는 수단(USB 또는 이더넷(ethernet)콘넥터)을 구비한 콘센트(100);

온도조절기(200)의 구성 및 동작은 기기에서 소비되는 전력을 측정하기 위한 전력측정모듈, 측정된 테이터를 크라우드 플랫폼 또는 기기간 통신을 하기 위한 WIFI또는 Z웨이브로 통신모듈을 구비하고, 수동, 원격 전원공급/차단모듈에 마스터(400)로부터 펄스전원을 전달하기 위한 USB 또는 이더넷 콘넥터를 구비한다.

또 온도 조절을 하고자 하는 조건이 만족되면, 기기에 전원 공급을 차단하여 Network standby power 와 대기전력을 차단하고, 온도 조절을 하고자 하는 조건이 만족되지 않으면, 전원을 공급하도록 위한 수동, 원격 전원공급/차단 모듈을 구비하여 제어하고자 하는 조건이 만족될 때 까지 제어하기 위하여 AC 전원을 공급한다.

전원이 차단 되었을 때, 최소한의 기능만 살려 전력소비를 최소로 하기 위해 외부로부터 입력을 받기 위한 WIFI또는 Z웨이브모듈의 통신부와 마이크롤콘트롤러에 만 전원을 공급하기 위한 슬립모드 전원공급부(전원 공급시 충전하는 슈퍼캐패시터 나 충전용 밧데리 등으로 구성할 수 있다)를 구비하여 주기적으로 마이크로콘트롤러는 깨어나서 통신 여부를 체크하고 수신 데이터가 없으면 다시 슬립모드로 돌아가 전력 소비를 최소로 하도록 제어한다.

또 룸의 온도와 제어 상태 등을 표시하는 표시부, 룸 온도를 센싱하는 룸 온도센서, 온도조절기에 입력을 하기 위한 스위치 입력부, 전원이 공급되면 온도조절기에 필요한 전원 만들어 공급하는 전원부,

또한, 온도조절기의 모든 제어를 하기 위한 마이크로콘트롤러로 구성한다.

한편, 집 외부의 온도를 측정하여 측정값을 온도조절기(200)나 플랫폼에 전송하기 위한 외부온도센서를 구비한다.

보일러(300)의 구성 및 동작은 보일러에서 소비되는 전력을 측정하기 위한 전력측정모듈, 온도조절기(200)와 통신을 하기 위한 WIFI또는 Z웨이브 통신모듈(또는 유선으로도 가능)을 구성하고, 또 수동, 원격 전원공급/차단모듈에 마스터(400)로부터 펄스전원을 전달하기 위한 USB 또는 이더넷 콘넥터를 구비한다.

또 온도조절기(200)으로부터 제어 신호를 받아 제어 신호에 따라서 보일러(300)에 전원을 공급, 차단이 가능하게 수동, 원격 전원공급/차단모듈을 구비하여 차단 시 Network standby power 와 대기전력을 차단한다. 이와 같이 제어 조건에 맞추어 제어하여 기기에 AC 전원을 공급 차단한다.

전원이 차단되었을 때, 최소한의 기능만 살려 전력소비를 최소로 하기 위해 외부로부터 입력을 받기 위한 WIFI또는 Z웨이브모듈과 마이크롤콘트롤러에만 전원을 공급하기 위한 슬립모드 전원공급부(전원 공급시 충전하는 슈퍼캐패시터나 충전용 밧데리 등으로 구성할 수 있다. 무선인 경우만 구비)를 구비한다.

또 보일러(300)의 제어 상태 등을 표시하는 표시부, 난방을 하기 위해 수단으로 부하을 구비하고,

또한 보일러에 설정값 등을 입력하기 위한 스위치 입력부, 전원이 공급되면 보일러에 필요한 전원 만들어 공급하는 전원부와 보일러의 모든 제어를 하기 위한 마이크로콘트롤러로 구성한다.

본 발명의 제어방법을 설명하면,

사용자가 온도조절기로 온도를 설정하면 설정된 온도 보다 현재온도가 낮아 난방을 하는 경우 난방 제어방법은 현재 룸 온도와 설정온도를 비교하는 과정과 제어하는 단계;

온도조절기는 룸 온도와 외부 온도 센서로부터 외기온도 데이터를 수집한다.

룸 온도가 설정온도 보다 낮은 경우 제어조건을 만족하지 못하므로 난방을 하기 위해 보일러를 가동하도록 제어하여 난방을 한다.

데이터 수집 및 가공, 전송하는 단계;

온도조절기는 난방을 시작하면 난방 시 시간당 온도 변화율을 체크하여 (같은 용량의 보일러로 가열을 하더라도 계절, 홈/ 빌딩의 배관 상태 등에 환경에 따라서 다 달라지므로 예를 들어 온도 1℃ 상승에 걸린 시간) 연산하여 가공한 데이터(온도변화율), 가동시간, 룸 온도, 외기 온도 등 시간, 날자, 데이터를 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 플랫폼에 빅 데이터 big data 처리를 위한 데이터로 전송한다.

보일러 및 온도조절기의 전원을 차단하는 단계;

보일러를 가동하여 온도가 설정한 온도에 도달하여 제어조건이 만족되거나 플랫폼으로부터 중지 명령을 수신하면, 보일러 및 온도조절기는 수동, 원격 전원공급/차단 모듈을 전원공급을 차단하도록 제어하여 온도조절기(200)과 보일러(300)에서 낭비되는 Network standby power 와 대기전력을 차단하여 온도조절기(200)과 보일러(300)에서 낭비되는 전력을 차단하여 에너지 낭비를 줄인다

전원이 차단되면 온도조절기는 최소한의 기능만 살려 전력소비를 최소로 하기 위해 외부로부터 입력을 받기 위한 WIFI또는 Z웨이브모듈과 마이크롤콘트롤러에만 전원을 공급하기 위한 슬립모드 전원공급부로부터 전원을 공급받아 슬립모드와 웨이크 모드를 주기적으로 반복하여 가며 웨이크모드 시에 온도 제어 조건을 체크하고 조건을 만족하지 못하거나 원격으로 제어 신호가 수신되면 상기의 현재 룸 온도와 설정온도를 비교하는 과정과 제어하는 단계를 수행한다.

플랫폼에서 데이터 수집, 분석, 저장, 제어하는 단계;

온도조절기와 포털 사이트로부터 수집된 데이터(날자, 시간, 온도변화율, 온도, 가동시간 등) 관련 데이터들의 분석을 담당하는 분석 플랫폼 에서 수집된 데이터를 분석, 연산, 저장하고 제어 룰을 조건에 맞게 가공하여 제어 룰 모듈은 가공된 조건으로 제어한다.

예를 들어

일, 주간, 월간, 년간 수집된 데이터를 분석, 가공, 저장하여 축적된 데이터로부터 제어 룰 모듈은 최적의 온도를 유지하도록 제어기기들을 제어한다.

상기 데이터가 축적된 상태에서

외출 시 제어;

집을 떠나면 재실 감지센서(500)로부터 집을 떠난 것으로 감지되어 감지데이터가 플랫폼에 수신되면 플랫폼의 제어 룰 모듈은 온도조절기(200)에 난방을 중지하도록 온도조절기에 제어 명령을 송신한다.

이 때 온도조절기(200)은 상기 보일러 및 온도조절기의 전원을 차단하는 단계를 수행하여 Network standby power와 대기전력을 차단하여 온도 조절기(200)과 보일러(300)에서 낭비되는 전력을 차단한다.

귀가 시 제어;

플랫폼에 생활의 패턴 데이터를 분석 하여 제어 룰을 결정하여 제어 룰 모듈에서 제어하는 단계로 예상 귀가시간 내에 원하는 온도로 제어할 수 있는지 판단하는 단계에서 불가능하다고 판단되는 경우 제어로 (예를 들면, 축적된 데이터에서 퇴근시간이 6시 이고 귀가하는데 걸리는 시간이 1시간이라 가정하면, 플랫폼에서 빅데이터를 분석 하여 온도변화율 데이터를 확인하여 1시간 내에 난방을 하여도 원하는 온도에 도달이 불가능하다고 판단되는 경우 원하는 온도에 도달하기 위한 난방 예상시간을 연산하여 6시가 되기 전이라도) 난방에 걸리는 계산된 시간 산출하여 디바이스/앱 관리 모듈은 계산된 시간에 스마트폰으로 귀가 시간(문자 등)을 확인 요청한다.

귀가 예정 시간이 스마트폰으로 입력되면 플랫폼에서 해당시간을 산출하여 제어 룰 모듈에서 온도조절기(200)과 보일러 (300)을 가동시켜 난방을 하도록 제어한다.

예상 귀가시간 내에 원하는 온도로 제어할 수 있는지 판단하는 단계에서 가능하거나 너무 충분하다고 판단되는 경우 제어로 과 난방이 되지 않토록 불필요하게 보일러를 미리 가동하지 않고, 적절한 시간에 가동시키도록 제어 룰 모듈은 온도조절기(200)과 보일러 (300)을 가동시켜 난방을 하도록 제어하여 난방 에너지를 줄여 난방비를 절감하도록 제어한다.

만일, 온도조절기가 실시간으로 온도의 데이터를 가공하지 않고 전송한다면 연속적으로 수집되는 온도 데이터와 난방 시간을 가지고 플랫폼에서 온도변화율을 연산하면 플랫폼에는 불필요하게 너무 많은 데이터가 수집되어 이를 처리하기 위해서 서버에 부하가 많이 걸려 서버도 전력 사용량이 증가하고 데이터를 저장하기 위한 저장 공간 많이 필요하다.

본 발명에서 와 같이 기기가 동작 시에만 가공한 데이터(예를 들면 온도변화율 등)를 전송하면 서버에서 처리할 데이터 량이 줄어 처리시 전력소비도 줄고 데이터 저장 공간도 작아져 데이터 센터에서 소비되는 전력도 줄어 들 것이다.

상기에서는 일 예로 난방의 경우만 설명하였으나 보일러 대신 냉방기(에어컨 미도시)로 구성하면 냉방제어, 가습기(미도시), 제습기(미도시)와 습도센서(미도시)로 구성하면 가습, 제습 제어가 가능하고,

또 공기의 질을 제어하기 위해 공기 센서(미도시)와 공기청정기(미도시)로 구성하면 공기의 청정도 제어도 가능하다.

수면 시 기기들 제어;

또, 상기 침대에 수면센서(미도시)를 구비하여 잠이 든 것이 확인되면 해당 방의 조명 및 기기들의 전원을 전부 차단하여 전력 소비를 줄이고, 기상을 하면 수면센서(미도시)로부터 기상한 것이 감지되면 크라우드 플랫폼에서 자동으로 생활 패턴을 읽어 분석한 데이터를 이용하여 제어 룰 모듈의 제어에 따라서 해당 기기들에게 전원을 공급하여 쾌적한 환경을 제공하면서 에너지를 절감할 수 있도록 제어한다.

또 예약 세탁을 하는 경우,

예약을 해 놓고 외출을 한 상태에서 전력 포탈 사이트로부터 전력 소비가 피크 시간대인가 확인하여 피크 시간대 이면 세탁기의 전원을 차단하였다가 전력요금이 싼 시간대가 되면 세탁기에 전원을 공급하여 예약된 세탁 코스를 수행하여 전기요금을 줄여준다.

이와 같이

기기의 종류와 센서의 종류(미도시)만 다르게 구성하면 다양한 구성 및 제어를 통해 전력 소비와 에너지 낭비를 줄 이면서 제어가 가능함은 자명하다 할 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템에 대해 설명하였으나,

본 발명에 개시되는 발명의 사상은 본원 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 범위에까지 확장되며, 통상의 기술자에게 자명한 사항들은 비록 명세서에 기재되지 않았으나 기재된 것으로 간주되어야 한다.

IoT 스마트홈/빌딩 오토메션시스템, IoT 스마트홈/빌딩 오토메션시스템 플랫폼 스마트홈, 보일러, 온도조절기, 분석모듈, 제어 룰 모듈

Claims

크라우드 서비스에 의한 에너지 절감과 전력 절감을 하는 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템에 있어서
데이터의 분석을 담당하는 분석 플랫폼과 서비스를 관리하는 서비스 플랫폼과
상기 서비스 플랫폼은,
상기 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 시스템과 연결되는 기기들 및 상기 사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 에서 사용되는 디바이스/앱들을 관리하도록 구성되는 디바이스/앱 관리 모듈,
상기 시스템의 상태를 표시하도록 구성되는 대시보드 및 상기 대시보드를 관리하도록 구성되는 대시보드 관리 모듈,
상기 IoT 기기들의 이벤트에 대한 제어 룰을 포함하는 제어 룰 모듈 엔진 과 상기 제어 룰 엔진을 관리하도록 구성되는 제어 룰 엔진관리 모듈,
상기 데이터를 효율적으로 관리하도록 구성되는 데이터 서비스 관리 모듈, 그리고 국제 표준 기반의 서버/단말 인터페이스 기능을 제공하는 ETSI(European Telecommunications Standards Institute) 인터페이스 관리 모듈을 포함하여 IoT 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템 플랫폼을 구성한 것을 특징으로 하는
사물인터넷(IoT) 스마트 홈/빌딩 오토메션시스템.