KR102640852B1 - 물품 보관 장치 및 이의 물품 상태 식별 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 물품 보관 장치는, 물품이 보관된 고 내 기체에 포함된 가스를 센싱하는 센서부, 상기 기체에 포함된 가스를 농축하는 농축부, 상기 기체에 포함된 가스를 필터링하는 필터부, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 적어도 하나의 프로세서는, 상기 기체에 포함된 가스가 농축되도록 상기 농축부를 제어하고, 상기 농축부로터 탈착된 가스가 상기 필터부를 통과함에 따라 상기 물품과 관련된 목표 가스가 추출되면, 상기 센서부를 통하여 측정된 상기 목표 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 상태를 식별한다.
Description
본 개시는 물품 보관 장치 및 물품 보관 장치에 보관된 물품의 상태를 식별하는 방법에 관한 것이다.
물품 보관 장치는 물품을 보관하는 장치로서 냉장고 또는 의류관리기 등이 있을 수 있다.
예로, 냉장고는 저장실에 냉기를 공급하여 식품을 신선하게 보관하는 장치이다. 냉장고에 보관되는 식품은 어느 정도 부패를 늦출 수 있으나, 시간이 지날수록 결국에는 숙성하거나 부패할 수 있다. 음식물이 부패하면, 다양한 종류의 가스가 발생될 수 있다. 예로, 암모니아, 황화수소, 메탄 등의 가스가 미생물에 의한 음식물 분해로 인하여 발생될 수 있다.
사람들은 후각 또는 육안을 이용하여 냉장고에 보관된 식품의 부패 정도를 판단할 수 있다. 이 경우, 사람들은 종종 판단을 잘못하여 부패된 음식물을 섭취하여 식중독과 같은 감염성 또는 독소형 질환에 걸릴 수 있다. 이에, 식품의 상태를 예측하여 사람들의 안전한 섭취를 보장하기 위한 방안이 연구되고 있다. 예로, 식품으로부터 발생되는 가스를 감지하여 식품의 상태를 예측하는 방안이 연구되고 있다.
기존에 방식에 따른 가스 센서를 이용하여 물품(예: 식품)의 상태를 식별하는 경우, 물품에서 발생된 고농도(예: 수백 ppb 이상)의 화학 가스만을 감지하고, 저농도(예: 수십 ppb)의 화학 가스는 감지하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 일반적으로 물품(예: 식품)로부터 발생되는 가스는 여러 종류의 가스들이 혼합될 수 있는데, 여러 종류의 가스들로부터 특정 가스를 선별하여 음식물의 상태를 예측하는데 어려움이 존재하였다.
또한, 기존의 방식들은 가스를 채취하기 위한 사용자에 의한 별도의 전처리 과정이 필요하거나, 가스를 채취하기 위한 대형 장치가 별도로 요구되었다.
이에, 물품 보관 장치에 보관된 물품의 상태를 식별하기 위한 더욱 효과적인 방법이 요구될 수 있다.
본 개시에 따른 물품 보관 장치는, 물품이 보관된 고 내 기체에 포함된 가스를 센싱하는 센서부, 상기 기체에 포함된 가스를 농축하는 농축부, 상기 기체에 포함된 가스를 필터링하는 필터부, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 기체에 포함된 가스가 농축되도록 상기 농축부를 제어하고, 상기 농축부로터 탈착된 가스가 상기 필터부를 통과함에 따라 상기 물품과 관련된 목표 가스가 추출되면, 상기 센서부를 통하여 측정된 상기 목표 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 상태를 식별한다.
본 개시에 따른 물품 보관 장치의 물품 상태 식별 방법은 물품이 보관된 고 내 기체에 포함된 가스를 흡착제에 농축시키는 과정, 상기 흡착제로부터 탈착된 가스를 필터링하여 목표 가스를 추출하는 과정, 상기 추출된 목표 가스를 감지하여 상기 목표 가스의 농도를 측정하는 과정, 및 상기 측정된 목표 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 상태를 식별하는 과정을 포함한다.
본 개시에 따르면, 고 내 가스를 농축하고, 농축된 가스를 감지함에 따라, 저농도(예: 수십 ppb) 가스까지 감지할 수 있어 물품의 정확한 상태 판단이 가능할 수 있다.
또한, 목표 가스를 추출하고, 목표 가스의 농도에 기반하여 물품의 상태를 식별하기 때문에, 목표 가스의 농도별로 물품의 부패 정도 또는 숙성 정도를 세분화하여 식별하는 것이 가능하게 된다.
이에, 물품의 상태를 나타내는 물품 상태 정보가 사용자에게 제공될 수 있어, 사용자가 물품의 상태(예: 식품의 신선도)를 고려하여 식품의 섭취 가능 여부 및 부패 시기를 예측하는 것이 가능해진다. 이에, 본 개시의 물품 보관 장치를 이용하는 사용자의 건강이 안전하게 유지될 수 있다.
도 1은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 블록도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 가스 감지 장치의 블록도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4 a 내지 도 5는, 일 실시예에 따른 가스 감지 장치 내부의 기체의 순환 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은, 일 실시예에 따른 물품의 상태를 판단하는 흐름도이다.
도 7은, 일 실시예에 따른 물품의 종류를 예측 가능한 다차원 그래프이다.
도 8은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치가 물품의 상태를 식별하는 흐름도이다.
도 9는, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 사시도이다.
도 10은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 측단면도이다.
도 11은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 블록도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 가스 감지 장치의 블록도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4 a 내지 도 5는, 일 실시예에 따른 가스 감지 장치 내부의 기체의 순환 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은, 일 실시예에 따른 물품의 상태를 판단하는 흐름도이다.
도 7은, 일 실시예에 따른 물품의 종류를 예측 가능한 다차원 그래프이다.
도 8은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치가 물품의 상태를 식별하는 흐름도이다.
도 9는, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 사시도이다.
도 10은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 측단면도이다.
도 11은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 블록도이다.
본 개시에서, 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 개시가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 개시의 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
본 개시에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
본 개시에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 개시에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않은 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, 각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 물품 보관 장치(10)의 블록도이다.
물품 보관 장치(10)는, 예로, 냉장고 또는 온장고와 같이 식품을 보관하는 장치이거나, 의류관리기(예: 에어드레서TM)와 같이 옷을 관리/보관하는 장치가 될 수 있으나, 전술한 예에 제한되지 않는다. 예로, 물품 보관 장치(10)는 동물 또는 미생물을 보관하거나, 보관에 의하여 배양/사육/격리하는 장치가 될 수도 있다. 이때, 물품 보관 장치(10) 내부의 기체를 고 내 기체라 칭할 수 있다.
물품 보관 장치(10)가 냉장고인 경우, 냉장고는 저장실과 도어의 형태에 따라 그 종류가 구분될 수 있다. 냉장고에는, 저장실이 수평격벽에 의해 상하로 구획되어 상측에 냉동실이 형성되고 하측에 냉장실이 형성되는 TMF(Top Mounted Freezer)형 냉장고와, 상측에 냉장실이 형성되고 하측에 냉동실이 형성되는 BMF(Bottom Mounted Freezer)형 냉장고가 있을 수 있다. 또한, 저장실이 수직격벽에 의해 좌우로 구획되고 일 측에 냉동실이 형성되며 타 측에 냉장실이 형성되는 SBS(Side By Side)형 냉장고가 있으며, 저장실이 수평격벽에 의해 상하로 구획되고 상측에 냉장실이 형성되고 하측에 냉동실이 형성되되 상측의 냉장실은 한 쌍의 도어에 의해 개폐되는 FDR(French Door Refrigerator)형 냉장고가 있을 수 있다.
물품 보관 장치(10)는 프로세서(11), 메모리(13) 및 가스 감지 장치(20)를 포함하며, 선택적으로 사용자 입력부(13)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(11)는 물품 보관 장치(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(11)의 구체적인 예는, 도 11의 프로세서(11)를 통하여 후술된다.
프로세서(11)는 도 2의 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 기능 중 적어도 일부를 대신할 수도 있다.
일 실시예로, 프로세서(11)는 기체에 포함된 가스가 농축되도록 가스 감지 장치(20)의 농축부(도 2의 24)를 제어하고, 농축부(도 2의 24)로터 탈착된 가스가 필터부(도 2의 26)를 통과함에 따라 물품과 관련된 목표 가스가 추출되면, 센서부(도 2의 27)를 통하여 측정된 목표 가스의 농도에 기반하여 물품의 상태를 식별할 수 있다.
메모리(13)는, 프로세서(11)의 실행에 필요한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(13)의 구체적인 예는, 도 11의 메모리(13)를 통하여 후술된다.
일 실시예로, 메모리(13)는 프로세서(11)가, 기체에 포함된 가스가 농축되도록 가스 감지 장치(20)의 농축부(도 2의 24)를 제어하고, 농축부(도 2의 24)로터 탈착된 가스가 필터부(도 2의 26)를 통과함에 따라 물품과 관련된 목표 가스가 추출되면, 센서부(도 2의 27)를 통하여 측정된 목표 가스의 농도에 기반하여 물품의 상태를 식별하도록 설정된 적어도 하나의 인스트럭션을 저장할 수 있다. 상기 적어도 하나의 인스트럭션은, 물품 보관 장치(10)의 제조 시 메모리(13)에 탑재되거나, 온라인으로 배포될 수 있다. 예로, 제조사의 서버 또는 어플리케이션 스토어로부터 다운되어 메모리(13)에 탑재될 수 있다.
사용자 입력부(12)는 사용자로부터 다양한 입력 명령을 수신할 수 있다. 사용자 입력부(12)의 구체적인 예는, 도 11의 사용자 입력부(12)를 통하여 후술된다.
일 실시예로, 사용자 입력부(12)는, 예로, 고 내 물품의 종류를 입력하거나, 복수 개의 물품 후보들 중에서 일 물품을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
가스 감지 장치(20)는 고 내의 기체에 포함된 특정 가스의 존재 여부 또는, 상기 특정 가스의 농도를 감지할 수 있다. 가스 감지 장치(20)의 각 구성은 도 2를 통하여 상세히 후술할 예정이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(20)의 블록도이다.
도 2에서, 가스 감지 장치(20)는 펌프부(21), 복수의 주입부들(22-1, 22-2, 22-3), 복수의 밸브들(23-1, 23-2, 23-3, 23-4, 23-5, 23-6, 23-7), 농축부(24), 필터부(26), 센서부(27) 및 배기부(25)를 포함할 수 있으나, 다양한 실시예에 따라 적어도 하나 이상의 구성이 생략되거나, 새로운 구성이 추가될 수도 있다. 펌프부(21), 복수의 밸브들(23-1~23-7), 농축부(24), 필터부(26) 또는 센서부(27) 중 적어도 하나는 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)에 의하여 제어될 수 있다.
펌프부(21)는 고 내 기체를 가스 감지 장치(20)의 내부로 흡입시킬 수 있다. 예로 펌프부(21)는 가스 감지 장치(20)가 설치된 공간 내의 기체를 가스 감지 장치(20)의 내부로 흡입시킬 수 있다.
복수의 주입부들(22-1~22-3)은 펌프부(21)의 동작에 의하여 흡입된 기체가 주입되는 통로일 수 있다.
복수의 밸브들(23-1~23-7)은 기체의 유동 경로를 가이드할 수 있다. 예로, 복수의 밸브들(23-1~ 23-7)은 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 제어에 의하여 개방 및 폐쇄를 반복하며 기체의 유동 경로를 가이드할 수 있다. 이때, 복수의 밸브들(23-1~ 23-7)를 제어하는 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 적어도 일부를 유체 경로 제어부로 칭할 수도 있다.
농축부(24)는 순환 중인 기체로부터 목표 가스를 농축할 수 있다. 목표 가스는 식품 신선도 관련 가스로서, 예로, 암모니아, 트라이메틸아민 또는 다이메틸설파이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
농축부(24)는 기체에 포함된 목표 가스를 흡착하는 흡착제(24a)를 포함할 수 있다. 흡착제(24a)는, 예로, 폴리다이메틸실록산, 제오라이트 또는 Tenax TA 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 탄소 물질, 포피린 또는 프탈로시아닌 중 적어도 하나가 코팅되어 목표 가스에 대한 선택적 흡착성이 향상된 복합재일 수 있다. 이러한 흡착제(24a)는 소형 용기에 담겨 제공될 수 있다. 이때, 소형 용기의 재질은 스테인리스강, 유리, 쿼츠 또는 실리콘 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 농축부(24)는 흡착제(24a)에 흡착된 가스를 탈착시키기 위한 전열기(24b), 전열기(24b)에 의하여 가열된 흡착제(24a)의 온도를 냉각시키는 냉각기(24c)를 더 포함할 수 있다.
필터부(26)는 농축부(24)의 전열기(24b)에 의하여 흡착제(24a)로부터 탈착된 목표 가스로부터 목표 가스 이외의 다른 가스를 필터링할 수 있다. 필터부(26) 적어도 하나 이상의 필터를 포함할 수 있으며, 각 필터는 서로 다른 구조(예: 컬럼 또는 체 형태)를 가지거나 서로 다른 필터링 성분을 사용할 수 있다. 필터링 성분은, 예로, Tenax TA, 탄소물질, 제오라이트, AAO(Anodized Aluminum Oxide) 또는 MOF(Metal Organic Framework)와 같은 다공성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 필터링 성분에 포피린, 프탈로시아닌 또는 탄소기반 나노물질 등이 코팅될 수도 있다.
센서부(27)는 주입된 가스를 감지하여 가스의 농도를 측정할 수 있다. 센서부(27)에 포함된 센서는, 예로, 반도체 방식 가스 센서, 전기 화학식 가스 센서, 접촉 연소 방식 가스 센서, 열전도 방식 가스 센서 또는 광학식 가스 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서부(27), 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)는 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 센싱된 신호의 패턴을 분석하여 가스의 종류 또는 가스의 농도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
배기부(25)는 가스 감지 장치(20)로 주입된 기체가 가스 감지 장치(20)의 외부로 배출되는 통로일 수 있다.
가스 감지 장치(20)는 프로세서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(미도시)는 가스 감지 장치(20)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
가스 감지 장치(20)에 프로세서(미도시)가 구비된 경우, 가스 감지 장치(20)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)는 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11)로부터 통신부(미도시)를 통하여 제공된 제어 신호에 기반하여, 펌프부(21), 복수의 밸브들(23-1~23-7), 농축부(24), 필터부(26) 또는 센서부(27) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또는, 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)는 센서부(27)에서 획득된 신호 값을 통신부(미도시)를 통하여 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11)에게 제공할 수 있다. 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11)는 가스 감지 장치(20)로부터 획득된 신호 값에 기반하여, 물품 보관 장치(10)에 보관 중인 물품의 상태를 식별할 수 있다.
한편, 본 개시에서 적어도 하나의 프로세서라 함은, 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11)를 의미하거나, 또는 물품 보관 장치(10)의 프로세서(11) 및 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시) 모두를 의미할 수도 있다
일 실시예로, 적어도 하나의 프로세서는, 고 내 기체에 포함된 가스가 농축되도록 농축부(24)를 제어하고, 농축부(24)로터 탈착된 가스가 필터부(26)를 통과함에 따라 물품 보관 장치(10)에 보관 중인 물품과 관련된 목표 가스가 추출되면, 센서부(27)를 통하여 측정된 목표 가스의 농도에 기반하여 물품의 상태를 식별할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 프로세서는, 고 내 기체가 제1 유로를 따라 농축부(24)를 통과하도록, 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방하고, 농축부(24)로터 탈착된 가스가 제1 유로와 다른 제3 유로를 따라 필터부(26) 및 센서부(27)를 통과하도록, 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 프로세서는, 고 내 기체에 포함된 가스가 농축되는 동안에, 센서부(27)를 통하여 측정된 기체에 포함된 전체 가스의 농도에 기반하여 물품의 종류 또는 물품의 상태 중 적어도 하나를 식별할 수 있다. 이때, 전체 가스의 농도를 측정하기 위한 센서부(27)의 감지 주기는, 목표 가스의 농도를 측정하기 위한 센서부(27)의 감지 주기보다 짧을 수 있다.
또한, 적어도 하나의 프로세서는, 고 내 기체가 제2 유로를 따라서 센서부(27)를 통과하도록, 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 프로세서는, 흡착제(24a)가 가열되어 흡착제(24a)에 흡착된 가스가 탈착되도록 전열기(24b)를 제어하고, 가열된 흡착제(24a)가 냉각되도록 냉각기(24c)를 제어할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 프로세서는, 사용자 입력부(12)를 통한 사용자 입력에 기반하여 물품의 종류를 식별하고, 물품의 종류에 기반하여, 물품의 상태의 식별에 필요한 기준 값들을 설정할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 프로세서는, 물품의 상태를 나타내는 물품 상태 정보를 표시하도록 디스플레이(미도시)를 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 물품 보관 장치(10)의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 3에서, 물품 보관 장치(10)는 고 내 기체가 가스 감지 장치(20)로 주입되어 가스 감지 장치(20)의 내부를 순환한 후 외부로 배출되는 순환 단계(301)를 수행할 수 있다. 순환 단계(301)는, 도 4a와 같이, 고 내 기체가 제1 유로(31)를 따라 유동하는 흡착 단계(311)와, 도 4b와 같이, 고 내 기체가 제2 유로(32)를 따라 유동하는 제1 감지 단계(312)를 포함할 수 있다. 흡착 단계(311) 및 제1 감지 단계(312)는 서로 독립적인 단계로서, 동시에 수행되거나, 순차적으로 수행되거나, 또는 병렬적으로 일정 시간 차를 두고 각각 수행될 수도 있다. 흡착 단계(311)에서, 흡착제(24a)는 순환되는 기체에 포함된 목표 가스를 농축할 수 있다. 또한, 제1 감지 단계(312)에서, 센서부(27)는 순환되는 기체에 포함된 가스를 감지할 수 있다.
순환 단계(301)가 수행되면, 물품 보관 장치(10)는 도 5와 같이, 고 내 기체가 제3 유로(33)를 따라 유동함에 따라 열탈착 단계(320), 경로 제어 단계(330), 필터링 단계(340), 제2 감지 단계(350) 및 냉각 단계(360)를 수행할 수 있다.
열탈착 단계(320)에서, 전열기(24b)는 흡착제(24a)에 열을 가하여 흡착제(24a)에 흡착된 가스를 탈착시킬 수 있다.
경로 제어 단계(330)에서, 물품 보관 장치(10)는 탈착된 가스가 가스 감지 장치(20)의 외부로 배출되지 않고, 필터부(26) 및 센서부(27)를 통과하도록 기체의 경로를 제어할 수 있다. 예로, 물품 보관 장치(10)는 기체 경로 제어 알고리즘을 이용하여 기체의 경로를 제어할 수 았다.
필터링 단계(340)에서는, 필터부(26)는 탈착된 가스로부터 목표 가스만 선별할 수 있도록 목표 가스 외 다른 가스를 필터링할 수 있다.
제2 감지 단계(350)에서, 센서부(27)는 목표 가스를 감지하고, 감지된 목표 가스의 농도를 측정할 수 있다. 이때, 제2 감지 단계(350)는 제1 감지 단계(312)와 비교하여 상대적으로 긴 감지 주기를 가질 수 있다. 예로, 제1 감지 단계(312)가 초 단위 또는 초 단위 이하의 샘플링 주기를 가지는 실시간 감지인 경우, 제2 감지 단계(350)의 감지 주기는 1시간에서 1일 사이가 될 수 있다. 이 경우, 제1 감지 단계(312)는 주로 높은 농도의 가스를 감지하기 위하여 수행될 수 있으며, 제2 감지 단계(350)는 낮은 농도(예: 수십 ppb)의 가스를 감지하기 위하여 수행될 수 있다.
냉각 단계(360)에서는, 냉각기(24c)는 가열된 흡착제(24a)를 냉각시킬 수 있다.
물품 보관 장치(10)는 제1 감지 단계(312) 또는 제2 감지 단계(350)에서 측정된 가스의 농도에 기반하여, 고 내 물품의 종류 또는 물품의 상태 중 적어도 하나를 식별할 수 있다.
도 4 a 내지 도 5는, 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(20) 내부의 기체의 순환 과정을 나타내는 도면이다.
도 4a에서, 고 내 기체는 제1 주입부(22-1)를 통하여 주입될 수 있다. 제1 주입부(22-1)를 통하여 주입된 기체는 제1 유로(31)를 따라 유동될 수 있다. 이를 위하여, 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 제어에 의하여 의하여 제1 밸브(23-1) 및 제6 밸브(23-6)가 개방될 수 있다. 제1 유로(31)를 따라 유동되는 기체는 농축부(24)에 도달할 수 있다. 농축부(24)에서, 주입된 기체에 포함된 목표 가스(예: 식품 신선도 관련 가스)는 흡착제(24a)에 농축될 수 있다. 농축부(24)를 통과한 목표 가스의 적어도 일부가 제거된 기체는 제1 유로(31)를 따라 배기부(25)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.
한편, 도 4b와 같이, 고 내 기체는 제3 주입부(22-3)를 통하여 주입될 수도 있다. 제3 주입부(22-3)를 통하여 주입된 기체는 제2 유로(32)를 따라 유동될 수 있다. 이를 위하여, 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 제어에 의하여 제4 밸브(23-4) 및 제5 밸브(23-5)가 개방될 수 있다. 제2 유로(32)를 따라 유동되는 기체는 센서부(27)에 도달할 수 있다. 센서부(27)는 일정 농도 이상의 가스를 감지하는 제1 감지 단계(도 3의 312)를 수행할 수 있다. 센서부(27)를 통과한 기체는 제2 유로(32)를 따라 배기부(25)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이때, 프로세서(11)는 센서부(27)에서 측정된 가스의 농도에 기반하여, 고 내 물품의 종류 또는 물품의 상태 중 적어도 하나를 식별할 수 있다.
흡착제(24a)에서 목표 가스가 농축되고, 소정의 시간(예: 수 분)이 지나서 전열기(24b)의 온도가 상승하면 열에너지로 인하여 흡착제(24a)에 흡착된 목표 가스가 탈착될 수 있다. 이를 위하여, 흡착제(24a)에서 목표 가스가 농축되고, 소정의 시간이 지났을 때, 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 제어에 의하여, 농축부(24)의 열이 차단되도록 제1 밸브(23-1), 제2 밸브(23-2), 제6 밸브(23-6) 및 제7 밸브(23-7)가 폐쇄될 수 있다.
이후, 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 제어에 의하여 제1 밸브(23-1), 제4 밸브(23-4) 및 제6 밸브(23-6)가 폐쇄되고, 제7 밸브(23-7), 제2 밸브(23-2), 제3 밸브(23-3) 및 제5 밸브(23-5)가 개방될 수 있다. 이에 따라, 도 5와 같이, 제2 주입부(22-2)를 통하여 주입된 고 내 기체가 제3 유로(33)를 따라 유동될 수 있다.
고 내 기체가 제2 주입부(22-2)를 통하여 주입됨에 따라, 흡착제(24a)로부터 탈착된 목표 가스는 필터부(26)로 유동할 수 있다. 필터부(26)는 목표 가스로부터 목표 가스 이외의 다른 가스를 구분하여 필터링할 수 있다. 필터부(26)에서 필터링된 목표 가스는 센서부(27)로 주입될 수 있다. 센서부(27)는 주입된 목표 가스를 센싱하여 목표 가스의 농도를 측정하는 제2 감지 단계(도 3의 350)를 수행할 수 있다. 센서부(27)를 통과한 기체는 제2 유로(33)를 따라 배기부(25)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이때, 프로세서(11)는 센서부(27)에서 측정된 가스의 농도에 기반하여, 고 내 물품의 종류 또는 물품의 상태 중 적어도 하나를 식별할 수 있다.
한편, 농축부(24)의 전열기(24b)의 온도가 상승한 후 일정 시간(예: 수 분)이 경과되면, 농축부(24)는 전열기(24b)의 동작을 중지하고, 냉각기(24c)를 동작시킬 수 있다. 이에 따라, 흡착제(24a)에서 목표 가스의 탈착이 중지될 수 있다.
다시, 프로세서(11) 또는 가스 감지 장치(20)의 프로세서(미도시)의 제어에 의하여, 제2 밸브(23-2), 제3 밸브(23-3), 제4 밸브(23-4), 제5 밸브(23-5) 및 제 7 밸브(23-7)가 폐쇄되고, 제1 밸브(23-1) 및 제6 밸브(23-6)가 개방되면, 도 4a와 같이, 고 내 기체는 제1 유로(31)를 따라 유동되며 농축부(24)의 흡착 단계(도 3의 311)를 거치는 순환을 반복할 수 있다. 이때, 제4 밸브(23-4) 및 제5 밸브(23-5)가 추가로 개방되는 경우, 도 4b와 같이, 고 내 기체는 제2 유로(32)를 따라 유동되며, 센서부(27)의 제1 감지 단계(도 3의 312)를 거치는 순환을 반복할 수 있다.
도 6은, 일 실시예에 따른 물품의 상태를 판단하는 흐름도이다.
도 6의 601에서, 물품 보관 장치(10)는 고 내 물품의 종류를 식별할 수 있다. 물품은, 예로, 식품, 옷, 미생물 또는 동물 등이 될 수 있으나 전술한 예에 제한되지 않는다.
물품 보관 장치(10)는 사용자 입력부(12)를 통하여 물품의 종류를 입력 또는 선택하는 사용자 입력에 기반하여 물품의 종류를 식별할 수 있다.
예로, 사용자는 물품 보관 장치(10)가 제공하는 터치 패널(미도시)을 통하여 물품의 종류를 터치 입력하거나, 마이크(미도시)를 통하여 물품의 종류를 발화하여 입력할 수 있다.
물품의 종류가 식별되면, 도 6의 603에서, 물품 보관 장치(10)는 물품의 상태의 식별에 필요한 기준 값들을 설정할 수 있다. 예로, 물품 보관 장치(10)는 물품의 종류에 따라 가스 감지 장치(20) 내의 기체 순환 시간, 도 3의 각 단계(예: 순환 단계(310), 흡착 단계(311), 제1 감지 단계(312), 열탈착 단계(320), 경로 제어 단계(330), 필터링 단계(340), 제2 감지 단계(350), 냉각 단계(360) 등) 별 수행 시간, 목표 가스에 대한 가중치, 부패 기준치 또는 숙성 단계 별 범위, 물품의 상태를 식별하는 방식 중 적어도 하나를 설정할 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 부패 기준치를 설정할 수 있다. 예로, 물품의 종류가 육류이고, 고 내 기체의 휘발성 염기태질소(VBN)의 함량이 20mg% 이상이면, 물품 보관 장치(10)는 물품의 상태가 부패된 것으로 식별되도록 부패 기준치를 설정할 수 있다. 다른 예로, 물품의 종류가 3도 내지 4도의 온도에서 소정 기간 동안 보관 중인 소고기 등심이고, 고 내 기체의 휘발성 염기태질소(VBN)의 함량이 함량이 9mg% 이상이면, 물품 보관 장치(10)는 소고기 등심이 부패된 것으로 부패 기준치를 설정할 수 있다. 또 다른 예로, 0.0237m3 부피의 육류 보관용 팬트리에 소고기 등심이 250g이 존재하고, 고 내 기체에서 약 800ppb 이상의 암모니아가 측정되면, 물품 보관 장치(10)는 팬트리 내의 소고기 등심이 부패된 것으로 부패 기준치를 설정할 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 숙성 단계 별 범위를 설정할 수 있다. 일 예로, 물품의 종류가 육류인 경우, 물품 보관 장치(10)는 도축 직후의 육류에서 방출되는 가스 농도와 전술한 부패 기준치 직전까지의 가스 농도를 3 내지 4 단계로 구분하여 숙성 단계별 범위를 설정할 수 있다.
도 6의 605에서, 물품 보관 장치(10)는 가스 감지 장치(20)를 구동시킬 수 있다. 예로, 물품 보관 장치(10)는 가스 감지 장치(20)를 온 시키거나, 대기모드(또는 슬립 모드)에서 웨이크업 모드로 전환시킬 수 있다.
도 6의 607에서, 물품 보관 장치(10)는 가스 감지 장치(20)의 센서부(27)에서 측정된 가스 농도에 관한 신호를 획득할 수 있다.
도 6의 609에서, 물품 보관 장치(10)는 획득된 신호에 기반하여, 물품의 종류를 식별할 수 있다. 예로, 물품 보관 장치(10)는 센서부(27)에 포함된 두 종류 이상의 다중 센서 어레이를 이용하여 측정된 가스의 신호 패턴에 기반하여 식품의 종류를 식별할 수 있다.
가스의 신호 패턴 분석 방법으로는, 예로, 주성분 분석 방법이 있을 수 있다. 물품 보관 장치(10)는 두 종류 이상의 센서에서 측정된 실험 자료를 통하여 획득된 값(예: 자료 고유 값, 고유 벡터 등)에 근거하여, 두 종류 이상의 주성분을 축으로 갖는 도 7과 같은 다차원 그래프에 관한 정보를 기저장할 수 있다.
도 7에서, 다차원 그래프는, 제1 주성분 값 및 제2 주성분 값으로부터 물품의 종류를 예측할 수 있는 물품 종류 예측 범위들을 포함할 수 있다. 물품 종류 예측 범위는, 다양한 방식의 클러스터링 기법을 이용하여 유사한 속성을 가진 값들을 군집화할 수 있다. 클러스터링 기법은, 예로, K-means 클러스터링, Mean-Shift 클러스터링, DBSCAN 클러스터링, GMM 클러스터링 또는 SVM 클러스트링 등이 이용될 수 있으나 전술한 예에 제한되지 않고, 최근의 딥러닝 신경망 인공지능 알고리즘이 이용될 수도 있다.
이 경우, 물품 보관 장치(10)는 센서부(27)로부터 측정된 신호 값에 기반하여 물품의 종류를 예측할 수 있다. 도 7의 다차원 그래프를 대상으로 도식화된 설명을 하면, 물품 보관 장치(10)는 센서부(27)로부터 측정된 고 내 물품에 대응되는 신호 값(예: {제1 주성분 값, 제2 주성분 값})을 상기 다차원 그래프의 일 지점(711)에 투영시킬 수 있다. 이 경우, 일 지점(711)이 채소의 분포 범위에 포함되는 경우, 물품 보관 장치(10)는 고 내에 보관 중인 물품의 종류가 채소인 것으로 식별할 수 있다.
한편, 상기 물품 종류 예측 범위는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하고, 물품 별 방출 가능한 가스 성분을 고려한 다양한 형태의 물품 종류 예측 범위가, 두 종류 이상의 주성분을 축으로 갖는 다차원 그래프를 대상으로 설정될 수 있다. 또한, 도 7의 다차원 그래프 상에는, 물품 종류의 범위로서, 육류, 과일, 채소를 대상으로 하였으나, 전술한 예에 제한되지 않고 더욱 다양한 종류의 물품(예: 쇠고기, 돼지고기, 생선, 채소 또는 과일 등)을 대상으로 물품 종류 예측 범위가 설정될 수 있다.
물품의 종류가 식별되면, 도 6의 611에서, 물품 보관 장치(10)는 물품의 종류를 표시할 수 있다. 이때 표시되는 물품의 종류는 도 6의 601에서 사용자가 입력한 물품의 종류와 동일할 수도 있고, 또는 더욱 상세한 물품의 종류를 포함할 수 있다. 또는, 물품의 종류는, 사용자가 입력하지 않은 신규 물품의 종류를 포함할 수도 있다.
일 예로, 센서부(27)로부터 측정된 신호 값에 기반하여 예측된 물품의 종류는 물품의 종류를 보조하는 부가 정보가 될 수 있으며, 도 6의 603에서 전술한 가스 감지 장치(20)의 구동에 필요한 기준 값과는 무관할 수 있다.
또한, 도 6의 609에서, 물품 보관 장치(10)는 획득된 신호에 기반하여 물품의 상태를 식별할 수 있다.
물품의 상태는, 예로, 물품의 신선도, 물품의 오염도, 물품의 부패 여부 또는 물품의 숙성도를 포함하나 전술한 예에 제한되지는 않는다.
일 예로, 물품 보관 장치(10)는 아래의 [수학식 1]에 기반하여, 물품의 신선도(예: 식품의 신선도)를 식별할 수 있다. [수학식 1]에서, 목표 가스는 복수 개로, 가스 A, 가스, B 및 가스 C인 것을 가정한다.
[수학식 1]
식품의 신선도 지수 = (가스 A의 농도 ⅹ 가스 A에 대한 가중치) + (가스 B의 농도 ⅹ 가스 B에 대한 가중치) + (가스 C의 농도 ⅹ 가스 C에 대한 가중치)
물품의 신선도(예: 식품의 신선도)가 식별되면, 도 6의 613에서, 물품 보관 장치(10)는 식품의 신선도 지수가 부패 기준치 미만인지 여부를 판단할 수 있다.
식품 신선도 지수가 부패 기준치 이상인 것으로 판단되면, 도 6의 615에서, 물품 보관 장치(10)는 식품의 섭취가 불가함을 알리는 섭취 불가 정보를 표시할 수 있다.
도 6의 617에서, 물품 보관 장치(10)는 식품의 종류가 숙성이 가능한 식품(예로, 육류)인지를 판단할 수도 있다.
식품의 종류가 숙성이 가능한 식품이 아닌 경우, 도 6의 619과 같이, 물품 보관 장치(10)는 식품의 예상 부패 시기 정보를 표시할 수 있다. 예로, 물품 보관 장치(10)는 전술한 식품의 신선도 지수의 시간별 변화율을 예측하여, 식품의 예상 부패 시기를 예측할 수 있다.
한편, 식품의 종류가 숙성이 가능한 식품인 경우, 도 6의 621에서, 물품 보관 장치(10)는 식품의 신선도 지수가, 도 6의 603에서 기설정된 식품의 숙성 단계별 범위들 중 어느 범위에 포함되는지를 판단할 수 있다.
식품의 숙성 단계가 판단되면, 도 6의 623에서, 물품 보관 장치(10)는 식품의 숙성 정보를 표시할 수 있다. 예로, 식품의 숙성 단계는 적어도 3 단계가 이상으로 구분될 수 있으며, 이 경우, 숫자, 색 또는 기호에 의하여 고 내 식품의 숙성 단계가 표시될 수 있다.
도 8은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치가 물품의 상태를 식별하는 흐름도이다.
도 801에서, 물품 보관 장치(10)는 물품이 보관된 고 내 기체에 포함된 가스를 흡착제(24a)에 농축시킬 수 있다.
도 803에서, 물품 보관 장치(10)는 흡착제(24a)로부터 탈착된 가스를 필터링하여 목표 가스를 추출할 수 있다.
도 805에서, 물품 보관 장치(10)는 추출된 목표 가스를 감지하여 목표 가스의 농도를 측정할 수 있다.
도 807에서, 물품 보관 장치(10)는 측정된 목표 가스의 농도에 기반하여 물품의 상태를 식별할 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 고 내 기체가 제1 유로(31)를 따라 흡착제(24a)를 포함하는 농축부(24)를 통과하도록, 기체의 유동 경로를 가이드하는 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방할 수 있다. 또한, 물품 보관 장치(10)는 흡착제(24a)로부터 탈착된 가스가 제1 유로(31)와 다른 제3 유로(33)를 따라 가스를 필터링하는 필터링부(26) 및 목표 가스를 감지하는 센서부(27)를 통과하도록, 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방할 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 고 내 기체에 포함된 가스가 농축되는 동안에, 기체에 포함된 전체 가스를 감지하고, 감지된 전체 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 종류 또는 상기 물품의 상태 중 적어도 하나를 식별할 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 고 내 기체가 제2 유로(32)를 따라서 전체 가스를 감지하는 센서부(27)를 통과하도록, 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방할 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 흡착제(24a) 가열시켜 흡착제(24a)에 흡착된 가스를 탈착시키고, 상기 가열된 흡착제(24a)를 냉각시킬 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 사용자 입력에 기반하여 고 내 물품의 종류를 식별하고, 고 내 물품의 종류에 기반하여, 고 내 물품의 상태의 식별에 필요한 기준 값들을 설정할 수 있다.
일 실시예로, 물품 보관 장치(10)는 물품의 상태를 나타내는 물품 상태 정보를 표시할 수 있다.
도 9는, 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(20)가 구비된 물품 보관 장치(10)의 사시도이고, 도 10은 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(20)가 구비된 물품 보관 장치(10)의 측단면도이다.
도 9 및 도 10에서, 물품 보관 장치(10)는 냉장고(50)일 수 있다. 도 9및 도 10을 함께 참조하면, 냉장고(50)는 외관을 형성하는 본체(51)와, 본체(51)의 내부에 전면이 개방되도록 마련된 저장실(52)과, 저장실(52)의 개방된 전면을 개폐하도록 본체(51)에 회동 가능하게 결합되는 도어들(53-1, 53-2)과, 도어들(53-1, 53-2)이 본체(51)에 회전 가능하게 결합되도록 하는 상부 힌지(54-1) 및 하부 힌지(54-2)를 포함한다.
본체(51)는 저장실(52)을 형성하는 내상(55)과, 외관을 형성하는 외상(56)을 포함하며, 내상(55)과 외상(56) 사이에는 저장실(52)의 냉기 유출을 방지하도록 단열재(57)가 발포된다.
또한, 본체(51)는 저장실(52)을 냉장실(52-1)과 냉동실(52-2)로 구획하는 격벽(58)을 포함하며, 저장실(52)은 격벽(58)에 의해 좌우로 구획된다. 일 예로, 본체(51)의 우측에는 냉장실(52-1)이 마련되고, 본체(51)의 좌측에는 냉동실(52-2)이 마련될 수 있다.
저장실(52) 내부에는 음식물 등을 저장할 수 있도록 복수 개의 선반(61) 및 저장용기(62)가 마련될 수 있다.
저장실(52)은 본체(51)에 회동 가능하게 결합되는 도어들(53-1, 53-2)에 의해 개폐되며, 격벽(58)에 의해 좌우로 구획되는 냉장실(52-1)과 냉동실(52-2)은 각각 냉장실 도어(53-1)와 냉동실 도어(53-2)에 의해 개폐된다.
냉장실 도어(53-1)와 냉동실 도어(53-2)는 본체(51)의 상부에 마련되는 상부 힌지(54-1)와 본체(51)의 하부에 마련되는 하부 힌지(54-2)에 의해 본체(51)에 회동 가능하게 결합될 수 있다.
냉장실 도어(53-1)와 냉동실 도어(53-2)의 배면에는 음식물 등을 수납할 수 있도록 복수개의 도어가드(63)가 마련된다.
본체(51)의 후방 하측에는 냉매를 압축하는 압축기(15-1)와 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(15-2, 도 11 참조)가 설치되는 기계실(64)이 마련될 수 있다.
기계실(64)에 마련되는 압축기(15-1) 및 응축기(15-2)는, 팽창기(15-3) 및 증발기(15-4)와 함께 냉각부(15, 도 11 참조)를 형성할 수 있다. 냉각부(15)에서 형성된 냉기는 저장실(52)에 공급된다. 일 예로, 송풍팬(65) 및 냉기 토출공(66)이 형성된 냉기덕트(67)는 증발기(15-4)에서 생성된 냉기를 저장실(52)로 토출시킬 수 있다.
도 9 및 도 10에서, 저장실(52)의 내부에는 고 내 기체에 포함된 가스를 감지하기 위한 가스 감지 장치(20)가 마련될 수 있다. 또한, 가스 감지 장치(20)는 저장용기(62) 내부, 복수 개의 선반(61) 위 또는 도어가드(63) 내부에 마련될 수도 있다. 저장실(52)에는 하나 이상의 가스 감지 장치(20)가 마련될 수도 있다. 예로, 복수 개의 가스 감지 장치(20)들이 저장용기(62) 내부, 복수 개의 선반(61) 위 또는 도어가드(63) 내부에 각각 마련될 수도 있다. 가스 감지 장치(20)는 저장실(52)에 일 공간에 고정된 상태로 제공될 수도 있고, 탈부착 가능하게 제공될 수도 있다. 가스 감지 장치(20)는 외측에는 고 내 기체가 주입되는 주입부(22) 및 주입된 기체가 방출되는 배기부(25)가 마련될 수 있다.
도 11은, 일 실시예에 따른 물품 보관 장치의 블록도이다.
도 11에서, 물품 보관 장치(10)는 냉장고일 수 있다.
도 11을 참조하면, 냉장고(50)는 사용자 입력부(12), 냉각부(15), 본체(51) 내부 또는 외부의 공기의 온도와 도어의 개폐 등 다양한 측정을 수행하는 센서부(14), 센서부(14)가 측정한 결과 및 다양한 데이터를 저장하는 메모리(13) 및 냉장고(50) 내의 각 구성을 제어하는 프로세서(11)를 포함할 수 있다.
냉각부(15)는 저장실(52)에 냉기를 공급한다. 구체적으로, 냉각부(15)는 냉매의 증발을 이용하여 저장실(52)의 온도를 지정된 범위 이내로 유지시킬 수 있다.
냉각부(15)는 기체 상태의 냉매를 압축하는 압축기(15-1), 압축된 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 상태 변환시키는 응축기(15-2), 액체 상태의 냉매를 감압하는 팽창기(15-3), 감압된 액체 상태의 냉매를 기체 상태로 상태 변환시키는 증발기(15-4)로 구성될 수 있다. 전술한 냉각부(15)의 각 구성이 일련의 동작이 포함된 사이클을 냉각 사이클이라 지칭한다.
냉각부(15)는 액체 상태의 냉매가 기체 상태로 상태 변환하면서 주위 공기의 열 에너지를 흡수하는 현상을 이용하여 저장실(52)의 공기를 냉각시킬 수 있다.
여기서 증발기(15-4)는 냉매가 흐르는 튜브와 튜브의 외주면에 결합되어 튜브에 흐르는 냉매와 외부의 공기 사이에 열교환이 원활하게 이루어지도록 하는 복수 개의 냉각 핀을 포함할 수 있다. 냉각 사이클에서 증발기(15-4)는 저온 저압의 액체상태인 냉매가 튜브를 따라 이동하면서 냉매를 증발시킨다. 또한, 증발기(15-4)는 냉매가 증발할 때 필요한 열을 주변의 공기로부터 흡수할 수 있다.
사용자 입력부(12)는 사용자로부터 다양한 입력 명령을 수신한다.
사용자 입력부(12)는 저장실(52)에서 유지하는 내부 온도에 대한 목표 온도를 입력받을 수 있다. 또한, 사용자 입력부(12)는 고 내 물품의 종류를 입력받을 수 있다. 한편, 사용자 입력부(12)는 전술한 명령 이외에도 다양한 입력 명령을 수신할 수 있다. 사용자 입력부(12)는 사용자의 입력을 위해 각종 버튼이나 스위치, 페달(pedal), 키보드, 마우스, 트랙볼(track-ball), 각종 레버(lever), 핸들(handle)이나 스틱(stick) 등과 같은 하드웨어적인 장치를 포함할 수 있다. 사용자 입력부(12)는 사용자의 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 장치를 포함할 수도 있다. 터치 패드는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)로 구현되어 디스플레이부(미도시)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있다.
터치 패드와 상호 레이어 구조를 이루는 터치 스크린 패널(TSP)로 구성되는 경우, 디스플레이부는 사용자 입력부로도 사용될 수 있다.
센서부(14)는 저장실(52)을 기준으로 저장실 내부를 감지하는 내부 온도 센서(inner temperature sensors, 14-1), 냉장고(50)의 냉각 사이클 및 제상 사이클에 필요한 다양한 온도를 감지하는 외부 온도 센서(outer temperature sensors, 14-2) 및 저장실(52)의 기체에 포함된 고 내 가스를 감지하는 가스 센서를 포함하는 가스 감지 장치(20)를 포함할 수 있다.
내부 온도 센서(14-1)는 격벽(58) 및 선반(61)에 의해서 구획된 저장실(52) 각각의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(11)에게 제공할 수 있다. 내부 온도 센서들(14-1) 각각은 온도에 따라 반도체 저항 변화를 이용하는 서미스터(thermistor) 온도 센서를 포함할 수 있다.
외부 온도 센서(14-2)는 냉장고(50)가 설치된 주위의 온도 즉, 외기 온도를 검출할 수 있다. 또한 외부 온도 센서는 냉각 사이클의 동작에 필요한 온도, 예를 들어 냉각부(15)의 각 구성의 동작을 확인하기 위한 온도를 검출할 수 있다. 외부 온도 센서(14-2) 또한, 검출한 온도를 프로세서(11)로 제공할 수 있다.
외부 온도 센서(14-2)는 검출하는 방식에 따라 접촉식 온도센서 또는 비접촉식 온도센서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 외부 온도 센서(14-2)는 내부 온도 센서(14-1)에서 설명한 서미스터 온도 센서뿐만 아니라, 온도 변화에 따른 금속의 저항 변화를 이용하는 측온 저항체(RTD) 온도 센서, 재질이 다른 두 가지 종류의 금속선의 접합점 양단에서 발생하는 기전력을 이용하면 열전대 온도센서, 온도에 따라 변화하는 트렌지스터의 양단전압 또는 P-N 접합부의 전류전압 특성을 이용하는 IC 온도센서 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 그러나 외부 온도 센서(14-2)는 이외에도 다양한 온도 센서를 포함할 수 있다.
한편, 센서부(14)는 온도 센서 및 가스 감지 장치(20)에 포함된 가스 센서 이외에도 도어들(53-1, 53-2)의 개폐 여부를 감지하는 센서 및 저장실(52) 내부의 영상을 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 영상 센서 등 다양한 센서를 더 포함할 수 있다.
메모리(13)는 프로그램 및/또는 데이터를 저장하고, 외부 저장 매체와 접속될 수 있는 접속 단자를 통해 프로그램 및/또는 데이터를 수집할 수 있다.
프로그램은 특정한 기능을 수행하기 위하여 조합된 복수의 명령어들을 포함하며, 데이터는 프로그램에 포함된 복수의 명령어들에 의하여 처리 및/또는 가공될 수 있다. 또한, 프로그램 및/또는 데이터는 냉장고(50)의 동작과 직접적으로 관련된 시스템 프로그램 및/또는 시스템 데이터와, 사용자에게 편의 및 재미를 제공하는 어플리케이션 프로그램 및/또는 어플리케이션 데이터를 포함할 수 있다.
메모리(13)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
메모리(13)는 프로그램 및/또는 데이터를 저장하고, 저장된 프로그램 및/또는 데이터를 프로세서(11)로 출력할 수 있다. 메모리(13)는 프로세서(11)가 아래에서 설명되는 동작을 수행하기 위하여 실행되는 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(11)는 냉장고(50)의 전반적인 동작(예: 냉각 사이클, 제상 사이클 동작 등)을 수행할 수 있다. 프로세서(11)는 냉장고(50)의 전반적인 동작(예: 냉각 사이클, 제상 사이클 동작 등)을 수행할 수 있다. 예로, 프로세서(11)는 메모리(13)에 기억/저장된 프로그램 및/또는 데이터에 따라 냉각 사이클에서 동작하는 냉각부(15)의 구성에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
프로세서(11)의 냉장고(50)의 데이터를 임시 저장하는 메모리,논리 연산 및 산술 연산 등을 수행하는 코어(core)와, 연산된 데이터를 기억하는 레지스터(register) 등을 포함할 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 구성 이외에도 개시된 냉장고(50)는 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다.
일 실시예로, 냉장고(50)는 외부 장치 또는 가스 감지 장치(20)와 통신을 수행하는 통신부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 일 예로, 통신부(미도시)는 제조사에 의해 관리되는 서버(미도시)로부터 다양한 제어 명령을 수신하여, 냉장고(50)의 동작에 적용할 수 있다. 또는, 통신부(미도시)는 가스 감지 장치(20)로부터 센서 값을 수신하여 프로세서(11)로 전달할 수 있다. 프로세서(11)는 수신된 센서 값에 기반하여, 식품의 신선도(예: 부패 여부, 숙성 정도 등)를 식별할 수 있다. 이 외에도, 통신부(미도시)는 카메라(미도시)에 의하여 촬영된 저장실 내부 영상을 사용자 단말 등으로 전송하는 것과 같은 다양한 동작을 더 수행할 수 있다.
통신부(미도시)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 직비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "~모듈", "~부", "~부재" 또는 "~블록"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 또한, 모듈은 FPGA(Field Programmable Gate Arrary) 및 ASIC(application-specific integrated circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 물품 보관 장치(10) 또는 가스 감지 장치(20)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 물품 보관 장치(10) 또는 가스 감지 장치(20))의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 과정들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 과정들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 과정들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 과정들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 과정들이 추가될 수 있다.
10: 물품 보관 장치 11: 프로세서
12: 사용자 입력부 13: 메모리
20: 가스 감지 장치
12: 사용자 입력부 13: 메모리
20: 가스 감지 장치
Claims (20)
- 물품 보관 장치에 있어서,
물품이 보관된 고 내 기체에 포함된 가스를 센싱하는 센서부;
상기 기체에 포함된 가스를 농축하는 농축부;
상기 기체에 포함된 가스를 필터링하는 필터부;
상기 기체의 유동 경로를 가이드하는 복수 개의 밸브; 및
적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 기체에 포함된 가스가 농축되도록 상기 농축부를 제어하고,
상기 기체가 제1 유로를 따라 상기 농축부를 통과하도록, 상기 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방하고,
상기 기체가 제2 유로를 따라서 상기 센서부를 통과하도록, 상기 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방하고,
상기 농축부로부터 탈착된 가스가 상기 제1 유로와 다른 제3 유로를 따라 상기 필터부 및 상기 센서부를 통과하도록, 상기 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방하고,
상기 농축부로부터 탈착된 가스가 상기 필터부를 통과함에 따라 상기 물품과 관련된 목표 가스가 추출되면, 상기 센서부를 통하여 측정된 상기 목표 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 상태를 식별하는,
물품 보관 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 기체에 포함된 가스가 농축되는 동안에,
상기 센서부를 통하여 측정된 기체에 포함된 전체 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 종류 또는 상기 물품의 상태 중 적어도 하나를 식별하는 것을 특징으로 하는,
물품 보관 장치. - 삭제
- 제3항에 있어서,
상기 전체 가스의 농도를 측정하기 위한 상기 센서부의 감지 주기는,
상기 목표 가스의 농도를 측정하기 위한 상기 센서부의 감지 주기보다 짧은 것을 특징으로 하는,
물품 보관 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 물품 보관 장치는,
사용자 입력부를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 사용자 입력부를 통한 사용자 입력에 기반하여 상기 물품의 종류를 식별하고,
상기 물품의 종류에 기반하여, 상기 물품의 상태의 식별에 필요한 기준 값들을 설정하는,
물품 보관 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 물품 보관 장치는,
디스플레이를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 물품의 상태를 나타내는 물품 상태 정보를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는,
물품 보관 장치. - 물품 보관 장치의 물품 상태 식별 방법에 있어서,
물품이 보관된 고 내 기체가 제1 유로를 따라 흡착제를 포함하는 농축부를 통과하도록, 상기 기체의 유동 경로를 가이드하는 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방하는 과정;
상기 기체에 포함된 가스를 상기 흡착제에 농축시키는 과정;
상기 기체가 제2 유로를 따라서 상기 기체에 포함된 가스를 감지하는 센서부를 통과하도록, 상기 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방하는 과정;
상기 흡착제로부터 탈착된 가스가 상기 제1 유로와 다른 제3 유로를 따라 상기 가스를 필터링하는 필터링부 및 상기 센서부를 통과하도록, 상기 복수 개의 밸브들 중 적어도 하나를 폐쇄하거나 또는 개방하는 과정;
상기 흡착제로부터 탈착된 가스를 필터링하여 목표 가스를 추출하는 과정;
상기 추출된 목표 가스를 감지하여 상기 목표 가스의 농도를 측정하는 과정; 및
상기 측정된 목표 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 상태를 식별하는 과정을 포함하는,
물품 상태 식별 방법. - 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 물품 상태 식별 방법은,
상기 기체에 포함된 가스가 농축되는 동안에, 상기 기체에 포함된 전체 가스를 감지하는 과정; 및
상기 감지된 전체 가스의 농도에 기반하여 상기 물품의 종류 또는 상기 물품의 상태 중 적어도 하나를 식별하는 과정을 더 포함하는,
물품 상태 식별 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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