WO2019240514A1 - 공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents

공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법 Download PDF

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WO2019240514A1
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fan
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air
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최신일
이영미
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코웨이 주식회사
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/80—Self-contained air purifiers
    • 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
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F11/00—Control or safety arrangements
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to an air purifying apparatus and a method for controlling the same. More specifically, the rotation speed of the fan is controlled not only according to the particle concentration and the amount of change detected in real time, but also according to the time according to the user's life pattern.
  • An air purifying apparatus capable of controlling a rotation speed and a method of controlling the same.
  • the air purifier is in the spotlight as a way to improve the quality of indoor air without ventilation through the window.
  • the air purifier includes a hepa filter, a dust filter, and the like, and performs the function of purifying the indoor air by filtering and then discharging the indoor air sucked into the apparatus again.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2017-0105948 discloses an air cleaning fan system for determining whether to operate using real-time information of fine dust detected using a fine dust detection sensor.
  • this type of air-cleaning fan system operates an air cleaner after a high concentration of fine dust occurs, it cleans the indoor air, and thus predicts the occurrence of fine dust before performing fine dust and preemptively cleans the air. There is a limit to difficult removal of fine dust.
  • Korean Patent Publication No. 10-1091114 discloses a ventilation system for purifying indoor air polluted air with fresh air by controlling the opening and closing of the air supply and exhaust ports according to the indoor air pollution degree.
  • this type of ventilation system is meaningful as a method for purifying polluted air in the room using outside air, but there is a limitation that there is no consideration about the additional pollution of the indoor air by the fine dust including the outside air.
  • this type of ventilation system has a limitation in that, in addition to fine dust, there are no considerations on a system and a control method that can be applied to various particles and various air purification apparatuses that can enter the room.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2017-0105948 (2017.09.20.)
  • Patent Document 2 Korean Registered Patent Document No. 10-1091114 (2011.12.13.)
  • An object of the present invention is to provide an air purifying apparatus capable of appropriately selecting the rotational speed of a fan at a reference time to learn the life pattern of the user and to lower the particles at a time when a predetermined time has elapsed according to the situation of the particles at the reference time.
  • the concentration of particles in the room increases while controlling the fan's rotational speed, the fan's rotational speed is increased in real time, thereby improving the clean efficiency of the indoor air and reducing power consumption. To provide a way to control it.
  • a standard score calculation module 320 for calculating and summing each of the standard score values during the predetermined time interval from the reference time, and repeatedly calculating the plurality of summed standard score values; Learning to store the rotational speed of the fan 100, the amount of change of the rotational speed of the fan 100 and the amount of change of the particle concentration corresponding to the highest value among the plurality of standard scores as the optimum value of the reference time Module 330; And an artificial intelligence control module 340 for controlling the rotational speed of the fan 100 corresponding to the rotational speed of the fan 100 corresponding to the optimum value stored in the learning module 330 every reference time. It provides an air purifier.
  • it may include a pollution index calculation module 350 that calculates the particle concentration detected by the sensor unit 200 as a pollution index by a second preset method.
  • the calculated pollution index may be divided into a predetermined step according to the magnitude relationship, and may include an automatic control module 360 for controlling the rotational speed of the fan 100 corresponding to the predetermined step.
  • the present invention a method for controlling the air purifying device including the fan 100 and the sensor unit 200 for discharging air, (a) the change amount calculation module 310 during the predetermined time interval from the reference time Calculating a rotation speed of the fan 100, a change amount of the rotation speed of the fan 100, and a change amount of the particle concentration detected by the sensor unit 200; (b) the standard score calculation module 320 changes the calculated rotational speed of the calculated fan 100, the calculated rotational speed of the calculated fan 100, and the calculated particles during the predetermined time interval from the reference time.
  • the learning module 330 may determine the rotation speed of the fan 100, the change amount of the rotation speed of the fan 100, and the change amount of the particle concentration corresponding to the highest values among the plurality of summed standard score values. Storing the optimal value of the reference time; And (d) the artificial intelligence control module 340 adjusts the rotational speed of the fan 100 corresponding to the rotational speed of the fan 100 corresponding to the optimum value stored in the learning module 330 every reference time. It provides a control method of an air purification apparatus comprising the step of controlling.
  • the air purifying apparatus may be operated in a data collection mode, and the data collection mode may be to repeat the steps (a) to (c).
  • step (d) may be operable at the same time.
  • the air purifier may be operated in an artificial intelligence mode, and the artificial intelligence mode may be to repeat the steps (a) to (d).
  • the method may further include the step of (e) the pollution index calculation module 350 to calculate the particle concentration detected by the sensor unit 200 as the pollution index by the second preset method.
  • the method after the step (e), (f) the automatic control module 360 divides the calculated pollution index into a predetermined step according to the magnitude relationship, the fan corresponding to the predetermined step
  • the method may further include controlling the rotation speed of the 100.
  • the air purifier may be operated in an automatic mode, and the automatic mode may be to repeat the steps (e) and (f).
  • the automatic control module 360 divides the pollution index obtained by calculating the particle concentration detected by the sensor unit 200 using the second preset method.
  • the preset step corresponds to a predetermined step, the air purifier may be forced to operate in the automatic mode.
  • the actual time corresponds to the reference time while the air purifier is operated in the automatic mode
  • the contamination index calculated by the preset second method calculates the particle concentration detected by the sensor unit 200. If the control module 360 corresponds to a predetermined step among the predetermined steps, the air purifier may operate in the automatic mode.
  • the air purification apparatus may operate in the artificial intelligence mode.
  • the air purifier While the air purifier is operated in an artificial intelligence mode, the actual time corresponds to the reference time, and the pollution index calculated by the preset second method calculates the particle concentration detected by the sensor unit 200. If the control module 360 corresponds to a predetermined step among the predetermined steps, the air purifier may operate in the automatic mode.
  • the air purifier While the air purifier is operated in an artificial intelligence mode, the actual time corresponds to the reference time, and the pollution index calculated by the preset second method calculates the particle concentration detected by the sensor unit 200. If the control module 360 does not correspond to the predetermined step among the predetermined steps, the air purification apparatus may operate in the artificial intelligence mode.
  • the air purifying apparatus since the air purifying apparatus repeatedly learns the amount of fine dust generated at each time and used place according to the user's living pattern, predicts the particle generation concentration according to the user's living pattern and preemptively cleans the air. For example, it is possible to clean indoor air before the mass generation of particles.
  • the indoor air cleaning is performed by increasing the rotation speed of the fan regardless of the user's living pattern. As a result, it can respond immediately to unexpected changes in particle concentration.
  • the sensor unit and the control unit according to the present invention may be provided in a device for purifying various air to control the device for purifying the air.
  • the present invention can be controlled based on the concentration of a variety of particles, such as fine dust, harmful substances, carbon dioxide, oxygen present in the room, it is possible to adjust the concentration of the various particles according to the user's needs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an air purification apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration for controlling the air purification device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method of an air purifying apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a data collection mode in the control method of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an artificial intelligence mode in the control method of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an automatic mode of the control method of FIG. 3.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams illustrating a method of operating the air purifying apparatus according to the air quality when the artificial intelligence mode is applied during the operation in the automatic mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a method of operating the air purifying apparatus according to the air quality when the artificial intelligence mode is applied during the operation in the artificial intelligence mode according to an embodiment of the present invention.
  • the air purifying apparatus may mean both an apparatus for cleaning and managing particles in the air.
  • the particles include all fine contaminants that may be present indoors or outdoors, such as fine dust, dust, indoor volatile organic compounds, oxygen, carbon dioxide.
  • the configuration of the air purifier for the air purifier is described, but if the device is to clean and manage the air for the particles, the configuration and control method according to the present invention may be used.
  • the sensor unit or the control unit according to the present invention may be provided to control and clean the concentration of particles such as fine dust.
  • the present invention is described as purifying air based on the concentration of "fine dust", but is not limited thereto.
  • concentration of particles such as fine dust, dust, volatile organic compounds in the room, oxygen, carbon dioxide, etc. All of these can be used to clean the air.
  • the air purifying apparatus is merely an example. It can be controlled by applying the concentration of particles, such as oxygen, carbon dioxide.
  • reference time means a specific time for the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention to measure the rotational speed and the fine dust concentration of the fan 100 to be described later.
  • the reference time can be selected from any of the 24 hours that make up the day.
  • preset time interval used in the following description means a specific time elapsed from the reference time. In one embodiment, the preset time interval may be set to 5 minutes, but the size of the time interval may be changed.
  • the reference time and the predetermined time interval may be repeated continuously.
  • a specific time point of a day may be set as a reference time
  • a time point when a predetermined time interval elapses may be set as another reference time.
  • the air purifying apparatus can learn the continuous user's life pattern for the entire 24 hours constituting the day.
  • preset first method used in the following description is a method of calculating the rotational speed, the fine dust concentration, and the amount of change of each of the fan 100 during the predetermined time interval from the reference time as standard score values, respectively. Detailed description thereof will be described later.
  • second preset method used in the following description refers to a method of calculating the pollution index in order to classify the detected fine dust concentration into various steps by the pollution index calculation module 350 to be described below. Detailed description will be described later.
  • predetermined step used in the following description refers to a plurality of steps in which the pollution index calculated by the second preset method is classified according to size and magnitude, and in one embodiment, a predetermined step is composed of three steps. Can be.
  • preset step used in the following description means a step in which the pollution index is the largest among predetermined steps for classifying the pollution index.
  • the air purifier which is an embodiment of the air purifying apparatus according to the present invention, includes a head part 10, a neck part 20, a body part 30, a base 40, and a sensor part 200. It includes.
  • Air cleaner according to the embodiment shown is a spherical head portion 10 is coupled to the body portion 30 through the neck portion 20, the air cleaner is provided integrally form the air inlet and outlet formed on the upper side And other forms.
  • the air purifier according to the present invention does not require the head portion 10, the neck portion 20, the body portion 30, the base 40, Depending on the type, the components forming the appearance may be different.
  • the head unit 10 performing the air cleaning function may be both horizontally rotated and vertically rotated. This allows the user to discharge air in various directions. Horizontal rotation and vertical rotation may be performed simultaneously or separately.
  • the head portion 10 when the head portion 10 is vertically rotated, the head portion 10 is rotated up and down, but the neck portion 20 and the body portion 30 is fixed. During horizontal rotation of the head portion 10, the head portion 10 and the neck portion 20 rotate left and right, and the body portion 30 is fixed.
  • the head unit 10 includes a head upper housing (not shown), a fan assembly (not shown), and a head lower housing (not shown), and intakes outside air to purify by a filter (not shown), and then discharge it again. Thereby performing the air cleaning function.
  • the fan assembly (not shown) includes an intake grill (not shown) located on the left and right sides, a filter (not shown) located inside the intake grill (not shown), an intake fan (not shown), , A fan 100 positioned at the front of the intake fan (not shown), and a fan grill (not shown).
  • the intake fan may be a double-sided fan, but may be modified to intake only in either of the left or right, in which case the intake fan (not shown) It can be a fan.
  • the filter may include a pre-filter, hepa filter, etc., but is not limited to the number and type of filters included.
  • the neck 20 is positioned below the head 10.
  • the fan 100 provides a transfer force that can be discharged to the outside of the air purifier after the air introduced into the air purifier through the intake fan (not shown) is purified.
  • the fan 100 may be provided with a plurality of blades to discharge air to the outside.
  • the shape and position is provided as other forms that can discharge the air in the air cleaner to the outside in other positions It may be provided.
  • the rotational speed of the fan 100 can be controlled.
  • the amount of power consumed by the air cleaner is changed according to the rotation speed of the fan 100, and the noise generated as the fan 100 rotates at a high speed increases the air at a low rotation speed of the fan 100. Preference is given to performing the cleaning.
  • the rotational speed of the fan 100 may be divided into a total of three stages, and the rotational speed may be set to increase from one stage to three stages, and the method may be changed.
  • the air cleaner according to the embodiment of the present invention rotates the fan 100 at a low speed as much as possible to perform air cleaning, and may only rotate at a high speed when necessary to perform air cleaning, which will be described in detail later. do.
  • the neck 20 is located below the head 10.
  • the neck 20 is a frame body coupled to a head housing (not shown), a head frame (not shown) located inside the head part 10, and a head frame (not shown) located inside the neck housing (not shown). (Not shown), and a vertical rotating member (not shown) for vertically rotating the head portion 10.
  • Body portion 30 is located below the neck portion 20.
  • Body portion 30 is located on the lower side of the neck (20).
  • Body portion 30 is a body portion housing (not shown) to protect the inner parts, a horizontal rotating member (not shown) for rotating the head portion 10 and the neck portion 20, the internal parts, etc. are coupled and the base And an inner body (not shown) fixed to 40.
  • the body housing (not shown) has a hollow portion (not shown) in which the neck housing (not shown) is inserted to be rotatable horizontally.
  • the front of the body housing is a display (not shown) that shows the operating state and receives a signal from the user, a plurality of motion sensors (not shown) for detecting the movement of the surrounding users, and the like.
  • the base 40 is positioned below the body portion 30.
  • the base 40 forms the bottom of the air purifier.
  • Base 40 is provided with a plurality of wheels (not shown) for movement and a cable (not shown) for receiving power from the outside.
  • the base 40 may be fixedly used in one position without any means for separate movement.
  • the air purifier according to the embodiment of the present invention controls the rotational speed of the fan 100 by analyzing a user's life pattern at a specific position.
  • the sensor unit 200 is located inside or outside the air cleaner, and detects various pieces of information for diagnosing indoor air quality.
  • the sensor unit 200 may measure the temperature, humidity, and concentration of particles contained in the indoor air.
  • the sensor unit 200 may measure dust concentration, fine dust concentration, volatile organic compound concentration in a room, oxygen concentration in indoor air, and carbon dioxide concentration in indoor air.
  • the above-described particles are only examples of particles, and are not limited thereto and may include various kinds of particles.
  • the fine dust concentration will be mainly used, but the above-described concentrations of the various particles can be used to control the operation of the air cleaner.
  • the sensor unit 200 is not limited to the air purifier but is provided in a plurality of air purification apparatuses, and may sense concentrations of various particles.
  • the air purifier includes a control unit 300 for controlling the operation of the air cleaner, in particular, whether the fan 100 is rotated and the like.
  • the controller 300 may perform a calculation such as a microprocessor, a CPU, and generate control information. As other equipment that may be present.
  • the control unit 300 includes a variation calculation module 310, a standard score calculation module 320, a learning module 330, an artificial intelligence control module 340, a pollution index calculation module 350, and an automatic control module 360. do.
  • control unit 300 is described as controlling the air cleaner according to the concentration and the amount of change in the concentration as described above, but is not limited to the concentration of the fine dust, the sensor unit 200 sensed
  • the cleanliness of the air can be controlled based on the concentration of the particles and the amount of change in concentration.
  • control unit 300 may be provided in a plurality of air purification apparatuses other than the air cleaner to perform control operations.
  • control unit 300 is mounted on a hood provided in the kitchen, and the change amount of the concentration of particles that may occur in the kitchen by operating the change calculation module 310, the rotation speed and the change amount of the speed of the fan 100.
  • the calculated information may be transmitted to the standard score calculation module 320.
  • the standard score calculation module 320 calculates and sums the standard score values from the reference time for the preset time intervals from the reference time in the first predetermined method to be described later, and adds the plurality of standard scores by repeating the calculation. Can compute a value.
  • the learning module 330 may store the information corresponding to the highest value among the summed standard score values as an optimal value of the reference time.
  • the artificial intelligence control module 340 may control the rotational speed of the fan 100 corresponding to the rotational speed of the fan 100 corresponding to the optimum value stored in the learning module 330 every reference time.
  • the control unit 300 may be mounted on the hood provided in the kitchen as described above to perform an operation.
  • the hood provided in the kitchen described above is just an example, and any device capable of purifying air is not limited thereto.
  • the change amount calculation module 310 may determine the rotation speed of the fan 100, the change amount of the rotation speed of the fan 100, the fine dust concentration and the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 for a predetermined time interval from the reference time. Calculate the amount of change.
  • the rotation speed and the fine dust concentration of the fan 100 is calculated in real time, the amount of change in the rotation speed and the fine dust concentration of the fan 100 is calculated for a predetermined time interval.
  • the calculated rotation speed of the fan 100, the change amount of the rotation speed of the fan 100, and the change amount of the fine dust concentration are transmitted to the standard score calculation module 320 which will be described later.
  • the standard score calculation module 320 uses the calculated reference time as one or more of the calculated rotation speed of the fan 100, the change amount of the rotation speed of the fan 100, the fine dust concentration, and the change amount of the fine dust concentration in a preset first method. Calculate each of the standard score values during the predetermined time interval from and add up.
  • the factor that the standard score calculation module 320 calculates as the standard score value for a predetermined time interval from the reference time includes the rotation speed of the fan 100 and the fan 100.
  • the amount of change in rotational speed, the fine dust concentration, and the fine dust concentration are preferably all included.
  • the first preset method gives a high score to the low concentration of fine dust, the negative change amount of the fine dust concentration, the low speed rotation of the fan 100, and the low change amount of the rotation speed of the fan 100.
  • the preset first method may be to calculate a standard score based on the following table.
  • Rotation speed of fan 100 Change amount of rotation speed of the fan 100 Change of fine dust concentration lowness 15 lowness 15 decrease 15 middle 10 middle 10 No change 10 height 5 height 5 increase 5
  • Rotation speed of fan 100 Change amount of rotation speed of the fan 100 Change of fine dust concentration Summed Standard Score middle 10 height 5 decrease 15 30
  • the result of the regular operation of the air for the entire 24 hours constituting the day is a standard score based on the reference time and the predetermined time interval
  • the standard score value calculated by the standard score calculation module 320 is corresponding data, that is, the rotation speed of the fan 100, the change amount of the rotation speed of the fan 100, the fine dust concentration, and the fine value.
  • the amount of change in the dust concentration is respectively mapped and stored with a preset time interval from the calculated reference time.
  • the calculation result of the standard score calculation module 320 the result value when the fan 100 is rotated at a specific speed, such as the quality of the indoor air by the operation of the air purifier and the amount of power consumed in the operation of the air purifier is digitized Is stored hourly.
  • the learning module 330 compares the standard score values for each time zone calculated by the standard score calculation module 320 to determine the rotation speed of the fan 100 having the highest standard score value at the reference time, and the rotation speed of the fan 100.
  • the amount of change and the amount of change of fine dust concentration are stored as an optimum value at the reference time. At this time, the score value calculated based on the fine dust concentration can also be summed up as described above.
  • the cleanliness of the indoor air when satisfying the three conditions of the above-described conditions that is to be low so that the rotational speed of the fan 100, the amount of change in the rotational speed of the fan 100 is small, the fine dust concentration is low And it can be determined that the power consumption can be minimized.
  • the learning module 330 compares the magnitude relation of the standard score values for each time slot summed by the standard score calculation module 320 and stores the condition having the highest standard score value as the optimum value of the corresponding time zone. .
  • the reference time can be set for the entire 24 hours constituting the day by repeating for a predetermined time interval.
  • the method of calculating the optimal value of the learning module 330 may be understood by the following table, which is an example of calculating the standard score value of the reference time.
  • the optimum value of the reference time is the rotation speed of the fan 100 is medium, the amount of change of the rotation speed of the fan 100 is low,
  • the change amount corresponds to the case where there is no change. That is, in the case of turn 3, the standard score value of each item is obtained even though the highest standard score value is not obtained from the rotation speed of the fan 100 and the change amount of fine dust concentration. Since the highest standard score is obtained as a result of the summation, controlling the air purifier according to step 3 can maximize the balance between the cleanness of indoor air and the minimization of power consumption.
  • each operation of the above-described change amount calculation module 310, the standard score calculation module 320, and the learning module 330 is repeated while the air purifier is operating to rotate the fan 100 at the reference time.
  • the speed By calculating the speed, the amount of change in the rotational speed of the fan 100, the amount of fine dust concentration and the amount of fine dust concentration, the data for accumulating and storing the optimum operation method are accumulated and stored.
  • the optimal value of the reference time stored by the learning module 330 is transmitted to the AI control module 340.
  • the artificial intelligence control module 340 corresponds to a fan corresponding to a rotation speed of the fan 100 stored as an optimal value in the learning module 330, a change amount of the rotation speed of the fan 100, a fine dust concentration, and a change amount of the fine dust concentration. Control the rotation speed of 100).
  • the optimal value is the case where the rotational speed of the fan 100 is medium, the amount of change in the rotational speed of the fan 100 is low, and the amount of change in the fine dust concentration is not changed, so that the AI control module 340 Every reference time, that is, if the actual time corresponds to the reference time, the rotation speed of the fan 100 to the middle to correspond to the optimum value stored in the learning module 330, the amount of change in the rotation speed of the fan 100 is low To control the rotation speed of the fan 100.
  • the data is repeatedly accumulated and stored in the above-described change amount calculation module 310, the standard score calculation module 320, and the learning module 330. Accordingly, the AI control module 340 controls the rotation speed of the fan 100. As a result, the air purifying apparatus may preemptively perform the air cleaning optimized for each time according to the life pattern of the user.
  • the contamination index calculation module 350 calculates the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 as the contamination index by a second preset method.
  • fine dust is divided into PM2.5 (ultrafine dust) and PM10 (fine dust), and by varying the rotational speed of the fan 100 according to each concentration, efficient indoor air can be cleaned.
  • the pollution index calculation module 350 calculates the pollution index as an index capable of reflecting both the concentrations of PM2.5 and PM10 in the second preset method using the fine dust concentration detected by the sensor unit 200.
  • the second preset method any method capable of reflecting the detected fine dust concentration may be used.
  • the second preset method of calculating the pollution index is as follows.
  • the second preset method to be described below first calculates the PM10 index and the PM2.5 index, and calculates the pollution index using the calculated PM10 index and the PM2.5 index.
  • an example of a method of calculating the PM10 index is as follows.
  • PM10 concentration range ( ⁇ g / m3) Less than 30 30 or more, less than 80 80 or more, less than 150 150 or more, less than 500 More than 500 PM10 index 25/30 * (PM 10 concentration) 25/50 * ((PM 10 concentration) -30) +25 25/70 * ((PM 10 concentration) -80) +50 25/350 * ((PM 10 concentration) -150) +75 100 ranking good usually Bad Very bad
  • PM2.5 concentration range ( ⁇ g / m3) Less than 15 15 or more, less than 40 40 or more, less than 80 80 or more, less than 300 More than 300 PM2.5 index 25/15 * (PM 2.5 concentration) 25/25 * ((PM 2.5 concentration) -15) +25 25/40 * ((PM 2.5 concentration) -40) +50 25/220 * ((PM 2.5 concentration) -80) +75 100 ranking good usually Bad Very bad
  • the method of calculating the pollution index using the PM10 index and PM2.5 index calculated through the above-described method, the grade according to the calculated pollution index, and the preferred rotational speed of the fan 100 are as follows. (0.5 * PM10 index) + (0.5 * PM2.5 index)
  • Pollution index Less than 25 25 or more, less than 50 50 or more, less than 75 75 or more ranking good usually Bad Very bad Rotation speed of fan 100 1 stage 2-stage 3-stage
  • the above-described fine dust concentration detection and contamination index calculation process may be performed in real time.
  • the calculated pollution index is transmitted to the automatic control module 360.
  • the automatic control module 360 divides the pollution index calculated by the pollution index calculation module 350 into predetermined steps according to the magnitude and controls the rotation speed of the fan 100 according to the predetermined level.
  • the air grade corresponds to 'normal'
  • the rotational speed of the fan 100 suitable for this is 'two stages'.
  • the automatic control module 360 divides the calculated pollution index into four stages of "good”, “normal”, “bad”, “very bad”, and the rotation speed of the fan 100 determined accordingly. In accordance with the fan 100 is controlled to rotate.
  • the automatic control module 360 sets the rotational speed of the fan 100 to one stage when the divided pollution index is “good”, and the fan when the divided pollution index is “normal” or “bad”. If the rotational speed of 100 is two stages, and the index of contamination is "very bad", the rotational speed of the fan 100 may be controlled in three stages.
  • the number of the step of dividing the pollution index and thus the step of the rotational speed of the fan 100 can be changed.
  • Operation of the above-described automatic control module 360 may be performed in real time. That is, by the real-time operation of the pollution index calculation module 350 and the automatic control module 360, the air purification apparatus may change the rotation speed of the fan 100 in response to the pollution of the indoor air.
  • the air purifying apparatus may perform various modes by the operation of various modules 310, 320, 330, 340, 350, and 360 of the controller 300.
  • FIGS. 3 to 6 illustrate fine dust as an example of particles.
  • the data collection mode S100 is a mode for collecting data necessary for the air purification apparatus according to an embodiment of the present invention to operate in an artificial intelligence mode which will be described later.
  • the data collection mode S100 does not proceed individually, is continuously repeated while the air purifier is operating, and the hourly fan 100 according to the user's life pattern is provided. Collect data on the rotational speed of the), the amount of change in the rotational speed of the fan 100, the amount of fine dust and the amount of fine dust concentration.
  • the data collection mode S100 may be performed simultaneously with the artificial intelligence mode S200 or the automatic mode S300 which will be described later.
  • the change amount calculation module 310 detects the rotation speed of the fan 100, the change amount of the rotation speed of the fan 100, and the sensor unit 200 during a predetermined time interval from the reference time.
  • the amount of change of the fine dust concentration and the fine dust concentration is calculated (S110).
  • the standard score calculation module 320 calculates the amount of change in the calculated rotational speed of the fan 100, the calculated amount of change in the rotational speed of the calculated fan 100, and the amount of change in the fine dust concentration during the predetermined time interval from the reference time. Computing and summing each of the standard score values from the reference time during the predetermined time interval by the first preset method, repeating the calculation and calculating and adding a plurality of summed standard score values, and repeating the plurality of summed standard scores. The value is calculated (S120).
  • the learning module 330 may measure the rotation speed of the fan 100, the change amount of the rotation speed of the fan 100, the fine dust concentration, and the change amount of the fine dust concentration corresponding to the highest values among the plurality of standard scores.
  • the optimal value is stored (S130).
  • the fine dust concentration will be stored as the optimal value of the reference time when the value is the lowest.
  • the air purifier is operated in the data collection mode (S100), the continuous data is accumulated and stored, so that the user's life pattern for the entire 24 hours constituting the day and the rotation speed of the fan 100 and the fan ( The amount of change in the rotational speed, fine dust concentration, and fine dust concentration of 100) may be collected.
  • the above-described steps are repeated continuously while the air purification apparatus is operating to continuously collect data for more accurately predicting a user's life pattern.
  • Artificial intelligence mode is a mode for controlling the air purifying device according to the data related to the life pattern of the user collected in the data collection mode (S100).
  • the artificial intelligence mode S200 may be selectively operated with the automatic mode S300 to be described later. That is, the air purifier is operated according to any one of the artificial intelligence mode (S200) and the automatic mode (S300), but the mode switching between the artificial intelligence mode (S200) and the automatic mode (S300) may be freely performed.
  • the user can directly select the AI mode (S200) or automatic mode (S300), in which case the operating mode is terminated and the operation of the selected mode is started.
  • the above-described data collection mode S100 is performed to collect data related to a user's life pattern according to a reference time (S110 to S130).
  • the artificial intelligence control module 340 rotates the speed of the fan 100 corresponding to the rotation speed of the fan 100 corresponding to the optimum value stored in the learning module 330 at every reference time. Control (S210).
  • the fan 100 is controlled to rotate according to the rotation speed of the 100.
  • Automatic mode (S300) is a mode for controlling the air purifying device according to the concentration of fine dust detected in real time by the sensor unit 200.
  • the contamination index calculation module 350 calculates the fine dust concentration detected in real time by the sensor unit 200 as the contamination index in a second predetermined method (S310).
  • the preset second method may be any method capable of calculating the degree of pollution of indoor air using the detected fine dust concentration, and the method of calculating the contamination index by the second preset method according to an embodiment will be described above. Same as one.
  • the automatic control module 360 classifies the calculated pollution index into predetermined steps according to the magnitude and controls the rotational speed of the fan 100 according to the predetermined step (S320).
  • the calculated pollution index is divided into four stages, and accordingly, the speed of the fan 100 may be controlled in three stages as described above.
  • the artificial intelligence mode performs preemptive air cleaning according to the user's life pattern for each time, and the automatic mode performs air cleaning correspondingly in real time according to the situation of indoor air.
  • the user's life pattern is generally constant on a daily basis and on a weekly basis, it is preferable to perform air cleaning preemptively according to the artificial intelligence mode in order to improve efficiency of indoor air cleaning and to reduce power consumption.
  • the method for controlling the air purifying apparatus according to the embodiment of the present invention is based on the real-time particle concentration regardless of the mode in progress when the situation of indoor air deteriorates rapidly while the air purifying apparatus is operated in the AI mode or the automatic mode. It is operated in automatic mode to control the rotational speed of the fan 100.
  • a vertical line dividing the horizontal line at regular intervals means a time interval.
  • one section dividing the horizontal line means a period of detecting fine dust concentration of the sensor unit 200, and it will be described on the assumption that five sections correspond to a predetermined time interval.
  • one compartment may mean one minute.
  • the sensor unit 200 detects the fine dust concentration of the indoor air in one compartment unit in real time.
  • the mode switching procedure between the AI mode and the automatic mode described below may be continuously performed while the air purification apparatus is in operation.
  • the air purifier is operating in the automatic mode.
  • it is advantageous to operate in the artificial intelligence mode.
  • the AI mode is applied to the air purifier. This process may be performed without a separate input process by the user.
  • the air purifier is operated in the AI mode for one compartment. This presupposes that the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 at the reference time is not high.
  • the interval at which the sensor unit 200 detects the fine dust concentration that is, the length and number of sections may be changed.
  • the AI mode is terminated and switched to the automatic mode without a separate input process by the user.
  • the rotation speed of the fan 100 will be determined as "high".
  • the artificial intelligence mode When the artificial intelligence mode is applied and a predetermined time interval (five compartments in FIG. 7) has elapsed, the artificial intelligence mode is applied again to the air purifier.
  • the air purifier is operated in an artificial intelligence mode, and when the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 is high, the automatic mode through the above-described process. Will be maintained.
  • the air purifier is operating in the automatic mode. As described above, it is advantageous to operate in an artificial intelligence mode to increase clean efficiency of indoor air and to reduce power consumption.
  • the artificial intelligence mode is applied to the air purification apparatus without a separate input process by the user.
  • the air purifier is operated in the AI mode for one compartment. This presupposes that the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 at the reference time is not high.
  • the interval at which the sensor unit 200 detects the fine dust concentration that is, the length and number of sections may be changed.
  • the sensor unit 200 After the time elapsed by one section, the sensor unit 200 again detects the fine dust concentration of the indoor air in real time.
  • the air purifier maintains the AI mode without switching to the automatic mode, and the AI mode is reapplied after a predetermined time interval, that is, five sections have elapsed.
  • the air purifying apparatus is maintained in an artificial intelligence mode, and when the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 is high, the automatic mode through the above-described process. Will be converted to.
  • the air purifier when the air purifier is operated in the automatic mode, the mode is changed to the AI mode without a separate input process, but when the dust concentration of the indoor air is very high, the fan operates by operating in the automatic mode despite the application of the AI mode. ) Operates at high rotational speeds, allowing for immediate clean-up of indoor air.
  • the air purifier is operating in an artificial intelligence mode. As described above, it is advantageous to operate in an artificial intelligence mode to increase clean efficiency of indoor air and to reduce power consumption.
  • the AI mode is applied. In this case, it will be understood as authorization for determining whether to maintain the AI mode, but not authorization for mode switching.
  • the air purifier operates in the AI mode for as long as two compartments.
  • the sensor unit 200 senses the concentration of fine dust in the indoor air in one compartment, in real time, two sensing processes may be performed.
  • the interval at which the sensor unit 200 detects the fine dust concentration that is, the length and number of sections may be changed.
  • the fine dust concentration of the indoor air is not high after a time elapsed by one compartment, but the second method is set from the fine dust concentration sensed by the sensor unit 200 after a time elapsed by two compartments.
  • the pollution index calculated as is a predetermined stage, that is, a "very bad" of the predetermined stage.
  • the AI mode is terminated and switched to the automatic mode without a separate input process by the user, so that the air purifier is operated in the automatic mode for the remaining time of three sections, which is the remaining time of the preset time interval.
  • the rotation speed of the fan 100 will be determined as "high".
  • the artificial intelligence mode is applied again to the air purifier.
  • the air purifier is operated in an artificial intelligence mode, and when the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 is high, the automatic mode through the above-described process. Will be maintained.
  • the air purifier is operating in artificial intelligence mode. As described above, it is advantageous to operate in an artificial intelligence mode to increase clean efficiency of indoor air and to reduce power consumption.
  • the AI mode is applied. In this case, it will be understood as authorization for determining whether to maintain the AI mode, but not authorization for mode switching.
  • the air purifier operates in the AI mode for as long as two compartments.
  • the sensor unit 200 senses the concentration of fine dust in the indoor air in one compartment, in real time, two sensing processes may be performed.
  • the interval at which the sensor unit 200 detects the fine dust concentration that is, the length and the number of sections, may be changed.
  • the illustrated example is a case in which the contamination index calculated by the second preset method from the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 does not correspond to a predetermined stage, that is, "very bad", among the predetermined stages. There is no need to switch to.
  • the air purifier maintains the AI mode without switching to the automatic mode, and the AI mode is reapplied after a predetermined time interval, that is, five sections have elapsed.
  • the air purifier is operated in an artificial intelligence mode, and when the fine dust concentration detected by the sensor unit 200 is high, the automatic mode through the above-described process. Will be maintained.
  • the air purifier when the air purifier is operated in the artificial intelligence mode, it is advantageous to increase the clean efficiency of the indoor air and reduce the power consumption. Therefore, the artificial intelligence mode is maintained, but the pollution degree of the indoor air detected by the sensor unit 200 is greater than or equal to the reference value. In this case, since the fan 100 operates at a high rotational speed by switching to the automatic mode regardless of the user's input, it is possible to immediately respond to the situation of the deteriorated room air instantly.
  • the artificial intelligence mode is reapplied after a predetermined time interval, thereby increasing the clean efficiency of the indoor air and reducing the power consumption.
  • time acts as a variable that determines the mode of operation of the air purification device.
  • the contamination index calculated by the second preset method from the fine dust concentration sensed by the sensor unit 200 corresponds to a preset stage of the predetermined stage, that is, "very bad"
  • the actual time is The air purifier is operated in automatic mode regardless of whether it is within the reference time.
  • the air purifier may be operated so that the rotation speed of the fan 100 is maximized immediately without switching to the automatic mode.
  • This process is preferably performed without a separate input process by the user in order to immediately react to the quality of the indoor air.
  • the fan 100 may operate in an automatic mode or at a maximum speed differently from the rotational speed of the fan 100 according to the usual life pattern, so that the user may have doubts. It is preferable to provide a separate display window (not shown) that can guide the.
  • the air purifier is forcibly operated in the automatic mode regardless of the operation mode applied by the user.
  • the air purifier is usually operated by an artificial intelligence mode determined according to the dust concentration generated according to the user's living pattern, and when the dust concentration increases rapidly, the fan is irrelevant whether or not the actual time corresponds to the reference time.
  • the rotation speed of the 100 By maximally operating the rotation speed of the 100, the cleanness of the indoor air can be performed quickly.

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Abstract

공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 공기를 토출하는 팬(100); 센서부(200); 및 상기 팬(100)의 회전을 제어하는 제어부(300)를 포함하며, 상기 제어부(300)는, 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 센서부(200)에서 감지된 입자의 농도의 변화량을 연산하는 변화량 연산 모듈(310); 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도, 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 연산된 입자의 농도의 변화량을 기 설정된 제1 방법으로 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산하며, 이를 반복하여 다수의 합산된 표준 점수값을 연산하는 표준 점수 연산 모듈(320); 상기 다수의 합산된 표준 점수값 중 최고값에 대응되는 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 입자의 농도의 변화량을 상기 기준 시간의 최적값으로 저장하는 학습 모듈(330); 및 매 기준 시간마다, 상기 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하는 상기 팬(100)의 회전 속도에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 인공지능 제어 모듈(340)을 포함하는 공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법이 개시된다.

Description

공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법
본 발명은 공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 실시간으로 감지된 입자 농도 및 그 변화량에 따라 팬의 회전 속도가 제어될 뿐만 아니라 사용자의 생활 패턴에 따른 시간에 따라 팬의 회전 속도를 제어할 수 있는 공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.
미세먼지의 증가에 따른 실내 공기의 질에 대한 관심이 증가하고 있다. 종래에는 창문을 열어 외기를 유입시킴으로써 환기를 수행하여 실내 공기의 질을 상승시켰으나, 외기에 포함되는 입자의 농도 상승에 따라 환기를 통한 실내 공기의 정화는 큰 효과를 기대하기 어렵다.
따라서, 창문을 통한 환기 없이 실내 공기의 질을 향상시키기 위한 방안으로서 공기 청정기가 각광받고 있다. 공기 청정기는 내부에 헤파 필터, 먼지 필터 등을 포함하여, 장치 내부로 흡입한 실내 공기를 여과한 후 다시 배출함으로써 실내 공기를 정화하는 기능을 수행한다.
더 나아가, 사용자가 직접 공기 청정기를 조작하지 않더라도 공기 청정기에 구비된 미세먼지 센서에서 감지된 미세먼지 농도에 따라 자동으로 공기 청정기가 작동되어 실내 공기를 정화하는 기술들이 개시된 바 있다.
한국공개특허문헌 제10-2017-0105948호는 미세먼지 감지센서를 이용하여 감지된 미세먼지의 실시간 정보를 이용하여 작동 여부를 결정하는 공기청정 환풍기 시스템을 개시한다.
그런데, 이러한 유형의 공기청정 환풍기 시스템은 고농도의 미세먼지가 발생한 이후에 공기 청정기가 작동되어 실내 공기를 정화하므로, 미세먼지의 발생 전에 미세먼지의 발생을 예측하고 선제적으로 공기 청정을 수행하여 사전에 미세먼지를 제거하기는 어려운 한계가 있다.
한국등록특허문헌 제10-1091114호는 실내 공기오염 정도에 따라 급기구 및 배기구의 개폐를 제어하여 실내의 오염 공기를 신선한 공기로 정화하기 위한 환기 시스템을 개시한다.
그런데, 이러한 유형의 환기 시스템은 외기를 이용하여 실내의 오염 공기를 정화하기 위한 방안으로서는 의미가 있으나, 외기가 포함하는 미세먼지에 의한 실내 공기의 추가 오염에 대한 고찰은 없다는 한계가 있다.
또한, 이러한 유형의 환기 시스템은 미세먼지 외에 실내에 유입될 수 있는 다양한 입자와 다양한 공기 정화 장치에 적용될 수 있는 시스템 및 제어방법에 대한 고찰은 없다는 한계가 있다.
(특허문헌 1) 한국공개특허문헌 제10-2017-0105948호 (2017.09.20.)
(특허문헌 2) 한국등록특허문헌 제10-1091114호 (2011.12.13.)
본 발명의 목적은, 사용자의 생활 패턴을 학습하여 기준 시간에서의 입자의 상황에 따라 소정의 시간이 경과한 시점에서 입자를 낮추기 위해 기준 시간의 팬의 회전 속도를 적절하게 선택할 수 있도록 공기 정화 장치의 팬의 회전 속도를 제어하면서도 실내의 입자의 농도가 급상승할 경우에는 실시간으로 팬의 회전 속도를 상승시킴으로써, 실내 공기의 청정 효율을 제고함과 동시에 소비 전력을 저감할 수 있는 공기 정화 장치 및 이를 제어할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 공기를 토출하는 팬(100); 센서부(200); 및 상기 팬(100)의 회전을 제어하는 제어부(300)를 포함하며, 상기 제어부(300)는, 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 센서부(200)에서 감지된 입자 농도의 변화량을 연산하는 변화량 연산 모듈(310); 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도, 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 연산된 입자 농도의 변화량을 기 설정된 제1 방법으로 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산하며, 이를 반복하여 다수의 합산된 표준 점수값을 연산하는 표준 점수 연산 모듈(320); 상기 다수의 합산된 표준 점수값 중 최고값에 대응되는 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 입자 농도의 변화량을 상기 기준 시간의 최적값으로 저장하는 학습 모듈(330); 및 매 기준 시간마다, 상기 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하는 상기 팬(100)의 회전 속도에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 인공지능 제어 모듈(340)을 포함하는 공기 정화 장치를 제공한다.
또한, 상기 센서부(200)에서 감지된 입자 농도를 기 설정된 제2 방법으로 오염 지수로 연산하는 오염 지수 연산 모듈(350)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연산된 오염 지수를 그 대소 관계에 따라 소정의 단계로 구분하고, 상기 소정의 단계에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 자동 제어 모듈(360)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 공기를 토출하는 팬(100) 및 센서부(200)를 포함하는 공기 정화 장치를 제어하는 방법으로서, (a) 변화량 연산 모듈(310)이 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 센서부(200)에서 감지된 입자 농도의 변화량을 연산하는 단계; (b) 표준 점수 연산 모듈(320)이 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도, 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 연산된 입자 농도의 변화량을 기 설정된 제1 방법으로 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산하며, 이를 반복하여 다수의 합산된 표준 점수값을 연산하는 단계; (c) 학습 모듈(330)이 상기 다수의 합산된 표준 점수값 중 최고값에 대응되는 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 입자 농도의 변화량을 상기 기준 시간의 최적값으로 저장하는 단계; 및 (d) 인공지능 제어 모듈(340)이 매 기준 시간마다, 상기 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하는 상기 팬(100)의 회전 속도에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하는 공기 정화 장치의 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 공기 정화 장치는 데이터 수집 모드로 작동 가능하며, 상기 데이터 수집 모드는 상기 (a) 단계 내지 상기 (c) 단계를 반복하는 것일 수 있다.
또한, 상기 데이터 수집 모드와 상기 (d) 단계는 동시에 작동 가능할 수 있다.
또한, 상기 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 작동 가능하며, 상기 인공지능 모드는 상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계를 반복하는 것일 수 있다.
또한, 상기 방법은, (e) 오염 지수 연산 모듈(350)이 상기 센서부(200)에서 감지된 입자 농도를 기 설정된 제2 방법으로 오염 지수로 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은, 상기 (e) 단계 이후, (f) 자동 제어 모듈(360)이 상기 연산된 오염 지수를 그 대소 관계에 따라 소정의 단계로 구분하고, 상기 소정의 단계에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기 정화 장치는 자동 모드로 작동 가능하며, 상기 자동 모드는 상기 (e) 단계 및 상기 (f) 단계를 반복하는 것일 수 있다.
또한, 상기 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 작동 중, 상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당할 경우, 상기 공기 정화 장치는 강제로 상기 자동 모드로 작동할 수 있다.
또한, 상기 공기 정화 장치가 상기 자동 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하고, 상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당할 경우, 상기 공기 정화 장치는 상기 자동 모드로 작동할 수 있다.
또한, 상기 공기 정화 장치가 상기 자동 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하되, 상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당하지 않을 경우, 상기 공기 정화 장치는 상기 인공지능 모드로 작동할 수 있다.
또한, 상기 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하되, 상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당할 경우, 상기 공기 정화 장치는 상기 자동 모드로 작동할 수 있다.
또한, 상기 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하되, 상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당하지 않을 경우, 상기 공기 정화 장치는 상기 인공지능 모드로 작동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 공기 정화 장치가 사용자의 생활 패턴에 따라 각 시간 및 사용되는 장소의 미세먼지 발생량을 반복적으로 학습하여 사용자의 생활 패턴에 따른 입자 발생 농도를 예측하여 선제적으로 공기 청정을 수행하므로, 입자의 대량 발생 전에 실내 공기의 청정이 가능하다.
또한, 사용자의 생활 패턴에 따라 공기 정화 장치를 제어하면서도 불측의 변수에 의해 입자 농도가 순간적으로 급상승하는 경우, 이미 저장된 사용자의 생활 패턴과 무관하게 팬의 회전 속도를 상승시켜 실내 공기 청정을 수행하므로, 예상치 못한 입자 농도의 변화에도 즉각적으로 대응할 수 있다.
따라서, 사용자의 생활 패턴에 따라 발생하는 입자 농도에 따라 팬의 회전 속도를 제어하면서도, 입자 농도가 급상승하는 경우에는 팬의 회전 속도를 상승시키므로, 실내 공기의 청정 상태를 유지하면서도 소비 전력을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 센서부 및 제어부는 다양한 공기를 정화하는 장치에 구비되어 공기를 정화하는 장치를 제어할 수 있다.
또한 본 발명은 실내에 존재하는 미세먼지, 유해물질, 이산화탄소, 산소 등의 다양한 입자의 농도를 기반으로 제어할 수 있어, 사용자의 필요에 맞추어 다양한 입자의 농도를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 공기 정화 장치를 제어하기 위한 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 4는 도 3의 제어 방법 중 데이터 수집 모드를 도시하는 순서도이다.
도 5는 도 3의 제어 방법 중 인공지능 모드를 도시하는 순서도이다.
도 6은 도 3의 제어 방법 중 자동 모드를 도시하는 순서도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치가 자동 모드로 작동 중 인공지능 모드 인가시 공기 질에 따라 작동하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 작동 중 인공지능 모드 인가시 공기 질에 따라 작동하는 방법을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치 및 이를 제어하는 방법을 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 "전방 측", "후방 측", "좌측", "우측", "상측", "하측"이라는 용어는 도 1에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.
이하의 설명에서, 공기 정화 장치는 공기 중의 입자를 청정 및 관리하는 장치를 모두 의미할 수 있다.
이하의 설명에서, 입자란 미세먼지, 먼지, 실내의 휘발성 유기 화합물, 산소, 이산화탄소 등 실내 또는 실외에 존재할 수 있는 오염 물질을 모두 포함한다.
이하의 설명에서는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 예로, 공기 청정기를 대상으로 공기 청정기의 구성에 대해 기재하나, 입자를 대상으로 공기를 청정 및 관리하는 장치라면 본 발명에 따른 구성과 제어방법을 이용할 수 있다. 예를 들어 공기 조화기, 부엌의 후드 등의 경우, 본 발명에 따른 센서부 또는 제어부가 구비되어 미세먼지 등의 입자의 농도를 제어 및 청정할 수 있다.
이하의 설명에서 본 발명은 “미세먼지”의 농도를 기반으로 공기를 청정하는 것으로 기재하나, 이에 제한되는 것은 아니고, 미세먼지, 먼지, 실내의 휘발성 유기 화합물, 산소, 이산화탄소 등의 입자의 농도를 모두 포함하여 이를 기반으로 공기를 청정할 수 있다.
이하의 표에서, “미세먼지”의 농도를 기반으로 본 발명에 따른 공기 정화 장치를 제어하는 방법에 대하여 설명하나, 이는 예시일 뿐으로 공기 정화 장치는 상기한 미세먼지, 먼지, 실내의 휘발성 유기 화합물, 산소, 이산화탄소 등의 입자의 농도를 적용하여 제어될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "기준 시간"이라는 용어는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치가 후술될 팬(100)의 회전 속도 및 미세먼지 농도를 측정하기 위한 특정한 시각을 의미한다. 기준 시간은 하루를 구성하는 24시간 중 어느 시간으로도 선택될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "기 설정된 시간 간격"이라는 용어는 기준 시간으로부터 경과된 특정한 시간을 의미한다. 일 실시 예에서, 기 설정된 시간 간격은 5분으로 정해질 수 있으나, 그 시간 간격의 크기는 변경될 수 있다.
기준 시간과 기 설정된 시간 간격은 연속적으로 반복될 수 있다. 다시 말하면, 하루의 특정 시점이 기준 시간으로 설정되고 기 설정된 시간 간격이 경과한 시점이 또다른 기준 시간으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 기준 시간을 "오전 7시", 기 설정된 시간 간격을 "5분"이라고 하면, 오전 7시로부터 5분이 경과한 "오전 7시 5분"이 새로운 기준 시간으로 설정될 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치는 하루를 구성하는 24시간 전체에 대한 연속적인 사용자의 생활 패턴을 학습할 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "기 설정된 제1 방법"이라는 용어는 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안 팬(100)의 회전 속도, 미세먼지 농도 및 각각의 변화량을 각각 표준 점수값으로 연산하는 방법으로서, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 "기 설정된 제2 방법"이라는 용어는 후술될 오염 지수 연산 모듈(350)이 감지된 미세먼지 농도를 여러 단계로 분류하기 위해 오염 지수를 연산하는 방법을 의미하며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 "소정의 단계"라는 용어는 기 설정된 제2 방법에 의해 연산된 오염 지수를 대소 관계에 따라 구분한 복수 개의 단계를 의미하며, 일 실시 예에서 소정의 단계는 3개로 구성될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "기 설정된 단계"이라는 용어는 오염 지수를 구분하는 소정의 단계 중 오염 지수가 가장 큰 단계를 의미한다.
1. 공기 정화 장치의 구성의 설명
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 일 실시예인 공기 청정기는 헤드부(10), 목부(20), 바디부(30), 베이스(40) 및 센서부(200)를 포함한다.
도시된 실시 예에 따른 공기 청정기는 구형의 헤드부(10)가 목부(20)를 통해 바디부(30)에 결합된 형태이나, 공기 청정기는 일체형으로 구비되어 상측에 공기 흡입구 및 배출구가 형성된 형태 등 여타 형태로서 구비될 수 있다.
또한, 공기 청정기를 예시로 한 것으로, 본 발명에 따른 공기 정화 장치는 헤드부(10), 목부(20), 바디부(30), 베이스(40)가 형성되어야 하는 것은 아니고, 공기 정화 장치의 종류에 따라, 외관을 이루는 구성요소를 달리할 수 있다.
(1) 헤드부(10)의 설명
공기 청정 기능을 수행하는 헤드부(10)는 수평 회전과 수직 회전이 모두 가능하다. 이를 통하여 사용자는 다양한 방향으로 공기를 토출시킬 수 있다. 수평 회전과 수직 회전은 동시에 이루어질 수도 있고 개별적으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 헤드부(10)는 수직 회전시, 헤드부(10)가 상하로 회전하되 목부(20)와 바디부(30)는 고정된다. 헤드부(10)의 수평 회전시, 헤드부(10)와 목부(20)가 좌우로 회전하고 바디부(30)는 고정된다.
헤드부(10)는 헤드부 상부 하우징(미도시), 팬 조립체(미도시), 헤드부 하부 하우징(미도시)을 포함하여, 외기를 흡기하여 필터(미도시)에 의해 정화한 후 다시 토출함으로써 공기 청정 기능을 수행한다.
이를 위하여, 팬 조립체(미도시)는 좌우측에 각각 위치하는 흡기부 그릴(미도시)과, 상기 흡기부 그릴(미도시) 내측에 위치하는 필터(미도시)와, 흡기 팬(미도시)과, 상기 흡기 팬(미도시)의 정면에 위치하는 팬(100)와, 팬 그릴(미도시)을 포함한다.
도시된 바와 같이 좌우측에서 개별적으로 또는 동시에 흡기하기 위하여, 흡기 팬(미도시)은 양면 팬일 수 있으나, 좌측 또는 우측 중 어느 하나에서만 흡기하는 변형이 가능하며, 이 경우 흡기 팬(미도시)은 단면 팬일 수 있다.
필터(미도시)는 프리 필터, 헤파 필터 등을 포함할 수 있으나, 포함되는 필터의 개수 및 종류에 제한되지 않는다.
헤드부(10)의 하측에는 목부(20)가 위치된다.
1) 팬(100)의 설명
팬(100)은 흡기 팬(미도시)을 통해 공기 청정기로 유입된 공기가 정화 과정을 거친 후, 다시 공기 청정기의 외부로 배출될 수 있는 이송력을 제공한다. 일 실시 예에서, 팬(100)은 복수 개의 블레이드를 구비하여 공기를 외부로 배출할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 팬(100)의 헤드부(10)의 전방 측에 회전 가능하게 위치되나, 그 형상 및 위치는 공기 청정기 내의 공기를 외부로 토출할 수 있는 여타 형태로서 구비되어 여타 위치에 구비될 수 있다.
팬(100)의 회전 속도는 제어될 수 있다. 팬(100)의 회전 속도에 따라 공기 청정기가 소모하는 전력의 양이 변화되고, 팬(100)이 고속으로 회전할수록 발생하는 소음이 커지는 바, 되도록 팬(100)의 회전 속도가 낮은 상태로 공기 청정을 수행하는 것이 바람직하다.
일 실시 예에서, 팬(100)의 회전 속도는 총 3단계로 구분되어, 1단에서 3단으로 갈수록 그 회전 속도가 증가하는 것으로 설정될 수 있으며, 그 방법이 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시 예에 따른 공기 청정기는 팬(100)을 되도록 낮은 속도로 회전시켜 공기 청정을 수행하되, 필요 시에만 고속으로 회전시켜 공기 청정을 수행할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명을 후술하기로 한다.
(2) 목부(20)의 설명
목부(20)는 헤드부(10)의 하측에 위치한다.
목부(20)는 목부 하우징(미도시), 헤드부(10)의 내측에 위치하는 헤드 프레임(미도시), 목부 하우징(미도시)의 내측에 위치하고 헤드 프레임(미도시)과 결합되는 프레임 바디(미도시), 및 헤드부(10)를 수직 회전시키는 수직 회전 부재(미도시)를 포함한다.
목부(20)의 하측에는 바디부(30)가 위치한다.
(3) 바디부(30)의 설명
바디부(30)는 목부(20)의 하측에 위치한다.
바디부(30)는 그 내측의 부품을 보호하는 바디부 하우징(미도시), 헤드부(10)와 목부(20)를 수평 회전시키는 수평 회전 부재(미도시), 내부 부품 등이 결합되며 베이스(40)에 고정되는 내부 바디(미도시)를 포함한다.
바디부 하우징(미도시)은 그 가운데 중공부(미도시)가 있어서 목부 하우징(미도시)이 수평 회전 가능하게 삽입된다. 또한, 바디부 하우징(미도시)의 정면에는 작동 상태를 도시하고 사용자로부터 신호를 인가받는 디스플레이(미도시), 주변 사용자의 움직임 등을 감지하는 다수의 모션 센서(미도시)가 위치한다.
바디부(30)의 하측에는 베이스(40)가 위치된다.
(4) 베이스(40)의 설명
베이스(40)는 공기 청정기의 바닥면을 이룬다. 베이스(40)에는 이동을 위한 다수의 바퀴(미도시)와 외부로부터 전력을 공급받기 위한 케이블(미도시)이 구비된다.
대안적으로, 베이스(40)는 별도의 이동을 위한 수단 없이 일 위치에 고정되어 사용될 수도 있다. 이 경우, 후술될 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공기 청정기가 특정 위치에서의 사용자의 생활 패턴을 분석하여 팬(100)의 회전 속도를 제어한다는 점에서 바람직하다.
(5) 센서부(200)의 설명
센서부(200)는 공기 청정기의 내부 또는 외부에 위치하여, 실내 공기의 질을 진단하기 위한 여러 정보를 감지한다.
일 실시 예에서, 센서부(200)는 실내 공기의 온도, 습도, 실내 공기 내에 포함된 입자의 농도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센서부(200)는 먼지 농도, 미세먼지 농도, 실내의 휘발성 유기 화합물 농도, 실내 공기의 산소 농도, 실내 공기의 이산화탄소 농도 등을 측정할 수 있다. 상기 상술한 입자는 입자의 예시일 뿐이며, 이에 제한되지 않고 다양한 종류의 입자를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 공기 청정기 및 이를 제어하는 방법에서는 미세먼지 농도를 주로 이용할 것이나, 상술한 여러 입자의 농도가 후술할 공기 청정기의 작동을 제어하기 위해 이용될 수 있다.
이 때, 센서부(200)는 공기 청정기에 제한되는 것은 아니고 다수의 공기 정화 장치에 구비되어, 여러 입자의 농도를 감지할 수 있다.
(6) 제어부(300)의 설명
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공기 청정기는 공기 청정기의 작동, 특히 팬(100)의 회전 여부 및 속도 등을 제어하기 위한 제어부(300)를 포함한다.제어부(300) 내에는 후술될 여러 모듈들이 포함되어, 센서부(200)에서 감지된 실내 공기에 대한 정보에 상응하게 정화 장치가 제어된다.제어부(300)는 마이크로프로세서, CPU 등 연산을 수행하고 제어 정보를 생성할 수 있는 여타 장비로서 구비될 수 있다.
제어부(300)는 변화량 연산 모듈(310), 표준 점수 연산 모듈(320), 학습 모듈(330), 인공지능 제어 모듈(340), 오염 지수 연산 모듈(350) 및 자동 제어 모듈(360)을 포함한다.
이 때, 제어부(300)는 상술한 바와 같이 미세먼지의 농도 및 농도의 변화량에 따라, 공기 청정기를 제어하는 것으로 기재되나, 미세먼지의 농도에 제한되는 것은 아니고, 센서부(200)에서 감지한 입자의 농도 및 농도 변화량을 기반으로 공기의 청정을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 상술한 바와 같이, 공기 청정기 외의 다수의 공기 정화 장치에 구비되어, 제어의 동작을 할 수 있다.
예를 들어, 부엌에 구비된 후드에 제어부(300)가 장착되어, 변화량 연산 모듈(310)을 동작에 의해 부엌에서 발생할 수 있는 입자의 농도의 변화량, 팬(100)의 회전속도 및 속도의 변화량을 연산한 정보를 표준 점수 연산 모듈(320)에 전달할 수 있다.
표준 점수 연산 모듈(320)은 전달된 상기의 정보로부터 후술할 기 설정된 제1 방법으로 기준시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산하고, 이를 반복하여 합산된 다수의 표준 점수값을 연산할 수 있다.
학습 모듈(330)은 합산된 표준 점수값 중 최고값에 대응되는 상기의 정보를 기준 시간의 최적값으로 저장할 수 있다.
인공지능 제어 모듈(340)은 매 기준 시간마다 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하는 팬(100)의 회전속도에 상응하게 팬(100)의 회전속도를 제어할 수 있다.
제어부(300)는 이와 같이 부엌에 구비된 후드에 장착되어, 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 상술한 부엌에 구비된 후드는 예시일 뿐이며, 공기를 정화할 수 있는 장치라면 이에 제한되는 것은 아니다
1) 변화량 연산 모듈(310)의 설명
변화량 연산 모듈(310)은 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량을 연산한다.
이 때, 팬(100)의 회전 속도 및 미세먼지 농도는 실시간으로 연산되며, 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 미세먼지 농도의 변화량은 기 설정된 시간 간격 동안 연산된다.
연산된 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 미세먼지 농도의 변화량은 후술될 표준 점수 연산 모듈(320)에 전달된다.
2) 표준 점수 연산 모듈(320)의 설명
표준 점수 연산 모듈(320)은 연산된 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량 중 어느 하나 이상을 기 설정된 제1 방법으로 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산한다.
다만, 보다 정확한 표준 점수값의 연산을 위해, 표준 점수 연산 모듈(320)이 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 연산하는 인자에는 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량이 모두 포함되는 것이 바람직하다.
이 때, 기 설정된 제1 방법은 미세먼지의 낮은 농도, 미세먼지 농도의 음의 변화량 정도, 팬(100)의 저속 회전, 팬(100)의 회전 속도의 낮은 변화량에 높은 점수를 부여한다.
예를 들어, 기 설정된 제1 방법은 다음과 같은 표에 근거하여 표준 점수를 산출하는 것일 수 있다.
팬(100)의 회전 속도 팬(100)의 회전 속도의 변화량 미세먼지 농도의 변화량
낮음 15 낮음 15 감소 15
중간 10 중간 10 변화없음 10
높음 5 높음 5 증가 5
미세먼지 농도의 경우, 물론 그 농도가 낮을수록 더 높은 점수가 부여될 것이므로, 이하 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
물론, 상술한 표는 단지 예시를 위한 것일 뿐, 그 분류 기준 및 부여되는 점수는 변경될 수 있다.
또한, 상술한 표에 따라 산출된 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값의 합산 과정은 다음 표의 예시에 의해 이해될 수 있다.
팬(100)의 회전 속도 팬(100)의 회전 속도의 변화량 미세먼지 농도의 변화량 합산된 표준 점수값
중간 10 높음 5 감소 15 30
따라서, 상술한 바와 같이 기준 시간 및 기 설정된 시간 간격은 연속적으로 설정될 수 있으므로, 하루를 구성하는 24시간 전체에 대한 공기 정기의 작동에 따른 결과가 기준 시간 및 기 설정된 시간 간격을 기준으로 표준 점수값으로 수치화되어 산출될 수 있다.표준 점수 연산 모듈(320)이 연산한 표준 점수값은 해당 데이터, 즉 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량이 연산된 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격과 각각 매핑되어 저장된다.
따라서, 표준 점수 연산 모듈(320)의 연산 결과, 공기 정화 장치의 작동에 의한 실내 공기의 질 및 공기 정화 장치 작동에 소모되는 전력량 등 팬(100)이 특정 속도로 회전할 경우의 결과값이 수치화되어 시간별로 저장된다.
3) 학습 모듈(330)의 설명
학습 모듈(330)은 표준 점수 연산 모듈(320)이 연산한 각 시간대별 표준 점수값을 비교하여 기준 시간에서 표준 점수값이 가장 높은 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 미세먼지 농도의 변화량을 기준 시간에서의 최적값으로서 저장한다. 이 때, 미세먼지 농도에 근거하여 산출된 점수값 또한 합산될 수 있음은 상술한 바와 같다.
보다 구체적으로, 상술한 조건, 즉 팬(100)의 회전 속도가 되도록 낮을 것, 팬(100)의 회전 속도의 변화량이 적을 것, 미세먼지 농도가 낮아질 것의 세 가지 조건을 만족할 때 실내 공기의 청정 및 소비 전력의 최소화가 가능하다고 판단할 수 있다.
이 때, 미세먼지 농도의 증가시 팬(100)의 회전 속도 및 변화량의 최소화와 미세먼지 농도의 최소화를 동시에 달성하기 어려운 경우가 있다. 따라서, 실내 공기의 청정 및 소비 전력의 최소화 간의 균형을 찾을 수 있어야 한다.
이를 위해, 학습 모듈(330)은 표준 점수 연산 모듈(320)에 의해 합산된 각 시간대별 표준 점수값들의 대소 관계를 비교하고, 가장 높은 표준 점수값을 갖는 조건을 해당 시간대의 최적값으로 저장한다.
이는, 상술한 바와 같이, 기준 시간이 기 설정된 시간 간격 동안 반복됨으로써 하루를 구성하는 24시간 전체에 대해 설정될 수 있음에 기인한다.
학습 모듈(330)의 최적값 산정 방법은 기준 시간의 표준 점수값을 산출하는 예시인 다음 표에 의해 이해될 수 있다.
순번 팬(100)의 회전 속도 팬(100)의 회전 속도의 변화량 미세먼지 농도의 변화량 합산된 표준 점수값
1 낮음 15 높음 5 증가 5 25
2 높음 5 중간 10 변화 없음 10 25
3 중간 10 낮음 15 변화 없음 10 35
상술한 표에서, 순번 3의 합산된 표준 점수값이 가장 높으므로, 기준 시간의 최적값은 팬(100)의 회전 속도는 중간, 팬(100)의 회전 속도의 변화량은 낮음, 미세먼지 농도의 변화량은 변화 없음일 경우에 해당한다.즉, 순번 3의 경우 팬(100)의 회전 속도, 미세먼지 농도의 변화량에서 가장 높은 표준 점수값을 획득하지 못했음에도 불구하고, 각 항목의 표준 점수값을 합산한 결과 가장 높은 표준 점수값을 획득하였으므로, 순번 3에 상응하게 공기 정화 장치를 제어하는 것이 실내 공기의 청정 및 소비 전력의 최소화 사이의 균형이 극대화될 수 있는 것이다.
후술될 바와 같이, 상술한 변화량 연산 모듈(310), 표준 점수 연산 모듈(320) 및 학습 모듈(330)의 각 작동 과정은 공기 정화 장치가 작동하는 동안 반복되어 기준 시간의 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량을 연산함으로써 최적의 작동 방식을 찾기 위한 데이터를 누적 저장한다.
이를 통해 공기 정화 장치를 제어하는 방법에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
학습 모듈(330)이 저장한 기준 시간의 최적값은 인공지능 제어 모듈(340)에 전달된다.
4) 인공지능 제어 모듈(340)의 설명
인공지능 제어 모듈(340)은 학습 모듈(330)에서 최적값으로서 저장된 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량에 상응하게 팬(100)의 회전 속도를 제어한다.
상술한 예에서, 최적값은 팬(100)의 회전 속도는 중간, 팬(100)의 회전 속도의 변화량은 낮음, 미세먼지 농도의 변화량은 변화 없음일 경우이므로, 인공지능 제어 모듈(340)은 매 기준 시간마다, 즉 현실의 시간이 기준 시간에 해당하면, 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하도록 팬(100)의 회전 속도를 중간으로, 팬(100)의 회전 속도의 변화량은 낮도록 팬(100)의 회전 속도를 제어한다.
상술한 변화량 연산 모듈(310), 표준 점수 연산 모듈(320), 학습 모듈(330)에서 반복적으로 데이터가 누적 저장되고, 이에 따라 인공지능 제어 모듈(340)이 팬(100)의 회전 속도를 제어함으로써, 공기 정화 장치는 사용자의 생활 패턴에 맞추어 각 시간별로 최적화된 공기 청정을 선제적으로 수행할 수 있다.
5) 오염 지수 연산 모듈(350)의 설명
오염 지수 연산 모듈(350)은 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도를 기 설정된 제2 방법으로 오염 지수로 연산한다.
일반적으로, 미세먼지는 PM2.5(초미세먼지) 및 PM10(미세먼지)로 구분되는데, 각각의 농도에 따라 팬(100)의 회전 속도를 달리 함으로써 효율적인 실내 공기의 청정이 가능하다.
다만, PM2.5 및 PM10의 농도가 서로 상이할 경우, 어느 쪽에 가중치를 두고 팬(100)의 회전 속도를 제어할지 여부가 문제 된다.
이에, 오염 지수 연산 모듈(350)은 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도를 기 설정된 제2 방법으로, PM2.5 및 PM10의 농도를 모두 반영할 수 있는 지표로서 오염 지수를 연산한다. 기 설정된 제2 방법은 감지된 미세먼지 농도를 반영할 수 있는 모든 방법이 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 오염 지수를 연산하는 기 설정된 제2 방법은 다음과 같다. 후술될 기 설정된 제2 방법은 먼저 PM10 지수 및 PM2.5 지수를 각각 연산하고, 연산된 PM10 지수 및 PM2.5 지수를 이용하여 오염 지수를 연산한다.
먼저, PM10 지수를 연산하는 방법의 예시를 설명하면 다음과 같다.
PM10농도 범위(㎍/㎥) 30 미만 30 이상, 80 미만 80 이상, 150 미만 150 이상, 500 미만 500 이상
PM10 지수 25/30 * (PM 10 농도) 25/50 * ((PM 10 농도)-30)+25 25/70 * ((PM 10 농도)-80)+50 25/350 * ((PM 10 농도)-150)+75 100
등급 좋음 보통 나쁨 매우 나쁨
다음으로, PM2.5 지수를 연산하는 방법의 예시를 설명하면 다음과 같다.
PM2.5 농도범위(㎍/㎥) 15 미만 15 이상, 40 미만 40 이상, 80 미만 80 이상, 300 미만 300 이상
PM2.5 지수 25/15 * (PM 2.5 농도) 25/25 * ((PM 2.5 농도)-15)+25 25/40 * ((PM 2.5 농도)-40)+50 25/220 * ((PM 2.5 농도)-80)+75 100
등급 좋음 보통 나쁨 매우 나쁨
상술한 방법을 통해 연산된 PM10 지수 및 PM2.5 지수를 이용하여 오염 지수를 연산하는 방법, 연산된 오염 지수에 따른 등급 및 이에 따른 바람직한 팬(100)의 회전 속도는 다음과 같다.오염 지수 = (0.5 * PM10 지수) + (0.5 * PM2.5 지수)
오염 지수 25 미만 25이상, 50 미만 50이상,75 미만 75 이상
등급 좋음 보통 나쁨 매우 나쁨
팬(100)의 회전 속도 1단 2단 3단
상술한 미세먼지 농도 감지 및 오염 지수 연산 과정은 실시간으로 진행될 수 있다.연산된 오염 지수는 자동 제어 모듈(360)에 전달된다.
6) 자동 제어 모듈(360)의 설명
자동 제어 모듈(360)은 오염 지수 연산 모듈(350)에서 연산된 오염 지수를 그 대소 관계에 따라 소정의 단계로 구분하고, 소정의 단계에 상응하게 팬(100)의 회전 속도를 제어한다.
가령, 상술한 오염 지수의 연산 결과 표에서 오염 지수가 40으로 연산된 경우, 공기의 등급은 '보통'에 해당하고, 이에 적합한 팬(100)의 회전 속도는 '2단'이다.
일 실시 예에서, 자동 제어 모듈(360)은 연산된 오염 지수를 "좋음", "보통", "나쁨", "매우 나쁨"의 4단계로 구분하고, 이에 따라 결정된 팬(100)의 회전 속도에 따라 팬(100)이 회전하도록 제어한다.
일 실시 예에서, 자동 제어 모듈(360)은 구분된 오염 지수가 "좋음"일 경우 팬(100)의 회전 속도를 1단으로, 구분된 오염 지수가 "보통" 또는 "나쁨"일 경우, 팬(100)의 회전 속도를 2단으로, 구분된 오염 지수가 "매우 나쁨"일 경우 팬(100)의 회전 속도를 3단으로 제어할 수 있다.
오염 지수를 나누는 단계의 개수 및 이에 따른 팬(100)의 회전 속도의 단계가 변경될 수 있음은 물론이다.
상술한 자동 제어 모듈(360)의 작동은 실시간으로 진행될 수 있다. 즉, 오염 지수 연산 모듈(350)과 자동 제어 모듈(360)의 실시간 작동에 의해 공기 정화 장치는 실내 공기의 오염에 즉각적으로 대응하여 팬(100)의 회전 속도가 변경될 수 있다.
2. 공기 정화 장치를 제어하는 방법의 설명
본 발명에 따른 공기 정화 장치는 제어부(300)의 여러 모듈(310, 320, 330, 340, 350, 360)의 작동에 의해 여러 가지 모드를 수행할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치를 제어하는 방법을 상세하게 설명한다. 도 3 내지 도 6에서는 입자의 예시로서, 미세먼지로 설명한다.
(1) 데이터 수집 모드(S100)의 설명
데이터 수집 모드(S100)은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치가 후술될 인공지능 모드로 작동하기 위해 필요한 데이터를 수집하는 모드이다.
데이터 수집 모드(S100)는 후술될 인공지능 모드(S200) 또는 자동 모드(S300)와는 달리 개별적으로 진행되지 않고, 공기 정화 장치가 작동하는 동안 지속적으로 반복되며 사용자의 생활 패턴에 따른 시간별 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량 등에 대한 데이터를 수집한다.
즉, 데이터 수집 모드(S100)는 후술될 인공지능 모드(S200) 또는 자동 모드(S300)와 동시에 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 먼저, 변화량 연산 모듈(310)이 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량을 연산한다(S110).
표준 점수 연산 모듈(320)은 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 연산된 팬(100)의 회전 속도, 연산된 팬(100)의 회전 속도의 변화량 연산된 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량을 기 설정된 제1 방법으로 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산하며, 이를 반복하여 다수의 합산된 표준 점수값을 연산하여 합산하며, 이를 반복하여 다수의 합산된 표준 점수값을 연산한다(S120).
학습 모듈(330)은 다수의 합산된 표준 점수값 중 최고값에 대응되는 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량을 기준 시간의 최적값으로 저장한다(S130). 물론, 미세먼지 농도의 경우 그 값이 가장 낮을 때 기준 시간의 최적값으로 저장될 것이다.
이 때, 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량 모두를 포함하여 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격의 최적값으로 저장하는 것이 데이터의 신뢰성 향상을 위해 바람직함은 상술한 바와 같다.
*또한, 기준 시간이 복수 개일 수 있음은 상술한 바와 같다. 즉, 공기 정화 장치가 데이터 수집 모드(S100)로 작동하는 동안 연속적인 데이터가 누적 저장되어, 하루를 구성하는 24시간 전체에 대한 사용자의 생활 패턴 및 이에 따른 팬(100)의 회전 속도, 팬(100)의 회전 속도의 변화량, 미세먼지 농도 및 미세먼지 농도의 변화량 등이 수집될 수 있다.
즉, 상술한 단계는 공기 정화 장치가 작동하는 동안 지속적으로 반복되어, 사용자의 생활 패턴을 보다 정확하게 예측하기 위한 데이터를 지속적으로 수집한다.
(2) 인공지능 모드(S200)의 설명
인공지능 모드(S200)는 데이터 수집 모드(S100)에서 수집된 사용자의 생활 패턴과 관련된 데이터에 상응하게 공기 정화 장치를 제어하는 모드이다.
또한, 인공지능 모드(S200)가 작동되기 위해서는 사용자의 생활 패턴과 관련된 데이터 수집이 필수적인 바, 상술한 데이터 수집 모드(S100)의 선행이 전제되는 것이 바람직하다.
인공지능 모드(S200)는 후술될 자동 모드(S300)와 선택적으로 작동될 수 있다. 즉, 인공지능 모드(S200) 및 자동 모드(S300) 중 어느 하나에 따라서 공기 정화 장치가 작동되되, 인공지능 모드(S200) 및 자동 모드(S300) 서로 간의 모드 전환은 자유롭게 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 사용자가 직접 인공지능 모드(S200) 또는 자동 모드(S300)를 선택할 수 있으며, 이 경우 작동 중인 모드가 종료되고 선택된 모드의 작동이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치를 제어하는 방법은 공기 정화 장치가 특정 모드로 작동 중일 때 실시간으로 감지된 미세먼지 농도에 따라 다른 모드로의 전환이 인가되거나 차단되는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
도 5를 참조하면, 먼저 상술한 데이터 수집 모드(S100)가 수행되어 기준 시간에 따른 사용자의 생활 패턴과 관련된 데이터를 수집한다(S110 내지 S130).
인공지능 제어 모듈(340)은 실제 시간이 기준 시간에 해당하면, 매 기준 시간마다 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하는 팬(100)의 회전 속도에 상응하게 팬(100)의 회전 속도를 제어한다(S210).
즉, 데이터 수집 모드(S100)에서 수집된 데이터를 기반으로 사용자의 시간대별 생활 패턴을 분석하고, 이에 따라 실제 시간이 기준 시간, 즉 최적값이 저장된 시간과 동일할 경우, 최적값에 대응되는 팬(100)의 회전 속도에 따라 팬(100)이 회전하도록 제어하는 것이다.
따라서, 사용자에 의한 별도의 입력 없이도 사용자의 생활 패턴에 따라 미세먼지 발생 여부 및 그 농도를 예측하고 선제적으로 팬(100)의 회전 속도가 제어되므로, 실내 공기의 청정 효율 상승은 물론 소비 전력의 절감이 가능하다.
(3) 자동 모드(S300)의 설명
자동 모드(S300)는 센서부(200)에서 실시간으로 감지된 미세먼지 농도에 따라 공기 정화 장치를 제어하는 모드이다.
도 6을 참조하면, 오염 지수 연산 모듈(350)은 센서부(200)에서 실시간으로 감지된 미세먼지 농도를 기 설정된 제2 방법으로 오염 지수로 연산한다(S310).
기 설정된 제2 방법은 감지된 미세먼지 농도를 이용하여 실내 공기의 오염 정도를 연산할 수 있는 모든 방법일 수 있고, 일 실시 예에 따른 기 설정된 제2 방법에 의해 오염 지수를 연산하는 방법은 상술한 바와 같다.
자동 제어 모듈(360)은 연산된 오염 지수를 그 대소 관계에 따라 소정의 단계로 구분하고, 소정의 단계에 상응하게 팬(100)의 회전 속도를 제어한다(S320).
일 실시 예에서 연산된 오염 지수는 4단계로 구분되고, 이에 따라 팬(100)의 속도는 3단계로 제어될 수 있음은 상술한 바와 같다.
자동 모드(S300)에서는 실내 공기의 오염 상황에 따라 실시간으로 공기 정화 장치의 제어가 수행되므로, 실시간으로 즉각적인 실내 공기의 청정이 가능하다.
3. 인공지능 모드 및 자동 모드 간의 모드 전환 과정의 설명
상술한 바와 같이, 인공지능 모드는 각 시간별 사용자의 생활 패턴에 따라 선제적인 공기 청정을 수행하고, 자동 모드는 실내 공기의 상황에 따라 실시간으로 대응하여 공기 청정을 수행한다는 차이가 있다.
사용자의 생활 패턴은 일 단위, 주 단위로 일정한 것이 일반적이므로 통상의 경우라면 인공지능 모드에 따라 공기 청정이 선제적으로 수행되는 것이 실내 공기 청정의 효율성 제고 및 소비 전력의 절감을 위해 바람직하다.
그런데, 실내 공기의 입자 농도가 불측의 사유로 급상승하는 경우에도 무조건 인공지능 모드를 유지한다면 소비 전력의 절감이 가능함은 별론, 실내 공기의 청정이라는 공기 정화 장치 본연의 목적 달성이 어려워질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 공기 정화 장치를 제어하는 방법은 공기 정화 장치가 인공지능 모드 또는 자동 모드로 작동 중 실내 공기의 상황이 급격히 악화될 경우 진행 중인 모드에 상관 없이 실시간 입자 농도에 따라 팬(100)의 회전 속도를 제어하도록 자동 모드로 작동된다.
이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 각 모드로 작동 중인 공기 정화 장치가 실내 공기의 상황에 따라 모드가 전환되는 과정을 예시로서 상세하게 설명한다.
도 7 내지 도 10에서는 입자의 예시로서, 미세먼지로 설명한다.
도 7 내지 도 10에 도시된 수평선은 시간축을 의미하고, 수평선을 일정한 간격으로 분할하는 수직선은 시간 간격을 의미한다.
도시된 실시 예에서, 수평선을 분할하는 1개의 구획은 센서부(200)의 미세먼지 농도 감지 주기를 의미하고, 5개의 구획이 기 설정된 시간 간격에 해당하는 것으로 가정하여 설명한다. 일 실시 예에서, 1개의 구획은 1분을 의미할 수 있다.
센서부(200)는 1개의 구획 단위로 실내 공기의 미세먼지 농도를 실시간으로 감지한다.
또한, 이하 설명되는 인공지능 모드 및 자동 모드 간의 모드 전환 과정은 공기 정화 장치가 작동 중인 동안 연속적으로 수행될 수 있다.
(1) 자동 모드 작동 중 인공지능 모드 인가시 제어 방법의 설명
1) 공기 질이 매우 나빠진 경우의 설명
도 7을 참조하면, 공기 정화 장치는 자동 모드로 작동 중이다. 상술한 바와 같이, 실내 공기의 청정 효율 상승 및 소비 전력의 절감을 위해서는 인공지능 모드로 작동하는 것이 유리하다.
따라서, 인공지능 모드로 전환하기 위해, 실제 시간이 기준 시간에 해당하면, 공기 정화 장치에는 인공지능 모드가 인가된다. 이 과정은 사용자에 의한 별도의 입력 과정 없이 진행될 수 있다.
인공지능 모드가 인가된 후, 공기 정화 장치는 1개의 구획만큼의 시간 동안 인공지능 모드로 작동한다. 이는, 기준 시간에 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높지 않음을 전제한다.
인공지능 모드가 인가된 후, 센서부(200)가 미세먼지 농도를 감지하는 간격, 즉 구획의 길이 및 개수는 변경 가능하다.
이 때, 1개의 구획만큼의 시간이 지난 후 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도로부터 기 설정된 제2 방법으로 연산된 오염 지수가 소정의 단계 중 기 설정된 단계, 즉 "매우 나쁨"에 해당할 경우, 사용자에 의한 별도의 입력 과정 없이도 인공지능 모드는 종료되고 자동 모드로 전환된다.
상술한 바와 같이, 자동 모드는 실내 공기의 미세먼지 농도에 실시간으로 대응하여 팬(100)의 회전 속도를 결정하므로, 팬(100)의 회전 속도는 "높음"으로 결정될 것이다.
인공지능 모드가 인가되고 기 설정된 시간 간격(도 7에서는 5개의 구획)이 경과하면, 공기 정화 장치에는 인공지능 모드가 다시 인가된다.
이 때, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높지 않을 경우 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 작동되되, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높을 경우 상술한 과정을 통해 자동 모드로 유지될 것이다.
2) 공기 질이 매우 나빠진 경우가 아닌 경우의 설명
도 8을 참조하면, 공기 정화 장치는 자동 모드로 작동 중이다. 실내 공기의 청정 효율 상승 및 소비 전력의 절감을 위해서는 인공지능 모드로 작동하는 것이 유리함은 상술한 바와 같다.
인공지능 모드로 전환하기 위해, 실제 시간이 기준 시간에 해당하면, 공기 정화 장치에는 사용자에 의한 별도의 입력 과정 없이도 인공지능 모드가 인가된다.
인공지능 모드가 인가된 후, 공기 정화 장치는 1개의 구획만큼의 시간 동안 인공지능 모드로 작동한다. 이는, 기준 시간에 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높지 않음을 전제한다.
인공지능 모드가 인가된 후, 센서부(200)가 미세먼지 농도를 감지하는 간격, 즉 구획의 길이 및 개수는 변경 가능하다.
1개의 구획만큼의 시간이 경과한 후, 센서부(200)는 다시 실내 공기의 미세먼지 농도를 실시간으로 감지한다.
도 8에 도시된 예시는 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도로부터 기 설정된 제2 방법으로 연산된 오염 지수가 소정의 단계 중 기 설정된 단계, 즉 "매우 나쁨"에 해당하지 않는 경우로서, 자동 모드로의 전환이 불요한 상황이다.
따라서, 공기 정화 장치는 자동 모드로의 전환 없이 인공지능 모드를 유지하며, 기 설정된 시간 간격, 즉 5개의 구획만큼의 시간이 경과하고 나면 인공지능 모드가 재인가된다.
이 때, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높지 않을 경우 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 유지되되, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높을 경우 상술한 과정을 통해 자동 모드로 전환될 것이다.
따라서, 공기 정화 장치가 자동 모드로 동작 중인 경우 별도의 입력 과정 없이도 인공지능 모드로 전환되되, 실내 공기의 미세먼지 농도가 매우 높을 경우 인공지능 모드의 인가에도 불구하고 자동 모드로 작동하여 팬(100)이 높은 회전 속도로 작동하므로, 즉각적인 실내 공기의 청정이 가능하다.
또한, 자동 모드로 전환된 경우에도 기 설정된 시간 간격 이후에 다시 인공지능 모드를 재인가함으로써, 실내 공기의 청정 효율 상승 및 소비 전력의 절감이 가능하다.
(2) 인공지능 모드 작동 중 제어 방법의 설명
1) 공기 질이 매우 나빠진 경우의 설명
도 9를 참조하면, 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 작동 중이다. 실내 공기의 청정 효율 상승 및 소비 전력의 절감을 위해서는 인공지능 모드로 작동하는 것이 유리함은 상술한 바와 같다.
실제 시간이 기준 시간에 해당하면, 인공지능 모드가 인가된다. 이 경우, 모드 전환을 위한 인가가 아닌, 인공지능 모드의 유지 여부를 결정하기 위한 인가로서 이해될 것이다.
인공지능 모드가 인가된 후, 공기 정화 장치는 2개의 구획만큼의 시간 동안 인공지능 모드로 작동한다. 물론, 센서부(200)는 1개의 구획 단위로 실내 공기의 미세먼지 농도를 실시간으로 감지하므로, 2차례의 감지 과정이 수행되었을 것이다.
인공지능 모드가 인가된 후, 센서부(200)가 미세먼지 농도를 감지하는 간격, 즉 구획의 길이 및 개수는 변경 가능하다.
도시된 예시는, 1개의 구획만큼의 시간 경과 후에는 실내 공기의 미세먼지 농도가 높지 않았으나, 2개의 구획만큼의 시간 경과 후에는 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도로부터 기 설정된 제2 방법으로 연산된 오염 지수가 소정의 단계 중 기 설정된 단계, 즉 "매우 나쁨"에 해당하는 경우이다.
이 경우, 사용자에 의한 별도의 입력 과정 없이도 인공지능 모드는 종료되고 자동 모드로 전환되어, 기 설정된 시간 간격 중 남은 시간인 3개의 구획만큼의 시간 동안 공기 정화 장치는 자동 모드로 작동한다.
상술한 바와 같이, 자동 모드는 실내 공기의 미세먼지 농도에 실시간으로 대응하여 팬(100)의 회전 속도를 결정하므로, 팬(100)의 회전 속도는 "높음"으로 결정될 것이다.
기 설정된 시간 간격, 즉 5개의 구획만큼의 시간이 경과하면, 공기 정화 장치는 인공지능 모드가 다시 인가된다.
이 때, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높지 않을 경우 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 작동되되, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높을 경우 상술한 과정을 통해 자동 모드로 유지될 것이다.
2) 공기 질이 매우 나빠진 경우가 아닌 경우의 설명
도 10을 참조하면, 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 작동 중이다. 실내 공기의 청정 효율 상승 및 소비 전력의 절감을 위해서는 인공지능 모드로 작동하는 것이 유리함은 상술한 바와 같다.
실제 시간이 기준 시간에 해당하면, 인공지능 모드가 인가된다. 이 경우, 모드 전환을 위한 인가가 아닌, 인공지능 모드의 유지 여부를 결정하기 위한 인가로서 이해될 것이다.
인공지능 모드가 인가된 후, 공기 정화 장치는 2개의 구획만큼의 시간 동안 인공지능 모드로 작동한다. 물론, 센서부(200)는 1개의 구획 단위로 실내 공기의 미세먼지 농도를 실시간으로 감지하므로, 2차례의 감지 과정이 수행되었을 것이다.
인공지능 모드가 인가된 후, 센서부(200)가 미세먼지 농도를 감지하는 간격, 즉 구획의 길이 및 개수는 변경 가능함은 상술한 바와 같다.
도시된 예시는, 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도로부터 기 설정된 제2 방법으로 연산된 오염 지수가 소정의 단계 중 기 설정된 단계, 즉 "매우 나쁨"에 해당하지 않는 경우로서, 자동 모드로의 전환이 불요한 상황이다.
따라서, 공기 정화 장치는 자동 모드로의 전환 없이 인공지능 모드를 유지하며, 기 설정된 시간 간격, 즉 5개의 구획만큼의 시간이 경과하고 나면 인공지능 모드가 재인가된다.
이 때, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높지 않을 경우 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 작동되되, 센서부(200)가 감지한 미세먼지 농도가 높을 경우 상술한 과정을 통해 자동 모드로 유지될 것이다.
따라서, 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 동작 중인 경우 실내 공기의 청정 효율 상승 및 소비 전력의 절감에 유리하므로 인공지능 모드를 유지하되, 센서부(200)에서 감지된 실내 공기의 오염 정도가 기준치 이상일 경우 사용자의 입력 여부와 무관하게 자동 모드로 전환하여 팬(100)이 높은 회전 속도로 작동하므로, 순간적으로 악화된 실내 공기의 상황에 즉각적으로 대응할 수 있다.
또한, 자동 모드로 전환된 경우에도 기 설정된 시간 간격 이후에 다시 인공지능 모드를 재인가함으로써, 실내 공기의 청정 효율 상승 및 소비 전력의 절감이 가능하다.
(3) 실제 시간과 관계 없이 자동 모드로 작동하는 과정의 설명
상술한 예들은, 데이터 수집 모드에 의해 수집된 데이터에 기반하여 판단된 사용자의 생활 패턴에 따라, 실제 시간이 기준 시간에 해당할 경우 인공지능 모드 또는 자동 모드로 작동되는 경우이다. 즉, "시간"이 공기 정화 장치의 작동 모드를 결정하는 변수로서 작용한다.
그런데, 평소 생활 패턴과 달리 미세먼지 발생량이 급증하는 경우에도 실내 공기의 질과 무관하게 시간을 주된 변수로 하여 공기 정화 장치의 작동 모드를 제어할 경우에는 실내 공기 청정이라는 공기 정화 장치 본연의 역할 수행을 기대하기 어렵다.
따라서, 본 실시 예에서는 센서부(200)에서 감지된 미세먼지 농도로부터 기 설정된 제2 방법으로 연산된 오염 지수가 소정의 단계 중 기 설정된 단계, 즉 "매우 나쁨"에 해당할 경우, 실제 시간이 기준 시간에 해당하는지 여부와 무관하게 공기 정화 장치가 자동 모드로 작동된다.
또는, 자동 모드로의 전환 과정 없이 바로 팬(100)의 회전 속도가 최대가 되도록 공기 정화 장치가 작동될 수도 있을 것이다.
이 과정은 실내 공기의 질에 즉각적으로 반응할 수 있도록 사용자에 의한 별도의 입력 과정 없이 진행되는 것이 바람직하다. 이 경우, 사용자는 인공지능 모드를 인가했음에도 불구하고 평소 생활 패턴에 따른 팬(100)의 회전 속도와 상이하게 자동 모드 혹은 최대 속도로 팬(100)이 작동되어 의구심을 가질 수 있으므로, 사용자에게 상황을 안내할 수 있는 별도의 표시창(미도시) 등이 구비되는 것이 바람직하다.
즉, 사용자가 인가한 작동 모드와 상관 없이 공기 정화 장치가 강제로 자동 모드로 작동되는 것이다.
따라서, 평소에는 사용자의 생활 패턴에 따라 발생하는 미세먼지 농도에 따라 결정된 인공지능 모드에 의해 공기 정화 장치가 작동되되, 미세먼지 농도가 급증할 경우 실제 시간이 기준 시간에 해당하는지 여부와 상관없이 팬(100)의 회전 속도를 최대로 작동시킴으로써, 실내 공기의 청정을 빠르게 수행할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
(부호의 설명)
10 : 헤드부
20 : 목부
30 : 바디부
40 : 베이스
100 : 팬
200 : 센서부
300 : 제어부
310 : 변화량 연산 모듈
320 : 표준 점수 연산 모듈
330 : 학습 모듈
340 : 인공지능 제어 모듈
350 : 오염 지수 연산 모듈
360 : 자동 제어 모듈

Claims (15)

  1. 공기를 토출하는 팬(100);
    센서부(200); 및
    상기 팬(100)의 회전을 제어하는 제어부(300)를 포함하며,
    상기 제어부(300)는,
    기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 센서부(200)에서 감지된 입자의 농도의 변화량을 연산하는 변화량 연산 모듈(310);
    상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도, 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 연산된 입자의 농도의 변화량을 기 설정된 제1 방법으로 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산하며, 이를 반복하여 다수의 합산된 표준 점수값을 연산하는 표준 점수 연산 모듈(320);
    상기 다수의 합산된 표준 점수값 중 최고값에 대응되는 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 입자의 농도의 변화량을 상기 기준 시간의 최적값으로 저장하는 학습 모듈(330); 및
    매 기준 시간마다, 상기 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하는 상기 팬(100)의 회전 속도에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 인공지능 제어 모듈(340)을 포함하는,
    공기 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부(200)에서 감지된 입자의 농도를 기 설정된 제2 방법으로 오염 지수로 연산하는 오염 지수 연산 모듈(350)을 포함하는,
    공기 정화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연산된 오염 지수를 그 대소 관계에 따라 소정의 단계로 구분하고, 상기 소정의 단계에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 자동 제어 모듈(360)을 포함하는,
    공기 정화 장치.
  4. 공기를 토출하는 팬(100) 및 센서부(200)를 포함하는 공기 정화 장치를 제어하는 방법으로서,
    (a) 변화량 연산 모듈(310)이 기준 시간으로부터 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 센서부(200)에서 감지된 입자의 농도의 변화량을 연산하는 단계;
    (b) 표준 점수 연산 모듈(320)이 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도, 상기 연산된 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 연산된 입자의 농도의 변화량을 기 설정된 제1 방법으로 상기 기준 시간으로부터 상기 기 설정된 시간 간격 동안의 표준 점수값으로 각각 연산하여 합산하며, 이를 반복하여 다수의 합산된 표준 점수값을 연산하는 단계;
    (c) 학습 모듈(330)이 상기 다수의 합산된 표준 점수값 중 최고값에 대응되는 상기 팬(100)의 회전 속도, 상기 팬(100)의 회전 속도의 변화량 및 상기 입자의 농도의 변화량을 상기 기준 시간의 최적값으로 저장하는 단계; 및
    (d) 인공지능 제어 모듈(340)이 매 기준 시간마다, 상기 학습 모듈(330)에 저장된 최적값에 해당하는 상기 팬(100)의 회전 속도에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치는 데이터 수집 모드로 작동 가능하며,
    상기 데이터 수집 모드는 상기 (a) 단계 내지 상기 (c) 단계를 반복하는 것인,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 수집 모드와 상기 (d) 단계는 동시에 작동 가능한,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치는 인공지능 모드로 작동 가능하며,
    상기 인공지능 모드는 상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계를 반복하는 것인,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    (e) 오염 지수 연산 모듈(350)이 상기 센서부(200)에서 감지된 입자의 농도를 기 설정된 제2 방법으로 오염 지수로 연산하는 단계를 더 포함하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후,
    (f) 자동 제어 모듈(360)이 상기 연산된 오염 지수를 그 대소 관계에 따라 소정의 단계로 구분하고, 상기 소정의 단계에 상응하게 상기 팬(100)의 회전 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치는 자동 모드로 작동 가능하며,
    상기 자동 모드는 상기 (e) 단계 및 상기 (f) 단계를 반복하는 것인,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 작동 중,
    상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자의 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당할 경우,
    상기 공기 정화 장치는 강제로 상기 자동 모드로 작동하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치가 상기 자동 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하고,
    상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자의 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당할 경우,
    상기 공기 정화 장치는 상기 자동 모드로 작동하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치가 상기 자동 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하되,
    상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자의 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당하지 않을 경우,
    상기 공기 정화 장치는 상기 인공지능 모드로 작동하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하되,
    상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자의 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당할 경우,
    상기 공기 정화 장치는 상기 자동 모드로 작동하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치가 인공지능 모드로 작동 중 실제 시간이 상기 기준 시간에 해당하되,
    상기 센서부(200)에서 감지된 상기 입자의 농도를 상기 기 설정된 제2 방법으로 연산한 오염 지수가 상기 자동 제어 모듈(360)이 구분한 상기 소정의 단계 중 기 설정된 단계에 해당하지 않을 경우,
    상기 공기 정화 장치는 상기 인공지능 모드로 작동하는,
    공기 정화 장치의 제어 방법.
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