KR102642607B1 - Portable sterilization device with self-powering function - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 휴대용 살균 장치에 있어서, 태양광을 이용한 자가 발전을 통해 전력을 생성하고, 생성된 전력으로 에너지 저장 패널 또는 휴대용 살균 장치의 배터리를 충전하는 태양광 모듈; 주변조도를 센싱하는 조도센서; 및 태양광 모듈의 자가발전 및 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치; 를 포함하고, 충전제어장치; 는 적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리; 및 프로세서를 포함하며, 적어도 하나의 명령어가 상기 프로세서에 의해 실행됨으로써, 휴대용 살균 장치의 배터리를 모니터링하여 충전량 및 노화상태(SoH, State of Health)를 포함하는 배터리 상태정보를 수집하고, 수집된 배터리 상태정보, 휴대용 살균장치의 구동 정보, 예상 전력 사용량 및 센싱된 주변조도 중 적어도 하나에 따라 상기 태양광 모듈의 자가발전을 제어한다.A portable sterilizing device according to an embodiment includes: a solar module that generates power through self-generation using sunlight and charges a battery of an energy storage panel or a portable sterilizing device with the generated power; An illuminance sensor that senses ambient illuminance; and a charging control device that controls self-generation of solar modules and charging of batteries; It includes a charging control device; is a memory that stores at least one instruction; And a processor, wherein at least one instruction is executed by the processor to monitor the battery of the portable sterilizing device and collect battery status information including the amount of charge and state of health (SoH), and collect battery status information. Self-generation of the solar module is controlled based on at least one of status information, operation information of the portable sterilizing device, expected power usage, and sensed ambient illuminance.
Description
본 개시는 휴대용 살균 장치에 관한 것으로 구체적으로, 태양광 발전을 통해 자가 발전이 가능한 휴대용 살균 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to a portable sterilizing device, and specifically, to a portable sterilizing device capable of self-powering through solar power generation.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and is not admitted to be prior art by inclusion in this section.
휴대용 살균장치는 손이나 표면을 깨끗하게 만들기 위해 빛을 사용하여 세균, 바이러스 및 다른 병원체를 제거하거나 살균하는 장치이다. 종래의 휴대용 살균 장치는 자외선 (UV-C 살균) 살균이나 오전 살균 방식을 이용한다. A portable sterilizing device is a device that uses light to remove or sterilize bacteria, viruses and other pathogens to clean hands or surfaces. Conventional portable sterilization devices use ultraviolet (UV-C) sterilization or morning sterilization methods.
UV-C 자외선은 매우 짧은 파장의 자외선으로, 세균과 바이러스의 DNA와 RNA를 파괴하여 살균하는 데 효과적이다. 휴대용 UV-C 살균장치는 주로 손, 전화, 키보드, 문제, 음식, 수면복, 이동식 전자기기 등을 살균하는데 사용된다. 사용자는 장치를 살균하려는 대상 위로 움직이거나 대상에 직접 조사함으로써 살균 작업을 수행한다. 또한, 살균을 위해 사용되는 오존은 세균과 바이러스를 없애는데 효과적이다. 오존은 산소 분자 O2를 분해하여 O3 분자로 바꾸어 오존을 생성하여 세균과 바이러스를 파괴한다. 일부 휴대용 오존 발생기는 공기와 물을 정화하는 데 사용되며, 이러한 장치는 공기청정기나 수도관을 청소하는 데에도 사용될 수 있다. UV-C ultraviolet rays are ultraviolet rays of very short wavelength and are effective in sterilizing bacteria and viruses by destroying their DNA and RNA. Portable UV-C sterilizing devices are mainly used to sterilize hands, phones, keyboards, problems, food, sleeping suits, mobile electronic devices, etc. The user performs the sterilization task by moving the device over the object to be sterilized or by directly irradiating the object. Additionally, ozone used for sterilization is effective in eliminating bacteria and viruses. Ozone breaks down oxygen molecules O2 and changes them into O3 molecules, creating ozone and destroying bacteria and viruses. Some portable ozone generators are used to purify air and water, and these devices can also be used as air purifiers or to clean water pipes.
코로나 이후, 사람들의 위생 관념이 강해져 휴대용 살균 장치의 이용 빈도가 늘어나고 있다. 휴대용 살균 장치는 이동성과 긴급상황에서 즉시 사용할 수 있어야 한다. 하지만, 종래의 휴대용 살균 장치는 충전이 필요하여 이동성이 제한되고, 휴대용 살균 장치의 충전량이 부족하여 따라 긴급상황에 이용하지 못하는 경우가 발생하는 문제가 있다.After COVID-19, people's sense of hygiene has become stronger, and the use of portable sterilization devices is increasing. Portable sterilization devices must be mobile and readily available in emergency situations. However, the conventional portable sterilizing device requires charging, which limits its mobility, and there is a problem in that the portable sterilizing device cannot be used in emergency situations due to insufficient charging.
또한, 스팀을 통해 살균하는 휴대용 살균 장치의 경우, 빛을 통해 살균하는 장치보다 살균능력이 우수하지만, 빛을 이용하는 살균장치에 비해 전력 사용량이 많고, 살균을 위해 분사되는 스팀의 온도, 분사량 및 분사 시간에 따라 필요한 전력량의 차이가 크다. 이에 따라 자가발전 등으로 전력 공급 문제를 해결하는 휴대용 살균 장치에 대한 수요가 크다. In addition, portable sterilization devices that sterilize through steam have better sterilization ability than devices that sterilize through light, but they use more power than sterilization devices that use light, and the temperature, amount, and temperature of the steam sprayed for sterilization are higher. There is a large difference in the amount of power required depending on the time. Accordingly, there is a great demand for portable sterilization devices that solve power supply problems through self-generation.
실시예에 따른 자가 발전 기능이 구비된 휴대용 살균 장치는 배터리 충전량에 따라 자가발전 여부 및 자가발전에 의한 충전량을 조정하여, 스팀을 분사하는 휴대용 살균 장치를 언제든지 이용할 수 있도록 한다.The portable sterilizing device equipped with a self-power generation function according to the embodiment adjusts whether or not to self-generate and the amount of charge by self-generating according to the battery charge amount, allowing the portable sterilizing device that sprays steam to be used at any time.
또한, 실시예에서는 태양광을 이용한 자가 발전 모듈을 제공하고, 주변 조도, 휴대용 살균 장치의 배터리 잔량에 따라 자가발전 여부와 발전량을 제어하여, 충전 효율을 향상시킬 수 있도록 한다. In addition, in the embodiment, a self-generation module using solar energy is provided, and self-generation and power generation amount are controlled according to ambient illumination and the remaining battery capacity of the portable sterilization device, thereby improving charging efficiency.
또한, 실시예에서는 오존이 함유된 살균수를 안개 상태로 분사하여 코로나바이러스(SARS-CoV-2)에 노출된 실내 물체 및 해당 구역을 신속하게 살균할 수 있도록 한다.Additionally, in the embodiment, sterilizing water containing ozone is sprayed in a mist state to quickly sterilize indoor objects and areas exposed to the coronavirus (SARS-CoV-2).
실시예에 따른 휴대용 살균 장치에 있어서, 태양광을 이용한 자가 발전을 통해 전력을 생성하고, 생성된 전력으로 에너지 저장 패널 또는 휴대용 살균 장치의 배터리를 충전하는 태양광 모듈; 주변조도를 센싱하는 조도센서; 및 태양광 모듈의 자가발전 및 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치; 를 포함하고, 충전제어장치; 는 적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리; 및 프로세서를 포함하며, 적어도 하나의 명령어가 상기 프로세서에 의해 실행됨으로써, 휴대용 살균 장치의 배터리를 모니터링하여 충전량 및 노화상태(SoH, State of Health)를 포함하는 배터리 상태정보를 수집하고, 수집된 배터리 상태정보, 휴대용 살균장치의 구동 정보, 예상 전력 사용량 및 센싱된 주변조도 중 적어도 하나에 따라 상기 태양광 모듈의 자가발전을 제어한다.A portable sterilizing device according to an embodiment includes: a solar module that generates power through self-generation using sunlight and charges a battery of an energy storage panel or a portable sterilizing device with the generated power; An illuminance sensor that senses ambient illuminance; and a charging control device that controls self-generation of solar modules and charging of batteries; It includes a charging control device; is a memory that stores at least one instruction; And a processor, wherein at least one instruction is executed by the processor to monitor the battery of the portable sterilizing device and collect battery status information including the amount of charge and state of health (SoH), and collect battery status information. Self-generation of the solar module is controlled based on at least one of status information, operation information of the portable sterilizing device, expected power usage, and sensed ambient illuminance.
이상에서와 같은 실시예에 따른 자가 발전 기능이 구비된 휴대용 살균 장치는 휴대용 살균 장치에 구비된 배터리의 충전량, 노화상태(SoH) 등의 배터리 상태와 주변 조도 및 태양광 모듈의 전력량에 따라 태양광을 통한 자가 발전을 수행하여, 휴대용 살균 장치의 배터리를 적정한 용량으로 유지하는 시간을 늘릴 수 있도록 한다. 이를 통해, 휴대용 살균 장치를 배터리 충전량에 구애받지 않고, 언제든지 이용할 수 있도록 하고, 휴대용 살균장치에 구비된 배터리의 수명을 향상시킬 수 있도록 한다.The portable sterilizing device equipped with a self-power generation function according to the embodiment as described above generates solar energy according to the state of the battery such as the amount of charge and state of aging (SoH) of the battery provided in the portable sterilizing device, ambient illumination, and the amount of power of the solar module. By performing self-generation through , it is possible to extend the time for maintaining the battery of the portable sterilization device at an appropriate capacity. Through this, the portable sterilizing device can be used at any time regardless of the battery charge amount, and the lifespan of the battery provided in the portable sterilizing device can be improved.
아울러, 실시예에 따른 휴대용 살균 장치의 태양광 모듈의 전력 생산 효율을 향상시키고, 배터리 완충 여부에 따라 남는 에너지는 태양광 모듈의 에너지 저장 패널에 저장함으로써, 에너지를 효율적으로 이용할 수 있도록 한다. In addition, the power production efficiency of the solar module of the portable sterilizing device according to the embodiment is improved, and the remaining energy depending on whether the battery is fully charged is stored in the energy storage panel of the solar module, thereby enabling efficient use of energy.
또한, 실시예에서는 주변조도, 배터리 상태, 충전량, 살균 장치의 가동 시간에 따른 예상 전력 소모량에 따라 충전 시간과 충전량을 산출하여, 자가발전을 수행함으로써, 휴대용 살균 장치의 에너지 효율을 높일 수 있다.In addition, in the embodiment, the energy efficiency of the portable sterilizing device can be increased by calculating the charging time and charging amount according to the expected power consumption according to ambient illumination, battery status, charging amount, and operating time of the sterilizing device and performing self-power generation.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 자가발전 기능이 구비된 휴대용 살균기를 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 휴대용 살균장치의 자가 발전 및 충전 제어를 위한 데이터 처리 구성을 나타낸 도면
도 5는 실시예에 따른 충전 제어장치(100)의 블록도를 나타낸 도면
도 6은 실시예에 따른 충전 제어 장치의 메모리에 저장된 명령어 구성을 나타낸 도면
도 7은 실시예 따른 학습부에 저장되어 데이터를 학습하는 모델의 예를 나타낸 도면1 to 3 are diagrams showing a portable sterilizer equipped with a self-power generation function according to an embodiment.
Figure 4 is a diagram showing a data processing configuration for self-power generation and charging control of a portable sterilizing device according to an embodiment.
Figure 5 is a block diagram of the charging control device 100 according to an embodiment.
Figure 6 is a diagram showing the configuration of commands stored in the memory of a charging control device according to an embodiment
Figure 7 is a diagram showing an example of a model that is stored in a learning unit and learns data according to an embodiment
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. Additionally, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. In this specification, 'part' includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Additionally, one unit may be realized using two or more pieces of hardware, and two or more units may be realized using one piece of hardware.
본 명세서에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.In this specification, some of the operations or functions described as being performed by a terminal, apparatus, or device may instead be performed on a server connected to the terminal, apparatus, or device. Likewise, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed in a terminal, apparatus, or device connected to the server.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 자가발전 기능이 구비된 휴대용 살균기를 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 휴대용 살균기는, 태양광 모듈(15), 하우징(10)과, 오존 가스 공급부(20)와, 압축공기 공급부(30)와, 물 공급부(40)와, 그리고 전원 공급부(50)를 포함한다.Figures 1 to 3 are diagrams showing a portable sterilizer equipped with a self-power generation function according to an embodiment. Referring to FIGS. 1 to 3, the portable sterilizer according to the embodiment includes a solar module 15, a housing 10, an ozone gas supply unit 20, a compressed air supply unit 30, and a water supply unit 40. ), and a power supply unit 50.
실시예에서 태양광 발전 모듈(15)는 상부 케이스인 하우징(10)의 외부에 구성되어, 빛 에너지를 휴대용 살균장치에서 이용가능한 전력으로 변환한다. In the embodiment, the solar power module 15 is configured outside the housing 10, which is the upper case, and converts light energy into power usable by the portable sterilizing device.
실시예에서 태양광 발전 모듈(15)는 자가 발전을 수행하여 에너지를 저장하고, 휴대용 살균장치의 배터리를 충전하는 모듈로서, 조도센서, 태양광 패널, 태양 전지 패널 및 인버터를 포함하여 구성될 수 있다. In the embodiment, the solar power generation module 15 is a module that performs self-generation, stores energy, and charges the battery of a portable sterilization device, and may be configured to include an illuminance sensor, a solar panel, a solar cell panel, and an inverter. there is.
하우징(10)은 휴대용 살균기의 외관을 형성하도록 마련되며, 수조(12)와, 노즐(14)과, 그리고 와이자(Y) 혼합관(16)을 포함한다. 수조(12)는 하우징(10)의 내부에 설치되고, 내부에 일정량의 물이 저장되도록 형성된다. 수조(12)의 상부에는 하우징(10)의 외부로 노출되는 물 주입구(13)가 형성된다. 물 주입구는 하우징의 외부로 노출됨에 따라 수조에 물을 편리하게 보충할 수 있게 된다. 수조(12)의 하부에는 물 배출구(도면에 미도시)가 형성되며, 물 배출구는 물 공급부(40)에 마련된 물 공급호스(42)와 연결된다.The housing 10 is provided to form the appearance of a portable sterilizer and includes a water tank 12, a nozzle 14, and a Y-mixing pipe 16. The water tank 12 is installed inside the housing 10 and is formed to store a certain amount of water therein. A water inlet 13 exposed to the outside of the housing 10 is formed at the top of the water tank 12. As the water inlet is exposed to the outside of the housing, it is possible to conveniently replenish water in the water tank. A water outlet (not shown in the drawing) is formed in the lower part of the water tank 12, and the water outlet is connected to the water supply hose 42 provided in the water supply unit 40.
노즐(14)은 하우징(10)의 일측에 외부로 노출되도록 설치된다. 이러한 하우징(10)은 오존 가스 공급부(20), 압축공기 공급부(30) 및 물 공급부(40)로부터 공급되는 오존 가스, 압축공기 및 물을 혼합하여 안개 상태로 분사하는 역할을 담당한다. 이를 위해, 노즐(14)은 오토마이징 노즐로 형성된다. 여기서 오토마이징 노즐은 기체와 액체를 내부에서 혼합하여 압축공기의 힘으로 액체를 안개 상태로 분사하며, 이러한 오토마이징 노즐의 구조는 본 발명의 출원 전에 약액살균기 혹은 약액분무기의 기술분야에서 당업자에 의해 널리 실시되고 있는 공지된 기술이므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.The nozzle 14 is installed on one side of the housing 10 to be exposed to the outside. This housing 10 is responsible for mixing ozone gas, compressed air, and water supplied from the ozone gas supply unit 20, compressed air supply unit 30, and water supply unit 40 and spraying them in a fog state. For this purpose, the nozzle 14 is formed as an atomized nozzle. Here, the atomizing nozzle mixes gas and liquid internally and sprays the liquid in a mist state with the power of compressed air, and the structure of this atomizing nozzle was determined by a person skilled in the art in the technical field of chemical sterilizers or chemical sprayers before filing the present invention. Since this is a known technology that is widely practiced, description thereof will be omitted.
와이자(Y) 혼합관(16)은 노즐(14)의 일측에 연결된다. 와이자 혼합관(16)의 분기된 일측에는 오존 가스 공급부(20)가 연결되고, 와이자 혼합관(16)의 분기된 타측에는 압축공기 공급부(30)가 연결된다. 이러한 와이자 혼합관(16)은 오존 가스 공급부(20)로부터 공급되는 오존 가스와 압축공기 공급부(30)로부터 공급되는 압축공기를 혼합하여 노즐(14)에 공급하는 역할을 담당한다. 즉, 오존 가스 공급부(20)의 오존 가스와 압축공기 공급부(30)의 압축공기는 와이자 혼합관(16)의 내부에서 혼합된 후 노즐로 공급되는 것이다.The Y mixing pipe 16 is connected to one side of the nozzle 14. An ozone gas supply unit 20 is connected to one branched side of the Wiser mixing pipe 16, and a compressed air supply unit 30 is connected to the other branched side of the Wiser mixing pipe 16. This weiser mixing pipe 16 serves to mix the ozone gas supplied from the ozone gas supply unit 20 and the compressed air supplied from the compressed air supply unit 30 and supply them to the nozzle 14. That is, the ozone gas from the ozone gas supply unit 20 and the compressed air from the compressed air supply unit 30 are mixed inside the weiser mixing pipe 16 and then supplied to the nozzle.
오존 가스 공급부(20)는 노즐(14)에 오존 가스를 공급하도록 마련되며, 공기펌프(22)와, 오존 발생기(24)와, 그리고 오존 가스 공급호스(26)를 포함한다.The ozone gas supply unit 20 is provided to supply ozone gas to the nozzle 14 and includes an air pump 22, an ozone generator 24, and an ozone gas supply hose 26.
공기펌프(22)는 공기를 흡입하여 오존 발생기(24)로 공급한다. 오존 발생기(24)는 공기펌프(22)에 의해 흡입된 공기와 오존을 혼합하여 오존 가스를 발생시킨다. 이를 위해서 오존 발생기(24)는 공지된 오존발생장치로 형성된다. 오존 가스 공급호스(26)는 오존 발생기(24)에 의해 발생된 오존 가스를 노즐(14)에 공급하도록 와이자 혼합관(16)의 분기된 일측에 연결된다.The air pump 22 sucks air and supplies it to the ozone generator 24. The ozone generator 24 generates ozone gas by mixing ozone with the air sucked in by the air pump 22. For this purpose, the ozone generator 24 is formed of a known ozone generator. The ozone gas supply hose 26 is connected to one branched side of the weiser mixing pipe 16 to supply the ozone gas generated by the ozone generator 24 to the nozzle 14.
이와 같이 구성된 오존 가스 공급부(20)는 공기펌프(22)와 오존 발생기(24)에 의해 발생된 오존 가스를 오존 가스 공급호스(26)를 통해 와이자 혼합관(16)의 분기된 일측에 공급하는 구조로 된 것이다.The ozone gas supply unit 20 configured in this way supplies ozone gas generated by the air pump 22 and the ozone generator 24 to one branched side of the Wiser mixing pipe 16 through the ozone gas supply hose 26. It is structured to do so.
압축공기 공급부(30)는 노즐(14)에 압축공기를 공급하도록 마련되며, 압축펌프(32)와, 그리고 압축공기 공급호스(34)를 포함한다. 압축펌프(32)는 압축공기를 발생시켜 오존 발생기(24)로 공급한다. 압축공기 공급호스(34)는 압축펌프(32)에 의해 발생된 압축공기를 노즐(14)에 공급하도록 와이자 혼합관(16)의 분기된 타측에 연결된다.The compressed air supply unit 30 is provided to supply compressed air to the nozzle 14 and includes a compression pump 32 and a compressed air supply hose 34. The compression pump 32 generates compressed air and supplies it to the ozone generator 24. The compressed air supply hose 34 is connected to the other branched side of the weiser mixing pipe 16 to supply compressed air generated by the compression pump 32 to the nozzle 14.
이와 같이 구성된 압축공기 공급부(30)는 압축펌프(32)에 의해 발생된 압축공기를 압축공기 공급호스(34)를 통해 와이자 혼합관(16)의 분기된 타측에 공급하는 구조로 된 것이다. 물 공급부(40)는 수조(12)에 저장된 물을 노즐에 공급하도록 마련되며, 물 공급호스(42)와, 그리고 전자밸브(44)를 포함한다. 물 공급호스(42)는 수조(12)의 하부에 형성된 물 배출구와 연결된다. 이에 따라, 수조(12)의 물은 낙차에 의해 노즐(14)로 공급되게 된다. 전자밸브(44)는 물 공급호스(42) 상에 설치된다. 이러한 전자밸브(44)는 수조(12)로부터 물 공급호스(42)를 통해 노즐(14)로 공급되는 물의 흐름을 단속하는 역할을 담당한다. 이를 위해서, 전자밸브(44)는 솔레노이드 밸브로 형성된다. 즉, 전자밸브(44)는 제어부(52)의 제어에 따라 개폐되어 물의 흐름을 단속한다. The compressed air supply unit 30 configured in this way is structured to supply compressed air generated by the compression pump 32 to the other branched side of the Wiser mixing pipe 16 through the compressed air supply hose 34. The water supply unit 40 is provided to supply water stored in the water tank 12 to the nozzle and includes a water supply hose 42 and an electromagnetic valve 44. The water supply hose 42 is connected to a water outlet formed at the bottom of the water tank 12. Accordingly, the water in the water tank 12 is supplied to the nozzle 14 by a drop. The electromagnetic valve 44 is installed on the water supply hose 42. This electromagnetic valve 44 serves to regulate the flow of water supplied from the water tank 12 to the nozzle 14 through the water supply hose 42. For this purpose, the solenoid valve 44 is formed as a solenoid valve. That is, the electromagnetic valve 44 opens and closes under the control of the control unit 52 to regulate the flow of water.
도 4는 실시예에 따른 휴대용 살균장치의 자가 발전 및 충전 제어를 위한 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing a data processing configuration for self-power generation and charging control of a portable sterilizing device according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 휴대용 살균 장치의 태양광 모듈(15)은 휴대용 살균장치의 배터리(200) 및 충전 제어장치(100)와 연결되어 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the solar module 15 of the portable sterilizing device according to the embodiment may be connected to the battery 200 and the charging control device 100 of the portable sterilizing device.
실시예에서 충전 제어장치(100)는 휴대용 살균 장치의 배터리(200)를 모니터링하여 배터리 상태정보를 수집한다. 실시예에서 배터리 상태 정보는 배터리의 충전량(SoC, State of Charge) 및 노화상태(SoH, State of Health)를 포함한다. 실시예에서 배터리의 노화상태(SoH)는 배터리나 저장 장치의 성능을 나타내는 지표로서, 실시예에서는 배터리의 내부 저항을 통해 측정될 수 있다. 실시예에서 충전 제어장치(100)는 수집된 배터리 상태정보, 휴대용 살균장치의 사용 여부를 포함하는 구동 정보, 전력 사용량 예측 정보 및 센싱된 주변조도 중 적어도 하나에 따라 상기 태양광 모듈(15)의 자가발전을 제어한다. 실시예에서 구동 정보는 휴대용 살균 장치의 사용 여부 및 동작 설정 정보이다. 예컨대, 구동 정보는 휴대용 살균장치에서 분출되는 스팀양, 분사 속도, 스팀의 온도 등을 포함할 수 있다.In the embodiment, the charging control device 100 collects battery status information by monitoring the battery 200 of the portable sterilizing device. In an embodiment, the battery state information includes the battery's state of charge (SoC, State of Charge) and aging state (SoH, State of Health). In the embodiment, the state of aging (SoH) of the battery is an indicator of the performance of the battery or storage device, and in the embodiment, it may be measured through the internal resistance of the battery. In an embodiment, the charging control device 100 controls the solar module 15 according to at least one of collected battery status information, driving information including whether a portable sterilization device is used, power usage prediction information, and sensed ambient illuminance. Control self-generation. In the embodiment, the driving information is information on whether the portable sterilizing device is used and operation settings. For example, the driving information may include the amount of steam emitted from the portable sterilizing device, the injection speed, the temperature of the steam, etc.
도 5는 실시예에 따른 충전 제어장치(100)의 블록도를 나타낸 도면이다.Figure 5 is a block diagram of the charging control device 100 according to an embodiment.
도 5에 도시된 충전제어 장치(100) 구성은 간략화하여 나타낸 예시일 뿐이다. The configuration of the charging control device 100 shown in FIG. 5 is only a simplified example.
통신부(110)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 통신부(110)는 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web) 기반으로 동작할 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다. 일례로, 통신부(110)는 본 개시의 일 실시예에 따른 기법을 수행하는데 필요한 데이터에 대한 송수신을 담당할 수 있다.The communication unit 110 can be configured regardless of the communication mode, such as wired or wireless, and can be configured with various communication networks such as a personal area network (PAN) and a wide area network (WAN). In addition, the communication unit 110 can operate based on the known World Wide Web (WWW) and uses wireless transmission technology used for short-distance communication, such as Infrared Data Association (IrDA) or Bluetooth. You can also use it. For example, the communication unit 110 may be responsible for transmitting and receiving data necessary to perform a technique according to an embodiment of the present disclosure.
메모리(120)는 임의의 타입의 저장 매체를 의미할 수 있다 예를 들어, 메모리(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예: SD 또는 XD 메모리 등), RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이러한 메모리(120)는 도 1에 도시되어 있는 데이터베이스를 구성할 수도 있다.Memory 120 may refer to any type of storage medium. For example, memory 120 may be a flash memory type, hard disk type, or multimedia card type. micro type), card type memory (e.g. SD or XD memory, etc.), RAM (Random Access Memory), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic disk, and optical disk. This memory 120 may form the database shown in FIG. 1.
메모리(120)는 프로세서(130)에 의해 실행될 수 있는 적어도 하나의 명령어를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(120)는 프로세서(130)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 서버(200)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(120)는 후술하겠지만 사용자에 따른 RM 데이터 및 RM 프로토콜을 저장한다. 또한, 메모리(120)는 다양한 종류의 모듈, 명령어 세트 내지 모델을 저장한다. Memory 120 may store at least one instruction that can be executed by processor 130. Additionally, the memory 120 may store any type of information generated or determined by the processor 130 and any type of information received by the server 200. For example, the memory 120 stores RM data and RM protocols according to users, as will be described later. Additionally, the memory 120 stores various types of modules, instruction sets, or models.
프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 적어도 하나의 명령어를 실행시킴으로써, 후술될 본 개시내용의 실시예들에 따른 기술적 특징들을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(130)는 적어도 하나의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨터 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석 및/또는 처리를 위한 프로세서를 포함할 수 있다.The processor 130 may perform technical features according to embodiments of the present disclosure, which will be described later, by executing at least one instruction stored in the memory 120. In one embodiment, the processor 130 may be comprised of at least one core, including a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), and tensor processing of a computer device. It may include a processor for data analysis and/or processing, such as a tensor processing unit (TPU).
도 6은 실시예에 따른 충전 제어 장치의 메모리에 저장된 명령어 구성을 나타낸 도면이다.Figure 6 is a diagram showing the configuration of commands stored in the memory of a charging control device according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 메모리(120)는 수집부(121), 전처리부(122), 학습부(123) 및 제어부(124)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '부' 라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.Referring to FIG. 6, the memory 120 according to the embodiment may be configured to include a collection unit 121, a pre-processing unit 122, a learning unit 123, and a control unit 124. The term 'part' used in this specification should be interpreted to include software, hardware, or a combination thereof, depending on the context in which the term is used. For example, software may be machine language, firmware, embedded code, and application software. As another example, hardware may be a circuit, processor, computer, integrated circuit, integrated circuit core, sensor, Micro-Electro-Mechanical System (MEMS), passive device, or a combination thereof.
수집부(121)는 자가발전을 수행하는 태양광 모듈 제어와 배터리 충전제어에 필요한 일련의 데이터를 수집한다. 예컨대, 수집부(121)는 배터리 모니터링 결과인 배터리 상태정보, 휴대용 살균 장치의 구동 정보, 태양광 모듈의 구동 정보 등을 수집한다. 실시예에서 태양광 모듈의 구동 정보는 태양광 모듈의 자가발전 진행 여부 및 전력 생산량, 전력 누적량 등을 포함할 수 있다. 또한, 수집부(121)는 충전 제어장치(100)에서 이용되는 모델의 학습 데이터를 수집한다. 실시예에서 모델은 휴대용 살균 장치의 예상 전력 사용량 및 배터리의 최적 용량 산출을 위한 모델 및 태양광 모듈의 발전량 산출을 위한 모델을 포함할 수 있다. 실시예에서 모델의 학습 데이터는 휴대용 살균 장치 이용 시간에 따른 실제 전력 소모량, 배터리 노화상태(SoH)에 따른 최적 충전용량 및 방전용량을 포함할 수 있다. 또한, 학습 데이터는 태양광 모듈의 구동시간 및 조도에 따른 발전량 데이터를 포함할 수 있다. The collection unit 121 collects a series of data necessary for controlling solar modules that perform self-generation and battery charging. For example, the collection unit 121 collects battery status information that is a result of battery monitoring, operation information of a portable sterilizing device, operation information of a solar module, etc. In an embodiment, the operation information of the solar module may include whether the solar module is self-generated, power production, and accumulated power. Additionally, the collection unit 121 collects learning data for the model used in the charging control device 100. In an embodiment, the model may include a model for calculating the expected power usage of the portable sterilizing device and the optimal capacity of the battery, and a model for calculating the power generation amount of the solar module. In an embodiment, the model's learning data may include actual power consumption according to the time the portable sterilization device is used, and optimal charging capacity and discharge capacity according to the battery aging state (SoH). Additionally, the learning data may include power generation data according to the operating time and illuminance of the solar module.
전처리부(122)는 수집된 학습 데이터 셋 중 편향성이나 차별성을 가진 데이터를 제거하기 위해, 수집된 학습데이터를 전처리한다. 실시예에서 전처리부(120)는 수집된 트레이닝 데이터 셋을 전처리하여 인공지능 모델 학습에 적합한 형태로 가공한다. 예컨대, 전처리부(122)는 노이즈 제거, 이상치 제거, 결측치 처리 등의 과정을 수행할 수 있다. 또한, 전처리부(122)는 데이터 전처리를 통해 데이터를 정규화하거나, 이상치를 제거하거나, 데이터의 배율 조정 등을 수행하여 모델이 불필요한 패턴을 학습하는 것을 방지할 수 있다.The preprocessing unit 122 preprocesses the collected training data to remove data with bias or discrimination from the collected training data set. In an embodiment, the preprocessor 120 preprocesses the collected training data set and processes it into a form suitable for learning an artificial intelligence model. For example, the preprocessor 122 may perform processes such as noise removal, outlier removal, and missing value processing. In addition, the preprocessor 122 can prevent the model from learning unnecessary patterns by normalizing the data, removing outliers, or adjusting the scale of the data through data preprocessing.
학습부(123)는 딥러닝 뉴럴 네트워크를 수집된 트레이닝 데이터 셋으로 학습시켜 딥러닝 모델을 구현한다. 도 7은 실시예 따른 학습부에 저장되어 데이터를 학습하는 모델의 예를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 메모리의 학습부(123)에는 소모 전력량 예측 모델(1), 최적 용량 산출 모델(2) 및 자가발전 제어모델(3)이 저장될 수 있다. 각각의 모듈 내지 모델은 프로세서(130)에 의해 실행 가능한 어플리케이션의 형태일 수 있다. The learning unit 123 implements a deep learning model by learning a deep learning neural network with the collected training data set. Figure 7 is a diagram showing an example of a model that is stored in a learning unit and learns data according to an embodiment. Referring to FIG. 7, the learning unit 123 of the memory may store a power consumption prediction model (1), an optimal capacity calculation model (2), and a self-power generation control model (3). Each module or model may be in the form of an application executable by the processor 130.
전력 소모량 예측 모델(1)은 휴대용 살균 장치의 가동 시간, 설정된 기능 및 배터리 상태에 따른 소모 전력량을 예측하는 인공신경망 모델이다. 실시예에서 전력 소모량 예측 모델(1)은 실제 휴대용 살균 장치의 가동 시간, 설정된 기능 및 배터리 상태를 입력데이터로 학습하고, 입력데이터에 따른 실제 소모 전력량 및 배터리 방전량을 출력데이터로 학습한다. 이를 통해, 휴대용 살균 장치의 가동 시간, 설정된 기능 및 배터리 상태에 따른 전력 사용량을 예측할 수 있다. The power consumption prediction model (1) is an artificial neural network model that predicts the amount of power consumption according to the operating time, set functions, and battery status of the portable sterilizing device. In the embodiment, the power consumption prediction model 1 learns the operating time, set functions, and battery status of the actual portable sterilization device as input data, and learns the actual power consumption and battery discharge amount according to the input data as output data. Through this, it is possible to predict the portable sterilization device's operating time, set functions, and power usage according to battery status.
예컨대, 전력 소모량 예측 모델(1)은 휴대용 살균 장치의 사용 시간 별 전력 소모량 데이터로 학습하고, 전력 소모량 예측 모델에 상기 휴대용 살균 장치의 사용 시점과 사용 시간 정보를 입력하여, 전력 사용량 예측 정보를 획득할 수 있다.For example, the power consumption prediction model 1 learns from power consumption data for each usage time of the portable sterilizing device, inputs information on the point of use and usage time of the portable sterilizing device to the power consumption prediction model, and obtains power consumption prediction information. can do.
또한, 실시예에서 전력 소모량 예측 모델(1)은 휴대용 살균 장치의 구동 정보에 따른 전력 소모량을 예측한다. 예컨대, 전력 소모량 예측 모델(1)은 휴대용 살균 장치에서 분사하는 스팀의 강도, 스팀 온도, 속도, 분사지속시간을 포함하는 구동정보에 따른 전력 소모량을 예측한다. Additionally, in the embodiment, the power consumption prediction model 1 predicts power consumption according to driving information of the portable sterilizing device. For example, the power consumption prediction model (1) predicts power consumption according to driving information including the intensity of steam sprayed from a portable sterilizing device, steam temperature, speed, and spray duration.
최적 용량 산출 모델(2)는 배터리 온도와 휴대용 살균 장치의 배터리 상태에 따른 최적 충전용량, 방전용량을 산출한다. 일반적으로 배터리 노화상태(Soh)에 따라 배터리의 최적 충전용량과 방전용량이 모두 다르다. 실시예에 따른 최적 용량 산출 모델(2)는 배터리 노화상태에 대한 최적 충전용량과 방전용량을 학습하여, 휴대용 살균 장치의 배터리 상태를 입력 받아, 최적 충전 용량과 방전 용량을 산출한다. 이를 통해, 휴대용 살균 장치에 설치된 배터리 상태에 기반한 최적 용량에 따라 자가발전 및 배터리 충방전 제어를 수행할 수 있도록 한다. The optimal capacity calculation model (2) calculates the optimal charging and discharging capacity according to the battery temperature and the battery status of the portable sterilizing device. In general, both the optimal charging capacity and discharging capacity of the battery are different depending on the battery aging condition (Soh). The optimal capacity calculation model (2) according to the embodiment learns the optimal charging capacity and discharging capacity for the battery aging state, receives the battery status of the portable sterilization device, and calculates the optimal charging capacity and discharging capacity. Through this, it is possible to perform self-generation and battery charge/discharge control according to the optimal capacity based on the state of the battery installed in the portable sterilization device.
자가발전 제어모델(3)은 주변조도 및 배터리 상태에 따라 태양광 모듈의 자가발전을 제어하는 모델로서, 태양광으로부터 최대한의 전력을 생성하기 위해 시스템을 조절한다. 실시예에서 자가발전 제어모델(3)은 태양광 모듈의 효율성을 극대화하고 발전 능력을 최대한 활용할 수 있도록 한다. 아울러, 태양광 모듈의 에너지 저장 패널 및 휴대용 살균 장치의 배터리에 저장된 전력을 효과적으로 관리하여 자가발전으로 생성된 전력을 저장하고 필요할 때 공급할 수 있도록 한다. 또한, 자가발전 제어모델(3)은 휴대용 살균 장치의 전력 사용 패턴 및 요구 사항을 고려하여 전력을 생산하고 공급한다. The self-generation control model (3) is a model that controls the self-generation of solar modules according to ambient light and battery status, and adjusts the system to generate maximum power from sunlight. In the embodiment, the self-generation control model 3 maximizes the efficiency of the solar module and makes full use of the power generation capacity. In addition, by effectively managing the power stored in the energy storage panel of the solar module and the battery of the portable sterilization device, the power generated by self-generation can be stored and supplied when needed. In addition, the self-generating control model (3) produces and supplies power by considering the power usage patterns and requirements of the portable sterilizing device.
발전량 예측 모델(4)는 휴대용 살균 장치에 구비된 태양광 모듈의 전력 생산량을 예측하는 모델이다. 실시예에서는 조도를 포함하는 환경정보, 기상정보 및 자가 발전 시간에 따라 생성 가능한 전력 생산량을 예측할 수 있다. The power generation prediction model (4) is a model that predicts the power production of the solar module installed in the portable sterilization device. In an embodiment, the amount of power that can be generated can be predicted based on environmental information including illuminance, weather information, and self-generation time.
본 명세서에서의 모델은 네트워크 함수, 인공신경망 및/또는 뉴럴 네트워크에 기반하여 동작하는 임의의 형태의 컴퓨터 프로그램을 의미할 수 있다. 본 명세서에 걸쳐, 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 상호 교환 가능한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다.A model in this specification may refer to any type of computer program that operates based on a network function, artificial neural network, and/or neural network. Throughout this specification, model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. In a neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship within the neural network. The characteristics of the neural network can be determined according to the number of nodes and links within the neural network, the correlation between the nodes and links, and the value of the weight assigned to each link. A neural network may consist of a set of one or more nodes. A subset of nodes that make up a neural network can form a layer.
딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수개의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network), 트랜스포머(transformer) 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.A deep neural network (DNN) may refer to a neural network that includes a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks include convolutional neural networks (CNN), recurrent neural networks (RNN), auto encoders, generative adversarial networks (GAN), and restricted Boltzmann machines (RBM). machine), deep belief network (DBN), Q network, U network, Siamese network, Generative Adversarial Network (GAN), transformer, etc. The description of the deep neural network described above is only an example and the present disclosure is not limited thereto.
뉴럴 네트워크는 지도학습(supervised learning), 비지도학습(unsupervised learning), 준지도학습(semi supervised learning), 자가학습(self-supervised learning) 또는 강화학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다.A neural network can be learned in at least one of supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, self-supervised learning, or reinforcement learning. You can. Learning of a neural network may be a process of applying knowledge for the neural network to perform a specific operation to the neural network.
뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 지도학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링 되어있는 데이터(labelled data)를 사용하며, 비지도학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않은 데이터(unlabeled data)를 사용할 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 또한, 과적합(overfitting)을 막기 위해서 학습 데이터의 증가, 레귤러화(regularization), 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer) 등의 방법이 적용될 수 있다.Neural networks can be trained to minimize output errors. In neural network learning, learning data is repeatedly input into the neural network, the output of the neural network and the error of the target for the learning data are calculated, and the error of the neural network is transferred from the output layer of the neural network to the input layer in the direction of reducing the error. This is the process of updating the weight of each node in the neural network through backpropagation. In the case of supervised learning, data in which the correct answer is labeled (labeled data) can be used in each learning data, and in the case of unsupervised learning, data in which the correct answer is not labeled in each learning data (unlabeled data) can be used. The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to the learning rate. The neural network's calculation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently depending on the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. Additionally, to prevent overfitting, methods such as increasing learning data, regularization, dropout to disable some nodes, and batch normalization layer can be applied.
일 실시예에서, 모델은 트랜스포머의 적어도 일부분을 차용할 수 있다. 트랜스포머는 임베딩된 데이터들을 인코딩하는 인코더 및 인코딩된 데이터들을 디코딩하는 디코더로 구성될 수 있다. 트랜스포머는 일련의 데이터들을 수신하여, 인코딩 및 디코딩 단계를 거처 상이한 타입의 일련의 데이터들을 출력하는 구조를 지닐 수 있다. 일 실시예에서, 일련의 데이터들은 트랜스포머가 연산가능한 형태로 가공될 수 있다. 일련의 데이터들을 트랜스포머가 연산가능한 형태로 가공하는 과정은 임베딩 과정을 포함할 수 있다. 데이터 토큰, 임베딩 벡터, 임베딩 토큰 등과 같은 표현들은, 트랜스포머가 처리할 수 있는 형태로 임베딩된 데이터들을 지칭하는 것일 수 있다.In one embodiment, the model may borrow at least a portion of a transformer. The transformer may be composed of an encoder that encodes embedded data and a decoder that decodes the encoded data. A transformer may have a structure that receives a series of data, goes through encoding and decoding steps, and outputs a series of data of different types. In one embodiment, a series of data can be processed into a form that can be operated by a transformer. The process of processing a series of data into a form that can be operated by a transformer may include an embedding process. Expressions such as data token, embedding vector, embedding token, etc. may refer to data embedded in a form that a transformer can process.
트랜스포머가 일련의 데이터들을 인코딩 및 디코딩하기 위하여, 트랜스포머 내의 인코더 및 디코더들을 어텐션(attention) 알고리즘을 활용하여 처리할 수 있다. 어텐션 알고리즘이란 주어진 쿼리(Query)에 대해, 하나 이상의 키(Key)에 대한 유사도를 구하고, 이렇게 주어진 유사도를, 각각의 키(Key)와 대응하는 값(Value)에 반영한 후, 유사도가 반영된 값(Value)들을 가중합하여 어텐션 값을 계산하는 알고리즘을 의미할 수 있다.In order for the transformer to encode and decode a series of data, the encoders and decoders within the transformer can be processed using an attention algorithm. The attention algorithm calculates the similarity of one or more keys for a given query, reflects the given similarity to the value corresponding to each key, and returns the reflected similarity value ( It may refer to an algorithm that calculates the attention value by weighting the values.
쿼리, 키 및 값을 어떻게 설정하느냐에 따라, 다양한 종류의 어텐션 알고리즘이 분류될 수 있다. 예를 들어, 쿼리, 키 및 값을 모두 동일하게 설정하여 어텐션을 구하는 경우, 이는 셀프-어텐션 알고리즘을 의미할 수 있다. 입력된 일련의 데이터들을 병렬로 처리하기 위해, 임베딩 벡터를 차원을 축소하여, 각 분할된 임베딩 벡터에 대해 개별적인 어텐션 헤드를 구하여 어텐션을 구하는 경우, 이는 멀티-헤드(multi-head) 어텐션 알고리즘을 의미할 수 있다.Depending on how queries, keys, and values are set, various types of attention algorithms can be classified. For example, if attention is obtained by setting the query, key, and value all the same, this may mean a self-attention algorithm. In order to process a series of input data in parallel, when the dimension of the embedding vector is reduced and attention is obtained by obtaining individual attention heads for each divided embedding vector, this refers to a multi-head attention algorithm. can do.
일 실시예에서, 트랜스포머는 복수개의 멀티-헤드 셀프 어텐션 알고리즘 또는 멀티-헤드 인코더-디코더 알고리즘을 수행하는 모듈들로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스포머는 임베딩, 정규화, 소프트맥스(softmax) 등 어텐션 알고리즘이 아닌 부가적인 구성요소들 또한 포함할 수 있다. 어텐션 알고리즘을 이용하여 트랜스포머를 구성하는 방법은 Vaswani et al., Attention Is All You Need, 2017 NIPS에 개시된 방법을 포함할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 통합된다.In one embodiment, the transformer may be composed of modules that perform a plurality of multi-head self-attention algorithms or a multi-head encoder-decoder algorithm. In one embodiment, the transformer may also include additional components other than the attention algorithm, such as embedding, normalization, and softmax. A method of configuring a transformer using an attention algorithm may include the method disclosed in Vaswani et al., Attention Is All You Need, 2017 NIPS, which is incorporated herein by reference.
트랜스포머는 임베딩된 자연어, 분할된 이미지 데이터, 오디오 파형 등 다양한 데이터 도메인에 적용하여, 일련의 입력 데이터를 일련의 출력 데이터로 변환할 수 있다. 다양한 데이터 도메인을 가진 데이터들을 트랜스포머에 입력가능한 일련의 데이터들로 변환하기 위해, 트랜스포머는 데이터들을 임베딩할 수 있다. 트랜스포머는 일련의 입력 데이터 사이의 상대적 위치관계 또는 위상관계를 표현하는 추가적인 데이터를 처리할 수 있다. 또는 일련의 입력 데이터에 입력 데이터들 사이의 상대적인 위치관계 또는 위상관계를 표현하는 벡터들이 추가적으로 반영되어 일련의 입력 데이터가 임베딩될 수 있다. 일 예에서, 일련의 입력 데이터 사이의 상대적 위치관계는, 자연어 문장 내에서의 어순, 각각의 분할된 이미지의 상대적 위치 관계, 분할된 오디오 파형의 시간 순서 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일련의 입력 데이터들 사이의 상대적인 위치관계 또는 위상관계를 표현하는 정보를 추가하는 과정은 위치 인코딩(positional encoding)으로 지칭될 수 있다.Transformers can be applied to various data domains such as embedded natural language, segmented image data, and audio waveforms to convert a series of input data into a series of output data. In order to convert data with various data domains into a series of data that can be input to the transformer, the transformer can embed the data. Transformers can process additional data expressing relative positional or phase relationships between sets of input data. Alternatively, a series of input data may be embedded by additionally reflecting vectors expressing relative positional relationships or phase relationships between the input data. In one example, the relative positional relationship between a series of input data may include, but is not limited to, word order within a natural language sentence, relative positional relationship of each segmented image, temporal order of segmented audio waveforms, etc. . The process of adding information expressing the relative positional relationship or phase relationship between a series of input data may be referred to as positional encoding.
일 실시예에서, 모델은 RNN(Recurrent Neural Network), LSTM(Long Short Term Memory) 네트워크, DNN(Deep Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network) 및 BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고 이에 한정하지 않는다. In one embodiment, the model includes at least one of a Recurrent Neural Network (RNN), a Long Short Term Memory (LSTM) network, a Deep Neural Network (DNN), a Convolutional Neural Network (CNN), and a Bidirectional Recurrent Deep Neural Network (BRDNN). It can be done and is not limited to this.
일 실시예에서, 모델은 전이학습(transfer learning) 방식으로 학습된 모델일 수 있다. 여기서, 전이학습은 대용량의 라벨링되어 있지 않은 학습용 데이터를 준지도학습 또는 자가학습 방식으로 사전 학습(pre-training)하여 제1 태스크를 갖는 사전 학습된(pre-trained) 모델을 얻고, 사전 학습된 모델을 제2 태스크에 적합하도록 fine-tuning하여 라벨링된 학습용 데이터를 지도학습 방식으로 학습해 타겟으로 하는 모델을 구현하는 학습 방식을 나타낸다.In one embodiment, the model may be a model learned using transfer learning. Here, transfer learning obtains a pre-trained model with the first task by pre-training a large amount of unlabeled learning data using a semi-supervised learning or self-learning method, and obtains a pre-trained model with a first task. It represents a learning method that implements a target model by fine-tuning the model to suit the second task and learning the labeled learning data using a supervised learning method.
다시 도 6을 참조하면, 제어부(124)는 휴대용 살균 장치의 배터리를 모니터링하여 충전량 및 노화상태(SoH, State of Health)를 포함하는 배터리 상태정보를 수집하고, 수집된 배터리 상태정보, 휴대용 살균장치의 구동 정보, 전력 사용량 예측 정보 및 센싱된 주변조도 중 적어도 하나에 따라 태양광 모듈의 자가발전을 제어한다. Referring again to FIG. 6, the control unit 124 monitors the battery of the portable sterilizing device to collect battery status information including charge amount and aging state (SoH, State of Health), and collects battery status information, the portable sterilizing device, and the collected battery status information. Self-generation of the solar module is controlled according to at least one of driving information, power usage prediction information, and sensed ambient illuminance.
실시예에서 제어부(124)는 사용자 입력을 통해, 예상 전력 사용량 정보를 수집하거나, 휴대용 살균 장치의 이용 패턴을 분석하여, 예상 전력 사용량 정보를 산출할 수 있다. In an embodiment, the control unit 124 may collect expected power usage information through user input, or calculate expected power usage information by analyzing usage patterns of a portable sterilizing device.
실시예에서 제어부(124)는 이용 패턴을 분석하기 위해 휴대용 살균 장치의 작동 시간, 작동 주기, 작동 모드 등의 이용 기록 데이터를 수집한다. 이후, 이용 기록 데이터를 분석하여 사용자의 이용 패턴을 파악한다. 예컨대, 제어부(124) 이용기록 데이터 분석을 통해 휴대용 살균 장치가 가장 자주 사용되는 시점과 전력사용이 향상되는 시간대 등을 파악한다. 이후, 제어부(124)는 전력 소모량 예측 모델을 이용하여, 시간별 또는 일별로 전력 사용량을 예측한다. 실시예에서 제어부(124)는 특정 날짜와 시간에 휴대용 살균 장치가 얼마나 많이 전력을 사용할 것으로 예상되는지를 산출한다. 실시예에서 예상 전력 사용량 정보는 제어부(124)에서 자가발전을 제어하는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 제어부(124)는 예상 전력 사용량이 높은 시간대에는 태양광 모듈의 인버터와 통신하여 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 출력을 최대점으로 조정하거나, 배터리의 충전량을 증가시킬 수 있다. In the embodiment, the control unit 124 collects usage record data such as operating time, operating cycle, and operating mode of the portable sterilizing device in order to analyze usage patterns. Afterwards, the usage record data is analyzed to identify the user's usage patterns. For example, through analysis of the use record data of the control unit 124, the time when the portable sterilizing device is most frequently used and the time period when power use is improved are identified. Thereafter, the control unit 124 uses the power consumption prediction model to predict power usage by hour or day. In an embodiment, control 124 calculates how much power the portable sterilizing device is expected to use on a particular date and time. In an embodiment, the expected power usage information may be used by the control unit 124 to control self-generation. Specifically, during times when expected power usage is high, the control unit 124 may communicate with the inverter of the solar module to adjust the output to the maximum point or increase the battery charge through MPPT (Maximum Power Point Tracking) control.
실시예에서 제어부(124)는 태양광 모듈의 인버터에서 출력을 최대점으로 조정하도록 하여, 현재 에너지 수요를 충족하고 동시에 배터리를 충전하는 데 필요한 에너지를 생성한다. 제어부(124)는 배터리의 상태에 따라, 휴대용 살균 장치의 배터리가 과충전되거나 과 방전되지 않도록 보호한다. 이를 위해, 제어부(124)는 배터리 내부 저항을 측정하여 배터리의 노화상태(SoH)를 산출한다. 이후, 산출된 노화상태(SoH)와 배터리의 초기 용량을 이용하여, 배터리의 충전용량을 산출하고, 산출된 충전용량 및 배터리의 충전량을 기반으로 향후 이용될 전력인 충전 필요량을 산출한다. 이후, 제어부(124)는 충전 필요량과 배터리 충전량의 차이값을, 태양광 모듈을 통한 발전 필요량으로 산출한다. In an embodiment, the controller 124 causes the solar module's inverter to adjust the output to its maximum point, thereby generating the energy needed to meet current energy demands and simultaneously charge the battery. The control unit 124 protects the battery of the portable sterilizing device from being overcharged or overdischarged, depending on the state of the battery. To this end, the control unit 124 measures the internal resistance of the battery and calculates the aging state (SoH) of the battery. Afterwards, the charging capacity of the battery is calculated using the calculated aging state (SoH) and the initial capacity of the battery, and the required charging amount, which is power to be used in the future, is calculated based on the calculated charging capacity and the charging amount of the battery. Afterwards, the control unit 124 calculates the difference between the charging amount and the battery charging amount as the amount of power generation required through the solar module.
실시예에서 제어부(124)는 발전량 측정 장치를 통해 태양광 모듈로부터 발생하는 전력을 측정하고, 날씨, 일조량, 온도 등의 환경 조건을 고려하여 발전량 예측 모델을 통해 태양광 모듈의 실제 발전량을 예측한다. 발전량 예측 모델은 환경조건을 조도센서 및 기상청 서버를 통해 수집할 수 있다.In the embodiment, the control unit 124 measures the power generated from the solar module through a power generation measurement device and predicts the actual power generation of the solar module through a power generation prediction model in consideration of environmental conditions such as weather, sunlight, and temperature. . The power generation prediction model can collect environmental conditions through illuminance sensors and the Korea Meteorological Administration server.
또한, 실시예에서 제어부(124)는 배터리의 충전량, 노화상태 등 배터리 상태를 고려하여, 충전해야 하는 전력량인 충전 필요량을 산출한다. 이후, 예측된 발전량과 충전 필요량을 고려하여 태양광 모듈의 자가발전 시간을 산출할 수 있다. Additionally, in the embodiment, the control unit 124 calculates the required charging amount, which is the amount of power that needs to be charged, in consideration of the battery state, such as the battery charge amount and aging state. Afterwards, the self-generation time of the solar module can be calculated by considering the predicted power generation amount and charging required amount.
예컨대, 제어부(124)는 계산은 배터리의 현재 상태, 용량, 및 사용자의 요구에 따라 배터리를 최적 상태로 유지하거나 특정 시간대에 에너지를 사용하기 위해 필요한 전력량인 충전 필요량을 산출할 수 있다. For example, the control unit 124 may calculate the required charging amount, which is the amount of power required to maintain the battery in an optimal state or use energy at a specific time, depending on the current state and capacity of the battery and the user's request.
구체적으로 제어부(124)는 수학식 1에 따라 충전 필요량을 산출할 수 있다.Specifically, the control unit 124 can calculate the required charging amount according to Equation 1.
수학식 1Equation 1
충전 필요량 (Charge Required)=Charge Required=
목표 배터리 SOC (State of Charge)현재 배터리 SOC+자가발전량 (Self-Generation)Target battery SOC (State of Charge) Current battery SOC + Self-Generation
실시예에서 목표 배터리 SOC (State of Charge)는 배터리가 얼마나 충전되어야 하는지를 나타내는 목표 충전량이다. 예컨대, 배터리를 80%로 충전하려면 목표 SOC는 0.8이다. 현재 배터리 SOC는 현재 배터리의 충전량을 나타내는 SOC 값이다. 자가발전량 (Self-Generation)은 태양광 모듈을 통해 생성되는 전력량이다. 자가발전량 값은 특정 시간 동안 발전된 전력량을 나타내며, 시간대별로 다를 수 있다. In an embodiment, the target battery SOC (State of Charge) is a target charge amount that indicates how much the battery should be charged. For example, to charge the battery to 80%, the target SOC is 0.8. The current battery SOC is a SOC value that indicates the current battery charge. Self-generation is the amount of power generated through solar modules. Self-generated power value represents the amount of power generated during a specific time and may vary depending on the time period.
또한, 제어부(124)는 예측된 발전량과 충전해야 하는 전력량을 비교하여 각 시간대별로 발전량이 충분한지 판단한다. 발전량이 충전 필요량을 초과하는 경우, 해당 시간대는 자가발전 가능한 시간으로 설정한다. 실시예에서는 각 시간대별로 자가발전 가능한지 여부를 판단한 후, 이러한 시간대의 합계를 계산하여 태양광 모듈의 자가발전 시간을 산출한다. 자가발전 시간은 태양광 모듈이 전력을 자체적으로 생성할 수 있는 시간을 의미한다.Additionally, the control unit 124 compares the predicted power generation amount with the amount of power that needs to be charged and determines whether the power generation amount is sufficient for each time period. If the amount of power generation exceeds the amount required for charging, the time period is set as a time when self-generation is possible. In the embodiment, after determining whether self-generation is possible for each time zone, the self-generation time of the solar module is calculated by calculating the sum of these time zones. Self-generation time refers to the time during which a solar module can generate power on its own.
또한, 제어부(124)는 사용 시점의 배터리의 충전량이 예상 전력 사용량 미만인 경우, 예상 전력 사용량과 배터리 충전량의 차이에 해당하는 전력량을 충전하도록 태양광 모듈의 자가발전을 제어한다.Additionally, if the battery charge at the time of use is less than the expected power usage, the control unit 124 controls the self-generation of the solar module to charge the amount of power corresponding to the difference between the expected power usage and the battery charge.
이를 위해, 제어부(124)는 배터리 관리 시스템(BMS) 또는 배터리 모니터링 장비를 통해 현재 배터리의 충전 상태를 확인한다. 배터리 충전 상태는 현재 배터리의 충전량(SOC, State of Charge)를 나타내며, 충전 필요량을 계산하는 데 사용된다. 이후, 제어부(124)는 휴대용 살균 장치를 사용하는 시점에서 예상되는 전력 사용량을 계산한다. 또한, 제어부(124)는 예상 전력 사용량과 현재 배터리 충전량(SOC)를 비교하여 부족한 전력량인 충전 필요량을 산출한다. 충전 필요량은 배터리에 충전되어야 하는 추가 에너지 량이다. To this end, the control unit 124 checks the current state of charge of the battery through a battery management system (BMS) or battery monitoring equipment. The battery state of charge indicates the current state of charge (SOC) of the battery and is used to calculate the amount of charging required. Thereafter, the control unit 124 calculates the expected power usage at the time of using the portable sterilizing device. Additionally, the control unit 124 compares the expected power usage and the current battery charge (SOC) to calculate the required charging amount, which is the amount of power that is insufficient. Charge requirement is the amount of additional energy that must be charged to the battery.
이후, 실시예에서 제어부(124)는 태양광 모듈의 발전량을 모니터링한다. 이때, 제어부(124)는 태양광 모듈로부터 생성되는 전력량을 수집하고, 자가 발전량인 태양광 모듈로부터 생성되는 전력량이 충전 필요량을 충족하지 못하는 경우, 제어부(124)는 태양광 모듈의 인버터로 최대 출력 신호를 전송하고, 인버터는 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 태양광 모듈의 출력을 최대점으로 조정한다. 또한, 실시예에서는 태양광 모듈의 에너지 저장패널에 저장된 전력으로 배터리를 충전할 수 있도록 한다. Thereafter, in the embodiment, the control unit 124 monitors the power generation amount of the solar module. At this time, the control unit 124 collects the amount of power generated from the solar module, and if the amount of power generated from the solar module, which is self-generated, does not meet the charging requirement, the control unit 124 uses the inverter of the solar module to output the maximum output. The signal is transmitted, and the inverter adjusts the output of the solar module to the maximum point through MPPT (Maximum Power Point Tracking) control. Additionally, in the embodiment, the battery can be charged with power stored in the energy storage panel of the solar module.
실시예에서 태양광 모듈의 인버터는 MPPT 알고리즘을 통해 최대 출력점을 추적한다. MPPT 알고리즘은 현재 환경 조건에서 태양광 모듈의 최대 출력을 얻기 위해 패널의 작동 점을 추적하는 모델이다. MPPT 알고리즘은 주어진 시간 간격 동안 패널의 전압 또는 전류를 조금씩 조절하면서 출력 전력을 모니터링하고 최대 출력점을 검출한다. In an embodiment, the inverter of the solar module tracks the maximum output point through the MPPT algorithm. The MPPT algorithm is a model that tracks the operating point of the panel to obtain the maximum output of the solar module under current environmental conditions. The MPPT algorithm monitors the output power and detects the maximum output point by gradually adjusting the panel's voltage or current over a given time interval.
또한, 실시예에서 제어부(124)는 주변 환경 정보에 따라 태양광 모듈의 자가발전을 제어한다. 예컨대, 제어부(124)는 주변 조도가 일정 값을 초과하고, 배터리 충전량이 완충용량 미만인 경우, 태양광 모듈의 자가발전을 시작하도록 한다. 실시예에서는 배터리가 완충 되었지만, 주변 조도가 일정 값을 초과하여 태양광 모듈의 발전 효율일 일정 수준을 초과하는 경우, 자가발전을 시작하고, 자가발전에 생성된 전력은 태양광 모듈의 전지에 저장한다.Additionally, in the embodiment, the control unit 124 controls self-generation of the solar module according to surrounding environment information. For example, when the ambient illuminance exceeds a certain value and the battery charge is less than the full capacity, the control unit 124 starts self-generation of the solar module. In the embodiment, when the battery is fully charged, but the ambient illuminance exceeds a certain value and exceeds a certain level of the solar module's power generation efficiency, self-generation starts, and the power generated by self-generation is stored in the battery of the solar module. do.
또한, 실시예에서 제어부(124)는 배터리의 온도와 노화상태(SoH)에 따른 최적 충전 용량 및 방전용량을 포함하는 최적용량을 산출하고, 산출된 최적용량, 충전량 및 예상 전력 사용량을 기반으로 태양광 모듈의 자가발전을 제어한다. In addition, in the embodiment, the control unit 124 calculates the optimal capacity including the optimal charging capacity and discharging capacity according to the temperature and aging state (SoH) of the battery, and calculates the optimal capacity, charging amount, and expected power usage based on the calculated optimal capacity, charging amount, and expected power usage. Controls self-generation of optical modules.
이를 위해, 제어부(124)는 최적 용량 산출을 위해, 사용 중인 배터리의 특성을 모델링한다. 실시예에서 제어부(124)는 배터리의 온도, 노화상태(SoH), 용량 특성 등을 고려한 수학적 모델을 통해, 배터리 특성을 모델링 한다. 이후 제어부(124)는 배터리 내부 온도를 측정하고 노화상태(SoH)를 추정하는 센서 또는 알고리즘을 통해, 배터리의 온도와 노화상태(SoH)를 획득한다. 이후, 제어부(124)는 배터리 모델 및 현재 온도 및 노화상태(SoH) 정보를 기반으로 최적 용량 산출 모델을 통해 최적 충전 및 방전 용량을 계산한다. To this end, the control unit 124 models the characteristics of the battery in use to calculate optimal capacity. In the embodiment, the control unit 124 models battery characteristics through a mathematical model that takes into account the temperature, state of aging (SoH), and capacity characteristics of the battery. Thereafter, the control unit 124 measures the internal temperature of the battery and obtains the temperature and aging state (SoH) of the battery through a sensor or algorithm that estimates the aging state (SoH). Thereafter, the control unit 124 calculates the optimal charging and discharging capacity through an optimal capacity calculation model based on the battery model and current temperature and aging state (SoH) information.
이후, 제어부(124)는 시스템 운영자가 설정한 운영 목표에 따른 예상 전력 사용량을 수집하고, 태양광 패널로부터 생성되는 전력량을 모니터링한다. 이후, 제어부(124)는 태양광 모듈의 자가발전 여부 및 에너지 충전 및 저장 여부를 결정한다. 실시예에서 제어부(124)는 예상 전력 사용량과 자가발전량 사이의 균형을 유지하도록 충전 및 방전을 조절한다. 예컨대, 제어부(124)는 충전량이 예상 전력 사용량을 초과하는 경우, 잔여 에너지를 태양광 모듈의 에너지 저장 패널에 저장하여 나중에 사용하도록 한다. Thereafter, the control unit 124 collects the expected power usage according to the operation goal set by the system operator and monitors the amount of power generated from the solar panel. Afterwards, the control unit 124 determines whether the solar module self-generates and whether to charge and store energy. In the embodiment, the control unit 124 adjusts charging and discharging to maintain a balance between expected power usage and self-generated power. For example, if the charging amount exceeds the expected power usage, the control unit 124 stores the remaining energy in the energy storage panel of the solar module for later use.
또한, 제어부(124)는 휴대용 살균 장치의 실시간 전력 사용량 및 전력 사용 변화량을 모니터링하여, 전력 사용량과 전력 사용 변화량에 따라 자가발전을 시작하도록 한다. 예컨대, 제어부(124)는 휴대용 살균 장치에서 스팀이 분사 속도가 일정 수준이상으로 일정 시간 이상 지속되어 분사되거나, 고온의 스팀을 생성하는 등, 전력 소모량 또는 전력 사용 변화량이 설정된 임계값을 초과하고, 태양광 모듈이 구동하고 있지 않는 경우, 태양광 모듈에서 자가 발전을 시작하도록 태양광 모듈을 제어한다. 실시예에서 제어부(124)는 실시간 전력 사용량 또는 전력 사용량 변화량이 기 설정치를 초과하는 경우에는 배터리의 충전량(SoC)에 관계없이 자가발전을 시작하여, 전력을 생성하도록 제어한다. In addition, the control unit 124 monitors the real-time power usage and change in power use of the portable sterilizing device and starts self-generation according to the power use and change in power use. For example, the control unit 124 is configured to operate the portable sterilization device if the amount of power consumption or change in power use exceeds a set threshold, such as by spraying steam at a constant rate above a certain level and continuing for a certain period of time or generating high-temperature steam. If the solar module is not running, the solar module is controlled to start self-generation. In the embodiment, when the real-time power usage or change in power usage exceeds a preset value, the control unit 124 starts self-generation regardless of the battery charge level (SoC) and controls it to generate power.
이를 위해, 제어부(124)는 휴대용 살균 장치의 전력 사용량을 실시간으로 모니터링하고, 전력 사용량 변화량을 계산한다. 이후, 제어부(124)는 설정된 임계값(기 설정치)와 현재 전력 사용량 및 전력 사용 변화량을 비교한다. 만약 현재 전력 사용량 또는 변화량이 설정된 임계값을 초과한다면, 이는 전력 공급이 과도하게 필요한 상황을 의미한다. 즉, 현재 전력 사용량 또는 변화량이 설정된 임계값을 초과하는 경우는 배터리 방전이 급속도로 진행되는 상황이므로, 제어부(124)는 배터리의 충전량(SoC) 상태와 상관없이 자가발전을 시작할 수 있도록 한다. To this end, the control unit 124 monitors the power usage of the portable sterilizing device in real time and calculates the amount of change in power usage. Afterwards, the control unit 124 compares the set threshold (preset value) with the current power usage and the amount of change in power usage. If the current power usage or change exceeds the set threshold, this indicates a situation where excessive power supply is required. In other words, when the current power usage or change exceeds the set threshold, the battery is being discharged rapidly, so the control unit 124 allows self-power generation to start regardless of the battery's state of charge (SoC).
실시예에서 제어부(124)는 배터리 방전이 급속도로 진행되는 상황에서 주변 조도를 센싱하고, 주변 조도가 일정 수준을 초과하고, 전력 사용량, 전력 사용 변화량 및 배터리 방전량 중 적어도 하나가 일정 수준을 초과하는 경우, 태양광 모듈의 인버터로 최대 출력 신호를 전송하고, 인버터는 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 태양광 모듈의 출력을 최대점으로 조정한다. 실시예에서는 배터리 방전이 급속도로 진행되는 상황에서 주변 조도 또는 온도가 일정 수준 미만인 경우, 제어부(124)는 태양광 모듈을 통한 자가발전에 이용될 전력량을 예측하고, 예측된 전력량이 일정 수준 미만인 경우, 태양광 모듈의 인버터로 최대 출력 신호를 전송하고, 인버터는 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 태양광 모듈의 출력을 최대점으로 조정할 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서 제어부(124)는 주변조도, 온도가 일정 수준 미만이고, 자가발전에 이용될 전력량이 일정 수준을 초과하는 경우, 태양광 모듈의 에너지 저장 패널을 통한 배터리 충전을 시작한다. In an embodiment, the control unit 124 senses the ambient illuminance in a situation where battery discharge is rapidly progressing, and the ambient illuminance exceeds a certain level, and at least one of power usage, power usage change, and battery discharge exceeds a certain level. In this case, the maximum output signal is transmitted to the solar module's inverter, and the inverter adjusts the solar module's output to the maximum point through MPPT (Maximum Power Point Tracking) control. In the embodiment, in a situation where battery discharge progresses rapidly and the surrounding illumination or temperature is below a certain level, the control unit 124 predicts the amount of power to be used for self-generation through a solar module, and when the predicted amount of power is below a certain level, , the maximum output signal is transmitted to the inverter of the solar module, and the inverter adjusts the output of the solar module to the maximum point through MPPT (Maximum Power Point Tracking) control. Additionally, in the embodiment, when the ambient illumination and temperature are below a certain level and the amount of power to be used for self-generation exceeds a certain level, the control unit 124 starts charging the battery through the energy storage panel of the solar module.
또한, 제어부(124)는 주변 조도를 포함하는 환경정보에 따른 태양광 모듈의 전력 생성 효율을 산출하고, 산출된 전력 생성 효율에 따라 태양광 모듈의 구동량 및 출력량을 판단한다. 실시예에서 전력 생성 효율은 태양광 모듈의 전력 생산량과 해당 전력을 생산하기 위해 소비하는 에너지의 비율을 포함할 수 있다. 조도 및 일사량이 높은 시점에 전력 생성 효율이 높으므로, 실시예에서 제어부(124)는 충전 필요량과 전력 생성 효율에 따라 태양광 모듈의 구동 시간 및 출력량을 산출할 수 있다. Additionally, the control unit 124 calculates the power generation efficiency of the solar module according to environmental information including the ambient illuminance, and determines the driving amount and output amount of the solar module according to the calculated power generation efficiency. In embodiments, power generation efficiency may include the ratio of the power production of a solar module to the energy consumed to produce that power. Since power generation efficiency is high when illuminance and solar radiation are high, in the embodiment, the control unit 124 may calculate the driving time and output amount of the solar module according to the charging requirement and power generation efficiency.
이를 위해, 제어부(124)는 현재 조도와 일사량에 따른 태양광 모듈의 전력 생성 효율을 산출하고, 높은 조도 및 일사량 조건에서는 모듈의 효율이 높은 것을 고려하여 발전량 예측 모델을 통해 전력 생성 예상치를 산출한다. 이후, 충전 필요량과 전력 생성 효율을 기반으로 태양광 모듈의 구동 시간과 출력량을 산출한다. 이후, 제어부(124)는 산출된 구동 시간과 출력량 정보를 기반으로 태양광 모듈의 동작을 관리한다. 실시예에서 제어부(124)는 높은 조도 및 일사량이 높은 시점에 태양광 모듈의 자가발전을 활성화하고, 필요한 출력량을 생산할 때까지만 태양광 모듈이 구동되도록 하여 태양광 모듈을 효율적으로 운영할 수 있도록 한다. To this end, the control unit 124 calculates the power generation efficiency of the solar module according to the current illuminance and solar radiation, and calculates the power generation estimate through a power generation prediction model, considering that the efficiency of the module is high under high illuminance and solar radiation conditions. . Afterwards, the operating time and output amount of the solar module are calculated based on the charging requirement and power generation efficiency. Thereafter, the control unit 124 manages the operation of the solar module based on the calculated operation time and output amount information. In the embodiment, the control unit 124 activates self-generation of the solar module at a time of high illuminance and solar radiation, and operates the solar module only until the required amount of output is produced, thereby enabling the solar module to be operated efficiently. .
실시예에 따른 자가 발전 기능이 구비된 휴대용 살균 장치는 배터리 충전량에 따라 자가발전 여부 및 자가발전에 의한 충전량을 조정하여, 스팀을 분사하는 휴대용 살균 장치를 언제든지 이용할 수 있도록 한다.The portable sterilizing device equipped with a self-power generation function according to the embodiment adjusts whether or not to self-generate and the amount of charge by self-generating according to the battery charge amount, allowing the portable sterilizing device that sprays steam to be used at any time.
또한, 실시예에서는 태양광을 이용한 자가 발전 모듈을 제공하고, 주변 조도, 휴대용 살균 장치의 배터리 잔량에 따라 자가발전 여부와 발전량을 제어하여, 충전 효율을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서는 오존이 함유된 살균수를 안개 상태로 분사하여 코로나바이러스(SARS-CoV-2)에 노출된 실내 물체 및 해당 구역을 신속하게 살균할 수 있도록 한다.In addition, in the embodiment, a self-generation module using solar energy is provided, and self-generation and power generation amount are controlled according to ambient illumination and the remaining battery capacity of the portable sterilization device, thereby improving charging efficiency. Additionally, in the embodiment, sterilizing water containing ozone is sprayed in a fog state to quickly sterilize indoor objects and areas exposed to the coronavirus (SARS-CoV-2).
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.The disclosed content is merely an example, and various modifications and implementations may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the claims, so the scope of protection of the disclosed content is limited to the above-mentioned specific scope. It is not limited to the examples.
Claims (7)
태양광을 이용한 자가 발전을 통해 전력을 생성하고, 생성된 전력으로 에너지 저장 패널 또는 상기 휴대용 살균 장치의 배터리를 충전하는 태양광 모듈;
주변조도를 센싱하는 조도센서; 및
상기 태양광 모듈의 자가발전 및 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치; 를 포함하고,
상기 충전제어장치; 는
적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리; 및
프로세서를 포함하며,
상기 적어도 하나의 명령어가 상기 프로세서에 의해 실행됨으로써,
상기 휴대용 살균 장치의 배터리를 모니터링하여 충전량 및 노화상태(SoH, State of Health)를 포함하는 배터리 상태정보를 수집하고, 수집된 배터리 상태정보, 상기 휴대용 살균장치의 구동 정보, 예상 전력 사용량 및 센싱된 주변조도 중 적어도 하나에 따라 상기 태양광 모듈의 자가발전을 제어하고
상기 휴대용 살균 장치; 는
배터리 내부 저항을 측정하여 상기 배터리의 노화상태(SoH)를 산출하고, 산출된 노화상태(SoH)와 상기 배터리의 초기 용량을 이용하여, 배터리의 충전용량을 산출하고, 산출된 충전용량 및 상기 배터리의 충전량을 기반으로 향후 이용될 전력인 충전 필요량을 산출하고, 상기 충전 필요량과 배터리 충전량의 차이값을, 태양광 모듈을 통한 발전 필요량으로 산출하고
상기 휴대용 살균 장치; 는
사용 시간 별 전력 소모량 데이터로 전력 소모량 예측 모델을 학습시키고, 상기 전력 소모량 예측 모델에 상기 휴대용 살균 장치의 사용 시간을 포함하는 구동 정보를 입력하여, 상기 휴대용 살균 장치의 예상 전력 사용량을 획득하고
상기 휴대용 살균 장치; 는
사용 시점의 배터리의 충전량이 예상 전력 사용량 미만인 경우, 상기 예상 전력 사용량과 배터리 충전량의 차이에 해당하는 전력량을 충전하도록 태양광 모듈의 자가발전을 제어하고
상기 휴대용 살균 장치; 는
주변 조도가 일정 값을 초과하고, 배터리 충전량이 완충용량 미만인 경우, 태양광 모듈의 자가발전을 시작하고
상기 휴대용 살균 장치; 는
배터리의 온도와 노화상태(SoH)에 따른 최적 충전 용량 및 방전용량을 포함하는 최적용량을 산출하고, 산출된 최적용량, 충전량 및 예상 전력 사용량을 기반으로 태양광 모듈의 자가발전을 제어하고,
상기 충전 제어 장치; 는
이용기록 데이터 분석을 통해 휴대용 살균 장치가 가장 자주 사용되는 시점과 전력사용이 향상되는 시간대를 파악하고, 전력 소모량 예측 모델을 이용하여, 시간별 또는 일별로 전력 사용량을 예측하고,
예측된 예상 전력 사용량 정보를 자가발전 제어에 이용하고,
예상 전력 사용량이 높은 시간대에는 태양광 모듈의 인버터와 통신하여 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 출력을 최대점으로 조정하거나, 배터리의 충전량을 증가하고,
상기 충전 제어 장치; 는
휴대용 살균 장치의 실시간 전력 사용량 및 전력 사용 변화량을 모니터링하여, 전력 소모량 또는 전력 사용 변화량이 설정된 임계값을 초과하고, 태양광 모듈이 구동하고 있지 않는 경우, 태양광 모듈에서 자가 발전을 시작하도록 태양광 모듈을 제어하고,
실시간 전력 사용량 또는 전력 사용량 변화량이 기 설정치를 초과하는 경우에는 배터리의 충전량(SoC)에 관계없이 자가발전을 시작하여, 전력을 생성하도록 하고,
상기 충전 제어 장치; 는
배터리 방전이 일정속도를 초과하여 진행되는 경우, 주변 조도를 센싱하고, 주변 조도가 일정 수준을 초과하고, 전력 사용량, 전력 사용 변화량 및 배터리 방전량 중 적어도 하나가 일정 수준을 초과하는 경우, 태양광 모듈의 인버터로 최대 출력 신호를 전송하고, 인버터는 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 태양광 모듈의 출력을 최대점으로 조정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 살균 장치.
In the portable sterilization device,
A solar module that generates power through self-generation using solar energy and charges an energy storage panel or a battery of the portable sterilization device with the generated power;
An illuminance sensor that senses ambient illuminance; and
A charging control device that controls self-generation of the solar module and charging of the battery; Including,
The charging control device; Is
a memory storing at least one instruction; and
Contains a processor,
As the at least one instruction is executed by the processor,
The battery of the portable sterilizing device is monitored to collect battery status information including charge amount and aging state (SoH, State of Health), and the collected battery status information, operation information of the portable sterilizing device, expected power usage, and sensed Control self-generation of the solar module according to at least one of the ambient illuminance levels,
The portable sterilizing device; Is
Measure the internal resistance of the battery to calculate the aging state (SoH) of the battery, calculate the charging capacity of the battery using the calculated aging state (SoH) and the initial capacity of the battery, and calculate the charging capacity of the battery and the calculated charging capacity and the battery Based on the charging amount, the charging required amount, which is the power to be used in the future, is calculated, and the difference between the charging required amount and the battery charging amount is calculated as the power generation required through the solar module.
The portable sterilizing device; Is
Train a power consumption prediction model with power consumption data for each usage time, enter driving information including the usage time of the portable sterilizing device into the power consumption prediction model, and obtain the expected power usage of the portable sterilizing device,
The portable sterilizing device; Is
If the battery charge at the time of use is less than the expected power usage, the self-generation of the solar module is controlled to charge the amount of power corresponding to the difference between the expected power usage and the battery charge.
The portable sterilizing device; Is
When the ambient illuminance exceeds a certain value and the battery charge is below the full capacity, the solar module starts self-generating power.
The portable sterilizing device; Is
Calculate the optimal capacity, including the optimal charging capacity and discharge capacity according to the temperature and aging state (SoH) of the battery, and control the self-generation of the solar module based on the calculated optimal capacity, charging amount, and expected power usage.
the charging control device; Is
Through analysis of usage record data, we identify when portable sterilizing devices are most frequently used and the times when power usage improves, and use a power consumption prediction model to predict power usage by hour or day.
Use predicted power usage information to control self-generation,
During times of high expected power usage, it communicates with the solar module's inverter to adjust the output to the maximum point or increase the battery charge through MPPT (Maximum Power Point Tracking) control.
the charging control device; Is
Monitors the real-time power usage and power usage changes of the portable sterilizing device, and if the power consumption or power usage change exceeds a set threshold and the solar module is not running, the solar module starts self-generation. control the module,
If the real-time power usage or change in power usage exceeds the preset value, self-generation starts and generates power regardless of the battery charge (SoC).
the charging control device; Is
When battery discharge progresses beyond a certain rate, the surrounding illumination is sensed, and when the surrounding illumination exceeds a certain level and at least one of power usage, power usage change, and battery discharge exceeds a certain level, solar power A portable sterilization device that transmits the maximum output signal to the module's inverter, and the inverter adjusts the output of the solar module to the maximum point through MPPT (Maximum Power Point Tracking) control.
휴대용 살균 장치의 배터리가 완충 되고, 주변 조도가 일정 수준을 초과하는 경우, 태양광 모듈의 에너지 저장 패널에 자가발전을 통한 전력을 저장하는 것을 특징으로 하는 휴대용 살균 장치.
The method of claim 1, further comprising: the portable sterilizing device; Is
A portable sterilizing device that stores power through self-generation in the energy storage panel of the solar module when the battery of the portable sterilizing device is fully charged and the surrounding illumination exceeds a certain level.
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