최근, 백색가전의 성숙기 시장에서 소비자 요구를 만족하기 위해 융합기술을 이용한 제품의 기술 차별화가 많은 호응을 얻고 있다. 그러나 에어컨 제품은 융합기술의 초기단계로 연구가 필요한 분야이다.
본 논문의 에어컨 서비스는 에어컨에 IR-UWB 레이더 센서를 탑재하여 생체정보(호흡수, 움직임)를 수집하고 사용자의 생체리듬에 맞추어 감성조명, ASMR 및 에어컨이 가동될 수 있도록 에어컨 서비스 알고리즘을 제안하였다.
IR-UWB 레이더 안테나의 주파수는 6.0-8.5GHz, 가우시안 펄스의 중심 주파수 7.25GHz, 수직/수평 각 65˚로 설계하였으며 수신율 향상을 위해 LNA를 2단으로 사용하였다. 레이더 센서의 평균송수신전력은 -42.58 dBm/MHz로 측정되었다. 대상체의 움직임과 위치를 파악하기 위해 IR-UWB 레이더 센서 2개를 사용하였고 레이더 센서 간 거리는 200mm로 설계하였다. 설계된 IR-UWB 레이더 센서는 8m 거리의 대상체 측정이 가능하다. 호흡수는 0-40회까지 측정이 가능하며 호흡수 측정 평균오차율은 4.22%로 측정되었다.
그리고 Warm/Cool White LED와 RGB LED 조합의 감성조명은 색상(RED: x-0.68 y-0.30, GREEN: x-0.15 y0.71, BLUE: x-0.13 y-0.06)과 상관색온도(2700-6500K) 제어가 가능하며, 생체정보와 실내환경에 따라 사용자의 감성에 맞추어 동작한다. 또한, ASMR 서비스는 20Hz ~ 20kHz의 불규칙적인 백색잡음 8개를 플랫폼에 탑재하여 사용자에게 서비스를 제공할 수 있도록 설계하였다. ASMR 출력으로 8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48 kHz 샘플링 속도 지원이 가능하다.
IR-UWB 레이더 센서, 감성조명 및 ASMR, 온도, 습도 등의 에어컨 운영정보는 HTTP 프로토콜의 JSON 방식으로 서비스 플랫폼에 전달된다. 서비스 플랫폼은 데이터를 수집, 저장 및 분석하고 제안된 알고리즘을 적용하여 서비스될 수 있도록 설계하였다.