KR101035653B1

KR101035653B1 - 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템

Info

Publication number: KR101035653B1
Application number: KR1020080137140A
Authority: KR
Inventors: 김봉회; 이충재
Original assignee: (주)유비엔씨
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2011-05-19
Also published as: KR20100078781A

Abstract

본 발명은 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템에 관한 것으로서, 유비쿼터스 센서 네트워크 및 태양광에 의한 독립적 전원 공급을 통한 가로등의 현재 상태를 실시간으로 감지하여 조도에 따른 효율적 램프 관리 및 안전과 기능적 정상 유무를 파악하고 원격 제어를 함으로써 가로등의 불필요한 에너지 낭비 예방 및 지속적 관리를 유지할 수 있도록 하는 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템에 관한 것이다.

본 발명인 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템은,

가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 컨트롤시스템에 있어서,

가로등제어수단이 설치되는 위치에 따라 아이디, 좌표값, 위치명과 설치 일자의 등록 정보 및 태양광 전지판의 와트(Watt) 수, 엘이디 램프의 와트(Watt) 수, 축전지 암페어시(Ampere-Hour) 수의 전원 정보를 입력하고, 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 입력하는 세팅단말기와;

상기 세팅단말기로부터 입력되는 정보를 획득하며 태양광전지판을 이용하여 축전되어 엘이디 램프에 전원을 공급하고, 지그비통신부를 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 엘이디 램프 및 안정기의 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 데이터를 가로등제어중계수단으로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어수단과;

내부에 상기 가로등제어수단과 지그비 통신하기 위하여 지그비통신중계부와 가로등통합관제수단과 네트워크 통신하기 위하여 데이터송수신부를 탑재하며, 상기 가로등제어수단으로부터 데이터를 취합하여 가로등통합관제수단으로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등통합관제수단으로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등제어중계수단과;

상기 가로등제어중계수단으로부터 전송되는 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등통합관제수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 통해 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격 관리시스템에 접목하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 통해 가로등의 현재 상태를 실시간으로 수집하고 해당 수집된 정보를 원격지의 가로등 통합 관제시스템으로 전송하여 적당한 제어가 필요한 시기에 실시간 제어를 수행함과 동시에 가로등에 구성된 각종 센서 및 안정기, 엘이디 램프 등의 이상 유무를 실시간으로 체크하여 이상 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 유지보수 및 설치의 편리성을 제공하게 되며 해당 가로등의 일별, 월별 가동 시간, 작동 횟수, 태양광 축척율 현황, 에너지 사용율 현황, 가로등 이력관리 현황, 고장 현황에 대한 정보를 저장하게 되며 저장된 정보들을 웹을 통해 어디서도 확인할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

유비쿼터스, 가로등, 태양광, 원격제어, 디밍컨트롤.

Description

태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템{street light dimming control system using Ubiquitous Sensor network based of solar-cell.}

현재 우리나라에서 연간 소비되는 전력은 최근 수년간 급격한 증가세를 보이고 있다.

이는 일일생활시간영역이 24시간대로 확대됨과 아울러 선진산업사회를 향한 현대화된 중화학공업 시설의 연중 계속적인 운영 등으로 많은 도시 및 산업시설물 이 필요하게 되었으며, 생활의 여유에 따른 휴식공간의 증대로 공원이나 근린시설에도 역시 많은 조명시설을 요구하고 있다.

또한, 누구나 밝은 낮에도 조명시설이 점등되어 있는 것을 어렵지 않게 경험하였을 것이며, 어두운 거리에서 고장에 의해 조명시설이 켜지지 않은 문제점도 쉽게 않게 볼 수 있었다.

이는 수동에 의해 점등 소등 및 관리가 이루어지고 있기에 관리자의 시야를 벗어난 지역이거나 관리자의 부족에 의해 문제가 야기되고 있는 것이다.

최근에는 선진화를 위한 여러가지 산업시설의 운영 및 전력 소비문화의 변천이 발생되고 있으며 그 중에서 조명시설은 많은 전력을 소비하는 항목 중에 하나로서 현재의 조명 시스템에서는 많은 불필요한 전력을 낭비하고 있는 것이 사실이다.

그러나, 산업 현장 및 복지를 위하여 조명은 불가피한 요소 중의 하나로 이에 대한 효율적인 관리가 필요하다.

또한, 인간의 생활영역 및 다양한 시설의 설치 환경변화로 인하여 근접이 용이하지 않은 곳까지 조명시설의 필요성은 점차 증가하고 있으며 이러한 요구의 충족은 무선을 이용하여 원거리에서 컨트롤함으로써 가능하게 되었다.

종래의 방전등 조명시설 및 가로등 시설들이 대부분 높은 장소에 설치되어 있으며 유선의 형태로 컨트롤하거나 개개의 조명을 점등 소등하는 간단한 형태만을 취하고 있으므로 유지보수를 위하여 많은 노력과 인력이 소모될 뿐만 아니라, 중앙 집중화된 상태 점검이 어려워 야간에 순회점검을 하고 있어서 많은 비용이 소요되었으며, 램프 불량 시 불량시점부터 발견 시점과 완전 보수까지 안정기에 지속적인 무 부하전력 소모로 불필요한 에너지를 소모시키고 있으며 안정기 수명 또한 단축된다. 일반도로의 가로등은 유지보수 시 많은 비용뿐만 아니라 보수장비에 의한 도로의 차량 정체 현상까지 유발시키고 있어 종래의 유지보수 체계로는 관리의 한계를 느끼게 되므로 보다 현대화된 조명시설의 설치와 통합 관리가 필요한 사항으로 대두되고 있다.

따라서, 시설물의 현재 상황을 실시간으로 수집하고 적당한 시기에 적절한 제어를 실시간으로 설치 및 유지보수의 어려움 없이 운영할 수 있는 시스템을 요구하게 되었다.

또한, 사람이 존재하지 않아도 가로등은 항상 켜져있는 상태이므로 이에 따른 에너지 낭비도 심각한 수준에 이르렀으며, 해당 가로등에 전원을 공급하기 위해서는 전원 공급을 위한 전선 연결 및 관리에도 상당한 시간 및 비용이 소요되므로 독립적인 전원 공급에 따른 효율적 가로등 전원 공급을 요구하고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 통합 관제시스템에 접목하여 실시간으로 현재 상황을 원격지에서 모니터링 할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 태양광을 이용한 전기 에너지 축적을 통하여 관리자에 의해 설정된 시간에 축적된 전기 에너지를 자체적으로 이용할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 실시간으로 가로등으로부터 전송되는 센서데이터 및 자가 진단 정보를 분석하여 가로등의 이상 유무를 실시간으로 확인하여 즉각적인 조치를 유도할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조도에 따른 단계별 설정 밝기에 따라 혹은 인체 감지에 따라 엘이디램프의 디밍 컨트롤을 수행하여 효율적인 에너지 사용을 유도할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가로등 및 가로등 원격 제어에 필요한 장치들간의 노드를 실시간으로 감지하여 이상 발생에 따른 데이터 손실을 미연에 방지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템은,

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템은 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격 관리시스템에 접목하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 통해 가로등의 현재 상태를 실시간으로 수집하고 해당 수집된 정보를 원격지의 가로등 통합 관제시스템으로 전송하여 적당한 제어가 필요한 시기에 실시간 제어를 수행함과 동시에 가로등에 구성된 각종 센서 및 안정기, 엘이디 램프 등의 이상 유무를 실시간으로 체크하여 이상 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 유지보수 및 설치의 편리성을 제공하게 되며 해당 가로등의 일별, 월별 가동 시간, 작동 횟수, 태양광 축척율 현황, 에너지 사용율 현황, 가로등 이력관리 현황, 고장 현황에 대한 정보를 저장하게 되며 저장된 정보들을 웹을 통해 어디서도 확인할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 태양광을 이용한 전기 에너지 축적을 통하여 관리자에 의해 설정된 시간에 축적된 전기 에너지를 가로등 자체적으로 이용할 수 있도록 함으로써, 가로등에 전원을 공급하기 위한 설치 비용 및 전기사용 비용을 최소화시켜 유지 비용을 절감하는 효과를 제공하게 된다.

또한, 가로등 및 가로등 원격 제어에 필요한 장치들간의 노드를 실시간으로 감지하여 이상 발생에 따른 데이터 손실을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 가로등으로부터 전송되는 센서데이터 및 자가 진단 정보를 분석하여 가로등의 이상 유무를 실시간으로 확인하여 즉각적인 조치를 유도할 수 있게 된다.

또한, 조도에 따른 단계별 설정 밝기에 따라 혹은 인체 감지에 따라 엘이디램프의 디밍 컨트롤을 수행하여 효율적인 에너지 사용을 유도할 수 있게 된다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템은,

이때, 상기 세팅단말기로부터 입력되는 가로등 운영을 위한 세팅 정보는,

가로등의 상태 정보 송신 주기를 설정한 정보, 축전지의 최저 축적율 알림 설정 정보, 작동 시간 정보, 조도에 따른 단계별 설정 밝기 정보인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가로등제어수단은,

등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 획득하여 저장하는 세팅정보획득부와,

가로등제어부가 전송을 결정하면 가로등제어중계수단에 데이터를 전송하고, 관리자에 의해 전송되는 제어 신호를 수신하는 지그비통신부와,

지그비를 이용한 네트워크 프로토콜 구성을 처리하는 네트워크구성부와,

독립된 전원을 자체적으로 획득하기 위한 태양광전지판과,

상기 태양광전지판에 의해 획득된 에너지를 저장하는 축전지와,

상기 세팅정보획득부에 의해 획득된 축전지의 최저 축적율 알림 설정 정보를 참조하여 최저 축적율 미만일 경우를 체크하기 위한 최저최적율체크부와,

상기 축전지의 과충전 및 과방전을 체크하기 위한 과충전/과방전체크부와,

상기 세팅정보획득부에 의해 획득된 조도에 따른 단계별 설정 밝기 정보를 참조하여 인체 감지에 따라 혹은 조도에 따라 엘이디 램프의 온오프 및 밝기를 컨트롤하는 엘이디디밍컨트롤부와,

상기 엘이디디밍컨트롤부에 의해 컨트롤된 밝기로 발광하는 엘이디램프와,

안정기 혹은 엘이디램프에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 엘이디램프의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부와,

해당 가로등이 설치 구성된 지역의 조도를 감지하는 조도센서와,

해당 가로등이 설치 구성된 지역에서의 인체를 감지하는 인체감지센서와,

상기 조도센서 및 인체감지센서에 의해 감지된 정보를 수집하는 센서데이터수집부와,

상기 전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하거나, 상기 센서데이터수집부에 의해 수집된 감지 정보를 디지털로 변환하는 데이터변환부와,

상기 데이터변환부에 의해 변환된 데이터를 취합하거나, 상기 세팅정보획득부에 의해 가로등의 상태 정보 송신 주기를 설정한 정보를 참조하여 상태 체크 신호를 조도센서와 인체감지센서 및 엘이디램프에 전송하여 체크된 자가 진단 정보를 수신받아 가로등통합관제수단으로 전송하는 데이터처리부와,

상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가로등제어중계수단은,

상기 가로등제어수단과 지그비 통신하기 위하여 지그비통신중계부와,

가로등제어수단에 의해 처리된 네트워크 프로토콜 구성을 체크하여 변경 유 무를 확인하는 네트워크구성체크부와,

가로등제어수단으로부터 전송된 센서 데이터를 취합하는 센서데이터취합부와,

가로등통합관제수단으로 취합된 데이터를 송신하는 데이터송수신부와,

가로등통합관제수단으로부터 전송된 가로등 제어 데이터를 참조하여 해당 가로등의 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 처리하기 위한 컨트롤 신호를 생성하여 해당 가로등제어수단에 전송하도록 처리하는 가로등컨트롤처리부와,

상기 각각의 부와 연결되어 제어를 수행하는 가로등제어중계부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 네트워크구성체크부는,

스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹을 바꿀 수 있으며 라우팅 기능을 자동, 수시로 바꿀 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가로등통합관제수단은,

가로등제어중계수단과 통신하기 위한 가로등통합관제통신부와,

가로등제어수단의 가로등 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 가로등원격컨트롤부와,

상기 가로등원격컨트롤부에 의해 전송된 제어 신호에 따라 처리한 결과 데이터를 획득하기 위한 센서처리데이터획득부와,

가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하기 위한 데이터이상판단부와,

상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 가로등의 위치를 추출하기 위한 위치추출부와,

상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키기 위한 이상가로등조치부와,

상기 데이터이상판단부를 통해 처리된 데이터 및 관리자, 유지보수, 유관기관, 경비업체 정보, 가로등의 등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 저장하기 위한 가로등데이터정보저장부와,

가로등통합관제제어부에 의해 전달된 출력 신호를 관리자에게 디스플레이시키기 위한 데이터표시부와,

상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등통합관제제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가로등원격컨트롤부는,

관리하고자 하는 가로등을 그룹화하여 그룹화된 가로등 그룹별로 관리번호를 부여하기 위한 그룹핑부여모듈과,

가로등의 점등 및 소등 유형을 설정하기 위한 유형설정모듈과,

가로등의 점등 시간을 설정하기 위한 점등시간설정모듈과,

가로등의 조도에 따른 엘이디 램프의 밝기를 설정하기 위한 조도별밝기설정모듈과,

상기 점등 시간 설정시 설정된 시간을 카운팅하기 위한 타이머모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가로등데이터정보저장부는,

가로등의 등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 저장하고 관리하는 가로등기본정보저장모듈과,

가로등의 개별, 그룹별 정보 및 점등 스케쥴 정보를 저장하고 관리하는 가로등점등스케쥴저장모듈과,

가로등의 장애정보, 장애처리정보, 관리자 정보, 유지보수 및 유관기관 및 경비업체 정보와 같은 이력 정보를 저장하고 관리하는 이력정보저장모듈과,

상기 각각의 저장모듈들을 웹을 통해 확인할 수 있도록 네트워크망과 접속시키기 위한 인터페이스모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템의 전체 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템은,

가로등제어수단이 설치되는 위치에 따라 아이디, 좌표값, 위치명과 설치 일자의 등록 정보 및 태양광 전지판의 와트(Watt) 수, 엘이디 램프의 와트(Watt) 수, 축전지 암페어시(Ampere-Hour) 수의 전원 정보를 입력하고, 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 입력하는 세팅단말기(400)와;

상기 세팅단말기로부터 입력되는 정보를 획득하며 태양광전지판을 이용하여 축전되어 엘이디 램프에 전원을 공급하고, 지그비통신부를 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 엘이디 램프 및 안정기의 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 데이터를 가로등제어중계수단으로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어수단(100)과;

내부에 상기 가로등제어수단과 지그비 통신하기 위하여 지그비통신중계부와 가로등통합관제수단과 네트워크 통신하기 위하여 데이터송수신부를 탑재하며, 상기 가로등제어수단으로부터 데이터를 취합하여 가로등통합관제수단으로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등통합관제수단으로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등제어중계수단(200)과;

상기 가로등제어중계수단으로부터 전송되는 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등통합관제수단(300);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 세팅단말기(400)는 가로등제어수단이 설치되는 위치에 따라 해당 가로등제어수단에 부여되는 아이디, 좌표값, 위치명과 설치 일자 등을 포함한 등록정보를 관리프로그램에 등록하게 되며, 해당 태양광 전지판의 와트(Watt) 수, 엘이디 램프의 와트(Watt) 수, 축전지 암페어시(Ampere-Hour) 수의 전원 정보도 등록하게 된다.

상기 등록된 정보는 네트워크를 통해 가로등통합관제수단에 등록되어진다.

또한, 가로등 운영을 위한 세팅 정보 즉, 가로등의 상태 모니터링 갱신 주기를 일정 시간으로 설정하고 축전지의 최저 축적율을 설정하여 해당 최저 축적율 미만일 경우에 이를 관리자에게 알리도록 하기 위한 것이다.

또한, 작동 시간 설정 예를 들어 18시부터 작동하여 다음날 3시에 종료되도록 설정하며, 조도 설정에서는 50%, 70%, 100%와 같이 단계를 설정하여 조도에 따른 엘이디 램프의 밝기를 조절할 수 있도록 설정하게 된다.

상기 가로등제어수단과, 가로등제어중계수단 및 가로등통합관제수단은 다음과 같이 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템의 가로등 예시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템의 가로등제어수단 블록도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 가로등제어수단(100)은,

등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 획득하여 저장하는 세팅정보획득부(105)와,

가로등제어부가 전송을 결정하면 가로등제어중계수단에 데이터를 전송하고, 관리자에 의해 전송되는 제어 신호를 수신하는 지그비통신부(110)와,

지그비를 이용한 네트워크 프로토콜 구성을 처리하는 네트워크구성부(115)와,

독립된 전원을 자체적으로 획득하기 위한 태양광전지판(120)과,

상기 태양광전지판에 의해 획득된 에너지를 저장하는 축전지(125)와,

상기 세팅정보획득부에 의해 획득된 축전지의 최저 축적율 알림 설정 정보를 참조하여 최저 축적율 미만일 경우를 체크하기 위한 최저최적율체크부(130)와,

상기 축전지의 과충전 및 과방전을 체크하기 위한 과충전/과방전체크부(135)와,

상기 세팅정보획득부에 의해 획득된 조도에 따른 단계별 설정 밝기 정보를 참조하여 인체 감지에 따라 혹은 조도에 따라 엘이디 램프의 온오프 및 밝기를 컨트롤하는 엘이디디밍컨트롤부(140)와,

상기 엘이디디밍컨트롤부에 의해 컨트롤된 밝기로 발광하는 엘이디램프(145)와,

안정기 혹은 엘이디램프에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 엘이디램프의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부(150)와,

해당 가로등이 설치 구성된 지역의 조도를 감지하는 조도센서(155)와,

해당 가로등이 설치 구성된 지역에서의 인체를 감지하는 인체감지센서(160)와,

상기 조도센서 및 인체감지센서에 의해 감지된 정보를 수집하는 센서데이터수집부(165)와,

상기 전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하거나, 상기 센서데이터수집부에 의해 수집된 감지 정보를 디지털로 변환하는 데이터변환부(170)와,

상기 데이터변환부에 의해 변환된 데이터를 취합하거나, 상기 세팅정보획득 부에 의해 가로등의 상태 정보 송신 주기를 설정한 정보를 참조하여 상태 체크 신호를 조도센서와 인체감지센서 및 엘이디램프에 전송하여 체크된 자가 진단 정보를 수신받아 가로등통합관제수단으로 전송하는 데이터처리부(175)와,

상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등제어부(180)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가로등주 상측에 태양광전지판(120)을 설치 구성하고, 가로등주의 어느 일측에 엘이디램프(145)를 설치 구성하게 되며, 상기 가로등제어수단을 가로등주의 어느 일측에 설치 구성하게 된다.

상기와 같이 태양광전지판을 구성하는 이유는 종래의 전원 케이블을 설치 구성하고 전원 케이블을 통해 전원을 공급받아 가로등을 켜게 되면 이에 따른 설치 비용 및 전기 사용료가 과다로 소요되는 문제점을 해결하기 위하여 독립적인 전기에너지 공급이 가능한 태양광전지판을 구성하게 된 것이다.

상기 세팅정보획득부(105)는 세팅단말기로부터 관리자가 설정한 가로등의 등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 획득하여 저장하게 되며, 해당되는 정보를 참조하여 가로등제어중계수단 및 가로등통합관제수단에 데이터를 송수신하기 위한 것이다.

상기 네트워크구성부(115)는 지그비를 이용한 네트워크 프로토콜 구성을 처리하기 위한 것으로서, 가로등제어중계수단의 네트워크구성체크부에 네트워크 프로토콜 구성 정보를 제공하여 현재 네트워크 프로토콜이 올바르게 처리되고 있는지를 확인할 수 있게 된다.

네트워크구성체크부의 명령에 따라 스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹을 바꿀 수 있으며 라우팅 기능을 자동, 수시로 바꿀 수 있게 하기 위한 것이다.

즉, 네트워크구성체크부의 명령에 따라 네트워크구성부의 라우팅 기능을 수시로 바꿀 수 있으며, 네트워킹 형태를 스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹으로 바꿀 수도 있다.

다시 말하자면 센서 네트워크 구성을 통해 가로등제어수단의 특정 전개 또는 네트워크 관리 활동들을 필요로 하지 않는 손쉽고 사용자가 원하는 곳에 가로등제어수단을 설치하면 자동으로 가로등제어중계수단과 최적의 네트워크를 구성하게 된다.

상기 최저최적율체크부(130)는 세팅정보획득부에 의해 획득된 축전지의 최저 축적율 알림 설정 정보를 참조하여 최저 축적율 미만일 경우를 체크하기 위한 것이다.

예를 들어 최저 축적율을 20% 미만으로 설정할 경우에 축전지의 축적율이 20% 미만으로 체크되면 이에 따른 체크 정보를 가로등제어부에 전송하여 가로등제어부의 제어에 의해 해당 체크정보를 지그비통신부에 의해 가로등제어중계수단을 거쳐 원격지에 구성된 가로등통합관제수단으로 전송하게 된다.

그러면 관리자가 이를 확인하여 이에 따른 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는데 필요에 따라 가로등제어수단에 별도의 예비 전원부를 구성하여 최저 축적율 미만으로 체크될 경우에 예비 전원부에 동작 신호를 전송하여 이를 수신하여 전원 이 공급되도록 할 수도 있다.

상기 엘이디디밍컨트롤부(140)는 상기 세팅정보획득부에 의해 획득된 조도에 따른 단계별 설정 밝기 정보를 참조하여 인체 감지에 따라 혹은 조도에 따라 엘이디 램프의 온오프 및 밝기를 컨트롤하게 된다.

즉, 인체 감지 신호를 수신받게 되면 이에 따라 해당 가로등이 설치 구성된 지역의 조도를 조도센서에 의해 감지하여 조도에 따라 설정된 밝기로 엘이디 램프를 컨트롤하게 된다.

또한, 세팅시 사용되는 시간에 따른 밝기를 조절할 경우에 해당하는 밝기로 엘이디 램프를 컨트롤할 수도 있다.

상기 전압전류측정부는 안정기 혹은 엘이디램프에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 엘이디램프의 고장 유무를 감지하게 된다.

상기 데이터변환부를 통해 전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하거나, 상기 센서데이터수집부에 의해 수집된 감지 정보를 디지털로 변환하게 된다.

상기 센서데이터수집부는 조도센서 및 인체감지센서에 의해 감지된 정보를 수집하게 되며, 상기 데이터처리부는 상기 데이터변환부에 의해 변환된 데이터를 취합하거나, 상기 세팅정보획득부에 의해 가로등의 상태 정보 송신 주기를 설정한 정보를 참조하여 상태 체크 신호를 조도센서와 인체감지센서 및 엘이디램프에 전송하여 체크된 자가 진단 정보를 수신받아 가로등통합관제수단으로 전송하게 된다.

이때, 전송되는 정보에는 해당 가로등의 아이디 정보를 포함하여 전송하게 되는 것이다.

상기 지그비통신부를 통해 가로등제어부가 전송을 결정하면 가로등제어중계수단에 감지 데이터를 전송하고 관리자의 요청 및 가로등제어중계수단의 요청을 가로등제어부에 전송하여 제어 기능을 수행하도록 한다.

상기 가로등제어수단을 구성하고 있는 각각의 부들은 일반적으로 외함 케이스 내에 설치 구성하며 현장에서 이를 육안으로 확인할 수 있도록 제어, 동작, 안정기 상태등을 LED로 확인할 수 있도록 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템의 가로등제어중계수단 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 가로등제어중계수단(200)은,

상기 가로등제어수단과 지그비 통신하기 위하여 지그비통신중계부(210)와,

가로등제어수단에 의해 처리된 네트워크 프로토콜 구성을 체크하여 변경 유무를 확인하는 네트워크구성체크부(220)와,

가로등제어수단으로부터 전송된 센서 데이터를 취합하는 센서데이터취합부(240)와,

가로등통합관제수단으로 취합된 데이터를 송신하는 데이터송수신부(230)와,

가로등통합관제수단으로부터 전송된 가로등 제어 데이터를 참조하여 해당 가로등의 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 처리하기 위한 컨트롤 신호를 생성하여 해당 가로등제어수단에 전송하도록 처리하는 가로등컨트롤처리부(250)와,

상기 각각의 부와 연결되어 제어를 수행하는 가로등제어중계부(260)를 포함 하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터송수신부는 가로등통합관제수단으로 취합된 데이터를 송신하는 기능을 담당하는데, 이더넷 방식, CDMA 방식, 무선 랜 방식 등을 사용하여 데이터를 송신하며, 상기 가로등통합관제수단으로부터 전송되는 제어 데이터를 수신하게 된다.

상기 센서데이터취합부는 적어도 한 개 이상의 가로등제어수단으로부터 전송된 센서 데이터들을 가로등에 부여된 아이디별로 취합하게 되는데 예를 들어 조도 센싱 데이터, 인체 감지 데이터, 센서들의 자가 진단 정보 즉 상태 정보를 취합하게 되는 것이다.

상기 가로등컨트롤처리부는 가로등통합관제수단으로부터 전송된 가로등 제어 데이터를 참조하여 해당 가로등의 온오프 제어, 점등인지 아니면 소등인지에 대한 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 처리하기 위한 컨트롤 신호를 생성하여 해당 가로등제어수단에 전송하도록 처리하게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템의 가로등통합관제수단 블록도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 가로등통합관제수단(300)은,

가로등제어중계수단과 통신하기 위한 가로등통합관제통신부(310)와,

가로등제어수단의 가로등 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 가로등원격컨트롤부(330)와,

상기 가로등원격컨트롤부에 의해 전송된 제어 신호에 따라 처리한 결과 데이 터를 획득하기 위한 센서처리데이터획득부(340)와,

가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하기 위한 데이터이상판단부(350)와,

상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 가로등의 위치를 추출하기 위한 위치추출부(360)와,

상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키기 위한 이상가로등조치부(370)와,

상기 데이터이상판단부를 통해 처리된 데이터 및 관리자, 유지보수, 유관기관, 경비업체 정보, 가로등의 등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 저장하기 위한 가로등데이터정보저장부(320)와,

가로등통합관제제어부에 의해 전달된 출력 신호를 관리자에게 디스플레이시키기 위한 데이터표시부(380)와,

상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등통합관제제어부(390)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가로등원격컨트롤부는

가로등제어수단의 가로등 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 위한 제어 신호를 전송하기 위하여,

가로등의 점등 시간을 설정하기 위한 점등시간설정모듈과,

상기 점등 시간 설정시 설정된 시간을 카운팅하기 위한 타이머모듈을 포함하여 구성된다.

즉, 그룹핑부여모듈을 통해 가로등을 그룹화하여 그룹화된 가로등 그룹별로 관리번호를 부여하게 되며, 부여된 관리번호에 의해 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 그룹별로 상황에 맞게 부여하게 된다.

상기 유형설정모듈은 직선 구간에서는 격등 제어, 3격등 제어 곡선 구간에서는 모든 가로등의 제어를 설정할 수 있으며, 점등시간설정모듈을 통해 계절별, 시간별 점등 시간을 설정할 수 있게 되어 가로등의 위치, 계절별, 시간별로 제어가 가능하게 된다.

상기 센서처리데이터획득부에 의해 가로등원격컨트롤부에 의해 전송된 제어 신호에 따라 처리한 결과 데이터를 획득하게 되는데, 처리한 결과 데이터를 획득하지 못할 경우에 이상으로 판단하여 해당 정보를 데이터표시부에 전송하여 관리자가 확인할 수 있도록 한다.

또한, 데이터이상판단부는 가로등제어수단의 데이터처리부에 의해 전송되는 데이터 중 가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하여 상기 위치추출부를 통해 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해 당 가로등의 위치를 추출하게 되며, 상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 이상가로등조치부를 통해 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키게 된다.

이를 위하여 상기 데이터표시부 이외에 별도의 알람출력부 및 메세지송신부를 구성하여 신속하게 전달할 수도 있다.

상기 가로등데이터정보저장부는,

상기 가로등기본정보저장모듈은 가로등의 등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 저장하게 되며, 가로등점등스케쥴저장모듈은 가로등의 개별, 그룹별 정보 및 점등 스케쥴 정보를 제공받아 이를 저장하게 되며, 이력정보저장모듈은 장애정보, 장애처리정보, 관리자 정보, 유지보수 및 유관기관 및 경비업체 정보와 같은 이력 정보를 저장하게 된다.

상기한 각각의 부들을 웹을 통해 확인할 수 있도록 네트워크망과 접속시키기 위한 인터페이스부모듈을 구성함으로써 웹을 통해 어디서든지 별도의 인증 절차를 거친 후 접속하여 해당 가로등의 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 동작을 통해 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격 관리시스템에 접목하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 통해 가로등의 현재 상태를 실시간으로 수집하고 해당 수집된 정보를 원격지의 가로등 통합 관제시스템으로 전송하여 적당한 제어가 필요한 시기에 실시간 제어를 수행함과 동시에 가로등에 구성된 각종 센서 및 안정기, 엘이디 램프 등의 이상 유무를 실시간으로 체크하여 이상 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 유지보수 및 설치의 편리성을 제공하게 되며 해당 가로등의 일별, 월별 가동 시간, 작동 횟수, 태양광 축척율 현황, 에너지 사용율 현황, 가로등 이력관리 현황, 고장 현황에 대한 정보를 저장하게 되며 저장된 정보들을 웹을 통해 어디서도 확인할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명인 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템은 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격 관리시스템에 접목하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 통해 가로등의 현재 상태를 실시간으로 수집하고 해당 수집된 정보를 원격지의 가로등 통합 관제시스템으로 전송하여 적당한 제어가 필요한 시기에 실시간 제어를 수행함과 동시에 가로등에 구성된 각종 센서 및 안정기, 엘이디 램프 등의 이상 유무를 실시간으로 체크하여 이상 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 유지보수 및 설치의 편리성을 제공하게 되며 해당 가로등의 일별, 월별 가동 시간, 작동 횟수, 태양광 축척율 현황, 에너지 사용율 현황, 가로등 이력관리 현황, 고장 현황에 대한 정보를 저장하게 되며 저장된 정보들을 웹을 통해 어디서도 확인할 수 있는 효과를 제공하게 되어 태양광 기반의 가로등 관리 분야에 널리 유용하게 활용될 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 가로등제어수단

200 : 가로등제어중계수단

300 : 가로등통합관제수단

400 : 세팅단말기

Claims

가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 컨트롤시스템에 있어서,

가로등제어수단이 설치되는 위치에 따라 아이디, 좌표값, 위치명과 설치 일자의 등록 정보 및 태양광 전지판의 와트(Watt) 수, 엘이디 램프의 와트(Watt) 수, 축전지 암페어시(Ampere-Hour) 수의 전원 정보를 입력하고, 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 입력하는 세팅단말기와;

상기 세팅단말기로부터 입력되는 정보를 획득하며 태양광전지판을 이용하여 축전되어 엘이디 램프에 전원을 공급하고, 지그비통신부를 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 엘이디 램프 및 안정기의 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 데이터를 가로등제어중계수단으로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어수단과;

내부에 상기 가로등제어수단과 지그비 통신하기 위하여 지그비통신중계부와 가로등통합관제수단과 네트워크 통신하기 위하여 데이터송수신부를 탑재하며, 상기 가로등제어수단으로부터 데이터를 취합하여 가로등통합관제수단으로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등통합관제수단으로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등제어중계수단과;

상기 가로등제어중계수단으로부터 전송되는 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등통합관제수단;을 포함하여 구성되되,

상기 가로등제어수단은,

등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 획득하여 저장하는 세팅정보획득부와,

가로등제어부가 전송을 결정하면 가로등제어중계수단에 데이터를 전송하고, 관리자에 의해 전송되는 제어 신호를 수신하는 지그비통신부와,

지그비를 이용한 네트워크 프로토콜 구성을 처리하는 네트워크구성부와,

독립된 전원을 자체적으로 획득하기 위한 태양광전지판과,

상기 태양광전지판에 의해 획득된 에너지를 저장하는 축전지와,

상기 세팅정보획득부에 의해 획득된 축전지의 최저 축적율 알림 설정 정보를 참조하여 최저 축적율 미만일 경우를 체크하기 위한 최저최적율체크부와,

상기 축전지의 과충전 및 과방전을 체크하기 위한 과충전/과방전체크부와,

상기 세팅정보획득부에 의해 획득된 조도에 따른 단계별 설정 밝기 정보를 참조하여 인체 감지에 따라 혹은 조도에 따라 엘이디 램프의 온오프 및 밝기를 컨트롤하는 엘이디디밍컨트롤부와,

상기 엘이디디밍컨트롤부에 의해 컨트롤된 밝기로 발광하는 엘이디램프와,

안정기 혹은 엘이디램프에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 엘이디램프의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부와,

해당 가로등이 설치 구성된 지역의 조도를 감지하는 조도센서와,

해당 가로등이 설치 구성된 지역에서의 인체를 감지하는 인체감지센서와,

상기 조도센서 및 인체감지센서에 의해 감지된 정보를 수집하는 센서데이터수집부와,

상기 전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하거나, 상기 센서데이터수집부에 의해 수집된 감지 정보를 디지털로 변환하는 데이터변환부와,

상기 데이터변환부에 의해 변환된 데이터를 취합하거나, 상기 세팅정보획득부에 의해 가로등의 상태 정보 송신 주기를 설정한 정보를 참조하여 상태 체크 신호를 조도센서와 인체감지센서 및 엘이디램프에 전송하여 체크된 자가 진단 정보를 수신받아 가로등통합관제수단으로 전송하는 데이터처리부와,

상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템.
제 1항에 있어서,

상기 세팅단말기로부터 입력되는 가로등 운영을 위한 세팅 정보는,

가로등의 상태 정보 송신 주기를 설정한 정보, 축전지의 최저 축적율 알림 설정 정보, 작동 시간 정보, 조도에 따른 단계별 설정 밝기 정보인 것을 특징으로 하는 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 가로등제어중계수단은,

상기 가로등제어수단과 지그비 통신하기 위하여 지그비통신중계부와,

가로등제어수단에 의해 처리된 네트워크 프로토콜 구성을 체크하여 변경 유무를 확인하는 네트워크구성체크부와,

가로등제어수단으로부터 전송된 센서 데이터를 취합하는 센서데이터취합부와,

가로등통합관제수단으로 취합된 데이터를 송신하는 데이터송수신부와,

가로등통합관제수단으로부터 전송된 가로등 제어 데이터를 참조하여 해당 가로등의 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 처리하기 위한 컨트롤 신호를 생성하여 해당 가로등제어수단에 전송하도록 처리하는 가로등컨트롤처리부와,

상기 각각의 부와 연결되어 제어를 수행하는 가로등제어중계부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템.
제 4항에 있어서,

상기 네트워크구성체크부는,

스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹을 바꿀 수 있으며 라우팅 기능을 자동, 수시로 바꿀 수 있는 것을 특징으로 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템.
제 1항에 있어서,

상기 가로등통합관제수단은,

가로등제어중계수단과 통신하기 위한 가로등통합관제통신부와,

가로등제어수단의 가로등 온오프 제어, 격등 제어, 시간별 제어, 조도 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 가로등원격컨트롤부와,

상기 가로등원격컨트롤부에 의해 전송된 제어 신호에 따라 처리한 결과 데이터를 획득하기 위한 센서처리데이터획득부와,

가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하기 위한 데이터이상판단부와,

상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 가로등의 위치를 추출하기 위한 위치추출부와,

상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키기 위한 이상가로등조치부와,

상기 데이터이상판단부를 통해 처리된 데이터 및 관리자, 유지보수, 유관기 관, 경비업체 정보, 가로등의 등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 저장하기 위한 가로등데이터정보저장부와,

가로등통합관제제어부에 의해 전달된 출력 신호를 관리자에게 디스플레이시키기 위한 데이터표시부와,

상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등통합관제제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템.
제 6항에 있어서,

상기 가로등원격컨트롤부는,

관리하고자 하는 가로등을 그룹화하여 그룹화된 가로등 그룹별로 관리번호를 부여하기 위한 그룹핑부여모듈과,

가로등의 점등 및 소등 유형을 설정하기 위한 유형설정모듈과,

가로등의 점등 시간을 설정하기 위한 점등시간설정모듈과,

가로등의 조도에 따른 엘이디 램프의 밝기를 설정하기 위한 조도별밝기설정모듈과,

상기 점등 시간 설정시 설정된 시간을 카운팅하기 위한 타이머모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템.
제 6항에 있어서,

상기 가로등데이터정보저장부는,

가로등의 등록 정보와 전원 정보 및 가로등 운영을 위한 세팅 정보를 저장하고 관리하는 가로등기본정보저장모듈과,

가로등의 개별, 그룹별 정보 및 점등 스케쥴 정보를 저장하고 관리하는 가로등점등스케쥴저장모듈과,

가로등의 장애정보, 장애처리정보, 관리자 정보, 유지보수 및 유관기관 및 경비업체 정보와 같은 이력 정보를 저장하고 관리하는 이력정보저장모듈과,

상기 각각의 저장모듈들을 웹을 통해 확인할 수 있도록 네트워크망과 접속시키기 위한 인터페이스모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 기반 가로등의 유비쿼터스를 이용한 가로등 디밍 컨트롤시스템.