KR101183359B1 - 가로등 디밍 제어 시스템 - Google Patents

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KR101183359B1
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이영석
김원영
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군산대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 가로등 디밍 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가로등 디밍 제어 시스템은 가로등, 기상 정보 센서, 제어부, 관리 서버를 포함한다. 가로등은 RGB 삼원색을 구비한 LED 모듈을 구비하며, 제어부는 기상 정보 센서에 의해 수집된 기상 정보에 따라 LED의 점소등, 조도를 다르게 조절한다. 가로등 디밍 제어 시스템은 제1 조도 센서를 더 구비하여 가로등의 조도를 측정하고 이론적인 조도값과 일정 값 이상 차이가 나는 경우 고장으로 판단하고 제어부에 알린다. 가로등 하부에 설치되는 제2 조도 센서가 측정하는 조도값이 기준 조도값과 일정 값 이상 차이가 나는 경우 센서의 고장으로 판단하고 제어부에 알린다.
본 발명에 따른 가로등 디밍 제어 시스템은 기상 상태에 따라 가로등의 색상을 조절할 수 있으며, 가로등의 고장을 신속하게 감지할 수 있다.

Description

가로등 디밍 제어 시스템 {Dimming control system for street lighting}
본 발명은 가로등 디밍 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가로등 주변에서 수집한 기상 정보를 이용하여 가로등을 점소등 및 조도와 색상을 조절하며, 제1 조도 센서 및 제2 조도 센서가 감지한 가로등의 조도값과 이론적인 조도값을 비교함으로써 LED 가로등의 고장을 감지하는 가로등 디밍 제어 시스템에 관한 것이다.
가로등은 야간의 통행 안전을 도모하기 위해 도로를 따라 설치한 조명시설이다. 가로등은 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로, 주택지구 도로 등 설치장소에 따라 그에 알맞은 종류가 사용된다. 가로등의 광원(光源)으로는 고압수은등(高壓水銀燈), 형광등, 트륨등, 보통 전구(電球), LED(Light Emitting Diode) 등이 사용된다. 특히 LED 광원의 경우 전력 소모량이 적고 진동에 강하며 수명이 긴 장점 때문에 점점 가로등에 많이 사용되고 있는 추세이다.
가로등은 낮에는 소등되어 있다가 일몰 전후로 주변이 어두워지면 점등된다. 가로등은 보통 가로등에 내장된 타이머에 점등 및 소등 시간을 맞춰 놓고 그 시간이 되면 자동으로 가로등이 점등되거나 소등된다. 또는 복수의 가로등을 네트워크로 연결하여 복수의 가로등의 점소등을 한 곳에서 조절하기도 한다. 하지만 이러한 가로등의 점소등 방법은 가로등의 점등, 소등 시간만을 조절할 뿐 가로등이 설치된 장소의 상황에 따른 조절을 할 수 없다는 문제가 있다. 특히, 안개가 낀 날이나 비가 오는 날 등 가로등이 설치된 장소의 기상 상태에 따라 가로등의 점등 시간, 가로등의 조도 및 색상을 조절할 수가 없다.
또한, 가로변을 따라 설치된 복수의 가로등의 고장을 감지하기가 어려우며 가로등 중 일부가 점등이 안된 상태가 되어도 이를 쉽게 감지하지 못해 고장난 채로 오래 방치될 수 있다는 문제가 있다. 따라서 기상 상태에 따라 가로등의 점소등 및 조도 등을 조절할 수 있고, 가로등의 고장을 감지하여 자동으로 알릴 수 있는 가로등 시스템의 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 가로등이 설치된 주변의 기상 상태에 따라 가로등의 점소등 뿐 아니라 가로등의 조도, 색상을 조절할 수 있는 가로등 디밍 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가로등의 조도를 감지하여 가로등의 이상 유무를 간단하게 알 수 있는 가로등 디밍 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가로등이 설치된 지역의 기상 정보에 대한 신뢰성을 높여 가로등을 정확하게 제어할 수 있는 가로등 디밍 제어 시스템을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템은 가로등, 기상 정보 센서, 제어부, 관리 서버를 포함한다. 가로등은 LED 모듈을 광원으로 구비한다. 기상 정보 센서는 가로등 주변의 기상 정보를 수집한다. 제어부는 기상 정보 센서에 의해 수집된 기상 정보에 따라 가로등의 점소등을 제어하는 점소등 제어 모듈과, 기상 정보 센서에 의해 수집된 기상 정보와 기상 정보 서버에서 제공된 기상 정보에 따라 가로등의 조도 및 색상을 조절하는 디밍 제어 모듈과, 유선 또는 무선 통신이 가능한 통신 모듈을 구비한다. 관리 서버는 가로등 관리 정보를 입력받아 제어부로 전송한다. 기상 정보 센서로부터 수집되는 기상 정보에 따라 복수의 LED의 조도가 색상별로 각각 제어된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템은 제1 조도 센서를 더 구비한다. 제1 조도 센서는 통신 모듈과 유선 또는 무선 통신이 가능하며, 가로등의 조도를 감지한다. 제어부는 제1 조도 센서가 감지한 조도값이 설정된 조도값과 일정 값 이상 차이가 나는 경우 LED의 고장으로 판단한다. 제어부는 LED가 고장난 것으로 판단되는 경우 고장난 가로등의 정보를 관리 서버로 전송한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템은 제2 조도 센서를 더 구비한다. 제2 조도 센서는 가로등의 하부에 설치되며, 가로등 하부의 조도를 측정한다. 제어부는 제2 조도 센서가 측정한 조도값이 기준 조도값과 소정 범위 이상 차이가 나면 제1 조도 센서 또는 제2 조도 센서가 고장난 것으로 판단하고, 고장난 가로등의 정보를 관리 서버로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템은 기상 정보 서버를 더 포함한다. 기상 정보 서버는 가로등이 설치된 지역의 기상 정보를 제공한다. 관리 서버는 기상 정보 서버로부터 전송되는 기상 정보와 기상 정보 센서에서 수집된 기상 정보의 오차를 기록하는 기상 정보 신뢰도 데이터베이스를 구비하여, 기상 정보 신뢰도 데이터베이스에 기록된 오차의 평균을 기준 오차로 결정하여 제어부로 전송한다. 제어부의 디밍 제어 모듈은 기상 정보 서버로부터 전송되는 기상 정보와 기상 정보 센서에서 수집된 기상 정보를 비교하여 오차가 기준 오차 이하인 경우에만 기상 정보 서버로부터 전송되는 기상 정보에 따라 복수의 LED의 조도를 각각 제어한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템에서 가로등은 냉각팬을 더 구비한다. 냉각팬은 가로등의 설정된 조도값에 따라 구동 단계가 조절된다.
본 발명의 가로등 디밍 제어 시스템은 가로등이 설치된 장소의 기상 상태에 따라 가로등의 점소등 시간, 조도, 색상 등을 자동으로 조절할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 가로등 디밍 제어 시스템은 가로등의 고장 유무를 바로 알 수 있어, 가로등의 관리를 효과적으로 할 수 있으며 가로등이 고장난 채로 방치되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 가로등 디밍 제어 시스템은 기상 정보에 대한 신뢰성을 높일 수 있으며, 이에 따라 기상 상태에 따른 가로등의 디밍 제어를 정확하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템에서 LED의 배치 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템에서 냉각팬을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템에서 LED의 배치 형태를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템(1000)은 가로등(1100), 기상 정보 센서(1200), 제어부(1300), 관리 서버(1400)를 포함한다. 가로등(1100)은 LED 모듈을 광원으로 구비한다. LED 모듈은 복수의 LED(Light Emitting Diode) 집합체이다. 각각의 LED는 막대 형태이며, RGB(Red-Green-Blue) 삼원색을 구비한다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 LED는 LED 고정 프레임(3130)에 의해 순차적으로 배열되어 고정된다. 본 실시예에서는 각각의 LED가 같은 색상의 LED끼리 이웃하지 않도록 배열되었다. 복수의 LED는 각각 점등 및 소등되며, 조도 역시 각각 조절된다. 본 실시예에서는 복수의 LED가 나란히 배열되어 전체적으로 직사각형의 형태이지만, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 타원형으로 배치될 수도 있다. 이때에도 같은 색상의 LED가 겹치지 않도록 배치된다. 본 실시예에서는 3색의 LED를 이용하였지만, 이에 한정되지는 않으며 다양한 색의 LED가 이용될 수 있다.
기상 정보 센서(1200)는 조도 감지 센서, 풍속 및 풍향 감지 센서, 기압 센서, 소음 센서, 온도 및 습도 센서 등 다양한 센서를 통해 수집된 정보를 이용해 가로등(1100)이 설치된 지역의 기상 정보를 수집한다. 기상 정보 센서(1200)는 다양한 센서를 통해 수집된 정보를 이용해 가로등(1100)이 설치된 지역의 현재 기상 상태를 알 수 있다. 이러한 센서들을 작동시키기 위한 동력은 외부 전원을 연결하여 공급할 수도 있지만, 풍력 또는 태양열 발전기 등을 설치하여 전원을 공급할 수도 있다. 다른 실시예에서는 풍력 또는 태양열 발전기 등에서 공급되는 전원을 이용하여 가로등(1100)을 점등할 수도 있다. LED는 전력 소모가 적으므로, 가로등(1100)의 광원으로 LED를 이용하는 경우에 더욱 효과가 크다.
제어부(1300)는 점소등 제어 모듈(1310), 디밍 제어 모듈(1320), 통신 모듈(1330)을 구비한다. 점소등 제어 모듈(1310)은 기상 정보 센서(1200)에 의해 수집되어 제어부(1300)로 전송된 기상 정보에 따라 가로등(1100)의 점소등을 제어한다. 점소등 제어 모듈(1310)은 가로등(1100)의 전원을 점등 또는 소등한다.
디밍 제어 모듈(1320)은 기상 정보 센서에 의해 수집된 기상 정보에 따라 가로등의 조도 및 색상을 조절한다. 가로등(3100)의 복수의 LED는 각각 일정한 최대 조도값을 가지며, 디밍 제어 모듈(1320)은 각각의 LED에 공급되는 전류를 조절함으로써 복수의 LED의 점소등 및 조도를 각각 조절한다. 각각의 LED의 점소등 및 조도를 조절함으로써 가로등(1100) 전체의 조도 및 색상을 조절할 수 있다. 이에 따라 가로등(1100)이 설치된 지역의 기상 상태에 따라 가로등(1100)의 조도 및 색상이 조절된다. 예를 들어, 기상 정보 센서(1200)로부터 안개가 발생하거나 비 또는 눈이 오는 것으로 감지되면 점소등 제어 모듈(1310)이 가로등(1100)을 점등시키고, 디밍 제어 모듈(1320)이 가로등(1100)의 전체 조도를 더욱 강하게 하거나, 주황색 계열의 색상이 발산되도록 LED의 색상을 조절할 수 있다. 한편, 디밍 제어 모듈(1320)은 맑은 날의 경우 청색 계열의 색상이 발산되도록 LED의 색상을 조절할 수 있다. 이렇게 각각의 LED의 색상을 조절함으로써 기상 상태에 적합하도록 가로등의 조도 및 색상을 조절할 수 있다.
또한, 디밍 제어 모듈(1320)은 가로등(1100)이 설치된 위치에 따라서도 조도나 색상을 다르게 조절할 수 있다. 예를 들어 골목길의 경우 장소가 트인 곳보다 더 어두우므로 가로등(1100)의 색상이 백색이 되도록 조절할 수 있다. 만약 안개가 상습적으로 잘 발생하는 지역이라면 가로등(1100)의 색상이 황색이 되도록 할 수도 있다. 가로등(1100)이 차량 통행이 많은 장소 또는 인구 유동이 많은 장소에 설치된 경우 조도를 다른 지역보다 더 강하게 할 수 있다. 또한 공원 등과 같이 단순히 어둠을 밝히기 위한 것보다 좋은 분위기가 요구되는 곳에 설치된 가로등의 경우 조도를 다른 지역에 비하여 낮게 하거나 황색 계열의 색상으로 조절할 수도 있다. 가로등(1100)이 설치된 위치의 특성 및 기상 상태에 따라 가로등(1100)의 조도 및 색상이 조절됨으로써, 가로등(1100)의 효용 및 전력 사용의 효율을 높일 수 있다.
통신 모듈(1330)은 외부와 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. 이를 위해 통신 모듈(1330)은 광 통신 또는 전력선 통신과 같은 유선 방식이나 이동통신 네트워크를 이용한 무선 방식이 적용될 수 있으며, 네트워크 프로토콜로 TCP/IP를 이용할 수 있다.
관리 서버(1400)는 가로등 관리 정보를 입력받아 제어부(1300)로 전송한다. 관리 서버(1400)는 가로등 관리 정보를 입력받기 위해 웹페이지 등을 활용할 수 있다. 다른 실시예에서 관리 서버(1400)는 핸드폰, 노트북 등과 같은 휴대 단말기 등이 될 수 있다. 관리 서버(1400)로 입력되는 가로등 관리 정보는 가로등(1100)이 설치된 지역의 특징, 도로의 경우 통행량 등이 될 수 있다. 한편, 관리 서버(1400)는 제어부(1300)로부터 가로등(1100)의 현재 점소등 상태, 기상 정보 센서가 수집한 기상 정보 등을 전송받을 수 있다. 가로등(1100)의 현재 점소등 상태, 기상 정보 센서(1200)가 수집한 기상 정보 등을 전송받으면, 관리 서버(1400)는 관리 서버(1400)의 웹페이지 등에 이를 표시할 수 있다. 관리자는 표시된 가로등(1100)이 설치된 지역의 기상 정보를 참고하여 관리 정보를 입력할 수 있다. 또한 바람이 강하거나 폭우 또는 폭설이 내리는 경우와 같이 가로등(1100)에 물리적인 손상이 생길 수 있는 기상 상태인 경우에는 관리자는 직접 가로등(1100)이 설치된 지역을 순찰할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템(3000)은 가로등(3100), 기상 정보 센서(3200), 제어부(3300), 관리 서버(3400), 제1 조도 센서(3500)를 구비한다. 가로등(3100), 기상 정보 센서(3200), 제어부(3300)는 도 1과 도 2에서 설명한 것과 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
제1 조도 센서(3500)는 빛의 세기를 감지해 구체적인 수치로 나타내는 센서이다. 제1 조도 센서(3500)는 가로등(3100)의 LED 모듈 부근에 설치되어, 가로등(3100)의 조도를 측정한다. 제1 조도 센서(3500)에서 감지된 조도값은 제어부(3300)로 전송된다.
가로등(3100)의 조도 및 색상은 기상 정보 센서(3200)에서 수집된 기상 정보에 따라 결정된다. 설정된 조도 및 색상에 따라 가로등(3100)은 다른 강도와 색상의 빛을 발산한다. 이 때, 가로등(3100)의 조도값을 측정하면 이론적으로 제어부(3300)가 설정한 가로등의 밝기에 대응하는 조도값이 나와야 한다. 하지만, 가로등의 LED 모듈 전체 또는 일부가 고장이 난 경우 제1 조도 센서(3500)에서 측정된 값은 이론적인 값과 다를 수 있다. LED의 일부가 고장이 나거나 단락 등이 발생하면 가로등의 조도가 약해지기 때문이다. 제1 조도 센서(3500)에서 측정된 값이 제어부(3300)에서 설정된 조도값과 일정 범위 이상 차이가 나면 제어부(3300)는 가로등(3100)이 고장난 것으로 판단할 수 있다.
제어부(3300)는 제1 조도 센서(3500)에서 측정된 값과 제어부(3300)에서 설정한 조도값의 차이가 일정 루멘(Lm) 이상일 때 가로등 고장으로 판단한다. 기준이 되는 조도값의 차이는 일부 LED가 발산하는 조도값일 수 있다. 예를 들어, 기준 차이값을 10루멘으로 할 수 있다. 제어부(3300)는 제1 조도 센서(3500)에서 측정된 값과 제어부(3300)에서 설정한 조도값의 차이가 10루멘 이상일 때 가로등(3100)이 고장난 것으로 판단할 수 있다.
가로등(3100)이 고장난 것으로 판단되면 제어부(3300)는 고장난 가로등(3100)에 대한 정보를 관리 서버(3400)로 전송한다. 가로등(3100)에 대한 정보로는 가로등의 위치, 식별 번호, 가로등의 상태 등이 될 수 있다. 가로등 관리자가 가로등(3100)의 고장을 바로 감지할 수 있기 때문에 가로등(3100)의 수리 및 LED 교체가 빠른 시간 안에 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가로등 디밍 제어 시스템(3000)은 가로등(3100)의 하부에 제2 조도 센서(3700)를 더 구비한다. 제2 조도 센서(3700)는 가로등(3100)의 하부에 설치되어 가로등(3100) 하부의 조도를 감지한다. 제2 조도 센서(3700)가 지면에서의 조도를 측정하도록 가로등이 비추는 지면에 설치될 수도 있지만, 이런 경우 센서가 자동차의 하중에 의해 손상되거나 오염 물질에 노출되어 오염될 수 있으므로, 가로등의 하부에 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 제2 조도 센서(3700)는 별도의 센서로 구비될 수도 있지만, 기상 정보 센서 중 조도 감지 센서를 제2 조도 센서(3700)로 이용할 수도 있다.
제2 조도 센서(3700)에서 측정된 조도값은 제1 조도 센서(3500)에서 측정된 조도값과 비교된다. 광원으로부터 거리에 따른 조도값은 거리의 제곱에 반비례하므로, 제2 조도 센서(3700)가 감지하는 조도값은 제1 조도 센서(3500)와 제2 조도 센서와의 거리의 제곱에 비례하여 작아진다. 하지만, 안개가 발생한다거나 비가 오는 경우와 같이, 가로등과 지면 사이에 간섭 현상이 생겨 지면에서 측정되는 조도값이 이론적인 값보다 더 작아지는 경우가 있다. 이런 경우 필요한 조도값이 가로등(3100)의 하부까지 도달할 수 있도록 가로등의 조도를 강화해야할 필요가 있다.
본 발명에 따른 가로등 디밍 제어 시스템(3000)은 기상 정보 센서(3200)에서 수집한 기상 정보에 따라 가로등의 조도를 조절하기는 하지만 이는 비교적 넓은 범위에 대한 것으로, 국소적으로, 즉 각각의 가로등(3100)에 대해서 필요한 조도값이 달라지는 경우가 있다. 예를 들어, 특정 가로등 주변에 안개가 더 많이 발생하여 지면에서 측정되는 조도값이 많이 작아진다면 이를 감안하여 조도값을 강하게 조절할 필요가 있다. 제어부(3300)는 제2 조도 센서(3700)에서 측정된 조도값이 기준 조도값과 차이가 나면 그 차이만큼 LED의 조도를 조절하도록 한다. 제2 조도 센서(3700)에서 이론적으로 측정 예상되는 기준 조도값은 조도 센서로부터의 거리(R) 제곱에 반비례하며, 다음 식에 의한다.
기준 조도값 = 수평면조도 × α ………(식 1)
수평면조도 = I/R2 × cosθ ………(식 2)
여기서 α는 기상 상태 인자이며, I는 제1 조도 센서(3500)가 측정한 조도값, R은 제1 조도 센서(3500)와 제2 조도 센서(3700)와의 거리, θ는 입사각이다.
수평면조도값은 가로등(3100)이 설치된 지역의 기상 상태에 따라 차이가 있을 수 있으므로, 기상 상태 인자를 고려하여 기준 조도값을 정한다. 기상 상태 인자(α)는 기상 상태에 따라 다르게 정해지는 값이다. 즉, 안개가 발생하는 경우에는 맑은 날보다 기상 상태 인자값이 더 작아질 수 있다. 제2 조도 센서(3700)가 측정한 조도값과 기준 조도값과의 차이만큼 제어부(3300)는 가로등의 조도가 더 강해지도록 제어한다. 보정해야할 조도값은 상기 식 2로부터 역계산하여 산출할 수 있다. 다른 실시예에서는 기준 조도값을 정하기 위해 가로등의 조도 및 기상 상태에 따른 제2 조도 센서(3700)의 측정값을 기록하고 데이터베이스화 하여 기상 상태에 따른 평균 조도값을 구하고, 이를 기준 조도값으로 할 수도 있다.
한편, 자동차 등이 지나가면서 빛을 가리는 경우에는 일시적으로 제2 조도 센서(3700)가 검출하는 조도값이 줄어들 수 있다. 제2 조도 센서(3700)가 측정한 조도값을 일정 시간 간격으로 기준 조도값과 비교하여 일시적으로, 즉 짧은 시간 동안만 조도값이 낮아지는 경우에는 조도값이 차이가 나는 것으로 판단하지 않는다. 하지만, 제2 조도 센서(3700)가 측정한 조도값이 기준 조도값과 비교하여 지속적으로 일정 범위 이상 차이가 나면 이는 빛이 가려지는 경우 또는 간섭 현상에 의한 차이라기보다는 센서의 고장에 의한 것일 가능성이 높다. 따라서 제2 조도 센서(3700)가 측정한 조도값을 기준 조도값과 비교하여 일정 시간 및 일정 범위, 예를 들어 10분 이상 30 루멘 이상 차이가 나면 제어부(3300)은 제1 조도 센서(3500) 또는 제2 조도 센서(3700)가 고장난 것으로 판단할 수 있다. 제1 조도 센서(3500) 또는 제2 조도 센서(3700)가 고장난 것으로 판단되면 제어부(3300)는 이를 관리 서버(3400)에 알린다. 제어부(3300)는 고장난 가로등에 대한 정보를 관리 서버(3400)로 전송한다. 가로등에 관한 정보로는 가로등의 위치, 식별 번호, 가로등의 상태 등이 될 수 있다. 한편, 관리자는 관리 서버(3400)를 통해 제1 조도 센서(3500) 또는 제2 조도 센서(3700)의 고장을 판단하는 기준이 되는 조도 차이값을 입력할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템(3000)은 가로등(3100), 기상 정보 센서(3200), 제어부(3300), 관리 서버(3400),제1 조도 센서(3500), 기상 정보 서버(3600)를 포함한다. 가로등(3100), 기상 정보 센서(3200), 제어부(3300), 제1 조도 센서(3500)는 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 유사하므로 자세한 설명은 생략한다. 우선 기상 정보 서버(3500)에 대하여 설명한다.
기상 정보 센서(3200)를 통해 수집된 기상 정보는 센서 등의 오차로 인해 정보의 정확성이 떨어질 수 있으므로, 기상 정보 서버(3600)로부터 전송된 기상 정보를 추가적으로 이용할 수 있다.
기상 정보 서버(3600)는 가로등(3100)이 설치된 지역의 구체적인 기상 정보를 제공한다. 기상 정보 서버(3600)는 기상청 서버 등이 될 수 있다. 기상 정보 서버(3600)는 기상 정보를 동네 별로 실시간으로 제공해 준다. 따라서 가로등(3100)이 설치된 지역의 구체적인 기상 정보를 기상 정보 서버(3600)를 통해 제공받을 수 있다. 기상 정보 서버(3600)로부터 제공되는 기상 정보는 온도, 기압, 최저온도, 날씨, 강수확률, 적설량, 풍속, 풍향, 습도 등이 될 수 있다.
기상 정보 센서(3200)를 통해 수집된 기상 정보와 기상 정보 서버(3600)로부터 전송된 기상 정보를 이용하여 보다 정확하게 가로등을 제어할 수 있다. 구체적으로, 기상 정보 센서(3200)를 통해 수집된 기상 정보와 기상 정보 서버(3600)로부터 제공된 기상 정보는 제어부(3300)로 전송된다. 제어부(3300)는 전송된 두 기상 정보의 오차를 이용하여 기상 정보 서버(3600)에서 제공된 기상 정보를 이용할 것인지를 결정한다. 이는 기상 정보 서버(3600)로부터 제공받은 기상 정보는 가로등이 설치된 위치를 포함하는 광범위한 지역에 대한 기상 정보이기 때문에 정확도가 낮을 수 있기 때문이며, 기상 정보 센서(3200)가 수집한 기상 정보와 기상 정보 서버(3600)가 제공하는 기상 정보를 비교하여 기상 정보 서버(3600)가 제공하는 기상 정보의 신뢰도가 높은 경우에만 기상 정보 서버(3600)가 제공하는 기상 정보를 이용한다. 본 실시예는 두 기상 정보의 오차가 기준 오차 이하인 경우에만 기상 정보 서버(3600)로부터 제공받은 기상 정보를 이용한다.
기상 정보의 오차는 기상 정보 센서(3200)의 센서들이 수집한 값들 중 어느 하나와 기상 정보 서버(3600)로부터 전송되는 값을 비교하여 결정할 수도 있으며, 기상 정보 센서(3200)가 수집한 복수의 값들과 기상 정보 서버(3600)로부터 전송되는 값을 비교하여 결정할 수도 있다. 예를 들어, 기상 정보 센서(3200)의 기압 센서가 감지한 기압과 기상 정보 서버(3600)로부터 전송되는 기압을 비교하여 오차를 결정할 수 있다. 다른 실시예에서는 기상 정보 센서(3200)의 기압 센서가 감지한 기압, 온도 및 습도 센서가 감지한 온도 및 습도, 풍속 및 풍향 감지 센서가 감지한 풍속 및 풍향을 기상 정보 서버(3600)로부터 전송되는 기압, 온도, 습도, 풍속, 풍향과 비교하여 오차를 결정할 수 있다. 이 경우 비교되는 값들 모두가 기준 오차 이하인 경우에만 점소등 모듈(3310) 및 디밍 제어 모듈(3320)이 기상 정보 서버(3600)로부터 전송되는 기상 정보에 따라 점소등, 조도 및 색상을 조절한다. 이로써 기상 정보를 정확히 반영한 가로등(3100) 관리가 이루어지게 된다. 기준 오차는 관리자가 관리 서버(3400)를 통해 입력한 값이 될 수 있다.
한편, 기상 정보 센서(3200)를 통해 수집된 기상 정보와 기상 정보 서버(3600)로부터 제공된 기상 정보의 오차를 판단하기 위한 기준 오차는 기상 정보 센서(3200)를 통해 수집된 기상 정보와 기상 정보 서버(3600)로부터 제공된 기상 정보의 평균 오차로 결정할 수 있다. 이를 위해서 관리 서버(3400)는 기상 정보 신뢰도 데이터베이스(3410)를 더 구비한다. 기상 정보 신뢰도 데이터베이스(3410)는 신뢰도 있는 기준 오차를 결정하기 위해서 기상 정보 센서(3200)에서 수집된 기상 정보와 기상 정보 서버(3600)로부터 제공된 기상 정보의 오차를 기록하고 이러한 오차의 평균값을 산출한다. 관리 서버(3400)는 기상 정보 신뢰도 데이터베이스(3410)에 기록된 기상 정보 오차의 평균값을 기준 오차로 결정할 수 있다. 다른 실시예에서는 신뢰도를 더욱 높이기 위해서 기상 정보 신뢰도 데이터베이스(3410)에 기록된 기상 정보의 평균 오차보다 낮은 값을 기준 오차로 결정할 수도 있다.
기상 정보의 오차가 기준 오차 이하인 경우에 점소등 모듈(3310)과 디밍 제어 모듈(3320)은 기상 정보 서버(3600)로부터 전송된 기상 정보에 따라 점소등, 조도 및 색상을 제어한다. 이는 기상 정보 서버(3500)가 기상 정보 센서(3200)보다 더 많은 기상 정보를 제공하기 때문이다. 기상 정보 센서(3200)는 구비된 센서에서 측정된 값만을 기상 정보로 제공하므로 제공되는 정보가 한정적일 수밖에 없다. 따라서 기상 정보 서버(3600)로부터 제공되는 다양한 기상 정보를 더불어 활용하는 것이 가로등(3100)을 기상 상태에 따라 정확하게 제어할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템에서 냉각팬을 나타내는 도면이다.
LED 조명은 백열 전구나 형광등보다 발열량은 적으나, 기존의 백열 전구나 형광등에 비해 열에 대한 내구성이 떨어져 방열판이나 쿨링 시스템이 별도로 필요하다. 하지만, 가로등의 점등시 이러한 쿨링 시스템이 상시적으로 가동하거나 일정한 정도로 가동하는 것은 전력을 불필요하게 낭비할 우려가 있다. 따라서 발열량을 예측하여 발열량에 따라 냉각팬을 구동시키는 것이 전력 절약에 유리하다. 본 발명의 실시예에 따른 가로등 디밍 제어 시스템(3000)은 가로등의 조도가 약할 때에는 발열량이 작으므로 냉각팬을 약하게 구동하고, 조도가 강할 때에는 냉각팬을 강하게 구동하여 가로등의 조도에 따라 냉각팬의 구동 정도를 조절한다.
도 6에 도시된 바와 같이, LED 모듈의 상부에는 냉각팬(3140)이 설치된다. 복수의 LED 모듈은 고정 프레임(3130)에 의해 일정한 간격으로 고정된다. 냉각팬(3140)은 고정 프레임(3130) 위에 장착되며, 냉각팬 커버(3150)로 외주가 둘러싸여 있다. 냉각팬(3140)은 제어부(3300)에 의해 구동 정도가 조절된다.
제어부(3300)는 제어부(3300)에 전송된 기상 정보에 따라 가로등의 조도를 조절한다. 또한, 이렇게 설정된 가로등의 조도값을 기초로 하여 냉각팬(3140)의 구동 단계를 조절한다. 날씨가 맑은 날에는 가로등의 조도를 약하게 하기 때문에 LED의 발열량이 작다. 이런 경우 냉각팬(3140)이 약하게 가동되도록 한다. 안개가 발생하거나 날이 흐려 가로등의 조도를 높이는 경우 냉각팬(3140)의 가동 정도를 강하게 하여 LED의 발열에 의한 시스템 피해를 방지할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1000, 3000 : 가로등 디밍 제어 시스템
1100, 3100 : 가로등 1200, 3200 : 기상 정보 센서
1300, 3300 : 제어부 1310, 3310 : 점소등 제어 모듈
1320, 3320 : 디밍 제어 모듈 1330, 3330 : 통신 모듈
1400, 3400 : 관리 서버 3110 : LED
3130 : 고정 프레임 3140 : 냉각팬
3500 : 조도 센서 3600 : 기상 정보 서버

Claims (5)

  1. LED 모듈을 광원으로 구비하는 가로등;
    상기 가로등 주변의 기상 정보를 수집하는 기상 정보 센서;
    상기 기상 정보 센서에 의해 수집된 기상 정보에 따라 상기 가로등의 점소등을 제어하는 점소등 제어 모듈과, 상기 기상 정보 센서에 의해 수집된 기상 정보에 따라 상기 가로등의 조도 및 색상을 조절하는 디밍 제어 모듈과, 유선 또는 무선 통신이 가능한 통신 모듈을 구비하는 제어부;
    가로등 관리 정보를 입력받아 상기 제어부로 전송하는 관리 서버;
    상기 통신 모듈과 유선 또는 무선 통신이 가능하며, 상기 가로등의 조도를 감지하는 제1 조도 센서; 및
    상기 가로등의 하부에 설치되며, 상기 가로등 하부의 조도를 측정하는 제2 조도 센서;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 기상 정보 센서로부터 수집되는 기상 정보에 따라 복수의 LED의 조도를 각각 제어하고, 상기 제1 조도 센서가 감지한 조도값이 설정된 조도값과 소정값 이상 차이가 나는 경우 가로등의 고장으로 판단하여 고장난 가로등의 정보를 관리 서버로 전송하고, 상기 제2 조도 센서가 측정한 조도값이 기준 조도값과 소정 범위 이상 차이가 나면 상기 제1 조도 센서 또는 상기 제2 조도 센서가 고장난 것으로 판단하여 고장난 가로등의 정보를 상기 관리 서버로 전송하며,
    상기 기준 조도값은
    식 기준 조도값 = I/R2 × cosθ × α
    (α는 기상 상태 인자, I는 제1 조도 센서가 측정한 조도값, R은 제1 조도 센서와 제2 조도 센서와의 거리, θ는 입사각)에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 가로등 디밍 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가로등이 설치된 지역의 기상 정보를 제공하는 기상 정보 서버;를 더 포함하고,
    상기 관리 서버는 상기 기상 정보 서버로부터 전송되는 기상 정보와 상기 기상 정보 센서에서 수집된 기상 정보의 오차를 기록하는 기상 정보 신뢰도 데이터베이스를 구비하여, 상기 기상 정보 신뢰도 데이터베이스에 기록된 오차의 평균을 기준 오차로 결정하여 상기 제어부로 전송하고,
    상기 제어부의 상기 디밍 제어 모듈은 상기 기상 정보 서버로부터 전송되는 기상 정보와 상기 기상 정보 센서에서 수집된 기상 정보를 비교하여 오차가 기준 오차 이하인 경우에만 상기 기상 정보 서버로부터 전송되는 기상 정보에 따라 상기 복수의 LED의 조도를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 가로등 디밍 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가로등은 냉각팬을 더 구비하며,
    상기 냉각팬은 상기 가로등의 설정된 조도값에 따라 구동 단계가 조절되는 것을 특징으로 하는 가로등 디밍 제어 시스템.

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