KR101476321B1 - 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 led 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명용 LED 와 UV LED를 일체로 설치하여 하나의 기구로 조명과 살균 기능을 병행 실시할 수 있으며 사물 인터넷을 기반으로 능동 제어가 가능한 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, LED 조명등 및 UV를 조사하는 UV 조사등을 포함하는 램프모듈과, 사용자의 움직임을 감지하고 그에 따른 감지 신호를 송신하는 감지모듈과, 외부로부터 제어 신호를 수신받으며 상기 램프모듈의 상태 정보를 송신하기 위한 통신모듈 및 실시간으로 상기 램프모듈의 상태 정보를 감시하고 이를 상기 통신모듈을 통해 송신하며 상기 감지모듈 및 통신모듈로부터 수신되는 감지 신호 또는 제어 신호에 따라 상기 LED 조명등 및 UV 조사등을 선택적으로 제어하기 위한 제어모듈을 포함하는 하나 이상의 단위 조명장치; 상기 통신모듈을 통해 전송되는 단위 조명장치에 대한 작동 유무, 고장 유무 및 작동 시간을 포함한 상태 정보를 저장 및 관리하며 각 단위 조명장치의 제어모듈로 제어신호를 송신하는 중앙통제부; 및 원격지에서 선택된 하나 이상의 단위 조명장치에 대한 제어 명령 또는 정보 요청 명령을 상기 중앙통제부로 송신하며, 상기 중앙통제부로부터 정보 요청 명령에 대응하는 정보를 수신받기 위한 사용자 단말;을 포함하는 것이 특징이다.

Description

사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템{LED Lighting System having Sterilizing Function On Internet fo Things }
본 발명은 조명용 LED 와 UV LED를 일체로 설치하여 하나의 기구로 조명과 살균 기능을 병행 실시할 수 있으며 사물 인터넷을 기반으로 능동 제어가 가능한 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
일반적으로 조명등은 실내외에서 어두운 공간을 밝게 하기 위한 목적으로 사용된다. 가장 많이 사용하는 조명등으로 형광등은 형광물질이 도포된 진공의 유리관에 수은과 아르곤을 넣고 수은의 방전으로 생긴 자외선을 가시광선으로 전환시켜 조명용도로 사용되는 조명기구이다.
형광등은 백열등에 비하면 소비전력은 작지만 수명이 짧아 교체주기가 다소 짧은 문제도 있다. 더욱이 형광등의 초기 방전을 위하여 고전압을 걸어주기 위한 안정기 등이 적용된다. 이러한 형광등의 소비전력 및 수명과 대비하여 오랜 수명과 저전력에서의 발광, 그리고 콤팩트한 사이즈와 제조에 따른 친환경성을 강조한 엘이디(발광다이오드)가 주요 조명등으로 대두되고 있다. 그러나 엘이디 조명등은 제조단가가 높다는 단점은 있지만 적용범위의 확대에 따른 양산의 경우에는 낮은 가격으로 설치가 가능할 것이고, 특히 통상 10만 시간의 수명을 자랑하므로 초기 설치비용은 다소 높지만 전력절감과 더불어 사용시간에 따른 사용 비용의 절감이 예상된다.
이러한 통상의 조명등은 특정 공간 내에 설치되는 것으로, 현재에는 단순한 조명으로서의 기능뿐만 아니라 다양한 부가 기능이 구비되고 미관을 고려한 디자인으로 편의성은 물론 실생활에 유용하게 사용될 수 있도록 개발되고 있는 추세이다.
일 예로써 종래에는 조명등과 함께 살균 작용을 실시할 수 있는 UV 램프를 별도로 장착하여 특정 공간에 대한 살균 기능을 제공하도록 하였다.
그러나 상기 종래 기술에 의하면, 단순히 사용자가 전원을 켜고 끄는 기능밖에 없어서 살균 기능이 필요할 때에 직접 건물 내부에서 조명등을 제어하여야만 할 뿐만 아니라, 조명등을 원격지에서 제어할 수 있는 장치가 구비되어 있지 않아서 조명등의 스위치가 장착된 공간에 직접 가야만 조명등을 제어할 수 있었다.
또한 기존의 UV 램프는 전력 효율이 나빠 넓은 공간에 대한 살균을 실시하기에는 많은 전력이 소모되는 등 다양한 문제점이 있었다.
대한민국 등록실용신안 제0400220호(2005.10.27)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 조명용 LED 와 UV LED를 일체로 설치하여 하나의 기구로 조명과 살균 기능을 병행 실시할 수 있으며, 사물 인터넷(IoT : Internet fo Things) 기반으로 실내의 사용자 감지를 통해 선택적인 제어를 실시할 수 있는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 원격지에서 기구의 제어는 물론 작동 상태 등을 실시간으로 모니터링함으로써 조명기구의 효율적인 관리가 가능한 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템은 LED 조명등 및 UV를 조사하는 UV 조사등을 포함하는 램프모듈과, 사용자의 움직임을 감지하고 그에 따른 감지 신호를 송신하는 감지모듈과, 외부로부터 제어 신호를 수신받으며 상기 램프모듈의 상태 정보를 송신하기 위한 통신모듈 및 실시간으로 상기 램프모듈의 상태 정보를 감시하고 이를 상기 통신모듈을 통해 송신하며 상기 감지모듈 및 통신모듈로부터 수신되는 감지 신호 또는 제어 신호에 따라 상기 LED 조명등 및 UV 조사등을 선택적으로 제어하기 위한 제어모듈을 포함하는 하나 이상의 단위 조명장치; 상기 통신모듈을 통해 전송되는 단위 조명장치에 대한 작동 유무, 고장 유무 및 작동 시간을 포함한 상태 정보를 저장 및 관리하며 각 단위 조명장치의 제어모듈로 제어신호를 송신하는 중앙통제부; 및 원격지에서 선택된 하나 이상의 단위 조명장치에 대한 제어 명령 또는 정보 요청 명령을 상기 중앙통제부로 송신하며, 상기 중앙통제부로부터 정보 요청 명령에 대응하는 정보를 수신받기 위한 사용자 단말;을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 단위 조명장치의 통신모듈은, 다종의 통신 인터페이스가 구비되어 유선 및 무선 통신망을 제공할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 단위 조명장치의 제어모듈은, 수신된 상기 감지 신호와 제어 신호에 따라 상기 LED 조명등과 UV 조사등의 전원을 제어하여 선택적으로 ON/OFF하는 스위칭 모듈; 및 상기 LED 조명등 및 UV 조사등의 상기 상태 정보를 실시간으로 수집하고 이를 상기 통신모듈을 통해 상기 중앙통제부로 송신하는 수집 모듈;을 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 중앙통제부는, 각 단위 조명장치의 구동 시간을 설정하기 위한 설정 입력부를 포함하며, 상기 단위 조명장치의 제어모듈은, 상기 설정 입력부를 통해 입력되는 설정값에 따라 상기 램프모듈의 전원을 제어하되, 상기 LED 조명등의 OFF 시점으로부터 설정된 제 1 시간 동안 상기 UV 조사등을 ON시킬 수 있다.
하나의 예로써, 상기 제 1 시간은 설정된 제 2 시간이 일정 주기로 ON/OFF될 수 있다.
하나의 예로써, 상기 램프모듈의 UV 조사등은, 380nm 이하의 파장으로 구성되는 LED UV 램프일 수 있다.
하나의 예로써, 상기 단위 조명장치가 복수로 구성되어 상호 연계되되, 상기 중앙통제부는 상기 복수의 단위 조명장치에 있어 최초의 단위 조명장치로 모든 단위 조명장치의 상태 정보를 일괄 송신하고, 마지막 단위 조명장치로부터 모든 단위 조명장치의 상태 정보를 일괄 수신하며, 상기 중앙통제부는 각 단위 조명장치에 대한 식별코드를 각각 설정하고, 해당 식별코드와 함께 해당 단위 조명장치의 상태 정보를 코드화하여 송신하며, 각 단위 조명장치는 수신된 신호로부터 자신의 식별코드와 일치하는 상태 정보를 디코드화한 후에 작동하고, 상기 각 단위 조명장치는 상태 정보나 고장 여부에 관한 정보를 코드화하여 이전의 단위 조명장치로부터 수신한 정보와 함께 다음의 단위 조명장치로 송신하는 통신을 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템은 조명용 LED 와 UV LED를 일체로 설치하여 하나의 기구로 조명과 살균 기능을 병행 실시하며 사물 인터넷을 기반으로 하여 실내의 사용자 감지를 통해 선택적인 제어를 실시함에 따라 전력 소모를 최소화함은 물론 편의성을 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 원격지에서 기구의 제어는 물론 작동 상태 등에 대한 정보를 사용자 단말을 통해 실시간으로 모니터링함으로써 조명기구의 현재 작동 상태와 이상 유무를 용이하게 확인할 수 있으며 그에 따른 효율적인 관리 및 대처가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단위 조명장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중앙통제부의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단위 조명장치와 중앙통제부 간의 데이터 통신 방법을 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단위 조명장치와 중앙통제부 간의 제어 및 모니터링 방법을 나타내는 개략도.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열화감시부의 구성을 나타내는 블록도.
도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉 IR 센서 모듈의 전달 함수의 네트워크 다이어그램.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉 IR 센서 모듈의 회로도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 파이버 접속부의 회로도.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템은 살균 기능을 갖는 UV 조사등(102)이 LED 조명등(101)과 일체로 장착되어 있으며, 사용자의 출입에 연동하여 상기 LED 조명등(101)과 UV 조사등(102)이 선택적으로 ON/OFF되도록 제어되고 이러한 작동 상황들을 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 구성된다.
이러한 LED 조명 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 단위 조명장치(10)와, 중앙통제부(20) 및 사용자 단말(30)을 포함하여 구성된다.
상기 단위 조명장치(10)는 자체적으로 사용자의 실내 유무를 파악할 수 있도록 구성되며 사용자 유무에 따라 LED 조명등(101)과 UV 조사등(102)이 선택적으로 점등되는 것으로, LED 조명등(101) 및 UV를 조사하는 UV 조사등(102)을 포함하는 램프모듈(100)과, 사용자의 움직임을 감지하고 그에 따른 감지 신호를 송신하는 감지모듈(120)을 포함한다.
상기 LED 조명등(101)은 일반적인 조명으로서의 기능을 수행하는 것으로 평상시 사용자의 스위치 ON이나 사용자 단말(30)로부터 전송되는 제어신호에 의해 작동될 수 있다.
상기 UV 조사등(102)은 380nm 이하의 파장으로 구성되는 자외선을 조사하여 램프모듈(100)이 설치된 특정 실내에 대한 살균 작용을 실시하게 되는데, 바람직하게는 살균 효과가 가장 우수한 260~265 nm 파장이 조사되도 구현함이 타당하다. 이러한 UV 조사등(102) 역시 상기 LED 조명등(101)과 마찬가지로 저전력 구동과 긴 수명의 특성을 갖는 LED 소자로 구성됨이 바람직하다.
상기 감지모듈(120)은 사용자의 움직임을 감지하기 위한 것으로, 적어도 하나 이상의 적외선 센서 또는 모션 감지 센서 등을 포함하는 바, 이때 본 발명이 상기 감지 센서에 한정되는 것은 아니며 사용자의 움직임을 감지하기 위한 센서라면 어떠한 센서가 적용되어도 무방하다. 적외선 센서 내지 모션 센서 등 다양한 센서들이 적용될 수 있다.
그리고 상기 단위 조명장치(10)는 외부로부터 제어 신호를 수신받거나 상기 램프모듈(100)의 상태 정보를 송신하기 위한 통신모듈(130) 및 실시간으로 상기 램프모듈(100)의 상태 정보를 감시하고 이를 상기 통신모듈(130)을 통해 이하에서 설명하는 중앙통제부(20)로 송신하며 상기 감지모듈(120) 및 통신모듈(130)로부터 수신되는 감지 신호 또는 제어 신호에 따라 상기 LED 조명등(101) 및 UV 조사등(102)을 선택적으로 제어하기 위한 제어모듈(140)을 포함한다.
여기서, 상기 통신모듈(130)은 유, 무선 통신선로를 통해 상기 중앙통제부(20) 또는 상호 단위 조명장치(10) 간에 데이터 통신이 이루어지는 바, 다종의 통신 인터페이스가 구비될 수 있으며, 필요에 따라 허브 내지 게이트웨이 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제어모듈(140)의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 스위칭 모듈(141)과 수집 모듈(142)로 구성될 수 있다.
상기 스위칭 모듈(141)은 수신된 상기 감지 신호와 제어 신호에 따라 상기 LED 조명등(101)과 UV 조사등(102)의 전원을 제어하여 선택적으로 ON/OFF하는 것으로, 외부로부터 임의의 제어 신호를 수신하지 않는 한 상기 감지 신호에 따라 제어되도록 한다.
상기 감지 신호는 사용자의 움직임을 감지함에 따라 발생되는 것으로, 설정된 특정 시간 동안 감지 신호가 발생하지 않을 시 해당 공간 내에 사용자가 없다고 판단하고 상기 스위칭 모듈(141)은 상기 LED 조명등(101)을 소등하고, UV 조사등(102)을 점등하도록 제어한다.
반대로 상기 UV 조사등(102)이 점등된 상태에서 상기 감지 신호가 수신되는 경우 사용자가 실내에 있다고 판단하여 상기 UV 조사등(102)을 소등하고 LED 조명등(101)을 점등하도록 제어한다.
이처럼 본 발명에 따른 단위 조명장치(10)는 사용자의 유무에 따라 UV 조사등(102)을 점등 또는 소등함으로써 자외선에 의한 인체의 유해 요소를 근본적으로 제거할 수 있게 된다.
이때, 상기 단위 조명장치(10)의 제어모듈(140)은 조도센서(143)가 구비되어 기설정된 조도량과 상기 조도센서(143)로부터 감지되는 조도량을 비교함으로써 사용자의 조작 없이도 어두운 환경에서 자동으로 LED 조명등(101)이 점등되도록 하고, 조명이 필요없는 환경에서는 상기 LED 조명등(101)이 점등되지 않고 UV 조사등(102)만이 작동되도록 제어되도록 함으로써 불필요한 전력 소모를 방지함이 바람직하다.
상기 수집 모듈(142)은 상기 LED 조명등(101) 및 UV 조사등(102)의 작동 유무, 고장 유무 및 작동 시간 등을 포함한 상태 정보를 실시간으로 수집하고 이를 상기 통신모듈(130)을 통해 상기 중앙통제부(20)로 송신하도록 함으로써 상기 중앙통제부(20)에서는 복수의 단위 조명장치(10) 각각에 대한 상태 정보를 파악할 수 있도록 한다.
한편, 상기 중앙통제부(20)는 상기 단위 조명장치(10)에 고유의 식별코드를 부여하고, 상기 통신모듈(130)을 통해 전송되는 단위 조명장치(10)에 대한 상태 정보를 저장 및 관리하며 이하에서 설명하는 사용자 단말(30)로부터 단위 조명장치(10)에 대한 제어 명령이 입력되면 그에 따른 제어 신호를 생성하여 각 단위 조명장치(10)의 제어모듈(140)로 제어신호를 송신한다.
이러한 중앙통제부(20)는 단위 조명장치(10)를 제어함에 있어 각각의 단위 조명장치(10)의 구동 시간을 설정하기 위한 설정 입력부가 구비되는 바, 상기 설정 입력부는 키패드와 같은 입력 수단 및 디스플레이와 같은 출력 수단을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 터치스크린의 형태로 입,출력 수단이 일체로 구비될 수도 있다.
그리고 상기 단위 조명장치(10)의 제어모듈(140)은, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 설정 입력부를 통해 입력되는 설정값에 따라 상기 램프모듈(100)의 전원을 제어하되, 상기 LED 조명등(101)의 OFF 시점으로부터 설정된 제 1 시간(a) 동안 상기 UV 조사등(102)을 ON시키도록 한다.
이때, 상기 제 1 시간(a)은 설정된 제 2 시간(b)이 일정 주기로 ON/OFF되도록 하여 장시간 사용자의 부재 시 상기 UV 조사등(102)은 물론 전기 회로의 과열을 방지함과 더불어 불필요하게 소모되는 전력을 최소화할 수 있게 된다.
한편, 상기 사용자 단말(30)은 원격지에서 선택된 하나 이상의 단위 조명장치(10)에 대한 제어 명령 또는 정보 요청 명령을 상기 중앙통제부(20)로 송신하도록 하며, 상기 중앙통제부(20)로부터 정보 요청 명령에 대응하는 정보를 수신받게 되어 원격 모니터링은 물론 단위 조명장치(10)에 대한 원격 제어가 가능하다.
이러한 사용자 단말(30)은 상기 중앙통제부(20)와 마찬가지로 입력 수단과 출력 수단이 구비된 PC 형태 또는 모바일 형태의 단말로 구성되는 것으로, 상기 사용자 단말(30)이 모바일 형태로 구성되는 경우, 관리프로그램이 탑재된 앱(어플리케이션 : application)을 단말에 설치하여 상기 앱을 통해 상기 중앙통제부(20)와 상호 데이터 통신함으로써 서비스를 제공받을 수 있게 된다.
상기 앱에는 요청 명령의 입력, 기능키 등의 설정, 제공되는 정보의 열람 등 다양한 기능들을 부여하기 위한 사용자 인터페이스(U/I ; user interface)가 제공되며, 실제 사용자임을 인증하기 위한 인증 프로그램을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 중앙통제부(20)는 복수의 단위 조명장치(10)에 대한 상태 정보를 일괄적으로 전송받도록 구성된다.
상기 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)는 복수로 구성되어 상호 연계되도록 구성되어 있으며, 이때의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n) 간의 데이터 통신은 앞서 설명한 바와 같이 유, 무선 통신망 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
그리고, 본 실시 예에 따른 상기 중앙통제부(20)는 상기 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)에 있어 최초의 단위 조명장치(10-1)로 모든 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 상태 정보를 일괄 송신하고, 마지막 단위 조명장치(10-n)로부터 모든 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 상태 정보를 일괄 수신하도록 한다.
또한 상기 중앙통제부(20)는 각 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)에 대한 식별코드를 각각 설정하고, 해당 식별코드와 함께 해당 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 상태 정보를 코드화하여 송신하며, 각 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)는 수신된 신호로부터 자신의 식별코드와 일치하는 상태 정보를 디코드화한 후에 작동하고, 상기 각 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)는 상태 정보나 고장 여부에 관한 정보를 코드화하여 이전의 단위 조명장치로부터 수신한 정보와 함께 다음의 단위 조명장치로 송신하는 통신을 수행토록 하는 것이다.
이를 상세히 설명하면 본 실시 예에 따른 LED 조명 시스템은 도 4에서 도시된 바와 같이 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)와 상기 중앙통제부(20)가 송수신기(도면번호 도시되지 않음)를 통해 무선 또는 유선으로 제어 신호를 송수신하여 각각의 단위 조명장치를 점등 또는 소등할 수 있도록 하는 것이다.
특히 중앙통제부(20)의 제어 신호는 복수의 단위 조명장치에 있어 가장 근접 설치된 단위 조명장치(10-1)에서 다음의 단위 조명장치(10-2)로 순차적으로 송수신되고, 마지막 단위 조명장치(10-n)으로부터 중앙통제부(20)가 각 단위 조명장치의 상태 내지 고정 유무 등에 관한 정보 데이터를 수신하게 되는 것이다.
즉 상기 중앙통제부(20)는 각 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)에 관한 제어 신호를 식별코드와 함께 제 1 단위 조명장치(10-1)로 송신하면, 제 1 단위 조명장치(10-1)는 제어 신호 중에 제 1 단위 조명장치(10-1)의 식별코드를 매칭시킨 후에 제 1 단위 조명장치(10-1)의 제어신호에 따라 램프모듈(100)의 제어가 이루어진다. 그리고 제 2 단위 조명장치(10-2)는 상기 제 1 단위 조명장치(10-1)로부터 상기 중앙통제부(20)의 제어 신호를 수신하여 제 2 단위 조명장치(10-2)의 식별코드를 매칭시킨 후에 제 2 단위 조명장치(10-2)의 제어 신호에 따라 해당 램프모듈(140)의 제어가 이루어진다.
따라서 제 1 단위 조명장치(10-1)는 상기 중앙통제부(20)로부터 식별코드가 포함된 제어신호를 수신한 후에 제 2 단위 조명장치(10-2)에 제어신호를 송신하고, 다시 제 2 단위 조명장치(10-2)는 제 3 단위 조명장치(10-3)로, 제 3 단위 조명장치(10-3)는 제 4 단위 조명장치(10-4)로 제어 신호를 순차적으로 송수신하며, 마지막 단위 조명장치(10-n)는 이전의 단위 조명장치(10-6)로부터 제어 신호를 송수신 하게 된다. 각 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)은 상기 중앙통제부(20)로부터 수신한 제어 신호에서 자신의 식별코드와 일치하는 제어 신호가 없을 경우에는 현재 상태를 유지하게 된다.
그리고 각 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)는 상기 중앙통제부(20)로부터 제어 신호를 받아 램프모듈(100)의 작동이 수행된 후에 램프모듈(100)의 작동에 관한 정보를 다음의 단위 조명장치를 거쳐 최종적으로 상기 중앙통제부(20)로 전송한다.
따라서 중앙통제부(20)는 송수신기를 통해 제어 신호를 전송한 후에 마지막 단위 조명장치로부터 복수의 단위 조명장치 전체의 작동 및 고장에 관한 상태 정보를 수신할 수 있게 된다. 또한, 상기 중앙통제부(20)는 모든 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)과 일대일로 데이터의 송수신이 가능할 뿐만 아니라, 모든 단위 조명장치를 선택하여 데이터를 송수신할 수 있음은 당연하다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 중앙통제부(20)는 앞서 언급한 바와 같이 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)로부터 전송되는 상태 정보를 저장 및 관리함과 더불어 이러한 정보들을 이용하여 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)에 대한 모니터링을 수행하도록 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 실시 예에 따른 상기 중앙통제부(20)는 관리서버(200)가 구비되는 바, 상기 관리서버(200)는 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)를 순차적으로 제어하기 위한 제어프로그램이 내장되어 있다.
상기 관리서버(200)에 내장된 제어프로그램은 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 제어에 관한 정보로 식별코드의 생성과 제어 신호의 생성, 그리고 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)로부터 수신된 데이터 정보를 처리할 수 있는 기능을 수행한다.
이러한 관리서버(200)는 제어할 각각의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 LED 조명등(101) 또는 UV 조사등(102)의 선택과 그에 따른 점등, 소등, 밝기 및 색상 등은 물론 앞서 언급한 설정 입력부에 따른 작동 시간을 제어하는 제어 신호를 생성 및 출력하며, 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 작동 상황이나 고장 여부를 판단하여 결과를 출력 수단의 일 예로 제시되는 모니터(210)로 출력하도록 한다.
또한 상기 관리서버(200)는 각 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 작동 상황이나 고장 여부를 일정 시간 간격으로 수신하여 저장장치(220)에 저장한다.
한편 본 실시 예에 따른 상기 중앙통제부(20)는 변복조기(230) 및 송수신기(240)를 더 포함하는 바, 상기 변복조기(230)의 경우 상기 관리서버(200)에서 출력되는 신호를 변조하고, 관리서버(200)로 입력되는 신호를 복조하는 것이다. 뿐만 아니라 상기 변복조기(230)는 상기 송수신기(240)를 통해 데이터를 전송하기 위하여 변조하거나 송수신기(240)에서 수신된 데이터를 해독하기 위하여 데이터를 복조하는 것이다.
상기 저장장치(220)는 상기 관리서버(200)의 제어 정보, 관리자에 의한 제어 정보, 복수의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)로부터 전송되는 상태 정보를 통해 각각의 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)에 대한 작동 및 고장 정보와 전력 사용량 등의 정보를 입출력 및 저장하는 것으로, 하드디스크드라이버나 플래쉬메모리 등 데이터를 기록하고 저장할 수 있는 어떠한 매체라도 좋다.
한편, 각 단위 조명장치(10-1~10-n)에 포함된 구성으로서 상기 통신모듈(130)의 경우 리시버(121)와 트랜시버(122)로 구분되는 바, 상기 리시버(121)는 상기 중앙통제부(20)의 송수신기(240)로부터 송출된 신호를 수신하는 것이고, 트랜시버(122)는 제어모듈(140)로부터 단위 조명장치(10-1~10-n)의 상태 정보와 더불어 단위 조명장치(10-1~10-n)의 작동에 관한 각종 정보와 중앙통제부(20)의 제어 신호를 송신하는 것이다.
제어모듈(140)은 리시버(121)에서 수신된 신호 즉 상기 중앙통제부(20)로부터 전송되는 제어 신호로 입력받고, 해당 단위 조명장치(10-1~10-n)의 작동을 제어하는 신호를 출력하는 것이다.
한편 전원공급장치(150)는 상기 제어모듈(140)의 제어 신호로 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)의 작동을 위한 전원을 공급하는 것으로, 외부에서 인가된 전원을 조명장치의 작동을 위한 전원과 램프모듈(100) 즉 LED 조명등(101) 또는 UV 조사등(102)의 점등에 필요한 입력 전원으로 변환하여 공급하는 것이다.
그리고 스피커(160)는 상기 제어모듈(140)의 제어 신호로 경고음이나 경고 방송 또는 음향 신호를 증폭하여 가청 신호로 출력하는 것으로, 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)에 설치된 스피커(160)는 안내방송이나 경고음 또는 음향신호를 출력함으로써 조명장치의 기능을 향상시킨 것이다. 더욱이 스피커(160)는 보안 취약지역에 설치된 단위 조명장치(10-1 ~ 10-n)에 별도로 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 시스템은 상기 단위 조명장치(10)에 구비되어 단위 조명장치(10) 내부의 회로 예를 들면, 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선 감지를 통해 온도를 검출하며 이를 상기 중앙통제부로 제공하는 열화감시부 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광통신 인터페이스의 비접촉 적외선 과열 감시 진단 기능을 갖는 열화감시부의 구성을 나타내는 블록도로, 도 6a를 참조하면, 본 실시 예에 상기 열화감시부(40)는 비접촉 IR(infrared) 센서 모듈(400), 메인 컨트롤러(main controller)(410), 임베디드 LCD 터치 패널(embedded LCD touch panel)(420) 및 광 파이버 접속부(430)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이러함 열화감시부(40)는 각 단위 조명장치(10)에 구비되는 것으로, 단위 조명장치(10)의 구성인 감지모듈(120), 통신모듈(130), 제어모듈(140) 등의 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부 등의 열화로 인한 화재 등의 위험이 있는 부위에서 발생되는 적외선 감지하게 되며, 상기 적외선 감지를 통하여 온도를 검출하며 이를 상기 중앙통제부(20)로 제공함으로써 각 구성들의 화재나 열화로 인한 고장을 미연에 방지할 수 있도록 실시간 모니터링을 실시하게 된다.
여기서, 상기 열화감지부(40)는 도면에 도시한 바 없으나, 앞서 설명한 바와 같이 상기 단위 조명장치(10)에 구비되는 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부에 대한 열화를 감지하기 위한 것으로, 수많은 비접촉 IR 센서 모듈(400)이 구비될 수 있는데 비접촉 IR 센서 모듈(400)의 배선을 4가닥이 아닌 2가닥으로 전원은 물론 온도 센싱값까지 수집하여 이하에서 설명하는 메인 컨트롤러(410)로 전달하도록 구성된다.
온도는 주파수 변조하고 이를 전원 전압에 실어 쌍가닥 유선 라인으로 송신함으로써, 배선의 복잡도를 줄이고 그로 인한 노이즈를 줄여 정확한 온도의 송신이 가능해지는 이점이 있다.
또한, 상기 비접촉 IR 센서 모듈(400)이 정확한 대상체의 적외선을 감지할 수 있도록 방향을 정확하게 설정하여 설치하여야 하는데, 그 정확한 대상체 부위를 비접촉 IR 센서 모듈(400)에서 가시광선 레이저를 조사하여 쉽게 확인하여 설치 가능하도록 구성된다.
또한, 시간이 지남에 따라 그 방향이 틀어지게 되는데, 이 역시 관리상 육안으로 충분히 확인 가능하여 다시 방향을 설정할 수 있다. 좀 더 바람직하게는 피사체의 부위에 수광부(405)를 부착하여 레이저를 조사하고, 레이저가 조사되지 않으면 LED 점등이나 경보음 출력을 통해 실시간으로 사용자에게 알려주도록 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열화감지부(40)에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 열화감지부(40)의 비접촉 IR 센서 모듈(400)은 위치고정용 적색 가시광선 레이저 포인터(401), IR 센서(402), V-F 카운터(403) 및 전원 공급부(404)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 비접촉 IR 센서 모듈(400)은 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부와 같이 열화나 화재의 취약 지점에 대한 적외선을 상시 감지하여 그 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 비접촉 IR 센서 모듈(400)은 검출된 온도를 주파수 변조하며 주파수 변조된 온도를 RS-485 방식으로 상기 메인 컨트롤러(410)로 송신하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 비접촉 IR 센서 모듈(400)은 전원 전압에 그 온도 신호를 실어 송신하도록 구성될 수 있다. 이에, 기존처럼 전원용 2가닥 라인과 온도 정보에 대한 신호용 2가닥 라인으로 총 4가닥 라인을 구성할 필요없이 2가닥 라인만으로 가능해진다.
이에 따라 별도의 모뎀을 설치하지 않고서도 다수의 센서에 연결된 배선의 복잡성을 줄임으로써, 그에 따른 노이즈를 감소시키는 이점이 발생하게 된다.
한편, 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터(401)는 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부 등의 적외선을 감지할 수 있도록 하기 위해 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부 등의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 구성될 수 있다.
이에 의해, 관리자는 그 설치 시에 정확한 감지 방향을 조준하게 할 수 있다.
또한, 차후 시간이 지나 그 방향이나 초점 거리가 틀어지는 것을 쉽게 확인하고 수정할 수도 있다.
상기 IR 센서(402)는 상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선을 감지하도록 구성되는 것으로, 그 레이저 신호의 방향과 동일한 방향과 초점을 향하도록 구성될 수 있다.
상기 V-F 카운터(403)는 상기 IR 센서(402)에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 즉, 기존과 달리 주파수 변조를 실시한다. 또한, 상기 V-F 카운터(403)는 그 아날로그 신호를 상기 전원 공급부(404)의 전원 전압에 실어 쌍가닥 유선 라인을 통해 메인 컨트롤러(410)로 송신하도록 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열화감지부(40)의 온도 검출 알고리즘에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
상기 비접촉 IR 온도 센서 모듈(400)은 먼저 IR 센서(402)의 I/F 포트를 통해 더미 데이터(dummy data)를 쓰고 읽어 자기 진단을 하는데 IR 센서(402)의 사양에서 보증하는 보정 값을 일정 주기마다 리로드(reload)하여 IR 센서(402)의 값을 보정한다.
이때, 주위의 온도는 IR 센서(402)로부터 주위 온도를 검출하고 ADC 포트를 통해 온도 값을 읽는다.
상기 비접촉 IR 온도 센서 모듈(400)은 안티-앨리어싱(anti-aliasing)을 고려한 저대역 필터(LPF)를 이용하여 상기 감지된 적외선의 아날로그 신호를 필터링하고, 필터링된 아날로그 신호를 FIR 필터를 이용하여 디지털 신호로 샘플링하고, 샘플링된 디지털 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 디지털 신호의 크기 및 주파수를 산출하여 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.
여기서, 저대역 필터는 ADC 샘플링한 신호를 왜곡시키지 않으며, 안티-앨리어싱의 효과를 극대화하기 위해 ADC 입력단에 아날로그의 저대역 필터를 부착한다.
한편, FIR 필터는 아날로그의 저대역 필터를 거쳐서 입력된 신호를 디지털의 FIR 필터의 구동 함수를 적용하여 IR 센서(402)의 주파수 영역인 1-100 kHz 대역만 통과시키도록 구성된다.
여기서 FIR 함수는 필터 입력으로 한한 길이의 신호를 입력할 수 없으므로 유한한 길이의 입력 128차까지의 데이터만 입력하여 계산하도록 구성된다. 이로 인한 신호의 불연속을 제거하기 위하여 신호 양끝을 "0"으로 줄어들게 만들어야 하므로 해밍 윈도우잉 함수(Hamming Windowing Function)를 적용하여 FIR 필터를 구현한다.
즉, FIR 필터의 함수는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112014058379708-pat00001
여기서, 입력 데이터는 128 비트이므로 M이 128이고, x[n]은 저대역 필터(LPF)를 통해 ADC 포트로 입력되는 임의의 온도 신호이고, y[n]은 FIR 필터를 통과한 10 kHz 대의 온도 신호로 구성될 수 있다.
여기서, 필터 계수 bk를 구하여 위 수학식 1에 대입하고 함수의 출력을 산출한다.
함수의 출력을 산출하는 프로세스에 대해 잠시 설명한다.
y(n)은 다음 수학식 2와 같이 전개될 수 있다.
Figure 112014058379708-pat00002
여기서, y(n)은 인덱스 n에서 FIR 필터의 출력 샘플이고, x(n)은 인덱스 n에서의 FIR 필터의 입력 샘플이다.
전달 함수(transfer function)는 다음 수학식 3과 같이 전개된다.
Figure 112014058379708-pat00003
그리고 네트워크 다이어그램은 도 8b와 같이 표현될 수 있다.
도 6b를 참조하면, H(0), H(1), H(2), … , H(N)은 필터 계수이고, x(n-1), x(n-2), …, x(n-N)은 필터 상태이고, x(n)은 필터 입력이고, y(n)은 필터 출력이다. 필터 출력을 도출해 내기 위해서는 필터 계수인 H(0)-H(128-1)까지 구해야 한다.
한편, 입력 신호의 속성을 알아내 기 위해서는 FFT 연산을 통해 신호의 크기와 주파수를 산출해 낸다.
이러한 FFT 연산을 수행하는 함수로는 신호를 복원하여 다시 아날로그 신호로 출력하는 시스템이 아니므로 연산 속도의 성능을 향상하기 위해서는 실수 부분(real part)만 연산하도록 하는 실수 FFT 모듈(real FFT module)을 사용한다.
이에 필요한 FFT 함수는 다음 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112014058379708-pat00004
여기서, k는 0부터 N-1이고,
Figure 112014058379708-pat00005
은 트위들 팩터(twiddle factor)로서 복소수 연산으로 진행되며 이 부분의 N 포인트가 FFT 연산의 정확도를 좌우하는 요소가 된다.
이 N 포인트가 크면 클수록 연산 결과가 정확해지나 연산 속도가 문제가 될 수 있게 되므로, 이 값을 적절히 선정하도록 구성된다. 여기서는 N을 128 포인트로 정의하여 신호 파형에 해밍 128 윈도우(Hamming 128 Window)를 적용하여 FFT 연산을 수행하도록 구성된다.
이에 앞서, FFT 연산을 위한 데이터를 수집하도록 구성된다. FFT 연산에 필요한 데이터로는 FIR 필터 출력 데이터로서 Filter_Out[ADC_cnt] Array Buffer의 값, 해밍 128 윈도우(Hamming 128 Window)값인 해밍 129 어레이(HAMMING 128 Array) 값, FFT 크기 세이브 버퍼 포인터(FFT Magnitude Save Buffer Pointer), FFT 연산용 버퍼 포인터, 버퍼 길이(BUFFER_LENGTH)는 512 워드(word)로 한다. 이 연산의 결과로 도출되는 것은 검출 신호의 피크 크기(Peak Magnitude)와 피크 주파수(Peak Frequency) 등이다.
상기 전원 공급부(404)는 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터(401), IR 센서(402) 및 V-F 카운터(403)로 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 수광부(405)는 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부에 정확하게 부착되도록 구성될 수 있다.
여기서, 수광부(405)는 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터(401)에서 주사되는 레이저 신호를 수신하고 그 레이저 신호가 수신되지 않으면 경보음을 출력하거나 LED를 발광시키도록 구성될 수 있다. 이에, 관리자는 실시간으로 그 조준 방향의 틀어짐을 인지할 수 있다
한편 상기 메인 컨트롤러(410)는 상술한 비접촉 IR 센서 모듈(400)에서 주파수 변조된 온도 데이터를 쌍가닥 유선 라인을 통해 RS-485 통신 방식으로 수신하도록 구성될 수 있다.
이러한 메인 컨트롤러(410)는 상기 열화감시부(40) 내부에 일체로 구성되는 것이거나 독립적으로 구비되어 상기 비접촉 IR 센서 모듈(400)과 통신할 수 있다.
상기 메인 컨트롤러(410)는 그 수신된 온도 데이터를 무선 통신 방식 또는 RS-485 방식으로 외부에 설치된 임베디드 LCD 터치 패널(1130)로 송신하도록 구성될 수 있다.
상기 메인 컨트롤러(410)는 앞서 수신된 온도를 주파수 복조하고, 그 복조된 온도가 미리 정해진 허용 온도 범위 내인지 판단하고, 그 단위 시간당 온도 변화 기울기가 소정 기준치 이내인지 여부도 판단하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 메인 컨트롤러(410)는 그 판단 결과 허용 온도 범위를 벗어나거나 단위 시간당 온도 변화 기울기보다 큰 경우 경보 신호를 생성하여 열화감시부(40) 내부에 구비된 경보 스피커를 통해 출력하거나 차단 신호를 생성하여 상기 중앙통제부(20)로 차단 신호를 전송하거나 또는 자체적으로 상기 단위 조명장치(10)의 제어모듈(140)로 전원이 실시간 차단되도록 하는 제어 신호를 송출함으로써 회로 등의 과열로 인한 화재 발생을 미연에 방지할 수도 있다.
상기 임베디드 LCD 터치 패널(420)은 상기 메인 컨트롤러(410)로부터 온도 데이터를 수신하여 디스플레이함으로써 관리자가 언제든지 확인 가능하도록 구성될 수 있다. 정확하게 어느 부위가 열화되는지 파악 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 임베디드 LCD 터치 패널(420)은 메뉴 인터페이스를 통해 입력되는 관리자의 명령에 따라 메인 컨트롤러(410)를 동작 제어하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 광 파이버 접속부(430)는 상기 메인 컨트롤러(410)에서 수신된 온도 및 메인 컨트롤러(410)의 판단 결과에 따른 경보 신호 및 차단 신호를 외부의 중앙통제부(20)로 송신하도록 구성될 수 있다.
복수의 열화감시부(20)와 연결되는 상기 중앙통제부(20)는 각각의 열화감시부(40)로부터 경보 신호 및 차단 신호는 물론 상기 단위 조명장치(10)의 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부에 대한 온도 정보를 수신하고 이를 저장하게 된다.
이러한 중앙통제부(20)는 저장된 온도 정보를 전달받고, 저장된 온도로부터 열화 추이를 분석할 수 있을뿐더러 각 구성들에 대한 열화 변화에 따른 이상 유무를 판단하도록 하며, 이와 같은 정보 역시 상기 임베디드 LCD 터치 패널(420) 또는 자체적으로 구비되는 모니터(210)을 통해 시각적으로 디스플레이하여 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉 IR 센서 모듈(400)의 회로도로, 도 7을 참조하면, 먼저 상단의 위치교정용 적색 가시광선 모듈(401)은 슈미트트리거를 이용하여 레이저 신호를 생성하도록 구성되어 있음을 알 수 있다.
이는 관리자가 상기 IR 센서(402)를 처음 설치할 때, 대상 물체와 센서 중심부와의 초점 및 거리 조정을 위해 사용되며, 센서 초점의 불일치에 의한 부정확한 온도 검출의 오류를 방지할 수 있도록 한다.
슈미트 트리거 회로는 U4A의 발진기에서 500 ms 주기의 정현파 신호를 발생시켜 동작한다.
그 하단의 IR 센서(402)는 -30 ℃ ~ +500 ℃까지의 피사체의 온도를 측정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 레퍼런스 출력 신호인 1.225 [Vdc]와 그 측정된 온도 계수에 따라 온도에 비례하는 아날로그 출력을 내보내는 회로와 연결된다. 온도 감도는 15 mV/℃로 구성될 수 있다.
한편, 온도 데이터는 상기 V-F 카운터(403)에서 센서 데이터 입력 레벨에 맞는 주파수로 변환되어 C1을 통해 정전류원으로 들어오는 전원 라인에 더해진다. 그리고 공급된 전원은 내부의 전원 공급부(404)에서 +5 [V]의 정전압원으로 IR 센서(402)와 V-F 카운터(403)의 전원으로 공급되게 된다.
상기 V-F 카운터(403)는 측정 입력 전압 Vdc를 주파수로 변환 출력하는 회로로서 1 Hz ~ 10 KHz의 범위로 동작한다. 발진 주파수 출력은 다음과 같이 산출될 수 있다.
상기 V-F 카운터(403)의 출력은 측정용 Vdc 입력단자로 입력되는 값에 따라 임계치에 각각 비교 전압 출력과 변환 주파수 출력, 그리고 전류 출력으로 출력된다.
이때, 주파수 출력 이득의 설정을 위해 R4, VR5를 사용하고, 허용 오차 조정을 위해 R1, C2, R2를 사용한다
피측정체로부터 측정된 U2의 온도 출력 레벨(AOT)은 소자 U1으로 입력되며, U2의 AOR(REFERNCE LEVEL)과 비교하여 출력차에 대한 레벨에 대해 주파수 변환이 이루어진다.
소자 U1의 단자 F-OUT으로 출력된 변환된 주파수는 Q1에서 임피던스 변환이 이루어진 후 C5를 통해 정전류원 소스의 입력 접속점 J1으로 연결되어 전원 라인에 주파수 신호를 출력하게 된다.
각부의 전원 공급은 J1에서 입력된 전류원 소스를 정전압 소스(+5V)로 변환하여 각부의 전원으로 공급하게 된다.
정전류원 소스 J1으로 출력된 변환 주파수는 메인 컨트롤러(410)에서 주파수 신호측만 분리하여 증폭한 후, 주파수를 다시 전압 신호로 변환해주는 F-V 카운터(미도시)에 의해 DC 전압 신호로 변환 후 측정 온도로 표시 되게 된다.
RS-485, 와이파이, CDMA 등의 유무선 통신을 이용하여 원격으로 온도 관련 정보에 대한 MMI를 상기 중앙통제부(20)로 전송함으로써 사용자의 편리를 위한 시스템을 구성할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 파이버 접속부의 회로도이다.
도 8을 참조하면, 상기 광 파이버 접속부(430)에서 광 커넥터로 입력된 데이터는 U1을 거쳐 U3(멀티플렉서)로 입력되어 CPU에서 읽혀지도록 구성된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 단위 조명장치 20 : 중앙통제부
30 : 사용자 단말 40 : 열화감시부
100 : 램프모듈 120 : 감지모듈
130 : 통신모듈 140 : 제어모듈
150 : 전원공급장치 160 : 스피커
200 : 관리서버 210 : 모니터
220 : 저장장치

Claims (16)

  1. LED 조명등 및 UV를 조사하는 UV 조사등을 포함하는 램프모듈과, 사용자의 움직임을 감지하고 그에 따른 감지 신호를 송신하는 감지모듈과, 외부로부터 제어 신호를 수신받으며 상기 램프모듈의 상태 정보를 송신하기 위한 통신모듈 및 실시간으로 상기 램프모듈의 상태 정보를 감시하고 이를 상기 통신모듈을 통해 송신하며 상기 감지모듈 및 통신모듈로부터 수신되는 감지 신호 또는 제어 신호에 따라 상기 LED 조명등 및 UV 조사등을 선택적으로 제어하기 위한 제어모듈을 포함하는 하나 이상의 단위 조명장치;
    상기 통신모듈을 통해 전송되는 단위 조명장치에 대한 작동 유무, 고장 유무 및 작동 시간을 포함한 상태 정보를 저장 및 관리하며 각 단위 조명장치의 제어모듈로 제어신호를 송신하는 중앙통제부;
    원격지에서 선택된 하나 이상의 단위 조명장치에 대한 제어 명령 또는 정보 요청 명령을 상기 중앙통제부로 송신하며, 상기 중앙통제부로부터 정보 요청 명령에 대응하는 정보를 수신받기 위한 사용자 단말; 및
    상기 단위 조명장치에 구비되어 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선 감지를 통해 온도를 검출하며 이를 상기 중앙통제부로 제공하는 열화감시부;을 포함하며,
    상기 열화감시부는,
    케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선을 감지하여 온도를 검출하고, 검출된 온도를 주파수 변조하여 RS-485 방식으로 송신하는 비접촉 IR(infrared) 센서 모듈;
    상기 비접촉 IR 센서 모듈에서 주파수 변조된 온도를 쌍가닥 유선 라인을 통해 RS-485 통신 방식으로 수신하고, 수신된 온도를 무선 통신 방식 또는 RS-485 방식으로 송신하며, 상기 수신된 온도를 복조하고 복조된 온도가 허용 온도 범위 내 여부 및 단위 시간당 온도 변화 기울기가 소정 기준치 이내인지 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 허용 온도 범위를 벗어나거나 상기 단위 시간당 온도 변화 기울기보다 큰 경우 경보 신호를 생성하여 경보 스피커를 통해 출력하거나 차단 신호를 생성하여 이를 상기 중앙통제부로 제공하는 메인컨트롤러;
    상기 메인컨트롤러로부터 온도를 수신하여 디스플레이하고, 메뉴 인터페이스를 통해 입력되는 사용자의 명령에 따라 상기 메인컨트롤러를 동작 제어하는 임베디드 LCD 터치 패널(embedded LCD touch panel); 및
    상기 메인컨트롤러에서 수신된 온도 및 상기 메인컨트롤러의 경보 신호 및 차단 신호를 상기 중앙통제부로 송신하기 위한 광 파이버 접속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단위 조명장치의 통신모듈은,
    다종의 통신 인터페이스가 구비되어 유선 및 무선 통신망을 제공하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단위 조명장치의 제어모듈은,
    수신된 상기 감지 신호와 제어 신호에 따라 상기 LED 조명등과 UV 조사등의 전원을 제어하여 선택적으로 ON/OFF하는 스위칭 모듈; 및
    상기 LED 조명등 및 UV 조사등의 상기 상태 정보를 실시간으로 수집하고 이를 상기 통신모듈을 통해 상기 중앙통제부로 송신하는 수집 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 중앙통제부는,
    각 단위 조명장치의 구동 시간을 설정하기 위한 설정 입력부를 포함하며,
    상기 단위 조명장치의 제어모듈은,
    상기 설정 입력부를 통해 입력되는 설정값에 따라 상기 램프모듈의 전원을 제어하되, 상기 LED 조명등의 OFF 시점으로부터 설정된 제 1 시간 동안 상기 UV 조사등을 ON시키는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 시간은 설정된 제 2 시간이 일정 주기로 ON/OFF되는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 램프모듈의 UV 조사등은,
    380nm 이하의 파장으로 구성되는 LED UV 램프인 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 단위 조명장치가 복수로 구성되어 상호 연계되되, 상기 중앙통제부는 상기 복수의 단위 조명장치에 있어 최초의 단위 조명장치로 모든 단위 조명장치의 상태 정보를 일괄 송신하고, 마지막 단위 조명장치로부터 모든 단위 조명장치의 상태 정보를 일괄 수신하며,
    상기 중앙통제부는 각 단위 조명장치에 대한 식별코드를 각각 설정하고, 해당 식별코드와 함께 해당 단위 조명장치의 상태 정보를 코드화하여 송신하며, 각 단위 조명장치는 수신된 신호로부터 자신의 식별코드와 일치하는 상태 정보를 디코드화한 후에 작동하고, 상기 각 단위 조명장치는 상태 정보나 고장 여부에 관한 정보를 코드화하여 이전의 단위 조명장치로부터 수신한 정보와 함께 다음의 단위 조명장치로 송신하는 통신을 수행토록 하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙통제부는,
    상기 광 파이버 접속부로부터 온도를 수신하여 저장하고, 상기 저장된 온도로부터 열화 추이를 분석하여 저장하며 이를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 비접촉 IR 센서 모듈은,
    상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선을 감지할 수 있도록 하기 위해 상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 표적에 대해 레이저 신호를 주사하는 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터와, 상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선을 감지하는 IR 센서와, 상기 IR 센서에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하고 생성된 아날로그 신호를 전원 전압에 실어 상기 쌍가닥 유선 라인을 통해 상기 메인 컨트롤러로 송신하는 V-F 카운터(voltage-frequency counter)와, 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터, 상기 IR 센서 및 상기 V-F 카운터로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 비접촉 IR 센서 모듈은,
    상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터에서 주사되는 레이저 신호를 수신하고 상기 레이저 신호가 수신되지 않으면 경보음을 출력하도록 구성되며, 상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부에 부착되는 수광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터는,
    U4A의 발진기에서 500 ms 주기의 정현파 신호를 발생시키는 슈미트 트리거 회로를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 비접촉 IR 센서 모듈은,
    안티-앨리어싱(anti-aliasing)을 고려한 저대역 필터(LPF)를 이용하여 상기 감지된 적외선의 아날로그 신호를 필터링하고, 필터링된 아날로그 신호를 FIR 필터를 이용하여 디지털 신호로 샘플링하고, 샘플링된 디지털 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 디지털 신호의 크기 및 주파수를 산출하여 온도를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 비접촉 IR 센서 모듈은,
    상기 FIR 필터를 이용하여 1-100 kHz 대역의 신호를 통과시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 비접촉 온도 센서 모듈은,
    상기 FIR 필터를 이용하여 1-100 kHz 대역의 신호를 통과시키도록 구성되며, 상기 FIR 필터는 128 비트의 입력 데이터를 처리 가능한 다음 수학식의 함수로 구성되며,
    [수학식]
    Figure 112014058379708-pat00006

    여기서, M은 128, x[n]은 상기 저대역 필터(LPF)를 통해 ADC 포트로 입력되는 온도 신호이고, y[n]은 상기 FIR 필터를 통과한 10 kHz 대의 온도 신호인 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 기반의 살균 겸용 LED 조명 시스템.
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