KR102170822B1 - 사물 인터넷 기반의 dmx-512 조명 통합 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치 및 방법을 공개한다. 이 장치는 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트를 다운로드받아 복수개의 조명 기기의 조명 연출을 1차적으로 원격 제어하는 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 조명 연출 데이터 생성부; 실시간 변동되는 상황이 감지된 감지 데이터에 응답하여 디밍 제어 명령어를 생성하고, 상기 조명 연출을 2차적으로 원격으로 제어하는 제2 원격 제어 데이터를 전송하는 사물 인터넷 감지부; 및 상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터에 응답하여 상기 복수개의 조명 기기의 구동을 명령하는 기기 제어 신호를 출력하는 복수개의 조명 통합 제어부; 를 구비하고, 상기 복수개의 조명 기기는 상기 기기 제어 신호에 응답하여 상기 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 개별적 및 그룹 단위로 구동하는 것을 특징으로 한다.

Description

사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치 및 방법{An internet of things based integrated control device for DMX-512 lightings and a method thereof}

본 발명은 조명 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 미리 연출이 구성된 DMX-512 LED 조명의 1차적 원격 제어와 각종 센서를 포함하는 사물 인터넷의 2차적 원격 제어를 통합 제어함으로써, 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 복수개의 조명 기기의 용도에 따라 동작을 원활히 대응할 수 있게 하는 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 다수 개의 조명을 보다 효율적으로 조정할 수 있도록 하기 위한 시스템이 개발되고 있는데, 각각의 시스템은 그 구성에 따라 일정한 한계를 가진다.

예컨대, 국제 통신 프로토콜 중 하나인 DMX-512 (ANSI E1. 11)가 적용된 조명 제어 시스템 중에서, 각각의 조명을 제어하기 위한 DMX-512 데이터 패킷 신호를 생성하는 콘솔 장치와 상기 콘솔 장치로부터 송출되는 DMX-512 데이터 패킷 신호를 수신하여 조명 장치를 제어하는 수신 장치 간의 연결 방식을 병렬 방식으로 구성할 경우, 각 수신 장치마다 채널 순번을 설정해야 한다.

이 경우, 채널 순번을 설정하기 위해서는 각 수신 장치마다 채널 순번 설정을 위한 딥 스위치(Dip Switch)를 부착해야 하는데, 만약 콘솔 장치에 연결된 수신 장치가 다수인 경우(DMX-512 시스템에서는 최대 512개의 수신장치를 연결될 수 있음), 전체 조명 제어 시스템의 구성이 매우 복잡해지게 되어 소형 조명 기기 시스템에는 적용하기 어렵게 된다.

즉, 주로 극장이나 실내외 경기장의 조명 제어 시스템에 주로 적용되는 DMX-512 (ANSI E1. 11) 프로토콜을 가정이나 사무실 등의 실내 조명 제어 시스템에 적용하는 데에는 일정한 한계가 있다.

이에 따라 DMX-512 (ANSI E1. 11) 프로토콜 환경에서도 조명 제어 시스템의 구성을 보다 간략하게 할 수 있는 효율적인 조명 제어 시스템의 개발이 요청되고 있는 실정이다.

여기에서, DMX-512 프로토콜이란 1986년 미국 극장 기술 협회(USITT)에서 조명 콘솔 디머를 제어하기 위하여 만든 디지털 다중 통신 규약으로서, 데이터 스트림(data stream) 형태로 데이터를 전송하는 방식이다.

이 프로토콜 방식은 최대 512개의 채널에 대한 정보를 전송할 수 있는 전송 프로토콜로서, 현재 극장, 경기장 등의 각종 조명 제어 시스템에 다양하게 활용되고 있다.

한편, 경관 조명이란 빛에 의한 경관 형성에 주안점을 두고, 도시를 구성하는 다양한 빛의 관계성을 체계화하여 낮의 경관에서는 발견할 수 없는 빛 환경을 표현한 조명을 말한다.

경관 조명 시설은 각종 조형물이나 위인의 동상, 그리고 건축물의 외면을 조명을 집중하도록 하여 조경과 디자인 효과를 향상시키도록 하고, 일반인의 주목과 흥미를 유발하도록 한 조명 시설이다.

이러한 경관 조명 시설은 근래에는 주로 LED를 사용하여 각종 조형물 등의 주위에 다수 개를 설치하여 조형물에 다수 개의 경관 조명을 집중시키도록 하고 있다.

그러나, 공원 등에 설치된 각종 조형물이나 예술품, 그리고 위인의 동상이나 문화유적 등의 일반인의 관심이 주목되도록 하는 장소와 시설물에 경관 조명 시설이 부족하여, 일반인의 흥미를 유발하지 못하는 한계도 있었다.

따라서, 이러한 한계를 극복하여 단순히 도로를 구분, 경계하는 기능 이외에 시각적인 조경 및 디자인 효과를 향상시킬 수 있도록 한 시도와 연구가 필요한 실정이었다.

한편, 발광 다이오드(LED)는 P형과 N형 반도체의 접합구조를 가지고, 전압을 인가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 에너지의 광을 방출하는 광전자 소자이며, 반응시간이 일반 전구에 비하여 빠르고, 소비전력이 20 % 수준으로 낮아 최근 들어 고 효율의 조명 수단을 포함하여 다방면에 활용되고 있다.

이와 같은 발광 다이오드를 이용한 투광 조명은 다수의 고 휘도 발광 다이오드 또는 파워 발광 다이오드를 기판에 조립한 모듈을 광원으로 활용하고 있으며, 간판이나 구조물 조명, 다리 등의 장식 또는 음악 분수와 같은 분수 등의 조명 수단으로 활용되고 있다.

또한, 발광 다이오드를 이용한 조명등은 원판형 또는 다양한 모양으로 형성한 인쇄 회로 기판에 다수개의 발광 다이오드를 배치시켜 일반적인 조명 램프와 같이 사용할 수 있도록 하는 방식과, 띠 형상을 갖는 고형 또는 플랙시블한 인쇄 회로 기판에 다수개의 발광 다이오드들을 일정 간격으로 배열시킨 라인 바(line bar) 형 방식 등 다양하게 형성하여 사용하고 있다.

전자의 경우는 일반 조명등이나 신호등 등에 널리 사용되고 있고, 후자의 경우는 고층 건물이나 다리, 육교 또는 광고물 등의 조명에 널리 사용되고 있다.

이러한 경관 조명을 위해서는 많은 경관 조명 기기가 필요한데, 종래에는 이러한 많은 경관 조명 기기를 각각 개별적으로 제어하였으나, 최근에는 DMX-512 프로토콜 방식을 통하여 하나의 제어 장치를 통해서 많은 경관 조명 기기를 한꺼번에 제어하는 것이 가능하게 되었다.

즉, 예전에는 조명을 제어하는 기술이 단순히 조명을 켜고 끄는 온/오프(ON/OFF)의 개념이 지배적이었으나, 근래 들어서는 경관 조명이나 무대 조명 등과 같이 복수개의 조명을 일정한 프로그램에 따라 온/오프 시키고 각 조명의 조도에 대한 제어도 한꺼번에 할 수 있는 중앙 집중적인 조명 제어 시스템이 일반화되고 있다.

또한, 현재 보편화 되고 있는 각종 센서를 포함한 사물 인터넷 등과 같은 원격제어 시스템의 제어방식으로의 LED 조명기구 제어에 보다 원활히 직접적으로 대응하기 위하여 종래에는 DMX-512 LED 조명제어의 PWM 디밍(Dimming) 제어와 센서를 포함하는 사물 인터넷 원격제어를 혼용하는 방식이 사용되어 왔다.

여기에서, 사물 인터넷(Internet of Things, IOT) 방식은 통신망을 이용하여 사람이나 지능화된 기기에게 사물 정보를 제공하거나, 사람이나 지능화된 기기가 사물의 상태를 제어하기 위한 통신을 의미한다.

과거 1990년대 전 후반의 사물 인터넷 통신은 단순한 P2P(Point-to-Point) 연결을 위한 일대일 혹은 일대 다수의 통신을 의미하였다면, 궁극적으로 사물 인터넷 통신에서 지향하고자 하는 것은 위치 인식, 상황 인식, 증강 현실 도입 등으로 개인 혹은 상황에 맞춤적으로 인간의 제어 없이 또는 인간의 개입을 최소화한 상태에서 자동적으로 동작하면서 보다 향상된 사물 인터넷 통신 서비스의 품질과 안정성을 목표로 한다.

현재 대표적으로 원격 검침, 건물 또는 시설물 관리, 자판기 관리, 실내 조명 조절 서비스, 교통 정보 및 차량 관제, 긴급 출동, 화재 경보기, 방범 경보 장치, 텔레매틱스, 무선 결재 분야 서비스 등 매우 다양한 서비스가 사물 인터넷 서비스로서 제공되고 있다.

사물 인터넷 통신은 사물 장치간의 통신으로 기존의 사람 중심의 H2H(Human-to-Human) 통신과는 여러 특징에서 차이를 보인다.

이러한 특성의 차이에서부터 기술적으로 필요한 기술이 달라질 수 있고 사물 인터넷 통신을 이용하는 활용 분야에 따라서도 필요한 특성은 조금씩 달라질 수 있다.

그런데, 현재 보편화되고 있는 각종 센서를 포함하는 사물 인터넷 등과 같은 원격제어 시스템의 제어방식으로의 LED 조명기구 제어에 보다 원활히 직접적으로 대응하기 위하여 종래에는 DMX-512 LED 조명제어의 펄스 폭 변조 디밍(Dimming) 제어와 센서를 포함하는 사물 인터넷 원격제어를 혼용하는 방식이 사용되어 왔다.

하지만, 이러한 방식은 양 제어 방식이 호환이 되지 않아 부분적으로 제어가 되지 않는 조명 기기가 발생하기도 하고, 전체 조명 기기의 제어가 불가능해지는 경우도 발생하는 불안정성이 있었다.

한편, 종래의 조명 제어 방식은 조명 기기와 이를 제어하는 콘솔 간에 유선 라인을 설치해야 하므로 연결이 복잡하고 많은 비용이 소요된다.

즉, 하나의 조명 기기가 고장난 경우 수리에 많은 시간과 비용이 소요되고, 하나의 조명 기기의 고장으로 인해 다른 조명 기기의 제어도 불가능해지는 문제점이 발생한다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 조명 기기를 무선 방식으로 제어하려는 시도가 있어왔다.

그러나, 현재 유선과 무선망의 연결시 데이터 송수신부에서 사용되는 RS-232C 프로토콜의 경우, DMX-512 프로토콜에 사용되는 특수 문자, 브레이크 마크 등에 대한 수신 규정이 없어 DMX-512 프로토콜과 호환이 되지 않는 한계로 인해 무선 제어 방식의 DMX-512가 개발되지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 종래의 DMX-512 방식에 의한 조명 제어 시스템의 불합리한 점을 극복하고 DMX-512 신호를 무선 모듈로 색상 및 조도를 실시간 분석 및 전송할 수 있는 제어 장치에 대한 요구가 높아지고 있는 상황이다.

특히, 현재 보편화 되고 있는 사물 인터넷(IoT) 등과 같은 원격제어 시스템의 제어방식으로의 LED 조명기구 제어에 실시간 변동되는 상황에 따라 보다 유연성 있게 원활하게 대응하기 위하여, DMX-512 LED 조명제어의 PWM 디밍(Dimming) 제어와 사물 인터넷(IoT) 원격제어를 혼용하는 방식의 호환 불가로 인한 상기 불안정성을 극복할 수 있는 양 방식의 통합 제어의 필요가 요구되는 현실이다.

또한, 무선 DMX 조명 제어 시스템은 무선신호를 사용하는데 따른 제한이 있으며, 무선 신호의 간섭 현상으로 인한 신호 전달의 문제점도 있었다.

즉, 조명 제어 통신의 전기 회로 구성의 특성상 불특정한 다양한 방법으로 회로 구성이 이루어지게 되는데, 이에 수반되는 다양한 전기적 노이즈 등으로 인한 통신 신호의 왜곡 등이 발생할 가능성이 있었다.

KR 10-0598932 B1

본 발명의 목적은 미리 연출이 구성된 DMX-512 LED 조명의 1차적 원격 제어와 각종 센서를 포함하는 사물 인터넷의 2차적 원격 제어를 통합 제어할 수 있는 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치는 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트를 다운로드받아 복수개의 조명 기기의 조명 연출을 1차적으로 원격 제어하는 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 조명 연출 데이터 생성부; 실시간 변동되는 상황이 감지된 감지 데이터에 응답하여 디밍 제어 명령어를 생성하고, 상기 조명 연출을 2차적으로 원격으로 제어하는 제2 원격 제어 데이터를 전송하는 사물 인터넷 감지부; 및 상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터에 응답하여 상기 복수개의 조명 기기의 구동을 명령하는 기기 제어 신호를 출력하는 복수개의 조명 통합 제어부; 를 구비하고, 상기 복수개의 조명 기기는 상기 기기 제어 신호에 응답하여 상기 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 개별적 및 그룹 단위로 구동하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 상기 조명 연출 데이터 생성부는 복수개의 레이어 구성이 적용되어 상기 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램을 저장부에 저장하는 사용자 단말기; 및 상기 명령어 리스트를 다운로드받아 레이어 별로 상기 조명 연출을 원격으로 제어하는 상기 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 원격 제어 기기; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 상기 원격 제어 기기는 상기 명령어 리스트를 다운로드 받는 제1 무선 수신부; 상기 다운로드 받은 명령어 리스트를 화면 상에 메뉴 형식으로 디스플레이 하는 조명 연출 애플리케이션; 및 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 신호 중 선택된 주파수의 신호 상에 상기 조명 연출 애플리케이션에서 조작된 연출 정보를 상기 제1 원격 제어 데이터에 로드하여 송신하는 제1 무선 송신부; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 상기 사물 인터넷 감지부는 상기 복수개의 조명 기기의 용도에 따라 실시간 변동되는 상황을 감지하여 상기 감지 데이터를 출력하는 센서부; 상기 감지 데이터를 인가받아 상기 복수개의 조명 기기의 조도를 조절하는 디밍 제어 명령어를 생성하는 디밍 제어 명령어 생성부; 및 상기 디밍 제어 명령어를 인가받아 상기 제2 원격 제어 데이터로 변환하여 전송하는 원격 제어 데이터 전송부; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 상기 복수개의 조명 통합 제어부 각각은 상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 원격 제어 데이터를 인가받는 조명 제어 신호 수신부; 상기 제2 원격 제어 데이터를 인가받는 디밍 제어 신호 수신부; 상기 조명 연출 프로그램, 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터를 전달받아 조명 기구의 색상 및 조도 레벨과 사물 인터넷 관련 조도 레벨을 분석하여 통합된 제어 신호를 출력하는 입력 신호 제어부; 및 상기 통합된 제어 신호를 인가받아 펄스 폭 변조하여 상기 복수개의 조명 기기 각각의 조도를 제어하는 상기 기기 제어 신호를 출력하는 펄스 폭 변조 제어부; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 상기 복수개의 조명 기기 각각은 무선 통신망을 통해 상기 기기 제어 신호를 수신하는 제2 무선 수신부; 상기 수신된 상기 기기 제어 신호에 응답하여 기 설계된 연출 정보 및 상기 감지 데이터에 따라 실시간 적응적으로 램프의 턴 온 및 턴 오프 동작과 조도를 조절하여 개별적 및 그룹 단위로 상기 램프를 구동시키는 구동부; 및 상기 구동된 램프의 동작과 상기 조절된 조도에 대한 데이터를 상기 복수개의 조명 통합 제어부 중 해당 조명 통합 제어부에 전송하는 제2 무선 송신부; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 상기 제1 내지 제2 무선 송신부는 노이즈에 의한 송신 신호의 왜곡을 방지하기 위하여 출력단에 신호 절연 장치로서 격리 저항이 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 상기 복수개의 조명 통합 제어부 각각에는 조명 기기용 전원을 공급하는 전원 공급부가 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법은 (a) 조명 연출 데이터 생성부 상에서 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트를 다운로드받아 복수개의 조명 기기의 조명 연출을 1차적으로 원격 제어하는 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 단계; (b) 사물 인터넷 감지부가 실시간 변동되는 상황이 감지된 감지 데이터에 응답하여 디밍 제어 명령어를 생성하고, 상기 조명 연출을 2차적으로 원격으로 제어하는 제2 원격 제어 데이터를 전송하는 단계; (c) 복수개의 조명 통합 제어부가 상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터에 응답하여 상기 복수개의 조명 기기의 구동을 명령하는 기기 제어 신호를 출력하는 단계; 및 (d) 상기 복수개의 조명 기기가 상기 기기 제어 신호에 응답하여 상기 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 개별적 및 그룹 단위로 구동하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법의 상기 (a) 단계는 (a-1) 사용자 단말기 상에서 복수개의 레이어 구성이 적용되어 상기 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램이 저장부에 저장되는 단계; 및 (a-2) 원격 제어 기기가 상기 명령어 리스트를 다운로드받아 레이어 별로 상기 조명 연출을 원격으로 제어하는 상기 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법의 상기 (a-2) 단계는 상기 원격 제어 기기 내 제1 무선 수신부가 상기 명령어 리스트를 다운로드 받는 단계; 조명 연출 애플리케이션이 상기 다운로드 받은 명령어 리스트를 화면 상에 메뉴 형식으로 디스플레이 하는 단계; 및 제1 무선 송신부가 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 신호 중 선택된 주파수의 신호 상에 상기 조명 연출 애플리케이션에서 조작된 연출 정보를 상기 제1 원격 제어 데이터에 로드하여 송신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법의 상기 (b) 단계는 상기 사물 인터넷 감지부 내 센서부가 상기 복수개의 조명 기기의 용도에 따라 실시간 변동되는 상황을 감지하여 상기 감지 데이터를 출력하는 단계; 디밍 제어 명령어 생성부가 상기 감지 데이터를 인가받아 상기 복수개의 조명 기기의 조도를 조절하는 디밍 제어 명령어를 생성하는 단계; 및 원격 제어 데이터 전송부가 상기 디밍 제어 명령어를 인가받아 상기 제2 원격 제어 데이터로 변환하여 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법의 상기 (c) 단계는 상기 복수개의 조명 통합 제어부 내 조명 제어 신호 수신부가 상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 원격 제어 데이터를 인가받는 단계; 디밍 제어 신호 수신부가 상기 제2 원격 제어 데이터를 인가받는 단계; 입력 신호 제어부가 상기 조명 연출 프로그램, 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터를 전달받아 조명 기구의 색상 및 조도 레벨과 사물 인터넷 관련 조도 레벨을 분석하여 통합된 제어 신호를 출력하는 단계; 및 펄스 폭 변조 제어부가 상기 통합된 제어 신호를 인가받아 펄스 폭 변조하여 상기 복수개의 조명 기기 각각의 조도를 제어하는 상기 기기 제어 신호를 출력하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법의 상기 (d) 단계는 상기 복수개의 조명 기기 내 제2 무선 수신부가 무선 통신망을 통해 상기 기기 제어 신호를 수신하는 단계; 구동부가 상기 수신된 상기 기기 제어 신호에 응답하여 기 설계된 연출 정보 및 상기 감지 데이터에 따라 실시간 적응적으로 램프의 턴 온 및 턴 오프 동작과 조도를 조절하여 개별적 및 그룹 단위로 상기 램프를 구동시키는 단계; 및 제2 무선 송신부가 상기 구동된 램프의 동작과 상기 조절된 조도에 대한 데이터를 상기 복수개의 조명 통합 제어부 중 해당 조명 통합 제어부에 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 게시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.

본 발명에 의할 경우, DMX-512 LED 조명 제어와 센서를 포함하는 사물 인터넷 원격 제어를 혼용하는 종래의 제어 방식의 호환이 되지 않음으로 인한 복수개의 조명 기기 제어의 불안정성이 극복된다.

또한, 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 복수개의 조명 기기의 용도에 따라 동작을 원활히 대응할 수 있게 되어 상황 대처 능력 및 효율성이 현저하게 향상된다.

또한, 조명 제어 통신의 전기 회로 구성의 특성상 수반되는 다양한 전기적 노이즈 등으로 인해 발생하는 출력 통신 신호의 왜곡 현상을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 조명 연출 데이터 생성부(100)의 내부 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 조명 연출 데이터 생성부(100) 내 원격 제어 기기(140)의 내부 블록도이다.
도 5는 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S100)에서 조명 연출 데이터 생성부(100)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 사물 인터넷 감지부(200)의 내부 블록도이다.
도 7은 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S200)에서 사물 인터넷 감지부(200)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 제1 조명 통합 제어부(300-1)의 내부 블록도이다.
도 9는 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S300)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 제1 조명 기기(400-1)의 내부 블록도이다.
도 11은 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S400)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있다.

더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다.

이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

또한, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있다.

또한, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있다.

한편, 상기 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용된다.

하지만, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 한다.

또한, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "부", "기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미한다.

이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도로서, 조명 연출 데이터 생성부(100), 사물 인터넷 감지부(200), 복수개의 전원 공급부(250-1 내지 250-n), 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n), 복수개의 조명 기기(400)를 구비한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 각 구성요소의 구조 및 기능을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

조명 연출 데이터 생성부(100)는 복수개의 레이어 구성이 적용되어 조명 연출 프로그램을 설계하고, 설계된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트를 다운로드받아 레이어 별로 복수개의 조명 기기(400)의 조명 연출을 1차적으로 원격 제어하는 제1 원격 제어 데이터를 전송한다(S100).

사물 인터넷 감지부(200)는 조명 기기(400)의 용도에 따라 실시간 변동되는 상황을 감지하고, 감지된 감지 데이터에 응답하여 디밍 제어 명령어를 생성하여, 복수개의 조명 기기(400)의 조명 연출을 2차적으로 원격으로 제어하는 제2 원격 제어 데이터를 전송한다(S200).

복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)는 조명 연출 데이터 생성부(100)로부터 저장된 조명 연출 프로그램 및 제1 원격 제어 데이터를 인가받고, 사물 인터넷 감지부(200)로부터 제2 원격 제어 데이터를 인가받아, 이에 응답하여 복수개의 조명 기기(400)의 구동을 명령하는 기기 제어 신호를 출력한다(S300).

복수개의 조명 기기(400)는 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)로부터 출력된 기기 제어 신호에 응답하여 기 설계된 연출 정보 및 실시간 감지 데이터에 따라 실시간 적응적으로 개별적 및 그룹 단위로 구동한다(S400).

복수개의 전원 공급부(250-1 내지 250-n)는 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n) 각각에 조명 기기용 전원을 공급한다.

도 3은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 조명 연출 데이터 생성부(100)의 내부 블록도로서, 사용자 단말기(120) 및 원격 제어 기기(140)를 구비하고, 사용자 단말기(120)는 저장부(125)를 구비한다.

도 4는 도 3에 도시된 조명 연출 데이터 생성부(100) 내 원격 제어 기기(140)의 내부 블록도로서, 제1 무선 수신부(142), 조명 연출 애플리케이션(144) 및 제1 무선 송신부(146)를 구비한다.

도 5는 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S100)에서 조명 연출 데이터 생성부(100)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치 내 조명 연출 데이터 생성부(100)의 각 구성요소의 구조 및 기능을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

사용자 단말기(120)는 복수개의 레이어 구성이 적용되어 조명 연출 프로그램이 설계되고, 설계된 조명 연출 프로그램은 저장부(120)에 저장된다(S110).

원격 제어 기기(140) 내 제1 무선 수신부(142)는 사용자 단말기(120)에서 설계된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트를 다운로드 받는다(S210).

조명 연출 애플리케이션(144)은 제1 무선 수신부(142)로부터 다운로드 받은 조명 연출 프로그램을 화면 상에 메뉴 형식으로 디스플레이한다(S220).

원격 제어 기기(140) 내 제1 무선 송신부(146)는 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 신호 중 선택된 주파수의 신호 상에 조명 연출 애플리케이션(144)에서 조작된 연출 정보(S230)를 데이터에 로드하여 전송한다(S240).

도 6은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 사물 인터넷 감지부(200)의 내부 블록도로서, 센서부(220), 디밍 제어 명령어 생성부(240) 및 원격 제어 데이터 전송부(260)를 구비한다.

도 7은 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S200)에서 사물 인터넷 감지부(200)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

센서부(220)는 온도 센서, 조도 센서, 습도 센서, 대기 오염 물질 센서, 적외선 센서, 움직임 센서, 음향 센서, 속도 센서, 가속도 센서, 진동 센서 등을 포함한다.

센서부(220)는 복수개의 조명 기기(400)의 용도에 따라 실시간 변동되는 상황을 감지하여 감지 데이터를 출력한다.

예를 들어, 복수개의 조명 기기(400)가 실외 공연장의 조명 연출용인 경우 습도 센서 또는 조도 센서를 통해 공연장 주변의 습도 또는 조도를 통한 공연 무대의 가시도를 실시간 감지할 수 있고, 보안/방범 경보용인 경우 적외선 센서, 움직임 센서 또는 음향 센서를 통해 보안 관제 구역 내 외부인의 침입 여부를 실시간 감지할 수 있다.

또한, 복수개의 조명 기기(400)가 수도권의 대기 환경 오염 경보용인 경우 대기 오염 물질 센서를 통해 대기 중에 노출된 미세 먼지, 일산화탄소, 이산화질소, 오존, 아황산 가스 등을 실시간 감지할 수 있고, 실내 극장의 화재 경보용인 경우 온도 센서를 통해 화재의 발생을 실시간 감지할 수 있다.

또한, 복수개의 조명 기기(400)가 교통 정보 및 차량 관제용인 경우 속도 센서를 통해 차량의 운행 속도 및 도로 교통 정체 현황 등을 실시간 감지할 수 있고, 문화재 유적지의 지진 경보용인 경우 진동 센서 또는 가속도 센서를 통해 지진의 발생을 실시간 감지할 수 있다.

디밍 제어 명령어 생성부(240)는 센서부(220)로부터 감지 데이터를 인가받아 복수개의 조명 기기(400)의 조도를 조절하는 디밍 제어 명령어를 생성한다.

원격 제어 데이터 전송부(260)는 디밍 제어 명령어 생성부(240)로부터 디밍 제어 명령어를 인가받아 복수개의 조명 기기(400)의 조명 연출을 2차적으로 원격 제어하는 제2 원격 제어 데이터로 변환하여 전송한다.

도 8은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 제1 조명 통합 제어부(300-1)의 내부 블록도로서, 신호 절연부(310-1), 조명 제어 신호 수신부(320-1), 디밍 제어 신호 수신부(330-1), 입력 신호 제어부(340-1) 및 펄스 폭 변조 제어부(350-1)를 구비한다.

도 9는 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S300)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치 내 제1 조명 통합 제어부(300-1)의 각 구성요소의 구조 및 기능을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

신호 절연부(310-1)는 입력단의 신호 절연 장치로서, 격리 특성을 가지는 격리 저항이 장착된다.

조명 제어 신호 수신부(320-1)는 조명 연출 데이터 생성부(100)로부터 저장된 조명 연출 프로그램 및 제1 원격 제어 데이터를 인가받는다.

디밍 제어 신호 수신부(330-1)는 사물 인터넷 감지부(200)로부터 제2 원격 제어 데이터를 인가받는다.

입력 신호 제어부(340-1)는 조명 제어 신호 수신부(320-1)로부터 저장된 조명 연출 프로그램 및 제1 원격 제어 데이터를 전달받고, 디밍 제어 신호 수신부(330-1)로부터 제2 원격 제어 데이터를 전달받아 조명 기구의 색상 및 조도 레벨과 사물 인터넷 관련 조도 레벨을 분석하여, 통합된 제어 신호를 출력한다.

펄스 폭 변조 제어부(350-1)는 입력 신호 제어부(340-1)로부터 통합된 제어 신호를 인가받아, 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)하여 복수개의 조명 기기(400) 각각의 조도를 제어하는 기기 제어 신호를 출력한다.

도 10은 도 1에 도시된 조명 제어 장치 내 제1 조명 기기(400-1)의 내부 블록도로서, 제2 무선 수신부(420-1), 구동부(440-1), 램프(445-1) 및 제2 무선 송신부(460-1)를 구비한다.

도 11은 도 2에 도시된 DMX-512 조명 통합 제어 방법 중 단계(S400)의 세부 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치 내 제1 조명 기기(400-1)의 각 구성요소의 구조 및 기능을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

제2 무선 수신부(420-1)는 제1 조명 통합 제어부(300-1)로부터 전송된 기기 제어 신호를 수신한다(S410).

구동부(440-1)는 제2 무선 수신부(420-1)에서 수신된 기기 제어 신호에 응답하여 기 설계된 연출 정보 및 실시간 감지 데이터에 따라 실시간 적응적으로 램프(445-1)의 턴 온 및 턴 오프 동작을 구동시키고, 조도를 조절하여 구동시킨다(S420).

제2 무선 송신부(460-1)는 구동부(440-1)를 통해 구동된 램프(445-1)의 턴 온 및 턴 오프 동작과 조절된 조도에 대한 데이터를 해당 조명 통합 제어부(300-1)에 전송한다(S440).

도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치의 유기적인 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

현재 보편화 되고 있는 사물 인터넷(IoT) 등과 같은 원격제어 시스템의 제어방식으로의 LED 조명기구 제어에 실시간 변동되는 상황에 따라 보다 유연성 있게 원활하게 대응하기 위하여 DMX-512 LED 조명제어의 PWM 디밍(Dimming) 제어와 센서를 포함하는 사물 인터넷(IoT) 원격제어를 혼용하는 방식의 호환 불가로 인한 부분적 또는 전체 조명 기기의 제어가 불가능해지는 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명은 DMX-512 LED 조명 제어와 각종 센서를 포함하는 사물 인터넷(IoT) 등과 같은 원격 제어를 통합 제어한다.

이를 통하여, 미리 연출이 구성된 조명제어의 펄스 폭 변조 제어신호를 그대로 유지하면서도 센서를 포함하는 사물 인터넷 원격제어 시스템의 제어방식에서의 2차적 원격 제어신호에 실시간으로 원활히 대응할 수 있게 된다.

예를 들어, 평상시에는 1차적으로 미리 연출이 구성된 조명제어의 펄스 폭 변조 제어신호에 응답하여 저 조도로 복수개의 조명기구를 구동시키다가, 온도 센서 또는 움직임 센서 등에 의해 움직임이 감지된 경우에는 2차적으로 디밍 제어신호에 응답하여 조도를 증가시켜 고 조도로 복수개의 조명기구를 구동시킨다.

여기에서, 1차적 조명 제어 신호는 기존의 일반적인 DMX 512 장치의 제어 신호일 수도 있고, 아래에서 상세하게 후술하는 사용자 단말기(120) 또는 원격 제어 기기(140)로부터 출력되는 조명 제어 신호일 수도 있다.

이러한 1차적 조명 제어 신호 및 2차적 조명 제어 신호로서, TCP/IP, ZigBee, BlueTooth, Wi-Fi 등 다양한 통신 인터페이스를 사용할 수 있다.

이와 같이, 통합 제어 신호를 사용하는 구성은 센서를 포함하는 사물 인터넷 제어 신호와 DMX 512 데이터가 하나의 통신 인터페이스로 연결될 수 있기 때문에 편의성이 현저하게 향상된다.

한편, 원거리에서도 사물 인터넷 감지부(200)와 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n) 간의 신호가 정상적으로 전송될 수 있도록, 사물 인터넷 중계기(미도시)가 적어도 둘 이상 구비될 수 있다.

이는 기본적으로 사물 인터넷 감지부(200) 및 사물 인터넷 중계기는 블루투스와 같은 단거리 무선 통신방식으로 운용되기 때문에 일정 거리 이상에서는 신호가 미약하거나 수신할 수 없기 때문이다.

복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)는 조명 연출 데이터 생성부(100) 및 사물 인터넷 감지부(200)로부터 무선으로 입력된 1차 및 제2 원격 제어 데이터를 결합하여 완전한 DMX 512 신호로 재생하는 기기 제어 신호를 출력한다.

이러한 동작은 거리에 따른 무선 신호의 감쇄와 장애물에 의한 전파 차단을 리피터(Repeater)와 같이 보상하여 원거리, 음영의 조명장치도 신뢰성 높게 제어 가능하도록 한다.

도 3에서, 조명 연출 데이터 생성부(100) 내 원격 제어 기기(140)는 모바일 기기로서, 조명 연출 애플리케이션(144)의 설치가 가능한 스마트폰, PMP, 태블릿 PC 및 스마트 패드 등을 포함한다.

원격 제어 기기(140)에는 조명 연출 애플리케이션(144)이 설치될 수 있는데, 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)와 원격 제어 기기(140)가 무선 통신망을 통해 연결되어, 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)의 조명 기기 제어 상태를 원격지에 위치해 있는 사용자의 원격 제어 기기(140)를 통해 확인할 수 있다.

또한, 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)에서 제어하는 모든 결과를 사용자의 원격 제어 기기(140)로 직접 전송함에 따라 데이터가 경유하는 과정을 간소화함으로써, 데이터 경유에 따른 손실을 줄이고, 작동 오류에 따른 구성을 최소화할 수 있게 된다.

도 8에서, 조명 제어 신호 수신부(320-1)가 조명 연출 데이터 생성부(100)로부터 저장된 조명 연출 프로그램 및 제1 원격 제어 데이터를 독립적으로 인가받고, 디밍 제어 신호 수신부(330-1)가 사물 인터넷 감지부(200)로부터 제2 원격 제어 데이터를 독립적으로 인가받는다.

입력 신호 제어부(340-1)는 조명 제어 신호 수신부(320-1) 및 디밍 제어 신호 수신부(330-1)에서 각각 독립적으로 인가받은 1차 및 제2 원격 제어 데이터를 전달받아 조명 기구의 색상 및 조도 레벨과 사물 인터넷 관련 조도 레벨을 분석하여, 통합된 제어 신호를 출력한다.

펄스 폭 변조 제어부(350-1)는 입력 신호 제어부(340-1)로부터 통합된 제어 신호를 인가받아, 펄스 폭 변조 동작을 수행하는데, 그 원리는 다음과 같다.

일반적으로 LED의 휘도는 구동 전류와 선형적인 비례 관계를 갖지 않기 때문에, LED의 색상은 구동 전류에 따라 변화될 수 있다.

그러므로, 역광(back light) 또는 조명 시스템으로서 LED를 사용하는 경우, 구동 전류를 직접 조정함으로써 조명을 변화시킬 때에는 어려움에 종종 직면한다.

구동 전류의 진폭 변화를 통한 조명 조정의 어려움을 회피하기 위하여, 구동 전류의 펄스 폭 변조를 통해 달성되는 조명 조정 방식으로 일정 진폭 구동 전류가 사용된다.

이를 통하여, LED는 넓은 범위 내에서 발광 효율이 일정해질 수 있다.

그런데, LED는 조명 제어 펄스 신호와 동기되는 리플 파형이 전원에서 발생됨에 따라, 비디오 표시 신호에 영향을 주어 육안으로 인식되는 '플리커링(flickering) 현상'이 발생할 수 있다.

이러한 '플리커링 현상'을 방지하기 위해, 조명 제어 펄스 신호의 주파수는 낮게 하여야 하는데, 적어도 200 Hz인 것이 전형적이다.

즉, 조명 제어 펄스 신호는, 육안에 가시 이미지가 잔류되지만 플리커 효과 없이 육안으로 정상적인 조명 변화가 인식될 수 있을 정도로 충분히 높은 주파수로 동작하여야 한다.

상기 원리에 의해 펄스 폭 변조 동작을 수행한 펄스 폭 변조 제어부(350-1)는 조명 연출 데이터 생성부(100)에서 기 설계된 조명 연출 프로그램과 사물 인터넷 감지부(200)에서 실시간 변동되는 상황을 감지한 데이터를 통합적으로 반영하여 복수개의 조명 기기(400)의 용도에 따라 조도를 제어하는 기기 제어 신호를 출력한다.

예를 들어, 복수개의 조명 기기(400)가 실외 공연장의 조명 연출용인 경우, 날씨가 맑은 평상시를 예상하여 조명 연출 프로그램이 설계되었으나, 공연 당일 날씨 변화로 인해 조도가 낮아졌거나 안개 등으로 인해 공연 무대의 가시도가 현저하게 감소했다고 가정한다.

이때, 사물 인터넷 감지부(200) 내 센서부(220)의 조도 센서 또는 습도 센서는 실외 공연장의 변화된 상기 실시간 상황을 감지하여 복수개의 조명 기기(400)의 조도를 높이는 디밍 제어 명령어를 생성하고, 기 설계된 조명 연출 프로그램에 따라 원래 원격으로 제어될 예정이었던 복수개의 조명 기기(400)의 조도 및/또는 턴 온 여부를 실시간 변경하여 2차적으로 원격으로 제어하는 제2 원격 제어 데이터를 출력한다.

복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)는 조명 연출 데이터 생성부(100)로부터 기 설계된 조명 연출 프로그램 및 제1 원격 제어 데이터를 인가받고, 사물 인터넷 감지부(200)로부터 실시간 변경된 제2 원격 제어 데이터를 인가받아 조명 기구의 색상 및 조도 레벨과 사물 인터넷 관련 조도 레벨을 분석하여, 통합된 제어 신호를 출력한다.

또한, 통합된 제어 신호에 응답하여 펄스 폭 변조 동작을 수행하여 복수개의 조명 기기(400) 각각의 조도를 실시간으로 증가시키는 기기 제어 신호를 출력한다.

이에 따라, 복수개의 조명 기기(400)는 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)로부터 업데이트된 기기 제어 신호에 따라 변경된 연출 정보에 응답하여 조도를 증가시켜 실시간 적응적으로 개별적 및 그룹 단위로 구동하게 된다.

한편, 조명 연출 제작자가 사용자 단말기(120) 상에서 복수개의 레이어(layer) 구성이 적용된 다양한 조명 연출 프로그램을 설계하면, 사용자 단말기(120)는 소정의 저장부(125)에 설계된 조명 연출 프로그램을 저장한다.

여기에서, 복수개의 레이어 구성이란 종래에 세분화된 조명의 연출을 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)를 통해 연동되게 제어되도록 설계하던 것을 복수개의 층으로 구성된 장면(scene)으로 분할하여 하나의 조명 통합 제어부(300-n)를 통해 층별로 동기화시키는 구성을 의미한다.

예를 들어, 본 발명은 10개 층의 레이어로 구성되고, 각 레이어는 512 개의 등기구를 나누어 소정 개수(제1 레이어(layer 001)의 경우, 10x10=100 개)만큼 배치될 수 있다.

즉, 512 개의 등기구는 각각 DMX 512프로토콜에 의해 제어되는 고유한 어드레스를 가지며, 배선을 통해 서로 연결되어 신호 요구 조건을 정의하는 근거리 네트워크에 접속되어 있다.

또한, 하나 또는 그 이상의 어드레스로 호출 가능한 장치를 위한 데이터는 예를 들어, 이더넷 패킷들로 규정된다.

모든 이더넷 패킷은 패킷이 어디로 가야할 지를 가리키는 목적지 주소와 패킷이 어디로부터 왔는지를 나타내는 발원지 주소를 기술한 헤더와 조명 제어를 위한 몇 개의 기기 제어 신호를 포함하는 페이로드를 포함한다.

따라서, 복수개의 레이어에 배치된 512 개의 등기구는 각각 RGB 레벨에서 특정한 색상과 조도를 가지므로, 조명 연출 제작자는 데이터를 가지고 레이어 별로 다른 다양한 조명 연출 프로그램을 설계할 수 있게 된다.

원격 제어 기기(140)는 사용자 단말기(120) 상에서 설계된 조명 연출 프로그램을 소정의 애플리케이션(144) 형식으로 탑재하여 제1 무선 수신부(142)를 통해 사용자 단말기(120) 상에 저장된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트, 즉 조명 연출 시나리오 중 명령어 명칭 및 내용만을 다운로드 받는다.

이는 사용자 단말기(120)가 조명 연출 프로그램을 모두 다운로드 받기에는 데이터 용량이 너무 크기 때문이다.

복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)는 원격 제어 기기(140)로부터 송신되는 데이터 및 사용자 단말기(120)로부터 전송되는 조명 연출 프로그램을 제2 무선 수신부(320)를 통해 인가받아 이에 응답하여 사용자에 의해 조작된 연출 정보에 따라 복수개의 조명 기기(400)를 개별적 및/또는 그룹 단위로 구동을 명령하는 기기 제어 신호를 제2 무선 송신부(360)를 통해 출력한다.

이때, 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)는 개별 제어 방식인 경우 스탠드 어론(Stand-alone)형 판넬 내에 구비될 수도 있고, 중앙 제어 방식인 경우 중앙 통제실의 서버 내에 구비될 수도 있다.

복수개의 조명 기기(400) 내 제2 무선 수신부(420)는 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n)로부터 기기 제어 신호를 인가받아 구동이 명령된 해당 조명 기기는 내장된 구동부(440)가 이에 응답하여 사용자의 의도된 연출 정보에 따라 개별적 및/또는 그룹 단위로 램프(445)를 구동시킨다.

또한, 본 발명의 조명 제어 장치는 조명 제어 통신의 전기 회로 구성에서 필연적으로 수반되는 다양한 전기적 신호의 노이즈에 의한 통신 신호의 왜곡 등에 대비하여 조명 제어 장치의 입력 포트 또는 출력 포트에 신호 절연 장치가 장착된다.

예를 들어, 원격 제어 기기(140) 내 제1 무선 송신부(146)의 출력단, 복수개의 조명 통합 제어부(300-1 내지 300-n) 각각의 입력단 및 복수개의 조명 기기(400) 내 제2 무선 송신부(460)의 출력단에 신호 절연 장치로서 격리 특성을 가지는 격리 저항(148, 310-n, 462) 등이 장착된다.

이와 같이, 본 발명은 미리 연출이 구성된 DMX-512 LED 조명의 1차적 원격 제어와 각종 센서를 포함하는 사물 인터넷의 2차적 원격 제어를 통합 제어할 수 있는 사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치 및 방법을 제공한다.

이를 통하여, DMX-512 LED 조명 제어와 센서를 포함하는 사물 인터넷 원격 제어를 혼용하는 종래의 제어 방식의 호환이 되지 않음으로 인한 복수개의 조명 기기 제어의 불안정성이 극복된다.

또한, 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 복수개의 조명 기기의 용도에 따라 동작을 원활히 대응할 수 있게 되어 상황 대처 능력 및 효율성이 현저하게 향상된다.

또한, 조명 제어 통신의 전기 회로 구성의 특성상 수반되는 다양한 전기적 노이즈 등으로 인해 발생하는 출력 통신 신호의 왜곡 현상을 방지할 수 있게 된다.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

100: 조명 연출 데이터 생성부
200: 사물 인터넷 감지부
250-1 내지 250-n: 복수개의 전원 공급부
300-1 내지 300-n: 복수개의 조명 통합 제어부
400: 복수개의 조명 기기

Claims (14)

1. 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트를 다운로드받아 복수개의 조명 기기의 조명 연출을 1차적으로 원격 제어하는 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 조명 연출 데이터 생성부;
   실시간 변동되는 상황이 감지된 감지 데이터에 응답하여 디밍 제어 명령어를 생성하고, 상기 조명 연출을 2차적으로 원격으로 제어하는 제2 원격 제어 데이터를 전송하는 사물 인터넷 감지부; 및
   상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터에 응답하여 상기 복수개의 조명 기기의 구동을 명령하는 기기 제어 신호를 출력하는 복수개의 조명 통합 제어부;를 구비하고,
   상기 복수개의 조명 기기는 상기 기기 제어 신호에 응답하여 상기 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 개별적 및 그룹 단위로 구동하며,
   상기 복수개의 조명 통합 제어부 각각은
   상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 원격 제어 데이터를 인가받는 조명 제어 신호 수신부;
   상기 제2 원격 제어 데이터를 인가받는 디밍 제어 신호 수신부;
   상기 조명 연출 프로그램, 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터를 전달받아 조명 기구의 색상 및 조도 레벨과 사물 인터넷 관련 조도 레벨을 분석하여 통합된 제어 신호를 출력하는 입력 신호 제어부; 및
   상기 통합된 제어 신호를 인가받아 펄스 폭 변조하여 상기 복수개의 조명 기기 각각의 조도를 제어하는 상기 기기 제어 신호를 출력하는 펄스 폭 변조 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 조명 연출 데이터 생성부는
   복수개의 레이어 구성이 적용되어 상기 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램을 저장부에 저장하는 사용자 단말기; 및
   상기 명령어 리스트를 다운로드받아 레이어 별로 상기 조명 연출을 원격으로 제어하는 상기 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 원격 제어 기기;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 원격 제어 기기는
   상기 명령어 리스트를 다운로드 받는 제1 무선 수신부;
   상기 다운로드 받은 명령어 리스트를 화면 상에 메뉴 형식으로 디스플레이 하는 조명 연출 애플리케이션; 및
   서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 신호 중 선택된 주파수의 신호 상에 상기 조명 연출 애플리케이션에서 조작된 연출 정보를 상기 제1 원격 제어 데이터에 로드하여 송신하는 제1 무선 송신부;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 사물 인터넷 감지부는
   상기 복수개의 조명 기기의 용도에 따라 실시간 변동되는 상황을 감지하여 상기 감지 데이터를 출력하는 센서부;
   상기 감지 데이터를 인가받아 상기 복수개의 조명 기기의 조도를 조절하는 디밍 제어 명령어를 생성하는 디밍 제어 명령어 생성부; 및
   상기 디밍 제어 명령어를 인가받아 상기 제2 원격 제어 데이터로 변환하여 전송하는 원격 제어 데이터 전송부;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치.
   
5. 삭제
6. 제3항에 있어서,
   상기 복수개의 조명 기기 각각은
   무선 통신망을 통해 상기 기기 제어 신호를 수신하는 제2 무선 수신부;
   상기 수신된 상기 기기 제어 신호에 응답하여 기 설계된 연출 정보 및 상기 감지 데이터에 따라 실시간 적응적으로 램프의 턴 온 및 턴 오프 동작과 조도를 조절하여 개별적 및 그룹 단위로 상기 램프를 구동시키는 구동부; 및
   상기 구동된 램프의 동작과 상기 조절된 조도에 대한 데이터를 상기 복수개의 조명 통합 제어부 중 해당 조명 통합 제어부에 전송하는 제2 무선 송신부;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 내지 제2 무선 송신부는
   노이즈에 의한 송신 신호의 왜곡을 방지하기 위하여 출력단에 신호 절연 장치로서 격리 저항이 장착되는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 조명 통합 제어부 각각에는
   조명 기기용 전원을 공급하는 전원 공급부가 연결되는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 장치.
   
9. (a) 조명 연출 데이터 생성부 상에서 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램 중 명령어 리스트를 다운로드받아 복수개의 조명 기기의 조명 연출을 1차적으로 원격 제어하는 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 단계;
   (b) 사물 인터넷 감지부가 실시간 변동되는 상황이 감지된 감지 데이터에 응답하여 디밍 제어 명령어를 생성하고, 상기 조명 연출을 2차적으로 원격으로 제어하는 제2 원격 제어 데이터를 전송하는 단계;
   (c) 복수개의 조명 통합 제어부가 상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터에 응답하여 상기 복수개의 조명 기기의 구동을 명령하는 기기 제어 신호를 출력하는 단계; 및
   (d) 상기 복수개의 조명 기기가 상기 기기 제어 신호에 응답하여 상기 실시간 변동되는 상황에 따라 적응적으로 개별적 및 그룹 단위로 구동하는 단계;를 포함하고,
   상기 (c) 단계는
   상기 복수개의 조명 통합 제어부 내 조명 제어 신호 수신부가 상기 조명 연출 프로그램 및 상기 제1 원격 제어 데이터를 인가받는 단계;
   디밍 제어 신호 수신부가 상기 제2 원격 제어 데이터를 인가받는 단계;
   입력 신호 제어부가 상기 조명 연출 프로그램, 상기 제1 및 제2 원격 제어 데이터를 전달받아 조명 기구의 색상 및 조도 레벨과 사물 인터넷 관련 조도 레벨을 분석하여 통합된 제어 신호를 출력하는 단계; 및
   펄스 폭 변조 제어부가 상기 통합된 제어 신호를 인가받아 펄스 폭 변조하여 상기 복수개의 조명 기기 각각의 조도를 제어하는 상기 기기 제어 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    (a-1) 사용자 단말기 상에서 복수개의 레이어 구성이 적용되어 상기 조명 연출 프로그램이 설계되고, 상기 설계된 조명 연출 프로그램이 저장부에 저장되는 단계; 및
    (a-2) 원격 제어 기기가 상기 명령어 리스트를 다운로드받아 레이어 별로 상기 조명 연출을 원격으로 제어하는 상기 제1 원격 제어 데이터를 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (a-2) 단계는
    상기 원격 제어 기기 내 제1 무선 수신부가 상기 명령어 리스트를 다운로드 받는 단계;
    조명 연출 애플리케이션이 상기 다운로드 받은 명령어 리스트를 화면 상에 메뉴 형식으로 디스플레이 하는 단계; 및
    제1 무선 송신부가 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 신호 중 선택된 주파수의 신호 상에 상기 조명 연출 애플리케이션에서 조작된 연출 정보를 상기 제1 원격 제어 데이터에 로드하여 송신하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법.
    
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    상기 사물 인터넷 감지부 내 센서부가 상기 복수개의 조명 기기의 용도에 따라 실시간 변동되는 상황을 감지하여 상기 감지 데이터를 출력하는 단계;
    디밍 제어 명령어 생성부가 상기 감지 데이터를 인가받아 상기 복수개의 조명 기기의 조도를 조절하는 디밍 제어 명령어를 생성하는 단계; 및
    원격 제어 데이터 전송부가 상기 디밍 제어 명령어를 인가받아 상기 제2 원격 제어 데이터로 변환하여 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법.
    
13. 삭제
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    상기 복수개의 조명 기기 내 제2 무선 수신부가 무선 통신망을 통해 상기 기기 제어 신호를 수신하는 단계;
    구동부가 상기 수신된 상기 기기 제어 신호에 응답하여 기 설계된 연출 정보 및 상기 감지 데이터에 따라 실시간 적응적으로 램프의 턴 온 및 턴 오프 동작과 조도를 조절하여 개별적 및 그룹 단위로 상기 램프를 구동시키는 단계; 및
    제2 무선 송신부가 상기 구동된 램프의 동작과 상기 조절된 조도에 대한 데이터를 상기 복수개의 조명 통합 제어부 중 해당 조명 통합 제어부에 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    사물 인터넷 기반의 DMX-512 조명 통합 제어 방법.
    
    
    

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