KR100993300B1 - 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템 - Google Patents

원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템

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KR100993300B1
KR100993300B1 KR1020100043862A KR20100043862A KR100993300B1 KR 100993300 B1 KR100993300 B1 KR 100993300B1 KR 1020100043862 A KR1020100043862 A KR 1020100043862A KR 20100043862 A KR20100043862 A KR 20100043862A KR 100993300 B1 KR100993300 B1 KR 100993300B1
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Abstract

본 발명은 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템에 관한 것으로서, 지반에 수직으로 설치되며 상부에 빛을 발하는 조명부(120)가 구비되는 가로등지주(110); 상기 조명부(120) 내부에 설치되어 조도를 감지하는 빛감지센서(210); 상기 가로등지주(110)의 일측에 설치되어 상기 가로등지주(110)의 변형이나 움직임을 감지하는 기울기센서(310); 상기 빛감지센서(210)와 상기 기울기센서(310)에서 감지한 측정값을 원격지로 송신하는 무선통신모뎀(410); 및, 상기 가로등지주(110)와 이격된 원격지에 설치되며 상기 무선통신모뎀(410)으로부터 전송되는 신호를 수신하여 분석하여 가로등의 고장 유무를 판단하는 소프트웨어가 내장된 원격지서버(510);를 포함하여 구성되는 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템에 관한 것이다.

Description

원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템{Remote Monitoring Street Lighting System}
본 발명은 원격지에서 가로등의 고장 유무를 판단하여 관리인에게 실시간 문자메시지로 통보할 수 있는 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 거리를 밝히는 가로등 시스템은 초기에 국부적으로 관리자가 직접 차단기를 수동으로 온/오프 시켰으나 점차 밤과 낮의 조도를 감지하여 점소등 하는 가로등 콘트롤러를 구비하거나, 프로그램에 의해 점소등이 제어되는 가로등 콘트롤러를 구비하는 방향으로 자동화가 이루어졌고, 최근에는 단방향 무선 통신을 이용하여 원격제어가 가능한 가로등 제어시스템으로 발전되었다.
그러나 이러한 종래의 가로등 제어시스템은 원거리에서 원하는 시각에 선별적으로 또는 동시에 가로등의 점소등을 제어할 수는 있으나, 관리자가 단방향으로만 제어가 가능하여 가로등 시스템의 고장 상태를 실시간으로 파악할 수 없는 문제점이 있었다.
왜냐하면, 이러한 종래의 단방향 가로등 무선제어 시스템의 가로등 콘트롤러에서는 가로등을 무선 원격으로 점소등을 제어할 수 있지만, 가로등기구의 절전 제어 및 램프, 안정기, 점멸기 등의 전반적인 운용상태를 원격지에서 확인 및 감시할 수 없었기 때문이다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 개선된 또 다른 가로등기구에서는 전력선 통신을 이용하여 가로등의 고장 정보를 수집하는 장치가 있었으나, 가로등의 점소등에 기인하여 발생하는 고주파 노이즈 성분을 차단할 수 없고, 가로등기구와 전력선을 공유하는 다른 부하에 노이즈의 영향을 미치는 문제점이 있어서, 감시데이타의 내용이 손실되는 에러가 잦고, 유선으로써 유지관리가 불편하고 전력선 통신의 거리가 짧아 가로등 제어 갯수가 제한적이어서 광역지역에 적용할 수 없는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같다.
첫째, 유선의 불편함을 해소하고 광역지역에 광범위하게 적용할 수 있는 새로운 개념의 원격 모니터링 가로등 시스템을 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 조명부의 조도를 감지하는 빛감지센서와 가로등지주의 도괴를 감지하는 기울기센서를 구비하여 가로등의 이상 유무를 통합적으로 감지할 수 있는 원격 모니터링 가로등 시스템을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
셋째, 태양광 발전과 풍력 발전을 병행하여 외부전원이 차단된 경우에도 기능을 유지할 수 있는 새로운 개념의 원격 모니터링 가로등 시스템을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
넷째, 태양광 발전 효율과 조명부의 효율을 유지할 수 있는 새로운 수단이 구비된 원격 모니터링 가로등 시스템을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템에 관한 것으로서, 지반에 수직으로 설치되며 상부에 빛을 발하는 조명부(120)가 구비되는 가로등지주(110); 상기 조명부(120) 내부에 설치되어 조도를 감지하는 빛감지센서(210); 상기 가로등지주(110)의 일측에 설치되어 상기 가로등지주(110)의 변형이나 움직임을 감지하는 기울기센서(310); 상기 빛감지센서(210)와 상기 기울기센서(310)에서 감지한 측정값을 원격지로 송신하는 무선통신모뎀(410); 및, 상기 가로등지주(110)와 이격된 원격지에 설치되며 상기 무선통신모뎀(410)으로부터 전송되는 신호를 수신하여 분석하여 가로등의 고장 유무를 판단하는 소프트웨어가 내장된 원격지서버(510);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 전력선 통신의 거리 제약 요인으로 인한 감시대상 가로등 갯수의 한계를 무선을 이용함으로써 확장할 수 있다.
다시 말하면, 무선통신모뎀(410)을 이용하여 원격지의 원격지서버(510)에 빛감지센서(210)와 기울기센서(310)에서 감지한 신호를 전송하고, 원격지서버(510)에서는 이러한 신호를 바탕으로 가로등의 고장 유무를 판단하여 해당 관리인에게 즉시 문자메시지를 전달할 수 있는 시스템을 구축하여 전력선 통신의 단점인 가로등 제어 갯수의 범위를 확장하여 광역지역의 가로등 관리가 용이하게 된다.
둘째, 조명부의 조도를 감지하는 빛감지센서와 가로등지주의 도괴를 감지하는 기울기센서를 구비하여 가로등의 이상 유무를 통합적으로 감지할 수 있다.
다시 말하면, 조명부(120)의 조도를 감지하여 전등이 제대로 작동되는지 여부를 모니터링할 뿐만 아니라, 가로등지주(110)의 도괴 여부를 감지하는 기울기센서(310)를 부착하여 가로등의 이상 유무를 통합적으로 관리할 수 있다.
셋째, 태양광 발전과 풍력 발전을 병행하여 외부전원이 차단된 경우에도 기능을 유지할 수 있다.
다시 말하면, 가로등지주(110)에 태양광발전모듈(620)과 함께 회전풍차(610)와 발전부(630)를 구비하여 주간 및 야간, 또는 악천후 여부에 불문하고 수시로 전력을 생산하여 가로등에 필요한 전원으로 활용할 수 있다.
넷째, 태양광 발전 효율과 조명부의 성능을 유지할 수 있다.
다시 말하면, 회전풍차(610)의 구조를 이용하여 냉각핀부(625)와 조명부(120)의 냉각 효율을 향상시켜 태양광 발전 효율과 조명부(120)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
도1은 본 발명을 구성하는 주요 구성요소를 도시한다.
도2는 본 발명을 구성하는 회전풍차(610), 태양광발전모듈(620) 및 냉각핀부(625)를 도시한다.
도3은 본 발명을 구성하는 주요 구성요소의 연결 관계를 도시하는 블록도이다.
도4는 마스터(Master)로 지정된 무선통신모뎀(410)이 통신중계(Relay) 기능을 수행하는 것을 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 원격 모니터링 및 전력 생산이 가능한 가로등 시스템에 관한 것이다.
가로등지주(110)는 지반에 수직으로 설치되는 일반적인 가로등 구조물인데, 가로등지주(110) 상부에는 빛을 발하는 조명부(120)가 구비된다.
조명부(120)를 구성하는 전구는 할로겐 전구나 크립톤 전구, 형광등 또는 LED 등이 자유롭게 선택되어 사용될 수 있다.
빛감지센서(210)는 이러한 조명부(120) 내부에 설치되어 조도를 감지하는 역할을 하는데, 빛감지센서(210)의 종류나 규격도 특정 제품으로 한정되는 것은 아니며 시중에 유통되고 있는 일반적인 빛감지센서(210) 가운데 적절한 모델을 선택하면 된다.
이러한 빛감지센서(210)는 조명부(120)를 구성하는 전구의 조도를 감지하여 고장 유무를 확인하는 수단으로 활용된다.
즉 빛감지센서(210)가 측정한 조도는 무선통신모뎀(410)을 통하여 원격지에 위치하는 원격지서버(510)로 전송되는데, 원격지서버(510)에는 무선통신모뎀(410)을 통하여 전달되는 신호를 분석하여 고장 유무를 판단하는 소프트웨어가 내장되어 있으며 미리 설정된 수치 이하의 조도가 감지된다는 신호를 수신하면 해당 가로등의 조명부(120)에 고장이 발생하였다고 판단하게 된다.
원격지서버(510)는 조명부(120)에 고장이 발생하였다고 판단하면 해당 가로등의 위치 및 고장 내역을 관리인의 휴대용전화기에 즉시 문자메시지로 전송하여 해당 조명부(120)의 수리 및 교체가 이루어질 수 있도록 한다.
기울기센서(310)는 가로등지주(110)의 일측에 설치되며 가로등지주(110)의 변형이나 움직임을 감지하게 된다.
이러한 기울기센서(310)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않으나 가능한 높은 위치에 설치하는 것이 가로등지주(110)의 변형이나 움직임을 감지하는데 유리하다.
이러한 기울기센서(310)는 기울기 값을 감지하여 무선통신모뎀(410)을 통하여 원격지서버(510)로 이를 전송하는데, 원격지서버(510)는 이러한 신호를 수신하여 가로등지주(110)의 변형이나 도괴 여부를 판단하게 된다.
즉 기울기 값이 미리 설정된 수치 이상으로 변화하는 경우 원격지서버(510)는 해당 가로등의 변형이나 도괴가 발생하였다고 판단하고 이를 즉시 관리인에게 문자메시지로 전달하여 해당 가로등의 수리 및 교체가 이루어지도록 한다.
기울기센서(310)의 경우도 빛감지센서(210)와 마찬가지로 그 종류나 규격이 특정 제품으로 한정되는 것이 아니며 시중에 유통되고 있는 다양한 제품 가운데 적절한 모델을 선택하면 된다.
무선통신모뎀(410)은 빛감지센서(210)와 기울기센서(310)에서 감지한 측정값을 원격지로 송신하는 역할을 하는데, 무선방식은 바이너리 CDMA나 RF 등과 같은 무선신호 전송 프로토콜을 이용하여 기존의 CDMA망 또는 ADSL망을 통해 전송한다.
여기서 바이너리 CDMA는 국내에서 개발되어 세계 표준으로 등록된 저전력 대용량 데이터 전송 프로토콜을 말한다.
특히 여러 개의 가로등에 부착된 무선통신모뎀(410)은 상호 통신을 하여 대표가로등(Master)의 무선통신모뎀(410)에게 측정값을 보내고, 대표가로등(Master)은 인근 가로등(Slave)의 무선통신모뎀(410)에서 수집한 정보를 원격지서버(510)로 전송하는 중계(Relay) 기능을 가지고 있다.
이와 같이 무선통신모뎀(410)은 각 가로등지주(110) 별로 마스터(Master)와 슬래브(Slave)로 구분되는데, 만약 슬래브 가운데 일부가 마스터와 통신을 하지 못하게 되면 슬래브 사이에 중계통신(Relay)을 하여 마스터와 통신이 가능한 슬래브가 마스터로 다른 슬래브의 데이터도 함께 전송하고, 마스터는 슬래브로부터 수신된 측정값을 상기 원격지서버(510)로 전송하게 된다.
원격지서버(510)는 가로등지주(110)와 이격된 원격지에 설치되며 대표가로등(Master)에 부착된 무선통신모뎀(410)으로부터 전송되는 신호를 수신·분석하여 가로등의 고장 유무를 판단하는 소프트웨어가 내장되어 있으며, 가로등의 고장을 판별하면 해당 가로등의 위치 및 고장 내역에 관한 내용을 관리인에게 즉시 문자메시지로 전송하여 수리 및 교체가 이루어지도록 한다.
회전풍차(610)는 발전부(630)와 연동하여 운동에너지를 전기에너지로 전환하기 위한 장치인데, 가로등지주(110)의 상단부에 설치되어 조명부(120)의 상부에 위치하며 바람에 의하여 자유회전을 하게 된다.
태양광발전모듈(620)은 회전풍차(610)의 상부에 설치되며 태양광을 이용하여 전력을 생산하여 충전부(640)로 공급하게 된다.
이러한 태양광발전모듈(620)의 하부에는 발전 과정에서 발생되는 열을 외기로 발산하는 냉각핀부(625)가 구비되어 태양광발전모듈(620)의 온도가 과도하게 상승하여 발전효율이 저하되는 것을 방지하게 된다.
이러한 냉각핀부(625)는 알루미늄과 같은 금속 재질로 만들어지며 상부면에는 태양광발전모듈(620)이 부착되고 하부면에는 외기와의 접촉 면적을 넓히기 위한 다수 개의 핀들이 돌출된 형상을 하고 있다.
발전부(630)는 가로등지주(110)의 내부에 설치되며 회전풍차(610)에 연동하여 전력을 생산하는 역할을 하는 일반적인 발전기 구조이다.
충전부(640)는 발전부(630)에서 발생된 전력을 저장하며 조명부(120), 무선통신모뎀(410), 빛감지센서(210) 및 기울기센서(310) 각각과 연결되는 스위치를 구비하여 필요시 이들 구성요소에 전원을 공급하게 된다.
제어부(710)는 충전부(640)에 저장된 전력이 일정 수준 이상인 경우에는 조명부(120), 무선통신모뎀(410), 빛감지센서(210) 및 기울기센서(310) 각각으로 연결되는 충전부(640)의 스위치를 온(On)하여 충전부(640)에 저장된 전력을 공급하고 외부전원의 공급을 중단하게 된다.
또한 충전부(640)에 저장된 전력이 일정 수준 이하로 떨어지면 조명부(120), 무선통신모뎀(410), 빛감지센서(210) 및 기울기센서(310) 각각으로 연결되는 충전부(640)의 스위치를 오프(Off)하고 외부전원을 공급한다.
회전풍차(610)는 도2에 도시된 바와 같이 상부회전봉(611)과 하부회전봉(613)으로 이루어진 이층 구조를 하고 있다.
상부회전봉(611)은 중심축에서 방사상으로 다수 개가 뻗어나오는 구조인데, 상부회전봉(611)의 외측 단부에는 각각 바람을 맞이하여 풍압을 발생시키는 상부바람막이(612)가 구비된다.
하부회전봉(613)도 상부회전봉(611)과 마찬가지로 중심축에서 방사상으로 다수 개가 뻗어나오는 구조인데, 하부회전봉(613)의 외측 단부에도 각각 바람을 받아들여 풍압을 발생시키는 하부바람막이(614)가 구비된다.
상부바람막이(612)는 반구의 상부가 잘려나간 형태가 되어 상부바람막이(612) 내부로 유입된 바람이 상부로 배출되어 냉각핀부(625)로 공급되면서 냉각핀부(625)의 냉각 작용을 돕게 된다.
하부바람막이(614)는 반구의 하부가 잘려나간 형태가 되어 하부바람막이(614) 내부로 유입된 바람이 하부로 배출되어 조명부(120)의 상부로 공급되면서 조명부(120)의 냉각을 돕게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경시키지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
110:가로등지주
120:조명부
210:빛감지센서
310:기울기센서
410:무선통신모뎀
510:원격지서버
610:회전풍차
611:상부회전봉 612:상부바람막이
613:하부회전봉 614:하부바람막이
620:태양광발전모듈
625:냉각핀부
630:발전부
640:충전부
710:제어부

Claims (6)

  1. 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템에 관한 것으로서,
    지반에 수직으로 설치되며 상부에 빛을 발하는 조명부(120)가 구비되는 가로등지주(110);
    상기 조명부(120) 내부에 설치되어 조도를 감지하는 빛감지센서(210);
    상기 가로등지주(110)의 일측에 설치되어 상기 가로등지주(110)의 변형이나 움직임을 감지하는 기울기센서(310);
    상기 빛감지센서(210)와 상기 기울기센서(310)에서 감지한 측정값을 송신하는 무선통신모뎀(410); 및,
    상기 가로등지주(110)와 이격된 원격지에 설치되며 상기 무선통신모뎀(410)으로부터 전송되는 신호를 수신하여 분석하여 가로등의 고장 유무를 판단하는 소프트웨어가 내장된 원격지서버(510);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 무선통신모뎀(410)은 각 가로등지주(110) 별로 마스터(Master)와 슬래브(Slave)로 구분되고, 슬래브는 측정값을 마스터로 전송하되 만약 슬래브 가운데 일부가 마스터와 통신을 하지 못하게 되면 슬래브 사이에 중계통신(Relay)을 하여 마스터와 통신이 가능한 슬래브가 마스터로 다른 슬래브의 데이터도 함께 전송하고, 마스터는 슬래브로부터 수신된 측정값을 상기 원격지서버(510)로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 가로등지주(110)의 상단부에 설치되어 상기 조명부(120)의 상부에 위치하며 바람에 의하여 자유회전을 하는 회전풍차(610);
    상기 가로등지주(110)의 내부에 설치되며 상기 회전풍차(610)에 연동하여 전력을 생산하는 발전부(630);
    상기 발전부(630)에서 발생된 전력을 저장하며 상기 조명부(120), 상기 무선통신모뎀(410), 상기 빛감지센서(210) 및 상기 기울기센서(310) 각각과 연결되는 스위치를 구비한 충전부(640); 및,
    상기 충전부(640)에 저장된 전력이 일정 수준 이상이거나 외부전원의 공급이 단절되는 경우를 판별하여 상기 충전부(640)의 스위치를 연결시켜 상기 조명부(120), 상기 무선통신모뎀(410), 상기 빛감지센서(210) 및 상기 기울기센서(310) 각각에 상기 충전부(640)의 전력을 공급하는 제어부(710);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 회전풍차(610)의 상부에 설치되며 태양광을 이용하여 전력을 생산하여 상기 충전부(640)로 공급하는 태양광발전모듈(620); 및,
    상기 태양광발전모듈(620)의 하부에 부착되어 태양광 발전 과정에서 발생되는 열을 외기로 발산하는 냉각핀부(625);
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템.
  4. 제3항에서, 상기 회전풍차(610)는,
    중심축에서 방사상으로 뻗어나온 다수 개의 상부회전봉(611);
    중심축에서 방사상으로 뻗어나오며 상기 상부회전봉(611)의 하부에 위치하는 다수 개의 하부회전봉(613);
    상기 상부회전봉(611)의 외측 단부에 각각 결합되며 바람을 맞이하여 풍압을 발생시키는 상부바람막이(612); 및,
    상기 하부회전봉(613)의 외측 단부에 각각 결합되며 바람을 맞이하여 풍압을 발생시키는 하부바람막이(614);
    로 구성되며,
    상기 상부바람막이(612)는 반구의 상부가 잘려나간 형태가 되어 상기 상부바람막이(612) 내부로 유입된 바람이 상부로 배출되어 상기 냉각핀부(625)로 공급되며,
    상기 하부바람막이(614)는 반구의 하부가 잘려나간 형태가 되어 상기 하부바람막이(614) 내부로 유입된 바람이 하부로 배출되어 상기 조명부(120)의 상부로 공급되는 것을 특징으로 하는 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 원격지서버(510)는 가로등의 고장을 판별하면 해당 가로등의 위치 및 고장 내역을 관리인의 휴대용전화기에 문자메시지로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 모니터링이 가능한 가로등 시스템.
  6. 삭제
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