KR100267055B1 - 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선 통신으로 원격지에서 가로등 램프의 절전 제어 및 가로등 상태를 수집할 수 있도록 한 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구에 관한 것으로서, 전력선을 통하여 수신된 신호에 기초하여 선택적으로 절전 제어를 위한 스위칭 신호를 출력하고 인가된 가로등 상태 신호를 포함하는 소정의 송신 신호를 전력선을 통하여 송신하는 전력선 통신 제어 수단과, 전력선에 연결되어 전력 신호를 안정화시키며, 정격 전류와 전력을 유지하기 위한 정격 임피던스와 전류와 전력을 감소시키는 별도의 임피던스로 연결이 가능한 두 개의 단자를 갖는 절전형 안정기(305)와, 전력선 통신 수단의 스위칭 신호에 의거하여 절전형 안정기(305)의 단자를 택일하여 연결하는 절전 스위치(306)와, 절전 스위치(306)에 연결되어 초기 점화를 위한 고전압을 발생하는 점화기(307)와, 점화기(307)에 연결되어 점소등 제어와 절전 제어되는 램프(308)와, 절전형 안정기(305)와 점화기(307)와 램프(308)의 고장 상태를 검출하여 가로등 상태 신호를 출력하는 상태 검출부(309) 및 전력선에 연결된 절전형 안정기(305)의 전단에 연결하여 전력선을 통하여 유입/유출되는 노이즈 성분을 차단하기 위한 노이즈 차단부(304)를 포함하여, 원격지에서 절전 제어로 전력 소비를 절감할 수 있으며, 가로등의 상태를 확인 가능하여 가로등기구의 유지 보수에 드는 비용을 절감할 수 있는 것이다.

Description

원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구(street lighting apparatus of remote street lighting controlling system)

본 발명은 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구에 관한 것으로, 특히 전력선 통신을 이용하여 원격 가로등 제어 시스템의 가로등 콘트롤러와 양방향 통신이 가능하여 가로등의 절전 제어 및 가로등기구의 각종 상태를 검출하여 송신할 수 있도록 한 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구에 관한 것이다.

가로를 밝혀주는 가로등 시스템의 발전 과정을 살펴보면 최초에는 국부적으로 관리자가 직접 차단기를 온/오프 시키든 것이 밤과 낮의 조도를 감지하여 점소등 하는 가로등 콘트롤러, 프로그램에 의해 점소등이 제어되는 가로등 콘트롤러, 단방향 유무선 통신을 이용하여 원격제어가 가능한 가로등 제어 시스템으로 발전해 왔으며, 현재는 단방향 통신 가로등 제어 시스템이 일반적이다.

단방향 통신 가로등 제어 시스템의 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이 가로등 제어 시스템을 전반적으로 제어하며, 이를 위해 제어 신호를 지역 번호를 포함시켜서 발생하는 주제어장치(10)와, 주제어장치(10)의 제어 신호를 수신하여 포함된 지역 번호가 기설정된 지역 번호에 해당하면 할당된 가로등기구(50)를 제어하는 다수개의 가로등 컨트롤러(30)와, 가로등 컨트롤러(30)에 의해 제어되어 가로를 밝혀주는 고유 번호가 각각 할당된 다수개의 가로등기구(50)로 구성된다.

이와 같은 종래의 전형적인 가로등 제어 시스템은 원거리에서 원하는 시각에 선별적으로 가로등의 점소등을 제어할 수 있는데, 이는 주제어장치(10)에서 지역 번호를 포함한 제어 신호를 무선으로 송신하고, 이를 가로등 콘트롤러(30)에서 수신하여 제어 신호 중에 포함된 지역번호가 자신의 지역 번호와 동일한지를 비교하여 동일한 경우 연속되는 제어 데이터를 분석하여 해당 할당된 가로등기구(50)를 제어함으로써 이루어진다.

그러나, 이러한 종래의 가로등 제어 시스템의 가로등 콘트롤러에서는 가로등기구를 원격에서 점소등 제어는 할 수 있지만 가로등기구의 절전 제어 및 램프, 안정기, 점화기등의 가로등 상태를 원격에서 확인할 수 없었다.

한편, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래의 다른 가로등기구에서는 전력선을 이용하여 가로등의 고장 정보를 수집하는 장치가 있었으나, 가로등의 점소등에 기인하여 발생하는 고주파 노이즈 성분을 차단할 수 없어서 가로등기구와 전력선을 공유하는 다른 부하에 노이즈의 영향을 미치는 문제점이 있었으며, 또한 부하 소비 전력이 고정되어 있는 일반 안정기를 사용하기 때문에 온/오프의 점소등 제어만이 가능하고 상황에 따라서, 예를 들면 사람 또는 차량의 통행이 적은 심야 시간대나 외부 조도가 밝을 경우에 통행에 불편을 주지 않는 최소의 조도를 유지시켜 주는 절전 제어로서 가로등의 소비 전력을 감소시킬 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 도 2에 도시한 바와 같은 양방향 통신이 가능한 원격 가로등 제어 시스템이 대두되었으며, 이러한 양방향 통신이 가능한 원격 가로등 제어 시스템에서 가로등 콘트롤러와 전력선 통신으로 절전 제어 가로등 상태 데이터를 검출하여 송신할 수 있는 가로등기구가 필요하게 되었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 전력선 통신을 이용하여 원격 가로등 제어 시스템의 가로등 콘트롤러와 양방향 송수신이 가능하며, 가로등기구에서 전력선을 따라서 외부로 발생되는 노이즈 성분을 차단하면서 원격 제어에 의거하여 가로등을 절전 제어하고 가로등 상태 데이터를 원격지로 송신할 수 있도록 한 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구는, 원격 가로등 제어 시스템에서 가로등 콘트롤러와 전력선 통신에 의거하여 가로등 램프를 제어하는 장치로서, 가로등 콘트롤러에 의해 전력 신호가 선택적으로 인가되는 전력선과 연결되며, 전력선을 통하여 수신된 신호에 기초하여 선택적으로 절전 제어를 위한 스위칭 신호를 출력하고 인가된 가로등 상태 신호를 포함하는 소정의 송신 신호를 전력선을 통하여 송신하는 전력선 통신 제어 수단과, 전력선에 연결되어 전력 신호를 안정화시키며, 정격 전류와 전력을 유지하기 위한 정격 임피던스와 전류와 전력을 감소시키는 별도의 임피던스로 연결이 가능한 두 개의 단자를 갖는 절전형 안정기와, 전력선 통신 수단의 스위칭 신호에 의거하여 절전형 안정기의 단자를 택일하여 연결하는 절전 스위치와, 절전 스위치에 연결되어 초기 점화를 위한 고전압을 발생하는 점화기와, 점화기에 연결되어 점소등 제어와 절전 제어되는 램프와, 절전형 안정기와 점화기와 램프의 고장 상태를 검출하여 가로등 상태 신호를 출력하는 상태 검출부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

한편, 전력선 통신 제어 수단은 전력선과 라인 정합을 위한 라인 정합부와, 인가되는 송신 신호를 전력선 통신 신호로 변조하여 라인 정합부로 출력하고 라인 정합부로부터의 수신된 신호를 복조하여 출력하는 변복조부와, 변복조부로부터 복조된 신호에 기초하여 절전 제어를 위한 스위칭 신호를 출력하고 인가된 가로등 상태 신호를 포함하는 송신 신호를 구성하여 라인 정합부로 출력하는 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전력선에 연결된 절전형 안정기의 전단에 연결하여 전력선을 통하여 유입/유출되는 노이즈 성분을 차단하기 위한 노이즈 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 전형적인 단방향 통신 가로등 제어 시스템에 대한 블록도.

도 2는 본 발명을 포함하는 원격 가로등 제어 시스템에 대한 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구에 대한 블럭도.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

100 : 주제어장치 200 : 가로등 콘트롤러

300 : 가로등기구 301 : 라인 정합부

302 : 변복조부 303 : 마이크로 프로세서

304 : 노이즈 차단부 305 : 절전형 안정기

306 : 절전 스위치 307 : 점화기

308 : 램프 309 : 상태 검출부

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구에 대한 블록도로서, 가로등 콘트롤러(200)에 전력선으로 연결된 가로등기구(300)는 라인 정합부(301), 변복조부(302), 마이크로 프로세서(303), 노이즈 차단부(304), 절전형 안정기(305), 절전 스위치(306), 점화기(307), 램프(308) 및 상태 검출부(309)를 포함하여 구성한다.

동 도면에 있어서, 가로등 콘트롤러(200)는 도시 생략된 원격 가로등 제어 시스템의 주제어 장치와 무선으로 송수신하면서 각 가로등기구(300)를 제어하게 되며, 절전 제어시 전력선 반송 통신으로 해당 가로등기구(300)로 절전 제어 데이터를 송신하고, 가로등 상태 확인시 각 가로등기구(300)로 가로등 상태 확인을 요구하여 각 가로등기구(300)로부터 인가되는 가로등 상태 데이터를 수신하여 도시 생략된 주제어 장치로 송신한다.

그리고, 가로등기구(300)의 라인 정합부(301)는 가로등 콘트롤러(200)와 전력선 양방향 통신을 위한 수단으로서, 후술하는 변복조부(302)와 전력선과의 라인 정합을 수행한다.

또한, 변복조부(302)는 후술하는 마이크로 프로세서(303)로부터의 송신 신호를 장거리 전송을 위한 전력선 통신 신호로 변조하여 라인 정합부(301)로 인가하고, 라인 정합부(301)로부터 인가된 신호, 예를 들면 절전 제어 데이터를 전기적 특성이 TTL(Transistor Transistor Logic) 호환 레벨의 입출력 허용 신호로 복조하여 마이크로 프로세서(303)로 출력한다.

한편, 마이크로 프로세서(303)는 변복조부(302)로부터 복조된 신호가 기설정된 자신의 고유 번호에 해당하고 절전 제어 데이터에 해당하면 절전 제어 신호를 위한 스위칭 신호를 출력하고, 복조된 신호가 가로등 상태 확인 요구 데이터이면 후술하는 상태 검출부(309)로부터 인가된 가로등 상태 신호를 기설정된 고유 번호를 포함해서 소정 포맷의 송신 신호로 구성하여 라인 정합부(301)로 출력한다.

그리고, 노이즈 차단부(304)는 전력선으로 유입/유출되는 노이즈 성분, 특히 점화기(307)에서 발생하는 고전압 노이즈 성분을 차단하기 위한 수단으로서, 가로등 콘트롤러(200)로부터의 전력선과 후술하는 절전형 안정기(305)의 사이에 노이즈 차단을 위한 코일, 예를 들면 단상 2선식의 전력선일 경우에는 2선에 각각 코일을 삽입 구성하여 전력선을 통해 유입/유출되는 노이즈 성분을 차단한다.

또한, 절전형 안정기(Ballast)(305)는 노이즈 차단부(304)와 후술하는 절전 스위치(306) 사이에 연결 구성하여 전력 신호의 전류를 안정화시키는 수단으로서, 정격 전류와 전력을 유지하기 위한 정격 임피던스와 전류와 전력을 감소시키기 위한 별도의 임피던스로 연결이 가능한 두 개의 단자를 구비하여 절전 스위치(306)에 연결한다.

한편, 절전 스위치(306)는 마이크로 프로세서(303)으로부터의 스위칭 신호에 의거하여 절전형 안정기(305)의 두단자를 택일하여 후술하는 점화기(307)로 연결한다.

그리고, 점화기(Ignitor,307)는 램프(308)를 초기 점화시키기 위한 고전압을 발생하여 램프(308)로 인가한다.

또한, 램프(308)는 점화기(307)에 의해 초기 점화되어 빛 산란의 최대 억제 구조를 갖는 Cut-Off 타입의 등기구, 예를 들면 메탈 할라이드(Metal Halide) 램프, 고압 나트륨(High Pressure Sodium) 램프등을 이용하며, 교체가 용이하고 빗물 및 벌레의 침입을 차단할 수 있는 구조의 소켓에 삽입 장착할 수 있도록 하고 등주의 상부에 독립적으로 설치하거나 다른 구성부와 동일한 위치 예를 들면, 등주의 중간 하부 위치에 함께 설치할 수 있도록 구성한다.

마지막으로, 상태 검출부(309)는 절전형 안정기(305), 점화기(307), 램프(308)의 고장 유무 상태를 검출하여 가로등 상태 신호를 마이크로 프로세서(303)로 인가한다.

다음에, 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구의 동작 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 도시 생략된 가로등 콘트롤러(200)는 도시 생략된 주제어장치(100)의 각종 제어 데이터를 수신하고, 수신된 제어 데이터를 분석하여 처리함으로써 주제어장치(100)가 요구하는 기능을 수행하게 된다.

이때, 수신된 제어 데이터에 기초하여 해당 가로등기구(300)의 점등 시점에서 내부 배전반 제어로 가로등기구(300)에 연결된 전력선으로 전력 신호를 출력하게 된다.

그러면, 가로등기구(300)의 노이즈 차단부(304)를 통과한 전력 신호는 절전형 안정기(305)를 거쳐서 절전 스위치(306)로 인가된다.

이때, 절전 스위치(306)는 초기에 정격 전류와 전력을 유지하기 위한 절전형 안정기(305)의 일단자에 연결되어 있기 때문에, 전력 신호는 정격 전류와 전력이 유지하면서 절전 스위치(306)를 통하여 점화기(307)로 인가된다.

다음에, 점화기(307)는 램프(308)를 초기 점화시키기 위한 소정 고전압 신호를 발생하여 램프(308)를 초기 점화시키게 되며, 결국 램프(308)가 점등되어 가로를 밝혀주게 된다.

이때, 노이즈 차단부(304)는 노이즈 성분, 특히 점화기(307)에서 발생되는 고전압의 노이즈 성분이 전력선을 통하여 유출되는 것을 차단하게 되어, 전력선을 공유하는 다른 부하에 노이즈 성분이 인가되는 것을 방지하게 된다.

한편, 가로등 콘트롤러(200)는 도시 생략된 주제어 장치(100)로부터 수신된 제어 데이터에 가로등 절전 제어를 위한 절전 제어 데이터가 포함되어 있으면 해당 가로등기구(300)로 가로등기구(300)에 기설정된 고유 번호를 포함시켜서 전력선 통신을 이용하여 절전 제어 데이터를 송신하게 된다.

그러면, 전력선에 연결된 가로등기구(300)의 라인 정합부(301)를 통해서 절전 제어 데이터가 변복조부(302)로 인가된다.

다음에, 변복조부(302)에서 복조된 절전 제어 데이터는 마이크로 프로세서(303)로 인가되고, 마이크로 프로세서(303)는 인가된 제어 데이터가 기설정되어 있는 자신의 고유 번호와 일치하는 절전 제어 데이터이면 램프(308)의 소비 전력을 낮추어 절전 제어하기 위한 스위칭 신호를 절전 스위치(306)로 인가한다.

그러면, 절전 스위치(306)가 절환되어 절전형 안정기(305)의 타단자가 점화기(307)로 연결된다.

이때, 절전형 안정기(305)는 전력 신호를 최대 정격 전류와 전력을 유지하는 임피던스에 기초하여 안정화시키다가 절전 전류와 전력을 유지하는 별도의 임피던스에 기초하여 전력 신호를 안정화시키게 된다.

따라서, 램프(308)의 소비 전력이 감소되어 절전되며, 램프(308)는 사람 또는 차량의 통행이 적은 심야 시간대에 통행에 불편을 주지 않는 최소의 조도를 유지하게 된다.

한편, 마이크로 프로세서(303)는 전력선 통신으로 수신된 제어 데이터가 기설정된 자신의 고유 번호와 일치하고 가로등 상태 확인 요구 데이터이면 상태 검출부(309)로부터 검출 수집되어 인가되는 절전형 안정기(305), 점화기(307) 및 램프(308)의 고장 유무 상태를 포함하는 가로등 상태 데이터를 자신의 고유 번호를 포함시켜서 소정 송신 신호로 구성하여 변복조부(302)로 인가한다.

그러면, 변복조부(302)는 마이크로 프로세서(303)로부터 인가된 송신 신호를 전력선 반송 통신으로 장거리 통신이 가능하도록 변조하여 라인 정합부(301)와 전력선을 통하여 가로등 콘트롤러(200)로 인가함으로써, 원격지에서 가로등 상태를 확인하는 것이 가능하게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정 실시가 가능함을 알 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가로등기구는 원격 가로등 제어 시스템의 가로등 콘트롤러와 노이즈 성분 차단이 가능한 전력선 통신을 통해서, 램프의 소비 전력을 가변하여 필요시 즉, 사람 또는 차량의 통행이 적은 심야 시간대나 외부 조도가 밝을 경우에 통행에 불편을 주지 않는 최소의 조도를 유지시켜 주기 위한 절전 제어가 가능하므로 전력 소비를 절감할 수 있으며, 또한 개개의 가로등기구의 상태 데이터를 검출 및 송신하여 원격지에서 수집할 수 있으므로 가로등기구의 유지 보수에 드는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 원격 가로등 제어 시스템에서 가로등 콘트롤러(200)와 전력선 통신에 의거하여 가로등 램프를 제어하는 장치로서,

   상기 가로등 콘트롤러(200)에 의해 전력 신호가 선택적으로 인가되는 전력선과 연결되며, 전력선을 통하여 수신된 신호에 기초하여 선택적으로 절전 제어를 위한 스위칭 신호를 출력하고 인가된 가로등 상태 신호를 포함하는 소정의 송신 신호를 전력선을 통하여 송신하는 전력선 통신 제어 수단과;

   상기 전력선에 연결되어 전력 신호를 안정화시키며, 정격 전류와 전력을 유지하기 위한 정격 임피던스와 전류와 전력을 감소시키는 별도의 임피던스로 연결이 가능한 두 개의 단자를 갖는 절전형 안정기(305)와;

   상기 전력선 통신 수단의 스위칭 신호에 의거하여 절전형 안정기(305)의 단자를 택일하여 연결하는 절전 스위치(306)와;

   상기 절전 스위치(306)에 연결되어 초기 점화를 위한 고전압을 발생하는 점화기(307)와;

   상기 점화기(307)에 연결되어 점소등 제어와 절전 제어되는 램프(308)와;

   상기 절전형 안정기(305)와 점화기(307)와 램프(308)의 고장 상태를 검출하여 상기 가로등 상태 신호를 출력하는 상태 검출부(309)를 포함하는 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전력선 통신 제어 수단은 상기 전력선과 라인 정합을 위한 라인 정합부(301)와;

   인가되는 상기 송신 신호를 전력선 통신 신호로 변조하여 상기 라인 정합부(301)로 출력하고 상기 라인 정합부(301)로부터의 수신된 신호를 복조하여 출력하는 변복조부(302)와;

   상기 변복조부(302)로부터 복조된 신호에 기초하여 절전 제어를 위한 상기 스위칭 신호를 출력하고 인가된 상기 가로등 상태 신호를 포함하는 송신 신호를 구성하여 상기 라인 정합부(301)로 출력하는 마이크로 프로세서(303)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전력선에 연결된 절전형 안정기(305)의 전단에 연결하여 전력선을 통하여 유입/유출되는 노이즈 성분을 차단하기 위한 노이즈 차단부(304)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 가로등 제어 시스템의 가로등기구.