KR100704435B1

KR100704435B1 - 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치

Info

Publication number: KR100704435B1
Application number: KR1020070014922A
Authority: KR
Inventors: 천승환; 유진호
Original assignee: (주)도울정보기술; 주식회사 셀런
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-04-06

Abstract

본 발명은 지그비 무선통신과 전력선 통신의 중계 및 게이트웨이 기능이 가능한 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치를 개시한다. 본 발명의 장치는 소속 분전함장치 또는 타 가로등주제어자치로부터 전달된 통신신호를 해석하여, 해당 장치를 목적지로 하는 통신신호는 중앙제어부에 전달하고, 타 장치를 목적지로 하는 통신신호는 라우팅 테이블에 따라 PLC 전력선 통신부 또는 지그비 통신부를 통하여 재전송하여 중계하는 통신중계부와, 전력선을 매체로 하여 소속 분전함장치와 가로등주제어장치 또는 가로등주제어장치간 중계 통신신호를 송수신하는 전력선 통신부와, 무선 통신을 매개로 하여 소속 분전함장치와 가로등주제어장치 또는 가로등주제어장치간 중계 통신신호를 송수신하는 지그비통신부와, 제어신호가 있으면 가로등 전력선을 통해 해당 안정기로 공급되는 상시/격등 전력을 차단하고, 제어신호가 없으면 전력선을 바이패스시키는 안정기전원제어부와, 통신중계부를 통해 소속 분전함제어기 혹은 다른 가로등주제어장치와 통신하고, 상기 안정기전원제어부와 상기 누전차단제어부를 제어하여 해당 조명수단의 점소등을 제어하며, 상기 조명수단의 고장을 감시하여 소속 분전함장치에 보고하는 중앙제어부로 구성된다.

가로등제어, PLC 전력선 통신, 지그비 무선 통신, 분전함, 가로등주, 라우팅

Description

가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치{STREETLIGHT CONTROLLER }

도 1은 본 발명이 적용되는 가로등 관제 시스템의 전체 구성 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 분전함의 구성 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 분전함제어기의 구성 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 분전함 보조 제어부의 구성 블럭도,

도 5는 본 발명에 따른 분전함제어기의 통신망 라우팅부를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 분전함제어기의 통신망 라우팅부가 수행하는 라우팅 순서를 도시한 순서도,

도 7은 본 발명에 따른 등주 제어기의 연결 구성도,

도 8은 본 발명에 따른 등주 제어기의 구성 블럭도,

도 9는 본 발명에 따른 안정기전원제어부의 구성 블럭도,

도 10은 본 발명에 따른 누전차단제어부와 누전차단기부의 구성 블럭도,

도 11은 본 발명에 따른 통신중계부의 구성 블럭도,

도 12는 본 발명에 따른 분전함/등주 연결망 구성 블럭도,

도 13은 본 발명에 따른 PLC 전력선 통신 불량 구간의 ZIGBEE 통신 중계 예시도,

도 14는 통신 중계를 하지 않는 1:1 방식의 라우팅 개념도,

도 15는 본 발명에 따른 모든 등주에서 통신중계를 하는 라우팅 개념도,

도 16은 본 발명에 따른 다른 분기 또는 다른 분전함 선로의 등주를 이용하는 라우팅 개념도,

도 17은 본 발명에 따른 1:1 통신방식과 중계통신 방식의 등주를 갖는 라우팅 개념도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101: 인터넷망 102: CDMA망

104: 핸드폰 105: PDA단말기

100: 가로등 중앙관제부 110: 중앙관제서버

130: 중앙관제단말기 150: 가로등 상환판장치

200: 분전함부 220: 분전함제어기

240: 분전함 보조제어부 215: 220V/30V 변압부

300: 가로등주부 302: 등기구

304: 안정기 310: 가로등주제어기

본 발명은 가로등의 점등과 소등을 제어하는 가로등주 제어장치에 관한 것으 로, 더욱 상세하게는 지그비 무선통신과 전력선 통신의 중계 및 게이트웨이 기능이 가능한 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치에 관한 것이다.

최근 들어, 분산된 가로등을 중앙 집중방식으로 원격제어하기 위한 가로등 관제 시스템들이 제안되고 있는데, 통상 가로등 관제 시스템은 분전함까지만 제어하는 모델과, 분전함과 가로등주 모두를 제어하는 모델로 구분할 수 있다.

분전함까지만을 제어하는 시스템은 중앙 센터에서 서버컴퓨터를 두고 분전함과 통신 방법으로 VHF 통신 또는 CDMA 통신을 이용하는데, 분전함 내에 제어기를 설치하여 분전함에 연결된 가로등의 분기제어 및 상시 격등제어 등을 할 수 있다.

또한 가로등주까지 제어하는 시스템은 분전함과 가로등주, 가로등주와 가로등주 사이에 전력공급선로 이외에 별도의 제어를 위한 전용통신 선로를 가설하기 곤란하므로 각각의 가로등주내에 제어기를 설치하여 분전함제어기와 전력선 통신(PLC)를 이용하고 있다.

그런데 전력선을 이용한 통신방식(PLC)은 전력선로가 불안정하고, 안정기가 노후화되거나 등주제어기가 자주 고장이 발생하여 유지보수비용이 증가하는 문제점이 있다. 즉, 현재의 가로등은 전력공급선의 단선 및 노후화로 인해 가로등주제어기의 통신 수단으로 전력선 통신(PLC)를 사용할 경우에는 그 선로이상을 감지 후, 통보받기 위하여 그 선로를 사용해야하는 딜레마에 처하게 된다. 이로 인해 선로 이상 정보를 포함한 등주감시정보를 제때에 원활하게 통보받지 못하여 가로등주감시기를 포함한 유지보수에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 가로등 중앙 관제시스템 도입 이전에는 분전함에서 주간에는 가로등주 로 전원공급을 하지 않고 있기 때문에 주간에는 누전사고의 위험이 없지만 가로등 중앙 관제시스템을 도입할 경우에는 가로등주제어기의 운용과 선로누설을 감시를 위해서 전원을 공급해야 한다. 그런데 주간에 220V 전압을 공급할 경우에는 누전시 감전사고가 발생할 수 있고 전력의 소비도 많이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 가로등주로 220V 상시전원을 공급하는 대신에 30V 저전압(이하 '안전전압'이라 함)을 공급하는 방식이 사용되고 있다.

이와 같이 안전전압을 공급하는 방식의 종래기술로서 실용신안등록 제20-0427664호에는 분전함 내에 안전전압인가장치와 분전함제어기가 설치되어 있고, 분전함제어기에서 마그네틱스위치로 오프(OFF) 제어 명령을 전달하면 안전전압인가장치의 온(ON)스위치가 동작하는데, 이때 안전전압과 상용전압이 동시에 인가되는 것을 방지하기 위하여 마그네틱 스위치와 안전전압 접점을 반대로 구현하고 있다.

이러한 종래의 분전함은 상시와 안전전압을 입력받아 내부 스위칭에 의하여 인가하는 전원선이 분전함제어기의 출력제어부를 통해서 출력되고 전력선 통신선로로도 이용하는 것으로 구성이 되어 있어 동시에 안전전압과 상시전압이 인가될 수 있다는 단점은 없으나 과부화 전류가 발생되면 분전함제어기의 내부 스위칭을 위해 입력되는 안전전압의 전원으로 인해 분전함제어기의 회로 손상이 발생할 가능성이 있다. 또한 정상모드에서 입력전원 공급이 안정기로의 전원공급을 끊고 있는 상태로써 가로등주제어기의 고장시마다 가로등주제어기의 모드변환부를 수동모드(안정기로 전원을 바로 연결)로 현장에 출동하여 변환시켜야 하는 문제점이 있다.

또한 종래의 가로등 관제 시스템에서 PLC통신과 기타 통신 방법들을 제시하 고 있으나 같은 분전함에 속해 있는 모든 등주기들간의 통신방법이 단일의 통신모듈과 분전함제어기와 등주제어기들간에 1:다 통신을 하는 방법을 사용하고 있어 등주기들간의 중계릴레이 통신과 PLC와 무선 지그비 통신을 하이브리드하게 중계하는 방안은 제시되어 있지 않아서 등주 선로불량과 안정기의 노후로 인한 노이즈가 심하여 그에 따른 통신에러가 다수 발생하고 1:1 장거리(1000m) 통신의 한계, 즉 현장에서 대다수 100m이내라는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 분전함제어기와 소속 가로등주제어기 사이에 지그비무선통신과 전력선통신을 이용하여 전력선의 불량이나 중단시에는 중계방식을 통해 계속적으로 통신할 수 있는 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 소속 분전함장치로부터 상시전력선과 격등전력선을 통해 가로등 점등을 위한 전력과 안전전압을 공급받아 해당 가로등주의 조명램프를 점등 및 소등 제어하는 가로등주 제어장치에 있어서, 소속 분전함장치 또는 타 가로등주제어자치로부터 전달된 통신신호를 해석하여, 해당 장치를 목적지로 하는 통신신호는 중앙제어부에 전달하고, 타 장치를 목적지로 하는 통신신호는 라우팅 테이블에 따라 PLC 전력선 통신부 또는 지그비 통신부를 통하여 재전송하여 중계하는 통신중계부; 전력선을 매체로 하여 소속 분전함장치와 가로등주제어장치 또는 가로등주제어장치간 중계 통신신호를 송수신하는 전력선 통신부; 무선 통신을 매개로 하여 소속 분전함장치와 가로등주제어장치 또는 가로등주제어장치간 중계 통신신호를 송수신하는 지그비통신부; 제어신호가 있으면 가로등 전력선을 통해 해당 안정기로 공급되는 상시/격등 전력을 차단하고, 제어신호가 없으면 전력선을 바이패스시키는 안정기전원제어부; 가로등 전력선으로부터 공급되는 전원의 누설전류가 기준치 이상이 되면 전원 공급을 자동으로 차단하는 누전차단기; 상기 누전차단기에 병렬로 연결되어 제어신호에 따라 상기 누전차단기가 차단되더라도 안정기측으로 전력을 공급하는 누전차단제어부; 및 상기 통신중계부를 통해 소속 분전함제어기 혹은 다른 가로등주제어장치와 통신하고, 상기 안정기전원제어부와 상기 누전차단제어부를 제어하여 해당 조명수단의 점소등을 제어하며, 상기 조명수단의 고장을 감시하여 소속 분전함장치에 보고하는 중앙제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 통신중계부는 경로정보를 의미하는 라우팅 테이블이 저장된 라우팅정보저장부와, 설치시 중계 테스트를 위한 라우팅설정부와, 상기 라우팅 테이블을 바탕으로 이기종 통신 방식일 경우 게이트웨이 기능을 수행하고 동일한 통신방식일 경우에는 중계기능만을 수행하는 중계통신부와, 상기 중계통신부가 전력선통신부와 지그비무선통신부의 어느 하나, 또는 2개 모두를 선택하여 송수신할 것인가를 설정하는 통신설정부로 구성될 수 있고, 상기 라우팅 테이블은 목적지와 중계지 주소 쌍의 테이블로 이루어지고, 상기 라우팅 테이블의 구성방식에 따라 1:1, 1:다, 동 일 통신방식의 중계, 이기종 통신방식의 게이트웨이 중계 통신, 및 이들 통신방식의 조합에 따른 통신방식이 가능하여 어느 한 통신매체의 중단에도 불구하고 우회경로로 통신할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가로등 관제 시스템의 전체 구성도로서, 본 발명의 가로등 관제 시스템은 중앙관제센터에 설치되어 있는 가로등 중앙 관제부(100)와, 각 지역에 분산되어 설치된 분전함부(200), 가로등주마다 설치되어 소속 분전함으로부터 전력선(204/206)을 통해 전력을 공급받아 가로등을 점/소등하는 등주부(300), 및 이들을 연결하는 통신망(101,102)과 연계운영을 위한 통신단말기(104,105)로 구성된다.

도 1을 참조하면, 가로등 중앙 관제부(100)는 중앙관제서버(110)와 중앙관제 단말기(130), 가로등 상황판 장치(150)로 구성되고, 중앙관제센터의 운영자는 통신단말기(104,105)를 보유하여 원격지에서도 운영할 수 있다. 중앙관제서버(110)는 인터넷 망(101)과 CDMA 이동 통신망(102)을 매개로 분전함제어기(220)와 통신을 하여 분전함제어기(220)와 가로등주제어기(310)를 제어하거나, 분전함과 가로등주의 상태 정보를 수신하여 중앙관제서버(110)의 데이터 저장 장치에 저장하고, 중앙관제단말기(130)와 가로등 상황판 장치(150)에 분전함과 가로등 정보를 표시하기 위한 정보를 전달한다. 중앙관제단말기(130)는 분전함과 가로등의 상황 정보를 표시 하여 운영자가 알 수 있게 하고, 운영자의 조작에 따라 분전함제어기(220)와 등주 제어기(310)를 제어할 수 있게 한다. 가로등 상황판 장치(150)는 중앙관제센터 내에 상황을 표현하기 위해서 분전함과 가로등의 상황 정보를 표시하며 중앙관제서버(110)와 PLC 통신, ZIGBEE 통신, 485 유선통신 등을 사용하여 통신한다.

분전함부(200)는 분전함에 내장되는 분전함제어기(220)와, 분전함제어기(220)와 분리되어 별도의 판넬에 내장되는 분전함 보조제어부(240), 및 급전계통으로 구성되어 통신망(101,102)을 통해 중앙관제서버(110)와 통신하고, 소정의 제어절차에 따라 상시전력공급선로(204)와 격등전력공급선로(206)를 통해 가로등에 전력을 공급하거나 차단한다. 특히, 본 발명에 따른 분전함제어기(220)는 분전함에 설치되어 가로등에 공급되는 전력에 대한 배전 스위치를 제어하고, 소속 가로등주의 가로등주제어기(310)와 통신하여 가로등의 점,소등을 제어하거나 안정기와 등기구의 고장여부와 누전량을 감시하며, 중앙관제서버(110)에 분전함과 각 가로등의 상태 정보를 보고하고, 중앙관제서버(110)로부터 중계되는 분전함 및 가로등 제어 정보에 따라 해당 분전함 및 가로등을 제어/관리한다.

등주부(300)는 각 가로등주에 설치된 등기구(302)와 안정기(304) 및 등주제어기(310)로 구성되어 소속 분전함으로부터 공급되는 전력에 의해 등기구(302)를 점등시킨다. 특히, 본 발명에 따른 가로등주제어기(310)는 가로등주에 설치되어 가로등의 안정기(304)와 등기구(302)의 점,소등을 제어하고, 안정기(304)와 등기구(302)의 고장 여부와 누전량을 감시하여 소속 분전함제어기(220)에 보고하며, 분전함제어기(220)와 다른 등주제어기간 통신을 중계한다.

그리고 중앙관제서버(110)와 분전함제어기(220)는 인터넷(101) 및 CDMA이동통신망(102)을 통해 통신하고, 분전함제어기(220)와 등주제어기(310)는 전력선을 이용한 전력선통신(PLC)이나 지그비방식으로 통신한다. 중앙관제서버(110)와 미도시된 중앙관제 데이터 저장장치, 중앙관제단말기(130)는 LAN이나 인터넷 등으로 연결될 수 있고, 특히 인터넷(101)은 미도시된 게이트웨이를 통해 CDMA 이동 통신망과 연동하여 분전함제어기(220)와 중앙관제서버(110)를 연결한다. 이동통신망(102)은 인터넷 망(101)과 연동하여 분전함제어기(220)와 중앙관제서버(110)를 연결하고, 핸드폰(104)과 PDA(105)에 중앙관제정보를 전송한다.

도 2는 본 발명에 따른 분전함 구성도로서, 분전함의 급전계통은 인입단의 가로등 전력선(202)이 주차단기(210)를 거친 후 상시등 점등시 전력을 공급하기 위한 상시전력공급선(204)과 격등 점등시 전력을 공급하기 위한 격등전력공급선(206)으로 분기되어 이루어진다. 그리고 상시전력공급선(204)은 필요에 따라 다시 분기될 수 있고, 가로등 전력선(202)과, 주차단기(210)와 전자식 차단기(211-1), 누전차단기(212-1,212-2)를 거쳐 연결되어 상시등 점등시 가로등에 전력을 공급한다. 격등전력공급선(206)도 필요에 따라 다시 분기될 수 있으며, 가로등 전력선(202)과, 주차단기(210)와 전자식 차단기(211-2), 누전차단기(212-3,212-4)로 연결되어 격등 점등시 가로등에 전력을 공급한다.

도 2를 참조하면, 주차단기(210)는 인입단에서 수동으로 가로등 전력선(202)을 연결 혹은 차단하여 가로등 전력과 분전함 내 장치들에 전원을 공급하거나 차단한다. 제1 전자식 차단기(211-1)는 주차단기(210)를 거쳐 분기된 상시전력공급 선(204)을 분전함제어기(220)의 제어신호에 따라 연결 혹은 차단하여 가로등에 상시 전력을 공급하거나 차단한다. 제2 전자식 차단기(211-2)는 주차단기(210)를 거쳐 분기된 격등전력공급선(206)을 분전함제어기(220)의 제어신호에 따라 연결 혹은 차단하여 가로등에 격등 전력을 공급하거나 차단한다.

각 분기별 누전차단기(212-1,212-2)는 제1 전자식 차단기(211-1)를 거쳐 다시 분기된 상시전력공급선로(204)의 누전이 기준량을 초과하면 자동으로 전력공급을 차단하고, 각 분기별 전류감지(CT)센서(213-1,213-2)는 분기별 가로등 전력으로 소비되는 전류량을 측정하여 분전함제어기(220)로 전달하며, 각 분기별 누설전류감지(ZCT)센서(214-1,214-2)는 분기별 가로등 전력 공급시 발생하는 누설 전류량을 측정하여 분전함제어기(220)로 전달한다.

각 분기별 누전차단기(212-3,212-4)는 제2 전자식 차단기(211-2)를 거쳐 다시 분기된 격등전력공급선로(206)의 누전이 기준량을 초과하면 자동으로 전력공급을 차단하고, 각 분기별 전류감지(CT)센서(213-3,213-4)는 분기별 가로등 전력으로 소비되는 전류량을 측정하여 분전함제어기(220)로 전달하며, 각 분기별 누설전류감지(ZCT)센서(214-3,214-4)는 분기별 가로등 전력 공급시 발생하는 누설 전류량을 측정하여 분전함제어기(220)로 전달한다.

분전함제어기(220)는 분전함에 설치되어 전류감지센서(213-1~213-4) 및 누설전류감지센서(214-1~214-4)로부터 감지신호를 입력받고 보조제어부(240)를 통해 가로등에 공급되는 전력에 대한 배전 스위치인 전자식 차단기(211-1,211-2)를 제어하며, 가로등주의 등주제어기(310)와 전력선통신 혹은 지그비 무선통신하여 가로등의 점,소등을 제어하거나 안정기(304)와 등기구(302)의 고장여부와 누전량을 감시한다. 그리고 분전함제어기(220)는 중앙관제서버(110)에 분전함과 각 가로등의 상태 정보를 보고하고, 중앙관제서버(110)로부터 전달되는 분전함 및 가로등 제어 정보에 따라 해당 분전함 및 가로등을 제어 및 관리한다.

보조제어부(240)는 분전함제어기(220) 고장 시 가로등 점,소등 제어를 보조하는 타이머 스위치(241)와, 분전함제어기(220)와 타이머 스위치(241)에 의한 전자식 차단기 제어를 선택할 수 있는 전자식 차단기 제어 선택 스위치(242), 안전전압 출력을 허용하거나 차단하는 안전전압 공급제어 스위치부(243), 분전함제어기와 타이머 스위치, 전자식 차단기, 220V/30V 변압기에 공급되는 전원에서 발생하는 누전을 차단하는 누전차단기들로 이루어진다.

220V/30V 변압부(215)는 가로등 전력선에 공급되는 220V 교류 전압을 안전전압인 30V 교류전압으로 변환하여 보조제어부(240)에 제공한다. 전력선 통신선로(208)는 안전전압(30V)과 연결된 분전함제어기의 PLC 통신부와 연결된다.

냉각팬장치부(270)는 분전함내의 온도를 감지하는 디지털 온도센서부, 환풍용 팬부, 제어동작을 수행하는 마이컴부, 전원부, 동작상태와 온도정보, 제어정보를 분전함제어기와 통신하는 통신부로 구성되어 분전함과 분전함제어기의 온도 상승시 환풍용 팬을 작동시켜 냉각시키는 역할을 한다.

도 3은 본 발명에 따른 분전함제어기의 구성 블럭도로서, 본 발명의 분전함제어기(220)는 중앙제어처리부(221), CDMA통신부(222), 통신망라우팅부(223), 지그비통신부(224), 전력선통신부(225), 릴레이스위치제어부(226), 냉각팬제어부(227), 키패드입력부(228), LCD(229), LED(230), 버저(231), 메모리(232), RTC(233), 센서부(234), 충전부(235), SMPS(236)로 구성된다.

도 3을 참조하면, 중앙제어처리부(221)는 가로등 전력 공급과 분전함/가로등 고장 감시, 가로등주제어기(220)와의 통신 제어, 중앙관제서버(110)와의 통신, 사용자와의 상호작용 등을 제어하는 마이컴으로 구성된다.

CDMA통신부(222)는 CDMA 이동 통신망(102)과 인터넷 망(101)을 통해 중앙관제 서버(110)와 분전함제어기(220) 사이의 무선 데이터 송/수신을 담당하고, 지그비통신부(223)는 분전함제어기(220)와 가로등주제어기(310) 사이의 무선 데이터 송/수신을 담당하며, 전력선(PLC)통신부(225)는 분전함제어기(220)와 가로등주제어기(310) 사이의 전력선 기반 데이터 송/수신을 담당한다.

통신망 라우팅부(223)는 가로등주제어기(310)의 중계기능 역할 수행에 따른 가로등주제어기(310)들과 분전함제어기(220) 간의 통신에 필요한 중계 대상과 순서 정보를 설정하고 저장하여 해당 가로등주제어기(310)에 설정치를 전달하여 라우팅 환경을 구성한다.

릴레이 스위치 제어부(226)는 중앙제어처리부(221)의 제어에 따라 가로등에 전력 공급을 개폐하는 전자식 차단기(211-1,211-2)와, 안전전압 공급을 개폐하는 안전전압 공급 제어 스위치(243)를 제어한다.

냉각팬 제어부(227)는 중앙제어처리부(221)의 제어에 따라 분전함 내 온도가 일정 온도 이상이 되면 분전함 내 온도를 저감시키기 위해 환풍 작동을 하고 분전함 내 온도가 일정 온도 이하이면 작동을 멈추도록 냉각팬장치부(270)를 제어한다.

LCD표시부(229)는 분전함과 등주, 분전함제어기, 등주 제어기의 상황 정보와 분전함제어기(220)의 설정 정보, 분전함제어기(220)의 운용 상태 정보, 분전함제어기 사용자 인터페이스를 표시하고, LED표시부(230)는 분전함제어기(220)의 전원 인가 상태, 축전지 충전 중 표시, 가로등에 대한 배전 여부, 가로등 심야 점등 운영 여부, 누설 전류 발생 여부, 등주 제어기 오류 발생 여부를 표시한다. 버저(231)는 분전함제어기(220)와 사용자간 상호작용 중 키패드(keypad) 입력 또는 오류 동작을 소리로 알려준다. 키패드입력부(228)는 사용자가 분전함제어기에 동작을 지시하기 위한 신호를 입력하는 기능을 제공하는 키패드(Keypad)이다.

센서부(234)는 각 분기별 가로등 전력으로 소비되는 전류량을 측정하기 위한 전류량 측정용 코일(CT) 센서(213-1~213-4)와, 각 분기별 가로등 전력 공급시 발생하는 누설 전류량을 측정하기 위한 누설 전류량 측정용 코일(ZCT) 센서(214-1~214-4)로부터 입력된 전기신호를 중앙제어처리부(221)의 아날로그 디지털 변환기(ADC)가 해석할 수 있는 전압 신호로 변환한다.

리얼타임클럭부(233)는 현재 시각 정보를 유지하는 시계장치(RTC, Real-Time Clock)이고, 메모리(232)는 분전함제어기 운용에 필요한 설정 정보와 등주 제어기 관련 정보를 저장하는 기억장치이다.

SMPS(236)는 220V 교류 전원으로부터 분전함제어기(220)를 기동하는데 필요한 직류 전원을 변환/공급하는 SMPS(Switch Mode Power Supply)형 전원공급장치이고, 충전부(235)는 정전 시 일정기간 동안 분전함제어기(220)에 전원을 공급하는 축전지를 충전하는 기능을 한다.

도 4는 본 발명에 따른 분전함 보조제어부의 구성 블럭도로서, 본 발명의 분전함 보조제어부(240)는 타이머스위치부(241)와 제어기선택스위치(242), 안전전압공급제어스위치부(243), 안전전압차단스위치부(244), 제1 내지 제4 누전차단기(245-1~245-4)로 구성된다.

타이머스위치(241)는 분전함제어기(220)의 고장 시에 분전함제어기(220) 대신에 가로등의 점/소등을 위해 전자식 차단기(211-1,211-2)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하고, 제어기선택스위치(242)는 가로등 점/소등을 위해 분전함제어기(220)의 제어신호나 타이머 스위치(241)의 제어신호 중 하나를 선택하여 전자식 차단기(211-1,211-2)로 전달한다.

안전전압 공급 제어스위치(243)는 분전함제어기(220)의 제어신호에 따라 기로등주 제어기(310)에 안전전압(30V)을 공급하기 위해 220V/30V 변압기(215)를 제어하고, 안전전압(30V)을 각 분기별 가로등 전력선에 출력하기 위한 회로를 제어하는 스위치들로 구성된다. 안전전압차단스위치(244)는 수동으로 각 분기별 가로등 전력선에 안전전압 공급을 허용/차단한다.

제1 누전차단기(245-1)는 분전함제어기(220)에 공급되는 전원의 개폐와 분전함제어기(220)에 전원을 공급하는 중에 발생하는 기준치 이상의 누설전류 발생 시 전원공급을 자동으로 차단하고, 제2 누전차단기(245-2)는 전자식 차단기(211-1,211-2)에 공급되는 전원의 개폐와 전자식 차단기(211-1,211-2)에 전원을 공급하는 중 발생하는 기준치 이상의 누설전류 발생 시 전원공급을 자동으로 차단한다.

제3 누전차단기(245-3)는 타이머 스위치(241)에 공급되는 전원의 개폐와 타 이머 스위치(241)에 전원을 공급하는 중 발생하는 기준치 이상의 누설전류 발생 시 전원공급을 자동 차단하고, 제4 누전차단기(245-4)는 220V/30V 변압기(215)에 공급되는 전원의 개폐와 220V/30V 변압기(215)에 전원을 공급하는 중 발생하는 기준치 이상의 누설전류 발생 시 전원공급을 자동으로 차단한다.

도 5는 본 발명에 따른 분전함제어기 내의 통신망 라우팅부를 도시한 도면으로서, 통신망 라우팅부(223)는 라우팅 노드 입력부(301)와 기본 라우팅 생성부(302), 라우팅정보저장부(303), 라우팅변환처리부(304), 라우팅정보전송부(305)로 구성된다.

도 5를 참조하면, 라우팅 노드입력부(301)는 키패드입력부(228)로부터 라우팅하는데 필요한 노드(가로등제어기)의 고유번호를 입력받고, 기본라우팅 생성부(302)는 라우팅노드입력부(301)로부터 입력된 순서로 연속 중계하는 기본 라우팅 테이블을 생성하고, 라우팅정보저장부(303)는 기본 라우팅테이블을 저장한다. 다음으로 라우팅변환처리부(304)는 새로이 최소의 중계노드를 갖는 라우팅 테이블로 수정 변환시키는 과정을 수행하여 라우팅정보저장부(303)에 최종 라우팅 테이블을 저장하고, 라우팅정보전송부(305)는 각각의 가로등주제어기(310)에 전력선 통신부(225)와 지그비무선통신부(224)를 이용하여 최종 라우팅테이블을 전송한다.

도 6은 본 발명에 따라 분전함제어기내의 통신망 라우팅부가 수행하는 라우팅 순서도를 도시한 것이다.

통상, 가로등제어기(310)들과 분전함제어기(220)간의 통신을 하기 위해서는 가장 단순한 1:N 통신방법이 있지만 이는 통신환경의 열악함과 가로등주의 선형배 치 등으로 인해 현실적으로는 많은 장애가 있다. 이를 해결하는 방법으로 중계통신방법을 사용하는데, 이는 신호의 재생성으로 전달되므로 신호의 감쇄 문제를 극복할 수 있다.

도 6을 참조하면, 단계 S110에서는 라우팅 테이블 구성을 위해 분전함제어기(220)의 고유번호와 가로등주제어기(310)의 고유번호를 입력하는데, 본 발명의 실시예에서는 분전함 1개에 등주 4개가 소속되어 있는 경우를 나타낸다. 분전함제어기의 고유번호는 "00"이고, 4개의 가로등주제어기의 고유번호는 각각 "01, 02, 03, 04"이다. 입력된 분전함제어기의 고유번호는 분전함제어기 테이블(D)에 저장되고, 각 가로등주제어기의 고유번호는 가로등주제어기 테이블(L)에 저장된다. 이러한 고유번호는 데이터 전송시에 목적지 혹은 발신지 주소로 사용된다.

단계 S120에서는 입력된 고유번호에 의해 기본 라우팅 테이블(RT1)을 생성한다. 기본 라우팅 테이블(RT1)을 살펴보면, 분전함제어기 "00"에 4개의 목적지와 중계지를 의미하는 필드값으로 (01,01), (02,01), (03,01), (04,01)이 생성되었다. 이는 분전함제어기 "00"은 각각의 가로등주제어기 01에서 04로 통신하는데, 01을 중계지로 하여 다른 가로등주제어기에 패킷을 전송하는 것을 보여준다. 이와 같이 기본 라우팅 테이블(RT1)은 선형적으로 릴레이하여 전달하는 방식이다.

단계 S130에서는 기본 라우팅 테이블 생성 후, 중계노드를 가장 작게 하기 위하여 최선의 통신 경로를 찾는다. 통상, 중계노드가 많을수록 통신 속도의 저하와 각 가로등주제어기들의 시스템 부하가 커지는 문제가 발생할 수 있으므로 단계 130에서는 단계 131 내지 단계 137의 세부 절차를 수행하여 최선의 통신경로를 구 한다.

단계 S131에서는 순차적으로 각 가로등주제어기(310)와 분전함제어기(220) 간에 1:1 통신 테스트를 수행하여 테스트에 성공하면 단계 S137에서 관련된 라우팅 테이블들을 수정한다. 만일 통신테스트에서 성공하지 못하면 단계 S134 내지 단계 S136에서 이전의 가로등주제어기를 발신지로 하여 다음 차례의 가로등주제어기와 1:1 통신을 테스트한다. 이 단계에서도 통신에 성공하지 않으면 해당 가로등주제어기 L은 분전함제어기는 물론 이전의 등주제어기 L-1과도 통신할 수 없어 통신에러 상태로 규정하여 라우팅 작업을 중단하여 라우팅 과정이 실패하게 된다(S160). 이는 선로의 문제로 전력선 통신과 장애물이나 원거리로 인해 무선통신이 함께 되지 않았음을 의미하고, 그 원인을 찾아 해소한 후 다시 라우팅 작업을 수행하여야 한다.

단계 S130의 과정을 성공적으로 마치게 되면, 최종 라우팅 테이블(RT2)을 얻게 되고, 분전함제어기(220)는 01부터 04까지의 각 라우팅 테이블을 해당 가로등주제어기(310)로 송신하여 저장하도록 한다. 이후에는 각 가로등주제어기(310)는 저장된 자신의 라우팅테이블에 의해서 통신을 중계하거나 자신에게 보내진 데이터 패킷을 수신한다.

기본 라우팅테이블(RT1)과 최종 라우팅테이블(RT2)을 비교해보면, 기본 라우팅 테이블(RT1)은 중계노드의 합이 15개이고 수정된 라우팅 테이블(RT2)의 중계노드의 합은 10개로써 중계노드의 개소가 5개 줄었음을 알 수 있다. 전체 발신지에서 목적지까지 중계노드가 작게 통신할 수 있다는 것은 그만큼 통신 효율이 좋아졌다 는 것을 의미한다. 수정된 라우팅 테이블(RT2)은 00과 1:1 통신이 가능하여 중계노드가 필요없는 01, 02, 03의 가로등등주제어기와 00과 1:1 통신이 되지 않는 04는 03의 중계에 의해서 통신을 가능함을 나타내고 있다.

도 7은 본 발명에 따른 가로등주 제어기 연결 구성도이다.

가로등주제어기(310)는 가로등주에 설치되어 가로등의 안정기(304)와 등기구(302)의 점소등을 제어하고, 안정기(304)와 등기구(302)의 고장 여부와 누전량을 감시하여 소속 분전함제어기(220)에 보고하고, 분전함제어기(220)와 가로등주제어기(310)간 통신을 중계한다. 안정기(304)는 등기구(302)의 점등을 제어하고, 등기구(302)는 안정기(304)에 연결되어 빛을 생성하는 형광형 조명장치이다.

도 8은 본 발명에 따른 가로등주제어기의 구성도로서, 본 발명의 가로등주제어기(310)는 중앙제어부(311), 통신중계부(312), 지그비무선통신부(313), PLC전력선통신부(314), 메모리(315), RTC(316), 센서부(317), 안정기/등기구 전원계측부(318), 안정기연결부(319), 등기구연결부(320), 안정기전원제어부(321), 누전차단제어부(322), 제1 누전차단부(323), 전원공급부(324), 제2 누전차단부(325)로 구성된다.

중앙제어부(311)는 안정기/등기구의 점소등 제어, 안정기/등기구의 전원 계측 및 고장 감시, 분전함/등주 제어기간 통신 또는 등주 제어기간 중계 통신 제어 및 가로등과 가로등 제어기 관련 정보를 표시하는 제어를 총괄하는 마이컴으로 구성된다.

통신중계부(312)는 분전함제어기 또는 타 가로등주제어기로부터 전달된 통신 신호를 해석하여, 해당 장치를 목적지로 하는 통신신호는 중앙제어부(311)에 전달하고 타 장치를 목적지로 하는 통신신호는 PLC 전력선 통신부(314) 또는 ZIGBEE 무선 통신부(313)를 통하여 재전송하여 중계하는 기능을 한다.

전력선 통신부(312)는 전력선을 매체로 하여 분전함제어기와 가로등주제어기 또는 가로등주제어기간 중계 통신 신호를 송수신하고, 지그비통신부(313)는 무선 통신을 매개로 하여 분전함제어기와 가로등주 제어기 또는 가로등주 제어기간 중계 통신 신호를 송수신한다.

안정기전원제어부(321)는 가로등주 제어기를 구성하는데 통신개통과 이상이 발생되는 동안에는 분전함제어기의 분기제어에 따라 등주기 설치 이전의 상태로 전기가 바이패스로 공급되도록 등주제어기의 초기 상태를 구성시키면 초기 설치시에서 정상운영까지의 기간과 등주제어기의 고장으로 인한 가로등 개별 감시와 개별제어를 제외하고는 분전함제어기를 통한 정상운영이 가능하여 운영중단 사태를 예방할 수 있다.

안정기/등기구 전원계측부(318)는 안정기(304)에 공급되는 전류량, 안정기의 출력으로서 등기구(302)에 공급되는 전기신호의 전류량과 전압 및 누설 전류량을 계측하기 위한 회로로 구성된다. 안정기연결부(319)는 가로등주제어기와 안정기 전선을 연결하는 단자로 구성되고, 등기구연결부(320)는 가로등주제어기와 등기구 전선을 연결하는 단자로 구성된다.

제1 누전차단부(323)는 가로등 전력선(204,206)으로부터 공급되어 가로등주제어기(310)와 안정기/등기구에 제공되는 전원에 누설전류가 기준치 이상 발생하는 경우 전원 공급을 자동 차단하는 기능을 갖는다. 누전차단제어부(322)는 가로등 전력선으로부터 공급되어 가로등주제어기(310)와 안정기/등기구에 제공되는 전원에 누설전류가 기준치 이상 발생하는 경우, 전원 공급을 자동 차단할 것인가 바이패스할 것인가를 제어한다. 전원공급부(324)는 220V 교류전원과 안전전압 30V 교류전원으로부터 가로등주제어기 동작에 필요한 직류전원을 생성하는 20V ~ 250V 자유 입력 전압형 SMPS 전원 공급장치이다. 제2 누전차단기(325)는 가로등 전력선에 연결되는 누전차단기이다.

도 9는 도 8에 도시된 본 발명에 따른 안정기전원제어부의 구성도로서, 안정기전원제어부(321)는 릴레이구동회로(321a)와 릴레이스위치(321b)로 구성된다.

도 9를 참조하면, 릴레이 스위치(321b)는 기본접점이 닫혀 있어 평상시에는 안정기(304)의 전원을 공급하고 있다가 가로등주제어기의 중앙제어부(311)의 릴레이 구동신호에 의하여 릴레이 구동회로(321a)가 작동되면 릴레이스위치(321b)의 점점이 열리게 되고, 이에 따라 안정기 연결부(319)에 전원이 차단되어 등기구의 램프가 소등된다.

따라서 가로등주제어기(310)의 장애나 오프(OFF)시에는 릴레이스위치(321b)의 접점이 닫히게 되어 가로등주제어기(310)와는 상관없이 안정기로의 전원이 바이패스되어 분전함제어기(220)의 제어신호에 따라 등기구 램프의 점소등이 가능하다.

도 10은 도 8에 도시된 본 발명에 따른 누전차단제어부의 구성도로서, 누전차단제어부(322)는 릴레이구동회로(322a)와 릴레이스위치(322b)로 구성된다.

도 10을 참조하면, 분전함으로부터 가로등전력(AC전원)은 제1 누전차단 기(323)를 거쳐 안정기전원제어부(321)를 통해 안정기연결부(319)로 연결됨과 아울러 제2 누전차단기(325)를 거쳐 전원공급부(324)로 연결되며, 누전차단제어부(322)로도 연결된다. 안정기 연결부(319)는 AC전원을 안정기(304)로 공급하고, DC전원공급부(SMPS)(324)는 직류전원을 생성하여 가로등주제어기(310)로 공급한다.

안정기전원제어부(321)는 가로등주제어기의 중앙제어부(311)의 신호에 의하여 릴레이 스위치(321b)를 열고 닫음으로써 등기구의 램프를 점,소등하게 되는데, 안정기 전원제어부(321) 앞단의 제1 누전차단기(323)에서 등주 내의 안정기, 램프, 선로의 누전시에 전원공급을 차단하게 된다.

누전차단제어부(322) 내에는 기본접점이 열려있는 Make형 릴레이스위치(322b)을 두어 제1 누전차단기(323)를 사용할 것인가 아닌가를 중앙제어부(311)의 릴레이구동신호에 의하여 릴레이 구동회로(322a)를 제어하여 선택하게 된다.

따라서 본 발명에 따르면 가로등주 내에 누전이 발생하더라도 램프의 점소등 제어가 필요할 때, 제1 누전차단기(323)가 한번 작동하여 안정기로의 전원공급이 차단되더라도 누전차단제어부(322)에 다시 안정기로의 전원을 공급하는 제어를 할 수 있어 현장에 출동하여 누전차단기(323)를 온(ON) 시키는 불편함을 해소할 수 있다.

또한 가로등주제어기(310)의 전원공급부(324)는 안정기 전원공급과는 별도로 가로등주제어기 내부로 AC전원을 DC 전원으로 변환하여 공급하므로 가로등주제어기는 항상 작동시킬 수 있다. 단, 가로등주제어기 내부의 누전으로 인한 전원차단은 별도의 전원공급부(324)의 제2 누전차단기(325)에서 할 수 있는데, 제2 누전차단 기(325)는 한번 작동하게 되면 가로등주제어기로의 전원을 원천적으로 차단하게 되어 가로등주제어기가 오프(OFF)되어 가로등주의 원격제어가 불가능하게 된다. 그러므로 전원공급부 앞단의 제2 누전차단기(325)는 가로등주제어기의 최소 사이즈, 필요성 등을 고려하여 장착 여부를 선택할 필요가 있다.

도 11은 도 8에 도시된 본 발명에 따른 통신중계부(312)의 구성도로서, 본 발명의 통신중계부(312)는 라우팅정보저장부(312-1), 라우팅설정부(312-2), 통신설정부(312-3), 중계통신부(312-4)로 구성된다.

통신중계부(312)는 분전함제어기 또는 타 가로등주제어기로부터 전달된 통신 신호를 해석하여, 자신의 장치를 목적지로 하는 통신신호는 중앙 제어부(311)에 전달하고, 타 장치를 목적지로 하는 통신신호는 PLC 전력선 통신부(314) 또는 ZIGBEE 무선 통신부(313)를 통하여 재전송하여 중계한다.

본 발명에서는 각각의 가로등주제어기가 통신중계를 하게 되므로써 발신지와 목적지간 거리가 길거나 선로 상태가 양호하지 못하여 신호의 감쇄가 발생하는 문제를 일부 해결할 수 있는데, 발신지에서 목적지까지 어느 경로를 거쳐서 전달되는지를 알 수 있는 라우팅 테이블이 필요하고, 이는 미리 작성되어 각각 라우팅정보저장부(312-1)에 저장되어 있어야 한다.

도 11을 참조하면, 통신중계부(312)는 경로정보를 의미하는 라우팅테이블이 저장된 라우팅정보저장부(312-1)와, 설치시 중계 테스트를 위하여 라우팅설정부(312-2)가 있고, 라우팅 정보를 바탕으로 이기종 통신 방식일 경우 게이트웨이 기능을 수행하고 동일한 통신방식일 경우에는 중계기능만을 수행하는 중계통신 부(312-4)가 있다. 통신설정부(312-3)는 중계통신부(312-4)가 전력선통신부(314)와 지그비무선통신부(313)의 어느 하나, 또는 2개 모두를 선택하여 제어신호를 송수신할 것인가를 설정하는 역할을 한다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 분전함/가로등주 연결망 구성도이다.

도 12를 참조하면, 분전함(200)은 한 개 또는 복수개의 분기 선로에 가로등 점등을 위한 전력을 공급하며, 분전함의 분전함제어기(220)는 각 전력선로(204,206)에 연결된 가로등주제어기(310)와 PLC 전력선 통신을 통해 통신하거나 ZIGBEE 무선 통신을 이용해 통신한다. 등기구부(300)는 가로등주에 설치된 등기구와 안정기 및 가로등주제어기(310)로 구성되고, 상시선로(204)와 격등선로(213)는 가로등 공급 전력선로이다. 통상, 격등선로(206)는 가로등 격등 점등을 구현하기 위하여 설치하는 가로등 선로로서, 상시선로 상의 가로등과 격등선로 상 가로등이 서로 교차하며 배치된다.

가로등주제어기(310)는 가로등의 점등 제어 및 고장 감시를 수행하며 분전함제어기(220)와 관련 통신을 하거나 분전함제어기와 타 가로등주제어기간 통신신호를 중계하는 기능을 한다. 가로등주제어기(310)에는 전력선통신(PLC) 모뎀과 지그비(ZIGBEE) 모뎀 중 하나 또는 두 모뎀 모두가 설치될 수 있으며, PLC 모뎀과 ZIGBEE 모뎀이 모두 함께 설치된 가로등주제어기(310)는 PLC 통신신호와 ZIGBEE 통신신호를 각각 ZIGBEE 통신신호와 PLC 통신신호로 변환하여 송출하는 통신 중계 기능을 할 수 있다.

도 13은 본 발명에 따라 PLC 전력선 통신 불량 구간을 ZIGBEE 통신으로 중계 하는 경우의 예시도이다. 도 15에서 A는 분전함제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 분전함제어기를 나타내고, B 내지 F는 가로등주제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 가로등주제어기를 나타낸다.

도 13을 참조하면, 분전함(200)은 분전함제어기(A)를 포함하며, 분전함제어기(A)에는 전력선통신을 위한 PLC 모뎀(820)이 장착되어 있고, 각 가로등주제어기(B~F)에는 전력선통신을 위한 PLC모뎀(825,830,870,890)이 탑재되어 있으며, 가로등주제어기(D)에는 지그비통신을 위한 지그비모뎀(850)만이 장착되어 있다. 그리고 가로등주제어기(C,E)에는 PLC모뎀(830,870)과 지그비모뎀(840,860)이 모두 장착되어 이기종간 통신중계기능을 수행할 수 있도록 되어 있고, PLC모뎀(830)과 PLC모뎀(870) 사이 구간은 PLC 통신이 불량한 구간(891)을 나타낸다.

분전함제어기(A)는 PLC 모뎀(820)을 이용하여 PLC 전력선 통신으로 등주 제어기(B,C)과 통신신호를 교환한다. 두번째 가로등주제어기(C)의 PLC모뎀(830)은 분전함제어기(A)의 PLC모뎀(820)으로부터의 통신신호를 전달받을 수 있다. 이 가로등주 제어기(C)의 중계부는 PLC 모뎀(830)으로부터 수신된 통신신호의 목적지 주소가 자신의 주소에 해당되지 않는 경우 자신에 탑재된 ZIGBEE 모뎀(840)에 이 통신신호를 재전송하여 통신을 중계한다. 즉, 가로등주제어기(C)의 중계부는 PLC 모뎀(830)으로부터 수신된 통신신호(881)의 목적지 주소가 자신의 주소에 해당되지 않는 경우, 자신에 탑재된 ZIGBEE 모뎀(840)에 이 통신신호(881)를 재전송하여 통신을 중계(885)한다.

가로등주제어기(D)의 지그비모뎀(850)은 가로등주제어기(D)에 순수하게 하나 만 장착된 ZIGBEE 모뎀으로, 무선통신신호(882)를 수신받아 가로등주제어기(E)의 지그비 모뎀(860)으로 전송한다. 가로등주제어기(E)는 분전함제어기(A)로부터의 통신신호(881)를 PLC 모뎀(870)으로 전달받을 수 없으므로, 가로등주제어기(E)의 ZIGBEE 모뎀(860)이 PLC 통신신호를 변환하여 중계한 ZIGBEE 모뎀(840)으로부터 ZIGBEE 통신신호(882)을 수신하여 다시 PLC 통신신호(881)로 변환한 후 자신의 가로등주제어기(E)에 연결된 PLC 모뎀(870)으로 전달한다.

가로등주제어기(F)의 PLC모뎀(890)은 ZIGBEE 통신신호를 중계하는 가로등주 제어기(E)의 PLC 모뎀(870)으로부터 PLC 통신신호(881)를 수신한다. 이에 따라 가로등주 제어기(F)는 두 개의 ZIGBEE 모뎀(840, 860)의 ZIGBEE 통신 중계와 ZIGBEE 모뎀(850)의 도움으로 분전함제어기(A)로부터의 PLC 통신신호(881)을 수신할 수 있다.

통신신호(881)는 분전함제어기(A)가 자신에 탑재된 PLC 모뎀(820)을 통해 PLC 모뎀(890)에 송신하고자 하는 PLC 통신신호이고, 통신신호(882)는 분전함제어기(A)로부터 전달된 PLC 통신 신호(881)가 PLC 모뎀(830)과 ZIGBEE 모뎀(840)에 의해 중계되어 생성된 ZIGBEE 통신신호이다.

반대로 가로등 선로 끝단의 가로등제어기(F)에 내장된 PLC 모뎀(890)으로 부터 분전함제어기(A)에 내장된 PLC 모뎀(820)으로의 통신도 PLC-ZIGBEE 중계와 ZIGBEE-PLC 중계를 통하여 상호간 송수신할 수 있다.

도 14는 통신 중계를 하지 않는 1:1 방식의 라우팅 개념도이다. 도 14에서 A는 분전함제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 분전함제어기를 나타내고, B 내지 G는 가로등주제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 가로등주제어기를 나타낸다.

참조번호 700은 제어정보를 의미하는 데이터 패킷으로서, 목적지와 발신지, SEQ(데이터 패킷 순서), 데이터를 포함하고 있다. 참조번호 701은 분전함제어기(A)의 라우팅 테이블을 나타내고, 참조번호 702부터 707까지는 가로등주제어기(B)부터 가로등주제어기(G)까지의 라우팅 테이블을 나타낸다.

각 라우팅 테이블에서 분전함제어기(A)와 각 가로등주제어기 간에는 1:1 통신 방식으로 데이터를 송수신하므로, 701부터 707의 라우팅 테이블의 중계 필드의 값은 비어 있는 의미의 널(NULL) 정보가 존재한다.

도 15는 본 발명에 따라 모든 가로등주에서 통신중계를 하는 라우팅 개념도로서, 분전함제어기(A)에 소속된 모든 가로등주제어기(B~G)가 라우팅 테이블을 갖고 중계통신을 하는 방식을 도시한 실시예이다.

도 15에서 A는 분전함제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 분전함제어기를 나타내고, B 내지 G는 가로등주제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 가로등주제어기를 나타낸다. 그리고 참조번호 710은 분전함주제어기(A)의 라우팅 테이블이고, 참조번호 711~716은 가로등주제어기들(B~G)의 라우팅테이블이다. 각 라우팅 테이블에서 첫번째 주소는 목적지 주소를 나타내고 두번째 주소는 중계지 주소를 나타낸다.

가로등주제어기(B)의 라우팅 테이블(711)은 (BB, CB, DB, EB, FB, GB)로서 목적지와 중계지가 6개 필드로 저장되어 있다. 끝단으로 갈수록 거치는 중계 노드 가 줄어들므로 작아져서 가로등주제어기(G)의 경우는 라우팅 테이블(716)의 값이 (A,F)로 하나의 중계노드를 갖는다. 이러한 중계방식은 보통의 중계방식에서 노드들이 선형으로 되어 있을 시의 일반적인 방식이다.

도 16은 본 발명에 따라 다른 분기 또는 다른 분전함 선로의 가로등주를 이용하는 라우팅 개념도이다. 도 18에서는 A' 내지 G'로 이루어진 가로등급전계통과, A 내지 B로 이루어진 가로등급전계통은 서로 다른 분전함 혹은 분기에 의한 급전계통으로서 서로 분리되어 있다. A'는 제1 분전함제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 분전함제어기를 나타내고, B' 내지 G'는 제1 분전함제어기에 소속된 가로등주제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 가로등주제어기를 나타낸다. A는 제2 분전함제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 분전함제어기를 나타내고, B 내지 G는 제2 분전함제어기에 소속된 가로등주제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 가로등주제어기를 나타낸다.

도 16을 참조하면, 제2 분전함제어기(A)에 소속된 가로등주제어기(D)와 가로등주제어기(E) 사이의 구간이 통신이 되지 않아 다음 단으로 패킷을 전달할 수 없는 경우이다. 이에 따라 가로등주제어기(D)와 가로등주제어기(E)는 제1 분전함제어기(A')에 소속된 이웃하는 가로등 선로상의 최단거리에 있는 가로등주제어기(D')의 중계를 이용하여 통신한다. 실제 현장의 가로등 상황에서도 가로등주제어기의 근거리 무선통신부를 이용하면 동일한 전력선 선로에 위치하지 않더라도 통신은 가능하다.

이를 위해 가로등주제어기(D)의 라우팅 테이블(723)은 D(AC, ED, FD, GD)에 서 D(AC, ED', FD', GD')로 변경하고, 가로등주제어기(E)의 라우팅테이블(724)은 E(AD, FF, GF)는 E(AD', FF, GF)으로 변경하며, 이웃하는 가로등주제어기(D')의 라우팅테이블은 D'(A'C', E'E', F'E', G'E')에서 D'(A'C',E'E',F'E',G'E', AD, FE, GE)으로 변경한다. 이와 같이 변경된 라우팅테이블에 의해 가로등주제어기(D)와 가로등주제어기(E)간 통신에서 다른 선로의 가로등주제어기(D')를 거치는 중계통신이 가능하게 된다.

도 17은 본 발명에 따라 1:1 통신방식과 중계통신 방식의 등주를 갖는 라우팅 개념도이다. 도 17에서 A는 분전함제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 분전함제어기를 나타내고, B 내지 G는 가로등주제어기를 식별하기 위한 고유번호(주소) 혹은 가로등주제어기를 나타낸다. 또한 라우팅 테이블에서 첫번째 주소는 목적지 주소를 나타내고 두번째 주소는 중계지 주소를 나타내며, 중계지의 AA는 중계없는 1:1 통신을 나타낸다. 따라서 "FD"는 목적지 "F"로 가기 위해서는 중계지 "D"를 거쳐야 하는 것을 나타낸다.

통상 중계통신을 하게 되면 장점으로는 유무선 통합 라우팅이 자연스럽게 구성할 수 있고, 통신장애가 발생하는 구간에서 다른 노드로 경로를 전환하여 통신을 가능하게 하는데 편리하다. 그러나 단점으로는 각 제어기마다 라우팅 테이블을 설정하고 저장하는 불편함이 있게 된다. 또한 노드가 많을수록 라우팅 테이블의 크기가 커지게 되고 통신속도도 중계과정으로 인해 다소 느려지게 된다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 1:1 통신과 중계통신을 병행하여 구성하면 라우팅 테이블의 크기도 줄어들고 중계노드의 감소로 인해 통신속도 또한 모든 노드의 중계통신에 비해 빨라지게 된다.

도 17을 참조하면, 분전함제어기(A)의 라우팅 테이블(730)은 (BB, CC, DD, ED, FD, GD)로 되어 있고, 가로등주제어기(B)의 라우팅테이블(731)은 (AA)로 되어 있으며, 가로등주제어기(C)의 라우팅테이블(732)도 (AA)로 되어 있다.그리고 가로등주제어기(D)의 라우팅테이블(733)는 (AA,EE,FF,GF)로 되어 있고, 가로등주제어기(E)의 라우팅테이블(734)은 (AD)로 되어 있으며, 가로등주제어기(F)의 라우팅테이블(735)은 (AD,GG), 가로등주제어기(G)의 라우팅테이블(736)은 (AF)로 되어 있다.

이러한 라우팅 테이블에 따르면 분전함제어기(A)와 가로등주제어기(B, C, D)들간의 통신은 1:1로 하는 것을 알 수 있고, 가로등주제어기(D)와 가로등주제어기(E)도 1:1 통신, 가로등주제어기(D)와 가로등주제어기(F)는 중계통신, 가로등주제어기(E)와 가로등주제어기(G)는 1:1 통신하는 것을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명의 통신방식에 따르면 라우팅 테이블에 의한 중계방식과 1:1: 통신방식을 적절히 결합하여 전력선로의 노후화에 따른 통신거리의 제약을 해소할 수 있다. 즉, 전력선통신에서 사용되는 가로등 전원선로는 선형선로이고 전력선통신의 이론상의 거리는 1000m정도이므로 분전함제어기와 등주제어기 사이에 1:1 통신이 가능할 수도 있으나 실제에 있어서는 대다수의 선로가 노후화되어 통신거리가 100m 이내로 제한되어 통신이 불가능하나 본 발명에 따라 라우팅 테이블에 의한 중계방식과 1:1: 통신방식을 적절히 결합하여 전력선로의 노후화에 따른 통신거리의 제약을 해소할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 중앙관제서버는 통신이 필요한 시점에 SMS를 통해 분전함제어기에 통신을 요청하고, 이에 따라 분전함제어기의 CDMA통신부가 인터넷 통신을 개시하여 상시 인터넷 통신 연결은 하지 않으면서도 저렴한 비용으로 제어가 필요한 순간에 통신할 있다.

또한 본 발명에 따르면 가로등주제어기가 지그비통신과 전력선통신을 중계할 수 있도록 하여 전력선 통신의 중단시나 장애시 라우팅 테이블에 의해 우회 경로를 통해 중단없이 통신할 수 있고, 신호 감쇄에 따른 중계기능을 강화하여 대량의 가로등주제어기 설치시에도 원할하게 통신할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 가로등주제어기의 고장시에도 안정기전원제어부가 계속 등기구의 램프로 전원을 공급할 수 있도록 되어 있어 즉각적인 A/S 대응이 지연되더라도 등주의 작동이 마비되는 상황을 최소화할 수 있고, 가로등주제어기의 누전스위치에 병렬로 누전차단제어부를 부가하여 누전스위치가 차단되더라도 현장에 출동하지 않고 분전함제어기의 제어에 따라 등기구의 램프에 전원을 공급할 수 있도록 되어 있다.

Claims

소속 분전함장치로부터 상시전력선과 격등전력선을 통해 가로등 점등을 위한 전력과 안전전압을 공급받아 해당 가로등주의 조명램프를 점등 및 소등 제어하는 가로등주 제어장치에 있어서,

소속 분전함장치 또는 타 가로등주제어장치로부터 전달된 통신신호를 해석하여, 해당 장치를 목적지로 하는 통신신호는 중앙제어부에 전달하고, 타 장치를 목적지로 하는 통신신호는 라우팅 테이블에 따라 PLC 전력선 통신부 또는 지그비 통신부를 통하여 재전송하여 중계하는 통신중계부;

전력선을 매체로 하여 소속 분전함장치와 가로등주제어장치 또는 가로등주제어장치간 중계 통신신호를 송수신하는 전력선 통신부;

무선 통신을 매개로 하여 소속 분전함장치와 가로등주제어장치 또는 가로등주제어장치간 중계 통신신호를 송수신하는 지그비통신부;

제어신호가 있으면 가로등 전력선을 통해 해당 안정기로 공급되는 상시/격등 전력을 차단하고, 제어신호가 없으면 전력선을 바이패스시키는 안정기전원제어부;

가로등 전력선으로부터 공급되는 전원의 누설전류가 기준치 이상이 되면 전원 공급을 자동으로 차단하는 누전차단기;

상기 누전차단기에 병렬로 연결되어 제어신호에 따라 상기 누전차단기가 차단되더라도 안정기측으로 전력을 공급하는 누전차단제어부; 및

상기 통신중계부를 통해 소속 분전함제어기 혹은 다른 가로등주제어장치와 통신하고, 상기 안정기전원제어부와 상기 누전차단제어부를 제어하여 해당 조명수단의 점소등을 제어하며, 상기 조명수단의 고장을 감시하여 소속 분전함장치에 보고하는 중앙제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 통신중계부는

경로정보를 의미하는 라우팅 테이블이 저장된 라우팅정보저장부와,

설치시 중계 테스트를 위한 라우팅설정부와,

상기 라우팅 테이블을 바탕으로 이기종 통신 방식일 경우 게이트웨이 기능을 수행하고 동일한 통신방식일 경우에는 중계기능만을 수행하는 중계통신부와,

상기 중계통신부가 전력선통신부와 지그비무선통신부의 어느 하나, 또는 2개 모두를 선택하여 송수신할 것인가를 설정하는 통신설정부로 구성된 것을 특징으로 하는 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치.
제2항에 있어서, 상기 라우팅 테이블은

목적지와 중계지 주소 쌍의 테이블로 이루어지고, 상기 라우팅 테이블의 구성방식에 따라 1:1, 1:다, 동일 통신방식의 중계, 이기종 통신방식의 게이트웨이 중계 통신, 및 이들 통신방식의 조합에 따른 통신방식이 가능하여 어느 한 통신매체의 중단에도 불구하고 우회경로로 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 안정기전원제어부는

기본 접점이 닫혀 있어 평상시에는 안정기의 전원을 공급하고 있는 릴레이스위치와, 상기 중앙제어부의 릴레이 구동신호에 의하여 상기 릴레이스 위치의 접점을 열어 안정기로의 전원을 차단하는 릴레이구동회로로 구성된 것을 특징으로 하는 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 누전차단제어부는

상기 누전차단기에 병렬로 연결되어 기본 접점이 열려있을 경우에는 상기 누전기의 차단에 의해 전력이 차단되게 하고, 구동신호에 따라 접점이 닫히면 상기 누전차단기를 바이패스시켜 전력을 공급하는 메이크형 릴레이 스위치와,

상기 중앙제어부의 제어신호에 따라 상기 릴레이 스위치를 구동하는 릴레이구동회로로 구성된 것을 특징으로 하는 가로등 관제 시스템의 가로등주 제어장치.