KR100734424B1 - 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 구동회로들을내장하는 항로표지 구동장치 및 항로표지 관리시스템. - Google Patents

공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 구동회로들을내장하는 항로표지 구동장치 및 항로표지 관리시스템. Download PDF

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KR100734424B1 KR1020070027013A KR20070027013A KR100734424B1 KR 100734424 B1 KR100734424 B1 KR 100734424B1 KR 1020070027013 A KR1020070027013 A KR 1020070027013A KR 20070027013 A KR20070027013 A KR 20070027013A KR 100734424 B1 KR100734424 B1 KR 100734424B1
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KR1020070027013A
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박용철
김성준
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(주)지오시스템리서치
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Abstract

램프 어레이와 램프교환기의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들을 내장하는 항로표지 구동장치 및 이를 포함하는 항로표지 관리시스템이 개시된다. 항로표지 관리시스템은 등명부, 항로표지 구동장치, 및 전원부를 포함한다. 등명부는 다수의 램프들로 이루어진 램프 어레이 및 상기 램프 어레이를 한쪽 방향으로 회전시키기 위한 모터로 구성되는 램프교환기를 포함하고, 항로표지 구동장치는 램프 어레이와 램프교환기의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들 및 상기 구동회로들에 제어신호를 출력하기 위한 램프 제어회로와 모터 제어회로를 내장하여, 제어회로들의 제어신호에 따라 상기 공통단자 형태에 기초한 구동회로들을 각각 구동시켜 램프 어레이와 램프교환기를 제어한다. 그러므로, 램프 어레이와 램프교환기를 전원부에 연결함에 있어서 다양한 공통단자 형태에 기인한 램프교환기의 오작동을 방지하고, 관리자로 하여금 다양한 공통단자 형태를 사용할 수 있게 함으로써 항로표지의 효과적인 운용을 가능하게 한다.

Description

공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 구동회로들을 내장하는 항로표지 구동장치 및 항로표지 관리시스템. {Device and System for managing a beacon by including plural types of driving circuits based on the common terminal types}
도 1은 램프 어레이와 램프교환기의 공통단자 형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 등명부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 항로표지 관리시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 등명부의 공통단자 형태를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 3의 항로표지 구동장치 내부에 있는 제 1 형태 구동회로들을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3의 항로표지 구동장치 내부에 있는 제 2 형태 구동회로들을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 항로표지 관리시스템을 나타내는 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 항로표지 관리시스템 120: 등명부
122: 램프 어레이 124: 램프교환기
140: 항로표지 구동장치 142: 제어부
144: 램프 구동회로 148: 모터 구동회로
160: 전원부 182: 조도센서
184: 램프 불량 센서 500: 항로표지 관리시스템
510: 등명부 520: 조도센서
525: 램프 불량 센서 530: 모터센서
540: GPS 수신기 550: 무선통신모듈
560: 전원부 570: 추가센서 제어장치
580: 조작패널 590: 표시패널
600: 항로표지 구동장치 700: 중앙 관리 서버
본 발명은 항로표지 구동장치 및 이를 포함하는 항로표지 관리시스템 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 구동회로들을 내장한 항로표지 구동장치 및 이를 포함하는 항로표지 관리시스템에 관한 것이다.
항로표지장치는 선박의 안전운항을 위한 주요시설의 하나로서 크게 등명부와 전원부로 나눌 수 있다. 유인등대를 제외한 무인등대와 항로표지장치 등은 관리자 에 의한 지속적인 관리가 어렵기 때문에 정기적 또는 비정기적으로 점검된다.
최근에는 이러한 문제점을 보완하고자 항로표지장치를 원격에서 모니터링하고 제어하기 위하여 항로표지 관리시스템을 설치하여 운영하고 있다. 항로표지 관리시스템은 VHF, UHF 혹은 무선인터넷통신망을 이용하여 등명부의 점소등을 제어하고 전원부의 태양열 전지 및 축전지의 상태 등을 관리하는 시스템을 말한다. 항로표지 관리시스템은 제한된 전원을 사용하기 때문에 제한된 전원을 효과적으로 사용하기 위한 저전력 설계가 요구된다.
등명부는 크게 램프 어레이와 램프교환기로 나누어진다. 램프 어레이는 다수의 램프들을 포함하고 있으며, 램프교환기는 사용 중인 램프의 수명이 다 되었을 때 램프 어레이를 한쪽 방향으로 회전시키면서 램프를 자동으로 교환해준다. 그러나 대부분의 항로표지 관리시스템은 램프 어레이와 램프교환기의 전원 입력단자를 공통으로 사용하지만 아직 그 표준이나 규격이 정해져 있지 않은 이유로 램프교환기의 전극이 반대로 인식되는 경우가 생긴다. 이 경우 램프교환기의 모터가 반대로 회전하므로 등명부의 오작동과 고장을 유발할 수 있다.
도 1은 램프 어레이(10a, 10b)와 램프교환기(20a, 20b)의 공통단자 형태를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 램프 어레이(10a)와 램프교환기(20a)가 (-) 전극을 공통으로 사용하는 형태와 램프 어레이(10b)와 램프교환기(20b)가 (+) 전극을 공통으로 사용하는 형태를 나타낸다.
항로표지 관리시스템에서는 도 1에 나타난 바와 같이 (+) 혹은 (-)단자를 공 통단자로서 사용하는데 아직 제품의 표준이나 규격이 정해져 있지 않은 이유로 제조사마다 상이한 공통단자 형태의 제품을 제조하기 때문에 공통단자 인식 오류가 빈번하게 발생한다.
도 2는 등명부(30)를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 램프교환기(32)의 모터가 시계방향으로 회전하면서 램프교환기(32)의 접점부분(34)이 램프 어레이의 접점부분(35)과 교차하는데 공통단자 인식 오류가 발생하는 경우 즉, 공통단자를 반대로 인식할 경우 접점부분(35)이 탈거되는 등의 램프교환기(32)의 고장과 오작동을 유발한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여,
본 발명은 등명부의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들을 내장하여 램프 어레이와 램프교환기를 각각 제어하는 항로표지 구동장치 및 이를 포함하는 항로표지 관리시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)와 포토커플러(Photo-Coupler) 소자를 이용하여 저전력 설계가 가능한 항로표지 구동장치 및 이를 포함하는 항로표지 관리시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 항로표지 관리시스 템은 등명부, 항로표지 구동장치, 및 전원부를 포함한다. 등명부는 다수의 램프들로 이루어진 램프 어레이 및 상기 램프 어레이를 한쪽 방향으로 회전시키기 위한 모터로 구성되는 램프교환기를 포함하고, 항로표지 구동장치는 램프 어레이와 램프교환기의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들 및 상기 구동회로들에 제어신호를 출력하기 위한 램프 제어회로와 모터 제어회로를 내장하여, 제어회로들의 제어신호에 따라 공통단자 형태에 기초한 상기 구동회로들을 각각 구동시켜 램프 어레이와 램프교환기를 제어한다. 상기 항로표지 관리시스템의 항로표지 구동장치 내부의 제어회로 및 구동회로를 설계함에 있어서 포토커플러 소자 및 전계효과 트랜지스터를 사용함으로써 저전력 설계를 가능하게 한다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템의 공통단자 형태는, 상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 전원 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 1 형태와, 상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 접지 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 2 형태 중에서 선택될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은, 상기 램프 어레이의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자는 접지 전압과 연결되도록 구성된 상기 제 1 형태 램프 구동회로와; 상기 램프교환기의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자 는 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 드레인 단자는 다이오드를 매개로 전원 전압에 연결되도록 구성된 상기 제 1 형태 모터 구동회로를 내장하는 항로표지 구동장치를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은, 상기 램프 어레이의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되도록 구성된 상기 제 2 형태 램프 구동회로와; 상기 램프교환기의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 드레인 단자는 다이오드를 매개로 접지 전압에 연결되도록 구성된 상기 제 2 형태 모터 구동회로를 내장하는 항로표지 구동장치를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 서로 다른 위치에 있는 상기 항로표지 관리시스템들 간의 점등 주기를 동기화하기 위한 세계표준시 데이터를 수신하고, 상기 항로표지 관리시스템의 위치 데이터를 수신하기 위한 GPS 수신기를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 상기 전원부가 배터리, 태양열 전지, 및 상기 배터리와 상기 태양열 전지의 충전과 방전을 조절하기 위한 충방전 조절기를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 외부의 조도를 측정하여 조도 데이터를 출력하기 위한 조도센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 상기 램프의 발광 상태를 측정하여 램프 불량 데이터를 출력하기 위한 램프 불량 센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 상기 모터의 회전속도를 측정하여 회전속도 데이터를 출력하기 위한 모터센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 상기 항로표지 관리시스템의 상태를 표시하기 위한 표시패널, 및 상기 항로표지 관리시스템을 조작하기 위한 조작패널을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 해양환경 및 대기환경을 측정하여 측정 데이터를 출력하기 위한 추가센서 제어장치를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 관리시스템은 상기 항로표지 구동장치에 입력된 데이터들을 중앙 관리 서버로 송신하고, 상기 중앙 관리 서버로부터 상기 항로표지 관리시스템을 제어하기 위한 데이터들을 수신하기 위한 무선통신모듈을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 항로표지 구동장치는 램프 어레이와 램프교환기의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들 및 상기 구동회로들에 제어신호를 출력하기 위한 램프 제어회로와 모터 제어회로를 내장하여, 상기 제어회로들의 상기 제어신호에 따라 상기 공통단자 형태에 기초한 상기 구동회로들을 각각 구동시켜 상기 램프 어레이와 상기 램프교환기를 제어한다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 구동장치의 공통단자 형태는 상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 전원 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 1형태와, 상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 접지 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 2 형태 중에서 선택될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 구동장치는 상기 램프 어레이의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자는 접지 전압과 연결되도록 구성되는 상기 제 1 형태 램프 구동회로와; 상기 램프교환기의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자는 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 드레인 단자는 다이오드를 매개로 전원 전압에 연결되도록 구성되는 상기 제 1 형태 모터 구동회로를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 항로표지 구동장치는 상기 램프 어레이의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되도록 구성되는 상기 제 2 형태 램프 구동회로와; 상기 램프교환기의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 드레인 단자는 다이오드를 매개로 접지 전압에 연결되도록 구성되는 상기 제 2 형태 모터 구동회로를 포함할 수 있다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않아야 한다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접 속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 항로표지 관리시스템(100)을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 항로표지 관리시스템(100)은 등명부(120), 항로표지 구동장치(140), 전원부(160)를 포함한다. 등명부(120)는 램프 어레이(122)와 램프교환기(124)를 포함하고 항로표지 구동장치(140)는 램프 구동회로(144)와 모터 구동회로(148) 및 제어부(142)를 포함한다.
등명부(120)는 램프 어레이(122)와 램프교환기(124)를 포함하고 있다.
램프 불량 센서(184)는 램프 어레이(122)의 램프가 수명이 다한 경우, 이를 감지하여 램프 불량 데이터(LED)를 항로표지 구동장치(140) 내의 제어부(142)에 전달하고 제어부(142)의 모터 제어회로(142b)는 모터 제어신호(MCS)를 모터 구동회로(148) 내 전계효과 트랜지스터의 게이트 단자에 출력하게 된다. 등명부(120)의 공통단자 형태에 따라 선택된 모터 구동회로(148)가 구동됨으로써 램프교환기(124)는 램프 어레이(122)를 한쪽 방향으로 회전시켜 램프를 교환하게 된다.
조도센서(182)는 항로표지 주변의 외부조도를 측정하여 조도 데이터(LD)를 항로표지 구동장치(140) 내의 제어부(142)에 전달하고 제어부(142)의 램프 제어회로(142a)는 램프 제어신호(LCS)를 램프 구동회로(144) 내 전계효과 트랜지스터의 게이트 단자에 출력하게 된다. 등명부(120)의 공통단자 형태에 따라 선택된 램프 구동회로(144)가 구동됨으로써 램프 어레이(122)는 램프의 점등 또는 소등을 하게 된다.
제어부(142)는 램프 제어회로(142a)와 모터 제어회로(142b)를 포함한다. 램 프 제어회로(142a)와 모터 제어회로(142b)는 전계효과 트랜지스터의 게이트 단자에 램프 제어신호(LCS)와 모터 제어신호(MCS)를 각각 전달하는데 이 제어신호들(LCS, MCS)은 포토커플러 소자를 이용하여 전달하도록 구성된다. 항로표지 관리시스템(100)은 제한된 전원을 사용하기 때문에 저전력에서 동작해야 하므로 다른 실리콘 기반 트랜지스터보다 저전압에서 빠른 속도와 높은 효율을 제공하는 전계효과 트랜지스터를 사용하여 구성된다. 또한, 마이크로 프로세서의 저전력 출력 신호로 고전력 램프교환기(124)의 모터나 램프 어레이(122)의 램프를 구동시키는 경우에는 모터나 램프에서 발생하는 큰 유도 전류가 그라운드나 전원으로부터 역으로 신호선을 타고 들어와 회로를 파괴해 버리거나 오동작을 일으킬 수 있으므로, 램프 제어회로(142a)와 모터 제어회로(142b)는 포토커플러 소자를 사용하여 구성된다. 포토커플러 소자는 광집적회로와 발광다이오드로 구성된 소자로서, 발광다이오드가 전기신호를 빛으로 변환하면 광집적회로가 빛을 다시 전기신호로 바꾸어 전류를 흐르게 하므로 전기적으로 회로를 절연시키고 항로표지 구동장치(140)를 보호한다.
항로표지 구동장치(140)는 램프 구동회로(144)와 모터 구동회로(148) 및 제어부(142)를 포함하고 있다. 항로표지 구동장치(140)는 등명부(120)의 공통단자 형태에 기초하여 램프 구동회로(144)를 구동시켜 램프 어레이(122)의 램프를 제어하고 등명부(120)의 공통단자 형태에 기초하여 모터 구동회로(148)를 구동시켜 램프교환기(124)의 모터를 제어한다.
전원부(160)는 전원 전압(VCC)과 접지 전압(GD)을 항로표지 구동장치(140)에 공급한다. 항로표지 구동장치(140)는 램프 어레이(122)와 램프교환기(124)의 공통 단자 형태에 기초하여 특정 형태의 램프 구동회로(144)와 특정 형태의 모터 구동회로(148)를 구동시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 등명부(220, 240)의 공통단자 형태를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 전원부(260)는 전원전압(VCC)과 접지전압(GD)을 공급한다. 등명부(220, 240)의 공통단자 형태는 (+)단자를 공통단자로 하는 공통단자 형태(220)와 (-)단자를 공통단자로 하는 공통단자 형태(240)로 구분된다.
도 5는 도 3의 항로표지 구동장치(140)의 제 1 형태 구동회로(300)를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 항로표지 구동장치(140)의 제 1 형태 구동회로(300)는, 램프를 구동시키는 램프 구동회로(300a)와 모터를 구동시키는 모터 구동회로(300b)를 포함한다.
제 1 형태 램프 구동회로(300a)는 램프 어레이의 한 단자(L1)가 전원 전압(VCC)과 연결되어 있고, 램프 어레이의 다른 단자(L2)가 전계효과 트랜지스터(320)의 드레인 단자(D)에 연결되어 있으며, 전계효과 트랜지스터(320)의 소스 단자(S)는 접지 전압(GD)과 연결되도록 구성된다. 전계효과 트랜지스터(320)의 게이트 단자(G)에는 램프의 제어신호(LCS)가 인가된다.
제 1 형태 모터 구동회로(300b)는 램프교환기의 한 단자(M1)가 전원 전압(VCC)과 연결되어 있고, 램프교환기의 다른 단자(M2)가 전계효과 트랜지스터(360)의 드레인 단자(D)에 연결되어 있으며, 전계효과 트랜지스터(360)의 소스 단자(S)는 접지 전압(GD)과 연결되어 있고, 전계효과 트랜지스터(360)의 드레인 단자(D)는 다이오드(390)를 매개로 전원 전압(VCC)에 연결되도록 구성된다. 전계효과 트랜지스터(360)의 게이트 단자(G)에는 모터의 제어신호(MCS)가 인가된다.
제 1 형태 램프 구동회로(300a) 내 램프 어레이의 한 단자(L1)와 제 2 형태 모터 구동회로(300b) 내 램프교환기의 한 단자(M1)는 서로 연결됨으로써 공통단자를 구성한다.
도 6은 도 3의 항로표지 구동장치(140)의 제 2 형태 구동회로(400)를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 항로표지 구동장치(140)의 제 2 형태 구동회로(400)는, 램프를 구동시키는 램프 구동회로(400a)와 모터를 구동시키는 모터 구동회로(400b)를 포함한다.
제 2 형태 램프 구동회로(400a)는 램프 어레이의 한 단자(L2)가 접지 전압(GD)과 연결되어 있고, 램프 어레이의 다른 단자(L1)가 전계효과 트랜지스터(420)의 소스 단자(S)에 연결되어 있으며, 전계효과 트랜지스터(420)의 드레인 단자(D)는 전원 전압(VCC)과 연결되도록 구성된다. 전계효과 트랜지스터(420)의 게이트 단자(G)에는 램프의 제어신호(LCS)가 인가된다.
제 2 형태 모터 구동회로(400b)는 램프교환기의 한 단자(M2)가 접지 전압(GD)과 연결되어 있고, 램프교환기의 다른 단자(M1)가 전계효과 트랜지스터(460)의 소스 단자(S)에 연결되어 있으며, 전계효과 트랜지스터(460)의 드레인 단자(D)는 전원 전압(VCC)과 연결되어 있고, 전계효과 트랜지스터(460)의 소스 단자(S)는 다이오드(490)를 매개로 접지 전압(GD)에 연결되도록 구성된다. 전계효과 트랜지스터(460)의 게이트 단자(G)에는 모터의 제어신호(MCS)가 인가된다.
제 2 형태 램프 구동회로(400a) 내 램프 어레이의 한 단자(L2)와 제 2 형태 모터 구동회로(400b) 내 램프교환기의 한 단자(M2)는 서로 연결됨으로써 공통단자를 구성한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 항로표지 관리시스템(500)을 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 항로표지 관리시스템(500)은 등명부(510), 조도센서(520), 램프 불량 센서(525), 모터센서(530), GPS 수신기(540), 무선통신모듈(550), 전원부(560), 추가센서 제어장치(570), 조작패널(580), 표시패널(590) 및 항로표지 구동장치(600)를 포함할 수 있다.
항로표지 구동장치(600)는 전원부(560)로부터 전원을 공급받고, 등명부(510)의 공통단자 형태에 기초한 특정 형태의 구동회로를 동작하게 함으로써 등명부(510)를 제어한다.
GPS 수신기(540)는 서로 다른 위치에 있는 항로표지 관리시스템(500)의 점등 주기를 동기화하기 위한 세계표준시 데이터(TMD)를 위성으로부터 수신하여 항로표지 구동장치(600)로 출력하고, 항로표지 관리시스템(500)의 위치 데이터(GPD)를 위성으로부터 수신하여 항로표지 구동장치(600)로 출력한다. 항로표지 구동장치(600)는 무선통신모듈(550)을 통하여 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)에 전송한다. 따라서, 원격에 있는 관리자는 항로표지 관리시스템(500)의 현재 위치를 파악할 수 있고, 주변 항로표지 관리시스템(500) 간의 점등 주기를 통일할 수 있다.
전원부(560)는 배터리(562), 태양열 전지(564) 및 충방전 조절기(566)를 포함한다. 충방전 조절기(566)는 배터리(562)와 태양열 전지(564)의 충전과 방전을 조절한다. 전원부(560)는 항로표지 구동장치(600)를 통하여 등명부(510)에 전원을 공급하는 것 이외에도 전원부(560)의 현재상태를 표시하는 상태 데이터(SD)를 항로표지 구동장치(600)에 출력한다. 항로표지 구동장치(600)는 무선통신모듈(550)을 통하여 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)에 전송함으로써 원격에 있는 관리자로 하여금 전원부(560)의 상태를 파악할 수 있게 한다.
조도센서(520)는 외부의 조도를 측정하고, 광량을 저항 수치로 변환한 조도 데이터(LD)를 항로표지 구동장치(600)로 출력한다. 항로표지 구동장치(600)는 조도 데이터(LD)를 이용하여 등명부(510) 내 램프의 점소등을 관리하고 등명부(510)의 현재상태를 무선통신모듈(550)을 통하여 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)에 전송한다. 또한 항로표지 구동장치(600)는 백업으로 태양열전지(564)의 전압 수치가 1V 이하일 경우 등명부(510) 램프의 점등이 이루어지게 할 수 있다. 따라서 원격에 있는 관리자는 등명부(510) 내 램프의 현재상태를 파악할 수 있고 원격으로 램프의 점소등을 제어할 수 있다.
램프 불량 센서(525)는 램프의 발광 상태를 측정하여 램프의 불량이나 램프의 수명에 의한 기준 광량 이하의 발광 상태가 감지되는 경우에 램프 불량 데이터(LED)를 출력한다. 항로표지 구동장치(600)는 램프 불량 데이터(LED)를 이용하여 등명부(510) 내 램프교환기를 구동시켜 램프를 교환하고 등명부(510)의 현재상태를 무선통신모듈(550)을 통하여 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)에 전송한다. 따라서 원격에 있는 관리자는 등명부(510) 내 램프의 현재상태를 파악할 수 있고 원격으로 램프의 교환을 제어할 수 있다.
모터센서(530)는 모터의 회전속도를 측정하여 항로표지 구동장치(600)로 회전속도 데이터(RVD)를 출력한다. 항로표지 구동장치(600)는 회전속도 데이터(RVD)를 이용하여 모터를 제어하고 모터의 현재상태를 무선통신모듈(550)을 통하여 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)에 전송한다. 따라서, 원격에 있는 관리자는 등명부(510) 내 모터의 현재상태를 파악할 수 있고 원격으로 모터를 제어할 수 있다.
표시패널(590)과 조작패널(580)은 항로표지 관리시스템(500)의 현재상태를 표시하고 조작할 수 있게 한다. 따라서, 관리자는 표시패널(590)과 조작패널(580)을 이용하여 현장에서 시스템 상태를 확인하고 점검 및 조작을 가능하게 한다.
추가센서 제어장치(570)는 해양환경 및 대기환경을 측정하여 항로표지 구동장치(600)로 측정 데이터(ED)를 출력한다. 추가센서 제어장치(570)는 해양환경 센서 및 대기환경 센서를 통하여 얻어진 데이터를 별도의 데이터 로거(Data Logger)나 시스템 변환보드 없이 바로 측정 데이터(ED)로 가공하고, 항로표지 구동장치(600)로 출력한다. 항로표지 구동장치(600)는 측정 데이터(ED)를 무선통신모듈(550)을 통하여 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)로 전송한다. 그러므로, 원격에 있는 관리자도 항로표지 관리시스템(500)이 위치한 곳의 해양환경 및 대기환경을 모니터링할 수 있다.
무선통신모듈(550)은 항로표지 구동장치(600)에 입력된 데이터(TD)를 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)로 전송하고 원격에 있는 중앙 관리 서버(700)로부터 항로표지 관리시스템(500)을 제어하기 위한 데이터(CD)를 항로표지 구동장치(600)로 전송한다. 따라서, 무선통신모듈(550)을 통하여 항로표지 관리시스템(500)의 상태를 파악할 수 있으며 항로표지 관리시스템(500)을 원격으로 제어하는 것이 가능하다. 무선통신모듈(550)은 CDMA, TRS, GSM, HSDPA 혹은 무선인터넷 통신망을 이용할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항로표지 관리시스템은 등명부의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들을 내장하여 램프 어레이와 램프교환기를 각각 제어함으로써 등명부의 오작동 및 고장을 방지하고, 관리자의 무결점 운용을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항로표지 관리시스템은 항로표지 구동장치를 구성함에 있어서 전계효과 트랜지스터와 포토커플러 소자를 이용함으로써 저전력 설계를 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항로표지 관리시스템은 무선통신모듈을 통하여 원격에서 항로표지 관리시스템의 상태를 파악하고 항로표지 관리시스템을 효율적으로 제어할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항로표지 관리시스템은 항로표지 관리시스템이 위치한 곳의 해양환경 및 대기환경을 원격에서 모니터링할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 항로표지 구동장치는 등명부의 공통단자 형태 에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들을 내장하여 램프 어레이와 램프교환기를 각각 제어함으로써 등명부의 오작동 및 고장을 방지하고, 관리자의 무결점 운용을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 항로표지 구동장치는 이를 구성함에 있어서 전계효과 트랜지스터와 포토커플러 소자를 이용함으로써 저전력 설계를 가능하게 한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 등명부, 항로표지 구동장치, 전원부를 포함하는 항로표지 관리시스템에 있어서,
    상기 등명부는 다수의 램프들로 이루어진 램프 어레이 및 상기 램프 어레이를 한쪽 방향으로 회전시키기 위한 모터로 구성되는 램프교환기를 포함하고,
    상기 항로표지 구동장치는 상기 램프 어레이와 상기 램프교환기의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들 및 상기 구동회로들에 제어신호를 출력하기 위한 램프 제어회로와 모터 제어회로를 내장하며,
    상기 제어회로들의 상기 제어신호에 따라 상기 공통단자 형태에 기초한 상기 구동회로들을 각각 구동시켜 상기 램프 어레이와 상기 램프교환기를 제어하는 항로표지 관리시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공통단자 형태는
    상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 전원 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 1 형태와,
    상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 접지 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 2 형태 중에서 선택되는 항로표지 관리시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 형태 램프 구동회로는 상기 램프 어레이의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자는 접지 전압과 연결되도록 구성되고,
    상기 제 1 형태 모터 구동회로는 상기 램프교환기의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자는 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 드레인 단자는 다이오드를 매개로 전원 전압에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 형태 램프 구동회로는 상기 램프 어레이의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되도록 구성되고,
    상기 제 2 형태 모터 구동회로는 상기 램프교환기의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 소스 단자는 다이오드를 매개로 접지 전압에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원부는
    배터리;
    태양열 전지; 및
    상기 배터리와 상기 태양열 전지의 충전과 방전을 조절하기 위한 충방전 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 다른 위치에 있는 상기 항로표지 관리시스템들 간의 점등 주기를 동기화하기 위한 세계표준시 데이터를 수신하고, 상기 항로표지 관리시스템의 위치 데이터를 수신하기 위한 GPS 수신기를 포함하는 항로표지 관리시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 외부의 조도를 측정하여 조도 데이터를 출력하기 위한 조도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 램프의 발광 상태를 측정하여 램프 불량 데이터를 출력하기 위한 램프 불량 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터의 회전속도를 측정하여 회전속도 데이터를 출력하기 위한 모터센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항로표지 관리시스템의 상태를 표시하기 위한 표시패널; 및
    상기 항로표지 관리시스템을 조작하기 위한 조작패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 해양환경 및 대기환경을 측정하여 측정 데이터를 출력하기 위한 추가센서 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항로표지 구동장치에 입력된 데이터들을 중앙 관리 서버로 송신하고, 상기 중앙 관리 서버로부터 상기 항로표지 관리시스템을 제어하기 위한 데이터들을 수신하기 위한 무선통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 항로표지 관리시스템.
  13. 램프 어레이와 램프교환기의 공통단자 형태에 기초한 여러 형태의 램프 구동 회로들과 여러 형태의 모터 구동회로들 및 상기 구동회로들에 제어신호를 출력하기 위한 램프 제어회로와 모터 제어회로를 내장하고, 상기 제어회로들의 상기 제어신호에 따라 상기 공통단자 형태에 기초한 상기 구동회로들을 각각 구동시켜 상기 램프 어레이와 상기 램프교환기를 제어하는 항로표지 구동장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 공통단자 형태는
    상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 전원 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 1 형태와,
    상기 램프교환기와 상기 램프 어레이가 접지 전압을 공통으로 하도록 구성되는 제 2 형태 중에서 선택되는 항로표지 구동장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 형태 램프 구동회로는 상기 램프 어레이의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자는 접지 전압과 연결되도록 구성되고,
    상기 제 1 형태 모터 구동회로는 상기 램프교환기의 한 단자가 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 소스 단자는 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 드레인 단자는 다이오드를 매개로 전원 전압에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 항로표지 구동장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 형태 램프 구동회로는 상기 램프 어레이의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프 어레이의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되도록 구성되고,
    상기 제 2 형태 모터 구동회로는 상기 램프교환기의 한 단자가 접지 전압과 연결되어 있고, 상기 램프교환기의 다른 단자가 전계효과 트랜지스터의 소스 단자에 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터의 드레인 단자는 전원 전압과 연결되어 있고, 상기 전계효과 트랜지스터의 상기 소스 단자는 다이오드를 매개로 접지 전압에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 항로표지 구동장치.
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