KR100775040B1

KR100775040B1 - 복합 기능형 배전 방식의 원격 가로등 절전 제어 시스템

Info

Publication number: KR100775040B1
Application number: KR1020060052975A
Authority: KR
Inventors: 조애나; 박재홍; 송용철
Original assignee: 이상섭
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2007-11-08

Abstract

본 발명은 원격 가로등 절전 제어 시스템에 관한 것으로, 무선으로 원격지에서 집단 내지는 산발적으로 산재되어 있는 가로등 및 보안등에 무선 통신을 이용하여 양방향으로 제어 데이터와 상태 데이터를 송/ 수신하도록 하여 전파 장애 및 비정상적인 작동으로 인한 조명 시스템의 손상을 방지하고, 실시간 확인 시스템으로 절전 및 램프 수명의 연장과 심야의 불필요한 전력 낭비의 절감을 제공하는 원격 가로등 절전 제어 시스템을 제공하기 위한 것으로, 소정 구역 내 설치된 다수의 가로등기구를 원격 제어 하는 주제어장치와, 상기 주제어장치로부터 유선 또는 무선으로 입력된 제어 데이터로 가로등기구의 상태를 조절하는 가로등 콘트롤러와, 상기 가로등 콘트롤러 로 부터 유선 또는 무선으로 입력된 제어 데이터로 소정의 상태를 조절하는 가로등기구로 이루어지는 원격 가로등 제어 시스템에 있어서, 가로등 제어 신호를 무선으로 송신하고 각 가로등 상태 데이터를 무선으로 수신하여 디스플레이 하는 주제어장치; 상기 주제어장치로부터 수신된 제어 신호로 할당된 해당 각 가로등의 제어 신호를 무선으로 송신하는 지역번호가 할당된 가로등 콘트롤러; 상기 주제어장치 와 가로등 콘트롤러 로 부터 무선으로 수신된 제어 신호로 가로등을 절전 제어하고, 가로등의 상태 데이터를 가로등 콘트롤러 로 송신하는 고유 번호가 할당된 가로등기구; 상기 주제어장치와 무선으로 원격 운영 및 제어하는 원격 운영 콘트롤러; 및 상기 주제어장치와 무선으로 원격 유지 보수를 제어하는 원격 A/S시스템; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

가로등, CDMA, VHF, 제어, 절전, 시스템

Description

복합 기능형 배전 방식의 원격 가로등 절전 제어 시스템{Hybrid Function Type Remote Control Energy Saving System for Street Lighting}

도 1은 일반적인 단방향 통신 가로등 제어 시스템에 대한 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 원격 가로등 절전 제어 시스템에 대한 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 원격 가로등 절전 제어 시스템에 대한 상세 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호>

1: 원격 가로등 절전 제어 시스템 10: 주제어 장치

11: 제1 송/ 수신 수단 11': 제2 송/ 수신 수단

12': 제1 제어 수단 13': 디스플레이 수단

15: 프로그램 수단 30: 가로등 콘트롤러

31: 제4 송/ 수신 수단 31': 제5 송/ 수신 수단

32: 제3 제어 수단 32': 제4 제어 수단

33: 디스플레이 수단 34: 입력 수단

35: 메모리 수단 37: 절연 저항 테스트기

38: 상태 수집 수단 39: 역률 자동 제어기

40: 가로등기구 41: 제6 송/ 수신 수단

42: 상태 수집 수단 43: 안정기

44: 점화기 45: 고압 방전등 램프

50: 원격 운영 콘트롤러 60: 원격 A/S 시스템

70: CDMA 공중 회전망

본 발명은 원격 가로등 절전 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선으로 원격지에서 집단 내지는 산발적으로 산재되어 있는 가로등 및 보안등에 무선 통신을 이용하여 양방향으로 제어 데이터와 상태 데이터를 송/ 수신하도록 하여 전파 장애 및 비정상적인 작동으로 인한 조명 시스템의 손상을 방지하고, 실시간 확인 시스템으로 절전 및 램프 수명의 연장과 심야의 불필요한 전력 낭비의 절감을 제공하는 원격 가로등 절전 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일반적으로 가로를 밝혀주는 가로등 시스템의 발전 과정을 살펴보면 국부적으로 관리자가 직접 차단기를 온/오프(on/off) 시키는 것이 밤과 낮의 조도를 감지하여 점/ 소등하는 가로등 콘트롤러, 프로그램에 의해 점/ 소등이 제어되는 가로등 콘트롤러, 단방향 유무선 통신을 이용하여 원격제어가 가능한 가로등 제어 시스템 으로 발전해 왔으며 현재 단방향 통신 가로등 시스템이 일반적이다.

도 1은 일반적인 단방향 통신 가로등 제어 시스템에 대한 블록도이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 단방향 통신 가로등 제어 시스템을 전반적으로 제어하며, 이를 위해 제어 신호를 발생하는 주제어장치(100)와 상기 주제어장치(100)의 제어 신호를 수신하여 가로등기구(400)를 제어하는 다수개의 가로등 콘트롤러(300)와 상기 가로등 콘트롤러(300)에 의해 제어되어 가로를 밝혀주는 다수개의 가로등기구(400)로 구성된다.

이와 같은 단방향 통신 가로등 제어 시스템은 원거리에 원하는 시각에 선별적으로 가로등 점/ 소등을 제어할 수 있는데, 이는 주제어장치(100)에서 지역 번호를 포함하는 제어 신호를 무선 또는 유선으로 송신하고, 이를 가로등 콘트롤러(300)에서 수신하여 제어 신호중에 포함된 지역 번호가 자신의 지역 번호와 동일한 지를 동일한 지를 비교하며, 상기 결과가 동일한 경우 연속되는 제어 데이터를 분석하여 가로등기구(400)를 제어함으로써 이루어진다.

그러나, 종래의 가로등 시스템은 관리자가 단방향으로만 제어가 가능하여 가로등 시스템의 고장 상태를 파악할 수 없었고, 관리자가 야간 순찰에 의거하여 각종 등기구의 고장 상태를 파악하거나 민원인의 신고에 의존한 유지 보수 방법으로써, 투자대비 효용성이 저하되었기 때문에 전기 요금의 절감 방법에 한계가 있었으며, 주제어장치로부터 제어 신호 수신시 수신 모듈이 크리스털 방식이어서 주파수 밴드의 가변이 어려우므로 제어 영역이 다른 인근지역 가로등 콘트롤러로 사용하려면 RF 수신 모듈의 크리스털을 교환하여야 하는 문제점이 있었으며, 이는 원가 상승의 한 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무선으로 원격지에서 집단 내지는 산발적으로 산재되어 있는 가로등 및 보안등에 무선 통신을 이용하여 양방향으로 제어 데이터와 상태 데이터를 송/ 수신하도록 하여 전파 장애 및 비정상적인 작동으로 인한 조명 시스템의 손상을 방지하고, 실시간 확인 시스템으로 절전 및 램프 수명의 연장과 심야의 불필요한 전력 낭비의 절감을 제공하여 비용을 절감시키는 원격 가로등 절전 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정 구역 내 설치된 다수의 가로등기구를 원격 제어 하는 주제어장치와, 상기 주제어장치로부터 유선 또는 무선으로 입력된 제어 데이터로 가로등기구의 상태를 조절하는 가로등 콘트롤러와, 상기 가로등 콘트롤러 로 부터 유선 또는 무선으로 입력된 제어 데이터로 소정의 상태를 조절하는 가로등기구로 이루어지는 원격 가로등 제어 시스템에 있어서, 가로등 제어 신호를 무선으로 송신하고 각 가로등 상태 데이터를 무선으로 수신하여 디스플레이 하는 주제어장치; 상기 주제어장치로부터 수신된 제어 신호로 할당된 해당 각 가로등의 제어 신호를 무선으로 송신하는 지역번호가 할당된 가로등 콘트롤러; 상기 주제어장치 와 가로등 콘트롤러 로 부터 무선으로 수신된 제어 신호로 가로등을 절전 제어하고, 가로등의 상태 데이터를 가로등 콘트롤러 로 송신하는 고유 번호가 할당된 가로등기구; 상기 주제어장치와 무선으로 원격 운영 및 제어하는 원격 운영 콘트롤러; 및 상기 주제어장치와 무선으로 원격 유지 보수를 제어하는 원격 A/S시스템; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 주제어 장치는 상기 원격 운영 콘트롤러 및 상기 원격 A/S 시스템과 상기 가로등 콘트롤러와 VHF대역을 이용하여 양방향 통신이 가능하며 상기 주제어장치 는 가로등기구 와 VHF 대역을 이용하여 단방향 통신이 가능한 제1 송/수신 수단 및 제2 송/수신 수단과, 상기 가로등 콘트롤러와 CDMA를 이용하여 양방향 통신이 가능한 제3 송/수신 수단과, 제1 송/수신 수단 및 제2 송/수신 수단으로 수신된 신호로 제어를 수행하는 제1 제어 수단과, 제3 송/수신 수단으로 수신된 신호로 제어를 수행하는 제2 제어 수단과, 상기 각 제어 수단으로부터 수신된 입력 신호를 디스플레이 하는 각 디스플레이 수단과, 상기 가로등 콘트롤러 의 제어를 수행하기 위하여 수시된 입력 신호를 입력시키는 각 입력 수단과, 상기 입력 신호를 변수로 상기 가로등 콘트롤러 의 제어를 위한 기 정해진 프로그램을 구동시키는 프로그램 수단으로 이루어진다.

그리고, 상기 가로등 콘트롤러 는 상기 주제어장치 및 상기 가로등기구와 VHF 대역을 이용하여 양방향 통신이 가능한 제4 송/수신 수단과, 상기 주제어장치 및 상기 가로등기구와 CDMA를 이용하여 양방향 통신이 가능한 제5 송/수신 수단과, 상기 각 송/수신 수단으로 수신된 신호를 저장하되, 기 정해진 조건에 따라 온/오프(on/off)가 조절되며, 전원 차단 시 자동으로 데이터가 저장되는 각각의 메모리 수단과, 상기 각 메모리 수단으로 입력된 제어 신호로 구동을 수행하는 제3 제어 수단 및 제4 제어 수단과, 상기 주제어장치 및 상기 가로등기구로부터 수신된 입력 신호를 디스플레이 하는 각 디스플레이 수단과, 가로등기구의 제어를 수행하기 위하여 수신된 입력 신호를 입력시키는 각 입력 수단과, 상기 가로등 콘트롤러 이하 배전선로 에 접속된 다수의 가로등기구의 선로와 대지간의 저항을 측정하는 절연 저항 테스트기와, 상기 배전선로 상태를 수집하는 상태 수집 수단과, 상기 배전선로 의 무효 전력을 최소화시켜 자동으로 역률을 조정하는 역률 자동 제어기로 이루어진다.

또한, 상기 가로등기구는 VHF 대역을 이용하는 제 6 송/수신 수단과, 가로등기구의 각각의 상태를 수집하는 상태 수집 수단과, 균일한 전류 공급을 위한 안정기와, 고압 방전등 램프를 점화시키기 위한 점화기와, 소정의 스펙트럼을 방출하는 고압 방전등 램프로 구비된다.

이하, 본 발명에 따른 실시에를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 원격 가로등 절전 제어 시스템에 대한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 원격 가로등 절전 제어 시스템에 대한 상세 블록도이다.

도면에서 도시된 바와 같이, 원격 가로등 절전 제어 시스템(1)은 주제어장 치(10)와 가로등 콘트롤러(30)와 가로등기구(40)와 원격 운영 콘트롤러(50)와 원격 A/S 시스템(60) 및 CDMA 공중 회전망(70)으로 이루어진다.

상기 주제어장치(10)는 제1 송/ 수신 수단(11)과 제2 송/ 수신 수단(11')과 제3 송/ 수신 수단(11'')과 제1 제어 수단(12')과 제2 제어 수단(12'')과 각 디스플레이 수단(13', 13'')과 각 입력 수단(14', 14'')과 프로그램 수단(15)으로 구성된다.

여기서, 상기 주제어장치(10)는 다수개의 가로등 콘트롤러(30)와 가로등기구(40)의 점/ 소등, 절전, 역률 제어를 포함하는 후술되는 가로등기구(40)의 구동을 제어한다.

또한, 상기 주제어장치(10)는 각 입력 수단(14', 14'')을 통하여 설정 요구, 제어 데이터를 제2 송/ 수신 수단(11')과 제3 송/ 수신 수단(11'')으로 송신하고, 가로등 콘트롤러(30)로부터 가로등 콘트롤러 이하 배전 선로에 연결된 다수의 가로등기구(40)의 배전 선로의 상태 데이터와 상기 가로등기구(40)의 상태 데이터를 가로등 콘트롤러(30)로부터 수신하여 각 디스플레이 수단(13', 13'')을 통하여 구현시킨다.

그리고, 상기 제1 송/ 수신 수단(11)은 후술되는 원격 운영 콘트롤러(50)와 원격 A/S 시스템(60)과의 양방향 통신을 위하여 구비된다.

한편, 상기 제1 제어 수단(12') 및 제2 제어 수단(12'')은 제1 송/ 수신 수단(11)과 제2 송/ 수신 수단(11') 및 제3 송/ 수신 수단(11'')으로부터 수신된 입력 데이터를 입력시키는 각 입력 수단(14, 14')을 통하여 기 정해진 프로그램을 구 비하는 프로그램 수단(15)에 의하여 상기 입력 데이터를 연산한다.

한편, 상기 프로그램 수단(15)의 디스플레이 수단(미도시)은 상기 각 입력 수단(14, 14'')에 의하여 입력된 데이터를 변수로 연산된 결과 및 사용자에 의하여 입력된 프로그램을 입력시키는 입력 수단(미도시)의 문자열을 디스플레이하고, 입력 수단(미도시)에 의하여 입력된 데이터는 메모리 수단(미도시)에 의하여 저장되되, 프로그램 수단(15)의 전원 오프(off) 시 혹은 주제어장치(10)의 전원 오프(off) 시 입력된 데이터를 로딩시켜 자동으로 저장시킨다.

또한, 상기 가로등 콘트롤러(30)는 절연 저항 테스트기(37)와 상태 수집 수단(38)과 역률 자동 제어기(39)와 제4 송/ 수신 수단(31)과 제5 송/ 수신 수단(31')과 각 메모리 수단(35, 35')과 제3 제어 수단(32) 및 제4 제어 수단(32')과 각 디스플레이 수단(33, 33')과 각 입력 수단(34, 34')으로 구성된다.

여기서, 상기 가로등 콘트롤러(30)는 각각 지역 번호와 주파수를 각 입력 수단(34, 34')과 각 디스플레이 수단(33, 33')을 통하여 설정하며, 주제어장치(10)에서 제2 송/ 수신 수단(11'), 제3 송/ 수신 수단(11'')에 의하여 재설정이 가능하다.

그리고, 상기 제4 송/ 수신 수단(31)과 제6 송/ 수신 수단(41)은 주제어장치(10)의 제2 송/ 수신 수단(11')으로부터 VHF 대역을 이용하여 송신된 파라메터를 수신하고, 제5 송/ 수신 수단(31')은 주제어장치(10)의 제3 송/ 수신 수단(11'')으로부터 무선 인터넷 망인 CDMA를 이용하여 송신된 파라메터를 수신하되, 양방향 송/ 수신이 가능하도록 구비된다.

여기서, 각 메모리 수단(35, 35')은 상기 제4 송/ 수신 수단(31)과 제5 송/ 수신 수단(31')으로부터 수신된 입력 신호를 데이터화하여 저장하되, 가로등 콘트롤러(30)의 전원이 온/오프(on/off)됨에 따라 자동적으로 데이터화된 입력 신호를 저장한다.

또한, 각 제3 제어 수단(32) 및 제4 제어 수단(32')은 수신된 제어 데이터를 저장하기 위한 비휘발성 저장부(미도시)를 포함하며, 비휘발성 저장부는 무전원으로 저장된 데이터의 보존이 가능한 EEPROM(Electirically Erasable and Programmable Read Only Memory)이나 NVSRAM(None Volatile Static Random Access Memory)이나 플래시 메모리(Flash Memory)등을 이용하여 구성한다.

한편, 각 입력 수단(34, 34') 및 각 디스플레이 수단(33, 33')의 각 입력 수단(34, 34')은 가로등 콘트롤러(30)에 해당된 지역번호를 설정하거나, 역률 제어 데이터를 재설정하거나, 가로등기구(40) 상태를 확인하기 위한 소정키를 구비하여 관리자의 키입력에 대응하는 키신호를 각 디스플레이 수단(33, 33')으로 출력시키고, 상기 제4 송/ 수신 수단(31) 및 제5 송/ 수신 수단(31')으로부터 입력된 입력 신호를 디스플레이 한다.

그리고, 각 디스플레이 수단(33, 33')은 각 입력 수단(34, 34')으로부터 지역 번호 설정이나 가로등기구(40)의 상태 확인을 위한 키신호가 각 제3 제어 수단(32) 및 제4 제어 수단(32')에서 인가되면, 상기 각 제3 제어 수단(32) 및 제4 제어 수단(32')의 제어에 의거하여 지역 번호, 역률 제어 데이터, 또는 가로등기구(40)의 상태를 표시하며 주제어장치(10)에서 송신되는 재설정 요구에 의해서도 설정할 수 있다.

이때, 상기 절연 저항 테스트기(37)는 가로등 콘트롤러(30)에 장착되며, 각 가로등기구(40)에 병렬로 연결된 스위치를 통합시켜 측정하며, 가로등기구(40) 부하 선로의 접지 사고 내지는 선로의 절연 상태를 측정하기 위하여 선로와 대지간의 절연 저항값과 누설 전류값을 측정하고, 절연 저항 및 누설 전류 측정 데이터를 통신 수단(미도시)를 구비하여 데이터를 송신하는 기능이 구비된다.

여기서, 상기 상태 수집 수단(42)은 제6 송/ 수신 수단을 통하여 입력된 입력 신호를 분석 LED로 표시하며, 점등/ 절전 점등/ 소등의 상태도 LED로 표시한다.

또한, 상기 제1 제어 수단(12')과 제3 제어 수단(32)으로부터 상기 상태 수집 수단(42)을 제어하기 위하여 수신된 입력 신호를 데이터화하여 입력시키며, 상기 상태 수집 수단(42)의 상태를 확인하기 위한 소정키를 구비하여 관리자의 키입력에 대응하는 키신호 및 입력된 신호를 LED로 표시한다.

그리고, 상기 상태 수집 수단(42)으로 수신된 신호를 저장하여 기 세팅된 조건에 따라 수신된 신호를 변수로 제어하기 위한 데이터를 저장하며, 상기 상태 수집 수단(42)의 전원이 오프(off)되거나 또는 전원 차단시 자동으로 데이터를 저장시킨다.

한편, 상기 역률 자동 제어기(39)는 가로등기구(40)가 연결된 전력선의 역률을 자동으로 보상 조정하기 위한 수단으로 구비된다.

여기서, 상기 가로등기구(40)가 연결된 전력선의 역률을 자동으로 보상 조정하기 위한 수단으로서, 역률 자동 제어기(39)의 확인을 위한 키신호가 상기 역률 자동 제어기(39)에 인가되면, 목표 역률 및 실시간 역률 상태 데이터를 디스플레이한다.

상기 가로등기구(40)는 제6 송/ 수신 수단(41)과 상태 수집 수단(42)과 안정기(43)와 점화기(44)와 고압 방전등 램프(45)로 구성된다.

상기 가로등기구(40)는 기할당된 고유 번호인 각각의 ID NUMBER를 부여함으로써 주제어장치(10)와 가로등 콘트롤러(30)와 통신이 가능해지며, 초단파인 VHF 대역을 이용하여 통신하고, 상태 수집 수단(42)을 통하여 고압 방전등 램프(45) 상태와 안정기(43) 상태 및 점화기(44) 상태를 체크하여 제6 송/ 수신 수단(41)을 통하여 가로등 콘트롤러(30)로 송신한다.

상기 절체 스위치(미도시)와 릴레이 수단(미도시)을 포함한 제6 송/ 수신 수단(41)은 주제어장치(10)의 제어 신호를 수신하며, 가로등 콘트롤러(30)의 제4 송/ 수신 수단(31)과 무선 통신을 이용하여 양방향 송/ 수신이 가능하도록 이루어져 있다.

여기서, 절체 스위치는 ATS(Automatic Transfer system)로써, 전원의 계통을 바꿔주는 일종의 자동화된 스위치이며, 가로등기구(40)에 연결된 전력선으로 소정 전원을 선택적으로 공급한다.

또한, 릴레이 수단(미도시)의 제어 데이터는 주제어장치(10)의 제1 제어 수단(12')과 가로등 콘트롤러(30)의 제 3 제어 수단(32)으로부터 제2 송/ 수신 수단(11')과 제4 송/ 수신 수단(31)을 통하여 송신되며, 가로등기구(40)의 제6 송/ 수신 수단(41)으로 수신되어 제6 송/ 수신 수단(41)을 거쳐 고압 방전등 램프(45) 의 점등, 절전 점등 또는 소등을 제어한다.

그리고, 상태 수집 수단은(42)은 가로등기구(40)의 안정기(43)와 절전 스위치(미도시)와 점화기(44)와 고압 방전등 램프(45)의 상태 데이터를 수집하여 가로등기구(40)의 제6 송/ 수신 수단(41)과 가로등 콘트롤러(30)의 제4 송/ 수신 수단(31')에 의해 가로등 콘트롤러(30)의 제3 제어 수단(32')으로 데이터가 전송된다.

한편, 안정기(43)는 자기식 코일 안정기로 구비되며, 상기 안정기(43)의 콘덴서 집합 수단(미도시)은 상기 가로등 콘트롤러(30)에 장착되어 다수개의 가로등기구(40)에 통합적으로 연결되어 진상 전류에 의한 유효 전력을 제공하고, 이에 따라 다수개의 가로등기구(40)의 안정기(43)에 콘덴서 집합 수단(미도시)이 장착이 되지 않는 구조로 이루어진다.

더불어, 점화기는(44)는 고압 나트륨 방전등 램프(45)를 점등할 시에 이용되며, 상태 수집 수단(42)은 점화기(44)와 안정기(43) 및 고압 나트륨 방전등 램프(45)의 상태를 수집하고, 데이터를 제6 송/ 수신 수단(41)에서 가로등 콘트롤러(30)의 제4 송/ 수신 수단(3!)에 상태 데이터를 보낸다.

그리고, 원격 운영 콘트롤러(50)는 주제어장치(10)의 설치 위치와 관리자가 이격되어 있을 경우에 원격으로 주제어장치(10)의 각 입력 수단(14', 14'') 및 각 디스플레이 수단(13', 13'')을 대신하여 원격 가로등 콘트롤러(30)를 운영하기 위한 단말기로서, 무선 인터넷망을 이용하여 원격 가로등 절전 콘트롤러(1)을 운영 제어한다.

더불어, 원격 A/S 시스템(60)은 원격 가로등 콘트롤러(30)를 유지 보수하기 위한 시스템으로서, 각 주제어장치(10)와 무선 인터넷망을 이용하여 통신하고, 원격 가로등기구(40) 제어 절전 시스템의 운영 프로그램등을 갱신 제어하는 등의 보수 작업을 수행한다.

상기 CDMA 공중 회전망(70)은 PSK 또는 FSK로 디지털 변조하는 방식에 고속의 확산 부호를 곱하여 주파수 대역폭을 협대역으로 역확산 과정을 거친 후 복조하는 방식을 이용하여 약 130배의 대역폭을 갖도록 확산시키고, 확산된 데이터는 넓은 주파수 대역으로 확산되어 신호의 세기가 상대적으로 약해지며, 타 신호에 간섭을 적게 주어 전파 경로에서 잡음이 있더라도 전파 방해를 제거시키고, 인터페이스 CAI(common air interface)에서 주파수를 분할하여 채널을 구분하며, 부호를 분할하여 통화 채널을 구분시킨다.

또한, CDMA 공중 회전망(70)의 설치 위치는 도로의 가로등기구(40) 회로의 시점 및 종점, 길이, 교차 도로의 현장 상태에 따라 근거리 무선 통신의 특성과 통신 거리의 조건을 변수로 설정하며, 가로등기구(40)가 일렬로 배치되도록 설치되어 있는 좁은 도로의 가로등기구(40)에는 회로의 양단에 설치하여 통신 신뢰도의 효율을 극대화하는 것이 바람직하며, CDMA는 내부에 CPU가 설치되어 있어서, 양방향 통신을 제어하고, 가로등기구(40) 회로내의 오류 상태 및 가로등기구(40) 회로의 사고 유무를 감시하며, 결과를 현장 제어기로 송신하고, 상기 현장 제어기로부터 전달되어온 제어 신호를 해당 가로등기구(40) 및 가로등 콘트롤러(30)의 해당 차단기에 전달하는 역할을 한다.

여기서, 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송/ 수신하기 때문에 기존 아날로그 방식(AMPS)보다 수용 용량이 확대되며, 확산 대역(spread-spectrum)기술을 사용하고, 한정된 자원을 공유하는 방법으로 주파수 분할, 시간 분할, 공간 분할, 극분할 및 부호 분할 따위등을 사용하여 코드 분할을 제외한 다른 방식들은 각각의 물리적인 영역에서 직교 분할되어 사용자간에 간섭이 없지만, 코드 분할의 경우는 부호로만 분할되어 있으므로 간섭이 크다.

그리고, 신호를 확산시키는 방법에 따라 직접시퀀스(direct sequence) 방식과 주파수도약(frequency hopping) 방식, 그리고 이 두 가지 방식을 합한 하이브리드(hybrid) 방식이 이용가능하며, 직접시퀀스 방식에서는 송신하려는 디지털 데이터에 주기가 훨씬 짧은 확산부호를 곱하여 주파수 대역폭을 넓히고, 주파수도약 방식에서는 신호의 반송파 주파수를 확산부호에 따라 변화시키는 것도 바람직하다.

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

먼저, 관리자가 주제어장치(10)의 제1 제어 수단(12') 및 제2 제어 수단(12'')을 통하여 지역 번호와 고유 번호를 갖는 다수개의 가로등기구(40)중 제어를 원하는 가로등기구(40)의 지역 번호 또는 고유 번호를 포함하여 가로등기구(40)의 점/ 소등, 절전, 전압, 전류, 역률, 소비 전력, 누설 전류, 선로의 절연 저항, 주파수, ID등의 설정, 변경, 측정 요구, 상태 데이터 수집등의 소정 파라메터를 입 력하게 된다.

그러면, 주제어장치(10)의 제1 제어 수단(12') 및 제2 제어 수단(12'')에서 제2 송/ 수신 수단(11') 및 제3 송/ 수신 수단(11'')을 통하여 가로등기구(40)와 가로등 콘트롤러(30)로 설정된 지역 번호와 고유 번호를 포함한 파라메터를 VHF 대역과 CDMA를 이용하여 송신하게 된다.

다음에, 각각 지역번호가 상이하게 기 설정되어 있는 가로등 콘트롤러(30)는 주제어장치(10)로부터 송신된 파라메터를 제4 송/ 수신 수단(31) 및 제5 송/ 수신 수단(31')을 통하여 수신하고, 가로등기구(40)로부터는 상태 데이터를 제4 송/ 수신 수단(31)을 통하여 수신한다.

상기 제3 제어 수단(32) 및 제4 제어 수단(32')에 수신된 파라메터가 기 설정된 지역 번호에 해당하면 각 입력 수단(34, 34')에 수신된 파라메터를 저장한다.

더불어, 할당된 해당 각 가로등기구(40) 중에서 파라메터와 함께 수신된 고유 번호가 있으면 해당하는 가로등기구(40)를 제어하고, 수신된 고유 번호가 없으면 할당된 모든 가로등기구(40)를 제어한다.

또한, 수신된 파라메터에 기초하여 전압이 배전되고, 무선 통신으로 절전 제어하기 위한 절전 제어 데이터를 송신한다.

여기서, 주제어장치(10)와 가로등 콘트롤러(30)에 의해 무선 통신으로 기할당된 고유 번호를 각각 갖는 해당 가로등기구(40)는 절전 제어 데이터를 제1 제어 수단(12')과 제3 제어 수단(32)에서 인가받아 절전 스위치(미도시)를 스위칭 온/오프(on/off) 제어하여 고압 방전등 램프(45)를 절전 제어시킨다.

그리고, 가로등 콘트롤러(30)의 역률 자동 제어기(39)는 기 설저된 목표 역률 파라메터에 기초하여 전력선의 역률을 자동 조정 및 제어한다.

더불어, 관리자가 가로등기구(40) 상태를 확인하기 위하여 주제어장치(10)와 각 입력 수단(14', 14'')을 통하여 고압 방전등 램프(45) 상태, 사용 전력 상태, 역률 상태를 포함하는 가로등기구(40) 상태 데이터를 요구하면, 주제어장치(10)의 제1 제어 수단(12') 및 제2 제어 수단(12'')은 제2 송/ 수신 수단(11') 및 제3 송/ 수신 수단(11'')을 통하여 가로등기구(40) 상태 요구 신호를 가로등기구(40)와 가로등 콘트롤러(30)로 송신하고, 가로등 콘트롤러(30)는 수집된 상태 데이터를 주제어장치(10)로 송신하게 된다.

여기서, 가로등기구(40)의 가로등기구(40) 상태 요구 신호를 제6 송/ 수신 수단(41)을 통하여 가로등기구(40)의 제6 송/ 수신 수단(41)에서 인가받게 되며, 상기 가로등기구(40)의 상태를 검출 수집하여 가로등기구(40)에 할당된 고유 번호를 포함시켜서 가로등 콘트롤러(30)로 송신한다.

그리고, 가로등 콘트롤러(30)의 각 제3 제어 수단(32) 및 제4 제어 수단(32')은 절연 저항 테스터기(37), 상태 수집 수단(38) 및 가로등기구(40)의 상태 데이터를 검출 수집하고, 각각의 가로등기구(40)의 고압 방전등 램프(45) 상태, 점화기(44) 상태, 안정기(43) 상태를 포함한 가로등기구(40) 상태 데이터를 가로등 콘트롤러(30)에 할당된 지역 번호 및 각 가로등기구(40)에 할당된 고유 번호를 포함시켜서 제6 송/ 수신 수단(41)을 통하여 가로등 콘트롤러(30)로 송신한다.

한편, 제2 송/ 수신 수단(11') 및 제3 송/ 수신 수단(11'')을 통하여 수신된 가로등기구(40) 상태 데이터를 이용하여 각 디스플레이 수단(13', 13'')을 구현시키며, 이에 따라 사용자가 원격지에서 가로등기구(40)와 가로등기구(40) 및 부하 배전 선로까지 전반적인 상태를 확인할 수 있게 된다.

더불어, 주제어장치(10)의 설치된 위치와 관리자가 원격으로 이격되어 있을 경우에 주제어장치(10)의 각 입력 수단(14', 14'')에 직접 입력 하는 대신에 주제어장치(10)에 무선으로 연결된 원격 운영 콘트롤러(50)를 이용하여 상술한 원격 가로등 절전 콘트롤러(30)를 운영 제어할 수 있다.

여기서, 주제어장치(10)와 원격 운영 콘트롤러(50)는 파장(λ)이 대략 10m에서 1m까지의 전파로 직진하여 전리층에서 반사되지 않고 통과하는 초단파인 VHF를 이용하여 양방향 통신을 하며, 상기 주제어장치(10)와 상기 원격 운영 콘트롤러(50)는 대략 9kHz~275GHz의 대역의 무선 주파수(無線周波數)인 RF를 이용하여 양방향 통신을 하는 것도 바람직하다.

또한, 제1 송/ 수신 수단(11)을 통하여 원격에서 유지 보수하기 위하여 유지 보수자는 주제어장치(10)의 상기 제1 송/ 수신 수단(11)에 무선으로 연결된 원격 A/S 시스템(60)을 이용하여 원격지에서 운영 프로그램을 갱신, 제어, 오류 검출 및 제어등의 원격 가로등 절전 콘트롤러의 유지 보수를 제어한다.

그리고, 절연 저항 테스트기(37)는 각각의 가로등기구(40)에 병렬로 연결된 스위치를 통합적으로 연결시킴으로써, 부하 선로의 접지 사고 내지는 선로의 절연 상태를 측정하기 위하여 선로와 대지간의 절연 저항값을 측정 및 누설 전류 측정을 하는 기능을 구비하며, 상기 스위치의 통합적 연결은 절연 저항 테스트기(37)의 정 확도를 높일 수 있다.

한편, 가로등 콘트롤러(30)는 주제어장치(10)와 가로등기구(40)로부터 각종 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어신호를 분석하여 처리함으로써 주제어장치(10)가 요구하는 기능을 수행한다.

여기서, 주제어장치(10)와 가로등 콘트롤러(30)의 기능을 살펴보면, 가로등기구(40)의 상시등 제어와 격등 제어 및 상기, 격등 절전 제어를 이용하여 사람 또는 차량의 통행이 적은 심야 시간대에 통행에 불편을 주지 않는 최소의 조도를 유지시켜 주는 절전 제어가 가능하다.

또한, 각 가로등기구(40)에 설치되어 있는 고압 방전등 램프(45) 상태의 감시 및 제어에 의해 검출된 상태 데이터를 초단파인 VHF 대역을 이용하여 개개의 가로등기구(40)에 대하여 안정기(43), 점화기(44), 고압 방전등 램프(45) 및 누전의 상태 데이터를 수집할 수 있다.

더불어, 가로등기구(40)의 상시등, 격등 점/ 소등 및 절전 제어 기능에 대하여 설명한다.

상기 주제어장치(10)에서 가로등기구(40)의 상시등, 격등 점/ 소등 제어 및 절전 제어 신호를 지역 번호 또는 고유 번호를 헤더로 하여 송신하고, 제2 송/ 수신 수단(11')을 통해 송신한 제어 신호를 제4 송/ 수신 수단(31)과 제6 송/ 수신 수단(41)에 수신시키며, 각 제3 제어 수단(32) 및 제6 송/ 수신 수단(41)의 메모리 수단(미도시)에 저장시킨다.

그리고, 각 제3 제어 수단(32) 및 제6 송/ 수신 수단(41)의 메모리 수단(미 도시)에 수신된 제어 신호의 헤더가 설정된 지역 번호 또는 고유 번호와 일치하는지를 비교하여 일치하면 EEPROM(미도시)(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)에 저장한다.

이때, EEPROM에는 가로등기구(40)의 상시등 온/오프(on/off)시각, 격등 온/오프(on/off) 시각 및 절전 온/오프(on/off) 시각과 현재 시각등에 대한 데이터가 저장될 수 있다.

이어서, 각 제3 제어 수단(32) 및 제6 송/ 수신 수단(41)의 메모리 수단(미도시)은 RTC(Real Time Clock)로부터 현재 시각을 읽어 내어 EEPROM에 저장되어 있는 가로등기구(40)의 상시등 온/오프(on/off)시각, 격등 온/오프(on/off)시각 및 절전 온/오프(on/off)시각에 대한 데이터와 비교하여, 일치하면 해당 제어 기능을 수행한다.

즉, 현재 시각이 절전 온/오프(on/off) 시각과 일치하면, 각 제3 제어 수단(32) 및 제6 송/ 수신 수단(41)의 메모리 수단(미도시)은 상시등 온/오프(on/off) 제어를 위한 신호를 출력하고, 이에 따라 상시등 릴레이에 온/오프(on/off)신호를 출력하여 상시등 릴레이의 동작을 제어함으로써, 상시등 온/오프(on/off)제어를 수행한다.

동시에, 각 제3 제어 수단(32) 및 제6 송/ 수신 수단(41)의 메모리 수단(미도시)은 현재의 제어 상태를 LED로 점멸시켜 외부에서 인식할 수 있게 한다.

또한, 현재 시각이 가로등기구(40)의 격등 온/오프(on/off) 시각과 일치하면 각 제3 제어 수단(32) 및 제6 송/ 수신 수단(41)의 메모리 수단(미도시)은 격등 온 /오프(on/off) 제어를 위한 신호를 출력하고, 이에 따라 격등 릴레이이 온/오프(on/off) 신호를 출력하여 격등 릴레이의 동작을 제어함으로써, 격등 온/오프(on/off)제어 기능을 수행함과 동시에 현재의 제어 상태를 외부에서 인식할 수 있게 한다.

그리고, 현재 시각이 절전 온/오프(on/off) 시각과 일치하면, 각 제3 제어 수단(32) 및 제6 송/ 수신 수단(41)의 메모리 수단(미도시)은 절전 제어 기능을 수행하기 위하여 절전 온/오프(on/off) 제어를 위한 신호를 출력하고, 이에 따라 절전 릴레이에 온/오프(on/off) 제어 기능을 수행함과 동시에 현재의 제어 상태를 외부에서 인식할 수 있게 한다.

한편, 주제어장치(10)로부터 제2 송/ 수신 수단(11')을 통해 수신된 제어 신호가 표준 시각 교정 신호이면 제6 송/ 수신 수단(41)은 RTC(Real Time Clock)의 시각 데이터(년/월/일/시/분/초)를 수신된 표준 시각으로 갱신한다.

여기서, 표준 시각 교정은 지역 번호 및 고유 번호에 관계없이 모든 가로등 콘트롤러(30)에 적용된다.

또한, 수신된 제어 신호의 헤더가 지역 번호 또는 고유 번호와 일치하고, 데이터가 가로등기구(40) 제어를 위한 파라메터 설정 데이터일 경우에는 이를 분석하여 EEPROM에 저장하고, 파라메터 설정 데이터는 무전원 상태에서 약 9년간 데이터 보존이 가능하다.

이때, 저장되는 데이터는 위도, 경도, 표준 경도, 무선 송출 시간 간격, 시감도 보정값등이다.

또한, 주제어장치(10)로부터 하달되는 제어 명령은 초단파인 VHF 및 무선 주파수인 RF를 통하여 가로등 콘트롤러(30)로 전달되고, 가로등 콘트롤러(30)는 다시 각각의 가로등기구(40)에 무선 통신을 이용하여 릴레이 전송으로 전달하게 된다.

이때, 상기 주제어장치(10)와 가로등 콘트롤러(30)와 가로등기구(40)의 제어 프로그램에 따라 가로등기구(40)의 격등 제어, 3격등 제어..N격등 제어를 할 수 있으며, 디머 스위치를 사용하여 조광 제어를 하는 것도 바람직하다.

또, 제어를 단순화하기 위하여 가로등기구(40)에서는 좌 및 우측 가로등기구(40) 선로를 3선식으로 하여 전체 가로등기구(40)의 점등 및 소등과 격등 점/ 소등을 제어하는 것도 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허 청구 범위 내에서 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 무선으로 원격지에서 집단 내지는 산발적으로 산재되어 있는 가로등 및 보안등에 무선 통신을 이용하여 양방향으로 제어 데이터와 상태 데이터를 송/ 수신하도록 하여 전파 장애 및 비정상적인 작동으로 인한 조명 시스템의 손상을 방지하고, 실시간 확인 시스템 으로 절전 및 램프 수명의 연장과 심야의 불필요한 전력 낭비의 절감을 제공하는 등의 효과를 거둘 수 있다.

Claims

소정 구역 내 설치된 다수의 가로등기구(40)를 원격 제어 하는 주제어장치(10)와, 상기 주제어장치(10)로부터 유선 또는 무선으로 입력된 제어 데이터로 가로등기구(40)의 상태를 조절하는 가로등 콘트롤러(30)와, 상기 가로등 콘트롤러(30)로부터 유선 또는 무선으로 입력된 제어 데이터로 소정의 상태를 조절하는 가로등기구(40)로 이루어지는 원격 가로등 제어 시스템(1)에 있어서,

가로등 제어 신호를 무선으로 송신하고 각 가로등 상태 데이터를 무선으로 수신하여 디스플레이하는 주제어장치(10);

상기 주제어장치(10)로부터 수신된 제어 신호로 할당된 해당 각 가로등의 제어 신호를 무선으로 송신하는 지역번호가 할당된 가로등 콘트롤러(30);

상기 주제어장치(10)와 상기 가로등 콘트롤러(30)로부터 무선으로 수신된 제어 신호로 가로등을 절전 제어하고, 가로등의 상태 데이터를 가로등 콘트롤러(30)로 송신하는 고유 번호가 할당된 가로등기구(40);

상기 주제어장치(10)와 무선으로 원격 운영 및 제어하는 원격 운영 콘트롤러(50); 및

상기 주제어장치(10)와 무선으로 원격 유지 보수를 제어하는 원격 A/S시스템(60);

을 포함하고,

상기 가로등 콘트롤러(30)는 상기 가로등 콘트롤러(30) 이하 선로에 연결된 다수의 가로등기구(40)에 병렬로 연결된 스위치를 통합시켜 사이의 배전 선로의 누설 전류 및 선로와 대지간의 절연 저항을 측정하는 절연 저항 테스트기(37);

상기 가로등기구(40)와 상기 배전 선로 상태를 수집하는 상태 수집 수단(38); 및

상기 가로등기구(40)의 무효 전력을 최소화시켜 자동으로 역률을 조정하는 역률 자동 제어기(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 가로등 절전 제어 시스템.
제1항에 있어서,

상기 주제어 장치(10)는 상기 원격 운영 콘트롤러(50) 및 상기 원격 A/S 시스템(60)과 상기 가로등 콘트롤러(30)와 VHF대역을 이용하여 양방향 통신이 가능한 제1 송/ 수신 수단(11) 및 제2 송/ 수신 수단(11')과, 상기 가로등 콘트롤러(30)와 CDMA를 이용하여 양방향 통신이 가능한 제3 송/ 수신 수단(11'')과, 제1 송/ 수신 수단(11) 및 제2 송/ 수신 수단(11')으로 수신된 신호로 제어를 수행하는 제1 제어 수단(12')과, 제3 송/ 수신 수단(11'')으로 수신된 신호로 제어를 수행하는 제2 제어 수단(12'')과, 상기 각 제어 수단(12', 12'')으로부터 수신된 입력 신호를 디스플레이하는 각 디스플레이 수단(13', 13'')과, 상기 가로등 콘트롤러(30)의 제어를 수행하기 위하여 수신된 입력 신호를 입력시키는 각 입력 수단(14', 14'')과, 상기 입력 신호를 변수로 상기 가로등 콘트롤러(30)의 제어를 위한 기 정해진 프로그램을 구동시키는 프로그램 수단(15)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격 가로등 절전 제어 시스템.
제1항에 있어서,

상기 가로등 콘트롤러(30)는 상기 주제어장치(10) 및 상기 가로등기구(40)와 VHF 대역을 이용하여 양방향 통신이 가능한 제4 송/ 수신 수단(31)과, 상기 주제어장치(10)와 CDMA를 이용하여 양방향 통신이 가능한 제5 송/ 수신 수단(31')과, 상기 각 송/ 수신 수단(31, 31')으로 수신된 신호를 저장하되, 기 정해진 조건에 따라 온/오프(on/off)가 조절되며, 전원 차단시 자동으로 데이터가 저장되는 각각의 메모리 수단(35, 35')과, 상기 각 메모리 수단(35, 35')으로 입력된 제어 신호로 구동을 수행하는 제3 제어 수단(32) 및 제4 제어 수단(32')과, 상기 주제어장치(10) 및 상기 가로등기구(40)로부터 수신된 입력 신호를 디스플레이하는 각 디스플레이 수단(33, 33')과, 가로등기구(40)의 제어를 수행하기 위하여 수신된 입력 신호를 입력시키는 각 입력 수단(34, 34')을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 가로등 절전 제어 시스템.
제1항에 있어서,

상기 가로등기구(40)는 VHF 대역을 이용하는 제 6 송/ 수신 수단(41)에 수신된 신호를 이용하여 릴레이에 연결된 입력 전원의 회로를 절체 변경하여 절전 안정기의 입력탭을 조정함으로써 점등, 소등, 절전 점등등을 수행하는 제6 송/ 수신 수단(41)과, 가로등기구의(40) 각각의 상태를 수집하는 상태 수집 수단(42)과, 균일한 전류 공급을 위한 안정기(43)와, 고압 방전등 램프(45)를 점화시키기 위한 점화 기(44)와, 소정의 스펙트럼을 방출하는 고압 방전등 램프(45)로 구비되는 것을 특징으로하는 원격 가로등 절전 제어 시스템.