KR100918923B1 - 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어장치 및 방법 - Google Patents

유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어장치 및 방법

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KR100918923B1
KR100918923B1 KR1020090025054A KR20090025054A KR100918923B1 KR 100918923 B1 KR100918923 B1 KR 100918923B1 KR 1020090025054 A KR1020090025054 A KR 1020090025054A KR 20090025054 A KR20090025054 A KR 20090025054A KR 100918923 B1 KR100918923 B1 KR 100918923B1
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KR
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temperature
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장덕진
김성호
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(주)에스에이치아이앤씨
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    • H04Q9/02Automatically-operated arrangements
    • HELECTRICITY
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    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Abstract

본 발명은 빌딩 및 병의원, 산업현장, 일반 가정 등의 특정 장소에 조도센서, 온도센서, 습도센서, IR 센서를 내장한 USN(Ubiquitous Sensor Network) 레퍼런스 노드를 설치하고, 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 등의 통신망을 통한 USN 메인 컨트롤러 및 메인서버의 제어 하에, 조도 센서 데이터를 통한 조도제어, 온도센서 데이터를 통한 온도제어, 습도센서 데이터를 통한 습도제어, 가전기기(에어컨, PC, 개인용 전열기구)의 CT값과, 적외선 센서를 통한 가전기기의 전원제어를 할 수 있어, 하나의 모니터 화면에서 터치스크린으로, 조도, 습도, 온도, 전원을 통합 제어할 수 있고, 전력사용 효율성을 기존에 비해 60%로 향상시킬 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어장치 및 방법{THE APPARATUS AND METHOD OF SMART ENERGY CONTROL IN UBIQUITOUS SENSOR NETWORK}
본 발명은 특정 공간에 설치된 가전기기, 조명기구, 공조기와 연동하여 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network)을 형성하고, 조도, 온도, 습도, 전원을 통합 제어할 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업이 발전함에 따라 건물의 수가 늘어가고 있으며, 각 건물은 냉난방 및 시설의 운영에 많은 에너지를 사용하고 있다.
건물에서 소비되는 에너지 사용량은, 국가전체 에너지 사용량 중 약 22.3%를 차지하고 있으며 매해마다 늘어나고 있는 추세여서 국가 산업 및 경제 전반에 관계되는 문제로 대두되고 있다.
그리고, 건물 소유주, 입주사, 사용자 입장에서 건물의 에너지 소비량은 곧 금전적인 지출과 연결되므로 비효율적인 건물의 에너지 소비는 상당한 금전적 부담을 주는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 건물에서 소비하는 에너지의 사용을 효율적이고 체계적으로 관리하는 것이 요구된다.
종래에는 일반적으로 대형건물에는 난방 및 냉방을 효율적으로 제어하기 위하여 팬코일유니트를 다수개 설치하고 있으며, 이러한 종래의 팬코일유니트는 존(zone)별 제어, 즉 각 층별 또는 구간별 제어를 하거나 개별 팬코일유니트에 온도조절기를 부착하여 각 팬코일유니트가 설치된 공간의 온도에 따라서 팬코일유니트의 동작을 제어하였다.
그러나, 이러한 종래의 방법은 온도에 의하여 제어되는 방식으로 건물내 각 공간(사무실, 회의실, 강의실, 일반룸 등)이 여러개 존재할 경우 사람이 있는 경우와 없는 경우에 관계없이 온도에 따라서만 작동되므로, 사람이 없는 공간에도 팬코일유니트가 작동되어 에너지가 낭비되는 문제점이 있었다.
또한, 건물 내의 에너지를 사용하는 조명기구, 가전기기, 산업기기도 마찬가지로, 통합제어가 어렵고, 일일이 모니터링하기가 어렵기 때문에 불필요한 에너지 낭비를 줄일 수 있는 방안이 시급히 모색되고 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 하나의 모니터 화면에서 터치스크린으로, 조도, 습도, 온도, 전원을 통합 제어할 수 있고, 전력사용 효율성을 향상시킬 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치는,
특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한 후, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 센싱하고, 그 센싱데이터(조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량) 신호를 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택된 통신망을 통해 USN 메인 컨트롤러로 전송시키고, 그 USN 메인 컨트롤러로부터 센서 제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류량측정 동작 상태를 제어하는 USN 레퍼런스 노드부와,
복수개의 USN 레퍼런스 노드부와 통신망을 통해 연결되어, USN 레퍼런스 노드부들과 USN LCD(Load Control Device)들로 부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신 받아 디스플레이부에 표시하며, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 USN 메인컨트롤러부와,
USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신 받고, 수신된 센싱데이터 신호를 USN 메인컨트롤러부로 전송시키는 USN 게이트웨이부로 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치는,
특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한 후, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 센싱하고, 그 센싱데이터(조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량) 신호를 통신망을 통해 원격지의 메인서버(Main Server)로 전송시키고, 그 메인서버(Main Server)로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 USN 레퍼런스 노드와,
지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택된 통신망으로 이루어져, USN 레퍼런스 노드로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신 받고, 수신된 센싱데이터 신호를 미들웨어 서버(Middleware Server)로 전송시키는 USN 게이트웨이부와,
그 USN 게이트웨이부로부터 전송된 복수개의 센싱데이터 신호를 버퍼링하여 순차적으로 메인서버(Main Server)로 전송시키는 미들웨어 서버(Middleware Server)부와,
미들웨어 서버(Middleware Server)부를 통해 전송된 센싱데이터 신호를 분석하여 실시간으로 디스플레이부에 표시하고, USN 레퍼런스 노드의 작동상태를 모니터링하며, USN 레퍼런스 노드로 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 메인서버(Main Server)로 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어방법은
특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성하는 단계(S100)와,
USN 레퍼런스 노드부(110)를 통해 USN 서브 장치에서 측정된 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 센싱하는 단계(S110)와,
USN 게이트웨이부(130)에서 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택되어, USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받고, 수신된 센싱데이터 신호를 USN 메인컨트롤러부로 전송시키는 단계(120)와,
USN 메인컨트롤러부(120)에서 USN 레퍼런스 노드부들로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받아 디스플레이부에 표시하며, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 단계(S130)와,
USN 레퍼런스 노드부에서 USN 메인 컨트롤러로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 단계(S140)로 이루어짐으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어방법은
특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성하는 단계(S200)와,
USN 레퍼런스 노드를 통해 USN 서브 장치에서 측정된 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 센싱하는 단계(S210)와,
메인서버(Main Server)로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 단계(S220)와,
USN 게이트웨이부에서 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택되어, USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받고, 수신된 센싱데이터 신호를 미들웨어 서버(Middleware Server)로 전송시키는 단계(S230)와,
미들웨어 서버(Middleware Server)부에서 USN 게이트웨이부로부터 전송된 복수개의 센싱데이터 신호를 버퍼링하여 순차적으로 메인서버(Main Server)로 전송시키는 단계(240)와,
메인서버(Main Server)에서 센싱데이터 신호를 분석하여 실시간으로 디스플레이부에 표시하고, USN 레퍼런스 노드의 작동상태를 모니터링하며, USN 레퍼런스 노드로 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 단계(S250)로 이루어짐으로서 달성된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 특정 공간에서 사용하는 모든 에너지 사용량을 모니터링하고, 전기를 사용하는 각종기기를 제어하여 전기 사용량을 줄이고, CO2 배출량을 줄여, 전력사용 효율성을 기존에 비해 60%로 향상시킬 수 있는 좋은 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(110), USN 메인컨트롤러부(120), USN 게이트웨이부(130)이 연결되어 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크망을 이루는 것을 도시한 연결상태도,
도 4는 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(210), USN 게이트웨이부(220), 미들웨어 서버(Middleware Server)부(230), 메인서버(Main Server)(240)이 연결되어 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크망을 이루는 것을 도시한 연결상태도,
도 5는 본 발명에 따른 USN 메인컨트롤러부(120)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(110,210)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 USN 서브 장치 중 USN 센서노드를 통해 전달된 조도제어신호에 따라 조명기구의 디밍 안정기를 제어하여 조도를 조절하는 USN 디밍 조명장치(151)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 USN 디밍 조명장치(151)를 통해 조도제어신호에 따라 조명기구의 디밍 안정기를 제어하여 조도를 조절하는 과정을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 및 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서 USN 센서노드가 연결된 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템의 구성요소를 도시한 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 및 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서 작동되는 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템을 도시한 일실시예도,
도 11은 본 발명에 따른 USN 서브 장치 중 USN LCD(Load Control Device)장치(152)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 12는 본 발명에 따른 USN LCD 장치를 통해 가전기기의 대기전류소모를 차단시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 13은 본 발명에 따른 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어방법을 도시한 순서도,
도 14는 본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어방법을 도시한 순서도.
※ 도면 부호의 간단한 설명 ※
110 : USN 레퍼런스 노드부 120 : USN 메인컨트롤러부
130 : USN 게이트웨이부 210 : USN 레퍼런스 노드부
220 : USN 게이트웨이부 230 : 미들웨어 서버
240 : 메인서버
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 첨부하여 설명한다.
본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치는 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크망(100)과, 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크망(200)으로 이루어진다.
상기 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크망(100)은 학교, 병원, 회사 내부의 특정공간에 설치된 가전기기, 조명기구, USN 온도/습도/환풍 관리 시스템과 유비쿼터스 센서 네트워크망을 형성한 것을 말한다.
상기 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크망(200)은 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 연결되어, 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크망을 복수개로 묶어서 하나의 유비쿼터스 센서 네트워크망을 형성한 것을 말한다.
먼저, 본 발명에 따른 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크망(100)으로 이루어진 스마트 에너지 제어장치에 관해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치의 구성요소를 도시한 블럭도에 관한 것으로, 이는 USN 레퍼런스 노드부(110), USN 메인컨트롤러부(120), USN 게이트웨이부(130)로 구성된다.
상기 USN 레퍼런스 노드부(110)는 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한 후, USN 서브 장치에서 측정된 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 센싱하고, 그 센싱데이터(조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량) 신호를 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택된 통신망을 통해 USN 메인 컨트롤러로 전송시키고, 그 USN 메인 컨트롤러로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 곳으로, 이는 조도센서(111), 온도센서(112), 습도센서(113), IR센서(114), 전류사용량 감지센서(115), 무선 통신 안테나(116)가 구성된다.
본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(110)는 도 6에서 도시한 바와 같이, 사각 판넬 형상의 본체(110a)가 형성되고, 그 본체의 중앙정면에 USN 서브 장치의 조도를 센싱하는 조도센서(111)가 형성되며, 그 조도센서 하단에 USN 서브 장치의 온도를 센싱하는 온도센서(112)가 형성되고, 그 온도센서 하단에 USN 서브 장치의 습도를 센싱하는 습도센서(113)가 형성되며, 그 습도센서 하단에 USN 서브 장치의 전류 사용량을 감지하는 전류사용량 감지센서(114)가 형성되고, 본체 상단 측면 일측에 적외선 통신의 리모컨방식으로 USN 메인 컨트롤러부의 제어신호를 입력받아 USN 서브장치들의 전원을 부팅하거나 또는, USN 서브장치의 설정 값들을 제어하는 IR 센서(115)가 형성되고, 본체의 상단 측면 일측에 센싱데이터 신호를 USN 메인 컨트롤러로 송신시키고, USN 메인 컨트롤러로부터 전송된 센서제어신호를 수신받는 무선 통신 안테나(116)가 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(110)는 각 시스템을 구성하고 동작하기 위한 센서의 센싱데이터(조도, 온도, 습도)를 수집하기 위해 사용되며, 통신망을 통해 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어와 USN 메인 컨트롤러와 연동된다.
또한, 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(110)는 IR 센서를 내장하여 IR을 통해 제어할 수 있는 가전기기의 제어도 가능하다.
일예로, 에어컨의 파워를 끄고 싶으면 'USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어, 또는 USN 메인 컨트롤러의 제어 신호를 통신망을 통해 USN 메인 컨트롤러로 전송한 후, USN 레퍼런스 노드부의 IR센서를 통해 에어컨의 전원을 끈다.
그리고, USN 메인 컨트롤러에서 IR을 통해 가전기기를 제어하고자할 때 USN 메인 컨트롤러와 가전기기의 거리가 멀어 직접적으로 가전기기를 제어하기 힘들 때 가전기기의 제어신호를 통신망을 통해 USN 레퍼런스 노드(reference node)에게 전달하고, USN 레퍼런스 노드에 내장된 IR 센서를 통해 가전기기를 제어할 수 있는 IR통신 라우터 기능이 구성된다.
상기 USN 메인컨트롤러부(120)는 복수개의 USN 레퍼런스 노드부와 통신망을 통해 연결되어, USN 레퍼런스 노드부들로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받아 디스플레이부에 표시하며, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 곳으로, 이는 디스플레이부(121), IR 센서(122), 무선 통신 안테나(123), IR 센서 설정 버튼(124), 기능키 버튼(125)이 구성된다.
본 발명에 따른 USN 메인컨트롤러부(120)는 도 5에서 도시한 바와 같이, 사각 판넬 형상의 본체(120a)가 형성되고, 그 본체의 중앙정면에 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 표시하는 디스플레이부(121)가 형성되며, 그 디스플레이부 측면에 적외선 통신의 리모컨방식으로 가전기기들의 전원을 부팅하고, 설정 값들을 제어하는 IR 센서(122)가 형성되고, 본체의 상단 측면 일측에 USN 레퍼런스 노드부들과 USN LCD들로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받거나, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 송신시키는 무선 통신 안테나(123)가 형성되고, 디스플레이부 측면에 다양한 IR 리모컨들의 설정값을 설정시키는 IR 센서 설정 버튼(124)이 형성되며, 디스플레이부 하단 및 측면에 기기의 기능을 선택하는 기능키 버튼(125)이 형성된다.
본 발명에 따른 USN 메인컨트롤러부(120)는 디스플레이부와 IR/온도/습도/조도 센서, 키 버튼, 유무선 통신 모듈과 무선 안테나를 내장하며, 평소에는 벽걸이 크래들(충전기, 거치대)을 이용하여 충전시키고 필요시 크래들과 분리시켜 이동이 가능하도록 구성된다.
USN 메인컨트롤러부(120)는 메인 서버 시스템에 각 제어장치를 연결하지 않고 사용할 때 USN 서브 장치들을 제어하기 위한 컨트롤러의 기능으로 사용되며, 통신망을 통해 USN 서브 장치들을 네트워크(Network) 연동하고 세팅할 수 있는 커미셔닝(commissioning) 기능이 포함되어 구성된다.
USN 메인컨트롤러부(120)는 내장된 IR 센서를 통해 리모컨으로 제어할 수 있는 가전제품의 전원과 설정 값들을 제어할 수 있다.
일예로, 에어컨 제어의 경우에, USN 메인컨트롤러부(120)의 디스플레이부에 표시된 "온도 제어 아이콘"을 클릭하고, IR센서를 통해 에어컨의 온도를 제어한다.
또한 에어컨 콘센트에 연결되어 있는 USN 메인컨트롤러부(120)를 통해 USN LCD의 모니터링 데이터를 수신하여 지금 현재 에어컨이 얼마만큼의 전력을 소비하는지도 모니터링한다.
또 다른 일예로, 도 9에 도시한 바와 같이, USN 센서노드가 연결되어 있는 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템과 연결하여 전체 빌딩의 조도와 온도, 습도, 전류를 제어할 수도 있다.
본 발명에 따른 USN 메인컨트롤러부는 기본적으로 하위 시스템 제어 기능과 커미셔닝 툴의 기능, 하위 시스템의 모니터링 기능, IR 센서를 통한 가전제품 제어 기능을 가진다.
상기 USN 게이트웨이부(130)는 통신망으로 이루어져, USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받고, 수신된 센싱데이터 신호를 USN 메인컨트롤러부로 전송시키는 역할을 한다.
이는 도 3에서 도시한 바와 같이, USN 레퍼런스 노드부와, USN 메인 컨트롤러부 사이에 설치된다.
본 발명에 따른 USN 게이트웨이부는 통신망으로 이루어져, 특정 공간에 설치된 가전기기, 조명기구, USN 온도/습도/환풍 관리 시스템과 연동되어 양방향 데이터통신을 할 수가 있다.
여기서, 통신망은 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
본 발명에 따른 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크망의 USN 서브 장치(150)는 특정 공간 내에 설치된 가전기기, 조명기구, USN 온도/습도/환풍 관리 시스템과 유무선 통신으로 USN 센서노드가 연결되어, 특정 공간 내에서 발생되는 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 측정하는 곳으로, 이는 USN 디밍 조명장치(151), USN LCD(Load Control Device)장치(152)로 구성된다.
상기 USN 디밍 조명장치(151)는 USN 센서노드를 통해 전달된 조도제어신호에 따라 조명기구의 디밍 안정기를 제어하여 조도를 조절하는 것으로서, 이는 USN 센서노드(151a)와 디밍 안정기(151b)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 USN 디밍 조명장치(151)는 USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러에 연동된 USN 센서노드(151a)와, 그 USN 센서노드를 통해 전달된 조도제어신호에 따라 조도를 조절하는 디밍 안정기(151b)가 내장되어 구성된다.
상기 USN 디밍 조명장치(151)는 도 7 및 도 8에서 도시한 바와 같이, 조도조절을 하고자 하는 특정 공간에 USN 메인 컨트롤러부를 함께 설치한 후 각 USN 레퍼런스 노드에 내장된 조도센서에서 조도를 측정하여 USN 센서 노드와 디밍 안정기가 내장된 USN 디밍 조명장치에 조도에 대한 데이터와 제어신호를 전송하여 실내 밝기에 따라 조도를 조절한다.
본 발명에 따른 USN 디밍 조명장치는 자체적으로 센서인터페이스 포트(151d)와 안테나 인터페이스 포트(151c)를 내장하고 있어 센서인터페이스 포트에 조도센서를 연결할 경우 타 인터페이스 없이 자체적으로 조도 값을 측정해 조도 값에 따른 조명장치의 조도제어(디밍)를 하도록 구성된다.
그리고 USN 디밍 조명장치는 안테나 인터페이스 포트에 안테나를 연결할 경우 USN 레퍼런스 노드나 USN 메인 컨트롤러에서 조도 값을 수신하여 수신된 조도 값에 따라 USN 디밍 조명장치의 조도를 제어하도록 구성된다.
상기 USN LCD(Load Control Device)장치(152)는 별도로 구비된 USN LCD 본체에 가전기기를 꽂아서, 가전기기의 전류소모량을 모니터링하다가 일정 전류 이하의 전류가 사용되는 것(가전기기의 슬립 모드에 따른 대기전류 소모)이 감지되면 USN 레퍼런스 노드를 통해 USN 메인 컨트롤러에 알려주고, 그 USN 메인 컨트롤러로부터 USN LCD 본체에 연결되어 있는 가전기기의 전원을 차단하라는 명령을 전달받아, 가전기기의 대기 전류소모를 차단시키는 곳으로, 이는 USN 센서노드(152a), USN LCD 본체(152b)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 USN LCD 장치(152)는 USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러에 연동된 USN 센서노드(152a)가 구성되고, USN LCD 본체(152b)에 형성된 가전기기용 전원 콘센트(152c)에 가전기기의 플러그가 꽂아지도록 구성된다.
그리고 도 11에서 도시한 바와 같이, USN LCD 본체에 디스플레이부(152d)가 형성되고, 본체 내부에 무선통신 모듈(152e)이 내장된다.
본 발명에 따른 USN LCD 장치는 가전기기의 전류측정과 사용시간표시, 전원 ON/OFF, 중앙제어 기능을 가진다.
또한 USN LCD 장치는 무선통신 확장을 위한 중계기의 역할로도 사용할 수 있다.
즉, 무선통신이 잘 되지 않는 통신 음영지역에 USN LCD 장치를 설치하고, 그 USN LCD 장치에 전원 콘센트를 꽂는 것만으로 USN LCD 장치가 중계노드의 역할을 수행하게 되므로, 무선통신 음영지역을 해소할 수 있고, 무선 통신망을 확장시켜 구성할 수가 있다.
본 발명에 따른 USN LCD 장치는 도 12에서 도시한 바와 같이, 내장된 콘센트에 꼽혀있는 가전기기의 전류소모량을 항시 모니터링 하다가 일정 전류 이하의 전류가 사용되는 것(가전기기의 슬립모드(sleep mode)에 따른 대기전류 소모)이 감지되면, USN 메인 컨트롤러에 대기 전류를 소모하고 있다는 신호를 알려주게 되고, USN 메인 컨트롤러를 통해 USN LCD장치에 연결되어 있는 가전기기의 전원을 차단하라는 명령신호를 전달하게 되고, 이때 USN LCD 장치는 전원을 차단한다.
또한, 본 발명에 USN LCD 장치의 대기전류차단기능을 통해 가전기기의 대기전류소모를 차단시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 USN 서브 장치 중 하나인 USN 디밍 조명장치(151)를 통해 조명기구의 디밍 안정기를 제어하여 조도를 조절하고, USN LCD 장치를 통해 가전기기의 대기전류소모를 차단시킬 수 있어, 전력사용 효율성을 기존에 비해 60%로 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크망(200)으로 이루어진 스마트 에너지 제어장치에 관해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치의 구성요소를 도시한 블럭도에 관한 것으로, 이는 USN 레퍼런스 노드부(210), USN 게이트웨이부(220), 미들웨어 서버(Middleware Server)부(230), 메인서버(Main Server)(240)로 구성된다.
상기 USN 레퍼런스 노드(210)는 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한 후, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 센싱하고, 그 센싱데이터(조도, 온도, 습도, IR 센서) 신호를 통신망을 통해 원격지의 메인서버(Main Server)로 전송시키고, 그 메인서버(Main Server)로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 곳으로, 이는 조도센서, 온도센서, 습도센서, IR센서, 무선 통신 안테나가 구성된다.
본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(210)는 도 에서 도시한 바와 같이, 사각 판넬 형상의 본체(210a)가 형성되고, 그 본체의 중앙정면에 USN 서브 장치의 조도를 센싱하는 조도센서(211)가 형성되며, 그 조도센서 하단에 USN 서브 장치의 온도를 센싱하는 온도센서(212)가 형성되고, 그 온도센서 하단에 USN 서브 장치의 습도를 센싱하는 습도센서(213)가 형성되며, 그 습도센서 하단에 USN 서브 장치의 전류 사용량을 감지하는 전류사용량 감지센서(214)가 형성되고, 본체 상단 측면 일측에 적외선 통신의 리모컨방식으로 메인서버의 제어신호를 입력받아 USN 서브장치들의 전원을 부팅하거나 또는, USN 서브장치의 설정 값들을 제어하는 IR 센서(215)가 형성되고, 본체의 상단 측면 일측에 센싱데이터 신호를 메인서버로 송신시키고, 메인서버로부터 전송된 센서제어신호를 수신받는 무선 통신 안테나(216)가 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부(210)는 각 시스템을 구성하고 동작하기 위한 센서의 센싱데이터(조도, 온도, 습도)를 수집하기 위해 사용되며, 통신망을 통해 메인서버의 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어와 연동된다.
또한, 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부는 IR 센서를 내장하여 IR을 통해 제어할 수 있는 가전기기의 제어도 가능하다.
일예로, 에어컨의 파워를 끄고 싶으면 메인서버(Main Server)의 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어의 제어 신호를 통신망을 통해 USN 레퍼런스 노드부로 전송한 후, USN 레퍼런스 노드부의 IR센서를 통해 에어컨의 전원을 끈다.
그리고, 메인서버(Main Server)에서 IR을 통해 가전기기를 제어하고자할 때 메인서버(Main Server)와 가전기기의 거리가 멀어 직접적으로 가전기기를 제어하기 힘들 때 가전기기의 제어신호를 통신망을 통해 USN 레퍼런스 노드(reference node)에게 전달하고, USN 레퍼런스 노드에 내장된 IR 센서를 통해 가전기기를 제어할 수 있는 IR통신 라우터 기능이 구성된다.
상기 USN 게이트웨이부(220)는 통신망으로 이루어져, USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받고, 수신된 센싱데이터 신호를 미들웨어 서버(Middleware Server) 혹은 미들웨어(Middle)부를 통해 메인서버(Main Server)로 전송시키는 역할을 한다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, USN 레퍼런스 노드부와, 메인서버(Main Server) 사이에 설치된다.
본 발명에 따른 USN 게이트웨이부는 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택된 통신망으로 이루어져, 특정 공간에 설치된 가전기기, 조명기구, USN 온도/습도/환풍 관리 시스템과 연동되어 양방향 데이터통신을 할 수가 있다.
상기 미들웨어 서버부(Middleware Server)(230)는 USN 게이트웨이부로부터 전송된 복수개의 센싱데이터 신호를 버퍼링하여 순차적으로 메인서버(Main Server)로 전송시키는 역할을 한다.
즉, 미들웨어 서버부(Middleware Server)는 로컬 서비스 영역에 센서노드의 수가 많지 않으면, USN 게이트웨이에서 메인서버로 데이터를 바로 전송할 수 있지만, 센서노드의 수가 많아지면 수용해야 하는 데이터의 양이 증가하기 때문에 데이터 전송의 차질을 가지고 올 수 있기 때문에, 미들웨어 서버부를 경유하여 데이터를 전송할 경우, 미들웨어 서버부에서 데이터를 버퍼링하여 메인서버에 부하를 경감시킬 수 있으며 데이터의 필터링과 파싱의 역할을 수행할 수가 있다.
상기 메인서버(240)는 미들웨어 서버부(Middleware Server)를 통해 전송된 센싱데이터 신호를 분석하여 실시간으로 디스플레이부에 표시하고, USN 레퍼런스 노드의 작동상태를 모니터링하며, USN 레퍼런스노드로 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 곳으로, 이는 원격지 중앙제어센터의 서버컴퓨터로 구성된다.
이는 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어가 구성되고, 미들웨어 서버부를 통해 로컬 서비스 영역에 위치한 USN 레퍼런스 노드와 연동된다.
즉, 조도/온도/습도/전류/가전기기 등의 통합제어신호를 보내고, CD 패키지 형태로 구성되어 PC 혹은 서버에 인스톨하는 것만으로, USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어를 구동시킬 수 있으며, USN 서브 장치의 추가(ADD)와 삭제(Delete) 기능을 가져 시스템 초기 구성부터 구성 후 시스템 관리까지 통합적인 관리, 모니터링 서비스를 제공한다.
본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크망의 USN 서브 장치(250)는 특정 공간 내에 설치된 가전기기, 조명기구, USN 온도/습도/환풍 관리 시스템과 유무선 통신으로 USN 센서노드가 연결되어, 특정 공간 내에서 발생되는 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 측정하는 곳으로, 이는 앞에서 설명한 USN 디밍 조명장치(251), USN LCD 장치(152)가 구성된다.
상기 USN 디밍 조명장치(251)는 USN 센서노드를 통해 전달된 조도제어신호에 따라 조명기구의 디밍 안정기를 제어하여 조도를 조절하는 것으로서, 이는 USN 센서노드(251a)와 디밍 안정기(251b)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 USN 디밍 조명장치(251)는 USN 레퍼런스 노드와 메인서버에 연동된 USN 센서노드(251a)와, 그 USN 센서노드를 통해 전달된 조도제어신호에 따라 조도를 조절하는 디밍 안정기(251b)가 내장되어 구성된다.
상기 USN 디밍 조명장치(251)는 도 7에서 도시한 바와 같이, 조도조절을 하고자 하는 특정 공간에 메인서버의 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어를 단독으로 설치한 후 각 USN 레퍼런스 노드에 내장된 조도센서에서 조도를 측정한 후, USN 센서 노드와 디밍 안정기가 내장된 USN 디밍 조명장치에 조도에 대한 데이터와 조도제어신호를 통해 실내 밝기에 따라 조도를 조절한다.
본 발명에 따른 USN 디밍 조명장치(251)는 자체적으로 센서인터페이스 포트(251d)와 안테나 인터페이스 포트(251c)를 내장하고 있어 센서인터페이스 포트에 조도 센서를 연결할 경우 타 인터페이스 없이 자체적으로 조도 값을 측정해 조도 값에 따른 조명장치의 조도제어(디밍)를 한다.
그리고 USN 디밍 조명장치는 도 8에서 도시한 바와 같이, 메인서버의 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어를 통해서 가정(빌딩)내의 전체 조명을 온(ON)시키거나, 또는 오프(OFF)시킬 수 있으며, 전체 조명등의 조도값을 지정하여 밝게 또는 어둡게도 조절할 수 있도록 구성된다.
또한 USN 디밍 조명장치는 LCD 기능을 포함하고 있어 형광등이 꺼졌을 경우 형광등 안정기에서 소비하는 대기전력을 완전히 차단하여 대기전력을 차단시킬 수 있다.
상기 USN LCD(Load Control Device)장치(252)는 별도로 구비된 USN LCD 본체에 가전기기를 꽂아서, 가전기기의 전류소모량을 모니터링하다가 일정 전류 이하의 전류가 사용되는 것(가전기기의 슬립 모드에 따른 대기전류 소모)이 감지되면 USN 레퍼런스 노드를 통해 메인서버에 알려주고, 그 메인서버로부터 USN LCD 본체에 연결되어 있는 가전기기의 전원을 차단하라는 명령을 전달받아, 가전기기의 대기 전류소모를 차단시키는 곳으로, 이는 USN 센서노드(252a), USN LCD 본체(252b)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 USN LCD 장치는 USN 레퍼런스 노드와 메인서버에 연동된 USN 센서노드(252a)가 구성되고, USN LCD 본체에 가전기기용 전원 콘센트(252c)가 형성되어, 가전기기의 플러그가 꽂아지도록 구성된다.
그리고 도 11에서 도시한 바와 같이, USN LCD 본체(252b)에 디스플레이부(252d)가 형성되고, 본체 내부에 무선통신 모듈(252e)이 내장된다.
본 발명에 따른 USN LCD 장치는 가전기기의 전류측정과 사용시간표시, 전원 ON/OFF, 중앙제어 기능을 가진다.
또한 USN LCD 장치는 무선통신 확장을 위한 중계기의 역할로도 사용할 수 있다.
즉, 무선통신이 잘 되지 않는 통신 음영지역에 USN LCD 장치를 설치하고, 그 USN LCD 장치에 전원 콘센트를 꽂는 것만으로 USN LCD 장치가 중계노드의 역할을 수행하게 되므로, 무선통신 음영지역을 해소할 수 있고, 무선 통신망을 확장시켜 구성할 수가 있다.
본 발명에 따른 USN LCD 장치는 도 12에서 도시한 바와 같이, 내장된 콘센트에 꼽혀있는 가전기기의 전류소모량을 항시 모니터링 하다가 일정 전류 이하의 전류가 사용되는 것(가전기기의 슬립모드(sleep mode)에 따른 대기전류 소모)이 감지되면, 메인서버의 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어에 대기 전류를 소모하고 있다는 신호를 알려주게 되고, USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어를 통해 USN LCD장치에 연결되어 있는 가전기기의 전원을 차단하라는 명령신호를 전달하게 되고, 이때 USN LCD 장치는 전원을 차단한다.
또한, 본 발명에 USN LCD 장치의 대기전류차단기능을 통해 가전기기의 대기전류소모를 차단시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어방법에 관해 설명한다.
이는 도 13에서 도시한 바와 같이, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한다(S100).
이어서, USN 레퍼런스 노드부(110)를 통해 USN 서브 장치에서 측정된 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 센싱한다(S110).
이어서, USN 게이트웨이부(130)에서 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택되어, USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받고, 수신된 센싱데이터 신호를 USN 메인컨트롤러부로 전송시킨다(S120).
이어서, USN 메인컨트롤러부(120)에서 USN 레퍼런스 노드부들로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받아 디스플레이부에 표시하며, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시킨다(S130).
이어서, USN 레퍼런스 노드부에서 USN 메인 컨트롤러로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어한다(S140).
다음으로, 본 발명에 따른 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어방법에 관해 설명한다.
이는 도 14에서 도시한 바와 같이, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한다(S200).
이어서, USN 레퍼런스 노드를 통해 USN 서브 장치에서 측정된 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 센싱한다(S210).
이어서, USN 게이트웨이부에서 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택되어, USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받고, 수신된 센싱데이터 신호를 미들웨어 서버(Middleware Server)로 전송시킨다(S220).
이어서, 미들웨어 서버(Middleware Server)부에서 USN 게이트웨이부로부터 전송된 복수개의 센싱데이터 신호를 버퍼링하여 순차적으로 메인서버(Main Server)로 전송시킨다(S230).
이어서, 메인서버(Main Server)에서 센싱데이터 신호를 분석하여 실시간으로 디스플레이부에 표시하고, USN 레퍼런스 노드의 작동상태를 모니터링하며, USN 레퍼런스 노드로 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시킨다(S240).
이어서, USN 레퍼런스 노드부에서 메인서버(Main Server)로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어한다(S250).
이하, 본 발명에 따른 USN 레퍼런스 노드부와 USN 메인컨트롤러부가 연동된 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템에 적용된 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하 및 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어방법에 관해 설명한다.
본 발명에 따른 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템은 도 9 및 도 10에서 도시한 바와 같이, 온도/습도/환풍 조절을 하고자 하는 특정 공간에 USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러부를 단독으로 설치하거나, 또는 USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러부를 함께 설치한 후 각 USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러에 내장된 온도 센서에서 온도/습도를 측정하여 온도와 습도, 환풍을 제어할 수 있다.
또한, 중앙관리실에서 온도와 습도, 환풍을 제어하는 중앙집중식 빌딩 관리 시스템일 경우, 메인서버의 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어를 통해 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템과 연동하여 시스템을 구성한다.
일예로, 중앙관리실에서 빌딩내의 온도를 "20℃"로 설정하고 싶으면 관리자는 메인서버(Main Server)의 USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어에 관리자로 로그인하여 전체빌딩의 온도를 "20℃"로 설정한다.
이때, USN 그린 스마트 에너지 애플리케이션 소프트웨어에서는 제어신호를 미들웨어 서버와 USN 게이트웨이를 통해 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템에 연결되어 있는 USN 센서 노드로 전달되거나 미들웨어를 경유하지 않고 USN 게이트웨이를 통해 바로 전달될 수도 있다.
USN 센서 노드는 실내 온도에 따라 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템의 메인컨트롤 보드에게 온도를 낮추거나 높이라는 신호를 줘 온도를 조절한다.
또 다른 일예로, 도 10에서 도시한 바와 같이, 중앙관리실에서 USN 온도/습도/환풍 관리 시스템을 통해 중앙 냉난방을 하지 않고 각 가정이나 사무실에서 개별적으로 냉난방 시스템을 설치하여 사용할 경우에는 USN 메인 컨트롤러부를 통해 온도를 제어한다.
이는 USN 메인 컨트롤러부에 온도제어 버튼을 클릭하고 "20℃"로 설정하면 USN 메인 컨트롤러부에 내장되어 있는 IR센서를 통해 온도를 조절한다.
이어서, USN 레퍼런스 노드를 통해 수집된 온도 값에 따라 각 냉난방기구 제어한다.
이때, IR을 통해 제어신호를 전달하기 때문에 USN 메인 컨트롤러부와 냉난방기구의 거리가 멀어 USN 메인 컨트롤러부에서 직접 냉난방 기구를 제어할 수 없을 때에는 USN 레퍼런스 노드부에 내장된 IR센서를 이용하여 냉난방 기구를 바로 제어할 수도 있다.

Claims (11)

  1. 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치(150)와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 소규모 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한 후, USN 서브 장치에서 측정된 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 센싱하고, 그 센싱데이터 신호를 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택된 통신망을 통해 USN 메인 컨트롤러로 전송시키고, 그 USN 메인 컨트롤러로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 USN 레퍼런스 노드부(110)와,
    복수개의 USN 레퍼런스 노드부와 통신망을 통해 연결되어, USN 레퍼런스 노드부들로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신 받아 디스플레이부에 표시하며, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 USN 메인컨트롤러부(120)와,
    지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택된 통신망으로 이루어져, USN 레퍼런스 노드부로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받고, 수신된 센싱데이터 신호를 USN 메인컨트롤러부로 전송시키는 USN 게이트웨이부(130)로 구성되는 것에 있어서,
    상기 USN 메인 컨트롤러부(120)는
    사각 판넬 형상의 본체(120a)가 형성되고, 그 본체의 중앙정면에 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 표시하는 디스플레이부(121)가 형성되며, 그 디스플레이부 측면에 적외선 통신의 리모컨방식으로 가전기기들의 전원을 부팅하고, 설정 값들을 제어하는 IR 센서(122)가 형성되고, 본체의 상단 측면 일측에 USN 레퍼런스 노드부들과 USN LCD들로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신받거나, 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 송신시키는 무선 통신 안테나(123)가 형성되고, 디스플레이부 측면에 다양한 IR 리모컨들의 설정값을 설정시키는 IR 센서 설정 버튼(124)이 형성되며, 디스플레이부 하단 및 측면에 기기의 기능을 선택하는 기능키 버튼(125)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, USN 레퍼런스 노드부(110)는
    사각 판넬 형상의 본체(110a)가 형성되고, 그 본체의 중앙정면에 USN 서브 장치의 조도를 센싱하는 조도센서(111)가 형성되며, 그 조도센서 하단에 USN 서브 장치의 온도를 센싱하는 온도센서(112)가 형성되고, 그 온도센서 하단에 USN 서브 장치의 습도를 센싱하는 습도센서(113)가 형성되며, 그 습도센서 하단에 USN 서브 장치의 전류 사용량을 감지하는 전류사용량 감지센서(114)가 형성되고, 본체 상단 측면 일측에 적외선 통신의 리모컨방식으로 USN 메인 컨트롤러부의 제어신호를 입력받아 USN 서브장치들의 전원을 부팅하거나 또는, USN 서브장치의 설정 값들을 제어하는 IR 센서(115)가 형성되고, 본체의 상단 측면 일측에 센싱데이터 신호를 USN 메인 컨트롤러로 송신시키고, USN 메인 컨트롤러로부터 전송된 센서제어신호를 수신받는 무선 통신 안테나(116)가 형성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, USN 서브 장치(150)는
    USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러에 연동된 USN 센서노드(151a)와, 그 USN 센서노드를 통해 전달된 조도제어신호에 따라 조도를 조절하는 디밍 안정기(151b)가 내장되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, USN 서브 장치(150)는
    USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러에 연동된 USN 센서노드(152a)가 형성되고, USN LCD 본체(152b)에 가전기기용 전원 콘센트(152c)가 형성되어 가전기기의 플러그가 꽂아지고, USN LCD 본체에 디스플레이부(152d)가 형성되고, 본체 내부에 무선통신 모듈(152e)이 내장되어 구성된 USN LCD(Load Control Device)장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어장치.
  6. 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치(250)와 연결되고, 다른 공간에 설치된 레퍼런스 노드들과 대규모 유비쿼터스 센서 네트워크(USN :Ubiquitous Sensor Network) 망을 형성한 후, USN 서브 장치에서 측정된 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량을 센싱하고, 그 센싱데이터 신호를 지그비(ZigBee), 위피(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 중 어느 하나가 선택된 통신망을 통해 메인서버(Main Server)로 전송시키고, 그 메인서버(Main Server)로부터 센서제어신호를 전송받아, USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서, 전류사용량 감지 동작 상태를 제어하는 USN 레퍼런스 노드부(210)와,
    통신망으로 이루어져, USN 레퍼런스 노드로부터 전송된 센싱데이터 신호를 수신 받고, 수신된 센싱데이터 신호를 미들웨어 서버(Middleware Server)로 전송시키는 USN 게이트웨이부(220)와,
    그 USN 게이트웨이부로부터 전송된 복수개의 센싱데이터 신호를 버퍼링하여 순차적으로 메인서버(Main Server)로 전송시키는 미들웨어 서버(Middleware Server)부(230)와,
    미들웨어 서버(Middleware Server)부를 통해 전송된 센싱데이터 신호를 분석하여 실시간으로 디스플레이부에 표시하고, USN 레퍼런스 노드의 작동상태를 모니터링하며, USN 레퍼런스 노드로 특정 공간 내에 설치된 USN 서브 장치의 조도, 온도, 습도, IR 센서 동작 상태를 제어하는 센서제어신호를 전송시키는 메인서버(Main Server)(240)로 구성되는 것에 있어서,
    상기 USN 레퍼런스 노드부(210)는
    사각 판넬 형상의 본체(210a)가 형성되고, 그 본체의 중앙정면에 USN 서브 장치의 조도를 센싱하는 조도센서(211)가 형성되며, 그 조도센서 하단에 USN 서브 장치의 온도를 센싱하는 온도센서(212)가 형성되고, 그 온도센서 하단에 USN 서브 장치의 습도를 센싱하는 습도센서(213)가 형성되며, 그 습도센서 하단에 USN 서브 장치의 전류 사용량을 감지하는 전류사용량 감지센서(214)가 형성되고, 본체 상단 측면 일측에 적외선 통신의 리모컨방식으로 메인서버의 제어신호를 입력받아 USN 서브장치들의 전원을 부팅하거나 또는, USN 서브장치의 설정 값들을 제어하는 IR 센서(215)가 형성되고, 본체의 상단 측면 일측에 센싱데이터 신호를 메인서버로 송신시키고, 메인서버로부터 전송된 센서제어신호를 수신받는 무선 통신 안테나(216)가 형성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서의 스마트 에너지 제어장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, USN 서브 장치(250)는
    USN 레퍼런스 노드와 메인서버에 연동된 USN 센서노드(251a)와, 그 USN 센서노드를 통해 전달된 조도제어신호에 따라 조도를 조절하는 디밍 안정기(251b)가 내장된 USN 디밍 조명장치(251)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어장치.
  9. 제6항에 있어서, USN 서브 장치는
    USN 레퍼런스 노드와 USN 메인 컨트롤러에 연동된 USN 센서노드(252a)가 형성되고, USN LCD 본체(252b)에 가전기기용 전원 콘센트(252c)가 형성되어 가전기기의 플러그가 꽂아지고, USN LCD 본체에 디스플레이부(252d)가 형성되고, 본체 내부에 무선통신 모듈(252e)이 내장되어 구성된 USN LCD(Load Control Device)장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서의 스마트 에너지 제어장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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