KR100931377B1 - 지그비를 이용한 전등 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지그비를 이용한 전등 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 각각의 등기구를 개별적 또는 그룹별로 점멸 또는 조도를 조절하거나 RGB 색상을 조절할 수 있도록 하여 다양하게 조명을 제어할 수 있는 지그비를 이용한 전등 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 실현하기 위한 본 발명은, 각각 RF-리시버가 구비된 적어도 하나 이상의 등기구(30); 상기 등기구(30)의 선택 및 점멸과 조도 그리고 색상을 결정하기 위한 컨트롤러; 및 지그비를 이용한 근거리 통신으로 상기 컨트롤러(20)로부터 입력된 신호를 바탕으로 상기 각 등기구(30)의 점멸, 조도 및 색상중 적어도 하나 이상을 제어하는 제어 모듈;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

지그비 모듈, 등기구, 코드 할당 방식, 절환기

Description

지그비를 이용한 전등 제어 시스템{Light Control System using ZigBee}

본 발명은 지그비를 이용한 전등 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 다양한 방식으로 조명 제어가 가능한 지그비를 이용한 전등 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전등 제어 시스템은 유선을 이용한 개별 제어 방식과 집중 제어 방식을 들 수 있다.

개별 제어 방식이란, 가정인 경우, 각 방과 거실 그리고 주방 등에 각각 등기구를 설치하고, 이들 각 등기구에 대응하여 각각 1개나 2개의 스위치를 장착하고, 이들 스위치를 통해 각각의 등기구를 점등/소등이 가능하도록 제어하는 방식을 말한다.

그러나, 종래의 개별 제어 방식은 다음과 같은 문제가 있다.

1) 각 등기구를 제어하기 위해 독립적으로 스위치가 구비되어 있기 때문에 등기구를 제어하는 데 불편함이 있다.

2) 곳곳에 등기구를 설치하고, 특히 등기구를 작동시키기 위해서는 별도의 유선을 벽체 등에 설치해야 하기 때문에 이에 따른 설계가 복잡할 뿐만 아니라 작업이 복잡해 지게 된다.

3) 한 곳에서 제어가 되지 않고 또한, 건축시 각 등기구의 수에 맞춰 배선을 해야 하기 때문에 일정 시간이 경과 후 배선을 다시 깔아야 하기 때문에 이에 따른 유지 보수에 큰 어려움이 있다.

이러한 개별 제어 방식에서, 최근에 와서는 유비쿼터스 환경의 발달로 집중 제어 방식이 많이 채용되고 있다.

집중 제어 방식은, 가정의 예를 들어 설명하면, 안방이나 거실 등 주로 거주하는 시간이 많은 곳에 컨트롤러를 구비하여 직접 제어하고자 하는 곳으로 가지 않고서도 컨트롤러를 통해 각각의 등기구를 제어할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

이러한 종래의 개별 제어 방식보다 개선되기는 하였지만 종래의 집중 제어 방식은 다음과 같은 문제가 있다.

1) 중앙 집중식으로 제어하기 때문에 작동에 대한 편의성은 가질 수 있으나 설계가 복잡하다.

2) 또한, 설계가 복잡한 만큼 편의성에서는 향상되었으나 건축 시공, 즉 설치 작업이 복잡하다.

3) 자재비의 상승과 같은 비용이 많이 든다.

4) 조도를 조절할 수 없기 때문에 조도 조절을 위해서는 별도의 전기 장비를 구비해야 한다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 각각의 등기구를 개별적 또는 그룹별로 점멸 또는 조도를 조절하거나 RGB 색상을 조절할 수 있도록 하여 다양하게 조명을 제어할 수 있는 지그비를 이용한 전등 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,

적어도 하나의 등기구(30);

상기 등기구(30)의 선택 및 점멸과 조도 그리고 색상을 결정하기 위한 컨트롤러; 및

지그비를 이용한 근거리 통신으로 상기 컨트롤러(20)로부터 입력된 신호를 바탕으로 상기 각 등기구(30)의 점멸, 조도 및 색상중 적어도 하나 이상을 제어하는 제어 모듈;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 컨트롤러는 입력키 기능을 하는 키스위치와, 전용 프로세서(MCU)와, 지그비 모듈과의 데이터 송수신을 위한 RF-리시버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 제어 모듈은 등기구에 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 입력된 신호에 대응하여 점멸 및 조도와 색상을 조절해 주기 위한 컨트롤러; 및 상기 점멸 및 조도 그리고 색상 상태에 따라 해당 등기구에 제어 신호를 송신하는 지그비 모듈; 을 포함하여 구성함으로써, 등기구의 점멸 뿐만 아니라 조도를 임의로 조절할 수 있으며, 특히 근거리 통신망을 통해 통합 제어가 가능하게 된다.

또한, 각 등기구는 직렬, 병렬 또는 직병렬의 혼합 방식으로 연결하여 사용할 수 있기 때문에, 사용 용도에 따라 다양한 형태의 등기구 제어 시스템을 구성할 수 있다.

또한, 지그비 모듈은 각 등기구가 병렬로 연결된 경우, 각 등기구에 코드를 할당하여 제어하는 것을 특징으로 함으로써, 각각의 등기구를 개별적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 통합하여 한꺼번에 제어하는 것도 가능하게 된다.

또한, 등기구 제어용 코드는 주파수 분할, MAC 어드레스, 임의 부호, 전압 분배 방식 중에서 선택된 어느 한가지 방법을 채택함으로써, 등기구를 다양한 방법으로 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 지그비 모듈은 각 등기구가 병렬로 연결된 경우, 절환기를 통해 각 등기구를 개별적으로도 제어할 수도 있다.

또한, 지그비 모듈은 각 등기구가 직렬로 연결되어 있는 경우, 코드의 자동 할당 방식 또는 개별 강제 할당 방식으로 각 등기구를 제어할 수 있도록 구성함으로써, 등기구를 개별적으로 제어하거나 통합하여 한꺼번에 제어하는 것이 가능하게 된다.

한편, 이러한 본 본 발명에 따르는 지그비를 이용한 전등 제어 시스템은 가정용으로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 곳곳에 설치되어 있는 등기구를 일괄적으로 제어하거나 분산하여 개별적으로 제어하는 것이 가능하게 된다.

2) 지그비 신호를 수신할 수 있는 등기구를 천정에 장착하고, 제어 모듈을 통해 등기구의 점멸과 조도를 조절할 수 있기 때문에 등기구의 설치 공사가 용이할 뿐만 아니라 설계에 있어서도 편의성을 추구할 수 있다.

3) 설계 및 설치 공사의 편의성으로 공사비를 절감할 수 있다.

4) 지그비를 포함하는 제어 모듈만 관리하면 되기 때문에 유지 보수에 있어서 편리하다.

5) 등기구의 점멸 뿐만 아니라 조도와 색상을 제어 모듈을 통해 조절할 수 있기 때문에 별도의 조도 조절기를 구비하지 않고서도 다양한 인테리어 효과를 얻을 수 있게 된다.

6) 기존에 이미 장착된 등기구에도 지그비 신호를 수신할 수 있는 수신기(RF-리시버)를 부착함으로써, 기존의 등기구에도 적용할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전등 제어 시스템의 일예를 보여주는 블럭도이다. 여기서, 도면부호 30은 통상의 등기구를 나타낸다.

본 발명은 일반 주택이나 빌딩 등에 구성되는 전등 제어 시스템에 관한 것으 로, 각각의 등기구(30)를 개별 제어 또는 통합하여 제어할 수 있도록 하기 위하여, 곳곳에 설치된 등기구(30)와, 등기구의 점멸과 조도 그리고 색상 등을 선택하기 위한 도 3의컨트롤러(20)와, 이 컨트롤러(20)의 제어로 상기 등기구(30)를 제어하기 위한 제어모듈(10)을 포함하여 이루어진다.

제어모듈(10)은 각각의 등기구(30)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(11)와, 점멸 및 조도와 색상 조절을 위한 RGB 디머 컨트롤러(12)와, 등기구(30)에 제어 신호를 송신하기 위한 지그비 모듈(13)을 포함한다.

전원공급부(11)는 소정의 전압을 각 등기구(30)에 공급해 주기 위한 것으로, 가정용인 경우, 90~230V의 전압을 입력받아 지그비 모듈에 약 3V의 출력 전압을 공급하고 디머컨트롤러에 220V를 공급하여 각 등기구(30)를 제어한다.

RGB 디머 컨트롤러(12)는 통상적으로 디머 컨트롤러라고 불리는 것으로 등기구(30)서 발생되는 조도(밝기)를 조절해 주게 된다. 디지털 방식을 일예로 들어서 설명하면, 조도가 10단계로 구분되어 있는 경우, 0단계이면 전원이 OFF 즉 소등된 상태를 나타내고, 10단계이면 가장 밟은 조도로 등기구가 켜진 상태를 의미한다. 물론, 그 사이 단계에서는 조도가 단계별로 조절된다.

또한, 본 발명의 바람직한 구현예에서는, RGB 디머 컨트롤러(12)를 통해 등기구(30)를 점멸시킬 수 있도록 구성된 예를 설명하고 있으나, RGB 디머 컨트롤러(12)와 별도로 등기구(30)를 ON/OFF시킬 수 있는 기능을 별도로 구성하는 것도 가능하다.

또한, RGB 디머 컨트롤러(12)는 조도 뿐만 아니라 RGB 방식으로 색상 조절(믹싱)도 가능하기 때문에 사용자의 취향에 맞춰 임의의 컬러로 연출이 가능하게 된다.

지그비 모듈(13)은 통상적으로 근거리 통신망에 많이 사용되는 통상의 기술을 이용한다. 이 지그비 모듈(13)은 저속의 전송속도를 가지며 인터넷을 통한 전화 접속이 가능하다. 또한, 반경 30m 내에서 250kbps의 속도로 데이터 전송이 가능하고, 하나의 모듈에 255개의 기기 연결이 가능하다.

본 발명의 바람직한 구현예에서는, 지그비 모듈(13)을 이용하여 각각의 등기구(30)에 이 지그비 모듈(13)로부터 송출된 신호를 수신하는 각 수신부(미도시됨)를 구성하고, 수신부에 수신된 제어 신호에 따라 등기구(30)의 점멸이나 조도 또는 색상 등에 대한 제어를 하게 된다.

이러한 지그비 모듈(13)은 근거리 통신용 RF-리시버(14)와 전용 프로세서(MCU: 15)를 포함하여 구성된다.

컨트롤러(20)는 일종의 리모콘으로서 지그비 모듈(13)을 제어하기 위해 사용된다. 도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러(20)의 일예를 보여주는 블럭도이다.

컨트롤러(20)는 입력키 기능을 하는 키스위치(21)와, 전용 프로세서(MCU; 22)와, 지그비 모듈(13)과의 데이터 송수신을 위한 RF-리시버(23)를 포함하여 구성 된다.

키스위치(21)는 제어하고자 하는 등기구(30) 등을 선택하거나 조도 또는 색상 등을 선택하기 위한 기능 및 선택된 기능의 세기 등을 이용자가 쉽게 선택할 수 있게 하기 위함이다.

RF-리시버(23)는 지그비모듈(13)과의 근거리 통신을 위한 것으로, 상술한 키스위치(21)에 의해 입력된 제어 신호를 송출하고, 지그비 모듈(13)로부터 제어 결과 등을 수신받는데 이용하게 된다.

등기구(30)는 통상적으로 전등과 같은 것을 포함하는 것으로, 특히 지그비모듈(13)과의 통신가능하도록 각각의 등기구(30)에는 미도시된 RF-리시버를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 구현예에서는, 상술한 RGB 디머 컨트롤러(12)에 제어하고자 하는 등기구(30)가 전기적으로 연결된다.

도 1에서는 각각의 등기구(30)가 RGB 디머 컨트롤러(12)에 병렬로 연결된 예를 보여 주고 있다. 이때의 상기 등기구(30)의 제어는 소프트웨어적인 방법과 하드웨어적인 방법으로 개별 제어를 한다.

여기서, 소프트웨어적인 방법이란 각 등기구(30)에 각각 코드를 할당하고, 할당된 코드에 대응하여 컨트롤러(20)의 신호에 따라 점멸과 조도 그리고 색상을 제어하는 방식을 말한다. 또한, 이때의 코드는 주파수 분할 방식이나 MAC 어드레 스 방식, 또는 임의의 부호를 부여하는 방식, 또는 전압 분배 방식 등으로 코드를 부여할 수 있다.

하드웨어적 방법이란 절환기(미도시됨)를 더 구성하여 컨트롤러(20)에 의해 선택된 등기구(30)를 제어 신호에 따라 점멸과 조도 그리고 색상을 제어하는 방식을 말한다.

도 2는 등기구(30)가 직렬로 연결된 예를 보여준다. 이 경우의 등기구(30)의 제어는 각각의 등기구(30)가 한 라인 상에 있기 때문에, 코드를 자동 분할 방식 또는 개별적으로 강제 분할하는 방식을 통해 각각의 전구들을 제어하게 된다.

도 3은 도 1과 도 2의 통합형으로 등기구(30)가 직병렬로 연결된 상태를 보여주고 있다. 이와 같이 등기구가 직병렬로 연결된 경우는 상술한 두 가지 제어 방식 모두로 등기구를 제어하는 것이 가능하다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 전등 제어 시스템은 전등을 사용하고 근거리 통신이 가능한 곳이라면 어느 곳에서나 사용하는 것도 가능하나, 가장 바람직하기로는 가정용으로 사용하는 것이 좋다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능 하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전등 제어 시스템의 일예를 보여주는 블럭도.

도 2는 본 발명에 따른 전등 제어 시스템의 다른 일예를 보여주는 블럭도.

도 3은 본 발명에 따른 전등 제어 시스템의 또 다른 일예를 보여주는 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러의 일예를 보여주는 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제어 모듈

11 : 전원공급부

12 : RGB 디머 컨트롤러

13 : 지그비 모듈

14, 23 : RF-리시버

15, 22 : 전용 프로세서(MCU)

20 : 컨트롤러

21 : 키스위치

30 : 등기구

Claims (9)

1. 가정용으로 사용하는 적어도 하나의 등기구(30);

   상기 등기구(30)의 선택 및 점멸과 조도 그리고 색상을 결정하기 위한 컨트롤러; 및

   지그비를 이용한 근거리 통신으로 상기 컨트롤러(20)로부터 입력된 신호를 바탕으로 상기 각 등기구(30)의 점멸, 조도 및 색상중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈(10);을 포함하고,

   상기 제어 모듈(10)은, 상기 등기구(30)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(11); 입력된 신호에 대응하여 점멸, 조도 및 색상중 적어도 하나를 조절하는 RGB 디머 컨트롤러(12); 및 상기 점멸 및 조도 및 색상 상태에 따라 해당 등기구(30)에 제어 신호를 송신하는 지그비 모듈(13);을 포함하며,

   상기 컨트롤러(20)는 입력키 기능을 하는 키스위치(21)와, 전용 프로세서(MCU,22)와, 상기 지그비 모듈(13)과의 데이터 송수신을 위한 RF-리시버(23)를 포함하며,

   상기 각 등기구(30)는 직렬, 병렬 및 직병렬의 혼합 방식중 어느 하나로 연결하되; 상기 지그비 모듈(13)은 각 등기구(30)가 직렬로 연결되어 있는 경우, 코드의 자동 할당 방식 또는 개별 강제 할당 방식으로 각 등기구를 제어하고, 상기 지그비 모듈(13)은 각 등기구(30)가 개별 또는 그룹별 병렬로 연결된 경우, 각 등기구(30)에 코드를 할당하여 제어 또는 각 등기구(30)를 절환기를 통해 개별 제어하며,

   상기 코드는 주파수 분할, MAC 어드레스, 임의 부호, 전압 분배 방식 중에서 선택된 어느 한가지 방식인 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 전등 제어 시스템.
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