KR100993594B1 - 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템 - Google Patents

지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 가시광통신 네트워크 시스템은 지능형가로등이 주변의 가시광통신 단말 및 다른 지능형가로등과 가시광통신을 할 수 있도록 하여, 가시광통신 단말에 인터넷 연결 또는 가시광통신 단말 사이의 파일 공유 등의 서비스를 제공하고, 지능형가로등과 관제장치 사이의 통신 방식으로 가시광통신을 사용하여 지능형가로등이 수집한 데이터와 관제센터의 지능형가로등 제어 데이터를 송수신하며, 전방의 지능형가로등이 사고, 무단횡단, 횡단보도의 보행신호 발생 등을 감지하면 후방의 지능형가로등에 가시광통신 방식으로 전방의 상황을 전파하여 후방의 지능형가로등이 이를 조명의 점멸, 디스플레이, 음향신호 재생, 차량 내부의 가시광통신 단말에 비상 신호 전송 등의 방식으로 알리도록 한다.
Figure R1020070126156
지능형가로등, 가시광통신

Description

지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템{VISIBLE LIGHT COMMUNICATION NETWORK SYSTEM CONTAINING INTELLIGENT STREETLIGHT}
본 발명은 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 지능형가로등에 구비된 LED 램프를 광원으로 이용하여 가시광통신이 가능하도록 함으로써, 지능형가로등 주변에 있는 가시광통신 단말에 네트워크 연결을 제공하거나, 지능형가로등과 관제장치 사이의 통신 방법으로 가시광통신을 사용하도록 하며, 전방의 보행신호 또는 비상상황을 가시광통신을 통해 후방의 지능형가로등에 전달하여 알리게 함으로써 전방의 상황을 알 수 있도록 하는 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템에 관한 것이다.
가로등은 종래 단순한 조명의 역할에 그쳤으나, 최근 기술의 발전에 따라 많은 기능이 추가되고 있다. 예컨대, 가로등의 정상작동 여부를 원격으로 감지하여 가로등의 조명에 문제가 있는 경우 신속히 복구할 수 있도록 하는 기능이나, 가로등에 부착된 CCTV 및 스피커를 통해, 음악방송, 안내방송 및 감시기능의 수행기능 등이 가로등을 통해 제공되고 있다.
이처럼 가로등에 많은 기능이 부가되고 있는 이유는, 도시 공간에서 밤에도 시민들이 활동을 할 수 있도록 하기 위해 많은 가로등이 설치되었으며, 이처럼 많은 가로등을 단지 조명기능만을 담당하도록 하는 것이 비효율적이기 때문이다. 더욱이, 최근 유비쿼터스(Ubiquitous) 기술이 발달하면서, 도시의 어느 곳에서도 네트워크 접속이 가능해지도록 네트워크 환경이 개선되고 있고, 이는 도시의 구석구석 배치된 가로등에 대한 IT(Information Technology)의 접목을 가속시키고 있다. 그로 인해, 가로등에 센서, 카메라 등을 부착하여 거리의 상황을 실시간으로 파악하고, 네트워크 연결이 가능하도록 일종의 허브(Hub) 역할을 하는 지능형가로등(Intelligent Streetlight)이 시범적으로 도입되고 있다.
한편, 가시광통신은 눈에 보이는 전파를 이용하여 통신하는 것으로, LED 등의 전등을 눈이 느낄 수 없을 정도의 매우 빠른 속도로 켜고 끄는 것을 반복하고, 광수신부가 이를 감지함으로써 통신하는 방식이다. 예를 들면, 켜진 상태를 1, 꺼진 상태를 0으로 하여 디지털 신호를 주고받음으로써 통신이 가능한 방식이다.
지능형가로등은 조명 램프로써 색상과 조도의 제어가 가능한 LED 램프를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, LED 램프를 광원으로 사용하고, 광 수신 장치 및 가시광통신 제어장치를 연결하면 지능형가로등으로 가시광통신 네트워크를 구성할 수 있다. 그러나 지능형가로등의 네트워크 구성을 가시광통신 방법으로 하는 기술 및 가시광통신을 이용하여 주변의 가시광통신 단말에 네트워크 연결을 제공하는 기술 또는 전방의 거리의 교통상황을 미리 알려주는 기술 등은 존재하지 않는 문제가 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 지능형가로등 사이 또는 지능형가로등과 관제장치 사이의 통신 방식으로 가시광통신을 사용함으로써, 가시광통신 단말에 네트워크에 대한 연결을 제공하거나, 도로 전방의 비상상황을 미리 후방의 운전자에게 전파하는 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적을 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 구비된 관측 장비에 의해 수집된 데이터를 가시광통신을 통해 관제장치에 송신하고 가시광통신을 통해 관제장치의 제어신호를 수신하여 동작이 제어되는 지능형가로등 및 상기 지능형가로등으로부터 가시광통신을 통해 지능형가로등이 수집한 데이터를 수신하여 저장하고 제어하고자 하는 지능형가로등에 가시광통신을 통해 제어신호를 송신하여 지능형가로등을 제어하는 관제장치를 포함하는 가시광통신 네트워크 시스템을 제공한다.
상기 지능형가로등과 관제장치 사이의 가시광통신은 데이터를 송수신하는 지능형가로등과 관제장치 사이의 다른 지능형가로등 들이 광 신호를 중계(Relay) 해주는 방식인 것이 바람직하다.
또한 상기 가시광통신은 통신 프로토콜(Protocol) 셋(Set)으로 TCP/IP 스 택(TCP/IP Stack)을 사용하고, 그중 데이터 링크 레이어(Data Link Layer)에 해당하는 프로토콜로는 이더넷(Ethernet)을 사용하여, 이더넷 프레임을 광 신호로 변조한 후 가시광통신을 통해 송신하고, 광 신호를 수신한 후 이더넷 프레임으로 복조함으로써 가시광통신이 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 전체적으로는 이더넷 네트워크와 똑같이 동작하되, 가시광통신 단말, 지능형가로등, 관제장치 사이에서만 이더넷 프레임을 광 신호로 변조하여 통신하는 방식인 것이 바람직하다.
상기 지능형가로등은 자신에게 수신된 광 신호를 다시 인접한 지능형가로등 또는 가시광통신 단말에 재송신하여, 이더넷 허브(Hub)와 같은 역할을 함으로써, 가시광통신 단말에 근거리 및 원거리 무선공유 서비스를 제공하는 것이 바람직하다.
상기 지능형가로등은 전방 교통상황 안내 신호가 가시광통신을 통해 수신된 경우, LED 램프의 점멸, 조명색의 변화, 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이 를 통해 전방의 교통상황을 알리고, 수신된 신호를 가시광통신 단말에 재송신하여 가시광통신 단말로 하여금 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이 등으로 전방의 교통상황을 알리게 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 지능형가로등은 구비된 카메라에 의해 무단횡단, 교통사고 등 비상상황이 인식되거나 구비된 비상버튼이 눌린 경우, LED 램프의 점멸, 조명색의 변화, 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이를 통해 비상상황임을 알리고 후방의 지능형가로등에 비상상황 발생을 알리는 내용의 전방 교통상황 안내 신호를 송신하는 것이 바람직하다.
상기 가시광통신 네트워크 시스템은 보행신호 발생 시 인접한 지능형가로등에 보행신호 발생을 알리는 내용의 전방 교통상황 안내 신호를 가시광통신을 통해 송신함으로써 후방에 보행신호의 발생을 알리고, 보행신호 발생 시 정지를 뜻하는 빨간색으로 점등하는 횡단보도 매설 LED램프를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적을 해결하기 위한 다른 수단으로, 본 발명은 허브로부터 제공받은 통신 프레임을 광신호로 변조한 후 LED 램프군을 제어하여 송신하는 광변조부, 상기 광변조부의 제어에 의해 광 신호를 발산하는 LED 램프군, 광 신호를 인식하여 전기적신호로 변환한 후 광복조부에 제공하는 광수광부, 상기 광수광부로부터 전기적신호를 제공받아 통신 프레임으로 복조하여 허브에 제공하는 광복조부, 상기 광변조부, 광복조부 및 이더넷 통신 장비를 연결하여, 그중 하나의 장비가 송신한 통신 프레임을 다른 연결된 모든 장비에 재전송하는 허브를 포함하는 가시광통신이 가능한 지능형가로등을 제공한다.
본 발명에 따르면, 지능형가로등 주변에서 가시광통신 단말에 네트워크에 대한 연결을 제공하여 가시광통신 단말끼리의 공유 등의 서비스를 제공할 수 있으며, 지능형가로등에 구비된 카메라, 각 종 센서에서 발생하는 신호를 가시광통신의 방법으로 관제센터에 전송할 수 있고, 반대로 관제센터에서 각 지능형가로등의 조명, 음향 조정 신호를 가시광통신을 통해 전송할 수 있다. 또한, 도로전방의 비상상황 또는 보행신호 등 후방의 운전자에게 미리 알려야 하는 상황이 발생한 경우, 이를 LED램프의 점멸, 음향신호, 가시광통신을 이용하여 차량 내부의 가시광통신 단말에 전송하는 방법 등을 이용하여 후방의 운전자에게 알릴 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명하기로 한다.
또한, 이해의 편의를 위하여 비록 다른 도면에 속하더라도 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하였음을 주의하여야 한다.
본 발명에 따른 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템의 구성을 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 가시광통신 네트워크 시스템은 하나 이상의 지능형가로등을 포함한다. 도 1에서는 설명의 편의상 두 개의 지능형가로등(100, 102), 네 개의 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116) 및 관제장치(104)를 포함하는 가시광통신 네트워크 시스템을 가정하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가시광통신 네트워크 시스템은 지능형가로등(100, 102), 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116), 관제장치(104) 및 횡단보도 매설 LED램프(118)를 포함한다.
지능형가로등(100, 102)은 LED 램프를 광원으로 사용하고, 광수신부 및 가시광통신제어부를 추가로 구비하여 인접한 지능형가로등, 가시광통신 단말(108, 110, 112) 및 관제장치(104)와 가시광통신이 가능하다.
지능형가로등(100, 102)은 카메라 촬영영상, zigbee 등 센서에서 수집한 데이터 등을 가시광통신을 통하여 관제장치(104)에 송신하고, 관제장치(104)로부터 가시광통신을 통하여 조명, 음향 효과, 디스플레이 등에 관한 동작을 제어 받는다.
상기 가시광통신의 통신 프로토콜로 TCP/IP 스택(TCP/IP Stack)을 사용하는 것이 바람직하며, 그중 데이터 링크 레이어(Data Link Layer)에 해당하는 프로토콜로는 이더넷(Ethernet)을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 지능형가로등(100, 102)과 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116) 네트워크 시스템은 이더넷 프레임(Frame)을 광신호로 변조하여 각 가시광통신 기기 간에 송수신하고, 내부적으로는 이더넷 프레임을 TCP/IP 프로토콜에 의해 처리하는 것이 바람직하다.
특히, 각 지능형 가로등(100, 102)은 자신에게 수신된 광 신호를 다시 자신에 구비된 LED 램프를 통해 브로드캐스팅(Broadcasting)함으로써, 이더넷 허브(Hub)와 같은 역할을 한다.
관제장치(104)는 지능형가로등(100, 102)이 취합한 각종 데이터를 가시광통신 방식으로 수신한 후, 이에 응하여 가시광통신 방식으로 각 지능형가로등의 동작 을 제어한다. 또한 인터넷(Internet)(106)과 연결되어 지능형가로등(100, 102)에 접속한 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)에 인터넷 접속을 제공한다.
가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)은 지능형가로등(100, 102)과 이더넷 프레임을 광신호로 변조하여 송수신한다. 가시광통신 단말(108, 110, 112)은 가시광통신을 지원하는 어댑터를 구비한 기기로, 휴대폰, PDA, 노트북 등의 장비일 수 있다.
본 발명의 가시광통신 네트워크는 지능형가로등(100, 102)이 각각 허브 역할을 하고, 각 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116) 및 관제장치(104)가 이더넷 단말 역할을 하여, LAN(Local Area Network)를 구성한다.
따라서 각 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)은 각 단말 끼리 파일 공유 등의 작업이 가능하고, 인터넷과 연결된 관제장치를 통해 인터넷에 접속이 가능하다.
관제장치(104)는 본 발명의 가시광통신 네트워크에 연결된 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)에 대하여 사용자 인증 작업을 거치고, 사용자 인증에 실패한 단말과의 접속을 끊도록 해당 지능형가로등(100, 102)을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 사용자 인증 작업은, 가시광통신 단말의 MAC(Media Access Control) 주소 또는 사용자 ID와 패스워드(Password)를 기준으로 하는 것이 바람직하다.
횡단보도 매설 LED램프(118)는 보행신호 발생 시 인접한 지능형가로등(100, 102)에 보행신호 발생을 알리는 광 신호를 송신함으로써, 후방에 보행신호의 발생 을 알린다.
횡단보도 매설 LED램프(118)는 보행신호 발생 시 정지를 뜻하는 빨간색 등의 색으로 점등하여 운전자로 하여금 보행신호의 발생을 더욱더 명확히 인식하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 지능형가로등의 구성을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 지능형가로등은 LED 램프군(200), 광수광부(202), 광복조부(204), 광변조부(206), 조명제어부(208), 허브(210), 센서군(212), 음향 및 영상제어부(214), 비상버튼 제어부(216) 등을 포함한다.
LED 램프군(200)은 조명제어부(208)의 제어를 받아 가로등의 본 역할인 조명을 담당하며, 동시에 가시광통신의 광원으로서 광변조부(206)의 제어를 받아 가시광을 발산하는 역할을 한다. LED 램프군(200)은 본 발명의 지능형가로등의 상단부에 위치하는 것이 바람직하며, 가시광 발산 방향이 각각 인접한 지능형가로등을 향하도록 하는 LED 램프군, 하단부를 향하여 가시광통신 단말에 가시광을 발산할 수 있도록 하는 LED 램프군으로 구성되는 것이 바람직하다.
광수광부(202)는 인접한 지능형가로등(100, 102) 또는 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)로부터 발산된 가시광을 인식하여, 가시광의 점멸을 전기적 신호로 변환한 후, 광복조부(204)에 제공한다.
광복조부(204)는 광수광부(202)가 제공한 전기적 신호를 복조하여 이더넷 프레임으로 변환하여 허브(210)에 제공한다.
광변조부(206)는 허브(210)로부터 제공받은 이더넷 프레임을 광신호로 변환 하여, LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다. 주의할 것은, 광변조부(206)는 다른 이더넷 장비와 달리, 허브(210)로부터 제공받은 이더넷 프레임에 포함된 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 일치하지 않더라도, 수신된 모든 이더넷 프레임을 LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다. 그렇게 함으로써, 지능형가로등(100, 102)에 연결된 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)이 허브(210)에 직접 연결된 것과 같은 방식으로 이더넷 통신을 수행할 수 있다.
조명제어부(208)는 허브(210)로부터 제공받은 이더넷 프레임을 분석하여, LED 램프군(200)을 제어함으로써 조명의 색깔, 점멸 등을 조정한다.
허브(210)는 광복조부(204), 광변조부(206), 조명제어부(208), 센서군(212), 음향 및 영상제어부(214) 및 비상버튼 제어부(216)를 연결하여, 그중 하나로부터 제공된 이더넷 프레임을 다른 모든 장치에 제공함으로써, 연결된 모든 장치를 하나의 콜리전 도메인(Collision domain)에 포함시킨다. 허브(210)는 콜리전 도메인을 나누어서 관리할 수 있는 브리지(Bridge) 또는 스위치(Switch)로 구성될 수 있다.
센서군(212)은 zigbee 센서 등 각종 센서로 구성되며, 수집된 데이터는 허브(210)를 통해 가시광통신 방식으로 관제장치(104)에 송신된다.
음향 및 영상제어부(214)는 허브(210)로부터 인코딩된 음향, 영상 데이터가 제공되면, 이를 디코딩한 후, 음향 데이터는 스피커(222)에 제공하여 재생되도록 하고, 영상 데이터는 디스플레이부(224)에 제공하여 디스플레이 되도록 하며, 카메 라(220)로부터 제공된 영상을 인코딩하여, 허브(210)를 통해 가시광통신 방식으로 관제장치(104)에 송신한다.
비상버튼 제어부(216)는 비상버튼(218)이 눌린 경우, 비상상황 메시지를 허브(210)를 통해 조명제어부(208), 음향 및 영상제어부(214)에 제공한다. 조명제어부(208)는 상기 비상상황 메시지를 제공받아 LED 램프군(200)을 제어하여, 색상 변경, 점멸 동작 등을 통해 비상상황임을 전파하게 된다. 음향 및 영상제어부(214)는 상기 비상상황 메시지를 제공받아 스피커(222)를 통해 비상 상황임을 알리는 소리를 재생하고, 디스플레이부(224)를 통해 비상 상황임을 알리는 메시지를 디스플레이 한다.
비상버튼 제어부(216)는 비상상황 메시지를 자신의 지능형가로등보다 후방에 위치한 지능형가로등의 조명제어부(208), 음향 및 영상제어부(214)에 송신하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 가시광통신 네트워크의 동작을 살펴보기로 한다.
이하, 설명의 편의상 지능형가로등(100, 102)을 지능형가로등1(100), 지능형가로등2(102)이라 칭하고, 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)을 가시광통신 단말1(108), 가시광통신 단말2(110), 가시광통신 단말3(112), 가시광통신 단말4(116)이라 칭한다.
먼저, 지능형가로등1(100)의 센서군(212)이 수집한 정보를 관제장치(104)에 송신하는 동작을 살펴본다.
지능형가로등1(100)의 센서군(212)은 센서들이 수집한 데이터를 포함한 이더넷 프레임을 생성한다. 상기 이더넷 프레임은 헤더(Header)와 페이로드(Payload)로 구성되고, 헤더(Header)에는 광변조부(206)의 MAC 주소가 포함되고, 페이로드(Payload)에는 센서들이 수집한 데이터가 포함되는 것이 바람직하다.
지능형가로등1(100)의 센서군(212)은 상기 이더넷 프레임을 지능형가로등1(100)의 허브(210)에 제공한다. 지능형가로등1(100)의 허브(210)는 상기 이더넷 프레임을 연결된 모든 장비에 제공한다. 이더넷 프레임에 포함된 목적지 MAC 주소와 일치되는 MAC 주소를 가지는 장비가 없지만, 상기 언급한 바와 같이 이더넷 프레임에 포함된 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 일치하지 않더라도, 지능형가로등1(100)의 광변조부(206)는 제공된 이더넷 프레임이 LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다.
지능형가로등2(102)의 광수신부(202)는 상기 광 신호를 인식하여 전기적신호로 변환하여 광복조부(204)에 제공한다. 지능형가로등2(102)의 광복조부(204)는 지능형가로등2(102)의 광수신부(202)가 제공한 전기적신호로 변환된 광 신호를 다시 이더넷 프레임으로 복조하여 지능형가로등2(102)의 허브(210)에 제공한다. 지능형가로등2(102)의 허브(210)는 상기 이더넷 프레임을 연결된 모든 장비에 제공하고, 지능형가로등2(102)의 광변조부(206)는 제공된 이더넷 프레임이 LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다.
관제장치(104)는 상기 지능형가로등2(102)의 LED램프군(200)이 발산한 광 신호를 수신하여, 이더넷 프레임으로 복조하고, 그 속에 포함된 지능형가로등1(100) 의 센서들이 수집한 데이터를 처리한다.
상기 설명된 지능형가로등1(100)의 센서군(212)이 수집한 정보를 관제장치(104)에 송신하는 동작은 센서군(212) 뿐만 아니라, 카메라(220)의 촬영영상을 관제장치(104)에 송신하는 경우 등에도 동일한 통신경로를 거친다.
다음으로, 관제장치(104)가 지능형가로등1(100)에 지능형가로등1(100)의 동작을 제어하는 신호를 송신하는 동작을 살펴본다.
관제장치(104)가 지능형가로등1(100)을 제어하는 동작은 상기 설명된 지능형가로등1(100)의 센서군(212)이 수집한 정보를 관제장치(104)에 송신하는 동작을 역으로 거치게 된다.
예를 들어, 지능형가로등1(100)의 조명색상을 변경하고자 하는 경우, 관제장치(104)는 지능형가로등1(100)의 조명제어부(208)의 MAC 주소를 목적지 주소로 하고, 미리 정의된 형식의 조명 제어 데이터를 포함하는 이더넷 프레임을 생성하여, 이를 광신호로 변환하여 송신하고, 상기 광신 호는 지능형가로등2(102)를 거쳐 지능형가로등1(100)의 광수광부(202)에 수신되어 광복조부(204)에 제공되고, 광복조부(204)는 이더넷 프레임으로 복조한 후, 허브(210)를 거쳐 최종적으로 조명제어부(208)에 제공된다. 조명제어부(208)는 이더넷 프레임에 포함된 조명 제어 데이터를 분석하여 그에 의해 조명의 색상이 변경되도록 LED 램프군(200)을 제어한다.
다음으로, 전방의 교통상황, 무단횡단 또는 사고발생 등 비상상황을 후방으 로 전파하는 동작을 살펴보기로 한다.
횡단보도에 보행신호가 발생한 경우, 지면에 매설된 횡단보도 매설 LED램프(118)가 점등된다. 이때 조명의 색은 정지를 뜻하는 빨간색인 것이 바람직하다. 횡단보도 매설 LED램프(118)는 또한 점등과 동시에 보행신호 발생 이더넷 프레임들을 송신한다.
교통사고, 무단횡단 등 비상상황(120)이 발생하여 가장 가까운 곳에 위치한 지능형가로등2(102)의 카메라(220)가 이를 감지한 경우, 음향 및 영상제어부(214)에 감지 신호를 제공하여 비상상황 발생 이더넷 프레임들을 송신하도록 한다. 또한 주변의 사람이 지능형가로등2(102)의 비상버튼(218)을 누른 경우, 지능형가로등2(102)의 비상버튼 제어부(216)는 비상상황 발생 이더넷 프레임들을 송신한다.
상기 비상상황 발생 이더넷 프레임은 관제장치(104)가 비상상황 발생을 알릴 지능형가로등(100, 102)에 송신할 수도 있다.
상기 보행신호 발생 이더넷 프레임과 비상상황 발생 이더넷 프레임은 조명효과 이더넷 프레임, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임, 가시광통신 단말 알림 이더넷 프레임으로 구분될 수 있으며, 횡단보도의 후방에 존재하는 몇 개의 지능형 가로등에 대하여 보행신호 또는 비상상황의 발생을 알릴 것인지는 시스템 설치시 결정할 수 있으나, 설명의 편의상 횡단보도 후방에 있는 가장 근접한 두 개의 지능형가로등(100, 102)에 대해 알리는 것으로 가정하여 설명한다.
상기 조명효과 이더넷 프레임은 지능형가로등(100, 102)의 조명제어부(208)의 MAC 주소를 도착지 주소로 하고, 상기 음향 및 영상효과 이더넷 프레임은 지능 형가로등(100, 102)의 음향 및 영상제어부(214)의 MAC 주소를 도착지 주소로 하며, 상기 가시광통신 단말 알림 이더넷 프레임은 지능형가로등(100, 102)의 광변조부(206)의 MAC 주소를 도착지 주소로 한다.
횡단보도에 근접한 지능형가로등2(102)의 광수광부(202)는 상기 보행신호 발생 이더넷 프레임을 수신하여 지능형가로등2(102)의 광복조부(204)를 거쳐 지능형가로등2(102)의 허브(210)로 제공한다. 이후, 도착지 주소가 지능형가로등1(100)의 각 장치인 보행신호 발생 이더넷 프레임은 지능형가로등2(102)의 광변조부(206)를 거쳐 지능형가로등2(102)의 LED 램프군(200)을 통해 지능형가로등1(100)로 재송신되고, 도착지 주소가 지능형가로등2(102)의 각 장치인 보행신호 발생 이더넷 프레임은 지능형가로등2(102)의 각 장치에 의해 처리된다.
구체적으로 보행신호 발생 또는 비상상황 발생 이더넷 프레임의 처리과정을 살펴보면, 조명효과 이더넷 프레임의 경우, 조명제어부(208)가 수신하여 LED 램프군(200)을 제어하여 조명의 점멸, 조명 색의 변경 등이 이뤄지도록 하고, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임의 경우, 음향 및 영상제어부(214)가 수신하여, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임에 포함된 경고 음향을 스피커(222)를 통해 재생하도록 하고, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임에 포함된 경고 영상을 디스플레이부(224)를 통해 디스플레이 되도록 하며, 가시광통신 단말 알림 이더넷 프레임의 경우, 광변조부(206)가 LED 램프군(200)을 통해 재송신하면, 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)이 이를 수신하여 경고 메시지를 디스플레이하거나, 경고음성을 재생하게 된다.
횡단보도 매설 LED램프(118)는 횡단보도의 보행신호가 해제될 경우, 다시 보행신호 해제 이더넷 프레임을 송신하여 지능형가로등(100, 102)으로 하여금 전방에 보행신호 발생을 알리는 동작을 중지하도록 한다.
횡단보도 매설 LED램프(118)는 보행신호 발생 후, 시간이 지남에 따라 점멸, 색상 변화 등을 통하여 사고위험을 방지하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가시광통신이 가능한 지능형가로등의 상세구성을 나타낸 도면이다.

Claims (11)

  1. 가시광통신 네트워크 시스템에 있어서,
    구비된 관측 장비에 의해 수집된 데이터를 가시광통신을 통해 관제장치에 송신하고, 가시광통신을 통해 관제장치의 제어신호를 수신하여 동작이 제어되는 지능형가로등; 및
    상기 지능형가로등으로부터 가시광통신을 통해 지능형가로등이 수집한 데이터를 수신하여 저장하고, 제어하고자 하는 지능형가로등에 가시광통신을 통해 제어신호를 송신하여 지능형가로등을 제어하는 관제장치를 포함하되,
    보행신호 발생 시 인접한 지능형가로등에 보행신호 발생을 알리는 내용의 전방 교통상황 안내 신호를 가시광통신을 통해 송신함으로써 후방에 보행신호의 발생을 알리고, 보행신호 발생 시 정지를 뜻하는 빨간색으로 점등하는 횡단보도 매설 LED램프 포함하는 가시광통신 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가시광통신은,
    데이터를 송수신하는 지능형가로등과 관제장치 사이의 다른 지능형가로등 들이 광 신호를 중계(Relay) 해주는 방식의 가시광통신인 가시광통신 네트워크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가시광통신은,
    통신 프로토콜(Protocol) 셋(Set)으로 TCP/IP 스택(TCP/IP Stack)을 사용하고, 그중 데이터 링크 레이어(Data Link Layer)에 해당하는 프로토콜로는 이더넷(Ethernet)을 사용하여, 이더넷 프레임을 광 신호로 변조한 후 가시광통신을 통해 송신하고, 광 신호를 수신한 후 이더넷 프레임으로 복조함으로써 가시광통신이 이루어지는 가시광통신 네트워크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지능형가로등은,
    자신에게 수신된 광 신호를 다시 인접한 지능형가로등 또는 가시광통신 단말에 재송신하여, 이더넷 허브(Hub)와 같은 역할을 함으로써, 가시광통신 단말에 근거리 및 원거리 무선공유 서비스를 제공하는 가시광통신 네트워크 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지능형가로등은,
    전방 교통상황 안내 신호가 가시광통신을 통해 수신된 경우, LED 램프의 점멸, 조명색의 변화, 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이를 통해 전방의 교통상황을 알리는 가시광통신 네트워크 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지능형가로등은,
    전방 교통상황 안내 신호가 가시광통신을 통해 수신된 경우, 수신된 신호를 가시광통신 단말에 재송신하여 가시광통신 단말로 하여금 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이를 통해 전방의 교통상황을 알리게 하는 가시광통신 네트워크 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지능형가로등은,
    구비된 카메라에 의해 무단횡단, 교통사고와 같은 비상상황이 인식된 경우, LED 램프의 점멸, 조명색의 변화, 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이를 통해 비상상황임을 알리고 후방의 지능형가로등에 비상상황 발생을 알리는 내용의 전방 교통상황 안내 신호를 송신하는 가시광통신 네트워크 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 지능형가로등은,
    구비된 비상버튼이 눌린 경우, LED 램프의 점멸, 조명색의 변화, 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이를 통해 비상상황임을 알리고 후방의 지능형가로등에 비상상황 발생을 알리는 내용의 전방 교통상황 안내 신호를 송신하는 가시광통신 네트워크 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 횡단보도 매설 LED램프는,
    보행신호 발생 후, 시간이 지남에 따라 점멸, 색상 변화를 통하여 사고위험을 방지하는 가시광통신 네트워크 시스템.
  11. 삭제
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