KR101196758B1 - 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는, 이더넷 모뎀을 장착하여 교통신호관제서버와 광섬유케이블을 통하여 광 통신을 수행하는 교통신호 제어장치이고, 상기 교통신호관제서버로부터 수신되는 TCP/IP 형태의 광제어신호를 분배하는 광분배기; 상기 광분배기와 이더넷 통신을 수행하는 이더넷 통신부와, TCP/IP 통신기능이 지원되지 않는 장비와 데이터를 송수신하는 직렬포트를 구비하고, TCP/IP/이더넷 프로토콜을 처리할 수 있는 프로그램을 내장하고 있으며, 상기 프로그램을 실행시켜 상기 직렬포트를 통하여 RS232 방식의 데이터 통신을 수행하는 이더넷 모뎀; 상기 이더넷 모뎀으로부터 RS232 방식의 데이터 통신을 통하여 수신된 데이터를 연산처리하여 교통신호등의 제1 구동신호를 출력하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부와 RS232 방식의 데이터 통신을 수행하고, 상기 교통신호등의 동작상태를 검출하는 신호검출부로부터 상기 교통신호등의 제2 구동신호를 수신하여 현재 동작하는 교통신호등을 인식하며, 상기 교통신호등과의 접속타이밍을 동기화시킬 수 있는 컨트롤러부;를 포함하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치를 개시한다.

Description

이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치{TRAFFIC SIGNAL CONTROL APPARATUS HAVING ETHERNET MODEM}
본 발명의 일 실시예는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치에 관한 것이다.
종래에는 경찰청 표준 교통신호제어기용 모뎀은 교통관제센터와 표준 교통신호 제어기간에 전화회선을 통한 아날로그 통신을 사용하여 왔다.
최근에 경찰청에서는 교통신호 제어기의 기능향상과 효율적인 운영 및 유지관리비용의 절감을 위하여 광선로를 구축하여 교통관제센터와 표준 교통신호 제어기간 통신을 광으로 통신방식을 변경하였다.
그러나, 광통신을 사용한 교통관제센터와 표준 교통신호 제어기간 통신을 사용하기 위하여는 기존 표준교통신호기 외 전자교통신호기라는 기기를 센터간 통신에 부합되는 표준화된 모뎀이 필요하나, 아직 연구개발단계에 머물러 있을 뿐이다. 따라서, 현재 교통신호 제어기는 기존 아날로그 전화회선 신호로 통신을 하던 2400bps 모뎀과, 각각의 교통신호 제어기 제조사에서 표준화가 되어있지 않은 사양의 산업용 CPU 보드를 사용하여 각각의 교통신호제어기에 해당 소프트웨어를 설치하여 사용하고 있는 실정이다.
본 발명의 일 실시예는, 교통신호 관제센터와 교통신호 제어기간 통신이 전화회선을 사용한 아날로그 통신에서 광 통신으로 변경됨에 따라 이더넷 기반의 표준제어기인 이더넷용 TCP/IP 모뎀을 사용할 수 있는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 기존 아날로그 전화회선 신호로 통신을 하던 2400bps 모뎀을 대신하여 이더넷용 TCP/IP 모뎀을 사용하여 교통제어신호를 RS-232통신 신호로 변경하여 교통신호 제어기의 CPU에 접속할 수 있게 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치는, 이더넷 모뎀을 장착하여 교통신호관제서버와 광섬유케이블을 통하여 광 통신을 수행하는 교통신호 제어장치이고, 상기 교통신호관제서버로부터 수신되는 TCP/IP 형태의 광제어신호를 분배하는 광분배기; 상기 광분배기와 이더넷 통신을 수행하는 이더넷 통신부와, TCP/IP 통신기능이 지원되지 않는 장비와 데이터를 송수신하는 직렬포트를 구비하고, TCP/IP/이더넷 프로토콜을 처리할 수 있는 프로그램을 내장하고 있으며, 상기 프로그램을 실행시켜 상기 직렬포트를 통하여 RS232 방식의 데이터 통신을 수행하는 이더넷 모뎀; 상기 이더넷 모뎀으로부터 RS232 방식의 데이터 통신을 통하여 수신된 데이터를 연산처리하여 교통신호등의 제1 구동신호를 출력하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부와 RS232 방식의 데이터 통신을 수행하고, 상기 교통신호등의 동작상태를 검출하는 신호검출부로부터 상기 교통신호등의 제2 구동신호를 수신하여 현재 동작하는 교통신호등을 인식하며, 상기 교통신호등과의 접속타이밍을 동기화시킬 수 있는 컨트롤러부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이더넷 모뎀은 데이터변환부를 더 포함하고, 상기 데이터변환부는 상기 TCP/IP 형태의 광제어신호를 상기 TCP/IP 통신기능이 지원되지 않는 장비에서 인식할 수 있는 형태의 데이터로 변환하여 상기 직렬포트를 통하여 상기 신호처리부로 송신하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 구동신호는 상기 교통신호등의 색상 검출신호를 포함하고, 상기 컨트롤러부는 상기 색상검출신호가 바뀌는 시간동안 교통상황을 영상녹화할 수 있도록 디지털 카메라를 구동시키는 카메라 구동부와, 상기 디지털 카메라에 연결되어 상기 디지털 카메라로부터 전송되는 영상신호를 소정 시간동안 저장하여 상기 신호처리부 및 상기 이더넷 모뎀을 통하여 상기 교통신호관제서버로 전송하는 메모리부와, 각각의 교통신호 제어장치의 접속타이밍을 조절하는 클럭조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러부는 대기전력 절감부를 더 포함하되, 상기 대기전력 절감부는, 정류된 직류전압을 상대적으로 낮은 직류전압으로 변환하는 스위칭 전원회로; 상기 스위칭 전원회로로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제1 전기이중층 커패시터; 상기 제1 전기이중층 커패시터의 충전전압으로 작동하여 제1 제어신호를 발생하는 제1 제어신호 발생회로; 상기 스위칭 전원회로로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제2 전기이중층 커패시터; 상기 제2 전기이중층 커패시터의 충전전압으로 작동하여 제 2 제어신호를 발생하는 제2 제어신호 발생회로; 상기 스위칭 전원회로에 바이어스 전류를 공급하는 논리회로; 및 상기 컨트롤러부가 최초로 교류전원에 연결될 때 상기 논리회로에 스타트 전류를 공급하는 스타트 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 제어신호 발생회로는 상기 제1 전기이중층 커패시터의 충전전류를 검출하는 제1 전류검출회로; 상기 제1 전류검출회로의 출력을 미분하는 제1 미분회로; 상기 제1 전기이중층 커패시터의 충전전압을 검출하는 제1 전압검출회로; 및 상기 제1 미분회로와 상기 제1 전압검출회로의 출력에 의해 제1 제어신호를 발생하는 제1 플립플롭회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 전기이중층 커패시터와 상기 제1 제어신호 발생회로는 상기 기기접지에 연결되고, 상기 제2 전기이중층 커패시터, 상기 제2 제어신호 발생회로, 상기 논리회로 및 스타트 회로는 상기 전원접지에 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 제2 제어신호 발생회로는 상기 제2 전기이중층 커패시터의 충전전류를 검출하는 제2 전류검출회로; 상기 제2 전류검출회로의 출력을 미분하는 제2 미분회로; 상기 제2 전기이중층 커패시터의 충전전압을 검출하는 제2 전압검출회로; 및 상기 제2 미분회로와 상기 제2 전압검출회로의 출력에 의해 제2 제어신호를 발생하는 제2 플립플롭회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치에 의하면, 교통신호 관제센터와 교통신호 제어기간 통신이 전화회선을 사용한 아날로그 통신에서 광 통신으로 변경됨에 따라 이더넷 기반의 표준제어기인 이더넷용 TCP/IP 모뎀을 사용할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치에 의하면, 기존 아날로그 전화회선 신호로 통신을 하던 2400bps 모뎀을 대신하여 이더넷용 TCP/IP 모뎀을 사용하여 교통제어신호를 RS-232통신 신호로 변경하여 교통신호 제어기의 CPU에 접속할 수 있게 하는 교통신호 제어장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치에 의하면, 표준화되어 있지 않은 TCP/IP 통신장비를 표준화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치에 의하면, 표준화된 교통신호 제어기 이외의 내구연한이 안된 전자교통신호제어기도 광통신을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치가 적용되는 교통관제 센터시스템과 로컬 제어장치 간에 정보의 연계체계를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 컨트롤러부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 컨트롤러부의 대기전력절감부를 나타내는 회로도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치가 적용되는 교통관제 센터시스템과 로컬 제어장치 간에 정보의 연계체계를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치는 TCP/IP 통신프로토콜을 기반으로 한 로컬제어장치에 포함된 장치로서, 교통관제 시스템과 로컬제어장치 간에 광통신을 통하여 신호제어기의 운전정보(즉, 제어 및 상태정보)를 송수신하게 된다.
일반적으로, TCP/IP 통신에서 일반적인 시스템 구성 체계는 데이터베이스서버(host server)와 통신서버를 중심으로 로컬제어장치와 연결된다. 상기 교통관제 센터시스템은 내부백본망을 기반으로 신호관리서버(host), 신호제어서버(regional computer)와 통신서버로 구성된다. 또한, 로컬 제어장치와의 통신은 상기 통신서버에서 관리하며, 상기 신호제어서버에서는 특정지역에 소속된 로컬제어장치의 신호시간을 실시간으로 산출 관리한다. 한편, 교통관제 센터시스템과 로컬제어장치 간은 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하고, 이는 교통정보 및 제어시스템 데이터 인터페이스 규격으로 2002년도에 국내 KS표준으로 채택된 방식을 따르기로 한다. 또한, 교통관제 시스템과 로컬제어장치간에 송수신되는 송수신 데이터의 인코딩 형식은 BER(Basic Encoding Rules), PER(Basic Encoding Rules) 및 OER(Basic Encoding Rules) 등을 사용할 수 있다. 또한, 로컬제어장치는 교통신호등, 도로 위의 차량을 검지하는 차량검지기, 상기 교통신호등의 신호를 제어하는 신호제어기, 각각의 데이터 네트워크를 위한 VPN(Virtual Private Network) 및 RT(Remote Terminal) 등이 구비되어 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성된 교통관제 시스템을 교통신호 관제서버로 통칭하기로 한다.
본 발명에서는 상기 교통신호 관제서버와 상기 로컬제어장치가 광 통신을 수행하는 조건 하에서, 상기 로컬제어장치를 구성하는 신호제어기에 이더넷용 TCP/IP 모뎀을 설치하여 사용하게 함으로써, 표준화되어 있지 않은 TCP/IP 통신장비를 표준화할 수 있게 된다. 이하에서는, 상기 신호제어기를 교통신호 제어장치라 통칭하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 컨트롤러부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치(C)는, 광분배기(30), 이더넷 모뎀(50), 신호처리부(60), 컨트롤러부(10)를 포함한다.
상기 광분배기(30)는 상기 교통신호관제서버(S)로부터 수신되는 TCP/IP 형태의 광제어신호를 분배한다. 즉, 이러한 광분배기(30)는 상기 TCP/IP 형태의 광제어신호를 이더넷 모뎀(50)으로 전송하기 위하여, 하나의 광제어신호를 적어도 하나 이상의 다수 개의 신호로 분기하게 된다. 또한, 상기 광분배기(30)는 적어도 하나 이상의 광분배기(30)를 트리 형태로 연결하여 사용할 수도 있다.
상기 이더넷 모뎀(50)은 이더넷용 TCP/IP 모뎀으로서, 상기 광분배기(30)와 이더넷 통신을 수행하는 이더넷 통신부(51)와, TCP/IP 통신기능이 지원되지 않는 장비와 데이터를 송수신하는 직렬포트(52)를 구비한다. 여기서, 상기 직렬포트(52)는 상기 광분배기(30)로부터 수신된 TCP/IP 통신 데이터를 RS232 통신데이터로 변경하는 역할을 수행한다. 상기 이더넷 모뎀(50)은 TCP/IP/이더넷 프로토콜을 처리할 수 있는 프로그램을 내장하고 있으며, 상기 프로그램을 실행시켜 상기 직렬포트(52)를 통하여 RS232 방식의 데이터 통신을 수행한다. 또한, 상기 이더넷 모뎀(50)은 데이터변환부(53)를 더 포함한다. 여기서, 상기 데이터변환부(53)는 상기 TCP/IP 형태의 광제어신호를 상기 TCP/IP 통신기능이 지원되지 않는 장비에서 인식할 수 있는 형태의 데이터로 변환하여 상기 직렬포트(52)를 통하여 상기 신호처리부(60)로 송신하도록 한다.
따라서, 본 발명에서는 표준규격서에 의하여 제작된 기존 아날로그 전화회선 신호로 통신을 하던 2400bps 모뎀을 대신하여 이더넷용 TCP/IP 모뎀을 부착하여, 교통 신호를 RS-232통신 신호로 변경한 후, 교통신호제어기 표준규격서에 나와있는 모뎀 버스 접속사양에 의하여 컨트롤러부(10)와 접속하게 된다. 이때, 상기 컨트롤러부(10)와 접속시 각 제품마다 연동타이밍이 다를 수 있기 때문에. 상기 컨트롤러부(10)는 별도의 연동프로그램을 구비하여, 이러한 연동프로그램을 통하여 각각의 교통신호 제어장치의 접속타이밍을 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치(C)에 의하면, 표준화되어 있지 않은 TCP/IP 통신장비를 표준화할 수 있고, 나아가 표준화된 교통신호 제어장치 이외의 내구연한이 안된 전자 교통신호 제어장치도 광통신을 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 교통신호 관제서버(S)와 상기 광분배기(30) 사이, 상기 광분배기(30)와 상기 이더넷 모뎀(50)사이에는 비디오(Video), 데이터(Data), 이더넷(Ethernet)을 지원하는 광링크 장비(20, 40)가 설치되어 있다. 이때, 상기 광링크 장비(20)와 상기 광분배기(30) 사이에는 광통신을 수행할 수 있도록 적절한 자가 통신망 구축이 되어야 함은 자명할 것이다.
상기 신호처리부(60)는 상기 이더넷 모뎀(50)으로부터 RS232 방식의 데이터 통신을 통하여 수신된 데이터를 연산처리하여 교통신호등의 제1 구동신호를 출력한다.
상기 컨트롤러부(10)는 상기 신호처리부(60)와 RS232 방식의 데이터 통신을 수행하고, 상기 교통신호등(미도시)의 동작상태를 검출하는 신호검출부(12)로부터 상기 교통신호등의 제2 구동신호를 수신하여 현재 동작하는 교통신호등을 인식하며, 상기 교통신호등과의 접속타이밍을 동기화시킬 수 있다. 여기서, 상기 신호검출부(12)는 LED 등을 사용하는 교통신호등의 점등 상태를 확인하게 된다. 또한, 상기 제2 구동신호는 상기 교통신호등의 색상 검출신호를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러부(10)는 상기 색상검출신호가 바뀌는 시간동안 교통상황을 영상녹화할 수 있도록 디지털 카메라를 구동시키는 카메라 구동부(13)와, 상기 디지털 카메라에 연결되어 상기 디지털 카메라로부터 전송되는 영상신호를 소정 시간동안 저장하여 상기 신호처리부(60) 및 상기 이더넷 모뎀(50)을 통하여 상기 교통신호관제서버(S)로 전송하는 메모리부(14)를 포함한다. 한편, 상기 컨트롤러부(10)는 대기전력 절감부(11)를 더 포함하여 외부에서 관측되는 대기전력의 손실을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다. 이러한 대기전력 절감부(11)에 대하여는 도 4에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
또한, 상기 컨트롤러부(10)는 각각의 교통신호 제어장치의 접속타이밍을 조절하는 클럭조절부(15)를 더 포함할 수 있다. 이러한 클럭조절부(15)를 통하여 상기 컨트롤러부(10)와 접속시 각 제품마다 다른 연동타이밍을 조절하여 각각의 교통신호 제어장치의 접속타이밍을 제어할 수 있게 된다.
도 4는 도 3의 컨트롤러부의 대기전력절감부를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치의 컨트롤러부(10)의 대기전력절감부(11)는, 전원 어댑터를 의미하는 것으로서, 스타트 회로(110), 스위칭 전원회로(120), 제 1 전기이중층 캐패시터(130), 제 1 제어신호 발생회로(140), 제 2 전기이중층 캐패시터(150), 제 2 제어신호 발생회로(160), 포토커플러(170) 및 논리회로(180)를 포함한다. 여기서, 상기 스타트 회로(110), 제 2 전기이중층 커패시터(150), 제 2 제어신호 발생회로(160) 및 논리회로(180)는 전원접지(3)에 연결되어 있고, 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 상기 제 1 제어신호 발생회로(140) 는 기기접지(4)에 연결되어 있다. 또한, 상기 스위칭 전원회로(120) 및 포토커플러(170)는 전원접지(3) 및 기기접지(4) 양쪽에 모두 연결되어 있다. 따라서, 본 대기전력절감부(11)는 높은 전압의 교류전원(1)이 직접 공급되는 전원접지(3)측과 상대적으로 낮은 전위의 전자기기(5)(즉, 컨트롤러부(10)를 구성하는 구성요소로서 전원을 공급받아 구동되는 모든 구성)가 연결되는 기기접지(4)측이 스위칭 전원회로(120) 및 포토커플러(170)를 통해 고도의 절연특성을 유지하면서 전기적으로 결합되어 있다.
상기 스타트 회로(110)는 대기전력절감부(11)의 전원코드가 최초로 교류전원(1)에 연결될 때 논리회로(180)에 스타트 전류를 보낸다. 이때, 상기 스타트 회로(110)는 급격한 전원전압 변동으로 인해 트리거(trigger)되어 상기 논리회로(180)에 스타트 전류를 보내게 된다. 상기 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받은 상기 논리회로(180)는 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 보낸다. 즉, 상기 스타트 회로(110)는 대기전력절감부(11)의 전원코드가 최초로 교류전원(1)에 연결될 때 스타트 전류를 보내 논리회로(180)를 통해서 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하는 역할을 한다.
또한, 상기 스타트 회로(110)는 제 2 제어신호 발생회로(160)의 제 2 충전재개신호가 하이(H)에서 로우(L)로 전환될 때 동작을 중지한다. 상기 스타트 회로(110)는 한번 동작이 중지되면, 정전으로 인해 교류전원(1)이 차단되었다가 다시 공급되거나 혹은 전원코드를 분리했다 다시 연결하지 않는 한 영구히 작동하지 않는다.
상기 스위칭 전원회로(120)는 정류기(2)를 통해 공급되는 높은 전압의 직류전원을 변환하여 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다. 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 출력단자(A) 및 제 2 출력단자(B)를 포함한다. 상기 스위칭 전원회로(120)는 상기 제 1 출력단자(A)를 통해서 제 1 전기이중층 커패시터(130)를 충전하고, 상기 제 2 출력단자(B)를 통해서 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다.
상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)는 상기 스위칭 전원회로(120)의 제 1 출력단자(A)의 출력전류로 충전된다. 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)는 제 1 제어신호 발생회로(140)에 전원을 공급하고, 전원 어댑터(100)의 출력단자를 통해 전자기기(5)에 전원을 공급한다.
상기 제 1 제어신호 발생회로(140)는 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전상태를 측정하여 제 1 제어신호를 발생시킨다. 여기서, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)는 제 1 전류검출회로(141), 제 1 미분회로(142), 제 1 전압검출회로(143) 및 제 1 플립플롭회로(144)를 포함한다.
상기 제 1 전류검출회로(141)는 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전류를 검출하여 상기 충전전류가 임계전류보다 낮으면 하이 신호를 출력하여 제 1 미분회로(142)에 보낸다.
상기 제 1 미분회로(142)는 상기 제 1 전류검출회로(141)의 하이 신호를 미분하여 짧은 펄스폭의 제 1 충전중지신호를 발생시켜 제 1 플립플롭회로(144)에 보낸다.
상기 제 1 전압검출회로(143)는 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전압을 검출하여 상기 충전전압이 임계전압보다 낮으면 제 1 충전재개신호를 발생시켜 제 1 플립플롭회로(144)에 보낸다.
상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 전압검출회로(143)의 출력신호를 받는 세트단자, 상기 제 1 미분회로(142)의 출력신호를 받는 리세트단자 및 제 1 제어신호를 출력하는 출력단자를 포함한다.
상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 세트단자를 통해 받은 제 1 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 상기 출력단자(Q)에 제 1 제어신호로서 하이신호를 출력한다. 즉, 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 전압검출회로(143)로부터 받은 제 1 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 하이를 갖는 제 1 제어신호를 출력하고, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 리세트단자(R)에 제 1 충전중지신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 하이로 유지한다.
상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 리세트단자(R)를 통해 받은 제 1 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 상기 출력단자(Q)에 제 1 제어신호로서 로우신호를 출력한다. 즉, 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 미분회로(142)로부터 받은 제 1 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 로우를 갖는 제 1 제어신호를 출력하고, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 세트단자(S)에 제 1 충전재개신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 로우로 유지한다.
상기 제 2 전기이중층 캐패시터(150)는 상기 스위칭 전원회로(120)의 제 2 출력단자(B)의 출력전류로 충전된다. 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)는 제 2 제어신호 발생회로(160)에 전원을 공급한다.
상기 제 2 제어신호 발생회로(160)는 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전상태를 측정하여 제 2 제어신호를 발생시킨다. 여기서, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 제어신호 발생회로(160)는 제 2 전류검출회로(161), 제 2 미분회로(162), 제 2 전압검출회로(163) 및 제 2 플립플롭회로(164)를 포함한다.
상기 제 2 전류검출회로(161)는 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전류를 검출하여 상기 충전전류가 임계전류보다 낮으면 하이 신호를 출력하여 제 2 미분회로(162)에 보낸다.
상기 제 2 미분회로(162)는 상기 제 2 전류검출회로(161)의 하이 신호를 미분하여 짧은 펄스폭의 제 2 충전중지신호를 발생시켜 제 2 플립플롭회로(164)에 보낸다.
상기 제 2 전압검출회로(163)는 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전압을 검출하여 상기 충전전압이 임계전압보다 낮으면 제 2 충전재개신호를 발생시켜 제 2 플립플롭회로(164)에 보낸다.
상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 전압검출회로(163)의 출력신호를 받는 세트단자(S), 상기 제 2 미분회로(162)의 출력신호를 받는 리세트단자(R) 및 제 2 제어신호를 출력하는 출력단자(Q)를 포함한다.
상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 세트단자(S)를 통해 받은 제 2 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 상기 출력단자(Q)에 제 2 제어신호로서 하이신호를 출력한다. 즉, 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 전압검출회로(163)로부터 받은 제 2 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 하이를 갖는 제 2 제어신호를 출력하고, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 리세트단자(R)에 제 2 충전중지신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 하이로 유지한다.
상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 리세트단자(R)를 통해 받은 제 2 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 상기 출력단자(Q)에 제 2 제어신호로서 로우신호를 출력한다. 즉, 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 미분회로(162)로부터 받은 제 2 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 로우를 갖는 제 2 제어신호를 출력하고, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 세트단자(S)에 제 2 충전재개신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 로우로 유지한다.
상기 포토커플러(170)는 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)에서 발생한 제 1 제어신호를 고도의 절연상태를 유지하면서 기기접지(4)측에서 전원접지(3)측으로 전달한다.
상기 논리회로(180)는 상기 스타트 회로(110)에서 공급되는 스타트 전류와, 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)에서 발생한 제 1 제어신호와, 상기 제 2 제어신호 발생회로(160)에서 발생한 제 2 제어신호의 논리합(OR)을 구하여 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하거나 차단한다. 즉, 상기 논리회로(180)는 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하거나 차단함으로써, 상기 스위칭 전원회로(120)를 제어하는 역할을 한다.
예를 들어, 상기 논리회로(180)는 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받거나 제 1 제어신호가 하이이거나 제 2 제어신호(CC2)가 하이이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급한다. 이에 따라, 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다. 즉, 상기 논리회로(180)는 스타트 전류, 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 중 적어도 하나만 하이이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급한다.
예를 들어, 상기 논리회로(180)는 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받지 못하고 제 1 제어신호가 로우이고(L) 제 2 제어신호가 로우이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 공급되는 바이어스 전류를 차단한다. 이에 따라, 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전을 중지시킨다. 즉, 상기 논리회로(180)는 스타트 전류, 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호가 모두 로우이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 공급되는 바이어스 전류를 차단한다. 이때, 상기 논리회로(180)가 바이어스 전류를 차단하여 상기 스위칭 전원회로(120)의 동작이 중지되면, 교류전원(1)에서 관측되는 대기전력절감부(11)의 전력손실은 제로(zero)가 된다.
이와 같이, 본 대기전력절감부(11)는 대기상태에서 교류전원(10)을 완전히 차단함으로써, 외부에서 관측되는 대기전력 손실을 제로로 만들 수 있다. 또한, 본 대기전력절감부(11)는 스위칭 전원회로(120)를 사용하여 전기이중층 커패시터를 충전하고, 그 충전전압을 전자기기(50)의 전원으로 공급한다. 그리고, 전기이중층 커패시터의 충전전압이 임계전압 이하로 내려갈 때, 수초 혹은 수십초의 짧은 시간동안 스위칭 전원회로(120)를 가동하여 전기이중층 커패시터를 충전시킨다. 이에 따라, 본 대기전력절감부(11)의 대기시간을 무한대로 할 수 있다. 더불어, 또한, 본 대기전력절감부(11)는 전기이중층 커패시터의 충전전류를 검출하여 충전중지를 명령하므로, 충전전압에 영향을 받지 않으며 안정되고 정교한 제어를 할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 터치 스크린용 광학 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
S: 교통신호 관제서버 10: 컨트롤러부
11: 대기전력 절감부 12: 신호검출부
13: 카메라구동부 14: 메모리부
15: 클럭조절부 20, 40: 광링크장비
30: 광분배기 50: 이더넷 모뎀
51: 이더넷통신부 52: 직렬포트
53: 데이터변환부 60: 신호처리부

Claims (7)

  1. 이더넷 모뎀(50)을 장착하여 교통신호관제서버(S)와 광섬유케이블을 통하여 광 통신을 수행하는 교통신호 제어장치이고,
    상기 교통신호관제서버로부터 수신되는 TCP/IP 형태의 광제어신호를 분배하는 광분배기(30);
    상기 광분배기(30)와 이더넷 통신을 수행하는 이더넷 통신부(51)와, TCP/IP 통신기능이 지원되지 않는 장비와 데이터를 송수신하는 직렬포트(52)를 구비하고, TCP/IP/이더넷 프로토콜을 처리할 수 있는 프로그램을 내장하고 있으며, 상기 프로그램을 실행시켜 상기 직렬포트(52)를 통하여 RS232 방식의 데이터 통신을 수행하는 이더넷 모뎀(50);
    상기 이더넷 모뎀(50)으로부터 RS232 방식의 데이터 통신을 통하여 수신된 데이터를 연산처리하여 교통신호등의 제1 구동신호를 출력하는 신호처리부(60); 및
    상기 신호처리부(60)와 RS232 방식의 데이터 통신을 수행하고, 상기 교통신호등의 동작상태를 검출하는 신호검출부(12)로부터 상기 교통신호등의 제2 구동신호를 수신하여 현재 동작하는 교통신호등을 인식하며, 상기 교통신호등과의 접속타이밍을 동기화시킬 수 있는 컨트롤러부(10);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이더넷 모뎀(50)은 데이터변환부(53)를 더 포함하고,
    상기 데이터변환부(53)는 상기 TCP/IP 형태의 광제어신호를 상기 TCP/IP 통신기능이 지원되지 않는 장비에서 인식할 수 있는 형태의 데이터로 변환하여 상기 직렬포트(52)를 통하여 상기 신호처리부(60)로 송신하도록 하는 것을 특징으로 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동신호는 상기 교통신호등의 색상 검출신호를 포함하고,
    상기 컨트롤러부(10)는 상기 색상검출신호가 바뀌는 시간동안 교통상황을 영상녹화할 수 있도록 디지털 카메라를 구동시키는 카메라 구동부(13)와, 상기 디지털 카메라에 연결되어 상기 디지털 카메라로부터 전송되는 영상신호를 소정 시간동안 저장하여 상기 신호처리부(60) 및 상기 이더넷 모뎀(50)을 통하여 상기 교통신호관제서버(S)로 전송하는 메모리부(14)와, 각각의 교통신호 제어장치의 접속타이밍을 조절하는 클럭조절부(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러부(10)는 전원공급부와 대기전력 절감부(11)를 더 포함하되,
    상기 대기전력 절감부(11)는,
    정류된 직류전압을 상대적으로 낮은 직류전압으로 변환하는 스위칭 전원회로(120);
    상기 스위칭 전원회로(120)로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제1 전기이중층 커패시터(130);
    상기 제1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전압으로 작동하여 제1 제어신호를 발생하는 제1 제어신호 발생회로(140);
    상기 스위칭 전원회로(120)로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제2 전기이중층 커패시터(150);
    상기 제2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전압으로 작동하여 제 2 제어신호를 발생하는 제2 제어신호 발생회로(160);
    상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하는 논리회로(180); 및
    상기 컨트롤러부(10)가 최초로 교류전원에 연결될 때 상기 논리회로(180)에 스타트 전류를 공급하는 스타트 회로(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 제어신호 발생회로(140)는
    상기 제1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전류를 검출하는 제1 전류검출회로(141);
    상기 제1 전류검출회로(141)의 출력을 미분하는 제1 미분회로(142);
    상기 제1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전압을 검출하는 제1 전압검출회로(143); 및
    상기 제1 미분회로(142)와 상기 제1 전압검출회로(143)의 출력에 의해 제1 제어신호를 발생하는 제1 플립플롭회로(144)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전기이중층 커패시터(130)와 상기 제1 제어신호 발생회로(140)는 기기접지(4)에 연결되고, 상기 제2 전기이중층 커패시터(150), 상기 제2 제어신호 발생회로(140), 상기 논리회로(180) 및 스타트 회로(110)는 전원접지(3)에 연결된 것을 특징으로 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2 제어신호 발생회로(160)는
    상기 제2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전류를 검출하는 제2 전류검출회로(161);
    상기 제2 전류검출회로(161)의 출력을 미분하는 제2 미분회로(162);
    상기 제2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전압을 검출하는 제2 전압검출회로(163); 및
    상기 제2 미분회로(162)와 상기 제2 전압검출회로(163)의 출력에 의해 제2 제어신호를 발생하는 제2 플립플롭회로(164)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 모뎀을 장착한 교통신호 제어장치.
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