KR101338261B1 - 유선조명 제어장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

유선조명 제어장치는, 적어도 하나의 조명을 제어하기 위한 제어 데이터를 적어도 하나 이상의 조명으로 송신하는 송신부, 적어도 하나의 조명의 상태 데이터 및 적어도 하나의 조명이 설치된 장소의 상태를 감지하는 센서의 감지 데이터를 입력받는 수신부 및 적어도 하나의 조명을 제어하는 제어부를 포함한다. 이때, 제어, 상태 및 감지 데이터 중 적어도 하나의 신호는 전력선 배관 내에, 전력선 배관 내 설치된 전력선 외에 추가로 인입된 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

Description

유선조명 제어장치 및 시스템{APPARATUS AND SYSTEM FOR CONTROLLING LIGHTING DEVICE USING WIRE COMMUNICATION}

본 발명은 유선조명 제어장치 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 전력선 통신(PLC: Power Line Communication)은 일반 가정이나 사무실에 전기를 공급하는 전력선을 이용하여 음성과 문자 데이터, 영상 등을 전송하는 기술이다.

현재 모든 가구에 전력선이 보급되어 있어, 현존하는 인프라 중 가장 광범위한 네트워크를 구성하고 있으나, 전력선 통신은 전력선을 매체로 사용하므로, 고가의 통신용 케이블이나 광섬유를 이용한 데이터 전송에 비해 구현이 어려운 편이다. 특히, 높은 부하와 간섭현상, 잡음, 가변하는 임피던스(Impedance)와 신호 감쇄(Attenuation) 현상 등 특수한 환경을 극복하고 제한된 전송 전력을 통해 데이터를 전달해야 한다.

전력선을 통해 발생하는 노이즈는 비동기적으로 발생하는 노이즈, 60Hz 정수배의 주파수에서 발생하는 고주파 노이즈(Harmonic noise), 전자기기의 스위치를 연결하거나 끊을 때 발생하는 독립적인 임펄스(Impulse) 노이즈 등이 존재한다.

이와 관련하여, 한국등록실용신안(출원번호: 2004-0015727)은 가로등용 PLC 장치 및 그 단말 PLC기 제어박스 구조에 관한 것으로서, 가로등의 원격 제어 및 각종 내부 상태(누전, 램프 점등, 전력량 등) 감시를 별도의 통신선 없이, 전력선 통신으로 할 수 있는 장치가 개시되어 있다.

다만, 이러한 PLC 장치는 부피가 크고 별도의 모뎀이 필요하며, 배전반의 차단기를 넘어 신호가 전송되지 못하여 사용이 제한적이다. 신호에 대해 커플링을 함에 따라 전선이 굵어지고, 크기, 전력 소모, 통신 신뢰성 등의 문제가 많기 때문에, 실제로 댁내에는 인입되지 못하고, 전봇대의 계량기나 가로등 정도에만 적용되고 있는 실정이다.

본 발명의 일부 실시예는, 전력선 배관 내에, 전력선 배관 내 설치된 전력선과 함께 적어도 두 개의 전선을 인입시킴으로써, 별도의 통신 배관이나 고가의 통신선의 구비가 필요하지 않은 유선조명 제어장치 및 유선조명 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예는, 통신 선로에 비해 상대적으로 저가인 전선을 사용함으로써 저하될 수 있는 통신 신뢰성 문제를, 신호의 진폭을 증가시키고 신호의 상승 시간과 하강 시간이 늘어나도록 슬루율(Slew Rate) 제어를 실시함으로써 해결하고, 통신 선로를 사용하는 것과 같이 높은 통신 신뢰성을 제공할 수 있는 유선조명 제어장치 및 유선조명 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예는, 전력선 배관 내에 전력선과 전선을 함께 구비함으로써 낮아질 수 있는 안전성 문제를, 전기적 절연(Isolation)으로 누전 및 화재 등을 방지할 수 있어 높은 안전성을 제공할 수 있고, 절연으로 발생할 수 있는 통신속도 저하 문제를, 고속 디지털 아이솔레이터를 구비함으로써 높은 통신속도를 제공할 수 있는 유선조명 제어장치 및 유선조명 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유선조명 제어장치는, 적어도 하나의 조명을 제어하기 위한 제어 데이터를 적어도 하나 이상의 조명으로 송신하는 송신부, 적어도 하나의 조명의 상태 데이터 및 적어도 하나의 조명이 설치된 장소의 상태를 감지하는 센서의 감지 데이터를 입력받는 수신부 및 적어도 하나의 조명을 제어하는 제어부를 포함한다. 이때, 제어, 상태 및 감지 데이터 중 적어도 하나의 신호는 전력선 배관 내에, 전력선 배관 내 설치된 전력선 외에 추가로 인입된 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유선조명 제어 시스템은, 적어도 하나의 조명, 적어도 하나의 조명이 설치된 장소의 상태를 감지하는 센서, 적어도 하나의 조명의 조도를 조절하는 안정기, 적어도 하나의 조명을 제어하는 적어도 하나의 유선조명 제어장치, 관리자로부터 구성 요소를 제어하는 데이터를 입력받고, 각 구성 요소의 전력을 계측하는 조명 통합 스위치부 및 적어도 하나의 유선조명 제어장치를 관리하는 중앙제어장치를 포함한다. 이때, 각 구성 요소의 통신은 전력선 배관 내에, 전력선 배관 내 설치된 전력선 외에 추가로 인입된 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 전력선 배관 내에, 전력선 배관 내 설치된 전력선과 함께 적어도 두 개의 전선을 인입시킴으로써, 별도의 통신 배관이나 고가의 통신선의 구비가 필요하지 않은 유선조명 제어장치 및 유선조명 제어 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 통신 선로에 비해 상대적으로 저가인 전선을 사용함으로써 저하될 수 있는 통신 신뢰성 문제를, 신호의 진폭을 증가시키고 신호의 상승 시간과 하강 시간이 늘어나도록 슬루율(Slew Rate) 제어를 실시함으로써 해결하고, 통신 선로를 사용하는 것과 같이 높은 통신 신뢰성을 제공할 수 있는 유선조명 제어장치 및 유선조명 제어 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 전력선 배관 내에 전력선과 전선을 함께 구비함으로써 낮아질 수 있는 안전성 문제를, 전기적 절연(Isolation)으로 누전 및 화재 등을 방지할 수 있어 높은 안전성을 제공할 수 있고, 절연으로 발생할 수 있는 통신속도 저하 문제를, 고속 디지털 아이솔레이터를 구비함으로써 높은 통신속도를 제공할 수 있는 유선조명 제어장치 및 유선조명 제어 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유선조명 제어장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 전선의 일 실시예를 도시한 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유선조명 제어 시스템을 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3의 유선조명 제어 시스템의 일 실시예를 도시한 도이다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유선조명 제어장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 전선의 일 실시예를 도시한 도이다. 도 1을 참조하면, 유선조명 제어장치(100)는 송신부(110), 제어부(130), 수신부(150), 전원 공급부(170)를 포함한다. 도 1에 개시된 구성 요소들은 설명의 편의를 위해 예시되는 것에 불과하므로, 본원의 유선조명 제어장치(100)의 구성이 도 1에 도시된 것들로 한정 해석되는 것은 아니다.

일반적으로 통신 선로가 전력선 배관에 인입되면, 크게 두 가지 문제가 발생한다. 첫 번째로, 통신 선로가 전력선과 함께 인입되면, 통신 선로에 비해 고 전력이 인가되는 전력선에 의해 노이즈로 인한 통신 신뢰성 문제가 발생한다. 두 번째는, 통신 선로와 전력선이 한 배관에 인입되어 있다면, 저전압 저전력인 통신 선로가 고전압 고전력인 전력선에 의해 누전이나 화재 등이 발생할 확률이 높아지고, 기기가 파손되어 고장률이 높아지는 등 전기적 안전성 문제가 발생한다.

이러한 두 가지 문제로 인해, 통신 선로와 전력선은 별도로 분리된 배관을 쓰지만, 분리된 배관을 쓰는 경우 한 배관에 인입하는 경우보다 상대적으로 많은 공사비가 소모되고, 통신 선로 자체가 차폐(Shield)선을 쓰므로 고가이며, 설치 인력 및 비용이 두 배 이상이 된다.

따라서, 본 발명은 전력선과 동일한 배관에 인입될 수 있으면서도, 통신선보다 싸고 인장 강도가 높은 전선을 이용하되, 동일한 배관에 인입되면서 발생하는 통신 신뢰성 문제와 전기적 안전성 문제를 해결함과 동시에, 소모 전력, 설치 공간, 발생 비용을 최소화할 수 있다.

송신부(110)는 적어도 하나의 조명을 제어하기 위한 제어 데이터를 적어도 하나 이상으로 송신할 수 있다. 수신부(130)는 적어도 하나의 조명의 상태 데이터 및 적어도 하나의 조명이 설치된 장소의 상태를 감지하는 센서의 감지 데이터를 입력받는다. 제어부(150)는 적어도 하나 이상의 조명을 제어한다.

이때, 제어 데이터, 상태 데이터 및 감지 데이터 중 적어도 하나의 신호는 전력선 배관 내에, 전력선 배관 내 설치된 전력선 외에 추가로 인입된 적어도 두 개의 전선을 통해 전송될 수 있다.

도 2를 참조하여 설명하면, 일반적으로 전력선 배관에 인입되는 전력선은 L, N, GND 등으로 구성된다. 여기에, 본 발명에 따른 DLC(Digital Lighting Control)을 위한 전선을 더 구비하는 것이다. 이러한 전선은 적어도 두 개 구비되고, 적어도 두 개의 전선은 양방향으로 통신이 가능하며, 무극성이다. 예를 들어, DLC 선 중 하나의 전선이 +7.5V 이고, 다른 하나의 전선에 -7.5V가 인가된다고 하면, 하나의 전선은 항상 +, 다른 하나의 전선은 항상 - 가 아니라, 인가되는 전원의 극성이 항상 다를 수 있다. 이때, 적어도 두 개의 전선에 인가되는 전압차에 의해 신호가 생성될 수 있다.

이러한 적어도 두 개의 전선은 HIV 전선, TIV 전선, JV 전선, MVVS 전선, MVV-S 전선일 수 있다. 전선의 도체는 인장 강도를 고려하여 알루미늄, 강선, 구리의 단선, 나연선, 강심 알루미늄 연선, 구리합금선, 경동선, 연동선 중 어느 하나일 수 있다. 전선의 도체를 둘러싼 절연체는 내마모성(Abrasion-resistant) 및 내흡습성(Moisture-resistance)의 고무, 에나멜, 비닐, 면, 폴리에틸렌, 클로로프렌, 규소 고무, PVC 일 수 있다.

적어도 두 개의 전선의 전압차를 산출하는 기준은 GND 또는 N(Neutral)선일 수 있다. 예를 들어, GND선이 따로 인입되어 있지 않다면, 항상 0 이나 그 이하로 고정되어 있는 N 선을 기준으로 적어도 두 개의 전선의 전압차를 산출할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 유선조명 제어장치(100)는 전원을 공급하는 전원 공급부(170)를 더 포함할 수 있고, 제어부(130)는 신호의 감쇄로 인해 감소된 SNR(Singal to Noise Rate)을 증가시키기 위해, 송신부(110)에서 송신하는 신호의 진폭을 10V 내지 50V로 제어할 수 있다.

기존의 통신 방식의 경우, 신호의 진폭이 수 볼드(V)로 매우 작다. 이를 10V 내지 50V까지 증가시킴으로써 SNR을 높여주면, 노이즈 레벨이 비슷하더라도 송신 신호가 도착하는 곳에서 감쇄되어 노이즈와 신호를 구분할 수 없게 되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 개별 모뎀에서 전력을 공급하는 방식이 아니라, 제어부(130)에서 공급하므로 진폭은 높게 하면서 전력 소모를 줄일 수 있다.

첫 번째로, 한 전력선 배관 내에 적어도 두 개의 전선을 인입시키면서 발생할 수 있는 통신 신뢰성 문제는 하기와 같은 방법으로 해결될 수 있다.

제어부(130)는 적어도 두 개의 전선의 기생 성분으로 인한 신호의 파형 왜곡을 줄이기 위해, 송신부(110)에서 송신하는 신호의 상승시간과 하강 시간을 증가시키는 슬루율(Slew-rate) 제어를 실시한다. 예를 들어, 구형파(Square Wave)로 신호가 송신되는 경우, 구형파의 상승은 기울기가 직선으로 임펄스와 같은 형태를 가지게 된다. 전선을 쓰게 되는 경우, 커페시턴스나 인덕턴스와 같은 기생 성분으로 인해 파형의 왜곡이 오게 되며, 이에 따라 구형파의 신호는 신호가 종착하는 말단으로 갈수록 파형이 왜곡될 수 있다.

따라서, 신호의 상승 시간과 하강 시간을 증가시키는 슬루율(Slew-rate) 제어를 실시하면 급격하게 파형이 변하지 않기 때문에, 말단으로 가도 파형의 왜곡이 심하게 나타나지 않게 된다. 하지만, 슬루율 제어를 실시하게 되면, 파형의 폭(Width)을 정확히 판별하여 측정할 수 없다. 이에 따라, 파형의 폭의 허용치가 높은 코딩 기법을 사용할 수 있다.

즉, 제어부(130)는 송신부(110)에서 전송하는 신호의 파형 기울기가 일정 구간 내에서 양(+)의 값을 가지면 1, 음(-)의 값을 가지면 0으로 해석되도록 인코딩할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 수신부(150)로부터 입력되는 신호의 파형 기울기가 일정 구간 내에서 양(+)의 값을 가지면 1, 음(-)의 값을 가지면 0으로 해석하도록 디코딩할 수 있다.

이와 같은 방법으로, 제어부(130)는 송신부(110) 및 수신부(130)에서 전송 및 수신하는 신호에 라인 코딩 기법을 적용할 수 있다. 이는 펄스 폭 허용치가 기존의 코딩 기법보다 20% 정도 높은 기법으로, 파형의 크기만을 가지고 해석할 때보다, 신호 해석의 정확성이 극대화되게 된다. 이러한 라인 코딩 기법 중 맨체스터 코딩(Manchester Encoding)이 이용될 수 있다.

두 번째로, 한 전력선 배관 내 적어도 두 개의 전선을 인입시키면서 발생할 수 있는 전기 안전성 문제는 하기와 같은 방법으로 해결될 수 있다. 적어도 두 개의 전선이 전력선 배관 내 전력선과 전기적으로 절연되도록, 고속 디지털 아이솔레이터(미도시)가 더 구비한다. 이와 같은 경우, 배선 간 전기적인 절연을 시키면서도, 소형화 및 소비 전력을 감소시킬 수 있으며, 9600BPS(Baud Per Rate)의 고속 통신이 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 적어도 두 개의 전선을 통해 흐르는 신호는 각각의 조명의 밝기를 제어하거나, 점등을 제어하거나, 각각의 조명의 상태 데이터 전송, 각각의 센서에서 감지한 데이터 전송을 하는 등의 간단한 스케줄이므로, 통신 속도는 조명 제어에 최적화된 속도인 1200 내지 9600BPS(Baud Per Rate)일 수 있다. 본 발명은 이러한 전원 제어 정도의 어플리케이션에 특화된 속도일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유선조명 제어 시스템을 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 유선조명 제어 시스템(1)은 조명(200), 센서(300), 안정기(400), 조명 통합 스위치부(500), 중앙제어장치(600)를 포함한다. 도 3에 개시된 구성 요소들은 설명의 편의를 위해 예시되는 것에 불과하므로, 본원의 유선조명 시스템(1)의 구성이 도 3에 도시된 것들로 한정 해석되는 것은 아니다.

여기서, 센서(300)는 적어도 하나의 조명(200)이 설치된 장소의 상태를 감지한다. 유선조명 제어장치(100)는 적어도 하나의 조명(200)을 제어하고, 조명 통합 스위치부(500)는 관리자로부터 상기 구성 요소를 제어하는 데이터를 입력받고, 각 구성 요소의 전력을 계측하고, 중앙제어장치(600)는 적어도 하나의 유선조명 제어장치(100)를 관리한다. 이때, 각 구성 요소의 통신은 전력선 배관 내에, 전력선 배관 내 설치된 전력선 외에 추가로 인입된 적어도 두 개의 전선을 통해 전송될 수 있다.

적어도 하나의 조명(200) 각각에는, 적어도 하나의 조명(200)이 일반 조명인 경우, 안정기가 구비될 수 있고, 적어도 하나의 조명(200)이 LED인 경우, 컨버터가 구비될 수 있다.

또한, 적어도 두 개의 전선은 양방향 및 무극성이고, 통신은 적어도 두 개의 전선의 전압차에 의해 생성될 수 있고, 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 신호의 속도는 1200 내지 9600BPS일 수 있다. 각 구성 요소의 통신 중 적어도 하나는 신호의 감쇄로 인해 감소된 SNR을 증가시키기 위해, 각 구성 요소에서 송신하는 신호의 진폭을 10V 내지 50V로 제어할 수 있다.

각 구성 요소 중 적어도 하나는, 적어도 두 개의 전선의 기생 성분으로 인한 신호의 파형 왜곡을 줄이기 위해, 각 구성 요소에서 송신하는 신호의 상승시간과 하강 시간을 증가시키는 슬루율 제어를 할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 통신 중 적어도 하나는, 전송 및 수신하는 신호에 라인 코딩 기법을 적용하고, 라인 코딩 기법은 맨체스터 코딩 기법일 수 있다. 이때 사용되는 적어도 두 개의 전선은 HIV 전선, TIV 전선과 같은 전원 공급용 전선이고, 적어도 두 개의 전선이 전력선 배관 내 전력선과 전기적으로 절연되도록 고속 디지털 아이솔레이터를 더 구비할 수 있다.

즉, 한 배관 내에 적어도 두 개의 전선을 인입시키되, 통신 신뢰성을 위해 각 구성 요소에서 송신한 신호의 진폭은 증가시키고, 통신 속도는 조명 제어가 원활할 정도의 속도를 유지하며, 상승 시간 및 하강 시간은 증가시켜 라인 코딩 기법으로 인코딩 및 디코딩을 할 수 있게 한다. 전기적 안정성을 위해 고속 디지털 아이솔레이터를 구비하여 비교적 높은 속도로 신호를 전송할 수 있다. 이러한 개념은 도 1에서 설명한 것과 동일하므로, 도 1에서 설명한 것과 중복되는 부분은 생략한다.

도 4는 도 3의 유선조명 제어 시스템의 일 실시예를 도시한 도이다. 도 4a 및 4b를 보면, 공동주택 공용부 등의 유선조명 제어 시스템을 도시한다.

공용부용 지능형 유선조명 제어 시스템은 중앙 관제상에서 직접적인 조명제어가 가능하며, 다량의 조명 등기구를 동시에 디밍 제어가 가능한 시스템으로, 유선 DLC-Bus(Digital Lighting Control-Bus) 통신 네트워크로 구성할 수 있다. DCL-Bus는 전력선 배관에 인입되는 적어도 두 개 이상의 전선을 말하고, 적용 대상은 공동 로비, 복도, 주차장, 입주민 편의 시설 등일 수 있다.

에너지 조명 통합 스위치는, 최대 6 개 그룹, 24 개 등기구의 디밍을 제어할 수 있고, LCD 디스플레이를 활용하여 에너지 모니터링 및 알림 기능을 제공할 수 있다. DLC-Bus 제어장치(MCU)는 위상 제어 안정기 및 디밍 안정기 제어를 위한 DLC-Bus 제어장치일 수 있고, 이더넷 연동 인터페이스, 게이트웨이 인터페이스 모듈을 포함할 수 있다.

안정기는 디밍시 고역률 다종 기기 호환용 디밍 안정기일 수 있고, DLC-Bus 유선통신 및 다종 기기 인터페이스 내장형 안정기일 수 있다.

DLC-Bus는 적어도 2 개의 전선, 즉 일반적으로 사용하는 HIV 1.5 SQ 전선 또는 저가의 TIV 선을 사용하고, 기존의 전력선 배관을 그대로 사용함으로써 별도의 배관 공사가 필요없으며, 기존의 UTP 케이블 통신 배선 보다 경제적이고 시공 및 배선이 간편하다. 또한, 전력선 통신은 고주파 대역을 사용하여 외부 전자기기에 영향이 있고 고출력이 필요하나, DLC-Bus 방식은 위상차 데이터 통신 방식을 사용하므로, 고주파 대역을 사용하지 않아 고출력이 불필요하다.

형광등을 LED 등으로 대체하는 경우, 30-40%의 에너지 절감 효과를 볼 수 있고, 스케줄에 따른 LED 밝기 제어, 즉 디밍을 실시하면 에너지를 절감할 수 있다. 예를 들면, 시간대별 차량 통행량을 반영하여 시간대별로 LED 등의 밝기를 조절하거나, 출퇴근 시간은 50%의 밝기, 주간 운영 시간은 30% 밝기로, 심야 시간은 20%의 밝기로 디밍 제어를 실시할 수 있다.

또한, 인체 및 차량 동체 감지 센서와 연동하여 디밍을 제어할 수 있다. 즉, 동체 감지기가 움직이는 물체를 감지하면, 기 설정된 영역의 LED 등 밝기를 100%로 제어할 수 있다. 일정 시간 움직임이 없으면, 스케줄 제어에 따른 밝기로 LED 등의 디밍 제어를 실시함으로써, 100% 밝기의 조명 운영 시간을 최소화할 수 있다.

또한, 형광등 1500개 기준으로, 1000세대 이상의 공동주택인 경우, 하기 표 1과 같은 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 유선조명 제어 시스템
100: 유선조명 제어장치 110: 송신부
130: 제어부 150: 수신부
170: 전원 공급부 200: 조명
300: 센서 400: 안정기
500: 조명통합 스위치부 600: 중앙제어장치

Claims (18)

1. 유선으로 조명을 제어하는 장치에 있어서,
   적어도 하나의 조명을 제어하기 위한 제어 데이터를 상기 적어도 하나 이상의 조명으로 송신하는 송신부,
   상기 적어도 하나의 조명의 상태 데이터 및 상기 적어도 하나의 조명이 설치된 장소의 상태를 감지하는 센서의 감지 데이터를 입력받는 수신부, 및
   상기 적어도 하나의 조명을 제어하는 제어부
   를 포함하고,
   상기 제어, 상태 및 감지 데이터 중 적어도 하나의 신호는 전력선 배관 내에, 상기 전력선 배관 내 설치된 전력선 외에 추가로 인입된 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 것인, 유선조명 제어장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 두 개의 전선은 양방향 및 무극성이고, 상기 신호는 상기 적어도 두 개의 전선의 전압차에 의해 생성되는 것인, 유선조명 제어장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 신호의 감쇄로 인해 감소된 SNR(Signal to Noise Rate)을 증가시키기 위해, 상기 송신부에서 송신하는 상기 신호의 진폭을 10V 내지 50V로 제어하는 것인, 유선조명 제어장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 적어도 두 개의 전선의 기생 성분으로 인한 상기 신호의 파형 왜곡을 줄이기 위해, 상기 송신부에서 송신하는 상기 신호의 상승시간과 하강 시간을 증가시키는 슬루율(Slew-rate) 제어를 하는 것인, 유선조명 제어장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 송신부에서 전송하는 신호의 파형 기울기가 일정 구간 내에서 양(+)의 값을 가지면 1, 음(-)의 값을 가지면 0으로 해석되도록 인코딩하는 것인, 유선조명 제어장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 수신부로부터 입력되는 신호의 파형 기울기가 일정 구간 내에서 양(+)의 값을 가지면 1, 음(-)의 값을 가지면 0으로 해석하도록 디코딩하는 것인, 유선조명 제어장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 송신부 및 수신부에서 전송 및 수신하는 신호에 라인 코딩 기법을 적용하는 것인, 유선조명 제어장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 두 개의 전선은 HIV 전선, TIV 전선과 같은 전원 공급용 전선이고,
   상기 적어도 두 개의 전선의 전압차를 산출하는 기준은 GND 또는 N(Neutral) 선인 것인, 유선조명 제어장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 두 개의 전선이 상기 전력선 배관 내 전력선과 전기적으로 절연되도록, 고속 디지털 아이솔레이터
   를 더 구비하는 것인, 유선조명 제어장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 신호의 속도는 1200 내지 9600 BPS(Baud Per Sec)인 것인, 유선조명 제어장치.
    
11. 유선으로 조명을 제어하는 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 조명,
    상기 적어도 하나의 조명이 설치된 장소의 상태를 감지하는 센서,
    상기 적어도 하나의 조명의 조도를 조절하는 안정기,
    상기 적어도 하나의 조명을 제어하는 적어도 하나의 유선조명 제어장치,
    관리자로부터 상기 조명, 상기 센서, 상기 안정기 및 상기 유선조명 제어장치 중 어느 하나를 제어하는 데이터를 입력받고, 상기 조명, 상기 센서, 상기 안정기 및 상기 유선조명 제어장치 중 어느 하나의 전력을 계측하는 조명 통합 스위치부 및
    상기 유선조명 제어장치를 관리하는 중앙제어장치
    를 포함하고,
    상기 조명, 상기 센서 및 상기 안정기 중 어느 하나와 상기 유선조명 제어장치 사이의 통신은 전력선 배관 내에, 상기 전력선 배관 내 설치된 전력선 외에 추가로 인입된 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 것인, 유선조명 제어 시스템.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명이 일반 조명인 경우 상기 안정기가 구비되고, 상기 적어도 하나의 조명이 LED인 경우 컨버터가 구비되는 것인, 유선조명 제어 시스템.
    
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 전선은 양방향 및 무극성이고, 상기 통신은 상기 적어도 두 개의 전선의 전압차에 의해 생성되는 것인, 유선조명 제어 시스템.
    
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 전선을 통해 전송되는 신호의 속도는 1200 내지 9600 BPS(Baud Per Sec)인 것인, 유선조명 제어 시스템.
    
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 조명, 상기 센서 및 상기 안정기 중 어느 하나와 상기 유선조명 제어장치 사이의 통신 중 적어도 하나는, 신호의 감쇄로 인해 감소된 SNR(Signal to Noise Rate)을 증가시키기 위해, 상기 조명, 상기 센서 및 상기 안정기 중 어느 하나와 상기 유선조명 제어장치 사이에 송신하는 상기 신호의 진폭을 10V 내지 50V로 제어하는 것인, 유선조명 제어 시스템.
    
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 조명, 상기 센서 및 상기 안정기 중 어느 하나와 상기 유선조명 제어장치 사이의 통신 중 적어도 하나는, 적어도 두 개의 전선의 기생 성분으로 인한 신호의 파형 왜곡을 줄이기 위해, 상기 조명, 상기 센서 및 상기 안정기 중 어느 하나와 상기 유선조명 제어장치 사이에 송신하는 상기 신호의 상승시간과 하강 시간을 증가시키는 슬루율(Slew-rate) 제어를 하는 것인, 유선조명 제어 시스템.
    
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 조명, 상기 센서 및 상기 안정기 중 어느 하나와 상기 유선조명 제어장치 사이의 통신 중 적어도 하나는, 전송 및 수신하는 신호에 라인 코딩 기법을 적용하고, 상기 라인 코딩 기법은 맨체스터 코딩 기법인 것인, 유선조명 제어 시스템.
    
18. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 전선은 HIV 전선, TIV 전선과 같은 전원 공급용 전선이고,
    상기 적어도 두 개의 전선이 상기 전력선 배관 내 전력선과 전기적으로 절연되도록 고속 디지털 아이솔레이터
    를 더 구비하는 것인, 유선조명 제어 시스템.

Images