KR101386203B1 - 조명제어용 프로토콜 변환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명제어용 프로토콜 변환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 업체별로 상이한 이종의 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하여 동일한 HMI에서 통합관리할 수 있도록 한 조명제어용 프로토콜 변환장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 각 조명장치에 설치되어 서로 다른 비표준 프로토콜 통신하는 다수의 인터페이스 유닛과 그 인터페이스 유닛과의 통신을 통해 각 조명장치를 제어하고 표준 프로토콜을 지원하는 HMI 간에 설치되는 것으로서, 상기 인터페이스 유닛 및 HMI와의 통신을 위해 일측과 타측에 각각 설치되는 통신모듈을 포함하고, 상기 인터페이스 유닛으로부터 데이터를 수신받아 이를 분석하고, 해당 조명장치의 비표준 프로토콜을 변환알고리즘을 통해 표준 프로토콜로 변환하여 상기 HMI와의 통신을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

조명제어용 프로토콜 변환장치{PROTOCOL CONVERTER FOR LIGHT CONTROL}

본 발명은 조명제어용 프로토콜 변환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 업체별로 상이한 이종의 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하여 동일한 HMI에서 통합관리할 수 있도록 한 조명제어용 프로토콜 변환장치에 관한 것이다.

국제적인 조명제어 시스템의 기술은 나날이 발전하고 있다. 특히 센서류의 발달로 인해 유지, 감지, 연동 제어 등의 지능형 제어 기술도 선보이고 있다.

또한, HMI(Human-Machine Interface)의 도입으로 스케쥴 제어, 조작 음성안내, 그래픽 수정 기능, 사용시간 적산 기능, 그룹, 패턴 제어, ARS 제어, 시스템 확장 기능 등을 제공하고 있다. 이러한 복합적인 기능들의 추가로 인해 시스템별로 최적화된 HMI가 제공되어 지고 있고, 그에 따른 시스템 드라이버와 모니터링 시스템 등과 같은 부수적인 부분들도 추가되고 있다.

그러나 국내/외에 개발중이거나 개발된 조명제어시스템의 조명장치와 HMI와의 통신은 제작업체 자체 개발된 프로토콜을 사용하고 있다.

이는 이종의 시스템 사용시 즉, 적합한 조명시스템을 선택하여 적재적소에 배치를 하게 되었을 경우 제품군 별로 HMI를 사용하여야 함에 따라 프로토콜 통신에 따른 HMI용 드라이버 혹은 관리용 터미널의 복수적인 사용이 불가피한바 이는 비용 및 자원증가와 함께 사용자 인터페이스를 위한 개별적인 교육이 필요하고, 이러한 현상으로 인해 실제 사용자 입장에서는 다수의 인터페이스를 조작하여야 하는 불편함이 있음은 물론, 타업체와의 교류 없이는 세밀하면서 효율적인 자동제어가 불가능해지는 문제점이 있다.

이와 같이, 조명제어시스템의 기술 개발로 인해 각 조명시스템간의 상호 호환성을 위한 프로토콜의 지원이 어렵다는 문제점이 발생하게 되고, 이로 인해 불필요한 HMI 시스템의 증가로 비용과 인적 자원의 낭비가 발생하고 있는 것이다.

예로서, 도 1은 종래의 조명제어시스템에서 조명장치와 HMI와의 데이터 교환을 위한 연결상태를 보인 것으로, 각 제작업체(A사, B사, C사)에서 제작된 각 조명장치에는 로컬 인터페이스유닛이 연결되고, 그 로컬 인터페이스유닛은 네트워크 인터페이스 유닛에 연결되며, 네트워크 인터페이스 유닛은 각 업체에서 제작한 HMI와 연결되어 통신을 통해 조명제어를 하게 된다.

따라서, 각 제작업체의 조명장치를 선택하여 건물내의 적재적소에 배치를 하고자 하는 경우에는 각각의 제작업체의 조명장치와 호환이 되는 HMI를 사용하여야 하는 문제점이 발생되는 것이다. 그로 인해 위에서 설명한 바와 같이 인적, 물적 비용의 낭비가 발생하게 된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로서, 공개특허공보 제2002-0017920호(통신네트워크 대응형 프로토콜변환 커넥터 및 옥내통신네트워크 시스템, 공개일:2002.03.07)가 개시되어 있다.

상기 기술은 서로 다른 이종의 프로토콜 사용시 미리 정의된 프로토콜로 변환하여 서로 데이터 교환이 이루어지도록 하고 있으나, 이 기술은 단순히 저기능 네트워크 대응기기와 고기능 통신네트워크와의 제휴를 용이하게 실현할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 각 제작업체의 상이한 프로토콜을 변환하여 표준 프로토콜로 변환하여 지원이 가능하도록 하는 기술과는 거리가 있으며, 일대 일의 프로토콜 변환은 가능할지 모르나 다수의 기기가 접속된 경우 각 기기의 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하지는 못한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 제품마다 각기 다른 이종의 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하여 동일한 HMI에서 통합관리할 수 있으며, 그에 따른 시스템 통합으로 인적, 물적 비용의 절감할 수 있고, 서로 다른 제품들간의 호환성으로 각 조명장치가 갖는 고유한 기능들을 표준 프로토콜의 적합한 레지스터에 할당함으로써 적재적소에 맞는 운용을 통해 효율적인 조명제어가 가능한 조명제어용 프로토콜 변환장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 각 조명장치에 설치되어 서로 다른 비표준 프로토콜 통신하는 다수의 인터페이스 유닛과 그 인터페이스 유닛과의 통신을 통해 각 조명장치를 제어하고 표준 프로토콜을 지원하는 HMI 간에 설치되는 것으로서, 상기 인터페이스 유닛 및 HMI와의 통신을 위해 일측과 타측에 각각 설치되는 통신모듈을 포함하고, 상기 인터페이스 유닛으로부터 데이터를 수신받아 이를 분석하고, 해당 조명장치의 비표준 프로토콜을 변환알고리즘을 통해 표준 프로토콜로 변환하여 상기 HMI와의 통신을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 조명제어용 프로토콜 변환장치는, 서로 다른 이종의 비표준 프로토콜 통신하는 다수의 인터페이스 유닛과, 표준 프로토콜을 지원하는 하나의 HMI 간에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 조명제어용 프로토콜 변환장치는, 상기 일측의 통신모듈을 통해 인터페이스 유닛으로부터 데이터를 수신받아 이를 분석하고, 해당 조명장치의 비표준 프로토콜을 변환하기 위한 변환알고리즘을 알고리즘저장부에서 불러들여 그 변환알고리즘을 이용하여 표준 프로토콜로 변환하며, 타측의 통신모듈을 통해 HMI에 전달하는 제어부; 상기 다수의 인터페이스 유닛의 비표준 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하도록 프로그래밍된 변환알고리즘이 각각 저장되는 알고리즘저장부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 조명제어용 프로토콜 변환장치에는 데이터의 입출력을 위해 입출력포트가 설치되고, 새로운 비표준 프로토콜 통신을 하는 조명장치의 존재 또는 개발시 그 조명장치의 프로토콜 변환을 위한 변환알고리즘이 상기 입출력포트를 통해 알고리즘저장부에 추가로 저장되는 것을 특징으로 한다.

상기 통신모듈은 상기 인터페이스 유닛 및 HMI와 케이블로 연결되는 통신포트를 포함하고, 상기 통신모듈에는 상기 통신포트의 입력접점과 출력접점을 변경하여 상기 케이블의 핀 배열에 상관없이 통신이 이루어지도록 접점조절부가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기의 구성으로 이루어진 조명제어용 프로토콜 변환장치에 따르면, 제품마다 각기 다른 이종의 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하여 동일한 HMI에서 통합관리함으로써 인적, 물적 비용을 절감할 수 있음은 물론, 서로 다른 제품들간의 호환성으로 효율적인 운영이 가능하고, 최적의 제어환경을 제공할 수 있어 에너지 절감효과를 극대화할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 조명 및 조명제어 업체들의 호환성을 해결할 수 있으므로 국내 및 국외에서의 시장 경쟁력을 높일 수 있게 된다.

도 1은 종래의 조명제어시스템에서 조명장치와 HMI와의 연결상태도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어시스템에서 조명장치와 HMI와의 연결상태도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치의 블럭도,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치에서 크로스방식의 케이블과 통신포트의 연결상태도,
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치에서 다이렉트방식의 케이블과 통신포트의 연결상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어시스템에서 조명장치와 HMI와의 연결상태도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치의 블럭도이며, 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치에서 크로스방식의 케이블과 통신포트의 연결상태도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치에서 다이렉트방식의 케이블과 통신포트의 연결상태도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명제어용 프로토콜 변환장치는 각 조명장치(10)에 설치되는 인터페이스 유닛(15)과 HMI(20) 간에 설치되는 것으로, 인터페이스 유닛(15)과 HMI(20)의 통신이 가능하도록 프로토콜을 변환하기 위한 것이다.

다시 말해, 제작회사에 따라 서로 다른 프로토콜을 개발하여 제품에 적용하고 있음에 따라 각각의 프로토콜에 적합한 HMI를 제품군별로 별도로 사용하여야 하는 비효율적인 면이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 제품마다 즉, 조명장치마다 서로 다른 이종의 프로토콜을 사용하는 경우라도 그 이종의 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하여 표준 프로토콜을 지원하는 하나의 HMI(20)에서 통합관리할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이때, 상기 인터페이스 유닛(15)이 표준 프로토콜 통신하는 경우에는 데이터 분석 후 별도의 변환작업 없이 HMI(20)와 통신이 이루어지는 것이고, 상기 인터페이스 유닛(15)이 비표준 프로토콜 통신하는 경우에 표준 프로토콜로 변환작업을 거친 후 표준 프로토콜을 지원하는 상기 HMI(20)와 통신하게 되어 사용자가 HMI(20)에서 조명장치를 제어하게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 조명제어용 프로토콜 변환장치는 상기 인터페이스 유닛(15)으로부터 데이터를 수신받아 이를 분석하고, 해당 조명장치의 비표준 프로토콜을 변환알고리즘을 통해 표준 프로토콜로 변환하여 상기 HMI(20)와의 통신을 가능하게 하도록 중간 매개체 역할을 하는 것이다.

구체적으로 그 구성은, 상기 인터페이스 유닛(15) 및 HMI(20)와의 통신을 위해 일측과 타측에 각각 설치되는 통신모듈(30a,30b)과, 상기 일측의 통신모듈(30a)을 통해 인터페이스 유닛(15)으로부터 데이터를 수신받아 표준 프로토콜로 변환하여 HMI(20)에 전달하는 제어부(40)와, 변환알고리즘이 저장되는 알고리즘저장부(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 인터페이스 유닛(15)과 HMI(20) 및 본 발명의 프로토콜 변환장치는 케이블(36)로 연결되어져 통신이 이루어짐에 따라 상기 통신모듈(30a,30b)은 통상 사용되는 RS-232 및 RS-485 케이블을 연결할 수 있는 통신포트(32a,32b)를 포함한다.

상기 제어부(40)는 인터페이스 유닛(15)으로부터 데이터(패킷)를 통신모듈(30a)을 통해 수신하여 이를 분석한 후 해당 인터페이스 유닛(15)이 어떤 프로토콜을 사용하는지를 판별하게 되고, 그 프로토콜에 대응하는 변환알고리즘을 상기 알고리즘저장부(50)에서 불러들여 그 변환알고리즘을 이용하여 표준 프로토콜로 변환하게 되며, 그 변환된 데이터를 통신모듈(30b)을 통해 HMI(20)에 전달하게 된다.

상기 알고리즘저장부(50)는 비표준 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하기 위해 변환알고리즘이 저장되는데, 이러한 변환알고리즘은 프로토콜의 변환을 위해 각각의 비표준 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하도록 프로그래밍된 알고리즘으로서, 사전에 프로그래밍되어 알고리즘저장부(50)에 저장되어 진다.

이때, 각 제품회사의 제품개발로 인해 그만큼 계속해서 새로운 프로토콜이 등장하게 되는데, 이러한 비표준 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하기 위한 변환알고리즘을 개발하여 상기 알고리즘저장부(50)에 수시로 저장하도록 함으로써 변환알고리즘의 업그레이드가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 본 발명의 프로토콜 변환장치에는 데이터의 입출력을 위해 입출력포트(60)가 설치된다. 따라서, 상기 입출력포트(60)를 통해 새로운 비표준 프로토콜 통신을 하는 조명장치가 존재 또는 개발된 경우 그 조명장치의 프로토콜 변환을 위한 변환알고리즘을 알고리즘저장부(50)에 추가로 저장할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 프로토콜 변환장치에는 현재의 작동상태를 사용자가 확인하도록 상태표시부(65)가 회로연결되어 있고, 전원공급을 위해 전원공급부(70)가 회로연결되어 있다. 상기 상태표시부(65)는 엘이디램프의 발광되는 빛의 색상(녹색, 적색, 청색 등)을 통해 상태를 표시하도록 할 수 있다.

본 발명의 프로토콜 변환장치는 위에서 설명한 바와 같이, 인터페이스 유닛(15)에서 수신된 데이터를 분석하고, HMI(20)에 지원하지 않는 비표준 프로토콜인 경우, 해당 비표준 프로토콜을 변환할 수 있는 변환알고리즘을 이용하여 표준 프로토콜로 변환하도록 하여 사용자가 HMI(20)에서 조명장치를 제어하도록 하여 건물 내의 모든 조명장치를 통합관리할 수 있는 환경을 구축할 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기 통신모듈(30a,30b)에는 상기 통신포트(32a,32b)의 입력접점과 출력접점을 변경할 수 있는 접점조절부(34)가 설치될 수 있다.

상기 접점조절부(34)는 스위치방식이나 버튼방식으로 구현할 수 있는 것으로, 통신포트에 연결되는 케이블(36)의 핀 배열에 상관없이 통신이 이루어지도록 하여 통신용 케이블 외에도 일반 연장선(다이렉트방식)으로도 통신할 수 있도록 하기 위한 것이다.

즉, 통신을 위해서는 상기 통신포트(32a,32b)에 통상 크로스방식의 케이블이 연결되는데, 이러한 크로스방식의 케이블 외에 다이렉트방식의 케이블(연장선)을 연결한 경우에도 그 케이블(36)의 핀 배열에 상관없이 상기 접점조절부(34)를 통해 접점을 변경하여 입력접점과 출력접점을 변경하여 줌으로써 통신이 이루어지도록 할 수 있는 것이다.

예로서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 크로스방식의 케이블 사용시에는 송신단자가 입력접점에 연결되고, 수신단자가 출력접점에 연결되어 데이터를 송수신하게 되므로, 접점조절부(34)를 조작하지 않아도 통신이 이루어지게 된다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 다이렉트방식의 케이블 사용시에는 송신단자가 출력점점과 연결되고, 수신단자가 입력접점에 연결되게 됨으로써 테이터를 송수신하지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다. 이와 같이 다이렉트방식의 케이블 사용시에는 상기 접점조절부(34)의 조작을 통해 통신포트의 핀 배열을 바꾸어줌으로써 송신단자가 입력접점과 연결되고 수신단자가 출력접점과 연결되도록 하여 통신이 이루어지게 한 것이다.

상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 조명제어용 프로토콜 변환장치에 따르면, 각 조명장치마다 상이한 이종의 프로토콜들을 오픈 프로토콜 즉, 표준 프로토콜로 변환하도록 함으로써 동일한 HMI에서 각 조명장치들이 갖는 기능을 유지하면서 통합관리할 수 있는 환경을 구축할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 불필요한 인적, 경제적 자원의 소비를 예방할 수 있게 되고, 다수의 프로토콜 분석을 통한 프로토콜 프로그래머 양성에도 도움이 될 수 있으며, 자동제어시스템의 최상의 레벨인 SI(System Integration)에 대한 기술력 향상을 기대할 수 있게 된다. 특히 각기 다른 프로토콜을 사용하는 조명장치 및 조명제어 업체들의 호환성을 해결할 수 있으므로 시장경쟁력을 상승시킬 수 있게 된다.

10: 조명장치 15: 인터페이스 유닛
20: HMI 30a,30b: 통신모듈
32a,32b: 통신포트 34: 접점조절부
36: 케이블 40: 제어부
50: 알고리즘저장부 60: 입출력포트
65: 상태표시부 70: 전원공급부

Claims (5)

1. 조명장치(10)에 설치되어 비표준 프로토콜 통신하는 인터페이스 유닛(15)과, 그 인터페이스 유닛(15)과의 통신을 통해 조명장치(10)를 제어하고 표준 프로토콜을 지원하는 HMI(20) 간에 설치되는 것으로서,
   상기 인터페이스 유닛(15) 및 HMI(20)와의 통신을 위해 일측과 타측에 각각 설치되는 통신모듈(30a,30b)을 포함하고,
   상기 인터페이스 유닛(15)으로부터 데이터를 수신받아 이를 분석하고, 해당 조명장치의 비표준 프로토콜을 변환알고리즘을 통해 표준 프로토콜로 변환하여 상기 HMI(20)와의 통신을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 조명제어용 프로토콜 변환장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조명제어용 프로토콜 변환장치는, 서로 다른 이종의 비표준 프로토콜 통신하는 다수의 인터페이스 유닛(15)과, 표준 프로토콜을 지원하는 하나의 HMI(20) 간에 설치되는 것을 특징으로 하는 조명제어용 프로토콜 변환장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 조명제어용 프로토콜 변환장치는,
   상기 일측의 통신모듈(30a)을 통해 인터페이스 유닛(15)으로부터 데이터를 수신받아 이를 분석하고, 해당 조명장치의 비표준 프로토콜을 변환하기 위한 변환알고리즘을 알고리즘저장부(50)에서 불러들여 그 변환알고리즘을 이용하여 표준 프로토콜로 변환하며, 타측의 통신모듈(30b)을 통해 HMI(20)에 전달하는 제어부(40);
   상기 다수의 인터페이스 유닛(15)의 비표준 프로토콜을 표준 프로토콜로 변환하도록 프로그래밍된 변환알고리즘이 각각 저장되는 알고리즘저장부(50);
   를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 조명제어용 프로토콜 변환장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 조명제어용 프로토콜 변환장치에는 데이터의 입출력을 위해 입출력포트(60)가 설치되고,
   새로운 비표준 프로토콜 통신을 하는 조명장치의 존재 또는 개발시 그 조명장치의 프로토콜 변환을 위한 변환알고리즘이 상기 입출력포트(60)를 통해 알고리즘저장부(50)에 추가로 저장되는 것을 특징으로 하는 조명제어용 프로토콜 변환장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 통신모듈(30a,30b)은 상기 인터페이스 유닛(15) 및 HMI(20)와 케이블(36)로 연결되는 통신포트(32a,32b)를 포함하고,
   상기 통신모듈(30a,30b)에는 상기 통신포트(32a,32b)의 입력접점과 출력접점을 변경하여 상기 케이블(36)의 핀 배열에 상관없이 통신이 이루어지도록 접점조절부(34)가 설치된 것을 특징으로 하는 조명제어용 프로토콜 변환장치.

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