KR101445181B1

KR101445181B1 - 기기의 제어장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101445181B1
Application number: KR1020080016968A
Authority: KR
Inventors: 노시청
Original assignee: 주식회사 필룩스
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2014-10-06
Also published as: KR20080099124A

Abstract

본 발명은 기기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 전력선 통신시 교류전원의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상을 제어하여 데이터를 송수신할 수 있도록 함으로써 수신단의 소형화 및 노이즈와 임피던스에 강한 전력선 통신장치를 제공할 뿐만 아니라 전력선 통신장치를 이용하여 댁내 기기들의 전원을 제어하며 기기들의 동작을 제어할 수 있어 댁내의 원격제어 시스템을 구축할 때 별도의 통신망을 구축하지 않아도 되는 효과가 있다.

위상제어, 전원제어, 기기제어, 전력선 통신

Description

기기의 제어장치 및 그 제어방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD OF ELECTRIC DEVICE}

본 발명은 기기의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교류전원의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상을 제어하여 데이터를 송수신할 수 있도록 한 전력선 통신장치를 이용하여 기기의 전원을 제어하며 기기들의 동작을 제어할 수 있도록 하기 위한 기기의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전력선 통신(Power Line Communication)이란 교류전원인 AC 110V/220V의 전력선을 통신 선로로 이용하는 통신 방식으로서, 별도의 전송 선로를 부설할 필요 없이 통신 단말기 사이의 통신을 행할 수 있다는 이점을 갖는다.

이러한 전력선 통신 방식은 근거리 데이터 전송용 LAN 구성이나 통신 네트워크 구성 그리고, 각종 기기의 제어 또는 전력, 수도, 가스 등의 원격 계측 및 산업 현장에서의 각종 계측신호의 전송 등 그 사용과 응용 범위가 다양하다.

따라서, 전원선로를 통신채널로 사용하기 위하여 FSK 방식이나 PSK 방식에 의한 전원선로 전송 특성 등에 관한 많은 연구가 행해져 왔으며 이들 방식을 채용한 장치의 실용화도 이루어져 있는 상태이다.

일반적으로, 전력선 통신용으로 사용되는 주파수 대역은 CENELEC 밴드(3Khz∼148.5Khz), FCC 밴드(9Khz∼450Khz), 비정규 밴드(2Mhz∼30Mhz)로 구성된다.

여기서, 상대적으로 좁은 대역인 CENELEC, FCC 밴드는 저속의 제어 통신용으로 사용되고, 주파수가 낮아서 선로 임피던스에 의한 신호 감쇄는 적으나 기기의 노이즈가 심한 주파수 대역이다.

또한, 상대적으로 넓은 대역인 비정규 밴드는 고속의 데이터 통신용으로 사용되며 기기의 노이즈는 심하지 않지만 고주파이기 때문에 신호의 감쇄가 심하다.

이와 같이 전력선 통신에서는 전원선로에 연결되는 각종 기기들에 의해 발생되는 특수한 잡음 환경 때문에 통신의 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.

즉, 종래의 기술은 전압 배전 선로인 전원선로가 갖는 잡음환경과 댁내의 배선 상황 및 각종 부하의 작동과 변동으로 인하여 선로 정수인 임피던스의 변화가 심하게 되어 주파수 대역에 따라 신호의 감쇄 정도와 노이즈 양상이 다름으로 인해 신호 전송의 신뢰도가 낮다는 문제점이 있다.

한편, 가정자동화(home automation)는 집안에 있는 가전기기, 전열기기, 조명기기 등의 기기 및 각 방의 창문이나 현관의 문까지 집 밖에서 원격 제어할 수 있게 해준다. 또한 댁내에서도 하나의 원격제어기(remote controller: remocon)를 이용하여 다수의 댁내 기기들의 동작을 제어할 수 있다.

이런 경우, 댁내 기기들은 원격제어기와 통신할 수 있는 독립적인 통신 프로토콜을 사용하여야 하며, 통신 기능을 수행하기 위한 통신망을 댁내에 구축하여야 한다.

일반적으로 옥내에서 사용하는 기기들은 옥내의 교류전원을 동작전원으로 사용하고 있어 전력선 통신장치를 이용할 경우 별도의 전송 선로를 부설할 필요 없이 통신 단말기 사이의 통신을 행할 수 있어 가정자동화를 구축할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 교류전원의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상을 제어하여 데이터를 송수신할 수 있도록 함으로써 노이즈와 임피던스에 강한 전력선 통신장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 교류전원의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상 변화를 감지함으로서 데이터를 수신할 수 있어 수신단의 소형화를 이룰 수 있도록 한 전력선 통신장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력선 통신장치를 이용하여 댁내 기기들의 전원을 제어하며 기기들의 동작을 제어할 수 있도록 한 기기의 제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전화기에 원격제어신호를 발생할 수 있는 무선통신부를 구비시키기고, 댁내 기기들에 전력선 통신장치를 연결하여 원격 이격된 위치에서 전화를 통해 댁내 기기들의 동작을 제어할 수 있도록 한 기기의 제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

삭제

본 발명의 다른 측면에 따른 기기의 제어장치는: 사용자의 선택에 따라 전원선로에 연결된 기기를 제어하기 위한 제어메시지를 발생하는 원격제어기와; 상기 제어메시지를 분석하여 상기 전원선로에 흐르는 교류전원의 1주기에서 양전원구간의 위상이나 음전원 구간의 위상 중에서 적어도 어느 하나에 대해 1/16 주기로부터 1/4 주기 사이를 오프시켜 위상을 절단하여 상기 교류전원의 위상을 제어하여 기기지정정보 및 제어명령어를 포함하는 전원제어메시지를 발생하는 전원제어부와; 및 상기 전원제어메시지가 자신의 기기지정정보이면 이어지는 제어명령어에 따라 상기 기기의 동작을 제어하는 복수의 기기를 포함하되, 상기 기기는, 상기 전원선로의 위상을 지연하는 지연기와; 상기 지연기에서 위상지연된 상기 교류전원과 정상 위상의 교류전원을 비교하는 비교기; 및 상기 비교기 출력을 분석하여 상기 전원제어메시지의 발생 여부를 판단하며, 상기 전원제어메시지의 상기 기기지정정보가 자신이면 이어지는 상기 제어명령어에 따라 상기 기기의 동작을 제어하는 기기제어부를 포함하고, 상기 원격제어기와 상기 전원제어부는 무선통신부를 더 구비하며, 상기 원격제어기는 통신인터페이스를 더 구비하여, 통신라인을 통해 수신되는 기기제어명령에 따라 제어메시지를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 전원제어부는, 상기 전원선로의 영교차지점을 검출하는 영교차검출부와, 상기 제어메시지를 분석하여 전원제어를 위한 기기설정 및 설정된 기기의 동작을 제어하기 위한 정보를 포함하는 전원제어신호를 상기 영교차검출부의 출력에 동기시켜 출력하는 제어부 및 상기 전원제어신호에 의해 상기 전원선로의 교류전원 위상을 제어하여 상기 전원제어메시지를 출력하는 위상제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 전원제어부의 위상제어부는 실리콘 제어정류기를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 무선통신부는 지그비 통신부인 것이 바람직하다.

상기 전원제어메시지는, 상기 전원제어메시지의 시작정보와, 전원 제어 대상인 기기 지정정보와, 설정된 상기 기기의 동작을 제어하는 제어명령어 및 상기 전원제어메시지의 종료 정보를 포함한다.

삭제

본 발명에 따른 기기의 제어방법은: 사용자의 선택에 따라 전원선로에 연결된 기기를 제어하기 위한 제어메시지를 발생하는 과정과; 상기 제어메시지를 분석하여 상기 전원선로에 흐르는 교류전원의 1주기에서 양전원구간의 위상이나 음전원 구간의 위상 중에서 적어도 어느 하나에 대해 1/16 주기로부터 1/4 주기 사이를 오프시켜 위상을 절단하여 상기 교류전원의 위상을 제어하여 기기지정정보 및 제어명령어를 포함하는 전원제어메시지를 발생하는 과정; 및 상기 전원선로에 연결되는 기기들이 상기 전원제어메시지를 분석하여 자신의 기기지정정보이면 이어지는 상기 제어명령어에 따라 상기 기기의 동작을 제어하는 과정을 포함하되, 상기 기기의 동작을 제어하는 과정은, 상기 전원선로에 흐르는 상기 교류전원의 위상을 지연하는 과정과; 위상지연된 상기 교류전원과 정상 위상의 교류전원을 비교하는 과정; 및 상기 비교 결과를 분석하여 상기 전원제어메시지의 발생 여부를 판단하며, 상기 전원제어메시지의 기기지정정보가 자신이면 이어지는 제어명령어에 따라 기기의 동작을 제어하는 과정을 포함한다.

상기 전원제어메시지를 발생하는 과정은, 상기 제어메시지를 분석하여 전원제어를 위한 기기설정 및 설정된 기기의 동작을 제어하기 위한 정보를 포함하는 전원제어신호를 영교차검출신호에 동기시키는 과정과, 상기 전원제어신호에 의해 상기 전원선로의 교류전원 위상을 제어하여 상기 전원제어메시지로 출력하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전원제어메시지는, 상기 전원제어메시지의 시작정보와, 전원 제어 대상인 기기 설정 정보와, 설정된 상기 기기의 동작을 제어하는 제어명령어 및 상기 전원제어메시지의 종료 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

상기한 바와 같이 본 발명은 전력선 통신시 교류전원의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상을 제어하여 데이터를 송수신할 수 있도록 함으로써 노이즈와 임피던스에 강한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전력선 통신시 교류전원의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상 변화를 감지함으로서 데이터를 수신할 수 있어 수신단의 소형화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전력선 통신장치를 이용하여 댁내 기기들의 전원을 제어하며 기기들의 동작을 제어할 수 있어 댁내의 원격제어 시스템을 구축할 때 별도의 통신망을 구축하지 않아도 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전화기에 원격제어신호를 발생할 수 있는 무선통신부를 구 비시키기고, 댁내 기기들에 전력선 통신장치를 연결하여 원격, 이격된 위치에서 전화를 통해 댁내 기기들의 동작을 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 큰 전력 손실없이도 데이터를 송수신할 수 있으며, 이를 이용하여 기기들의 동작을 효율적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신장치를 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신장치는 전원선로(5)에 흐르는 교류전원(AC)의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상을 제어하여 입력된 데이터를 전원선로로 전송하는 송신부(10)와, 전원선로(5)에 흐르는 교류전원의 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상변화를 감지하여 데이터를 수신하여 출력하는 수신부(20)를 포함한다.

그리고 송신부(10)는 교류전원의 영교차지점을 검출하는 제 1영교차 검출부(12)와, 교류전원의 출력을 제어하여 위상을 제어하는 위상제어부(14)와, 제 1영 교차 검출부(12)를 통해 검출된 영교차지점을 기준으로 입력된 데이터에 따라 위상제어부(14)를 제어하여 데이터를 송신하는 송신제어부(16)를 포함하고, 수신부(20)는 교류전원의 영교차지점을 검출하는 제 2영교차 검출부(22)와, 제 2영교차 검출부(22)를 통해 검출된 영교차지점을 기준으로 교류전원의 위상을 검출하는 비교기(24)와, 비교기(24)의 출력에 따라 데이터를 수신하여 출력하는 수신제어부(26)를 포함한다.

위상제어부(14)는 실리콘 제어정류기(Silicon Controlled Rectifier)나 트라이액(Triac) 중 적어도 어느 하나를 구비하며, 송신제어부(16)의 제어신호에 따라 교류전원의 출력을 차단하여 위상을 제어하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신장치에서 위상제어된 특성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 일정시간 동안 위상제어부(14)에서 실리콘 제어정류기나 트라이액의 동작을 오프시킴에 따라 위상이 절단되어 출력되도록 한다.

즉, 도 2의 2a에 도시된 교류전원에 대해 영교차지점을 기준으로 전반주기를 오프시킬 경우 2c와 같이 양전원 구간인 상측 파형이 차단된 형태로 위상이 제어되어 출력되도록 함으로써 데이터 1비트를 1주기 동안 전송할 수 있게 된다.

또한, 2d와 같이 후반주기를 오프시킬 경우 음전원 구간인 하측 파형이 차단된 형태로 위상이 제어되어 출력되도록 함으로써 데이터 1비트를 1주기 동안 전송할 수 있게 된다.

이렇게 상측 파형 또는 하측 파형만을 제어하는 경우 실리콘제어정류기는 하 나만 사용하여 위상 제어를 수행할 수도 있다.

한편, 영교차지점을 기준으로 반주기 미만 동안 오프시킬 경우 2e나 2f와 같이 위상의 일정부분이 절단된 상태로 출력되도록 함으로써 1주기에 1비트 내지 2비트의 데이터를 전송할 수 있을 뿐만 아니라 전력손실도 줄일 수 있게 된다.

이때 교류전류를 오프시켜 차단되는 일정시간은 전력손실을 줄여 주면서도 데이터가 전송되는 전원선로에 연결된 기기가 정상적으로 구동될 수 있도록 하는 시간을 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 잡음 신호원이 없는 환경에서는 1/32 주기인 0.52ms 정도 차단된 경우에도 안정적인 송수신이 가능하지만 전원이 흔들릴 때 수신에러가 발생하는 경우가 발생하게 되며 반주기에서도 작동은 가능하지만 전력손실이 발생하기 때문에 전력손실을 줄이면서 안정적인 송수신이 가능한 일정시간은 전력손실이 약 4% 이내 발생되는 1/16 주기인 1.04ms 에서 1/4 주기인 4.16ms 사이의 범위에서 차단시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어진 전력선 통신장치는 송신부(10)에 데이터가 입력될 경우 송신제어부(16)에서 제 1영교차 검출부(12)에서 검출된 영교차지점을 기준으로 데이터를 동기시켜 위상제어부(14)를 제어하여 일정시간 동안 교류전류의 출력을 오프시켜 데이터를 전원선로(5)로 전송하게 되고, 전원선로(5)에 연결된 수신부(20)에서는 전원선로를 통해 전송된 데이터를 수신하기 위해 제 2영교차 검출부(22)에서 검출된 영교차지점을 기준으로 비교기(24)에서 교류전원의 위상을 비교하여 위 상변화가 발생된 경우 수신제어부(26)에서 데이터를 복원하여 수신된 데이터를 출력하게 된다.

다음으로 옥내에서 댁내 기기들에 대해 전력선 통신을 통해 댁내 기기들의 전원을 제어하며 기기들의 동작을 제어할 수 있는 댁내의 원격제어 시스템을 구축할 경우 기기의 제어장치 및 그 제어방법에 대해 설명한다.

이하의 설명에서 “제어메시지”는 사용자의 선택에 따라 기기를 제어하기 위한 메시지를 의미한다.

“전원제어신호”는 전원제어부의 제어부에서 출력되는 제어신호로써, 옥내 교류전원의 위상을 제어하는 신호를 의미한다.

“전원 제어메시지”는 전원제어부가 상기 전원 제어신호에 의해 옥내 교류전원의 위상을 제어하여 전원선로에 출력되는 신호로써, 각 기기들의 동작을 제어하는 메시지를 의미한다.

옥내 전원, 옥내 교류전원, 교류전원은 같은 의미로써, 댁내에 인입되는 교류전원을 의미한다.

전원제어메시지는 시작정보, 기기 지정정보, 제어명령어 및 종료정보로 구성된다.

그리고 “시작정보”는 전원 제어메시지의 시작임을 알리는 정보를 의미하고, “기기 지정정보”는 전원 제어메시지의 목적지(destination) 정보로써 전원 제어를 수행할 기기를 설정하는 정보를 의미하며, “제어명령어”는 선택된 기기에 서 실제 행하여야 하는 동작 제어를 설정하는 정보를 의미하고, “종료정보”는 전원제어메시지의 종료를 알리는 정보를 의미한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 댁내 기기들의 연결상태를 나타낸 예시도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 원격제어기의 구성을 보여주는 도면이다.

도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 원격제어기(100)은 사용자의 선택에 의해 댁내 기기들의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 기능을 수행한다.

원격제어기(100)은 도 4a에 도시된 바와 같이 단독 형태의 원격제어기(remocon)와 같이 독립된 형태의 장치가 될 수 있으며, 또한 도 4b에 도시된 바와 같이 전화기와 같은 특정 통신장치와 결합된 장치가 될 수 있다.

원격제어기(100)은 사용자에 의해 기기 선택 및 동작 제어명령이 발생되면, 이를 설정된 형태의 제어메시지를 생성하여 전송한다.

전원제어부(200)은 가정용 옥내 전원에 연결되며, 기기301 - 30n들과 전원선로들을 통해 연결되며, 기기301 - 30n의 동작을 제어하기 위하여 원격제어기(100)의 제어하에 옥내 전원을 제어한다.

여기서 옥내 전원은 교류전원이 될 수 있다. 이때 전원제어부(200)은 원격제어기(100)에서 출력되는 제어메시지를 수신 및 분석하며, 분석 결과에 따라 옥내 전원의 위상을 제어하여 기기301 - 30n의 동작을 제어하기 위한 전원 제어메시지를 발생한다.

전원 제어메시지는 기기를 지정하는 채널어드레스(기기 지정정보)와 지정된 기기의 동작을 제어하기 위한 명령어(제어 명령어)를 포함한다.

기기301 - 30n은 전원제어부(200)에서 출력되는 옥내 전원을 동작전원으로 사용하며, 전원 제어메시지 발생시 이를 디코딩하며, 디코딩 결과 자신을 지정하는 채널 어드레스 정보이면 이어지는 제어 명령어를 분석하여 기기의 동작을 제어한다.

여기서 기기301 - 30n은 전원 온/오프 동작만 수행하는 장치(예를 들면 조명기기, 전기 밥솥 등), 모터 등을 구동하여 스텝 단위로 기기를 구동하는 장치(예를 들면 전기 커튼제어장치 등), 전원 온/오프 및 스텝 단위로 기기를 구동하는 장치(예를 들면 밝기를 다양한 밝기(또는 색온도, 연색 평가수 등)로 제어할 수 있는 조명기기 등) 들이 될 수 있다.

따라서 기기301 - 30n의 제어 명령어는 기기들의 특성에 따라 다양한 형태로 발생될 수 있으며, 이는 미리 프로그램되어 있어야 한다.

도 3과 같은 구성에서 원격제어기(100)의 구성 및 동작을 살펴본다.

도 4a를 참조하면, 키입력부(140)은 사용자의 선택에 의해 기기301 - 30n의 선택 및 해당 기기의 동작 제어명령을 발생할 수 있다.

표시부(150)은 제어부(110)의 제어하에 사용자의 설정에 따른 제어명령을 표시할 수 있다.

메모리(120)은 본 발명의 실시예에 따른 댁내 기기들의 선택 및 동작 제어명령을 처리하기 위한 프로그램 및 이에 관련된 데이터들을 저장할 수 있다.

제어부(110)은 키입력부(140)에서 발생되는 원격 제어명령을 분석하여 해당 하는 댁내 기기의 동작을 제어하기 위한 제어메시지를 생성한다.

무선통신부(130)은 제어부(110)에서 출력되는 제어메시지를 설정된 통신 방식의 무선 데이터로 변환하여 출력한다.

여기서 무선통신부(130)은 IrDA, 블루투스, 지그비(Zigbee) 통신 방식들을 사용할 수 있다.

이와 같이 원격제어기(100)은 독립된 형태의 장치가 될 수 있으며, 또한 도 4b에 도시된 바와 같이 전화인터페이스부(160)를 통해 국선라인(trunk line)과 접속되어 교환기와 유선 통신 기능을 인터페이스할 수도 있다.

메모리(120)은 통상의 전화기를 동작시키기 위한 프로그램 및 본 발명의 실시예에 따른 댁내기기들의 선택 및 동작 제어명령을 처리하기 위한 프로그램 및 이에 관련된 데이터들을 저장할 수 있다.

제어부(110)은 전화인터페이스부(160)에서 수신되는 정보를 분석하여 원격 제어명령이면, 이를 분석한 해당하는 댁내 기기의 동작을 제어하기 위한 제어메시지를 생성한다.

키입력부(140)은 전화 통화를 위한 통상의 키패드들을 구비할 뿐만 아니라 도 4a와 같이 댁내 기기들의 동작을 원격제어하기 위한 키들을 더 구비할 수도 있다.

표시부(150)은 제어부(110)의 제어하에 전화기 동작 및 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어 동작의 설정을 표시할 수 있다.

여기서 무선통신부(130)이 지그비 통신 방식을 사용하는 경우, 원격제어기(100)과 전원제어부(200)간에는 지그비 표준의 데이터 프레임 구조를 사용한다.

이런 경우 원격제어기(100)은 전원제어부(200)에 지그비 표준 데이터 프레임 구조를 가지는 기기 지정정보(channel address) 및 전원 제어명령(control command)을 전송한다.

본 발명의 실시예에서는 지그비 표준이 정의하는 슈퍼프레임(super-frame) 구조를 그대로 적용한다. 이때 대기시간을 최소화하고 소모전력을 낮추기 위하여 정해진 타임슬롯을 사용하는 GTS(guaranteed time slot)형의 슈퍼-프레임을 적용할 수 있다. 이런 경우, 슈퍼프레임은 원격제어기(100)에서 전송되고 비콘(beacon) 프레임을 포함하여 다수개의 타임슬롯을 사용할 수 있다.

이런 방식은 하나의 원격제어기(100)이 다수개의 기기301 - 30n의 타임슬롯들을 할당하여 사용할 수도 있다. 이때 기기들의 타임슬롯을 할당하는 경우, 기기301 - 30n들은 비콘 프레임 감지 후 설정된 타임 슬롯에서 수신되는 제어명령어를 분석하여 기기의 동작을 제어하면 된다.

본 발명의 실시예에서는 타임슬롯을 사용하지 않는 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 이런 경우 슈퍼 프레임 구조를 사용하지 않으며, 비콘 프레임과 데이타 프레임으로 구성된 프레임 구조를 가질 수 있다.

지그비 통신에서 교환되는 프레임들은 정보프레임들이라 하며, 원격제어기(100)과 전원제어부(200) 간에 전송되는 정보프레임의 종류에는 비콘 프레임, 데 이터 프레임, 확인 프레임 및 명령 프레임 등이 있으며, 이들 프레임들은 지그비 표준에서 규정하는 프레임 종류와 동일하고, 그 구조도 지그비 표준을 따른다.

비콘 프레임은 원격제어기(100)에서 전원제어부(200)과 동기를 위해 전송하는 프레임이고, 데이터 프레임(또는 명령어 프레임)은 원격제어기(100)이 전원제어부(200)이 댁내 기기(기기1, 기기2, ---- 기기n)들의 설정 정보 및 설정된 기기의 동작제어정보(전원 온/오프, 동작 제어 스텝 정보)들을 전송하기 위한 프레임이다.

원격제어기(100)에서 전원제어부(200)에 데이터를 전송할 때, 먼저 비콘 프레임이 전송하고 이어서 상기 데이터 프레임 또는 명령 프레임을 전송한다.

지그비 표준에서 제시하는 일반적인 프레임 구조는 하기 <표 1>과 같다.

frame
control
(FC)

sequence
number
(SN)

destination
address
(DA)

source
address
(SA)

frame
payload

FCS

<표 1>에서 프레임 제어필드 FC는 프레임 종류를 정의하고 보안기능 선택, 어드레싱 방법 등을 정의한다.

여기서 프레임 종류는 비콘 프레임, 데이터 프레임, 확인 프레임, 명령 프레임 등을 나타낸다. 시퀀스 번호 SN은 프레임의 시퀀스 번호를 나타내는 영역이며, DA 및 SA는 발신 및 착신측의 주소를 나타내는 영역이다. 프레임 페이로드 필드는 각 정보 프레임에 따라서 그 내용을 추가하기 위한 영역이고, 가변적인 크기를 가질 수 있다. FCS(frame check sequence) 필드는 프레임 보호를 위한 CRC(cyclic redundancy checking) 코드를 삽입하기 위한 영역이다.

그리고 데이터 프레임의 프레임 페이로드 영역은 선택 기기의 정보 및 선택된 기기의 동작 제어 정보들을 저장할 수 있으며, 그 구조는 <표 2>와 같이 구성할 수 있다.

<표 2>는 본 발명의 실시예에서 상기 데이터 프레임의 페이로드 영역에 전송될 수 있는 기기들이 설정 및 제어명령어들의 예가 될 수 있다. <표 2>에서 기기설정 정보는 원격 제어를 하고자 하는 기기를 식별하는 정보가 될 수 있으며, 동작제어정보는 설정된 기기의 동작을 제어하기 위한 제어명령어가 될 수 있다.

기기지정정보	동작제어정보
기기 1	전원 온/오프 및/또는 동작 스텝 제어 정보
기기 2	전원 온/오프 및/또는 동작 스텝 제어 정보
기기 3	전원 온/오프 및/또는 동작 스텝 제어 정보
-	-
기기 n	전원 온/오프 및/또는 동작 스텝 제어 정보

도 4a 및 도 4b와 같은 구성을 가지는 원격제어기(100)의 키입력부(140)은 도 3과 같은 기기들을 설정할 수 있는 키들과 선택된 기기의 동작의 동작 제어명령을 발생할 수 있는 키들을 구비할 수 있다.

이때 키입력부(140)의 기기301 - 30n들을 선택하는 키는 숫자키 또는 독립적으로 구성된 기기 선택키들을 구비할 수 있다. 또한 기기의 동작을 제어하기 위한 키는 전원 온/오프키, 기기의 동작을 스텝 단위로 구동하기 위한 키(예를 들면 업/다운키 등)들을 구비할 수 있다.

또한 사용자는 집에서 원격 이격된 위치에서 외부 전화기(유선 또는 휴대 전화기)를 통해 원격 제어명령을 발생할 수 있다.

이런 경우 사용자는 외부 전화기를 이용하여 상기 도 4b와 같은 구성을 가지는 원격제어기(100)이 원격 제어명령임을 감지할 수 있는 제어코드를 먼저 입력하고, 숫자키를 이용하여 제어하고자 하는 기기를 선택하는 번호를 입력하고, 설정된 전원 온/오프키 및/또는 기기 동작을 제어하기 위해 설정된 키 입력을 발생한다. 그러면 전화인터페이스부(160)은 이를 제어부(110)에 전달한다.

메모리(120)은 키입력부(140) 및 전화인터페이스부(160)을 통해 수신되는 기기 선택 및 동작 제어 키들에 대응되는 매핑 테이블을 구비할 수 있다.

즉, 키입력부(140) 또는 전화인터페이스부(160)에서 입력되는 기기선택신호들에 대응되는 기기들의 식별정보들을 각각 대응되도록 매핑하여 저장하고 있으며, 또한 이들 기기들의 동작을 제어하기 위한 정보들을 저장하고 있다.

따라서 제어부(110)은 기기선택 및 동작제어 요구신호가 수신되면, 메모리(120)의 해당 테이블들로부터 제어 대상의 기기 및 동작 제어 정보를 확인한 후, <표 2>와 같은 선택된 기기 및 동작 제어정보들을 설정하고, 이를 이용하여 데이터 프레임을 생성한다.

그리고 <표 1>과 같은 구조의 비콘 프레임 및 생성된 데이터 프레임을 생성하여 무선통신부(130)에 전달하며, 무선통신부(130)은 이를 제어메시지로 출력한다.

다음으로 도 3의 전원제어부(200)의 구성 및 동작을 도 5a 및 도 5b를 참조하여 살펴본다.

도 5a는 전원제어부(200)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 5b는 도 5a의 위상제어부(270)가 실리콘제어정류기(silicon controlled rectifier)인 경우의 연결 관계를 도시하는 도면이다.

전원제어부(200)은 옥내 배전반에 설치될 수 있으며, 또한 거실 등과 같은 실내의 특정 위치에 설치될 수 있다.

전원제어부(200)은 기기301 - 30n의 동작전원으로 공급되는 옥내 교류전원의 위상을 제어하여 전원제어메시지를 생성한다.

도 5a를 참조하면, 무선수신부(230)은 원격제어기(100)에서 전송되는 제어메시지를 수신한다.

이때 수신되는 제어메시지는 지그비 통신 형태의 메시지가 될 수 있다.

메모리(220)은 전원제어부(200)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 수신되는 제어메시지에 의해 옥내 교류전원의 위상을 제어하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.

또한 메모리(220)은 제어메시지에 따라 교류전원의 위상을 제어하기 위한 데이터들을 저장할 수 있다.

제어부(210)은 무선수신부(230)에서 수신되는 제어메시지를 분석한 후, 제어메시지에 따라 교류전원의 위상을 제어하여 기기301 - 30n을 제어하기 위한 전원제어메시지를 생성하는 전원 제어신호를 발생한다.

표시부(240)은 제어부(210)의 제어하에 전원제어부(210)의 동작 상태를 표시한다.

키입력부(250)은 기기301 - 30n의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 발생할 수 있다. 여기서 표시부(240) 및 키입력부(250)은 생략될 수 있다.

영교차검출부(zero-crossing detector)(260)은 전원선로에 연결되며, 전원선로의 옥내 교류전원의 영교차(zero cross) 지점을 검출하며, 영교차 검출신호를 제어부(210)에 전달한다. 이때 영교차검출부(260)은 옥내 교류전원이 음전원에서 양전원으로 전환되는 시점(옥내 교류전원의 위상이 0도가 되는 시점)에서 제1영교차 검출신호를 발생하고, 양전원에서 음전원으로 전환되는 시점(옥내 교류전원의 위상이 180도가 되는 시점)에서 제2영교차 검출신호를 발생한다.

제어부(210)은 무선수신부(230)을 통해 제어메시지가 수신되지 않으면 영교차검출부(260)의 출력을 무시한다.

무선수신부(230)에서 제어메시지가 수신되면, 제어부(210)은 제어메시지를 분석하며, 영교차검출부(260)에서 출력되는 영교차검출신호에 동기시켜 분석 결과에 따른 전원제어신호를 위상제어부(270)에 출력한다.

이때 전원제어신호는 옥내 교류전원의 위상을 제어하는 신호가 될 수 있다.

그러면 위상제어부(270)은 전원제어신호에 의해 옥내 교류전원의 위상을 제어하여 기기301 - 30n의 동작을 제어하기 위한 전원제어메시지를 발생한다.

도 5b를 참조하면, 위상제어부(270)은 전류제어기를 사용할 수 있다. 전류제어기는 제어신호에 의해 교류전원의 위상을 제어할 수 있는 소자로써, 실리콘 제어정류기(Silicon controlled rectifier), 트라이악(Triac) 등이 될 수 있다.

실리콘제어정류기는 양극(anode), 음극(cathode), 게이트(gate)의 3단자로 구성되어 있으며, 게이트에 제어신호가 인가되면 지속적인 게이트 전류의 공급 없이도 주회로에 역전류가 인가되거나 전류가 유지전류(holding current) 이하로 떨어질 때까지 통전상태를 유지하는 교류전력 제어용 소자이다.

그리고 트라이악은 2개의 실리콘 제어 정류기(SCR)로 구성되는 쌍방향 소자로써, 교류와 같이 양전원 및 음전원이 번갈아 바뀌는 전원을 제어할 수 있다.

조명전원을 발생하는 구성으로 트라이악을 사용하는 경우에는 위상제어부(270)을 하나의 소자로 구성할 수 있으며, 실리콘제어정류기를 사용하는 경우에는 도 5b에 도시된 바와 같이 두 개의 실리콘제어정류기들을 사용하여 구성할 수 있다.

또한 교류전원의 상측 파형 또는 하측 파형만을 제어하는 경우, 실리콘제어정류기는 하나만 사용하여 위상 제어 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 실리콘제어정류기를 사용하는 것으로 가정하여 설명한다.

위상제어부(270)에서 발생되는 전원 제어메시지는 교류전원의 위상이 설정된 형태로 제어된 형태가 될 수 있으며, 전원 제어메시지는 전원선로를 통해 각 기기301 - 30n에 인가된다.

전원제어부(200)의 제어부(210)에서 출력되는 전원제어신호는 <표 3>과 같은 구조를 가질 수 있으며, 전원선로를 통해 출력되는 전원 제어메시지의 형태도 이와 동일한 형태를 가질 수 있다.

시작정보

기기 지정 정보

제어 명령어

종료 정보

<표 3>에서 시작정보(start information)는 전원제어의 시작임을 표시하는 정보로써, 옥내 교류전원의 양전원 및/또는 음전원의 위상을 제어하는 정보가 될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 옥내 교류전원의 2주기를 사용한다고 가정한다.

기기 지정정보(channel address information)는 기기301 - 30n의 식별정보가 될 수 있다. 이때 기기 지정정보도 옥내 교류전원의 양전원 및/또는 음전원의 위상을 제어하는 정보가 될 수 있다.

첫 번째, 기기 지정정보를 지정하는 방법은 제어하고자 하는 기기301 - 30n의 수 만큼 교류전원의 주기를 할당하여 설정할 수 있다.

예를 들면 기기301 - 30n의 수가 10개면 기기 지정정보를 생성하기 위한 옥내 교류전원의 주기를 10주기로 설정하고, 각 교류전원의 1주기 구간을 특정 기기에 할당하는 방법(기기 지정정보의 교류전원 주기들에서 기기1의 지정은 첫 번째 주기에 할당하고, 기기2의 지정은 두 번째 주기에 할당하는 방법으로 마지막 기기10의 지정은 10번째 주기에 할당하는 방법)이다.

이는 일종의 시간분할 제어 (time division multiplex) 방식으로 기기 지정정보에 할당된 각 교류전원의 주기가 기기301 - 30n에 1:1로 매칭되도록 설정하는 방법이다.

두 번째, 기기 지정정보를 지정하는 방법은 기기301 - 30n의 수에 따라 이를 디지털 방식으로 지정하는 방법을 사용할 수 있다.

즉, 기기301 - 30n의 수가 16개 이하이면 옥내 교류전원의 4주기를 사용할 수 있다. 예를 들면 첫 번째 기기를 지정하는 경우 기기 지정정보를 0000으로 출력하여 기기 지정정보의 교류전원 구간에서 교류전원의 위상을 제어하지 않으며, 두 번째 기기를 지정하는 경우 기기 지정정보를 0001로 출력하여 기기 지정정보의 교류전원 구간에서 교류전원의 마지막 4번째 주기의 위상을 제어하고, 10번째 기기를 지정하는 경우 기기 지정 정보를 1010으로 출력하여 기기 지정정보의 교류전원의 구간에서 교류전원의 첫 번째 주기 및 세 번째 주기의 위상을 제어하는 방법이다.

또한 위와 같은 두 가지의 기기 지정정보 지정 방법 이외에 다른 설정 패턴으로 기기 지정정보 구간에서의 교류전원의 위상을 제어할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는 두 번째의 방법을 사용한다고 가정한다.

제어명령어는 기기 지정정보에 의해 설정된 기기의 동작을 제어하기 위한 명령어 정보가 될 수 있다.

제어명령어는 조명기기 및 전기밥솥 등과 같은 가전제품의 경우에는 전원 온/오프 명령어가 될 수 있으며, 모터 등을 사용하는 기기(예를들면 전기 제어에 의해 동작되는 커튼, 창 등)인 경우에는 모터의 동작 스텝을 제어하는 명령어가 될 수 있고, 디밍 컨트롤(dimming control)이 제어되는 조명기기와 같이 전원 온/오프 및 밝기 스텝을 제어하는 명령어를 포함할 수 있다.

이때 제어명령어는 옥내 교류전원의 양전원 및/또는 음전원의 위상을 제어하는 정보가 될 수 있다.

또한 제어명령어를 발생하는 방법은 상기 기기 지정정보의 발생 방법과 같은 방법으로, 제어하고자 하는 제어명령어의 수 만큼 교류전원의 주기를 할당하여 설정할 수 있으며, 또한 제어명령어의 수들을 디지털 방식으로 변환하고 이를 표시할 수 있는 수 만큼의 교류전원의 주기를 할당하여 설정할 수도 있다.

이와 같은 구조의 전원제어신호가 발생되면, 위상제어부(270)에서 발생하는 전원 제어메시지는 도 6과 같은 형태로 발생되어 전원선로를 통해 각 기기301 - 30n에 전송된다.

도 6은 전원제어부에서 옥내 교류전원의 위상을 제어하는 특성을 도시하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 전원 제어메시지는 전원제어신호에 의해 총 14개의 교류전원 주기를 가지는 것으로 가정하고 있다.

이는 2개 주기의 시작정보, 4개 주기의 기기지정정보, 6개 주기의 제어명령어 및 2개 주기의 종료 정보로 이루어진 경우를 가정하고 있다.

옥내 교류전원은 도 6의 6a와 같이 360도(2π)의 주기로 반복되는 신호 파형을 가진다. 그리고 0도에서 180도 구간(0 - π: 이하 전반주기라 칭함)에서 양전원으로 발생되며, 180도에서 360도(π - 2π: 이하 후반주기라 칭함)에서 음전원으로 발생된다. 또한 옥내 교류전원은 특정 주파수로 주기가 반복되는 교류신호이다. 이때 옥내 교류전원의 주파수는 50Hz에서 60Hz 정도의 주파수를 가진다.

여기서 교류전원이 60Hz의 전원주파수를 가진다고 가정하면, 교류전원의 주기(0도 - 360도)는 1.66ms(1/60 Hz)가 되며, 교류전원의 반주기는 0.83ms가 된다. 따라서 교류전원은 1.66ms 간격으로 반복되는 교류신호가 되며, 교류전원의 전반주기는 0 - 0.83ms가 되며, 후반주기는 0.83ms - 1.66ms가 된다.

따라서 교류전원의 전반주기 및 후반주기의 위상 및/또는 시간을 적절하게 제어하면 전원 제어메시지를 발생할 수 있다.

이하 설명되는 본 발명의 실시예에서는 전원 제어메시지는 옥내 교류전원의 위상을 제어하여 생성하는 것으로 가정하여 설명한다. 그리고 전원 제어메시지는 도 6의 6c와 같이 상기 옥내 교류전원의 양전원을 제어하는 것으로 가정한다.

먼저 제어부(210)이 무선수신부(230)을 통해 제어메시지를 수신하면, 제어메시지를 분석하여 사용자에 의해 지정된 기기 및 동작 제어 명령을 확인한다.

이후 제어부(210)은 영교차검출부(260)에서 영교차검출신호 발생시 순차적으로 상기 시작정보, 기기 지정정보, 제어명령어 및 종료 정보로 이루어지는 전원제어신호를 발생한다.

이때 제어부(210)이 옥내 교류전원의 위상을 제어하는 전원제어신호를 발생할 때, 옥내 교류전원에 영향이 덜 미칠 수 있도록 위상 제어를 행한다.

이는 옥내 교류전원이 각 기기301 - 30n들의 동작전원으로 사용되기 때문이다. 즉, 전원 제어메시지의 위상이 제어되면 옥내 교류전원의 위상이 제어되어 도 6의 6c와 같이 동작전원에 영향을 미치게 되기 때문이다.

따라서 기기 지정정보 및 제어명령어의 전원 제어신호는 해당 구간에서 교류전원의 위상 제어를 분산시켜 처리할 수 있도록 배치한다.

예를들어 “0”은 옥내 교류전원의 위상을 제어하는 제어신호이고, “1”은 교류전원의 위상을 제어하지 않는 제어신호라고 가정하면, “0000” 및 “000000”은 사용하지 않는다. 이는 위상제어된 옥내 교류전원은 댁내의 각 기기301 - 30n의 동작전원으로 사용되므로, 안정된 동작전원을 공급하기 위하여 “0”이 많이 포함되지 않도록 하며, 또한 “0”이 연속되지 않도록 설정하는 바람직하다.

또한 기기 지정정보의 전원제어신호의 설정 방법은 1111, 1110, 1101, 1011, 0111, 1010, 0101, 1001, 1100, 0110, 0011, 0100, 0010, 1000, 0001의 할 수 있다. 그리고 가장 많이 제어하는 기기의 설정정보를 1111로 설정하여 위와 같은 순서로 많이 사용하는 기기들의 지정정보들을 할당할 수 있다.

이와 같이 할당하면 전원 제어메시지의 위상 제어에 의해 기기301 - 30n의 동작전원으로 공급되는 옥내 교류전원에 영향을 덜 미칠 수 있게 된다.

또한 위상 제어는 도 6의 6e에 도시된 바와 같이 옥내 교류전원의 반주기 이하인 1/16 주기인 1.04ms 에서 1/4 주기인 4.16ms 사이의 값으로 설정하여 전력상황을 고려하면서 제어하여 상기 옥내 교류전원에 영향을 덜 미치도록 한다.

따라서 제어부(210)에서 출력되는 전원 제어신호는 위와 같은 조건을 만족하는 위상제어신호로 발생되도록 한다.

이와 같이 전원제어신호가 발생되면, 위상제어부(270)은 도 6의 6a와 같은 옥내 교류전원을 전원제어신호에 의해 도 6의 6c와 같이 위상제어하여 전원선로에 출력한다.

이때 제어부(210)은 영교차 검출신호가 발생될 때 마다 교류전원의 설정된 구간(교류전원의 주기: 도 6c의 경우 옥내 교류전원의 14주기)에서 전원 제어신호를 발생되며, 위상제어부(270)은 교류전원이 음전원에서 양전원으로 교차되는 시점에서 전원제어신호에 따라 양전원을 그대로 전원선로에 전달하거나 또는 차단하여 도 6c는 전원 제어메시지를 전원선로에 발생한다.

도 6c와 같은 전원 제어메시지는 기기설정 정보 “1010”인 기기에 전원을 온시키라는 명령어를 전송하는 경우의 예를 도시하고 있다.

<표 4>는 전원 메시지의 예를 나타내고 있다. 여기서 기기지정정보가 1010인 기기는 전원 온/오프의 제어명령어를 필요로 하는 기기이고, 0101인 기기는 전원/온오프 및 스텝 단위의 제어를 필요로 하는 기기(예를 들면 dimming control이 가능한 조명기기)라고 가정한다.

기기지정정보	제어명령	설명
1010	111111	1010 기기의 전원 온 명령어
1010	011111	1010 기기의 전원 오프 명령어
0101	111111	0101 기기의 전원의 전원 온 명령어
0101	011111	0101 기기의 전원전원 오프 명령어
0101	101110	0101 기기의 전원 온 및 1110 스텝으로 조명을 제어하라는 명령어
0101	100101	0101 기기기의 전원 온 및 101 스텝으로 조명을 제어하라는 명령어
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여기서 0인 전원제어신호는 해당 교류전원 주기에서 교류전원의 위상을 제어하라는 신호가 될 수 있다.

이때 위상을 제어하는 방법은 교류전원 주기에서 도 6의 6c와 같이 양전원의 위상을 제어하는 방법, 6d와 같이 음전원의 위상을 제어하는 방법, 또는 6e와 같이 양전원 및 음전원의 일정 위상 구간을 제어하는 방법들 중의 한가지 위상 제어 방법을 사용할 수 있다.

6c와 같은 전원 제어메시지는 전원선로를 통해 각 기기301 - 30n에 전달된다. 그러면 기기301 - 30n은 전원선로에 전원 제어메시지가 발생되고, 이를 디코딩하여 자신에게 설정된 기기 지정정보인가 판단하여, 자신에 관련된 기기 지정정보이면 제어명령어를 분석하여 해당 기기의 동작을 제어한다.

이때 기기301 - 30n은 제어 형태에 따라 전원 온/오프만 제어하는 기기, 기기의 동작을 스텝 단위로 제어하는 기기, 전원 온/오프 및 동작을 스텝 단위로 제어하는 기기 등이 있을 수 있다. 기기301 - 30n은 자기 고유의 식별정보인 기기 지정정보 및 제어 형태에 따른 제어명령어 테이블들을 구비하고 있어야 한다.

도 7a는 전원 온/오프만 제어하는 기기의 구성을 도시하는 도면이며, 도 7b는 동작을 스텝단위로 제어하는 기기의 구성을 도시하는 도면이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 각 기기301 - 30n은 전원선로 상의 전원제어메시지를 검출하는 지연기(355) 및 비교기(357)과, 자기 고유의 식별정보 및 제어 명령어 테이블을 구비하는 메모리 및 상기 검출된 전원 제어메시지를 분석하여 자기 고유 식별정보와 제어메시지의 기기 설정정보가 일치하면 수신되는 제어명령어에 따라 기기의 동작을 제어하는 기기제어부(351) 등을 구비할 수 있다.

여기서 지연기(355)는 전원선로에 연결되며, 전원선로의 옥내 전원을 설정된 위상 지연시킨다. 지연 위상은 90도 또는 180도로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고 비교기(357)은 지연기(355)에서 출력되는 지연된 옥내 전원과 정상 위상의 옥내 전원을 입력하며, 두 전원을 비교한다.

이런 경우, 전원제어메시지에 의해 위상이 제어된 전원인 경우, 비교기(357)은 해당하는 전원의 파형 주기에서 펄스신호를 발생하게 된다. 즉, 지연기(355) 및 비교기(357)은 전원선로 상에서 위상이 제어된 전원제어메시지를 검출하는 기능을 수행한다.

여기서 지연기(355)는 진연기를 사용할 수 있다. 이런 경우, 진연기는 설정된 위상 만큼 빠른 위상의 옥내 전원을 입력하게 된다. 이런 경우 비교기(357)은 지연기(355)를 사용하는 것과 동일한 형태로 비교 신호를 발생하게 된다.

그러면 기기제어부(351)은 비교기(357)에서 출력되는 전원 제어메시지를 메모리(353)의 정보에 따라 분석하여 자신을 지정하는 전원 제어메시지이면 해당 기기의 동작을 제어한다.

이때 기기가 전원 온/오프만 제어하는 기기이면, 기기제어부(351)은 전원스위치(361)을 제어하여 해당 기기의 전원을 온 또는 오프시킨다. 그리고 기기가 전원 온/오프 및 동작을 스텝 단위로 제어하는 기기이면, 기기제어부(351)은 구동부(363)을 제어하여 모터(365)의 동작을 상기 제어 명령어 따른 동작으로 제어한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 실내 또는 실외에서 원격제어기를 통해 댁내의 각 기기들의 동작을 제어할 수 있으며, 기기들에 인가되는 옥내 교류전원의 위상을 제어하여 전원선로에 연결되는 댁내의 각 기기들의 동작을 원격 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전원제어부(200)의 전원선로에 전원제어메시지를 발생하는 절차를 도시하는 흐름도이고, 도 9는 전원선로에 연결된 기기들이 전원 제어메시지에 의해 해당 기기의 동작을 제어하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 원격제어기(100)에서 출력되는 제어메시지가 수신되면, 전원제어부(200)의 제어부(210)은 411단계에서 이를 감지하고, 413단계에서 수신된 제어메시지를 분석한다.

이때 제어메시지는 <표 2>와 같은 기기 지정정보 및 제어 명령어 정보들을 포함하고 있다.

이후 제어부(210)은 415단계에서 기기 지정정보 및 제어 명령어를 전원 제어메시지로 생성하기 위한 전원제어신호를 생성하며, 이때의 전원제어신호는 <표 3>과 같은 구조를 가질 수 있다.

따라서 상기 전원 제어신호를 생성한 후, 상기 영교차검출부(260)에서 영교차 검출신호를 발생하면, 상기 제어부(210)은 417단계에서 이를 감지하고 419단계에서 설정된 위상 구간에서 전원제어신호를 영교차검출부(260)의 출력에 동기시켜 위상제어부(270)에 출력한다.

그리고 전원제어신호의 종료시점이 되면, 제어부(210)은 421단계에서 이를 감지하고 전원제어신호의 발생을 종료한다.

도 9는 기기301 - 30n이 전원 제어메시지에 따라 기기의 동작을 제어하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 511단계에서 전원선로 상의 옥내 교류전원을 디코딩하여 위상제어된 옥내 교류전원인가를 감지하고, 513단계에서 위상제어된 교류전원이 시작정보를 포함하고 있는가 검사한다.

이때 시작정보는 정상적인 교류전원에서 위상제어된 교류전원이 설정된 교류전원 주기 이상이 발생되면, 기기제어부(351)은 이를 전원 제어메시지의 시작정보로 판단한다.

도 6의 경우에는 연속적으로 위상제어된 두 주기의 교류전원이 감지되면 이를 전원 제어메시지의 시작으로 판단한다.

시작정보를 감지하면, 기기제어부(351)은 515단계에서 전원 제어메시지의 발생임을 감지하고, 517단계에서 이어지는 옥내 교류전원을 디코딩하여 자기 고유의 식별정보와 동일한가를 검사한다.

이때 상기 시작 정보에 이어지는 기기 지정정보는 설정된 교류전원의 주기에 포함되며, 도 6의 경우에는 4개의 교류전원 주기가 될 수 있다.

따라서 기기제어부(351)은 시작정보에 이어지는 4개의 교류전원 주기 동안의 교류전원을 디코딩하여 전원 제어메시지에 포함된 기기 지정정보를 디코딩할 수 있으며, 기기 지정정보를 내부의 메모리에 저장된 자기 고유식별정보에 비교하여 일치하는가 검사한다.

이때 두 정보가 일치하지 않으면, 기기제어부(351)은 517단계에서 자기에 관련된 전원 제어메시지가 아님을 감지하고 511단계로 되돌아가 다음 전원 제어메시지에 대비한다.

그러나 전원 제어메시지에 포함된 기기 지정정보가 자기 고유의 식별정보와 동일하면, 기기제어부(351)은 517단계에서 자기에 관련된 전원 제어메시지임을 감지하고, 519단계에서 이어지는 제어명령어를 디코딩한다.

이때 제어명령어의 전송 구간은 제어명령어의 크기에 따라 가변적인 주기를 가질 수 있다.

기기제어부(351)은 519단계에서 이어지는 제어명령어를 디코딩한 결과에 따라 521단계에서 해당 기기의 동작을 제어한다.

이때 동작 제어는 전원 온, 전원 오프, 모터를 제어명령어에 제어하여 해당 기기의 동작을 제어할 수 있다.

이와 같이 기기301 - 30n은 전원선로 상의 전원 제어메시지를 분석하여 자신에 관련된 제어명령어를 포함하면, 제어명령어에 따라 해당 기기의 동작을 제어한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전원제어장치의 구성 예를 도시하는 도면이다.

도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 원격제어기의 구성을 보여주는 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시된 전원제어부의 구성을 보여주는 도면이다.

도 7a 및 도 7b는 도 3에서 각 기기들의 구성을 도시하는 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 전원제어부에서 전원제어메시지를 생성하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 기기들이 전원제어메시지를 디코딩하여 전원을 제어하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 송신부 12 : 제 1영교차 검출부

14 : 위상제어부 16 : 송신제어부

20 : 수신부 22 : 제 2영교차 검출부

24 : 비교기 26 : 수신제어부

100 : 원격제어기 110 : 제어부

120 : 메모리 130 : 무선통신부

140 : 키입력부 150 : 표시부

160 : 전화 인터페이스부 200 : 전원제어부

210 : 제어부 220 : 메모리

230 : 무선수신부 240 : 표시부

250 : 키입력부 260 : 영교차 검출부

270 : 위상제어부

Claims

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사용자의 선택에 따라 전원선로에 연결된 기기를 제어하기 위한 제어메시지를 발생하는 원격제어기와;

상기 제어메시지를 분석하여 상기 전원선로에 흐르는 교류전원의 1주기에서 양전원구간의 위상이나 음전원 구간의 위상 중에서 적어도 어느 하나에 대해 1/16 주기로부터 1/4 주기 사이를 오프시켜 위상을 절단하여 상기 교류전원의 위상을 제어하여 기기지정정보 및 제어명령어를 포함하는 전원제어메시지를 발생하는 전원제어부와; 및

상기 전원제어메시지가 자신의 기기지정정보이면 이어지는 제어명령어에 따라 상기 기기의 동작을 제어하는 복수의 기기를 포함하되,

상기 기기는, 상기 전원선로의 위상을 지연하는 지연기와; 상기 지연기에서 위상지연된 상기 교류전원과 정상 위상의 교류전원을 비교하는 비교기; 및 상기 비교기 출력을 분석하여 상기 전원제어메시지의 발생 여부를 판단하며, 상기 전원제어메시지의 상기 기기지정정보가 자신이면 이어지는 상기 제어명령어에 따라 상기 기기의 동작을 제어하는 기기제어부를 포함하고,

상기 원격제어기와 상기 전원제어부는 무선통신부를 더 구비하며,

상기 원격제어기는 통신인터페이스를 더 구비하여, 통신라인을 통해 수신되는 기기제어명령에 따라 제어메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 기기의 제어장치.
제 10항에 있어서, 상기 전원제어부는,

상기 전원선로의 영교차지점을 검출하는 영교차검출부와;

상기 제어메시지를 분석하여 전원제어를 위한 기기설정 및 설정된 기기의 동작을 제어하기 위한 정보를 포함하는 전원제어신호를 상기 영교차검출부의 출력에 동기시켜 출력하는 제어부; 및

상기 전원제어신호에 의해 상기 전원선로의 교류전원 위상을 제어하여 상기 전원제어메시지를 출력하는 위상제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기기의 제어장치.
제 11항에 있어서, 상기 전원제어부의 위상제어부는 실리콘 제어정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기기의 제어장치.
제 10항에 있어서, 상기 무선통신부는 지그비 통신부인 것을 특징으로 하는 기기의 제어장치.
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제 10항에 있어서, 상기 전원제어메시지는,

상기 전원제어메시지의 시작정보와;

전원 제어 대상인 기기 지정정보와;

설정된 상기 기기의 동작을 제어하는 제어명령어; 및

상기 전원제어메시지의 종료 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기기의 제어장치.
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사용자의 선택에 따라 전원선로에 연결된 기기를 제어하기 위한 제어메시지를 발생하는 과정과;

상기 제어메시지를 분석하여 상기 전원선로에 흐르는 교류전원의 1주기에서 양전원구간의 위상이나 음전원 구간의 위상 중에서 적어도 어느 하나에 대해 1/16 주기로부터 1/4 주기 사이를 오프시켜 위상을 절단하여 상기 교류전원의 위상을 제어하여 기기지정정보 및 제어명령어를 포함하는 전원제어메시지를 발생하는 과정; 및

상기 전원선로에 연결되는 기기들이 상기 전원제어메시지를 분석하여 자신의 기기지정정보이면 이어지는 상기 제어명령어에 따라 상기 기기의 동작을 제어하는 과정을 포함하되,

상기 기기의 동작을 제어하는 과정은,

상기 전원선로에 흐르는 상기 교류전원의 위상을 지연하는 과정과;

위상지연된 상기 교류전원과 정상 위상의 교류전원을 비교하는 과정; 및

상기 비교 결과를 분석하여 상기 전원제어메시지의 발생 여부를 판단하며, 상기 전원제어메시지의 기기지정정보가 자신이면 이어지는 제어명령어에 따라 기기의 동작을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기기의 제어방법.
제 20항에 있어서, 상기 전원제어메시지를 발생하는 과정은,

상기 제어메시지를 분석하여 전원제어를 위한 기기설정 및 설정된 기기의 동작을 제어하기 위한 정보를 포함하는 전원제어신호를 영교차검출신호에 동기시키는 과정; 및

상기 전원제어신호에 의해 상기 전원선로의 교류전원 위상을 제어하여 상기 전원제어메시지로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기기의 제어방법.
제 20항에 있어서, 상기 전원제어메시지는,

상기 전원제어메시지의 시작정보와;

전원 제어 대상인 기기 설정 정보와;

설정된 상기 기기의 동작을 제어하는 제어명령어; 및

상기 전원제어메시지의 종료 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기기의 제어방법.
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