KR101583624B1 - Dynamic lighting control system for underground space - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하공간과 같은 무창 공간 내에 자연광의 변화와 유사한 환경을 제공할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 무창 구조로 이루어진 지하공간의 부정적 이미지와 심리적, 생리적 영향을 해소하기 위해, 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 다양하게 변화하는 자연광 특성을 분석하고, 이를 기반으로 LED 광원의 파장별 빛의 강도 조절을 통해 자연광과 유사한 빛 환경을 연출함으로써, 재실자의 시쾌적성을 확보하면서 에너지 소비를 절감할 수 있는 동시에, 주거, 사무실, 상점 등과 같은 지하공간의 영역별 특성에 따른 색, 색온도, 조도 등의 조명 환경을 자동 및 수동으로 제어하고, 재실자 위치 및 행위 등의 기타 상황 변화에 따른 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템이 제공된다. The present invention relates to a dynamic lighting control system for a non-lighting space configured to provide an environment similar to a natural light change in a non-lighting space such as an underground space. According to the present invention, In order to solve the psychological and physiological effects, the natural light characteristics varying according to the time and seasonal sky conditions are analyzed. Based on this, the light environment similar to the natural light is produced through the adjustment of the intensity of light according to the wavelength of the LED light source, It is possible to automatically and manually control the lighting environment such as color, color temperature, and illumination according to the characteristics of the underground space such as residence, office, shop, etc., And a lighting system configured to automatically control a lighting environment according to other situations such as an action, A dynamic lighting control system for space is provided.

Description

무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템{Dynamic lighting control system for underground space}[0001] Dynamic lighting control system for underground space [

본 발명은 실내의 조명을 자동으로 제어하는 조명제어 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는, 지하공간과 같은 무창 공간 내에 자연광의 변화와 유사한 환경을 제공할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting control system for automatically controlling lighting in a room, and more particularly, to a lighting control system for automatically controlling lighting in a living room, ≪ / RTI >

또한, 본 발명은, 상기한 바와 같이 자연광의 변화에 기반하여 지하공간과 같은 무창 공간 내의 조명을 제어하는데 더하여, 시간 및 공간, 사용자의 위치와 행위 등을 감지하고 상황해석에 기반하여 사용자의 현재 상황에 적합한 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템에 관한 것이다.
In addition to controlling lighting in a non-lighting space such as an underground space based on a change in natural light as described above, the present invention detects time and space, a user's location and behavior, And more particularly, to a dynamic lighting control system for a non-lighting space configured to automatically control a lighting environment suitable for a situation.

최근, 도시화가 급격히 진행되면서 인구 과밀화 현상과 심각한 토지 부족 및 교통, 환경 문제 등이 사회적인 문제로 대두되고 있으며, 이러한 문제들을 해결하고 도심 공간의 효율적인 이용을 위하여 지하공간의 개발이 새로운 대안으로 주목받고 있다.
In recent years, as the urbanization has progressed rapidly, population overcrowding, serious land shortages, traffic and environmental problems have become social problems. In order to solve these problems and to utilize the urban space effectively, underground space development has attracted attention as a new alternative have.

즉, 도시의 지상 공간 부족에 따라 공간 이용의 효율을 높이기 위한 방안으로 지하공간의 개발이 이루어지고 있으며, 최근에는, 코엑스몰과 같은 복합 문화시설이나, 광화문 지하 박물관처럼 그 활용도 또한 점차 커지고 있다.
In other words, underground space has been developed as a way to increase the efficiency of space utilization due to the lack of space in the city. Recently, it has been used more and more like the complex cultural facility such as COEX Mall or Gwanghwamun Underground Museum.

상기한 바와 같이, 지하공간은, 토지의 효율적 이용과 에너지 절감 등의 많은 장점이 있으나, 외부 자연 환경과의 격리로 인한 불충분한 채광과 환기, 소음 등의 여러 가지 환경적인 문제점이 있다는 단점이 있고, 그 중, 자연 채광의 부족은 거주자에게 심리적 불안감 등의 부정적인 영향을 미치는 대표적인 요인이 된다.
As described above, the underground space has many merits such as efficient use of land and energy saving, but it is disadvantageous in that there are various environmental problems such as insufficient mining, ventilation and noise due to isolation from the external environment , Among which the lack of natural light is a typical factor affecting residents negatively such as psychological anxiety.

더 상세하게는, 일반적으로, 지하공간은, 자연환경과의 격리로 인해 불충분한 채광과 환기 등 환경적인 문제점을 내포하고 있고, 이는 거주자의 물리적인 스트레스를 발생시키며 업무의 효율성 및 생산성을 저하시킨다는 연구결과가 제시된 바 있다(참고문헌 1 참조).
More specifically, in general, an underground space has environmental problems such as insufficient mining and ventilation due to isolation from a natural environment, which causes physical stress of a resident and degrades work efficiency and productivity The results of the study have been presented (see Reference 1).

즉, 지하공간은, 일반적으로, 건축 구조상 자연채광의 유입이 불가능한 구조로서, 이와 같이 자연광의 차단으로 인해 지하 거주자의 심리적, 환경적 문제를 초래하는 문제가 발생하게 되는 우려가 있고, 따라서 지하공간의 활성화를 위해서는 공간의 질적 제고가 선행되어야 한다.
In other words, the underground space is a structure in which natural light can not flow in the building structure in general. Thus, there is a concern that a problem of causing psychological and environmental problems of underground residents due to the interruption of natural light occurs. It is necessary to improve the quality of space.

더 상세하게는, 빛과 조명은 지하공간의 질을 결정할 수 있는 가장 중요한 요소이며, 사람이 오감을 통해 얻는 여러 정보 가운데 전체 정보량의 87%가 시각정보이고, 시각과 직접적으로 관계되는 것이 조명이다(참고문헌 2 참조).
More specifically, light and illumination are the most important factors that determine the quality of the underground space. Among the various information obtained through human senses, 87% of the total information is visual information, and it is directly related to the visual (See Reference 2).

특히, 자연채광은 시 환경의 질을 향상시켜 온화함, 외부세계와의 연계성 향상, 시간과 날씨의 변화를 감지시켜주는 생리적인 장점 등을 수반한다(참고문헌 3 참조).
Especially, natural lighting improves the quality of the city environment, which is accompanied by mildness, improved connection with the outside world, and physiological advantage of detecting changes in time and weather (Ref. 3).

따라서 지하공간 거주자에게 건강하고 편안한 환경을 제공하여 지하공간의 환경을 개선하기 위해서는, 거주자의 생체리듬과 부합하는 자연광과 유사한 광 환경(색온도, 조도)을 제공해야 한다.
Therefore, in order to provide a healthy and comfortable environment for the residents of the underground space, it is necessary to provide the light environment (color temperature, illumination) similar to the natural light that matches with the biorhythm of the resident in order to improve the underground space environment.

또한, 이를 위해서는, 자연광의 스펙트럼 특성과 하루의 빛의 리듬, 계절적인 빛의 변화 등을 파악하고, 이를 반영한 인공조명을 설계하여 적절하게 배치하고, 효율적으로 제어하기 위한 기술 개발이 필요하다(참고문헌 4 참조).
In order to do this, it is necessary to develop a technique for grasping the spectral characteristics of natural light, the rhythm of daylight, and seasonal light changes, designing artificial lighting reflecting these, appropriately arranging them, and controlling efficiently 4).

아울러, 지하공간 내 자연 채광 부족으로 인한 문제를 해결하기 위한 종래의 방법으로는, 건물 구조를 이용하여 중정이나 아트리움 등을 통해 자연광을 유입하거나, 또는, 지하실 등의 무창 공간일 경우, 반사거울(미러) 방식, 렌즈 광섬유 방식 등을 활용할 수 있으나, 이러한 방법들은 대부분 경제성이 낮은 문제가 있어, 자연광 변화를 그대로 연출할 수 있는 인공조명 제어 기술에 대한 요구가 증가하고 있다.
As a conventional method for solving the problem caused by lack of natural light in an underground space, natural light is introduced through a building or an atrium by using a building structure, or when the space is a non-building space such as a basement, Mirror) method, and a lens optical fiber method. However, since most of these methods have low economical efficiency, there is a growing demand for an artificial light control technology capable of producing a natural light change as it is.

즉, 자연광은, 시간의 경과에 따라 변화하는 빛의 양과 질을 통해 쾌적한 빛 환경을 생성함으로써, 공간의 질을 향상시키고, 거주자들에게 쾌적한 환경을 조성할 수 있는, 인간에게 가장 자연스럽고 건강하며 긍정적인 빛으로서, 실내 공간에서 대부분의 시간을 보내는 현대인들에게 인공 광원이 지향해야할 기준으로서 그 활용가치가 매우 크다.
In other words, natural light is the most natural and healthy for human beings, which can improve the quality of space and create a comfortable environment for residents by creating a pleasant light environment through the quantity and quality of light that changes with the passage of time As a positive light, it is very useful value for the modern man who spend most of the time in the indoor space as a standard for the artificial light source.

더욱이, 현대인들은 실내 상주시간이 점차 증가되고 있으며, 특히, 지하실과 같이 자연광 유입이 없는 무창 공간에 오랜 시간 동안 상주하는 재실자의 경우, 생체리듬을 정상적으로 유지하기 위해서는 자연광의 양과 질적인 변화를 실내의 조명을 통해 동일하게 연출하여 제공하기 위한 기술 개발이 매우 중요하다.
In order to maintain the biorhythm normally, the quantity and quality of the natural light should be changed to the interior of the indoor space. It is very important to develop the technology to produce the same through the lighting.

여기서, 향후 주요 인공 광원으로 활용될 것으로 기대되는 LED(Light Emitting Diode) 조명은, 고효율과 장수명, 낮은 전력과 친환경적 광원이라는 장점을 가지고 있으며, 특히, RGB 및 백색 LED가 개발됨에 따라, 빛의 조합에 따른 색온도 및 파장 분포의 조절이 가능하므로, 공간의 특성 및 재실자의 행위에 적합한 환경을 제공할 뿐만 아니라, 인간의 건강과 작업 능률 향상 등에도 큰 영향을 줄 수 있다.
Here, LED (Light Emitting Diode) lighting, which is expected to be used as a major artificial light source in the future, has the advantages of high efficiency, long life, low power and an environmentally friendly light source. Especially, with the development of RGB and white LED, It is possible to control the color temperature and the wavelength distribution according to the characteristics of the space and to provide an environment suitable for the behavior of the occupant and also to improve human health and work efficiency.

즉, 최근의 LED 조명은, 자연광 스펙트럼의 대역별 특성을 구현하는 제어기술과, 광원 자체의 기술 향상에 따라, 단순히 어둠을 밝히는 기능에서 벗어나 일출부터 일몰까지 자연광과 유사한 수준으로 자연스럽게 변화하는 광 환경 제공이 가능하다.
In other words, the recent LED lighting has been developed as a control technology that realizes the characteristics of each band of the natural light spectrum and the optical environment that changes naturally from the sunlight to the sunset, Can be provided.

그러나, 최근의 조명에 대한 연구들을 살펴보면, 대부분 형광등과 같은 기존광원 또는 LED 광원의 광학적 요소(파장, 조도, 색온도, 연색지수 등) 중 일부 요소만을 제어하여 인간의 시쾌적성 또는 에너지 절감에 미치는 영향을 비교분석한 결과를 보여주고 있을 뿐, 자연광 변화를 체계적으로 실측 및 분석하여 인공 조명을 통해 자연광과 동일 또는 유사한 환경을 제공할 수 있는 조명 제어기술에 대하여는 제시된 바 없었다.
However, recent studies have focused on controlling only some of the optical elements (wavelength, illuminance, color temperature, color rendering index, etc.) of existing light sources such as fluorescent lamps or LED light sources, There is no description of a lighting control technique that can provide the same or similar environment with natural light through artificial lighting through systematic measurement and analysis of natural light changes.

또한, 기존의 조명 제어방법에 대한 연구들은, 대부분 인공 조명을 대상으로 빛의 파장 분포에 따른 빛의 세기가 인간의 생체리듬(Circadian rhythm)에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 연구들만이 시도되어 왔을 뿐, 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 동적으로 변화하는 자연광의 양적, 질적 특성을 자동으로 측정하고, 이를 체계적으로 분석하여 조명 제어 시스템에 활용한 사례는 제시된 바 없었다.
In addition, studies on existing lighting control methods have been conducted only on artificial lighting, which studies the influence of the light intensity according to the wavelength distribution of light on the human rhythm of the human body (circadian rhythm) , There are no cases of automatically measuring the quantitative and qualitative characteristics of natural light dynamically changing according to the time, season, and seasonal conditions, and analyzing them systematically for utilization in a lighting control system.

또한, 종래에는, 빛의 파장별 세기에 따른 색온도, 연색성 등의 광학적 특성 변화를 실측하여 각 요인 간의 상관도를 연산하고, 빛의 밝기뿐만 아니라 파장 등 기타 광학적 요소가 조명 에너지 소비에 미치는 영향을 추가적으로 분석하여 공간 특성과 재실자 행위 등의 상황 변화에 따라 시 환경 질을 유지하면서 에너지 소비를 최소화할 수 있는 광원 조합 비율을 추출함으로써 LED 조명을 효율적으로 제어할 수 있는 기술내용에 대하여도 제시된 바 없었다.
In addition, conventionally, by measuring the change in optical characteristics such as color temperature and color rendering depending on the intensity of each wavelength of light, the degree of correlation between each factor is calculated, and the influence of not only the brightness of light but also other optical factors such as wavelength, In addition, there has been no description of techniques for efficiently controlling the LED lighting by extracting the light source combination ratio that minimizes the energy consumption while maintaining the environmental quality according to the change of the space characteristic and occupant's behavior .

상기한 바와 같이, 지하공간과 같은 무창 공간의 환경을 개선하기 위하여는, LED 조명을 이용하여 시간의 흐름에 따라 변화하는 자연의 빛과 유사한 광 환경을 서비스함으로써 지하공간의 거주자에게 건강함과 편안함을 제공할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명 제어시스템을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
As described above, in order to improve the environment of a non-lighting space such as an underground space, LED light is used to provide a light environment similar to natural light that changes with time, It is desirable to provide a dynamic lighting control system for a non-lighting space configured to provide a non-lighting space. However, a device or a method that satisfies all such requirements has not yet been provided.

또한, 지하공간의 거주자에게 더욱 건강함과 편안함을 제공하기 위하여는, 상기한 바와 같이 지하공간을 대상으로 인공조명의 광 환경을 시간의 흐름에 따라 변화하는 자연의 빛과 유사하게 제공할 뿐만 아니라, 주거, 사무실, 상점 등과 같은 지하공간의 영역별 특성에 따른 색, 색온도, 조도 등의 조명 환경을 자동 및 수동으로 제어하고, 재실자의 위치와 행위 등의 상황에 따른 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법도 제공되지 못하고 있는 실정이다.
In addition, in order to provide the residents of the underground space with more health and comfort, it is necessary not only to provide the underground space with the light environment of the artificial light similar to the natural light changing with time, Automatically and manually control the lighting environment such as color, color temperature, and illumination according to the characteristics of the underground space such as residential, office, and shop, and automatically control the lighting environment according to the location and behavior of the occupant It is desirable to provide a dynamic lighting control system for a non-lighting space which is configured to be able to satisfy the above-mentioned demands.

[참고문헌] [references]

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2. "지하생활공간 개발 요소기술 연구", 김세동, 류승기, 한국건설기술연구원 2. "Underground Living Space Development Technology Research", Kim Se-dong, Ryu Seung-Ki, Korea Institute of Construction Technology

3. "지하공간에서의 빛과 조명, 그 역할과 당위성", 김건, 대한건축학회지 3. "Light and Lighting in Underground Space, Its Role and Justification", Kim, Gun, Journal of the Architectural Institute of Korea

4. "감성조명의 이해", 노시청, 한국디자인학회 4. "Understanding Emotional Illumination", NOSHI, Korea Society of Design Science

5. 한국산업규격, "KS 조도기준 (KSA 3011-1993)" 5. Korea Industrial Standard, "KS Lighting Standard (KSA 3011-1993)"

6. "조명설비 및 설계", 최홍규 외 7인, 성안당 6. "Lighting Equipment and Design", Choi Hong-gyu and others 7,

7. "주관평가를 통한 공간별 적합 색온도에 관한 연구", 장준호, 이순지, 박병철, 최안섭, 대한건축학회 학술발표대회 논문집
7. "A Study on the Optimum Color Temperature of Each Space by Subjective Evaluation", Jun-Joon Jang, Soonji Lee, Byung Chul Park, Choi An-Seob,

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 무창 구조로 이루어진 지하공간의 부정적 이미지와 심리적, 생리적 영향을 해소하기 위해 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 다양하게 변화하는 자연광 특성을 분석하고, 이를 기반으로 LED 광원의 파장별 빛의 강도 조절을 통해 자연광과 유사한 빛 환경을 연출함으로써, 재실자의 시쾌적성을 확보하면서 에너지 소비를 절감할 수 있는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an underground space having a non- By analyzing various natural light characteristics and adjusting the light intensity according to the wavelength of LED light source based on this, it is possible to create a light environment similar to natural light, And to provide a dynamic lighting control system.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 자연광의 변화에 기반하여 지하공간과 같은 무창 공간 내의 조명을 제어 가능하도록 구성되는 것에 더하여, 시간 및 공간, 사용자의 위치와 행위 등을 감지하고 상황해석에 기반하여 사용자의 현재 상황에 적합한 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되어, 상황변화에 따라 적응적으로 조명환경을 서비스함으로써 주거공간의 에너지를 절감하고 사용자에게 편안함과 편리함을 제공할 수 있는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a lighting system and a lighting system capable of controlling lighting in a non-lighting space such as an underground space based on changes in natural light as described above, Based on the analysis, it is configured to automatically control the lighting environment suitable for the user's current situation. By adaptively lighting the lighting environment according to the changing situation, it is possible to reduce the energy of the living space and provide comfort and convenience to the user And to provide a dynamic lighting control system for a non-lighting space.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 무창 구조로 이루어진 지하공간의 부정적 이미지와 심리적, 생리적 영향을 해소하기 위해 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 변화하는 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 시간, 공간 및 사용자의 위치와 행위를 감지하고 상황해석에 기반하여 상기 사용자의 현재 상황에 적합한 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템에 있어서, 상기 지하공간에 대한 조명을 제공하는 조명장치; 상기 지하공간의 각 공간별 조도 지표 데이터베이스 및 상기 조명장치의 광원에 대한 광 특성 데이터베이스 정보가 저장되어 있는 서버; 파장 및 색온도를 포함하는 자연광의 특성에 대한 정보가 시간대별로 분석되어 저장되어 있는 자연광 특성 데이터베이스; 및 상기 서버에 저장된 상기 각 공간별 조도 지표 데이터베이스와 상기 조명장치의 광원에 대한 광 특성 데이터베이스의 내용 및 상기 자연광 특성 데이터베이스에 저장된 시간대별 자연광 특성에 근거하여 상기 조명장치를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템이 제공된다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an illumination environment adapted to natural light characteristics varying according to a time-of-day and a seasonal ceiling state in order to solve a negative image and psychological and physiological effects of an underground space having a non- A dynamic lighting control system for a non-window space configured to detect time, space, and user's location and behavior, and to automatically control an illumination environment suitable for the current situation of the user based on a situation analysis, An illumination device for providing illumination for the underground space; A server in which an illumination index database for each space in the underground space and optical property database information about a light source of the illumination apparatus are stored; A natural light characteristic database in which information on characteristics of natural light including wavelength and color temperature is analyzed and stored in each time period; And a control unit for controlling the illumination device based on the illuminance index database for each space stored in the server, the contents of the optical characteristic database for the light source of the illumination device, and the natural light characteristics for each time period stored in the natural light characteristic database, A dynamic lighting control system for a windowless space is provided.

여기서, 상기 조명장치는, LED 광원을 포함하는 LED 조명장치인 것을 특징으로 한다.
Here, the illumination device is an LED illumination device including an LED light source.

또한, 상기 자연광 특성 데이터베이스는, 파장 측정기 및 색온도 측정기를 이용하여, 미리 정해진 일정 기간 동안 맑은 날과 흐린 날에 대하여 일출에서 일몰 시간대까지의 조도, 색온도, xy 색좌표, XYZ 3자극치, Duv, 주파장을 포함하는 자연광의 광특성 정보를 수집하고, 수집된 상기 광특성 정보를 저장하여 구축되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the natural light characteristic database can be obtained by using a wavelength meter and a color temperature meter to measure illuminance, color temperature, xy color coordinate, XYZ tristimulus value, Duv, dominant wavelength from sunrise to sunset time for a clear day and a cloudy day, The optical characteristics information of the natural light including the collected optical characteristic information is collected, and the collected optical characteristic information is stored.

아울러, 상기 제어부는, 상기 자연광 특성 데이터베이스에 저장된 각 시간대별 색온도 정보와 상기 서버에 저장된 상기 지하공간의 각 공간별 조도 지표 데이터베이스 및 상기 조명장치의 광 특성 데이터베이스 정보에 근거하여 각 광원에 대한 제어 메시지의 내용을 결정하고, 결정된 상기 제어 메시지를 상기 조명장치로 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the control unit may be configured to transmit the control message for each light source based on the color temperature information for each time period stored in the natural light characteristic database, the illumination index database for each space in the underground space stored in the server, And transmits the determined control message to the lighting apparatus.

더욱이, 상기 제어부는, 상기 자연광의 변화에 따라 상기 조명장치를 자동으로 제어하는 자동모드와, 사용자가 조명 환경을 수동으로 직접 설정하도록 구성되는 수동모드의 두 가지 모드로 동작 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
Further, the control unit is configured to be operable in two modes, an automatic mode in which the lighting device is automatically controlled according to the change of the natural light, and a passive mode in which the user manually sets the lighting environment manually .

또한, 상기 제어부는, 상기 자동모드인 경우, 현재 날짜 및 시간에 해당하는 자연광 특성 DB의 색온도 정보와 공간별 조도 지표 DB의 조도 정보를 이용하여, 상기 조명장치 전체를 일괄적으로 제어하는 일괄제어 모드와, 상기 조명장치를 각각의 공간별로 제어하는 개별제어 모드 중 하나의 모드로 동작하며, 상기 수동모드인 경우, 사용자 입력에 의한 색온도 및 조도 정보에 근거하여, 상기 조명장치 전체를 일괄적으로 제어하는 일괄제어 모드와, 상기 조명장치를 각각의 공간별로 제어하는 개별제어 모드 중 하나의 모드로 동작하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
When the automatic mode is selected, the control unit may control the entire lighting apparatus to be collectively controlled using the color temperature information of the natural light characteristic DB corresponding to the current date and time and the illuminance information of the illuminance index DB for each space, Mode, and a separate control mode for controlling the illumination device in each space, and in the case of the manual mode, the entire lighting apparatus is divided into a plurality of sub-groups according to color temperature and illumination information by user input And a separate control mode for controlling the illumination device by each space.

아울러, 상기 제어 메시지는, 각각의 조명장치를 식별하기 위한 1 바이트 길이의 ModuleID; 게이트웨이를 식별하기 위한 2 바이트 길이의 GatewayID; 각각의 조명장치의 유형을 구분하기 위한 1 바이트 길이의 Module Type; 각각의 조명장치의 유형에 따른 제어 비율 정보를 나타내는 5 바이트 길이의 Data; 유효 메시지만을 필터링하기 위한 2 바이트 길이의 CRC; 메시지의 시작을 의미하는 1 바이트 길이의 STX; 및 메시지의 종단을 의미하는 1 바이트 길이의 ETX를 포함하는 총 13 Byte 길이로 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the control message includes a 1-byte-length ModuleID for identifying each lighting device; A GatewayID of 2 bytes to identify the gateway; A 1-byte-long Module Type for identifying the type of each lighting device; A 5-byte-long Data indicating control rate information according to the type of each lighting apparatus; A 2-byte CRC for filtering only valid messages; A 1-byte STX indicating the start of a message; And an ETX of 1 byte length indicating the end of the message.

더욱이, 상기 제어 메시지는, TCP/IP 기반의 게이트웨이(Gateway)를 통해 IEEE 802.15.4 기반의 ZigBee 프로토콜을 이용하여 전송이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the control message is configured to be transmitted using a ZigBee protocol based on IEEE 802.15.4 through a gateway based on TCP / IP.

또한, 상기 조명장치는, 빛을 내기 위한 광원을 형성하는 LED 광원모듈; 상기 제어부로부터 수신된 제어 메시지의 정보에 따라 각각의 LED 광원모듈에 대하여 색온도, 색상 및 조도를 각각 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 조광 제어기; 및 상기 조광 제어기로부터 수신된 상기 제어 신호에 따라 상기 각각의 LED 광원모듈에 공급되는 전압 및 전류를 조절하는 LED 드라이버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The illumination device may further include: an LED light source module for forming a light source for emitting light; A dimmer controller for transmitting a control signal for controlling a color temperature, a color, and an illuminance of each of the LED light source modules according to the information of the control message received from the controller; And an LED driver for controlling voltage and current supplied to the respective LED light source modules according to the control signal received from the dimming controller.

아울러, 상기한 조명제어 시스템은, 상기 사용자가 상기 동적 조명제어 시스템을 조작하기 위한 사용자 인터페이스(User Interface)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The lighting control system may further include a user interface for the user to operate the dynamic lighting control system.

여기서, 상기 사용자 인터페이스는, 프로그램 구동을 위한 Main Package; 사용자 편의를 제공하기 위한 UI Package; 상기 조명장치와의 연결 및 제어를 위한 Communication Package; 상기 데이터베이스와의 연결 및 해제를 위한 DB Package; 및 날짜 및 시간 정보를 기준으로 상기 조명장치를 자연광에 따른 환경으로 조절하기 위한 동기화를 위한 Thread Package를 포함하는 기능별 모듈에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
Here, the user interface may include: a Main Package for program execution; UI package for user convenience; A communication package for connection and control with the lighting device; A DB Package for connection to and release from the database; And a thread package for synchronization to adjust the lighting device to an environment according to natural light based on date and time information.

더욱이, 상기한 조명제어 시스템은, 상기 사용자의 시간대별 신체리듬이나 현재 상황이 해당 시간대의 자연광과 부합하지 않는 경우가 발생하는 문제를 해결하기 위해, 상기 지하공간의 영역별 특성 및 재실자의 위치나 행위를 포함하는 상황 변화에 따라 상기 조명장치의 색, 색온도 및 조도를 포함하는 조명 환경을 자동 또는 수동으로 제어하기 위한 상황별 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Further, in order to solve the problem that the user's rhythm or current situation of the user does not match with the natural light of the corresponding time zone, the above-described illumination control system may change the characteristics of the underground space, And a situation-specific control unit for automatically or manually controlling the illumination environment including the color, the color temperature, and the illuminance of the illumination device according to a change in the condition including the action.

여기서, 상기 상황별 제어부는, 사용자 위치 및 행위를 감지하는 센서로 구성되며, 사용자 위치 및 행위정보와 전력량 및 조도정보를 실시간으로 출력하는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 모니터링부; 및 상기 USN 모니터링부에 의해 출력되는 값에 근거하여 각 센서를 통해 수집한 상황정보, 공간의 특성, 사용자 행위에 따라 설계된 조명환경지표에 기초하여 각 조명장치의 색상, 색온도, 조도, 온/오프 중 적어도 하나를 제어하는 통합 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Here, the situation-specific control unit may include a USN (Ubiquitous Sensor Network) monitoring unit configured to detect a user location and an action, and to output user location and action information, a power amount, and illumination information in real time; Color temperature, illuminance, illuminance, on / off of each illuminating device based on the status information collected through each sensor based on the value outputted by the USN monitoring section, the characteristics of the space, And an integrated control unit for controlling at least one of the control unit and the control unit.

또한, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 이용하여 상기 무창 공간에 대한 조명을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명제어방법이 제공된다.
Further, according to the present invention, there is provided a lighting control method characterized by using a dynamic lighting control system for a non-lighting space described above to control lighting for the non-lighting space.

아울러, 본 발명에 따르면, 무창 구조로 이루어진 지하공간의 부정적 이미지와 심리적, 생리적 영향을 해소하기 위해 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 변화하는 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 시간, 공간 및 사용자의 위치와 행위를 감지하고 상황해석에 기반하여 상기 사용자의 현재 상황에 적합한 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템의 구현방법에 있어서, 지하공간 내의 각 공간의 목적에 부합하는 최적 광 환경 지표 분석 및 상기 지하공간의 공간별 최적 광 환경에 대한 데이터베이스(DB)의 설계 및 구축을 행하여 상기 지하공간의 이용자 및 각각의 공간별로 최적의 광 환경 지표를 분석하는 최적 광 환경 지표 분석단계; 파장측정기 및 색차계를 이용하여, 맑은 날에 대하여 일출에서 일몰시간 동안의 자연광의 색온도 변화를 수집 및 분석하고, 흐린 날에 대하여 일출에서 일몰시간 동안의 자연광의 색온도 변화를 수집 및 분석하여, 각 시간대별 파장 및 색온도를 포함하는 자연광 특성에 대한 DB를 설계 및 구축하는 시간대별 자연광 특성 분석단계; 상기 자연광 특성에 대한 DB에 근거하여 조명장치와 제어용 컨트롤러를 설계 및 제작하는 조명 제어 시스템 구현단계; 및 상기 조명 제어시스템의 UI(User Interface)를 구현하는 UI 구현단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템 구현방법이 제공된다.
In addition, according to the present invention, in order to solve the negative image and the psychological and physiological effects of the underground space having the unchanged structure, it is possible to provide an illumination environment adapted to the natural light characteristics varying according to the time- A method for implementing a dynamic lighting control system for a windowless space configured to detect a user's location and behavior and automatically control an illumination environment suitable for a current situation of the user based on a situation analysis, And a database (DB) for the optimal optical environment for each space of the underground space is designed and constructed to analyze optimal optical environmental indexes for the user and each space of the underground space Optimal optical environment index analysis; Using a wavelength meter and a colorimeter, we collect and analyze changes in the color temperature of sunshine during sunrise and sunset, and collect and analyze changes in color temperature during sunrise and sunset over a cloudy day, A natural light characteristic analysis step by time for designing and constructing a DB for natural light characteristics including wavelength and color temperature at each time point; A lighting control system designing step of designing and manufacturing a lighting device and a control controller based on the DB of the natural light characteristics; And a UI implementation step of implementing a UI (User Interface) of the lighting control system. The method for implementing a dynamic lighting control system for a windowless space is provided.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 변화하는 자연광 특성 측정용 자동화시스템을 구축하고, 자연광 특성 데이터베이스 및 실내용 LED 조명 특성 데이터베이스를 구축하며, LED 광원의 파장별 빛의 강도 조절을 통한 자연광 변화 모사형 동적 LED 제어시스템을 구현하는 것에 의해, 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 다양하게 변화하는 자연광 특성을 분석하고, 이를 기반으로 LED 광원의 파장별 빛의 강도 조절을 통해 자연광과 유사한 빛 환경을 연출하여 재실자의 시쾌적성을 확보하면서 에너지 소비를 절감할 수 있는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템이 제공됨으로써, 무창 구조로 이루어진 지하공간의 부정적 이미지와 심리적, 생리적 영향을 해소할 수 있다.
As described above, according to the present invention, an automation system for measuring natural light characteristics, which changes according to time and seasonal weather conditions, is constructed, a natural light characteristic database and an indoor LED lighting characteristic database are constructed, By analyzing natural light characteristics that vary according to time and seasonal weather conditions by implementing a dynamic LED control system that simulates natural light changes through intensity control of LED light sources, The dynamic lighting control system for the non-lighting space that can reduce the energy consumption while securing the aptitude of the living person by directing the light environment similar to the natural light through the lighting system is provided. Thus, the negative image and the psychological and physiological effects Can be solved.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 자연광의 변화에 기반하여 지하공간과 같은 무창 공간 내의 조명을 제어 가능한 동시에, 주거, 사무실, 상점 등과 같은 지하공간의 영역별 특성에 따른 색, 색온도, 조도 등의 조명 환경을 자동 및 수동으로 제어하고, 재실자 위치 및 행위 등의 기타 상황 변화에 따른 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템이 제공됨으로써, 상황변화에 따라 적응적으로 조명환경을 서비스하여 주거공간의 에너지를 절감하고 사용자에게 편안함과 편리함을 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to control the illumination in the non-lighting space such as the underground space based on the change of the natural light as described above, and to control the color, color temperature, The present invention provides a dynamic lighting control system for a non-lighting space configured to automatically and manually control a lighting environment such as a living room, By adaptively lighting the lighting environment, energy in the residential space can be saved and comfort and convenience can be provided to the user.

도 1은 한국산업규격의 KS 조도기준에 따른 지상공간의 활동유형별 조도기준을 표로 나타내는 도면이다.
도 2는 지하공간의 각 장소 유형에 따른 조도기준을 표로 나타내는 도면이다.
도 3은 지하공간의 공간별 최적 광 환경 DB의 공간별 조도 지표 테이블의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는 시간대별 자연광 특성을 분석하기 위해 사용된 파장측정기 및 색차계의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 맑은 날의 시간대별 자연광의 색온도, 파장분포, 외부 경관 사진을 각각 나타내는 도면이다.
도 6은 흐린 날의 시간대별 자연광의 색온도, 파장분포, 외부 경관 사진을 각각 나타내는 도면이다.
도 7은 대표 맑은 날과 대표 흐린 날의 색온도 분포 비교 결과를 각각 나타내는 도면이다.
도 8은 자연광 특성 DB의 자연광 특성 테이블의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 9는 맑은 날의 시간대별 자연광 특성 DB를 나타내는 도면이다.
도 10은 흐린 날의 시간대별 자연광 특성 DB를 나타내는 도면이다.
도 11은 시간에 따른 자연광의 색온도 변화와 인간의 신체리듬과의 관계를 표로 정리하여 나타내는 도면이다.
도 12는 공간별 행위에 적합한 색온도를 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어시스템의 전체적인 개념을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 14는 도 13에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어시스템의 각 모듈별 처리 과정을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어시스템을 실제로 구현하기 위해 RGB 조합에 따른 DB 생성을 위한 실험환경의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 LED 조명장치의 RGB 광원의 조합예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 나타낸 RGB 조합에 따른 색온도 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8에 나타낸 RGB 조합에 따른 조도 변화를 나타내는 도면이다.
도 11은 RGB 조합에 따른 색온도 및 조도의 관계를 검색하기 위한 색온도 및 조도 검색용 데이터베이스의 UI를 나타내는 도면이다.
도 12는 시간대별 자연광의 색온도 변화에 따른 지표와 도 2에 나타낸 지하공간의 중앙홀 광장에 적합한 조도 지표 정보를 기준으로, 도 11에 나타낸 색온도 및 조도 검색용 UI를 이용하여 유사한 값을 조명환경 DB로부터 검색한 데이터의 일부를 표로 정리하여 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 동적 조명 제어시스템의 사용자 인터페이스의 구현예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어시스템의 각 모듈별 처리 과정을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 15는 자연광 변화에 따라 지하공간의 조명을 제어하기 위해 구현된 LED 조명 제어시스템의 구체적인 구성을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15에 나타낸 LED 조명 제어시스템의 사용자 인터페이스(User Interface)의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 16에 나타낸 LED 조명 제어시스템의 사용자 인터페이스의 각 부분별 세부 기능을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 18은 도 17에 나타낸 UI의 기능을 구현하기 위해 설계된 각 클래스별 세부 기능을 표로 정리하여 나타내는 도면이다.
도 19는 LED 조명 제어시스템을 위한 통합 DB의 구체적인 구성 및 세부 기능을 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어장치의 성능실험을 위해 제작된 LED 조명장치의 구체적인 구성을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 21은 도 20에 나타낸 LED 조명장치의 색온도, 조도 등을 PWM 제어 방식으로 조절하기 위한 조명 제어용 컨트롤러의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 22는 도 20에 나타낸 LED 조명장치의 Warm/Cool LED 제어를 위한 송신 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 23은 RGB 조합에 따른 조명환경 DB를 생성하기 위해 RGB LED 조명장치의 제어에 따른 색온도 및 조도 등 조명 환경 변화를 분석하기 위한 실험장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 24는 인공광 특성 DB의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 25는 색온도 및 조도별 RGB 조합비율 검색 데이터를 나타내는 도면이다.
도 26은 Warm/Cool LED 조명장치의 제어에 따른 색온도 및 조도 등 조명 환경 변화의 비교 분석을 통하여 인공광 특성 DB를 구축하기 위한 실험장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 27은 인공광 특성 DB의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 28은 색온도 및 조도별 Warm/Cool 조합비율 검색 데이터를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 지하공간의 환경개선을 위한 LED 조명 제어시스템의 UI의 모니터링 화면의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 30은 지하공간의 환경개선을 위한 LED(RGB, Warm/Cool) 조명 제어시스템의 UI의 제어 화면의 구체적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 31은 맑은 날을 기준으로 실측정한 시간대별 자연광 특성 데이터베이스 중 색온도 정보를 이용하여 본 발명의 실시예에 따라 구성된 시스템의 Warm/Cool LED를 5분 주기로 제어한 결과를 나타내는 도면이다.
Fig. 1 is a table showing the illuminance standard for each type of ground space according to the KS illuminance standard of the Korean Industrial Standard.
2 is a table showing illuminance standards according to each type of place in an underground space.
3 is a diagram showing an example of the configuration of an illuminance index table for each space of an optimal optical environment DB for each space in an underground space.
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of a wavelength meter and a color difference meter used for analyzing natural light characteristics by time period.
5 is a view showing the color temperature, the wavelength distribution, and the external landscape photograph of the natural light according to the time zone on a clear day.
FIG. 6 is a view showing color temperature, wavelength distribution, and external landscape photograph of natural light for each time period on a cloudy day.
7 is a graph showing the result of comparing the color temperature distribution of the representative clear day with the representative cloud day.
8 is a diagram showing a configuration example of a natural light characteristic table of the natural light characteristic DB.
FIG. 9 is a diagram showing a natural light characteristic DB by time frame on a clear day.
10 is a diagram showing a natural light characteristic DB for each time period on a cloudy day.
11 is a table summarizing the relationship between the color temperature change of natural light with time and the human body rhythm according to time.
FIG. 12 is a table showing the color temperature suitable for an action according to each space.
13 is a conceptual diagram schematically showing the overall concept of a lighting control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram schematically showing a processing procedure of each module of the lighting control system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 13; FIG.
15 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of an experimental environment for generating a DB according to RGB combination in order to actually implement a lighting control system according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing an example of a combination of RGB light sources of an LED lighting apparatus.
FIG. 9 is a diagram showing a color temperature change according to the RGB combination shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a change in illuminance according to the RGB combination shown in FIG.
11 is a diagram showing a UI of a color temperature and illuminance retrieval database for retrieving the relationship between color temperature and illuminance according to RGB combination.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the index of the color temperature of the natural light and the illuminance index information suitable for the central hall of the underground space shown in FIG. 2, And a part of the data retrieved from the DB in a table.
13 is a diagram schematically illustrating an embodiment of a user interface of a dynamic lighting control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram schematically illustrating a processing procedure of each module of the LED lighting control system according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 15 is a table showing a specific configuration of an LED lighting control system implemented to control illumination of an underground space according to natural light changes.
16 is a diagram showing a configuration example of a user interface of the LED lighting control system shown in Fig.
FIG. 17 is a table showing detailed functions of each part of the user interface of the LED lighting control system shown in FIG. 16. FIG.
FIG. 18 is a table summarizing detailed functions of each class designed to implement the functions of the UI shown in FIG.
Fig. 19 is a diagram showing a specific configuration and detailed functions of an integrated DB for an LED lighting control system. Fig.
FIG. 20 is a table showing a specific configuration of the LED lighting device manufactured for the performance test of the LED lighting control device according to the embodiment of the present invention.
21 is a circuit diagram showing the configuration of a controller for lighting control for adjusting the color temperature, illumination, and the like of the LED lighting apparatus shown in Fig. 20 by a PWM control method.
22 is a diagram showing a structure of a transmission packet for controlling the warm / cool LED of the LED lighting apparatus shown in FIG.
23 is a diagram showing the configuration of an experimental apparatus for analyzing a change in illumination environment such as a color temperature and an illumination according to control of an RGB LED lighting apparatus to generate an illumination environment DB according to RGB combination.
24 is a diagram showing a configuration example of the artificial light characteristic DB.
FIG. 25 is a diagram showing RGB color combination ratio search data for color temperature and illuminance. FIG.
FIG. 26 is a view showing the configuration of an experimental apparatus for constructing an artificial light characteristic DB by comparing and analyzing changes in illumination environment such as color temperature and illumination according to control of a warm / cool LED lighting apparatus.
27 is a diagram showing an example of the configuration of the artificial light characteristic DB.
FIG. 28 is a view showing data of Warm / Cool combination ratio by color temperature and illuminance. FIG.
29 is a view showing a configuration example of a UI monitoring screen of an LED lighting control system for improving the environment of an underground space according to an embodiment of the present invention.
30 is a view showing a concrete configuration example of a UI control screen of an LED (RGB, Warm / Cool) lighting control system for improving the environment of an underground space.
FIG. 31 is a graph showing the result of controlling the Warm / Cool LED of the system configured according to the embodiment of the present invention, using the color temperature information of the natural light characteristic database for each time period measured based on a clear day on a 5-minute cycle.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a dynamic lighting control system for a non-lighting space according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
Hereinafter, it is to be noted that the following description is only an embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.

또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
In the following description of the embodiments of the present invention, parts that are the same as or similar to those of the prior art, or which can be easily understood and practiced by a person skilled in the art, It is important to bear in mind that we omit.

즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 무창 구조로 이루어진 지하공간의 부정적 이미지와 심리적, 생리적 영향을 해소하기 위해 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 다양하게 변화하는 자연광 특성을 분석하고, 이를 기반으로 LED 광원의 파장별 빛의 강도 조절을 통해 자연광과 유사한 빛 환경을 연출함으로써, 재실자의 시쾌적성을 확보하면서 에너지 소비를 절감할 수 있는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템에 관한 것이다.
That is, as described later, the present invention analyzes natural light characteristics that vary in various ways depending on time and seasonal sky conditions in order to solve the negative image and psychological and physiological effects of the underground space having the unchanged structure, The present invention relates to a dynamic lighting control system for a non-lighting space capable of reducing energy consumption while ensuring the visibility of the occupant by directing a light environment similar to natural light through controlling the intensity of light by the wavelength of the LED light source.

또한, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 자연광의 변화에 따라 지하공간과 같은 무창 공간 내의 조명을 제어 가능하도록 구성되는 것에 더하여, 시간 및 공간, 사용자의 위치와 행위 등을 감지하고 상황해석에 기반하여 사용자의 현재 상황에 적합한 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되어, 상황변화에 따라 적응적으로 조명환경을 서비스함으로써 주거공간의 에너지를 절감하고 사용자에게 편안함과 편리함을 제공할 수 있는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템에 관한 것이다.
In addition, the present invention is configured to be able to control illumination in a non-window space such as an underground space in accordance with a change in natural light, as will be described later, and to detect time and space, user's position and behavior, This system is designed to automatically control the lighting environment suitable for the user's current situation. It can adaptively adapt the lighting environment according to the change of the situation, thereby reducing the energy of the living space and providing comfort and convenience to the user. And more particularly to a dynamic lighting control system.

계속해서, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

여기서, 이하에 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 동적 조명 제어시스템의 구현방법은, 먼저, 지하공간의 이용자 및 공간별로 최적의 광 환경 지표를 분석하는 단계에서, 각 공간의 목적에 부합하는 최적 광 환경(조도) 지표 분석 및 지하공간의 공간별 최적 광 환경에 대한 데이터베이스(DB)의 설계 및 구축을 행한다.
Hereinafter, a method for implementing a dynamic lighting control system according to an embodiment of the present invention will be described. First, in the step of analyzing the optimum optical environment index for each user and space in the underground space, Analysis of optical environment (illuminance) index and design and construction of database (DB) for optimal optical environment of underground spaces.

다음으로, 파장측정기 및 색차계를 이용하여 시간대별 자연광 특성을 분석하는 단계에서, 맑은 날을 기준으로 일출에서 일몰시간 동안의 자연광의 색온도 변화를 수집 및 분석하고, 흐린 날을 기준으로 일출에서 일몰시간 동안의 자연광의 색온도 변화를 수집 및 분석하여, 각 시간대별 자연광 특성(파장, 색온도 등)에 대한 DB를 설계 및 구축한다.
Next, at the stage of analyzing natural light characteristics by time of day using a wavelength meter and a color difference meter, color temperature change of natural light during sunrise to sunset time is collected and analyzed on a sunny day, The collection and analysis of the color temperature change of the natural light for the time is designed and constructed for the natural light characteristics (wavelength, color temperature, etc.) for each time period.

이어서, 상기한 바와 같이 하여 구축된 DB를 바탕으로, 자연광 변화에 따른 LED 조명 제어 시스템을 구현하는 단계를 진행하여, LED 조명 제어시스템 개발을 위한 요구사항 분석 및 설계 목표 조도 및 색온도 가변형 LED(RGB, Warm/Cool) 조명장치와 제어용 컨트롤러 설계 및 제작한다.
Then, based on the DB constructed as described above, steps for realizing the LED lighting control system according to the natural light change are performed, and the requirements analysis for the development of the LED lighting control system, the design target illuminance and the color temperature variable LED , Warm / Cool) Design and manufacture lighting device and control controller.

그 후, 제작된 RGB LED 조명장치의 광원 조합 비율에 따른 색온도 및 조도 출력 변화에 대한 실험 및 분석단계에서, Warm/Cool LED 조명장치의 광원 조합 비율에 따른 색온도 및 조도 출력 변화에 대한 실험 및 분석을 행하고, 또한, LED 조명 제어시스템의 User Interface/기능별 모듈/DB 설계 및 구축을 행하여, 지하공간의 환경개선을 위한 LED(RGB, Warm/Cool) 조명 제어시스템의 UI를 구현한다.
Experiments and analysis of color temperature and illumination output according to light source combination ratio of Warm / Cool LED lighting device in experiment and analysis stage of change of color temperature and illumination output according to light source combination ratio of manufactured RGB LED illumination device And implements the UI of the LED (RGB, Warm / Cool) lighting control system for improving the environment of the underground space by designing and constructing the user interface / function module / DB of the LED lighting control system.

계속해서, 상기한 바와 같은 내용에 근거하여, 지하공간 거주자의 신체리듬에 적합한 건강하고 편안한 조명 환경을 제공하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 동적 조명 제어시스템을 설계 및 구현하는 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
Next, a detailed description will be given of designing and implementing a dynamic lighting control system according to an embodiment of the present invention for providing a healthy and comfortable lighting environment suitable for a body rhythm of an underground space occupant based on the above-described contents do.

여기서, 이하에 설명하는 본 발명의 실시예에서는, 상기한 지하공간의 조명시스템이 LED 조명인 것으로 하여 본 발명을 설명하나, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 경우로만 한정되는 것은 아님에 유념해야 한다.
Hereinafter, in the embodiment of the present invention described below, the present invention will be described in the context of the lighting system of the underground space being LED lighting, but it should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments do.

먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 한국산업규격의 KS 조도기준에 따른 지상공간의 활동유형별 조도기준을 표로 나타내는 도면이다.
First, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a table showing illuminance standards for each type of ground space according to the KS illuminance standard of the Korean Industrial Standard.

즉, 지하공간 거주자의 신체리듬에 적합한 건강하고 편안한 조명 환경을 제공하기 위하여는, 지하공간의 공간별 최적 광 환경 지표를 분석하여 각 공간의 목적에 부합하는 최적 광 환경(조도) 지표를 분석하는 작업이 선행되어야 한다.
In other words, to provide a healthy and comfortable lighting environment suitable for the body rhythm of underground space residents, it is necessary to analyze the optimal optical environment index for each space and to analyze the optimum optical environment (illumination) index corresponding to the purpose of each space Work must be preceded.

이를 위해, 본 발명에서는, 지하공간에 적합한 조명 환경에 관한 연구와 KS A 3011 활동유형에 따른 표준 조도 범위 등을 기반으로 하여 지하 공간의 각 유형별 적합한 조도 지표 분석을 수행하였다.
For this purpose, according to the present invention, a suitable illuminance index analysis for each type of underground space was performed based on research on lighting environment suitable for an underground space and standard illuminance range according to KS A 3011 activity type.

더 상세하게는, 지하공간은, 일반적으로, 무창 공간으로서 자연광이 유입되지 않는 특성을 가지고 있으므로, 인공 광원을 이용하여 항상 목표 조도에 부합하는 일정한 조도를 제공해야 하며, 이때, 국내의 조도 기준지표는 한국산업규격의 KS 조도기준을 따르고, 활동 유형별 조도기준은 도 1에 표로 나타낸 바와 같다.
More specifically, since the underground space generally has a characteristic that natural light does not enter as a non-window space, it is necessary to provide a constant illuminance that always matches the target illuminance by using an artificial light source. At this time, Is based on the KS illumination standard of the Korean Industrial Standard, and the illuminance standard for each activity type is as shown in FIG.

아울러, 도 1에 나타낸 활동 유형별 조도기준은 지상 공간을 기준으로 생성된 지표이며, 이러한 조도 기준에 대한 더욱 상세한 내용은, 예를 들면, 상기한 [참고문헌 5]에 나타낸 바와 같이, 한국산업규격, "KS 조도기준 (KSA 3011-1993)"을 참조하여 쉽게 알 수 있으므로, 여기서는 그 구체적인 설명은 생략한다.
1 is an index generated on the basis of the ground space. Further details of this illumination standard can be found in, for example, Korean Industrial Standard , "KS illuminance standard (KSA 3011-1993) ", and thus a detailed description thereof will be omitted here.

또한, 도 2를 참조하면, 도 2는 지하공간의 각 장소 유형에 따른 조도기준을 표로 나타내는 도면이다(참고문헌 2 참조).
Referring to FIG. 2, FIG. 2 is a table showing illuminance standards according to each type of place in an underground space (refer to Reference 2).

즉, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 공간의 유형에 따라 지하공간 거주자의 편의 도모, 보안 유지, 방향성 제시 등이 필요한 중앙홀 광장, 통로 보도 및 작은 물체 대상의 시 작업을 수행하는 사무실 등의 환경은 약 300lx ~ 600lx의 비교적 높은 조도가 적합하며, 이와 달리 시 작업이 빈번하지 않고 단순한 작업을 수행하는 공간 또는 주거 시설의 경우 약 60lx ~ 150lx의 낮은 조도가 적합하다는 것을 알 수 있다.
That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, depending on the type of each space, a center hole, a walkway, and an office that performs a city work for a small object requiring the convenience of residents of the underground space, security maintenance, It is seen that a comparatively high illuminance of about 300 lx ~ 600 lx is suitable for the environment such as a room or a living room where a simple operation is not performed frequently and a low illuminance of about 60 lx ~ 150 lx is suitable.

따라서 이러한 내용을 바탕으로, 각 장소의 유형별 조도 기준을 DB화 하여 저장해 둔 다음, 이러한 내용을 기준으로 각각의 장소 및 상황에 따라 지하공간의 조명을 제어하도록 구성할 수 있다.
Therefore, based on these contents, it is possible to configure the illumination of each underground space according to each place and situation based on the contents of the illumination standard for each place by DB.

더 상세하게는, 지하공간의 공간별 최적 광 환경 DB 설계 및 구축에 있어서, 지하공간의 경우는 현재 표준화된 공간별 조도 및 색온도 지표가 존재하지 않으므로, 기존의 문헌과 공간의 목적 및 특성, 지상공간의 조도기준표, 자연광의 색온도 변화 실험 결과 등을 기반으로 지하공간의 공간별 최적 광 환경 지표를 개발하고 이를 기반으로 DB 설계 및 구축하여야 하며, 본 발명에서는, 지하공간 내 공간별 조명 환경 지표(조도)를 주거, 상점, 사무실 등으로 분류하여 지상공간의 조도 기준을 기반으로 각각 100lx, 200lx, 400lx로 데이터베이스화 하였다.
More specifically, in the design and construction of the optimum optical environment DB for each space in the underground space, there is no standardized illumination intensity and color temperature index in the case of the underground space, so the purpose and characteristics of the existing literature and space, Based on this, it is necessary to design and construct a DB based on the optimum optical environmental index for each space in the underground space based on the illuminance reference table of the space, the experiment result of changing the color temperature of natural light, etc. In the present invention, And illuminations were classified into dwellings, shops, and offices, and they were stored in databases of 100 lx, 200 lx, and 400 lx, respectively, based on the illuminance standards of the ground space.

즉, 도 3을 참조하면, 도 3은 상기한 바와 같이 하여 DB화된 지하공간의 공간별 최적 광 환경 DB의 공간별 조도 지표 테이블의 구성예를 나타내는 도면이다.
That is, referring to FIG. 3, FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an illuminance index table for each space of an optimal optical environment DB for each space of an underground space DB as described above.

다음으로, 파장측정기 및 색차계를 이용하여 시간대별 자연광 특성을 분석하고 DB를 구축하는 과정에 대하여 설명한다.
Next, the process of analyzing natural light characteristics by time zone and constructing a DB by using a wavelength meter and a color difference meter will be described.

먼저, 맑은 날을 기준으로 일출에서 일몰시간 동안의 자연광의 색온도 변화를 수집 및 분석하기 위한 실험 환경은, 위도 36°, 경도 127°의 천안에 위치한 공주대학교 천안공과대학 9층 건물의 옥상 바닥면에 파장측정기 및 색차계를 설치하고, 서버와 유선 형태로 연결하여 자동화 측정 시스템을 구성한 후, 2012년 12월 ~ 2013년 03월까지 약 2주에 1번 맑은 날을 기준으로 일출 이전부터 일몰 이후까지 자연광의 색온도를 1분 단위로 측정하여 서버에 파일 형태로 저장하였다.
First, the experimental environment for collecting and analyzing the change of color temperature of sunshine during the sunset time from sunrise to sunny day is the rooftop bottom of the 9th floor building of Cheonan College of Engineering, located in Cheonan at latitude 36 ° and latitude 127 ° , A wavelength meter and a color difference meter are installed and connected to the server in a wired form to form an automated measurement system. From December, 2012 to March, 2013, based on a clear day about once every two weeks The color temperature of natural light was measured in 1 minute and stored in a file form on the server.

즉, 도 4를 참조하면, 도 4는 시간대별 자연광 특성을 분석하기 위해 사용된 파장측정기 및 색차계의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
That is, referring to FIG. 4, FIG. 4 is a diagram illustrating a specific configuration of a wavelength meter and a colorimeter used for analyzing natural light characteristics by time period.

또한, 본 발명자들은, 도 4에 나타낸 바와 같은 장비를 이용하여, 맑은 날과 마찬가지로 흐린날에 대하여도 일출 ~ 일몰까지의 자연광의 파장 및 색온도 변화를 측정하고 저장하였다.
Further, the inventors measured and stored the wavelength and color temperature change of natural light from sunrise to sunset against a cloudy day, as in the case of a clear day, using the equipment shown in FIG.

이어서, 측정한 맑은 날과 흐린 날 중 대표 날을 각각 선정하여 일출 및 일몰시의 색온도 분포를 비교하였고, 비교 결과, 맑은 날은 일출(06시50분), 일몰시(18시34분)에 약 3,000K ~ 6,000K 범위의 큰 색온도 변화를 보인 반면, 흐린 날은 일출(07시08분) 및 일몰시(18시22분)에 약 5,000K 대의 색온도 부근에서 미미한 변화를 나타내었다.
Next, the representative day of the measured sunny day and cloudy day were selected and the distribution of color temperature at sunrise and sunset was compared. As a result, the clear day was observed at sunrise (06:50) and at sunset (18:34) While the cloudy day showed a slight change in the color temperature of about 5,000K at sunrise (07:08) and sunset (18:22), while it showed a large color temperature change in the range of about 3,000K to 6,000K.

즉, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 도 5는 상기한 바와 같이 하여 측정된 맑은 날의 시간대별 자연광의 색온도, 파장분포, 외부 경관 사진을 각각 나타내는 도면이고, 도 6은 흐린 날의 시간대별 자연광의 색온도, 파장분포, 외부 경관 사진을 각각 나타내는 도면이며, 도 7은 대표 맑은 날과 대표 흐린 날의 색온도 분포 비교 결과를 각각 나타내는 도면이다.
5 to 7, FIG. 5 is a view showing a color temperature, a wavelength distribution, and an external landscape photograph of natural daylight according to the time of day on a clear day measured in the above-described manner, FIG. 7 is a diagram showing the results of comparison of the color temperature distribution of the representative clear day and the representative cloud day, respectively. FIG.

아울러, 도 8을 참조하면, 도 8은 상기한 바와 같은 측정 결과에 근거하여 구축된 자연광 특성 DB의 자연광 특성 테이블의 구성예를 나타내는 도면이다.
Referring to FIG. 8, FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a natural light characteristic table of a natural light characteristic DB constructed based on the measurement result as described above.

또한, 도 9 및 도 10을 참조하면, 도 9는 상기한 바와 같이 하여 구축된 맑은 날의 시간대별 자연광 특성 DB를 나타내는 도면이고, 도 10은 흐린 날의 시간대별 자연광 특성 DB를 나타내는 도면이다.
9 and 10, FIG. 9 is a view showing a natural daylight characteristic DB by time of a clear day constructed as described above, and FIG. 10 is a view showing a natural daylight characteristic DB by time of a cloudy day.

도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 파장측정기 및 색차계와 서버를 유선으로 연동한 자동화 시스템을 이용하여 측정한 시간대별 자연광 특성 정보(XYZ, xy, CCT, Duv 등)는 DB 스키마 구조 및 저장 레코드, 다이어그램과 같이 설계되어 서버에 구축되며, 이와 같이 시간의 흐름에 따라 변화하는 자연광 특성 데이터베이스의 테이블 정보 중 일출에서 일몰시까지 매 1분 간격으로 수집한 색온도 정보는, 지하공간 전체 공간을 대상으로 서비스하기 위한 입력 데이터로 활용되며, 또한, 각 공간의 목적에 따라 특정 시간대의 색온도만을 추출하여 적용하는 것도 가능하다.
As shown in FIGS. 9 and 10, natural light characteristic information (XYZ, xy, CCT, Duv, etc.) measured by a wavelength meter and an automation system in which a colorimeter and a server are linked with each other by a wire are used for DB schema structure and storage The color temperature information gathered every 1 minute from sunrise to sunset among the table information of the natural light characteristics database which changes with time as described above is designed as a record and a diagram, And it is also possible to extract and apply only the color temperature of a specific time zone according to the purpose of each space.

아울러, 도 9 및 도 10에 있어서, 맑은 날은 2013년 3월 10일, 흐린 날은 2013년 2월 25일에 1분 간격으로 각각 측정한 실험데이터를 오전 7시 부터 오후 19시까지 일출, 오전, 정오, 오후, 일몰의 시간변화에 따라 30분 간격으로 추출한 자연광의 광특성 데이터이다.
In FIGS. 9 and 10, experimental data measured on March 10, 2013 on a clear day, and 1 minute on a February 25, 2013 cloudy day are shown at 7:00 am to 19:00 pm, It is optical characteristic data of natural light extracted at intervals of 30 minutes according to the change of morning, noon, afternoon and sunset time.

도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 맑은 날의 일출, 일몰시에는 주황빛이 감도는 약 3,000K대의 낮은 색온도에서 약 6,000K의 높은 색온도 범위에 이르는 큰 변화폭을 보인 반면, 흐린 날의 경우에는 일출, 일몰시 한낮과 유사한 약 4,000K 후반에서 5,000K대의 미미한 색온도 변화를 보인 것으로 분석되었으며, 이는, 기상 조건(맑은 날, 흐린날)에 따라 일출 및 일몰시의 자연광의 색온도가 많은 차이를 보임을 나타내는 결과로 볼 수 있다.
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, at a sunrise and sunset on a clear day, the color temperature of a low color temperature of about 3,000K, which is an orange color, showed a large variation range of about 6,000K, , And the color temperature of 5,000K in the late 4,000K similar to midday at sunset is slightly different from the color temperature of sunlight at sunset and sunset depending on weather conditions (sunny day, cloudy day) As shown in FIG.

따라서 상기한 바와 같은 측정 결과에 근거하여, 도 8에 나타낸 바와 같이 하여 자연광 특성에 대한 DB를 구축할 수 있다.
Therefore, based on the measurement result as described above, a DB for natural light characteristics can be constructed as shown in Fig.

여기서, 자연광의 색온도와 신체리듬에 대하여 설명하면, 먼저, 색온도란, 흑체라고 하는 이상적인 방사체를 표준으로 이들 빛과 같은 색을 발현할 때의 흑체 온도를 의미하며, 단위는 K로 표시한다(참고문헌 6 참조).
Here, the color temperature and the body rhythm of natural light will be described. First, the color temperature refers to the temperature of a black body when an ideal radiator called a black body is expressed as a standard, and the unit is expressed by K 6).

더 상세하게는, 일반적으로, 인공조명장치는, 광원의 종류 및 설치장소에 따라 자연광의 특정 색온도를 기준으로 설계하여 제작하며, 조명장치의 종류에 따라 측정된 색온도를 살펴보면, 백열전구의 색온도는 1,600 ~ 2,300K 이고, 형광등의 색온도는 3500K ~ 4,500K 등으로 고정되어 있다.
More specifically, in general, an artificial lighting device is designed and manufactured on the basis of a specific color temperature of natural light according to the kind of a light source and an installation place. When the color temperature measured according to the type of the lighting device is examined, the color temperature of the incandescent lamp is 1,600 To 2,300K, and the color temperature of the fluorescent lamp is fixed at 3500K to 4,500K.

반면, LED 조명은, RGB 광원의 조합을 통해 색온도를 가변적으로 제어할 수 있다.
On the other hand, the LED lighting can variably control the color temperature through a combination of RGB light sources.

즉, 도 11을 참조하면, 도 11은 시간에 따른 자연광의 색온도 변화와 인간의 신체리듬과의 관계를 표로 정리하여 나타내는 도면이다(참고문헌 4 참조).
11, FIG. 11 is a table showing a relationship between changes in color temperature of natural light with time and human body rhythm according to time (refer to Reference 4).

또한, 도 12를 참조하면, 도 12는 공간별 행위에 적합한 색온도를 표로 정리하여 나타낸 도면이다(참고문헌 7 참조).Referring to FIG. 12, FIG. 12 is a table showing a color temperature suitable for an action according to each space in a table (refer to Reference 7).

도 11에 나타낸 바와 같이, 일출 및 일몰 시간대의 신체리듬은 생리적으로 불안정한 상태이므로 2,000K ~ 3,000K의 편안함을 주는 붉은 색 계열의 자연광 색온도를 제공하는 것이 바람직하다.
As shown in FIG. 11, the body rhythm at sunrise and sunset time is physiologically unstable, so it is desirable to provide a natural color temperature of red color which gives a comfort of 2,000K to 3,000K.

아울러, 도 12를 참조하면, 이는 도 12에 나타낸 휴식활동, 취침활동 등과 밀접한 연관이 있음을 알 수 있다.
Referring to FIG. 12, it can be seen that this is closely related to the rest activity, the sleep activity, and the like shown in FIG.

또한, 오전 시간대인 8시에서 12시 사이에는 신체리듬이 생리적으로 최고 상태를 유지하고 있으므로, 집중도가 비교적 높은 사무활동이나 가사작업 등에 적용하는 것이 바람직하다.
In addition, since the body rhythm is physiologically maintained at its highest level between 8:00 and 12:00 in the morning, it is preferable to apply it to office work or domestic work with a relatively high concentration.

그러나 일시적으로 체력이 저하되거나 긴장되는 신체리듬을 보이는 1시에서 5시 사이의 시간대에는, 도 11에 나타낸 자연광의 색온도를 제공할 경우 적합하지 않은 것을 알 수 있다.
However, it can be seen that it is not suitable for providing the color temperature of the natural light shown in FIG. 11 in the time zone between 1 and 5 when the physical strength is temporarily lowered or the body rhythm is taut.

따라서 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이 하여 시간대별로 자연광과 유사한 광 환경을 제공할 경우, 지하공간 거주자의 신체리듬에 적합한 건강하고 편안한 조명 환경을 조성할 수 있어 작업 능률과 생산성을 향상시킬 수 있다.
Therefore, when a light environment similar to natural light is provided for each time period as shown in FIGS. 11 and 12, a healthy and comfortable lighting environment suitable for a body rhythm of an underground space occupant can be created, thereby improving work efficiency and productivity .

또한, 시간대별 신체리듬과 자연광의 색온도가 부합하지 않는 문제를 해결하기 위해서는, 단순히 시간대별로만 조명을 제어하는 것이 아니라, 지하공간의 각 장소 유형과 거주자의 활동 등 상황에 따라 적합한 자연광의 스펙트럼 특성을 선택적으로 제공하기 위한 조명제어 서비스가 필요하다.
In addition, in order to solve the problem that the body temperature and the natural rhythm are not matched with the time-based body rhythm, it is necessary not to control the illumination only by time zone but to adjust the spectral characteristics of natural light suitable for each type of place in the underground space, There is a need for a lighting control service for selectively providing the lighting control service.

따라서 본 발명자들은, 상기한 바와 같은 내용에 근거하여, 후술하는 바와 같이, 시간대별로 자연광과 유사한 광 환경을 제공할 뿐만 아니라, 지하공간의 각 장소 유형과 거주자의 활동 등과 같은 상황에 따라 적합한 자연광의 스펙트럼 특성을 제공할 수 있는 동적 조명 제어시스템을 구현하였다.
Therefore, the present inventors not only provide an optical environment similar to natural light for each time zone, but also provide a suitable natural light according to circumstances such as the type of each place in the underground space and the activity of the resident, as will be described later on the basis of the above- We implemented a dynamic lighting control system that can provide spectral characteristics.

계속해서, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어시스템의 구체적인 시스템 설계에 대하여 설명한다.
Next, a specific system design of the LED lighting control system according to the embodiment of the present invention will be described.

즉, 도 13을 참조하면, 도 13은 지하공간의 환경 개선을 위해 시간대별 자연광 변화에 따라 조명을 제어하는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어시스템의 전체적인 개념을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
13 is a conceptual diagram schematically illustrating an overall concept of an LED lighting control system according to an embodiment of the present invention for controlling illumination according to a change in natural light according to time to improve the environment of an underground space.

도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어시스템은, 상기한 바와 같이 하여 구축된 데이터베이스에 저장되어 있는 시간대별 자연광의 스펙트럼 특성에 따라 무선통신 기반의 LED 컨트롤러를 통해 지하공간에 설치한 각 조명장치의 색온도, 조도 등을 정밀하게 제어하도록 구성된다.
As shown in FIG. 13, the LED lighting control system according to the embodiment of the present invention controls the LED lighting control system based on the spectral characteristics of the natural light according to time periods, which are stored in the database constructed as described above, The color temperature, the illuminance, and the like of each of the lighting apparatuses provided in the light source unit.

또한, 도 14를 참조하면, 도 14는 도 13에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어시스템의 각 모듈별 처리 과정을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
Referring to FIG. 14, FIG. 14 is a block diagram schematically illustrating a processing procedure of each module of the LED lighting control system according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

도 14에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어시스템을 구현하기 위하여는, 먼저, 시간대별로 파장 및 색온도와 같은 자연광의 특성을 분석하기 위해, 예를 들면, Spectrometer, Jaz-UML-200과 같은 파장 측정기, 또는, CL-200A과 같은 색온도 측정기를 이용하여, 미리 정해진 일정 기간 동안 맑은 날을 기준으로 일출에서 일몰 시간대의 파장 및 색온도 데이터를 수집하여 데이터베이스에 저장한다.
14, in order to implement the LED lighting control system according to the embodiment of the present invention, first, in order to analyze characteristics of natural light such as wavelength and color temperature for each time zone, for example, a spectrometer, a Jaz-UML -200, or a color temperature meter such as the CL-200A to collect the wavelength and color temperature data of the sunset time from the sunrise on a clear day for a predetermined period of time and store it in the database.

그 후, 서버 내에 구현된 조광 관리기는, 데이터베이스에 저장된 자연광의 시간대별 특성 정보를 이용하여 LED 조명을 제어하기 위해, LED 조광 제어기에 제어 메시지를 전송한다.
Thereafter, the dimmer manager implemented in the server transmits a control message to the LED dimmer controller to control the LED illumination using the characteristic information of the natural light time-base stored in the database.

이때, 메시지 전송은, DP를 들면, IEEE 802.15.4 기반의 ZigBee 프로토콜을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
At this time, the message transmission can use the IEEE 802.15.4 based ZigBee protocol, for example, but not limited thereto.

계속해서, LED 조광 제어기는, 수신한 메시지 정보에 따라 조명장치의 색온도, 조도 등을 제어하기 위해 LED 드라이버로 제어 신호를 전송한 후, 전류 조절을 통해 LED 광원 모듈을 변화시킨다.
Subsequently, the LED dimmer controller transmits a control signal to the LED driver to control the color temperature, illumination, and the like of the illuminating device according to the received message information, and then changes the LED light source module through current control.

따라서 이러한 처리 과정을 통해, 지하 공간 내에 상주하는 거주자에게 시간의 흐름에 따라 변화하는 자연광과 유사한 빛 환경을 서비스함으로써 건강함과 편안함을 제공할 수 있다.
Therefore, through this process, it is possible to provide health and comfort to residents residing in the underground space by providing a light environment similar to natural light which changes with time.

다음으로, 상기한 바와 같은 일련의 처리 흐름을 실제 시스템으로 구현하는 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
Next, specific contents for implementing the above-described series of processing flows in an actual system will be described.

즉, 상기한 바와 같은 내용에 따라 구현된 자연광 변화에 따라 지하공간의 조명을 제어하는 LED 조명 제어시스템은, 파장측정기 및 색차계를 서버와 유선으로 접속하여 조도, 색온도, xy 색좌표, XYZ 3자극치, Duv, 주파장 등을 포함하는 자연광의 광특성 정보를 자동으로 수집하고, 수집된 데이터를 저장하여 자연광 특성 데이터베이스를 구축하며, 상기 자연광 특성 데이터베이스에 저장된 각 시간대별 색온도 정보와 서버에 저장된 지하공간의 각 공간별 조도 지표 데이터베이스 및 Warm/Cool LED 광 특성 데이터베이스 정보를 활용하여 각 광원의 제어비율을 검출한 후, 검출한 Warm/Cool 제어조합비율을 TCP/IP 기반의 게이트웨이를 통해 LED 제어기의 ZigBee 모듈을 거쳐 MCU로 LED 조명의 제어신호를 송신하도록 구성된다.
That is, the LED lighting control system that controls the illumination of the underground space according to the natural light change implemented according to the above-mentioned contents, connects the wavelength measuring instrument and the color difference meter to the server by wire to measure the illuminance, color temperature, xy color coordinates, , Duv, main wavelength, etc., and stores the collected data to construct a natural light characteristic database. The color temperature information for each time period stored in the natural light property database and the underground space Cool control LED combination data is detected by using the illuminance index database and the Warm / Cool LED optical characteristics database information of each space of the LED controller, and the detected ratio of the Warm / Cool control combination is detected through the ZigBee Module to send the LED lighting control signal to the MCU.

이때, 상기한 제어 신호 메시지에는, 자연광 변화를 그대로 서비스하기 위한 자동모드와, 사용자가 조명 환경을 수동으로 직접 설정하기 위한 수동모드의 두 가지 유형에 대한 정보가 포함되어 필요에 따라 적절하게 동작 모드를 선택 가능하도록 구성될 수 있다.
At this time, the above-mentioned control signal message includes information on two types, that is, an automatic mode for directly providing the natural light change as it is and a manual mode for manually setting the lighting environment manually by the user, Can be selected.

아울러, 상기한 바와 같이 구성되는 조명 제어시스템의 세부 명세는 도 15에 나타낸 바와 같다.
The details of the illumination control system configured as described above are as shown in Fig.

즉, 도 15를 참조하면, 도 15는 상기한 바와 같은 내용에 따라 자연광 변화에 따라 지하공간의 조명을 제어하기 위해 구현된 LED 조명 제어시스템의 구체적인 구성을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
That is, referring to FIG. 15, FIG. 15 is a table showing a specific configuration of an LED lighting control system implemented to control illumination of an underground space according to the change of natural light according to the above-described contents.

더 상세하게는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기한 LED 조명 제어시스템은, 현재시간, 광 환경 정보, 위치정보, 기상정보 등의 각종 정보를 수집하는 정보수집부(data gathering unit)와, 지상의 자연광 정보를 모니터링하는 자연광 정보 모니터링부 및 지하의 인공광 정보를 모니터링하는 인공광 정보 모니터링부를 각각 포함하는 모니터링(monitoring unit)부, 상기한 정보수집부와 모니터링부로부터의 정보에 근거하여 지하공간의 조명을 제어하는 제어부(control unit)를 포함하여 이루어진다.
More specifically, as shown in FIG. 15, the LED lighting control system includes an information gathering unit for collecting various information such as current time, optical environment information, position information, weather information, A monitoring unit for monitoring the natural light information of the underground space, and a monitoring unit for monitoring the natural light information of the underground space based on the information from the information collecting unit and the monitoring unit, And a control unit for controlling the control unit.

여기서, 상기한 정보수집부는, 도 15에 나타낸 바와 같이, API로부터 현재의 날짜 데이터, 시간 데이터를 실시간으로 수집하고, 조도 및 색온도 센서로부터 조도, 색온도, xy색좌표, XYZ 3자극값, Duv, 파장 정보 등을 포함하는 자연광 및 인공조명의 광 출력 변화를 수집한다.
15, the information collecting unit collects current date data and time data from the API in real time, and acquires the illuminance, color temperature, xy color coordinate, XYZ tristimulus value, Duv, wavelength Information and the like of the light output of the natural light and the artificial light.

또한, 정보수집부는, 위도, 경도, 방위각을 포함하는 측정지점의 일별 위치정보에 대한 데이터와, 온도, 습도, 강수량을 포함하는 일별 기상정보 데이터 및 수집한 날짜, 시간, 위치정보를 이용한 일출 및 일몰시각을 일별로 수집하도록 구성된다.
The information collecting unit may collect data on daily position information of measurement points including latitude, longitude and azimuth, daily weather information data including temperature, humidity, and precipitation, sunrise and sunset using collected date, time, And collect sunset day by day.

아울러, 상기한 자연광 정보 모니터링부는, 색온도, xy 색좌표, XYZ 3자극치, Duv, 파장 등을 포함하는 자연광 특성 정보가 저장된 자연광 특성 DB로부터 해당 정보를 실시간으로 로드하여 화면에 출력하도록 구성된다.
In addition, the natural light information monitoring unit is configured to load real-time information from the natural light characteristic DB storing natural light characteristic information including color temperature, xy color coordinate, XYZ tristimulus value, Duv, wavelength,

더욱이, 상기한 인공광 정보 모니터링부는, 자동 모드와 수동 무드의 각각의 모드시에 대하여, 일괄제어시의 조명환경 정보와 개별제어시의 조명환경 정보를 각각 모니터링하여, 현재의 색온도, 조도 등의 정보 및 제어모드를 실시간으로 테이블에 출력하고, 각 공간의 테두리에 색온도 및 조도를 색상으로 시각화하여 표시하도록 구성된다.
Furthermore, the above-described artificial light information monitoring unit monitors the illumination environment information at the time of collective control and the illumination environment information at the time of individual control for each mode of the automatic mode and the manual mood, and obtains information on the current color temperature and illumination And the control mode are output to the table in real time, and the color temperature and the illuminance are visualized by color in the border of each space.

또한, 상기한 제어부는, 게이트웨이(Gateway)와 서버간에 TCP/IP 및 RS232 통신 방식으로 제어용 프로토콜 패킷(Protocol Packet)을 송수신하고, 게이트웨이와 각 조명장치 사이에는 IEEE 802.15.4 기반의 ZigBee 무선 통신을 이용하여 제어용 프로토콜 패킷을 송신하도록 제어한다.
In addition, the control unit transmits and receives a control protocol packet (protocol packet) between the gateway and the server in the TCP / IP and RS232 communication manner, and performs IEEE 802.15.4 based ZigBee wireless communication between the gateway and each lighting device And controls to transmit the control protocol packet by using the control protocol packet.

아울러, 상기한 제어부는, 먼저, 자동모드인 경우, 현재 날짜 및 시간에 해당하는 자연광 특성 DB의 색온도 정보와 공간별 조도 지표 DB의 조도 정보를 이용하여 일괄제어 모드시는 인공조명을 전체적으로 제어하며, 개별제어 모드시는 각 공간별로 인공조명을 제어한다.
When the automatic mode is used, the control unit controls the artificial light as a whole by using the color temperature information of the natural light characteristic DB corresponding to the current date and time and the illuminance information of the illuminance index DB for each space , And in the individual control mode, artificial light is controlled for each space.

더욱이, 상기한 제어부는, 수동모드인 경우, 사용자 입력에 의한 색온도 및 조도 정보에 근거하여, 일괄제어 모드인 경우 인공조명 전체를, 개별제어 모드인 경우는 개별 공간의 인공조명을 각각 제어하도록 구성된다.
Further, in the manual mode, the control unit controls the entire artificial lighting in the batch control mode and the artificial light in the individual space in the individual control mode based on the color temperature and illumination information by the user input do.

다음으로, 도 16 및 도 17을 참조하여, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 LED 조명 제어시스템의 사용자 인터페이스(User Interface)의 설계에 대하여 설명한다.
Next, the design of the user interface of the LED lighting control system configured as described above will be described with reference to Figs. 16 and 17. Fig.

즉, 도 16을 참조하면, 도 16은 상기한 바와 같이 하여 구성되는 도 15에 나타낸 LED 조명 제어시스템의 사용자 인터페이스(User Interface)의 구성예를 나타내는 도면이다.
That is, referring to FIG. 16, FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of a user interface of the LED lighting control system shown in FIG. 15 configured as described above.

또한, 도 17을 참조하면, 도 17은 도 16에 나타낸 LED 조명 제어시스템의 사용자 인터페이스의 각 부분별 세부 기능을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
Referring to FIG. 17, FIG. 17 is a table showing detailed functions of each part of the UI of the LED lighting control system shown in FIG.

도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 조명 제어 시스템의 UI는, 크게 나누어 모니터링(Monitoring) 탭과 제어(Control) 탭으로 구성되며, 시간의 흐름에 따라 변화하는 자연광의 색온도와 지하공간의 인공조명을 통해 연출하는 색온도 변화를 동시에 출력하고 사용자 입력에 의한 수동 제어 및 시스템에 의한 자동 제어 등 두 가지의 제어 모드를 제공하도록 구성된다.
As shown in FIGS. 16 and 17, the UI of the LED lighting control system according to the present embodiment is largely divided into a monitoring tab and a control tab. The color temperature of natural light changing with time And the color temperature changes produced through the artificial lighting of the underground space are outputted at the same time, and both control modes such as manual control by the user input and automatic control by the system are provided.

여기서, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같은 UI의 기능을 구현하기 위해, 본 발명자들은, 현재 날짜 및 시간정보와 데이터베이스에 저장한 일별, 시간대별 색온도 정보를 비교하여 지하공간의 각 공간의 특성에 부합하는 조명 환경을 서비스하기 위해 총 8개의 클래스를 포함하는 기능별 모듈 및 LED 조명 제어시스템을 위한 통합 DB를 설계하였다.
Here, in order to implement the functions of the UI as shown in Figs. 16 and 17, the inventors of the present invention compare the present date and time information with the color temperature information for each day and hour stored in the database, In order to service the matching lighting environment, the integrated DB for the functional module and LED lighting control system including 8 classes was designed.

즉, 도 18을 참조하면, 도 18은 도 17에 나타낸 바와 같은 UI의 기능을 구현하기 위해 설계된 각 클래스별 세부 기능을 표로 정리하여 나타내는 도면이다.
That is, referring to FIG. 18, FIG. 18 is a table summarizing the detailed functions of each class designed to implement the functions of the UI as shown in FIG.

더 상세하게는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 상기한 기능별 모듈은, 프로그램 구동을 위한 Main Package와, 사용자 편의를 제공하기 위한 UI Package, LED 조명장치의 연결 및 제어를 위한 Communication Package, 데이터베이스와의 연결 및 해제를 위한 DB Package, 날짜 및 시간 정보를 기준으로 LED 조명을 자연광과 유사한 환경으로 조절하기 위해 동기화 등의 목적으로 설계한 Thread Package 등으로 구성된다.
More specifically, as shown in FIG. 18, the function-specific module includes a Main Package for program driving, a UI Package for providing user convenience, a Communication Package for connection and control of LED lighting devices, DB Package for connection and disconnection, and a Thread Package designed for synchronization such as LED light adjustment based on date and time information in an environment similar to natural light.

또한, 도 19를 참조하면, 도 19는 LED 조명 제어시스템을 위한 통합 DB의 구체적인 구성 및 세부 기능을 나타내는 도면이다.
19, FIG. 19 is a diagram illustrating a specific configuration and detailed functions of an integrated DB for an LED lighting control system.

여기서, 본 발명자들은, 이하와 같이 하여 상기한 바와 같이 하여 구성되는 LED 조명 제어장치를 실제로 구현하고, 그 성능을 실험을 통해 증명하였다.
Here, the present inventors actually implemented an LED lighting control apparatus configured as described above, and demonstrated its performance through experiments.

더 상세하게는, 도 20 및 도 21을 참조하면, 도 20은 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 실시예에 따른 LED 조명 제어장치의 성능실험을 위해 제작된 LED 조명장치의 구체적인 구성을 표로 정리하여 나타낸 도면이고, 도 21은 도 20에 나타낸 LED 조명장치의 색온도, 조도 등을 PWM 제어 방식으로 조절하기 위한 조명 제어용 컨트롤러의 구성을 나타내는 회로도이다.
20 and 21, FIG. 20 is a table showing a specific configuration of the LED lighting apparatus manufactured for the performance test of the LED lighting control apparatus according to the present embodiment configured as described above And FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration of a controller for lighting control for adjusting the color temperature, roughness, and the like of the LED lighting apparatus shown in FIG. 20 by a PWM control method.

즉, 본 발명자들은, 기존의 RGB LED 조명장치와의 제어 방식 및 조명 출력 변화를 비교 분석하기 위해, 도 20에 나타낸 바와 같은 내용에 근거하여 목표 조도 및 색온도 가변형 Warm/Cool LED 조명장치와 제어용 컨트롤러 설계 및 제작하였다.
That is, in order to compare and analyze the control method and the change of the illumination output with the conventional RGB LED lighting apparatus, the inventors of the present invention, based on the contents as shown in FIG. 20, Designed and manufactured.

구체적으로는, 자연광의 시간대별 색온도 및 조도 등을 지하공간에 서비스하기 위해 제작된 Warm/Cool LED 조명장치는, 도 20에 나타낸 바와 같이, Warm LED 16×16 = 256ea와, Cool LED 16×16 = 256ea의 전체 512ea 광원으로 설계하였으며, 최대 1,000 lx의 조도 및 2,000K ~ 8,000K 범위의 색온도 서비스가 가능한 형태로 제작되었다.
Specifically, as shown in FIG. 20, the Warm / Cool LED lighting device manufactured to service the color temperature and the illuminance of the natural light in the underground space according to the time zone of the natural light has the Warm LED 16 × 16 = 256ea and the Cool LED 16 × 16 = 256ea, which is designed as a 512ea light source, and is capable of providing color temperature services ranging from 2,000K to 8,000K with illumination up to 1,000 lx.

또한, 상기한 바와 같은 Warm/Cool LED 조명장치의 색온도, 조도 등을 PWM 제어 방식으로 조절하기 위한 조명 제어용 컨트롤러(Controller)는, 도 21에 나타낸 바와 같이, Indicator & SET, MCU, Power, ZigBee Module, LED 등 5개의 메인 PART로 구성되어 있다.
21, the controller for lighting control for controlling the color temperature, illumination, and the like of the warm / cool LED lighting apparatus according to the PWM control method includes Indicator & SET, MCU, Power, ZigBee Module , And LEDs.

아울러, 게이트웨이(Gateway)를 통해 전송한 조명 제어용 프로토콜 패킷(Protocol Packet)은 컨트롤러(Controller)의 ZigBee 모듈 및 UART 인터페이스를 거쳐 MCU로 송신되며, 각 프로세스 처리 과정을 거쳐 Warm & Cool LED를 조절하기 위한 제어 신호를 LED 모듈로 전송하도록 구성된다.
In addition, the protocol packet transmitted through the gateway is transmitted to the MCU via the ZigBee module and the UART interface of the controller, and the Warm & Cool LED is controlled through each process And to transmit the control signal to the LED module.

더욱이, 도 22를 참조하면, 도 22는 상기한 바와 같은 조명시스템의 Warm/Cool LED 제어를 위한 송신 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
Referring to FIG. 22, FIG. 22 is a diagram illustrating a structure of a transmission packet for controlling the Warm / Cool LED of the illumination system described above.

더 상세하게는, 상기한 시스템은 RGB 및 Warm/Cool LED의 두 가지 조명 유형을 지원하는 형태로 설계되고, 이를 제어하기 위한 송신 패킷은, 도 22에 나타낸 바와 같이, 각 조명을 식별하기 위한 ModuleID(1 Byte), 게이트웨이를 식별하기 위한 GatewayID(2 Byte), 각 조명의 유형을 구분하기 위한 Module Type(1 Byte), 조명의 유형에 따른 제어 비율 정보를 나타내는 Data(RGB 조명 3 Byte, Warm/Cool 조명 2 Byte의 총 5 바이트), 유효 메시지만을 필터링하기 위한 CRC(2 Byte) 및 메시지의 시작을 의미하는 STX(0x06)와 종단을 의미하는 ETX(0x07)를 포함하는 총 13 Byte 길이로 구성된다.
More specifically, the system described above is designed to support two types of illumination, RGB and Warm / Cool LEDs. As shown in FIG. 22, the transmission packet for controlling the system is a module ID (1 Byte), a Gateway ID (2 Bytes) for identifying the gateway, a Module Type (1 Byte) for distinguishing each type of illumination, Data (control data of RGB ratio 3 Bytes, Warm / A total of 13 bytes including a CRC (2 bytes) for filtering valid messages only, and STX (0x06) for indicating the beginning of a message and ETX (0x07) for terminating do.

계속해서, 도 23을 참조하면, 도 23은 RGB 조합에 따른 조명환경 DB를 생성하기 위해 RGB LED 조명장치의 제어에 따른 색온도 및 조도 등 조명 환경 변화를 분석하기 위한 실험장치의 구성을 나타내는 도면이다.
23, FIG. 23 is a diagram showing the configuration of an experimental apparatus for analyzing a change in illumination environment such as color temperature and illumination according to control of an RGB LED lighting apparatus to generate an illumination environment DB according to RGB combinations .

더 상세하게는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 본 발명자들은 20×20의 RGB LED 소자를 정사각 배열 형태로 배치한 프로토타입(Prototype) 형태의 스탠드형 LED 조명장치를 제작하고, 제작된 스탠드형 LED 조명장치의 RGB 조합에 따른 색온도와 조도 변화를 파악하기 위하여 유선형태의 조도센서와 색온도 측정기를 서버에 연동하고 24시간 동안 암실 환경 내에서 해당 값을 측정하였으며, 이때, 암실 환경 내에서 LED 조명장치의 각 광원(Red, Green, Blue)을 0 ~ 255 범위 내에서 Red = 20, Green = 20, Blue = 5의 간격으로 증가시키며 조합한 다음, 이를 제어신호로 이용하여 조명장치의 조도 및 색온도를 조절하였다.
More specifically, as shown in FIG. 23, the present inventors manufactured a stand type LED lighting device of a prototype type in which 20 × 20 RGB LED elements are arranged in a square array, In order to understand color temperature and illuminance change according to RGB combination of illumination device, a wire type illuminance sensor and a color temperature meter were connected to a server and the corresponding values were measured in a dark room environment for 24 hours. In this case, (Red, Green, and Blue) in the range of 0 to 255 in increments of Red = 20, Green = 20, and Blue = 5, and then using this as a control signal, Respectively.

이때, 제어 신호에 따라 변화하는 RGB LED 조명장치의 색온도 및 조도는 조도 센서 및 색온도 측정기와 같은 측정장치를 통하여 일정 간격으로 동일한 시점에 측정되고, 측정된 조도 정보와 색온도 및 RGB 좌표정보는 서버에 자동으로 전송되어 각 측정장치의 측정 시간을 기준으로 통합 처리됨으로써 인공광 특성 DB에 저장된다.
At this time, the color temperature and the illuminance of the RGB LED illuminating apparatus varying according to the control signal are measured at the same time by a measuring apparatus such as an illuminance sensor and a color temperature measuring apparatus at the same time, and the measured illuminance information, color temperature, And is integrated and processed based on the measurement time of each measuring device, thereby being stored in the artificial light characteristic DB.

즉, 도 24 및 도 25를 참조하면, 도 24는 상기한 바와 같이 하여 구축되는 인공광 특성 DB의 구성예를 나타내는 도면이고, 도 25는 색온도 및 조도별 RGB 조합비율 검색 데이터를 나타내는 도면이다.
24 and 25, FIG. 24 is a diagram showing an exemplary configuration of an artificial light characteristic DB constructed as described above, and FIG. 25 is a diagram showing RGB color combination ratio search data by color temperature and illumination.

도 24에 나타낸 바와 같이, RGB LED의 색온도 및 조도에 따른 RGB 조합비율을 저장하고 있는 인공광 특성 DB의 테이블 구조는 No, Red, Green, Blue, XYZ, xy, CCT, Illumination, Duv등의 애트리뷰트로 구성되어 있으며, 도 25는 그 중 CCT, Illumination, Red, Green, Blue를 나타내고 있다.
As shown in FIG. 24, the table structure of the artificial light characteristic DB storing the RGB combination ratio according to the color temperature and the illuminance of the RGB LED is shown by the attributes of No, Red, Green, Blue, XYZ, xy, CCT, Illumination, and Duv And FIG. 25 shows CCT, Illumination, Red, Green and Blue among them.

다음으로, 도 20에 나타낸 바와 같은 Warm/Cool LED 조명장치를 이용하여 인공광 특성 DB를 구축하기 위한 과정에 대하여 설명한다.
Next, a process for constructing the artificial light characteristic DB using the warm / cool LED illumination device as shown in FIG. 20 will be described.

즉, 도 26을 참조하면, 도 26은 Warm/Cool LED 조명장치의 제어에 따른 색온도 및 조도 등 조명 환경 변화의 비교 분석을 통하여 인공광 특성 DB를 구축하기 위한 실험장치의 구성을 나타내는 도면이다.
26, FIG. 26 is a diagram illustrating the configuration of an experimental apparatus for constructing an artificial light characteristic DB through comparative analysis of changes in illumination environment such as color temperature and illumination according to control of a warm / cool LED illumination apparatus.

도 26에 나타낸 바와 같이, 본 발명자들은, Warm/Cool LED 조명장치의 제어에 따른 색온도 및 조도 등 조명 환경 변화의 비교 분석을 통하여 인공광 특성 DB를 구축하기 위해, Warm/Cool LED 조명장치를 이용하여 동일한 실험 방법으로 Warm/Cool LED 광원의 조합 비율에 따른 색온도 및 조도 등의 조명 출력 변화 실험 진행하였다.
As shown in FIG. 26, the present inventors used a Warm / Cool LED illumination device to construct an artificial light characteristic DB by comparing and analyzing changes in illumination environment such as color temperature and illumination according to control of a Warm / Cool LED illumination device In the same experiment, we experimented to change the lighting output such as color temperature and illumination according to the combination ratio of Warm / Cool LED light source.

더 상세하게는, 암실 환경 내에서 LED 조명장치의 각 광원(Warm, Cool)을 0 ~ 256 범위 내에서 Warm = 10, Cool = 10 간격으로 증가시키며 조합한 다음, 이를 제어신호로 이용하여 조명의 조도 및 색온도를 조절하였다.
More specifically, each of the light sources (Warm, Cool) of the LED lighting device is increased in the range of 0 to 256 in the dark room environment with Warm = 10 and Cool = 10 intervals, Illumination and color temperature were adjusted.

또한, 마찬가지로, 제어 신호에 따라 변화하는 Warm/Cool LED 조명장치의 색온도 및 조도는 측정장치를 이용하여 센싱 및 서버에 자동 로깅되며, 각 측정 시간을 기준으로 통합 처리되어 인공광 특성 DB에 저장됨으로써, 인공광 특성 DB가 구축된다.
Similarly, the color temperature and illuminance of the Warm / Cool LED illumination device varying according to the control signal are automatically sensed using a measurement device and automatically logged to the server, integrated with each measurement time, stored in the artificial light characteristic DB, An artificial light characteristic DB is constructed.

즉, 도 27 및 도 28을 참조하면, 도 27은 상기한 바와 같이 하여 구축된 인공광 특성 DB의 구성예를 나타내는 도면이고, 도 28은 색온도 및 조도별 Warm/Cool 조합비율 검색 데이터를 나타내는 도면이다.
27 and 28, FIG. 27 is a diagram showing an example of the configuration of the artificial light characteristic DB constructed as described above, and FIG. 28 is a diagram showing the Warm / Cool combination ratio search data by color temperature and illuminance .

도 27에 나타낸 바와 같이, Warm/Cool LED의 색온도 및 조도에 따른 Warm/Cool 조합비율을 저장하고 있는 인공광 특성 DB의 테이블 구조는, No, warm, cool, XYZ, xy, CCT, Illumination, Duv 등의 애트리뷰트로 구성되어 있으며, 도 28은 그 중 CCT, Illumination, warm, cool을 나타내고 있다.
As shown in FIG. 27, the table structure of the artificial light characteristic DB storing the Warm / Cool combination ratio according to the color temperature and illumination of the Warm / Cool LED can be classified into No, warm, cool, XYZ, xy, CCT, illumination, And FIG. 28 shows CCT, Illumination, warm and cool among them.

계속해서, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 지하공간의 환경개선을 위한 LED(RGB, Warm/Cool) 조명 제어시스템의 UI의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
Next, the specific configuration of the UI of the LED (RGB, Warm / Cool) lighting control system for improving the environment of the underground space constituted as described above will be described.

즉, 도 29를 참조하면, 도 29는 상기한 바와 같이 하여 구성되는 지하공간의 환경개선을 위한 LED(RGB, Warm/Cool) 조명 제어시스템의 UI의 모니터링 화면의 구체적인 구성예를 나타내는 도면이다.
Referring to FIG. 29, FIG. 29 is a view showing a concrete configuration example of a UI monitoring screen of an LED (RGB, Warm / Cool) lighting control system for improving the environment of an underground space configured as described above.

도 28에 나타낸 바와 같이, 모니터링 화면은, 크게 나누어 지상부와 지하부로 구분되며, 지하공간은 자동 및 수동모드 반영이 가능한 총 4개의 공간으로 나타내었다.
As shown in FIG. 28, the monitoring screen is largely divided into a ground part and a ground part, and the underground space is represented by a total of four spaces capable of reflecting automatic and manual modes.

더 상세하게는, 먼저, 지상부는, 시간대별 태양의 고도에 따른 자연광의 색온도 변화를 자연광 특성 데이터베이스로부터 추출하여 그래픽 컴포넌트 및 텍스트 컴포넌트를 활용하여 이미지/수치 형태로 화면에 출력하도록 구성되며, 또한, 지하부는, 4개의 공간 유형에 따라 자동 또는 수동 모드의 서비스 제공이 가능하고, 자동 모드의 경우, 각 공간의 목적에 따른 조도 지표와 지상부의 자연광 색온도 변화를 그대로 반영하여 서비스하며, 수동 모드의 경우에는 각 공간의 목적에 따른 조도 지표와 색온도 정보를 사용자가 직접 입력한 값을 이용하여 고정 출력하도록 구성된다.
More specifically, the ground part is configured to extract a change in color temperature of natural light according to the altitude of the sun in accordance with the time of day, from the natural light characteristic database, and output it to the screen in an image / numerical form using graphic components and text components, In the underground part, automatic or manual mode service can be provided according to four types of spaces. In the automatic mode, service is provided by reflecting the illuminance index according to the purpose of each space and the change of the natural light color temperature in the ground part, Is configured to output the illuminance index and color temperature information according to the purpose of each space using a value directly input by the user.

아울러, 도 30을 참조하면, 도 30은 상기한 지하공간의 환경개선을 위한 LED(RGB, Warm/Cool) 조명 제어시스템의 UI의 제어 화면의 구체적인 구성예를 나타내는 도면이다.
Referring to FIG. 30, FIG. 30 is a view showing a concrete configuration example of a UI control screen of the LED (RGB, Warm / Cool) lighting control system for improving the environment of the underground space.

더 상세하게는, 도 30에 나타낸 바와 같이, 제어 화면은, 시간대별 자연광의 색온도 변화를 측정 및 저장한 데이터베이스 정보를 테이블 형태로 화면에 출력하며(도 30의 1)로 표시된 부분), 지하공간의 각 공간 유형에 따라 적합한 조도 기준 지표를 데이터베이스화하여 테이블 형태로 화면에 출력한다(도 30의 2)로 표시된 부분).
More specifically, as shown in Fig. 30, the control screen displays database information obtained by measuring and storing the change in color temperature of natural light by time period on a screen in the form of a table (portion indicated by 1 in Fig. 30) And outputs the data to the screen in the form of a table (the portion indicated by 2 in FIG. 30).

또한, 도 30에 있어서, 3)은 조명을 자동 또는 수동으로 서비스하기 위한 4개의 공간을 나타내며, 4)는 전체 공간 선택 영역에서 선택한 해당 공간의 색온도를 자동 또는 수동으로 선택하기 위한 리스트 영역이고, 5)는 1)에서 선택한 해당 공간의 조도를 자동 또는 수동으로 선택하기 위한 리스트 영역을 각각 나타낸다.
30, reference numeral 3) denotes four spaces for automatically or manually illuminating the illumination, 4) a list region for automatically or manually selecting the color temperature of the selected space in the entire space selection region, 5) represents a list area for automatically or manually selecting the illuminance of the corresponding space selected in 1).

아울러, 도 31을 참조하면, 도 31은 맑은 날을 기준으로 실측정한 시간대별 자연광 특성 데이터베이스 중 색온도 정보를 이용하여 상기한 실시예에 따라 구성된 시스템의 Warm/Cool LED를 5분 주기로 제어한 결과를 나타내는 도면이다.
31, FIG. 31 shows a result obtained by controlling the warm / cool LED of the system configured according to the above-described embodiment using the color temperature information of the natural light characteristic database for each time period measured based on a clear day on a 5-minute cycle Fig.

즉, 도 31에 나타낸 바와 같이, 본 발명자들은, 맑은 날을 기준으로 실측정한 시간대별 자연광 특성 데이터베이스 중 색온도 정보를 활용하여 상기한 실시예에 따라 구성된 시스템의 Warm/Cool LED를 5분 주기로 제어하였으며, 그 결과, 도 31에 나타낸 그래프와 같이 인공광의 색온도 출력값이 자연광의 색온도 변화와 매우 근사함을 확인하였다.
That is, as shown in FIG. 31, the inventors of the present invention controlled the warm / cool LED of the system configured according to the above-described embodiment using the color temperature information of the natural light characteristic database for each time period measured based on a clear day on a 5-minute cycle As a result, it was confirmed that the color temperature output value of the artificial light is very close to the color temperature change of natural light as shown in the graph shown in Fig.

따라서 상기한 바와 같이 하여, 시간대별로 자연광과 유사한 광 환경을 제공할 수 있는 지하공간을 위한 LED 조명 제어시스템을 제공할 수 있으며, 그것에 의해, 지하공간 거주자의 신체리듬에 적합한 건강하고 편안한 조명 환경을 조성할 수 있어 작업 능률과 생산성을 향상시킬 수 있다.
Accordingly, it is possible to provide an LED lighting control system for an underground space that can provide an optical environment similar to natural light for each time period, thereby providing a healthy and comfortable lighting environment suitable for a body rhythm of an underground space occupant So that work efficiency and productivity can be improved.

그러나 상기한 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 단순히 시간대별로 자연광과 유사한 조명을 제공하는 것만으로는, 예를 들면, 낮잠을 자는 경우와 같이, 거주자의 시간대별 신체리듬이나 현재 상황이 해당 시간대의 자연광과 부합하지 않는 경우가 있을 수 있다.
However, as described above with reference to Figs. 11 and 12, simply providing illumination similar to natural light for each time period can be performed only for a predetermined period of time, for example, when taking a nap, There may be a case where natural light of the corresponding time period does not match.

즉, 이와 같이 시간대별 신체리듬과 자연광의 색온도가 부합하지 않는 문제를 해결하기 위해서는, 단순히 시간대별로만 조명을 제어하는 것뿐만 아니라, 지하공간의 각 장소 유형과 거주자의 활동 등 상황에 따라 적합한 자연광의 스펙트럼 특성을 선택적으로 제공할 수 있는 조명 제어시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
In other words, in order to solve the problem that the color temperature of the body rhythm according to time is not matched with the color temperature of the time, it is necessary not only to control the illumination only at the time of the day but also to control the lighting according to the type of each place in the underground space, It is desirable to provide a lighting control system that can selectively provide the spectral characteristics of the lighting system.

여기서, 지하공간의 각 장소 유형과 거주자의 활동 등과 같은 상황에 따라 적합한 자연광의 스펙트럼 특성을 제공할 수 있는 조명 제어시스템으로는, 본 발명자들에 의해 2013년 01월 05일자로 한국 특허청에 출원된 특허출원 제10-2013-0004243호에 제시된 바와 같은 "상황해석 기반의 에너지 절감형 조명제어 시스템 및 그 제어방법"이 있다.
Here, as a lighting control system capable of providing suitable spectral characteristics of natural light according to various types of places in an underground space and activities such as residents' activity, the inventors of the present invention filed a patent application There is a " situation-based energy saving lighting control system and its control method "as disclosed in Patent Application No. 10-2013-0004243.

더 상세하게는, 상기한 특허출원 제10-2013-0004243호의 상황해석 기반의 에너지 절감형 조명제어 시스템 및 그 제어방법은, 사용자 위치 및 행위를 감지하는 센서로 구성되며, 사용자 위치 및 행위정보와 전력량 및 조도정보를 실시간으로 출력하는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 모니터링부 및 상기 USN 모니터링부에 의해 출력되는 값에 기초하여 각 센서를 통해 수집한 상황정보, 공간의 특성, 사용자 행위에 따라 설계된 조명환경지표에 기초하여 각 조명장치의 색상, 색온도, 조도, 온/오프 중의 적어도 하나를 제어하는 통합 제어부를 포함하여, 사용자의 위치와 행위 등을 감지하고 상황 및 이벤트에 적합한 조명 환경을 자동으로 서비스하기 위한 상황해석기반의 ECHO(Energy saving + Convenience + High cOmfort) LED 조명 시스템이 제공됨으로써, 상황변화에 따라 적응적으로 조명환경을 서비스하여 주거공간의 에너지를 절감하고 사용자에게 편안함과 편리함을 제공할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
More specifically, the energy saving type illumination control system based on the situation analysis of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 10-2013-0004243 and the control method thereof are constituted by sensors for detecting the user's position and behavior, A USN (Ubiquitous Sensor Network) monitoring unit for outputting power and illuminance information in real time, and a lighting environment designed according to the user's behavior, the environment information collected through each sensor based on the value output by the USN monitoring unit, And an integrated controller for controlling at least one of color, color temperature, illuminance, and on / off of each illumination device based on the indicator to detect a user's location and behavior, and to automatically service an illumination environment suitable for a situation and an event ECHO (Energy saving + Convenience + High comfort) LED illumination system based on situation analysis for adaptation To service the lighting environment of residential energy saving and being configured to allow a user to provide comfort and convenience.

즉, 상기한 바와 같은 상황해석 기반의 에너지 절감형 조명제어 시스템 및 그 제어방법을 상기한 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어시스템에 추가하여 적용함으로써, 자연광의 변화에 기반하여 지하공간과 같은 무창 공간에 대하여 영역별 특성에 따른 색, 색온도, 조도 등의 조명 환경을 자동 및 수동으로 제어하는 동시에, 재실자의 위치나 행위 등의 상황 변화에 따라 조명 환경을 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 구현할 수 있다.
In other words, by applying the above-described situation analysis based energy saving type lighting control system and its control method to the LED lighting control system according to the embodiment of the present invention as described above, The lighting environment such as color, color temperature, and illumination according to the characteristics of each area is automatically and manually controlled, and at the same time, a non-lighting space configured to control the lighting environment according to changes in the position or behavior of the occupant A dynamic lighting control system can be implemented.

여기서, 상기한 바와 같은 특허출원 제10-2013-0004243호의 상황해석 기반의 에너지 절감형 조명제어 시스템 및 그 제어방법의 구체적인 내용 및 이러한 구성을 상기한 LED 조명 제어시스템에 적용하는 내용에 대하여는, 종래기술 등을 통하여 당업자에게 자명한 사항이므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
The details of the energy saving type lighting control system based on the situation analysis and the control method thereof and the application of such a configuration to the LED lighting control system described above are disclosed in Patent Application No. 10-2013-0004243, Technology, and the like, so that detailed description thereof will be omitted here.

따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 구현할 수 있으며, 상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 동적 조명제어 시스템은, 지하공간의 조명 환경을 개선하여 거주자의 심리적, 생리적 문제를 해결하고 건강함과 편안함을 제공함으로써 삶의 질을 향상시키는데 활용될 수 있다.
As described above, the dynamic lighting control system according to the embodiment of the present invention improves the lighting environment in the underground space, It can be used to improve the quality of life by solving the psychological and physiological problems of the person and providing health and comfort.

또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 구현함으로써, 본 발명에 따르면, 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 변화하는 자연광 특성 측정용 자동화시스템을 구축하고, 자연광 특성 데이터베이스 및 실내용 LED 조명 특성 데이터베이스를 구축하며, LED 광원의 파장별 빛의 강도 조절을 통한 자연광 변화 모사형 동적 LED 제어시스템을 구현하는 것에 의해, 시각별, 계절별 천기 상태에 따라 다양하게 변화하는 자연광 특성을 분석하고, 이를 기반으로 LED 광원의 파장별 빛의 강도 조절을 통해 자연광과 유사한 빛 환경을 연출하여 재실자의 시쾌적성을 확보하면서 에너지 소비를 절감할 수 있는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템이 제공됨으로써, 무창 구조로 이루어진 지하공간의 부정적 이미지와 심리적, 생리적 영향을 해소할 수 있다.
In addition, according to the present invention, by implementing the dynamic lighting control system for a windowless space according to the present invention as described above, an automatic system for measuring natural light characteristics, which changes according to time and seasonal weather conditions, By constructing a database of database and indoor LED lighting characteristics and implementing a dynamic LED control system that changes the intensity of light according to the wavelength of the LED light source, a variety of natural light changes according to the time and seasonal weather conditions The dynamic lighting control system for the non-lighting space that can reduce the energy consumption while ensuring the visibility of the occupants by directing the light environment similar to the natural light by adjusting the intensity of the light according to the wavelength of the LED light source based on the analyzed characteristics The negative image of the underground space with the unchanged structure and the psychological, The physiological effect can be solved.

아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 자연광의 변화에 기반하여 지하공간과 같은 무창 공간 내의 조명을 제어 가능한 동시에, 주거, 사무실, 상점 등과 같은 지하공간의 영역별 특성에 따른 색, 색온도, 조도 등의 조명 환경을 자동 및 수동으로 제어하고, 재실자 위치 및 행위 등의 기타 상황 변화에 따른 조명 환경을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템이 제공됨으로써, 상황변화에 따라 적응적으로 조명환경을 서비스하여 주거공간의 에너지를 절감하고 사용자에게 편안함과 편리함을 제공할 수 있다.
Further, according to the present invention, as described above, it is possible to control the lighting in the non-lighting space such as the underground space based on the change of natural light, and to control the color, color temperature, The present invention provides a dynamic lighting control system for a non-lighting space configured to automatically and manually control a lighting environment such as a living room, By adaptively lighting the lighting environment, energy in the residential space can be saved and comfort and convenience can be provided to the user.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (15)

무창 공간(창이 없는 공간)을 위한 동적 조명제어 시스템에 있어서,
무창 공간에 대한 조명을 제공하는 조명장치;
상기 무창 공간의 각 공간별 조도 지표 데이터베이스 및 상기 조명장치의 광원에 대한 광 특성 데이터베이스 정보가 저장되어 있는 서버;
파장 및 색온도를 포함하는 자연광의 특성에 대한 정보가 시간대별로 분석되어 저장되어 있는 자연광 특성 데이터베이스;
상기 서버에 저장된 상기 각 공간별 조도 지표 데이터베이스와 상기 조명장치의 광원에 대한 광 특성 데이터베이스의 내용 및 상기 자연광 특성 데이터베이스에 저장된 시간대별 자연광 특성에 근거하여 상기 조명장치를 제어하는 제어부; 및
상기 무창 공간의 영역별 특성 및 재실자의 위치나 행위를 포함하는 상황 변화를 감지하고 이에 따라 상기 조명장치의 색, 색온도 및 조도를 포함하는 조명 환경을 자동 또는 수동으로 제어하기 위한 상황별 제어부를 포함하며,
상기 상황별 제어부는,
사용자 위치 및 행위를 감지하는 센서;
사용자 위치 및 행위정보와 전력량 및 조도정보를 실시간으로 출력하는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 모니터링부; 및
미리 설계된 조명환경지표에 기초해서, 상기 USN 모니터링부에 의해 출력되는 사용자 위치, 행위, 전력량 및 조도에 대한 정보 그리고 공간의 특성에 따라 각 조명장치의 색상, 색온도, 조도, 온/오프 중 적어도 하나를 제어하는 통합 제어부를 포함하는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
A dynamic lighting control system for a windowless space (windowless space)
A lighting device for providing illumination for a windowless space;
A server for storing illuminance index database for each space in the non-lighting space and optical characteristic database information for a light source of the lighting apparatus;
A natural light characteristic database in which information on characteristics of natural light including wavelength and color temperature is analyzed and stored in each time period;
A controller for controlling the illuminating device based on the illuminance index database for each space stored in the server, the contents of the optical characteristic database for the light source of the illuminating device, and the natural light characteristics for each time period stored in the natural light characteristic database; And
And a situation-specific controller for automatically or manually controlling a lighting environment including a color, a color temperature, and an illuminance of the lighting apparatus by detecting a change in a condition including a characteristic of each of the areas and a position or an action of the occupant In addition,
The context-
A sensor for sensing user location and behavior;
A USN (Ubiquitous Sensor Network) monitoring unit for outputting user position and action information, power amount and illuminance information in real time; And
At least one of color, color temperature, illuminance, and on / off of each lighting device according to the user's position, action, amount of power and illuminance output by the USN monitoring unit, and characteristics of the space, And an integrated control unit for controlling the dynamic lighting control system.
제 1항에 있어서,
상기 조명장치는,
LED 광원을 포함하는 LED 조명장치인 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
The method according to claim 1,
The illumination device includes:
Wherein the LED lighting device is an LED lighting device including an LED light source.
제 1항에 있어서,
상기 자연광 특성 데이터베이스는,
파장 측정기 및 색온도 측정기를 이용하여, 미리 정해진 일정 기간 동안 맑은 날과 흐린 날에 대하여 일출에서 일몰 시간대까지의 조도, 색온도, xy 색좌표, XYZ 3자극치, Duv, 주파장을 포함하는 자연광의 광특성 정보를 수집하고, 수집된 상기 광특성 정보를 저장하여 구축되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the natural light characteristic database comprises:
The optical characteristics information of natural light including the illuminance, color temperature, xy color coordinate, XYZ tristimulus value, Duv, and dominant wavelength from sunrise to sunset time for a clear day and a cloudy day for a predetermined period of time using a wavelength meter and a color temperature meter And storing the collected optical characteristic information, wherein the optical characteristic information is collected.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자연광 특성 데이터베이스에 저장된 각 시간대별 색온도 정보와 상기 서버에 저장된 상기 무창 공간의 각 공간별 조도 지표 데이터베이스 및 상기 조명장치의 광 특성 데이터베이스 정보에 근거하여 각 광원에 대한 제어 메시지의 내용을 결정하고,
결정된 상기 제어 메시지를 상기 조명장치로 송신하도록 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein,
Determining content of a control message for each light source based on color temperature information for each time period stored in the natural light characteristic database, an illuminance index database for each space of the non-illuminated space stored in the server, and optical property database information of the illuminator,
And transmit the determined control message to the lighting device.
제 4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자연광의 변화에 따라 상기 조명장치를 자동으로 제어하는 자동모드와, 사용자가 조명 환경을 수동으로 직접 설정하도록 구성되는 수동모드의 두 가지 모드로 동작 가능하도록 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein,
Wherein the illumination device is configured to be operable in two modes: an automatic mode for automatically controlling the illumination device in accordance with a change in the natural light, and a passive mode in which the user is manually configured to manually set the illumination environment. Lighting control system.
제 5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자동모드인 경우, 현재 날짜 및 시간에 해당하는 자연광 특성 데이터베이스의 색온도 정보와 공간별 조도 지표 데이터베이스의 조도 정보를 이용하여, 조명장치 전체를 일괄적으로 제어하는 일괄제어 모드와, 조명장치를 각각의 공간별로 제어하는 개별제어 모드 중 하나의 모드로 동작하며,
상기 수동모드인 경우, 사용자 입력에 의한 색온도 및 조도 정보에 근거하여, 조명장치 전체를 일괄적으로 제어하는 일괄제어 모드와, 조명장치를 각각의 공간별로 제어하는 개별제어 모드 중 하나의 모드로 동작하도록 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein,
A batch control mode for collectively controlling the entire lighting apparatus by using the color temperature information of the natural light characteristic database corresponding to the current date and time and the illuminance information of the illuminance index database for each space in the automatic mode, And a control mode for controlling each of the individual control modes,
In the case of the manual mode, it operates in one of a collective control mode for collectively controlling the entire illumination apparatus based on color temperature and illumination information by user input, and an individual control mode for controlling the illumination apparatuses for each space Wherein the dynamic lighting control system is configured to control the dynamic lighting control system.
제 4항에 있어서,
상기 제어 메시지는,
각각의 조명장치를 식별하기 위한 1 바이트 길이의 ModuleID;
게이트웨이를 식별하기 위한 2 바이트 길이의 GatewayID;
각각의 조명장치의 유형을 구분하기 위한 1 바이트 길이의 Module Type;
각각의 조명장치의 유형에 따른 제어 비율 정보를 나타내는 5 바이트 길이의 Data;
유효 메시지만을 필터링하기 위한 2 바이트 길이의 CRC;
메시지의 시작을 의미하는 1 바이트 길이의 STX; 및
메시지의 종단을 의미하는 1 바이트 길이의 ETX를 포함하는 총 13 Byte 길이로 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
5. The method of claim 4,
The control message includes:
A ModuleID of 1 byte length for identifying each lighting device;
A GatewayID of 2 bytes to identify the gateway;
A 1-byte-long Module Type for identifying the type of each lighting device;
A 5-byte-long Data indicating control rate information according to the type of each lighting apparatus;
A 2-byte CRC for filtering only valid messages;
A 1-byte STX indicating the start of a message; And
And a total of 13 Bytes in length including an ETX of 1 byte length which means the end of the message.
제 4항에 있어서,
상기 제어 메시지는,
TCP/IP 기반의 게이트웨이(Gateway)를 통해 IEEE 802.15.4 기반의 ZigBee 프로토콜을 이용하여 전송이 이루어지도록 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
5. The method of claim 4,
The control message includes:
Wherein the transmission is performed using a ZigBee protocol based on IEEE 802.15.4 through a TCP / IP-based gateway.
제 2항에 있어서,
상기 조명장치는,
빛을 내기 위한 광원을 형성하는 LED 광원모듈;
상기 제어부로부터 수신된 제어 메시지의 정보에 따라 각각의 LED 광원모듈에 대하여 색온도, 색상 및 조도를 각각 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 조광 제어기; 및
상기 조광 제어기로부터 수신된 상기 제어 신호에 따라 상기 각각의 LED 광원모듈에 공급되는 전압 및 전류를 조절하는 LED 드라이버를 포함하여 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The illumination device includes:
An LED light source module forming a light source for emitting light;
A dimmer controller for transmitting a control signal for controlling a color temperature, a color, and an illuminance of each of the LED light source modules according to the information of the control message received from the controller; And
And an LED driver for adjusting voltages and currents supplied to the respective LED light source modules according to the control signal received from the dimming controller.
제 1항에 있어서,
상기 사용자가 상기 동적 조명제어 시스템을 조작하기 위한 사용자 인터페이스(User Interface)를 더 포함하여 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the dynamic lighting control system further comprises a user interface for the user to operate the dynamic lighting control system.
제 10항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스는,
프로그램 구동을 위한 Main Package;
사용자 편의를 제공하기 위한 UI Package;
상기 조명장치와의 연결 및 제어를 위한 Communication Package;
상기 각 공간별 조도 지표 데이터베이스, 상기 광 특성 데이터베이스 및 상기 자연광 특성 데이터베이스와의 연결 및 해제를 위한 DB Package; 및
날짜 및 시간 정보를 기준으로 상기 조명장치를 자연광에 따른 환경으로 조절하기 위한 동기화를 위한 Thread Package를 포함하는 기능별 모듈에 의해 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템.
11. The method of claim 10,
Wherein the user interface comprises:
Main Package for program operation;
UI package for user convenience;
A communication package for connection and control with the lighting device;
A DB Package for connection and disconnection between the illuminance index database for each space, the optical characteristic database, and the natural light characteristic database; And
And a thread package for synchronization to adjust the illumination device to an environment according to natural light based on date and time information.
삭제delete 삭제delete 청구항 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 기재된 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템을 이용하여 상기 무창 공간에 대한 조명을 제어하도록 구성되는 것인, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 방법. A dynamic lighting control method for a windowless space, wherein the dynamic lighting control system for a nonwavelength space according to any one of claims 1 to 11 is configured to control illumination for the nonwavelength space. 무창 공간(창이 없는 공간)을 위한 동적 조명제어 시스템의 구현방법에 있어서,
상기 무창 공간 내의 각 공간의 목적에 부합하는 광 환경 지표 분석 및 상기 무창 공간의 공간별 광 환경에 대한 데이터베이스(DB)의 설계 및 구축을 행하여 상기 무창 공간의 이용자 및 각각의 공간별 광 환경 지표를 분석하는 광 환경 지표 분석단계;
파장측정기 및 색차계를 이용하여, 맑은 날에 대하여 일출에서 일몰시간 동안의 자연광의 색온도 변화를 수집 및 분석하고, 흐린 날에 대하여 일출에서 일몰시간 동안의 자연광의 색온도 변화를 수집 및 분석하여, 각 시간대별 파장 및 색온도를 포함하는 자연광 특성에 대한 데이터베이스를 설계 및 구축하는 시간대별 자연광 특성 분석단계;
상기 자연광 특성에 대한 데이터베이스에 근거하여 조명장치와 제어용 컨트롤러를 설계 및 제작하는 조명 제어 시스템 구현단계;
상기 조명 제어시스템의 UI(User Interface)를 구현하는 UI 구현단계; 및
상기 무창 공간의 영역별 특성 및 재실자의 위치나 행위를 포함하는 상황 변화를 감지하고 이에 따라 상기 조명장치의 색, 색온도 및 조도를 포함하는 조명 환경을 자동 또는 수동으로 제어하는 단계를 포함하는, 무창 공간을 위한 동적 조명제어 시스템의 구현방법.
A method of implementing a dynamic lighting control system for a windowless space (windowless space)
And a database (DB) for the optical environment of each space of the non-physical space is designed and constructed to analyze the optical environment indexes of the user and the respective spaces in the non-physical space Analyzing optical environment indicators;
Using a wavelength meter and a colorimeter, we collect and analyze changes in the color temperature of sunshine during sunrise and sunset, and collect and analyze changes in color temperature during sunrise and sunset over a cloudy day, A natural light characteristic analysis step by time for designing and constructing a database of natural light characteristics including wavelengths and color temperatures at each time point;
A step of implementing a lighting control system for designing and manufacturing a lighting device and a control controller based on a database of the natural light characteristics;
A UI implementation step of implementing a UI (User Interface) of the lighting control system; And
Comprising the steps of: detecting a change in the condition, including a characteristic of a region of the non-lighting space and a position or an action of the occupant, and automatically or manually controlling the lighting environment including the color, the color temperature and the illumination of the lighting device, Method of implementing dynamic lighting control system for space.
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