KR101602212B1 - 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템 - Google Patents

지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템은 무선 조명기기와 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 조명제어시스템(Easy Control full - 2 way Lighting Control system, E/F2)의 유선 조명기기를 통합 연동하도록 구성함으로써, 시스템의 확장이 용이하여 빌딩제어 같은 큰 시스템을 구성할 수 있고, 무극성 2가닥의 신호선을 이용하기 때문에 배선, 배관이 용이하며, 인터럽트식 시분할 다중 전송방식으로 실시간 빠른 응답이 가능하며, 전원중첩 방식으로 신호선을 통해 전원을 공급함으로써 센서, 스위치 등의 장치들을 별도의 전원 연결없이 구동할 수 있으며, 스케쥴 제어를 통해 필요 없는 조명을 오프(OFF)하는 등 에너지 절감 효과가 있고, 센서장치를 이용한 그룹, 패턴 제어를 통해 필요한 시간에만 조명을 사용할 수 있으므로 에너지 절감효과가 있다.

Description

지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템{Lamp control system of zigbee interfacing power overlap method}
본 발명은 지그비(Zigbee) 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템에 관한 것으로, 특히 지그비(Zigbee) 시스템의 무선 조명기기(조명등)와 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 조명제어시스템(Easy Control full - 2 way Lighting Control system, E/F2)의 유선 조명기기(조명등)를 통합 연동하도록 구성하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템에 관한 것이다.
상기 지그비 시스템은 저렴한 가격과 저전력 소모 및 작은 크기의 프로그램으로 구성되어 양방향 데이터 통신기능이 기능하여 홈네트워크와 유비쿼터스 분야에서 널리 사용된다.
최근에는 일상생활에서 자동 제어 시스템을 이용한 많은 기술들이 제공되어 생활의 편리함을 제공 받을 수 있게 되었다. 그 중에서도 최근에는 빌딩 및 아파트 등과 같이 고층 건물들이 늘어남에 따라 이러한 건물들 내의 전기, 조명, 수도 및 냉방 등과 같은 설비들을 관리하기 위해서는 자동 제어 시스템이 필수적이라 할 수 있다.
종래에는 이러한 자동 제어 시스템에 있어서 건물 시공시 유선으로 다수의 조명기기를 하나의 단말장치(PC 등)를 이용하여 제어 가능하도록 구성되었다.
그러나, 건물 내의 각 방의 구조를 변경하거나 신축하는 경우, 다수의 조명기기를 추가 또는 변경 설치하게 되는데, 이때 시공상 상기 조명기기를 유선으로 추가 설치하는 것은 매우 어려웠다.
한국공개특허 10-2011-103124호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 해결하고자 창출된 것으로 그 목적은, 추가 설비될 조명기기를 무선(예: 지그비 통신 방식)으로 설치하고, 이 무선 조명기기와 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 조명제어시스템(장치)의 유선 조명기기를 통합 연동하도록 구성하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템을 제공하는 데 있다.
특히 본 발명은 지그비(Zigbee)를 이용한 무선통신과 E/F2-BUS를 이용한 유선통신을 결합한 조명제어시스템으로서, E/F2-BUS에 가상채널을 설정하고, E/F2-BUS쪽에 설정된 채널을 Zigbee(지그비) to E/F2-BUS(버스) 게이트웨이를 이용하여 지그비 장치에 적용하는 것이다.
상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명의 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템은 복수의 무선 조명기기마다 고유 어드레스를 각각 부여하고, 상기 무선 조명기기와, 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 조명제어장치의 유선 조명기기를 게이트웨이를 통해 통합 연동하되, 상기 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 조명제어장치의 유선 조명기기를 통해 사용자 입력을 받아 소정의 조명기기를 제어하기 위한 제어신호가 생성되고 상기 게이트웨이에 전달되며 상기 게이트웨이는 전달받은 상기 제어신호를 무선 제어신호로 변환하여 상기 무선 조명기기에 전달하고 상기 무선 조명기기는 상기 제어신호를 판독하여 해당 어드레스에 대응되는 조명제어기기를 제어하며, 상기 무선 조명기기를 통해 사용자 입력을 받아 소정의 조명기기를 제어하기 위한 무선 제어신호가 생성되고 상기 게이트웨이에 전달되어 상기 게이트웨이는 상기 전달받은 상기 무선 제어신호를 유선 신호로 변환하여 상기 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 유선 조명기기로 전달하고 상기 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 유선 조명기기는 전달 받은 상기 유선 신호를 판독하여 해당 어드레스에 대응되는 조명제어기를 제어하는 것이다.
상기 유선 조명기기를 제어하는 장치는, 사용자 입력을 받아 소정의 조명기기를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단말장치와, 상기 단말장치와 연결되는 시스템 네트워크 유닛(SNU)과, 상기 시스템 네트워크 유닛(SNU)과 연결되는 시스템 인터페이스 유닛(SIU)과, 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU)과 터미널 유닛(T/U) 사이에 연결되는 시스템 컨트롤 유닛(SCU)과, 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)에 연결되어 사용자 입력을 받아 소정의 조명기기를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 사용자 입력용 스위치와, 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)과 1개 이상의 릴레이 사이에 연결되는 터미널 유닛(T/U)과, 상기 터미널 유닛(T/U)을 통해 입력된 상기 제어신호에 포함된 제어명령에 따라 해당 조명기기의 동작을 제어하는 릴레이를 포함하여 이루어지는 것이다.
이에, 상기 단말장치를 통해 사용자가 임의의 조명기기를 제어하기 위한 제어신호가 발생되면 상기 제어신호는 시스템 네트워크 유닛(SNU), 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 시스템 컨트롤 유닛(SCU)를 거쳐 터미널 유닛(T/U)에 전달되고, 상기 터미널 유닛(T/U)은 전송받은 제어신호로부터 해당 조명기기의 어드레스와 제어명령을 판독하고, 상기 릴레이를 통해 상기 어드레스에 해당하는 조명기기의 동작을 상기 제어명령에 따라 제어하고, 상기 시스템 컨트롤 유닛은 상기 제어된 조명기기의 동작상태를 전달받아 상기 어드레스에 해당하는 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치에 상기 조명기기의 동작 상태를 전달하고 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치는 전달된 제어 상태를 표시하는 것이다.
또한, 상기 사용자 입력용 스위치를 통해 사용자가 임의의 조명기기를 제어하기 위한 제어신호가 발생되면 상기 제어신호는 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 시스템 컨트롤 유닛(SCU)를 거쳐 터미널 유닛(T/U)에 전달되고, 상기 터미널 유닛(T/U)은 전송받은 제어신호로부터 해당 조명기기의 어드레스와 제어명령을 판독하고, 상기 릴레이를 통해 상기 어드레스에 해당하는 조명기기의 동작을 상기 제어명령에 따라 제어하고, 상기 시스템 컨트롤 유닛은 상기 제어된 조명기기의 동작상태를 전달받아 상기 어드레스에 해당하는 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치에 상기 조명기기의 동작 상태를 전달하고 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치는 전달된 제어 상태를 표시하는 것이다.
상기 무선 조명기기를 제어하는 장치는 사용자 입력을 받아 소정의 조명기기를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단말장치와, 상기 단말장치와 연결되는 시스템 네트워크 유닛(SNU)과, 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU)과 연결되고 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)과 연결되며 상기 사용자 입력용 스위치와 연결되는 게이트웨이(G/W)와, 상기 게이트웨이를 통해 입력된 상기 단말장치 또는 상기 사용자 입력용 스위치를 통해 발생되는 제어신호에 포함된 제어명령에 따라 해당 조명기기의 동작을 제어하거나 사용자에 의해 임의 조명기기를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 무선 제어신호를 발생하는 지그비 디바이스(Z/D)를 포함하여 이루어지는 것이다.
상기 단말장치 또는 상기 사용자 입력용 스위치를 통해 사용자에 의해 임의의 조명기기를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 제어신호가 발생되면 상기 단말장치의 제어신호는 상기 시스템 네트워크 유닛(SNU), 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)을 거치고, 상기 사용자 입력용 스위치의 제어신호는 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)을 거쳐 상기 게이트웨이(G/W)에 전달되고, 이 게이트웨이(G/W)에서는 상기 어드레스가 가상 어드레스인지 확인한 후, 지그비 무선 신호로 변환하여 지그비 디바이스에 전송하며, 지그비 디바이스는 전송받은 어드레스를 확인한 후 자신의 어드레스와 일치하면 상기 제어명령에 따라 조명기기의 동작을 제어하는 것이다.
상기 조명기기의 동작에 따른 조명기기의 동작 상태 신호가 발생되면 상기 조명기기의 동작 상태 신호는 게이트웨이에 전달되어 무선신호 판독이 이루어지고, 상기 게이트웨이는 상기 판독된 무선신호를 E/F2(Easy Control full - 2 way Lighting Control system)신호로 변환하여 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU), 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 상기 시스템 네트워크 유닛(SNU)을 거쳐 상기 단말장치에 전달되거나, 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)을 통해 상기 사용자 입력용 스위치에 전달되어 이 단말장치와 이 사용자 입력용 스위치에 해당 조명기기의 상태가 출력되는 것이다.
상기 지그비 디바이스를 통해 사용자에 의해 임의의 조명기기를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 무선 제어신호가 발생하면 상기 게이트웨이에 전달되어 무선신호 판독이 이루어지고, 상기 게이트웨이는 상기 판독된 무선신호가 가상어드레스가 아니면 E/F2(Easy Control full - 2 way Lighting Control system)신호로 변환하여 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU), 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 상기 터미널 유닛(T/U)에 전달하고, 상기 터미널 유닛(T/U)은 전송받은 제어신호로부터 해당 조명기기의 어드레스와 제어명령을 판독하고, 상기 릴레이를 통해 상기 어드레스에 해당하는 조명기기의 동작을 상기 제어명령에 따라 제어하는 것이다.
상기 조명기기의 동작에 따른 조명기기의 동작 상태 신호가 발생되면 상기 조명기기의 동작 상태 신호는 상기 게이트웨이에 전달되고 이 게이트웨이(G/W)에서는 상기 조명기기의 동작 상태 신호를 지그비 무선 신호로 변환하여 상기 지그비 디바이스에 전송하며, 지그비 디바이스는 전송받은 상기 조명기기의 동작 상태 신호에 따라 자신의 동작상태를 표시하는 것이다.
상기와 같은 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템을 제공함으로써 다음과 같은 효과가 발생한다.
즉, 본 발명에 따른 E/F2 to Zigbee(지그비)를 이용한 조명제어 시스템은 E/F2 버스를 이용한 조명제어 시스템을 이용함에 따라 시스템의 확장이 용이하여 빌딩제어와 같은 큰 시스템을 구성할 수 있고, 무극성 2가닥의 신호선을 이용하기 때문에 배선, 배관이 용이하며, 인터럽트식 시분할 다중 전송방식으로 실시간 빠른 응답이 가능하며, 전원중첩 방식으로 신호선을 통해 전원을 공급함으로써 센서, 스위치 등의 장치들을 별도의 전원 연결없이 구동할 수 있으며, 스케쥴 제어를 통해 필요 없는 조명을 오프(OFF)하는 등 에너지 절감 효과가 있고, 센서장치를 이용한 그룹, 패턴 제어를 통해 필요한 시간에만 조명을 사용할 수 있으므로 에너지 절감효과가 있다.
또한, 본 발명은 무선구간조명제어에 유무선 구간 통합으로 스케쥴 제어, 그룹제어, 패턴제어를 적용할 수 있고, 빌딩제어와 같은 큰 시스템을 유선구간과 무선구간으로 나누어 시스템 구성이 가능하며, 무선구간의 활용으로 배선, 배관 비용을 절감할 수 있다. 또한, 여러 종류의 유선 센서장치를 무선구간에도 적용하여 제어할 수 있고, 전체 건물에 분산된 지역별(예: 층별) 무선 네트워크들과 유선구간을 하나의 시스템으로 전체 통합할 수 있고, 개별 어드레스(Address), 그룹, 패턴, 스케쥴, 센서 연동 등 유선조명제어시스템의 장점을 그대로 계승할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 단말장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 조명기기의 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템의 작동 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템은 크게 유선 조명기기(조명등)(71)를 제어하는 장치와, 무선 조명기기(조명등)(72)를 제어하는 장치를 포함하여 구성된다. 여기서, 유선 조명기기(71) 및 무선 조명기기(72)는 각각 고유의 주소(어드레스, address)를 갖는다.
먼저, 유선 조명기기(71)를 제어하는 장치는 단말장치(10), 시스템 네트워크 유닛(System Network Unit, SNU)(20), 시스템 인터페이스 유닛(System Interface Unit, SIU)(30), 시스템 컨트롤 유닛(System Control Unit, SCU)(40), 터미널 유닛(Terminal Unit, T/U)(50) 및 릴레이(Relay, RY)(60)를 포함하여 구성된다. 이들 구성요소간에는 양방향 통신이 가능하도록 통신부가 구성된다.
단말장치(10)는 사용자 입력을 받아 소정의 부하(예: 조명기기(71)(72) 등)를 제어(온/오프 제어, 색상 제어 등)하기 위한 제어신호를 생성하고, 이 조명기기(71)(72)의 상태 정보를 출력하는 기능을 수행한다. 상기 제어신호에는 각 조명기기(71)(72)가 특정 시간에 따라 온/오프될 수 있도록 하는 스케쥴 데이터 및 제어 대상 조명기기의 어드레스가 포함될 수 있다.
시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)은 단말장치(10)와 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30) 사이에 위치하여, 단말장치(10)에서 전송된 제어신호(해당 조명기기의 어드레스 포함)를 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)으로 전송하고, 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)에서 전송된 신호(해당 조명기기의 상태 신호)를 단말장치(10)로 전송한다.
시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)은 단말장치 또는 중앙관계 장치(HOST PC)와 상호 데이터를 송/수신하며, 제어 명령을 하달 및 터미널 유닛(T/U)(50)과 부하 릴레이의 동작 상태를 전송받아 단말장치 또는 중앙관계 장치(HOST PC)로 전송한다.
본 발명에서는 단말장치(10)와 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20) 사이에 멀티 포트(Multi-port)를 구성하여, 단말장치(10)로부터 발생된 신호가 다수의 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)으로 전달될 수 있도록 구성할 수도 있다.
단말장치(10)와 멀티 포트 사이는 일례로서, RS-232C 방식으로 데이터 전송이 이루어지고, 멀티 포트와 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20) 사이는 일례로서, RS-232C 또는 #N-F2 방식으로 데이터 전송이 이루어질 수 있다.
시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)은 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)과 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40) 사이에 위치하여, 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)에서 전송된 신호를 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)으로 전송하고, 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)에서 전송된 신호를 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)으로 전송한다.
또한, 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)은 E/F2(Easy Control full - 2 way Lighting Control system, 무극성 전원 중첩 방식의 풀 2선식 통합 조명제어 시스템)-BUS 시스템의 조명제어 시스템에 직접적인 제어 명령을 하달하고, 각종 데이터를 보관하고 있으며, 단말장치 또는 중앙 관제 장치 및 프로그램 스위치에 의해 조작 및 상태 데이터를 전송받아 이를 중계한다.
시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)은 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)과 터미널 유닛(T/U)(50) 사이에 위치하여, 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)에서 전송된 신호를 터미널 유닛(T/U)(50)으로 전송하고, 터미널 유닛(T/U)(50)에서 전송된 신호를 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)으로 전송한다.
또한, 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30)과 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40) 사이는 일례로서, E/F2-버스(2선 무극성 통신)를 통해 데이터 전송이 이루어질 수 있다.
또한, 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)은 중앙제어장치로서 스위치, 릴레이, 접점입력으로부터의 신호 수신 및 감시하는 기능과, 해당하는 릴레이, 딤머, 스위치LED 등에 필요한 신호 송신 및 제어하는 기능을 수행한다.
터미널 유닛(T/U)(50)은 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)과 릴레이(RY)(60) 사이에 위치하여, 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)에서 전송된 신호를 릴레이(RY)(60)으로 전송하고, 릴레이(RY)(60)에서 전송된 신호를 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)으로 전송한다.
또한, 터미널 유닛(T/U)(50)은 일례로서, 4개 어드레스의 릴레이를 제어하고, 스위치와 접점 입력 혹은 단말장치 또는 PC(개인용 컴퓨터) 제어로부터 신호를 받아 직접 연결된 릴레이의 온/오프(ON/OFF)를 제어하며, 딥(DIP) 스위치를 통해 연결된 릴레이에 고유의 어드레스를 부여한다.
릴레이(RY)(60)는 각각의 조명기기(71)에 구비되어, 터미널 유닛(T/U)(50)을 통해 입력된 제어신호에 포함된 제어명령에 따라 해당 조명기기(71)의 동작을 제어한다.
또한, 릴레이(RY)(60)는 일례로서, 랫칭 타입 형식의 릴레이로, 터미널 유닛(T/U)(50)으로부터 제어신호를 받아 조명기기 또는 다른 전기부하의 온/오프(ON/OFF)를 제어한다.
하나의 터미널 유닛(T/U)(50)에는 일례로서, 4개의 릴레이(RY)(60)가 구성될 수 있으며, 이로써 하나의 터미널 유닛(T/U)(50)에는 4개의 조명기기(71)가 구성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 E/F2 버스를 이용한 조명제어 시스템은 시스템의 확장이 용이하여 빌딩제어 같은 큰 시스템을 구성할 수 있고, 무극성 2가닥의 신호선을 이용하기 때문에 배선, 배관이 용이하며, 인터럽트식 시분할 다중 전송방식으로 실시간 빠른 응답이 가능하며, 전원중첩 방식으로 신호선을 통해 전원을 공급함으로써 센서, 스위치 등의 장치들을 별도의 전원 연결없이 구동할 수 있으며, 스케쥴 제어를 통해 필요 없는 조명을 오프(OFF)하는 등 에너지 절감 효과가 있고, 센서장치를 이용한 그룹, 패턴 제어를 통해 필요한 시간에만 조명을 사용할 수 있으므로 에너지 절감효과가 있다.
또한, 무선 조명기기(72)를 제어하는 장치는 단말장치(10), 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20), 게이트웨이(G/W)(80) 및 지그비 디바이스(Z/D)(90)를 포함하여 구성된다.
게이트웨이(G/W)(80)는 Zigbee to E/F2-버스 게이트에 해당한다. 구체적으로 게이트웨이(G/W)(80)는 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)과 지그비 디바이스(Z/D)(90) 사이에 위치하여, 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)에서 전송된 신호를 지그비 디바이스(Z/D)(90)로 전송하고, 지그비 디바이스(Z/D)(90)에서 전송된 신호를 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)으로 전송한다.
지그비 디바이스(Z/D)(90)는 복수의 무선 조명기기(72)의 각각에 구비되어, 게이트웨이(G/W)(80)를 통해 입력된 제어신호에 포함된 제어명령에 따라 해당 무선 조명기기(72)를 제어한다.
상기 지그비 디바이스(Z/D)(90)는 각 구성요소에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 상호간에 규정된 통신주파수를 이용하여 통신이 가능한 통신모듈이 포함되어 지그비(Zigbee) 프로토콜을 통해 데이터통신 및 조명제어가 가능하도록 구성된다.
또한, 본 발명에서는 지그비(Zigbee) 스위치를 더 구성하여, 지그비 디바이스(Z/D)(90)가 Zigbee 스위치로부터 직접 제어될 수 있다. Zigbee 스위치는 지그비 디바이스(Z/D)(90)와 지그비(zigbee) 통신에 의해 연결될 수 있다. Zigbee 스위치는 지그비 디바이스(Z/D)(90)를 제어하기 위한 스위치 메시지를 생성하고, 생성한 스위치 메시지를 지그비 디바이스(Z/D)(90)에 할당된 주소(어드레스)를 이용하여 지그비 디바이스(Z/D)(90)로 전송함으로써 지그비 디바이스(Z/D)(90)를 제어한다. 상기 지그비 디바이스(Z/D)(90)가 Zigbee 스위치로부터 직접 제어될 때, 그 결과 데이터는 단말장치에 전송되어 출력될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 다수의 센서를 구비할 수 있는데, 그 센서에는 일례로서, 온도 센서, 인체 감지 센서, 조도센서 등이 있다.
온도센서는 반도체 온도센서를 이용하여 주변온도를 감지하며 설정된 온도 이상으로 주변온도가 상승하면 E/F2-BUS 신호를 출력하여 이상 온도 및 화재를 감지, 예방하는 기능을 수행하고, 인체 감지 센서는 천정에 취부되어 인체 움직임을 감지하고, 설치장소에서 센서 감지범위에 사람의 출입이 발생했을 때 자동적인 조명의 점등, 소등 기능을 수행하며, 조도센서는 천정에 취부되어 조도를 감지하며, 설정된 조도에 따라 설치장소의 조도를 감지하여 자동적인 조명의 점등, 소등 기능을 수행한다. 상기 센서 출력은 단말장치(10)로 전송되어 출력 및 디스플레이된다.
본 발명의 조명기기(71)(72)는 엘이디를 사용하는 전구, 형광등, 독서등, 무드등, 면발광등과 같은 다양한 조명기기를 모두 포함하는 것으로, 본 발명의 시스템은 서로 다른 종류의 조명기기를 동시에 제어 및 관리할 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명의 시스템에서는 조명기기(71)(72)의 어드레스를 설정하거나 조명기기(71)(72)를 직접 제어할 수 있는 단말기 또는 스위치를 구성할 수 있는데, 이 단말기 또는 스위치는 구체적으로, E/F2-BUS 조명제어 접속장치들 및 지그비(Zigbee)-버스 조명제어 접속장치들의 제어 주소와 기능 설정 등을 적외선 무선통신을 이용하여 케이블의 연결이나 특정 소프트웨어의 사용없이 입력이 가능한 휴대 단말기로, 부가적으로 E/F2-BUS 및 Zigbee-BUS에 전용케이블을 이용하여 연결하면 릴레이 및 딤머 등의 제어상태 모니터링과 온/오프(ON/OFF) 제어를 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 E/F2 to Zigbee(지그비)를 이용한 조명제어 시스템은 상기 유선의 E/F2 - 버스를 이용한 조명시스템의 장점뿐만 아니라, 무선구간조명제어에 유무선 구간 통합으로 스케쥴 제어, 그룹제어, 패턴제어를 적용할 수 있고, 빌딩제어와 같은 큰 시스템을 유선구간과 무선구간으로 나누어 시스템 구성이 가능하며, 무선구간의 활용으로 배선, 배관 비용을 절감할 수 있다. 또한, 여러 종류의 유선 센서장치를 무선구간에도 적용하여 제어할 수 있고, 전체 건물에 분산된 지역별(예: 층별) 무선 네트워크들과 유선구간을 하나의 시스템으로 전체 통합할 수 있고, 개별 어드레스(Address), 그룹, 패턴, 스케쥴, 센서 연동 등 유선조명제어시스템의 장점을 그대로 계승할 수 있다는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 단말장치의 블록도이다.
단말장치(10)는 도 2에 나타난 바와 같이, 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)과 통신을 수행하는 제1 통신부(11), 조명기기(71)(72)의 조명 상태 또는 사용자 명령에 따른 결과 등이 표시되는 디스플레이부(12), 조명기기(71)(72)의 조명 상태 설정을 위한 사용자 명령이 입력가능한 사용자 입력부(13) 및 사용자의 명령에 따른 메시지(제어신호) 등을 생성하는 제1 제어부(14)를 포함할 수 있다. 여기서, 조명 상태는 조명의 온/오프(ON/OFF) 및 조도뿐만 아니라 색상 및 색 온도 등을 포함한다. 상기 메시지에는 해당 조명기기(71)(72)의 어드레스가 포함된다.
사용자 입력부(13)는 사용자가 단말장치(10)의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(13)는 키 패드(key pad), 터치 패드 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이부(12)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
디스플레이부(12)는 단말장치(10)에서 처리되는 정보를 표시한다. 예를 들어 디스플레이부(12)에는 조명기기 목록, 조명 제어 메뉴(예: 조도, 전원 등)이 표시될 수 있다.
한편, 디스플레이부(12)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(12)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 만일, 디스플레이부(12)가 터치 스크린으로 구성되는 경우, 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제어기 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 터치 스크린 패널은 외부에 부착되는 투명한 패널로서, 단말장치(10)의 내부 버스에 연결될 수 있다. 터치스크린 패널은 접촉 결과를 주시하고 있다가, 터치입력이 있는 경우 대응하는 신호들을 터치 스크린 패널 제어기로 보낸다. 터치 스크린 패널 제어기는 그 신호들을 처리한 다음 대응하는 데이터를 제1 제어부(14)로 전송하여, 제1 제어부(14)가 터치입력이 있었는지 여부와 터치스크린의 어느 영역이 터치 되었는지 여부를 알 수 있도록 한다.
또한, 디스플레이부(12)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thinfilm transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 투명 디스플레이(Tranparent display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
단말장치(10)는 제1 제어부(14)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장되거나, 입력되거나 출력되는 데이터들이 임시 저장되는 제1 저장부(16)를 더 포함할 수 있다.
제1 저장부(16)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램, 롬 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
또한, 제1 저장부(16)에는 조명기기(71)(72)의 조명 메뉴에 대한 정보가 저장된다. 여기서 조명 메뉴는 직접 조명 상태를 설정하는 사용자 모드 등을 포함할 수 있다.
미설명부호 15는 제1 모뎀부(15)로서, 제1 제어부(14) 내에 구성시킬 수도 있다.
도 3은 본 발명의 조명기기(71)(72)의 블록도이다.
도면을 참조하면, 조명기기(71)(72)는 릴레이(RY)(60) 및 지그비 디바이스(Z/D)(90)와 통신하는 제3 통신부(73), 복수 개의 발광소자를 포함하는 광원부(76), 이 광원부(76)를 구동하는 광원 구동부(75), 이 광원 구동부(75)에 전원을 공급하는 전원 공급부(78) 및 단말장치(10)에서 수신된 제어 메시지(제어명령)에 따라 광원 구동부(75)를 제어하는 제3 제어부(74)를 포함한다.
제3 통신부(73)는 릴레이(RY)(60) 및 지그비 디바이스(Z/D)(90)와 통신을 수행하여 단말장치(10)로부터 전송된 사용자 제어신호(전원 온/오프 제어신호 또는 조도제어신호)를 수신한다.
광원부(76)는 적색광을 출사하는 적색 발광 소자, 녹색광을 출사하는 녹색 발광 소자, 청색광을 출사하는 청색 발광 소자, 백색광을 출사하면서 색온도가 다른 복수 개의 백색 발광 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 광원부(76)는 발광 소자를 설치하고자 하는 공간의 크기, 용도 등에 따라 발광소자의 사용 개수가 달라지거나, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자 및 백색 발광 소자에 대한 비율이 달라질 수도 있다.
광원 구동부(75)는 조명 상태에 따라 광원부(76)의 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자 및 백색 발광소자에 입력되는 전류량을 변경시켜 광원부(76)를 구동시킨다. 또한, 광원 구동부는 조명기기의 온/오프 제어, 디밍(Dimming) 제어, 색상 제어 등의 구동 동작을 수행할 수 있다. 이러한 제어신호는 사용자 조작에 의한 단말장치(10)로부터 전송된다.
또한, 조명기기(71)(72)는 광원 구동부(75)를 구동시키는 구동 정보가 조명 상태에 대한 정보와 매칭되어 데이터베이스화된 제3 저장부(74)를 더 포함할 수 있다.
제3 제어부(74)는 조명기기(71)(72)의 각 구성 요소를 제어한다. 그리고, 제3 제어부(74)는 단말장치(10)로부터 수신된 제어 메시지(전원제어신호 또는 조도제어신호)에 따라 제3 저장부(74)에 구동 정보를 로딩하여 광원 구동부(75)를 제어한다. 예를 들어, 특정 조명 상태의 설정을 요청하는 메시지를 수신하면, 제3 제어부(74)는 제3 저장부(74)에 저장된 상기한 특정 조명 상태의 구동 정보를 로딩하여 광원 구동부(75)를 제어한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템의 작동 순서도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 단말장치(10)를 통해 사용자가 유선의 조명기기(71)를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 제어신호(제어메시지)가 생성(S101)되면 이 제어신호는 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20), 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30) 및 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)를 거쳐 터미널 유닛(T/U)(50)에 전달(S102)되고, 이 터미널 유닛(T/U)(50)은 전송받은 제어신호로부터 해당 조명기기(71)의 어드레스와 제어명령을 판독(S103)하고, 릴레이(RY)(60)를 통해 해당 어드레스에 대응하는 조명기기(71)의 동작을 제어명령에 따라 제어(S104)한다.
또한, 조명기기(71)의 동작에 따른 조명기기(71)의 동작 상태 신호(예: 조명기기의 온/오프, 조도, 색상, 스케쥴링, 디밍 등)가 생성(S105)되면 이 조명기기(71)의 동작 상태 신호는 터미널 유닛(T/U)(50), 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40), 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30) 및 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)을 거쳐 단말장치(10)에 전달(S106)되고, 이 단말장치(10)에는 해당 조명기기(71)의 상태가 출력(S107)된다.
또한, 도 5를 참조하면, 단말장치(10)를 통해 사용자에 의해 무선의 조명기기(72)를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 제어신호가 생성(S201)되면 이 제어신호는 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20), 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30) 및 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40)을 거쳐 게이트웨이(G/W)(80)에 전달(S202)되고, 이 게이트웨이(G/W)(80)에서는 상기 어드레스가 가상 어드레스인지 확인(S203)하고, 만약 가상 어드레스이면 지그비(zigbee) 무선 신호로 변환하여 지그비 디바이스(Z/D)(90)에 전송(S204)하며, 이 지그비 디바이스(90)는 전송받은 어드레스를 확인한 후 자신의 어드레스와 일치한지 체크(S205)하고, 만약 일치하면 상기 제어명령에 따라 조명기기(72)의 동작을 제어(S206)한다.
또한, 조명기기(72)의 동작에 따른 조명기기(72)의 동작 상태 신호가 생성(S207)되면 이 조명기기(72)의 동작 상태 신호는 게이트웨이(80)에 전달되어 무선신호 판독이 이루어지고, 이 게이트웨이(80)는 판독된 무선신호를 E/F2(Easy Control full - 2 way Lighting Control system) 신호로 변환하여 시스템 컨트롤 유닛(SCU)(40), 시스템 인터페이스 유닛(SIU)(30) 및 시스템 네트워크 유닛(SNU)(20)을 거쳐 단말장치(10)에 전달(S208)되고, 이 단말장치(10)에는 해당 조명기기(72)의 상태가 출력(S209)된다.
여기서, 유선 조명기기(71)(72)의 동작 상태 신호에는 일례로서, 조명기기의 온/오프 상태, 조도 상태, 전력소비량 상태, 각 조명기기의 종류 및 사용상태, 디밍상태 등이 속한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 단말
20: 시스템 네트워크 유닛(SNU)
30: 시스템 인터페이스 유닛(SIU)
40: 시스템 컨트롤 유닛(SCU)
50: 터미널 유닛(T/U)
60: 릴레이(RY)
71,72: 조명등(조명기기)
80: 게이트웨이(G/W)
90: 지그비 디바이스(Z/D)

Claims (9)

  1. 복수의 무선 조명기기마다 고유 어드레스를 각각 부여하고, 상기 무선 조명기기와, 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 조명제어장치의 유선 조명기기를 게이트웨이를 통해 통합 연동하되, 상기 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 조명제어장치의 유선 조명기기를 통해 사용자 입력을 받아 조명기기를 제어하기 위한 제어신호가 생성되고 상기 게이트웨이에 전달되며 상기 게이트웨이는 전달받은 상기 제어신호를 무선 제어신호로 변환하여 상기 무선 조명기기에 전달하고 상기 무선 조명기기는 상기 제어신호를 판독하여 해당 어드레스에 대응되는 조명제어기기를 제어하며, 상기 무선 조명기기를 통해 사용자 입력을 받아 조명기기를 제어하기 위한 무선 제어신호가 생성되고 상기 게이트웨이에 전달되어 상기 게이트웨이는 상기 전달받은 상기 무선 제어신호를 유선 신호로 변환하여 상기 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 유선 조명기기로 전달하고 상기 무극성 전원 중첩 방식의 2선식 유선 조명기기는 전달받은 상기 유선 신호를 판독하여 해당 어드레스에 대응되는 조명제어기를 제어하고,
    상기 유선 조명기기를 제어하는 장치는 사용자 입력을 받아 조명기기를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단말장치와, 상기 단말장치와 연결되는 시스템 네트워크 유닛(SNU)과, 상기 시스템 네트워크 유닛(SNU)과 연결되는 시스템 인터페이스 유닛(SIU)과, 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU)과 터미널 유닛(T/U) 사이에 연결되는 시스템 컨트롤 유닛(SCU)과, 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)에 연결되어 사용자 입력을 받아 조명기기를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 사용자 입력용 스위치와, 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)과 1개 이상의 릴레이 사이에 연결되는 터미널 유닛(T/U)과, 상기 터미널 유닛(T/U)을 통해 입력된 상기 제어신호에 포함된 제어명령에 따라 해당 조명기기의 동작을 제어하는 릴레이를 포함하며,
    상기 단말장치를 통해 사용자가 조명기기를 제어하기 위한 제어신호가 발생되면 상기 제어신호는 시스템 네트워크 유닛(SNU), 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 시스템 컨트롤 유닛(SCU)를 거쳐 터미널 유닛(T/U)에 전달되고, 상기 터미널 유닛(T/U)은 전송받은 제어신호로부터 해당 조명기기의 어드레스와 제어명령을 판독하고, 상기 릴레이를 통해 상기 어드레스에 해당하는 조명기기의 동작을 상기 제어명령에 따라 제어하고, 상기 시스템 컨트롤 유닛은 상기 제어된 조명기기의 동작상태를 전달받아 상기 어드레스에 해당하는 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치에 상기 조명기기의 동작 상태를 전달하고 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치는 전달된 제어 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자 입력용 스위치를 통해 사용자가 조명기기를 제어하기 위한 제어신호가 발생되면 상기 제어신호는 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 시스템 컨트롤 유닛(SCU)를 거쳐 터미널 유닛(T/U)에 전달되고, 상기 터미널 유닛(T/U)은 전송받은 제어신호로부터 해당 조명기기의 어드레스와 제어명령을 판독하고, 상기 릴레이를 통해 상기 어드레스에 해당하는 조명기기의 동작을 상기 제어명령에 따라 제어하고, 상기 시스템 컨트롤 유닛은 상기 제어된 조명기기의 동작상태를 전달받아 상기 어드레스에 해당하는 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치에 상기 조명기기의 동작 상태를 전달하고 상기 단말장치 및 상기 사용자 입력용 스위치는 전달된 제어 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 조명기기를 제어하는 장치는
    사용자 입력을 받아 조명기기를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단말장치와,
    상기 단말장치와 연결되는 시스템 네트워크 유닛(SNU)과,
    상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU)과 연결되고 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)과 연결되며 상기 사용자 입력용 스위치와 연결되는 게이트웨이(G/W)와,
    상기 게이트웨이를 통해 입력된 상기 단말장치 또는 상기 사용자 입력용 스위치를 통해 발생되는 제어신호에 포함된 제어명령에 따라 해당 조명기기의 동작을 제어하거나 사용자에 의해 조명기기를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 무선 제어신호를 발생하는 지그비 디바이스(Z/D)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 단말장치 또는 상기 사용자 입력용 스위치를 통해 사용자에 의해 조명기기를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 제어신호가 발생되면 상기 단말장치의 제어신호는 상기 시스템 네트워크 유닛(SNU), 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)을 거치고, 상기 사용자 입력용 스위치의 제어신호는 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)을 거쳐 상기 게이트웨이(G/W)에 전달되고, 이 게이트웨이(G/W)에서는 상기 어드레스가 가상 어드레스인지 확인한 후, 지그비 무선 신호로 변환하여 지그비 디바이스에 전송하며, 지그비 디바이스는 전송받은 어드레스를 확인한 후 자신의 어드레스와 일치하면 상기 제어명령에 따라 조명기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 조명기기의 동작에 따른 조명기기의 동작 상태 신호가 발생되면 상기 조명기기의 동작 상태 신호는 게이트웨이에 전달되어 무선신호 판독이 이루어지고, 상기 게이트웨이는 상기 판독된 무선신호를 E/F2(Easy Control full - 2 way Lighting Control system)신호로 변환하여 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU), 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 상기 시스템 네트워크 유닛(SNU)을 거쳐 상기 단말장치에 전달되거나, 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU)을 통해 상기 사용자 입력용 스위치에 전달되어 이 단말장치와 이 사용자 입력용 스위치에 해당 조명기기의 상태가 출력되는 것을 특징으로 하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 지그비 디바이스를 통해 사용자에 의해 조명기기를 제어하기 위한 제어명령 및 어드레스가 포함된 무선 제어신호가 발생하면 상기 게이트웨이에 전달되어 무선신호 판독이 이루어지고, 상기 게이트웨이는 상기 판독된 무선신호가 가상어드레스가 아니면 E/F2(Easy Control full - 2 way Lighting Control system)신호로 변환하여 상기 시스템 컨트롤 유닛(SCU), 상기 시스템 인터페이스 유닛(SIU) 및 상기 터미널 유닛(T/U)에 전달하고, 상기 터미널 유닛(T/U)은 전송받은 제어신호로부터 해당 조명기기의 어드레스와 제어명령을 판독하고, 상기 릴레이를 통해 상기 어드레스에 해당하는 조명기기의 동작을 상기 제어명령에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 조명기기의 동작에 따른 조명기기의 동작 상태 신호가 발생되면 상기 조명기기의 동작 상태 신호는 상기 게이트웨이에 전달되고 이 게이트웨이(G/W)에서는 상기 조명기기의 동작 상태 신호를 지그비 무선 신호로 변환하여 상기 지그비 디바이스에 전송하며, 지그비 디바이스는 전송받은 상기 조명기기의 동작 상태 신호에 따라 자신의 동작상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 지그비 연동 전원 중첩 방식의 조명제어시스템.
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