KR101708210B1

KR101708210B1 - 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템

Info

Publication number: KR101708210B1
Application number: KR1020150134169A
Authority: KR
Inventors: 손경락; 김현식
Original assignee: 한국해양대학교 산학협력단
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-02-27

Abstract

본 발명은 비접촉식 전력선 통신을 기반으로 한 라이파이 LED 조명통신 시스템에 관한 것으로 구체적으로는 비접촉식 결합기를 이용하여 기존 구조물에 설치된 내부 전력선 망에 물리적인 변형을 가하지 않으면서 전력선 통신 기반의 조명통신을 구현할 수 있는 시스템에 관한 기술이다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템은 인터넷망을 통해 수신되는 통신신호를 후단으로 출력하고, 입력되는 통신신호를 받아 인터넷망에 전달하는 마스터 전력선 모뎀; 전력선에 비접촉식으로 설치되며 상기 마스터 전력선 모뎀에서 출력된 통신 신호를 상기 전력선으로 전달하고 상기 전력선을 통해 전달되는 통신신호를 상기 마스터 전력선 모뎀으로 전달하는 제1 비접촉식 신호결합기; 상기 전력선에서 분기된 적어도 하나의 전력선에 비접촉식으로 설치되며 상기 분기된 전력선을 통해 전달되는 통신신호를 출력하며 입력되는 통신신호를 상기 분기된 전력선으로 전달하는 제2 비접촉식 신호결합기; 상기 제2 비접촉식 신호결합기에서 출력된 통신신호를 수신하여 후단으로 출력하고, 입력되는 통신신호를 받아 상기 제2 비접촉식 신호결합기에 전달하는 슬레이브 전력선 모뎀; 상기 슬레이브 전력선 모뎀에서 전달된 통신신호에 포함된 온/오프 데이터를 출력하는 제1 처리부; 상기 출력된 온/오프 데이터에 따라 발광 다이오드를 온/프 시키는 발광 다이오드 구동부; 적어도 하나의 발광 다이오드를 가지며 상기 발광 다이오드 구동부에 의해 상기 발광 다이오드를 온/오프하는 발광부; 외부 광원의 온/오프 패턴을 감지하는 수광부; 상기 수광부에서 감지된 외부 광원의 온/오프 패턴을 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부에서 출력된 디지털 데이터를 입력받아 통신신호에 포함하여 상기 슬레이브 전력선 모뎀에 전달하는 제2 처리부; 및 상기 제2 비접촉식 신호결합기가 설치된 상기 분기된 전력선과 연결되어 상기 슬레이브 전력선 모뎀, 상기 발광 다이오드 구동부, 상기 발광부 및 상기 수광부에 전력을 공급하는 전원공급부; 를 포함한다.

Description

전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템 {Lighting Communication System Based Power Line Communication}

본 발명은 비접촉식 전력선 통신을 기반으로 한 라이파이 LED 조명통신 시스템에 관한 것으로 구체적으로는 비접촉식 결합기를 이용하여 기존 구조물에 설치된 전력선 망에 물리적인 변형을 가하지 않으면서 전력선 통신 기반의 조명통신을 구현할 수 있는 시스템에 관한 기술이다.

인터넷의 급속한 성장과 모바일 기술의 발전은 사물과 기기가 인터넷에 연결된 사물인터넷 시대를 열어가고 있다. 가까운 미래에 전 세계적으로 사물인터넷 디바이스 수는 수백억 개로 증가할 것으로 예측하고 있는 가운데 가용한 무선주파수의 대역폭은 한정적이므로 획기적인 통신 방식이나 대체 통신 수단이 절실히 요구되고 있는 추세이다.

라이파이(Li-Fi)는 LED 조명 등의 빛을 무선 통신 수단으로 활용하는 기술로써, 대역폭 부족 문제를 해결할 수 있어 사물인터넷 시대를 대비할 수 있는 유력한 통신 수단으로 주목받고 있다. 기존의 유무선 광통신은 눈에 보이지 않는 파장 영역을 사용하므로 조명기능을 겸할 수 없으나 LED를 이용한 가시광 통신은 조명으로써의 기능과 무선 통신 기능을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다.

기존의 라이파이 기술에서는 전용 통신선을 설치하여 구현하거나 또는 전력선 통신을 이용할 경우 접촉식 방식을 적용하고 있었다.

전력선 통신은 전기에너지를 전달하기 위하여 설치되어 있는 전력선을 통신 매체로 이용하여 단순 신호 전달 및 원격 제어뿐만 아니라 고속 데이터 통신까지 활용될 수 있는 유선 통신 기술이다. 전기에너지가 전송되는 전력선에 통신 신호를 결합하기 위해서는 전력선 통신용 결합기가 필요하며, 여기에는 비 접촉식인 유도성 결합기와 접촉식인 용량성 결합기의 두 유형이 있다. 접촉식 용량성 결합기는 지하 매설선에 적용이 어려워 주로 가공선로에 적용하며 전력선에 설치 시 기존의 전력선 피복을 노출시켜야 하거나 임으로 가공해야 하므로 작업 시 전력차단이 필요하고 한번 설치 시 수정이 어려워 유지보수가 힘들고 비용이 많이 드는 문제가 있다. 비 접촉식 유도성 결합기는 지중선로와 가공선로에 동일하게 적용할 수 있는 구조이며 전력선 가공 및 전력 차단 없이 설치할 수 있고 유지보수가 쉬운 장점을 가지고 있다.

라이파이 기술에서 전용통신선을 별도로 설치할 경우 모든 조명에 통신선로를 추가적으로 설치해야 하는 문제점이 발생하며, 접촉식 전력선 통신을 이용하는 경우 이동 설치가 어려워 장소에 대한 제약과 구조물과 조명 설계의 자유도를 제한하는 경우가 발생한다.

한국공개특허 제10-2005-0071617호

이에, 본 발명은 LED조명이 설치된 모든 곳(육상, 해상 또는 해저 구조물이나 건축물 포함)의 전력선에 비접촉식 결합기를 적용하여 전력선을 통신채널로 활용하는 조명통신시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템은 인터넷망을 통해 수신되는 통신신호를 후단으로 출력하고, 입력되는 통신신호를 받아 인터넷망에 전달하는 마스터 전력선 모뎀; 전력선에 비접촉식으로 설치되며 상기 마스터 전력선 모뎀에서 출력된 통신 신호를 상기 전력선으로 전달하고 상기 전력선을 통해 전달되는 통신신호를 상기 마스터 전력선 모뎀으로 전달하는 제1 비접촉식 신호결합기; 상기 전력선에서 분기된 적어도 하나의 전력선에 비접촉식으로 설치되며 상기 분기된 전력선을 통해 전달되는 통신신호를 출력하며 입력되는 통신신호를 상기 분기된 전력선으로 전달하는 제2 비접촉식 신호결합기; 상기 제2 비접촉식 신호결합기에서 출력된 통신신호를 수신하여 후단으로 출력하고, 입력되는 통신신호를 받아 상기 제2 비접촉식 신호결합기에 전달하는 슬레이브 전력선 모뎀; 상기 슬레이브 전력선 모뎀에서 전달된 통신신호에 포함된 온/오프 데이터를 출력하는 제1 처리부; 상기 출력된 온/오프 데이터에 따라 발광 다이오드를 온/프 시키는 발광 다이오드 구동부; 적어도 하나의 발광 다이오드를 가지며 상기 발광 다이오드 구동부에 의해 상기 발광 다이오드를 온/오프하는 발광부; 외부 광원의 온/오프 패턴을 감지하는 수광부; 상기 수광부의 수신감도를 측정하는 감도측정부; 상기 수광부에서 감지된 외부 광원의 온/오프 패턴을 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부에서 출력된 디지털 데이터를 입력받아 통신신호에 포함하여 상기 슬레이브 전력선 모뎀에 전달하는 제2 처리부; 및 상기 제2 비접촉식 신호결합기가 설치된 상기 분기된 전력선과 연결되어 상기 슬레이브 전력선 모뎀, 상기 발광 다이오드 구동부, 상기 발광부 및 상기 수광부에 전력을 공급하는 전원공급부를 포함하고, 상기 제2 처리부는 상기 감도측정부에서 측정된 수신감도가 기설정된 기준 이하인 경우, 상기 전력선에서 분기된 다른 전력선에 연결된 제2 비접촉식 신호결합기를 통해 통신을 수행하도록 한다.

본 발명에서 상기 마스터 전력선 모뎀은, 인터넷망을 통해 수신되는 통신신호를 전력선 통신 신호로 변환하여 상기 제1 비접촉식 신호 결합기에 전달하고, 상기 제1 비접촉식 신호 결합기로부터 전력선 통신 신호를 입력받아 인터넷 통신 신호로 변환하여 상기 인터넷망을 통해 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 슬레이브 전력선 모뎀은, 상기 제2 비접촉식 신호결합기에서 출력된 전력선 통신 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 상기 제1 처리부로 전달하고, 상기 제1 처리부로부터 디지털 신호를 입력받아 전력선 통신 신호로 변환하여 상기 제2 비접촉식 신호결합기에 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템은 상기 수광부에서 수신감도를 일정수준 이상으로 유지하도록 빛을 집광시키는 프레넬 렌즈; 를 더 포함한다.

본 발명에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템은 상기 발광부의 온/오프 패턴을 감지하여 통신데이터를 생성하고, 상기 외부 광원을 포함하여 상기 외부 광원을 온/오프 시켜 상기 수광부에서 패턴을 감지하도록 하는 라이파이 통신 단말기; 를 더 포함한다.

삭제

본 발명에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템은 상기 제1 처리부에 전달되는 신호를 수집하여 기설정된 시간동안 저장하는 제1 저장부; 및 상기 제2 처리부에 전달되는 신호를 수집하여 기설정된 시간동안 저장하는 제2 저장부; 를 더 포함한다.

본 발명에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템은 구조물에 기설치된 조명기기의 내부 전력선에 비접촉식 결합기를 적용하여 전력선 가공 및 전력 차단없이 설치하여 수정 설치 및 유지 보수가 가능한 전력선 기반의 통신을 가능케 하며 조명의 기 설치된 전력선을 이용하여 라이파이 통신을 구현하므로 별도의 전용통신선 없이 구조물 내의 기반시설을 통한 통신이 가능하여 구조물과 구조물 내의 조명 설계를 자유도를 높일 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 마스터 슬레이브 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 통신감도에 따른 통신장치 변경과정을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 전력선 통신 수신불량에 따른 불량원인 확인과정을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 라이파이 통신 수신불량에 따른 불량원인 확인과정을 나타낸 도면이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템(100)은 인터넷 망과 전력선 통신망 사이의 신호 변조를 위한 마스터 전력선 모뎀(101), 비접촉식으로 전력선에 설치되어 전력선을 통한 통신신호 전달을 수행하는 제1 비접촉식 신호결합기(102)와 제2 비접촉식 신호결합기(103), 상기 제2 비접촉식 신호결합기(103)를 통해 송수신되는 전력선 통신 신호를 디지털 신호로 변조하기 위한 슬레이브 전력선 모뎀(104), 상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)을 통해 전송되는 디지털 통신신호로부터 조명통신을 위한 온/오프 신호를 생성하는 제1 처리부(105), 상기 온/오프 신호를 받아 발광 다이오드를 구동할 수 있는 신호로 출력해주는 발광 다이오드 구동부(106), 상기 발광 다이오드 구동부(106)의 온/오프 신호를 통해 구동되는 발광 다이오드를 포함하는 발광부(107), 외부 광원의 온/오프 조명통신신호를 감지하는 수광부(108), 상기 수광부에서 감지된 외부 광원의 온/오프 패턴을 디지털 데이터로 변환하는 신호 변환부(109), 상기 신호 변환부에서 출력된 디지털 데이터를 전력선 통신신호로 전환하여 상기 슬레이브 전력선 모뎀에 전달하는 제2 처리부(110) 및 상기 슬레이브 전력선 모뎀(104), 상기 발광 다이오드 구동부(106), 상기 발광부(107), 상기 수광부(108)에 전력을 공급하는 전원공급부(111)를 포함한다.

상기 마스터 전력선 모뎀(101)은 상기 인터넷망(20)을 통해 오가는 통신 신호를 전력선 규격에 맞도록 변조하는 역할을 수행한다.

상기 마스터 전력선 모뎀(101)은 인터넷망(10)과 연결되어 상기 인터넷망(10)을 통해 수신되는 통신신호를 전력선 통신 신호 규격에 맞도록 변조한 후 후단의 상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)로 출력하고 상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)로부터 입력되는 통신신호를 받아 상기 인터넷망(10)에 전달한다.

상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)는 상기 전력선(20)을 둘러싸도록 비접촉식으로 설치되며 전자기 유도 원리를 이용하여 상기 마스터 전력선 모뎀(101)으로부터 전송된 통신신호를 상기 전력선(20)에 전달하고 반대로 상기 전력선(20)을 통해 전달되는 통신신호를 상기 마스터 전력선 모뎀(101)으로 전송한다. 즉 상기 전력선(20)을 통신신호를 전달하기 위한 통신선로로도 사용할 수 있도록 한다.

이러한 상기 마스터 전력선 모뎀(101)과 상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)에 의해 상기 인터넷망(10)에 연결된 통신 장치들은 동일한 전력선이 연결된 곳이면 장소나 위치에 구애받지 않고 통신을 주고받을 수 있게 된다.

상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)를 통과한 상기 전력선(20)은 여러 갈래로 분기될 수 있으며 분기된 전력선에 전력선 통신을 위한 장치를 슬레이브 형태로 구성함으로써 상기 마스터 전력선 모뎀(101)과 연결된 상기 인터넷망(10)에 연결된 통신장치들과 마스터-슬레이브 형태의 통신을 수행할 수 있다

상기 제2 비접촉식 신호결합기(103)는 상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)를 통과한 상기 전력선(20)에서 분기된 전력선(30)을 둘러싸도록 비접촉식으로 설치되며 상기 분기된 전력선(30)을 통해 전달되는 통신신호를 후단의 상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)으로 출력하고 상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)에서 전달되는 통신신호를 입력받아 상기 분기된 전력선(30)으로 전달한다.

상기 제1 비접촉식 신호결합기(102) 및 상기 제2 비접촉식 신호결합기(103)는 인덕터의 기본 원리를 사용하여 비접촉식으로 설치된 전력선을 통해 통신신호를 전달하며 예컨데 자심체에 코일을 권선하는 형태로 구성될 수 있다.

상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)은 상기 전력선(20) 및 상기 분기된 전력선(30)을 통해 오가는 전력선 통신 신호를 디지털신호 규격에 맞도록 변조하는 역할을 수행한다.

상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)은 상기 제2 비접촉식 신호결합기(103)에서 출력된 전력선 통신 신호를 수신하여 디지털 신호 규격에 맞게 변조하여 후단의 상기 제1 처리부(105)로 출력하고, 상기 제1 처리부(105)로부터 디지털신호를 입력받아 전력선 통신 신호 규격에 맞게 변조하여 상기 제2 비접촉식 신호결합기(103)에 전달한다.

상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)를 통과한 전력선(20)은 다수개의 전력선으로 분기되어 다수개의 비접촉식 신호결합기가 설치될 수 있으며 각각의 비접촉식 신호결합기의 통신신호 출력은 각각 고유식별정보(ID)를 가진 슬레이브 전력선 모뎀과 연결될 수 있으며 상기 각 슬레이브 전력선 모뎀은 상기 마스터 전력선 모뎀(101)을 통해 전송되는 통신신호를 상기 고유식별정보(ID)에 따라 선택적으로 입력받을 수 있다.

상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)에서 출력된 통신신호는 상기 제1 처리부(105)로 입력되고 상기 제1 처리부(105)는 상기 통신신호의 프로토콜에 따라 유효 데이터를 추출하여 라이파이 통신을 위한 온/오프 데이터를 출력하게 된다.

일반적으로 통신신호는 전송하고자 하는 데이터 외에 통신신호의 목적 및 종류와 송신장치, 수신장치를 구분하기 위한 여러 헤더(Header) 정보를 추가로 포함한다.

이러한 헤더 정보는 프토토콜의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있으며 각 통신장치에서는 이를 해석하여 데이터를 어떤 목적으로 사용해야 할지 결정하게 되는데 본 발명에서는 상기 제1 처리부(105)가 이 역할을 수행하게 된다.

상기 제1 처리부(105)는 상기 인터넷망(10)을 통해 전송된 통신신호를 프로토콜에 따라 헤더 정보를 분석하여 라이파이 통신을 통해 전송해야 할 데이터를 추출해 내어 라이파이 통신 프로토콜에 맞게 다시 헤더정보를 구성하여 온/오프 신호인 라이파이 통신 신호를 만들어낸다.

상기 제1 처리부(105)에서 출력된 온/오프 데이터는 상기 발광 다이오드 구동부(106)로 입력되어 발광 다이오드를 온/오프 시키기 위한 신호로 출력된다. 발광 다이오드를 구동하기 위해서는 일정한 전류를 도통시켜야 하며 이를 위해 상기 발광 다이오드 구동부(106)는 예컨데 전자식 스위치 등으로 구현될 수 있다.

상기 발광 다이오드 구동부(106)를 통해 출력된 온/오프 신호는 적어도 하나의 발광 다이오드를 가지는 상기 발광부(107)의 발광 다이오드를 온/오프 한다.

즉 상기 전력선(20) 및 상기 분기된 전력선(30)을 통해 전달된 통신신호는 상기 제1 처리부(105)에서 조명 통신용 신호로 처리되고 상기 발광부(107)의 온/오프에 의해 조명통신으로 구현된다.

상기 발광부(107)는 조명으로써 충분한 조도를 제공하기 위해 복수개의 발광 다이오드로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 예컨대, 형광등, 백열전등, 할로겐등, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 및 PLS(Plasma Lighting System) 등과 같은 조명이 될 수도 있으며, 상기 발광 다이오드 등의 조명소자를 고정하기 위한 고정판과 같은 하우징이 구성될 수 있다.

상기 수광부(108)는 외부 광원의 온/오프 패턴을 감지하는데 예컨데 카메라 렌즈 등으로 구현되나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 외부 광원을 감지하는 소자라면 어떤 소자로도 구현이 가능하다.

상기 수광부(108)도 상기 발광부(107)와 마찬가지로 렌즈 등을 고정하기 위한 고정판이나 하우징을 포함할 수 있으며 또는 상기 발광부(107)의 고정판이나 하우징에 함께 장착될 수도 있다.

다른 실시예에서 상기 수광부(108)는 수신감도를 일정수준 이상으로 유지하도록 빛을 집광시키는 프레넬 렌즈(113)를 포함한다. 상기 프레넬 렌즈(113)는 사방으로 산란되는 외부 광원을 모아주는 일종의 볼록렌즈와 같은 역할을 하며 표면의 수많은 동심원의 홈에 의해 빛의 굴절률을 조절하여 빛을 한곳에 집중시켜 수신감도를 유지하게 한다.

다른 실시 예에서 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템(100)에는 상기 발광부(107)의 온/오프 패턴을 감지하여 통신데이터를 생성하고, 상기 외부 광원을 포함하며 상기 외부 광원을 온/오프 시켜 상기 수광부(108)에서 패턴을 감지하도록 하는 라이파이 통신 단말기(112)가 더 포함된다.

상기 라이파이 통신 단말기(112)는 상기 발광부(107)의 온/오프 패턴을 감지하여 생성된 통신데이터를 저장하거나 통신 데이터에 따른 기능을 수행할 수 있으며, 외부장치에 라이파이 통신을 통해 송신할 데이터를 전기적인 신호로 변조하여 단말기에 부착된 외부 광원을 온/오프 시켜 상기 수광부(108) 또는 라이파이 통신이 가능한 외부장치에서 상기 온/오프 패턴을 감지하여 정보를 수신하도록 한다.

상기 라이파이 통신 단말기(112)는 외부 광원을 가지고 있으며 라이파이 통신을 통해 각종 데이터를 송수신할 수 있는 통신용 단말기로서 예컨데 태블릿PC, 스마트폰 및 개인휴대용 정보단말기(PDA : Personal Digital Assistant) 등이 될 수 있다.

상기 신호 변환부(109)는 상기 수광부(108)에서 감지된 외부 광원의 온/오프 패턴을 디지털 데이터로 변환하여 출력하며 예컨데 감지된 광원을 전기적인 신호로 변환하기 위한 광 다이오드(Photo Diode)등의 수광 소자가 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 광원 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다면 어떤 소자로도 구현이 가능하다.

상기 제2 처리부(110)는 상기 신호 변환부(109)에서 출력된 디지털 데이터를 입력받아 라이파이 통신 프로토콜에 따른 헤더정보를 분석하여 유효한 데이터를 추출하고 추출된 데이터를 전력선 통신 프로토콜에 맞도록 통신신호로 구성하여 상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)에 전달한다.

상기 슬레이브 전력선 모뎀(104)은 상기 제2 처리부(110)로부터 전달받은 통신신호를 전력선 통신 규격에 맞도록 변조하여 출력하여 상기 제2 비접촉식 신호결합기(103) 및 상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)를 통해 상기 마스터 전력선 모뎀(101)에 연결된 인터넷망으로 전송하도록 한다.

상기 전원공급부(111)는 상기 제2 비접촉식 신호결합기(103)가 설치된 상기 분기된 전력선(30)과 연결되고 상기 분기된 전력선(30)을 통해 흐르는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 상기 슬레이브 전력선 모뎀, 상기 발광 다이오드 구동부, 상기 발광부 및 상기 수광부에 공급하여 동작에 필요한 전력을 제공한다.

다른 실시 예에서 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템(100)은 상기 수광부의 수신감도를 측정하는 감도측정부(114)를 포함한다.

상기 제2 처리부(110)는 상기 감도측정부(114)에서 측정된 수신감도가 기설정된 기준 이하인 경우, 상기 전력선(20)에서 분기된 다른 전력선에 연결된 제2 비접촉식 신호결합기를 통해 통신을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하며 이에 대한 과정은 도 3에서 후술하기로 한다.

또 다른 실시 예에서 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템(100)은 상기 제1 처리부에 전달되는 신호를 수집하여 기설정된 시간동안 저장하는 제1 저장부(115) 및 상기 제2 처리부에 전달되는 신호를 수집하여 기설정된 시간동안 저장하는 제2 저장부(116)를 포함한다. 상기 제1 저장부(115) 및 상기 제2 저장부(116)에 저장된 신호는 상기 전력선 통신 계통 및 상기 라이파이 통신 계통에 수신불량이 발생했을 경우 불량발생 원인을 분석하기 위해 사용되며 자세한 내용은 도 4에서 후술하기로 한다.

상기 슬레이브 전력선 모뎀(104), 상기 제1 처리부(105), 상기 발광 다이오드 구동부(106), 상기 발광부(107), 상기 수광부(108), 상기 신호 변환부(109), 상기 제2 처리부(110), 상기 감도측정부(114)는 조명통신장치(120)로 구성될 수 있으며 상기 조명통신장치(120)는 상기 전력선(20)에서 다수개로 분기된 전력선에 연결되는 슬레이브 통신 장치의 형태로 구성될 수 있다.

도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 마스터 슬레이브 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2를 참조하면 상기 마스터 전력선 모뎀(101)은 상기 인터넷 망(10)을 통해 마스터 통신 장치(117)와 연결되어 있으며 상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)가 설치된 상기 전력선(20)에서 2개로 분기된 전력선인 제1 전력선(31), 제2 전력선(32)에는 각각 제2 비접촉식 신호결합기(103), 제3 비접촉식 신호결합기(123)가 설치되고, 상기 제2 및 제3 비접촉식 신호결합기(103,123)는 각각 제1 조명통신장치(121), 제2 조명통신장치(122)와 연결되고 또한 각각 제1 전원공급부(124) 및 제2 전원공급부(125)와 연결되며 상기 제1 및 제2 전원공급부(124, 125)는 각각 제1 조명통신장치(121), 제2 조명통신장치(122)에 필요한 전력을 공급한다. 상기 제1 및 제2 조명통신장치(121, 122)는 상기 라이파이 통신 단말기(112)와 라이파이 통신을 수행한다.

도 2에는 설명의 편의상 상기 전력선(20)에서 분기된 전력선이 2개인 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 n개의 분기된 전력선이 있을 수 있으며 이에 따라 각각의 분기된 n개의 전력선에 비접촉식 신호결합기, 조명통신장치 및 전원공급기가 별도로 구성될 수 있다.

상기 마스터 통신 장치(117)는 상기 제1 및 제2 조명통신장치(121, 122)에 정보데이터를 전송하거나 제어하는 마스터 장치로서 통신 프로토콜에 따라 상기 제1 및 제2 조명통신장치(121, 122)중 적어도 하나의 장치를 통해 상기 라이파이 통신 단말기(112)와 라이파이 통신을 수행하도록 제어한다.

예를 들어 상기 마스터 통신 장치(117)가 상기 제2 조명통신장치(122)를 통해 상기 라이파이 통신 단말기(112)와 통신을 수행하고자 하면 상기 마스터 통신 장치(117)는 통신신호의 헤더 정보에 상기 제2 조명통신장치(122) 통신명령 정보를 담아 상기 인터넷 망(10)을 통해 상기 마스터 전력선 모뎀(101)으로 전송한다.

상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)와 상기 전력선(20)을 통해 전송되고 상기 제2 및 제3 비접촉신 신호결합기(103, 123)에 의해 전달된 상기 통신신호를 수신받은 상기 제1 및 제2 조명통신장치(121, 122)는 미리 정해진 통신 프로토콜에 따라 헤더 정보를 분석하여 상기 통신신호가 상기 제2 조명통신장치(122)와의 통신명령임을 읽고 이에 해당되는 상기 제2 조명통신장치(122)만이 상기 통신신호에 실린 유효데이터를 읽어들인다.

상기 유효데이터를 읽어들인 상기 제2 조명통신장치(122)는 상기 유효데이터를 라이파이 통신 신호로 구성하여 발광부의 온/오프를 통해 상기 라이파이 통신 단말기(112)에 전송하고 이에 따른 응답신호를 받아 상기 제3 비접촉식 신호결합기와 상기 제1 비접촉식 신호결합기를 통해 전달하여 상기 마스터 전력선 모뎀(101) 및 상기 인터넷 망(101)을 통해 상기 마스터 통신 장치(117)에 전송한다.

상기 제1 및 제2 조명통신장치(121, 122)는 상기 감도측정부(114)를 통해 외부 광원의 감도를 측정하여 감도가 더 좋은 조명통신장치를 통해 상기 라이파이 통신 단말기와 통신하도록 할 수 있다.

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 통신감도에 따른 통신장치 변경과정을 나타낸 도면이다.

먼저 도 3a를 보면 기존 제2 조명통신장치(122)에 근접해 있던 상기 라이파이 통신 단말기(112)가 왼쪽으로 이동하면서 상기 제2 조명통신장치(122)와의 거리가 멀어져 라이파이 통신 감도가 약해진 것을 알수 있다.

상기 제2 조명통신장치(122)에 포함된 감도측정부는 수신부에서 감지된 외부 광원의 감도를 측정하며 제2 처리부에서 측정된 감도가 기설정된 기준 이하이면 통신장치 변경 요청 신호를 상기 제3 비접촉식 신호결합기(123)를 통해 상기 전력선(20)으로 전달한다.

상기 전력선(20) 및 상기 제1 비접촉식 신호결합기(102)를 통해 상기 통신장치 변경 요청 신호를 전달받은 상기 마스터 전력선 모뎀(101)은 상기 인터넷 망(10)을 통해 상기 마스터 통신 장치(117)에 상기 통신장치 변경 요청 신호를 전송한다.

상기 통신장치 변경 요청 신호를 수신한 상기 마스터 통신 장치(117)는 상기 제1 조명통신장치(121)와 상기 제2 조명통신장치(122)에 통신감도 확인 요청 신호를 송신한다.

다음으로 도 3b를 참조하면 상기 통신감도 확인 요청 신호를 수신한 상기 제1 조명통신장치(121)와 상기 제2 조명통신장치(122)는 각각 상기 라이파이 통신 단말기(112)와 라이파이 통신을 수행하면서 각각 내부의 감도측정부를 통해 라이파이 신호의 감도를 측정하고 통신감도 확인 결과를 상기 마스터 통신 장치(117)에 전송한다.

마지막으로 도 3c를 참조하면 상기 제1 및 제2 조명통신장치(121, 122)로부터 통신감도 확인 결과를 수신한 상기 마스터 통신 장치(117)는 통신감도를 비교하여 통신감도가 더 좋은 상기 제1 조명통신장치(121)를 통해 상기 라이파이 통신 단말기(112)와 통신하도록 헤더정보에 제1 조명통신장치 통신명령을 포함한 통신신호를 상기 인터넷 망(10)을 통해 전송한다. 상기 마스터 전력선 모뎀(101) 및 제1 비접촉식 신호결합기(102)와 상기 제2 및 제3 비접촉식 신호결합기(103, 123)를 통해 통신신호를 전송받은 상기 제1 및 제2 조명통신장치(121, 122)는 상기 통신신호의 헤더 정보를 분석하여 상기 제1 조명통신장치 통신명령임을 확인하고 상기 제1 조명통신장치(121)는 상기 라이파이 통신 단말기(112)와 라이파이 통신을 수행한다.

다른 실시예에서 상기 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템(100)은 상기 제1 저장부(115) 및 상기 제2 저장부(116)에 저장된 신호를 통해 상기 전력선 통신 계통 및 상기 라이파이 통신 계통에 수신불량이 발생했을 경우 불량발생 원인을 분석할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 전력선 통신 수신불량에 따른 불량원인 확인과정을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면 상기 마스터 통신 장치(117)에서 수신불량이 발생한 경우 예를 들어 헤더정보에 정해지지 않은 데이터가 들어있거나 데이터가 정해진 비트만큼 수신되지 않았거나 패리티 체크 등에서 오류가 발생한 경우 상기 제2 저장부(116)에 저장된 신호를 통해 어디에서 불량이 발생하였는지 확인할 수 있다.

상기 마스터 통신 장치(117)에서 수신불량이 발생한 통신 신호가 상기 제2 저장부(116)에 저장된 신호와 동일하다면 상기 슬레이브 전력선 모뎀(104), 상기 제2 비접촉식 신호 결합기(103), 상기 제1 비접촉식 신호 결합기(102), 상기 마스터 전력선 모뎀(101) 및 상기 인터넷 망(10)과 이를 연결하는 선로를 포함하는 전력선 통신 계통에는 이상이 없다고 판단하며 상기 제2 처리부(110)에서 오류를 포함하는 신호를 송신하였다고 판단할 수 있다.

반대로 상기 제2 저장부(116)에 저장된 신호가 상기 마스터 통신 장치(117)에서 수신불량이 발생한 통신 신호와 다르다면 상기 제2 처리부(110)에서는 정상적인 신호를 전송하였지만 상기 전력선 통신 계통에 이상이 발생하여 수신불량이 발생하였다고 판단할 수 있다.

도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신 시스템의 라이파이 통신 수신불량에 따른 불량원인 확인과정을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면 상기 라이파이 통신 단말기(112)에서 수신불량이 발생한 경우 상기 제1 저장부(115)에 저장된 신호를 통해 어디에서 불량이 발생하였는지 확인 할 수 있다.

상기 라이파이 통신 단말기(112)에서 수신불량이 발생한 통신 신호가 상기 제1 저장부(115)에 저장된 신호화 동일하다면 상기 상기 발광 다이오드 구동부(106), 상기 발광부(107)를 포함하는 라이파이 통신 계통에는 이상이 없다고 판단할 수 있으며 상기 제1 처리부(105)에서 오류를 포함하는 신호를 송신하였다고 판단할 수 있다.

반대로 상기 제1 저장부(115)에 저장된 신호가 상기 라이파이 통신 단말기(112)에서 수신불량이 발생한 통신 신호와 다르다면 상기 제1 처리부(105)에서는 정상적인 신호를 전송하였지만 상기 라이파이 통신 계통에 이상이 발생하여 수신불량이 발생하였다고 판단할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 인터넷망 20 : 전력선
30 : 분기된 전력선 101 : 마스터 전력선 모뎀
102 : 제1 비접촉식 신호결합기 103 : 제2 비접촉식 신호결합기
104 : 슬레이브 전력선 모뎀 105 : 제1 처리부
106 : 발광다이오드 구동부 107 : 발광부
108 : 수광부 109 : 신호변환부
110 : 제2 처리부 111 : 전원공급부
112 : 라이파이 통신 단말기 113 : 프레넬 렌즈
114 : 감도측정부 115 : 제1 저장부
116 : 제2 저장부 117 : 마스터 통신 장치

Claims

인터넷망을 통해 수신되는 통신신호를 후단으로 출력하고, 입력되는 통신신호를 받아 인터넷망에 전달하는 마스터 전력선 모뎀;
전력선에 비접촉식으로 설치되며 상기 마스터 전력선 모뎀에서 출력된 통신 신호를 상기 전력선으로 전달하고 상기 전력선을 통해 전달되는 통신신호를 상기 마스터 전력선 모뎀으로 전달하는 제1 비접촉식 신호결합기;
상기 전력선에서 분기된 적어도 하나의 전력선에 비접촉식으로 설치되며 상기 분기된 전력선을 통해 전달되는 통신신호를 출력하며 입력되는 통신신호를 상기 분기된 전력선으로 전달하는 제2 비접촉식 신호결합기;
상기 제2 비접촉식 신호결합기에서 출력된 통신신호를 수신하여 후단으로 출력하고, 입력되는 통신신호를 받아 상기 제2 비접촉식 신호결합기에 전달하는 슬레이브 전력선 모뎀;
상기 슬레이브 전력선 모뎀에서 전달된 통신신호에 포함된 온/오프 데이터를 출력하는 제1 처리부;
상기 출력된 온/오프 데이터에 따라 발광 다이오드를 온/오프 시키는 발광 다이오드 구동부;
적어도 하나의 발광 다이오드를 가지며 상기 발광 다이오드 구동부에 의해 상기 발광 다이오드를 온/오프하는 발광부;
외부 광원의 온/오프 패턴을 감지하는 수광부;
상기 수광부의 수신감도를 측정하는 감도측정부;
상기 수광부에서 감지된 외부 광원의 온/오프 패턴을 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 신호 변환부;
상기 신호 변환부에서 출력된 디지털 데이터를 입력받아 통신신호에 포함하여 상기 슬레이브 전력선 모뎀에 전달하는 제2 처리부; 및
상기 제2 비접촉식 신호결합기가 설치된 상기 분기된 전력선과 연결되어 상기 슬레이브 전력선 모뎀, 상기 발광 다이오드 구동부, 상기 발광부 및 상기 수광부에 전력을 공급하는 전원공급부; 를 포함하고,
상기 제2 처리부는 상기 감도측정부에서 측정된 수신감도가 기설정된 기준 이하인 경우, 상기 전력선에서 분기된 다른 전력선에 연결된 제2 비접촉식 신호결합기를 통해 통신을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 마스터 전력선 모뎀은, 인터넷망을 통해 수신되는 통신신호를 전력선 통신 신호로 변환하여 상기 제1 비접촉식 신호 결합기에 전달하고, 상기 제1 비접촉식 신호 결합기로부터 전력선 통신 신호를 입력받아 인터넷 통신 신호로 변환하여 상기 인터넷망을 통해 전달하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 슬레이브 전력선 모뎀은, 상기 제2 비접촉식 신호결합기에서 출력된 전력선 통신 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 상기 제1 처리부로 전달하고, 상기 제1 처리부로부터 디지털 신호를 입력받아 전력선 통신 신호로 변환하여 상기 제2 비접촉식 신호결합기에 전달하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 수광부에서 수신감도를 일정수준 이상으로 유지하도록 빛을 집광시키는 프레넬 렌즈; 를 더 포함하는 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 발광부의 온/오프 패턴을 감지하여 통신데이터를 생성하고, 상기 외부 광원을 포함하여 상기 외부 광원을 온/오프 시켜 상기 수광부에서 패턴을 감지하도록 하는 라이파이 통신 단말기; 를 더 포함하는 전력선 통신을 기반으로 한 조명통신시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제1 처리부에 전달되는 신호를 수집하여 기설정된 시간동안 저장하는 제1 저장부; 및
상기 제2 처리부에 전달되는 신호를 수집하여 기설정된 시간동안 저장하는 제2 저장부; 를 더 포함하는 전력선 통신을 기반으로 한 조명 통신시스템.