KR101734351B1 - 스마트 led 가로등모듈 - Google Patents

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KR101734351B1 KR1020170031575A KR20170031575A KR101734351B1 KR 101734351 B1 KR101734351 B1 KR 101734351B1 KR 1020170031575 A KR1020170031575 A KR 1020170031575A KR 20170031575 A KR20170031575 A KR 20170031575A KR 101734351 B1 KR101734351 B1 KR 101734351B1
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최운용
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Abstract

본 발명에서는 종래 태양광 가로등 시스템의 태양전지판이 가로등주의 선단 일측에 별도로 설치되기 때문에, 지지프레임과 같이 설치되므로 무게가 무거워, 자체 하중이 가로등주에 가해져 바람과 같은 외압에 의해 가로등주 자체가 손쉽게 쓰러지는 문제과, 태양광 LED 가로등 일측에 독립적으로 CCTV가 추가로 설치되지만, CCTV에서 촬영한 영상데이터를 외부로 전송시키기 위해서는 별도의 유무선통신장치가 구비되어야 하고, 이에 따른 전력설비 또한 추가로 설치되어야 하므로, 설치시간이 오래 걸리고, 비용 또한 비싼 문제점을 개선하고자, 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부(100)와, 태양전지형 스마트 LED 가로등부(200)로 구성됨으로서, 하나의 장치에 태양전지판+근거리무선통신부+WiFi 무선통신부+배터리충전제어부+스마트제어부+다채널 RGB LED 램프+경광등+CCTV감시카메라부가 유기적으로 연결되어 형성됨으로서, 호환성이 우수하고, 설치시간과 비용을 기존에 비해 70% 줄일 수 있으며, 평상시에 태양광을 모으고 발전(發電)한 전기를 사용하다가 밤이나 비가 올 때 상용전원을 사용하도록 하이브리드방식으로 구성됨으로서, 기존에 비해 전력소비를 80% 시킬 수 있고, 태양전지판과 다채널 RGB LED 램프 사이에 히트싱크부재와 냉매부재가 형성되어 방열효과를 기존에 비해 2배로 향상시킬 수 있으며, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모듈본체의 하단표면상에 다채널로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시킬 수 있어, 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시켜 보행자로 하여금 자가인식율을 80% 향상시킬 수 있고, 스마트제어부의 제어하에 다채널 RGB LED 램프, 경광등, 근거리무선통신부, WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, CCTV 감시카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 중앙관리서버로 전송시킬 수 있어, 보안감시기능이 강화된 지능형 고장진단시스템 구축을 통해 스마트 LED 가로등시장을 주도해나갈 수 있는 스마트 LED 가로등모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

스마트 LED 가로등모듈{THE MODULE OF SMART STREETLIGHT WITH LED AND SOLAR CELL}
본 발명에서는 하나의 장치에 태양전지판+근거리무선통신부+WiFi 무선통신부+배터리충전제어부+스마트제어부+다채널 RGB LED 램프+경광등+CCTV감시카메라부가 유기적으로 연결되어 형성되고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모듈본체의 하단표면상에 다채널로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시킬 수 있어, 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킬 수 있으며, 보안감시기능이 강화된 지능형 고장진단시스템을 구축시킬 수 있는 스마트 LED 가로등모듈에 관한 것이다.
현재, 에너지 효율이 떨어지는 70∼400W의 메탈 할라이트,고압나트륨등으로 이루어진 가로등을 LED조명으로 교체하고 있다.
LED 조명의 경우에, 연간 6만 150kWh의 에너지를 절약할 수 있고,유지보수비용을 기존 3분의 1로 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 대체에너지로서, 태양에너지를 받아 전력으로 변환할 수 있는 태양광 가로등 시스템이 구성된다.
상기 태양광 가로등 시스템은 전원계통과 연계하여 보완적으로 사용되는 계통 연계형과 단독으로 사용되는 독립형으로 구분할 수 있다.
독립형의 경우 야간이나 우천 시와 같이, 발전이 불가능한 시간에도 정상적으로 사용하기 위해서는 배터리와 같은 에너지저장장치가 필요하다.
계통 연계형의 경우 생산전력을 상용전력계통과 연계하여 전력을 교류한다.
태양광 가로등 시스템은 소규모의 태양광 발전 시스템에 속하며 태양전지, 충전 컨트롤러, 배터리, LED램프로 구성되어 있다.
태양이 떠있는 낮 시간에 태양전지에서 생산된 에너지를 충전 컨트롤러를 통하여 효율적으로 배터리에 저장하고 태양이 진 후의 밤 시간에는 배터리에 저장된 에너지를 소비하여 거리를 밝힌다.
하지만 태양광 가로등 시스템의 태양전지판은 가로등주의 선단 일측에 별도로 설치되기 때문에, 지지프레임과 같이 설치되므로 무게가 무거워, 자체 하중이 가로등주에 가해져 바람과 같은 외압에 의해 가로등주 자체가 손쉽게 쓰러지는 문제점이 있었다.
또한, 최근 강력 범죄의 잦은 발생으로 사회적 불안감이 증가됨에 따라 태양광 LED 가로등 일측에 독립적으로 CCTV가 추가로 설치되지만, CCTV에서 촬영한 영상데이터를 외부로 전송시키기 위해서는 별도의 유무선통신장치가 구비되어야 하고, 이에 따른 전력설비 또한 추가로 설치되어야 하므로, 설치시간이 오래 걸리고, 비용 또한 비싼 문제점이 있었다.
국내등록특허공보 제10-1450809호
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 하나의 장치에 태양전지판+근거리무선통신부+WiFi 무선통신부+배터리충전제어부+스마트제어부+다채널 RGB LED 램프+경광등이 유기적으로 연결되어 형성시킬 수 있고, 평상시에 태양광을 모으고 발전(發電)한 전기를 사용하다가 밤이나 비가 올 때 상용전원을 사용하도록 하이브리드방식으로 구성할 수 있으며, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모듈본체의 하단표면상에 다채널로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시킬 수 있어, 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시켜 보행자로 하여금 자가인식율을 향상시킬 수 있고, 스마트제어부의 제어하에 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 중앙관리서버로 전송시킬 수 있어, 보안감시기능이 강화된 지능형 고장진단시스템을 구축시킬 수 있는 스마트 LED 가로등모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스마트 LED 가로등모듈은
사각판넬 형상으로 이루어져 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 모듈본체(100)와,
모듈본체의 상단면 표면에 일체형으로 형성되어, 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 전기를 생성시키는 태양전지판(200)과,
모듈본체의 하단면 표면에 다채널로 형성되어, 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키는 다채널 RGB LED 램프(300)와,
모듈본체의 좌측 끝단에 위치되어, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알리는 경광등(400)과,
모듈본체의 내부공간 일측에 위치되어, 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 근거리무선통신부(500)와,
근거리무선통신부 일측에 위치되어, 원격지에 위치한 통합관제서버부와 WiFi무선통신망으로 연결되어, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호를 수신받아, 스마트제어부로 전달시키고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 통합관제서버부쪽으로 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 WiFi무선통신부(600)와,
WiFi무선통신부 일측에 위치되어, 리튬이온배터리 (+)(-)연결잭에 연결되어, 리튬이온배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 4단자 망에 의한 검출 및 연산처리한 후, 태양전지판으로부터 생성된 전기를 태양전지판 "-"단자를 통해 리튬이온배터리로 인가시켜 급속 충전시키는 배터리충전제어부(700)와,
다채널 RGB LED 램프 일측에 위치되어, 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 스마트제어부로 전달시키는 CCTV감시카메라부(800)와,
다채널 RGB LED 램프, 경광등, 근거리무선통신부, WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, CCTV감시카메라부가 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 다채널 RGB LED 램프를 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 제어하면서, 다채널 RGB LED 램프, 경광등, 근거리무선통신부, WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, CCTV감시카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 중앙관리서버로 전송시키도록 제어하는 스마트제어부(900)로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 하나의 장치에 태양전지판+근거리무선통신부+WiFi 무선통신부+배터리충전제어부+스마트제어부+다채널 RGB LED 램프+경광등이 유기적으로 연결되어 형성됨으로서, 호환성이 우수하고, 설치시간과 비용을 기존에 비해 70% 줄일 수 있다.
둘째, 평상시에 태양광을 모으고 발전(發電)한 전기를 사용하다가 밤이나 비가 올 때 상용전원을 사용하도록 하이브리드방식으로 구성됨으로서, 기존에 비해 전력소비를 80% 시킬 수 있다.
셋째, 태양전지판과 다채널 RGB LED 램프 사이에 히트싱크부재와 냉매부재가 형성되어 방열효과를 기존에 비해 2배로 향상시킬 수 있다.
넷째, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모듈본체의 하단표면상에 다채널로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시킬 수 있어, 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시켜 보행자로 하여금 자가인식율을 80% 향상시킬 수 있다.
다섯째, 스마트제어부의 제어하에 다채널 RGB LED 램프, 경광등, 근거리무선통신부, WiFi무선통신부, 배터리충전제어부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 중앙관리서버로 전송시킬 수 있어, 보안감시기능이 강화된 지능형 고장진단시스템 구축을 통해 스마트 LED 가로등시장을 주도해나갈 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 LED 가로등 모듈(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트 LED 가로등 모듈 중 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부의 구성요소를 도시한 분해사시도
도 5는 본 발명에 따른 제1 다채널 RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 제1a RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 제1b RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명에 따른 제1c RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 제1 근거리무선통신부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 제1 WiFi무선통신부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 제1 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 12는 본 발명에 따른 제1 스마트제어부에 연결된 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부,제1 CCTV감시카메라부, 제1 전류센싱노드부를 제어시키는 구성요소를 도시한 회로도,
도 13은 본 발명에 따른 제1 전류센싱노드부를 제어시키는 제1 전류센싱노드 제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 14는 본 발명에 따른 제1 스마트 고장분석제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 15는 본 발명에 따른 제1 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부 또는 제2 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부를 통해 자기상관(autocorrelation)을 구하는 경우 두 신호가 정확히 일치하는 지점에서 최대값을 갖는 과정을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 제1 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부 또는 제2 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부를 통해 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 유사성을 상호상관원리를 통해 신호처리시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 18은 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 19는 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부의 구성요소를 도시한 분해사시도
도 20은 본 발명에 따른 제2 모듈본체의 구성 중 태양전지판과 제2 다채널 RGB LED 램프 사이에, 제2 다채널 RGB LED 램프에서 발생되는 열을 1차로 방열시키는 히트싱크부재가 형성되고, 히트싱크부재 상단에 히트싱크부재에서 방열하고 남은 열과, 태양전지판으로부터 전도된 열을 지그재그형태의 냉매를 통해 2차 방열시키는 냉매부재가 형성된 것을 도시한 일실예도,
도 21은 본 발명에 따른 제2 다채널 RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 22는 본 발명에 따른 제2a RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 23은 본 발명에 따른 제2b RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 24는 본 발명에 따른 제2c RGB LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 25는 본 발명에 따른 제2 근거리무선통신부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 26은 본 발명에 따른 제2 WiFi무선통신부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 27은 본 발명에 따른 배터리충전제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 28은 본 발명에 따른 제2 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 29는 본 발명에 따른 제2 스마트제어부에 연결된 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부를 제어시키는 구성요소를 도시한 회로도,
도 30은 본 발명에 따른 제2 전류센싱노드부를 제어시키는 제2 전류센싱노드 제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 31은 본 발명에 따른 제2 스마트 고장분석제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 32는 본 발명에 따른 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부로 이루어진 스마트 LED 가로등모듈의 동작과정을 도시한 일실시예도,
도 33은 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부로 이루어진 스마트 LED 가로등모듈의 동작과정의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 34는 본 발명에 따른 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부에 제1 마이크로폰(190), 제1 스피커(190a), 제1 호출벨(190b)이 구성되어, 치한발생, 교통사고, 화재, 지진 발생시, 실시간으로 원격지의 중앙관리서버와 연결되어 통보시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 35는 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부에 제2 마이크로폰(290b), 제2 스피커(290b), 제2 호출벨(290c)이 구성되어, 치한발생, 교통사고, 화재, 지진 발생시, 실시간으로 원격지의 중앙관리서버와 연결되어 통보시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 36은 본 발명에 따른 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부의 제1 스피커(190a)가 가로등주 상에 설치되어 구동되는 것을 도시한 일실시예도,
도 37은 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부의 제2 스피커(290b)가 가로등주 상에 설치되어 구동되는 것을 도시한 일실시예도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 LED 가로등 모듈(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부(100)와, 태양전지형 스마트 LED 가로등부(200)로 나뉘어 구성된다.
[ 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부 ]
상기 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부는 태양전지 없이 상용전원만으로 각 기기에 전원을 공급하면서, 하나의 몸체에 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi 무선통신부, 제1 스마트제어부, 제1 전류센싱노드부, 제1 경광등, 제1 WiFi안테나, 제1 CCTV감시카메라부, 제1 전류센싱노드부가 일체형으로 구성되어, 다채널 RGB LED 불빛 + 근거리무선통신 + WiFi 무선통신 + CCTV 영상촬영 + 현장고장진단 + 경광등으로 이루어진 스마트 기능을 수행시키는 역할을 한다.
이는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 모듈본체(110), 제1 다채널 RGB LED 램프(120), 제1 경광등(130), 제1 근거리무선통신부(140), 제1 WiFi무선통신부(150), 제1 CCTV감시카메라부(160), 제1 전류센싱노드부(170), 제1 스마트제어부(180)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 제1 모듈본체(110)에 관해 설명한다.
상기 제1 모듈본체(110)는 사각판넬 형상으로 이루어져 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상단커버 표면에 복수개의 방열핀이 형성되고, 하단커버 표면에 제1 다채널 RGB LED 램프가 형성되며, 상단커버와 하단커버 사이의 내부공간 일측에 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi 무선통신부, 제1 스마트제어부, 제1 전류센싱노드부가 형성되며, 외부측면 일측에 제1 경광등이 돌출되어 형성되고, 상단커버 외부 측면 일측에 제1 WiFi안테나가 트윈구조로 돌출 형성되어, 하나의 몸체에 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi 무선통신부, 제1 스마트제어부, 제1 전류센싱노드부, 제1 경광등, 제1 WiFi안테나, 제1 CCTV감시카메라부, 제1 전류센싱노드부가 일체형으로 구성된다.
상기 제1 모듈본체(110)는 CMP-PLA형 방열모듈로 구성된다.
상기 CMP-PLA형 방열모듈은 CMP-PLA 방열소재를 이용하여 사출성형시 상단커버와 하단커버를 형성시키고, 접촉면 중앙에서부터 강한압력으로 주입시켜 LED 모듈로부터 전달받은 열전자 분자방향을 위에서 아래로 유도시켜 방열시키는 구조로 형성된다.
이러한 구조로 이루어진 CMP-PLA형 방열모듈은 열전자 분자 방향이 위에서 아래로 고르게 정열됨으로 전위가 빨리 움직일 수 있어, 방열 효과를 높일 수가 있다.
상기 CMP-PLA형 방열모듈은
탄소나노튜브 20 ~ 70wt%;와,
PLA(poly (lactic acid))와 PBS(poly (butylene succinate))를 멜트 블렌딩(melt-blending)한 생분해성 고분자20 ~ 70wt%;와,
대두유, 옥수수유, 피마자유, 팜유, 코코넛유, 해바라기유, 야자유 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 조성된 오일 10 ~ 20wt%와 흑운모(Biotite) 80 ~ 90wt%의 혼합으로 조성된 PLA 결정화 핵제 5 ~ 10wt%;를 150 ~ 220℃에서 1,000 ~ 1,500rpm으로 교반하여 제조한 CMP-PLA 방열소재를 사출성형하여 제조하되, 사출성형시 필렛화한 CMP-PLA 방열소재의 주입방향을 LED ASSY 접촉면 중앙에서부터 방열부 후면을 향하도록 한 후, 100~ 120kg/㎠의 압력으로 분사하여 사출성형하여 이루어진다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 다채널 RGB LED 램프(120)에 관해 설명한다.
상기 제1 다채널 RGB LED 램프(120)는 제1 모듈본체의 하단면 표면에 다채널로 형성되어, 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키는 역할을 한다.
이는 3채널, 5채널, 7채널, 9채널, 12채널, 24채널 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
본 특허에서는 3채널 중심으로 설명한다.
상기 제1 다채널 RGB LED 램프는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1a RGB LED 램프(121), 제1b RGB LED 램프(122), 제1c RGB LED 램프(123)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 제1a RGB LED 램프(121)에 관해 설명한다.
상기 제1a RGB LED 램프(121)는 상기 모듈본체의 하단면 표면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 제1a 도광판(121a), 제1a 레드LED칩(121b), 제1a 그린 LED칩(121c), 제1a 블루 LED칩(121d), 제1a 화이트 LED칩(121e), 제1a 레드LED 드라이버부(121f), 제1a 그린LED 드라이버부(121g), 제1a 블루LED 드라이버부(121h), 제1a 화이트LED 드라이버부(121i)로 구성된다.
상기 제1a 도광판(121a)은 제1a 레드LED칩, 제1a 그린 LED칩, 제1a 블루 LED칩, 제1a 화이트 LED칩을 에워싸면서 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 제1a 레드LED칩, 제1a 그린 LED칩, 제1a 블루 LED칩, 제1a 화이트 LED칩에서 발광되는 불빛을 외부로 확산시키는 역할을 한다.
상기 제1a 레드LED칩(121b)은 제1a 도광판의 내부공간 중 중앙 부위에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 레드 불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1a 그린 LED칩(121c)은 제1a 레드LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 그린불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1a 블루 LED칩(121d)은 제1a 그린 LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 블루불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1a 화이트 LED칩(121e)은 제1a 블루 LED 칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 화이트불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1a 레드LED 드라이버부(121f)는 제1a 레드LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1a 레드LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1a 그린LED 드라이버부(121g)는 제1a 그린LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1a 그린LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1a 블루LED 드라이버부(121h)는 제1a 블루LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1a 블루LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1a 화이트LED 드라이버부(121i)는 제1a 화이트LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1a 화이트LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 제1b RGB LED 램프(122)에 관해 설명한다.
상기 제1b RGB LED 램프(122)는 제1a RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 역할을 한다.
이는 도 7에 도시한 바와 같이, 제1b 도광판(122a), 제1b 레드LED칩(122b), 제1b 그린 LED칩(122c), 제1b 블루 LED칩(122d), 제1b 화이트 LED칩(122e), 제1b 레드LED 드라이버부(122f), 제1b 그린LED 드라이버부(122g), 제1b 블루LED 드라이버부(122h), 제1b 화이트LED 드라이버부(122i)로 구성된다.
상기 제1b 도광판(122a)은 제1b 레드LED칩(122b), 제1b 그린 LED칩(122c), 제1b 블루 LED칩(122d), 제1b 화이트 LED칩(122e)을 에워싸면서 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 제1b 레드LED칩(122b), 제1b 그린 LED칩(122c), 제1b 블루 LED칩(122d), 제1b 화이트 LED칩(122e)에서 발광되는 불빛을 외부로 확산시키는 역할을 한다.
상기 제1b 레드LED칩(122b)은 제1b 도광판의 내부공간 중 중앙 부위에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 레드 불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1b 그린 LED칩(122c)은 제1b 레드LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 그린불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1b 블루 LED칩(122d)은 제1b 그린 LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 블루불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1b 화이트 LED칩(122e)은 제1b 블루 LED 칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 화이트불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1b 레드LED 드라이버부(122f)는 제1b 레드LED 칩 후면에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2a 레드LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1b 그린LED 드라이버부(122g)는 제1b 그린LED 칩 후면에 위치되어, 제 1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1b 그린LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1b 블루LED 드라이버부(122h)는 제1b 블루LED 칩 후면에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1b 블루LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1b 화이트LED 드라이버부(122i)는 제1b 화이트LED 칩 후면에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1b 화이트LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 제1c RGB LED 램프(123)에 관해 설명한다.
상기 제1c RGB LED 램프(123)는 제1b RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 역할을 한다.
이는 도 8에 도시한 바와 같이, 제1c 도광판(123a), 제1c 레드LED칩(123b), 제1c 그린 LED칩(123c), 제1c 블루 LED칩(123d), 제1c 화이트 LED칩(123e), 제1c 레드LED 드라이버부(123f), 제1c 그린LED 드라이버부(123g), 제1c 블루LED 드라이버부(123h), 제1c 화이트LED 드라이버부(123i)로 구성된다.
상기 제1c 도광판(123a)은 제1c 레드LED칩(123b), 제1c 그린 LED칩(123c), 제1c 블루 LED칩(123d), 제1c 화이트 LED칩(123e)을 에워싸면서 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 제1c 레드LED칩(123b), 제1c 그린 LED칩(123c), 제1c 블루 LED칩(123d), 제1c 화이트 LED칩(123e)에서 발광되는 불빛을 외부로 확산시키는 역할을 한다.
상기 제1c 레드LED칩(123b)은 제1c 도광판의 내부공간 중 중앙 부위에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 레드 불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1c 그린 LED칩(123c)은 제1c 레드LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 그린불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1c 블루 LED칩(123d)은 제1c 그린 LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 블루불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1c 화이트 LED칩(123e)은 제1c 블루 LED 칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 화이트불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제1c 레드LED 드라이버부(123f)는 제1c 레드LED 칩 후면에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1c 레드LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1c 그린LED 드라이버부(123g)는 제1c 그린LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1c 그린LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1c 블루LED 드라이버부(123h)는 제1c 블루LED 칩 후면에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1c 블루LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제1c 화이트LED 드라이버부(123i)는 제1c 화이트LED 칩 후면에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1c 화이트LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
이처럼, 제1a RGB LED 램프(121)의 제1a 레드LED 드라이버부(121f), 제1a 그린LED 드라이버부(121g), 제1a 블루LED 드라이버부(121h), 제1a 화이트LED 드라이버부(121i), 그리고, 제1b RGB LED 램프(122)의 제1b 레드LED 드라이버부(122f), 제1b 그린LED 드라이버부(122g), 제1b 블루LED 드라이버부(122h), 제1b 화이트LED 드라이버부(122i), 그리고, 제1c RGB LED 램프(123)의 제1c 레드LED 드라이버부(123f), 제1c 그린LED 드라이버부(123g), 제1c 블루LED 드라이버부(123h), 제1c 화이트LED 드라이버부(123i)가 스마트제어부의 출력단자 일측에 1:1로 연결되어 구성됨으로서, 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시켜 보행자로 하여금 자가인식율을 80% 향상시킬 수 있다.
상기 계절별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 일예로, 따뜻한 봄에는 그린불빛, 더운 여름에는 블루불빛, 빨강단풍의 가을에는 레드불빛, 눈오는 겨울에는 화이트불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
상기 날씨별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 일예로, 맑은날씨에는 화이트불빛, 흐리거나 안개가 낀 날씨에는 레드불빛, 비오는 날씨에는 그린불빛, 눈오는 날씨에는 블루불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
상기 재해발생별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 일예로, 지진발생시에는 레드불빛, 태풍발생시 그린불빛, 전쟁발생시 블루불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
상기 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 평상시에 화이트불빛을 점등시키다가 이웃하는 스마트 LED 가로등모듈에 치한이 발생되거나 위험상황이 발생되었을 때는 레드불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 경광등(130)에 관해 설명한다.
상기 제1 경광등(130)은 제1 모듈본체의 좌측 끝단에 위치되어, 제1 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알리는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 근거리무선통신부(140)에 관해 설명한다.
상기 제1 근거리무선통신부(140)는 제1 모듈본체의 내부공간 일측에 위치되어, 제1 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 제1 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 역할을 한다.
이는 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 블루투스 통신부(141)와 제1 지그비통신부(142) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 제1 블루투스 통신부(141)는 10미터 이내의 초단거리에서 저전력무선연결하여, 정보를 교환시키는 역할을 한다.
이는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용한다. 이 중 위아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402~2480MHz, 총 79개 채널을 쓴다.
그리고, 시스템간 전파 간섭을 해소하기 위해, 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식으로 구성된다.
주파수 호핑은 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 패킷(데이터)을 조금씩 전송하는 기법으로, 본 발명에 서는 79개 채널을 1초당 1600번 호핑하도록 구성된다.
상기 제1 지그비통신부(142)는 2.4GHz의 주파수 대역을 이용하여 근거리(10m~75m)에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 250kbps의 데이터 전송률을 제공하는 역할을 한다.
이처럼, 제1 블루투스 통신부(141)와 제1 지그비통신부(142) 중 어느 하나가 선택되어 이루어진 근거리통신모듈(500)이 구성됨으로서, 스마트 LED 가로등모듈의 각 기기 중 어느 하나에 고장이 발생하였을 경우, 이를 근거리무선통신망을 통해 관리자의 스마트 디바이스쪽으로 정보를 제공할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 WiFi무선통신부(150)에 관해 설명한다.
상기 제1 WiFi무선통신부(150)는 제1 근거리무선통신부 일측에 위치되어, 원격지에 위치한 통합관제서버부와 WiFi무선통신망으로 연결되어, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호를 수신받아, 제1 스마트제어부로 전달시키고, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 통합관제서버부쪽으로 제1 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 역할을 한다.
이는 무선기술을 접목한 것으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 고성능 무선통신을 가능하게 하는 제1 무선랜 모듈(151)과, 제1 WiFi 안테나(152)로 구성된다.
상기 제1 무선랜모듈(151)은 네트워크 구축시 유선을 사용하지 않고 전파나 빛등을 이용하여 네트워크를 구축하는 방식으로서, 2.4GHz의 주파수 대역을 사용한다.
상기 제1 WiFi안테나(152)는 무선 공유기에서 발생하는 Wi-Fi 신호를 받아 커버리지를 늘려주는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 CCTV감시카메라부(160)에 관해 설명한다.
상기 제1 CCTV감시카메라부(160)는 제1 다채널 RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제1 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 제1 스마트제어부로 전달시키는 역할을 한다.
이는 반구형상으로 형성되고, PTZ카메라로 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 전류센싱노드부(170)에 관해 설명한다.
상기 제1 전류센싱노드부(170)는 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 역할을 한다.
이는 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 다채널 RGB LED 램프의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제1 다채널 RGB LED 램프용 전류센싱노드부(171)와, 제1 경광등의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제1 경광등용 전류센싱노드부(172)와, 제1 근거리무선통신부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제1 근거리무선통신용 전류센싱노드부(173)와, 제1 WiFi무선통신부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제1 WiFi무선통신용 전류센싱노드부(174)와, 제1 CCTV감시카메라부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제1 CCTV감시카메라부용 전류센싱노드부(175)로 구성된다.
상기 제1 전류센싱노드부(170)는 센싱저항, 캐패시터, OP앰프, RC분배기를 거쳐 제1 스마트 제어부의 입력단자로 입력된다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 스마트제어부(180)에 관해 설명한다.
상기 제1 스마트제어부(180)는 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부,제1 CCTV감시카메라부, 제1 전류센싱노드부가 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 제1 다채널 RGB LED 램프를 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 제어하면서, 제1 전류센싱노드부를 통해 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 제1 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 통합관제서버부로 전송시키도록 제어하는 역할을 한다.
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 다채널 RGB LED 램프제어부(181), 제1 경광등 제어부(182), 제1 근거리무선통신 제어부(183), 제1 WiFi무선통신 제어부(184), 제1 CCTV감시카메라 제어부(185), 제1 조도센서 입력부(186), 제1 디밍제어부(187), 제1 전류센싱노드 제어부(188), 제1 스마트 고장분석제어부(189)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 제1 다채널 RGB LED 램프제어부(181)에 관해 설명한다.
상기 제1 다채널 RGB LED 램프제어부(181)는 제1 다채널 RGB LED 램프를 제어하여, 메모리부에 설정된 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 출력신호를 보내는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 제1 경광등 제어부(182)에 관해 설명한다.
상기 제1 경광등 제어부(182)는 제1 경광등을 제어하여, 통합관제서버부로부터 전달된 긴급상황발생메세지 또는 제1 모듈본체 주위의 현재 긴급상황발생시, 경광등을 구동시키는 출력신호를 보내는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 제1 근거리무선통신 제어부(183)에 관해 설명한다.
상기 제1 근거리무선통신 제어부(183)는 제1 근거리무선통신부를 제어하여, 제1 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 가로등 관리자용 스마트 디바이스쪽으로 현장에서 고장진단한 고장진단결과데이터와 긴급상황발생메세지를 전송시키도록 출력신호를 보내는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 제1 WiFi무선통신 제어부(184)에 관해 설명한다.
상기 제1 WiFi무선통신 제어부(184)는 제1 WiFi무선통신부를 제어하여, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호와 긴급상황발생메세지를 수신받고, 통합관제서버부쪽으로 고장진단한 고장진단결과데이터와 현장영상데이터를 송신시키도록 출력신호를 보내는 역할을 한다.
다섯째, 본 발명에 따른 제1 CCTV감시카메라 제어부(185)에 관해 설명한다.
상기 제1 CCTV감시카메라 제어부(185)는 제1 CCTV감시카메라부를 제어하여, 제1 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 입력받는 역할을 한다.
여섯째, 본 발명에 따른 제1 조도센서 입력부(186)에 관해 설명한다.
상기 제1 조도센서 입력부(186)는 조도센서의 출력단자와 연결되어, 조도센서에 감지한 제1 모듈본체 주위의 밝기센싱신호를 입력받는 역할을 한다.
일곱째, 본 발명에 따른 제1 디밍제어부(187)에 관해 설명한다.
상기 제1 디밍제어부(177)는 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 조도센서로부터 센싱된 밝기센싱신호를 입력받아 PWM제어를 통해 제1 다채널 RGB LED 램프의 밝기를 디밍시키는 역할을 한다.
여덟째, 본 발명에 따른 제1 전류센싱노드 제어부(188)에 관해 설명한다.
상기 제1 전류센싱노드 제어부(188)는 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부에 식별ID를 부여하여, 제1 전류센싱노드부를 통해 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부에서 센싱한 전류센싱신호를 입력받는 역할을 한다.
아홉째, 본 발명에 따른 제1 스마트 고장분석제어부(189)에 관해 설명한다.
상기 제1 스마트 고장분석제어부(189)는 제1 전류센싱노드 제어부로부터 입력된 전류센싱신호를 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시키는 역할을 한다.
이는 도 14에 도시한 바와 같이, 제1 잔차정보생성부(189a), 제1 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(189b)로 구성된다.
상기 제1 잔차정보생성부(189a)는 실시간으로 측정되는 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 전류와, 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 기준값 전류를 비교한 잔차정보를 생성하여, 테이블화시키는 역할을 한다.
기존의 온도와 압력정보를 통한 고장진단의 경우는 시정수가 커서 반응이 느리기 때문에 긴급한 고장의 경우, 진단이 늦어 시스템에 무리를 주거나 극단적으로는 동작 불능의 상태로 만들어버리는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 전류정보만을 이용한 고장진단 알고리즘을 제시하고자 한다.
먼저, 전류정보만을 이용하여 기준값 전류 Id를 생성시키기 위한 기준값 전류 모델에 대해 설명한다.
본 발명에서는 기준값 전류 모델을 위한 변수를 선정함에 있어, 온도와 압력정보를 배제시키고, 전류, 전원주파수를 설정한다.
피드백 제어기에 의한 변화에 가장 빠른 정보를 제공할 수 있는 것은 제어기의 지령값인 전류와 전원주파수이기 때문이다.
다음의 표 1은 본 발명에 따른 제1 잔차정보생성부에 적용되는 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델을 위한 데이터를 획득하기 위한 정상인 상태에서의 전원주파수에 따른 기준값 전류(Irms[A])를 나타낸다.
기기명 f[Hz] Irms[A]


제1 다채널 RGB LED 램프
56~60 6.62
51~55 6.86
46~50 6.72
41~45 6.92
35~40 6.75

제1 경광등


 56~60 6.86
51~55 6.78
46~50 6.62
41~45 6.72
35~40 6.58

제1 근거리무선통신부



 56~60 6.62
51~55 6.86
46~50 6.86
41~45 6.92
35~40 7.04

제1 WiFi무선통신부

 56~60 6.70
51~55 6.93
46~50 6.9
41~45 7.04
35~40 7.13

제1 CCTV감시카메라부



 56~60 6.58
51~55 6.57
46~50 6.50
41~45 6.73
35~40 6.75
또한, 표 1의 데이터를 이용하여 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델을 생성하기 위해 회귀분석을 수행한다.
선형회귀분석 결과 수학식 1의 결과가 도출된다.
Figure 112017025009930-pat00001
상기 수학식 1은 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델을 위한 선형회귀분석의 결과를 나타낸다.
수학식 1의 독립변수 X1, X2는 각각 f와 VO이고, 종속변수 Y는 Irms이다. 수학식 1의 R Square는 93.3%으로 높은 적합도를 나타낸다. 따라서 수학식 1은 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델로서 적합함을 알 수 있다.
상기 제1 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(189b)는 제1 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 유사성을 상호상관원리를 통해 신호처리시키는 역할을 한다.
여기서, 상호상관은 두 신호 사이의 유사성을 측정하는 신호처리의 한 방법으로서, 본 발명에서는 이산(discrete) 신호에 대한 상호상관에 대해서 설명한다.
이산신호에 대한 상호상관은 다음의 수학식 2와 같이 나타낸다.
Figure 112017025009930-pat00002
한 신호를 시간(x)축 방향으로 이동시키면서 겹쳐지는 각 부분에서의 다른 신호와의 곱을 더하면 두 신호간의 상호상관을 구할 수 있다.
이때 신호의 유사성이 높을수록 큰 값을 갖게 된다.
도 15에 도시한 바와 같이, 동일한 과정을 서로 같은 신호에 대해 수행하는 경우 즉, 자기상관(autocorrelation)을 구하는 경우 두 신호가 정확히 일치하는 지점에서 최대값을 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명에서는 기준값 전류패턴과 동일한 길이를 갖는 측정전류 패턴을 시간의 지연없이 즉, x축으로의 이동과정 없이 시작 시점에서부터 각 신호가 일대일 대칭되는 위치에서의 값을 이용하여 상호상관을 구하였으므로, 제1 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 상호상관은 다음의 수학식 3과 같이 간략화시킬 수 있다.
Figure 112017025009930-pat00003
수학식 3에서 제1 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 두 신호가 비슷한 경우에는 임의의 m에서 그 값이 크게 나오고, 비슷하지 않다면 작은 값이 나오게 된다.
예를 들어, 다음과 같은 신호 X,Y,Z가 있을 때 신호 X에 대한 신호 Y와 신호 Z의 상호상관을 구해 보면,
Figure 112017025009930-pat00004
수학식 3에 따라,
Figure 112017025009930-pat00005
Figure 112017025009930-pat00006
이 되어 도 16에 도시한 바와 같이, 신호 X에 대해 신호 Y가 신호 Z 보다 높은 유사성을 갖는 것을 알 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 제1 잔차정보생성부(189a), 제1 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(189b)로 이루어진 제1 스마트 고장분석제어부(189)가 구성됨으로서, 고장진단 주기를 기존에 비해 2배~4배 향상시킬 수 있어, 신뢰성확보와 함께 실시간으로 현장에서 고장분석시킬 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부는 제1 모듈본체(110), 제1 다채널 RGB LED 램프(120), 제1 경광등(130), 제1 근거리무선통신부(140), 제1 WiFi무선통신부(150), 제1 CCTV감시카메라부(160), 제1 전류센싱노드부(170), 제1 스마트제어부(180)에다가, 제1 마이크로폰(190), 제1 스피커(190a), 제1 호출벨(190b)이 포함되어 구성된다.
상기 제1 마이크로폰(190)는 평상시에 휴먼상태에 있다가, 제1 호출벨이 눌러지면 구동되어, 사용자의 목소리를 전기펄스로 바꾸어, 유무선통신망을 통해 원격지의 중앙관리서버쪽으로 전송시키는 역할을 한다.
상기 제1 스피커(190a)는 원격지의 중앙관리서버에서 생성되는 관리자 음성 또는 긴급상황발생메세지에 관한 전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파(疏密波)를 발생시켜 음파를 복사(輻射)하는 역할을 한다.
이는 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 모듈본체의 내부공간뿐만 아니라, 도 36에 도시한 바와 같이, 가로등주 일측에 독립적으로 연결되어 구성된다.
상기 제1 호출벨(190b)은 제1 모듈본체 일측에 전기라인으로 연결되면서, 가로등주 일측에 위치되어, 위험상황발생시 원격지의 중앙관리서버쪽으로 호출신호를 보내는 역할을 한다.
이는 무선방식으로 구성될 수 있다.
즉, 제1 스마트제어부에서 제1 호출벨을 통해 호출신호가 입력되면, 제1 마이크로폰을 구동시킴과 동시에, 제1 호출벨의 호출신호를 유무선통신모듈을 통해 원격지의 중앙관리서버쪽으로 전송시킴과 동시에 제1 마이크로폰을 통해 입력된 사용자의 목소리를 유무선통신모듈을 통해 원격지의 중앙관리서버쪽으로 전송시키고, 이에 따른 응답신호로서, 중앙관리서버쪽에서 생성된 관리자의 음성 또는 긴급상황발생메세지에 관한 전기신호를 수신받아 제1 스피커쪽으로 전달시키도록 제어한다.
이처럼, 본 발명에 따른 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부에 제1 마이크로폰(190), 제1 스피커(190a), 제1 호출벨(190b)이 구성됨으로서, 도 34에 도시한 바와 같이, 제1 모듈본체 일측에 위치한 사용자가 치한으로부터 위험상황이 발생되어, 제1 호출벨을 누르고, 제1 마이크로폰을 통해 "살려주세요"하면, 원격지의 중앙관리서버쪽에서 이를 수신받아, 제1 호출벨이 눌러진 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부와, 이웃하는 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부쪽으로 "치한이 발생하였습니다"는 스피커 출력신호와 경광등 구동신호를 보내어, 도보상에 발생되는 치한으로부터 일반인을 보호할 수 있어, 기존에 비해 보안율을 2배~4배로 향상시킬 수가 있다.
또한, 제1 모듈본체 일측에 위치한 곳에 교통사고 및 화재, 지진이 발생할 경우에, 도 34에 도시한 바와 같이, 사용자가 제1 호출벨을 누르고, 제1 마이크로폰을 통해, "교통사고/화재/지진이 발생하였습니다"하면, 원격지의 중앙관리서버쪽에서 이를 수신받아, 제1 호출벨이 눌러진 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부와, 이웃하는 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부쪽으로 "000위치에 교통사고/화재/지진이 발생하였습니다. 안전한 곳으로 대피하십시요"라는 스피커 출력신호와 경광등 구동신호를 보내어, 일반인들로 하여금 긴급상황발생인식율을 높여서 안전한 곳으로 대피할 수 있도록 유도할 수가 있다.
[태양전지형 스마트 LED 가로등부 ]
상기 태양전지형 스마트 LED 가로등부는 태양전지를 통한 태양전원과 상용전원으로 이루어진 하이브리드전원으로 각 기기에 전원을 공급하면서, 하나의 몸체에 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi 무선통신부, 제2 스마트제어부, 배터리충전제어부, 제2 전류센싱노드부, 제2 경광등, 제2 WiFi안테나, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부가 일체형으로 구성되어, 다채널 RGB LED 불빛 + 근거리무선통신 + WiFi 무선통신 + 태양전지를 통한 보조배터리충전 + CCTV 영상촬영 + 현장고장진단 + 경광등으로 이루어진 스마트 기능을 수행시키는 역할을 한다.
이는 도 17에 도시한 바와 같이, 제2 모듈본체(210), 제2 다채널 RGB LED 램프(220), 태양전지판(230), 제2 경광등(240), 제2 근거리무선통신부(250), 제2 WiFi무선통신부(260), 배터리충전제어부(270), 제2 CCTV감시카메라부(280), 제2 전류센싱노드부(290), 제2 스마트제어부(290a)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 제2 모듈본체(210)에 관해 설명한다.
상기 제2 모듈본체(210)는 사각판넬 형상으로 이루어져 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 상단커버 표면에 태양전지판이 일체로 형성되고, 태양전지판 둘레를 따라 복수개의 방열핀이 형성되며, 하단커버 표면에 제2 다채널 RGB LED 램프가 형성되며, 상단커버와 하단커버 사이의 내부공간 일측에 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi 무선통신부, 제2 스마트제어부, 배터리충전제어부, 제2 전류센싱노드부가 내장되어 형성되며, 상단커버 외부측면 일측에 제2 경광등이 돌출되어 형성되고, 상단면 측면 일측에 제2 WiFi안테나가 트윈구조로 돌출 형성되어, 하나의 몸체에 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi 무선통신부, 제2 스마트제어부, 배터리충전제어부, 제2 전류센싱노드부, 제2 경광등, 제2 WiFi안테나, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부가 일체형으로 구성된다.
상기 제2 모듈본체(210)는 CMP-PLA형 방열모듈로 구성된다.
상기 CMP-PLA형 방열모듈은 CMP-PLA 방열소재를 이용하여 사출성형시 상단커버와 하단커버를 형성시키고, 접촉면 중앙에서부터 강한압력으로 주입시켜 LED 모듈로부터 전달받은 열전자 분자방향을 위에서 아래로 유도시켜 방열시키는 구조로 형성된다.
이러한 구조로 이루어진 CMP-PLA형 방열모듈은 열전자 분자 방향이 위에서 아래로 고르게 정열됨으로 전위가 빨리 움직일 수 있어, 방열 효과를 높일 수가 있다.
상기 CMP-PLA형 방열모듈은
탄소나노튜브 20 ~ 70wt%;와,
PLA(poly (lactic acid))와 PBS(poly (butylene succinate))를 멜트 블렌딩(melt-blending)한 생분해성 고분자20 ~ 70wt%;와,
대두유, 옥수수유, 피마자유, 팜유, 코코넛유, 해바라기유, 야자유 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 조성된 오일 10 ~ 20wt%와 흑운모(Biotite) 80 ~ 90wt%의 혼합으로 조성된 PLA 결정화 핵제 5 ~ 10wt%;를 150 ~ 220℃에서 1,000 ~ 1,500rpm으로 교반하여 제조한 CMP-PLA 방열소재를 사출성형하여 제조하되, 사출성형시 필렛화한 CMP-PLA 방열소재의 주입방향을 LED ASSY 접촉면 중앙에서부터 방열부 후면을 향하도록 한 후, 100~ 120kg/㎠의 압력으로 분사하여 사출성형하여 이루어진다.
상기 제2 모듈본체(210)는 도 20에 도시한 바와 같이, 제2 다채널 RGB LED 램프에서 발생되는 열을 1차로 방열시키는 히트싱크부재(211)가 형성되고, 히트싱크부재 상단에 히트싱크부재에서 방열하고 남은 열과, 태양전지판으로부터 전도된 열을 지그재그형태의 냉매를 통해 2차 방열시키는 냉매부재(212)가 형성된다.
이처럼, 태양전지판과 제2 다채널 RGB LED 램프 사이에 히트싱크부재와 냉매부재가 형성되어 방열효과를 기존에 비해 2배로 향상시킬 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 다채널 RGB LED 램프(220)에 관해 설명한다.
상기 제2 다채널 RGB LED 램프(220)는 제2 모듈본체의 하단면 표면에 다채널로 형성되어, 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키는 역할을 한다.
이는 3채널, 5채널, 7채널, 9채널, 12채널, 24채널 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
본 특허에서는 3채널 중심으로 설명한다.
상기 제2 다채널 RGB LED 램프는 도 21에 도시한 바와 같이, 제2a RGB LED 램프(221), 제2b RGB LED 램프(222), 제2c RGB LED 램프(223)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 제2a RGB LED 램프(221)에 관해 설명한다.
상기 제2a RGB LED 램프(221)는 상기 모듈본체의 하단면 표면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 역할을 한다.
이는 도 22에 도시한 바와 같이, 제2a 도광판(221a), 제2a 레드LED칩(221b), 제2a 그린 LED칩(221c), 제2a 블루 LED칩(221d), 제2a 화이트 LED칩(221e), 제2a 레드LED 드라이버부(221f), 제2a 그린LED 드라이버부(221g), 제2a 블루LED 드라이버부(221h), 제2a 화이트LED 드라이버부(221i)로 구성된다.
상기 제2a 도광판(221a)은 제2a 레드LED칩, 제2a 그린 LED칩, 제2a 블루 LED칩, 제2a 화이트 LED칩을 에워싸면서 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 제2a 레드LED칩, 제2a 그린 LED칩, 제2a 블루 LED칩, 제2a 화이트 LED칩에서 발광되는 불빛을 외부로 확산시키는 역할을 한다.
상기 제2a 레드LED칩(221b)은 제2a 도광판의 내부공간 중 중앙 부위에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 레드 불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2a 그린 LED칩(221c)은 제2a 레드LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 그린불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2a 블루 LED칩(221d)은 제2a 그린 LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 블루불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2a 화이트 LED칩(221e)은 제2a 블루 LED 칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 화이트불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2a 레드LED 드라이버부(221f)는 제2a 레드LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2a 레드LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2a 그린LED 드라이버부(221g)는 제2a 그린LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2a 그린LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2a 블루LED 드라이버부(221h)는 제2a 블루LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2a 블루LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2a 화이트LED 드라이버부(221i)는 제2a 화이트LED 칩 후면에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2a 화이트LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 제2b RGB LED 램프(222)에 관해 설명한다.
상기 제2b RGB LED 램프(222)는 제2a RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 역할을 한다.
이는 도 23에 도시한 바와 같이, 제2b 도광판(222a), 제2b 레드LED칩(222b), 제2b 그린 LED칩(222c), 제2b 블루 LED칩(222d), 제2b 화이트 LED칩(222e), 제2b 레드LED 드라이버부(222f), 제2b 그린LED 드라이버부(222g), 제2b 블루LED 드라이버부(222h), 제2b 화이트LED 드라이버부(222i)로 구성된다.
상기 제2b 도광판(222a)은 제2b 레드LED칩(222b), 제2b 그린 LED칩(222c), 제1b 블루 LED칩(222d), 제2b 화이트 LED칩(222e)을 에워싸면서 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 제2b 레드LED칩(222b), 제2b 그린 LED칩(222c), 제2b 블루 LED칩(222d), 제2b 화이트 LED칩(222e)에서 발광되는 불빛을 외부로 확산시키는 역할을 한다.
상기 제2b 레드LED칩(222b)은 제2b 도광판의 내부공간 중 중앙 부위에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 레드 불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2b 그린 LED칩(222c)은 제2b 레드LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 그린불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2b 블루 LED칩(222d)은 제2b 그린 LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 블루불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2b 화이트 LED칩(222e)은 제2b 블루 LED 칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 화이트불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2b 레드LED 드라이버부(222f)는 제2b 레드LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2a 레드LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2b 그린LED 드라이버부(222g)는 제2b 그린LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2b 그린LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2b 블루LED 드라이버부(222h)는 제2b 블루LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2b 블루LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2b 화이트LED 드라이버부(222i)는 제2b 화이트LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2b 화이트LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 제2c RGB LED 램프(223)에 관해 설명한다.
상기 제2c RGB LED 램프(223)는 제2b RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 역할을 한다.
이는 도 24에 도시한 바와 같이, 제2c 도광판(223a), 제2c 레드LED칩(223b), 2c 그린 LED칩(223c), 제2c 블루 LED칩(223d), 제2c 화이트 LED칩(223e), 제2c 레드LED 드라이버부(223f), 제2c 그린LED 드라이버부(223g), 제2c 블루LED 드라이버부(223h), 제2c 화이트LED 드라이버부(223i)로 구성된다.
상기 제2c 도광판(223a)은 제2c 레드LED칩(223b), 제2c 그린 LED칩(223c), 제2c 블루 LED칩(223d), 제2c 화이트 LED칩(223e)을 에워싸면서 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 제2c 레드LED칩(223b), 제2c 그린 LED칩(223c), 제2c 블루 LED칩(223d), 제2c 화이트 LED칩(223e)에서 발광되는 불빛을 외부로 확산시키는 역할을 한다.
상기 제2c 레드LED칩(223b)은 제2c 도광판의 내부공간 중 중앙 부위에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 레드 불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2c 그린 LED칩(223c)은 제2c 레드LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어, 그린불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2c 블루 LED칩(223d)은 제2c 그린 LED칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 블루불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2c 화이트 LED칩(223e)은 제2c 블루 LED 칩 일측에 직사각 띠 형상으로 나열되어 화이트불빛을 생성시키는 역할을 한다.
상기 제2c 레드LED 드라이버부(223f)는 제2c 레드LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1c 레드LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2c 그린LED 드라이버부(223g)는 제2c 그린LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2c 그린LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2c 블루LED 드라이버부(223h)는 제2c 블루LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2c 블루LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
상기 제2c 화이트LED 드라이버부(223i)는 제2c 화이트LED 칩 후면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2c 화이트LED칩을 구동시키는 역할을 한다.
이처럼, 제2a RGB LED 램프(221)의 제2a 레드LED 드라이버부(221f), 제2a 그린LED 드라이버부(221g), 제2a 블루LED 드라이버부(221h), 제2a 화이트LED 드라이버부(221i), 그리고, 제2b RGB LED 램프(222)의 제2b 레드LED 드라이버부(222f), 제2b 그린LED 드라이버부(222g), 제2b 블루LED 드라이버부(222h), 제2b 화이트LED 드라이버부(222i), 그리고, 제2c RGB LED 램프(223)의 제2c 레드LED 드라이버부(223f), 제2c 그린LED 드라이버부(223g), 제2c 블루LED 드라이버부(223h), 제2c 화이트LED 드라이버부(223i)가 스마트제어부의 출력단자 일측에 1:1로 연결되어 구성됨으로서, 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시켜 보행자로 하여금 자가인식율을 80% 향상시킬 수 있다.
상기 계절별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 일예로, 따뜻한 봄에는 그린불빛, 더운 여름에는 블루불빛, 빨강단풍의 가을에는 레드불빛, 눈오는 겨울에는 화이트불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
상기 날씨별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 일예로, 맑은날씨에는 화이트불빛, 흐리거나 안개가 낀 날씨에는 레드불빛, 비오는 날씨에는 그린불빛, 눈오는 날씨에는 블루불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
상기 재해발생별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 일예로, 지진발생시에는 레드불빛, 태풍발생시 그린불빛, 전쟁발생시 블루불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
상기 보안상태별로 맞춤형으로 다양한 칼라의 불빛을 발광시킨다는 것은 평상시에 화이트불빛을 점등시키다가 이웃하는 스마트 LED 가로등모듈에 치한이 발생되거나 위험상황이 발생되었을 때는 레드불빛을 발광시키도록 제어하는 것을 말한다.
다음으로, 본 발명에 따른 태양전지판(230)에 관해 설명한다.
상기 태양전지판(230)은 제2 모듈본체의 상단면 표면에 일체형으로 형성되어, 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 전기를 생성시키는 역할을 한다.
이는 자외선 파장대 영역의 빛을 흡수하여 가시광선으로 변환발광시키는 Y3Al5O12:Tb3+ 형광체와, 전자이동도 개선을 위해 전자재결합을 감소시키는 TiO2 나노튜브를 광전극에 도핑시켜서 형성된 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)로 구성된다.
여기서, 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)은제조 공정이 단순하고 실리콘 태양전지에 비해 약 1/3 제조단가 때문에 경제적이며, 염료 특유의 색상을 통해 다양한 색구현이 가능하다는 장점을 갖는다.
또한 전도성 기판을 사용하여, 얇고 가벼울 뿐만 아니라 투명성이 있기 때문에 건물일체형 태양광발전 시스템(Building Integrated Photovoltaic System, BIPV)로 응용가능한 태양전지이다.
본 특허에서는 고효율 염료감응형 태양전지를 제작하기 위해 자외선파장대 영역의 빛을 흡수하여 가시광선으로 변환발광 시킬 수 있는 Y3Al5O12:Tb3+ 형광체와 전자이동도 개선을 통한 전자재결합 감소를 위한 TiO2 나노튜브를 제작하였고, 그에 따른 분석을 통하여 광전극에 도핑하도록 구성된다.
자외선 형광체와 1차원 구조체를 이중도핑함으로써 TiO2 광전극에서의 광 흡수량 증대와 빠른 전자이동을 통해 광전변환 효율을 향상시킬 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 경광등(240)에 관해 설명한다.
상기 제2 경광등(240)은 제2 모듈본체의 좌측 끝단에 위치되어, 제2 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알리는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 근거리무선통신부(250)에 관해 설명한다.
상기 제2 근거리무선통신부(250)는 제2 모듈본체의 내부공간 일측에 위치되어, 제2 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 제2 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 역할을 한다.
이는 도 25에 도시한 바와 같이, 제2 블루투스 통신부(251)와 제2 지그비통신부(252) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 제2 블루투스 통신부(251)는 10미터 이내의 초단거리에서 저전력무선연결하여, 정보를 교환시키는 역할을 한다.
이는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용한다. 이 중 위아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402~2480MHz, 총 79개 채널을 쓴다.
그리고, 시스템간 전파 간섭을 해소하기 위해, 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식으로 구성된다.
주파수 호핑은 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 패킷(데이터)을 조금씩 전송하는 기법으로, 본 발명에 서는 79개 채널을 1초당 1600번 호핑하도록 구성된다.
상기 제2 지그비통신부(252)는 2.4GHz의 주파수 대역을 이용하여 근거리(10m~75m)에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 250kbps의 데이터 전송률을 제공하는 역할을 한다.
이처럼, 제2 블루투스 통신부(251)와 제2 지그비통신부(252) 중 어느 하나가 선택되어 이루어진 근거리통신모듈(250)이 구성됨으로서, 스마트 LED 가로등모듈의 각 기기 중 어느 하나에 고장이 발생하였을 경우, 이를 근거리무선통신망을 통해 관리자의 스마트 디바이스쪽으로 정보를 제공할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 WiFi무선통신부(260)에 관해 설명한다.
상기 제2 WiFi무선통신부(260)는 제2 근거리무선통신부 일측에 위치되어, 원격지에 위치한 통합관제서버부와 WiFi무선통신망으로 연결되어, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호를 수신받아, 제2 스마트제어부로 전달시키고, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 통합관제서버부쪽으로 제2 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 역할을 한다.
이는 무선기술을 접목한 것으로, 도 26에 도시한 바와 같이, 고성능 무선통신을 가능하게 하는 제2 무선랜 모듈(261)과, 제2 WiFi 안테나(262)로 구성된다.
상기 제2 무선랜모듈(261)은 네트워크 구축시 유선을 사용하지 않고 전파나 빛등을 이용하여 네트워크를 구축하는 방식으로서, 2.4GHz의 주파수 대역을 사용한다.
상기 제2 WiFi안테나(262)는 무선 공유기에서 발생하는 Wi-Fi 신호를 받아 커버리지를 늘려주는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 배터리충전제어부(270)에 관해 설명한다.
상기 배터리충전제어부(270)는 제2 WiFi무선통신부 일측에 위치되어, 리튬이온배터리 (+)(-)연결잭에 연결되어, 리튬이온배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 4단자 망에 의한 검출 및 연산처리한 후, 태양전지판으로부터 생성된 전기를 태양전지판 "-"단자를 통해 리튬이온배터리로 인가시켜 급속 충전시키는 역할을 한다.
이는 도 27에 도시한 바와 같이, "-"단자 접속 컨넥터부(271), 정전압레귤레이터부(272), 리튬이온배터리용 충전마이크로칩(273), 배터리충전사용표시부(274), USB 컨넥터(275)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 "-"단자 접속 컨넥터부(271)에 관해 설명한다.
상기 "-"단자 접속 컨넥터부(271)는 태양전지판의 "-"단자와 연결되어, 태양전지판으로부터 생성된 전기를 리튬이온배터리용 충전마이크로칩으로 전달시키는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 정전압레귤레이터부(272)에 관해 설명한다.
상기 정전압레귤레이터부(272)는 "-"단자 접속 컨넥터부로 전달된 태양전지판에서 생성된 전기를 5V 정전압출력시키는 역할을 한다.
이는 LM7805로 구성된다.
셋째, 본 발명에 따른 리튬이온배터리용 충전마이크로칩(273)에 관해 설명한다.
상기 리튬이온배터리용 충전마이크로칩(273)은 정전압레귤레이터부로부터 5V 정전압으로 인가받아 MPPT 제어를 통해 최대 전력점 전압으로 제어하고, 계통 전압과 동기된 전류출력을 만들어서 USB 컨넥터에 접속된 리튬이온배터리쪽으로 출력시키도록 제어하는 역할을 한다.
이는 MCP73831로 구성된다.
넷째, 본 발명에 따른 배터리충전사용표시부(274)에 관해 설명한다.
상기 배터리충전사용표시부(274)는 리튬이온배터리용 충전마이크로칩과 USB 컨넥터 사이에 위치되어, 리튬이온배터리가 충전중일때는 LED 불빛을 오프시키고, USB 커넥터로부터 리튬이온배터리의 전원이 사용중일때는 LED 불빛을 온시키는 역할을 한다.
이는 74HC04 인버터 소자와 저항, 그리고, LED로 구성된다.
다섯째, 본 발명에 따른 USB 컨넥터(275)에 관해 설명한다.
상기 USB 컨넥터(275)는 리튬이온배터리와 USB로 연결되어, 리튬이온배터리용 충전마이크로칩의 충전신호에 따라 리튬이온배터리로 충전전류를 인가시키고, 리튬이온배터리용 충전마이크로칩의 사용신호에 따라 스마트 LED 가로등모듈의 각 기기에 리튬이온배터리의 전원을 전달시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 CCTV감시카메라부(280)에 관해 설명한다.
상기 제2 CCTV감시카메라부(280)는 제2 다채널 RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제2 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 제2 스마트제어부로 전달시키는 역할을 한다.
이는 반구형상으로 형성되고, PTZ카메라로 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 전류센싱노드부(290)에 관해 설명한다.
상기 제2 전류센싱노드부(290)는 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 제2 CCTV감시카메라부, 배터리충전제어부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 역할을 한다.
이는 도 30에 도시한 바와 같이, 제2 다채널 RGB LED 램프의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제2 다채널 RGB LED 램프용 전류센싱노드부(291)와, 제2 경광등의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제2 경광등용 전류센싱노드부(292)와, 제2 근거리무선통신부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제2 근거리무선통신부용 전류센싱노드부(293)와, 제2 WiFi무선통신부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제2 WiFi무선통신부용 전류센싱노드부(294)와, 제2 CCTV감시카메라부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제2 CCTV감시카메라부용 전류센싱노드부(295)와, 배터리충전제어부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 배터리충전제어부용 전류센싱노드부(296)로 구성된다.
상기 제2 전류센싱노드부(290)는 센싱저항, 캐패시터, OP앰프, RC분배기를 거쳐 제2 스마트 제어부의 입력단자로 입력된다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 스마트제어부(290a)에 관해 설명한다.
상기 제2 스마트제어부(290a)는 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부가 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 제2 다채널 RGB LED 램프를 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 제어하면서, 제2 전류센싱노드부를 통해 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 제2 CCTV감시카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 제2 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 통합관제서버부로 전송시키도록 제어하는 역할을 한다.
이는 도 28에 도시한 바와 같이, 제2 다채널 RGB LED 램프제어부(290a-1), 제2 경광등 제어부(290a-2), 제2 근거리무선통신 제어부(290a-3), 제2 WiFi무선통신 제어부(290a-4), 제2 CCTV감시카메라 제어부(290a-5), 제2 조도센서 입력부(290a-6), 제2 디밍제어부(290a-7), 제2 전류센싱노드 제어부(290a-8), 제2 스마트 고장분석제어부((290a-9)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 제2 다채널 RGB LED 램프제어부(290a-1)에 관해 설명한다.
상기 제2 다채널 RGB LED 램프제어부(290a-1)는 제2 다채널 RGB LED 램프를 제어하여, 메모리부에 설정된 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 출력신호를 보내는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 제2 경광등 제어부(290a-2)에 관해 설명한다.
상기 제2 경광등 제어부(290a-2)는 제2 경광등을 제어하여, 통합관제서버부로부터 전달된 긴급상황발생메세지 또는 제2 모듈본체 주위의 현재 긴급상황발생시, 제2 경광등을 구동시키는 출력신호를 보내는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 제2 근거리무선통신 제어부(290a-3)에 관해 설명한다.
상기 제2 근거리무선통신 제어부(290a-3)는 제2 근거리무선통신부를 제어하여, 제2 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 가로등 관리자용 스마트 디바이스쪽으로 현장에서 고장진단한 고장진단결과데이터와 긴급상황발생메세지를 전송시키도록 출력신호를 보내는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 제2 WiFi무선통신 제어부(290a-4)에 관해 설명한다.
상기 제2 WiFi무선통신 제어부(290a-4)는 제2 WiFi무선통신부를 제어하여, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호와 긴급상황발생메세지를 수신받고, 통합관제서버부쪽으로 고장진단한 고장진단결과데이터와 현장영상데이터를 송신시키도록 출력신호를 보내는 역할을 한다.
다섯째, 본 발명에 따른 제2 CCTV감시카메라 제어부(290a-5)에 관해 설명한다.
상기 제2 CCTV감시카메라 제어부(290a-5)는 제2 CCTV감시카메라부를 제어하여, 제2 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 입력받는 역할을 한다.
여섯째, 본 발명에 따른 제2 조도센서 입력부(290a-6)에 관해 설명한다.
상기 제2 조도센서 입력부(290a-6)는 제2 조도센서의 출력단자와 연결되어, 제2 조도센서에 감지한 제2 모듈본체 주위의 밝기센싱신호를 입력받는 역할을 한다.
일곱째, 본 발명에 따른 제2 디밍제어부(290a-7)에 관해 설명한다.
상기 제2 디밍제어부(290a-7)는 도 29에 도시한 바와 같이, 제2 조도센서로부터 센싱된 밝기센싱신호를 입력받아 PWM제어를 통해 제2 다채널 RGB LED 램프의 밝기를 디밍시키는 역할을 한다.
여덟째, 본 발명에 따른 제2 전류센싱노드 제어부(290a-8)에 관해 설명한다.
상기 제2 전류센싱노드 제어부(290a-8)는 도 29에 도시한 바와 같이, 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부에 식별ID를 부여하여, 제2 전류센싱노드부를 통해 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 제2 CCTV감시카메라부에서 센싱한 전류센싱신호를 입력받는 역할을 한다.
아홉째, 본 발명에 따른 제2 스마트 고장분석제어부((290a-9)에 관해 설명한다.
상기 제2 스마트 고장분석제어부((290a-9)는 제2 전류센싱노드 제어부로부터 입력된 전류센싱신호를 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시키는 역할을 한다.
이는 도 31에 도시한 바와 같이, 제2 잔차정보생성부(290a-9a), 제2 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(290a-9b)로 구성된다.
상기 제2 잔차정보생성부(290a-9a)는 실시간으로 측정되는 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부의 전류와, 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부의 기준값 전류를 비교한 잔차정보를 생성하여, 테이블화시키는 역할을 한다.
기존의 온도와 압력정보를 통한 고장진단의 경우는 시정수가 커서 반응이 느리기 때문에 긴급한 고장의 경우, 진단이 늦어 시스템에 무리를 주거나 극단적으로는 동작 불능의 상태로 만들어버리는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 전류정보만을 이용한 고장진단 알고리즘을 제시하고자 한다.
먼저, 전류정보만을 이용하여 기준값 전류 Id를 생성시키기 위한 기준값 전류 모델에 대해 설명한다.
본 발명에서는 기준값 전류 모델을 위한 변수를 선정함에 있어, 온도와 압력정보를 배제시키고, 전류, 전원주파수를 설정한다.
피드백 제어기에 의한 변화에 가장 빠른 정보를 제공할 수 있는 것은 제어기의 지령값인 전류와 전원주파수이기 때문이다.
다음의 표 2는 본 발명에 따른 제2 잔차정보생성부에 적용되는 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델을 위한 데이터를 획득하기 위한 정상인 상태에서의 전원주파수에 따른 기준값 전류(Irms[A])를 나타낸다.
기기명 f[Hz] Irms[A]


제2 다채널 RGB LED 램프
56~60 6.62
51~55 6.86
46~50 6.72
41~45 6.92
35~40 6.75

제2 경광등


 56~60 6.86
51~55 6.78
46~50 6.62
41~45 6.72
35~40 6.58

제2 근거리무선통신부



 56~60 6.62
51~55 6.86
46~50 6.86
41~45 6.92
35~40 7.04

제2 WiFi무선통신부


 56~60 6.70
51~55 6.93
46~50 6.9
41~45 7.04
35~40 7.13

배터리충전제어부


 56~60 6.70
51~55 6.58
46~50 6.57
41~45 6.78
35~40 6.75

제2 CCTV감시카메라부



 56~60 6.58
51~55 6.57
46~50 6.50
41~45 6.73
35~40 6.75
또한, 표 2의 데이터를 이용하여 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델을 생성하기 위해 회귀분석을 수행한다.
선형회귀분석 결과 수학식 4의 결과가 도출된다.
Figure 112017025009930-pat00007
상기 수학식 4는 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델을 위한 선형회귀분석의 결과를 나타낸다.
수학식 4의 독립변수 X1, X2는 각각 f와 VO이고, 종속변수 Y는 Irms이다. 수학식 4의 R Square는 93.3%으로 높은 적합도를 나타낸다. 따라서 수학식 4는 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부의 기준값 전류 모델로서 적합함을 알 수 있다.
상기 제2 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(290a-9b)는 제2 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 유사성을 상호상관원리를 통해 신호처리시키는 역할을 한다.
여기서, 상호상관은 두 신호 사이의 유사성을 측정하는 신호처리의 한 방법으로서, 본 발명에서는 이산(discrete) 신호에 대한 상호상관에 대해서 설명한다.
이산신호에 대한 상호상관은 다음의 수학식 5와 같이 나타낸다.
Figure 112017025009930-pat00008
한 신호를 시간(x)축 방향으로 이동시키면서 겹쳐지는 각 부분에서의 다른 신호와의 곱을 더하면 두 신호간의 상호상관을 구할 수 있다.
이때 신호의 유사성이 높을수록 큰 값을 갖게 된다.
도 14에 도시한 바와 같이, 동일한 과정을 서로 같은 신호에 대해 수행하는 경우 즉, 자기상관(autocorrelation)을 구하는 경우 두 신호가 정확히 일치하는 지점에서 최대값을 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명에서는 기준값 전류패턴과 동일한 길이를 갖는 측정전류 패턴을 시간의 지연없이 즉, x축으로의 이동과정 없이 시작 시점에서부터 각 신호가 일대일 대칭되는 위치에서의 값을 이용하여 상호상관을 구하였으므로, 제1 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 상호상관은 다음의 수학식 6과 같이 간략화시킬 수 있다.
Figure 112017025009930-pat00009
수학식 6에서 제1 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 두 신호가 비슷한 경우에는 임의의 m에서 그 값이 크게 나오고, 비슷하지 않다면 작은 값이 나오게 된다.
예를 들어, 다음과 같은 신호 X,Y,Z가 있을 때 신호 X에 대한 신호 Y와 신호 Z의 상호상관을 구해 보면,
Figure 112017025009930-pat00010
수학식 6에 따라,
Figure 112017025009930-pat00011
Figure 112017025009930-pat00012
이 되어 도 15에 도시한 바와 같이, 신호 X에 대해 신호 Y가 신호 Z 보다 높은 유사성을 갖는 것을 알 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 제2 잔차정보생성부(290a-9a), 제2 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(290a-9b)로 이루어진 제2 스마트 고장분석제어부((290a-9)가 구성됨으로서, 고장진단 주기를 기존에 비해 2배~4배 향상시킬 수 있어, 신뢰성확보와 함께 실시간으로 현장에서 고장분석시킬 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부(200)는 제2 모듈본체(210), 제2 다채널 RGB LED 램프(220), 태양전지판(230), 제2 경광등(240), 제2 근거리무선통신부(250), 제2 WiFi무선통신부(260), 배터리충전제어부(270), 제2 CCTV감시카메라부(280), 제2 전류센싱노드부(290), 제2 스마트제어부(290a)에다가, 제2 마이크로폰(290b), 제2 스피커(290c), 제2 호출벨(290d)이 포함되어 구성된다.
상기 제2 마이크로폰(290a)는 평상시에 휴먼상태에 있다가, 제2 호출벨이 눌러지면 구동되어, 사용자의 목소리를 전기펄스로 바꾸어, 유무선통신망을 통해 원격지의 중앙관리서버쪽으로 전송시키는 역할을 한다.
상기 제2 스피커(290b)는 원격지의 중앙관리서버에서 생성되는 관리자 음성 또는 긴급상황발생메세지에 관한 전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파(疏密波)를 발생시켜 음파를 복사(輻射)하는 역할을 한다.
이는 도 19에 도시한 바와 같이, 제2 모듈본체의 내부공간뿐만 아니라, 도 37에 도시한 바와 같이, 가로등주 일측에 독립적으로 연결되어 구성된다.
상기 제2 호출벨(290c)은 제2 모듈본체 일측에 전기라인으로 연결되면서, 가로등주 일측에 위치되어, 위험상황발생시 원격지의 중앙관리서버쪽으로 호출신호를 보내는 역할을 한다.
즉, 제2 스마트제어부에서 제2 호출벨을 통해 호출신호가 입력되면, 제2 마이크로폰을 구동시킴과 동시에, 제2 호출벨의 호출신호를 제2 유무선통신모듈을 통해 원격지의 중앙관리서버쪽으로 전송시킴과 동시에 제2 마이크로폰을 통해 입력된 사용자의 목소리를 제2 유무선통신모듈을 통해 원격지의 중앙관리서버쪽으로 전송시키고, 이에 따른 응답신호로서, 중앙관리서버쪽에서 생성된 관리자의 음성 또는 긴급상황발생메세지에 관한 전기신호를 수신받아 제2 스피커쪽으로 전달시키도록 제어한다.
이처럼, 본 발명에 따른 태양전지형 스마트 LED 가로등부에 제2 마이크로폰(290b), 제2 스피커(290b), 제2 호출벨(290c)이 구성됨으로서, 도 35에 도시한 바와 같이, 제2 모듈본체 일측에 위치한 사용자가 치한으로부터 위험상황이 발생되어, 제2 호출벨을 누르고, 제2 마이크로폰을 통해 "살려주세요"하면, 원격지의 중앙관리서버쪽에서 이를 수신받아, 제2 호출벨이 눌러진 태양전지형 스마트 LED 가로등부와, 이웃하는 태양전지형 스마트 LED 가로등부쪽으로 "치한이 발생하였습니다"는 스피커 출력신호와 경광등 구동신호를 보내어, 도보상에 발생되는 치한으로부터 일반인을 보호할 수 있어, 기존에 비해 보안율을 2배~4배로 향상시킬 수가 있다.
또한, 도 35에 도시한 바와 같이, 제2 모듈본체 일측에 위치한 곳에 교통사고 및 화재, 지진이 발생할 경우에, 사용자가 제2 호출벨을 누르고, 제2 마이크로폰을 통해, "교통사고/화재/지진이 발생하였습니다"하면, 원격지의 중앙관리서버쪽에서 이를 수신받아, 제2 호출벨이 눌러진 태양전지형 스마트 LED 가로등부와, 이웃하는 태양전지형 스마트 LED 가로등부쪽으로 "000위치에 교통사고/화재/지진이 발생하였습니다. 안전한 곳으로 대피하십시요"라는 스피커 출력신호와 경광등 구동신호를 보내어, 일반인들로 하여금 긴급상황발생인식율을 높여서 안전한 곳으로 대피할 수 있도록 유도할 수가 있다.
이하, 본 발명에 따른 스마트 LED 가로등모듈의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
[ 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부로 이루어진 스마트 LED 가로등모듈의 동작과정]
먼저, 도 32에 도시한 바와 같이, 상용전원을 인가받아 각 기기에 전원을 공급시킨다.
다음으로, 제1 다채널 RGB LED 램프(120)가 구동되어 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시킨다.
다음으로, 제1 스마트 제어부의 제어신호에 따라 제1 경광등(130)구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알린다.
다음으로, 제1 스마트 제어부의 제어신호에 따라 제1 근거리무선통신부(140)이 구동되어, 제1 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 제1 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시킨다.
다음으로, 제1 WiFi무선통신부(150)를 통해, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호를 수신받아, 제1 스마트제어부로 전달시키고, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 통합관제서버부쪽으로 제1 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시킨다.
다음으로, 제1 CCTV감시카메라부가 구동되어, 제1 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 제1 스마트제어부로 전달시킨다.
다음으로, 제1 전류센싱노드부가 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부,제1 CCTV감시카메라부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시킨다.
다음으로, 제1 스마트제어부의 제어하에, 제1 전류센싱노드부를 통해 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨다.
다음으로, 제1 스마트제어부에서 고장진단이 나오면, 고장진단결과데이터를 제1 근거리무선통신부를 통해 근거리에 위치한 관리자의 스마트 디바이스로 전송시킨다.
다음으로, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 제1 WiFi무선통신부를 구동시켜, 통합관제서버부쪽으로 제1 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시킨다.
끝으로, 제1 WiFi무선통신부를 통해 통합관제서버부로부터 긴급상황메시지가 제1 스마트제어부로 전달되면, 제1 스마트 제어부의 제어신호에 따라 제1 경광등이 구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알린다.
[태양전지형 스마트 LED 가로등부로 이루어진 스마트 LED 가로등모듈의 동작과정]
먼저, 도 33에 도시한 바와 같이, 태양전지판에서 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 전기를 생성시킨다.
다음으로, 배터리충전제어부가 구동되어, 리튬이온배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 4단자 망에 의한 검출 및 연산처리한 후, 태양전지판으로부터 생성된 전기를 태양전지판 "-"단자를 통해 리튬이온배터리로 인가시켜 급속 충전시킨다.
다음으로, 제2 스마트제어부의 제어하에 평상시에 리튬이온배터리에 저장된 전원을 각 기기에 인가시켜 구동시키다가, 밤이나 비, 눈오는 날에는 상용전원을 각 기기에 인가시켜 구동시킨다.
다음으로, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2 다채널 RGB LED 램프를 구동시켜, 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시킨다.
다음으로, 제2 CCTV 감시 카메라부가 구동되어, 제2 모듈본체 주위의 영상을 실시간으로 촬영시킨 후, 촬영시킨 현재영상데이터를 제2 스마트제어부로 전달시킨다.
다음으로, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2 WiFi무선통신부를 구동시켜, 통합관제서버부쪽으로 현재영상데이터를 송신시킨다.
다음으로, 제2 전류센싱노드부가 구동되어, 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 제2 CCTV감시카메라부, 배터리충전제어부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시킨다.
다음으로, 제2 스마트제어부에서 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV 감시 카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨다.
다음으로, 제2 스마트제어부에서 고장진단이 나오면, 고장진단결과데이터를 제2 근거리무선통신부를 통해 근거리에 위치한 관리자의 스마트 디바이스로 전송시킨다.
다음으로, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 제2 WiFi무선통신부를 구동시켜, 통합관제서버부쪽으로 제2 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시킨다.
끝으로, 제2 WiFi무선통신부를 통해 통합관제서버부로부터 긴급상황메시지가 제2 스마트제어부로 전달되면, 제2 스마트 제어부의 제어신호에 따라 제2 경광등이 구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알린다.
1 : 스마트 가로등 LED 모듈
100 : 무(無)태양전지형 스마트 LED 가로등부
110 : 제1 모듈본체 120 : 제1 다채널 RGB LED 램프
130 : 제1 경광등 140 : 제1 근거리무선통신부
150 : 제1 WiFi무선통신부 160 : 제1 CCTV감시카메라부
170 : 제1 전류센싱노드부 180 : 제1 스마트제어부
200 : 태양전지형 스마트 LED 가로등부

Claims (12)

  1. 사각판넬 형상으로 이루어져 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 제1 모듈본체(110)와,
    제1 모듈본체의 하단면 표면에 다채널로 형성되어, 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키는 제1 다채널 RGB LED 램프(120)와,
    제1 모듈본체의 좌측 끝단에 위치되어, 제1 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알리는 제1 경광등(130)과,
    제1 모듈본체의 내부공간 일측에 위치되어, 제1 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 제1 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 제1 근거리무선통신부(140)와,
    제1 근거리무선통신부 일측에 위치되어, 원격지에 위치한 통합관제서버부와 WiFi무선통신망으로 연결되어, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호를 수신받아, 제1 스마트제어부로 전달시키고, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 통합관제서버부쪽으로 제1 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 제1 WiFi무선통신부(150)와,
    제1 다채널 RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제1 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 제1 스마트제어부로 전달시키는 제1 CCTV감시카메라부(160)와,
    제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부,제1 CCTV감시카메라부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제1 전류센싱노드부(170)와,
    제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부,제1 CCTV감시카메라부, 제1 전류센싱노드부가 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 제1 다채널 RGB LED 램프를 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 제어하면서, 제1 전류센싱노드부를 통해 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 제1 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 통합관제서버부로 전송시키도록 제어하는 제1 스마트제어부(180)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈본체(110)는
    상단커버 표면에 복수개의 방열핀이 형성되고, 하단커버 표면에 제1 다채널 RGB LED 램프가 형성되며, 상단커버와 하단커버 사이의 내부공간 일측에 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi 무선통신부, 제1 스마트제어부, 제1 전류센싱노드부가 형성되며, 외부측면 일측에 제1 경광등이 돌출되어 형성되고, 상단커버 외부 측면 일측에 제1 WiFi안테나가 트윈구조로 돌출 형성되어, 하나의 몸체에 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi 무선통신부, 제1 스마트제어부, 제1 전류센싱노드부, 제1 경광등, 제1 WiFi안테나, 제1 CCTV감시카메라부, 제1 전류센싱노드부가 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 다채널 RGB LED 램프(120)는
    제1 모듈본체의 하단면 표면에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 제1a RGB LED 램프(121)와,
    제1a RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 제1b RGB LED 램프(122)와,
    제1b RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제1 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 제1c RGB LED 램프(123)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 스마트제어부(180)는
    제1 다채널 RGB LED 램프를 제어하여, 메모리부에 설정된 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 출력신호를 보내는 제1 다채널 RGB LED 램프제어부(181)와,
    제1 경광등을 제어하여, 통합관제서버부로부터 전달된 긴급상황발생메세지 또는 제1 모듈본체 주위의 현재 긴급상황발생시, 경광등을 구동시키는 출력신호를 보내는 제1 경광등 제어부(182)와,
    제1 근거리무선통신부를 제어하여, 제1 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 가로등 관리자용 스마트 디바이스쪽으로 현장에서 고장진단한 고장진단결과데이터와 긴급상황발생메세지를 전송시키도록 출력신호를 보내는 제1 근거리무선통신 제어부(183)와,
    제1 WiFi무선통신부를 제어하여, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호와 긴급상황발생메세지를 수신받고, 통합관제서버부쪽으로 고장진단한 고장진단결과데이터와 현장영상데이터를 송신시키도록 출력신호를 보내는 제1 WiFi무선통신 제어부(184)와,
    제1 CCTV감시카메라부를 제어하여, 제1 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 입력받는 제1 CCTV감시카메라 제어부(185)와,
    조도센서의 출력단자와 연결되어, 조도센서에 감지한 제1 모듈본체 주위의 밝기센싱신호를 입력받는 제1 조도센서 입력부(186)와,
    제1 조도센서로부터 센싱된 밝기센싱신호를 입력받아 PWM제어를 통해 제1 다채널 RGB LED 램프의 밝기를 디밍시키는 제1 디밍제어부(187)와,
    제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부에 식별ID를 부여하여, 제1 전류센싱노드부를 통해 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부에서 센싱한 전류센싱신호를 입력받는 제1 전류센싱노드 제어부(188)와,
    제1 전류센싱노드 제어부로부터 입력된 전류센싱신호를 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시키는 제1 스마트 고장분석제어부(189)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 스마트 고장분석제어부(189)는
    실시간으로 측정되는 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 전류와, 제1 다채널 RGB LED 램프, 제1 경광등, 제1 근거리무선통신부, 제1 WiFi무선통신부, 제1 CCTV감시카메라부의 기준값 전류를 비교한 잔차정보를 생성하여, 테이블화시키는 제1 잔차정보생성부(189a)와,
    제1 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 유사성을 상호상관원리를 통해 신호처리시키는 제1 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(189b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  6. 사각판넬 형상으로 이루어져 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 제2 모듈본체(210)와,
    제2 모듈본체의 하단면 표면에 다채널로 형성되어, 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키는 제2 다채널 RGB LED 램프(220)와,
    제2 모듈본체의 상단면 표면에 일체형으로 형성되어, 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 전기를 생성시키는 태양전지판(230)과,
    제2 모듈본체의 좌측 끝단에 위치되어, 제2 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 긴급상황이 발생되었음을 외부로 알리는 제2 경광등(240)과,
    제2 모듈본체의 내부공간 일측에 위치되어, 제2 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 스마트 디바이스쪽으로 제2 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 제2 근거리무선통신부(250)와,
    제2 근거리무선통신부 일측에 위치되어, 원격지에 위치한 통합관제서버부와 WiFi무선통신망으로 연결되어, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호를 수신받아, 제2 스마트제어부로 전달시키고, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 통합관제서버부쪽으로 제2 스마트 제어부에서 고장진단한 고장진단결과데이터를 송신시키는 제2 WiFi무선통신부(260)와,
    제2 WiFi무선통신부 일측에 위치되어, 리튬이온배터리 (+)(-)연결잭에 연결되어, 리튬이온배터리의 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전압을 읽어들여 4단자 망에 의한 검출 및 연산처리한 후, 태양전지판으로부터 생성된 전기를 태양전지판 "-"단자를 통해 리튬이온배터리로 인가시켜 급속 충전시키는 배터리충전제어부(270)와,
    제2 다채널 RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제2 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 제2 스마트제어부로 전달시키는 제2 CCTV감시카메라부(280)와,
    제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 제2 CCTV감시카메라부, 배터리충전제어부의 전원공급단자 일측에 연결되어, 전원공급단자에서 인가되어 출력되는 전류를 센싱시키는 제2 전류센싱노드부(290)와,
    제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부가 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 제2 다채널 RGB LED 램프를 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 제어하면서, 제2 전류센싱노드부를 통해 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 제2 CCTV감시카메라부의 전류를 센싱하여 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시킨 후, 고장진단데이터와 현장영상데이터를 제2 WiFi무선통신부를 통해 원격지의 통합관제서버부로 전송시키도록 제어하는 제2 스마트제어부(290a)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 모듈본체(210)는
    상단커버 표면에 태양전지판이 일체로 형성되고, 태양전지판 둘레를 따라 복수개의 방열핀이 형성되며, 하단커버 표면에 제2 다채널 RGB LED 램프가 형성되며, 상단커버와 하단커버 사이의 내부공간 일측에 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi 무선통신부, 제2 스마트제어부, 배터리충전제어부, 제2 전류센싱노드부가 내장되어 형성되며, 상단커버 외부측면 일측에 제2 경광등이 돌출되어 형성되고, 상단면 측면 일측에 제2 WiFi안테나가 트윈구조로 돌출 형성되어, 하나의 몸체에 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi 무선통신부, 제2 스마트제어부, 배터리충전제어부, 제2 전류센싱노드부, 제2 경광등, 제2 WiFi안테나, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부가 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  8. 제6항에 있어서, 상기 태양전지판(230)은
    자외선 파장대 영역의 빛을 흡수하여 가시광선으로 변환발광시키는 Y3Al5O12:Tb3+ 형광체와, 전자이동도 개선을 위해 전자재결합을 감소시키는 TiO2 나노튜브를 광전극에 도핑시켜서 형성된 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제2 다채널 RGB LED 램프(220)는
    제2 모듈본체의 하단면 표면에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 제2a RGB LED 램프(221)와,
    제2a RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 제2b RGB LED 램프(222)와,
    제2b RGB LED 램프 일측에 위치되어, 제2 스마트제어부의 제어신호에 따라 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택하여 하(下)면방향으로 방사시키는 제2c RGB LED 램프(223)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  10. 제6항에 있어서, 상기 배터리충전제어부(270)는
    태양전지판의 "-"단자와 연결되어, 태양전지판으로부터 생성된 전기를 리튬이온배터리용 충전마이크로칩으로 전달시키는 "-"단자 접속 컨넥터부(271)와,
    "-"단자 접속 컨넥터부로 전달된 태양전지판에서 생성된 전기를 5V 정전압출력시키는 정전압레귤레이터부(272)와,
    정전압레귤레이터부로부터 5V 정전압으로 인가받아 MPPT 제어를 통해 최대 전력점 전압으로 제어하고, 계통 전압과 동기된 전류출력을 만들어서 USB 컨넥터에 접속된 리튬이온배터리쪽으로 출력시키도록 제어하는 리튬이온배터리용 충전마이크로칩(273)과,
    리튬이온배터리용 충전마이크로칩과 USB 컨넥터 사이에 위치되어, 리튬이온배터리가 충전중일때는 LED 불빛을 오프시키고, USB 커넥터로부터 리튬이온배터리의 전원이 사용중일때는 LED 불빛을 온시키는 배터리충전사용표시부(274)와,
    리튬이온배터리와 USB로 연결되어, 리튬이온배터리용 충전마이크로칩의 충전신호에 따라 리튬이온배터리로 충전전류를 인가시키고, 리튬이온배터리용 충전마이크로칩의 사용신호에 따라 스마트 LED 가로등모듈의 각 기기에 리튬이온배터리의 전원을 전달시키는 USB 컨넥터(275)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  11. 제6항에 있어서, 상기 제2 스마트제어부(290a)는
    제2 다채널 RGB LED 램프를 제어하여, 메모리부에 설정된 계절별, 날씨별, 재해발생별, 보안상태별로 맞춤형으로 레드불빛, 그린불빛, 블루불빛, 화이트불빛 중 어느 하나를 선택되어 발광시키도록 출력신호를 보내는 제2 다채널 RGB LED 램프제어부(290a-1)와,
    제2 경광등을 제어하여, 통합관제서버부로부터 전달된 긴급상황발생메세지 또는 제2 모듈본체 주위의 현재 긴급상황발생시, 제2 경광등을 구동시키는 출력신호를 보내는 제2 경광등 제어부(290a-2)와,
    제2 근거리무선통신부를 제어하여, 제2 모듈본체 주위의 근거리에 위치한 가로등 관리자용 스마트 디바이스쪽으로 현장에서 고장진단한 고장진단결과데이터와 긴급상황발생메세지를 전송시키도록 출력신호를 보내는 제2 근거리무선통신 제어부(290a-3)와,
    제2 WiFi무선통신부를 제어하여, 통합관제서버부로부터 가로등제어신호와 긴급상황발생메세지를 수신받고, 통합관제서버부쪽으로 고장진단한 고장진단결과데이터와 현장영상데이터를 송신시키도록 출력신호를 보내는 제2 WiFi무선통신 제어부(290a-4)와,
    제2 CCTV감시카메라부를 제어하여, 제2 모듈본체 주위의 영상의 실시간을 촬영시킨 후, 촬영시킨 현장영상데이터를 입력받는 제2 CCTV감시카메라 제어부(290a-5)와,
    제2 조도센서의 출력단자와 연결되어, 제2 조도센서에 감지한 제2 모듈본체 주위의 밝기센싱신호를 입력받는 제2 조도센서 입력부(290a-6)와,
    제2 조도센서로부터 센싱된 밝기센싱신호를 입력받아 PWM제어를 통해 제2 다채널 RGB LED 램프의 밝기를 디밍시키는 제2 디밍제어부(290a-7)와,
    제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부에 식별ID를 부여하여, 제2 전류센싱노드부를 통해 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 제2 CCTV감시카메라부에서 센싱한 전류센싱신호를 입력받는 제2 전류센싱노드 제어부(290a-8)와,
    제2 전류센싱노드 제어부로부터 입력된 전류센싱신호를 기존의 미리 설정된 기준값과 비교하여, 고장유무를 현장분석시키는 제2 스마트 고장분석제어부((290a-9)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 스마트 고장분석제어부(290a-9)는
    실시간으로 측정되는 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부의 전류와, 제2 다채널 RGB LED 램프, 제2 경광등, 제2 근거리무선통신부, 제2 WiFi무선통신부, 배터리충전제어부, 제2 CCTV감시카메라부, 제2 전류센싱노드부의 기준값 전류를 비교한 잔차정보를 생성하여, 테이블화시키는 제2 잔차정보생성부(290a-9a)와,
    제2 잔차정보생성부를 통해 생성된 현재 측정한 각 기기의 전류패턴과 기준값 전류패턴 사이의 유사성을 상호상관원리를 통해 신호처리시키는 제2 상호상관형 고장진단 알고리즘엔진부(290a-9b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 가로등모듈.
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