KR101779960B1 - 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은, 요구 발광 정보를 포함하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 단계, 동작 정보를 포함하는 테일 정보(Tail-Data)를 생성하는 단계, 상기 테일 정보에 따른 CRC(Cyclic redundancy code) 값을 생성하는 단계, 상기 테일 정보와 상기 CRC 값을 합성하여 테일-CRC 합성 신호(Tail-CRC Signal)를 생성하는 단계, 상기 테일-CRC 합성 신호와 상기 PWM 신호를 결합하여 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)를 생성하는 단계 및 PWM-테일 합성신호를 이용하여 오류 및 변화를 감지 하는 단계를 포함한다.

Description

엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ERROR AND CHANGE OF LED LIGHT}
본 발명은 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디를 이용한 조명장치에서 조명장치의 고장 및 오류를 판단하고 조명 구역 내 조명환경 변화를 감지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 기술은 LED조명 장치의 고장을 감지하기 위하여 LED조명 장치내의 전류의 변화를 감지 하여 고장의 유무를 판단한다.
종래의 기술을 설명하기 위하여 도 1을 참고하면, 조명제어서버로부터 제어 명령을 통신선(1020)으로부터 받아 조명장치(1010)는 통신부(1030)에서 제어명령을 해석하여 제어부(1040)에서 파워드라이버부(1050)를 제어한다. 제어의 결과에 따라 발광부(1060)에서 빛을 발광(1070)한다. 제어부(1040)은 파워 드라이버부(1050)를 제어하는 방식에 따라 일반적으로 전류 제어방식 과 PWM제어 방식이 사용된다.
종래 발명의 조명내 오류감지는 파워 드라이버부(1050)에서 발광부(1060)로부터 정전류의 상태를 피드백(feedback)받아 전류의 변화로 오류감지 여부를 판단하다. 또한 전류의 양으로 발광부(1060)의 디밍(dimming)제어를 한다.
도 2를 참고하면, 종래의 PWM제어 방식은 듀티 싸이클 비율에 따라 발광부의 On/Off를 제어하여 각 종류의 듀티 싸이클(1080, 1090, 1100)과 같은 듀티 싸이클 비율로 발광부(1060)의 디밍(dimming) 제어를 한다.
종래발명의 LED조명 장치내의 전류 변화를 이용한 고장감지는 고속으로 on/off 할 수 있는 발광다이오드의 특징을 이용하여 적용 가능한 가시광 무선통신 (Visible Light Communication, 이하 VLC) 등의 LED(Light-emitting diode) 광원의 장점을 최대한 활용하지 못한 비효율적인 문제점이 있다.
한국공개특허 제2012-0003793호는 엘이디 조명 장치의 고장 감지 시스템 및 방법에 대해서 개시하고 있으나, 이 한국공개특허에 개시된 기술은 LED의 전류값과 구동 파라미터를 측정하여 조명 장치의 정상 작동여부를 판단하는 기술을 제공하는 것이 목적이며, 위에서 언급한 LED 광원의 장점을 활용하지 못하는 한계가 있다.
따라서 조명기기내의 다양한 종류의 오류감지와 조명 구역내의 조명환경 변화 감지가 가능한 기술 개발의 필요성이 대두된다.
본 발명의 목적은 엘이디(LED, light emitting diode)를 이용한 조명장치에서 조명장치의 고장 및 오류를 판단하고 조명구역 내 조명환경 변화를 감지하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은, 요구 발광 정보를 포함하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 단계, 동작 정보를 포함하는 테일 정보(Tail-Data)를 생성하는 단계, 상기 테일 정보에 따른 CRC(Cyclic redundancy code) 값을 생성하는 단계, 상기 테일 정보와 상기 CRC 값을 합성하여 테일-CRC 합성 신호(Tail-CRC Signal)를 생성하는 단계 및 상기 테일-CRC 합성 신호와 상기 PWM 신호를 결합하여 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)를 생성하는 단계를 포함한다.
이 때, 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은 상기 PWM-테일 합성 신호에서 테일 신호를 추출하는 단계 및 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계는, 상기 테일 신호가 유효한 경우, 상기 테일 신호의 테일 정보를 카운트하여 조명 사용시간을 기록하는 단계 및 상기 조명 사용시간을 조명제어서버에 보고하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계는, 상기 테일 신호가 유효하지 않은 경우, 광제어 오류가 발생한 것으로 감지하는 단계 및 상기 감지된 광제어 오류를 조명제어서버에 보고하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은 상기 PWM-테일 합성 신호에 따라 발광부에 전력을 공급하는 단계 및 상기 공급하는 전력에 따라 상기 발광부에서 빛을 발광하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은 상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계, 상기 집광된 빛의 조도와 칼라를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 빛의 조도와 칼라를 상기 요구 발광 정보와 비교하는 단계 및 상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 광출력 오류 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은 상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계, 상기 집광된 빛을 주파수 성분이 포함된 전기신호로 변환하는 단계, 상기 전기신호에서 테일 신호를 추출하는 단계 및 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계는, 상기 테일 신호가 유효하지 않은 경우, 환경 변화가 발생한 것으로 감지하는 단계 및 상기 감지된 환경 변화를 조명제어서버에 보고하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은 상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계, 상기 집광된 빛을 주파수 성분이 포함된 전기신호로 변환하는 단계, 상기 전기 신호를 상기 주파수 성분을 반영한 디지털 전압레벨로 변환하는 단계, 상기 디지털 전압레벨과 미리 설정된 임계전압을 비교하는 단계, 상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계는, 상기 디지털 전압레벨이 미리 설정된 임계전압보다 작은 경우, 환경 변화가 발생한 것으로 감지하는 단계 및 상기 감지된 환경 변화를 조명제어서버에 보고하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법은 상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계, 상기 집광된 빛의 조도와 칼라를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 빛의 조도와 칼라를 소정의 시간 동안 저장하여 평균 값을 도출하는 단계, 상기 조도와 칼라의 평균 값과 상기 요구 발광 정보와 비교하는 단계, 상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계는, 상기 조도와 칼라의 평균 값이 상기 요구 발광 정보와 다른 경우, 환경 변화가 발생한 것으로 감지하는 단계 및 상기 감지된 환경 변화를 조명제어서버에 보고하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 동작 정보는 테일 식별자, 조명 식별자, 테일 시퀀스 값 및 사용자 명령 정보를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치는 요구 발광 정보를 포함하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 PWM 생성부, 조명제어 네트워크를 통해 조명제어 서버와 통신하는 통신부, 동작 정보를 포함하는 테일 정보(Tail-Data)와 상기 테일 정보에 따른 CRC 값을 생성하고, 상기 PWM 신호를 합성하여 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)생성하는 PWM-테일 처리부, 1 이상의 엘이디를 이용하여 빛을 발광하는 발광부, 상기 PWM-테일 합성 신호에 따라 제어되어 상기 발광부에 전원을 공급하는 파워드라이버부, 상기 발광부에서 발광된 빛을 집광하는 광피드백부, 상기 광피드백부에서 집광된 빛을 전기적 신호로 변환처리 하는 광전변환부 및 상기 광피드백부에서 집광된 빛의 조도와 칼라를 조도센서 및 칼라센서를 통해 센싱처리하는 센싱부를 포함한다.
이 때, 상기 PWM-테일 처리부는, 상기 생성된 PWM-테일 합성 신호에서 테일 신호를 추출하고, 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 광제어 오류가 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다.
이 때, 상기 PWM-테일 처리부는, 상기 생성된 PWM-테일 합성 신호에서 테일 신호를 추출하고, 상기 추출된 테일 신호의 테일 정보를 카운트하여 조명 사용시간 도출할 수 있다.
이 때, 상기 PWM-테일 처리부는, 상기 센싱부에서 센싱된 빛의 조도와 칼라를 상기 요구 발광 정보와 비교하여 광출력 오류가 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다.
이 때, 상기 PWM-테일 처리부는, 상기 광전변환부에서 변환 처리된 전기적 신호에서 테일 신호를 추출하고, 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 환경 변화가 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다.
이 때, 상기 PWM-테일 처리부는, 상기 광전변환부에서 변환 처리된 전기적 신호를 주파수 성분을 반영한 디지털 전압레벨로 변환하고, 상기 디지털 전압레벨과 미리 설정된 임계전압을 비교하여 환경 변화가 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다.
이 때, 상기 PWM-테일 처리부는, 상기 센싱부에서 센싱된 빛의 조도와 칼라를 소정의 시간 동안 저장하여 평균 값을 도출하고, 상기 조도와 칼라의 평균 값과 상기 요구 발광 정보와 비교하여 환경 변화가 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다.
이 때, 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치는 제조정보, 설치정보, 테일 정보의 카운트 정보 또는 조명상태 자가진단 결과 기록 중 적어도 하나이상의 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, PWM-Tail기술을 이용하여, 조명기기내의 3종류의 오류감지(조명제어통신 오류감지, 광제어 오류감지, 광출력 오류감지)가 가능하고, 조명 구역내의 조명환경 변화 감지가 가능하다.
도 1은 종래의 엘이디 조명 장치의 고장을 감지하기 위하여 엘이디 조명 장치내의 전류의 변화를 감지 하여 고장의 유무를 판단하는 기술을 나타낸 도면이다.
도 2는 엘이디 조명의 온오프 동작을 제어하는 PWM 신호의 듀티사이클을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PWM-Tail 처리부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 PWM-Tail 합성 신호의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 PWM-Tail 합성 신호를 통해서 디밍을 조절하는 기술을 나타낸 도면이다.
도 7은 PWM-Tail 합성 신호를 통해서 디밍을 조절하는 기술을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광피드백부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광피드백부를 통해 빛이 집광되는 기술을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 메모리의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 조명제어통신 오류감지 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 광출력제어의 오류감지 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 광출력제어의 오류감지 방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 조명구역 내에서 조명 환경이 변화하는 것을 감지하는 기술을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 조명구역 내에서 조명 환경이 변화하는 것을 감지하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 임계전압의 전압레벨을 나타낸 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치(2010)(이하, 조명장치라고도 한다.)는 통신부(2040), 제어부(2050), PWM 생성부(2080), PWM-Tail 처리부(2090), 파워드라이버부(2100), 발광부(2110), 광전변환부(2120), 센싱부(2130) 및 광피드백부(2170)를 포함하여 구성된다.
통신부(2040)는 조명제어 네트워크(2020)를 통해 조명제어 서버(2030)와 통신한다.
제어부(2050)는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치(2010)를 구성하는 각 부를 제어한다.
PWM 생성부(2080)는 요구 발광 정보를 포함하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성한다.
요구 발광 정보는 조명의 밝기에 대한 요구조도 정보와 조명의 RGB 칼라에 대한 요구칼라 정보를 포함하여 구성된다.
PWM-Tail 처리부(2090)는 동작 정보를 포함하는 테일 정보(Tail-Data)와 테일 정보에 따른 CRC 값을 생성하고, PWM 신호를 합성하여 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)생성한다.
PWM-Tail 처리부(2090)의 구성과 동작의 상세한 설명은 도 3을 통하여 후술한다.
파워드라이버부(2100)는 PWM-테일 합성 신호에 따라 제어되어 발광부(2110)에 전원을 공급한다.
발광부(2110)는 1 이상의 엘이디를 이용하여 빛을 발광한다.
광전변환부(2120)는 광피드백부에서 집광된 빛을 전기적 신호로 변환처리한다.
센싱부(2130)는 광피드백부에서 집광된 빛의 조도와 칼라를 조도센서 및 칼라센서를 통해 센싱처리한다.
광피드백부(2170)는 발광부(2110)에서 발광된 빛을 집광한다.
광피드백부(2170)의 구성과 동작의 상세한 설명은 도 7 및 도 8을 통하여 후술한다.
한편, 도 8을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(2050)는 메모리(2060) 및 PWM-Tail 제어부(2070)를 포함하여 구성된다.
메모리(2060)에 저장되는 정보의 상세한 설명은 도 9를 통하여 후술한다.
PWM-Tail 제어부(2070)는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치(2010)를 구성하는 각 부를 제어한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PWM-Tail 처리부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 PWM-Tail 처리부(2090)는 Tail-Data 생성부(2090-1), Tail-Data 계수부(2090-2), Tail 유효 검사부(2090-3), Tail-CRC 생성부(2090-4), 디지털 전압 레벨(2090-5), 아날로그-디지털 컨버터(2090-6), Tail 추출부(2090-7), 주파수-전압 컨버터(2090-8) 및 MUX 제어부(2090-9)를 포함하여 구성된다.
PWM생성부(PWM-Generation,2080)는 제어부(2050)로부터 PWM생성 제어를 받으면, PWM 신호을 생성한다.
또한, Tail-데이터 생성부(Tail-Data Generation, 2090-1)는 제어부(2050)에 의해 테일 정보(Tail-Data)를 생성을 하도록 제어 받아 테일 정보를 생성한다.
테일 정보를 입력을 받은 Tail-CRC 생성부(2090-4)는 테일 정보에 따라 CRC값을 생성하여 테일-CRC 합성 신호(Tail-CRC Signal) 신호를 만들어 내고, 이것은 PWM신호와 결합하여 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)가 만들어 진다. PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)는 파워드라이버부(2100)에 입력되거나 MUX제어부(2090-9)로 피드백 된다.
MUX제어(2090-9)부는 PWM-테일 합성 신호 또는 광전변환부(2120)에서 출력되는 전기적 신호 중에 한가지를 선택하도록 제어한다.
이 경우 PWM-테일 합성 신호가 Tail 추출부(Tail Extraction, 2090-7)로 입력되도록 설정을 하면, Tail 추출부(2090-7)에서는 PWM-테일 합성 신호에서 테일 신호를 추출한다.
추출된 테일 신호는 Tail 유효 검사부(Tail Validation Check, 2090-3)로 입력되어서 테일 신호의 유효성이 검토 된다.
만약, 테일 신호가 유효하지 않으면, 광제어 오류 감지의 상태를 제어부(2050)에 알리거나, 유효하다면 오류가 없음을 제어부(2050)에 알린다.
Tail 유효 검사부(2090-3)의 결과가 유효하다면 유효한 테일 신호의 테일 정보가 Tail-Data 계수부(Tail-Data Count, 2090-2)로 보내져서 유효한 테일 정보의 개수가 카운트 되어 기록 된다.
Tail-Data 계수부(2090-2)에서 유효한 테일 정보의 기록은 조명의 실제 사용시간을 측정하는데 사용되며 그 결과가 제어부(2050)으로 보내진다.
광피드백부(2170)에서 만들어진 신호는 광전변환부(2120)으로 입력되고 전기적인 신호로 만들어진다.
광전변환부(2120)에서 만들어진 전기적인 신호는 MUX제어부(2090-9)에 입력되고, 광전변환부(2120)에서 만들어진 전기적인 신호가 선택되도록 제어되면 그 신호가 Tail 추출부(2090-7)로 입력된다.
Tail 추출부(2090-7)에서 추출된 Tail 신호는 그 유효성이 Tail 유효 검사부(2090-3)에서 검사된다.
Tail신호가 유효하지 않으면, 광출력 오류 감지의 상태를 제어부(2050)에 알리거나, 유효하다면 오류가 없음을 제어부(2050)에 알린다.
광전변환부(2120)에서 만들어진 전기적인 신호 중 주파수 성분은 주파수-전압컨버터(Frequency to Voltage Converter, 2090-8)의 입력으로 들어가고, 이 출력은 전압레벨로 바뀌어 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter, ADC, 2090-6)으로 입력된다.
아날로그-디지털 컨버터(2090-6)는 밴드갭 참고전압(Bandgap reference)을 기준으로 임계전압(Threshold voltage)을 결정한다.
아날로그-디지털 컨버터(2090-6)의 출력은 디지털 전압 레벨로 양자화 되어 해당하는 전압레벨이 제어부(2050)로 입력된다.
광피드백부(2170)에서 만들어진 신호는 센싱부(2130)로 입력되며, 센싱 결과 값은 제어부(2050)로 입력된다.
도 5는 PWM-Tail 합성 신호의 구성을 나타낸 도면이고, 도 6 및 도 7은 PWM-Tail 신호를 통해서 디밍을 조절하는 기술을 나타낸 도면이다.
PWM-Tail신호는 PWM on 구간(4010), Tail정보구간(4020), PWM off 구간(4030)으로 이루어 진다.
Tail 정보구간(4020)은 테일 정보(Tail-Data, 4090)와 CRC 값(4080)으로 구성된다.
테일 정보(4090)는 테일 식별자(Tail 식별 ID, 4040), 조명 식별자(조명 ID, 4050), 테일 시퀀스(Tail Sequence) 값(4060), 사용자 명령 정보(4070)의 구성으로 이루어질 수 있다.
테일 식별자(4040)는 테일 정보를 구별하는 식별 정보에 해당한다.
조명 식별자는 테일 정보에 의하여 제어되는 조명에 대한 식별 정보에 해당한다.
테일 시퀀스 값(4060)은 테일 정보 내부의 신호 개수와 신호의 일련번호에 해당하는 정보이다.
사용자 명령 정보(4070)는 테일 정보를 통해서 전달하고자 하는 특정 데이터에 해당하는 정보이다.
CRC 값(cyclic redundancy check code)은 테일 정보의 오류 발생 여부를 점검하기 위하여 전송하는 코드 정보에 해당한다.
조명의 밝기는 PWM on 구간(4010)의 길이로 제어하며, 이 경우 Tail 구간(4020)은 디밍 범위에서 제외된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광피드백부의 구성을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광피드백부를 통해 빛이 집광되는 기술을 나타낸 도면이다.
광피드백부(2170)은 1 이상의 집광부(2160)를 가질 수 있고, 각각의 집광부(2160)는 광전달부(2150)를 가지며 각각의 광전달부(2150)는 광전달 채널(λCH1,λCH2...)을 가진다.
광전달부(2150)의 실시 예로 플라스틱광섬유(POF, Plastic Optical Fiber)등으로 구현이 가능하다.
발광부(2110)는 빛을 발광(λLED)하고, 이 빛은 확산판(6010)을 통과하여 빛(6020)이 나오고, 이 빛은 조명의 빔각도(Beam angle)에 따라 조명구역(6030)이 정해진다.
조명구역(6030) 안에서는 이동체나 물체가 없는 경우 바닥면(6050)에서 반사된 반사빛(λReflection, 6040)이 본 발명의 광피드백부(2170)의 집광부(2160)에 입력된다.
또한 집광부(2160)는 확산판(6010)으로부터 반사되어 온 빛을 입력 받기도 한다.
광전달부(2150)은 광학센서부(2140)로 연결되어, 센싱부(2130)를 통해 전달의 기된 빛의 조도 및 칼라를 센싱처리 하거나, 광전변환부(2120)를 통해 광신호를 전기적인 신호로 바꾸는 기능을 수행한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 메모리의 구성을 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 조명제어통신 오류감지 방법을 나타낸 도면이다.
도 11을 참고하면, 메모리부(2060)는 기능에 따라 복수개의 메모리구역으로 나누어지고, 메모리구역은 다시 서브메모리구역(7020, 7030, 7040, 7050)으로 나누어 질 수 있다.
서브메모리구역에는 제조정보(조명기기 식별자, 제조년월일)(7020), 설치정보(설치자 정보, 설치년월일)(7030), Tail-Data 카운트 정보(Tail-Data Count 수 기록)(7040) 및 조명상태 자가진단 결과(7050) 등이 기록 된다.
한편, 도 12를 참고하면, 조명제어서버(2030)와 제어부(2050)은 통신수행(7060)의 방법으로 통신을 한다.
통신수행(7060)에는 조명제어네트워크(2020)과 통신부(2040)간에 양방향으로 통신을 수행한다.
통신부(2040)는 제어부(2050)의 제어를 받으므로 본 발명에서는 조명제어서버(2030)와 제어부(2050)간의 통신수행(7060)으로 설명한다.
그러나, 본 발명에서는 통신수행에 관해 어떠한 방식으로 한정하지는 않는다.
조명제어서버(2030)에서 제어부(2050)에게 제조정보/설치정보를 입력(7070)한다.
제어부의 서브메모리구역(7020)에 조명장치의 제조정보/설치정보를 입력하고, 조명장치가 건물에 설치되는 관련정보를 입력한다.
조명제어서버(2030)은 필요에 따라 제어부(2050)로부터 제조정보와 설치정보를 읽을(7080) 수 있다.
이러한 정보는 설치된 조명의 유지보수를 위해 사용 될 수 있다.
PWM-Tail 처리부(2090)는 조명의 실제 사용시간을 알 수 있는 Tail-Data 카운트 정보를 제어부(2050)의 서브메모리구역(7040)에 입력하여 기록하고, 조명제어서버(2030)의 요청시 Tail-Data 카운트 정보 읽기(7090)을 수행하여 Tail-Data 카운트정보를 조명제어서버(2030)에 전달하여 제어기능을 수행하는 파라미터로 활용한다.
Tail-Data 카운트 정보(7040)는 조명상태 자가진단에도 사용된다.
Tail-Data 카운터정보를 입력 받아, PWM-Tail 제어부(2070)에서 테일 정보를 Tail-Data 생성부(2090-1)에 입력한 뒤, 같은 테일 정보가 다시 제어부(2050)로 입력되는지를 검사하여 조명상태 자가진단(7130)의 기능을 수행한다.
조명상태자가진단(7130)의 결과를 서브메모리구역(7050)에 기록하고 그 결과를 상태정보 보고(7100) 한다.
조명제어서버(2030)와 제어부(2050)간의 통신가능여부(7110)를 판단해서 통신수행(7060)이 가능하면 오류가 없으며, 만약 통신이 가능하지 않다면 조명제어서버(2030)은 조명제어통신 오류감지(7120)로 상태를 알린다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 광출력제어의 오류감지 방법을 나타낸 도면이다.
조명제어서버(2030)은 조명제어네트워크(2020)을 통하여 조명장치(2010)에게 사용자가 요구하는 요구조도 및 요구칼라를 입력(8010)한다.
요구조도 및 칼라(Req(Av), ReqCv))에 따라 PWM 생성부(2080)에서 PWM 신호가 만들어진다.(8020)
조명장치(2010)는 제어부(2050)의 제어를 받아 PWM-Tail 처리부(2090)에 테일 정보를 입력한다.(8011)
Tail-Data 생성부(2090-1)는 테일 정보를 생성한다.(8021)
생성된 테일 정보는 Tail- CRC 생성부(2090-4)에 입력되고, 테일 정보의 CRC값을 생성한다.(8030)
테일 정보와 CRC 값은 신호 합으로 생성(8040)되어 테일-CRC 합성 신호 (Tail{Data+CRC})로 출력된다. 테일-CRC 합성 신호(Tail{Data+CRC}는 생성된 PWM 신호와 합성 되어 PWM-테일 합성 신호가 생성된다.(8050)
PWM-테일 합성 신호는 광제어 오류 감지를 위해 테일 신호가 추출된다.(8060)
테일 신호는 Tail 유효 검사부(2090-3)에서 테일 신호의 유효성 검사를 위해 테일 정보와 비교된다.(8070)
비교결과가 같다면, 그 결과는 테일 정보를 카운트(8081)하는데 사용되고, 그 결과는 조명의 사용시간을 기록하는데 사용된다.(8091)
조명의 사용시간은 조명제어서버에 보고될 수 있다.(8092)
비교결과가 같지 않다면, 광제어 오류로 감지(8080)되고, 오류가 감지되었다는 신호를 조명제어서버에 보고(8090)한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 광출력제어의 오류감지 방법을 나타낸 도면이다.
발광부(2110)에서 빛이 발광(λLED)되면, 집광부(2160)를 통하여 빛을 모으고 광전달부(2150)을 통한 채널(λCH1)을 통하여 광학센서부(2140)로 전달되고 조도 및칼라가 센싱(2130)된다.
센싱결과는 Av(조도값 센싱 결과), Cv(칼라값 센싱 결과)로 출력된다.
이때, 사용자가 요구하는 요구조도 및 칼라 (Req(Av), ReqCv))(도 10의 8010 참고)와 그 값을 비교한다.(8015)
비교결과가 같거나, 사용자가 정의한 범위 내에 있거나({Req(Av) = Av, Req(Cv) = Cv} or {Req(Av) ≒ Av, Req(Cv) ≒ Cv}) 근사하면, 지속적으로 조도와 칼라를 센싱한다.
만약 비교결과가 다르다({Req(Av) ≠ Av, Req(Cv) ≠ Cv})면, 광출력 오류감지로 감지하고(8020), 이 결과값을 조명제어서버에 보고한다.(8030)
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 조명구역 내에서 조명 환경이 변화하는 것을 감지하는 기술을 나타낸 도면이다.
조명장치(2010)는 조명제어네트워크(2020)에 의해 서로 연결되어 조명제어서버(2030)에 의해 제어를 받는다.
이 경우 조명장치(2010)는 가시광을 발산하고, 조명 구역(6030)내의 바닥면(6050)의 반사빛(λReflection, 6040)이 조명장치(2010)에 입력된다.
조명구역(6030) 내에 조사된 빛에 이동체, 물건, 객체 등이 존재하지 않은 경우(10010)와 이동체에 따른 상황변화, 일광(Daylight, (10040))등에 의한 조도변화가 일어나는 경우(10020)의 반사되는 반사빛(λReflection, 6040)의 주파수성분과 광량이 차이가 나므로 이것을 이용한 조명구역내의 조명환경 변화(10030)를 조명장치가 감지를 한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 조명구역 내에서 조명 환경이 변화하는 것을 감지하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 임계전압의 전압레벨을 나타낸 도면이다.
발광부(2110)에서 발광한 빛은 조명구역(6030)내의 바닥면(6050)에 반사되어 반사빛(6040)이 조명장치의 광피드백부(2170)으로 입력 된다.(11010)
입력된 반사빛(6040)은 광전변환부(2120)에서 광신호가 전기적인 신호로 바뀌는데, 주파수 성분이 포함된 전기신호로 변환된다.(11020)
주파수 성분이 포함된 신호는 주파수-전압 컨버터(2090-8)와 아날로그-디지털 컨버터(2090-6)를 거쳐 디지털 전압 레벨로 변환된다.(11040)
그 출력을 DVin이라고 하면 제어부(2050)에서 설정된 임계전압(Vtn)과 입력 전압레벨(DVin)을 비교한다.(11041)
DVin > Vtn 이라면 지속적으로 비교를 수행하지만, DVin < Vtn이라면 환경변화감지 인터럽트를 발생한다.(11060)
광전변환부(2120)에서 출력된 신호는 테일 신호를 추출하고(11031), 생성된 테일 정보(11030)와 테일 신호를 비교하여, 유효성을 검사한다.(11032)
유효성의 판단 결과, 같지 않으면(Tail{Data} ≠ Extract(Tail{Data})) 환경변화감지 인터럽트를 발생한다.(11060)
반사빛(6040)은 광피드백부(2170)으로 입력되어 센싱부(2130)에 의해 조도 및 칼라가 센싱된다.(11021)
이때, 센싱된 출력 조도(Av), 칼라(Cv) 정보는 사용자가 지정한 소정의 시간([Tn-2,Tn-1])동안 측정된 뒤 평균 값이 도출되어 저장된다.(11050)
일정시간 저장되어 평균값이 정해진 RMS(Av), RMS(Cv)는 현재의 조도, 칼라 센싱 결과인 Av, Cv와 비교한다.(11051)
비교 결과 사용자가 설정한 유사한 범위(RMS(Av) ≒ Av, RMS(Cv) ≒ Cv)를 벗어난 범위(RMS(Av) ≠ Av, RMS(Cv) ≠ Cv)인 경우, 환경변화감지 인터럽트가 발생된다.(11060)
환경변화감지 인터럽트가 발생되면 조명 구역내 조명환경이 변화된 것으로 감지(11070)되어 조명제어 서버에게 알린다 (11080).
이상, 본 발명의 구성에 대하여 바람직한 실시예을 참조하여 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 본 발명의 파티션 복구 방법을 실현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체의 형태 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
2010 : 조명 장치 2020 : 조명 제어 네트워크
2030 : 조명제어서버 2040 : 통신부
2050 : 제어부 2060 : 메모리
2070 : PWM-Tail 제어부 2080 : PWM 생성부
2090 : PWM-Tail 처리부 2100 : 파워드라이버부
2110 : 발광부 2120 : 광전변환부
2130 : 센싱부 2140 : 광학센서부
2150 : 광전달부 2160 : 집광부
2170 : 광피드백부 2090-1 : Tail-Data 생성부
2090-2 : Tail-Data 계수부 2090-3 : Tail 유효 검사부
2090-4 : Tail-CRC 생성부 2090-5 : 디지털 전압 레벨
2090-6 : 아날로그-디지털 컨버터 2090-7 : Tail 추출부
2090-8 : 주파수-전압 컨버터 2090-9 : MUX 제어부

Claims (20)

  1. 요구 발광 정보를 포함하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 단계;
    동작 정보를 포함하는 테일 정보(Tail-Data)를 생성하는 단계;
    상기 테일 정보에 따른 CRC(Cyclic redundancy code) 값을 생성하는 단계;
    상기 테일 정보와 상기 CRC 값을 합성하여 테일-CRC 합성 신호(Tail-CRC Signal)를 생성하는 단계; 및
    상기 테일-CRC 합성 신호와 상기 PWM 신호를 결합하여 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)를 생성하는 단계; 를 포함하고,
    상기 테일-CRC 합성 신호(Tail-CRC Signal)를 생성하는 단계는,
    상기 테일 정보 및 상기 CRC 값에 기반하여 on 구간과 off 구간의 길이, 주기 및 발생 횟수 중 적어도 하나 이상이 고려된 상기 테일-CRC 합성 신호를 생성하고,
    상기 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)를 생성하는 단계는,
    상기 PWM 신호의 on 구간과 off 구간 사이에 상기 테일-CRC 합성 신호를 결합시켜 상기 PWM-테일 합성 신호를 생성하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 PWM-테일 합성 신호에서 테일 신호를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 더 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계는,
    상기 테일 신호가 유효한 경우, 상기 테일 신호의 테일 정보를 카운트하여 조명 사용시간을 기록하는 단계; 및
    상기 조명 사용시간을 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계는,
    상기 테일 신호가 유효하지 않은 경우, 광제어 오류가 발생한 것으로 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 광제어 오류를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 PWM-테일 합성 신호에 따라 발광부에 전력을 공급하는 단계; 및
    상기 공급하는 전력에 따라 상기 발광부에서 빛을 발광하는 단계; 를 더 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계;
    상기 집광된 빛의 조도와 칼라를 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 빛의 조도와 칼라를 상기 요구 발광 정보와 비교하는 단계; 및
    상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 광출력 오류 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 더 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계;
    상기 집광된 빛을 주파수 성분이 포함된 전기신호로 변환하는 단계;
    상기 전기신호에서 테일 신호를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 더 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 검사 결과를 조명제어서버에 보고하는 단계는,
    상기 테일 신호가 유효하지 않은 경우, 환경 변화가 발생한 것으로 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 환경 변화를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계;
    상기 집광된 빛을 주파수 성분이 포함된 전기신호로 변환하는 단계;
    상기 전기 신호를 상기 주파수 성분을 반영한 디지털 전압레벨로 변환하는 단계;
    상기 디지털 전압레벨과 미리 설정된 임계전압을 비교하는 단계;
    상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 더 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계는,
    상기 디지털 전압레벨이 미리 설정된 임계전압보다 작은 경우, 환경 변화가 발생한 것으로 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 환경 변화를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광부에서 발광하는 빛을 집광하는 단계;
    상기 집광된 빛의 조도와 칼라를 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 빛의 조도와 칼라를 소정의 시간 동안 저장하여 평균 값을 도출하는 단계;
    상기 조도와 칼라의 평균 값과 상기 요구 발광 정보와 비교하는 단계;
    상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 더 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 비교하는 단계에서 도출된 비교결과에 따라 환경 변화 발생여부를 조명제어서버에 보고하는 단계는,
    상기 조도와 칼라의 평균 값이 상기 요구 발광 정보와 다른 경우, 환경 변화가 발생한 것으로 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 환경 변화를 조명제어서버에 보고하는 단계; 를 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 동작 정보는 테일 식별자, 조명 식별자, 테일 시퀀스 값 및 사용자 명령 정보를 포함하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 방법.
  14. 조명제어 네트워크를 통해 조명제어 서버에게 조명의 오류 및 변화 감지를 보고하는 통신부;
    요구 발광 정보를 포함하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 PWM 생성부;
    동작 정보를 포함하는 테일 정보(Tail-Data)와 상기 테일 정보에 따른 CRC 값을 생성하고, 상기 PWM 신호를 합성하여 PWM-테일 합성 신호(PWM-Tail Signal)생성하는 PWM-테일 처리부;
    1 이상의 엘이디를 이용하여 빛을 발광하는 발광부;
    상기 PWM-테일 합성 신호에 따라 제어되어 상기 발광부에 전원을 공급하는 파워드라이버부;
    상기 발광부에서 발광된 빛을 집광하는 광피드백부;
    상기 광피드백부에서 집광된 빛을 전기적 신호로 변환처리 하는 광전변환부; 및
    상기 광피드백부에서 집광된 빛의 조도와 칼라를 조도센서 및 칼라센서를 통해 센싱처리하는 센싱부; 를 포함하고,
    상기 PWM-테일 처리부는,
    상기 테일 정보 및 상기 CRC 값에 기반하여 on 구간과 off 구간의 길이, 주기 및 발생 횟수 중 적어도 하나 이상이 고려된 테일-CRC 합성 신호를 생성하고,
    상기 PWM 신호의 on 구간과 off 구간 사이에 상기 테일-CRC 합성 신호를 결합시켜 상기 PWM-테일 합성 신호를 생성하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 PWM-테일 처리부는,
    상기 생성된 PWM-테일 합성 신호에서 테일 신호를 추출하고, 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 광제어 오류가 발생하였는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 PWM-테일 처리부는,
    상기 생성된 PWM-테일 합성 신호에서 테일 신호를 추출하고, 상기 추출된 테일 신호의 테일 정보를 카운트하여 조명 사용시간 도출하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 PWM-테일 처리부는,
    상기 센싱부에서 센싱된 빛의 조도와 칼라를 상기 요구 발광 정보와 비교하여 광출력 오류가 발생하였는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 PWM-테일 처리부는,
    상기 광전변환부에서 변환 처리된 전기적 신호에서 테일 신호를 추출하고, 상기 추출된 테일 신호의 유효성을 검사하여 환경 변화가 발생하였는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 PWM-테일 처리부는,
    상기 광전변환부에서 변환 처리된 전기적 신호를 주파수 성분을 반영한 디지털 전압레벨로 변환하고, 상기 디지털 전압레벨과 미리 설정된 임계전압을 비교하여 환경 변화가 발생하였는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 PWM-테일 처리부는,
    상기 센싱부에서 센싱된 빛의 조도와 칼라를 소정의 시간 동안 저장하여 평균 값을 도출하고, 상기 조도와 칼라의 평균 값과 상기 요구 발광 정보와 비교하여 환경 변화가 발생하였는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치.
KR1020120089265A 2012-08-16 2012-08-16 엘이디 조명의 오류 및 변화 감지를 위한 장치 및 방법 KR101779960B1 (ko)

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