KR102127080B1 - 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템 - Google Patents

Abstract

로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템이 개시된다. 일실시례에 따른 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템은, 외부 신호를 입력 받아 조명을 점멸하고 조도를 조정하는 회로를 포함하는 가로등, 상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 마련된 다수의 센서로부터 측정한 데이터와 상기 가로등이 설치된 지역의 환경 데이터를 기반으로 조명점멸 기준데이터를 생성하고, 상기 생성한 조명점멸 기준데이터에 따라 조명제어신호를 발생하는 클라우드서버 및 로라통신을 이용하여 상기 다수의 센서에서 수집한 데이터를 상기 클라우드서버에 전송하고 상기 클라우드서버에서 발생하는 조명제어신호를 상기 가로등에 전달하는 가로등제어장치를 포함하고, 상기 다수의 센서는 조도센서, 습도센서, 온도센서, 기압센서, 안개감지센서 및 컬러센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 가로등제어장치는 상기 가로등의 위치 정보를 상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 설치된 로라게이트웨이의 위치로부터 추정하고, 상기 추정된 위치정보를 클라우드서버로 전송하고, 상기 클라우드서버는, 상기 가로등의 위치와 가장 인접한 기상대로부터 당일의 일출시간, 일몰시간 및 기상정보를 추가로 수집하고, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 봄과 가을인 경우, 상기 기압센서에서 측정한 현장기압과 상기 기상대에서 획득한 표준기압을 비교하고, 상기 현장기압과 상기 표준기압의 편차를 표준기압으로 나눈 수치가 1% 이하인 경우 기압센서에서 측정한 현장기압을 상기 가로등 위치의 기준기압으로 판단하고, 1% 초과일 경우 기상대에서 획득한 표준기압을 기준기압으로 지정하며, 상기 가로등으로부터 인접한 기설정된 개수의 기상대의 표준기압을 내림차순 정렬하여 표본데이터셋(set)을 마련하고, 기준기압이 상기 표본데이터셋의 상위 70% 이상의 수치에 해당하는 경우 상기 가로등 주변의 기압이 고기압권으로 판단하며, 이와 동시에 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 맑음인 경우 날씨가 맑은 상태로 최종진단하며, 기준기압이 상기 표본데이터셋의 하위 30% 이하의 수치에 해당하는 경우 상기 가로등 주변의 기압이 저기압권인 것으로 판단하며, 이와 동시에 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 흐림 또는 비이고 습도가 40% 이상일 경우에는 날씨가 흐리거나 비가 올 확률이 높은 것으로 최종진단하며, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 여름이며, 장마 또는 태풍이 예보되었고, 습도가 50% 이상이고 온도가 25도 이하일 경우 비가 올 확률이 높다고 최종진단하고, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 겨울인 경우이며, 강설이 예보되었다면, 눈이 올 가능성이 높은 것으로 최종진단하고, 상기 날씨가 맑은 상태로 최종진단된 경우에는 조도센서의 측정값에 따라 낮과 밤의 유무를 판별하고, 날씨 흐림, 비 또는 눈이 올 확률이 높은 것으로 최종진단된 경우에는 상기 조도센서의 측정값 및 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 일출일몰시간을 모두 판단하여 조명을 제어하며, 안개가 감지될 경우 조명의 밝기를 평상시보다 20% 밝게 조정한다.

Description

로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템{SMART STREET LAMP CONTROL SYSTEM USING LORA COMMUNICATION}

본 발명은 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가로등 주위에 설치된 다수의 센서에서 수집한 데이터를 로라통신을 통해 서버로 전송하여 점멸여부를 판단하고 조명을 제어하는 스마트 가로등제어 시스템에 관한 것이다.

스마트 가로등은 가로등 주변의 밝기, 차량 및 사람의 움직임 등을 감지하여 자동 또는 원격으로 조도 및 동작이 제어되는 가로등을 말한다. 도심 곳곳에 설치된 가로등이 그와 같은 기능을 발휘하려면 조명 기술뿐만 아니라 센서 기술, 네트워크 기술, 지능형 관제 기술이 적용되어야 한다.

스마트 가로등에는 디밍시스템과 통신 기술이 적용된다. 디밍시스템은 관리 모듈의 위치에 따라 중앙관제, 분전함, 개별등으로 구분되고, 통신 기술은 활용된 통신 프로토콜에 따라 RF(Radio Frequencey), PLC(Power Line Communication), Cellular로 구분한다. 디밍시스템은 중앙관제 방식의 적용이 확대되는 추세이고, 통신 기술은 스마트 가로등 설치 환경 및 확장 가능성을 고려하여 선택 적용된다. 디밍시스템은 기존 가로등에도 적용이 가능한 반면, 통신 기술의 경우 LED 모듈 및 가로등 시스템 전반에 새롭게 적용되어야 한다.

로라(LoRa)는 저전력 장거리 통신기술(Low Power Wide Area Network, LPWAN) 표준 중 하나로, 비동기식 프로토콜을 사용하여 전력소모가 적고, 유효거리가 10Km 이상으로 장거리 통신을 지원한다. 또한 하나의 노드(node)에 여러 개의 센서를 연결할 수 있어 IoT에 활용하기에 적합하다.

따라서, 가로등 주위에 설치된 다수의 센서에서 수집한 데이터를 로라통신으로 서버로 전송하여 점멸여부를 판단하고 조명을 제어하는 스마트 가로등제어 시스템에 관한 연구가 요구된다.

1. 대한민국 등록특허 제10-2029322 호 '스마트 가로등 시스템'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가로등 주위에 설치된 다수의 센서에서 수집한 데이터를 로라통신 방법으로 서버에 전송하여 점멸여부를 판단하고 조명을 제어함으로써, 에너지 소모와 탄소배출량을 절감하고 빛 공해에 따른 생태계 파괴를 방지하는 스마트 가로등제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 가로등의 램프모듈을 복수의 3색 LED로 구성하여 주변 환경에 따라 광의 색상을 변경하여 효율적으로 에너지를 이용하는 스마트 가로등제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템은, 외부 신호를 입력 받아 조명을 점멸하고 조도를 조정하는 회로를 포함하는 가로등, 상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 마련된 다수의 센서로부터 측정한 데이터와 상기 가로등이 설치된 지역의 환경 데이터를 기반으로 조명점멸 기준데이터를 생성하고, 상기 생성한 조명점멸 기준데이터에 따라 조명제어신호를 발생하는 클라우드서버 및 로라통신을 이용하여 상기 다수의 센서에서 수집한 데이터를 상기 클라우드서버에 전송하고 상기 클라우드서버에서 발생하는 조명제어신호를 상기 가로등에 전달하는 가로등제어장치를 포함하고, 상기 다수의 센서는 조도센서, 습도센서, 온도센서, 기압센서, 안개감지센서 및 컬러센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 가로등제어장치는 상기 가로등의 위치 정보를 상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 설치된 로라게이트웨이의 위치로부터 추정하고, 상기 추정된 위치정보를 클라우드서버로 전송하고, 상기 클라우드서버는, 상기 가로등의 위치와 가장 인접한 기상대로부터 당일의 일출시간, 일몰시간 및 기상정보를 추가로 수집하고, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 봄과 가을인 경우, 상기 기압센서에서 측정한 현장기압과 상기 기상대에서 획득한 표준기압을 비교하고, 상기 현장기압과 상기 표준기압의 편차를 표준기압으로 나눈 수치가 1% 이하인 경우 기압센서에서 측정한 현장기압을 상기 가로등 위치의 기준기압으로 판단하고, 1% 초과일 경우 기상대에서 획득한 표준기압을 기준기압으로 지정하며, 상기 가로등으로부터 인접한 기설정된 개수의 기상대의 표준기압을 내림차순 정렬하여 표본데이터셋(set)을 마련하고, 기준기압이 상기 표본데이터셋의 상위 70% 이상의 수치에 해당하는 경우 상기 가로등 주변의 기압이 고기압권으로 판단하며, 이와 동시에 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 맑음인 경우 날씨가 맑은 상태로 최종진단하며, 기준기압이 상기 표본데이터셋의 하위 30% 이하의 수치에 해당하는 경우 상기 가로등 주변의 기압이 저기압권인 것으로 판단하며, 이와 동시에 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 흐림 또는 비이고 습도가 40% 이상일 경우에는 날씨가 흐리거나 비가 올 확률이 높은 것으로 최종진단하며, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 여름이며, 장마 또는 태풍이 예보되었고, 습도가 50% 이상이고 온도가 25도 이하일 경우 비가 올 확률이 높다고 최종진단하고, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 겨울인 경우이며, 강설이 예보되었다면, 눈이 올 가능성이 높은 것으로 최종진단하고, 상기 날씨가 맑은 상태로 최종진단된 경우에는 조도센서의 측정값에 따라 낮과 밤의 유무를 판별하고, 날씨 흐림, 비 또는 눈이 올 확률이 높은 것으로 최종진단된 경우에는 상기 조도센서의 측정값 및 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 일출일몰시간을 모두 판단하여 조명을 제어하며, 안개가 감지될 경우 조명의 밝기를 평상시보다 20% 밝게 조정한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 가로등은 빨강, 초록, 파랑의 3색 LED가 복수 개 실장된 램프모듈을 포함하고, 상기 클라우드서버는, 상기 컬러센서에서 획득한 상기 가로등이 설치된 주변 환경의 주요 색상을 환경색상으로 지정하고, 상기 환경색상의 보색을 RGB 값으로 변환하여 상기 가로등으로 전달하고, 상기 가로등은 상기 램프모듈의 LED 색상을 조정하여 전달 받은 RGB 값의 광을 발산할 수 있다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 램프모듈의 LED 색상을 조정하기 위해, 상기 환경색상의 보색에 해당하는 RGB 값(빨강, 초록, 파랑에 대응하는 각각의 수치값으로 구성됨) 중 최소값으로 다른 두 색상에 대응하는 값을 나누고 반올림하여 정수 부분만을 취한 표시수치를 생성하고, 램프모듈의 전체 LED 개수를 표시수치의 합으로 나눈 개수의 LED로 구성되는 단위영역마다 상기 표시수치에 대응하는 수의 색상으로 LED를 점등하여 상기 환경색상의 보색을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 가로등은, 가로등의 위치정보를 기설정된 기기에 송신하는 위치정보 송신부, 사용자의 푸쉬에 대응하여 기설정된 응급처리기관으로 위급신호를 발송하는 응급버튼, 상기 응급버튼의 푸쉬에 대응하여, 상기 응급버튼을 푸쉬한 때에 상기 가로등에 가장 가까이 위치한 사용자의 모바일 기기 정보를 수신하여 상기 기설정된 기기에 송신하는 사용자 정보 전달부를 포함하고, 상기 모바일 기기 정보는, 상기 모바일 기기에 등록된 사용자의 성별, 나이, 위치정보, 병력(medical history) 정보, 알러지 정보를 포함하고, 상기 사용자 정보 전달부는, 상기 모바일 기기 정보에 포함된 사용자에 대한 맞춤형 진단기기 및 복약지도서를 추천하여 상기 기설정된 응급처리기관에 송신할 수 있다.

본 발명의 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템은 가로등 주위에 설치된 다수의 센서에서 수집한 데이터를 로라통신 방법으로 서버에 전송하여 점멸여부를 판단하고 조명을 제어함으로써, 에너지 소모와 탄소배출량을 절감하고 빛 공해에 따른 생태계 파괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 가로등의 램프모듈을 복수의 3색 LED로 구성하여 주변 환경에 따라 광의 색상을 변경하여 효율적으로 에너지를 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 센서의 세부구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따라 가로등의 세부구성을 도시한 도면이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시례 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

<실시례 1>

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템(10)을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 센서의 세부구성을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템(10)은, 가로등(100), 센서(200), 클라우드서버(300), 가로등제어장치(400)를 포함한다.

가로등(100)은 외부 신호를 입력 받아 조명을 점멸하고 조도를 조정하는 회로를 포함할 수 있다. 일례로, 하기에서 설명할 센서로부터 파악된 주변 환경 등에 대응하여 가로등의 점멸, 조도 등을 제어할 수 있도록 외부 신호가 생성되고, 상기 생성된 신호를 가로등이 수신하면 그 신호에 따라 가로등의 상태가 변화될 수 있다.

이를 위한 가로등 구성의 일실시례를 하기에서 보다 상세하게 설명한다.

가로등(100)은 가로등의 위치정보를 기설정된 기기에 송신하는 위치정보 송신부, 사용자의 푸쉬에 대응하여 기설정된 응급처리기관으로 위급신호를 발송하는 응급버튼, 상기 응급버튼의 푸쉬에 대응하여, 상기 응급버튼을 푸쉬한 때에 상기 가로등에 가장 가까이 위치한 사용자의 모바일 기기 정보를 수신하여 상기 기설정된 기기에 송신하는 사용자 정보 전달부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 모바일 기기 정보는 상기 모바일 기기에 등록된 사용자의 성별, 나이, 위치정보, 병력(medical history) 정보, 알러지 정보를 포함하고, 상기 사용자 정보 전달부는 상기 모바일 기기 정보에 포함된 사용자에 대한 맞춤형 진단기기 및 복약지도서를 추천하여 상기 기설정된 기기에 송신하도록 구성될 수 있다.

구체적인 일례로, 사용자가 가로등(100) 주위를 지나는 중 평소 지병으로 인해 심장에 이상을 느껴 응급한 상황이 발생했다고 판단된다면 가로등에 부착된 응급버튼을 푸쉬하여 위급상황이 발생했음을 기설정된 응급처리기관에 전송할 수 있다. 이 경우, 응급처리기관은 위급상황 발생 신호가 송신된 가로등의 위치정보를 수신받는 동시에 사용자 정보 전달부로부터 상기 응급버튼을 푸쉬한 때에 상기 가로등에 가장 가까이 위치한 사용자의 모바일 기기 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 모바일 기기 정보는 상기 모바일 기기에 등록된 사용자의 성별, 나이, 위치정보, 병력(medical history) 정보, 알러지 정보 등을 포함하며, 상기 정보들이 응급처리기관(ex. 119 구조대)에 송신하여 맞춤형 진단기기 및 복약지도서를 추천(ex. 119 출동 시 맞춤형 진단기기, 복약지도서 등을 구비하여 출동가능)할 수 있도록 구성할 수 있다.

클라우드서버(300)는 상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 마련된 다수의 센서(200)로부터 측정한 데이터와 상기 가로등이 설치된 지역의 환경 데이터를 기반으로 조명점멸 기준데이터를 생성하고, 상기 생성한 조명점멸 기준데이터에 따라 조명제어신호를 발생시킬 수 있다.

이때, 다수의 센서는 조도센서(210), 습도센서(220), 온도센서(230), 기압센서(240) 및 안개감지센서(250) 중 적어도 하나를 포함할 수 있어 다양한 센싱 데이터를 수집할 수 있다.

이 경우, 센서(200)의 측정데이터를 가로등(100)에서 수집하여 가로등제어장치(400)로 전달하거나, 가로등제어장치(400)의 로라통신 노드(미도시)에 센서(200)가 직접 연결될 수 있고, 가로등제어장치(400)에서 측정데이터를 로라통신을 통해 클라우드서버(300)에 전송할 수도 있다.

클라우드서버(300)에서 가로등(100) 주위의 센서(200)에서 측정한 데이터와 환경 데이터를 기반으로 조명제어신호를 발생하면, 가로등제어장치(400)을 통해 신호가 전달되어 가로등(100)을 점멸하고 조도를 조정할 수 있다.

이때, 가로등제어장치(400)는 상기 가로등의 위치 정보를 상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 설치된 로라게이트웨이의 위치로부터 추정하고, 상기 추정된 위치정보를 클라우드서버(300)로 전송할 수 있으며, 이후 클라우드서버는 상기 가로등의 위치와 가장 인접한 기상대로부터 당일의 일출시간, 일몰시간 및 기상정보를 추가로 수집할 수 있다.

클라우드서버가 상기 기상정보를 분석한 결과 현재의 계절이 봄과 가을인 경우, 상기 기압센서에서 측정한 현장기압과 상기 기상대에서 획득한 표준기압을 비교하고, 상기 현장기압과 상기 표준기압의 편차를 표준기압으로 나눈 수치가 1% 이하인 경우 기압센서에서 측정한 현장기압을 상기 가로등 위치의 기준기압으로 판단하고, 1% 초과일 경우 기상대에서 획득한 표준기압을 기준기압으로 지정하고, 상기 가로등으로부터 인접한 기설정된 개수의 기상대의 표준기압을 내림차순 정렬하여 표본데이터셋(set)을 마련하여, 기준기압이 상기 표본데이터셋의 기설정된 제1 범위(ex. 상위 70% 이상의 수치)에 해당하는 경우 해당 가로등 주변의 기압이 고기압권으로 판단할 수 있다.

상기 기준기압을 통해 판단한 결과 해당 가로등 주변의 기압이 고기압권으로 판단된 경우, 다시 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 맑음인지 추가로 판단하여, 이를 모두 만족하는 경우 날씨가 맑은 상태인 것으로 최종진단할 수 있다.

이와 같이 날씨가 맑은 상태인 것으로 진단된 경우에는 조도센서의 측정값에 따라 낮과 밤의 유무를 판별할 수 있다.

한편, 기준기압이 상기 표본데이터셋의 기설정된 제2 범위(ex. 하위 30% 이하의 수치)에 해당하는 경우는 해당 가로등 주변의 기압이 저기압권인 것으로 판단할 수 있는데, 이 경우는 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 '흐림 또는 비'이며, 습도가 40% 이상일 경우 날씨가 흐리거나 비가 올 확률이 높은 것으로 최종진단할 수 있다.

한편, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 여름이며, 장마 또는 태풍이 예보되었고, 습도가 50% 이상이고 온도가 25도 이하일 경우 비가 올 확률이 높다고 최종진단하고, 상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 겨울인 경우이며, 강설이 예보되었다면, 눈이 올 가능성이 높은 것으로 최종진단할 수 있다.

상기에서와 같이 날씨 흐림, 눈 또는 비가 올 확률이 높은 것으로 진단된 경우는 조도센서에 기해서만 낮과 밤을 판단하는 것은 정확도가 떨어지므로, 조도센서의 결과 이외에도 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 일출일몰시간을 모두 고려하되, 일출일몰시간에 가중치를 두어 조명을 제어할 수 있다.

한편, 안개감지센서를 통해 안개가 감지될 경우 조명의 밝기를 평상시보다 일괄하여 20% 밝게 조정할 수 있으며, 안개의 농도에 따라 밝기의 정도를 차등하여 조정할 수도 있다.

한편, 상기 가로등(100)은 컬러센서의 센싱값에 따라 가로등 불빛의 색상을 조정할 수 있는데 이는 이하에서 도 3을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시례에 따라 가로등의 세부구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 가로등(100)은 빨강, 초록, 파랑의 3색 LED가 복수 개 실장된 램프모듈(110)을 포함할 수 있다.

이 경우 가로등(100) 주위에 설치된 컬러센서(260)에서 주변의 환경색상을 습득하고 가로등제어장치(400)에서 로라통신을 통하여 클라우드서버(300)로 상기 주변의 환경색상을 전송하면, 클라우드서버(300)에서 환경색상의 보색에 해당하는 RGB 값을 가로등제어장치(400)를 통해 가로등(100)으로 전달하고, 가로등(100)에서는 보색에 해당하는 RGB 값을 반영하여 램프모듈(110)의 색상을 조정할 수 있다.

일례로, 보색의 RGB 값이 (255, 20, 147)일 경우 최소값인 20으로 각 수치를 나눈 (12.75, 1, 7.35)를 다시 정수화한다.(정수화 하는 방법에는 올림, 버림, 반올림 등 다양한 방법이 있으나 본 예시에서는 반올림을 선택함)

이에 따라 정수화된 값은 (12, 1, 7)이 되며, 각 값을 합산하여 12+1+7=20이라는 합산값을 산출할 수 있다. 램프모듈(110)에 200개의 LED가 실장되어 있다고 가정하면, LED의 개수 200을 상기 합산값인 20으로 나누어 10개의 단위영역으로 램프모듈을 구분하고, 각 영역에 속한 20개의 LED 중에서 빨강으로 12개, 초록으로 1개, 파랑으로 7개를 배색하여, 환경색상의 보색을 구현할 수 있다.

<실시례 2>

가로등제어장치(400)는 주위의 로라 게이트웨이의 위치정보를 수신하고 가로등(100)과 게이트웨이 간의 거리를 측정하며, 감지된 게이트웨이의 개수가 세 개 이상일 경우 일반적인 GPS에서의 거리 도출법을 이용하여 가로등의 위치를 추정하며, 두 개의 게이트웨이가 감지될 경우 중점을 가로등의 위치로 추정하고, 게이트웨이가 하나만 감지될 경우 해당 게이트웨이의 위치를 가로등의 위치로 가정하여 가로등의 추정위치정보를 로라통신 방법을 이용하여 클라우드서버(300)로 전송할 수 있다.

클라우드서버(300)는 가로등의 추정위치와 가장 인접한 기상대로부터 당일의 일출시간, 일몰시간 및 기상정보(기압, 날씨, 강우 확률, 습도, 온도, 장마 예보, 태풍 예보, 강설 확률, 안개 유무 등)를 추가로 수집하고, 내장된 RTC(Real time clock)에 기록된 해당일 정보를 사용하거나, 기상대나 기상청 등의 다양한 소스로부터 해당일 정보를 습득하여 사용할 수 있다. 이 때 다른 서버의 기준 시각 정보를 습득하여 클라우드서버의 내장 RTC의 시간을 동기화 하는 기능을 포함할 수 있고, 해당일 정보로 계절을 봄, 여름, 가을, 겨울 중 어느 하나로 판단하고, 이 때, 일괄적으로 3월~5월을 봄, 6월~8월을 여름, 9월~11월을 가을, 12월~2월을 겨울로 적용하거나, 기상청의 데이터베이스를 참고하여 계절 정보를 수정하여 적용할 수 있다.

기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 봄과 가을인 경우, 기압센서에서 측정한 현장기압과 기상대에서 획득한 표준기압을 비교하고, 상기 현장기압과 상기 표준기압의 편차를 표준기압으로 나눈 수치가 1% 이하인 경우 기압센서에서 측정한 기압을 상기 가로등 위치의 기준기압으로 판단하고, 1% 초과일 경우 기상대에서 획득한 표준기압을 기준기압으로 지정할 수 있다.

한편, 현재 가로등의 위치가 상대적으로 고기압권인지 저기압권인지를 판단하기 위해 아래의 방법을 사용할 수 있다

가로등으로부터 인접한 기 설정된 개수의 기상대의 표준기압을 추출한 표본과 비교하여 기준기압이 표본값의 상위 70% 이상이면 주변 지역에 비해 고기압권으로 판단하고, 이와 동시에 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 '맑음'인 경우 날씨가 맑은 상태로 최종진단하여 조도센서의 측정값에 따라 낮과 밤의 유무를 판별할 수 있다.

한편, 가로등으로부터 인접한 기 설정된 개수의 기상대의 표준기압을 추출한 표본과 비교하여 기준기압이 표본값의 하위 30% 이하이면 주변 지역에 비해 저기압권으로 판단할 수 있다.

이와 동시에, 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 흐림 또는 비로 판단되고, 40% 이상일 경우 날씨가 흐리거나 비가 올 확률이 높은 것으로 예측(단, 습도가 40% 미만일 경우에는 날씨가 맑은 것으로 예측)할 수 있다.

날씨가 흐림 또는 비로 판단되는 경우는 조도센서의 측정값에 가장 인접한 기상대로부터 수집한 일출일몰시간에 가중치를 두어 낮과 밤의 유무를 판별하고, 조명을 제어할 수 있다.

기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 여름인 경우, 장마 또는 태풍이 예보되었고, 습도가 50% 이상이고 온도가 25도 이하일 경우 비가 올 확률이 높다고 예측하여 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 일출일몰시간에 가중치를 두어 조명을 제어하고, 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 겨울인 경우, 강설이 예보되었고, 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 일출일몰시간에 가중치를 두고 조명을 제어하고, 안개가 감지될 경우 조명의 밝기를 평상시보다 밝게 조정할 수 있다.

이 때, 클라우드서버(300)에서 고기압권과 저기압권으로 판단하는 조건(표본으로 추출할 기상대의 개수, 표본에서의 분류 기준 등), 계절과 기상상황에 따른 온습도 조건 등을 빅데이터로 수집하고 학습하여 판별 기준을 조정하는 과정이 포함될 수 있고, 클라우드서버(300)에서 판단한 내용을 바탕으로 조명제어신호를 발생하면 가로등제어장치(400)를 통해 가로등(100)으로 전달되어 조명을 조정할 수 있다.

또한 본 발명의 일실시례에 따른, 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템은 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 방법으로 구현될 수 있으며, 이는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 :　가로등
110 : 램프모듈
200 :　센서
210 :　조도센서
220 :　습도센서
230 :　온도센서
240 :　기압센서
250 :　안개감지센서
260 :　컬러센서
300 :　클라우드서버
400 :　가로등제어장치

Claims (4)

1. 외부 신호를 입력 받아 조명을 점멸하고 조도를 조정하는 회로를 포함하는 가로등(100);
   상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 마련된 다수의 센서(200)로부터 측정한 데이터와 상기 가로등이 설치된 지역의 환경 데이터를 기반으로 조명점멸 기준데이터를 생성하고, 상기 생성한 조명점멸 기준데이터에 따라 조명제어신호를 발생하는 클라우드서버(300); 및
   로라통신을 이용하여 상기 다수의 센서에서 수집한 데이터를 상기 클라우드서버에 전송하고 상기 클라우드서버에서 발생하는 조명제어신호를 상기 가로등에 전달하는 가로등제어장치(400);
   를 포함하고,
   상기 다수의 센서는 조도센서(210), 습도센서(220), 온도센서(230), 기압센서(240), 안개감지센서(250) 및 컬러센서(260) 중 적어도 하나를 포함하며,
   상기 센서의 측정데이터는 상기 가로등에서 수집되어 상기 가로등제어장치로 전달되는 구성, 상기 가로등제어장치의 로라통신 노드에 상기 센서가 직접 연결되는 구성 및 상기 가로등제어장치에서 상기 센서의 측정데이터를 로라통신을 통해 상기 클라우드서버로 전송되는 구성 중 적어도 어느 하나의 구성을 통해 전달되고,
   상기 가로등제어장치는 상기 가로등의 위치 정보를 상기 가로등으로부터 기설정된 거리 내에 설치된 로라게이트웨이의 위치로부터 추정하되, 상기 로라게이트웨이가 적어도 3개 이상 감지된 경우, GPS와 동일한 방식으로 상기 가로등의 위치를 추정하고, 2개의 상기 로라게이트웨이가 감지된 경우, 상기 감지된 2개의 로라게이트웨이의 중점을 상기 가로등의 위치로 추정하며, 1개의 상기 로라게이트웨이가 감지된 경우, 상기 로라게이트웨이의 위치를 상기 가로등의 위치로 추정하고, 상기 추정된 위치정보를 클라우드서버로 전송하며,
   상기 클라우드서버는,
   상기 가로등의 위치와 가장 인접한 기상대로부터 당일의 일출시간, 일몰시간 및 기상정보를 추가로 수집하고,
   상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 봄과 가을인 경우,
   상기 기압센서에서 측정한 현장기압과 상기 기상대에서 획득한 표준기압을 비교하고, 상기 현장기압과 상기 표준기압의 편차를 표준기압으로 나눈 수치가 1% 이하인 경우 기압센서에서 측정한 현장기압을 상기 가로등 위치의 기준기압으로 판단하고, 1% 초과일 경우 기상대에서 획득한 표준기압을 기준기압으로 지정하며,
   상기 가로등으로부터 인접한 기설정된 개수의 기상대의 표준기압을 내림차순 정렬하여 표본데이터셋(set)을 마련하고, 기준기압이 상기 표본데이터셋의 상위 70% 이상의 수치에 해당하는 경우 상기 가로등 주변의 기압이 고기압권으로 판단하며, 이와 동시에 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 맑음인 경우 날씨가 맑은 상태로 최종진단하며,
   기준기압이 상기 표본데이터셋의 하위 30% 이하의 수치에 해당하는 경우 상기 가로등 주변의 기압이 저기압권인 것으로 판단하며, 이와 동시에 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 날씨가 흐림 또는 비이고 습도가 40% 이상일 경우에는 날씨가 흐리거나 비가 올 확률이 높은 것으로 최종진단하며,
   상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 여름이며, 장마 또는 태풍이 예보되었고, 습도가 50% 이상이고 온도가 25도 이하일 경우 비가 올 확률이 높다고 최종진단하고,
   상기 기상정보를 분석한 결과, 현재의 계절이 겨울인 경우이며, 강설이 예보되었다면, 눈이 올 가능성이 높은 것으로 최종진단하고,
   상기 날씨가 맑은 상태로 최종진단된 경우에는 조도센서의 측정값에 따라 낮과 밤의 유무를 판별하고, 날씨 흐림, 비 또는 눈이 올 확률이 높은 것으로 최종진단된 경우에는 상기 조도센서의 측정값 및 상기 가장 인접한 기상대로부터 수집한 일출일몰시간을 모두 고려하여 판단하되, 상기 일출몰시간에 기설정된 가중치를 부여하여 조명을 제어하며,
   안개가 감지될 경우 조명의 밝기를 평상시보다 20% 밝게 조정하고,
   상기 가로등 주변의 기압을 고기압권과 저기압권으로 판단하는 기준, 계절과 기상상황에 따른 온도 및 습도 조건 중 적어도 어느 하나를 포함하여 빅데이터로 수집하고 학습하여 상기 가로등 주변의 기상정보를 판별하는 기준을 조정하고,
   상기 클라우드서버는, 상기 컬러센서에서 획득한 상기 가로등이 설치된 주변 환경의 주요 색상을 환경색상으로 지정하고, 상기 환경색상의 보색을 RGB 값으로 변환하여 상기 가로등으로 전달하며,
   상기 가로등은, 빨강, 초록, 파랑의 3색 LED가 복수 개 실장된 램프모듈을 포함하며, 상기 램프모듈의 LED 색상을 조정하여 전달 받은 RGB 값의 광을 발산하되, 상기 램프모듈의 LED 색상을 조정하기 위해, 상기 환경색상의 보색에 해당하는 RGB 값(빨강, 초록, 파랑에 대응하는 각각의 수치값으로 구성됨) 중 최소값으로 다른 두 색상에 대응하는 값을 나누고 반올림하여 정수 부분만을 취한 표시수치를 생성하고, 램프모듈의 전체 LED 개수를 표시수치의 합으로 나눈 개수의 LED로 구성되는 단위영역마다 상기 표시수치에 대응하는 수의 색상으로 LED를 점등하여 상기 환경색상의 보색을 구현하고,
   상기 가로등은,
   가로등의 위치정보를 기설정된 기기에 송신하는 위치정보 송신부;
   사용자의 푸쉬에 대응하여 기설정된 응급처리기관으로 위급신호를 발송하는 응급버튼;
   상기 응급버튼의 푸쉬에 대응하여, 상기 응급버튼을 푸쉬한 때에 상기 가로등에 가장 가까이 위치한 사용자의 모바일 기기 정보를 수신하여 상기 기설정된 기기에 송신하는 사용자 정보 전달부;
   를 포함하고,
   상기 모바일 기기 정보는,
   상기 모바일 기기에 등록된 사용자의 성별, 나이, 위치정보, 병력(medical history) 정보, 알러지 정보를 포함하고,
   상기 사용자 정보 전달부는,
   상기 모바일 기기 정보에 포함된 사용자에 대한 맞춤형 진단기기 및 복약지도서를 추천하여 상기 기설정된 응급처리기관에 송신하는 것을 특징으로 하는 로라통신을 이용한 스마트 가로등제어 시스템.
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