KR102291366B1 - 폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 폐회로 전력선 전류 통신 장치는 폐회로 전력선 통신망으로 연결되며, 상기 폐회로 전력선 통신망을 통해 수신된 제어신호에 의거하여 상기 LED 조명장치들을 제어하고, 미리 설정된 정보에 의거하여 전류량을 변화시켜 외부로 전달할 신호를 생성하는 적어도 하나의 제어모듈들; 및 상기 LED 조명장치들 및 상기 제어모듈들 각각의 동작을 제어하거나 상기 LED 조명장치들 및 상기 제어모듈들 각각의 동작 상태를 감시하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 마스터 장치를 포함하되, 상기 마스터 장치는 상기 제어모듈들 각각의 전류량 변화를 측정하여 대응된 제어모듈이 전송한 데이터를 감지함으로써, 폐회로 전력선 통신망을 이용한 장치들(예컨대, LED 조명 시스템)의 유지보수가 용이한 장점이 있다.

Description

폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CURRENT COMMUNICATION IN CLOSED CIRCUIT POWER LINE}
본 발명은 폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 양방향 통신이 가능한 폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
전력선통신(Power Line Communication, PLC)은 110V/220VAC 또는 380VAC 등의 전력선을 통신선로로 이용하는 통신 방식으로써, 통신하고자 하는 정보신호를 변조시킨 후 그 변조신호를 해당 기기가 접속되어 있는 전력선에 중첩시켜 전송하는 통신방식을 말한다. 이러한 전력선 통신은 별도의 통신선로를 설치할 필요가 없고, 무엇보다도 통신망을 구성하기가 용이하다는 장점이 있어, 이와 관련된 기술개발이 다양하게 이루어지고 있다.
한편, LED 조명장치는 DC 전원만 인가해주면 점등이 가능하기 때문에 점화기(igniter)가 요구되었던 종래의 조명장치에 비해 구동회로가 간단한 특징이 있다.
따라서 이러한 LED 조명장치들을 폐회로 전력선으로 연결하여 통합 제어하는 조명시스템이 개발되고 있다.
한국등록특허 10-1206386에는 상기와 같은 조명시스템에 적용이 가능한, 대용량 부하에 대한 폐회로 전력선 통신 시스템이 개시되어 있다. 상기 특허는 부하(예컨대, 등기구)가 연결된 전력선에 공급되는 전원의 제로크로스 지점의 부근을 차단하여 소정 정보를 생성하고 이를 전송 및 수신하는 폐회로의 전력선 통신 시스템에 관한 것으로, 전원의 제로크로스 지점 부근에서 짧은 시간동안 전원을 차단(OFF)하거나 차단하지 않을 경우를 각각 1 또는 0의 정보로 약속하고, 이러한 정보(램프 조광제어신호)들을 전력선에 연결된 송신수단을 통해 등기구를 원하는 상태로 원격에서 제어할 수 있도록 한 것이다.
그런데, 이러한 폐회로 전력선 통신 시스템은 단방향 통신만이 가능했다. 즉, 마스터 장치가 다수의 등기구 측으로 제어 명령을 전달할 수 있을 뿐, 역으로 등기구의 동작상태를 마스터 장치가 확인할 수 있는 방법이 없었다.
따라서, 폐회로 전력선 통신망으로 연결된 다수의 등기구들 중 어느 하나에 오류가 발생한 경우, 종래에는 실제 설치 환경에서 해당 등기구의 위치를 찾기 위해 상당한 작업시간과 비용이 발생하는 문제가 있었다.
한국 등록특허번호 10-1206386호
따라서 본 발명은 폐회로 전력선 통신망으로 연결된 임의의 장치들(예컨대, 다수의 LED 조명장치) 또는 상기 임의의 장치들 각각을 제어하는 제어 모듈들 중 어느 하나에 오류가 발생한 경우 마스터 장치가 이를 자동으로 파악함으로써, 폐회로 전력선 통신망을 이용한 장치들의 유지보수가 용이하도록 하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 마스터 장치가 전력선 통신망으로 연결된 제어 모듈들 각각의 전류변화량을 측정함으로써, 대응된 제어모듈의 동작상태를 자동으로 파악할 수 있도록 하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 폐회로 전력선 통신망으로 연결된 제어 모듈이 상기 마스터 장치로 흐르는 전류량을 변화시키되, 데이터를 전송하기 위해 사전에 약속된 정보에 의거하여 전류파형의 진폭을 변화시키고, 상기 마스터 장치가 그 변화량을 측정함으로써, 양방향 통신이 가능한 폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치는 폐회로 전력선 통신망으로 연결되며, 상기 폐회로 전력선 통신망을 통해 수신된 제어신호에 의거하여 동작하고, 미리 설정된 정보에 의거하여 전류량을 변화시켜 외부로 전달할 신호를 생성하는 적어도 하나의 제어모듈들; 및 상기 제어모듈들 각각의 동작을 제어하거나 상기 제어모듈들 각각의 동작 상태를 감시하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 마스터 장치를 포함하되, 상기 마스터 장치는 상기 제어모듈들 각각의 전류량 변화를 측정하여 대응된 제어모듈이 전송한 데이터를 감지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어모듈은 대응된 제어모듈 고유의 식별번호를 저장하는 제2 식별정보 저장부; 상기 폐회로 전력선 통신망을 통해 전달되는 제어신호를 수신하는 수신부; 상기 수신된 제어신호에 포함된 식별정보가 상기 제2 식별정보 저장부에 저장된 식별정보와 같은지 여부를 결정하는 식별정보 판독부; 상기 식별정보 판독부의 판독 결과, 상기 수신된 제어신호가 해당 제어모듈의 동작제어 또는 동작 상태 감시를 위한 제어신호인 경우 그에 응답하여 상기 제어모듈의 동작을 제어하거나 상기 제어모듈의 동작 상태를 감시하는 제2 제어부; 및 상기 마스터 장치로 전달되는 전류파형의 진폭을 변화시켜, 상기 제어모듈의 동작 제어 결과 또는 상기 제어모듈의 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위한 응답신호를 발생시키는 전류발생부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 전류발생부는 미리 설정된 데이터 생성주기 동안 서로 다른 제1 또는 제2 기준값에 의거하여 상기 전류 파형의 진폭을 변화시키고, 상기 데이터 생성주기 동안 상기 전류 파형 진폭의 평균값에 의거하여 1 비트의 응답신호를 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 전류발생부는 연속되는 n(이 때, n은 n ≥ 2인 자연수)개의 데이터 생성주기 마다 각각 1 비트의 데이터를 생성하고, 상기 생성된 데이터의 조합에 의거하여 상기 응답신호를 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 마스터 장치는 상기 제어모듈들 각각의 식별정보를 저장하는 제1 식별정보 저장부; 상기 제어신호에 따른 전류소모량을 저장하는 전류정보 저장부; 사용자 또는 외부 통신망과의 인터페이스를 제공하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부를 통해 수신되는 사용자의 조작신호 또는 외부 통신망을 통한 요청신호에 응답하여, 상기 제어 모듈의 조작 또는 감시를 위한 제어신호를 생성하는 제1 제어부; 상기 제어신호를 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 송신부; 및 상기 제어모듈들 각각에서 발생되는 전류량을 감지하는 전류 감지부를 포함하되, 상기 제1 제어부는 상기 제어신호를 전달하고자 하는 제어모듈의 식별정보를 포함하는 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호에 응답하여 상기 제어모듈들 각각에서 생성된 응답신호를 분석하여 대응된 제어모듈의 고장 또는 교체시기 도래 여부를 자동으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 폐회로 전력선 전류 통신 방법은 폐회로 전력선 통신망으로 연결되며, 상기 폐회로 전력선 통신망을 통해 수신된 제어신호에 의거하여 동작하고, 미리 설정된 적어도 하나의 전류량을 발생시켜 외부로 전달할 신호를 생성하는 적어도 하나의 제어모듈들; 및 상기 제어모듈들 각각의 동작을 제어하거나 상기 제어모듈들 각각의 동작 상태를 감시하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 마스터 장치를 포함하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치를 이용한 통신 방법에 있어서, 상기 마스터장치가 상기 제어신호를 생성하되, 목적지 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성단계; 상기 제어신호를 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 제어신호 전달 단계; 상기 제어신호의 목적지에 해당하는 제어모듈이 대응된 제어를 수행하는 제어단계; 상기 제어를 수행한 제어모듈이 상기 마스터 장치로 전달되는 전류파형의 진폭을 변화시켜, 상기 제어모듈의 동작 제어 결과 또는 상기 제어모듈의 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위한 응답신호를 발생시키는 응답단계; 및 상기 마스터 장치가 상기 응답단계에서 발생된 응답신호를 분석하여 해당 제어모듈의 고장 또는 교체시기 도래여부를 자동으로 판단하는 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어신호 전달단계는 상기 제어신호를 제로크로싱 방식으로 전달하되, 전원파형의 제로크로스 지점 전/후의 소정 시간을 이용하여 상기 제어신호를 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어단계는 상기 제어신호를 수신한 제어모듈이, 상기 제어신호에 포함된 목적지 정보와 상기 제어모듈에 기 등록된 식별정보가 같은지 여부를 결정하는 목적지 정보 판독단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 응답 단계는 미리 설정된 데이터 생성주기 동안 서로 다른 제1 또는 제2 기준값에 의거하여 상기 전류 파형의 진폭을 변화시키고, 상기 데이터 생성주기 동안 상기 전류 파형 진폭의 평균값에 의거하여 1 비트의 응답신호를 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 응답 단계는 연속되는 n(이 때, n은 n ≥ 2인 자연수)개의 데이터 생성주기 마다 각각 1 비트의 데이터를 생성하고, 상기 생성된 데이터의 조합에 의거하여 상기 응답신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 폐회로 전력선 전류 통신 장치 및 그 방법은 폐회로 전력선 통신망으로 연결된 임의의 장치들(예컨대, 다수의 LED 조명장치) 또는 상기 임의의 장치들 각각을 제어하는 제어 모듈들 중 어느 하나에 오류가 발생한 경우 마스터 장치가 이를 자동으로 파악함으로써, 폐회로 전력선 통신망을 이용한 장치들의 유지보수가 용이한 장점이 있다. 또한, 본 발명은 마스터 장치가 전력선 통신망으로 제어 모듈들 각각의 전류변화량을 측정함으로써, 대응된 제어모듈의 동작상태를 자동으로 파악할 수 있도록 하는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 폐회로 전력선 통신망으로 제어 모듈이 상기 마스터 장치로 흐르는 전류량을 변화시키되, 데이터를 전송하기 위해 사전에 약속된 정보에 의거하여 전류파형의 진폭을 변화시키고, 상기 마스터 장치가 그 변화량을 측정함으로써, 양방향 통신이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 폐회로 전력선 통신망을 이용한 LED 조명 시스템에 대한 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 LED 조명 시스템을 제어하기 위한 처리 절차도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 전류량을 이용하여 데이터를 전달하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 전류파형을 증폭하여 데이터를 표시하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명이 적용된 폐회로 전력선 통신망을 이용한 LED 조명 시스템에 대한 개략적인 시스템 구성도이다. 즉, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐회로 전력선 통신망을 이용하여 LED 조명 시스템을 구현한 경우에 대한 예를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명이 적용된 폐회로 전력선 통신망을 이용한 LED 조명 시스템은 적어도 하나의 LED 조명장치들(미도시), 마스터장치(100) 및 제어장치(200)를 포함한다. 이 때, 마스터장치(100)와 제어장치(200)는 전원(20)에 연결된 폐회로 전력선 통신망(10)에 연결된다.
제어장치(200)는 적어도 하나의 LED 조명장치들(미도시)을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …)을 포함하고, 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각은 폐회로 전력선 통신망(10)을 통해 수신된 제어신호에 의거하여 대응된 LED 조명장치들(미도시) 각각의 동작(예컨대, 온/오프, 조도 등)을 제어한다. 또한, 상기 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각은 미리 설정된 정보에 의거하여 마스터 장치(100)로 흐르는 전류량을 변화시켜 외부(즉, 마스터 장치(100))로 전달할 신호를 생성한다.
마스터장치(100)는 제어신호를 생성하여 폐회로 전력선 통신망(10)으로 전송한다. 이를 위해, 마스터장치(100)는 사용자 조작신호 또는 외부 통신망(예컨대, 무선 통신망 등)을 통해 전달된 조작신호를 수신하고, 그에 응답하여 제어신호를 생성할 수 있다. 이 때, 마스터장치(100)는 LED 조명장치들 및 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각의 동작을 제어하거나, LED 조명장치들 및 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각의 동작 상태를 감시하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 마스터장치(100)는 LED 조명장치의 조도 또는 색온도를 조절하기 위한 외부 명령을 수신하고, 그에 응답하여 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 마스터장치(100)는 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각의 식별정보를 미리 저장하고, 폐회로 전력선 통신망(10)을 통해 상기 식별정보를 포함하는 제어신호를 출력한 후 대응된 제어모듈에서 전류량 변화에 의해 생성된 응답신호를 분석하여(즉, 전류량 변화를 측정하여) 상기 제어모듈의 정상동작 여부를 자동으로 판단할 수 있다. 이 때, 제어신호는 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …)을 식별하기 위한 식별정보영역과 제어정보영역을 포함할 수 있다. 즉, 제어신호가 8비트의 신호를 포함하는 경우 상위 4비트는 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …)을 식별하기 위한 정보를 포함하고, 하위 4비트는 제어명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마스터장치(100)는 제어모듈(210)를 식별하기 위한 식별정보(예컨대, 0001)와, 제어모듈(210)에 연결된 LED 조명장치의 전원을 온(on)시키기 위한 제어정보(예컨대, 0010)를 포함하는 제어신호(예컨대, 00010010)를 생성하여 폐회로 전력선 통신망(10)으로 전달한 후 제어모듈(210)에서 발생되는 전류량(즉, 전류량 변화)을 감지하고 그 결과에 의거하여 제어모듈(210)의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터장치에 대한 개략적인 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터장치(100)는 저장부(110), 통신 I/F(120), 제어부(130), 송신부(140) 및 전류감지부(150)를 포함한다.
저장부(110)는 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각의 식별정보 및 제어신호에 따른 전류소모량을 저장한다. 예를 들어, 특정 LED 조명장치의 전원을 온(on)시키고자 하는 경우, 또는 LED 조명장치의 조도를 가변시키고자 하는 경우 등, 각각의 동작 제어를 위해 필요한 전류 소모량을 미리 저장할 수 있다.
통신 I/F(120)는 외부 통신망과의 인터페이스를 제공한다. 한편, 마스터장치(100)는 외부 통신망과의 인터페이스 뿐만 아니라, 사용자와의 인터페이스를 제공하기 위한 사용자 인터페이스부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제어부(130)는 미리 설정된 제어 알고리즘 또는 외부로부터 입력되는 제어명령에 의거하여 마스터장치(100)의 동작을 제어한다. 특히, 제어부(130)는 상기 인터페이스부(즉, 사용자 인터페이스부(미도시) 및 통신 I/F(120))를 통해 수신되는 사용자의 조작신호 또는 외부 통신망을 통한 요청신호에 응답하여, LED 조명장치 및 제어 모듈을 조작하거나, LED 조명장치 및 제어 모듈의 동작 상태를 감시하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
제어부(130)는 상기 제어신호를 전달하고자 하는 제어모듈의 식별정보를 포함하는 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호에 응답하여 상기 제어모듈들 각각에서 전류량 변화에 의해 생성된 응답신호를 분석하여(즉, 전류량 변화를 측정하여) 대응된 제어모듈의 고장 또는 교체시기 도래 여부를 자동으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 제어모듈(210)을 식별하기 위한 식별정보(예컨대, 0001)와, 제어모듈(210)에 연결된 LED 조명장치의 전원을 온(on)시키기 위한 제어정보(예컨대, 0010)를 포함하는 제어신호(예컨대, 00010010)를 생성하여 폐회로 전력선 통신망(10)으로 전달한 후 제어모듈(210)에서 발생되는 전류량(즉, 전류량 변화)를 감지하고 그 결과에 의거하여 제어모듈(210)의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.
송신부(140)는 제어부(130)에서 생성한 제어신호를 폐회로 전력선 통신망(10)으로 전달한다. 이 때, 송신부(140)가 상기 제어신호를 전달하기 위한 방법은 어느 하나의 방법으로 제한되지 않으며, 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있다. 특히, 송신부(140)는 상기 제어신호를 제로크로싱(zero-crossing) 방식으로 전달하되. 전원파형의 제로크로스(zero-cross) 지점 전/후의 소정 시간을 이용하여 상기 제어신호를 전송할 수 있다.
전류감지부(150)는 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각에서 발생되는 전류량을 감지하여 제어부(130)로 전달한다.
그러면, 제어부(130)는 그 전류량(또는 전류 변화량)에 의거하여 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각의 정상동작 여부 또는 교체시기 도래 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈에 대한 개략적인 블록도이다. 이 때, 도 1에 예시된 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …) 각각은 모두 동일한 구성을 가지므로, 도 3의 예에서는, 상기 제어모듈들 중 제어모듈1(210)의 예를 들어 설명할 것이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈1(210)은 수신부(211), ID 저장부(212), ID 판독부(213), 제어부(214), LED 조명장치 동작제어부(215) 및 전류발생부(216)를 포함한다.
수신부(211)는 폐회로 전력선 통신망(10)을 통해 전달되는 제어신호를 수신한다. 즉, 수신부(211)는 마스터장치(100)가 생성한 제어신호를 폐회로 전력선 통신망(10)을 통해 수신한다. 이 때, 제어신호는 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …)을 식별하기 위한 식별정보영역과 제어정보영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어신호가 8비트의 신호를 포함하는 경우 상위 4비트는 제어모듈들(제어모듈1(210), 제어모듈2(220), …)을 식별하기 위한 정보를 포함하고, 하위 4비트는 제어명령을 포함할 수 있다.
ID 저장부(212)는 대응된 제어모듈 고유의 식별번호를 저장한다.
ID 판독부(213)는 폐회로 전력선 통신망(10)을 통해 수신된 제어신호가 해당 제어모듈을 제어하기 위한 제어신호인지 여부를 판단한다. 이를 위해, ID 판독부(213)는 수신부(211)에서 수신된 제어신호에 포함된 식별정보가 ID 저장부(212)에 저장된 식별정보와 같은지 여부를 결정한다.
제어부(214)는 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 제어모듈(210) 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(214)는 ID 판독부(213)의 판독 결과, 수신부(211)에서 수신된 제어신호가 해당 제어모듈의 동작제어 또는 동작 상태 감시를 위한 제어신호인 경우, 즉, 상기 제어신호에 포함된 식별정보가 ID 저장부(212)에 저장된 식별정보와 같은 경우, 그에 응답하여 제어모듈(210)의 동작을 제어하거나 제어모듈(210)의 동작 상태를 감시한다.
LED 조명장치 동작제어부(215)는 제어부(214)의 제어에 의거하여 대응된 LED 조명장치의 동작을 제어한다. 즉, 제어모듈(210)에 연결된 적어도 하나의 LED 조명장치의 동작을 제어한다.
전류발생부(216)는 제어부(214)의 제어에 의거하여 제어모듈(210)의 동작 제어 결과 또는 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위한 전류를 발생시킨다. 예를 들어, 전류발생부(216)는 상기 동작 제어 결과가 정상임을 나타내기 위해 미리 설정된 제1 전류값(예컨대, 40mA) 또는 상기 동작 제어 결과가 비정상임을 나타내기 위해 미리 설정된 제2 전류값(예컨대, 20mA) 중 어느 하나를 발생시킬 수 있다. 즉, 전류발생부(216)는 제어부(214)의 제어에 의해 특정 전류를 발생시키되, 동작 제어 명령에 응답하여 정상 동작을 수행한 경우, 40mA의 전류를 발생시키고, 그렇지 않은 경우, 20mA의 전류를 발생시킬 수 있다.
또는, 전류발생부(216)는 미리 설정된 소정 주기마다 서로 다른 전류값들을 발생시킴으로써, 상기 동작 제어 결과 또는 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위한 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 전류발생부(216)는 미리 설정된 신호발생 주기(△t)마다 1을 나타내기 위한 제3 전류값(예컨대, 40mA) 또는 0을 나타내기 위한 제4 전류값(예컨대, 20mA)를 발생시킬 수 있다.
또는, 전류발생부(216)는 마스터 장치(100)로 전달되는 전류파형의 진폭을 변화시켜, 상기 동작 제어 결과 또는 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위하 응답신호를 발생시킬 수 있다.
이를 위해, 전류발생부(216)는 미리 설정된 데이터 생성주기 동안 서로 다른 제1 또는 제2 기준값에 의거하여 상기 전류파형의 진폭을 변화시키고, 상기 데이터 생성주기 동안 상기 전류 파형 진폭의 평균값에 의거하여 1 비트의 응답신호를 생성할 수 있다. 또한, 전류발생부(216)는 연속되는 n(이 때, n은 n ≥ 2인 자연수)개의 데이터 생성주기 마다 각각 1 비트의 데이터를 생성하고, 상기 생성된 데이터의 조합에 의거하여 상기 응답신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 전류발생부(216)는 상기 데이터 생성주기(Δt) 동안 상기 전류 파형의 진폭을 제1 기준값 만큼 변화시켜 그 값이 0인 1 비트 데이터를 생성하고, 상기 데이터 생성주기(Δt) 동안 상기 전류 파형의 진폭을 제2 기준값 만큼 변화시켜 그 값이 1인 1 비트 데이터를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 제1 기준값과 상기 제2 기준값은 데이터를 전송시키지 않을 때의 진폭인 평상값 보다 큰 값으로 하되, 상기 제2 기준값이 상기 제2 기준값보다 큰 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이는 데이터의 식별성을 향상시키기 위함이다.
또는, 전류발생부(216)는 상기 데이터 생성주기(Δt) 동안 상기 전류 파형의 진폭을 증폭시키되, 데이터를 전송시키지 않을 때의 진폭인 평상값을 기준으로 하여 상기 전류 파형의 진폭을 평상값의 2배로 증폭시켜 그 값이 0인 1 비트 데이터를 생성하고, 상기 전류 파형의 진폭을 평상값의 3배로 증폭시켜 그 값이 1인 1 비트 데이터를 생성할 수도 있다.
그러면, 도 2의 전류감지부(150)는 그 전류값을 감지하여 도 2의 제어부(130)로 전달하고, 도 2의 제어부(130)는 수신된 정보에 기초하여 데이터의 내용을 판독할 수 있게 된다. 특히, 전류감지부(150)는 상기 전류값 감지 결과에 의거하여, 해당 제어모듈(210)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 제어부(130)는 상기 오류를 나타내는 전류값(예컨대, 20mA)이 일정 기간 동안 반복적으로 발생되거나, 미리 설정된 횟수 이상 반복적으로 발생되는 경우 해당 제어모듈(210)에 불량이 나타난 것으로 결정하고, 교체시기 알림 신호를 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 LED 조명 시스템을 제어하기 위한 처리 절차도이다. 즉, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐회로 전력선 통신망을 이용하여 LED 조명 시스템을 구현한 후 그 시스템을 제어하기 위한 폐회로 전력선 전류 통신 방법에 대한 처리 절차의 예를 도시하고 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 도 1에 예시된 바와 같은 구성을 갖는 LED 조명 시스템을 제어하기 위한 폐회로 전력선 전류 통신 방법에 대한 처리 절차는 다음과 같다.
먼저, 단계 S105에서는, 마스터장치(100)가 제어장치(200)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하되, 목적지 정보를 포함하는 제어신호를 생성한다. 이 때, 목적지 정보란, 상기 제어신호가 전달되어야 할 제어 모듈을 일컫는 말로써, 각 제어모듈들(210, 220, … ) 각각의 식별정보를 말한다.
단계 S110에서는, 마스터장치(100)가 상기 제어신호를 제어모듈(210)로 전달한다. 이 때, 마스터장치(100)는 상기 제어신호를 폐회로 전력선 통신망으로 전달하되, 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있다. 특히, 단계 S110에서는 마스터장치(100)가 상기 제어신호를 제로크로싱(zero-crossing) 방식으로 전달하되. 전원파형의 제로크로스(zero-cross) 지점 전/후의 소정 시간을 이용하여 상기 제어신호를 전송할 수 있다.
단계 S115에서는, 상기 제어신호를 수신한 제어모듈(210)이 그 제어신호에 포함된 목적지 정보를 판독한다. 즉, 단계 S115에서, 제어모듈(210)은 상기 제어신호에 포함된 목적지 정보와 상기 제어모듈에 기 등록된 식별정보가 같은지 여부를 결정한다. 다시 말해서, 제어모듈(210)은 상기 비교에 의거하여 수신된 제어신호의 목적지가 제어모듈(210)이 맞는지를 결정한다.
단계 S120 및 단계 S125에서는, 상기 수신된 제어신호의 목적지가 제어모듈(210)이 맞는 것으로 결정된 경우, 제어모듈(210)이 대응된 제어를 수행한다. 예를 들어, 제어모듈(210)은 상기 제어신호에 의거하여, 제어모듈(210)에 연결된 임의의 장치들(예컨대, LED 조명장치)의 온/오프를 제어하거나, 제어모듈(210)의 최대효율을 체크하거나, 사용시간을 체크하여 교체진단 여부를 판단하는 동작을 수행할 수 있다.
단계 S130에서는, 제어모듈(210)이 상기 제어결과에 대응한 전류값을 생성한다. 예를 들어, 단계 S130에서, 전류발생부(216)는 상기 동작 제어 결과가 정상임을 나타내기 위해 미리 설정된 제1 전류값(예컨대, 40mA) 또는 상기 동작 제어 결과가 비정상임을 나타내기 위해 미리 설정된 제2 전류값(예컨대, 20mA) 중 어느 하나를 발생시킬 수 있다. 즉, 단계 S130에서, 전류발생부(216)는 제어부(214)의 제어에 의해 특정 전류를 발생시키되, 동작 제어 명령에 응답하여 정상 동작을 수행한 경우, 40mA의 전류를 발생시키고, 그렇지 않은 경우, 20mA의 전류를 발생시킬 수 있다. 도 5는 이와 같이 특정 데이터를 나타내기 위해, 미리 설정된 전류값을 발생시키는 예를 나타낸 것으로서, 도 5를 참조하면, 전류 발생부(216)의 분해능이 20mA인 경우, 전류 발생값에 의해 표현 가능한 데이터는 0부터 15까지 16개임을 알 수 있다.
또는, 단계 S130에서, 전류발생부(216)는 미리 설정된 소정 주기마다 0과 1을 나타내기 위해 미리 설정된 서로 다른 전류값들을 발생시킴으로써, 상기 동작 제어 결과 또는 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위한 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 전류발생부(216)는 미리 설정된 신호발생 주기(△t)마다 1을 나타내기 위한 제3 전류값(예컨대, 40mA) 또는 0을 나타내기 위한 제4 전류값(예컨대, 20mA)를 발생시킬 수 있다. 도 6 및 도 7은 이와 같이 특정 데이터를 나타내기 위해, 미리 설정된 소정 주기마다 미리 설정된 서로 다른 전류값들을 발생시키는 예를 나타낸 것으로서, 도 6을 참조하면, 전류 발생부(216)의 분해능이 20mA인 경우, 0과 1을 나타내기 위한 전류값이 설정되어 있고, 도 7을 참조하면, 전류발생부(216)에서 데이터를 결정하기 위해, 전류값을 출력한 예를 나타낸다. 도 7의 예에서는, 데이터 010011010 을 표현하기 위한 예를 나타낸다.
또는, 단계 S130에서, 전류발생부(216)는 마스터 장치(100)로 전달되는 전류파형의 진폭을 변화시켜, 상기 동작 제어 결과 또는 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위하 응답신호를 발생시킬 수 있다.
이를 위해, 전류발생부(216)는 미리 설정된 데이터 생성주기 동안 서로 다른 제1 또는 제2 기준값에 의거하여 상기 전류파형의 진폭을 변화시키고, 상기 데이터 생성주기 동안 상기 전류 파형 진폭의 평균값에 의거하여 1 비트의 응답신호를 생성할 수 있다. 또한, 전류발생부(216)는 연속되는 n(이 때, n은 n ≥ 2인 자연수)개의 데이터 생성주기 마다 각각 1 비트의 데이터를 생성하고, 상기 생성된 데이터의 조합에 의거하여 상기 응답신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 전류발생부(216)는 상기 데이터 생성주기(Δt) 동안 상기 전류 파형의 진폭을 제1 기준값 만큼 변화시켜 그 값이 0인 1 비트 데이터를 생성하고, 상기 데이터 생성주기(Δt) 동안 상기 전류 파형의 진폭을 제2 기준값 만큼 변화시켜 그 값이 1인 1 비트 데이터를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 제1 기준값과 상기 제2 기준값은 데이터를 전송시키지 않을 때의 진폭인 평상값 보다 큰 값으로 하되, 상기 제2 기준값이 상기 제2 기준값보다 큰 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이는 데이터의 식별성을 향상시키기 위함이다.
또는, 전류발생부(216)는 상기 데이터 생성주기(Δt) 동안 상기 전류 파형의 진폭을 증폭시키되, 데이터를 전송시키지 않을 때의 진폭인 평상값을 기준으로 하여 상기 전류 파형의 진폭을 평상값의 2배로 증폭시켜 그 값이 0인 1 비트 데이터를 생성하고, 상기 전류 파형의 진폭을 평상값의 3배로 증폭시켜 그 값이 1인 1 비트 데이터를 생성할 수도 있다.
도 8a 및 도 8b는 이와 같이 특정 데이터를 나타내기 위해, 전류파형을 증폭하는 방법을 설명하기 위한 도면들로서, 도 8a는 데이터를 전송시키기 않을 때의 진폭(A) 및 상기 데이터 생성주기(Δt)를 나타내고, 도 8b는 상기 진폭(A)을 증폭시켜 데이터를 생성한 예를 나타내고 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 전류발생부(216)는 연속되는 4개의 데이터 생성주기(Δt) 동안 도 8a에 예시된 바와 같은 진폭(A)을 제1 기준값(B) 또는 제2 기준값(C)으로 증폭시킴으로써, 데이터 0011을 나타내는 예를 도시하고 있다.
이와 같이 단계 S130에서, 제어모듈(210)이 제어 결과에 따른 전류값을 생성하면, 단계 S135에서는, 마스터장치(100)가 제어모듈(210)로부터 상기 생성된 전류값을 전달받는다.
단계 S140에서는, 마스터장치(100)가 상기 단계 S130에서 발생된 응답신호를 분석하고, 단계 S145에서는, 상기 분석된 전류값에 기초하여, 마스터장치(100)가 제어모듈(210)의 고장 또는 교체시기 여부를 판단할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 이와 같이 마스터 장치(100)는 제어모듈(200)에서 출력되는 전류값에 의거하여 해당 제어모듈의 고장 또는 교체시기 도래여부를 자동으로 판단할 수 있게 된다.
한편, 이러한 본 발명의 폐회로 전력선 통신망을 이용한 장치 중 하나인 LED 조명 시스템을 터널 내부에 설치할 경우 주행차량의 감지여부에 따라 LED 등의 점등 또는 조도를 제어하도록 시스템을 구현할 수도 있다.
예를 들어, 제어모듈(200) 각각에 차량 감지센서를 부가하고, 마스터장치(100)가 제어모듈(200)의 식별정보 및 설치위치정보를 함께 저장하도록 한 후, 상기 차량 감지센서에서 차량이 감지된 경우 대응된 제어모듈(200)이 이를 마스터장치(100)에게 전송하면, 마스터장치(100)가 상기 차량 감지 신호를 전송한 제어모듈(200) 주변의 소정개의 제어모듈들을 제어하여 대응된 LED 조명장치를 점등시키거나, 이미 점등된 LED 조명장치의 조도를 밝게 변화시키도록 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시 예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 마스터장치 110: 저장부
120: 통신 I/F 130: 제어부
140: 송신부 150: 전류감지부
200: 제어장치 210: 제어모듈 1
211: 수신부 212: ID 저장부
123: ID 판독부 214: 제어부
215: LED 조명장치동작제어부 216: 전류발생부

Claims (10)

  1. 폐회로 전력선 전류 통신 장치에 있어서,
    폐회로 전력선 통신망으로 연결되며, 상기 폐회로 전력선 통신망을 통해 수신된 제어신호에 의거하여 동작하고, 미리 설정된 정보에 의거하여 전류량을 변화시켜 외부로 전달할 신호를 생성하는 적어도 하나의 제어모듈들; 및
    상기 제어모듈들 각각의 동작을 제어하거나 상기 제어모듈들 각각의 동작 상태를 감시하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 마스터 장치를 포함하되,
    상기 마스터 장치는
    상기 제어모듈들 각각의 전류량 변화를 측정하여 대응된 제어모듈이 전송한 데이터를 감지 하고,
    상기 제어모듈은
    대응된 제어모듈 고유의 식별번호를 저장하는 제2 식별정보 저장부;
    상기 폐회로 전력선 통신망을 통해 전달되는 제어신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 제어신호에 포함된 식별정보가 상기 제2 식별정보 저장부에 저장된 식별정보와 같은지 여부를 결정하는 식별정보 판독부;
    상기 식별정보 판독부의 판독 결과, 상기 수신된 제어신호가 해당 제어모듈의 동작제어 또는 동작 상태 감시를 위한 제어신호인 경우 그에 응답하여 상기 제어모듈의 동작을 제어하거나 상기 제어모듈의 동작 상태를 감시하는 제2 제어부; 및
    상기 마스터 장치로 전달되는 전류파형의 진폭을 변화시켜, 상기 제어모듈의 동작 제어 결과 또는 상기 제어모듈의 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위한 응답신호를 발생시키되, 미리 설정된 데이터 생성주기 동안 서로 다른 제1 또는 제2 기준값에 의거하여 상기 전류 파형의 진폭을 변화시키고, 상기 데이터 생성주기 동안 상기 전류 파형 진폭의 평균값에 의거하여 1 비트의 응답신호를 생성하는 전류발생부를 포함 하는 것을 특징으로 하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 전류발생부는
    연속되는 n(이 때, n은 n ≥ 2인 자연수)개의 데이터 생성주기 마다 각각 1 비트의 데이터를 생성하고,
    상기 생성된 데이터의 조합에 의거하여 상기 응답신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 마스터 장치는
    상기 제어모듈들 각각의 식별정보를 저장하는 제1 식별정보 저장부;
    상기 제어신호에 따른 전류소모량을 저장하는 전류정보 저장부;
    사용자 또는 외부 통신망과의 인터페이스를 제공하는 인터페이스부;
    상기 인터페이스부를 통해 수신되는 사용자의 조작신호 또는 외부 통신망을 통한 요청신호에 응답하여, 상기 제어 모듈의 조작 또는 감시를 위한 제어신호를 생성하는 제1 제어부;
    상기 제어신호를 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 송신부; 및
    상기 제어모듈들 각각에서 발생되는 전류량을 감지하는 전류 감지부를 포함하되,
    상기 제1 제어부는
    상기 제어신호를 전달하고자 하는 제어모듈의 식별정보를 포함하는 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호에 응답하여 상기 제어모듈들 각각에서 생성된 응답신호를 분석하여 대응된 제어모듈의 고장 또는 교체시기 도래 여부를 자동으로 판단하는 것을 특징으로 하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치.
  6. 폐회로 전력선 통신망으로 연결되며, 상기 폐회로 전력선 통신망을 통해 수신된 제어신호에 의거하여 동작하고, 미리 설정된 적어도 하나의 전류량을 발생시켜 외부로 전달할 신호를 생성하는 적어도 하나의 제어모듈들; 및 상기 제어모듈들 각각의 동작을 제어하거나 상기 제어모듈들 각각의 동작 상태를 감시하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 마스터 장치를 포함하는 폐회로 전력선 전류 통신 장치를 이용한 통신 방법에 있어서,
    상기 마스터장치가 상기 제어신호를 생성하되, 목적지 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성단계;
    상기 제어신호를 상기 폐회로 전력선 통신망으로 전달하는 제어신호 전달 단계;
    상기 제어신호의 목적지에 해당하는 제어모듈이 대응된 제어를 수행하는 제어단계;
    상기 제어를 수행한 제어모듈이 상기 마스터 장치로 전달되는 전류파형의 진폭을 변화시켜, 상기 제어모듈의 동작 제어 결과 또는 상기 제어모듈의 동작 상태 감시 결과를 나타내기 위한 응답신호를 발생시키는 응답단계; 및
    상기 마스터 장치가 상기 응답단계에서 발생된 응답신호를 분석하여 해당 제어모듈의 고장 또는 교체시기 도래여부를 자동으로 판단하는 판단단계를 포함 하되,
    상기 응답 단계는
    미리 설정된 데이터 생성주기 동안 서로 다른 제1 또는 제2 기준값에 의거하여 상기 전류 파형의 진폭을 변화시키고, 상기 데이터 생성주기 동안 상기 전류 파형 진폭의 평균값에 의거하여 1 비트의 응답신호를 생성 하는 것을 특징으로 하는 폐회로 전력선 전류 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어신호 전달단계는
    상기 제어신호를 제로크로싱 방식으로 전달하되, 전원파형의 제로크로스 지점 전/후의 소정 시간을 이용하여 상기 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 폐회로 전력선 전류 통신 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어단계는
    상기 제어신호를 수신한 제어모듈이, 상기 제어신호에 포함된 목적지 정보와 상기 제어모듈에 기 등록된 식별정보가 같은지 여부를 결정하는 목적지 정보 판독단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐회로 전력선 전류 통신 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서, 상기 응답 단계는
    연속되는 n(이 때, n은 n ≥ 2인 자연수)개의 데이터 생성주기 마다 각각 1 비트의 데이터를 생성하고,
    상기 생성된 데이터의 조합에 의거하여 상기 응답신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 폐회로 전력선 전류 통신 방법.
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