KR102464224B1 - 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템 - Google Patents

지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기울어짐 감지 및 관리 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템에 관한 것으로, 조명 시스템 본체(111);와, 상기 조명 시스템 본체(111) 내에 설치되는 조명 수단(112);과, 상기 조명 수단(112)의 작동을 제어하는 조명 컨트롤러(113);와, 상기 조명 시스템 본체(111)의 기울기를 감지하여 측정한 기울기 측정값(θ)을 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하는 기울기 측정 센서(114);와, 상기 조명 컨트롤러(113)와 연결되며, 상기 기울기 측정 센서(114)의 상기 기울기 측정값(θ)을 포함하는 정보를 송수신하는 조명 통신부(116); 를 포함하여 구성되는 조명 시스템(110); 을 하나 이상 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 하나 이상의 상기 조명 시스템(110)은, 상기 조명 통신부(116)는 통신망(N)을 통하여 하나 이상의 휴대용 단말기(200) 및 관리 시스템(300)과 통신 가능하도록 연결되고, 상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은, 상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)이 소정의 안전 범위를 벗어나는 경우, 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이상 상태를 표시하고 관리하는 것을 특징으로 하는 기울어짐 감지 및 관리 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100)에 관한 것이다.

Description

지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템{IoT-based Lighting system detecting for tilting and earthquake}
본 발명은 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템에 관한 것으로, 조명 시스템 본체(111);상기 조명 시스템 본체(111) 내에 설치되는 조명 수단(112);상기 조명 수단(112)의 작동을 제어하는 조명 컨트롤러(113);상기 조명 시스템 본체(111)의 기울기를 감지하여 측정한 기울기 측정값(θ)을 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하는 기울기 측정 센서(114); 상기 조명 시스템 본체(111)에 부착되고 지진을 감지하여 그 지진정보를 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하는 지진감지센서(118); 상기 조명 컨트롤러(113)와 연결되며, 상기 기울기 측정 센서(114)의 상기 기울기 측정값(θ)을 포함하는 정보 및 상기 지진감지센서(118)의 지진정보를 송수신하는 조명 통신부(116);를 포함하여 구성되는 조명 시스템(110);을 하나 이상 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
하나 이상의 상기 조명 시스템(110)은, 상기 조명 통신부(116)는 통신망(N)을 통하여 하나 이상의 휴대용 단말기(200) 및 관리 시스템(300)과 통신 가능하도록 연결되고, 상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은,상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)이 소정의 안전 범위를 벗어나거나, 상기 지진감지센서(118)에서 감지된 지진정보가 안전 범위를 벗어나는 경우, 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 각각 이상 상태를 표시하여 경고하고 관리하는 것을 특징으로 하는 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템에 관한 것이다.
근래 들어 실내 또는 실외에 설치되는 조명등은, 저전력 고효율의 특성을 가지는 엘이디 조명 기술의 발달로 엘이디 조명등으로 교체되어 가는 추세이다. 특히, 예전과는 달리 고출력이 요구되는 조명등의 경우에도 고출력 엘이디 조명 또는 다수의 고출력 엘이디 조명을 집속하여 설치하는 경향이 증가하고 있다.
이러한 고출력 엘이디 조명의 경우 방열 성능이 중요하게 되는 데, 이로 인하여 풍압 면적및 중량이 증가하여 설치 상태의 구조적 안정성을 고려하여 엘이디 조명의 기울어짐 등의 설치 상태를 실시간으로 측정하고 관리할 필요성이 커지고 있다.
한편, 이러한 고출력 엘이디 조명의 경우라 하여도 기존의 다른 방식에 의한 조명(예를 들어 메탈 할라이드 조명 등)에 비하여는 비교적 경량/소형으로 설치가 가능하다. 따라서, 높은 설치 비용이 요구되는 별도의 조명 지지대를 설치하여 엘이디 조명들을 설치하는 경우 외에도, 기존에 설치되어 있는 시설물(예를 들어, 도로상에 설치된 CCTV 지지대/ 신호등 지지대)에 엘이디 조명을 설치하는 사례가 증가하고 있다. 그러나, 이와 같이 기존의 시설물을 이용하여 에리이디 조명들을 설치하는 경우, 별도의 지지대 설치가 필요없기에 시공이 극히 용이하고 비용이 크게 절감되는 것에 비하여, 바람이나 차량의 통행 등에 의한 진동 등에 따른 구조적 안정성을 실시간으로 측정하고 관리할 필요성이 더욱 크게 요구된다.
이러한 구조적 안정성의 측정 및 관리에 가장 중요한 요인 중 하나로, 각각의 엘이디 조명이 설치된 경우, 조명타워의 기울어짐과 지진으로 인한 쓰러짐에 대비하는 것이 우선적으로 고려될 수 있다.
이와 같이 시설물의 기울기를 측정하고 관리하는 기술과 관련된 선행 발영으로는, 하기 특허문헌 1의 "기울기센서를 이용한 설비 이상진단장치 및 이를 이용한 이상진단시스템(대한민국 공개 특허 제10-2017-0018586호)" 가 있고, 특허문헌 2의 내진 조명타워(특허번호 10-2375313)가 있었다.
그러나 아직까지 기울어짐과 지진을 동시에 대비한 특허는 존재하지 않을 뿐만 아니라, 선행기술들은 단순히 시스템 자체에서만 이상진단이 가능할 뿐, 보행자나 차량 운전자 등 조명 시스템의 이상유무에 따라 즉각적인 위험에 노출될 수 있는 사용자들에게 이상 상황을 표시하여 경고하거나 관리하는 것은 불가능하다는 문제점이 있었다.
특허문헌1: 대한민국 공개 특허 제10-2017-0018586호 특허문헌2: 대한민국 특허 제10-2375313호
본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 사물인터넷 기반의 기술을 이용하여, 실시간으로 각각의 조명타워의 기울기와 지진여부를 측정한 후, 이를 판단하여 이상 상태를 표시하여 관리 시스템은 물론, 보행자나 차량 운전자 등 조명 시스템의 이상유무에 따라 즉각적인 위험에 노출될 수 있는 사용자들에게 이상 상황을 표시하여 경고하거나 관리하는 것이 가능한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 단순히 각각의 조명 시스템 자체의 이상 상태 뿐만이 아니라, 각각의 조명 시스템이 모여서 설치된 지지대의 설치 상태의 이상 여부도 포함하여 감지하고 표시하여 경고하거나 관리하는 것이 가능한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
한편, 조명 시스템이 설치된 주변의 보행자나 차량 운전자 등 사용자들이 적극적으로 조명 시스템의 이상 상태를 입력하여 공유하고 관리할 수 있는 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템은, 조명 시스템 본체(111);상기 조명 시스템 본체(111) 내에 설치되는 조명 수단(112);상기 조명 수단(112)의 작동을 제어하는 조명 컨트롤러(113);상기 조명 시스템 본체(111)의 기울기를 감지하여 측정한 기울기 측정값(θ)을 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하는 기울기 측정 센서(114); 상기 조명 시스템 본체(111)에 부착되고 지진을 감지하여 그 지진정보를 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하는 지진감지센서(118); 상기 조명 컨트롤러(113)와 연결되며, 상기 기울기 측정 센서(114)의 상기 기울기 측정값(θ)을 포함하는 정보 및 상기 지진감지센서(118)의 지진정보를 송수신하는 조명 통신부(116);를 포함하여 구성되는 조명 시스템(110);을 하나 이상 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
하나 이상의 상기 조명 시스템(110)은, 상기 조명 통신부(116)는 통신망(N)을 통하여 하나 이상의 휴대용 단말기(200) 및 관리 시스템(300)과 통신 가능하도록 연결되고, 상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은,상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)이 소정의 안전 범위를 벗어나거나, 상기 지진감지센서(118)에서 감지된 지진정보가 안전 범위를 벗어나는 경우, 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 각각 이상 상태를 표시하여 경고하고 관리하는 것을 특징으로 한다.
또한 기준 기울기를 측정하는 기준 기울기 센서(121)와, 상기 기준 기울기 센서(121)에서 측정된 기준 기울기(θ0)를 통신망(N)을 통하여 공유하는 기준 제어부 통신부(122)를 포함하여 구성되는 기준 제어부(120); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은,상기 기준 기울기(θ0)와 각각의 상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 각각의 상기 기울기 측정값(θ)들을 비교하여 각각 상대 기울기 측정값(θR)을 구한 후, 상기 상대 기울기 측정값(θR)의 변화량(ΔθR)이 소정의 상기 안전 범위를 벗어나는 경우, 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이상 상태를 표시하여 경고하고 관리하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은, 상기 상대 기울기 측정값((θR)의 변화량(ΔθR))들이 모두 동일하거나 유사한 패턴으로 소정의 상기 안전 범위를 벗어나는 경우해당 조명 시스템(110)들이 설치된 지지대(10)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이상 상태를 표시하고 관리하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지진감지센서(118)에 의하여 지진이 감지되었다고 판단되었을 때, 보행자에게 지진여부를 확인하는 보행자용 디스플레이부(119)을 더 포함하고,상기 조명컨트롤러(113)는 상기 지진감지센서(118)에 의한 지진정보와 상기 보행자용 디스플레이부로부터의 보행자 정보를 종합하여 지진이 감지되었다고 판단되는 경우에는, 상기 조명수단(112)내에 설치된 LED조명기구의 색을 변화시키거나 점멸을 하게 하거나 또는 경고방송을 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 관리 시스템(300)은 지진정보를 보내지 않는 안전한 조명콘트롤러의 위치정보 중 보행자에게 가장 가까운 위치정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하는 경우, 사물인터넷 기반의 기술을 이용하여 실시간으로 각각의 조명 시스템의 기울기 및 지진여부를 감지하여 측정한 후, 위험하다고 판단한 경우 조명타워에 설치된 고휘도의 조명과 연계하여 조명기구를 강력한 경고의 수단으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 단순히 각각의 조명 시스템 자체의 이상 상태 뿐만이 아니라, 각각의 조명 시스템이 모여서 설치된 지지대의 설치 상태의 이상 여부도 포함하여 감지하고 표시하여 경고하거나 관리하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
한편, 조명 시스템이 설치된 주변의 보행자나 차량 운전자 등 사용자들이 적극적으로 조명 시스템의 이상 상태를 입력하여 공유하고 관리할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 조명 시스템이 위험을 초래하는 범위에 들어가는 경우 조명을 점멸 소등하거나 조도를 낮추어, 운전자의 안전을 확보할 수 있다는 효과가 있다.
또한 단순히 각각의 조명 시스템 자체의 이상 상태 뿐만이 아니라, 각각의 조명 시스템이 모인 통합적인 데이터 관리가 가능하여, 안전지대의 위치를 파악하여 이를 보행자 등에게 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1: 본 발명의 일 실시예에 의한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템이 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템의 작동 중 초기상태를 나타내는 도면.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템의 작동 중 하나의 조명 시스템에 기울어짐이 발생한 상태를 나타내는 도면.
도 5: 본 발명의 다른 실시예에 의한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템의 작동 중 기준 제어부를 더 포함하는 경우의 작동 상태를 나타내는 도면.
도 6: 본 발명의 다른 실시예에 의한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템의 작동 중 기준 제어부를 더 포함하는 경우, 지지대의 기울어짐이 발생한 상태를 나타내는 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100)은 크게 도 2에 나타낸 것과 같이, 각각의 조명 시스템(110), 휴대용 단말기(200) 및 관리 시스템(300)을 포함하여 구성된다.
먼저, 조명 시스템(110)에 관하여 설명한다. 상기 조명 시스템(110)은 도 1에 나타낸 것과 같이 CCTV 설치용 지지대등과 같이 기존에 설치된 지지대(10)에 설치되는 것이 가능하다. 이 경우, 설치 브라켓을 통하여 상기 조명 시스템(110)의 광축을 소정 방향으로 설정하여 고정하여 설치하는 것이 가능하다. 한편, 상기 조명 시스템(110)은 별도로 설치되는 지지대 또는 지지 구조물에 설치되는 것 역시 가능하다. 상기 조명 시스템(110)은 도 2에 나타낸 것과 같이, 조명 시스템 본체(111)를 포함하여 구성된다, 한편 상기 조명 시스템 본체(111) 내에는 도 2에 나타낸 것과 같이 조명 수단(112), 조명 컨트롤러(113) 기울기 측정 센서(114) 및 조명 통신부(116)가 설치된다.
상기 조명 수단(112)은 하나 또는 다수개의 어레이(array)로 구성되는 엘이디(LED) 조명으로 구성되는 것이 일반적이나, 그 이외의 다른 조명이 적용되는 것도 가능하다. 특히 상기 조명수단은 야간에 교차로 등에서 운전을 도와주는 역할을 담당하므로 그 휘도가 상당한 특징을 가지고 있다. 따라서 상기 조명수단을 이용하면 강력한 경고수단이 가능하다.
상기 조명 컨트롤러(113)는 상기 조명 수단(112)의 On/Off는 물론, 조도를 조절하거나 색상을 변경하는 등 작동을 제어하도록 구성된다. 또한 (후술하는 관리시스템(300)으로부터) 안전한 위치정보를 표시할 수 있다. 예를 들어 다수 개의 행과 열을 구비하는 경우, 안전한 장소를 향하여 움직이는 화살표를 구현할 수 있다. 상기 화살표 방향대로 차량은 신속하게 대피가 가능할 수 있게 된다.
상기 기울기 측정 센서(114)는, 상기 조명 시스템 본체(111)의 기울기를 감지하여 측정한 기울기 측정값(θ)을 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하도록 구성된다. 이러한 상기 기울기 측정 센서(114)를 구현하는 실시예로는 대단히 다양한 실시예가 가능하며, 그 일 실시예로 상기 기울기 측정 센서(114)는 3축 또는 6축의 자이로/위치/가속도 감지 센서 또는 3축 지자기 감지 센서 및 이들의 조합을 통하여 구현되는 것이 가능하다. 이러한 경우, 상기 기울기 측정 센서(114)는 2개 이상의 센서들의 조합으로 상대적인 위치/기울기 등을 계산하여 기울기 측정값으로 사용하는 것도 가능하다. 다양한 센서들을 이용 또는 조합하여 기울기를 측정하는 기술은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 널리 알려져 사용되는 수준의 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 조명 통신부(116)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 조명 컨트롤러(113)와 연결되며, 상기 기울기 측정 센서(114)의 기울기 측정값(θ)을 포함하는 정보를 송수신하도록 구성된다. 이 경우, 상기 조명 통신부(116)는 사물 인터넷(IoT) 망, 블루투스. 와이-파이 등과 같은 유/무선 인터넷 망을 포함하는 통신망(N)을 통하여 상기 휴대용 단말기(200) 또는 관리 시스템(300) 등과 정보 등을 주고 받도록 구성된다.
스피커부(117)는 보행자 등에게 경고를 하기 위한 출력수단이다. 상기 조명 컨트롤러(113)가 지진임을 판단하면, 상기 스피커부(117)에 의하여 사이렌 또는 경고메시지를 송출한다.
상기 지진감지센서(118)는, 상기 조명 시스템 본체(111)의 설치되어 있으며, 측정한 지진정보를 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하도록 구성된다. 상기 지진감지센서는 가급적 조명타워의 하단부에 설치되는 것이 풍향 등의 노이즈를 제거하는데에 바람직하다. 이러한 지진감지센서(118)를 구현하는 방법으로는 다양한 실시예가 가능하다. 지진을 감지하는 센서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 널리 알려져 사용되는 수준이라 할 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 보행자용 디스플레이부(119)는 쌍방향 정보교환을 위한 구성이다. 태풍 등 풍속이 심한 경우 등 지진감지센서의 오작동을 유발하는 요인들이 많이 있다. 특히 조명타워의 특징상 바람에 흔들릴 수 밖에 없는 구조이므로 지진감지센서의 오작동이 예상될 수 있다. 상기 디스플레이부를 통하여 인근 보행자로부터 간단한 정보를 추가로 입력받을 수 있다. 예를 들면, 디스플레이부를 통하여 지진이 일어나고 있음으로 보행자에게 알리면, 보행자는 자신이 현재 지진을 감지할 수 있는 지에 대한 정보와 바람의 정도등에 대한 정보 등을 입력할 수 있다.
다음으로, 휴대용 단말기(200)에 관하여 설명한다. 상기 휴대용 단말기(200)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 통신망(N)을 통하여 상기 조명 통신부(116) 또는 관리 시스템(300) 등과 정보 등을 주고 받도록 구성된다. 이 경우, 상기 휴대용 단말기(200)는 스마트폰, PDA, 노트북 등 다양한 실시예가 가능하며, 디스플레이/터치 스크린을 포함한 입출력 장치와 사진/동영상 등을 촬영할 수 있는 촬영 수단 및 상기 휴대용 단말기(200)의 위치를 파악할 수 있는 GPS 모듈등이 구비된다. 이러한 상기 휴대용 단말기(200)는 후술할 작동 과정에서와 같이, 설치된 어플리케이션 프로그램 등을 통하여 작동하면서 사용자에게 상기 조명 시스템(110)의 이상 상태를 표시하여 경고하는 것은 물론, 상기 조명 시스템(110)의 이상 상태를 입력하여 공유하고 관리하는 것이 가능하도록 구성된다.
보행자들은 후술하는 관리시스템(300)의 어플리케이션을 미리 다운 받을 수 있다. 관리시스템은 다수의 조명 컨트롤러(113)와 연결되어 있고, 상기 조명 컨트롤러로부터 지진정보를 받고 있다. 따라서 지진정보가 입력되지 않는 안전한 조명 컨트롤러의 위치정보 또한 가지고 있다. 보행자의 GPS 정보를 알게되면 상기 보행자의 위치정보와 가장 가까운 조명 컨트롤러의 위치를 찾을 수 있고, 이를 보행자에게 알려줄 수 있게 된다.
다음으로, 관리 시스템(300)에 관하여 설명한다. 상기 관리 시스템은 도 2에 나타낸 것과 같이 통신망(N)을 통하여 하나 이상의 휴대용 단말기(200) 및 상기 조명 통신부(116)와 통신 가능하도록 연결되도록 구성된다. 상기 관리 시스템(300)은 관리 프로그램 또는 어플리케이션이 작동할 수 있는 중앙 처리 장치와, 관리 이력등이 저장될 수 있는 데이터 베이스 등을 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100)은, 도 2에 나타낸 것과 같이 기준 제어부(120)를 더 포함하여 구성되는 것이 가능하다. 상기 기준 제어부(120)는 기준 기울기를 측정하는 기준 기울기 센서(121)와, 상기 기준 기울기 센서(121)에서 측정된 기준 기울기(θ0)를 통신망(N)을 통하여 공유하는 기준 제어부 통신부(122)를 포함하여 구성된다. 한편, 상기 기준 제어부(120)는 기울기 측정의 기준 역활을 효율적으로 수행하기 위하여, 상기 조명 시스템(110)의 기울기 등에 영향을 받지 않는 별도의 위치(예를 들어, 상기 조명 시스템(110)이 설치되는 지주대 또는 지지대가 지면 등에 고정 설치되는 위치)에 설치되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템의 작동에 관하여 설명한다.
먼저, 각각의 상기 기울기 측정 센서(114)는, 상기 조명 시스템 본체(111)의 기울기를 감지하여 측정한 기울기 측정값(θ)을 실시간으로 측정한다. 한편, 이를 토대로 상기 조명 시스템(110)의 광축을 설정하여 설치한 최초의 설치 위치에서의 기울기 측정값와 실제 기울기 측정값의 차이인 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)을 산출한다.
도 3에서 예시적으로 도시한 것과 같이, 3개의 상기 조명 시스템(110)이 동일한 수직 평면에서 수직 방향(중력 방향)에 대하여 각각 -10°, 0°,+10°의 각도를 가지도록 조명 시스템(110)의 광축을 설정하여 설치된 초기 상태를 가지는 경우의 예를 들어 설명한다. 한편, 도 3 내지 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 동일한 수직 평면상에서의 각도를 기준으로 설명하였으나, 이러한 각도의 측정 및 변화는 3차원 좌표상에서 수행될 수 있는 것을 포함하는 것이 자명하다.
먼저, 진동이나 바람 등의 영향에 따라 도 4에 도시한 것과 같이 어느 하나의 상기 조명 시스템(110)의 설치 각도에 변화가 생긴 경우(이 경우 도면 4에서는 우측에 설치된 상기 조명 시스템(110)의 상기 기울기 측정값(θ)은 점선으로 표시한 것과 같이 +15°로 변경된다.), 우측에 설치된 상기 조명 시스템(110)의 초기 상태의 기울기와 실시간으로 측정된 기울기의 차이값인 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)은 +5°로 산출된다.
이렇게 측정된 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)이 소정의 안전 범위(예를 들어, 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)의 절대값이 10°미만인 경우인 경우)를 벗어나는 경우, 상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은, 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 각각 이상 상태를 표시하여 경고하고, 이와 같은 이상 상태의 발생/이상 상태가 발생한 상기 조명 시스템(110)의 설치 위치/ 이상 상태의 정도(상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)크기)/이상 상태의 발생 시각 등)을 저장하여 관리하도록 작동한다.
이 경우, 상기 이상 상태의 발생을 표시하는 방법으로, 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300)의 경우에는 각 장비의 디스플레이에 이상 상태의 발생을 표시하거나, 경고음을 발생시키는 방법이 가능하며, 상기 조명 시스템(110)의 경우에는 해당 조명 시스템(110)의 상기 조명 컨트롤러(113)를 통하여 상기 조명 수단(112)의 색상을 달리하여 조명(예를 들어, 적색으로 조명)하거나 점멸하는 등의 방법으로 표시하는 등, 다양한 실시예가 가능하다. 이와 같이 상기 조명 시스템(110) 자체에서 즉각적으로 이상 상태의 발생을 표시하여 경고할 수 있는 기능에 의하여, 이상 상태가 발생한 상기 조명 시스템(110) 주변에 신속하고 효과적으로 이상 상태의 발생을 경고할 수 있는 것은 물론, 후술할 상기 휴대용 단말기(200)를 통한 추가적/보충적 관측/관리 기능의 수행 역시 더욱 효율적으로 진행될 수 있다.
한편, 별도의 기준 제어부(120)를 더 구비하도록 구성되는 경우에는, 상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은, 도 5에서 아래쪽에 나타낸 것과 같이 상기 기준 기울기(θ0)와 각각의 상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 각각의 상기 기울기 측정값(θ)들을 비교하여 각각 상대 기울기 측정값((θR)을 구한 후, 상기 상대 기울기 측정값(θR)의 변화량(ΔθR)이 소정의 상기 안전 범위를 벗어나는 경우 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이상 상태를 표시하여 경고하고 관리하도록 작동 한다.
또 다른 경우로, 다수 개의 상기 조명 시스템(110) 어레이가 설치된 설치 지지대(10) 자체가 휘어지거나 기울어지는 등 조명 시스템 어레이 전체에 이상 상태가 발생하는 경우에는, 도 5에 예시적으로 도시한 것과 같이 각각의 상기 조명 시스템(110)들에서 상기 상대 기울기 측정값(θR)의 변화량(ΔθR)들이 모두 동일하거나 유사한 패턴으로 소정의 상기 안전 범위(예를 들어, 상기 상대 기울기 측정값(θR)의 변화량(ΔθR)의 절대값이 10°미만인 경우인 경우)를 벗어나는 경우, 해당 조명 시스템(110)들이 설치된 지지대(10)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이상 상태를 표시하고 관리하도록 작동 한다. 도 5의 예시에서는 초기 설치시 기울기 측정값(θ)가 각각 -10°, 0°,+10°였던 각각의 상기 조명 시스템(110)들의 기울기 측정값(θ)이 각각 -30°,-20°, -10°로 변화하였고, 기준 제어부(120)에서 측정되는 기준 기울기(θ0)가 +2°이므로, 각각의 상기 상대 기울기 측정값(θR)의 변화량(ΔθR)들은 각각 -20°,-20°,-20°로 그 변화 패턴이 동일하다.
즉, 지지대(10) 자체가 기울어지는 경우에는, 동일한 상기 지지대(10)에 설치된 다수 개의 상기 조명 시스템(110) 어레이들에는 동일하거나 유사한 패턴의 기울기 변화가 감지된다는 특성을 활용하는 것이다.
한편, 본 발명의 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100)이 도로의 안전을 위한 도로 조명을 위하여 사용되는 경우, 기울어짐에 의한 조명 광축의 변화는 운전자의 시야범위에 직접적으로 조명이 조사되도록 광축이 위치할 수 있기에, 눈부심에 의한 운전자의 시야 확보불능 등이 발생할 위험이 있을 수 있다.
이러한 위험을 방지하기 위하여, 상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)이 소정의 위험 범위(즉, 해당 조명 시스템(110)의 광축이 운전자의 시야에 들어오는 범위)에 해당하는 것으로 판단되는 경우, 해당하는 상기 조명 시스템(110)의 상기 조명 컨트롤러(113)는 상기 조명 수단(112)의 조도를 낮추거나 조명을 중지하도록 작동하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 위험 범위는, 상기 조명 시스템(110)이 설치되는 물리적인 위치의 특성(설치 위치/설치 높이/ 설치 위치 주변의 도로의 배치 등)을 고려하여 적절한 값으로 미리 계산되어 설정될 수 있다.
한편 지진이 감지되는 경우에는, 각각의 지진감지센서(118)가, 지진을 실시간으로 측정한다. 이 측정값은 조명 컨트롤러(113)로 송부되고, 관리시스템(300)으로도 송부된다. 지진정보가 기 설정된 값을 초과하게 되면, 조명 컨트롤러(113)는 위험으로 판단하고 조명수단(112)을 제어한다. 조명은 차례대로 점멸이 가능하고, 조도를 다르게 할 수 있고, 색을 변화시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 조명타워에 사용되는 고휘도 LED 등은 그 자체로 강력한 경고수단이 가능하다.
또한 LED의 빛을 이용한 경고 이외에도 스피퍼부(117)를 통하여 경고방송을 할 수 있다. 경고방송은 싸이렌, 경고메시지, 안내메시지 모두 가능하다.
이러한 안내메시지와 함께 보행자용 디스플레이부(119)에는 보행자를 위한 간단한 안내 및 질의가 제공된다. 기본적으로는 지진을 느꼈는지 여부, 느꼈다면 어느 정도인지, 풍속은 어느 정도인지, 조명타워는 기울어져 있거나 파손되었는지 등의 정보를 요구한다. 보행자에 의한 자발적인 추가정보들이 조명 컨트롤러(113)에서 취합되고, 계속 경보를 제공할지 조명 컨트롤러에 의하여 판단된다.
상기와 같은 정보는 모두 관리시스템(300)으로 송부된다. 관리시스템에서는 관리하는 모든 조명 컨트롤러로부터 지진정보 및 기울어짐정보 등을 취합하게 된다. 조명타워의 파손정보가 있다면, 고장수리를 위하여 기술자를 긴급 호출하는 등 관리를 한다.
또한 다수의 조명 컨트롤러로부터의 지진정보를 취합하게 되면 비교적 정확한 지진여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 안전한 조명 컨트롤러의 위치정보도 알 수 있게된다. 관리시스템(300)의 앱에 가입된 보행자라면 보행자의 위치정보 또한 알 수 있게 되므로, 관리시스템(300)은 보행자에게 지진으로부터 안전한 위치정보를 제공하여 줄 수 있다. 이러한 안전한 위치정보는 보행자의 휴대용 단말기 뿐만 아니라 상기 보행자용 디스플레이부(119)에도 제공할 수 있다.
한편, 사물 인터넷 기술에 기반하여, 상기 조명 시스템(110)의 이상 상태를 다양하게 인지하고 관리할 수 있도록, 어느 하나의 상기 휴대용 단말기(200)는 상기 휴대용 단말기 자체의 위치 정보와 함께 상기 조명 시스템(110)의 상태에 관한 상태 정보를 입력 받아 통신망(N)을 통하여 공유하고, 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은, 상기 상태 정보를 반영하여 각각의 조명 시스템(110)들의 설치 상태에 이상 발생 유무를 판단하여 표시하고 관리하도록 작동하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 조명 시스템(110)이 설치된 장소 주변에 있는 사용자가 소지하고 있는 상기 휴대용 단말기(200)를 통하여, 상기 조명 시스템(110)들이 설치된 설치 위치를 함께 파악 할 수 있는 상기 휴대용 단말기 자체의 위치 정보와 함께, 상기 조명 시스템(110)의 상태에 관한 상태 정보(상기 상태 정보는, 상태 정보에 관한 정보 문장(예를 들어, "설치 위치중 상단에서 2번째 줄의 좌측에서 3번째 조명 시스템: 육안으로 감지되는 기울어짐 발생/ 탈락 위험 있음" 등)/ 조명 시스템의 상태를 촬영한 사진 또는 동영상 등)를 입력 받아 통신망(N)을 통하여 공유하고 관리하도록 작동하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 상태 정보의 공유 작동은, 사진 또는 동영상등의 영상 정보를 이용하여 상태 정보를 공유하는 경우, 상기 조명 시스템(110) 자체가 이상 상태의 발생 여부를 표시할 수 있는 기능(예를 들어, 조명의 색상을 변경하거나 점멸 점등)과 결합되는 경우 영상 정보 상에서 이상 상태가 발생한 조명 시스템(110)의 설치 위치 등을 직관적으로 판별할 수 있기에 더욱 효율적으로 수행될 수 있다.
이와 같이 상기 휴대용 단말기(200)를 통한 관측/관리 기능은, 독자적으로 수행되는 것이 가능한 것은 물론, 앞서 설명한 것과 같이 상기 조명 시스템(110)의 상기 기울기 측정 센서(114)를 통한 이상 상태 판단에 추가적/보충적으로 수행되는 것도 가능하다.
즉, 앞서 설명한 것과 같이 상기 기울기 측정 센서(114)의 측정을 통해 이상 상태가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 관리 시스템(300)은 상기 휴대용 단말기(200)의 위치 정보를 이용하여 이상 상태가 발생한 상기 조명 시스템(110)이 설치된 장소 주변에 있는 것으로 판단되는 상기 휴대용 단말기(200)에 상기 조명 시스템(110)의 상태에 관한 상기 상태 정보를 공유하여 줄 것을 요청한 후, 해당 휴대용 단말기(200)를 통하여 앞서 설명한 상기 휴대용 단말기(200)를 통한 상기 상태정보 공유 절차가 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
N: 통신망
10: 설치 지주대
11: CCTV
100: 기울어짐 감지 및 관리 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템
110: 조명 시스템
111: 조명 시스템 본체
112: 조명 수단 113: 조명 컨트롤러
114: 기울기 측정 센서
116: 조명 통신부
117: 스피커부
118: 지진감지센서
119: 보행자용 디스플레이부
120: 기준 제어부
121: 기준 기울기 센서
122: 기준 제어부 통신부
200: 휴대용 단말기
210: 위치 센서 220: 카메라
230: 입출력 수단
300: 관리 시스템
400: 교통 관제 시스템

Claims (5)

  1. 조명 시스템 본체(111);
    상기 조명 시스템 본체(111) 내에 설치되는 조명 수단(112);
    상기 조명 수단(112)의 작동을 제어하는 조명 컨트롤러(113);
    상기 조명 시스템 본체(111)의 기울기를 감지하여 측정한 기울기 측정값(θ)을 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하는 기울기 측정 센서(114);
    상기 조명 시스템 본체(111)에 부착되고 지진을 감지하여 그 지진정보를 상기 조명 컨트롤러(113)로 전달하는 지진감지센서(118);
    상기 지진감지센서(118)에 의하여 지진이 감지되었다고 판단되었을 때, 보행자에게 지진여부를 확인하는 보행자용 디스플레이부(119);
    상기 조명 컨트롤러(113)와 연결되며, 상기 기울기 측정 센서(114)의 상기 기울기 측정값(θ)을 포함하는 정보 및 상기 지진감지센서(118)의 지진정보를 송수신하는 조명 통신부(116);를 포함하여 구성되는 조명 시스템(110);을 하나 이상 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
    하나 이상의 상기 조명 시스템(110)은,
    상기 조명 통신부(116)는 통신망(N)을 통하여 하나 이상의 휴대용 단말기(200) 및 관리 시스템(300)과 통신 가능하도록 연결되고,
    상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은,
    상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 상기 기울기 측정값(θ)의 변화량(Δθ)이 소정의 안전 범위를 벗어나거나, 상기 지진감지센서(118)에서 감지된 지진정보가 안전 범위를 벗어나는 경우, 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 각각 이상 상태를 표시하여 경고하고 관리하고,
    상기 지진감지센서(118)에 의한 지진정보와 상기 보행자용 디스플레이부(119)로부터의 보행자 정보를 종합하여 지진이 감지되었다고 판단되는 경우에는, 상기 조명수단(112)내에 설치된 LED조명기구의 색을 변화시키거나 점멸을 하게 하거나 또는 경고방송을 하는 것을 특징으로 하는 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100).
  2. 청구항 제 1항에 있어서,
    기준 기울기를 측정하는 기준 기울기 센서(121)와, 상기 기준 기울기 센서(121)에서 측정된 기준 기울기(θ0)를 통신망(N)을 통하여 공유하는 기준 제어부 통신부(122)를 포함하여 구성되는 기준 제어부(120); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은,
    상기 기준 기울기(θ0)와 각각의 상기 기울기 측정 센서(114)에서 측정된 각각의 상기 기울기 측정값(θ)들을 비교하여 각각 상대 기울기 측정값(θR)을 구한 후, 상기 상대 기울기 측정값(θR)의 변화량(ΔθR)이 소정의 상기 안전 범위를 벗어나는 경우, 해당 조명 시스템(110)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이상 상태를 표시하여 경고하고 관리하는 것을 특징으로 하는 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100).
  3. 청구항 제 2항에 있어서,
    상기 조명 시스템(110), 상기 휴대용 단말기(200) 또는 상기 관리 시스템(300) 중 어느 하나 이상은,
    상기 상대 기울기 측정값((θR)의 변화량(ΔθR))들이 모두 동일하거나 유사한 패턴으로 소정의 상기 안전 범위를 벗어나는 경우해당 조명 시스템(110)들이 설치된 지지대(10)의 설치 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 이상 상태를 표시하고 관리하는 것을 특징으로 하는 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100).

  4. 삭제
  5. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 관리 시스템(300)은 지진정보를 보내지 않는 안전한 조명콘트롤러의 위치정보 중 보행자에게 가장 가까운 위치정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 지진 및 기울어짐 감지 기능이 구비된 사물인터넷 기반의 조명 시스템(100).

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