KR102511210B1 - Led 표지판의 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 LED 표지판의 모니터링 시스템은 표지판과; 상기 표지판에 설치되어 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양 전지(2); 상기 표지판에 설치되되 GPS 신호를 수신받아 표지판이 설치된 장소의 위도와 경도를 파악하는 표지판 설치 위치 파악 수단(3); 상기 표지판 일면에 설치된 발광 수단(4); 상기 발광 수단(4)을 제어하여 발광 수단(4)을 통해 교통 정보를 표시하고 상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)에 의해 파악된 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 표지판의 고유 식별자와 함께 통신 수단(6)으로 전송하는 중앙 제어 수단(5); 상기 중앙 제어 수단(5)으로부터 전송된 표지판의 고유 식별자와 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 무선 통신을 통해 중앙 관리 서버(9)로 전송하는 통신 수단(6); 상기 태양 전지(2)에 의해 발생된 전기로 배터리(8)를 충전하는 충전 회로부(7); 상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)과, 발광 수단(4), 중앙 제어 수단(5), 통신 수단(6), 충전 회로부(7)에 전류를 공급하는 배터리(8); 상기 통신 수단(6)을 통해 전송받은 표지판의 위도와 경도를 이용하여 지도상에 특정 고유 식별자를 가진 표지판을 오버랩(Overlap)시키는 중앙 관리 서버(9); 및 상기 중앙 관리 서버(9)와 통신 접속되어 특정 고유 식별자를 가진 표지판의 설치 위치을 조회하는 단말기(10)를 포함한다. 이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 LED 표지판의 모니터링 시스템은 단말기를 통해 복수개의 표지판에 대한 설치 위치를 파악할 수 있고, 언제 어디서나 특정 표지판의 구동 상태를 조회할 수 있다. 이에 따라 표지판에 대한 유지 관리가 간편해짐에 따라 유지 보수 관리 인력을 축소할 수 있으며, 철저하게 관리된 표지판을 통해 보다 정확한 교통 정보를 운전자에게 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 LED 표지판의 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 도로 차선 위나, 지주에 설치되는 LED 표지판은 복수의 LED 어레이를 이용하여 도로 정보를 표시한다.
상기 LED 표지판은 통상적으로, 표지판과, 상기 표지판에 특정 형상으로 부착되는 LED 어레이, 상기 LED 어레이를 특정 패턴으로 점등시키는 LED 어레이 구동 드라이버, 상기 LED 어레이와 LED 어레이 구동 드라이버에 전류를 공급하는 배터리, 입사된 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양 전지, 및 상기 태양 전지에 의해 발생된 전기를 배터리에 충전하는 충전 회로부를 포함한다.
하지만, 기존의 LED 표지판은 중앙 관제 센터에서 LED 표지판별 설치 위치와, LED 어레이 점등 시간, 소모 전류 등을 실시간으로 파악할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 배터리 잔량 및 태양 전지에 의한 배터리 충전 가능 용량을 알 수 없어 LED 표지판의 점등 가능 시간을 예상할 수 없다는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허출원번호 "10-2021-0094878"호의 "태양광 조명식 탈부착 교통 표지판과 IOT 관리 시스템"이 출원되어 등록되었는데, 상기 태양광 조명식 탈부착 교통 표지판과 IOT 관리 시스템은 표지판의 테두리에 부착되는 광모듈과, 상기 표지판에 장착되는 태양광 발전 모듈, GPS 신호를 이용하여 일출 일몰 시간을 산출하여 광모듈을 제어하고 광모듈의 고장 여부를 모니터링하는 제어 모듈, 및 상기 광모듈에 고장 발생시 고장발생정보를 외부 또는 다른 표지판에 송신하거나 다른 표지판으로부터 고장 발생 정보를 수신 및 취합하여 외부 전송하는 통신 모듈을 포함한다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 LED 표지판의 설치 위치와, 특정 위치에 설치된 LED 표지판의 점등 가능 시간, 및 소모 전류를 단말기를 통해 모니터링할 수 있는 LED 표지판의 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 표지판의 모니터링 시스템은 표지판과; 상기 표지판에 설치되어 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양 전지(2); 상기 표지판에 설치되되 GPS 신호를 수신받아 표지판이 설치된 장소의 위도와 경도를 파악하는 표지판 설치 위치 파악 수단(3); 상기 표지판 일면에 설치된 발광 수단(4); 상기 발광 수단(4)을 제어하여 발광 수단(4)을 통해 교통 정보를 표시하고 상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)에 의해 파악된 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 표지판의 고유 식별자와 함께 통신 수단(6)으로 전송하는 중앙 제어 수단(5); 상기 중앙 제어 수단(5)으로부터 전송된 표지판의 고유 식별자와 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 무선 통신을 통해 중앙 관리 서버(9)로 전송하는 통신 수단(6); 상기 태양 전지(2)에 의해 발생된 전기로 배터리(8)를 충전하는 충전 회로부(7); 상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)과, 발광 수단(4), 중앙 제어 수단(5), 통신 수단(6), 충전 회로부(7)에 전류를 공급하는 배터리(8); 상기 통신 수단(6)을 통해 전송받은 표지판의 위도와 경도를 이용하여 지도상에 특정 고유 식별자를 가진 표지판을 오버랩(Overlap)시키는 중앙 관리 서버(9); 및 상기 중앙 관리 서버(9)와 통신 접속되어 특정 고유 식별자를 가진 표지판의 설치 위치을 조회하는 단말기(10)를 포함한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 LED 표지판의 모니터링 시스템은 단말기를 통해 복수개의 표지판에 대한 설치 위치를 파악할 수 있고, 언제 어디서나 특정 표지판의 구동 상태를 조회할 수 있다.
이에 따라 표지판에 대한 유지 관리가 간편해짐에 따라 유지 보수 관리 인력을 축소할 수 있으며, 철저하게 관리된 표지판을 통해 보다 정확한 교통 정보를 운전자에게 제공할 수 있다.
도면 1은 본 발명의 제어 블럭도,
도면 2는 소모 전류 측정부의 제어 블럭도.
도면 3은 신호 감쇄 방지 회로부를 도시한 도면,
도면 4는 배터리 잔량 계산부의 제어 블럭도.
도면 2는 소모 전류 측정부의 제어 블럭도.
도면 3은 신호 감쇄 방지 회로부를 도시한 도면,
도면 4는 배터리 잔량 계산부의 제어 블럭도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 LED 표지판의 모니터링 시스템은 도면 1에 도시한 바와 같이, 표지판과; 상기 표지판에 설치되어 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양 전지(2); 상기 표지판에 설치되되 GPS 신호를 수신받아 표지판이 설치된 장소의 위도와 경도를 파악하는 표지판 설치 위치 파악 수단(3); 상기 표지판 일면에 설치된 발광 수단(4); 상기 발광 수단(4)을 제어하여 발광 수단(4)을 통해 교통 정보를 표시하고 상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)에 의해 파악된 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 표지판의 고유 식별자와 함께 통신 수단(6)으로 전송하는 중앙 제어 수단(5); 상기 중앙 제어 수단(5)으로부터 전송된 표지판의 고유 식별자와 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 무선 통신을 통해 중앙 관리 서버(9)로 전송하는 통신 수단(6); 상기 태양 전지(2)에 의해 발생된 전기로 배터리(8)를 충전하는 충전 회로부(7); 상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)과, 발광 수단(4), 중앙 제어 수단(5), 통신 수단(6), 충전 회로부(7)에 전류를 공급하는 배터리(8); 상기 통신 수단(6)을 통해 전송받은 표지판의 위도와 경도를 이용하여 지도상에 특정 고유 식별자를 가진 표지판을 오버랩(Overlap)시키는 중앙 관리 서버(9); 및 상기 중앙 관리 서버(9)와 통신 접속되어 특정 고유 식별자를 가진 표지판의 설치 위치을 조회하는 단말기(10)를 포함한다.
상기 발광 수단(4)은 광섬유 어레이(Array)와, 상기 광섬유 어레이의 단부에 빛을 공급하는 LED를 포함한다.
상기 발광 수단(4)에 적용되는 LED는 COB(Chip On Board) 타입의 LED를 이용한다.
COB 타입의 LED는 여러 개의 LED 칩을 1개의 보드 위에 묶음 형태로 밀집 배열한 형태이다.
COB 시장은 점차 확대되고 있으며, SMD 방식에서 COB 방식으로 변화하고 있는 추세이다.
COB 방식은 다양한 장점이 있지만, 그 중 가장 큰 장점은 다른 방식의 LED에 비해 소비 전력 대비 휘도가 높다는 장점이 있다.
본 발명은 COB 타입의 LED를 이용함으로써 LED 패키지 비용과, PCB에 LED 패키지를 실장하는 비용을 절감할 수 있고, 광을 균일하게 전달할 수 있다.
상기 배터리(8)는 9V의 직류 전압을 출력하는 리튬 전지를 이용한다.
태양 전지(2)로부터 출력되는 전압이 낮은 경우에도 배터리(8) 충전이 가능하도록 태양 전지(2)의 출력 전압과, 배터리(8) 출력 전압 사이의 전위차를 크게 하였다.
상기 리튬 전지는 시간당 2C까지 충전 가능하다.
상기 태양 전지(2)로부터 출력되는 전압은 낮추면서 출력 전류는 극대화 되도록 상기 태양 전지(2)의 직병렬 연결 구조를 바꿔 상기 태양 전지(2)가 태양광을 입사받는 동안 최대한의 전기를 배터리(8)에 충전할 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명은 도면 1에 도시한 바와 같이, 상기 발광 수단(4)이 점등 되었는지 또는 소등 되었는지 여부를 감지하는 점등 소등 감지부(11)를 더 포함하고, 상기 중앙 제어 수단(5)은 도면 1에 도시한 바와 같이, 상기 점등 소등 감지부(11)에 의해 발광 수단(4)의 점등이 감지된 시간을 저장하는 발광 수단 점등 시간 저장부(12)와, 상기 점등 소등 감지부(11)에 의해 발광 수단(4)의 소등이 감지된 시간을 저장하는 발광 수단 소등 시간 저장부(13)를 포함하고, 상기 중앙 제어 수단(5)은 통신 수단(6)을 통해 표지판의 고유 식별자와, 발광 수단(4)의 점등이 감지된 시간, 발광 수단(4)의 소등이 감지된 시간을 중앙 관리 서버(9)로 전송하고, 상기 중앙 관리 서버(9)는 날짜별로 표지판별 발광 수단(4)의 점등이 감지된 시간과, 발광 수단(4)의 소등이 감지된 시간을 정렬하여 단말기(10)에 제공한다.
상기 중앙 제어 수단(5)은 도면 1에 도시한 바와 같이, 상기 점등 소등 감지부(11)에 의해 발광 수단(4)의 점등이 감지되었을 때 발광 수단(4)에 의해 소모되는 전류를 측정하는 소모 전류 측정부(14)를 포함한다.
상기 중앙 제어 수단(5)은 통신 수단(6)을 통해 표지판의 고유 식별자와, 발광 수단(4)에 의해 소모되는 전류를 중앙 관리 서버(9)로 전송하고, 상기 중앙 관리 서버(9)는 시간별로 표지판별 발광 수단(4)에 의해 소모되는 전류를 정렬하여 단말기(10)에 제공한다.
상기 소모 전류 측정부(14)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 발광 수단(4)에 직렬 연결된 션트(Shunt) 저항(18)과, 상기 션트 저항(18)의 양단 전압을 차동 증폭하는 차동 증폭 회로부(19), 상기 차동 증폭 회로부(19)로부터 출력되는 전압의 DC 오프셋(Offset) 전압 레벨을 조정하는 DC 오프셋 전압 조정부(25), 상기 DC 오프셋 전압 조정부(25)로부터 출력되는 전압을 감쇄없이 저역 통과 필터(21)로 전달하는 신호 감쇄 방지 회로부(20), 상기 신호 감쇄 방지 회로부(20)로부터 출력되는 전압 신호 중 설정된 주파수 이상의 전압 세기를 감쇄하는 저역 통과 필터(21), 상기 저역 통과 필터(21)로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부(22), 상기 A/D 변환부(22)에 의해 변환된 디지털 데이터를 소모 전류로 환산하는 소모 전류 환산부(23), 및 상기 소모 전류 환산부(23)에 의해 환산된 소모 전류값에 대한 평균값을 도출하는 소모 전류 평균값 도출부(24)를 포함한다.
상기 신호 감쇄 방지 회로부(20)는 도면 3에 도시한 바와 같이, 반전 입력단(MI)과 출력단(SO)이 연결되고 비반전 입력단(PI)으로 DC 오프셋 전압 조정부(25)로부터 출력된 전압이 입력되며 출력단이 저역 통과 필터(21)의 입력단에 연결된 오피 앰프(OA)를 이용할 수 있다.
상기 중앙 제어 수단(5)은 도면 1에 도시한 바와 같이, 현재 배터리(8)의 잔량을 계산하는 배터리 잔량 계산부(15)와, 상기 태양 전지(2)의 1일 발전량이 저장된 1일 발전량 저장부(16), 및 현재 배터리(8)의 잔량과 태양 전지(2)의 1일 발전량 그리고 상기 발광 수단(4)의 소비 전력을 이용하여 상기 발광 수단(4)의 발광 가능 시간을 계산하는 발광 가능 시간 계산부(17)를 더 포함한다.
상기 중앙 제어 수단(5)은 통신 수단(6)을 통해 표지판의 고유 식별자와, 현재 배터리(8)의 잔량, 태양 전지(2)의 1일 발전량, 발광 수단(4)의 소비 전력, 발광 수단(4)의 발광 가능 시간을 중앙 관리 서버(9)로 전송하고, 상기 중앙 관리 서버(9)는 표지판별 현재 배터리(8)의 잔량, 태양 전지(2)의 1일 발전량, 발광 수단(4)의 소비 전력, 발광 수단(4)의 발광 가능 시간을 정렬하여 단말기(10)에 제공한다.
관리자는 일출 시간대와, 일몰 시간대 배터리(8)의 잔량을 확인하고, 배터리(8)의 잔량이 기준치에 많이 못 미칠 경우 태양 전지(2) 주변의 장애물들을 제거할 수 있다.
상기 배터리 잔량 계산부(15)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 상기 배터리(8) 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부(26)와, 배터리(8) 전압 범위별로 배터리 잔량이 저장된 배터리 전압 범위 별 배터리 잔량 저장부(27), 및 상기 배터리 전압 측정부(26)에 의해 측정된 배터리 전압과 맞대응되는 배터리 잔량을 상기 배터리 전압 범위 별 배터리 잔량 저장부(27)로부터 검색하여 현재 배터리 잔량을 알아내는 배터리 잔량 탐색부(28)를 포함한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 LED 표지판의 모니터링 시스템은 단말기(10)를 통해 복수개의 표지판에 대한 설치 위치를 파악할 수 있고, 언제 어디서나 특정 표지판의 구동 상태를 조회할 수 있다.
이에 따라 표지판에 대한 유지 관리가 간편해짐에 따라 유지 보수 관리 인력을 축소할 수 있으며, 철저하게 관리된 표지판을 통해 보다 정확한 교통 정보를 운전자에게 제공할 수 있다.
2. 태양 전지
3. 표지판 설치 위치 파악 수단 4. 발광 수단
5. 중앙 제어 수단 6. 통신 수단
7. 충전 회로부 8. 배터리
9. 중앙 관리 서버 10. 단말기
11. 점등 소등 감지부 12. 발광 수단 점등 시간 저장부
13. 발광 수단 소등 시간 저장부 14. 소모 전류 측정부
15. 배터리 잔량 계산부 16. 1일 발전량 저장부
17. 발광 가능 시간 계산부 18. 션트 저항
19. 차동 증폭 회로부 20. 신호 감쇄 방지 회로부
21. 저역 통과 필터 22. A/D 변환부
23. 소모 전류 환산부 24. 소모 전류 평균값 도출부
25. DC 오프셋 전압 조정부 26. 배터리 전압 측정부
27. 배터리 전압 범위 별 배터리 잔량 저장부
28. 배터리 잔량 탐색부
3. 표지판 설치 위치 파악 수단 4. 발광 수단
5. 중앙 제어 수단 6. 통신 수단
7. 충전 회로부 8. 배터리
9. 중앙 관리 서버 10. 단말기
11. 점등 소등 감지부 12. 발광 수단 점등 시간 저장부
13. 발광 수단 소등 시간 저장부 14. 소모 전류 측정부
15. 배터리 잔량 계산부 16. 1일 발전량 저장부
17. 발광 가능 시간 계산부 18. 션트 저항
19. 차동 증폭 회로부 20. 신호 감쇄 방지 회로부
21. 저역 통과 필터 22. A/D 변환부
23. 소모 전류 환산부 24. 소모 전류 평균값 도출부
25. DC 오프셋 전압 조정부 26. 배터리 전압 측정부
27. 배터리 전압 범위 별 배터리 잔량 저장부
28. 배터리 잔량 탐색부
Claims (3)
- 표지판과;
상기 표지판에 설치되어 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양 전지(2);
상기 표지판에 설치되되 GPS 신호를 수신받아 표지판이 설치된 장소의 위도와 경도를 파악하는 표지판 설치 위치 파악 수단(3);
상기 표지판 일면에 설치된 발광 수단(4);
상기 발광 수단(4)을 제어하여 발광 수단(4)을 통해 교통 정보를 표시하고 상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)에 의해 파악된 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 표지판의 고유 식별자와 함께 통신 수단(6)으로 전송하는 중앙 제어 수단(5);
상기 중앙 제어 수단(5)으로부터 전송된 표지판의 고유 식별자와 표지판 설치 장소의 위도와 경도를 무선 통신을 통해 중앙 관리 서버(9)로 전송하는 통신 수단(6);
상기 태양 전지(2)에 의해 발생된 전기로 배터리(8)를 충전하는 충전 회로부(7);
상기 표지판 설치 위치 파악 수단(3)과, 발광 수단(4), 중앙 제어 수단(5), 통신 수단(6), 충전 회로부(7)에 전류를 공급하는 배터리(8);
상기 통신 수단(6)을 통해 전송받은 표지판의 위도와 경도를 이용하여 지도상에 특정 고유 식별자를 가진 표지판을 오버랩(Overlap)시키는 중앙 관리 서버(9);
및 상기 중앙 관리 서버(9)와 통신 접속되어 특정 고유 식별자를 가진 표지판의 설치 위치을 조회하는 단말기(10)를 포함하며,
상기 발광 수단(4)이 점등 되었는지 또는 소등 되었는지 여부를 감지하는 점등 소등 감지부(11)를 더 포함하고,
상기 중앙 제어 수단(5)은 상기 점등 소등 감지부(11)에 의해 발광 수단(4)의 점등이 감지된 시간을 저장하는 발광 수단 점등 시간 저장부(12)와,
상기 점등 소등 감지부(11)에 의해 발광 수단(4)의 소등이 감지된 시간을 저장하는 발광 수단 소등 시간 저장부(13)를 포함하고,
상기 중앙 제어 수단(5)은 통신 수단(6)을 통해 표지판의 고유 식별자와, 발광 수단(4)의 점등이 감지된 시간, 발광 수단(4)의 소등이 감지된 시간을 중앙 관리 서버(9)로 전송하고,
상기 중앙 관리 서버(9)는 날짜별로 표지판별 발광 수단(4)의 점등이 감지된 시간과, 발광 수단(4)의 소등이 감지된 시간을 정렬하여 단말기(10)에 제공하며,
상기 중앙 제어 수단(5)은 상기 점등 소등 감지부(11)에 의해 발광 수단(4)의 점등이 감지되었을 때 발광 수단(4)에 의해 소모되는 전류를 측정하는 소모 전류 측정부(14)를 포함하며,
상기 중앙 제어 수단(5)은 통신 수단(6)을 통해 표지판의 고유 식별자와, 발광 수단(4)에 의해 소모되는 전류를 중앙 관리 서버(9)로 전송하고,
상기 중앙 관리 서버(9)는 시간별로 표지판별 발광 수단(4)에 의해 소모되는 전류를 정렬하여 단말기(10)에 제공하며,
상기 중앙 제어 수단(5)은 현재 배터리(8)의 잔량을 계산하는 배터리 잔량 계산부(15)와,
상기 태양 전지(2)의 1일 발전량이 저장된 1일 발전량 저장부(16),
및 현재 배터리(8)의 잔량과 태양 전지(2)의 1일 발전량 그리고 상기 발광 수단(4)의 소비 전력을 이용하여 상기 발광 수단(4)의 발광 가능 시간을 계산하는 발광 가능 시간 계산부(17)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 표지판의 모니터링 시스템.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 중앙 제어 수단(5)은 통신 수단(6)을 통해 표지판의 고유 식별자와, 현재 배터리(8)의 잔량, 태양 전지(2)의 1일 발전량, 발광 수단(4)의 소비 전력, 발광 수단(4)의 발광 가능 시간을 중앙 관리 서버(9)로 전송하고,
상기 중앙 관리 서버(9)는 표지판별 현재 배터리(8)의 잔량, 태양 전지(2)의 1일 발전량, 발광 수단(4)의 소비 전력, 발광 수단(4)의 발광 가능 시간을 정렬하여 단말기(10)에 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 표지판의 모니터링 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220134777A KR102511210B1 (ko) | 2022-10-19 | 2022-10-19 | Led 표지판의 모니터링 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220134777A KR102511210B1 (ko) | 2022-10-19 | 2022-10-19 | Led 표지판의 모니터링 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102511210B1 true KR102511210B1 (ko) | 2023-03-17 |
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ID=85872143
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| KR1020220134777A KR102511210B1 (ko) | 2022-10-19 | 2022-10-19 | Led 표지판의 모니터링 시스템 |
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| KR (1) | KR102511210B1 (ko) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2022
- 2022-10-19 KR KR1020220134777A patent/KR102511210B1/ko active IP Right Grant
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