KR20010000272A - 건물 자동화 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주거용 건물이나 업무용 건물의 전기기기의 제어, 화재 감시 및 방범 감지 등을 자동 관리하기 위한 건물 자동화 관리 시스템에 관한 것으로서,
건물 자동화 관리를 위해 호스트 컴퓨터 및 지역시스템 제어장치를 통한 정보 통신 기술을 이용하고 건물 내의 각 전력소모용 장치에 1개의 신호선을 공유하는 동시에 각 장치마다 고유 어드레스를 부여하여 설계 변경이 용이하면서 간단한 전기 배선 배관 구조를 갖춤으로써 시공 공정시 필요한 시간 및 노동, 곤란성을 최소화시킴은 물론이고 새로운 장치가 추가/제거될 때마다 신호선을 분기하여 그 장치의 해당 어드레스만 확인하면 되므로 장치의 추가/제거가 상당히 용이하며, 한편 통신을 통한 전력소모용 장치의 총괄 감시 및 제어를 수행하여 그에 따라 유선 또는 무선을 통한 통보 및 알람기능을 수행함으로써 건물의 유지 보수비가 저렴해지는 동시에 효율적인 절전 관리를 통해 에너지 소모를 감소시키고, 각 장치의 이상 유무를 검출하여 위험 사고에 대한 정확한 검출 및 신속한 대책 마련이 수행될 수 있는 효과를 제공하게 된다.
Description
본 발명은 주거용 건물이나 업무용 건물의 전기기기의 제어, 화재 감시 및 방범 감지 등을 자동 관리하기 위한 건물 자동화 관리 시스템에 관한 것으로서, 특히 제어기기간 고유 주소와 제어 명령을 통해 간단하고 설계 변경의 용이한 배관 배선 구조로 시공되어 저렴한 유지보수 비용으로 불필요한 잔류 전원 차단을 비롯해 안전사고 및 외부침입 등을 예방할 수 있는 건물 자동화 관리 시스템에 관한 것이다.
요즘, 주거 및 업무 공간을 효율적으로 증대시키기 위해 각종 건물이 점차 대형화 및 고층화되어 가고 있고, 게다가 정보통신 기술이 발달함에 따라 건물 내의 전등을 포함한 전기기기의 제어, 화재 및 가스 감시를 비롯한 방범 감시 등이 건물 자동화 시스템으로 관리되고 있다.
이와 같이, 건물 자동화 시스템은 종래 경우에 도 1에 도시된 바와 같이 조명기구(1), 화재 및 가스 등의 각종 감지기(2), 국부 스위치(2)와 같이 건물 내의 전기기기에 외부 전원이 전원연결수단(4)을 통해 공급되고, 상기 조명기구(1) 및 감지기(2), 국부 스위치(3)를 비롯한 전기기기는 각각이 배선을 통해 개별적으로 중앙제어장치(8)에 연결되어 있다.
이때, 상기 조명기구(1)는 릴레이 및 스위치 그룹으로 이루어진 스위칭수단(5)을 통해, 상기 감지기(2) 및 국부 스위치(3)는 터미널 수단(6) 및 입출력 제어장치(7)를 통해 각각 중앙제어장치(8)와 접속되어 있다.
이렇게, 조명기구(1), 국부 스위치(3), 감지기(2)의 각 온/오프 제어신호는 각 기기마다 개별적으로 배선 연결된 스위칭 수단(5)이나 터미널 수단(6) 및 입출력 제어장치(7)를 통해 상기 중앙제어장치(8)와 송수신되게 된다.
따라서, 종래 건물 자동화 시스템은 복잡한 배선 구조로 인해 수용할 수 있는 조명기구(1), 스위치(3), 감지기(2)와 같은 전기기기가 제한되어 있고, 다른 전기기기가 추가될 경우에는 별도의 배선을 마련해야 하므로 시공이 복잡하고 어렵다는 문제점이 있다.
게다가, 종래에는 건물 자동화 시스템을 구축하고 있는 건물에 정보통신 기술의 적용이 불가능하고 잦은 설계 변경시 건물의 배관 배선 설계와 시공이 불일치 될 수 있는 동시에 시공 공정 자체가 세분화되거나 설계 변경으로 인한 시공의 곤란성 증가될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 건물이 고층화 및 대형화되면서 전체 소비 전력에 대한 전등 및 냉난방에 소요되는 전력의 비율이 점차 증가됨에 따라 불필요한 잔류 전력 차단에 대한 대책이 필요하지만 종래에는 전력의 효율적인 관리 및 절전 대책이 마련되지 않아 건물의 유지 관리비가 과다 지출되며, 종래 건물 자동화 시스템의 초기 설비비가 고가이며 전문 인력에 의해 시설이 운영되어야 하므로 유지 관리비가 더 증가되며, 안전 사고 예방 시설이 제대로 갖추어지지 않았다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 건물 자동화 관리를 위해 정보 통신 기술을 이용하고 건물 내의 각 전력소모용 장치에 고유 어드레스를 부여하여 설계 변경이 용이하면서 간단한 전기 배선 배관 구조를 통해 시공 공정시 필요한 시간 및 노동, 곤란성을 최소화시키는 한편, 통신을 통한 전력소모용 장치의 총괄 감시 및 제어를 수행하고 그에 따라 유선 또는 무선을 통한 통보 및 알람 기능을 수행함으로써 건물의 유지 보수비가 저렴해지는 동시에 효율적인 절전 관리를 통해 에너지 소모를 감소시키고, 위험 사고에 대한 정확한 검출 및 신속한 대책 마련이 수행될 수 있는 건물 자동화 관리 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 건물 자동화 시스템의 구성이 도시된 회로도이고,
도 2는 본 발명에 따른 건물 자동화 관리 시스템의 전체 구성이 도시된 블록도이며,
도 3은 도 1의 일부 구성요소인 지역시스템 제어장치의 구성이 도시된 블록도이다.
〈도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명〉
11 : 조명수단 12 : 스위칭 수단
13 : 곤센트 14 : 감지수단
20 : 지역시스템 제어장치 30 : 호스트 컴퓨터
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 건물 자동화 관리 시스템의 특징에 따르면, 건물 내에 1개의 신호선을 공유하면서 각각 고유 어드레스가 지정되도록 배치되어 각 기기에 따른 현재 동작상태와 고유 어드레스에 대한 하부동작정보를 각각 생성 출력시키는 하부장치와; 상기 하부장치의 하부동작정보를 전달받아 하부장치의 동작 제어에 관한 명령신호를 생성하여 하부장치에 전달하는 동시에 하부장치의 감시 및 제어 기능을 수행하여 시스템 제어정보를 생성 출력시키는 지역시스템 제어장치와; 상기 지역시스템 제어장치에 어드레스를 할당하고 자료 교환하면서 상기 시스템 정보나 관리자 조작에 의해 하부장치의 배치 및 연결을 비롯해 전체 시스템을 제어하면서 자료 교환을 규제하는 호스트 컴퓨터를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 지역시스템 제어장치는 호스트 컴퓨터와 일체형으로 형성되기도 하며, 상기 지역시스템 제어장치는 유선 또는 무선 통신을 통해 하부장치의 이상 유무를 관리자에게 통보 및 경고하는 동시에 관리자에 의해 시스템 제어 정보를 수용하게 된다. 그리고, 상기 하부장치는 건물 내의 전기 배선을 통해 전력 공급을 요구하는 조명수단, 감지수단, 스위칭 수단, 콘센트와 같은 전기소모 기기로 이루어진다.
한편, 상기 하부장치는 지역시스템 제어장치와 신호 전달을 위해 2라인(line)으로 연결되는데, 상기 하부장치중 감지수단은 신호 전달과 비상 전원 연결을 위해 4라인(line)으로 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지역시스템 제어장치는 시스템에 전원을 공급시키는 전원부 및, 시스템을 초기 상태로 세트(set)시키는 리셋부와, 상기 전원부 및 리셋부에 의해 초기 동작되어 시스템 동작의 동기화를 위한 클럭신호를 전달받아 호스트 컴퓨터와 하부장치간 통신하여 감시 및 제어 기능을 수행하는 중앙처리부와, 상기 중앙처리부의 요청에 따라 어드레스 호출 기능을 수행하는 어드레스 디코더부와, 상기 중앙처리부로 입출력되는 각종 정보를 비롯해 어드레스에 대한 정보를 저장하는 메모리부와, 상기 중앙처리부와 호스트 컴퓨터 및 하부장치와의 자료 교환 및 각종 신호의 송수신을 위해 통신 연결시키는 통신연결부와, 관리자의 조작에 의해 중앙처리부와 대화 기능을 수행하는 키조작부를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 중앙처리부는 호스트 컴퓨터와 통신되는 데이터의 제어를 담당하는 메인 중앙처리부와, 상기 하부장치와 통신되는 데이터의 제어를 담당하면서 키조작부와 연결되어 입출력 제어 기능이 수행되는 서브 중앙처리부로 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 건물 자동화 관리 시스템의 구성이 도시된 블록도로서 이를 참고하면 본 발명은, 건물 내에 1개의 신호선을 공유하면서 각각 고유 어드레스가 지정되도록 배치되는 하부장치와, 상기 하부장치의 동작 제어에 관한 명령, 감시 및 제어 기능을 수행하는 지역시스템 제어장치(20)와, 상기 지역시스템 제어장치(20)와 자료 교환하면서 관리자 조작에 의해 하부장치의 배치 및 연결을 비롯해 전체 시스템을 제어하는 호스트 컴퓨터(30)로 구성된다.
이때, 상기 지역시스템 제어장치(20)는 하부장치와 호스트 컴퓨터(30)가 중계기 역할을 수행하고 있지만, 호스트 컴퓨터(30)와 일체형으로 형성되어 유선 또는 무선 통신을 이용해 통신망을 거쳐 관리자에게 통보 또는 알람기능을 수행하는 동시에 관리자가 직접 하부장치의 배치 및 연결 상태, 제어 프로그램 변경과 같은 조작 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 하부장치는 건물 내의 전기 배선을 통해 전력 공급을 요구하는 형광등과 같은 조명수단(11), 조명수단(11)이나 기타 전기기기의 온/오프 동작을 위한 스위칭 수단(12), 전기기기의 플러그가 접속되어 전력 전달을 수행하기 위한 콘센트(13), 화재나 가스, 방범을 위한 감지수단(14)과 같은 전기소모 기기로 이루어진다.
그리고, 상기 하부장치는 지역시스템 제어장치(20)에 할당된 어드레스 수(예를 들어 216어드레스)만큼 설치될 수 있는데, 신규 하부장치가 설치되는 경우에는 지역시스템 제어장치(20)에서 신규 하부장치의 추가를 감지하고 그 고유 어드레스를 확인함으로써 하부장치의 총괄 감시 및 제어 기능을 수행하도록 한다.
상기 하부장치는 지역시스템 제어장치(20)와 신호 전달을 위해 2라인(line)으로 연결되는데, 상기 하부장치중 감지수단(14)은 신호 전달과 비상 전원 연결을 위해 4라인(line)으로 연결되게 된다.
한편, 상기 지역시스템 제어장치(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 시스템에 전원을 공급시키는 전원부(21) 및, 시스템을 초기 상태로 세트(set)시키는 리셋부(22)와, 상기 전원부(21) 및 리셋부(22)에 의해 초기 동작되어 시스템 동작의 동기화를 위해 클럭신호를 생성 출력시키는 신호발생부(23)와, 상기 신호발생부(23)의 클록신호를 전달받아 호스트 컴퓨터(30)와 하부장치간 통신하여 감시 및 제어 기능을 수행하는 중앙처리부(24, 25)와, 상기 중앙처리부(24, 25)의 요청에 따라 어드레스 호출 기능을 수행하는 어드레스 디코더부(26)와, 상기 중앙처리부(24, 25)로 입출력되는 각종 정보를 비롯해 어드레스에 대한 정보를 저장하는 메모리부(RAM)와, 상기 중앙처리부(24, 25)와 호스트 컴퓨터(30) 및 하부장치와의 자료 교환 및 각종 신호의 송수신을 위해 통신 연결시키는 제1 및 제2 통신연결부(27, 28)와, 관리자의 조작에 의해 중앙처리부(24, 25)와 대화 기능을 수행하는 키조작부(29)로 구성된다.
특히, 상기 중앙처리부(24, 25)는 호스트 컴퓨터(30)와 통신되는 데이터의 제어를 담당하는 메인 중앙처리부(24)와, 상기 하부장치와 통신되는 데이터의 제어를 담당하면서 키조작부(29)와 연결되어 입출력 제어 기능이 수행되는 서브 중앙처리부(25)로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 먼저, 정보 통신 기술을 이용한 건물의 자동화 관리를 위해 지역시스템 제어장치(20)와 호스트 컴퓨터(30)간 유선 또는 무선 통신을 이용한 통신 연결을 수행하게 된다.
다음에, 상기 호스트 컴퓨터(30)에서는 관리자에 의해 하부장치의 배치 및 연결 구조를 결정하여 이를 지역시스템 제어장치(20)에 전송하게 된다. 이때, 상기 지역시스템 제어장치(20)는 한 건물 내에 다수개가 설치될 수도 있고, 호스트 컴퓨터(30)가 지역별 떨어져 있는 지역시스템 제어장치(20)를 각각 제어할 수도 있으므로 지역시스템 제어장치(20)별 어드레스가 할당되게 된다.
그러면, 상기 지역시스템 제어장치(20)는 상기 호스트 컴퓨터(30)와 하부장치 사이의 중계기 역할을 수행하게 되고, 호스트 컴퓨터(30)에 지역시스템 제어장치(20)의 어드레스 및 현재 동작상태에 대한 시스템 정보를 전달하면서 상기 하부장치의 총괄 감시 및 제어 기능을 수행하게 된다.
여기서, 상기 지역시스템 제어장치(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 통신연결부(27, 28)를 통해 호스트 컴퓨터(30) 및 하부장치와 각각 통신 연결되어 있어, 상기 중앙처리부(24, 25)는 상기 제1 및 제2 통신연결부(27, 28)를 거쳐 전송되는 하부장치의 어드레스 및 현재 동작상태에 대한 하부동작정보를 해석하고 그 해석결과에 따른 응답 및 처리 명령신호를 생성 출력하게 된다.
또한, 상기 지역시스템 제어장치(20)는 하부장치를 계속적으로 감시하던 중에 하부장치의 이상이 발견되면 즉시 이를 유선 또는 무선 통신을 통해 경고발생신호를 생성하여 관리자에게 통보 및 알람하게 된다. 이때, 상기 지역시스템 제어장치(20)의 경고발생신호는 이상이 발견된 하부장치의 종류나 위치를 정확히 파악하여 이를 관리자에게 알려주게 되며, 상기 경고발생신호를 전달받은 관리자 또한 건물 관리자나 소방서, 경찰서 등으로 각종 위험 사고에 대한 신속한 대책 마련을 수행할 수 있게 된다.
게다가, 상기 지역시스템 제어장치(20)는 경고발생신호를 발령하면서 위험 사고의 악화를 방지하기 위해 전원을 모두 온/오프시키거나 건물 내의 모든 가스 밸브를 잠그고, 화재경보기나 자동확산 소화기를 동작시키는 등의 자체 안전 관리 기능을 수행하기도 한다.
한편, 상기 하부장치는 건물 내의 전기배선을 통해 전력을 공급받아 구동되면서 1개의 신호선을 공유하는 동시에 고유 어드레스가 지정되도록 배치되어 있는 조명수단(11), 스위칭 수단(12), 콘센트(13), 감지수단(14)으로서, 사용자나 기타 원격제어에 의해 전력 공급/차단이 요구될 경우에는 그에 대한 하부동작정보를 생성하여 지역시스템 제어장치(20)로 전달하게 된다.
여기서, 상기 하부장치의 하부동작정보는 각 수단의 전력 공급/차단이 요구될 경우에 해당 수단의 고유 어드레스와 현재 각 동작 상태에 대한 정보이고, 상기 하부동작정보가 신호선을 통해 지역시스템 제어장치(20)에 전달되어 상기 지역시스템 제어장치(20)가 하부동작정보를 해석하여 해당 수단의 고유 어드레스를 지정하여 전력 공급/차단 여부에 대한 응답 및 각종 처리에 관한 명령신호를 생성하여 신호선을 통해 전달하게 된다.
그러면, 지역시스템 제어장치(20)의 명령신호가 상기 신호선을 통해 하부장치로 전송되면 명령신호에서 지정한 어드레스에 해당하는 수단에서만 그 명령신호를 수용하여 지역시스템 제어장치(20)가 지령하는 동작을 수행하게 된다.
이렇게, 상기 하부장치는 1개의 신호선을 공유하고 있어 설치가 상당히 간단하고, 새로운 하부장치가 추가될 경우에도 상기 신호선에서 분기선을 내어 신규 하부장치를 연결하기만 하면 되므로 설계 변경이 용이하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 건물 자동화 관리 시스템은 건물 자동화 관리를 위해 호스트 컴퓨터 및 지역시스템 제어장치를 통한 정보 통신 기술을 이용하고 건물 내의 각 전력소모용 장치에 1개의 신호선을 공유하는 동시에 각 장치마다 고유 어드레스를 부여하여 설계 변경이 용이하면서 간단한 전기 배선 배관 구조를 갖춤으로써 시공 공정시 필요한 시간 및 노동, 곤란성을 최소화시킴은 물론이고 새로운 장치가 추가/제거될 때마다 신호선을 분기하여 그 장치의 해당 어드레스만 확인하면 되므로 장치의 추가/제거가 상당히 용이하며, 한편 통신을 통한 전력소모용 장치의 총괄 감시 및 제어를 수행하여 그에 따라 유선 또는 무선을 통한 통보 및 알람기능을 수행함으로써 건물의 유지 보수비가 저렴해지는 동시에 효율적인 절전 관리를 통해 에너지 소모를 감소시키고, 각 장치의 이상 유무를 검출하여 위험 사고에 대한 정확한 검출 및 신속한 대책 마련이 수행될 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 건물 내에 1개의 신호선을 공유하면서 각각 고유 어드레스가 지정되도록 배치되어 각 기기에 따른 현재 동작상태와 고유 어드레스에 대한 하부동작정보를 각각 생성 출력시키는 하부장치와;상기 하부장치의 하부동작정보를 전달받아 하부장치의 동작 제어에 관한 명령신호를 생성하여 하부장치에 전달하는 동시에 하부장치의 감시 및 제어 기능을 수행하여 시스템 제어정보를 생성 출력시키는 지역시스템 제어장치와;상기 지역시스템 제어장치에 어드레스를 할당하고 자료 교환하면서 상기 시스템 정보나 관리자 조작에 의해 하부장치의 배치 및 연결을 비롯해 전체 시스템을 제어하면서 자료 교환을 규제하는 호스트 컴퓨터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건물 자동화 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 지역시스템 제어장치는 호스트 컴퓨터와 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 건물 자동화 관리 시스템.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 지역시스템 제어장치는 유선 또는 무선 통신을 통해 하부장치의 이상 유무를 관리자에게 통보 및 경고하는 동시에 관리자에 의해 시스템 제어 정보를 수용하는 것을 특징으로 하는 건물 자동화 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 하부장치는 건물 내의 전기 배선을 통해 전력 공급을 요구하는 조명수단, 감지수단, 스위칭 수단, 콘센트와 같은 전기소모 기기로 이루어진 것을 특징으로 하는 건물 자동화 관리 시스템.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 하부장치는 지역시스템 제어장치와 신호 전달을 위해 2라인(line)으로 연결되는데, 상기 하부장치중 감지수단은 신호 전달과 비상 전원 연결을 위해 4라인(line)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 건물 자동화 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 지역시스템 제어장치는 시스템에 전원을 공급시키는 전원부 및, 시스템을 초기 상태로 세트(set)시키는 리셋부와, 상기 전원부 및 리셋부에 의해 초기 동작되어 시스템 동작의 동기화를 위한 클럭신호를 전달받아 호스트 컴퓨터와 하부장치간 통신하여 감시 및 제어 기능을 수행하는 중앙처리부와, 상기 중앙처리부의 요청에 따라 어드레스 호출 기능을 수행하는 어드레스 디코더부와, 상기 중앙처리부로 입출력되는 각종 정보를 비롯해 어드레스에 대한 정보를 저장하는 메모리부와, 상기 중앙처리부와 호스트 컴퓨터 및 하부장치와의 자료 교환 및 각종 신호의 송수신을 위해 통신 연결시키는 통신연결부와, 관리자의 조작에 의해 중앙처리부와 대화 기능을 수행하는 키조작부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건물 자동화 관리 시스템.
- 제 6 항에 있어서,상기 중앙처리부는 호스트 컴퓨터와 통신되는 데이터의 제어를 담당하는 메인 중앙처리부와, 상기 하부장치와 통신되는 데이터의 제어를 담당하면서 키조작부와 연결되어 입출력 제어 기능이 수행되는 서브 중앙처리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 건물 자동화 관리 시스템.
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