KR200181308Y1

KR200181308Y1 - 미약전파를 이용한 보안등, 가로등의 무선 원격제어 및모니터링 장치

Info

Publication number: KR200181308Y1
Application number: KR2019990029882U
Authority: KR
Inventors: 김인환; 이현세
Original assignee: 주식회사대진하이테크
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2000-05-15

Abstract

(1)고안이 속하는 기술분야

본 고안은 미약전파를 이용하여 도시지역의 상호 근접한 거리에 위치한 보안등 및 가로등을 무선 원격제어 및 모니터링하고 무선원격제어시 발생하는 전파음영지역에 위치한 장치의 제어기술에 관한 것이다

(2)고안의 목적

본 고안은 고출력의 안테나와 중계기를 사용하지 않고 넓은 지역에 분포되어있는 가로등 및 보안등을 원격제어, 관리가 가능하게 하고 장비의 제작 단가를 낮추어 저렴한 가격으로 양방향 무선 제어방식을 실현하며 가로등 및 보안등의 개별제어 및 고장진단이 가능하게 함을 목적으로 하는 것이다.

(3)고안의 구성

주장치와 제어장치로 구분하여 구성하되,

주장치는 운용 프로그램(1-h)을 포함한 제어용 컴퓨터(1-g), 시리얼 통신용 rs422/232변환기(1-f), 무선data 송수신장치(1-i)로 구성되며, 무선 data송수신 장치(1-i)는 전기적인 신호를 전파로 송출할 수 있는 RF data 송수신부(1-b), 안테나(1-a), 수신된 신호를 digital 신호로 변환하는 신호 변환기(1-c), 무선data송수신 장치(1-i)를 제어하는 MPU(1-d), rs232/422 변환기(1-e)로 구성하며,

제어장치(2-k)는 주장치의 무선 data송수신장치(1-i)로 부터 전송된 신호를 수신할 수 있는 안테나(2-a)와 수신된 전파를 전기신호로 변환하는 RF data 변환기(2-c), 제어장치의 동작상태 감시 및 제어, 통신 protocol의 해석 등을 담당하는 MPU(2-d), 출력단자(2-g)에 부착되는 안정기(2-i)와 전구(2-j)를 on/off제어할 수 있는 반도체 switch(2-f), 전원장치(2-h)로 구성한 것이다.

(4)고안의 효과

본 고안을 이용하여 보안등 및 가로등을 제어할 경우 고출력의 송수신 안테나와 별도의 중계장치가 필요 없이 일괄제어 및 집중관리가 가능한 양방향 무선제어가 가능하게 되어 고장에 대한 신속한 대처가 가능하여 민원발생을 사전 차단할 수 있고 고장개소의 위치 및 고장상태를 한곳에서 파악할 수 있으므로 유지관리 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 무선제어시스템을 상대적으로 저렴한 비용으로 실현할 수 있다.

Description

미약전파를 이용한 보안등, 가로등의 무선 원격제어 및 모니터링 장치{A wireless remote control and monitering device for security light and streetlight using feeble electric wave}

본 고안은 미약전파를 이용하여 도시지역의 상호 근접한 거리에 위치한 보안등 및 가로등을 무선 원격제어 및 모니터링하고 무선 원격제어시 발생하는 전파음영 지역에 위치한 장치의 제어기술에 관한 것이다.

기존 사용하는 보안등 및 가로등의 제어방식은 광센서를 이용한 방식, 타이머를 이용한 제어방식이 주종을 이루고 있으며 단방향 무선 제어방식으로는 VHF 주파수 대역의 단방향 무선 제어방식, 호출기를 이용한 단방향 무선 제어방식(일명 삐삐 제어방식) 등이 있으며 양방향 무선제어 방식으로는 고출력의 무선모뎀을 이용한 제어방식 등이 있다.

현재 주종을 이루고 있는 광센서와 타이머방식은 집중제어 및 집중관리가 불가능하고 단방향 무선 제어방식은 일괄제어는 가능하나 집중관리가 불가능하며, 고장개소 파악 및 유지보수를 위해 순회점검을 실시하여야 하므로 유지보수 비용의 부담이 크고 고장발생시 신속한 대처가 불가능하므로 민원발생의 확률이 높다.

이러한 단점을 보완하기 위해 사용중인 고출력의 송수신 안테나와 고출력의무선 모뎀을 사용한 양방향 무선 제어방식은 장비의 제작 단가가 매우 높아 일부 가로등에 그룹제어 방식으로 적용중이며 보안등에는 적용이 불가능한 상태이다.

이런 점에 착안하여 본 고안은 고출력의 안테나와 중계기를 사용하지 않고 넓은 지역에 분포되어 있는 가로등 및 보안등을 원격제어, 관리가 가능하게 하고 장비의 제작 단가를 낮추어 저렴한 가격으로 양방향 무선 제어방식을 실현하며 가로등 및 보안등의 개별제어 및 고장진단이 가능하게 함을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 본 고안의 주장치 계통도

도 2는 본 고안의 제어장치 계통도

도 3은 주장치와 제어장치간의 신호전달 방법 구성도

도 4는 전파음영지역에 위치한 제어장치와 주장치간의 신호 전달방법 구성도

도 5는 신호를 전달하는 장치의 고장발생시 경로의 변경방법

***도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1-a: 안테나 1-b: RF data 송수신부

1-c: 신호 변환기 1-d: MPU

1-e: rs232/422 변환기 1-f: rs422/232 변환기

1-g: 제어용 컴퓨터 1-h: 운용 프로그램

2-a: 안테나 2-b: RF data 송수신부

2-c: RF data 변환기 2-d: MPU

2-e: 변류기 2-g: 출력 단자

2-h: 전원장치 2-i: 안정기

2-j: 전구 2-k: 제어장치

본 고안은 크게 주장치와 제어장치로 구성되며 각 장치의 구성 및 동작을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

1)주장치(도 1)

주장치는 운용 프로그램(1-h)을 포함한 제어용 컴퓨터(1-g), 시리얼 통신용 rs422/232변환기(1-f), 무선data 송수신장치(1-i)로 구성되며 무선 data송수신 장치(1-i)는 전기적인 신호를 전파로 송출할 수 있는 RF data 송수신부(1-b), 안테나(1-a), 수신된 신호를 digital 신호로 변환하는 신호 변환기(1-c), 무선data송수신 장치(1-i)를 제어하는 MPU(1-d), rs232/422 변환기(1-e)로 구성된다.

주장치의 동작을 살펴보면 제어가 필요할 경우 운용프로그램(1-h)은 제어할 장치의 위치와 제어명령을 code화하여 제어용 컴퓨터(1-g)에 연결된 rs232/422변환기(1-f)를 통하여 무선 data송수신장치(1-i)로 명령code를 전송한다.

무선data 송수신장치(1-i)로 전달된 신호는 rs232/422 변환기(1-e)를 통하여 MPU(1-d)로 전송되어 규정된 code가 맞는지를 검사하게 된다. 이때 오류가 발생하면 무선 data전송장치(1-i)는 재전송을 요구하고 정상 code일 경우 신호변환기(1-c)와 RF data 송수신부(1-b)를 거치면서 신호는 전파형태로 변환되며 안테나를 통하여 전화도달 거리 내에 위치한 제어장치로 전송된다.

이때 전송되는 code의 종류는 제어장치에 연결된 전구를 on/off하는 on/off code, 제어장치 상태의 전송을 요구하는 상태전송 code, 지정된 장치로 신호의 전달을 명령하는 신호전달 code, 지정된 번호의 다른 제어장치를 on/off시킬 수 있도록하는 제어명령code로 구성되며 각각의 code는 필요시 전달경로를 포함할 수 있다.

제어장치의 응답신호는 상기한 내용의 역순으로 제어용 컴퓨터로 전달되며 운용프로그램은 전송 받은 신호의 code를 분석하여 제어장치의 상태 즉, 전구의 불량, 안전기의 불량 등을 분석하여 표시하게 된다. 이때 운용프로그램은 명령전송후일정기간 동안 응답이 없을 경우 제어장치를 고장상태로 인식하게 된다.

2) 제어장치(도2)

도 2에 도시한 바와 같이 제어장치(2-k)의 구성은 주장치의 무선 data송수신장치(1-i)로 부터 전송된 신호를 수신할 수 있는 안테나(2-a)와 수신된 전파를 전기신호로 변환하는 RF data 변환기(2-c), 제어장치의 동작상태 감시 및 제어, 통신 protocol의 해석 등을 담당하는 MPU(2-d), 출력단자(2-g)에 부착되는 안정기(2-i)와 전구(2-j)를 on/off제어할 수 있는 반도체 switch(2-f), 전원장치(2-h)로 구성된다.

제어장치(2-k)의 동작상태를 살펴보면 안테나(2-a)를 통해 수신된 전파는 RF data 송수신부(2-b)에 의해 전기적인 신호로 변환되고 이 신호는 data변환기(2-c)를 통해 MPU(2-d)로 전달된다. MPU(2-d)는 수신된 신호의 code를 분석하여 필요한 동작을 실행한다.

만약 수신된 code가 전구 on code이면 반도체 switch(2-f)를 동작시켜 출력단자(2-g)로 전류를 공급하여 안정기(2-i)와 전구(2-j)를 동작시키게 된다.

이때 변류기(2-e)는 흐르는 전류를 감지하여 안정기 및 전구의 동작상태를 인지하고 기억한다.

수신된 신호가 off code이면 변류기(2-e)로 안정기 및 전구의 상태를 파악한 후 반도체 switch(2-f)를 차단시켜 출력단자에 전류를 공급하지 않는다.

상태전송 code일 경우 현재 기억되어 있는 안정기 및 전구의 상태를 code화하여 응답하고, 신호전달 code수신후 경로에 자기자신의 번호가 포함되어 있는 경우 전파 도달거리내의 다른 제어장치로 수신된 신호를 전송한다.

제어명령code가 수신일 경우에는 전파도달 거리내의 다른 제어장치로 on 또는 off code를 전송한 후 그 결과를 수신된 경로를 통해 신호전달 code로 응답한다.

제어장치 동작에 필요한 전력은 전원장치(2-h)에 의해 공급받는다.

3)주장치와 제어장치간 신호전달 방법(도 3)

도 3에 도시한 바와 같이 주장치(3-a)의 전파도달 영역(3-d)내에 위치한 제어장치들(3-f)과의 신호전달은 중계과정 없이 가능하나 영역밖에 위치한 제어장치들(3-g, 3-h)은 신호의 중계과정을 통해 신호를 전달하여야 한다. 중계과정을 자세히 살펴보면 주장치(3-a)는 운용프로그램에 포함된 전자지도에서 신호를 전달할 방향에 위치한 제어기중 가장 먼 거리에 위치한 장치(3-b)를 검색하여 제어명령 code를 전송한다. 제어명령 code를 수신한 장치(3-b)는 전파도달영역(3-e)내의 다른 제어장치들과 신호를 송수신하고 그 결과를 주장치(3-a)로 전송한다. 이때 주장치(3-a)는 3-b장치의 영역내 이미 제어가 완료된 장치의 번호를 제외한 나머지 번호와 제어명령을 수행할 장치의 번호를 제어명령 code와 함께 전송한다.

3-b장치의 전파도달 영역(3-e)밖에 위치한 장치들(3-h)의 제어를 위해 3-b와 3-c는 중계기 역할을 수행하며 이들 장치들의 번호를 신호전송시 포함하여 신호의 전달 경로로 활용하게 된다. 3-c장치는 전파도달 영역 내에 위치한 장치들(3-h)로 신호를 전송하며 각 장치로부터 수신된 동작상태를 3-b장치를 통하여 주장치로 전송한다.

4)전파음영지역에 위치한 제어장치의 신호전달 방법(도 4)

제어명령 code를 수신한 장치(4-a)는 전파도달영역내에 위치한 다른 장치들에 송수신을 시도하며 그중 장애물(4-f)로 인해 직접적인 제어가 불가능한 상황이 발생할 수 있다. 그러나 대부분의 장애물은 어느 한쪽이 열려진 상태이며 전파를 완전히 차단하는 경우는 극히 드물다. 이때 주장치는 4-g장치를 경유하여 신호를 전달하는 경로 송수신을 시도하며 실패시 4-b장치를 통하여 신호를 전달하는 또 다른 경로를 통하여 신호의 송수신을 시도하게 된다. 4-a로 직접 신호를 송수신 할 수 없는 4-d장치 또한 4-c장치를 경유하여 신호를 전달하게 되며 대부분의 보안등, 가로등은 통행이 가능한 지역에 설치하므로 우회경로를 확보할 수 있다.

5)신호를 전달하는 장치의 고장발생시 경로의 변경방법(도 5)

5-a의 장치가 5-c장치로 전파도달 거리내의 다른 장치를 제어하는 제어명령 code를 전송할 경우 5-b장치를 경유하여 명령을 전달하였다면 5-b장치가 고장을 일으켰을 경우 주장치는 5-a장치의 전파도달 영역(5-d)내의 다른 장치 5-f를 통하여 신호를 전달하게 되며 5-f장치는 전파도달영역(5-h)내의 다른 장치(5-g)를 경유하여 5-c장치로 신호를 전달하게 된다.

응답신호는 경로의 역순으로 신호를 전달하게 된다.

상기한 방법으로 신호를 송수신하기 위하여 주장치는 처음 동작할 때 각제어장치의 전파도달 거리 내에 설치된 장치의 번호를 확보하여 보관하는 동작을 실시하게 된다.

본 고안을 이용하여 보안등 및 가로등을 제어할 경우 고출력의 송수신 안테나와 별도의 중계장치가 필요 없이 일괄제어 및 집중관리가 가능한 양방향 무선제어가 가능하게 되어 고장에 대한 신속한 대처가 가능하여 민원발생을 사전 차단할 수 있고 고장개소의 위치 및 고장상태를 한곳에서 파악할 수 있으므로 유지관리비용을 대폭 절감할 수 있으며, 무선 제어시스템을 상대적으로 저렴한 비용으로 실현할 수 있다.

Claims

주장치와 제어장치로 구분하여 구성하되,

주장치는 운용 프로그램(1-h)을 포함한 제어용 컴퓨터(1-g), 시리얼 통신용 rs422/232변환기(1-f), 무선data 송수신장치(1-i)로 구성되며, 무선 data송수신 장치(1-i)는 전기적인 신호를 전파로 송출할 수 있는 RF data 송수신부(1-b), 안테나(1-a), 수신된 신호를 digital 신호로 변환하는 신호 변환기(1-c), 무선data송수신 장치(1-i)를 제어하는 MPU(1-d), rs232/422 변환기(1-e)로 구성하며,

제어장치(2-k)는 주장치의 무선 data송수신장치(1-i)로 부터 전송된 신호를 수신할 수 있는 안테나(2-a)와 수신된 전파를 전기신호로 변환하는 RF data 변환기(2-c), 제어장치의 동작상태 감시 및 제어, 통신 protocol의 해석 등을 담당하는 MPU(2-d), 출력단자(2-g)에 부착되는 안정기(2-i)와 전구(2-j)를 on/off제어할 수 있는 반도체 switch(2-f), 전원장치(2-h)로 구성됨을 특징으로 하는 미약전파를 이용한 보안등, 가로등의 무선 원격제어 및 모니터링 장치.