KR20090059343A - Visible light communication network system containing intelligent streetlight - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 지능형가로등에 구비된 LED 램프를 광원으로 이용하여 가시광통신이 가능하도록 함으로써, 지능형가로등 주변에 있는 가시광통신 단말에 네트워크 연결을 제공하거나, 지능형가로등과 관제장치 사이의 통신 방법으로 가시광통신을 사용하도록 하며, 전방의 보행신호 또는 비상상황을 가시광통신을 통해 후방의 지능형가로등에 전달하여 알리게 함으로써 전방의 상황을 알 수 있도록 하는 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a visible light communication network system including an intelligent street light, in particular, by enabling the visible light communication using the LED lamp provided in the intelligent street light as a light source, to provide a network connection to the visible light communication terminal around the intelligent street light or In this way, the visible light communication is used as a communication method between the intelligent street light and the control device, and the intelligent street light that communicates the walking signal or emergency situation in front of the intelligent street light through the visible light communication to inform the rear street of the intelligent street light. A visible optical communication network system is included.
가로등은 종래 단순한 조명의 역할에 그쳤으나, 최근 기술의 발전에 따라 많은 기능이 추가되고 있다. 예컨대, 가로등의 정상작동 여부를 원격으로 감지하여 가로등의 조명에 문제가 있는 경우 신속히 복구할 수 있도록 하는 기능이나, 가로등에 부착된 CCTV 및 스피커를 통해, 음악방송, 안내방송 및 감시기능의 수행기능 등이 가로등을 통해 제공되고 있다.Streetlights have been merely a role of conventional lighting, but with the recent development of technology, many functions have been added. For example, by remotely detecting the normal operation of the street lamp to quickly recover if there is a problem with the lighting of the street lamp, or through the CCTV and speakers attached to the street lamp, performing the music broadcasting, announcement broadcasting and monitoring functions The lamp is provided by a street lamp.
이처럼 가로등에 많은 기능이 부가되고 있는 이유는, 도시 공간에서 밤에도 시민들이 활동을 할 수 있도록 하기 위해 많은 가로등이 설치되었으며, 이처럼 많은 가로등을 단지 조명기능만을 담당하도록 하는 것이 비효율적이기 때문이다. 더욱이, 최근 유비쿼터스(Ubiquitous) 기술이 발달하면서, 도시의 어느 곳에서도 네트워크 접속이 가능해지도록 네트워크 환경이 개선되고 있고, 이는 도시의 구석구석 배치된 가로등에 대한 IT(Information Technology)의 접목을 가속시키고 있다. 그로 인해, 가로등에 센서, 카메라 등을 부착하여 거리의 상황을 실시간으로 파악하고, 네트워크 연결이 가능하도록 일종의 허브(Hub) 역할을 하는 지능형가로등(Intelligent Streetlight)이 시범적으로 도입되고 있다.The reason why many functions are added to street lamps is that many street lamps have been installed in order to allow citizens to be active at night in urban space, and it is inefficient to make such street lamps only have lighting functions. Moreover, with the recent development of ubiquitous technology, the network environment is being improved to enable network access anywhere in the city, which is accelerating the integration of IT (Information Technology) for street lamps in every corner of the city. . As a result, intelligent streetlights, which serve as a type of hub for attaching sensors and cameras to streetlights in real time and enabling network connection, are being introduced.
한편, 가시광통신은 눈에 보이는 전파를 이용하여 통신하는 것으로, LED 등의 전등을 눈이 느낄 수 없을 정도의 매우 빠른 속도로 켜고 끄는 것을 반복하고, 광수신부가 이를 감지함으로써 통신하는 방식이다. 예를 들면, 켜진 상태를 1, 꺼진 상태를 0으로 하여 디지털 신호를 주고받음으로써 통신이 가능한 방식이다.On the other hand, visible light communication is a communication using a visible radio wave, the light of the LED light and the like to repeat the on and off at a very high speed that the eye can not feel, and the light receiving unit detects this communication. For example, it is possible to communicate by sending and receiving digital signals with the on state 1 and the off state 0.
지능형가로등은 조명 램프로써 색상과 조도의 제어가 가능한 LED 램프를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, LED 램프를 광원으로 사용하고, 광 수신 장치 및 가시광통신 제어장치를 연결하면 지능형가로등으로 가시광통신 네트워크를 구성할 수 있다. 그러나 지능형가로등의 네트워크 구성을 가시광통신 방법으로 하는 기술 및 가시광통신을 이용하여 주변의 가시광통신 단말에 네트워크 연결을 제공하는 기술 또는 전방의 거리의 교통상황을 미리 알려주는 기술 등은 존재하지 않는 문제가 있었다.Intelligent street lamps are preferably used as LED lighting lamps that can control the color and illuminance. In this case, when the LED lamp is used as a light source and the light receiving device and the visible light communication control device are connected, the visible light communication network may be configured by an intelligent street lamp. However, there is a problem that there is no technology that uses network configuration such as intelligent streetlight as a visible light communication method, a technology for providing a network connection to a nearby visible light communication terminal using visible light communication, or a technology for notifying a traffic situation in front of the street in advance. there was.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 지능형가로등 사이 또는 지능형가로등과 관제장치 사이의 통신 방식으로 가시광통신을 사용함으로써, 가시광통신 단말에 네트워크에 대한 연결을 제공하거나, 도로 전방의 비상상황을 미리 후방의 운전자에게 전파하는 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the problems of the prior art described above, by using visible light communication as a communication method between the intelligent street light or between the intelligent street light and the control device, providing a connection to the network to the visible light communication terminal. Another object is to provide a visible light communication network system including an intelligent street light that propagates an emergency situation in front of a road to a driver behind the road.
본 발명의 목적을 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 구비된 관측 장비에 의해 수집된 데이터를 가시광통신을 통해 관제장치에 송신하고 가시광통신을 통해 관제장치의 제어신호를 수신하여 동작이 제어되는 지능형가로등 및 상기 지능형가로등으로부터 가시광통신을 통해 지능형가로등이 수집한 데이터를 수신하여 저장하고 제어하고자 하는 지능형가로등에 가시광통신을 통해 제어신호를 송신하여 지능형가로등을 제어하는 관제장치를 포함하는 가시광통신 네트워크 시스템을 제공한다.As a means for solving the object of the present invention, the present invention transmits the data collected by the provided observation equipment to the control device through the visible light communication and the intelligent control operation by receiving the control signal of the control device through the visible light communication Visible light communication network system including a control device for controlling the intelligent street light by transmitting a control signal through the visible light communication to the intelligent street light to receive, store and control the data collected by the street light and the intelligent street light through the visible light communication To provide.
상기 지능형가로등과 관제장치 사이의 가시광통신은 데이터를 송수신하는 지능형가로등과 관제장치 사이의 다른 지능형가로등 들이 광 신호를 중계(Relay) 해주는 방식인 것이 바람직하다.Visible light communication between the intelligent street light and the control device is a way that the intelligent street light between the intelligent street light and the control device for transmitting and receiving data relays the optical signal (Relay).
또한 상기 가시광통신은 통신 프로토콜(Protocol) 셋(Set)으로 TCP/IP 스 택(TCP/IP Stack)을 사용하고, 그중 데이터 링크 레이어(Data Link Layer)에 해당하는 프로토콜로는 이더넷(Ethernet)을 사용하여, 이더넷 프레임을 광 신호로 변조한 후 가시광통신을 통해 송신하고, 광 신호를 수신한 후 이더넷 프레임으로 복조함으로써 가시광통신이 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 전체적으로는 이더넷 네트워크와 똑같이 동작하되, 가시광통신 단말, 지능형가로등, 관제장치 사이에서만 이더넷 프레임을 광 신호로 변조하여 통신하는 방식인 것이 바람직하다.In addition, the visible light communication uses a TCP / IP stack as a communication protocol set, of which Ethernet is used as a protocol corresponding to a data link layer. For example, it is preferable to perform visible light communication by modulating an Ethernet frame into an optical signal and then transmitting it through visible light communication, and receiving the optical signal and demodulating the Ethernet frame. In other words, the overall operation is the same as the Ethernet network, it is preferable that the only way to communicate by modulating the Ethernet frame to the optical signal between the visible light communication terminal, intelligent street light, and the like.
상기 지능형가로등은 자신에게 수신된 광 신호를 다시 인접한 지능형가로등 또는 가시광통신 단말에 재송신하여, 이더넷 허브(Hub)와 같은 역할을 함으로써, 가시광통신 단말에 근거리 및 원거리 무선공유 서비스를 제공하는 것이 바람직하다.The intelligent street light retransmits the optical signal received to the adjacent intelligent street light or visible light communication terminal, and serves as an Ethernet hub, thereby providing short-range and long distance wireless sharing service to the visible light communication terminal. .
상기 지능형가로등은 전방 교통상황 안내 신호가 가시광통신을 통해 수신된 경우, LED 램프의 점멸, 조명색의 변화, 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이 등으로 전방의 교통상황을 알리고, 수신된 신호를 가시광통신 단말에 재송신하여 가시광통신 단말로 하여금 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이 등으로 전방의 교통상황을 알리게 하는 것이 바람직하다.The intelligent street light, when the front traffic situation guidance signal is received through visible light communication, informs the traffic situation in front of the LED lamp flickering, change of illumination color, warning sound reproduction and warning message display, and transmits the received signal to the visible light communication terminal. It is preferable to retransmit to the visible light communication terminal to notify the traffic situation in front of the warning sound reproduction and warning message display.
또한 상기 지능형가로등은 구비된 카메라에 의해 무단횡단, 교통사고 등 비상상황이 인식되거나 구비된 비상버튼이 눌린 경우, LED 램프의 점멸, 조명색의 변화, 경고 음향 재생 및 경고메시지 디스플레이 등으로 비상상황임을 알리고 후방의 지능형가로등에 비상상황 발생을 알리는 내용의 전방 교통상황 안내 신호를 송신하는 것이 바람직하다.In addition, the intelligent street light is recognized as an emergency situation by the camera equipped with an emergency situation, such as unauthorized crossings, traffic accidents, or when the emergency button is pressed, the LED lamp flashes, changes in lighting color, warning sound reproduction, and warning message display. It is desirable to transmit a front traffic situation guidance signal that informs and informs the occurrence of an emergency situation to the rear intelligent street light.
상기 가시광통신 네트워크 시스템은 보행신호 발생 시 인접한 지능형가로등에 보행신호 발생을 알리는 내용의 전방 교통상황 안내 신호를 가시광통신을 통해 송신함으로써 후방에 보행신호의 발생을 알리고, 보행신호 발생 시 정지를 뜻하는 빨간색 등의 색으로 점등하는 횡단보도 매설 LED램프를 더 포함하는 것이 바람직하다.The visible light communication network system notifies the occurrence of a pedestrian signal at the rear by transmitting a forward traffic situation guide signal indicating the occurrence of a pedestrian signal to an adjacent intelligent street when the pedestrian signal is generated through visible light communication, and indicates a stop when the pedestrian signal is generated. It is preferable to further include a pedestrian crossing embedded LED lamp that lights in a color such as red.
본 발명의 목적을 해결하기 위한 다른 수단으로, 본 발명은 허브로부터 제공받은 통신 프레임을 광신호로 변조한 후 LED 램프군을 제어하여 송신하는 광변조부, 상기 광변조부의 제어에 의해 광 신호를 발산하는 LED 램프군, 광 신호를 인식하여 전기적신호로 변환한 후 광복조부에 제공하는 광수광부, 상기 광수광부로부터 전기적신호를 제공받아 통신 프레임으로 복조하여 허브에 제공하는 광복조부, 상기 광변조부, 광복조부 및 기타 이더넷 통신 장비를 연결하여, 그중 하나의 장비가 송신한 통신 프레임을 다른 연결된 모든 장비에 재전송하는 허브를 포함하는 가시광통신이 가능한 지능형가로등을 제공한다.As another means for solving the object of the present invention, the present invention modulates a communication frame provided from the hub into an optical signal, and then modulates an optical signal by controlling the LED lamp group, the optical signal by the control of the optical modulator LED lamp group to emit, the optical signal to recognize the optical signal is converted into an electrical demodulation unit provided to the optical demodulation unit, the optical demodulation unit for receiving the electrical signal from the light receiving unit and demodulated in a communication frame provided to the hub, the optical modulation unit By connecting the optical demodulation unit and other Ethernet communication equipment, it provides an intelligent street light capable of visible light communication including a hub for retransmitting a communication frame transmitted by one of the equipment to all other connected equipment.
본 발명에 따르면, 지능형가로등 주변에서 가시광통신 단말에 네트워크에 대한 연결을 제공하여 가시광통신 단말끼리의 공유 등의 서비스를 제공할 수 있으며, 지능형가로등에 구비된 카메라, 각 종 센서에서 발생하는 신호를 가시광통신의 방법으로 관제센터에 전송할 수 있고, 반대로 관제센터에서 각 지능형가로등의 조명, 음향 조정 신호를 가시광통신을 통해 전송할 수 있다. 또한, 도로전방의 비상상황 또는 보행신호 등 후방의 운전자에게 미리 알려야 하는 상황이 발생한 경우, 이를 LED램프의 점멸, 음향신호, 가시광통신을 이용하여 차량 내부의 가시광통신 단말에 전송하는 방법 등을 이용하여 후방의 운전자에게 알릴 수 있다.According to the present invention, by providing a connection to the visible light communication terminal in the vicinity of the intelligent street light to provide services such as sharing of the visible light communication terminals, and the signal generated from the camera, various sensors provided in the intelligent street light Visible light communication can be transmitted to the control center, on the contrary, the control center can transmit lighting and sound control signals of each intelligent street light through the visible light communication. In addition, when a situation in which a driver behind the scenes, such as an emergency situation in front of the road or a pedestrian signal needs to be informed, occurs, the LED lamp flashes, a sound signal, and a visible light communication is transmitted to a visible light communication terminal inside the vehicle. To inform the driver behind the scenes.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted for clarity. In addition, in describing the present invention with reference to the drawings, components that perform the same function will be described with the same reference numerals.
또한, 이해의 편의를 위하여 비록 다른 도면에 속하더라도 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하였음을 주의하여야 한다.In addition, it should be noted that the same reference numerals are given to the same elements, although belonging to different drawings for convenience of understanding.
본 발명에 따른 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템의 구성을 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.A configuration of a visible light communication network system including an intelligent street light according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
본 발명의 가시광통신 네트워크 시스템은 하나 이상의 지능형가로등을 포함한다. 도 1에서는 설명의 편의상 두 개의 지능형가로등(100, 102), 네 개의 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116) 및 관제장치(104)를 포함하는 가시광통신 네트워크 시스템을 가정하여 설명한다.The visible light communication network system of the present invention includes one or more intelligent street lights. In FIG. 1, for convenience of description, it is assumed that a visible light communication network system including two
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가시광통신 네트워크 시스템은 지능형가로등(100, 102), 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116), 관제장치(104) 및 횡단보도 매설 LED램프(118)를 포함한다.As shown in Figure 1, the visible light communication network system of the present invention intelligent street light (100, 102), visible light communication terminals (108, 110, 112, 116),
지능형가로등(100, 102)은 LED 램프를 광원으로 사용하고, 광수신부 및 가시광통신제어부를 추가로 구비하여 인접한 지능형가로등, 가시광통신 단말(108, 110, 112) 및 관제장치(104)와 가시광통신이 가능하다.Intelligent street light (100, 102) uses an LED lamp as a light source, and further includes a light receiving unit and a visible light communication control unit, and visible light communication with adjacent intelligent street light, visible light communication terminals (108, 110, 112) and
지능형가로등(100, 102)은 카메라 촬영영상, zigbee 등 센서에서 수집한 데이터 등을 가시광통신을 통하여 관제장치(104)에 송신하고, 관제장치(104)로부터 가시광통신을 통하여 조명, 음향 효과, 디스플레이 등에 관한 동작을 제어 받는다.The
상기 가시광통신의 통신 프로토콜로 TCP/IP 스택(TCP/IP Stack)을 사용하는 것이 바람직하며, 그중 데이터 링크 레이어(Data Link Layer)에 해당하는 프로토콜로는 이더넷(Ethernet)을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 지능형가로등(100, 102)과 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116) 네트워크 시스템은 이더넷 프레임(Frame)을 광신호로 변조하여 각 가시광통신 기기 간에 송수신하고, 내부적으로는 이더넷 프레임을 TCP/IP 프로토콜에 의해 처리하는 것이 바람직하다.It is preferable to use a TCP / IP stack as a communication protocol of the visible light communication, and Ethernet is preferably used as a protocol corresponding to a data link layer. That is, the intelligent street light (100, 102) and the visible light communication terminal (108, 110, 112, 116) network system of the present invention modulates an Ethernet frame into an optical signal to transmit and receive between each visible light communication device, internally It is desirable to process Ethernet frames by the TCP / IP protocol.
특히, 각 지능형 가로등(100, 102)은 자신에게 수신된 광 신호를 다시 자신에 구비된 LED 램프를 통해 브로드캐스팅(Broadcasting)함으로써, 이더넷 허브(Hub)와 같은 역할을 한다.In particular, each intelligent street light (100, 102) serves as an Ethernet hub (Bubb) by broadcasting the light signal received to it again through the LED lamp provided in it.
관제장치(104)는 지능형가로등(100, 102)이 취합한 각종 데이터를 가시광통신 방식으로 수신한 후, 이에 응하여 가시광통신 방식으로 각 지능형가로등의 동작 을 제어한다. 또한 인터넷(Internet)(106)과 연결되어 지능형가로등(100, 102)에 접속한 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)에 인터넷 접속을 제공한다.The
가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)은 지능형가로등(100, 102)과 이더넷 프레임을 광신호로 변조하여 송수신한다. 가시광통신 단말(108, 110, 112)은 가시광통신을 지원하는 어댑터를 구비한 기기로, 휴대폰, PDA, 노트북 등의 장비일 수 있다.The visible
본 발명의 가시광통신 네트워크는 지능형가로등(100, 102)이 각각 허브 역할을 하고, 각 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116) 및 관제장치(104)가 이더넷 단말 역할을 하여, LAN(Local Area Network)를 구성한다.In the visible light communication network of the present invention, the
따라서 각 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)은 각 단말 끼리 파일 공유 등의 작업이 가능하고, 인터넷과 연결된 관제장치를 통해 인터넷에 접속이 가능하다.Therefore, each visible light communication terminal (108, 110, 112, 116) is capable of file sharing between each terminal, and can be connected to the Internet through a control device connected to the Internet.
관제장치(104)는 본 발명의 가시광통신 네트워크에 연결된 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)에 대하여 사용자 인증 작업을 거치고, 사용자 인증에 실패한 단말과의 접속을 끊도록 해당 지능형가로등(100, 102)을 제어하는 것이 바람직하다.The
상기 사용자 인증 작업은, 가시광통신 단말의 MAC(Media Access Control) 주소 또는 사용자 ID와 패스워드(Password)를 기준으로 하는 것이 바람직하다.The user authentication operation is preferably based on the MAC (Media Access Control) address or user ID and password of the visible light communication terminal.
횡단보도 매설 LED램프(118)는 보행신호 발생 시 인접한 지능형가로등(100, 102)에 보행신호 발생을 알리는 광 신호를 송신함으로써, 후방에 보행신호의 발생 을 알린다.When the pedestrian crossing embedded
횡단보도 매설 LED램프(118)는 보행신호 발생 시 정지를 뜻하는 빨간색 등의 색으로 점등하여 운전자로 하여금 보행신호의 발생을 더욱더 명확히 인식하도록 하는 것이 바람직하다.The pedestrian crossing buried
본 발명에 따른 지능형가로등의 구성을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.The configuration of the intelligent street light according to the present invention will be described with reference to FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 지능형가로등은 LED 램프군(200), 광수광부(202), 광복조부(204), 광변조부(206), 조명제어부(208), 허브(210), 센서군(212), 음향 및 영상제어부(214), 비상버튼 제어부(216) 등을 포함한다.As shown in FIG. 2, the intelligent street lamp of the present invention includes an
LED 램프군(200)은 조명제어부(208)의 제어를 받아 가로등의 본 역할인 조명을 담당하며, 동시에 가시광통신의 광원으로서 광변조부(206)의 제어를 받아 가시광을 발산하는 역할을 한다. LED 램프군(200)은 본 발명의 지능형가로등의 상단부에 위치하는 것이 바람직하며, 가시광 발산 방향이 각각 인접한 지능형가로등을 향하도록 하는 LED 램프군, 하단부를 향하여 가시광통신 단말에 가시광을 발산할 수 있도록 하는 LED 램프군으로 구성되는 것이 바람직하다.The
광수광부(202)는 인접한 지능형가로등(100, 102) 또는 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)로부터 발산된 가시광을 인식하여, 가시광의 점멸을 전기적 신호로 변환한 후, 광복조부(204)에 제공한다.The
광복조부(204)는 광수광부(202)가 제공한 전기적 신호를 복조하여 이더넷 프레임으로 변환하여 허브(210)에 제공한다.The
광변조부(206)는 허브(210)로부터 제공받은 이더넷 프레임을 광신호로 변환 하여, LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다. 주의할 것은, 광변조부(206)는 다른 이더넷 장비와 달리, 허브(210)로부터 제공받은 이더넷 프레임에 포함된 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 일치하지 않더라도, 수신된 모든 이더넷 프레임을 LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다. 그렇게 함으로써, 지능형가로등(100, 102)에 연결된 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)이 허브(210)에 직접 연결된 것과 같은 방식으로 이더넷 통신을 수행할 수 있다.The
조명제어부(208)는 허브(210)로부터 제공받은 이더넷 프레임을 분석하여, LED 램프군(200)을 제어함으로써 조명의 색깔, 점멸 등을 조정한다.The
허브(210)는 광복조부(204), 광변조부(206), 조명제어부(208), 센서군(212), 음향 및 영상제어부(214) 및 비상버튼 제어부(216)를 연결하여, 그중 하나로부터 제공된 이더넷 프레임을 다른 모든 장치에 제공함으로써, 연결된 모든 장치를 하나의 콜리전 도메인(Collision domain)에 포함시킨다. 허브(210)는 콜리전 도메인을 나누어서 관리할 수 있는 브리지(Bridge) 또는 스위치(Switch)로 구성될 수 있다.The
센서군(212)은 zigbee 센서 등 각종 센서로 구성되며, 수집된 데이터는 허브(210)를 통해 가시광통신 방식으로 관제장치(104)에 송신된다.The
음향 및 영상제어부(214)는 허브(210)로부터 인코딩된 음향, 영상 데이터가 제공되면, 이를 디코딩한 후, 음향 데이터는 스피커(222)에 제공하여 재생되도록 하고, 영상 데이터는 디스플레이부(224)에 제공하여 디스플레이 되도록 하며, 카메 라(220)로부터 제공된 영상을 인코딩하여, 허브(210)를 통해 가시광통신 방식으로 관제장치(104)에 송신한다.When the sound and
비상버튼 제어부(216)는 비상버튼(218)이 눌린 경우, 비상상황 메시지를 허브(210)를 통해 조명제어부(208), 음향 및 영상제어부(214)에 제공한다. 조명제어부(208)는 상기 비상상황 메시지를 제공받아 LED 램프군(200)을 제어하여, 색상 변경, 점멸 동작 등을 통해 비상상황임을 전파하게 된다. 음향 및 영상제어부(214)는 상기 비상상황 메시지를 제공받아 스피커(222)를 통해 비상 상황임을 알리는 소리를 재생하고, 디스플레이부(224)를 통해 비상 상황임을 알리는 메시지를 디스플레이 한다.When the
비상버튼 제어부(216)는 비상상황 메시지를 자신의 지능형가로등보다 후방에 위치한 지능형가로등의 조명제어부(208), 음향 및 영상제어부(214)에 송신하는 것이 바람직하다.The emergency
본 발명에 따른 가시광통신 네트워크의 동작을 살펴보기로 한다.An operation of the visible light communication network according to the present invention will be described.
이하, 설명의 편의상 지능형가로등(100, 102)을 지능형가로등1(100), 지능형가로등2(102)이라 칭하고, 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)을 가시광통신 단말1(108), 가시광통신 단말2(110), 가시광통신 단말3(112), 가시광통신 단말4(116)이라 칭한다.Hereinafter, for convenience of description, the
먼저, 지능형가로등1(100)의 센서군(212)이 수집한 정보를 관제장치(104)에 송신하는 동작을 살펴본다.First, the operation of transmitting the information collected by the
지능형가로등1(100)의 센서군(212)은 센서들이 수집한 데이터를 포함한 이더넷 프레임을 생성한다. 상기 이더넷 프레임은 헤더(Header)와 페이로드(Payload)로 구성되고, 헤더(Header)에는 광변조부(206)의 MAC 주소가 포함되고, 페이로드(Payload)에는 센서들이 수집한 데이터가 포함되는 것이 바람직하다.The
지능형가로등1(100)의 센서군(212)은 상기 이더넷 프레임을 지능형가로등1(100)의 허브(210)에 제공한다. 지능형가로등1(100)의 허브(210)는 상기 이더넷 프레임을 연결된 모든 장비에 제공한다. 이더넷 프레임에 포함된 목적지 MAC 주소와 일치되는 MAC 주소를 가지는 장비가 없지만, 상기 언급한 바와 같이 이더넷 프레임에 포함된 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 일치하지 않더라도, 지능형가로등1(100)의 광변조부(206)는 제공된 이더넷 프레임이 LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다.The
지능형가로등2(102)의 광수신부(202)는 상기 광 신호를 인식하여 전기적신호로 변환하여 광복조부(204)에 제공한다. 지능형가로등2(102)의 광복조부(204)는 지능형가로등2(102)의 광수신부(202)가 제공한 전기적신호로 변환된 광 신호를 다시 이더넷 프레임으로 복조하여 지능형가로등2(102)의 허브(210)에 제공한다. 지능형가로등2(102)의 허브(210)는 상기 이더넷 프레임을 연결된 모든 장비에 제공하고, 지능형가로등2(102)의 광변조부(206)는 제공된 이더넷 프레임이 LED 램프군(200)을 통해 발산될 수 있도록 LED 램프군(200)을 제어한다.The
관제장치(104)는 상기 지능형가로등2(102)의 LED램프군(200)이 발산한 광 신호를 수신하여, 이더넷 프레임으로 복조하고, 그 속에 포함된 지능형가로등1(100) 의 센서들이 수집한 데이터를 처리한다.The
상기 설명된 지능형가로등1(100)의 센서군(212)이 수집한 정보를 관제장치(104)에 송신하는 동작은 센서군(212) 뿐만 아니라, 카메라(220)의 촬영영상을 관제장치(104)에 송신하는 경우 등에도 동일한 통신경로를 거친다.The operation of transmitting the information collected by the
다음으로, 관제장치(104)가 지능형가로등1(100)에 지능형가로등1(100)의 동작을 제어하는 신호를 송신하는 동작을 살펴본다.Next, the
관제장치(104)가 지능형가로등1(100)을 제어하는 동작은 상기 설명된 지능형가로등1(100)의 센서군(212)이 수집한 정보를 관제장치(104)에 송신하는 동작을 역으로 거치게 된다. The operation of controlling the intelligent street light 1 (100) by the
예를 들어, 지능형가로등1(100)의 조명색상을 변경하고자 하는 경우, 관제장치(104)는 지능형가로등1(100)의 조명제어부(208)의 MAC 주소를 목적지 주소로 하고, 미리 정의된 형식의 조명 제어 데이터를 포함하는 이더넷 프레임을 생성하여, 이를 광신호로 변환하여 송신하고, 상기 광신 호는 지능형가로등2(102)를 거쳐 지능형가로등1(100)의 광수광부(202)에 수신되어 광복조부(204)에 제공되고, 광복조부(204)는 이더넷 프레임으로 복조한 후, 허브(210)를 거쳐 최종적으로 조명제어부(208)에 제공된다. 조명제어부(208)는 이더넷 프레임에 포함된 조명 제어 데이터를 분석하여 그에 의해 조명의 색상이 변경되도록 LED 램프군(200)을 제어한다.For example, when the lighting color of the intelligent street light 1 (100) is to be changed, the
다음으로, 전방의 교통상황, 무단횡단 또는 사고발생 등 비상상황을 후방으 로 전파하는 동작을 살펴보기로 한다.Next, the operation to propagate the emergency situation backward, such as traffic situation, unauthorized crossing or accident occurrence in the front will be described.
횡단보도에 보행신호가 발생한 경우, 지면에 매설된 횡단보도 매설 LED램프(118)가 점등된다. 이때 조명의 색은 정지를 뜻하는 빨간색인 것이 바람직하다. 횡단보도 매설 LED램프(118)는 또한 점등과 동시에 보행신호 발생 이더넷 프레임들을 송신한다.When a walking signal occurs in the crosswalk, the crosswalk embedded
교통사고, 무단횡단 등 비상상황(120)이 발생하여 가장 가까운 곳에 위치한 지능형가로등2(102)의 카메라(220)가 이를 감지한 경우, 음향 및 영상제어부(214)에 감지 신호를 제공하여 비상상황 발생 이더넷 프레임들을 송신하도록 한다. 또한 주변의 사람이 지능형가로등2(102)의 비상버튼(218)을 누른 경우, 지능형가로등2(102)의 비상버튼 제어부(216)는 비상상황 발생 이더넷 프레임들을 송신한다.When an
상기 비상상황 발생 이더넷 프레임은 관제장치(104)가 비상상황 발생을 알릴 지능형가로등(100, 102)에 송신할 수도 있다.The emergency occurrence Ethernet frame may be transmitted to the intelligent street light (100, 102) that the
상기 보행신호 발생 이더넷 프레임과 비상상황 발생 이더넷 프레임은 조명효과 이더넷 프레임, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임, 가시광통신 단말 알림 이더넷 프레임으로 구분될 수 있으며, 횡단보도의 후방에 존재하는 몇 개의 지능형 가로등에 대하여 보행신호 또는 비상상황의 발생을 알릴 것인지는 시스템 설치시 결정할 수 있으나, 설명의 편의상 횡단보도 후방에 있는 가장 근접한 두 개의 지능형가로등(100, 102)에 대해 알리는 것으로 가정하여 설명한다. The walk signal generating Ethernet frame and the emergency generating Ethernet frame may be classified into an lighting effect Ethernet frame, an audio and video effect Ethernet frame, and a visible light communication terminal notification Ethernet frame. Whether to notify the occurrence of a pedestrian signal or an emergency situation can be determined at the time of installation of the system, but for convenience of explanation, it will be described assuming that the two nearest intelligent street lights (100, 102) behind the crosswalk.
상기 조명효과 이더넷 프레임은 지능형가로등(100, 102)의 조명제어부(208)의 MAC 주소를 도착지 주소로 하고, 상기 음향 및 영상효과 이더넷 프레임은 지능 형가로등(100, 102)의 음향 및 영상제어부(214)의 MAC 주소를 도착지 주소로 하며, 상기 가시광통신 단말 알림 이더넷 프레임은 지능형가로등(100, 102)의 광변조부(206)의 MAC 주소를 도착지 주소로 한다.The lighting effect Ethernet frame is a destination address of the MAC address of the
횡단보도에 근접한 지능형가로등2(102)의 광수광부(202)는 상기 보행신호 발생 이더넷 프레임을 수신하여 지능형가로등2(102)의 광복조부(204)를 거쳐 지능형가로등2(102)의 허브(210)로 제공한다. 이후, 도착지 주소가 지능형가로등1(100)의 각 장치인 보행신호 발생 이더넷 프레임은 지능형가로등2(102)의 광변조부(206)를 거쳐 지능형가로등2(102)의 LED 램프군(200)을 통해 지능형가로등1(100)로 재송신되고, 도착지 주소가 지능형가로등2(102)의 각 장치인 보행신호 발생 이더넷 프레임은 지능형가로등2(102)의 각 장치에 의해 처리된다.The light-receiving
구체적으로 보행신호 발생 또는 비상상황 발생 이더넷 프레임의 처리과정을 살펴보면, 조명효과 이더넷 프레임의 경우, 조명제어부(208)가 수신하여 LED 램프군(200)을 제어하여 조명의 점멸, 조명 색의 변경 등이 이뤄지도록 하고, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임의 경우, 음향 및 영상제어부(214)가 수신하여, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임에 포함된 경고 음향을 스피커(222)를 통해 재생하도록 하고, 음향 및 영상효과 이더넷 프레임에 포함된 경고 영상을 디스플레이부(224)를 통해 디스플레이 되도록 하며, 가시광통신 단말 알림 이더넷 프레임의 경우, 광변조부(206)가 LED 램프군(200)을 통해 재송신하면, 가시광통신 단말(108, 110, 112, 116)이 이를 수신하여 경고 메시지를 디스플레이하거나, 경고음성을 재생하게 된다.Specifically, the process of processing a walk signal generation or an emergency occurrence Ethernet frame, the lighting effect Ethernet frame, the
횡단보도 매설 LED램프(118)는 횡단보도의 보행신호가 해제될 경우, 다시 보행신호 해제 이더넷 프레임을 송신하여 지능형가로등(100, 102)으로 하여금 전방에 보행신호 발생을 알리는 동작을 중지하도록 한다.When the pedestrian
횡단보도 매설 LED램프(118)는 보행신호 발생 후, 시간이 지남에 따라 점멸, 색상 변화 등을 통하여 사고위험을 방지하는 것이 바람직하다.The crosswalk buried
도 1은 본 발명에 따른 지능형가로등이 포함된 가시광통신 네트워크 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a visible light communication network system including an intelligent street light according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 가시광통신이 가능한 지능형가로등의 상세구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a detailed configuration of an intelligent street light capable of visible light communication according to the present invention.
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