KR20090083789A - 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템에 관한 것으로서, 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 가로등의 현재 상태를 실시간으로 감지하여 안전과 기능적 정상 유무를 파악하고 개별제어를 함으로써 가로등의 불필요한 에너지 낭비 예방 및 지속적 관리를 유지할 수 있도록 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템에 관한 것이다.
본 발명인 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템은,
가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 원격관리시스템에 있어서,
가로등주에 장착되고, 내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 감지 데이터를 가로등싱크노드부로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어보드와;
내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 상기 가로등제어보드로부터 감지 데이터를 수신하여 취합하여 가로등제어관리서버로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등싱크노드부와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등제어관리서버와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터 및 제어 응답 데이터를 가로등제어관리서버로 전송하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 데이터를 전송하기 위한 네트워크망;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격 관리시스템에 접목하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 통해 가로등의 현재 상태를 실시간으로 수집하고 해당 수집된 정보를 원격지의 관리시스템으로 전송하여 적당한 제어가 필요한 시기에 실시간 제어를 수행함으로써 이에 따른 유지보수 및 설치의 편리성을 제공하게 되며 해당 수집된 정보를 데이터베이스화하여 가로등 이력관리를 정확하고 편리하게 실행할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
유비쿼터스, 문화재, 보호 및 관리, 원격제어.
Description
본 발명은 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템에 관한 것으로서, 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 가로등의 현재 상태를 실시간으로 감지하여 안전과 기능적 정상 유무를 파악하고 개별제어를 함으로써 가로등의 불필요한 에너지 낭비 예방 및 지속적 관리를 유지할 수 있도록 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템에 관한 것이다.
현재 우리나라에서 연간 소비되는 전력은 최근 수년간 급격한 증가세를 보이고 있다.
이는 일일생활시간영역이 24시간대로 확대됨과 아울러 선진산업사회를 향한 현대화된 중화학공업 시설의 연중 계속적인 운영 등으로 많은 도시 및 산업시설물이 필요하게 되었으며, 생활의 여유에 따른 휴식공간의 증대로 공원이나 근린시설에도 역시 많은 조명시설을 요구하고 있다.
또한, 누구나 밝은 낮에도 조명시설이 점등되어 있는 것을 어렵지 않게 경험하였을 것이며, 어두운 거리에서 고장에 의해 조명시설이 켜지지 않은 문제점도 쉽게 않게 볼 수 있었다.
이는 수동에 의해 점등 소등 및 관리가 이루어지고 있기에 관리자의 시야를 벗어난 지역이거나 관리자의 부족에 의해 문제가 야기되고 있는 것이다.
최근에는 선진화를 위한 여러가지 산업시설의 운영 및 전력 소비문화의 변천이 발생되고 있으며 그 중에서 조명시설은 많은 전력을 소비하는 항목 중에 하나로서 현재의 조명 시스템에서는 많은 불필요한 전력을 낭비하고 있는 것이 사실이다.
그러나, 산업 현장 및 복지를 위하여 조명은 불가피한 요소 중의 하나로 이에 대한 효율적인 관리가 필요하다.
또한, 인간의 생활영역 및 다양한 시설의 설치 환경변화로 인하여 근접이 용이하지 않은 곳까지 조명시설의 필요성은 점차 증가하고 있으며 이러한 요구의 충족은 무선을 이용하여 원거리에서 컨트롤함으로써 가능하게 되었다.
종래의 방전등 조명시설 및 가로등 시설들이 대부분 높은 장소에 설치되어 있으며 유선의 형태로 컨트롤하거나 개개의 조명을 점등 소등하는 간단한 형태만을 취하고 있으므로 유지보수를 위하여 많은 노력과 인력이 소모될 뿐만 아니라, 중앙 집중화된 상태 점검이 어려워 야간에 순회점검을 하고 있어서 많은 비용이 소요되었으며, 램프 불량 시 불량시점부터 발견 시점과 완전 보수까지 안정기에 지속적인 무 부하전력 소모로 불필요한 에너지를 소모시키고 있으며 안정기 수명 또한 단축된다. 일반도로의 가로등은 유지보수 시 많은 비용뿐만 아니라 보수장비에 의한 도 로의 차량 정체 현상까지 유발시키고 있어 종래의 유지보수 체계로는 관리의 한계를 느끼게 되므로 보다 현대화된 조명시설의 설치와 통합 관리가 필요한 사항으로 대두되고 있다.
따라서, 시설물의 현재 상황을 실시간으로 수집하고 적당한 시기에 적절한 제어를 실시간으로 설치 및 유지보수의 어려움 없이 운영할 수 있는 시스템을 요구하게 되었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격관리시스템에 접목하여 실시간으로 현재 상황을 원격지에서 모니터링 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 실시간으로 가로등들로부터 전송되는 데이터들을 분석하여 가로등의 이상 유무를 실시간으로 확인하여 즉각적인 조치를 유도할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가로등의 소비전력을 절약하기 위하여 가로등을 그룹화하여 그룹별 점등 시간 및 소등 시간을 설정할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가로등 및 가로등 원격 제어에 필요한 장치들간의 노드를 실시간으로 감지하여 이상 발생에 따른 데이터 손실을 미연에 방지할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,
본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템은,
가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 원격관리시스템에 있어서,
가로등주에 장착되고, 내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 가로등주의 온/ 오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 감지 데이터를 가로등싱크노드부로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어보드와;
내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 상기 가로등제어보드로부터 감지 데이터를 수신하여 취합하여 가로등제어관리서버로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등싱크노드부와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등제어관리서버와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터 및 제어 응답 데이터를 가로등제어관리서버로 전송하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 데이터를 전송하기 위한 네트워크망;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템은 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격 관리시스템에 접목하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 통해 가로등의 현재 상태를 실시간으로 수집하고 해당 수집된 정보를 원격지의 관리시스템으로 전송하여 적당한 제어가 필요한 시기에 실시간 제어를 수행함으로써 이에 따른 유지보수 및 설치의 편리성을 제공하게 되며 해당 수집된 정보를 데이터베이스화하여 가로등 이력관리를 정확하고 편리하게 실행할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 가로등을 그룹화하여 그룹별 점등 시간 및 소등 시간을 설정할 수 있게 되어 가로등의 소비전력을 절약하는 효과를 제공하게 된다.
또한, 가로등 및 가로등 원격 제어에 필요한 장치들간의 노드를 실시간으로 감지하여 이상 발생에 따른 데이터 손실을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템은,
가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 원격관리시스템에 있어서,
가로등주에 장착되고, 내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 감지 데이터를 가로등싱크노드부로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어보드와;
내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 상기 가로등제어보드로부터 감지 데이터를 수신하여 취합하여 가로등제어관리서버로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등싱크노드부와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등제어관리서버와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터 및 제어 응답 데이터를 가로등제어관리서버로 전송하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 데이터를 전송하기 위한 네트워크망;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템은,
가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 원격관리시스템에 있어서,
가로등주에 장착되고, 내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 감지 데이터를 가로등싱크노드부로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어보드와;
내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 상기 가로등제어보드로부터 감지 데이터를 수신하여 취합하여 가로등제어관리서버로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등싱크노드부와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등제어관리서버와;
상기 가로등제어관리서버로부터 전송되는 가로등 이력 정보를 데이터베이스화하며 가로등의 위치 정보를 데이터베이스화하여 실시간으로 가로등의 상태 정보를 웹을 통해 확인할 수 있도록 하기 위한 가로등데이터베이스관리서버와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터 및 제어 응답 데이터를 가로등제어관리서버로 전송하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 데이터 를 전송하거나 가로등데이터베이스관리서버와 통신을 수행하기 위한 네트워크망;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 가로등제어보드는,
안정기 혹은 전등에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 정전 및 전등의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부와,
가로등제어관리서버로부터의 전등 제어 신호를 전송받아 전등의 온오프를 수행하기 위한 전등온오프설정부와,
가로등감지제어부가 전송을 결정하면 가로등싱크노드부에 감지 데이터를 전송하고 관리자의 요청 및 가로등싱크노드부의 요청을 가로등감지제어부에 전송하여 제어 기능을 수행하기 위한 지그비통신부와,
상기전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하여 가로등감지제어부에 전송하기 위한 디지털변환부와,
상기 디지털변환부를 통해 변환된 데이터를 판단하여 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등감지제어부와,
각각의 부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 부가적인 양상에 따른 상기 가로등제어보드는,
안정기 혹은 전등에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 정전 및 전등의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부와,
가로등제어관리서버로부터의 전등 제어 신호를 전송받아 전등의 온오프를 수 행하기 위한 전등온오프설정부와,
가로등감지제어부가 전송을 결정하면 가로등싱크노드부에 감지 데이터를 전송하고 관리자의 요청 및 가로등싱크노드부의 요청을 가로등감지제어부에 전송하여 제어 기능을 수행하기 위한 지그비통신부와,
전등 또는 안정기에서 흐르는 누설 전류를 감지하기 위한 누설전류감지부와,
상기전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하여 가로등감지제어부에 전송하기 위한 디지털변환부와,
상기 디지털변환부를 통해 변환된 데이터를 판단하여 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등감지제어부와,
각각의 부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가로등제어보드는,
가로등싱크노드부의 명령에 따라 스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹을 바꿀 수 있으며 라우팅 기능을 자동, 수시로 바꿀 수 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 가로등제어관리서버는,
상기 가로등제어보드로부터 전송되는 감지 데이터 및 전송한 동작 또는 정지 제어의 응답 데이터를 수신하기 위한 제어관리지그비통신부와,
상기 제어관리지그비통신부를 통해 수신된 감지 데이터의 종류를 구분하기 위한 감지데이터구분부와,
상기 감지데이터구분부를 통해 구분된 데이터별로 데이터의 왜곡을 보정하기 위한 데이터보정부와,
데이터보정부를 통해 보정된 데이터에서 가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장, 누전 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하기 위한 데이터이상판단부와,
상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 가로등의 위치를 추출하기 위한 위치추출부와,
상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키기 위한 이상조치부와,
상기 감지데이터구분부와 데이터보정부 및 데이터이상판단부를 통해 처리된 데이터 및 관리자, 유지보수, 유관기관, 경비업체 정보를 저장하기 위한 데이터저장부와,
가로등관리제어부에 의해 전달된 출력 신호를 관리자에게 디스플레이시키기 위한 디스플레이부와,
상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등관리제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 부가적인 양상에 따라 상기 가로등제어관리서버는,
가로등제어보드 또는 가로등싱크노드부 또는 통신 장치들간의 노드 이상을 검출하기 위한 노드이상검출부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 다른 부가적인 양상에 따라 상기 가로등제어관리서버는,
관리하고자 하는 가로등주를 그룹화하여 구룹화된 가로등 그룹별로 관리번호를 부여하기 위한 그룹핑관리부와,
가로등주의 점등 및 소등 유형을 설정하기 위한 유형설정부와,
가로등의 점등 시간을 설정하기 위한 점등시간설정부와,
상기 점등 시간 설정시 설정된 시간을 카운팅하기 위한 타이머부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 가로등데이터베이스관리서버는,
가로등의 위치정보 및 가로등의 상태 정보를 저장하고 관리하기 위한 가로등위치정보데이터베이스와,
가로등의 개별, 그룹별 정보 및 점등 스케쥴 정보를 저장하고 관리하기 위한가로등점등스케쥴데이터베이스와,
가로등의 설치 정보, 장애정보, 장애처리정보, 관리자 정보등의 이력 정보를 저장하고 관리하기 위한 이력정보데이터베이스와,
상기 각각의 데이터베이스들을 웹을 통해 확인할 수 있도록 네트워크망과 접속시키기 위한 인터페이스부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 전체 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템 은,
가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 원격관리시스템에 있어서,
가로등주(10)에 장착되고, 내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 감지 데이터를 가로등싱크노드부로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어보드(100)와;
내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 상기 가로등제어보드로부터 감지 데이터를 수신하여 취합하여 가로등제어관리서버로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등싱크노드부(200)와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등제어관리서버(400)와;
상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터 및 제어 응답 데이터를 가로등제어관리서버로 전송하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 데이터를 전송하기 위한 네트워크망(300);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따라 상기 가로등제어관리서버로부터 전송되는 가로등 이력 정보를 데이터베이스화하며 가로등의 위치 정보를 데이터베이스화하여 실시간으로 가로등의 상태 정보를 웹을 통해 확인할 수 있도록 하기 위한 가로등데이터베이스관리서버(500)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
동작 원리를 간략히 설명하자면, 가로등제어보드(100)에 의해 가로등의 온/오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하여 감지된 신호를 판단하여 가로등싱크노드부에 감지 데이터를 전송하여 가로등제어관리서버(400)에서 가로등싱크노드부에서 전송하는 감지 데이터를 수신받으면 수신된 데이터를 종류를 구분하여 해당 데이터의 왜곡을 보정하여 이상 여부를 판단하여 이상일 경우에 해당 가로등의 위치 정보를 관리자에게 제공하게 되며, 가로등제어관리서버(400)에서 전송되는 제어 데이터를 가로등싱크노드부에 의해 가로등제어보드로 전송하여 이에 대한 응답 신호를 가로등제어관리서버에 전송하게 되는 것이다.
그리고, 비상 상황 발생시 혹은 필요에 따라 상기 가로등제어관리서버는 유지보수업체, 유관기관, 관리자와 네크워크망을 통해 연결되어 비상 상황 발생 정보 및 필요 정보를 수시로 혹은 필요에 따라 송수신하게 된다.
상기 가로등싱크노드부는,
지그비(Zigbee)의 통신 규약을 기반으로 하고 있는 것을 특징으로 하며, 이러한 이유는 저전력을 소비하므로 가로등의 감시를 위해 설치되는 센서들의 항시 동작을 위해서는 전원 관리가 중요하므로 이에 따라 가장 효율적인 지그비 통신을 이용하게 되는 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 가로등제어보드 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 가로등제어보드는,
안정기 혹은 전등에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 정전 및 전등의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부와,
가로등제어관리서버로부터의 전등 제어 신호를 전송받아 전등의 온오프를 수행하기 위한 전등온오프설정부와,
가로등감지제어부가 전송을 결정하면 가로등싱크노드부에 감지 데이터를 전송하고 관리자의 요청 및 가로등싱크노드부의 요청을 가로등감지제어부에 전송하여 제어 기능을 수행하기 위한 지그비통신부와,
상기전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하여 가로등감지제어부에 전송하기 위한 디지털변환부와,
상기 디지털변환부를 통해 변환된 데이터를 판단하여 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등감지제어부와,
각각의 부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 부가적인 양상에 따라 전등 또는 안정기에서 흐르는 누설 전류를 감지하기 위한 누설전류감지부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 가로등제어보드는,
가로등싱크노드부의 명령에 따라 스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹을 바꿀 수 있으며 라우팅 기능을 자동, 수시로 바꿀 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 가로등싱크노드부의 명령에 따라 가로등제어보드의 라우팅 기능을 수시 로 바꿀 수 있으며, 네트워킹 형태를 스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹으로 바꿀 수도 있다.
스타 네트워킹은 가로등싱크노드부와 가로등제어보드가 일대일 통신을 하면서 가로등싱크노드부의 통제를 받는다. 상기 스타 네트워킹 방식은 다수의 가로등제어보드와 하나의 가로등싱크노드부에서 빠른 데이터 통신이 가능한 장점을 가지고 있다.
또한, 스타 네트워킹이 가지는 장점은 가로등제어보드를 등록하거나 삭제할 때 가로등싱크노드부의 조작으로 가능하며, 다른 센서에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 이 장점을 이용하여 최초 가로등제어보드를 구성할 때 사용자는 스타 네트워킹으로 구성을 시작할 수 있다.
애드-혹 네트워킹 방식은 각각의 가로등제어보드가 송수신을 자유롭게 하면서 영역을 확보하게 된다. 즉, 애드-혹 네트워킹은 연동되어 있는 가로등제어보드의 요청에 의해 그 역할을 바꾸면서 가로등제어보드의 역할과 네트워크의 중계역할을 바꾸어 가면 가로등제어보드는 기능을 수행하게 된다.
애드-혹 네트워킹에서는 거리의 제한 사항에 존재하는 가로등제어보드가 있을 경우 다른 가로등제어보드와 통신을 하며 애드-혹 네트워킹을 시작한다. 이러한 네트워크 변경을 환경에 의해 가로등싱크노드부가 결정 또는 가로등제어보드가 요청하는 경우가 있다.
즉, 거리의 제한에 의해 가로등싱크노드부와 연결이 안되는 가로등제어보드가 통신 가능한 가로등제어보드에 네트워크 변경 요청을 한다. 이때, 변경 요청을 받은 가로등제어보드는 가로등싱크노드부에 이러한 사실을 알리게 되며 가로등싱크노드부에서는 가로등제어보드의 유아이디(UID)를 확인하여 요청사항을 수락한다.
상기 유아이디(UID)는 2바이트(32비트)를 사용하며, 0~4비트는 가로등제어보드의 네트워크 상태를, 5~30비트는 가로등제어보드UID를, 31비트는 ECC코드 여부(UID암호화 여부)를 가지고 있다.
만약, 암호화가 될 경우 가로등제어보드의 유아이디(UID)는 해석 방법이 틀려지며 각 센서데이터의 값도 암호화 된다.
상기 요청을 받은 가로등제어보드는 중계 역할부로 자신의 상태를 변경한다. 최종적으로 최초 변경 요청을 한 가로등제어보드의 데이터와 중계 역할부로 변경된 가로등제어보드의 데이터를 통신부는 수락하게 된다.
상기에 서술한 바와 같이 장점은 가로등제어보드의 네트워크 상태가 가로등싱크노드부의 통제를 받으면서 네트워크에 필요한 라우팅 및 구성 매커니즘이 조작이 필요없이 자동으로 설정될 수 있다는 것이다.
즉, 센서 네트워크는 자기조직적이고 이를 통해 가로등제어보드의 특정 전개 또는 네트워크 관리 활동들을 필요로 하지 않는 손쉽고 사용자가 원하는 곳에 가로등제어보드를 설치하면 자동으로 가로등싱크노드부와 최적의 네트워크를 구성하게 된다.
가로등제어보드의 네트워크는 네트워크 구성이 네트워크로부터 추가 및 삭제되어지는 각기 다른 가로등제어보드들로 인해 다이나믹하게 변경되는 복잡한 환경 및 구현들에 적응될 수 있다.
메쉬 네트워킹 방식은 가로등싱크노드부가 다른 가로등제어보드에 요청을 내릴 수 있다.
즉, 최초 가로등제어보드에 다른 가로등제어보드와 통신이 가능한지를 가로등싱크노드부에서는 각 가로등제어보드에 요청을 내리며(Broadcasting Notice), 다른 가로등제어보드에서 가능성을 송신한다.
이때, 다른 가로등제어보드가 최초 가로등제어보드와 통신을 하고 가로등싱크노드부는 최초 가로등제어보드의 데이터를 중복으로 확인할 수 있다.
상기와 같은 이유는 가로등제어보드가 동작중에 파손, 훼손등 여러가지 이유로 중계 역할의 가로등제어보드가 그 중계 역할을 못할 경우 가로등싱크노드부에서는 가능한 통신 채널을 확보할 필요가 있기 때문이다.
물론 상기와 같은 네트워크 구성 자체도 완전 자동으로 진행된다. 또한, 가로등싱크노드부가 하나 더 구성되어 있을 수 있다. 이미 구성되어진 가로등싱크노드부에 다른 가로등싱크노드부가 접목이 되는 것이다.
이 구성에서 종래의 가로등싱크노드부는 여러 가로등제어보드를 통해 신규 가로등싱크노드부와 통신하게 되며, 인증 절차에 의해 인증이 되면 모든 가로등제어보드를 공유하게 된다.
이러한 구성은 중간에 제어 역할을 하는 가로등싱크노드부를 사용함으로써 가로등제어보드에 의한 네트워크 구성을 가로등싱크노드부에 의한 네트워크 구성으로 바꿀 수 있으며 제어 위주의 네트워크에서 데이터 위주의 네트워크로 바꿀 수 있다.
상기 전압전류측정부는 안정기 혹은 전등에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 정전 및 전등의 고장 유무를 감지하게 되며, 상기 전등온오프설정부에 의해 가로등제어관리서버로부터의 전등 제어 신호를 전송받아 전등의 온오프를 수행하게 된다.
예를 들어 전압 및 전류가 흐르지 않을 경우에는 안정기의 고장으로 판단할 수 있게 된다.
상기 가로등싱크노드부와 네트워크망과의 접속을 CDMA 모듈을 이용하여 수행할 수 있으며 유선으로 연결하여 접속할 수 있으며 현장의 상황에 맞게 유동적으로 연결하게 된다.
상기 지그비통신부를 통해 가로등감지제어부가 전송을 결정하면 가로등싱크노드부에 감지 데이터를 전송하고 관리자의 요청 및 가로등싱크노드부의 요청을 가로등감지제어부에 전송하여 제어 기능을 수행하도록 하며, 디지털변환부에 의해 상기 전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하여 가로등감지제어부에 전송하여 전반적인 제어 명령을 수행할 수 있도록 한다.
또한, 부가적인 양상에 따라 누설전류감지부를 추가하여 구성할 수 있는데 이는 전등 또는 안정기에서 흐르는 누설 전류를 감지하기 위한 것으로서 누설 전류가 발생할 경우에 이를 감지하여 해당 감지 신호를 디지털변환부를 통해 디지털로 변환하여 가로등감지제어부의 분석에 의해 누설 여부를 판단하여 이를 가로등제어관리서버로 전송하여 해당 가로등의 누설 여부를 확인할 수 있게 된다.
이는 누설되는 전류를 파악하여 이에 따른 전력 소비 절감 및 고장을 미연에 방지할 수 있는 장점을 제공하게 된다.
상기 가로등제어보드는 일반적으로 외함 케이스 내에 설치 구성하며 현장에서 이를 육안으로 확인할 수 있도록 제어, 동작, 안정기 상태등을 LED로 확인할 수 있도록 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 가로등제어관리서버 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 가로등제어관리서버(400)는,
상기 가로등제어보드로부터 전송되는 감지 데이터 및 전송한 동작 또는 정지 제어의 응답 데이터를 수신하기 위한 제어관리지그비통신부(410)와,
상기 제어관리지그비통신부를 통해 수신된 감지 데이터의 종류를 구분하기 위한 감지데이터구분부(420)와,
상기 감지데이터구분부를 통해 구분된 데이터별로 데이터의 왜곡을 보정하기 위한 데이터보정부(430)와,
데이터보정부를 통해 보정된 데이터에서 가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장, 누전 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하기 위한 데이터이상판단부(440)와,
상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 가로등의 위치를 추출하기 위한 위치추출부(450)와,
상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키기 위한 이상조치부(460)와,
상기 감지데이터구분부와 데이터보정부 및 데이터이상판단부를 통해 처리된 데이터 및 관리자, 유지보수, 유관기관, 경비업체 정보를 저장하기 위한 데이터저장부(470)와,
가로등관리제어부에 의해 전달된 출력 신호를 관리자에게 디스플레이시키기 위한 디스플레이부(480)와,
상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등관리제어부(490)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이, 감지데이터구분부(420)에 의해 감지 데이터의 종류를 구분하게 되는데 예를 들어 안정기 감지 데이터인지 가로등 점등 여부 데이터인지 혹은 누설 전류 및 정전 데이터인지를 추출하여 위험도에 따른 경보의 발생 종류를 달리할 수 있도록 하며 수많은 데이터들의 일시적 트래픽을 제거하기 위한 것이며, 감지 데이터를 터의 전송상에 발생하는 왜곡 보정시 보정 속도를 더욱 신속히 처리하기 위한 것이다.
데이터보정부를 통해 보정된 데이터에서 데이터이상판단부(440)에 의해 가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장, 누전 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하여 위치추출부(450)를 통해 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 가로등의 위치를 추출하게 되며, 상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 이상조치부(460)를 통해 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키게 된다.
즉, 상기 이상조치부는,
디스플레이부에 관리자가 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 표시하기 위한 경보표시부와,
관리자가 청각적으로 쉽게 확인할 수 있도록 스피커를 통해 출력하기 위한 알람출력부와,
관리자, 유지보수 업체, 유관 기관의 전화 번호 혹은 이동통신 단말기로 단문메세지를 송신하기 위한 메세지송신부를 포함하여 구성된다.
또한, 부가적인 양상에 따라 가로등제어보드 또는 가로등싱크노드부 또는 통신 장치들간의 노드 이상을 검출하기 위한 노드이상검출부를 더 포함하여 구성되는데 가로등제어보드로부터 이상 유무를 전송하게 되는데 해당 데이터를 가로등제어관리서버에서 수신받지 못할 경우를 대비하여 어느 노드에서 이상이 발생하였는지를 체크하기 위하여 구성하게 되는 것이다.
또한, 다른 부가적인 양상에 따라 관리하고자 하는 가로등주를 그룹화하여 구룹화된 가로등 그룹별로 관리번호를 부여하기 위한 그룹핑관리부와,
가로등주의 점등 및 소등 유형을 설정하기 위한 유형설정부와,
가로등의 점등 시간을 설정하기 위한 점등시간설정부와,
상기 점등 시간 설정시 설정된 시간을 카운팅하기 위한 타이머부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는데, 그룹핑관리부를 통해 관리자가 관리하고자 하는 가로등의 구간을 그룹화하여 개별 제어 혹은 그룹 제어 혹은 일괄 제어시 관리자에게 편의성을 제공하기 위한 것이다.
모든 그룹들은 고유의 그룹코드를 부여받게 되며 그룹코드별 제어를 수행하 게 된다.
또한, 상기 유형설정부를 통해 직선 구간에서는 격등 제어, 3격등 제어 곡선 구간에서는 모든 가로등의 제어를 설정할 수 있으며, 점등시간설정부를 통해 계절별, 시간별 점등 시간을 설정할 수 있게 되어 가로등의 위치, 계절별, 시간별로 제어가 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 가로등데이터베이스관리서버 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 가로등데이터베이스관리서버는,
가로등의 위치정보 및 가로등의 상태 정보를 저장하고 관리하기 위한 가로등위치정보데이터베이스(510)와,
가로등의 개별, 그룹별 정보 및 점등 스케쥴 정보를 저장하고 관리하기 위한가로등점등스케쥴데이터베이스(520)와,
가로등의 설치 정보, 장애정보, 장애처리정보, 관리자 정보등의 이력 정보를 저장하고 관리하기 위한 이력정보데이터베이스(530)와,
상기 각각의 데이터베이스들을 웹을 통해 확인할 수 있도록 네트워크망과 접속시키기 위한 인터페이스부(540)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가로등위치정보데이터베이스(510)는 가로등제어관리서버로부터 가로등의 위치정보 및 가로등의 상태 정보를 제공받아 이를 데이터베이스화하여 저장하게 된다.
또한, 가로등점등스케쥴데이터베이스(520)는 가로등제어관리서버로부터 가로 등의 개별, 그룹별 정보 및 점등 스케쥴 정보를 제공받아 이를 데이터베이스화하여 저장하게 되며, 이력정보데이터베이스(530)는 가로등의 설치 정보, 장애정보, 장애처리정보, 관리자 정보등의 이력 정보를 제공받아 이를 데이터베이스화하여 저장하게 된다.
상기한 각각의 데이터베이스들을 웹을 통해 확인할 수 있도록 네트워크망과 접속시키기 위한 인터페이스부(540)를 구성함으로써 웹을 통해 어디서든지 별도의 인증 절차를 거친 후 접속하여 해당 가로등의 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명인 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템은 유비쿼터스 네트워크 기술을 가로등 원격 관리시스템에 접목하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 통해 가로등의 현재 상태를 실시간으로 수집하고 해당 수집된 정보를 원격지의 관리시스템으로 전송하여 적당한 제어가 필요한 시기에 실시간 제어를 수행함으로써 이에 따른 유지보수 및 설치의 편리성을 제공하게 되며 해당 수집된 정보를 데이터베이스화하여 가로등 이력관리를 정확하고 편리하게 실행할 수 있는 효과를 제공하게 되어 가로등 원격 제어 및 관리 분야에 널리 유용하게 활용될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 가로등제어보드 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 가로등제어관리서버 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템의 가로등데이터베이스관리서버 블록도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 가로등제어보드
200 : 가로등싱크노드부
300 : 네트워크망
400 : 가로등제어관리서버
500 : 가로등데이터베이스관리서버
600 : PC
Claims (9)
- 가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 원격관리시스템에 있어서,가로등주에 장착되고, 내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 감지 데이터를 가로등싱크노드부로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어보드와;내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 상기 가로등제어보드로부터 감지 데이터를 수신하여 취합하여 가로등제어관리서버로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등싱크노드부와;상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등제어관리서버와;상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터 및 제어 응답 데이터를 가로등제어관리서버로 전송하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 데이터를 전송하기 위한 네트워크망;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 가로등의 상황을 실시간으로 관리하기 위한 가로등 원격관리시스템에 있어서,가로등주에 장착되고, 내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 가로등의 온/오프상태, 정전, 램프 및 안정기의 상태, 누전, 단락 상태를 감지하고 지그비 통신을 이용하여 감지 데이터를 가로등싱크노드부로 전송하기 위한 적어도 한 개 이상의 가로등제어보드와;내부에 지그비 통신모듈을 탑재하며, 상기 가로등제어보드로부터 감지 데이터를 수신하여 취합하여 가로등제어관리서버로 취합된 데이터를 송신하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 신호를 수신하기 위한 가로등싱크노드부와;상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터를 분석하여 가로등 상태를 모니터링하고 가로등을 제어하기 위한 가로등제어관리서버와;상기 가로등제어관리서버로부터 전송되는 가로등 이력 정보를 데이터베이스화하며 가로등의 위치 정보를 데이터베이스화하여 실시간으로 가로등의 상태 정보를 웹을 통해 확인할 수 있도록 하기 위한 가로등데이터베이스관리서버와;상기 가로등싱크노드부로부터 전송되는 감지 데이터 및 제어 응답 데이터를 가로등제어관리서버로 전송하거나 가로등제어관리서버로부터 전송되는 제어 데이터를 전송하거나 가로등데이터베이스관리서버와 통신을 수행하기 위한 네트워크망;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 가로등제어보드는,안정기 혹은 전등에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 정전 및 전등의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부와,가로등제어관리서버로부터의 전등 제어 신호를 전송받아 전등의 온오프를 수행하기 위한 전등온오프설정부와,가로등감지제어부가 전송을 결정하면 가로등싱크노드부에 감지 데이터를 전송하고 관리자의 요청 및 가로등싱크노드부의 요청을 가로등감지제어부에 전송하여 제어 기능을 수행하기 위한 지그비통신부와,상기전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하여 가로등감지제어부에 전송하기 위한 디지털변환부와,상기 디지털변환부를 통해 변환된 데이터를 판단하여 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등감지제어부와,각각의 부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 가로등제어보드는,안정기 혹은 전등에 공급되는 전압 및 전류를 측정하여 안정기의 고장 유무와 정전 및 전등의 고장 유무를 감지하기 위한 전압전류측정부와,가로등제어관리서버로부터의 전등 제어 신호를 전송받아 전등의 온오프를 수행하기 위한 전등온오프설정부와,가로등감지제어부가 전송을 결정하면 가로등싱크노드부에 감지 데이터를 전송하고 관리자의 요청 및 가로등싱크노드부의 요청을 가로등감지제어부에 전송하여 제어 기능을 수행하기 위한 지그비통신부와,전등 또는 안정기에서 흐르는 누설 전류를 감지하기 위한 누설전류감지부와,상기전압전류측정부의 측정 신호를 디지털로 변환하여 가로등감지제어부에 전송하기 위한 디지털변환부와,상기 디지털변환부를 통해 변환된 데이터를 판단하여 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등감지제어부와,각각의 부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 가로등제어보드는,가로등싱크노드부의 명령에 따라 스타 네트워킹, 애드-혹 네트워킹 및 메쉬 네트워킹을 바꿀 수 있으며 라우팅 기능을 자동, 수시로 바꿀 수 있는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 가로등제어관리서버는,상기 가로등제어보드로부터 전송되는 감지 데이터 및 전송한 동작 또는 정지 제어의 응답 데이터를 수신하기 위한 제어관리지그비통신부와,상기 제어관리지그비통신부를 통해 수신된 감지 데이터의 종류를 구분하기 위한 감지데이터구분부와,상기 감지데이터구분부를 통해 구분된 데이터별로 데이터의 왜곡을 보정하기 위한 데이터보정부와,데이터보정부를 통해 보정된 데이터에서 가로등 고장 또는 오프, 안정기 고장, 누전 여부를 판단하여 이상 여부를 확인하기 위한 데이터이상판단부와,상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 가로등의 위치를 추출하기 위한 위치추출부와,상기 데이터이상판단부에 의해 이상으로 판단될 경우에 해당 이상 정보 및 가로등의 위치 정보를 관리자에게 해당 메세지를 전송하거나 이를 디스플레이시키거나 경보를 발생시키기 위한 이상조치부와,상기 감지데이터구분부와 데이터보정부 및 데이터이상판단부를 통해 처리된 데이터 및 관리자, 유지보수, 유관기관, 경비업체 정보를 저장하기 위한 데이터저장부와,가로등관리제어부에 의해 전달된 출력 신호를 관리자에게 디스플레이시키기 위한 디스플레이부와,상기 각각의 부에 제어 신호를 전달하기 위한 가로등관리제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 제 6항에 있어서,가로등제어보드 또는 가로등싱크노드부 또는 통신 장치들간의 노드 이상을 검출하기 위한 노드이상검출부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 제 6항에 있어서,관리하고자 하는 가로등주를 그룹화하여 구룹화된 가로등 그룹별로 관리번호를 부여하기 위한 그룹핑관리부와,가로등주의 점등 및 소등 유형을 설정하기 위한 유형설정부와,가로등의 점등 시간을 설정하기 위한 점등시간설정부와,상기 점등 시간 설정시 설정된 시간을 카운팅하기 위한 타이머부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
- 제 2항에 있어서,상기 가로등데이터베이스관리서버는,가로등의 위치정보 및 가로등의 상태 정보를 저장하고 관리하기 위한 가로등위치정보데이터베이스와,가로등의 개별, 그룹별 정보 및 점등 스케쥴 정보를 저장하고 관리하기 위한가로등점등스케쥴데이터베이스와,가로등의 설치 정보, 장애정보, 장애처리정보, 관리자 정보등의 이력 정보를 저장하고 관리하기 위한 이력정보데이터베이스와,상기 각각의 데이터베이스들을 웹을 통해 확인할 수 있도록 네트워크망과 접속시키기 위한 인터페이스부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템.
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| KR1020080009788A KR100963895B1 (ko) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템 |
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Family Applications (1)
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| KR1020080009788A KR100963895B1 (ko) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | 유에스엔 기반 가로등 원격관리시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR100963895B1 (ko) |
Cited By (9)
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