KR20110006172A - 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치 - Google Patents

전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 원격지의 중앙관제서버가 전력선을 이용하여 다수의 가로등을 원격 제어하는 장치에 관한 것이다.
이 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치는, 가로등의 자동 점/소등 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 가로등의 제어 신호를 출력하고, 상기 가로등의 상태 신호를 수신하여 모니터링 알고리즘과 상기 가로등의 고장시의 조치 알고리즘을 수행하는 중앙관제서버와; 상기 중앙관제서버와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하고 상기 상태 신호를 송신하며, 하위의 마스터 모뎀과 인터페이스하여 상기 제어 신호를 송신하고 상기 상태 신호를 수신하는 게이트웨이와; 상기 게이트웨이와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상4선 전력선에 실어서 전송하고, 상기 3상4선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하여 원 상태 신호로 복원한 후 상기 게이트웨이로 송신하는 상기 마스터 모뎀과; 상기 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하여 원 제어 신호로 복원하고 상기 복원된 제어 신호에 따라 상기 가로등을 점등 또는 소등시키고, 상기 가로등의 점등/소등 상태, 램프와 안정기의 이상 여부, 선로누전 및 등주누전 여부를 포함한 상기 가로등의 상태 신호를 수집하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상2선 전력선에 실어서 전송하는 가로등제어슬레이브장치를 포함한다.
전력선, 가로등, 전력선통신, 중앙관제, light pole, 마스터, 슬레이브

Description

전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치 {Remote Control Apparatus of a Light Pole Using Power Line Communication}
이 발명은 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원격지의 중앙관제서버가 전력선을 이용하여 다수의 가로등을 원격 제어하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 가로등 제어 시스템은 일출몰 시간에 의한 타이머 기능을 탑재하여 자동으로 점, 소등을 제어하는 방법으로 설치 운영하고 있는 바, 통상적으로 일정한 그룹내의 가로등을 전체적으로 점, 소등해야 되므로 각 선로별 및 가로등 개별로 점, 소등하기에는 어려움이 있었다. 또한, 가로등의 램프나 안정기 등에 이상이 발생한 경우에도 관리자가 직접 현장을 방문하여 육안으로 인지하고 조치를 취하여야 하기 때문에 고장에 신속하게 대처하지 못하는 어려움이 있었다.
이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은, 중앙관제서버가 전력선 통신을 이용하여 원격지에 위치한 가로등의 램프와 안정기의 이상 여부, 과전류 발생 여부, 누전 여부, 그 외 제품 이상 여부 등의 상태를 모니터링하고, 개별 또는 그룹별로 가로등의 점등과 소등을 제어하는 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치는, 가로등의 자동 점/소등 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 가로등의 제어 신호를 출력하고, 상기 가로등의 상태 신호를 수신하여 모니터링 알고리즘과 상기 가로등의 고장시의 조치 알고리즘을 수행하는 중앙관제서버와; 상기 중앙관제서버와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하고 상기 상태 신호를 송신하며, 하위의 마스터 모뎀과 인터페이스하여 상기 제어 신호를 송신하고 상기 상태 신호를 수신하는 게이트웨이와; 상기 게이트웨이와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상4선 전력선에 실어서 전송하고, 상기 3상4선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하여 원 상태 신호로 복원한 후 상기 게이트웨이로 송신하는 상기 마스터 모뎀과; 상기 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하여 원 제어 신호로 복원하고 상기 복원된 제어 신호에 따라 상기 가로등을 점등 또는 소등시키고, 상기 가로등의 점등/소등 상태, 램프와 안정기의 이상 여부, 선로누전 및 등주누전 여부를 포함한 상기 가로등의 상태 신호를 수집하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상2선 전력선에 실어서 전송하는 가로등제어슬레이브장치를 포함한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 이 발명에 따르면 중앙관제서버로부터 입력되는 제어신호를 전력선을 통해 가로등에게 통신하고, 가로등의 상태를 모니터링하여 전력선을 통해 중앙관제서버로 통신하기 때문에, 관리자가 원격지에서 가로등의 각종 상태를 모니터링하고 가로등의 점등과 소등을 제어할 수 있는 잇점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치를 도시한 기능 블록도이다.
이는 중앙관제서버(110)와, 게이트웨이(120)와, 마스터 모뎀(130)과, 다수의 가로등제어슬레이브장치(140)를 포함하여 구성된다. 마스터 모뎀(130)과 다수의 가로등제어슬레이브장치(140)는 전력선 통신을 수행하는 전력선 통신모뎀 기능을 구비한다. 각각의 가로등제어슬레이브장치(140)에는 하나의 가로등(150)이 연결되어 가로등(150)의 상태를 모니터링하고 점등/소등을 제어한다.
도면에서는 가로등제어슬레이브장치(140)에 하나의 가로등이 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이 발명은 이에 한정되지 아니하며 가로등제어슬레이브장치(140)에 둘 이상의 가로등이 연결될 수도 있다.
중앙관제서버(110)는 다수의 가로등의 점등/소등을 제어하기 위한 신호를 생성하여 게이트웨이(120)와 마스터 모뎀(130)을 통해 가로등제어슬레이브장치(140)에게 전달함으로써, 가로등제어슬레이브장치(140)에 연결된 가로등(150)을 제어한다. 중앙관제서버(110)로부터 가로등제어슬레이브장치(140)에게 전달되는 신호를 제어 신호라고 하며, 이 제어 신호의 목적주소는 가로등제어슬레이브장치(140)로 설정된다. 한편, 가로등제어슬레이브장치(140)는 가로등(150)의 램프 및 안정기의 이상 여부와, 점등/소등 상태와, 과전류 발생 여부와, 등주누전 및 선로누적 여부와, 그외 제품의 이상 유무 등의 정보를 수집하여 마스터 모뎀(130)과 게이트웨이(120)를 통해 중앙관제서버(110)에게 보고한다. 가로등제어슬레이브장치(140)로부터 중앙관제서버(110)에게 전달되는 신호를 상태 신호라고 한다.
중앙관제서버(110)와 게이트웨이(120) 사이는 이더넷으로 연결되어, 중앙관제서버(110)가 웹 기반으로 각 가로등제어슬레이브장치(140)에 연결된 가로등(150)을 관리 및 제어할 수 있도록 한다. 중앙관제서버(110)는 가로등(150)의 자동 점/소등 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘과, 모니터링 알고리즘과, 가로등 고장시의 조치 알고리즘을 포함한다. 즉, 중앙관제서버(110)는 스케줄링 알고리즘에 따라 시간이나 부하 상태를 판단하여 주기적으로 가로등의 일부 또는 전부를 점등 또는 소등하기도 하고, 관리자가 수동으로 입력하는 가로등 점/소등 신호에 따라 해당 가로등을 점등 또는 소등하기도 한다. 또한, 중앙관제서버(110)는 게이트웨이(120)를 통해 수신되는 상태 신호를 모니터링하고, 임의의 가로등에 이상이 발생한 것으로 판단되면 고장 조치 알고리즘에 따라 동작하여 관리자에게 통지함으로써 고장 조치가 신속하게 이루어지도록 한다. 중앙관제서버(110)는 상태 신호를 이더넷을 통해 게이트웨이(120)로부터 수신하고, 제어 신호를 이더넷을 통해 게이트웨이(120)에게 송신한다. 상태 신호와 제어 신호가 이더넷을 통해 전송되기 위해 이더넷 신호로 변환되어야 함은 자명하다.
게이트웨이(120)는 중앙관제서버(110)와 이더넷으로 연결되고 마스터 모뎀(130)과 RS-232C로 연결되어, 이더넷 신호와 RS-232C 신호를 상호 변환한다. 게이트웨이(120)는 중앙관제서버(110)로부터 이더넷을 통해 제어 신호가 입력되면 이를 RS-232C 신호로 변환하여 마스터 모뎀(130)에게 전달한다. 아울러, 게이트웨이(120)는 마스터 모뎀(130)으로부터 RS-232C를 통해 가로등의 상태 신호가 입력되면 이를 이더넷 신호로 변환하여 중앙관제서버(110)에게 전달한다. 이 게이트웨이(120)는 중앙관제서버(110)가 없을 경우, 스케줄링 알고리즘과 모니터링 알고리즘 및 고장 조치 알고리즘 등 중앙관제서버(110)의 기능을 모두 수행할 수 있다.
마스터 모뎀(130)은 게이트웨이(120)와 RS-232C로 연결되고 가로등제어슬레이브장치(140)와 전력선 통신을 수행한다. 마스터 모뎀(130)은 3상4선 전력선으로 전력선 신호를 송,수신한다. 마스터 모뎀(130)은 RS-232C를 통해 수신된 제어 신 호를 다수(예컨대, 3개)의 주파수 서브주파수대역의 반송파로 각각 변조하고 그 다수의 변조 신호를 결합하여 3상4선 전력선에 실어서 전송한다. 또한, 마스터 모뎀(130)은 3상4선 전력선에 실려서 전송된 상태 신호를 수신하고 다수의 반송파 주파수대역을 분리하여 복조한 후 원 상태 신호로 복원하고 RS232C를 통해 게이트웨이(120)에게 전달한다.
가로등제어슬레이브장치(140)는 마스터 모뎀(130)과 전력선 통신을 수행하고 다수의 가로등을 제어한다. 가로등제어슬레이브장치(140)는 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 연결되며, 단상2선 전력선으로 전력선 신호를 수신하여 해당 신호의 목적주소가 자기 자신이면 취하고 목적주소가 자기 자신이 아니면 버린다. 가로등제어슬레이브장치(140)는 단상2선 전력선에 실려서 전송된 제어 신호를 수신하고 다수의 반송파 주파수대역을 분리하여 복조한 후 원 제어 신호로 복원하고, 그 제어 신호에 따라 가로등(150)을 온/오프한다. 또한, 가로등제어슬레이브장치(140)는 가로등(150)의 상태를 수집하여 목적주소를 마스터 모뎀(130)으로 하는 상태 신호를 생성하고, 그 상태 신호를 다수의 주파수대역의 반송파로 각각 변조하고 그 다수의 변조 신호를 결합하여 단상2선 전력선에 실어서 전송한다.
마스터 모뎀(130)은 3상4선(R, S, T 및 N) 전력선 모두에 연결되고, 가로등제어슬레이브장치(140)는 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선((R 또는 S 또는 T)와, N) 전력선에 연결된다. 따라서, 가로등제어슬레이브장치(140)가 어느 단상2선 전력선에 연결되어 있던지 관계없이 가로등제어슬레이브장치(140)와 마스터 모뎀(130)은 전력선 통신이 가능하게 된다.
마스터 모뎀(130)과 가로등제어슬레이브장치(140)가 제어 신호와 상태 신호를 전력선 신호 형태로 변복조할 때, 다수의 주파수대역의 반송파로 변복조한다. 그 이유를 설명하면 다음과 같다. 전력선은 부하 상태에 따라 특정 주파수대역의 잡음이 급격하게 증가하는 경우가 발생하며, 그럴 경우 해당 특정 주파수대역으로부터 신호의 송수신이 곤란하다. 이 때문에 이 발명에서는 송신측에서는 제어 신호와 상태 신호에 대해 다수의 서브주파수대역(예컨대, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz)으로 변조한 후 이를 전력선을 통해 전송하고, 수신측에서는 각각의 서브주파수대역으로부터 제어 신호와 상태 신호를 복조하고 상호 비교하여 원래의 데이터를 복원한다. 이렇게 하면 특정 주파수대역의 신호가 깨지더라도 다른 주파수대역을 통해 원 데이터를 복원할 수 있기 때문에 신호 전송의 성공율이 증가한다.
도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 게이트웨이의 기능 블록도이다. 이 게이트웨이는 게이트웨이제어부(121)와, 클럭발생부(122)와, ISP인터페이스부(123)와, RS232C인터페이스부(124)와, 이더넷모듈(125)과, 리셋스위치(126)와, 상태표시부(127)를 포함하여 구성된다.
클럭발생부(122)는 실시간 클럭을 발생하여 게이트웨이제어부(121)에게 제공한다. ISP인터페이스부(123)는 게이트웨이제어부(121)에 게이트웨이 펌웨어를 설치하기 위한 인터페이스이고, RS232C인터페이스부(124)는 게이트웨이제어부(121)와 마스터 모뎀(130)을 정합하는 인터페이스이며, 이더넷모듈(125)은 게이트웨이제어부(121)가 중앙관제서버(110)와 이더넷 신호를 송수신하도록 하는 모듈이다. 리셋스위치(126)는 게이트웨이를 초기화하기 위한 스위치이고, 상태 표시부(127)는 중 앙관제서버(110)와의 이더넷 통신과 마스터 모뎀(130)과의 RS232C 직렬 통신이 정상적으로 이루어지는 지를 표시한다.
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 마스터 모뎀의 기능 블록도이다. 이 마스터 모뎀은 3상커플링부(131)와, 전력선통신 송수신부(132)와, RS232C인터페이스부(133)와, 딥선택스위치(134)와, 상태표시부(135)를 포함하여 구성된다. 전력선통신 송수신부(132)는 프리필터(61)와, 이득조절부(62)와, 주필터부(63)와, 증폭&비교부(64)와, 데이터집선부(65)와, 변환구동부(66)를 포함하여 구성된다.
3상커플링부(131)는 마스터 모뎀에 송수신되는 신호를 3상4선 전력선에 커플링한다.
전력선통신 송수신부(132)는 제어 신호를 전력선 신호로 변조하여 출력하고 전력선 신호를 복조하여 상태 신호로 복원한다. 이를 구체적으로 살펴보면, 프리필터(61)는 3상커플링부(131)으로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링한다. 차동증폭부(62)는 프리필터(61)에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(63)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브주파수대역으로 분리하여 필터링하는데, 예컨대, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리한다. 각각 분리된 서브주파수대역에는 동일한 상태 신호가 다중 전송되는데, 주필터부(63)가 이 세 개의 상태 신호를 각각 복조한다. 증폭&비교부(64)는 주필터부(63)에서 복조된 3개의 상태 신호를 증폭하고 비교하여 원 상태 신호를 추출한다. 데이터집선부(data concentrater)(65)는 복원된 상태 신호를 RS232C신호로 변환하여 RS232C인터페이스부(133)를 통해 게이트웨이(120)에게 전달한다. 한편, 데 이터집선부(65)는 RS232C인터페이스부(133)를 통해 입력되는 RS232C신호를 제어 신호로 변환한다. 변환구동부(66)는 제어 신호를 3개의 서브주파수대역으로 변조하고 변조된 신호들을 결합하여 전력선신호를 생성한 후 3상커플링부(131)를 통해 3상4선 전력선에 실어서 전송한다.
딥선택스위치(134)는 마스터 모뎀(130)의 주소를 설정하기 위한 스위치로서, 사용자가 외부에서 직접 조작하거나 무선으로 원격 조작되도록 설치할 수도 있다. 이 마스터 모뎀(130)의 주소 정보는 전력선통신 송수신부(132)에 제공되어, 가로등제어슬레이브장치(140)에게 전송하는 전력선신호의 출발주소에 자신의 주소를 함께 전송한다. 마스터 모뎀(130)의 주소는 중앙관제서버(110) 및 다수의 가로등제어슬레이브장치(140)에 공유된다. 상태표시부(135)는 마스터 모뎀(130)과 가로등제어슬레이브장치(140)와의 전력선 통신 또는 마스터 모뎀(130)과 게이트웨이(120)와의 RS232C 직렬통신이 정상적으로 이루어지는 지를 표시한다.
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 가로등제어슬레이브장치의 기능 블록도이다. 이 가로등제어슬레이브장치(140)는 단상커플링부(141)와, 전력선통신 송수신부(142)와, 로컬제어부(143)와, 딥선택스위치(144)와, 가로등제어부(145)와, 선로누전감시부(146)와, 등주누전감시부(147)와, 안정기/램프에러감시부(148)와, 표시부(149)를 포함하여 구성된다.
단상커플링부(141)는 가로등제어슬레이브장치(140)에 송수신되는 신호를 단상2선 전력선에 커플링한다. 단상커플링부(141)에는 R선, S선, T선 중 어느 하나와 N선이 연결된다.
전력선통신 송수신부(142)는 상태 신호를 전력선 신호로 변조하여 출력하고 전력선 신호를 복조하여 제어 신호로 복원한다. 이를 구체적으로 살펴보면, 프리필터(71)는 단상커플링부(141)로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링한다. 차동증폭부(72)는 프리필터(71)에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(73)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브주파수대역으로 분리하여 필터링하는데, 예컨대, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리한다. 각각 분리된 서브주파수대역에는 동일한 제어 신호가 다중 전송되는데, 주필터부(73)가 이 세 개의 제어 신호를 각각 복조한다. 증폭&비교부(74)는 주필터부(73)에서 복조된 3개의 제어 신호를 증폭하고 비교하여 원 제어 신호를 추출한다. 데이터집선부(data concentrater)(75)는 복원된 제어 신호를 로컬제어부(143)에게 전달한다. 한편, 데이터집선부(75)는 로컬제어부(143)를 통해 입력된 상태 신호를 변환구동부(76)에게 제공하고, 변환구동부(76)는 그 상태 신호를 3개의 서브주파수대역으로 변조하고 변조된 신호들을 결합하여 전력선신호 형태로 생성한 후 단상커플링부(141)를 통해 단상2선 전력선에 실어서 전송한다.
로컬제어부(143)는 전력선통신 송수신부(142)를 통해 수신된 제어신호에 따라 가로등제어부(145)를 통해 가로등(150)이 점등 또는 소등되도록 제어한다. 또한, 로컬제어부(143)는 선로누전감시부(146)와 등주누전감시부(147)를 통해 각각 선로누전과 가로등주누전을 감시하고, 안정기/램프에러감시부(148)를 통해 가로등(150)의 램프와 안정기의 이상 여부 및 과전류 여부를 감시하여 그 상태 신호를 전력선통신 송수신부(142)에게 제공한다.
딥선택스위치(144)는 가로등제어슬레이브장치(140)의 주소를 설정하기 위한 스위치로서, 사용자가 외부에서 직접 조작하거나 무선으로 원격 조작되도록 설치할 수도 있다. 이 가로등제어슬레이브장치(140)의 주소 정보는 전력선통신 송수신부(142) 또는 로컬 제어부(143)에게 제공되는 바, 전력선통신 송수신부(142) 또는 로컬 제어부(143)는 수신된 전력선신호의 목적주소가 자기 자신이면 취하고 자기자신이 아니면 버린다. 한편, 전송하고자 하는 전력선신호의 출발주소에 자신의 주소를 함께 전송하기도 한다. 가로등제어슬레이브장치(140)의 주소는 중앙관제서버(110) 및 마스터 모뎀(130)에 공유된다. 표시부(149)는 가로등제어슬레이브장치(140)와 마스터 모뎀(130)과의 전력선 통신이 정상적으로 이루어지는 지를 표시하고, 해당 가로등제어슬레이브장치의 주소를 표시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치의 동작을 설명한다.
먼저, 중앙관제서버(110)로부터 가로등제어슬레이브장치(140)에게 제어 신호가 전송되는 과정을 설명한다.
중앙관제서버(110)가 가로등을 제어하기 위한 신호를 생성하여 이더넷을 통해 게이트웨이(120)에 전달한다.
게이트웨이(120)의 이더넷모듈(125)이 이더넷으로부터 제어 신호를 수신하고 게이트웨이 제어부(121)가 이더넷 신호를 RS232C 신호로 변환하여 RS232C인터페이스부(124)를 통해 마스터 모뎀(130)에 전달한다. 이더넷모듈(125)을 통해 게이트웨이(120)와 중앙관제서버(110)가 통신할 때와, RS232C인터페이스부(124)를 통해 게이트웨이(120)와 마스터 모뎀(130)이 통신할 때 게이트웨이 제어부(121)는 그 통신 상태를 상태 표시부(127)에 표시한다.
다음, 마스터 모뎀(130)의 RS232C인터페이스부(133)는 RS232C 신호 형태의 제어 신호를 입력받아 전력선통신 송수신부(132)의 데이터집선부(65)에게 전달하고, 데이터집선부(65)는 RS232C 신호 형태의 제어 신호를 복원하여 변환구동부(66)에게 전달한다. 변환구동부(66)는 제어 신호를 3개의 서브주파수대역(110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz)으로 변조하고 그 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상 커플링부(131)를 통해 3상4선 전력선에 실어서 전송한다. 이때, 마스터 모뎀(130)은 R선, S선, T선에 모두 이 전력선 신호를 전송한다.
마스터 모뎀(130)이 전력선의 R선, S선, T선에 모두 전력선 신호 형태의 제어 신호를 송신하면, 전력선에 연결된 모든 가로등제어슬레이브장치(140)들에게 입력된다.
전력선 신호 형태의 제어 신호의 목적주소인 가로등제어슬레이브장치(140)의 단상커플링부(141)는 전력선에 커플링하여 이 전력선 신호를 수신하고, 전력선통신 송수신부(142)는 전력선 신호를 복조하여 제어 신호로 복원한다. 프리필터(71)는 단상커플링부(141)로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링하고, 차동증폭부(72)는 프리필터(71)에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(73)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브주파수대역으로 분리하여 필터링하는데, 구체적으로는, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리하여 세 개의 제어 신호를 각각 복조한다. 증폭&비교부(74)는 주필터부(73)에서 복조된 3개의 제어 신호를 증폭하고 비교하여 원 제어 신호를 추출한다. 데이터집선부(75)는 복원된 제어 신호를 로컬제어부(143)에게 전달한다.
로컬제어부(143)는 제어 신호에 따라 가로등제어부(145)를 구동하여 가로등(150)을 점등 또는 소등한다.
다음, 가로등제어슬레이브장치(140)로부터 중앙관제서버(110)에 상태 신호가 전송되는 과정을 설명한다.
로컬제어부(143)는 선로누전감시부(146)와 등주누전감시부(147)와 안정기/램프에러감시부(148)로부터 가로등 상태 신호를 수집하여 전력선통신 송수신부(142)의 데이터 집선부(75)에게 전달한다. 데이터 집선부(75)는 전력선 통신을 위한 상태 신호를 생성하고 변환 구동부(76)는 이 상태 신호를 3개의 서브주파수대역(110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz)으로 각각 변조하고 그 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 단상커플링부(141)를 통해 단상2선 전력선에 실어서 전송한다. 이 전력선 신호 형태의 상태 신호의 목적주소는 마스터 모뎀(130)으로 설정된다.
전력선 신호 형태의 상태 신호의 목적주소인 마스터 모뎀(130)의 3상커플링부(131)는 전력선에 커플링하여 이 전력선 신호를 수신하고, 전력선통신 송수신부(132)는 전력선 신호를 복조하여 상태 신호로 복원한다. 프리필터(61)는 3상커플링부(131)로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링하고, 차동증폭부(62)는 프리필터(61)에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(63)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브주파수대역으로 분리하여 필터링 하는데, 구체적으로는, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리하여 세 개의 상태 신호를 복조한다. 증폭&비교부(64)는 주필터부(63)에서 복조된 3개의 상태 신호를 증폭하고 비교하여 원 상태 신호를 추출한다. 데이터집선부(65)는 복원된 상태 신호를 RS232C인터페이스부(133)를 통해 게이트웨이(120)에게 전달한다.
게이트웨이(120)의 게이트웨이제어부(121)는 RS232C인터페이스부(124)를 통해 마스터 모뎀(130)으로부터 수신되는 상태 신호를 이더넷 신호 형태로 변환하여 이더넷 모듈(125)를 통해 중앙관제서버(110)에게 전달한다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치를 도시한 기능 블록도,
도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 게이트웨이의 기능 블록도,
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 마스터 모뎀의 기능 블록도,
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 가로등제어슬레이브장치의 기능 블록도이다.

Claims (8)

  1. 가로등의 자동 점/소등 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 가로등의 제어 신호를 출력하고, 상기 가로등의 상태 신호를 수신하여 모니터링 알고리즘과 상기 가로등의 고장시의 조치 알고리즘을 수행하는 중앙관제서버와;
    상기 중앙관제서버와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하고 상기 상태 신호를 송신하며, 하위의 마스터 모뎀과 인터페이스하여 상기 제어 신호를 송신하고 상기 상태 신호를 수신하는 게이트웨이와;
    상기 게이트웨이와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상4선 전력선에 실어서 전송하고, 상기 3상4선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하여 원 상태 신호로 복원한 후 상기 게이트웨이로 송신하는 상기 마스터 모뎀과;
    상기 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하여 원 제어 신호로 복원하고 상기 복원된 제어 신호에 따라 상기 가로등을 점등 또는 소등시키고, 상기 가로등의 점등/소등 상태, 램프와 안정기의 이상 여부, 선로누전 및 등주누전 여부를 포함한 상기 가로등의 상태 신호를 수집하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상2선 전력선에 실어서 전송하는 가로등제어슬레이브장치를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙관제서버와 상기 게이트웨이 간은 이더넷 통신을 수행하고 상기 게이트웨이와 상기 마스터 모뎀 간은 RS232C 직렬 통신을 수행하며, 상기 마스터 모뎀과 가로등제어슬레이브장치 간은 전력선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 마스터 모뎀은,
    상기 3상4선 전력선에 상기 전력선 신호 형태의 제어 신호를 송신하고 상기 3상4선 전력선으로부터 상기 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하는 3상커플링부와,
    상기 제어 신호를 전력선 신호 형태로 변조하여 상기 3상커플링부에게 전달하고 상기 전력선 신호 형태의 상태 신호를 원 상태 신호로 복원하여 상기 게이트웨이에게 전달하는 전력선통신 송수신부와,
    상기 게이트웨이와의 통신을 위한 RS232C인터페이스부를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전력선통신 송수신부는,
    상기 3상커플링부로부터 수신되는 전력선 신호 중 일부 주파수대역을 필터링하는 프리필터와, 상기 프리필터에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭하는 차동증폭부와, 상기 차동 증폭된 주파수대역을 다수의 서브주파수대역으로 분리하고 각 서브주파수대역별로 각각 상태 신호를 복원하는 주필터부와, 상기 각 서브주파수대역별로 복원된 다수의 상태 신호를 증폭하고 비교하여 원 상태 신호를 추출하는 증폭&비교부와, 상기 제어 신호를 상기 다수의 서브주파수대역으로 각각 변조하고 각 서브주파수대역별로 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 3상커플링부로 전달하는 변환구동부와, 상기 증폭&비교부로부터 추출된 상태 신호를 상기 게이트웨이에게 전달하고 상기 게이트웨이로부터 상기 제어 신호를 수신하는 데이터 집선부를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 마스터 모뎀은 상기 전력선통신 송수신부에 상기 마스터모뎀의 주소 정보를 제공하는 딥선택스위치와, 상기 마스터모뎀과 가로등제어슬레이브장치와의 전력선 통신 상태 및 상기 마스터 모뎀과 게이트웨이과의 RS232C 직렬 통신 상태를 표시하는 상태표시부를 더 포함한 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 가로등제어슬레이브장치는,
    상기 단상2선 전력선에 상기 전력선 신호 형태의 상태 신호를 송신하고 상기 단상2선 전력선으로부터 상기 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하는 단상커플링부와,
    상기 상태 신호를 전력선 신호 형태로 변조하여 상기 단상커플링부에게 전달하고 상기 전력선 신호 형태의 제어 신호를 원 제어 신호로 복원하는 전력선통신 송수신부와,
    상기 가로등을 점등 또는 소등하는 가로등제어부와,
    상기 단상2선 전력선의 선로누전을 감시하는 선로누전감시부와,
    상기 가로등의 등주누전을 감시하는 등주누전감시부와,
    상기 가로등의 안정기와 램프의 이상 여부를 감시하는 안정기/램프에러감시부와,
    상기 복원된 제어 신호에 따라 상기 가로등제어부를 구동하여 상기 가로등을 제어하고, 상기 선로누전감시부와 등주누전감시부와 안정기/램프에러감시부로부터 상기 가로등의 상태 신호를 수집하여 상기 전력선통신 송수신부에게 제공하는 로컬제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전력선통신 송수신부는,
    상기 단상커플링부로부터 수신되는 전력선 신호 중 일부 주파수대역을 필터링하는 프리필터와, 상기 프리필터에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭하는 차동증폭부와, 상기 차동 증폭된 주파수대역을 다수의 서브주파수대역으로 분리하고 각 서브주파수대역별로 각각 제어 신호를 복원하는 주필터부와, 상기 각 서브주파수대역별로 복원된 다수의 제어 신호를 증폭하고 비교하여 원 제어 신호를 추출하는 증폭&비교부와, 상기 상태 신호를 상기 다수의 서브주파수대역으로 각각 변조하고 각 서브주파수대역별로 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상커플링부로 전달하는 변환구동부와, 상기 증폭&비교부로부 터 추출된 제어 신호를 상기 로컬제어부에게 전달하고 상기 로컬제어부로부터 상기 상태 신호를 수신하는 데이터 집선부를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 가로등제어슬레이브장치는 상기 로컬제어부에 상기 가로등제어슬레이브장치의 주소 정보를 제공하는 딥선택스위치와, 상기 가로등제어슬레이브장치와 마스터모뎀과의 전력선 통신 상태와 상기 가로등제어슬레이브장치의 주소를 표시하는 표시부를 더 포함한 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어장치.
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CN104837271A (zh) * 2015-05-19 2015-08-12 深圳市巨能光电有限公司 一种远程智能控制的led路灯系统
KR101715740B1 (ko) 2016-09-13 2017-03-14 주식회사 유진에스앤씨 유무선 복합형 led 가로등 제어장치

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