KR20120082687A - 전력선 통신 방식을 이용한 엘이디 조명 중앙통제 시스템 - Google Patents

전력선 통신 방식을 이용한 엘이디 조명 중앙통제 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조명 중앙통제 시스템에 관한 것으로 특히, 건물의 실내조명과 실외 경관조명을 모두 LED조명소자로 대체한 후 이를 통제하기 위한 중앙통제시스템의 제어방식을 전력선을 사용하는 전력선통신방식으로 전환하여 종래 Ethernet 방식의 네트워크(Network) 통신선로의 배선을 제거함으로써 유지보수의 능률을 증가시키고 배선설치의 복잡함과 번거로움을 탈피하며 각 조명기구에 공급되는 전력량의 조절을 통해 단순 온/오프 방식의 조명제어방식이 아니라 조도의 밝기 조절이 가능하여 전체적으로 보다 부드럽고 아름다운 조명을 제공하도록 하기 위한 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템에 관한 것이다.

Description

전력선 통신 방식을 이용한 엘이디 조명 중앙통제 시스템{LED lightening central control system utilizing power supply line}
본 발명은 조명 중앙통제 시스템에 관한 것으로 특히, 건물의 실내조명과 실외 경관조명을 모두 LED조명소자로 대체한 후 이를 통제하기 위한 중앙통제시스템의 제어방식을 전력선을 사용하는 전력선통신방식으로 전환하여 종래 Ethernet 방식의 네트워크(Network) 통신선로의 배선을 제거함으로써 유지보수의 능률을 증가시키고 배선설치의 복잡함과 번거로움을 탈피하며 각 조명기구에 공급되는 전력량의 조절을 통해 단순 온/오프 방식의 조명제어방식이 아니라 조도의 밝기 조절이 가능하여 전체적으로 보다 부드럽고 아름다운 조명을 제공하도록 하기 위한 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 산업 및 건물건축 기술이 발전하면서 도심의 건물들은 점차 고층 대형화되고 있으며, 그 내부 시설물 또한 복잡한 구조로 이루어져 있기에, 거주자의 편의를 위한 조명 기구 역시 거주자의 동선을 고려하여 매우 다양한 위치와 개수를 유지하게 되었다.
따라서 해당 조명 기구를 집중 관리하기 위한 여러 가지 시스템들이 제시되고 있는 가운데, 주택이나 건물 또는 그 외의 구조체 내의 조명 도구를 건물 내부 또는 외부로부터 관리 및 감시하기 위해서 각각의 조명기구에 근접한 위치의 개별적인 스위치 이외에 층별 혹은 건물별 특정 위치에 각 관할영역 내의 조명기구의 스위치를 집중시킨 시스템이 이용되어 왔다.
이와 같은 집중시스템의 예로 첨부한 도 1은 건물의 다른 장소에 설치된 조명 기구를 점등 및 소등하기 위한 복수열의 조명 스위치(202)를 패널 면에 배치한 종래의 집중 조작 패널(200)을 나타낸다.
또한 다른 예로서 첨부한 도 2는 상기 도 1과는 다른 타입의 종래의 집중 조명 제어 시스템을 나타낸 것으로, 건조물 내에 설치된 여러 가지 조명 기구에 접속된 컴퓨터 시스템(210)을 이용하고 있다. 컴퓨터 시스템(210)에는 조명을 집중 제어하기 위한 시스템을 제공하는 소프트웨어 프로그램이 설치되어 있다. 이 조명 제어 프로그램을 기동하면, 제어 화면(212)이 기동하고, 건조물 내에서 이 시스템에 의해 제어 가능한 조명 기구를 나타내는 복수열의 필드(214)가 표시된다. 조명 기구를 소등 또는 점등하려면, 사용자는 키보드(216), 마우스(218) 또는 그 외의 적절한 입력장치를 이용하여 원하는 필드(214)를 선택한다. 이 시스템은 도 1의 집중 보드를 이용한 시스템보다는 일반적으로 점유 공간이 작아지는 이점이 있다.
그러나 도 1에 나타낸 조작 보드(200)를 이용하는 종래 시스템의 하나의 결점은, 건물 내의 조명 기구를 제어하는데 같은 형상의 다수의 스위치(202)가 필요하기 때문에 사용자가 목적 스위치를 빨리 인식하기 어렵다는 것이다. 또한, 각각의 스위치(202)에는, 보통, 그 스위치로 제어 가능한 조명 기구의 명칭이나 설치되어 있는 방의 명칭이 라벨로 표시되어 있다. 조작보드(200) 상에서 라벨을 읽기 쉽게 하려고 하면 조작 보드(200)가 커지기 때문에 큰 공간이 필요했다. 이는 특히 주택에서는 바람직하지 않다. 또한, 사용자가 원하는 스위치(202)를 특정하기 위해 넓은 보드면을 찾지 않으면 안되기 때문에, 스위치를 찾는데 여분의 시간이 걸리게 된다.
반면에 첨부한 도 2에 나타낸 컴퓨터에 근거한 시스템 역시, 조명의 집중 제어라고 하는 의도한 목적을 일단 달성한다 하더라도, 몇 개의 문제를 가지고 있다. 예를 들면, 각 필드는, 그 필드에 관련되는, 즉 필드를 통해 제어 가능한 조명 기구의 문자 설명(예를 들면, 방의 명칭)을 포함하므로, 제어 화면은 대량의 문자 정보를 포함하는 경향이 있다. 이 때문에, 도 1의 예와 마찬가지로, 사용자가 화면 상에서 원하는 필드를 빨리 찾는 것이 어렵게 된다. 또, 컴퓨터의 조작에 관한 일정한 지식이 필요하기 때문에, 이 시스템은 모든 사람에게 사용하기 쉬운 것이라 말하기는 어렵다. 또, 가정 환경에서 컴퓨터는 보통 1대 밖에 없고, 항상 동작 중이라 할 수 없다. 조명 기구를 조작하기 위해서 일일이 컴퓨터를 기동하는 것은 귀찮고 시간이 걸리는 작업이다. 또한, 가령 컴퓨터가 동작 중이라고 해도, 다른 사람이 사용 중인 경우도 있다.
상술한 바와 같은 문제점들 때문에 일부 현대의 건물(빌딩)들은 중앙에서 건물내 조명을 점소등 제어할 수 있도록 중앙제어시스템을 구축하고 있으나, 이와 같은 시스템을 구축하기 위해서는 다수의 많은 조명등을 제어하기 위해 각 조명등과의 제어 배선 연결이 필요하며, 이러한 중앙조명제어시스템을 구축하는데 어려움으로 작용한다.
즉, 기존에 적용된 중앙제어시스템의 경우 각각의 조명장치는 전력공급을 위한 전력선과 중앙제어시스템의 통제를 위한 제어배선(Ethernet 방식의 네트워크(Network) 통신선로)이 연결되어야 하기 때문에 그 배선관계가 복잡하고 유지보수가 어렵다는 문제점을 갖는다.
상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 조명 중앙통제 시스템에 관한 것으로 특히, 건물의 실내조명과 실외 경관조명을 모두 LED조명소자로 대체한 후 이를 통제하기 위한 중앙통제시스템의 제어방식을 전력선을 사용하는 전력선통신방식으로 전환하여 종래 Ethernet 방식의 네트워크(Network) 통신선로의 배선을 제거함으로써 유지보수의 능률을 증가시키고 배선설치의 복잡함과 번거로움을 탈피하며 각 조명기구에 공급되는 전력량의 조절을 통해 단순 온/오프 방식의 조명제어방식이 아니라 조도의 밝기 조절이 가능하여 전체적으로 보다 부드럽고 아름다운 조명을 제공하도록 하기 위한 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 특징은, 공급되는 전력량에 따라 온/오프 동작 및 조도의 변화가 이루어지는 LED조명부와; 입력되는 제어신호에 따라 상기 LED조명부측에 공급되는 전력량을 조절하여 공급하는 공급전력 조절부와; 전력선을 통해 수신되는 제어신호를 검출하여 해당 제어신호에 따른 동작상태에 대한 응답 및 그에따른 감지신호등을 전력선을 통해 송출하는 전력선통신모뎀; 및 상기 전력선통신모뎀과 전력선통신을 수행하여 상기 LED조명부의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하기 위한 중앙통제부를 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 부가적인 특징은, 상기 중앙통제부의 통제 부담을 제어하기 위해 상기 중앙통제부의 제어신호를 수신하여 건물 실내의 각 층별 LED조명부의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 층별마스터를 더 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 부가적인 다른 특징은, 상기 중앙통제부의 통제 부담을 제어하기 위해 상기 중앙통제부의 제어신호를 수신하여 건물 실외의 경관용 LED조명부의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 경관조명마스터를 포함하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 건물 실외의 경관용 LED조명부는 RGB 삼색LED를 사용하는 데 있다.
상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 건물의 실내조명과 실외 경관조명을 모두 LED조명소자로 대체한 후 이를 통제하기 위한 중앙통제시스템의 제어방식을 전력선을 사용하는 전력선통신방식으로 전환하여 종래 Ethernet 방식의 네트워크(Network) 통신선로의 배선을 제거함으로써 유지보수의 능률을 증가시키고 배선설치의 복잡함과 번거로움을 탈피하며 각 조명기구에 공급되는 전력량의 조절을 통해 단순 온/오프 방식의 조명제어방식이 아니라 조도의 밝기 조절이 가능하여 전체적으로 보다 부드럽고 아름다운 조명을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 복수열의 조명 스위치가 배치된 종래의 집중 조명 조작 패널을 나타내는 예시도
도 2는 컴퓨터 시스템을 이용한 다른 종래의 집중 조명 제어 시스템을 나타내는 예시도
도 3은 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 구성 예시도
도 4는 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템에서 LED구동에 따른 타이밍 다이어그램
도 5는 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 실험을 위한 테스트 프로그램의 예시도
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 구성 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템에서 LED구동에 따른 타이밍 다이어그램이고, 도 5는 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템의 실험을 위한 테스트 프로그램의 예시도이다.
도시되어진 바와 같이, 본 발명에 따른 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템은, 크게 공급되는 전력량에 따라 온/오프 동작 및 조도의 변화가 이루어지는 LED조명부(32)와, 입력되는 제어신호에 따라 상기 LED조명부(32)측에 공급되는 전력량을 조절하여 공급하는 공급전력 조절(33)부와, 전력선을 통해 수신되는 제어신호를 검출하여 해당 제어신호에 따른 동작상태에 대한 응답 및 그에따른 감지신호등을 전력선을 통해 송출하는 전력선통신모뎀(31), 및 상기 전력선통신모뎀(31)과 전력선통신을 수행하여 상기 LED조명부(32)의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하기 위한 중앙통제부(10)로 구성되며, 부가적으로 상기 중앙통제부(10)의 통제 부담을 제어하기 위해 상기 중앙통제부(10)의 제어신호를 수신하여 건물 실내의 각 층별 LED조명부(32)의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 층별마스터(11)와, 건물 실외의 경관용 LED조명부(32)의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 경관조명마스터(12)를 더 포함한다.
이때 상기 건물 실외의 경관용 LED조명부는 RGB 삼색LED를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서 상기 LED조명부(32)의 스위칭수단은 전력선통신모뎀(31)을 통해 중앙제어부(10)의 제어신호 및 벽체스위치(40)로 구성된다.
그리고 LED조명부(32)내의 온도를 감지하여 전력선통신모뎀(31)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 알리기 위한 온도과부화센서와, 형광등안정기를 통해 흐르는 전류량을 감지하여 전력선통신모뎀(31)을 통해 중앙제어부(10)로 알려 상기 중앙제어부(10)에서 이상전류 판단 및 형광등의 흑화 현상을 판단하기 위한 전류센서와, LED조명 주변에 인체를 감지하기 위한 적외선 센서등을 더 포함하여 구성할 수도 있다.
이와 같은 본 발명은, 다수의 조명수단인 LED조명(20,20a...20n) 각각에 전력선 통신모듈(31)을 구성하여 중앙제어부(10)와의 전력선통신을 통해 LED조명부(32)의 상태 감시 및 조명제어가 가능하도록 한다.
상기 LED조명부(32)는, 중앙제어시스템(10)의 제어에 따라 온/오프 동작 및 조도의 변화를 주기위한 공급전력 조절부(33)의 통제된 공급전력에 따라 온/오프 동작 및 조도의 변화가 이루어진다.
더욱이 상기 중앙통제부(10)의 조명 통제 부담을 제어하기 위해 상기 중앙통제부(10)의 제어신호를 수신하여 건물 실내의 각 층별 LED조명부(32)의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 층별마스터(11)와, 건물 실외의 경관용 LED조명부(32)의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 경관조명마스터(12)를 더 구비할 수 있는데, 이와 같은 분산통제 시스템을 구현하는 경우는 상기 중앙통제부(10)와 층별마스터(11) 혹은 상기 중앙통제부(10)와 경관조명마스터(12)간에 Ethernet 방식의 네트워크(Network) 통신선로의 배선을 유지할 수 도 있다.
중앙통제부(10)에서 전력선을 통해 층별마스터부(11) 혹은 경광조명 마스터부(12)측에 제공하는 제어신호 혹은 중앙통제부(10)에서 전력선통신모뎀(31)측에 제공하는 제어신호 혹은 층별마스터부(11)와 경광조명 마스터부(12)에서 전력선통신모뎀(31)측에 제공하는 제어신호의 데이터를 표로 정리하여 살펴보면, 아래의 표1과 같다.
STX LEN 송신
ID		 수신
ID		 천정형
등기구		 Data Check Sum ETX
0x02 1Byte 1Byte 1Byte 1Byte 1Byte 1Byte 0x03
이때 상기 표 1에서 LED조명의 온/오프 및 조도의 변화를 주기위해 전송하는 데이터의 예를 표로 정리하여 살펴보면, 아래의 표2와 같다.
Data 밝기값 및 상태(%) 비고
0x00 0 / OFF(0%) 실내조명
0x01 50(20%)
0x02 100(40%)
0x03 150(60%)
0x04 200(80%)
0x05 250(100%)
0x06 RGB 경관조명 MODE 경관조명
0x07 RGB 경관조명 OFF
0x08 RGB 경관조명 ON(백색)
따라서 송신ID와 수신ID를 기준으로 송신측과 수신측이 구분되고 수신측의 전력선통신모뎀(31)은 자신에게 할당된 수신ID와 비교하여 동일한 경우에 이를 수신한 후 데이터의 값을 공급전력제어부(33)측에 제공한다.
이에 공급전력제어부(33)는 수신된 데이터 값을 기준으로 할당된 LED조명부(32)측으로 전력을 공급을 조절하게 되는데, 이를 통하여 실제적으로 LED조명부(32)의 온/오프 동작 및 조도의 변화가 이루어진다.
또한, 경관조명으로 사용되는 LED는 RGB 삼색LED를 사용하기 때문에 다채로운 컬러를 구현할 수 있으므로 건물의 외관을 보다 수려하게 조명할 수 있도록 하였다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10 : 중앙통제부
11 : 층별마스터
12 : 경관조명마스터
20 : LED조명
31 : 전력선통신모뎀
32 : LED조명부
33 : 공급전력 조절
40 : 벽체스위치

Claims (4)

  1. 공급되는 전력량에 따라 온/오프 동작 및 조도의 변화가 이루어지는 LED조명부와;
    입력되는 제어신호에 따라 상기 LED조명부측에 공급되는 전력량을 조절하여 공급하는 공급전력 조절부와;
    전력선을 통해 수신되는 제어신호를 검출하여 해당 제어신호에 따른 동작상태에 대한 응답 및 그에따른 감지신호등을 전력선을 통해 송출하는 전력선통신모뎀; 및
    상기 전력선통신모뎀과 전력선통신을 수행하여 상기 LED조명부의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하기 위한 중앙통제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙통제부의 통제 부담을 제어하기 위해 상기 중앙통제부의 제어신호를 수신하여 건물 실내의 각 층별 LED조명부의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 층별마스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙통제부의 통제 부담을 제어하기 위해 상기 중앙통제부의 제어신호를 수신하여 건물 실외의 경관용 LED조명부의 온/오프 동작 및 조도의 변화를 제어하는 경관조명마스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 건물 실외의 경관용 LED조명부는 RGB 삼색LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방식을 이용한 LED조명 중앙통제 시스템
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