KR20130013441A - 엘이디 조명 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 조명 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 주기적 또는 사용자의 설정에 따라 신호등의 적색등 또는 녹색등으로 제공되는 전원 공급을 제어하는 신호등 제어기; 상기 신호등 제어기의 제어에 의해 적색등 또는 녹색등을 점등 또는 점멸시키는 신호등; 상기 신호등 제어기에서 상기 신호등으로 제공되는 전류를 센싱하는 적어도 하나의 센서; 및 상기 신호등에 인접하여 설치되며 상기 센서에서 센싱된 신호로부터 신호등의 점등 또는 점멸 상태를 판단하고, 상기 판단에 따라 LED의 조도를 제어하는 조명 장치;를 포함한다.

Description

엘이디 조명 제어 시스템 및 방법{System and method of controlling a LED lighting}
본 발명은 LED 조명 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건널목 부근에 설치되어 보행자의 건널목 보행을 보호하기 위한 보행자 보호 조명을 제어하기 위한 LED 조명 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
횡단보도, 즉 건널목에서의 사고는 주로 보행자가 길을 건널 때 발생하며, 치명적인 결과로 이어지는 경우가 많다. 따라서, 이러한 사고를 방지하기 위해 건널목 주변에 각종 조명 장치를 설치한다. 건널목 조명은 보행자를 보호하기 위한 수단으로서 항상 건널목을 비추도록 설계된다.
도 1은 도로 건널목에 설치된 조명 장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 건널목의 신호등(120)은 신호등 제어기(130)에 의해 적색등 또는 녹색등이 발광되도록 제어가 된다. 또한, 상술한 바와 같이 건널목을 건너는 보행자를 보호하기 위해 건널목의 근접한 위치에 조명 장치(100)가 설치되어 건널목을 비추도록 설치된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 상기 조명 장치(100) 및 신호등 제어기(130)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 보행자 보호를 위한 조명 장치의 구조를 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 보행자 보호를 위해 건널목에 근접하여 설치되는 조명 장치(100)는 전원부(210) 및 LED(Light Emitting Diode)(220) 등으로 구성된다. 전원부(210)로부터 LED(220)에 전원이 공급되면, LED(220)의 발광에 의해 건널목 주변을 환하게 비추게 된다.
도 3은 신호등 제어기의 구조를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 신호등 제어기(130)는 메인 제어부(310)와 전원부(320)로 구성된다. 메인 제어부(310)는 전원부(320)의 전원을 제어함으로써 신호등(120)의 적색등 또는 녹색등의 발광을 제어한다. 즉, 상기 메인 제어부(310)는 주기적 또는 사용자의 설정에 따라 적색등을 점등할 구간에는 신호등(120)의 적색등으로 공급되는 라인에만 전원이 공급되도록 제어하며, 녹색등을 점등할 구간에는 신호등(120)의 녹색등으로 공급되는 라인에만 전원이 공급되도록 제어한다.
상기 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 건널목의 신호등(120)과 건널목을 비추는 조명 장치(100)는 별개로 동작하였다. 즉, 상기 조명장치(100)는 상기 신호등(120)의 적색등 또는 녹색등의 점등 또는 점멸과 관계없이 항상 동일한 세기로 조명하게 되므로, 전력 소비가 많이 발생하는 문제가 있다.
한편, 조명 장치(100)를 제어하기 위한 시스템과 신호등(120)을 제어하기 위한 시스템을 통합하여 제어하는 것은 복잡한 관계기관의 협의가 필요하기 때문에 용이하지가 않다. 예컨대, 신호등(120)은 경찰청에서 관리하고, 조명 장치(100)는 지방 자치 단체 등에서 관리하기 때문에 이 둘을 통합하여 설치하고 관리하는 것은 용이하지 않다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0218044호(횡단보도용 조명장치 2001.01.12)(특허문헌 1)에는 횡단보도를 집중 조명할 수 있도록 각도가 조절되고 불빛을 집중시킬 수 있는 원뿔형 반사갓이 고정수단으로 고정되는 횡단보도용 조명장치를 개시한다. 또한, 대한민국 등록실용신안공보 제20-040302호(횡단보도 조명장치 2004.3.2)에는 전조등의 각도를 조절하는 각도조절기구와 전등갓의 내측벽에 구비되는 복수 개의 반사경의 각도를 조절하는 반사경 각도조절기구를 구비하여 횡단보도 전체를 균일하게 밝힐 수 있으며, 밝기를 국소적으로 간편하게 조정할 수 있는 횡단보도 조명장치를 개시한다.
그러나, 이러한 종래의 횡단보도용 조명장치들은 조명 장치 자체가 별개로 제어되도록 설계되어 있을 뿐, 신호등과 연동되어 작동하지 못함으로써 불필요한 전력 손실이 많다는 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 KR20-0218044 KR 횡단보도용 조명장치 2001.01.12 대한민국 등록실용신안공보 KR20-040302 KR 횡단보도 조명장치 2004.3.2
본 발명의 목적은 건널목 주변에 설치되는 조명장치를 신호등 제어기와 연동하여 동작하도록 함으로써 조명장치의 전력 소비를 줄일 수 있는 LED 조명 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 건널목 주변에 설치되는 조명장치를 신호등 제어기와 연동하여 동작하도록 하고, 건널목 신호등에 적색등이 점등될 경우, 녹색등이 점등될 때보다 조명장치의 조도를 낮춤으로써 조명장치의 전력 소비를 줄일 수 있는 LED 조명 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 건널목 주변에 설치되는 조명장치를 신호등 제어기와 연동하여 동작하도록 하고, 건널목 신호등에 적색등이 점등될 경우, 조명장치를 점멸시킴으로써 조명장치의 전력 소비를 줄일 수 있는 LED 조명 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 조명장치를 제어하는 시스템과 신호등 제어기를 제어하는 시스템의 통합 관리 없이 두 시스템을 연동하여 동작하도록 제어하는 LED 조명 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LED 조명 제어 시스템은, 주기적 또는 사용자의 설정에 따라 신호등의 적색등 또는 녹색등으로 제공되는 전원 공급을 제어하는 신호등 제어기; 상기 신호등 제어기의 제어에 의해 적색등 또는 녹색등을 점등 또는 점멸시키는 신호등; 상기 신호등 제어기에서 상기 신호등으로 제공되는 전류를 센싱하는 적어도 하나의 센서; 및 상기 신호등에 인접하여 설치되며 상기 센서에서 센싱된 신호로부터 신호등의 점등 또는 점멸 상태를 판단하고, 상기 판단에 따라 LED의 조도를 제어하는 조명 장치;를 포함한다.
이때, 상기 조명 장치는, 상기 센서로부터 수신된 신호로부터 신호등에 적색등이 점등된 상태로 판단할 경우, 정상 모드에서 절전 모드로 전환하여, 상기 LED의 조도를 정상 모드의 밝기보다 낮게 설정하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 센서는 근거리 유무선 통신 수단에 의해 센싱된 신호를 상기 조명 장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서는 태양광 충전 수단을 구비하고, 태양 전지에 의해 자체적으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 조명 장치는, 상기 센서로부터 수신된 신호로부터 신호등의 점등 상태가 정상 상태가 아닌 것으로 판단할 경우, 정상 모드에서 비상 모드로 전환하여, 상기 LED의 조도를 정상 모드의 밝기보다 높게 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LED 조명 제어 방법은, 설치된 적어도 하나의 센서에 의해 신호등 제어기에서 신호등으로 제공되는 전류를 센싱하는 단계; 상기 센서에서 상기 센싱된 신호로부터 신호등의 점등 상태의 변화를 감지할 경우, 해당 상태 신호를 상기 신호등에 인접하여 설치된 조명 장치로 전송하는 단계; 상기 조명 장치에서 상기 신호등의 상태 신호를 수신하고, 상기 신호등의 점등 또는 점멸 상태를 판단하는 단계; 및 상기 조명 장치에서 상기 판단에 따라 LED의 조도를 제어하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 건널목 주변에 설치되는 조명장치를 신호등 제어기와 연동하여 동작하도록 함으로써 조명장치의 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있게 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 건널목 주변에 설치되는 조명장치를 신호등 제어기와 연동하여 동작하도록 하고, 건널목 신호등에 적색등이 점등될 경우, 녹색등이 점등될 때보다 조명장치의 조도를 낮추거나 점멸시킴으로써 조명장치의 전력 소비를 줄일 수 있게 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 조명장치를 제어하는 시스템과 신호등 제어기를 제어하는 시스템의 통합 관리 없이 두 시스템이 연동하여 동작하도록 제어함으로써 각 시스템을 관리하는 관계기관들의 복잡한 협의가 필요없이 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 도로 건널목에 설치된 조명 장치를 나타내는 도면.
도 2는 보행자 보호 조명 장치의 구조를 나타내는 블록도.
도 3은 신호등 제어기의 구조를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 조명 제어 시스템을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 시스템의 세부 구조를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 조명 제어 절차를 나타내는 흐름도.
본 발명은 전류의 단락 또는 전류량을 검사하여 이를 통해 조명 장치 등을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 건널목에 설치된 신호등과 건널목을 건너는 보행자를 보호하기 위해 설치되는 건널목 조명 장치를 연동하여 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다.
따라서, 본 발명에서는 건널목에 설치된 신호등의 적색등 또는 녹색등으로 공급되는 전류의 단락 또는 전류량을 센싱하여 이를 통해 건널목 조명 장치의 조도를 효과적으로 제어하는 조명 제어 시스템을 제안한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 하기에는 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 조명 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 조명 제어 시스템은 신호등 제어기(130)로부터 건널목 신호등(12)에 공급되는 전류 상태를 센싱하기 위한 센서(sensor; 440)와 상기 센서(440)로부터 센싱된 전류값을 수신하는 수신부(430)를 포함하는 보행자 조명 장치(440)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 신호등 제어기(130)에서 신호등(120)의 적색등 또는 녹색등으로 공급되는 각 라인에 센서(440a, 440b)를 설치하고, 상기 센서(440)로부터 센싱된 값에 의해 조명 장치(400)의 LED(400) 조명의 조도가 제어된다.
상기 신호등 제어기(130)는 일반적으로 메인 제어부(310) 및 전원부(320)를 포함하여 구성되며, 메인 제어부(310)의 신호 제어에 따라 전원부(320)에서 신호등(120)의 각 라인으로 전원을 공급한다. 즉, 각 라인으로 공급되는 전원을 온/오프시킴으로써 신호등의 각 등을 제어한다.
이때, 본 발명에 따라 전원부(320)에서 공급되는 각 라인에서의 전류의 단락 또는 전류량을 각 센서(440a, 440b)에서 센싱하고, 이를 조명 장치(400)의 수신부(430)로 제공한다.
조명 장치(400)는 전원부(410), LED(420) 및 수신부(430) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 수신부(430)는 각 센서(440a, 440b)로부터 센싱된 신호등(120)에 공급되는 전류의 단락 또는 전류량을 제공받고, 이를 통해 LED(420)로 공급되는 전원을 차단하거나, LED(420)의 밝기를 조절(예컨대, 디밍(dimming))한다.
즉, 센서(440a, 440b)로부터 센싱된 결과, 신호등(120)의 적색등으로 공급되는 전류가 단락되고, 녹색등으로 공급되는 전류가 흐르는 것으로 감지될 경우, 건널목에 녹색등이 점등된 상태이므로, 수신부(430)에서는 LED(420)를 통해 방사되는 빛의 조도가 정상적인 밝기가 되도록 전원부(410)의 전원 공급을 제어한다.
반면, 센서(440a, 440b)로부터 센싱된 결과, 신호등(120)의 녹색등으로 공급되는 전류가 단락되고, 적색등으로 공급되는 전류가 흐르는 것으로 감지될 경우, 건널목에 적색등이 점등된 상태이므로, 수신부(430)에서는 LED(420)를 통해 방사되는 빛의 조도가 정상적인 밝기보다 낮게 되도록 전원부(410)의 전원 공급을 제어하거나, LED(420)로의 전원 공급을 차단함으로써 LED(420)를 점멸시킨다. 이렇게 함으로써, 건널목에 적색등이 점등되어 보행자가 건널 수 없는 상황에서는 조명 장치(400)를 불필요하게 점등시키지 않거나 조도를 낮춤으로써 전력 소모를 줄일 수가 있게 된다.
이하, 도 5를 참조하여 상기 센서(440) 및 조명 장치(400)의 세부 구성을 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 시스템의 세부 구조를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 센서(440)는 전류 센서부(510), 제어부(520), 신호 전송부(530) 및 전원부(540) 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 조명 장치(400)는 수신부(430), LED 제어부(500) 및 LED(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
전류 센서부(510)에서는 신호등 제어기(130)에서 신호등(120)으로 공급되는 각 라인의 전류량을 센싱한다. 상기 전류 센서부(510)에서 센싱된 값은 제어부(520)를 통해 메시지 형태 등으로 구성될 수 있으며, 이를 신호 전송부(530)를 통해 조명 장치(400)로 전송한다. 전원부(540)는 센서(440)의 각 기능부의 동작에 필요한 전원을 각 기능부로 공급한다. 이때, 상기 전류 센서부(510)는 전원선을 끊지 않고 전류의 온/오프 상태를 체크할 수 있는 홀 자기 센서로 구성될 수 있다.
한편, 상기 센서(440)는 전류 센서부(510)에서 센싱된 전류값을 그대로 조명 장치(400)로 전송할 수도 있으며, 상기 센싱된 전류값을 제어부(520)에서 특정 값을 나타내는 아날로그 또는 디지털 신호로 변환 처리하여 전송할 수도 있다.
또한, 다른 방법으로 제어부(520)는 상기 전류 센서부(510)로부터 각 라인의 온오프 상태를 검사하고, 이벤트 발생시(즉, 해당 라인이 온 상태에서 오프 상태로 변하거나, 오프 상태에서 온 상태로 변할 때)에만 해당 상태에 대한 신호를 전송하도록 신호 전송부(530)를 제어할 수 있다.
전원부(540)는 센서(440)의 각 구성부에 전원을 공급하는 장치로서, 태양 전지를 이용함으로써 별도의 외부 전원 공급 없이 반 영구적으로 전원을 공급할 수 있다. 즉, 센서(440)에서 필요로 하는 전력의 양은 극히 적으므로 적당한 크기의 태양전지판으로도 센서(440)가 동작하는 데 필요한 전력을 충분히 공급하는 것이 가능하다. 따라서, 전원부(540)는 태양전지판, 충전기, 전원 제어부 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.
조명 장치(400)의 수신부(430)에서는 상기 센서(440)의 신호 전송부(530)에서 전송된 신호를 수신하고, LED 제어부(500)에서는 상기 수신부(430)에서 수신된 신호에 의해 LED(420)의 조도를 제어한다. 즉, 상기 수신부(430)에서 수신된 신호로부터 신호등(120)에 녹색등이 점등된 것으로 판단될 경우, LED 제어부(500)에서는 LED(420)가 정상적인 조도로 점등하도록 전력 공급을 제어한다. 반면, 상기 수신부(430)에서 수신된 신호로부터 신호등(120)에 적색등이 점등된 것으로 판단될 경우, LED 제어부(500)에서는 LED(420)가 상대적으로 낮은 조도로 점등하도록 전력 공급을 제어하거나, LED(420)로 공급되는 전력을 차단하여 LED(420)가 점멸되도록 제어한다.
한편, 상기 도 4 및 도 5에서는 상기 센서(440)와 조명 장치(400) 간에 유선 라인으로 연결되는 것으로 도시되었으나, 유선 라인뿐만 아니라 무선 통신 수단을 통해 신호를 전송하는 것도 가능하다.
예컨대, 단거리 통신망(PAN; Personal Area Network), 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 도시권 통신망(MAN; Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network) 등 다양한 통신망을 통해 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 적외선(Infrared Data Assosiation; IrDA) 또는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee) 등과 같이 단거리 통신에 이용되는 무선전송기술을 이용할 수도 있으며, 본 발명의 시스템 특성에 따라 근거리 무선 통신 수단으로서, 지그비 또는 RFID 등 규격화된 통신 모듈을 이용하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 조명 제어 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 센서에 의해 센싱된 신호로부터 적색 신호등 전원 상태(S601) 및 녹색 신호등 전원 상태(S602)를 판단한다.
상기 판단 결과, 녹색 신호등의 전원 상태가 온(S603) 상태일 경우에는, 조명 장치를 정상 모드(S604)로 동작시켜, 조명 장치의 LED가 정상 밝기로 비추도록 전력을 제어한다.
반면, 녹색 신호등의 전원 상태가 온(S603) 상태가 아닐 경우(즉, 적색 신호등의 전원 상태가 온 상태일 경우)에는 절전 모드로 동작하여 상대적으로 어두운 밝기로 조명하도록 LED를 제어하거나, LED로 공급되는 전력을 차단하여 점멸시킨다.
한편, 상기 정상 모드는 LED 등이 가능 밝은 상태로 설정되며, 절전 모드는 정상 모드의 밝기 대비 50% 밝기 이하로 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 천재지변이나 기타 여러 가지 사유로 인해, 신호등(120)에 정상적인 전류 공급이 되지 않아 적색등 및 녹색등이 모두 점멸된 상태이거나, 상황에 따라 적색등과 녹색등이 모두 점등된 상태이거나 각 등이 점등과 점멸을 반복하는 경고 상태일 경우에는 비상 모드로 전환하고, 보행자의 안전을 위해 정상 모드의 밝기보다 더 밝은 상태로 설정되도록 제어하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 조명 장치 120 : 신호등
130 : 신호등 제어기 210 : 전원부
220 : LED 310 : 메인 제어부
320 : 전원부 400 : 조명 장치
410 : 전원부 420 : LED
430 : 수신부 440 : 센서
500 : LED 제어부 510 : 전류 센서부
520 : 제어부 530 : 신호 전송부
540 : 전원부

Claims (7)

  1. 주기적 또는 사용자의 설정에 따라 신호등의 적색등 또는 녹색등으로 제공되는 전원 공급을 제어하는 신호등 제어기;
    상기 신호등 제어기의 제어에 의해 적색등 또는 녹색등을 점등 또는 점멸시키는 신호등;
    상기 신호등 제어기에서 상기 신호등으로 제공되는 전류를 센싱하는 적어도 하나의 센서; 및
    상기 신호등에 인접하여 설치되며 상기 센서에서 센싱된 신호로부터 신호등의 점등 또는 점멸 상태를 판단하고, 상기 판단에 따라 LED의 조도를 제어하는 조명 장치;를 포함하는 LED 조명 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조명 장치는,
    상기 센서로부터 수신된 신호로부터 신호등에 적색등이 점등된 상태로 판단할 경우, 정상 모드에서 절전 모드로 전환하여, 상기 LED의 조도를 정상 모드의 밝기보다 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 센서는 근거리 유무선 통신 수단에 의해 센싱된 신호를 상기 조명 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서는,
    태양광 충전 수단을 구비하고, 태양 전지에 의해 자체적으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조명 장치는,
    상기 센서로부터 수신된 신호로부터 신호등의 점등 상태가 정상 상태가 아닌 것으로 판단할 경우, 정상 모드에서 비상 모드로 전환하여, 상기 LED의 조도를 정상 모드의 밝기보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 제어 시스템.
  6. 설치된 적어도 하나의 센서에 의해 신호등 제어기에서 신호등으로 제공되는 전류를 센싱하는 단계;
    상기 센서에서 상기 센싱된 신호로부터 신호등의 점등 상태의 변화를 감지할 경우, 해당 상태 신호를 상기 신호등에 인접하여 설치된 조명 장치로 전송하는 단계;
    상기 조명 장치에서 상기 신호등의 상태 신호를 수신하고, 상기 신호등의 점등 또는 점멸 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 조명 장치에서 상기 판단에 따라 LED의 조도를 제어하는 단계;를 포함하여,
    상기 판단 결과, 상기 센서로부터 수신된 신호로부터 신호등에 적색등이 점등된 상태로 판단할 경우, 정상 모드에서 절전 모드로 전환하여, 상기 LED의 조도를 정상 모드의 밝기보다 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 판단 결과,
    상기 센서로부터 수신된 신호로부터 신호등의 점등 상태가 정상 상태가 아닌 것으로 판단할 경우, 정상 모드에서 비상 모드로 전환하여, 상기 LED의 조도를 정상 모드의 밝기보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 제어 방법.
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