KR20140004854A - 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템, 장치 및 방법 - Google Patents

유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템, 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기적 신호 상태를 검출한 검출 데이터를 생성하여, 상기 검출 데이터와 기 설정 데이터를 비교한 비교 정보를 생성하고, 외부 장치로부터 전원 공급 신호 및 차단 신호를 수신하여 발광 소자를 점등 또는 소등하는 가로등; 복수의 상기 가로등으로부터 상기 검출데이터 및 상기 비교정보를 수신하고, 상기 가로등에 상기 전원 공급 신호 및 차단 신호를 전송하는 가로등 관리 장치; 상기 가로등 관리 장치에 접속하여 상기 비교 정보를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과, 상기 비교 정보에 비정상 동작 정보가 포함된 경우 가로등 제어 신호를 생성하여 상기 가로등 관리 장치에 전송하는 관제 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템을 제공한다.

Description

유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템, 장치 및 방법{Ubiquitous Based Control System, Device and Method of Smart Streetlights}
본 실시예는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 가로등에 대한 전력, 전압 및 전류의 상태를 검출하고, 온도 및 조도를 감시하여 가로등의 이상 신호 및 오작동 신호가 확인된 경우, 유비쿼터스 방식의 시스템을 통해 관리자가 문제에 대해 정확히 판단하여 이상신호 및 오작동을 신속히 해결하기 위한 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
야간에 차량 운전자 및 보행자의 시야 확보, 치안 유지 등 안전상의 이유로 인해 대부분의 도로와 인도에는 가로등이 설치되어 있다. 교통 수단의 발달로 인해 도로는 확대되고, 이로 인해 가로등의 설치량이 늘고, 가로등의 제어 및 효율적인 유지보수가 필요하다. 하지만, 종래의 가로등은 다수의 주파수의 혼동에 의해 데이터 수집이 어려워 신뢰성이 떨어지고, 검출부가 없고, 원격 모니터링 기능이 없어 실시간 시스템 제어 및 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 실시예는, 가로등에 대한 전력, 전압 및 전류의 상태를 검출하고, 온도 및 조도를 감시하여 가로등의 이상 신호 및 오작동 신호가 확인된 경우, 유비쿼터스 방식의 시스템을 통해 관리자가 문제에 대해 정확히 판단하여 이상신호 및 오작동을 신속히 해결하기 위한 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 실시예의 일 측면에 의하면, 전기적 신호 상태를 검출한 검출 데이터를 생성하여, 상기 검출 데이터와 기 설정 데이터를 비교한 비교 정보를 생성하고, 외부 장치로부터 전원 공급 신호 및 차단 신호를 수신하여 발광 소자를 점등 또는 소등하는 가로등; 복수의 상기 가로등으로부터 상기 검출데이터 및 상기 비교정보를 수신하고, 상기 가로등에 상기 전원 공급 신호 및 차단 신호를 전송하는 가로등 관리 장치; 상기 가로등 관리 장치에 접속하여 상기 비교 정보를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과, 상기 비교 정보에 비정상 동작 정보가 포함된 경우 가로등 제어 신호를 생성하여 상기 가로등 관리 장치에 전송하는 관제 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템을 제공한다.
또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 발광 소자의 전기적 신호의 상태를 검출한 검출 데이터를 생성하는 검출부; 상기 검출 데이터와 기 설정 데이터를 비교한 비교 정보를 생성하고 상기 발광소자에 가로등 제어 신호를 전송하는 메인 제어부; 상기 비교 정보를 가로등 관리 장치를 통해 관제 단말기에 전송하고, 상기 관제 단말기로부터 상기 가로등 제어 신호를 수신하는 통신 관리부; 및 상기 통신 관리부로부터 수신된 상기 가로등 제어 신호에 따라 상기 발광소자를 점등 또는 소등하는 발광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등을 제공한다.
또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 발광 소자를 통한 가로등을 점등하기 위해 전원을 공급하는 전원부; 관제 단말기로부터 가로등 제어 신호가 수신된 경우, 상기 가로등 제어 신호에 근거하여 전원의 차단을 제어하는 차단부; 복수 개의 상기 가로등으로부터 비교 정보를 수신하고, 상기 관제 단말기로부터 상기 가로등 제어 신호를 수신한 경우 상기 차단부에 상기 가로등 제어 신호를 전송하는 통신 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 관리 장치를 제공한다.
또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 발광소자에 대한 전기적 신호 상태를 검출한 검출 데이터를 생성하고, 상기 검출 데이터와 기 설정 데이터를 비교한 비교 정보를 생성하는 데이터 검출 및 비교 과정; 상기 비교 정보를 가로등 관리 장치를 통해 관제 단말기로 전송하는 비교 정보 전송 과정; 상기 관제 단말기로부터 상기 비교 정보에 근거하여 생성된 가로등 제어 신호를 상기 가로등 관리 장치를 통해 수신하는 가로등 제어 신호 수신 과정; 상기 가로등 관리 장치로부터 수신된 상기 가로등 제어 신호에 근거하여 상기 발광소자를 점등 또는 소등 동작하는 발광소자 동작 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 근거리 통신을 이용하여 가로등을 제어하여, 유비쿼터스 기반의 제어 관리가 가능하며, 가로등에 전력량, 누설 전류, 순간 정전 및 교류 전류를 검출하는 검출부를 설치함으로써, 관리자가 실시간 가로등 제어 및 유지보수를 수행할 수 있고, 전기 사고를 사전에 점검할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 실시예에 따른 가로등을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 가로등 관리 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 가로등을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 가로등의 램프를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 조도 제어에 따른 소비 전류량 및 전력량 시험하기 위한 장치를 나타낸 예시도이다.
도 9은 본 실시예에 따른 디밍 제어에 따른 소비전류량을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 디밍 제어와 조도 센서의 데이터를 비교하여 그래프로 나타낸 도면이다.
도 1은 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템은 관제 단말기(110), 기록 저장 장치(120), 통신망(130), 가로등 관리 장치(150) 및 가로등(160)을 포함한다. 여기서, 가로등(160)은 제어 모듈(140)을 포함하여 구성된다. 한편, 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템은 차도 외측 경계 부분에 고정되어 설치되는 가로등(160)인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 예컨대, 보안등, 투광등, 실외등 및 실내등과 같이 발광 소자를 포함하여 전기 에너지를 빛 에너지로 발광하는 장치라면 그 어떤 발광 장치로도 대체하여 구현될 수 있다.
관제 단말기(110)는 관리자의 제어에 따라 통신망(130)을 경유하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 PC(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone) 등 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 관제 단말기(110)는 통신망(130)을 경유하여 기록 저장 장치(120), 가로등 관리 장치(150)에 접속하기 위한 프로그램을 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 입력 및 제어하기 위한 마이크로프로세서, 가로등 관리 장치(150)를 모니터링하기 위한 화면 표시부 등을 구비하고 있는 장치를 의미한다.
본 실시예에서 관제 단말기(110)는 가로등 관리 장치(150)에 접속하기 위해 Telnet, TCP/IP 및 STM(Simple TCP/IP Messaging) 중 어느 하나의 프로토콜을 이용하여 접속하고, 가로등 관리 장치(150)로부터 비교 정보를 수신한다. 여기서, 비교 정보는 가로등 관리 장치(150)에서 가로등(160)에 대한 전기적 신호를 검출한 검출 데이터와 기 설정 정보를 비교하여 생성된 정보를 의미한다. 또한, 가로등 관리 장치(150)로부터 수신된 비교 정보를 관제 단말기(110)에 구비된 표시부를 통해 모니터링한다. 여기서, 관리자의 설정에 따라 수동 또는 자동으로 모니터링이 가능하다. 관제 단말기(110)에서 가로등 관리 장치(150)를 모니터링하는 중 비교 정보에 비정상 동작 정보가 포함되어 있는 경우, 시스템 초기화 신호, 전원 공급 신호 및 전원 차단 신호 중 하나 이상의 신호를 포함하는 가로등 제어 신호를 생성한다. 여기서, 관제 단말기(110)는 생성된 가로등 제어 신호를 통신망(130)을 경유하여 가로등 관리 장치(150)로 전송한다.
기록 저장 장치(120)는 데이터를 저장하는 장치를 말하는 것이며, 데이터 베이스(Data Base)를 기반으로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에 따른 기록 저장 장치(120)는 가로등(160)으로부터 검출 데이터 및 비교 정보를 수신하여 저장한다. 여기서, 검출 데이터는 가로등(160)에 대한 전기적 신호를 검출한 것을 의미하고, 예컨대, 전력량, 누설 전류, 순간 정전 및 교류 전류 중 하나 이상의 상태를 검출한 데이터를 포함한다. 또한, 비교 정보는 전술한 검출 데이터와 기 설정 정보를 비교한 정보를 의미한다. 여기서, 기 설정 정보는 가로등(160)의 정상적인 동작을 위한 전력량, 누설 전류, 순간 정전 및 교류 전류의 기준을 정하여 기 설정한 정보이다. 또한, 기록 저장 장치(120)는 관제 단말기(110)에서 저장된 검출 데이터 및 비교 정보의 열람 및 다운로드를 필요로 할 경우, 검출 데이터 및 비교 정보를 관제 단말기(110)에 전송한다.
통신망(130)은 인터넷망, 인트라넷망, 이동통신망, 위성 통신망 등 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 인터넷 프로토콜로 데이터를 송수신할 수 있는 망을 말한다. 통신망(130)은 관제 단말기(110), 기록 저장 장치(120) 및 가로등 관리 장치(150)를 연결하는 망(Network)으로서 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network)등의 폐쇄형 네트워크일 수도 있으나, 인터넷(Internet)과 같은 개방형인 것이 바람직하다. 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(HyperText Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service)를 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미한다. 여기서, 통신망(130)에 대한 기술은 이미 공지된 기술이므로 더 자세한 설명은 생략하도록 한다.
가로등 관리 장치(150)는 가로등(160)에 대한 전원의 공급 및 차단을 관리하고, 근거리 통신을 이용하여 관제 단말기(110) 및 가로등(160)과 통신한다.
본 실시예에서 가로등 관리 장치(150)는 가로등(160)에 포함된 제어 모듈(140)로부터 제어 신호를 수신하여 가로등(160)의 전원 공급 및 차단을 제어한다. 여기서, 제어 신호는 시스템 초기화 신호, 전원 공급 신호 및 전원 차단 신호 중 하나 이상의 신호를 포함한다. 또한, 가로등 관리 장치(150)는 근거리 통신을 이용하여 복수의 가로등(160)으로부터 가로등 상태 정보를 수집하여 제어한다. 여기서, 근거리 통신은 지그비, 블루투스, RFID, 루비 중 하나 이상을 포함한다. 한편, 도 1에서 가로등 관리 장치(150)는 가로등(160)과 별도로 구현되는 것으로 나타내고 있으나 반드시 이에 한정되어 있는 것은 아니며, 가로등(160)에 포함되어 구현될 수 있다.
가로등(160)은 일반적으로 발광 소자를 통해 점등 또는 소등하는 장치를 말하는 것이며, 지주 및 내부에 램프를 구비하는 가로등 헤드로 구성된다. 여기서, 가로등(160)은 차도 외측 경계 부분에 고정되어 설치되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 가로등(160)에 사용되는 램프로는 고압수은등, 형광등, 나트륨등, 전구, 발광 다이오드(LED) 등을 모두 포함할 수 있다. 또한, 가로등(160)은 발광 소자를 이용해 발광하는 가로등, 보안등, 표시등을 모두 포함한다.본 실시예에서 가로등(160)은 가로등 관리 장치(150)로부터 근거리 통신을 이용하여 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 근거하여 점등 또는 소등한다. 여기서, 가로등(160)은 차도 외측 경계 부분에 고정되어 설치되는 발광 장치인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 예컨대, 보안등, 투광등, 실외등 및 실내등과 같은 발광 장치로 대체하여 구현될 수도 있다.
가로등(160)은 전기적 신호를 검출한 검출 데이터를 생성하고, 온도 및 조도를 감지하는 제어 모듈(140)을 포함한다.
제어 모듈(140)은 전기적 신호를 검출 및 비교하기 위한 전기 회로, 전기 회로 구현을 위한 프로그램, 프로그램을 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 중 전부 또는 일부를 의미한다. 또한, 제어 모듈(140)은 근거리 통신 또는 네트워크 통신망을 이용하여 관제 단말기(110), 기록 저장 장치(120) 및 가로등 관리 장치(150)와 통신한다. 여기서, 근거리 통신은 지그비(ZigBee), 블루투스, RFID(Radio Frequency Identification), 루비(RuBee) 중 하나 이상을 포함한다.
본 실시예에 따른 제어 모듈(140)은 가로등(160)에 포함된 발광부(270)에 대한 전기적 신호를 검출한 검출 데이터를 생성하고, 온도 및 조도를 감지한다. 여기서, 검출 데이터는 발광부(270)에 대한 전력량, 누설 전류, 순간 정전, 교류 전류의 상태를 검출한 것을 의미한다. 또한, 제어 모듈(140)은 발광부(270)에 과전류로 인한 과열 또는 정전으로 인한 온도 변화를 감지하고, 발광부(270)의 밝기 정도를 감지한다.
제어 모듈(140)은 전술한 검출 데이터와 기 설정 정보를 비교한 비교 정보를 생성하여 가로등 관리 장치(150)에 전송한다. 여기서, 관제 단말기(110)는 가로등 관리 장치(150)로부터 비교 정보를 수신하고, 비교 정보에 근거하여 생성된 제어 신호를 가로등 관리 장치(150)에 전송한다. 가로등 관리 장치(150)는 관제 단말기(110)로부터 수신된 제어 신호에 따라 발광부(270)의 점등 또는 소등을 제어한다.
도 2는 본 실시예에 따른 가로등을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 가로등(160)은 통신부(210), 데이터 수집부(220), 메인 제어부(230), 검출부(240), 전력량 검출 모듈(242), 누설 전류 검출 모듈(244), 순간 정전 검출 모듈(246), 교류 전류 검출 모듈(248), 온도 감지부(250), 조도 감지부(260) 및 발광부(270)를 포함한다. 한편, 본 실시예에서는 통신부(210), 데이터 수집부(220), 메인 제어부(230), 검출부(240), 전력량 검출 모듈(242), 누설 전류 검출 모듈(244), 순간 정전 검출 모듈(246), 교류 전류 검출 모듈(248), 온도 감지부(250), 조도 감지부(260) 및 발광부(270)를 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 가로등(160)에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
통신부(210)는 근거리 통신 및 통신망을 이용하여 데이터를 송수신한다. 예컨대, 검출부(240) 및 메인 제어부(230)에서 생성된 정보를 가로등 관리 장치(150)를 경유하여 관제 단말기(110) 또는 기록 저장 장치(120)에 전송하고, 관제 단말기(110)에서 생성된 제어 신호를 가로등 관리 장치(150)로부터 수신한다.
데이터 수집부(220) 메인 제어부(230)로부터 검출 데이터 및 비교 정보를 수신하여, 발광부(270)의 동작 상태를 수집하고 검출 데이터 및 비교 정보를 임시 저장한다. 여기서, 데이터 수집부(220)는 데이터베이스를 기반으로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
메인 제어부(230)는 발광부(270)에 대한 동작 및 전기적 신호 상태 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 기 설정 정보와 비교 및 판단한다. 예컨대, 발광부(270)에 대한 전력량, 누설 전류, 순간 정전, 교류 전류를 검출한 검출 데이터와 온도 및 조도를 감지한 감지 데이터를 수신하고, 검출 데이터와 기 설정 정보를 비교하여 비교 정보를 생성한다. 메인 제어부(230)는 비교 정보에 근거하여, 발광부(270)의 비정상 동작 신호를 확인하여, 통신부(210)를 통해 가로등 관리 장치(150)에 전송한다.
검출부(240)는 발광부(270)에 대한 전기적 신호를 검출하고, 전력량 검출 모듈(242), 누설 전류 검출 모듈(244), 순간 정전 검출 모듈(246), 교류 전류 검출 모듈(248)를 포함한다.
전력량 검출 모듈(242)은 P=V×I 계산식에 의해 전력량을 계산하는 집적회로를 포함하고, 집적회로를 이용하여 검출된 전력량 검출 데이터를 메인 제어부(230)로 전송한다.
누설 전류 검출 모듈(244)은 발광부(270)에 대한 전류를 측정하여, 누설 전류를 확인한다. 또한, 발광부(270)에 대한 누설 전류가 검출된 경우, 검출된 누설 전류 검출 데이터를 메인 제어부(230)로 전송한다. 여기서, 일정 시간 이상 누설 전류가 검출될 경우, 메인 제어부(230)로부터 강제적 차단 신호를 수신하여 발광부(270)에 공급되는 전류를 차단한다.
순간 정전 검출 모듈(246)은 발광부(270)의 전압을 검출하여 전압이 강하할 경우, 순간 정전으로 확인한다. 예컨대, 발광부(270)의 입력 전압이 AC185V 이하로 강하될 경우, 순간 정전으로 인식하여 검출 회로에서 순간 정전 전압을 검출하여 메인 제어부(230)로 전송한다.
교류 전류 검출 모듈(248)은 발광부(270)의 교류 전류의 입력 상태를 모니터링하기 위한 검출 모듈로써, 예컨대, 발광부(270)의 전류 변환기를 이용하여 출력된 전류를 연산증폭기(OP AMP)를 통해 전압으로 변환하여 AD컨버터에 입력한 결과를 계산하여 교류 전류를 검출한다.
온도 감지부(250)는 발광부(270)의 정상적인 동작을 확인하기 위해 발광부(270)에 대한 온도를 감지한다. 본 실시예에서 온도 감지부(250)는 발광부(270)에 과전류로 인한 과열 또는 정전으로 인한 온도 변화가 없을 경우, 상기 온도를 감지하여 비정상 온도 정보를 생성하여 메인 제어부(230)로 전송한다.
조도 감지부(260)는 발광부(270)에 대한 밝기 정도를 감지한다. 예컨대, 발광부(270)의 밝기가 너무 밝아지거나 어두워진 경우, 발광부(270)에 이상이 있는 것으로 판단하여, 감지된 조도 정보를 상기 메인 제어부(230)로 전송한다.
발광부(270)는 전기 에너지를 빛 에너지로 변화하여 발광한다.
본 실시예에 따른 발광부(270)는 가로등 관리 장치(160)로부터 수신된 제어 신호에 따라 점등 또는 소등한다. 여기서, 발광부(270)는 발광 다이오드(LED)를 이용하여 구현하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 실시예에 따른 가로등 관리 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 가로등 관리 장치(150)는 통신 관리부(310), 차단부(320), 전원부(330)를 포함한다.
통신 관리부(310)는 근거리 통신을 이용하여 관제 단말기(110) 및 가로등(160)과 데이터를 송수신한다. 예컨대, 통신 관리부(310)는 관제 단말기(110)로부터 가로등 제어 신호를 수신한 경우, 차단부(320)에 가로등 제어 신호를 전송한다. 또한, 가로등(160)의 전원 공급 및 차단을 제어하기 위한 가로등 제어 신호를 송수신하기 위해 지그비, 블루투스, RFID, 루비 중 하나 이상을 포함하는 근거리 통신을 사용한다.
차단부(320)는 관제 단말기(110)로부터 수신된 가로등 제어 신호에 근거하여, 가로등(160)의 전원 차단을 제어한다. 여기서, 가로등 제어 신호가 전원 차단일 경우, 전원부(330)로 차단 신호를 전송하여 전원을 차단한다.
전원부(330)는 가로등(160)을 점등하기 위해 전원을 공급한다. 여기서, 전원의 공급은 통신 관리부(310)로부터 수신된 가로등 제어 신호에 근거하여 동작한다. 여기서, 전원부(330)는 SMPS(Switched Mode Power Supply)전원을 이용하여 구현되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
가로등 관리 장치(150) 및 가로등(160)은 관제 단말기(110)로부터 시스템 초기화 신호를 수신하여, 기존의 데이터를 삭제하고 시스템을 초기화한다(S410).
가로등(160)은 누설 전류를 파악하기 위해 흐르는 전류를 측정하여 누설 전류에 대한 검출 데이터를 생성한다(S420). 누설 전류가 없는 경우, 가로등(160)은 정전 전압을 측정하여 검출 데이터를 생성한다(S430). 여기서, 정전 전압은 가로등(160)에 대한 전압이 기준 전압 이하로 강하된 경우를 의미한다. 가로등(160)에서 정전 전압이 확인되지 않은 경우, 온도 및 조도의 이상 유무에 대한 검출 데이터를 생성한다(S440).
전술한 단계 S420 내지 단계 S440을 실행하는 중, 누설 전류, 정전 전압, 온도 및 조도 이상 중 하나 이상의 검출 데이터가 검출된 경우, 전원 차단 신호를 가로등 관리 장치로 전송하여 전원을 차단한다(S450).
가로등(160)은 전술한 검출 데이터와 기 설정 정보를 비교한 비교 정보를 생성한다(S460). 여기서, 비교 정보는 가로등(160)에 포함된 발광부(270)에 대한 전기적 신호를 검출한 검출 데이터와 기 설정 정보를 비교하여 생성된 정보를 의미한다.
가로등(160)은 검출 데이터 및 비교 정보를 기록 저장 장치(120)로 전송하고, 기록 저장 장치(120)는 검출 데이터 및 비교 정보를 저장한다(S470).
단계 S460의 비교 정보를 확인한 결과, 비교 정보가 비정상 동작 신호를 포함하지 않은 경우, 가로등(160)은 전원 공급 신호를 가로등 관리 장치(150)로부터 수신하여 발광부(270)를 점등시킨다(S490).
관제 단말기(110)는 가로등(160)의 동작을 제어하기 위해, 가로등 관리 장치(150)에 접속하여, 전력량, 전류 및 전압 정보를 모니터링한다(S492).
도 4에서는 단계 S410 내지 단계 S492순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S410 내지 단계 S492 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 도 4에 기재된 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
도 5는 본 실시예에 따른 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가로등(160)은 제 1 가로등(510), 메인 가로등(520) 및 제 2 가로등(530)을 포함하고, 제 1 가로등(510)과 제 2 가로등(530)은 메인 가로등(520)과 센서 네트워크로 연결되며, 각각의 가로등에서 검출된 검출 데이터 및 비교 정보는 메인 가로등(520)을 통해 가로등 관리 장치(150)에 전송될 수 있다.
제 1 가로등(510) 및 제 2 가로등(530)은 전력량, 누설 전류, 순간 정전 및 교류 전류 중 하나 이상의 상태를 검출하여 메인 가로등(520)에 전송하고, 메인 가로등(520)은 정상적으로 운용될 수 있는 전기적 신호 기준인 기 설정 정보와 비교하여 생성된 비교 정보를 가로등 관리 장치(150)에 전송한다. 가로등 관리 장치(150)는 관제 단말기(110)에 비교 정보를 전송하고, 비교 정보에 대응하는 초기화 신호 및 전원 공급/차단 신호를 포함하는 제어 신호를 수신하여 메인 가로등(520)에 전송하여 제 1 가로등(510) 및 제 2 가로등(530)의 점등 또는 소등을 제어한다.
한편, 도 5에서는 가로등 관리 장치(150)는 비교 정보를 근거하여 생성된 제어 신호를 메인 가로등(520)에 전송하는 것으로 기재되어 있으나, 관제 단말기(110)가 메인 가로등(520)에 직접 접속한 경우, 관제 단말기(110)가 메인 가로등(520)으로부터 비교 정보를 수신하고, 수신된 비교 정보에 근거하여 생성된 제어 신호를 메인 가로등(520)에 전송하는 것으로 구현될 수 있을 것이다.
도 6은 본 실시예에 따른 가로등을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 가로등(160)은 램프 헤드(610), 광고 부착대(620), 등주(630)를 포함한다.
램프 헤드(610)는 가로등(160)의 램프를 포함하는 모듈을 의미한다. 본 실시예에 따른 램프 헤드(610)는 램프와 연결되며, 램프 보호 및 빛의 손실을 막기 위한 커버를 포함한다. 또한, 램프 헤드(610)는 제어 모듈(140)과 연결되어 가로등(160)을 점등 및 소등한다. 한편, 도 6에서는 램프 헤드(610)와 제어 모듈(140)이 직접 연결되어 있는 것으로 기재되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제어 모듈(140)은 가로등(160)과 별도의 모듈로 구성되어, 유무선 통신을 이용하여 가로등(160)의 동작을 제어할 수 있다.
광고 부착대(620)는 광고를 표시할 수 있는 부분을 의미한다. 한편, 도 6 에서 광고 부착대(620)는 등주(630)와 연결되어 있는 것으로 표현하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
등주(630)는 램프 즉, 조명 기구를 지지하기 위한 기둥을 의미한다. 본 실시예에 따른 등주(630)는 램프 헤드(610) 및 광고 부착대(620)를 지지한다.
도 7은 본 실시예에 따른 가로등의 램프를 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 램프 연결부(710), 방열부(720), 렌즈부(730) 및 통풍구(740)를 포함한다. 한편, 본 실시예에서는 램프 연결부(710), 방열부(720), 제어 회로 외함(730), 렌즈부(730) 및 통풍구(740)를 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 가로등(160)의 램프에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
램프 연결부(710)는 램프와 램프 헤드(610)를 연결한다. 여기서, 램프 연결부(710)는 나선형 또는 스크류베이스 형태로 구현되는 것이 바람직하나 램프 헤드(610)와 전기적 연결이 가능하다면 그 어떤 방식도 가능하다.
방열부(720)는 램프에서 발광을 하는 모듈을 의미한다. 본 실시예에 따른 방열부(720)는 가로등 관리 장치(150)로부터 수신된 전원 공급 및 차단 신호에 따라 동작한다.
렌즈부(730)는 방열부(720)에서 발생하는 열과 빛을 효과적으로 발생시키기 위한 모듈이다. 여기서, 렌즈부(730)는 유리, 거울 등과 같은 빛과 열을 반사하는 재질로 구현되는 것이 바람직하다.
통풍구(740)는 램프의 발광으로 인해 방열부(720) 및 렌즈부(730)에서 발생하는 열을 외부로 방출하여 일정 온도를 유지하고, 램프의 과열을 방지한다.
도 8은 본 실시예에 따른 조도 제어에 따른 소비 전류량 및 전력량 시험하기 위한 장치를 나타낸 예시도이다.
표시부(810)는 제어 모듈(140)에서 검출된 검출 데이터, 온도 및 조도에 대한 감지 정보를 표시하는 모듈이다. 본 실시예에 따른 표시부(810)는 메인 제어부(230) 및 조도 감지부(260)와 연결되어 검출 데이터 및 감지 정보를 표시한다. 또한, 표시부(810)에 표시된 조도 감지 정보에 근거하여 조도 센서에 대한 그래프(도 10)를 생성할 수 있다.
전력 및 전류 측정 장치(820)는 제어 모듈(140), 가로등 관리 장치(150) 및 가로등(160)에 대한 소비 전류량 및 전력량을 검출하기 위한 모듈이다. 도 8에서 전력 및 전류 측정 장치(820)는 소비 전류량 및 전력량을 숫자 및 문자로 표현한 것으로 나타내고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 전력 및 전류 측정 장치(820)는 소비 전류량 및 전력량을 그래프 형태로 나타낼 수 있다.
도 9은 본 실시예에 따른 조도 제어에 따른 소비 전류량 및 전력량을 그래프로 나타낸 도면이다.
그래프 (A)는 전력량 검출 모듈(242)에서 조도 변화 시 소비 전력량을 그래프로 나타낸 것으로, 같은 조도 상에서 조도 제어를 사용한 경우(점선), 낮은 전력이 소비되는 것을 알 수 있다. 하지만, 조도 레벨이 아주 높아지는 경우, 전력 소모량이 비슷한 것을 알 수 있다.
그래프 (B)는 전력량 검출 모듈(242)에서 조도 변화 시 소비 전류량을 그래프로 나타낸 것으로, 시험 방법은 (A)와 동일하다.
도 10은 본 실시예에 따른 조도 제어와 조도 센서의 데이터를 비교하여 그래프로 나타낸 도면이다.
도 10은 조도 센서에 따른 밝기를 비교하여 나타낸 그래프이다. 본 실시예에 따른 그래프는 서로 다른 민감도로 설정된 센서(Light Sensor) 1,2,3,4 및 5에 따른 밝기 및 센서 데이터를 나타낸다. 여기서, 가로등(160)의 밝기는 센서에 따라 다르지만, 센서 5는 센서 1과 비교하여 적은 량의 전류를 사용하는 것을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 관제 단말기 120: 기록 저장 장치
130: 통신망 140: 제어 모듈
150: 가로등 관리 장치 160: 가로등
210: 통신부 220: 데이터 수집부
230: 메인 제어부 240: 검출부
242: 전력량 검출 모듈 244: 누설 전류 검출 모듈
246: 순간 정전 검출 모듈 248: 교류 전류 검출 모듈
250: 온도 감지부 260: 조도 감지부

Claims (15)

  1. 전기적 신호 상태를 검출한 검출 데이터를 생성하여, 상기 검출 데이터와 기 설정 데이터를 비교한 비교 정보를 생성하고, 외부 장치로부터 전원 공급 신호 및 차단 신호를 수신하여 발광 소자를 점등 또는 소등하는 가로등;
    복수의 상기 가로등으로부터 상기 검출데이터 및 상기 비교정보를 수신하고, 상기 가로등에 상기 전원 공급 신호 및 차단 신호를 전송하는 가로등 관리 장치;
    상기 가로등 관리 장치에 접속하여 상기 비교 정보를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과, 상기 비교 정보에 비정상 동작 정보가 포함된 경우 가로등 제어 신호를 생성하여 상기 가로등 관리 장치에 전송하는 관제 단말기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가로등으로부터 상기 검출 데이터 및 상기 비교 정보를 수신하여 저장하는 기록 저장 장치
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가로등은,
    상기 발광소자에 대한 상기 전기적 신호인 전력량, 누설 전류, 순간 정전 및 교류 전류 중 하나 이상의 상태를 검출하여 상기 검출 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 관제 단말기는,
    상기 모니터링을 통해 상기 비정상 동작 정보를 확인한 경우, 초기화 신호 및 전원 차단 신호 중 하나 이상을 포함하는 상기 가로등 제어 신호를 상기 가로등 관리 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가로등 관리 장치는,
    상기 근거리 통신을 이용하여 복수 개의 상기 가로등과 통신하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 근거리 통신은,
    지그비(ZigBee), 블루투스, RFID(Radio Frequency Identification), 루비(RuBee) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가로등은,
    상기 가로등 관리 장치 및 램프와 연결되어 점등 및 소등하는 램프 헤드;
    광고를 표시할 수 있는 광고 부착대; 및
    상기 램프 헤드 및 광고 부착대를 지지하는 등주
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 램프는,
    상기 램프와 램프 헤드를 연결하는 램프 연결부;
    상기 가로등 관리 장치로부터 수신된 전원 공급 또는 차단 신호에 따라 빛과 열을 발생하는 방열부;
    상기 방열부에서 발생 된 빛과 열을 외부로 반사시키는 렌즈부; 및
    상기 방열부에서 발생 된 열을 외부로 방출하여 일정 온도를 유지시키는 통풍구
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 시스템.
  9. 발광 소자의 전기적 신호의 상태를 검출한 검출 데이터를 생성하는 검출부;
    상기 검출 데이터와 기 설정 데이터를 비교한 비교 정보를 생성하고 상기 발광소자에 가로등 제어 신호를 전송하는 메인 제어부;
    상기 비교 정보를 가로등 관리 장치를 통해 관제 단말기에 전송하고, 상기 관제 단말기로부터 상기 가로등 제어 신호를 수신하는 통신 관리부; 및
    상기 통신 관리부로부터 수신된 상기 가로등 제어 신호에 따라 상기 발광소자를 점등 또는 소등하는 발광부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발광부에 과전류로 인한 과열 또는 정전으로 인한 온도 변화가 없을 경우, 상기 온도를 감지하여 비정상 온도 정보를 생성하고, 상기 비정상 온도 정보와 기 설정 정보를 비교하기 위해 상기 메인 제어부로 전송하는 온도 감지부; 및
    상기 발광부의 밝기 정도를 감지하여, 감지된 조도 정보를 상기 메인 제어부로 전송하는 조도 감지부
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 발광부의 전력량을 계산하여 검출하는 전력량 검출 모듈;
    상기 발광부의 누설 전류를 파악하기 위해 흐르는 전류를 측정하고, 기 설정 정보와 비교하여 상기 누설 전류의 유무를 파악하기 위해 상기 누설 전류를 검출하는 누설 전류 검출 모듈;
    상기 발광부의 전압이 강하할 경우, 순간 정전의 유무를 파악하기 위해 상기 전압을 검출하는 순간 정전 검출 모듈; 및
    상기 발광부의 교류 전류의 흐름을 파악 및 관리하기 위해 상기 교류 전류를 검출하는 교류 전류 검출 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 누설 전류 검출 모듈은,
    상기 누설 전류가 확인된 경우 상기 통신부를 통해 상기 가로등 관리 장치로 전원 차단 신호를 전송하고, 전류 상태가 정상으로 돌아온 경우 상기 가로등 관리 장치로 전원 복귀 신호를 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등.
  13. 발광 소자를 통한 가로등을 점등하기 위해 전원을 공급하는 전원부;
    관제 단말기로부터 가로등 제어 신호가 수신된 경우, 상기 가로등 제어 신호에 근거하여 전원의 차단을 제어하는 차단부;
    복수 개의 상기 가로등으로부터 비교 정보를 수신하고, 상기 관제 단말기로부터 상기 가로등 제어 신호를 수신한 경우 상기 차단부에 상기 가로등 제어 신호를 전송하는 통신 관리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 관리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 통신 관리부는,
    상기 가로등의 전원 공급 및 차단을 제어하기 위한 상기 가로등 제어 신호를 송수신하기 위해 지그비, 블루투스, RFID, 루비 중 하나 이상을 포함하는 근거리 통신을 사용하고, 복수 개의 상기 가로등으로부터 수신되는 상기 근거리 통신을 이용한 무선 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 가로등 관리 장치.
  15. 발광소자에 대한 전기적 신호 상태를 검출한 검출 데이터를 생성하고, 상기 검출 데이터와 기 설정 데이터를 비교한 비교 정보를 생성하는 데이터 검출 및 비교 과정;
    상기 비교 정보를 가로등 관리 장치를 통해 관제 단말기로 전송하는 비교 정보 전송 과정;
    상기 관제 단말기로부터 상기 비교 정보에 근거하여 생성된 가로등 제어 신호를 상기 가로등 관리 장치를 통해 수신하는 가로등 제어 신호 수신 과정;
    상기 가로등 관리 장치로부터 수신된 상기 가로등 제어 신호에 근거하여 상기 발광소자를 점등 또는 소등 동작하는 발광소자 동작 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 스마트 가로등 제어 방법.
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