KR20170091626A - 조명, 특히 가로등을 제어하는 제어모듈 및 조명 네트워크 - Google Patents

Abstract

가로등에 장착되고 조명 동작 제어를 위한 제어 출력을 제공하는 가로등용 제어모듈이 개시된다. 제어모듈은 제어기(39)가 장착된 회로보드(38)를 갖고, 제어기는 장거리 통신 모듈, 단거리 통신 모듈 및 지좌표 모듈과 연결된다. 네트워크는 중앙 서버가 장거리 통신을 사용하여 시작시 제어모듈들과 통신하고, 시작 후에는 그룹 제어기와 통신하는 제어모듈들에 의해 형성되고, 그룹 제어기는 그룹 내 제어모듈들과 통신하도록 단거리 통신을 사용한다. 센서(41)는 감지된 지역 환경의 변화에 따라 조명의 정상동작을 변경하는 제어모듈 내에 제공될 수 있다.

Description

조명, 특히 가로등을 제어하는 제어모듈 및 조명 네트워크 {CONTROL MODULE FOR CONTROLLING A LIGHT, PARTICULARLY A STREET LIGHT, AND NETWORK OF LIGHTS}

본 발명은 조명(즉, 조명기구), 특히 가로등을 제어하는 제어모듈 및 조명 네트워크에 관한 것이다.

조명 네트워크가 점점 더 지능화된 제어 시스템을 구비하는 첨단기술이 알려져 있다. 예를 들어, 조명 네트워크는 PC의 관리 콘솔에 연결된 세그먼트 제어기로 알려진 장치가 제어 모듈을 통해 많은 조명들을 제어하는 원격관리 시스템에 의해 동작될 수 있다. 너무 커서 조명에 통합될 수 없는 세그먼트 제어기는 제어될 조명이 단거리 통신 모듈을 통해 제어기와 통신할 수 있도록 구축되어야 한다. 세그먼트 제어기의 고장은 조명 네트워크에 대한 제어 실패로 이어진다.

또한, 제어될 네트워크의 모든 조명 제어모듈을, 제어모듈들이 중앙서버와의 통신에 사용하는 장거리 통신 모듈, 예를 들여, GSM 기반 모듈을 구비하는 방법이 있다. 사업자 또는 장거리 통신 네트워크에 통합되는 다수의 제어모듈들 때문에, 이 네트워크가 사용되는 경우, 관련 통신비용이 증가한다.

또한, 특히 GPS 지원을 받는 제어기를 조명에 할당하는 작업이 수작업으로 이뤄져야 하는 경우, 이 알려진 시스템의 시운전/시작은 비용이 소요된다. 최종적으로 네트워크 레이턴시는 세그먼트 제어기에 의해 제어될 수 있는 많은 조명들 때문에 비교적 높다.

본 발명은 시작하기 쉽고, (네트워크의) 개선된 시스템 안정성을 보장하며, 동작에 더 저렴한 비용이 드는 조명 네트워크 동작 제어모듈을 생성하는 것을 목적으로 한다.

이 과제는 청구항 1항에 기술된 오브젝트, 청구항 14항에 기술된 오브젝트, 및 청구항 17항에 기술된 오브젝트에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 조명, 특히 가로등으로 지정된 조명을 제어하는 제어모듈은 조명 여자기(exciter)를 제어하는 제어 출력뿐만 아니라 장거리 통신 모듈, 단거리 통신 모듈, 지좌표 모듈, 제어기, 바람직하기로는, 적어도 하나의 센서를 구비하며, 장거리 통신 모듈을 서버에 접근할 수 있고, 제어모듈은 서버에 환경, 조명 및/또는 제어모듈 정보를 전송하도록 설계된다.

여기서, 환경 정보는 환경 센서에 의해 등록된 정보로 이해될 것이다. 예를 들어, 이들은 접근하는 오브젝트, 예를 들어, 차량을 식별 또는 검출하는 센서일 수 있다. 그러나 이 정보는 특히 지좌표 모듈에 의해 등록된 지좌표로 구성된다. 제어모듈의 위치를 결정하기 위해, GPS, GLONSAA, 갈릴레오, 베이더우 (Beidou) 또는 다른 특히 위성 기반 항법 시스템을 기반으로 하는 모듈들이 사용될 수 있다. 동시에 모듈은 별도의 유닛으로 이해될 필요는 없다. 예를 들어, 상부에 제어기가 위치한 동일한 회로보드에 구비된 제어모듈 유닛을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제어모듈은 별도의 조립 유닛 또는 조명의 통합부로 사용될 수 있다.

지좌표 및 가능한 다른 제어모듈 또는 조명에 특정된 정보의 전송은 원격관리 시스템의 서버가 설치된 제어모듈의 상세한 영상을 생성하고, 서버에서 결정될 또는 미리 결정된 제어전략을 기반으로, 설치된 제어모듈들을 그룹들로 분할할 수 있게 한다.

할당된 그룹들 내에서, 그룹 제어기와의 통신은 단거리 통신 모듈을 통해 이뤄질 수 있다. 그룹 제어기는 장거리 통신 모듈을 통해 서버와 데이터를 교환할 수 있는 그룹 내 유일한 모듈이다. 장거리 통신 모듈은 다른 네트워크 기술을 기반으로 할 수 있다. 이들은, 셀룰러 네트워크, IP 네트워크, 또는 장범위(long range) 동등 계층간 (peer-to-peer) 네트워크일 수 있다.

제1그룹 제어기가 고장인 경우, 대체 목적을 위해, 서버는 다른 그룹 제어기를 결정하여 서버와의 통신을 인계받을 수 있다. 그룹의 제어모듈들은 미리 대체 그룹 제어기에 대해 통지받을 수 있거나, 실패한 경우 재할당될 수 있다.

특히 조명에 특정된 정보를 등록하기 위해, 본 발명에 따른 제어모듈은 근접장 통신 모듈, 특히 근접장 센서를 구비하는 것이 유리하다. 바람직하기로는 이 모듈은 조명에 의해 저장된 정보를 독출할 수 있는 RFID 리더를 포함해야 한다. 그런 다음, 이 정보 역시 그룹 제어기를 통해 서버로 전송될 것이다. 이 과정을 통해, 제어모듈 설치는 조명에 특정된 정보가 기술자에 의해 별도로 등록 및 전송되어야 하는 경우보다 상당히 빠를 수 있다. 동시에 시스템은 고장에 더 안전하게(fail-safe) 된다.

제어모듈이 주로 외부에 위치한 경우 조명 헤드 내에 위치한 정보 매체를 독출할 수 있기 위해서, 제어모듈은 두 파트로 구성될 수 있다. 제1파트는 조명 헤드 외부에 위치하는 반면, 제2파트는 내부에 위치한다. 제어모듈 설계에 따라, 외부 파트는 전적으로 단거리 및 장거리 통신에 사용되는 안테나 콤포넌트이다. 대안적으로, 조명 하우징 내부 콤포넌트는 적은 수의 제어모듈 요소들만으로, 예를 들어, 상술한 RFID 리더로 구성될 수 있다.

그룹 내에서 문제가 없는 통신을 보장하기 위해, 단거리 통신 모듈은 다중화가 가능하고, 특히 동일한 안테나를 통한 통신을 위해 다른 주파수로 통신할 수 있다. 이런 방식으로, 기존의 표준, 예를 들어 지그비(ZigBee) 표준 내에서 사용가능한 환경 스캔은 그 주파수에 의한 그룹 제어기와의 통상의 제어모듈 통신과 분리될 수 있어서, 다른 통신 상태에 있는 인접 그룹들은 서로 간섭하지 않는다.

더욱이, 제어모듈에 네트워크 사업자, 특히 셀룰러 네트워크의 국제적으로 활성화된 사업자(로밍 액세스)에 대한 로그인 정보가 공장에서 제공된다면, 설치자는 본 발명에 따라 더 빠르게 제어모듈을 설치할 수 있다. 이로써 전압이 인가된 후 즉시 그리고 잠정적으로 제어모듈의 첫 설치 후에 정보가 서버로 전송될 수 있게 된다. 그런 다음 서버는, 예를 들어, 제어모듈에 있는 전자 SIM에 펌웨어를 전송함으로써 전송될 수 있는 지역 셀룰러 네트워크에 대한 개별 로그인 데이터를 제공한다.

적어도 하나의 센서는, 바람직하기로는 휘도 센서일 수 있고, 따라서 서버와의 접촉이 없이 고장에 안전한(fail-safe) 상태인 경우, 적어도 휘도 레벨에 따른 조명 동작이 가능하다. 특히 지진파 검출을 위해, 센서는 또한 가속도 센서 또는 지진계일 수 있고, 센서 네트워크와 전체 네트워크에 위치한 잠재적으로 부정확한 가속도 센서에 의해 등록된 진동 이벤트의 검출은 그럼에도 불구하고 지진파에 대한 충분히 상세한 해석과 판단을 가능하게 한다.

본 발명에서 제어모듈 장비는 다수의 센서를 구비한다. 예를 들어, 휘도 센서 외에, 진동 이벤트를 검출하는 가속도 센서 및/또는 접근하는 오브젝트, 예를 들어, 차량 또는 보행자를 검출하는 적외선 센서가 있을 수 있다.

만일 지진계라면, 센서는 또한 조명 내 제어모듈의 나머지와 다른 지점에 위치할 수 있다. 예를 들어, 가로등 발에 위치할 수 있다.

시작부분에 기술된 과제는 또한 해당 제어모듈을 구비한 조명, 특히 가로등에 의해 상술한 그리고 후술된 장점으로 해결될 수 있다.

조명에 특정된 데이터를 갖는 RFID 트랜스폰더(transponder)가 조명에 특정된 데이터의 등록을 위해 조명 헤드 안 또는 그 위에 설치되는 것이 바람직하다. 그 데이터는 RFID 리더를 구비한 제어모듈에 의해 독출될 수 있다. RFID 트랜스폰더 대신, 터치하지 않고 독출될 수 있는 다른 데이터 매체인 것이 바람직하다.

상술한 또는 후술될 제어모듈들로 구성되는 네트워크는 각각 하나의 서버와 하나의 제어모듈을 구비한 다수의 조명들을 포함한다. 네트워크는 200개까지, 바람직하기로는 50개의 조명들을 포함하는 하나 또는 다수의 그룹들을 포함하고, 각 조명은 상술한 또는 후술될 제어모듈을 구비하며, 각 그룹은 장거리 통신 모듈을 통해 서버와 통신하는 그룹 제어기로 구체화된 제어모듈을 포함한다. 반면, 나머지 제어모듈들은 서로, 그룹 제어기를 통해 서버와, 그리고 단거리 통신 모듈을 통해 통신용 그룹 제어기와 간접 통신하도록 설계된다.

이 네트워크의 설치를 위해, 제어모듈들은 환경과 관련된 제어 모듈들, 조명들 및/또는 제어모듈들에 의해 제공되는 정보를 기반으로 서버에 의해 하나 또는 그 이상의 제어모듈 그룹들로 분할된다.

지좌표 외에, 환경정보로서, 단거리 네트워크에서 인접 제어모듈에 관한 정보 (예를 들어, 연결 품질 및/또는 다른 RF 특성 및/또는 이웃 테이블) 및/또는 환경에 특정된 정보(예를 들어, 주변 조명 강도)가 고려될 수 있다. 조명 관련 정보는 사용된 광원, 그들의 드라이브 및/또는 할당된 조명에 대한 세부사항들, 예를 들어, 현재의 조명 강도 또는 조광(dimming)에 관한 정보일 수 있다. 제어모듈 정보는 특히 IP 주소 또는 다른 고유 식별자(UID)와 같이 제어모듈의 분명한 식별에 사용되는 정보이다.

본 발명에 따르면, 서버는 그룹당 또는 단일 그룹의 경우 하나의 제어모듈을 그룹 제어기로 선택한다. 해당 그룹의 다른 제어모듈들은 단거리 통신 모듈들을 사용하여 이 제어기와 통신한다. 이는 그룹 내 통신이 해당 단거리 통신 모듈들을 사용함을 의미한다. 그룹내에서 그룹의 통신 모듈들은 해당 단거리 통신 모듈, 바람직하게는 메쉬(mesh) 네트워크를 통해 단거리 네트워크를 형성한다. 네트워크가 정상적으로 동작하는 동안, 그룹 제어기는 장거리 통신 모듈을 통해 서버에 그 자신의 환경, 조명 및/또는 제어모듈 정보 및 다른 제어모듈로부터 수신한 해당 정보를 전송할 수만 있다. 이 목적을 위해, 정상적인 동작은 네트워크의 각 제어 모듈이 그룹에 할당되고 모든 제어 모듈들이 조명을 제어하면서 실제 작업을 수행하는 통상적인 네트워크 동작으로 이해된다. 이를 위해 상술한 및 후술될 방법들에서, 정보 전송은 항상 특정 통신 프로토콜을 기반으로 하는 해당 데이터의 송신을 통해 실행된다.

이 같은 네트워크 구축은 이전 네트워크 시스템보다 더 안정적인 동작을 가져온다. 그룹 내 개별 제어모듈들에 대한 중복 구축으로 인해, 그룹 제어기가 고장인 경우 서버에 의해 새 그룹 제어기가 쉽게 결정될 수 있다. 새 그룹 제어기가 그룹 내에서, 즉, 단거리 통신 네트워크 수준(개인 통신망(PAN))으로 통지된다면, 그룹 제어기로 규정되지 않은 다른 제어모듈들은 그룹 제어기를 통해 연결을 구축한다. 이는 서버가 시스템을 계속해서 제어 및 모니터링을 할 수 있음을 의미한다. 동시에, 그룹당 하나의 활성 제어모듈(그룹 제어기)은 모든 제어모듈이 개별 장거리 모듈을 통해 서버와 별도로 통신하는 네트워크보다 비용을 상당히 낮출 수 있다.

내부 그룹 네트워크를 메쉬 네트워크로 구축하면 시스템 및 PAN 수준의 통신은 고장에 더 안전하다(fail-safe).

“..와 함께”가 상술한 그리고 후술될 과정 단계를 설명하기 위해 사용되었다면, 연결된 과정의 단계들이 반드시 동시임을 의미하지는 않는다. 오히려, 이 과정 단계들은 동시일 수 있다(그러나 동시일 필요는 없다).

네트워크가 자동으로 지리정보를 기록한다면, 특히 처음 시운전/시작하는 동안에, 바람직하기로는 전압이 처음 인가되고 그 다음으로 제어모듈이 스위치 온된 후 이 과정이 자동으로 실행될 때, 네트워크의 시운전/시작은 더 쉽게 이뤄질 수 있다. 이 지리정보는 위치 데이터, 즉, 좌표 및 정확한 타임 스탬프로 구성된다. 지리정보는 지좌표 모듈을 통해 등록된다. 동시에 또는 이어서 장거리 통신 모듈이 네트워크 사업자에 로그인한다. 바람직하기로는 이는 통신회선 사업자, 예를 들어, 전화 또는 데이터 라인 사업자여야 한다. 이 로그인은 로밍 조건하에서 이뤄질 수 있고, 이는 각 통신 모듈들이 나중에 어디에서 구축될 것인지에 관계없이, 공장은 항상 동일한 로그인 정보만 제공함을 의미한다. 따라서 제어기 및/또는 장거리 통신 모듈은 제어모듈측에서 일관된 로그인 데이터를 갖는다.

네트워크 사업자에게 로그인 후, 지리정보가 제어모듈 및/또는 조명 관련 정보와 함께 서버로 전송될 수 있다. 서버에 의해 해당 데이터베이스에 데이터가 자동 저장되어 복잡하지 않은 가로등 구축을 용이하게 한다. 통신비용을 저감하기 위해, 제어모듈 정보가 전송된 후, 기존 장거리 네트워크에 특정한 사업자 액세스 데이터가 제어모듈로 전송될 수 있다. 특히, 사업자 액세스 데이터가 펌웨어를 통해 전자 SIM를 구비한 제어모듈들로 제공될 수 있다. 이 경우, 새로운 펌웨어가 제어기 또는 장거리 통신 모듈로 전달되고, 따라서 새로운 제어모듈의 시운전/시작이 저비용으로 지역적인 조건하에서 이뤄질 수 있다. 동시에, 서버가 펌웨어를 제공함으로써 공장에서 별도로 장착되지 않아도 해당 제어모듈의 통신과 설치를 유연하게 할 수 있다.

이 경우 서버는 별도의 하드웨어를 구비한 별도의 데이터 처리 시스템일 필요가 없다. 또한, 단순히 원격관리 프로그램 내에서 프로젝트에 특정하여 분리된 것일 수 있다. 또한, 동일한 하드웨어 또는 클라우드 내의 가상 서버일 수 있다.

문제없는 동작을 용이하게 하기 위해, 프로젝트 서버는 처음으로 로그인 후 로그인 서버에 의해 시운전된 장치에 관한 정보를 제공받는 것이 바람직하다.

비용을 낮추기 위해, 서버로부터 장거리 네트워크 사업자 또는 네트워크 사업자로의 인터페이스는 장거리 통신 내에서 활성화된 제어모듈에 관한 정보 전송에 사용되고 일시 중지되거나 비활성화되는 것이 바람직하다. 이는 사업자가 적은 수의 제어모듈들만(그룹당 하나의 제어모듈)이 활성화되는 것을 보장함을 의미한다. 다른 제어모듈은 메쉬 네트워크 내 통신 경로를 통해서만 통신할 수 있고, 그런 다음 그룹 제어기를 통해서만 서버와 통신할 수 있다. 특히 전자 SIM의 일시 중지는, 의심되는 경우, 예를 들어, 그룹 제어기가 고장인 경우에 전자 SIM이 짧은 시간 동안 활성화될 수 있음을 의미한다. 바람직하기로는, 네트워크는 하나의 통신 경로 고장을 보상하고 최소 지연으로 새 경로를 자동으로 구축한다. 새로운 통신은 서버에 의해 또는 시간 제어되는 질의를 통한 해당 요구 및 제어모듈에 의한 사업자 네트워크로의 접근 시도에 의해 시작될 수 있다.

그런 다음, 서버는 이 제어모듈들이 정상동작하는 동안 새로운 그룹 제어기와 통신하게 하면서 다른 제어모듈로 정보를 전송할 수 있다.

새로운 조명 또는 새로운 제어모듈이 설치되었을 때 및/또는 각 조명에 대한 유지보수 작업 후, 운용자에게, 예를 들어 제어모듈의 성공적인 그룹 네트워크로의 통합 또는 서버와의 성공적인 접촉과 같은 성공적인 시운전/시작 신호를 보내기 위해, 제어모듈은 원하는 상태에 도달되면 미리 정해진 또는 확인가능한 시간구간 동안 다른 휘도 수준에서 조명을 동작시킬 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 제어모듈은 초기 설치 및/또는 재설치 후, 서버로부터 조명 동작을 위한 파라미터 세트를 서버로부터 수신한다. 이 세트는, 예를 들어, 조광 커브로 구성될 수 있다.

또한, 서버로부터 그룹 제어기로 전송된 소프트웨어를 통해 그룹의 제어모듈에 소프트웨어 업데이트가 제공된다면, 조명 네트워크 동작이 개선된다, 이는, 예를 들어, 새로운 조명기능을 가능하게 하거나 새로운 조명기능이 배포되어 사용되게 할 수 있다.

또는 제어모듈은 새로운 제어기 소프트웨어, 특히 펌웨어를 그룹 제어기를 우회하여 서버로부터 직접 수신할 수 있다. 그러나 이 목적을 위해, 먼저 각 제어모듈은 사업자와 재활성화되어야 한다.

문제없는 정상 기동 (서버와의 통신)을 목적으로 단거리 네트워크에 의한 환경 정보를 검출하고 단거리 네트워크에서 통신하기 위해서, 단거리 네트워크 내 해당 통신은 이 네트워크의 다른 주파수 대역에서 이뤄지는 것이 유리할 수 있다. 바람직하기로는, 이를 위해 (다중화 동작) 동일한 안테나가 사용될 수 있다.

본 발명의 이점과 상세한 특징을 위해 다음의 도면에 대한 설명을 참조한다. 개략적인 도면들은 다음과 같다:
도 1은 본 발명에 따른 네트워크이다.
도 2는 본 발명에 따른 추가 오브젝트이다.
도 3은 본 발명에 따른 과정에 대한 단순화된 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 추가 오브젝트이다.
도 5는 본 발명에 따른 오브젝트 콤포넌트이다.
도 6은 본 발명에 따른 추가 오브젝트이다.
도 7는 본 발명에 따른 도 6의 오브젝트의 콤포넌트이다.

후술되는 설계예의 기술적인 개별 특징들은 또한 본 발명에 따른 오브젝트를 구성하는 독립 청구항들과 잠재적인 추가 청구항들의 특징뿐만 아니라 상술한 설계예와 결합될 수 있다. 합당하다면, 기능적으로 동일한 구성요소들은 동일한 참조번호가 부여된다.

본 발명은 각 제어기 또는 그 동작을 제어하는 제어모듈을 갖는 복수의 조명기구 및 서버를 포함하는 네트워크를 포함한다. 각 제어기는 GSM 모뎀 또는 저전력 무선 네트워크(LPRN)를 통해 연결되어 서버와 얼마나 잘 통신할 수 있는지를 결정한다. 바람직한 실시예에서, 제어기들은 그룹 제어기와 소규모(small) 네트워크들을 형성할 수 있고, 그룹 제어기는 소규모 네트워크 내에서 공유되는 활성 GSM모뎀을 갖고, 이를 통해 사업자 GSM 네트워크상에서 서버와의 통신이 이루어진다.

각 제어기가 그룹 제어기와 통신할 때, 각 소규모 네트워크에는 하나 이상의 활성 GSM 모뎀이 존재할 필요는 없으며, 이는 비용 (GSM 네트워크 비용)을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 각 제어기는 LPRN을 통해 IPv6 프로토콜을 사용하는 6LoWAN을 사용하여 그룹 제어기와의 통신한다. 그 결과, 각 소규모 네트워크는 인터넷 프로토콜 버전 6 (IPv6) 네트워크를 포함하고, 상기 네트워크 내 통신은 IPv6 프로토콜만을 사용하여 이뤄진다.

서버는 IPv6 프로토콜을 사용하여 동작한다. 그러나 각 그룹 제어기로부터 서버로의 정보 전송을 위해 GSM 네트워크가 필요하고, 현재 이들은 인터넷 프로토콜 버전 4(IPv4) 프로토콜을 사용하여 동작한다. 이는 그룹 제어기와 서버간 통신이 GSM 네트워크를 통한 전송을 위해 IPv6에서 IPv4로의 변환될 필요가 있고, 그 다음 서버에서 다시 이전으로 변환될 필요가 있음을 의미한다. 또한, GSM 네트워크상의 통신은 암호화 및 보안화되고, 암호화는 적절한 암호화 프로토콜에 따라 제공된다.

서버는 GSM 네트워크상에서 그룹 제어기들로부터 수신된 암호화된 통신을 해독할 수 있고, 또한 GSM 네트워크상에서 그룹 제어기들로의 전송을 위한 통신을 암호화할 수 있다. 이는 그룹 제어기들과 서버 사이의 종단간(end-to-end) 암호화 통신을 제공한다.

본 발명의 방법에 따르면, 도 1은 그룹 제어기(2)에 할당된 다수의 제어모듈들(1)을 보여준다. 그룹 제어기(2)의 하드웨어는 제어모듈(1)과 동일하다. 그러나 각 그룹 제어기(2)는 장거리 연결(3)만을 사용하여 서버(4)와 통신할 수 있다. 보통 이는 국부 셀룰러 네트워크 사업자에 대한 액세스로, 이를 통해 서버는 IP_WAN을 기반으로 하여 액세스할 수 있도록 남아있을 수 있다. 서버와 그룹 제어기들간의 통신은, 예를 들어, 공통 인터넷 프로토콜 (TCP/IP)를 통해 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 이 통신은 IPv6 프로토콜을 사용하며, 서버와 그룹 제어기간 통신은 GSM 네트워크로의 통신을 위한 IPv6와 IPv4간 터널링(tunneling), GSM 네트워크상의 IPv4를 사용한 통신, 및 서버에서의 IPv4와 IPv6간 터널링을 포함한다.

IPv6 및 Ipv4간 변환/터널링 및 역변환/역터널링을 위한 요구조건은 IPv4에서 동작하는 GSM 네트워크에 기인함을 쉽게 알 수 있다. 그러나 추후 GSM 네트워크가 IPv6에서 동작한다면, 이러한 변환/터널링은 필요하지 않을 것이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 그룹 제어기 및 서버는 GSM 네트워크와 동일한 IP 프로토콜 버전으로 동작할 수 있음을 이해될 것이다.

그룹 7 내에서, 제어모듈들은 단거리 연결(6)을 통해 서로 통신한다. 바람직하기로는, 이 통신은 IEEE 802.15.4 표준, 예를 들어, 지그비(ZigBee)상에서 메쉬 네트워크를 기반으로 해야 한다.

제어모듈들(1, 2)의 개별 그룹들(7)은 일반적으로 서로 볼 수 없고, 따라서 서로 간섭할 수 없다. 그러나 몇몇 그룹의 통신을 위해, 인접 위치에 있는 제어모듈들은 단거리 연결(8)을 사용하여 센서 데이터 또는 해당 정보를 그룹간에 공유/교환 또는 전달하도록 의도될 수 있다. 그런 다음, 이는 조명 볼륨 증가와 같은 동작의 시작에 사용될 수 있다. 대안적으로, 이 통신은 또한 인터넷 또는 인트라넷에서 IP 주소를 통해 서로 볼 수 있는 해당 그룹 제어기들(2)을 사용할 수 있다. 어떤 제어모듈이 어떤 다른 제어모듈과 통신하고, 이 모듈이 어떻게 통신할 수 있는지에 관한 정보가 서버에 규정되어, 예를 들어, 특히 각 제어모듈의 다중 유닛에 의한 그룹간 단거리 통신을 하는 경우에 전송된다.

또한, 본 발명에 따라 네트워크를 동작시키는 서버는 PAN를 형성하는 제어모듈들(1, 2)의 하나 또는 몇 개의 그룹들(7)을 연결하는 외에, 세그먼트 제어기(15, 도 2)를 사용하여 첨단 네트워크를 제어할 수 있다. 세그먼트 제어기(15)는 인터페이스(11)를 통해 연결되어 서버(4)와의 데이터 교환이 가능하게 한다. 필요하다면, 추가 인터페이스(12)를 통한 몇 개의 그룹들(7)과의 연결 외에, 서버(4)는 다른 인터페이스(API, 13)를 통해 장거리 네트워크 사업자(14)와 데이터를 교환할 수 있다.

일반적으로, 데이터베이스(16)는 다른 동작 모듈들(클라이언트, 17)과 연동하면서 서버에서 실행된다. 그래픽 사용자 인터페이스(18)는 서버로의 사용자 액세스를 허용하고, 동작 및 제어 목적을 위한 프로그램을 사용자에게 부여한다.

도 3은 가로등 네트워크를 구축하는 과정을 간략하게 도시한 것이다. 가로등에 많은 제어모듈을 설치(19)한 후, 제어모듈들은 서버에 의해 시작되었거나 자동으로 시작된 단계(20)에서 환경을 스캔한다. 그런 다음, 제어모듈들은 환경정보 및 조명에 특정되거나 제어모듈에 특정된 정보를 서버로 전송한다. 이는 각 제어모듈들의 첫 로그인 후, 제1사업자와의 로밍 조건하에서 직접 또는 필요한 경우, 서버에 의해 결정된 지역 네트워크 사업자와 이뤄질 수 있다. 환경 정보 또는 다른 정보가 가로등의 각 제어모듈에 의해 전송되면, 제어모듈의 분석 및 그룹들로의 할당(21) 및 그룹 제어기의 판단이 이뤄진다. PAN 수준에서, 네트워크 구축은, 예를 들어, 사용중인 표준에 기반하여 동적(dynamic)일 수 있다. 각 그룹 제어기가 서버에게 내부 그룹 통신이 성공적으로 구축되었음을 알리면서 데이터 신호를 서버에 송신하면, 시스템은 정상 동작(22)으로 전환한다.

서버에 미리 정해진 양의 추가 제어모듈들이 설치된다면, 이 과정이 피드백 루프(25)에 따라 다시 수행될 수 있다.

도 4에 따른 본 발명의 다른 설계예에 따르면, 각각 제어모듈(23, 23')을 구비한 다수의 조명들이 거리(24)를 따라 배열된다. 이 조명들은 서버에 미리 정해져 있던 조명 또는 제어모듈 그룹(A)에 속한다. 그룹 A와 그룹 B는 점선 (26 또는 27)으로 표시되어 있다. 그룹 B는 거리(24)로 이어지는 교차로(29)를 따라 위치하는 해당 제어모듈들(28, 28')을 갖는 조명을 포함한다. 내부가 검은 원들(31, 32)은 활성 제어모듈을 갖는 조명, 그룹 제어기를 표시한다. 센서들(S1, S2)은 제어모듈들(23, 28)에 각각 할당된다. 센서들, 무엇보다도 거리(24 또는 29)의 레이더 센서들, 적외선 센서들 (특히 수동 적외선 센서들), 또는 청각 감응장치들(induction loops)이 고려될 수 있다. 이들은 접근하는 오브젝트, 예를 들어, 차량을 검출하여, 그룹 내 및 그룹들 사이의 제어모듈들이 그룹의 각 가로등의 빛을 상황에 맞게 조절하게 한다.

예를 들어, 가로등의 제어모듈(23)의 센서(S1)는 접근하는 오브젝트, 예를 들어, 차량을 검출하고, 그룹내에서 또는 그룹내 일부에서 그 정보가 공유되며, 그룹 A의 조명 강도가 제어모듈들(23, 23')에 의해 증가된다. 또한, 이 정보 또는 접근하는 차량에 대한 정보는 그룹 제어기(23')를 통해 그룹 B의 그룹 제어기(28')로 전송된다. 이어서, 제어 모듈들(28 또는 28')의 관련 조명들, 즉, 서버에 의해 선택된 조명들의 휘도 또한 조절된다. 대안적으로, 센서(S1)를 구비한 제어모듈(23)은 그룹 B의 그룹 제어기(28') 또는 이 그룹 제어기에 할당된 다른 제어모듈(28)과 직접 통신할 수 있고, 이는 이 정보가 네트워크에서 공유되고 따라서 그룹 B가 반응함을 의미한다.

인접 그룹의 센서의 센서 정보가 제공되고, 그런 다음 그 정보가 그룹들 사이에 전송되는 제1그룹의 각 제어모듈들의 할당 및 그에 따른 해당 가로등들의 할당이 서버에 의해 수행될 수 있다. 이를 위해 입력 마스크가 특히, 서버에서 사용가능하다.

상술한 방법 구현에 사용될 수 있는 본 발명에 따른 제어모듈은 바람직하게는 별도의 유닛으로 설계되어, 예를 들어, 가로등(도 7 참조)의 조명 헤드에 설치될 수 있다. 외부에 설치된 제어모듈의 일부 중요 콤포넌트들에 대한 상세한 내용은 도 3을 참조. 분해전개도는 제어모듈, 상부 하우징부(33) 및 하부 하우징부(34)를 포함한다. 하부 하우징부는 밀폐용기(36)를 사용하여 조명 상부에 맞춰진 베이스에 고정되어 있다. 하부 하우징부는 총검형(bayonet-type) 뒤틀림 접촉부(37)를 통해 베이스와 연결된다. 이 접촉부(37)는 하우징(34) 및 중앙 회로보드부(38)의 위치에도 고정된다. 다른 것들 중, 제어기(39), 단, 장거리 통신 모듈들, 및 특히 지진파 검출을 위한 가속 센서부(41)가 이 회로보드부에 위치한다.

이 도면에는 근접장 내에서 RFID 트랜스폰더의 조명에 특정된 데이터를 등록하기 위해 조명 하우징 측면상의 베이스에 설치될 수 있는 RFID 리더를 도시하지 않았다.

도 6은 수백미터의 길이를 갖는 다수의 거리들(42)이 있는 거리 네트워크를 보여준다. 각각 제어모듈을 갖는 다수의 가로등(43)이 이들 거리를 따라 위치한다. 제어모듈 각각은 지진파를 검출하는 센서를 구비한다. 이들은 간단한 가속도 센서일 수 있다. 또는 더 복잡한 지진계가 가로등에 통합될 수 있다. 하우징내 제어모듈에 직접 집적되는 것이 바람직한 가속도 센서로부터 출력된 데이터가 그룹 제어기 및 장거리 통신 모듈을 통해 서버로 전송될 수 있다. 센서가 비교적 부정확하더라도, 그들에 의해 전송된 많은 신호들은 제어모듈 및 그룹 제어기에 의해 전송된 지좌표로 인해 지진파 검출을 가능하게 하고 그 위치 및 시간에 따라 서버가 분석할 수 있게 한다. 이는 P 및/또는 S 파의 해상도가 낮은 경우에도 비교적 정확한 지진 경로 이미지가 생성될 수 있음을 의미한다. 따라서 이 정보로부터 지진 진앙에 관한 정보가 추출될 수 있다. 이는 네트워크 서버에서 또는 지진 센터에 할당된 특별 서버에서 수행될 수 있다. 따라서 조명은, 예를 들어, 사람들에게 미리 알려진 광신호를 내보냄으로써 이어지는 쓰나미 경고 또는 지진 경고로 사용되도록 제어될 수 있다. 이는 거리를 따라 교번하거나 전파되는 광 강도를 갖는 파도와 같은 광신호일 수 있다.

예를 들어, 도 7에 따라 가로등을 땅에 통합하고 버림 콘크리트(lean concrete, 44), 기초 파이프(foundation pipe, 45), 또는 밀집된 충진재(46)를 사용해 조명을 땅에 고정 설치 및 연결함으로써, 제어모듈 내 조명 헤드(48) 내부 또는 그 위에 위치한 가속도 센서는 마스트(49)를 통해 땅속에서 또는 그 표면을 따라 전파하는 지진파를 쉽게 검출할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 높은 해상도를 갖는 지진계(52)는 마스트(49)의 발에 위치하고 데이터 라인(도시되지 않음)을 통해 제어모듈(2)에 연결될 수 있다. 이 시스템의 중요한 장점은 도 6에 점선으로 도시된 지진파(50) 검출에 대한 분석석을 가능하게 하면서 큰 표면에 분포된 많은 수의 센서들이 거의 동시에 평가될 수 있다는 것이다. 동시에 다수의 도로 이용자들에게 동시에 알릴 수 있는 정보 시스템이 제공된다.

Claims (19)

1. 조명을 제어하는 제어모듈에 있어서,
   - 서버(4)에 접근하도록 동작가능한 장거리 통신 모듈;
   - 단거리 통신 모듈;
   - 지좌표(geocoordinate) 모듈; 및
   - 제어기(39)를 포함하고,
   상기 조명의 드라이버를 제어하기 위한 제어 출력을 제공하고 환경, 조명 및 제어모듈 정보 중 적어도 하나를 서버(4)로 전송하도록 동작가능한, 제어모듈.
2. 제1항에 있어서, 근접장 통신 모듈을 더 포함하는, 제어모듈.
3. 제2항에 있어서, 상기 근접장 통신 모듈은 RFID 리더를 포함하는, 제어모듈.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 조명 헤드(48) 외부에 위치한 제1파트 및 상기 조명 헤드(48) 내에 위치한 제2파트를 더 포함하는, 제어모듈.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단거리 통신 모듈은 다중화 가능하고 동일한 안테나를 통해 다수의 주파수 상에서 특별히 통신을 위해 설계된, 제어모듈.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 국제적인 네트워크 사업자에 대한 로그인 정보가 공장에서 제공되는(factory-provided), 제어모듈.
7. 제6항에 있어서, 상기 로그인 정보는 상기 제어기(39) 및 상기 장거리 통신 모듈 중 적어도 하나의 메모리에 저장되고 대체가능한, 제어모듈.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 SIM을 더 포함하는, 제어모듈.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 센서(41)를 포함하는, 제어모듈.
10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 휘도 센서인, 제어모듈.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서(41)는 가속도 센서인, 제어모듈.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서(41)는 지진계를 포함하는, 제어모듈.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명은 가로등인, 제어모듈.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 제어모듈을 포함하는 조명.
15. 제14항에 있어서, 조명 헤드(48)를 더 포함하고,
    상기 조명 헤드(48) 내부 또는 그 위에 설치되는, 조명 특정 데이터를 저장하는 데이터 매체를 더 포함하는, 조명.
16. 제15항에 있어서, 상기 데이터 매체는 RFID 트랜스폰더인, 조명.
17. 네트워크에 있어서,
    조명들의 다수의 그룹들을 포함하고, 각각의 조명은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 제어모듈을 구비하며,
    각 조명 그룹(A, B)은 그룹 제어기(2, 23', 28')로 특정된 제어모듈을 포함하고, 상기 그룹 제어기는 상기 장거리 통신 모듈을 통해 서버(4)와 통신하도록 동작가능하며,
    상기 그룹 제어기 이외의 제어모듈들(1,23,28)은 연관된 그룹 제어기를 통해 상기 서버(4)와 간접 통신하도록 동작가능하고,
    상기 그룹 제어기 이외의 제어모듈들(1,23,28)은 상기 단거리 통신 모듈을 통해 서로 및 상기 그룹 제어기와 통신하도록 동작가능한, 네트워크.
18. 제17항에 있어서, 상기 서버(4)는 네트워크 사업자와의 인터페이스(13)를 구비하고, 상기 인터페이스는 상기 제어모듈들의 장거리 통신 모듈들과의 통신의 활성화, 일시 중지 또는 비활성화에 사용되는, 네트워크.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 그룹 제어기(2, 23', 28')는 고유의 IP 주소를 갖고, 각 그룹은 별도의 개인통신망을 형성하는, 네트워크.

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