KR20190052448A - Iot 기반의 스마트 조명 모듈 및 이를 구비하는 스마트 조명 시스템 - Google Patents

Iot 기반의 스마트 조명 모듈 및 이를 구비하는 스마트 조명 시스템 Download PDF

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KR20190052448A
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박중길
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이지세이버 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 조명 모듈은, 건물 내 설정된 공간의 천장 측에 설치된 설치 박스와 탈착 가능하도록 체결되는 스마트 조명 모듈로서, 상기 천장 측에 설치된 조명 장치의 사용 전력량을 계측하는 계측부; 상기 사용 전력량에 관한 정보를 상기 건물 내 IoT 기기로 전송하며, 상기 IoT 기기로부터 제어 신호를 수신하는 통신부; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 조명 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 스마트 조명 모듈은, 상기 설치 박스에 체결됨에 따라 상기 조명 장치의 전원 라인과 연결될 수 있다.

Description

IOT 기반의 스마트 조명 모듈 및 이를 구비하는 스마트 조명 시스템{IOT-BASED SMART LIGHTING MODULE AND SMART LIGHTING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 조명 장치의 사용 전력량을 계측하고 상기 조명 장치의 동작을 제어하는 IoT(Internet of Things) 기반의 스마트 조명 모듈에 관한 것이다.
최근, 게이트웨이를 통해 가정 내 각종 전자기기, 조명 장치 등을 원격으로 모니터링 및 제어할 수 있는 홈 네트워크 서비스(Home Network Service)에 대한 관심 및 이에 대한 연구가 증가하고 있다. 또한, 에너지 절약에 대한 관심 및 이를 위한 각종 정책, 규제 등이 증가함에 따라 상기 홈 네트워크 서비스에 대한 수요 또한 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 홈 네트워크 서비스는 가정 내 조명 장치를 원격으로 제어할 수 있는 조명 제어 시스템을 포함할 수 있다. 상기 조명 제어 시스템에 따르면, 사용자는 스마트 폰을 통해 가정 내 조명 장치의 전원을 원격으로 온/오프시킬 수 있게 된다.
그러나, 이러한 조명 제어 시스템을 구축하기 위해서는 조명 장치의 전원 라인에 대한 배선 및 배관 공사를 다시 하여야 하는 번거로움이 있으며, 더욱이 일반 사용자들은 전문가의 도움 없이 상기 배선 및 배관 공사를 독자적으로 할 수 없다. 또한, 이 경우 배선 및 배관 공사로 인한 사용자의 비용적 부담이 커지게 되는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10- 2016-0012054호(2016.02.02)
본 발명의 실시예들은 스마트 조명 모듈을 통해 IoT 기능을 구비한 스마트 조명 장치를 보다 저렴하고 간편한 방법으로 보급하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 건물의 천장 측에 설치된 조명 장치와 탈착 가능하도록 체결되는 스마트 조명 모듈로서, 상기 조명 장치의 사용 전력량을 계측하는 계측부; 상기 사용 전력량에 관한 정보를 상기 건물 내 IoT 기기로 전송하며, 상기 IoT 기기로부터 제어 신호를 수신하는 통신부; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 조명 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 스마트 조명 모듈은, 상기 조명 장치에 삽입된 상태에서 사용자에 의해 설정된 방향으로 소정 각도만큼 회전됨에 따라 상기 조명 장치에 체결되며, 상기 조명 장치에 체결됨에 따라 상기 조명 장치의 전원 라인과 연결되는, 스마트 조명 모듈이 제공된다.
상기 스마트 조명 모듈은, 상기 스마트 조명 모듈이 설정된 방향으로 소정 각도만큼 회전됨에 따라 상기 조명 장치의 전원 라인의 일단에 접속되어 상기 일단으로부터 전원을 입력받는 복수의 전원 입력단; 및 상기 스마트 조명 모듈이 설정된 방향으로 소정 각도만큼 회전됨에 따라 상기 전원 라인의 타단에 접속되어 상기 타단으로 상기 전원을 출력하는 복수의 전원 출력단을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전원 입력단과 상기 전원 출력단의 사이에서 상기 전원 입력단 및 상기 전원 출력단에 각각 연결될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제어 신호에 따라 상기 조명 장치의 전원을 온 또는 오프시키거나 상기 조명 장치의 밝기를 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 건물 내 설정된 공간의 천장 측에 설치된 설치 박스와 탈착 가능하도록 체결되는 스마트 조명 모듈로서, 상기 천장 측에 설치된 조명 장치의 사용 전력량을 계측하는 계측부; 상기 사용 전력량에 관한 정보를 상기 건물 내 IoT 기기로 전송하며, 상기 IoT 기기로부터 제어 신호를 수신하는 통신부; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 조명 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 스마트 조명 모듈은, 상기 설치 박스에 체결됨에 따라 상기 조명 장치의 전원 라인과 연결되는, 스마트 조명 모듈이 제공된다.
상기 스마트 조명 모듈은, 상기 스마트 조명 모듈이 상기 설치 박스에 체결됨에 따라 상기 조명 장치의 전원 라인의 일단에 접속되어 상기 일단으로부터 전원을 입력받는 복수의 전원 입력단; 및 상기 스마트 조명 모듈이 상기 설치 박스에 체결됨에 따라 상기 전원 라인의 타단에 접속되어 상기 타단으로 상기 전원을 출력하는 복수의 전원 출력단을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전원 입력단과 상기 전원 출력단의 사이에서 상기 전원 입력단 및 상기 전원 출력단에 각각 연결될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제어 신호에 따라 상기 조명 장치의 전원을 온 또는 오프시키거나 상기 조명 장치의 밝기를 조절할 수 있다.
상기 설치 박스에 체결된 상기 스마트 조명 모듈의 개수는, 상기 공간 내에 설치된 상기 조명 장치의 개수와 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상술한 하나 이상의 스마트 조명 모듈; 상기 하나 이상의 스마트 조명 모듈을 구비하는 설치 박스; 및 제1 네트워크를 통해 사용자 단말로부터 제어 신호를 수신하고, 제2 네트워크를 통해 상기 제어 신호를 건물 내 IoT 기기로 전송하는 게이트웨이를 포함하는, 스마트 조명 시스템이 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 스마트 조명 모듈을 간편한 방식으로 조명 장치에 탈착 및 체결 가능하도록 함으로써, 스마트 조명 모듈이 고장나거나 파손되었다 하더라도 조명 장치 전체를 교체할 필요가 없으므로(스마트 조명 모듈만을 교체하면 족하므로) 스마트 조명 모듈 및 조명 장치의 유지 보수 관점에서 유리한 측면에 있다. 또한, 이 경우 스마트 조명 모듈을 조명 장치에 체결하는 것만으로 조명 장치의 동작을 용이하게 제어할 수 있으므로, 조명 장치의 전원 라인에 대한 별도의 배관 및 배선 공사가 불필요하며 기축 건물에 스마트 조명 모듈을 용이하게 적용할 수 있다. 나아가, 스마트 조명 모듈이 조명 장치의 홈부에 삽입(또는 수용)되어 조명 장치에 체결되므로, 스마트 조명 모듈의 안정성이 증대되며 습기, 먼지 등과 같은 이물질에도 유리한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 하나 이상의 스마트 조명 모듈이 건물 내 설정된 공간(예를 들어, 거실, 주방, 침실 등)의 천장 측에 설치된 설치 박스 내에 구비되어 해당 공간 내 각 조명 장치의 전원 라인과 연결될 수 있다. 이 경우, 천장에서 벽 스위치로 내려오는 전원 라인의 배관 및 배선 공사가 불필요하게 되며, 신축 건물(또는 인터리어 모델링시)에 스마트 조명 모듈을 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 상기 스마트 조명 모듈은 설치 박스로 인해 파손될 위험이 줄어들게 되며, 어떤 종류의 조명 장치도 상기 스마트 조명 모듈 및 설치 박스에 적용이 가능한 장점이 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 스마트 조명 모듈을 통해 IoT 기능을 구비한 스마트 조명 장치를 보다 저렴하고 간편한 방법으로 보급할 수 있으며, 궁극적으로는 기축 건물 및 신축 건물에 적합한 표준화된 스마트 조명 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 조명 모듈의 외면을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 조명 모듈의 상세 구성을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 조명 모듈의 체결 방법을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 조명 모듈의 체결 방법을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 조명 모듈의 적용 예시를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 조명 모듈의 체결 방법을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 조명 모듈이 적용되는 스마트 조명 시스템을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 조명 시스템의 적용 예시를 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 조명 모듈(100)의 외면을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 조명 모듈(100)의 상세 구성을 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 조명 모듈(100)은 신호 송수신이 가능한 IoT(Internet of Things) 기기로서, 조명 장치(미도시) 또는 후술할 설치 박스(미도시)와 탈착 가능하도록 체결되어 상기 조명 장치의 사용 전력량을 계측하고 상기 조명 장치의 동작을 제어할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 조명 모듈(100)은 복수의 전원 입력단(102, 104), 복수의 전원 출력단(106, 108), 페어링 버튼(110), 통신부(112), 제어부(114) 및 계측부(116)를 포함한다.
전원 입력단(102, 104)은 조명 장치의 전원 라인의 일단에 접속되어 상기 일단으로부터 전원을 입력받는 단자로서, 제1 전원 입력단(102) 및 제2 전원 입력단(104)을 포함한다. 제1 전원 입력단(102)은 예를 들어, 제1 교류 전원 라인(AC_L)의 일단에 접속될 수 있으며, 제2 전원 입력단(104)은 예를 들어, 제2 교류 전원 라인(AC_N)의 일단에 접속될 수 있다.
전원 출력단(106, 108)은 조명 장치의 전원 라인의 타단에 접속되어 상기 타단으로부터 전원을 출력하는 단자로서, 제1 전원 출력단(106) 및 제2 전원 출력단(108)을 포함한다. 제1 전원 출력단(106)은 예를 들어, 제1 교류 전원 라인(AC_L)의 타단에 접속될 수 있으며, 제2 전원 출력단(104)은 예를 들어, 제2 교류 전원 라인(AC_N)의 타단에 접속될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 전원 입력단(102), 제2 전원 입력단(104), 제1 전원 출력단(106) 및 제2 전원 출력단(108)은 스마트 조명 모듈(100)의 일면에 모두 형성될 수 있다. 다만, 상기 제1 전원 입력단(102), 제2 전원 입력단(104), 제1 전원 출력단(106) 및 제2 전원 출력단(108)이 형성되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 전원 입력단(102) 및 제2 전원 입력단(104)은 스마트 조명 모듈(100)의 제1 면에 형성되고 제1 전원 출력단(106) 및 제2 전원 출력단(108)은 스마트 조명 모듈(100)의 제2 면에 형성될 수도 있다.
페어링 버튼(110, pairing button)은 건물 내 게이트웨이(미도시)와의 페어링 수행을 위한 버튼으로서, 사용자가 페어링 버튼을 누르면 스마트 조명 모듈(100)의 통신부(112)가 게이트웨이와의 페어링을 시도한다. 이를 위해, 게이트웨이는 외부 클라우드 시스템에 미리 등록될 수 있으며, 사용자는 사용자 단말을 통해 상기 클라우드 시스템에 로그인하여 스마트 조명 모듈(100)에 부착된 식별 코드(예를 들어, 큐알 코드 등)를 촬영할 수 있다. 이 경우, 스마트 조명 모듈(100)의 식별 정보(예를 들어, 스마트 조명 모듈(100)의 맥 어드레스, 지원 통신사 정보, 디바이스 타입 등)가 게이트웨이에 등록되며, 사용자가 페어링 버튼을 누르면 스마트 조명 모듈(100)의 통신부(112)가 게이트웨이와의 페어링을 시도하게 된다. 상기 페어링이 완료되는 경우, 스마트 조명 모듈(100)은 게이트웨이와 신호를 송수신할 수 있다.
통신부(112)는 건물 내 IoT 기기, 게이트웨이 등과 신호를 송수신하기 위한 모듈로서, 예를 들어 지그비(Zigbee) 모듈, 와이파이(Wifi) 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈, 지웨이브(Z-WAVE) 모듈 등과 같은 무선 통신 모듈 등을 구비할 수 있다. 여기서, IoT 기기는 예를 들어, 스마트 콘센트(미도시), 스마트 스위치(미도시), 게이트웨이 등이 될 수 있다.
스마트 콘센트는 전자기기(미도시)에 전원을 공급하는 데 사용되는 장치로서, 전자기기의 전원 플러그가 접속될 수 있다. 전자기기는 예를 들어, 텔레비전, 세탁기, PC, 냉장고, 노트북, 오디오 등이 될 수 있다. 스마트 콘센트는 스마트 스위치, 게이트웨이 등과 무선 통신하기 위한 통신 모듈를 구비할 수 있으며, 상기 통신 모듈을 통해 스마트 스위치, 게이트웨이 등과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 통신 모듈은 예를 들어, 지그비 모듈, 와이파이 모듈, 블루투스 모듈, 지웨이브 모듈 등과 같은 무선 통신 모듈일 수 있다. 또한, 스마트 콘센트는 전원 플러그로 연결된 전자기기의 사용 전력량을 계측할 수 있다. 스마트 콘센트는 스마트 스위치로부터 전자기기의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 따라 전자기기의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 전자기기의 전원 온 동작 명령, 전원 오프 동작 명령, 전자기기의 동작 상태 확인 명령 및 전자기기의 사용 전력량 계측 명령 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 스마트 콘센트는 예를 들어, 내부에 구비된 기계적 또는 전자적인 스위치(예를 들어, 릴레이 스위치, 트라이악 스위치)를 이용하여 스마트 콘센트의 전원 라인과 전자기기의 전원 플러그와의 접속을 온 또는 오프시킬 수 있으며, 이에 따라 전자기기의 전원(또는 동작)이 온 또는 오프될 수 있다. 또한, 스마트 콘센트는 전자기기의 동작 상태에 관한 정보와 계측된 전력량을 스마트 스위치로 전송할 수 있으며, 스마트 스위치는 상기 동작 상태에 관한 정보 및 계측된 전력량을 디스플레이할 수 있다.
또한, 스마트 스위치는 조명 장치 및 전자기기의 동작을 제어하는 데 사용되는 장치이다. 스마트 스위치는 스마트 조명 모듈(100), 스마트 콘센트, 게이트웨이 등과 무선 통신할 수 있다. 이를 위해, 스마트 스위치는 통신 모듈를 구비할 수 있으며, 상기 통신 모듈은 예를 들어, 지그비 모듈, 와이파이 모듈, 블루투스 모듈, 지웨이브 모듈 등과 같은 무선 통신 모듈일 수 있다. 또한, 스마트 스위치는 스마트 조명 모듈(100), 스마트 콘센트, 게이트웨이 등과 유선 통신할 수도 있으며, 이 경우 유선 통신 방식은 예를 들어, RS-485 통신 방식일 수 있다. 스마트 스위치는 리모컨(미도시)으로부터 조명 장치 또는 전자기기의 동작 제어를 위한 명령을 수신하고, 상기 명령에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다. 리모컨은 사용자로부터 조명 장치 또는 전자기기의 동작 제어를 위한 명령을 입력 받아 스마트 스위치로 전송할 수 있으며, 스마트 스위치는 상기 명령에 대응되는 제어 신호를 생성하여 스마트 조명 모듈(100) 또는 스마트 콘센트로 전송할 수 있다. 이를 위해, 스마트 스위치는 리모컨과 무선 통신하기 위한 적외선 수신부(미도시)를 구비할 수 있으며, 상기 적외선 수신부를 통해 조명 장치 또는 전자기기의 동작 제어를 위한 명령을 리모컨으로부터 수신할 수 있다. 또한, 스마트 스위치는 재실 감지 센서, 조도 센서, 온습도 센서 등과 같은 각종 센서를 구비할 수 있다.
또한, 게이트웨이는 건물 내부 또는 외부에서 접속시 자체적으로 웹 서버 기능을 제공함으로써 웹 서버로서 동작한다. 이에 따라, 게이트웨이는 사용자의 서비스 요청시 사용자 단말로 웹 서비스를 제공할 수 있다. 게이트웨이는 제1 네트워크를 통해 사용자 단말(미도시)과 연결되고, 제2 네트워크를 통해 건물 내 스마트 조명 모듈(100), 스마트 콘센트, 스마트 스위치 등과 같은 IoT 기기에 연결될 수 있다. 여기서, 제1 네트워크는 이동통신 사업자에 의하여 제공되는 3G망, 4G망 또는 LTE망, 와이브로망, 와이파이망 등과 같은 유/무선 인터넷망이 될 수 있다. 또한, 제2 네트워크는 지그비, 블루투스, 로라(LoRa) 등과 같은 저전력 무선 통신망일 수 있다. 게이트웨이는 제1 네트워크를 통해 사용자 단말로부터 제어 신호를 수신하고, 제2 네트워크를 통해 상기 제어 신호를 건물 내 IoT 기기로 전송할 수 있다. 나아가, 게이트웨이는 외부 클라우드 시스템(또는 외부 서버)과 연동 가능하다. 이에 따라, 게이트웨이는 외부 클라우드 시스템으로부터 각종 데이터를 송수신할 수 있다.
통신부(112)는 후술할 계측부(116)에서 계측된 조명 장치의 사용 전력량에 관한 정보를 건물 내 IoT 기기(예를 들어, 스마트 스위치, 게이트웨이 등)로 전송하며, 상기 IoT 기기(예를 들어, 스마트 스위치, 게이트웨이 등)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 상기 제어 신호는 예를 들어, 조명 장치의 전원 온(ON) 동작 명령, 조명 장치의 전원 온(OFF) 동작 명령, 조명 장치의 밝기 증가 명령, 조명 장치의 밝기 감소 명령 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 통신부(112)는 상기 제어 신호를 제어부(114)로 전달할 수 있으며, 제어부(114)는 상기 제어 신호에 따라 조명 장치의 동작을 제어할 수 있다. 상기 통신부(112)는 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108) 중 적어도 하나의 단자에 연결될 수 있다.
제어부(114)는 통신부(112)로부터 상기 제어 신호를 전달받고, 상기 제어 신호에 따라 조명 장치의 동작(온/오프/디밍 등)을 제어한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(114)는 전원 입력단(102)과 전원 출력단(106)의 사이에서 전원 입력단(102) 및 전원 출력단(106)에 각각 연결될 수 있다. 제어부(114)는 내부에 구비된 기계적 또는 전자적인 스위치(예를 들어, 릴레이 스위치, 트라이악 스위치)를 이용하여 상기 조명 장치의 동작을 제어할 수 있다. 일 예시로서, 제어 신호가 조명 장치의 전원 온 동작 명령 또는 오프 동작 명령을 포함하는 경우, 제어부(114)는 상기 릴레이 스위치를 이용하여 조명 장치의 전원을 온/오프시킬 수 있다. 다른 예시로서, 제어 신호가 조명 장치의 밝기 조절 동작 명령을 포함하는 경우, 제어부(114)는 상기 트라이악 스위치를 이용하여 전원 라인에 공급되는 전원의 펄스 폭을 변조(PWM : Pulse Witdth Modulation)시켜 조명 장치에 공급되는 전력량을 제어할 수 있으며, 이에 따라 조명 장치의 밝기가 조절될 수 있다.
계측부(116)는 조명 장치의 사용 전력량을 계측한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 계측부(116)는 전원 입력단(104)과 전원 출력단(108)의 사이에서 전원 입력단(104) 및 전원 출력단(108)에 각각 연결될 수 있다. 상기 전력량은 예를 들어, 조명 장치의 실시간 전력 사용량, 일간 전력 사용량, 월간 전력 사용량 등이 될 수 있다. 계측부(116)는 예를 들어, 조명 장치에 공급되는 부하 전류 및 부하 전압을 검출할 수 있으며 검출된 부하 전류와 부하 전압을 기반으로 조명 장치의 사용 전력량을 계측할 수 있다. 한편, 여기서는 설명의 편의상 제어부(114) 및 계측부(116)를 기능상 구분하여 설명하였으나, 제어부(114) 및 계측부(116)는 하나의 PCB(미도시) 상에서 일체로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 조명 모듈(100)의 체결 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이, 스마트 조명 모듈(100)은 조명 장치(200)와 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
도 3의 (a) 및 (b)는 스마트 조명 모듈(100)이 조명 장치(200)에 삽입되어 체결되는 예시를 각각 나타낸다.
도 3을 참조하면, 사용자는 스마트 조명 모듈(100)을 조명 장치(200)에 삽입할 수 있으며, 스마트 조명 모듈(100)은 조명 장치(200)에 삽입된 상태에서 사용자에 의해 설정된 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 소정 각도(예를 들어, 90도)만큼 회전됨에 따라 상기 조명 장치(200)에 체결(또는 고정)될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스마트 조명 모듈(100)이 조명 장치(200)에 삽입되는 방향, 스마트 조명 모듈(100)이 조명 장치(200)와의 체결을 위해 회전되는 방향 등은 특별히 한정되지 않는다.
또한, 도 4의 (a)는 스마트 조명 모듈(100)이 조명 장치(200)에 삽입된 상태에서의 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108)의 위치를 나타낸 예시도이며, 도 4의 (b)는 스마트 조명 모듈(100)이 조명 장치(200)에 체결된 상태에서의 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108)의 위치를 나타낸 예시도이다. 도 4의 (a) 상태에서는 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108)이 조명 장치의 전원 라인에 접속(또는 접촉)되지 않으며, 도 4의 (b) 상태에서는 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108)이 조명 장치의 전원 라인에 접속된다.
즉, 사용자는 스마트 조명 모듈(100)을 미리 마련된 조명 장치의 홈부에 삽입하고, 상기 스마트 조명 모듈(100)을 일 방향으로 회전시킴으로써 조명 장치(200)에 간편하게 체결시킬 수 있다. 이 경우, 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108)은 스마트 조명 모듈(100)이 회전됨에 따라 상기 전원 라인의 일단 및 타단에 각각 접속(또는 연결)될 수 있다. 스마트 조명 모듈(100)이 조명 장치(200)에 체결되는 경우, 통신부(112)는 상기 전원 라인으로부터 전원을 공급 받아 동작하게 되며 건물 내 다른 IoT 기기(미도시)로부터 수신된 제어 신호에 따라 제어부(114)의 동작을 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 스마트 조명 모듈(100)을 간편한 방식으로 조명 장치(200)에 탈착 및 체결 가능하도록 함으로써, 스마트 조명 모듈(100)이 고장나거나 파손되었다 하더라도 조명 장치(200) 전체를 교체할 필요가 없으므로(스마트 조명 모듈(100)만을 교체하면 족하므로) 스마트 조명 모듈(100) 및 조명 장치(200)의 유지 보수 관점에서 유리한 측면에 있다. 또한, 이 경우 스마트 조명 모듈(100)을 조명 장치(200)에 체결하는 것만으로 조명 장치(200)의 동작을 용이하게 제어할 수 있으므로, 조명 장치(200)의 전원 라인에 대한 별도의 배관 및 배선 공사가 불필요하며 기축 건물에 스마트 조명 모듈(100)을 용이하게 적용할 수 있다. 나아가, 스마트 조명 모듈(100)이 조명 장치(200)의 홈부에 삽입(또는 수용)되어 조명 장치(200)에 체결되므로, 스마트 조명 모듈(100)의 안정성이 증대되며 습기, 먼지 등과 같은 이물질에도 유리한 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 조명 모듈(100)의 적용 예시(기축 건물에 적용되는 예시)를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 건물 내 각 공간(예를 들어, 침실, 거실, 주방 등)에는 스마트 조명 모듈(100)이 체결된 조명 장치(200), 스마트 콘센트(302), 스마트 스위치(304) 등이 배치될 수 있다. 또한, 이들 공간 중 특정 공간(예를 들어, 거실)에는 게이트웨이(306)가 배치될 수 있다. 상기 게이트웨이(306)는 예를 들어, 월패드(Wall-Pad)에 내장될 수 있다. 월패드는 벽에 부착되는 터치 스크린 형태의 단말기로, 조명 제어, 방문객 확인, 비상 경보 등과 같은 홈 네트워크의 기본 기능을 수행할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 불과하며, 게이트웨이(306)는 예를 들어, 건물 내에 존재하는 셋탑 박스(Set-top-box), 후술할 설치 박스(미도시) 등에 내장되거나 별도의 독립적인 장치로 존재할 수도 있다.
사용자는 사용자 단말(308)을 통해 조명 장치(200) 또는 전자기기의 동작 제어를 위한 명령을 입력하고, 게이트웨이(306)는 제1 네트워크를 통해 사용자 단말(308)로부터 상기 명령을 수신할 수 있다. 게이트웨이(306)는 제2 네트워크를 통해 상기 명령을 스마트 스위치(304)로 전송할 수 있다. 만약, 상기 명령이 전자기기의 전원 오프 동작 명령인 경우, 스마트 스위치(304)는 상기 명령에 대응되는 제어 신호를 생성하고 상기 제어 신호를 스마트 콘센트(302)로 전송할 수 있다. 스마트 콘센트(302)는 상기 제어 신호에 따라 전자기기의 전원을 오프시킬 수 있다. 또한, 상기 명령이 조명 장치(200)의 전원 오프 동작 명령인 경우, 스마트 스위치(304)는 상기 명령에 대응되는 제어 신호를 생성하고 상기 제어 신호를 스마트 조명 모듈(100)로 전송할 수 있다. 스마트 조명 모듈(100)은 상기 제어 신호에 따라 조명 장치(200)의 전원을 오프시킬 수 있다. 또한, 스마트 스위치(304)는 리모컨(미도시)으로부터 조명 장치(200) 또는 전자기기의 동작 제어를 위한 명령을 입력받고, 상기 명령에 대응되는 제어 신호를 생성하여 스마트 조명 모듈(100) 또는 스마트 콘센트로 전송할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 조명 모듈(100)의 체결 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이, 스마트 조명 모듈(100)은 설치 박스(400)와 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 스마트 조명 모듈(100)은 건물 내 설정된 공간(예를 들어, 거실, 주방, 침실 등)의 천장 측에 설치된 설치 박스(400) 내에 구비되어 조명 장치의 전원 라인과 연결될 수 있다. 상기 조명 장치의 전원 라인은 설치 박스(400)를 관통하여 스마트 조명 모듈(100)의 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108)에 접속되도록 상기 설치 박스(400) 내의 설정된 공간에 미리 마련될 수 있다. 이 경우, 스마트 조명 모듈(100)을 상기 설치 박스(400)의 안착부(402)에 안착시키는 것만으로 스마트 조명 모듈(100)이 설치 박스(400)에 체결될 수 있으며, 이에 따라 조명 장치의 전원 라인과 스마트 조명 모듈(100)의 전원 입력단(102, 104) 및 전원 출력단(106, 108)과의 접속이 이루어질 수 있다.
이때, 설치 박스(400) 내에 구비된 스마트 조명 모듈(100)의 개수는 상기 공간 내에 설치된 조명 장치(200)의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 거실 내에 구비된 조명 장치(200)의 개수가 6개인 경우, 상기 거실의 천장 측에 설치된 설치 박스(400) 내에 구비된 스마트 조명 모듈(100)의 개수 또한 6개일 수 있다. 즉, 설치 박스(400) 내에 구비된 스마트 조명 모듈(100)들은 해당 공간 내 각 조명 장치(200)의 전원 라인과 연결될 수 있다. 이 경우, 천장에서 벽 스위치로 내려오는 전원 라인의 배관 및 배선 공사가 불필요하게 되며, 신축 건물(또는 인테리어 모델링시)에 스마트 조명 모듈(100)을 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 상기 스마트 조명 모듈(100)은 설치 박스(400)로 인해 파손될 위험이 줄어들게 되며, 어떤 종류의 조명 장치(200)도 상기 스마트 조명 모듈(100) 및 설치 박스(400)에 적용이 가능한 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 조명 모듈(100)이 적용 예시(신축 건물에 적용되는 예시)되는 스마트 조명 시스템(500)을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 건물 내 각 공간(예를 들어, 침실, 거실, 주방 등)에는 하나 이상의 조명 장치(200), 및 하나 이상의 스마트 조명 모듈(100)이 구비된 설치 박스(400)가 배치될 수 있다. 또한, 이들 공간 중 특정 공간(예를 들어, 거실, 현관 등)에는 게이트웨이(306), 연결 박스(600), 분전반(700) 등이 배치될 수 있다. 이때, 상기 게이트웨이(306)는 월패드에 내장될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 설치 박스(400) 중 어느 하나에 내장될 수도 있다.
연결 박스(600)는 분전반(700)의 분기 회로를 수용하고, 상기 분기 회로를 통해 공급 받은 전원을 설치 박스(400)를 통해 조명 장치(200)로 공급한다. 상기 공간 내 천장 측에는 하나 이상의 연결 박스(600)가 설치될 수 있으며, 상기 연결 박스(600)의 개수는 상기 분기 회로의 개수와 동일할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 조명 시스템(500)의 적용 예시(홈 케어 시스템에 적용되는 예시)를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 각 스마트 스위치(304)는 재실 감지 센서(미도시)를 통해 해당 공간 내에 존재하는 사용자를 감지하고, 상기 사용자가 감지되는 재실 감지 시간을 기록할 수 있다. 게이트웨이(306)는 각 스마트 스위치(304)의 재실 감지 센서에서 기록된 재실 감지 시간 및 상기 스마트 스위치(304)의 식별 정보를 수집하여 사용자 단말(308)로 제공할 수 있다.
또한, 설치 박스(400) 내 스마트 조명 모듈(100)은 스마트 스위치(304)의 재실 감지 센서와 연동하여 동작할 수 있다. 만약, 해당 공간 내 사용자가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 설치 박스(400) 내 스마트 조명 모듈(100)은 해당 공간 내 조명 장치(200)의 전원을 자동으로 온시킬 수 있다. 또한, 사용자가 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 설치 박스(400) 내 스마트 조명 모듈(100)은 해당 공간 내 조명 장치(200)의 전원을 자동으로 오프시킬 수 있다.
또한, 각 스마트 콘센트(304)는 전자기기의 사용 전력량, 및 제어 신호에 따라 전자기기의 동작을 제어하는 동작 제어 시간(즉, 사용 시간)을 기록할 수 있다. 게이트웨이(306)는 각 스마트 콘센트(304)에서 기록된 전자기기의 사용 전력량, 동작 제어 시간 및 상기 스마트 콘센트(304)의 식별 정보를 수집하여 사용자 단말(308)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 사용자 단말(308)을 통해 건물 내 사용자의 생활 패턴을 실시간으로 파악할 수 있다.
특히, 이와 같은 재실 감지 시간 및 동작 제어 시간은 건물 내 거주하는 독거 노인을 케어하기 위한 수단으로서 용이하게 활용될 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 스마트 조명 모듈
102 : 제1 전원 입력단
104 : 제2 전원 입력단
106 : 제1 전원 출력단
108 : 제2 전원 출력단
110 : 페어링 버튼
112 : 통신부
114 : 제어부
116 : 계측부
200 : 조명 장치
302 : 스마트 콘센트
304 : 스마트 스위치
306 : 게이트웨이
308 : 사용자 단말
400 : 설치 박스
402 : 안착부
500 : 스마트 조명 시스템
600 : 연결 박스
700 : 분전반

Claims (6)

  1. 건물 내 설정된 공간의 천장 측에 설치된 설치 박스와 탈착 가능하도록 체결되는 스마트 조명 모듈로서,
    상기 천장 측에 설치된 조명 장치의 사용 전력량을 계측하는 계측부;
    상기 사용 전력량에 관한 정보를 상기 건물 내 IoT 기기로 전송하며, 상기 IoT 기기로부터 제어 신호를 수신하는 통신부; 및
    상기 제어 신호에 따라 상기 조명 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 스마트 조명 모듈은, 상기 설치 박스에 체결됨에 따라 상기 조명 장치의 전원 라인과 연결되는, 스마트 조명 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 조명 모듈은,
    상기 스마트 조명 모듈이 상기 설치 박스에 체결됨에 따라 상기 조명 장치의 전원 라인의 일단에 접속되어 상기 일단으로부터 전원을 입력받는 복수의 전원 입력단; 및
    상기 스마트 조명 모듈이 상기 설치 박스에 체결됨에 따라 상기 전원 라인의 타단에 접속되어 상기 타단으로 상기 전원을 출력하는 복수의 전원 출력단을 더 포함하는, 스마트 조명 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전원 입력단과 상기 전원 출력단의 사이에서 상기 전원 입력단 및 상기 전원 출력단에 각각 연결되는, 스마트 조명 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제어 신호에 따라 상기 조명 장치의 전원을 온 또는 오프시키거나 상기 조명 장치의 밝기를 조절하는, 스마트 조명 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 설치 박스에 체결된 상기 스마트 조명 모듈의 개수는, 상기 공간 내에 설치된 상기 조명 장치의 개수와 동일한, 스마트 조명 모듈.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 하나 이상의 스마트 조명 모듈;
    상기 하나 이상의 스마트 조명 모듈을 구비하는 설치 박스; 및
    제1 네트워크를 통해 사용자 단말로부터 제어 신호를 수신하고, 제2 네트워크를 통해 상기 제어 신호를 건물 내 IoT 기기로 전송하는 게이트웨이를 포함하는, 스마트 조명 시스템.
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