KR20200091082A - 전기차 충전, 환경 데이터 수집, 감시 카메라, 및 ＷｉＦｉ의 통합 플랫폼을 제공하는 ＩｏＴ 가로등 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가로등은 전기차 충전기, 기상/환경정보시스템, CCTV시스템, 및 무선공유기AP를 통합적으로 구비한다. 기상/환경정보 시스템의 측정치, 및 CCTV시스템의 촬영 영상은 LTE 모뎀을 통해 통합 플랫폼으로 전송된다. 통합 플랫폼은 외부 연계 모듈을 통해 전기차 충전기, 기상/환경정보시스템, CCTV시스템, 무선공유기AP의 수집 정보를 외부기관과 연계하여 처리한다. 전기차 충전기를 통한 전기차 충전 및 결제, 각종 기상 및 환경 센서를 통한 데이터 수집 및 제공, CCTV를 통한 감시정보 수집 및 제공, 그리고 무선 WIFI 서비스 제공이 하나의 통합된 플랫폼으로서 제공된다.

Description

전기차 충전, 환경 데이터 수집, 감시 카메라, 및 ＷｉＦｉ의 통합 플랫폼을 제공하는 ＩｏＴ 가로등 {IoT Steet Lamp Device providing a unified platform of Electric Car Charge, Environmental Data Collection, CCTV and WiFi}

본 발명은 통합형 가로등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기차 충전, 환경 데이터 수집, 감시 카메라, 및 ＷｉＦｉ의 통합 플랫폼을 ＩｏＴ 기술을 이용하여 제공하는 가로등에 관한 것이다.

전기차, 환경 오염, 범죄나 사고로부터의 안전, 편리한 통신 환경 등에 대한 사회적 관심이 높아지고 있고, 이에 따른 각종 사회적 인프라, 예컨대 WiFi 설비, 전기차 충전소, 대기 오염 측정 장치, CCTV 등과 같은 각종 편의 설비가 다양한 장소에 설치되어 가고 있다. 전기차 충전 시스템의 경우, 자동차로 인한 대기오염 등이 심각해지고 있어 국가 차원에서 전기차 보급을 장려하고 있다. 전기차는 전기에너지를 충전할 수 있는 시스템이 필요하며, 보급이 활발해질수록 충전 시스템에 대한 수요가 증가하는 추세이다. 기상/환경 정보 시스템은 구조물에 각종 센서(온습도, 강우, 미세먼지 측정용 등)를 설치하여 실시간으로 데이터를 수집하고 센터에 제공하여 이를 가공한 정보를 이용자에게 WEB, VMS(Variable Message Sign)을 통해 제공한다. CCTV 시스템은 도로, 주차장, 산업시설, 금융시설, 사무실 등에 설치되어 고화질 영상감시와 원격 모니터링을 제공하고 있다. 무선 WIFI 시스템은 무선공유기인 AP(Access Ponit)를 구비하여 스마트폰, 태블릿, 노트북 등을 사용자가 쉽게 사용할 수 있게 한다.

현재는 이러한 설비들을 한정된 공간에 다양한 형태로 설치하고 있다. 그러나 정확한 기상/환경 정보를 수집할 수 있는 시스템 부족, 국가 예산 문제로 인한 CCTV의 설치 물량 부족, 전기차 수요 증가에 따른 충전소 부족, 무선공유기 부족 등으로 인해 실생활에서 사용자가 활용하기에 부족하다.

한편, 가로등은 어두운 길을 밝혀주기 위해 도로나 거리 곳곳에 설치되는 구조물이다. 이러한 구조물이 현재는 조명 용도 외에는 그 활용도가 매우 낮은 것이 현실이다. 따라서 위와 같은 각종 사회적 설비들을 가로등을 이용하여 통합하여 설치함으로써 효과적인 설치 및 관리를 도모하는 방안이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 가로등을 전기차 충전, 환경 데이터 수집, 감시 카메라, 및 WiFi 의 통합 플랫폼으로 활용함으로써, 이러한 설비들에 대한 설치 공간의 확보와 통합된 관리 방안을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기차에 대한 충전 기능을 제공하는 전기차 충전기; 기상/환경과 관련하여 강우량, 시정계, 풍향/풍속, 온도/습도, 미세먼지 중 적어도 하나 이상을 측정하는 센서를 설치하여, 기상/환경에 대한 측정치를 제공하는 기상/환경정보시스템; 설치 장소의 주변을 촬영하는 CCTV시스템; 및 설치 장소 주변에 무선 인터넷 서비스를 제공하는 무선공유기AP;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등을 제안한다.

상기 기상/환경정보 시스템의 측정치, 및 상기 CCTV시스템의 촬영 영상은 LTE 모뎀을 통해 통합 플랫폼으로 전송된다. 상기 CCTV시스템의 촬영 영상, 상기 기상/환경정보 시스템의 측정 데이터는 상기 통합 플랫폼에 저장된다. 상기 통합 플랫폼은 상기 무선공유기의 설정값을 저장하고, 상기 CCTV 시스템의 작동을 위한 현장 설비 제어를 한다. 또한, 상기 통합 플랫폼은 외부 연계 모듈을 통해 상기 전기차 충전기, 상기 기상/환경정보시스템, 상기 CCTV시스템, 상기 무선공유기AP의 수집 정보를 외부기관과 연계하여 처리한다.

본 발명에 따르면, 전기차 충전기를 통한 전기차 충전 및 결제, 각종 기상 및 환경 센서를 통한 데이터 수집 및 제공, CCTV를 통한 감시정보 수집 및 제공, 그리고 무선 WIFI 서비스 제공이 하나의 통합된 플랫폼으로서 제공된다. 이에 따라 보급율이 증가하고 있는 전기차 운전자에게 충전서비스를 편리하게 제공하고, 온도, 습도, 풍향, 미세먼지 등 각종 센서를 통해 주위의 기상, 환경정보를 수집하여 이용객에게 제공하고, CCTV를 통해 주차단속, 사회적 약자 보호, 주차관리, 전기차 A/S 및 IoT 가로등 주변환경 감시에 활용하고, 무선 WIFI 공유기를 통해 인터넷 서비스 제공하는 등의 센터 통합 플랫폼이 구축된다.

이에 따라 가로등을 설치할 수 있는 주차장, 휴게소, 대로변 등의 장소에서 이용자에게 다양한 서비스 제공하고 편의성을 증대시킴, 전기차에 대한 각종 정보의 지자체, 기업 등 관련 기관과의 상호 연계를 통한 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 IoT 가로등의 구성을 도시한 블록도.
도 2 는 도 1 의 가로등에 구비되는 전기차 충전기의 세부 구성을 도시한 블록도.
도 3 은 도 2 의 다른 실시예를 도시한 블록도.
도 4 는 도 2 또는 도 3 의 전기차 충전기의 결제 시스템을 도시한 블록도.
도 5 는 도 1 의 가로등에 구비되는 기상/환경정보시스템의 블록도.
도 6 은 도 1 의 가로등에 구비되는 CCTV 시스템의 블록도.
도 7 은 도 1 의 가로등에 구비되는 무선공유기AP의 블록도.
도 8 은 도 1 의 가로등과 통합 플랫폼의 연결 관계를 도시한 블록도.
도 9 는 도 8 의 통합 플랫폼의 세부 구성을 도시한 블록도.
도 10 은 본 발명에 따른 IoT 가로등의 활용을 보여주는 도면.
도 11 은 본 발명에 따른 IoT 가로등의 실제 구현예를 보여주는 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 가로등은 IoT(Internet of Things)를 이용한 통합 플랫폼을 제공하며 그 구성은 도 1 과 같다. IoT 가로등(100)은 가로등의 구조물에 전기차충전기(110), 기상/환경정보시스템(120), CCTV시스템(130), 무선공유기AP(140)와 같은 개별 시스템을 구비하는 구성이다.

도 2 는 IoT 가로등에 구비되는 전기차 충전기(110)의 세부 구성을 도시한 블록도이다. 전기차 충전기(110)는 LTE모뎀(111), 결제모듈(112), 충전부(113), AC->DC컨버터부(114), 수배전반(115)으로 구성된다. 한국전력(300)으로부터 수배전반(115)까지 산업용 전기를 수전받는다. 수배전반(115)은 통상 가로등형 전기차충전기(110) 근처에 설치함을 원칙으로 한다. 전기차의 경우 DC전원을 사용하기 때문에 내부에는 AC전원을 DC전원으로 변환시키는 컨버터(114a)가 필요하다. 이용객은 충전케이블을 이용하여 충전부(113)를 전기차에 연결시킴으로써 전기차를 충전한다. 전기 충전에 따른 사용료를 지불하기 위해 결제모듈(112)이 필요하며, LTE모뎀(111)을 통해 통신망(200)과 연결된다.

도 3 은 도 2 의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 컨버터가 본체에 설치되지 않고 수배전반(115) 내에 컨버터(114b)가 설치된 예를 도시한 것이다.

본체에 AC->DC 컨버터가 제외되므로 슬림형 크기의 충전기(100)를 설치할 수 있으나, 전기차 충전기(110)와 수배전반(115)의 거리는 DC전원의 전압강하 발생 우려로 인해 약 25m 이내로 설치하는 것이 바람직하다.

도 4 는 도 2 또는 도 3 의 전기차 충전기의 결제 시스템을 도시한 블록도이다. 비회원과 회원으로 구분하여 사용자의 선택의 폭을 넓게 적용한다.

비회원일 경우, 결제단말기(116) - 결제모듈(112) - LTE모뎀(111) - 통신망(200) - VAN사(210) - 카드사(220)로 연결되면서 결제가 이뤄지고 결과에 대해서는 VAN사(210)에서 센터(400)의 통합플랫폼(410)에 전송된다.

회원일 경우, 회원인증을 선행한다. 회원인증은 결제단말기(116) - 결제모듈(112) - LTE모뎀(111) - 통신망(200) - 센터(400)의 통합플랫폼(410)에서 사전 등록된 회원에 대한 인증을 한다. 회원인증이 되면, 결제단말기(116) - 결제모듈(112) - LTE모뎀(111) - 통신사(200) - 센터(400)의 통합플랫폼(420) - PG사(230) - 카드사(220)의 순서로 결제가 이뤄지고, 이와 관련된 처리 결과는 통합플랫폼(410)에 모두 기록, 저장된다.

도 5 는 도 1 의 가로등에 구비되는 기상/환경정보시스템(120)의 블록도이다. 기상/환경정보시스템(120)은 구조물 외부에 장착하는 각종 센서(121), 센서(121)를 제어하고 전원을 공급하는 센서제어부(122)로 구성된다.

해당 지역의 강우량, 시정계, 풍향/풍속, 온도/습도, 미세먼지 등을 측정할 수 있는 각종 센서(121)를 설치하여 실시간으로 정보를 수집한다. 수집된 정보는 LTE모뎀(111)에 의해 통신망(200)을 거쳐 센터(400)로 전송되며, 센터(400)의 통합플랫폼(410)에서 각종 정보를 가공하여, 실시간으로 이용자에게 정보를 제공하거나, 관련 기관과의 정보 연계에 활용한다.

한편, 기상/환경정보시스템(120)이 취득한 데이터는 스위치허브(150)를 거쳐 LTE모뎀(111)을 통해 외부로 전송된다. 이 스위치허브(150)는 기상/환경정보시스템(120), CCTV 시스템(130), 무선공유기AP(140)에 대해서도 스위칭 동작을 하여 LTE(111)모뎀을 통해 센터(400)로 전송할 기기를 단속하는 기능을 한다.

도 6 은 도 1 의 가로등에 구비되는 CCTV 시스템(130)의 블록도이다.

CCTV 카메라(131)를 IoT 가로등(100) 구조물에 설치함으로써, IoT 가로등(100) 주변 감시를 수행한다. 또한, 렌즈 배율을 높임으로써 원거리 감시까지 할 수 있어, 방범 및 주차감시에도 활용한다. 센터(400)의 통합플랫폼(410)에서는 CCTV 영상 녹화 및 재생을 수행하며, 관련기관과의 영상 연계에 활용한다.

도 7 은 도 1 의 가로등에 구비되는 무선공유기AP 시스템의 블록도이다.

IoT가로등(100)주변에 무선 인터넷 서비스를 제공하기 위해 무선공유기AP(141)를 설치한다. 무선공유기AP(141)는 서비스 환경에 따라 인증 또는 비인증을 통해 사용자에게 제공할 수 있으며, 무선공유기AP(141) 설정은 기기 자체 또는 센터의 통합플랫폼(410)에서 원격으로 설정한다

도 8 은 도 1 의 가로등(100)과 통합 플랫폼(410)의 연결 관계를 도시한 블록도이다.

현장 설비는 통신사의 통신망(200)을 통해 센터(400)로 연계된다. 센터(400)는 S/W부문인 통합플랫폼(410)과 이 S/W가 셋팅되는 인프라시스템(420)로 구성된다. 센터(400)의 통합 플랫폼(410)은 S/W로 구성되며, 크게 인터페이스부문, SUB Application부문, 통합 s/w부문, 기타부문(모듈 및 DATABASE)로 구성된다. 인프라 시스템(420)은 일반적인 서버 및 네트워크 장비로 구성된다.

도 9 는 도 8 의 통합 플랫폼의 세부 구성을 도시한 블록도이다.

IoT 가로등(100)에 설치되는 현장 시스템(110,120,130,140)과 Protocol을 연계하기 위한 인터페이스 항목이 있다(411a, 411b, 411c, 411d). 사용자는 User Interface로 구성된 통합SW(415) 화면으로 각 시스템을 제어 및 수치를 설정할 수 있다. 설정된 데이터는 개별 Sub applicaiton에 반영이 된다(412a, 412b, 412c, 412d). 각 시스템별 추가 기능을 구현하기 위한 개별 모듈(413a, 413b, 413c, 413d)이 프로그램화 되어 있으며, 이는 옵션으로 추가/삭제할 수 있다.

전기차 충전기(110)에 대해서는 결제를 할 수 있는 결제 모듈(413a)이 구비된다. 기상/환경정보 시스템(120)에 대해서는 여러 센서(121)들의 설정정보, 로그정보 등을 수행할 수 있는 센서 모듈(413b)이 구비된다. CCTV카메라(130)에 대해서는 촬영된 영상을 저장하기 위한 저장 모듈(413c)이 구비된다. 무선공유기AP(140)에 대해서는 설정값의 설정을 위한 셋팅 모듈(413d)이 구비된다. 각 모듈에 대한 모든 데이터는 저장, 검색, 삭제가 가능하도록 DATABASE(414)에 저장된다. 또한 지자체, 경찰서, 소방서 등 외부기관(500)과의 연계를 하기 위한 외부연계모듈(416)을 프로그래밍하여 이를 통해 외부연계기능을 수행한다. 모든 기능은 사용자통합 S/W 화면(415)에서 구현된다.

도 10 은 본 발명에 따른 IoT 가로등의 활용을 보여주는 도면이다.

사용자가 IoT 가로등(100)에 부착된 전기차충전기(110)의 전기를 사용하여 결제할 시 해당 업무를 담당하는 전기차 충전기 APP은 각종 충전정보(일시, 충전금액, 충전주기 등)를 관리한다. 이 정보는 전기차 충전정보 빅데이터 관리를 통해 상권분석 서비스 및 개인 충전패턴 분석기반 활용방안에 활용 될 수 있다.

기상/환경정보시스템(120)에서 취득한 각종 센서 데이터는 기성정보 APP와 외부연계모듈(416)을 통해 기상청, 환경부 등의 외부기관(500)과 연계된다. 이 정보는 기상정보 빅데이터 관리를 통해 실시간 주변 음식점, 위생관리 등에 활용되며, 관광지의 경우 여행지의 기상정보를 실시간으로 제공한다.

CCTV시스템(130)은 사각지역 감시, 주차장 감시, 불법 주정차 감시, 교통상황 감시, 방범 감시 등 각종 상황에 활용할 수 있다. 통합 플랫폼(410)에서는 경찰서, 소방서, 지자체 등과 연계하여 관련 정보를 제공함으로써 대민 안전서비스의 질을 향상시킬 수 있다.

무선공유기AP(140)는 인터넷 서비스를 필요로 하는 사용자에게 제공하여, 주요 업무, 긴급연락서비스 등에 활용할 수 있으며, 국가가 추진하는 스마트시티 사업에 연관되어 활용할 수 있다.

IoT 가로등(100) 자체 또는 외부에 전광판이 있을 경우 이용자에게 필요한 각종 정보(기상정보, 환경정보 등)을 제공할 수 있다. 또는 인터넷을 통한 WEB을 통해 각종 정보를 제공할 수 있다.

도 11 은 본 발명에 따른 IoT 가로등의 실제 구현예를 보여주는 도면이다.

지주의 상부에 가로등이 설치되어 기본적인 가로등의 기능을 하되, 지주 상단부에는 무선공유기AP가 설치되고 그 아래에 기상/환경정보시스템과 CCTV시스템이 설치된다. 그리고 지주의 하부에는 전지차 충전기가 설치된다. IoT 가로등(100)의 구조물 형태에 따라 위치는 변경될 수 있으나, 각 시스템의 소형화로 인해 부착하는 데는 영향이 없다

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 전기차에 대한 충전 기능을 제공하는 전기차 충전기;
   기상/환경과 관련하여 강우량, 시정계, 풍향/풍속, 온도/습도, 미세먼지 중 적어도 하나 이상을 측정하는 센서를 구비하여, 기상/환경에 대한 측정치를 제공하는 기상/환경정보시스템;
   설치 장소의 주변을 촬영하는 CCTV시스템; 및
   설치 장소 주변에 무선 인터넷 서비스를 제공하는 무선공유기AP;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기상/환경정보 시스템의 측정치, 및 상기 CCTV시스템의 촬영 영상을 통합 플랫폼으로 전송하기 위한 LTE 모뎀을 더 포함하며,
   상기 CCTV시스템의 촬영 영상, 상기 기상/환경정보 시스템의 측정 데이터는 상기 통합 플랫폼에 저장되는 것을 특징으로 하는 가로동
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 통합 플랫폼은 상기 무선공유기의 설정값을 저장하고, 상기 CCTV 시스템의 작동을 위한 현장 설비 제어를 하는 것을 특징으로 하는 가로등.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 통합 플랫폼은 상기 전기차 충전기, 상기 기상/환경정보시스템, 상기 CCTV시스템, 상기 무선공유기AP의 수집 정보를 외부기관과 연계하여 처리하기 위한 외부 연계 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 가로등.

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