WO2011053047A9 - 항만 조명등 제어 장치 - Google Patents

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WO2011053047A9
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이동원
임창수
김태응
윤상경
정용민
오태근
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삼성엘이디 주식회사
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19—Controlling the light source by remote control via wireless transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
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    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light

Definitions

  • the present invention relates to a port lighting control device.
  • LED Light Emitting Diode
  • red, green, and blue can express all colors of nature by using red, green, and blue, and it has various colors due to the advantages of eco-friendly, low power consumption and semi-permanent. It is widely used for lighting.
  • LED lighting control method is using a lot of DMX (Digital Multiplex) control method.
  • DMX short for DMX512, uses RS-485 communication over two wires to transmit data at 250.000 bits per second (250kbps) and provides 512 channels per data link.
  • a DMX controller generating a DMX control signal and a plurality of LED lighting devices are connected to each other using a daisychain method.
  • the DMX controller has 512 consecutive start bits (Start bit: 1 bit), data bits (Data bit: 8 bits), and stop bit (2 bits) as one packet. Send the packet to the LED luminaire.
  • Each LED lighting device has a unique address (unique address), and receives a data code of a corresponding packet and uses the same to control lighting.
  • the LEDs can be adjusted in 256 (0 to 256) steps in total and 16,777,215 (2563-1) colors can be achieved when using RGB LEDs.
  • the LED lighting control method according to the prior art as described above has a problem that does not satisfy the characteristics of the port LED lighting that requires high reliability, stability and high power.
  • An object of the present invention is to provide a port lighting control device to which the bidirectional communication function is added to solve the above problems.
  • Port lighting device control apparatus of the present invention for achieving the above object, when the on control signal or the off control signal and the dimming control signal for the LED array light source installed in the lighthouse is received, the on control or off for the corresponding LED array light source.
  • a plurality of slaves for performing control and dimming control and transmitting the result as a confirmation signal; And transmitting an on control signal, an off control signal, and a dimming control signal to the entirety of the plurality of slaves in a broadcast manner, and for each of the plurality of slaves, an on control signal, an off control signal, and a dimming control signal. It characterized in that it comprises a master for receiving the confirmation signal transmitted from the plurality of slaves to determine the operating state of the plurality of slaves.
  • the slave of the present invention the slave receiving unit for receiving the control signal, the off control signal and the dimming control signal from the master; A slave transmitter which transmits a confirmation signal for an on control signal or an off control signal and a dimming control signal to the master; An LED drive performing on control or off control and dimming control for the LED array light source; And when the on control signal or the off control signal and the dimming control signal for the LED array light source are received at the master, the LED drive is controlled to perform on control or off control and dimming control for the corresponding LED array light source, and as a result, And a control unit for transmitting the signal as an acknowledgment signal to the master through the slave transmitter.
  • the key input unit for receiving a command from the user through a key operation;
  • a master transmitter for transmitting an on control signal, an off control signal, and a dimming control signal to a plurality of slaves in a broadcast manner or a unicast scheme;
  • a master receiver configured to receive confirmation signals transmitted from the plurality of slaves; And when the on request signal, the off request signal, and the dimming request signal for the plurality of slaves are input through the key input unit, the on control signal, the off control signal, and the dimming control signal are transmitted through a master transmitter in a broadcast manner.
  • the on control signal, the off control signal and the dimming control signal are transmitted through the master transmitter in a unicast manner, and the confirmation signals transmitted from the plurality of slaves.
  • Receiving through the master receiving unit characterized in that it comprises a control unit for identifying the operating state of the plurality of slaves.
  • the master of the present invention transmits a status request signal for requesting an on state, an off state, a failure state of the LED array light source to the slave, the slave is a LED light source when a status request signal is received from the master Identify the state of the characterized in that the transmission of the identified state as a response signal.
  • the format of the signal transmitted and received between the master and the slave of the present invention includes a start field, a type field, an address field, a data field, a checksum field, and an end field.
  • the master can quickly determine whether there is a failure of the LED array light source, it is possible to quickly take action.
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of a lighthouse equipped with a port lighting control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the LED array light source panel of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a block diagram of a port lighting control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the format of a data packet used by the port lighting control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the address field of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an internal block diagram of the master of FIG.
  • FIG. 7 is an internal block diagram of the slave of FIG. 3.
  • FIG. 8 is a signal flow diagram illustrating a signal flow in a broadcast method in a port lighting control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 are signal flow diagrams illustrating a signal flow of a unicast method in a port lighting control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • control unit 62 memory unit
  • control unit 72 memory unit
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of a lighthouse equipped with a port lighting control device according to an embodiment of the present invention.
  • the lighthouse (1) in which the port lighting control device of the present invention is installed the LED array panel (2-1 ⁇ 2-4) is attached to each wall surface of the square top, respectively, can be illuminated in four directions.
  • the upper surface of the lighthouse 1 may be formed in a polygon and the LED array panel may be installed on each wall to enable illumination in various directions.
  • each LED array panel (2-1 to 2-4) is controlled by dividing each into one separate zone (divided into four zones (Zone1 to Zone4)) for easy control.
  • 124 LED array light sources (LED 1 to LED 124) may be formed.
  • the 31 slaves (Slave1 to Slave31) using the 124 LED array light source (LED1 ⁇ LED124) can be controlled.
  • FIG. 3 is a block diagram of a port lighting control device according to an embodiment of the present invention.
  • the port lighting control device is composed of a master (M1) and a plurality of slaves (S1 ⁇ S127) surrounding the master (M1) around the master (M1), the master (M1) and a plurality of The slaves S1 to S127 may communicate by using a short range communication method such as a Zigbee communication method.
  • the plurality of slaves (S1 ⁇ S127) is divided into four zones, reference numerals S1 ⁇ S31 constitute Zone 1, S32 ⁇ S63 forms Zone 2, S64 ⁇ S95 is Zone 3 forms, and S96 ⁇ S127 forms Zone 4.
  • the master M1 transmits a command data packet (abbreviated as CMD) to all slaves S1 to S127 in a broadcast manner so that all slaves S1 to S127 are under their control.
  • CMD command data packet
  • the LED array light source can be turned on or off and dimming control can be made to gradually lighten or darken.
  • the master M1 transmits command data packets to the respective slaves S1 to S127 individually in a unicast manner so that the corresponding slaves S1 to S127 turn on the LED array light source under their control. It can be turned off and allows dimming control to lighten or darken gradually.
  • the master M1 transmits a request data packet (req) in a unicast manner to each of the slaves S1 to S127 individually so that the corresponding slaves S1 to S127 are under their control. You can report whether the LED array light source is on or off, and at what level if dimming is being performed, as well as reporting whether the fan is operating normally.
  • req request data packet
  • the slaves S1 to S127 request to turn on or off the LED array light source under its control from the master M1 in a broadcast manner or a unicast manner, or gradually lighten or gradually darken.
  • the corresponding LED array light source is controlled accordingly, and the control result is informed to the master M1 using an acknowledgment date packet (Ack).
  • the slaves S1 to S127 are unicasted from the master M1, whether the LED array light source under its control is in an on state or an off state and in a fault state, or the fan FAN is operating normally.
  • the status of the LED array light source and the fan is determined accordingly, and the identified state is reported to the master M1 using a response data packet (Rep). .
  • FIG. 4 The format of the data packet used by the port lighting control device of the present invention constructed and operated as described above is illustrated in FIG. 4, wherein the illustrated data packet includes a start field 410, an address field 420, and a type field 430.
  • the data fields 440 to 450, the checksum field 460, and the end field 470 are included in a total of seven fields, and one field is allocated to each field.
  • the start field 410 is a field for notifying the start of a new data packet and may indicate the start of a new data packet by designating 1 byte of a specific number.
  • the address field 420 indicates a broadcast data packet when 1 is designated by assigning the most significant bit among 1 byte as an identifier for distinguishing between broadcast and unicast, and when 0 is specified. Represents a unicast data packet.
  • Zone ID Two bits of the next higher order bit and the next higher order bit among the 1 byte of the address field 420 are assigned as an identifier (Zone ID) for distinguishing a zone. For example, if 00 is designated, Zone 1 is designated, and 01 is designated. Zone 2, zone 10, zone 10, zone 3, zone 11, zone 4.
  • the remaining bits of the address field 420 are assigned a slave ID (Dev ID) for identifying the slave.
  • the address field 420 is assigned a destination address when the data packet is transmitted from the master to the slave. On the contrary, a source address is assigned when the data packet is transmitted from the slave to the master.
  • the type field 430 may distinguish a data type of whether a transmitted data packet is a command message, a request message, a response message, or an acknowledgment messgae. This field allows the master or slave to determine the data type by checking the specified value of the field.
  • the data fields 440 and 450 are fields for transmitting a command that can be designated according to each data type or status information, operation completion, or operation failure.
  • the master uses the data fields 440 and 450 to transmit data to the slave. On-off control or dimming control may be performed, and the slave may transmit status information or notify operation completion or operation failure using the data fields 440 and 450.
  • the checksum field 460 is a field for checking an error of a data packet, and a master or a slave may check the checksum field and request retransmission when there is a data error.
  • the end field 470 is a field indicating the end of the data packet, and can confirm this to prepare for reception of the next data packet.
  • Table 1 below shows examples of the type field and the data field used by the slave to transmit data to the master based on the above description.
  • the master and the slave should be provided with a communication module in order to transmit and receive data using such a data packet, the detailed configuration thereof is shown in Figures 6 and 7.
  • FIG. 6 is an internal block diagram of the master of FIG. 3, wherein the master includes a control unit 60, a memory unit 62, a key input unit 64, a master receiving unit 66Rx, and a master transmitting unit 66Tx. )
  • the controller 60 when the controller 60 is requested to turn on the entire slave or the individual slave, the off operation, or the dimming operation from the user through the key input unit 64, the corresponding broadcast or uni A cast command data packet is formed and output to the communication module 66.
  • the user requests the state information on the on state or off state, the fault state or the fan state for the entire slave or the individual slave through the key input unit 64, the corresponding broadcast or unicast request is performed.
  • the data packet is formed and output to the communication module 66.
  • the transmission unit 66Tx of the communication module 66 transmits the data packet input from the control unit 60 to the slave by the broadcast method or the unicast method.
  • the receiving unit 66Rx of the communication module 66 receives the response data packet or the confirmation data packet transmitted from the slave and transmits the received data packet to the controller 60.
  • LED arrays can identify conditions such as light source failures or fan failures.
  • the state of the slave identified by the control unit 60 is stored in the memory unit 62 and displayed on a display unit (not shown) so that the user can grasp the state and take appropriate measures.
  • the key input unit 64 includes an on key, an off key, a dimming key, and the like that can request on, off, or dimming of the entire slave or the individual slave, and can request status for the entire slave or the individual slave. It has a status request key.
  • the key input unit 64 is provided with a selection key for selecting a dimming level for each slave.
  • the user may use the on key, the off key, the dimming key, etc. included in the key input unit 64 to perform the on control, the off control, and the dimming control of the entire slave or the individual slave.
  • the user may determine the state of the entire slave or the individual slave by requesting the state of the entire slave or the individual slave using the state request key provided in the key input unit 64.
  • the user may select a dimming level for each slave by using the provided selection key.
  • the controller 60 selects the selected dimming level. Is stored in the memory 62, and when there is a dimming operation request, the dimming level value is read from the memory 62 and transmitted to the slave.
  • FIG. 7 is an internal block diagram of the slave of FIG. 3, wherein the slave includes a controller 70, a memory 72, an LED drive 74, a slave transmitter 76Tx, and a slave receiver 76Rx. Consists of
  • the controller 70 when the controller 70 receives an on operation request, an off operation request, or a dimming operation request from the master through the receiving unit 76Rx of the communication module 76, a corresponding on control signal and an off control. Outputs a signal or a dimming control signal to the LED drive 74. At this time, when the control unit 70 transmits a dimming control signal, it also informs the received dimming level.
  • the LED drive 74 performs the corresponding operation according to the input control signal and informs the controller 70 whether it is completed.
  • the controller 70 when the controller 70 is notified of the completion of the operation from the LED drive 74, the controller 70 generates a confirmation data packet accordingly and informs the master through the transmitter 76Tx of the communication module 76.
  • control unit 70 when the control unit 70 receives the status information on the on state or off state, failure state or fan state through the receiving unit 76Rx of the communication module 76 from the master, it forms a response data packet corresponding to the communication The master is informed via the transmitter 76Tx of the module 76.
  • control unit 70 must grasp the LED array light source or fan state under its control.
  • data transmission between the master and the slave is performed in a broadcast method and a unicast method, and a signal flow diagram thereof is shown in FIGS. 8 to 10.
  • FIG. 8 is a signal flow diagram in which a master transmits a data packet to a slave in a broadcast manner, and as shown in FIG. 8, when the master transmits a data packet in broadcast manner, at least three consecutive time intervals (at least 10 ms) are performed. Send the packet.
  • the reason for the continuous transmission here is to ensure that no slave receives the data packet.
  • the signal flow when the master transmits the data packet in a unicast method is shown in Figure 9, as shown in the master is a slave for at least 10ms to a maximum of 15ms after transmitting the data packet to the corresponding slave only once Check whether a response or acknowledgment signal is sent.
  • the master does not receive a response or a confirmation signal for at least 10ms to a maximum of 15ms from the slave, as shown in FIG.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

본 발명은 항만 조명등 제어 장치에 관한 것으로, LED 어레이 광원에 대한 온 제어 신호나 오프 제어 신호 및 디밍 제어 신호가 수신되면, 해당 제어를 수행하고 그 결과를 확인 신호로 전송하는 복수의 슬레이브; 및 상기 복수의 슬레이브로 온 제어 신호와 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하며, 확인 신호를 수신하여 상기 복수의 슬레이브의 동작 상태를 파악하는 마스터를 포함하며, 항만 조명등에 대한 안정성 있고 신뢰성 있는 제어가 가능하도록 한다.

Description

항만 조명등 제어 장치
본 발명은 항만 조명등 제어 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)을 이용하여 자연계의 모든 색을 표현할 수 있으며, 친환경적이고, 전력소모가 작으며, 반영구적이라는 장점으로 인해 다양한 색을 구현하는 조명용으로 많이 이용되고 있다.
종래의 LED 조명 제어 방식은 DMX(Digital Multiplex) 제어 방식을 많이 이용하고 있다.
DMX는 DMX512의 줄임말로 두 개의 전선을 통해 통신하는 RS-485 방식을 이용하여, 1초당 250.000비트(250kbps)씩 데이터를 전송하며, 데이터 링크당 512개 채널을 제공한다.
종래의 LED 조명 장치는 DMX 제어신호를 발생하는 DMX 컨트롤러와 다수의 LED 조명기기가 데이지 체인(Daisychain)방식을 이용하여 서로 연결된다.
상기 DMX 컨트롤러는 DMX 통신 규격에 따라 스타트 비트(Start Bit: 1비트), 데이터 비트(Data Bit: 8비트), 스탑 비트(Stop Bit: 2비트)를 한 패킷(Packet)으로 하여 연속적으로 512개의 패킷을 LED 조명기기로 송신한다.
LED 조명장치들은 각각의 고유 어드레스(고유 주소)를 가지고 있어, 해당하는 패킷(Packet)의 데이터 코드를 수신하고 이를 이용하여 조명을 제어하게 된다.
DMX 데이터는 8비트이므로, LED는 총 256(0 ~ 256) 단계로 밝기가 조정되고 RGB LED를 사용할 경우 총16,777,215 (2563-1)가지 칼라를 구현할 수 있다.
하지만, 상기와 같은 종래 기술에 따른 LED 조명 제어 방법은 높은 신뢰성, 안정성 그리고 고출력을 요하는 항만 LED 조명등의 특성을 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 양방향 통신 기능이 추가된 항만 조명등 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 항만 조명등 제어 장치는, 등대에 설치된 LED 어레이 광원에 대한 온 제어 신호나 오프 제어 신호 및 디밍 제어 신호가 수신되면, 해당 LED 어레이 광원에 대한 온 제어나 오프 제어 및 디밍 제어를 수행하고 그 결과를 확인 신호로 전송하는 복수의 슬레이브; 및 상기 복수의 슬레이브의 전체로 브로드캐스트 방식으로 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하고, 상기 복수의 슬레이브의 각각에 대하여 유니 캐스트 방식으로 온 제어 신호와 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하며, 상기 복수의 슬레이브에서 전송되는 확인 신호를 수신하여 상기 복수의 슬레이브의 동작 상태를 파악하는 마스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 슬레이브는, 상기 마스터로부터 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 수신하는 슬레이브 수신부; 상기 마스터로 온 제어신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호에 대한 확인 신호를 전송하는 슬레이브 송신부; LED 어레이 광원에 대한 온 제어나 오프 제어 및 디밍 제어를 수행하는 LED 드라이브; 및 상기 마스터에서 LED 어레이 광원에 대한 온 제어 신호나 오프 제어 신호 및 디밍 제어 신호가 수신되면, 해당 LED 어레이 광원에 대한 온 제어나 오프 제어 및 디밍 제어를 수행하도록 상기 LED 드라이브를 제어하고, 그 결과를 확인 신호로 하여 상기 슬레이브 송신부를 통하여 상기 마스터로 전송하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 마스터는, 사용자로부터 키조작을 통하여 명령을 입력받는 키입력부; 상기 복수의 슬레이브의 전체로 브로드캐스트 방식이나 유니캐스트 방식으로 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하는 마스터 송신부; 상기 복수의 슬레이브에서 전송되는 확인 신호를 수신하는 마스터 수신부; 및 상기 키입력부를 통하여 상기 복수의 슬레이브 전체에 대한 온 요청 신호나 오프 요청 신호 및 디밍 요청 신호가 입력되면 마스터 송신부를 통하여 브로드캐스트 방식으로 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하고, 개별 슬레이브에 대한 온 요청 신호나 오프 요청 신호 및 디밍 요청 신호인 경우에는 유니 캐스트 방식으로 마스터 송신부를 통하여 온 제어 신호와 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하며, 상기 복수의 슬레이브에서 전송되는 확인 신호를 상기 마스터 수신부를 통하여 수신하여 상기 복수의 슬레이브의 동작 상태를 파악하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 마스터는 상기 슬레이브로 LED 어레이 광원의 온상태, 오프 상태, 고장 상태를 요청하는 상태 요청 신호를 전송하고, 상기 슬레이브는 상기 마스터에서 상태 요청 신호가 수신되는 경우에, LED 광원의 상태를 파악하여 파악된 상태를 응답 신호로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 마스터와 상기 슬레이브가 송수신하는 신호의 포맷은, 스타트 필드, 유형 필드, 어드레스 필드, 데이터 필드, 체크섬 필드, 종료 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 양방향 통신이 가능하여 고출력을 요하는 항만의 조명등을 안정적이고 신뢰성 높게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마스터가 LED 어레이 광원의 고장 유무를 신속히 파악할 수 있어 이에 대한 신속한 조치가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 발열을 신속히 제거하기 위하여 설치된 팬(FAN)의 고장유무를 신속히 파악할 수 있어 발열에 의한 화재를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항만 조명등 제어 장치가 설치된 등대의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 LED 어레이 광원 패널의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항만 조명등 제어 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 항만 조명등 제어 장치가 이용하는 데이터 패킷의 포맷을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 어드레스 필드의 상세 구성도이다.
도 6은 도 3의 마스터의 내부 블럭도이다.
도 7은 도 3의 슬레이브의 내부 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 항만 조명등 제어 장치에 있어서 브로드 캐스트 방식의 신호 흐름을 나타내는 신호 흐름도이다.
도 9과 10은 본 발명의 일실시예에 따른 항만 조명등 제어 장치에 있어서 유니 캐스트 방식의 신호 흐름을 나타내는 신호 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 등대 2-1~2-4: LED 어레이 광원 패널
M1 : 마스터 S1~S127 : 슬레이브
60 : 제어부 62 : 메모리부
64 : 키입력부 66 : 통신모듈
70 : 제어부 72 : 메모리부
74 : LED 드라이브 76 : 통신 모듈
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항만 조명등 제어 장치가 설치된 등대의 외관을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 항만 조명등 제어 장치가 설치된 등대(1)는 사각진 상부의 각벽면에 LED 어레이 패널(2-1~2-4)이 각각 부착되어 있어 4방향으로 조명이 가능하다. 물론, 등대(1)의 상면을 다각형으로 형성하고 각벽면에 LED 어레이 패널을 설치하여 여러방향으로 조명이 가능하도록 할 수도 있다.
여기에서 각각의 LED 어레이 패널(2-1~2-4)은 이를 용이하게 제어하기 위하여 각각을 하나의 분리된 구역으로 구분하여(4개의 구역(Zone1~Zone4)으로 구분하여) 제어한다.
이와 같은 LED 어레이 패널(2-1~2-4)을 확대한 도 2를 보게되면, 일예로 124개의 LED 어레이 광원(LED1~LED124)으로 이루어질 수 있으며, 이때 4개의 어레이 광원을 묶어 하나의 슬레이브에 의해 제어되도록 할때 31개의 슬레이브(Slave1~Slave31)를 사용하면 124개의 LED 어레이 광원(LED1~LED124)을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항만 조명등 제어 장치의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 항만 조명등 제어 장치는 마스터(M1)와 마스터(M1)의 주변에 마스터(M1)를 둘러싸고 있는 다수의 슬레이브(S1~S127)로 이루어져 있으며, 마스터(M1)와 다수의 슬레이브(S1~S127)는 지그비 통신 방식등의 근거리 통신 방식을 이용하여 통신할 수 있다.
여기에서, 다수의 슬레이브(S1~S127)는 4개의 구역으로 나누어지는데 도면부호 S1~S31은 구역1(Zone 1)을 이루고, S32~S63은 구역2(Zone 2)을 이루며, S64~S95는 구역3(Zone 3)을 이루고, S96~S127은 구역 4(Zone4)를 이룬다.
이와 같은 구성에서 상기 마스터(M1)는 브로드 캐스트 방식으로 명령 데이터 패킷(command data packet, 약어로 CMD)을 모든 슬레이브(S1~S127)로 전송하여 모든 슬레이브(S1~S127)가 자신의 제어하에 있는 LED 어레이 광원을 온을 시키거나, 오프 시키도록 할 수 있으며, 서서히 밝아지거나 서서히 어두워지도록 하는 디밍(dimming) 제어를 할 수 있도록 한다.
또한, 상기 마스터(M1)는 유니 캐스트 방식으로 명령 데이터 패킷을 각각의 슬레이브(S1~S127)에 개별적으로 전송하여 해당 슬레이브(S1~S127)가 자신의 제어하에 있는 LED 어레이 광원을 온을 시키거나 오프 시키도록 할 수 있으며, 서서히 밝아지거나 서서히 어두워지도록 하는 디밍(dimming) 제어를 할 수 있도록 한다.
이에 더해 마스터(M1)는 유니 캐스트 방식으로 요청 데이터 패킷(Request data packet, 약어로 Req)을 각각의 슬레이브(S1~S127)에 개별적으로 전송하여 해당 슬레이브(S1~S127)가 자신의 제어하에 있는 LED 어레이 광원이 온상태에 있는지 오프상태에 있는지 그리고 디밍을 수행중이라면 어떤 레벨에 있는지를 보고하도록 할 수 있으며, 그에 더해 팬(FAN)이 정상적으로 작동하고 있는지를 보고하도록 할 수 있다.
한편, 슬레이브(S1~S127)는 브로드캐스트 방식 또는 유니캐스트 방식으로 상기 마스터(M1)로부터 자신의 제어하에 있는 LED 어레이 광원에 대하여 온을 시키거나 오프 시키도록 요청하거나, 서서히 밝아지거나 서서히 어두워지도록 하는 디밍(dimming) 제어를 요청하는 명령 데이터 패킷을 받게 되면 그에 따른 해당 LED 어레이 광원을 제어하고, 제어 결과를 확인 데이터 패킷(Acknowledge date packet, 약어로 Ack)을 사용하여 마스터(M1)로 알려준다.
또한, 슬레이브(S1~S127)는 마스터(M1)로부터 유니 캐스트 방식으로 자신의 제어하에 있는 LED 어레이 광원이 온상태에 있는지 오프상태에 있는지 그리고 고장상태에 있는지, 또는 팬(FAN)이 정상적으로 작동하고 있는지를 보고하도록 요청하는 데이터 패킷을 수신하면, 그에 따라 LED 어레이 광원과 팬의 상태를 파악하여 파악된 상태를 응답 데이터 패킷(Response data packet, 약어로 Rep)를 사용하여 마스터(M1)로 보고한다.
이와 같이 구성되고 동작되는 본 발명의 항만 조명등 제어 장치가 사용하는 데이터 패킷의 포맷이 도 4에 도시되어 있는데, 도시된 데이터 패킷은 스타트 필드(410), 어드레스 필드(420), 유형 필드(430), 데이터 필드(440~450), 체크섬 필드(460), 종료 필드(470)의 총 7개의 필드로 포함하고 있으며, 각 필드에는 1바이트가 할당되어 있다.
여기에서, 상기 스타트 필드(410)는 새로운 테이터 패킷의 시작을 알리는 필드로, 특정 숫자의 1바이트를 지정하여 새로운 데이터 패킷의 시작을 알려줄 수 있다.
상기 어드레스 필드(420)는 도 5에 도시된 바와 같이 1바이트중에서 최상위 비트를 브로드캐스트와 유니캐스트를 구별하기 위한 식별자로 할당하여 1이 지정된 경우에는 브로드캐스트 데이터 패킷을 나타내고, 0이 지정된 경우에는 유니캐스트 데이터 패킷을 나타낸다.
그리고, 어드레스 필드(420)의 1바이트중에서 차상위 비트와 차차상위 비트의 2개의 비트는 구역을 구별하는 식별자(Zone ID)로 할당되어 있으며, 일예로 00이 지정되면 구역1을 나타내고, 01이 지정되면 구역2를 나타내며, 10이 지정되면 구역3을 나타내고, 11이 지정되면 구역4를 나타낼 수 있다.
그외, 어드레스 필드(420)의 나머지 비트에는 슬레이브를 구별하기 위한 슬레이브 식별자(Dev ID)가 지정되어 있다.
이와 같은 어드레스 필드(420)는 마스터에서 슬레이브로 전송되는 데이터 패킷인 경우에는 목적지 주소가 할당되어 있고, 이와 반대로 슬레이브에서 마스터로 전송되는 데이터 패킷인 경우에는 소스 어드레스가 할당되어 있다.
한편, 상기 유형 필드(430)는 송신되는 데이터 패킷이 명령 신호(Command message)인지, 요청 신호(Request message)인지, 응답 신호(Response message), 확인신호(Acknowledge messgae)인지의 데이터 유형을 구별할 수 있도록 하는 필드로, 마스터나 슬레이브는 해당 필드의 지정값을 확인하여 데이터 유형을 파악할 수 있다
그리고, 데이터 필드(440, 450)는 각각의 데이터 유형에 따라 지정 가능한 명령이나, 상태 정보, 동작완료 또는 동작 실패등을 전송하기 위한 필드로 마스터는 데이터 필드(440, 450)를 사용하여 슬레이브에 온오프 제어나, 디밍 제어를 할 수 있으며, 슬레이브는 데이터 필드(440, 450)를 사용하여 상태 정보를 전송하거나 동작 완료 또는 동작 실패를 알려줄 수 있다.
다음으로 체크섬 필드(460)는 데이터 패킷의 오류를 검사할 수 있도록 하는 필드로, 마스터나 슬레이브는 체크섬 필드를 확인하여 데이터 오류가 있는 경우에 재전송을 요청할 수 있다.
마지막으로, 종료 필드(470)는 데이터 패킷의 종료를 알려주는 필드로, 이를 확인하여 다음 데이터 패킷의 수신을 준비할 수 있다.
아래 표 1은 위에서 설명한 바에 근거하여 슬레이브가 마스터로 데이터를 전송할 때 사용하는 유형 필드와 데이터 필드의 일예를 나타낸다.
표 1
Figure PCTKR2010007531-appb-T000001
한편, 마스터와 슬레이브는 이와 같은 데이터 패킷을 사용하여 데이터를 송수신하기 위해서는 통신 모듈을 구비하여야 하는데 이에 대한 자세한 구성이 도 6과 도 7에 도시되어 있다.
도 6은 도 3의 마스터의 내부 블럭 구성도로서, 마스터는 제어부(60), 메모리부(62), 키입력부(64), 마스터 수신부(66Rx)와 마스터 송신부(66Tx)를 포함한 통신 모듈(66)로 이루어져 있다.
이와 같은 구성에서 제어부(60)는 키입력부(64)를 통하여 사용자로부터 전체 슬레이브 또는 개별 슬레이브에 대한 온동작을 요청받거나, 오프 동작을 요청받거나, 디밍 동작을 요청받으면, 이에 해당하는 브로드 캐스트 또는 유니 캐스트 명령 데이터 패킷을 형성하여 통신모듈(66)로 출력한다.
또한, 제어부(60)는 키입력부(64)를 통하여 전체 슬레이브 또는 개별 슬레이브에 대한 온상태나 오프 상태, 고장 상태 또는 팬 상태에 대한 상태 정보를 사용자가 요청하면 이에 해당하는 브로드 캐스트 또는 유니 캐스트 요청 데이터 패킷을 형성하여 통신모듈(66)로 출력한다.
그러면, 통신 모듈(66)의 송신부(66Tx)는 제어부(60)에서 입력되는 데이터 패킷을 브로드 캐스트 방식이나 유니캐스트 방식으로 슬레이브로 전송한다.
이후에, 통신 모듈(66)의 수신부(66Rx)는 슬레이브에서 전송되는 응답 데이터 패킷이나 확인 데이터 패킷을 수신하여 수신된 데이터 패킷을 제어부(60)로 전송한다.
이처럼, 제어부(60)가 통신 모듈(66)의 수신부(66Rx)를 통하여 응답 데이터 패킷이나 확인 데이터 패킷을 수신하면 명령에 따른 동작 완료나 실패 여부, 그리고 디밍 상태를 확인할 수 있고, 슬레이브를 구성하는 LED 어레이이 광원의 고장이나 팬 고장 등의 상태를 파악할 수 있다.
제어부(60)에 의해 파악된 슬레이브의 상태는 메모리부(62)에 저장되며, 표시부(미도시)에 표시되어 사용자가 상태를 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있도록 한다.
한편, 키입력부(64)는 전체 슬레이브나 개별 슬레이브에 대한 온이나 오프 또는 디밍을 요청할 수 있는 온키나, 오프키, 디밍키 등을 구비하고 있으며, 전체 슬레이브나 개별 슬레이브에 대한 상태 요청을 할 수 있는 상태 요청키를 구비하고 있다.
또한, 키입력부(64)는 각각의 슬레이브에 대한 디밍 레벨을 선택할 수 있는 선택키를 구비하고 있다.
사용자는 키입력부(64)에 구비된 온키나, 오프키, 디밍키등을 사용하여 전체 슬레이브나 개별 슬레이브에 대한 온 제어나 오프 제어, 디밍 제어를 할 수 있다.
또한, 사용자는 키입력부(64)에 구비된 상태 요청키를 사용하여 전체 슬레이브 또는 개별 슬레이브에 대한 상태를 요청하여 전체 슬레이브나 개별 슬레이브에 대한 상태를 파악할 수 있다.
또한, 사용자는 구비된 선택키를 사용하여 각각의 슬레이브에 대한 디밍 레벨을 선정할 수 있으며, 사용자의 키입력부(64)의 키조작에 의해 디밍 레벨이 선정되면 제어부(60)는 선정된 디밍 레벨을 메모리부(62)에 저장하고, 이후에 디밍 동작 요청이 있는 경우에 해당 디밍 레벨값을 메모리부(62)에서 읽어와서 해당 슬레이브로 전송한다.
도 7은 도 3의 슬레이브의 내부 블럭 구성도로서, 슬레이브는 제어부(70), 메모리(72), LED 드라이브(74), 슬레이브 송신부(76Tx)와 슬레이브 수신부(76Rx)를포함한 통신모듈(76)로 이루어져 있다.
이와 같은 구성에서 제어부(70)는 마스터로부터 통신모듈(76)의 수신부(76Rx)를 통하여 온동작을 요청받거나, 오프 동작을 요청받거나, 디밍 동작을 요청받으면, 이에 해당하는 온 제어 신호, 오프 제어 신호 또는 디밍 제어 신호를 LED 드라이브(74)로 출력한다. 이때, 제어부(70)가 디밍 제어 신호를 전송하는 경우에는 수신된 디밍 레벨도 알려준다.
그러면, LED 드라이브(74)는 입력되는 제어 신호에 따른 해당 동작을 수행하고 완료 여부를 제어부(70)로 알려준다.
이처럼 제어부(70)는 LED 드라이브(74)로부터 동작 완료 여부를 통지받으면 그에 따른 확인 데이터 패킷을 생성하여 통신 모듈(76)의 송신부(76Tx)를 통하여 마스터로 알려준다.
한편, 제어부(70)는 마스터로부터 통신모듈(76)의 수신부(76Rx)를 통하여 온상태나 오프 상태, 고장 상태 또는 팬 상태에 대한 상태 정보를 요청받으면, 이에 해당하는 응답 데이터 패킷을 형성하여 통신 모듈(76)의 송신부(76Tx)를 통하여 마스터로 알려준다.
이를 위하여 제어부(70)는 자신의 제어하에 있는 LED 어레이 광원이나 팬상태를 파악하고 있어야 한다.
한편, 본 발명에서 마스터와 슬레이브 사이에 데이터 전송은 브로드 캐스트 방식과 유니 캐스트 방식으로 진행되는데 이에 대한 신호 흐름도가 도 8 내지 도 10에 도시되어 있다.
도 8은 마스터가 슬레이브로 데이터 패킷을 브로드 캐스트 방식으로 전송하는 신호 흐름도로서, 도시된 바와 같이 마스터가 데이터 패킷을 브로드 캐스트 방식으로 전송할 때 적어도 3회 연속적으로 일정한 시간 간격(최소 10ms)을 두고 데이터 패킷을 전송한다. 여기에서 연속적으로 전송하는 이유는 데이터 패킷을 수신하지 못하는 슬레이브가 없도록 하기 위한 것이다.
한편, 마스터가 유니 캐스트 방식으로 데이터 패킷을 전송할 때의 신호 흐름도가 도 9에 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이 마스터는 해당 슬레이브로 1회에 한하여 데이터 패킷을 전송한 후에 최소 10ms 내지 최대 15ms 동안 슬레이브로부터 응답이나 확인 신호가 전송되는지를 확인한다.
이때, 마스터가 해당 슬레이브로부터 최소 10ms 내지 최대 15ms 동안 응답이나 확인 신호가 수신되지 않으면 도 10에 도시된 바와 같이 반복적으로 전송하여 수신 여부를 확인한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (5)

  1. 등대에 설치된 LED 어레이 광원에 대한 온 제어 신호나 오프 제어 신호 및 디밍 제어 신호가 수신되면, 해당 LED 어레이 광원에 대한 온 제어나 오프 제어 및 디밍 제어를 수행하고 그 결과를 확인 신호로 전송하는 복수의 슬레이브; 및
    상기 복수의 슬레이브의 전체로 브로드 캐스트 방식으로 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하고, 상기 복수의 슬레이브의 각각에 대하여 유니 캐스트 방식으로 온 제어 신호와 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하며, 상기 복수의 슬레이브에서 전송되는 확인 신호를 수신하여 상기 복수의 슬레이브의 동작 상태를 파악하는 마스터를 포함하는 항만 조명등 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬레이브는,
    상기 마스터에서 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 수신하는 슬레이브 수신부;
    상기 마스터로 온 제어신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호에 대한 확인 신호를 전송하는 슬레이브 송신부;
    LED 어레이 광원에 대한 온 제어나 오프 제어 및 디밍 제어를 수행하는 LED 드라이브; 및
    상기 마스터에서 LED 어레이 광원에 대한 온 제어 신호나 오프 제어 신호 및 디밍 제어 신호가 수신되면, 해당 LED 어레이 광원에 대한 온 제어나 오프 제어 및 디밍 제어를 수행하도록 상기 LED 드라이브를 제어하고, 그 결과를 확인 신호로 하여 상기 슬레이브 송신부를 통하여 상기 마스터로 전송하는 제어부를 포함하는 항만 조명등 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터는,
    사용자로부터 키조작을 통하여 명령을 입력받는 키입력부;
    상기 복수의 슬레이브의 전체로 브로드 캐스트 방식이나 유니 캐스트 방식으로 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하는 마스터 송신부;
    상기 복수의 슬레이브에서 전송되는 확인 신호를 수신하는 마스터 수신부; 및
    상기 키입력부를 통하여 상기 복수의 슬레이브 전체에 대한 온 요청 신호나 오프 요청 신호 및 디밍 요청 신호가 입력되면 마스터 송신부를 통하여 브로드 캐스트 방식으로 온 제어 신호나 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하고, 개별 슬레이브에 대한 온 요청 신호나 오프 요청 신호 및 디밍 요청 신호인 경우에는 유니 캐스트 방식으로 마스터 송신부를 통하여 온 제어 신호와 오프 제어신호 및 디밍 제어 신호를 전송하며, 상기 복수의 슬레이브에서 전송되는 확인 신호를 상기 마스터 수신부를 통하여 수신하여 상기 복수의 슬레이브의 동작 상태를 파악하는 제어부를 포함하는 항만 조명등 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터는 상기 슬레이브로 LED 어레이 광원의 온상태, 오프 상태, 고장 상태를 요청하는 상태 요청 신호를 전송하고,
    상기 슬레이브는 상기 마스터에서 상태 요청 신호가 수신되는 경우에, LED 광원의 상태를 파악하여 파악된 상태를 응답 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 항만 조명등 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터와 상기 슬레이브가 송수신하는 신호의 포맷은, 스타트 필드, 유형 필드, 어드레스 필드, 데이터 필드, 체크섬 필드, 종료 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 항만 조명등 제어 장치.
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