[논문]지능형 LED 조명 시스템의 신뢰성 확보를 위한 유무선 이중망 통합 인터페이스 구현

이운선; 박태진; 박만곤

doi:10.5370/kiee.2014.63.2.306

지능형 LED 조명 시스템의 신뢰성 확보를 위한 유무선 이중망 통합 인터페이스 구현
Implementation of Integrated Interface based on Wire and Wireless Dual Network for Ensuring the Reliability of Intelligent LED Lighting System 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.63 no.2, 2014년, pp.306 - 312

이운선 (Dept. of Smart Grid Electric, Electronic & Control, Korea Polytechnic IV) , 박태진 (M2M-KOREA Technical) , 박만곤 (Dept. of IT Convergence and Application Engineering, Pukyoung National University)

Abstract ▼ AI-Helper

The ZigBee communication method, which is the most frequently applied to the LED lighting control system, has drawbacks of low-speed and low-capacity, and the communication failure possibility due to environmental influences is on the rise. Therefore, it is important to secure the communication reliability by applying an integrated interface with a wire-wireless dual-network. This paper developed a communication module, which has a platform converging and combining the ZigBee of USN environments with the PLC of power line communication environments, to implement a dualized communication interface system supporting the wire-wireless integrated protocol, and implemented a wire-wireless networking device and a control system software technology. As a result, it was automatically switched into the PLC communication within 4.4 seconds on average when there was an access failure in the ZigBee communication network, so a reliable communication network was built.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 그 규모와 수요가 급성장하고 있는 LED조명산업의 발전을 위해서는 유무선 이중망 통합 인터페이스를 적용하여 통신 신뢰성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구논문에서는 유무선(ZigBee, PLC) 통신에 대한 통합인터페이스기술을 구현한 후, 1)접속시간 테스트, 2) 이중화 테스트, 3)거리 테스트 등의 실험을 수행함으로써 그 신뢰성과 효과성을 확보하도록 했다.

제안 방법

MDT는 LC(로컬 컨트롤러)와 디머간 유무선중계기의 역할을 하면서 LC와 ZigBee 또는 PLC를 통한 유무선 통신을 수행하고 디머와 RS485통신을 사용하여 유선통신을 수행한다.
즉, 이더넷으로부터 게이트웨이를 거쳐 485통신으로 제어되며, GPIO를 통한 SSR제어, ZigBee와 PLC를 통한 MDT 및 센서와 데이터를 송수신하게 된다.

대상 데이터

고효율 LED 조명제어 구축을 위한 유무선 이중화 통합시스템 구현을 위해서 1)LED 디머, 2)모션감지 센서, 3)게이트웨이, 4)로컬 컨트롤러, 5)LED 디밍트랜시버, 6)ZigBee 모듈 그리고 7)PLC 모듈 등으로 구성하되, 전체 시스템 동작 구성도는 그림 3과 같다.

데이터처리

통신 인터페이스 이중화 모듈개발에 따른 유무선 복합 통신 프로토콜 기반의 시스템제어 및 효율성을 확인하기 위해 항목별 ZigBee 접속시간 테스트와 이중화 테스트로 구분하여 실험하였다.

성능/효과

본 연구논문의 통신인터페이스 이중화 모듈개발을 통해서 1)기술 요소 부품의 규격화 선도와 2)유무선복합 통신 프로토콜을 이용한 시스템 제어 기술 확보, 3)LED 조명산업의 경쟁력 확보 등이 가능하게 되었다.
이중화 테스트는 ZigBee 통신이 우선채널로 설정되어 있는 상태에서 통신에러 발생 시, PLC 접속으로의 자동 전환 및 전환 시간에 따른 신뢰성을 확인할 수 있었으며, ZigBee 통신을 위한 각 노드별 접속시간 또한 좋은 결과를 보였다.

후속연구

향후, 1)수명 개선을 위해서 기존 LED 조명 구동에 따른 SMPS 의 수명문제를 해결할 필요가 있으며, 2)원가 절감을 위해서도 고출력 디머블 AC 드라이버 IC 개발과 IC 제어를 위한 유무선 통신 모듈 및 응용 시스템 개발 확장이 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	ZigBee는 무엇인가?	ZigBee는 수많은 분산노드에 대해 저출력, 저속의 무선 모니터링 및 제어 애플리케이션용으로 개발된 최신의 RF표준이나 여러 가지 단점이 존재한다. 그 단점을 살펴보면 1)상대적으로 느린 데이터 전송 속도를 요구하는 애플리케이션에서 블루투스의 단점을 해결하고자 하였으나 RF 물리계층인 ZigBee 애플리케이션에는 802.
	조명시스템은 어떻게 에너지를 절감할 수 있는가?	여기에는 조명기기에 대한 유무선 네트워크 기능이 탑재된 스마트 조명시스템을 포함한다[1-3]. 조명시스템에는 복합적 기능을 수행하는 통신 소프트웨어 및 관리 소프트웨어가 필수적으로 요구될 뿐만 아니라 LED를 광원으로 사용할 경우 기존 대비 약 60% 이상의 고효율 조명 구현이 가능하며, LED 자체의 고효율화와 조명제어시스템 향상을 통해 더 많은 에너지 절감을 추구할 수 있게 된다.
	유무선(ZigBee, PLC) 통신에 대한 통합인터페이스기술로 얻을 수 있는 기대 효과는?	본 연구논문의 통신인터페이스 이중화 모듈개발을 통해서 1)기술 요소 부품의 규격화 선도와 2)유무선복합 통신 프로토콜을 이용한 시스템 제어 기술 확보, 3)LED 조명산업의 경쟁력 확보 등이 가능하게 되었다. 이중화 테스트는 ZigBee 통신이 우선채널로 설정되어 있는 상태에서 통신에러 발생 시, PLC 접속으로의 자동 전환 및 전환 시간에 따른 신뢰성을 확인할 수 있었으며, ZigBee 통신을 위한 각 노드별 접속시간 또한 좋은 결과를 보였다.

참고문헌 (8)

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원문보기 상세보기
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