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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 인치호
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 세명대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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LED 조명기술이 발전함에 따라 LED 조명장치도 단순히 점·소등만 제어하는 것뿐만 아니라 여러 개의 센서 및 장치들이 통합되었고, 이를 구현하기 위한 시스템의 복잡도가 증가하게 되었다. 기존의 LED 조명시스템은 고정된 실행흐름을 가지는 시스템구조로 인하여 기능의 추가가 어렵고, 작은 오류에도 전체의 시스템에 영향을 가져왔기 때문에 RTOS 기반의 시스템이 필요하게 되었다. 현재 높은 휘도를 내기위해 수십 개의 LED들이 타임스케줄에 의하여 전체 점등되고 있다. 그러나 LED의 고온 열에너지는 광효율의 감소 및 색온도 변이, 그리고 LED 및 주변 부품의 수명단축 등의 영향을 가져왔다. 따라서 본 논문에서는 프로그램 설계의 확장성과 에너지 효율이 높은 최적의 에너지 절감형 RTOS 기반 LED 점등제어 시스템을 제안하였다.
제안된 LED 점등제어 시스템은 조명기기의 다중센서로부터 조도와 모션감지 신호를 입력받아 ZigBee 무선센서 네트워크를 통하여 조명기기의 자동점등 및 원격제어가 가능하도록 한다. 또한 LED 조명의 실시간 점등제어를 위해 3개의 Task로 제어모듈을 구성하여 멀티태스킹을 수행한다. 첫 번째 Task에서는 조도를 측정하여 LED 점등신호를 MCU에 전달하고, 두 번째 Task에서는 모션디텍터를 이용하여 모션감지 신호를 MCU에 전달한다. 마지막으로 세 번째 Task에서는 MCU에 전달된 점등신호와 모션감지 신호에 따라 LED를 패턴점등과 전체점등방식으로 점·소등 제어를 할 수 있도록 설계한다. 또한 웹기반 모니터링 시스템을 통하여 다중센서로부터 환경요소 데이터를 수집하고, 설정된 센서임계값을 조정하여 효율적인 조명기기의 점등제어가 가능토록 한다.
본 논문에서 제안된 LED 점등제어 시스템은 모션감지 기술의 적용으로 인적이 드문 시간대에서는 패턴점등을 수행하여 36%의 에너지 절감효율을 보였으며, 점등패턴의 변화 알고리즘으로 인하여 내부 발열온도가 저하되어 LED의 수명 및 성능을 향상시켰다.
제안된 LED 점등제어 시스템은 조명기기의 다중센서로부터 조도와 모션감지 신호를 입력받아 ZigBee 무선센서 네트워크를 통하여 조명기기의 자동점등 및 원격제어가 가능하도록 한다. 또한 LED 조명의 실시간 점등제어를 위해 3개의 Task로 제어모듈을 구성하여 멀티태스킹을 수행한다. 첫 번째 Task에서는 조도를 측정하여 LED 점등신호를 MCU에 전달하고, 두 번째 Task에서는 모션디텍터를 이용하여 모션감지 신호를 MCU에 전달한다. 마지막으로 세 번째 Task에서는 MCU에 전달된 점등신호와 모션감지 신호에 따라 LED를 패턴점등과 전체점등방식으로 점·소등 제어를 할 수 있도록 설계한다. 또한 웹기반 모니터링 시스템을 통하여 다중센서로부터 환경요소 데이터를 수집하고, 설정된 센서임계값을 조정하여 효율적인 조명기기의 점등제어가 가능토록 한다.
본 논문에서 제안된 LED 점등제어 시스템은 모션감지 기술의 적용으로 인적이 드문 시간대에서는 패턴점등을 수행하여 36%의 에너지 절감효율을 보였으며, 점등패턴의 변화 알고리즘으로 인하여 내부 발열온도가 저하되어 LED의 수명 및 성능을 향상시켰다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구의 배경 및 목적 11.2 연구의 내용 및 방법 31.3 연구의 흐름 4Ⅱ. 점등제어 시스템 관련 연구 52.1 LED의 개요 52.2 LED의 구조 72.3 LED의 특성 82.3.1 전기적 특성 82.3.2 광학적 특성 92.3.3 열 특성 92.4 ATmega128 122.5 ATmega128(WinAVR)에 RTOS 인식 132.5.1 RTOS 데이터 형 132.5.2 RTOS 문맥 전환 142.5.3 RTOS 타이머 ISR 162.6 ZigBee 통신 기술 17Ⅲ. LED 조명 시스템 설계 213.1 LED 점등제어 시스템 설계 233.2 마방진을 이용한 LED Matrix 패턴 설계 293.3 패턴변화 점등 알고리즘 설계 303.4 WEB기반 가로등 관제시스템 인터페이스 31Ⅳ. 실험 내용 324.1 테스트 실험장치의 구성 및 실험 324.2 가로등 점등제어 시스템의 구성 및 실험 344.3 가로등 관제 시스템의 Web View 384.4 제안된 점등제어 시스템의 비교 394.4.1 기능적 비교 394.4.2 성능 비교 404.4.3 LED 가로등의 소비전력 비교 41Ⅴ. 결론 42참고 문헌 43영문 요약 45
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