The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology (한국정보전자통신기술학회논문지)

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A Study on Smart Road Stud System with RF Wireless Control

RF 방식의 무선 제어 기능을 내장한 스마트 도로 표지병 시스템에 대한 연구

  • Received : 2019.04.09
  • Accepted : 2019.05.02
  • Published : 2019.06.30
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Abstract

Reflective and solar LED road studs are being used as a way of securing visibility for road environments. Road markers have various advantages and disadvantages in terms of versatility, efficiency, simplicity and visibility as individual products of reflective type and solar LED. However, in addition to the above, it is possible to prevent secondary accident after accident, It has a common drawback that it is difficult to have. In this paper, we propose a road stud system incorporating a wireless control function using RF - based communication with existing solar LED road studs and a system for controlling them. The proposed system is called the smart road stud system and it can control the equipment through the central control unit and the relay unit connected to the central control room by incorporating the RF communication function in the existing solar LED road stud. In addition, since it is possible to control the lighting method, color, etc. according to the road condition, it is possible to provide the driver with the state of the road to perform the function for preventing the second accident after the accident. It also adds features that minimize the ongoing power consumption of LED and RF communications. In order to verify the validity of the proposed system, prototypes were produced and it was confirmed that it is possible to act as a university for prevention of accident after accident by linking with other traffic system besides accident prevention function by securing existing visibility.

반사형 및 태양광 LED 도로 표지병은 도로 환경에 대한 시인성 확보 방법 중 하나로 사용되고 있다. 도로 표지병은 반사형 과 태양광 LED의 개별 제품으로는 범용성, 효율성, 간편성 및 시인성에 대한 장, 단점이 존재 하나 해당 부분 이외에 사고 후 2차 사고 방지 및 기타 교통 시스템과의 연계를 통한 확장성을 가지기 어렵다는 공통적인 단점을 가지고 있다. 본 논문은 기존 태양광 LED 도로 표지병에 RF 방식의 통신을 사용한 무선 제어 기능을 내장한 도로 표지병과 이를 제어하는 시스템에 대해 제안하였다. 제안된 시스템을 스마트 도로 표지병 시스템이라 하였으며 기존 태양광 LED 도로 표지병에 RF 방식의 통신 기능을 내장하여 중앙 통제실과 연계된 중앙제어장치 및 중계기를 통하여 해당 기기를 제어 할 수 있다. 또한 도로 상태에 따라 점등 방법, 색상 등의 제어가 가능하기 때문에 도로의 상태를 운전자에게 제공하여 사고 후 2차사고 방지에 대한 기능을 수행할 수 있다. 또한 LED 및 RF통신의 지속적인 전력 소모량을 최소화 하는 기능을 추가 하였다. 제안된 시스템의 유효성을 검증하기 위해 시작품을 제작 하였으며 기존의 시인성 확보를 통한 사고 방지 기능 외에 기타 교통 시스템과의 연계에 의한 사고 후 2차사고 방지 기능에 대학 역할이 가능함을 확인 하였다.

Keywords

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그림 1. 도로 표지병 종류 Fig. 1. Road Stud Type

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그림 2. 제안된 시스템의 기본 구성 Fig. 2. Basic configuration of proposed system

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그림 3. 제안된 시스템의 기본 구성 Fig. 3. Basic configuration of proposed system

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그림 4. 중앙 제어장치 구성도 Fig. 4. Configuration diagram of Central control unit

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그림 5. 중계기 구성도 Fig. 5. Configuration diagram of Repeater

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그림 6. 스마트 도로 표지병 구성도 Fig. 6. Configuration diagram of Smart Road Stud

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그림 7. 스마트 도로 표지병 동작 순서 Fig. 7. Configuration diagram of Smart Road Stud

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그림 8. 터널 내부와 외부의 스마트 도로 표지병 시스템 제어 방법 Fig. 8. Smart road stud system control method internal and external tunnel

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그림 9. LED 구동부 시뮬레이션 모델 Fig 9. Simulation Model of LED Driver

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그림 11. 제안된 중앙 제어기 시작품 Fig 11. Proto type of Proposed central controller

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그림 12. 도로 표지병 시작품 Fig 12. Proto Type of proposed road stud.

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그림 13. 배터리 전압에 따른 LED 평균 전류 Fig 13. LED average current with battery voltage

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그림 14. 터널 내부 스마트 도로 표지병 시스템 통신 주기 Fig 14. Smart road stud system communication cycle in tunnel inside

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그림 15. 터널 외부 스마트 도로 표지병 시스템 통신 주기 Fig 15. Smart road stud system communication cycle in tunnel outside

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그림 10. LED 구동부 시뮬레이션 결과 Fig 10. Simulation Result of LED Driver

표 1. 제안된 중앙 제어기의 주요사항 Title. 1. The parameter of proposed central controller

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표 2. 제안된 도로 표지병의 주요사항 Title. 2. The parameter of proposed road stud

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