KR100412364B1 - 가전기기 네트워크 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가전기기 네트워크 시스템에 관한 것으로써, 특히 물리, 데이터링크, 응용, 응용소프트웨어의 4계층으로 축약된 통신규격을 기반으로 운용되는 가전기기 네트워크 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 가전기기 네트워크 시스템은 홈네트워킹을 위하여 구축된 네트워크망과, 홈 네트워크망에 연결되어 제어의 대상이 되는 가전기기로 이루어진 수동형 장치부와, 가전기기 내부에 입력된 프로그램으로 동작되는 가전기기로 이루어진 능동형 가전기기와, 상기 수동형 가전기기와 상기 능동형 가전기기가 연결된 가전기기 네트워크망을 관리하기 위해 기입력된 프로그램으로 동작하고 아울러 동작상태의 입출력이 가능한 입력부와 출력부를 더 포함하는 가전기기로 구성된다.
아울러 네트워크 관리수단이 인터넷 망에 연결된 포탈서버와 웹 클라이언트와 상호통신을 수행함으로써 사용자는 가정 내의 가전기기를 통해 상이한 가전기기를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 가정 외부에서 가정 내부의 가전기기 네트워크 시스템에 연결되어 있는 가전기기를 원격적으로 제어할 수 있어 사용자의 편의를 증대시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 가전기기 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 특히 물리, 데이터링크, 응용, 응용소프트웨어의 4계층으로 축약된 통신규격을 기반으로 운용되는 가전기기 네트워크 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 건물 내에 설치된 네트워크망에 복수개의 가전기기를 연결하여 상기 복수개의 가전기기가 상호 제어 가능하도록 하는 홈네트워킹 시스템인 가전기기 네트워크 시스템의 구축이 크게 증가하고 있다. 이와 같은 가전기기 네트워크 시스템에서 복수개의 가전기기들이 데이터를 상호 송수신할 수 있도록 하는 통신규격이 다양하게 개발되었으며, 각각의 통신규격은 현재 많은 가전기기 네트워크 시스템에 적용되고 있다. 특히, 상기 통신규격 중 일반적으로 많이 쓰이는 UPnP(Universal Plug and Play) 통신규격은 인텔, 3COM, 시스코, 델, IBM, 에릭슨, 노키아, 필립스, LG, 삼성 등 유수한 기업들이 멤버로 참가하여 개발된 통신규격으로써 복수개의 가전기기가 상기 UPnP 통신규격에 따라 네트워크망과 데이터를 송수신할 수 있도록 구성된다.
도 1은 일반적으로 많이 쓰이는 UPnP 통신규격의 계층 구조를 도시한 도면이다.
그러나, 상기와 같은 UPnP 통신규격은 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터 링크, 물리계층의 7계층과 최상위 응용계층을 운용하는 응용 소프트웨어계층으로 구성된 OSI(Open Systems Interconnection) 참조모델을 기반으로 운용되며, 각각의 계층별로 적용 가능한 가전기기를 별도로 생산하기 때문에 계층간 호환이힘든 단점이 있다. 따라서 종래의 UPnP 통신규격을 기반으로 하는 가전기기를 이용한 가정기기 네트워크 시스템은 각 계층을 담당하는 가전기기가 독립하여 존재함으로써 7계층별 가전기기의 호환성이 현저히 낮아 통합환경을 구축하는데 비용부담이 컸으며, 낮은 이용도로 인해 사용자에게 편리함을 제공하지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 물리, 데이터링크, 응용, 응용소프트웨어의 4계층으로 축약된 LnCP 통신규격을 기반으로 운용되는 가전기기 네트워크 시스템을 구축함에 따라 각 계층별 가전기기의 상호 통신의 호환성을 보장하여 사용자의 비용 부담을 줄여 이용도를 높이고, 복수개의 가전기기를 상호 제어가능하도록 하여 가전기기 제어의 편의성을 제공하는 목적이 있다.
도 1은 일반적인 통신규격의 계층 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 의한 가전기기 네트워크 시스템에 적용된 통신규격의 계층 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 의한 가전기기 네트워크 시스템의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 의한 가전기기 네트워크 시스템이 인터넷망과 연계됨으로써 원격제어가 가능한 가전기기 네트워크 시스템의 연결구조를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
네트워크 망(10) 인터넷망(11)
수동형 가전기기 (20) 능동형 가전기기(30)
네트워크 관리수단(40) 포탈 서버 (50)
웹 클라이언트(60)
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 가전기기 네트워크 시스템의 특징에 따르면, LnCP 통신규격을 기반으로 운용되는 가전기기 네트워크 시스템은 홈네트워킹을 위하여 구축된 네트워크망과, 홈 네트워크망에 연결되어 제어의 대상이 되는 가전기기로 이루어진 수동형 가전기기와, 가전기기 내부에 입력된 프로그램으로 동작되는 가전기기로 이루어진 능동형 가전기기와, 상기 수동형 가전기기와 상기 능동형 가전기기가 연결된 가전기기 네트워크망을 관리하기 위해 기입력된 프로그램으로 동작하고 아울러 동작상태의 입출력이 가능한 입력부와 출력부를 더 포함하는 가전기기로 이루어진 네트워크 관리수단으로 구성되며,
외부에서 동작명령이 입력 가능하여 가전기기 네트워크 시스템에 연결된 가전기기의 동작을 원격적으로 제어하기 위해 동작 명령을 입력하는 웹 클라이언트와, 상기 웹 클라이언트와 네트워크 관리수단과의 통신을 관리하는 포탈서버가 인터넷망에 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한 이러한 가전기기 네트워크 시스템은 물리, 데이터링크, 응용, 응용소프트웨어의 4계층으로 축약된 LnCP 통신규격을 기반으로 운용된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 LnCP 통신규격은 종래의 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크 계층을 통합하여 하나의 응용계층으로 두고, 그 하부에 데이터링크, 물리계층으로 이루어진 3계층이 존재함에 따라 종래의 각 계층별 분리된 기능을 수행하는 가전제품이 하나의 통합된 응용계층을 담당하므로 각 계층별 가전기기의 상호 통신의 호환이 안되는 종래 기술의 문제점을 극복하였다. LnCP 통신규격은 가전기기를 조작하여 제어명령을 입력함으로써 이벤트를 발생시키는 응용 소프트웨어와; 응용계층을 담당하는 가전기기 내부에 입력된 코드를 실행하고 코드의 에러를 수정하며 데이터의 분할 또는 통합의 기능을 담당하는 응용계층과; 신뢰성있는 데이터의 전송을 담당하고 CRC(cyclic redundancy check)를 실행하는 데이터링크 계층과; 네트워크에 연결된 가전기기에 할당된 주소를 체크하고 네트워크상에 연결된 단말 가전기기가 네트워크 전송로를 사용하기 위해 송수신이 가능한지 여부를확인하고 충돌을 감지하는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)를 수행하는 물리계층으로 이루어짐으로써 UPnP통신규격의 7계층구조보다 간단한 계층구조를 가진다.
본 발명의 가전기기 네트워크 시스템은 상기의 구성을 가지는 LnCP 통신규격을 기반으로 하여, 네트워크망(10), 수동형 가전기기(20), 능동형 가전기기(30), 네트워크 관리수단(40)으로 구성된다.
본 발명에 의한 가전기기 네트워크 시스템의 구조를 도시한 도3을 참조하여 상세히 설명한다.
네트워크망(10)은 홈네트워킹을 위하여 가정내부의 가전기기들을 연결하는 수단이고, 수동형 가전기기(20)는 제어되는 대상으로써 전구, 커튼, 커피포트, 스탠드, 가스렌지 후드와 같은 가전기기로 이루어진다. 능동형 가전기기(30)는 상기 수동형 가전기기(20)를 제어하는 수단으로써, 전자렌지, 세탁기, 에어콘, 김치 냉장고와 같이 내부에 입력된 프로그램으로 동작되는 가전기기를 포함한다. 또한 상기 네트워크망(10)에 연결된 수동형 가전기기와 능동형 가전기기를 관리하기 위한 네트워크 관리수단(50)은 컴퓨터, TV, 냉장고, 웹패드와 같이 기입력된 프로그램으로 동작하고 아울러 사용자가 동작상태의 입출력을 할 수 있는 입력부와 출력부를 더 포함하는 가전기기로 이루어진다.
상기 능동형 가전기기를 이루는 입력된 프로그램에 따라 동작하는 가전기기는 상기 수동형 가전기기를 제어하거나 또는 능동형 가전기기 자체를 제어함에 따라 상기 능동형 가전기기는 제어가능하고 또한 제어의 대상이 될 수 있다. 상기 네트워크 관리수단은 상기 수동형 가전기기와 상기 능동형 가전기기가 연결되어 있는 홈 네트워크망을 관리감독 하기 위해 네트워크 관리수단 자체를 포함하여 상기 수동형 가전기기와 상기 능동형 가전기기를 관리의 대상으로 삼고, 아울러 상기 수동형 가전기기를 제어하는 상기 능동형 가전기기의 역할도 담당한다. 따라서 상기 능동형 가전기기는 제어의 대상이 되거나, 제어를 가하는 역할을 하고, 상기 네트워크 관리수단은 제어의 대상이 되거나, 제어를 가하거나, 네트워크를 관리하는 역할을 수행함으로써 역할의 측면에서 상기 능동형 가전기기는 상기 수동형 가전기기의 역할을 포함하고, 상기 네트워크 관리수단은 상기 능동형 가전기기와 상기 수동형 가전기기의 역할을 포함하는 것이다. 가전기기의 범위의 측면에서 모든 가전기기는 제어대상이 되는 수동형 가전기기에 포함되며, 그 중 기 입력된 프로그램에 의해 동작하는 가전기기는 상기 수동형 가전기기를 제어가능한 상기 능동형 가전기기를 구성하고, 그 중 동작상태의 입출력이 가능한 입력부와 출력부를 갖는 가전기기는 네트워크 관리수단를 구성함으로써 상기 능동형 가전기기는 네트워크 관리수단으로 동작하는 가전기기의 범위를 포함하고, 상기 수동형 가전기기는 능동형 가전기기와 네트워크 관리수단으로 동작하는 가전기기의 범위를 포함한다.
능동형 가전기기와 네트워크 관리수단은 P2P(peer to peer)통신방식을 취하며, 능동형 가전기기와 수동형 가전기기 사이의 통신방식은 능동형 가전기기에 종속된 수동형 가전기기가 능동형 가전기기에 의해 제어되는 마스터-슬레이브(master slave)의 방식을 따르며, 또한 네트워크 관리수단과 능동형 가전기기도 네트워크 관리수단이 능동형 가전기기를 관리 감독하여 능동형 가전기기가 네트워크 관리수단에 종속되는 마스터-슬레이브 통신방식을 취한다.
제어의 대상이 되어 수동형 가전기기에 포함되는 모든 종류의 가전기기에서 각각 발생할 수 있는 이벤트에 관한 코드를 미리 입력시킨 능동형 가전기기는 수동형 가전기기의 이벤트 발생을 감지하여 이벤트 발생이 감지된 상기 수동형 가전기기로 제어명령의 메시지를 보낸다. 이때 제어의 대상은 수동형 가전기기에 속하는 가전기기일 수도 있고, 능동형 가전기기에 속하는 가전기기일 수도 있다. 수동형 가전기기와 능동형 가전기기와 네트워크 관리수단은 가정 내부의 네트워크망에 연결되며, 능동형 가전기기는 수동형 가전기기를 제어하며, 네트워크 관리 수단은 단말 가전기기가 연결된 네트워크망을 관리감독한다. 또한 가전기기 네트워크 시스템은 가정 내부의 네트워크에 연결된 능동형 가전기기를 사용자가 조작함에 따라 가전기기의 제어가 가능하다.
도 4는 본 발명에 의한 가전기기 네트워크 시스템이 인터넷망과 연계됨으로써 원격제어가 가능한 가전기기 네트워크 시스템의 연결구조를 도시한 도면이다. 도 4와 같이 상기 가전기기 네트워크 시스템의 네트워크 관리수단(40)은 원격제어를 위해 인터넷망(11)과 연결되어 있고, 상기 인터넷 망(11)에는 가정내의 가전기기 네트워크 시스템에 연결된 가전기기를 원격 제어하기 위해 사용자가 외부에서 제어명령을 입력할 수 있는 웹 클라이언트(60)가 연결되어 있으며, 상기 인터넷 망에 연결된 고정 IP주소를 갖는 포탈서버(50)는 상기 웹 클라이언트(60)로부터 명령을 받아 상기 네트워크 관리수단(40)과 P2P(peer to peer)의 보안인증을 거치는 통신을 수행한다. 가정내의 인터넷망(11)과 연결된 상기 네트워크 관리수단(40)으로부터 할당된 유동 IP주소를 갖는 가전기기와 상기 포탈서버(50)간의 통신을 위해 네트워크 관리수단(40)을 구성하는 가전기기 게이트 수단은 원격 제어하고자 하는 수동형 가전기기(20)의 유동IP정보를 고정 IP주소를 갖는 포탈서버(50)에 전송함에 따라 상기 포탈서버는 항상 가전기기 네트워크 시스템에 구축된 단말 가전기기의 IP주소의 정보를 기록 저장함으로써 원격제어를 통한 명령입력을 대기한다.
수동형 가전기기(20)는 응용층, 응용 프로세스 호출(application process invocation,이하 API고 함)/이벤트 발생층, LnCP의 계층정보를 저장하는 LnCP 스택층, 비동기화 송수신층(universal asynchronous receiver/transmitter, 이하 UART라고 함), 가전기기 네트워크 인터페이스 층으로 구성된다.
능동형 가전기기(30)는 응용층, API/이벤트발생/이벤트 핸들러(Event Handler)층, LnCP의 계층정보를 저장하는 LnCP 스택층, UART층, 가전기기 네트워크 인터페이스 층으로 구성되고, 상기 이벤트 핸들러는 웹 클라이언트(60)의 이벤트 발생 명령을 포착하여 수동형 가전기기(20)에 제어명령을 전달하는 기능을 한다.
네트워크 관리수단(40)은 가정내 네트워크망 제어층, PnP(Plug and Plug) 관리 및 작업계획층, 웹서버/HTTP/가전기기 게이트수단/LnCp 해석층, TCP층, 이더넷(Ethernet) 인터페이스층으로 구성된다.
포탈서버(50)는 웹 페이지층과, 웹 서버/원격제어 서버(Remote Control Server,이하 RCS라함 )층과, 인터넷 인터페이스층으로 구성되며, 웹 클라이언트(60)는 웹을 기반으로 하는 GUI(Graphic User Interface)층과, 웹 브라우저층과, 인터넷 인터페이스층으로 구성된다.
상기 수동형 가전기기(20), 상기 능동형 가전기기(30)의 하위계층은 가정 내부의 가전기기 네트워크 인터페이스로 구성되어 가전기기 네트워크 시스템의 가정내 네트워크망(10)과 연결됨에 따라 네트워크 관리수단과 상호 통신을 하며, 네트워크 관리수단(40)의 하위계층은 이더넷 인터페이스로 구성되어 LAN을 통해 가정내부의 가전기기 네트워크 시스템의 네트워크망이 인터넷망(11)과 연결될 수 있도록 한다.
또한 상기 인터넷 망(11)을 통해 상기 네트워크 관리수단(40)과 연결되는 포탈서버(50)와 웹 클라이언트(60)의 하위계층에는 인터넷 인터페이스로 구성되어 있다.
상기 웹 클라이언트(60)를 통해 사용자가 원격제어의 명령을 입력하면, 상기 포탈서버(50)로 전달된 원격제어의 명령은 네트워크 관리수단(40)으로 입력되고, 상기 네트워크 관리수단은 가정내 가전기기 네트워크 시스템에 연결된 능동형 가전기기(30)에 동작 프로그램을 입력시킨다. 일단 원격제어가 가능한 상기 웹 클라이언트(60)로부터 입력받은 명령이 능동형 가전기기(30)로 프로그램화되어 입력되면 상기 네트워크 관리수단(40)없이 상기 능동형 가전기기(30)는 수동형 가전기기(20)를 제어함으로써 제어명령의 실행을 지시한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 가전기기 네트워크 시스템은 물리, 데이터링크, 응용, 응용소프트웨어의 4계층으로 축약된 통신규격을 기반으로 운용됨으로써 각 계층을 담당하는 가전기기 사이의 호환성을 보장하여 저렴한 비용의 가전기기 네트워크 시스템의 구축을 용이하게 함에 따라 사용자의 홈 네트워킹 시스템의 이용도를 증가시킨다. 또한 본 발명의 가전기기 네트워크 시스템은 홈네트워킹을 위하여 구축된 네트워크망과, 제어의 대상이 되는 수동형 가전기기와, 수동형 가전기기를 제어하는 능동형 가전기기와, 상기 수동형 가전기기와 능동형 가전기기가 연결된 네트워크망을 관리하는 네트워크 관리수단으로 구성되어 가정내의 능동형 가전기기를 통해 다른 가전기기를 제어할 수 있으며, 또한 포탈서버와 웹 클라이언트가 인터넷망을 통해 가정내의 상기 네트워크 관리수단과 연결되어, 외부의 웹 클라이언트의 조작을 통해 제어명령을 입력하여 가정내부의 가전기기 네트워크 시스템에 연결되어 있는 수동형 가전기기의 동작을 원격으로 제어할 수 있어 사용자의 가전기기 관리와 제어의 편의를 도모하는 효과를 가진다.
Claims (13)
- 홈네트워킹을 위하여 구축된 네트워크망과; 홈 네트워크망에 연결되어 제어의 대상이 되는 가전기기로 이루어진 수동형 가전기기와; 가전기기 내부에 입력된 프로그램으로 동작되는 가전기기로 이루어진 능동형 가전기기와; 상기 수동형 가전기기와 상기 능동형 가전기기가 연결된 가전기기 네트워크망을 관리하기 위해 기입력된 프로그램으로 동작하고 아울러 동작상태의 입출력이 가능한 입력부와 출력부를 더 포함하는 가전기기로 이루어진 네트워크 관리수단으로 구성된 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 가전기기 네트워크 시스템은 물리, 데이터링크, 응용, 응용소프트웨어의 4계층으로 축약된 통신규격을 기반으로 운용되는 가전기기로 구성된 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 능동형 가전기기와 상기 네트워크 관리수단은 P2P(peer to peer)통신방식을 취하여 대등하게 정보의 송수신을 수행하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 능동형 가전기기와 상기 수동형 가전기기는 능동형 가전기기에 종속된 수동형 가전기기가 능동형 가전기기에 의해 제어되는 마스터-슬레이브 (master-slave)통신방식을 취하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 네트워크 관리수단과 상기 능동형 가전기기는 네트워크 관리수단이 능동형 가전기기를 관리 감독하여 능동형 가전기기가 네트워크 관리수단에 종속되는 마스터-슬레이브 통신방식을 취하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 기입력된 프로그램에 의해 동작하는 능동형 가전기기는 수동형 가전기기를 제어할 수 있고, 아울러 제어의 대상이 될 수도 있으므로 능동형 가전기기는 수동형 가전기기의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 능동형 가전기기는 상기 수동형 가전기기에 입력된 동작명령을 관리하는 이벤트 핸들러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 네트워크 관리수단은 기입력된 프로그램에 의해 동작하는 가전기기를 포함하여 구성됨으로써 능동형 가전기기의 영역을 포함하고, 제어의 대상이 될 수 있으므로 수동형 가전기기의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 가전기기 네트워크 시스템은 원격적으로 동작 명령을 입력하여 명령의 수행이 가능하도록 하기 위해 외부에서 제어명령을 입력하는 웹 클라이언트와, 상기 웹 클라이언트와 네트워크 관리수단과의 통신을 관리하는 포탈서버를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 원격제어가 가능한 가전기기 네트워크 시스템의 포탈서버와 웹 클라이언트는 인터넷망에 연결됨으로써 인터넷망에 연결된 네트워크 관리수단과의 통신이 가능한 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 포탈서버는 상기 클라이언트로부터의 원격 제어 명령을 관리하는 원격제어서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 네트워크 관리수단은 상기 가전기기 네트워크 시스템에 연결된 가전기기의 유동 IP주소를 상기 포탈서버에 입력하는 가전기기 게이트 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 원격제어가 가능한 가전기기 네트워크 시스템에서의 포탈서버와 네트워크 관리수단은 보안 인증절차가 필요한 P2P 통신방식을 취하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 시스템.
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| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20070918 Year of fee payment: 5 |
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