KR100619707B1 - 상이한 프로토콜 결합 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상이한 프로토콜 결합 장치에 관한 것으로 특히, 홈 네트워크를 위한 응용 프로토콜을 무선통신 프로토콜의 응용 계층에 탑재시킴으로써 홈 네트워크 상의 처리 속도를 향상시킴과 동시에 불필요한 자원의 낭비를 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 홈 네트워크용 응용 프로토콜을 LnCP라 하고, 무선통신 프로토콜을 ZigBee라 가정하여 LnCP 응용계층을 ZigBee 응용계층에 탑재함에 있어서, 응용 프로토콜 계층, 준수사양(Mandatory) 계층, 선택사양(Optional) 계층이 포함되는 무선통신 프로토콜의 응용 객체(520)와, 홈 네트워크용 응용 프로토콜의 서비스 메시지를 상기 준수사양 계층 또는 선택사양 계층으로 입력시키기 위한 클러스터 입력부(510)와, 상기 선택사양 계층에서 출력되는 홈 네트워크용 응용 프로토콜의 서비스 메시지를 해당 디바이스로 출력하는 클러스터 출력부(530)로 구성하고, 각 가전기기의 응용 소프트웨어 모듈을 각 응용객체(Application Object Device Description)에, 메시지 셋(서비스)을 클러스터로, 서비스 클래스 중 core class를 준수사양(mandatory) 클러스터에, 서비스 클래스 중 Extended & Extra Class를 선택사양(Optional) 클러스터에 매핑시키도록 구현함을 특징으로 한다.
Description
도1은 LnCP 홈넷 응용 프로토콜의 구조도.
도2는 ZigBee 무선통신 포로토콜의 구조도.
도3은 기존의 ZigBee 프로토콜에서 정의하는 응용객체의 구조도.
도4는 도3을 적용한 홈 컨트롤 라이팅 프로파일의 구성도.
도5는 본 발명의 실시 예에서 ZigBee 프로토콜의 응용객체 구조도.
도6은 도5를 적용한 홈넷 응용 프로파일의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
510 : 클러스터 입력부 520 : 디바이스 응용객체
521 : 디바이스 디스크립션(Device Description)
522 : 준수사양(Mandatory) 계층 523 : 선택사양(Optional) 계층
530 : 클러스터 출력부
본 발명은 통신 프로토콜에 관한 것으로서, 특히 홈 네트워크용 응용프로토 콜을 무선통신 프로토콜의 응용계층으로 탑재하도록 한 상이한 프로토콜 결합 장치에 관한 것이다.
최근 홈 네트워크 기기에 대한 기대가 커지면서 가정 내의 홈 네트워크 인프라 구축이 확대됨에 따라 네트워크 인프라의 편리성이 더욱 요구되고 있다.
최근 무선통신 솔루션인 ZigBee 기술이 무선의 편리함과 네트워크 프로토콜 장점 등으로 홈 네트워크 인프라로 주목을 받고 있다.
홈 네트워크 프로토콜로서 LG전자에서 개발한 LnCP(Living network Control Protocol)가 있다. LnCP는 통신 프로토콜 스택을 하위 물리계층부터 상위 응용계층까지 규격으로 정의하고 있다.
LnCP가 언급하고 있는 물리계층으로는 전력선통신(PLC), RF, RS485, ZigBee 등이 있다. ZigBee 프로토콜 스택의 경우 Data Link Layer 이하만 사용하도록 되어 있다
도1은 LnCP 프로토콜 구조를 도시한 것이고, 도2는 ZigBee 프로토콜 구조를 도시한 것이다.
도2에서 Physical Layer, MAC Layer는 IEEE 802.15.4로 정의되고, Network Layer, APS, ZDO, ZDO Management Plane, Security Service Provider, Application Framework는 ZigBee Alliance에 의해 정의되며, Application Framework 내의 Application Object는 Endmanufacturer에 의해 정의된다.
도2에서 각 계층 내의 블록은 Layer function을 나타내고, 각 계층간에 도시된 블록은 Layer interface를 의미한다.
일반적인 소프트웨어 프로토콜 스택의 용어 정의는 다음과 같다.
응용객체(Application Object)는 다양한 응용을 위해 각 디바이스에 구현된 응용 소프트웨어 모듈로서, 각 디바이스의 응용에 필요한 동작을 규정한 것이다. 예로, 식기세척기 응용객체, 세탁기 응용객체라 하면 식기세척기와 세탁기의 동작을 규정하고 구현한 응용 소프트웨어 모듈을 의미한다.
메시지메시지 셋(Message), 메시지 셋(Message Set)이란 각 응용 객체 사이에 주고 받는 명령, 응답, 등의 응용을 위한 통신 내용을 말한다. 예로, 가전기기 제어 서비스 메시지 셋이라 하면 가전기기를 제어하기 위한 메시지 집합을 의미한다.
응용 프로파일(Application Profile)이란 각 응용 객체들을 조합하여 특정 응용을 구현한 응용 객체와 메시지 등의 집합 또는 그 동작에 대한 규정을 말한다. 예로, 홈넷 프로파일이란 홈 네트워크를 구성하기 위해 각 가전기기들과 그 사이의 메시지 셋을 규정한 응용 프로파일을 의미한다.
그런데, 도2와 같은 ZigBee 프로토콜 스택에서 정의하고 있는 응용 객체 및 프로파일의 형태는 도3과 같다.
도3을 살펴보면, 디바이스 디스크립션(Device description)(311)이라는 응용객체의 소프트웨어 모듈이 존재하고, 그 밑에 준수사양(Mandatory)(312)과 선택사양(Optional)(313) 부분이 존재한다.
ZigBee 기술에서는 각 디바이스 응용객체에 필요한 입력정보들과 출력정보들의 묶음을 클러스터(Cluster)라고 정의한다.
각 디바이스 응용객체는 준수사양(Mandatory)와 선택사양(Optional) 클러스터들이 존재하며, 해당 부분에 클러스터들이 입력 또는 출력으로 도시된다.
ZigBee 응용 프로파일은 각 디바이스 객체들과 클러스터들의 조합으로 정의된다.
도4에 예시된 홈 컨트롤 라이팅 프로파일은 6개의 디바이스 객체와 각각의 클러스터들이 조합된 것이다.
한편, LnCP 응용계층은 홈 네트워크를 구성하기 위해서 몇 개의 서비스를 정의하고, 각 서비스를 수행하기 위해서 가전기기들 사이에 주고받는 메시지 셋을 규정하고 있다. 또한 각 메시지를 통해 이루어지는 서비스의 클래스를 정의하여 필수적인 것과 선택적인 것을 구분해서 제공한다.
LnCP 기술에서 제공하는 서비스는 네트워크 관리 서비스, 네트워크 데이터 동기화 서비스, 가전기기 제어 서비스, 가전기기 상태 관리 서비스, 이벤트 발생 통지 서비스, 데이터 업그레이드 서비스 등으로 분류할 수 있다.
상기 네트워크 관리 서비스는 네트워크 관리기에서 네트워크의 초기화, 노드 매개 변수의 설정, 네트워크 관리기의 홈넷 프로파일을 구성하는 디바이스의 정보 취득 등을 위한 서비스이다.
상기 네트워크 데이터 동기화 서비스는 복수 네트워크 관리기 간의 홈넷 프로파일을 동기화시키기 위한 서비스이다.
상기 가전기기의 제어 서비스는 LnCP 네트워크에 연결된 가전기기들 중에서 마스터 역할을 수행할 수 있는 기기를 이용하여 가전기기의 제어를 위한 서비스이 다.
상기 가전기기의 상태 관리 서비스는 LnCP 네트워크에 연결된 가전기기들 중에서 마스터 역할을 수행할 수 있는 기기를 이용하여 가전기기들의 동작 또는 에러 상태를 관리하는 서비스이다.
상기 이벤트 발생 통지 서비스는 가전기기의 동작 상태의 변화, 에러의 발생 또는 사용자가 설정한 이벤트가 발생하는 경우 자동으로 네트워크 관리기 이벤트 발생을 통지하는 서비스이다.
데이터 업그레이드 서비스는 다운로드 메커니즘을 이용하여 가전기기에 새로운 프로그램 또는 특별한 목적의 데이터를 다운로드하여 기능을 업그레이드하는 서비스이다.
또한, 각 서비스마다 그 서비스를 수행하는 메시지가 정의된다. 각 서비스를 의미하는 메시지들은 그 의미에 따라 서비스 클래스가 정해지는데, 서비스 클래스 종류는 Core, Extended, Extra가 있다.
상기 core는 반드시 제공되어야 하는 기본 서비스이고, Extended는 원활한 네트워크 기능을 제공하기 위하여 권장되는 서비스이며, Extra는 부가적인 서비스를 의미한다.
그러나, 종래에는 LnCP 규격의 물리계층에 ZigBee 프로토콜을 적용함에 있어서 LnCP 프로파일과 ZigBee 프로파일을 분리하여 탑재함으로써 불필요한 자원의 낭비를 초래하는 문제점이 있다.
즉, 종래에는 ZigBee 프로토콜을 LnCP의 물리계층에만 사용하지만 ZigBee의 하위 계층에서 상위 계층까지 모두를 탑재함으로 불필요한 자원의 낭비를 초래한다.
그런데, LnCP를 응용한 홈 네트워크를 구성할 때 ZigBee 네트워크 프로토콜이 제공하는 Mesh Network 구성 기능의 장점을 이용하기 위해서는 ZigBee 프로토콜 스택의 구조를 그대로 사용하는 것이 좋을 것이다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 홈 네트워크를 위한 응용 프로토콜을 무선통신 프로토콜의 응용 계층에 탑재시킴으로써 홈 네트워크 상의 처리 속도를 향상시킴과 동시에 불필요한 자원의 낭비를 방지할 수 있도록 창안한 상이한 프로토콜 결합 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 홈 네트워크용 응용 프로토콜 계층, 준수사양(Mandatory) 계층, 선택사양(Optional) 계층이 포함되는 무선통신 프로토콜의 응용 객체와, 홈 네트워크용 응용 프로토콜의 서비스 메시지를 상기 준수사양 계층 또는 선택사양 계층으로 입력시키기 위한 클러스터 입력부와, 상기 선택사양 계층에서 출력되는 홈 네트워크용 응용 프로토콜의 서비스 메시지를 해당 디바이스로 출력하는 클러스터 출력부로 구성함을 특징으로 한다.
상기 홈 네트워크용 응용 프로토콜은 무선통신 프로토콜의 응용 계층에 탑재되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 홈 네트워크용 응용 프로토콜을 LnCP라 하고, 무선통신 프로토콜을 ZigBee라 가정할 때, LnCP 응용계층을 ZigBee 응용계층에 탑재함에 있어서, 각 가전기기의 응용 소프트웨어 모듈은 각 응용객체(Application Object Device Description)과, 메시지 셋(서비스)는 클러스터와, 서비스 클래스 중 core class는 준수사양(mandatory) 클러스터와, 서비스 클래스 중 Extended & Extra Class는 선택사양(Optional) 클러스터에 매핑시키도록 구현함을 특징으로 한다.
즉, LnCP 기반의 홈 네트워크 구성을 위한 응용 기능에 LnCP의 응용계층이 사용되고, 무선 네트워크 인프라에 ZigBee 기술이 사용되는 것을 감안하여 LnCP의 응용 계층만 분리하여 ZigBee의 응용 프로파일로 탑재시키도록 한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에서는 LnCP 홈넷 응용 프로파일을 ZigBee 홈넷 응용 프로파일로 만들기 위하여, LnCP 응용계층에서 정의하고 있는 각 용어 및 개념을 ZigBee 응용계층에서 정의하고 있는 용어 및 개념에 매핑시키는 방법을 제시한다.
즉, LnCP 기술에서 규정하는 각 가전기기와 서비스 및 메시지 셋들이 ZigBee 응용 프로파일로 만들어질 때에 필요한 용어 및 개념의 변환을 설명하기로 한다.
주로 다루어질 개념은 응용 프로파일, 응용 객체, 서비스, 응용 메시지 셋이다. 위의 각 개념들에 대한 LnCP와 ZigBee의 비교 분석을 통해 LnCP 홈넷 프로파일을 ZigBee에 적용하는 방안을 제시하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명에서는 LnCP 응용 계층에서 정의하는 용어와 개념을 ZigBee 응용 프로파일로 매핑함에 있어서, LnCP 응용계층은 ZigBee 응용계층과, 각 가전기기의 응용 소프트웨어 모듈은 각 응용객체(Application Object Device Description)과, 메 시지 셋(서비스)는 클러스터와, 서비스 클래스 중 core class는 준수사양(mandatory) 클러스터와, 서비스 클래스 중 Extended & Extra Class는 선택사양(Optional) 클러스터에 매핑시킨다.
LnCP 응용 계층에서 정의하는 각 가전기기는 ZigBee 응용 계층의 응용 객체에 매핑된다.
ZigBee 응용 계층에서는 응용 소프트웨어에 해당하는 응용 객체를 디바이스 디스크립션(Device Description)이라고 부르며, LnCP 홈넷 응용 프로파일에서는 각 가전기기에 들어가는 응용 소프트웨어 모듈이 된다.
LnCP의 메시지 셋은 각 서비스들로 이루어지며, ZigBee 응용 계층의 클러스터에 매핑된다. 여기서, LnCP의 각 서비스들은 가전기기들에게 입력되거나 가전기기들로부터 나오는 것으로 규정된다.
ZigBee 응용 계층의 각 응용 객체들도 객체에 입력되는 메시지 종류를 입력 또는 출력 클러스터로 규정하고 있으므로, LnCP의 서비스들이 ZigBee의 클러스터에 매핑되는 것이 자연스럽다.
LnCP의 가전기기들에 정의된 서비스들은 각각 그 의미에 따라 입력과 출력으로 나뉘어질 수 있으며, 각각의 입력 서비스들은 ZigBee의 입력 클러스터들로, 출력 서비스들은 ZigBee의 출력 클러스터들로 매핑된다.
LnCP 메시지들이 수행하는 서비스의 종류를 규정함에 있어 서비스 클래스가 있으며, 각각 Core, Extended, Extra 클래스로 나뉘어진다.
LnCP 서비스를 수행하는 메시지들이 ZigBee 클러스터에 매핑되므로, 각 서비 스 클래스는 클러스터의 준수사양(Mandatory) 또는 선택사양(Optional) 카테고리에 매핑될 수 있다. 여기서는 Core Class를 준수사양(Mandatory) 클러스터로, Extended 및 Extra Class를 선택사양(Optional) 클러스터로 규정한다.
도5는 LnCP 응용 객체를 ZigBee 응용 객체로 만들었을 때의 예시도이다.
도5에 도시한 바와 같이, 클러스터 입력부(510), 디바이스 응용객체(520) 및 클러스터 출력부(530)를 포함하며, 상기 디바이스 응용객체(520)는 디바이스 디스크립션(Device Description)(521), 준수사양(Mandatory) 계층(522) 및 선택사양(Optional) 계층(523)으로 구성한다.
도5에 도시한 바와 같이, LnCP 홈넷 응용 프로파일의 각 가전기기에 올라가는 소프트웨어 모듈이 디바이스 디스크립션(Device Description)(521)이 되며, 각 LnCP 서비스 메시지들이 클러스터(510)(530)에 매핑된다.
도5에서 준수사양(Mandatory) 입력 클러스터에 LnCP Core Class 서비스 메시지들이 포함되고, 선택사양(Optional) 입력 클러스터에 LnCP Extended or Extra Class 서비스가 포함됨을 알 수 있다.
도5에서 클러스터 출력부(530)에는 선택사양(Optional)만 도시되었지만, 준수사양(Mandatory) 클러스터도 존재할 수 있다.
출력 클러스터에는 역시 LnCP Extended 또는 Extra Class 서비스가 포함되며, 서비스 종류 중 출력에 해당하는 내용만 들어가게 된다.
도6은 각 가전 기기들의 인터랙션(interaction)을 규정한 홈넷 응용 프로파일의 예시도로서, 도4의 ZigBee 홈 컨트롤 라이팅 응용 프로파일을 수정하여 경우 를 도시한 것이다.
도6은 홈 네트워크라는 하나의 응용 프로파일을 구성하기 위하여, 각 응용 객체들이 서로 조합되고, 응용 객체들이 가진 서비스에 해당하는 클러스터들이 조합되어야 한다는 것을 보여준다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 하위 계층에서 상위 계층까지 모두 탑재한 ZigBee 프로토콜의 응용 계층에 LnCP 응용 프로토콜을 탑재함으로써 홈 네트워크 상의 처리 속도를 향상시킴과 동시에 불필요한 자원 낭비를 방지할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.
Claims (3)
- 응용 프로토콜 계층, 준수사양(Mandatory) 계층, 선택사양(Optional) 계층이 포함되는 무선통신 프로토콜의 응용 객체와,홈 네트워크용 응용 프로토콜의 서비스 메시지를 상기 준수사양 계층 또는 선택사양 계층으로 입력시키기 위한 클러스터 입력 수단과,상기 선택사양 계층에서 출력되는 홈 네트워크용 응용 프로토콜의 서비스 메시지를 해당 디바이스로 출력하는 클러스터 출력 수단으로 구성함을 특징으로 하는 상이한 프로토콜 결합 장치.
- 제1항에 있어서, 응용 프로토콜 계층은 홈 네트워크용 응용 프로토콜이 탑재되는 것을 특징으로 하는 상이한 프로토콜 결합 장치.
- 제1항에 있어서, 홈 네트워크용 응용 프로토콜을 LnCP라 하고, 무선통신 프로토콜을 ZigBee라 가정하여 LnCP 응용계층을 ZigBee 응용계층에 탑재함에 있어서,각 가전기기의 응용 소프트웨어 모듈을 각 응용객체(Application Object Device Description)에 매칭시키고, 메시지 셋(서비스)을 클러스터로 매칭시키며, 서비스 클래스 중 core class를 준수사양(mandatory) 클러스터에 매칭시키, 서비스 클래스 중 Extended & Extra Class를 선택사양(Optional) 클러스터에 매핑시키도록 구현함을 특징으로 하는 상이한 프로토콜 결합 장치.
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| KR1020040106563A KR100619707B1 (ko) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | 상이한 프로토콜 결합 장치 |
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