KR100628919B1 - 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별도의 통합 리모콘의 신호를 입력받거나 가정 외부의 사용자로부터 전력선을 통하여 제어 신호를 입력받아 다양한 종류의 가전 기기를 제어할 수 있는 원격 제어 학습 리모콘에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 마이콤은 상기 버튼 입력부를 통하여 가전 기기의 리모콘 신호를 학습하라는 명령이 입력되면, IR 수신부를 통하여 상기 리모콘 신호들을 입력받아 이를 인식하여 저장함으로써 상기 가전 기기 제어 리모콘 신호들을 학습하며; 가전 기기들을 제어하고자 하는 명령이 전력선을 통하여 전력선 모뎀 IC로 입력되면, 상기 명령을 상기 마이콤에 전송하고, 상기 마이콤은 상기 전송된 명령을 해석하여 상기 명령에 대응하는 가전 기기 제어 리모콘 신호를 IR 신호 송출부를 통하여 전송함으로써 해당 가전 기기를 제어한 후, 결과 상태를 타 전력선 기기들이 알 수 있도록 상기 전력선 모뎀 IC를 통하여 전력선 상에 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘을 제공한다.

PLC, 전력선 통신, 원격 제어, 리모콘

Description

전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘 {PLC remote control IR remocon}

도 1a 및 도 1b는 일반적인 전력선의 제로 크로스 포인트를 이용한 데이터 통신 방법에서의 데이터 비트를 도시한 파형도이고,

도 2a는 종래의 X-10 기반의 프로토콜의 시작점을 도시한 데이터 구조도이고,

도 2b는 도 2a에 도시된 데이터 구조를 파형으로 도시한 파형도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘을 적용한 양방향 전력선 통신 홈 오토메이션(HA : Home Automation) 시스템의 전체 개요도이고,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘의 구성 블록도이고,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘에 전력선 통신 프로토콜이 어떻게 적용되는 지를 보여주는 도면이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

401 : 전력선 모뎀 IC 402 : 마이콤

403 : 신호 커플링 회로 405 : 제로 크로스 검출 회로

407 : 전원부 411 : IR 수신부

413 : IR 신호 송출부 414 : 버튼 입력부

415 : 상태 표시부

일반적으로 가정이나 사무실 또는 공장 등에서 구비하고 있는 다수의 기기 또는 장치들을 원격 조정하기 위하여 최근에는 전력선 통신을 이용한 제어 방법이 그 편리성으로 인해서 널리 이용되고 있다.

즉, 전화망을 통하여 가정 내에 설치된 원격 제어 기기들을 제어하는 기술은 전화 원격 제어 장치와 원격 제어되는 기기들간의 통신 수단이 유선으로 연결되거나, 무선 또는 적외선과 같은 물리적 결합에 의하여 통신을 수행함으로써, 원격 제어된다.

일반적인 학습 리모콘은 원래 자신이 보유하고 있는 리모콘 코드 이외에 타 종류의 각종 가전 기기용 리모콘 신호를 학습하고, 그 신호를 재생하는 기능을 가진 것으로서, 여러 가지의 코드를 재생하여 한 개의 통합 리모콘으로 학습 리모콘을 제어하고, 상기 학습 리모콘은 통합 리모콘이 전송한 신호를 각종 가전 기기가 받아들일 수 있는 신호로 가공하여 송출함으로써, 각종 가전 기기들을 통합적으로 제어할 수 있게끔 한 것이다.

그러나, 이러한 종래 학습 리모콘의 문제점은 오직 별도로 제공하는 통합 리모콘만을 통해서 각종 가전 기기들을 제어할 수 있고, 외부 사용자가 가정 내에 존재하는 각종 가전 기기들을 제어할 수 없다는 것이다. 가령, 추운 겨울에 외부에 있는 사용자는 미리 가정 내부를 따뜻하게 하기 위하여 PSTN망 또는 인터넷 망을 통하여 가정 내의 난방 기기를 작동시키고 싶어도, 이를 해결할 수 있는 수단이 없다는 것이다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전력선 통신 방법을 이용하여 각종 가전 기기들을 원격으로 제어할 수 있는 원격 제어 학습 리모콘을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,
전력선 모뎀 IC, 마이콤, PLC(Power Line Communication : 전력선 통신) 드라이버로서 작동하는 신호 커플링 회로, IR 수신부, IR 신호 송출부 및 버튼 입력부를 포함하고, 상기 신호 커플링 회로는 전력선 통신용 트랜스를 구비하여 전원단과 전력선 신호 드라이버 단을 연결시켜 송수신을 하고; 상기 마이콤은 상기 버튼 입력부를 통하여 가전 기기의 리모콘 신호를 학습하라는 명령이 입력되면, 상기 IR 수신부를 통하여 상기 리모콘 신호들을 입력받아 이를 인식하여 저장함으로써 상기 리모콘 신호들을 학습하며; 가전 기기들을 제어하고자 하는 명령이 전력선을 통하여 상기 전력선 모뎀 IC로 입력되면, 상기 명령을 상기 마이콤에 전송하고, 상기 마이콤은 상기 전송된 명령을 해석하여 상기 명령에 대응하는 가전 기기들의 리모콘 신호를 상기 IR 신호 송출부를 통하여 전송함으로써 가전 기기들을 제어한 후, 결과 상태를 타 전력선 기기들이 알 수 있도록 상기 전력선 모뎀 IC를 통하여 전력선 상에 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘을 제공한다.

보다 더 양호하게는, 전력선의 전압을 감지하여 제로 크로스 부분을 검출해서 상기 전력선 모뎀 IC로 신호를 송출하는 제로 크로스 검출 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 제어 학습 리모콘을 제공한다.

한편, 본 발명이 이용하는 전력선 통신 방법 중 많이 사용되는 제로 크로스 포인트에서의 데이터 통신 방법의 개요를 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 전력선 상의 제로 크로스 포인트(Zero Cross Point)에서의 데이터 통신은 데이터 비트마다 전원 주파수의 1 사이클 단위로 이루어지며, 1/2 사이클 당 캐리어 신호의 위치에 따라 데이터 비트를 표시한다. 즉, 종래의 X-10 기반의 통신 방법에 따르면, 기본적으로 전력선의 전력 레벨의 제로 크로스 포인트에서 120KHz 전력선 신호를 1ms 동안 발생시키면서 신호를 실어 보내고, 이러한 데이터를 조합해서 전력선 통신을 수행한다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 전력선의 제로 크로스 포인트를 이용한 데이터 통신 방법에서의 데이터 비트를 도시한 파형도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시되어 있듯이 캐리어 신호가 있는 경우를 '온', 없는 경우를 '오프'라 하면, 데이터 비트 '1'은 캐리어 신호 '온'에서 캐리어 신호 '오프'인 상태로 표시하고, 데이터 비트 '0'은 캐리어 신호 '오프'에서 캐리어 신호 '온'인 상태로 표시한다.

전력선의 제로 크로스 포인트를 이용한 데이터 통신은 이러한 정의를 근거로 전력선을 이용하여 제어 기기들이 상호 데이터를 송수신하는 것이다.

이러한 기존의 제로 크로스 포인트를 이용한 데이터 통신 방법에 대해서는 본 출원인이 이미 출원하여 등록받은 '양 방향 전력선 통신을 이용한 원격 제어 장치 및 그 제어 방법'(공개 번호 : 10-2000-002198) 및 '전력선의 제로 크로스 포인트를 이용한 우선 순위 데이터 통신 방법'(공개 번호 : 10-1999-053820)에 상세하게 기재되어 있다. 또한, 본 발명은 이를 보다 개량한 특허 출원 '전력선 통신 방법에 적용되는 데이터 패킷 기록 매체, 운용 방법 및 양방향 통신 방법'(출원 번호 : 10-2001-076335)에 기재되어 있는 내용을 이용하고 있다.

이러한 X-10 기반의 통신 방법을 살펴 보면, 다음과 같다.

도 2a는 종래의 X-10 기반의 프로토콜의 시작점을 도시한 데이터 구조도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 데이터 구조를 파형으로 도시한 파형도로서, 이를 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 도 2a에 도시되어 있듯이, X-10 기반의 프로토콜 시작점은 'Start Code'가 2 사이클, 'House Code'가 4 사이클, 'Number Code' 또는 'Function Code'가 5 사이클로 구성되어 있으며, 이러한 신호를 연이어 두 번씩 보낸다. 이때, 'Start Code'는 오직 1110만 존재하며, 1/2 사이클에 한 데이터를 전송하고, 그 이외의 다른 코드들은 1 사이클이 1 비트의 데이터를 의미하므로 데이터가 L1이면, 1과 0으로 데이터가 확장되어 전송되고, L0이면, 0과 1로 확장되어 송출한다. 이를 나타낸 것이 도 2b이다.

한편, 상기 L1과 L0는 다음과 같이 정의된다.

제로 크로스 포인트에 캐리어 주파수가 존재하면 '1', 존재하지 아니하면 '0'으로 정의되고, '논리적 1(L1)'은 제로 크로스 포인트에 캐리어 주파수가 존재하고 그 다음은 존재하지 아니하는 1과 0이 조합된 것이며, '논리적 0(L0)'는 제로 크로스 포인트에 캐리어 주파수가 존재하고 있지 아니하며 다음 제로 크로스 포인트에 캐리어 주파수가 존재하는, 즉, 0과 1의 조합을 의미한다.

따라서, 도 2b에 의하면, 'Start Code'는 '1110', 'House Code'는 'L0,L0,L0,L1', 'Number/Function Code'는 'L0,L0,L0,L1,L1'이 된다.

본원 발명은 일반적인 전력선 통신 방법을 이용하여 구현할 수도 있고, 상기와 같은 제로 크로스 포인트를 이용한 전력선 통신 방법을 이용하여 구현할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘을 적용한 양방향 전력선 통신 홈 오토메이션(HA : Home Automation) 시스템의 전체 개요도이다.

전력선 원격 제어 전화 장치(300)에는 전력선 상의 제어 대상 기기인 전력선 스위치(301), 전력선 콘센트(302), 전력선 가스 중간 밸브(303), 전력선 가스 메인 밸브(304) 및 전력선 학습 리모콘(305)이 전력선으로 연결되어 있고, 상기 전력선 원격 제어 전화 장치(300)는 별도의 유선을 이용하여 방범 센서(306)로서 작동하는 인체 감지기가 연결되어 있으며, 상기 전력선 원격 제어 전화 장치(300)는 별도의 PSTN 망과 연결되어 사용자가 외부에서 전화망을 통하여 상기 제어 대상 기기들(301, 302, 303, 304, 305, 306)을 원격 제어할 수 있게 한다.

또한, 외부에 있는 사용자는 상기 전력선 원격 제어 전화 장치(300)와 PSTN 망으로 접속되어 상기 전력선 학습 리모콘(305)을 직접 제어함으로써, 가정 내의 가전 기기들을 제어할 수 있다.

도 3에 도시되어 있듯이, 상기 전력선 원격 제어 전화 장치(300)는 가정 내의 전력선 원격 제어 기기들을 통합 연결하고, 외부로 연결된 전화선을 통하여 가정 외부에서 전력선 원격 제어 기기들의 상태를 알려주며, 사용자가 내린 명령을 다시 전력선 원격 제어 기기들에게 전달하는 기능을 수행한다. 그와 함께 별도의 방범 센서(306)가 유선으로 상기 전력선 원격 제어 전화 장치(300)에 연결되어, 사용자가 외출시 방범 기능을 설정한 후, 센싱 결과 인체가 감지되면, 침입자가 있는 것으로 간주하여 경보음 발생과 함께 미리 저장된 전화 번호로 순차적으로 전화를 걸어 가정에 침입자가 있음을 ARS로 알려 주게 된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 방범 센서(306)가 유선으로 연결되어 있는 것으로 설계하였지만, 무선 연결되는 경우를 배제하는 것은 아니다. 이러한 무선 연결은 종래의 적외선 방식, FM 주파수 방식 등 다양한 수단을 사용하여 쉽게 구현할 수 있다.

또한, 도 3에는 상기 전력선 가스 메인 밸브(304)가 상기 전력선 가스 중간 밸브(303)에 연결되어 있도록 도시되어 있지만, 전력선 통신 방법의 특성상 공통의 전력선에 함께 접속되어 기능을 수행할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘의 구성 블록도로서, 상기 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘은 전력선 모뎀 IC(401), 마이콤(402), PLC(Power Line Communication : 전력선 통신) 드라이버로서 작동하는 신호 커플링 회로(403)와 제로 크로스 검출 회로(405), 전원부(407), IR 수신부(411, IR Receiver), IR 신호 송출부(413), 버튼 입력부(414) 및 상태 표시부(415)를 구비한다.

상기 전원부(407)는 트랜스를 이용하여 전압 강하를 시키고 평활 회로를 거쳐서 본 기기 전체에 안정적인 DC 전원을 공급한다. 상기 PLC 드라이버 부분은 신호 커플링 회로(403)와 제로 크로스 검출 회로(405)로 구분되는데, 상기 제로 크로스 검출 회로(405)는 전력선의 전압을 감지하여 제로 크로스 부분을 검출해서 전력선 모뎀 IC로 신호를 보내 주며, 상기 전력선 모뎀 IC(401)는 그 신호를 동기로 사 용하여 전력선 통신을 한다. 상기 신호 커플링 회로(403)는 전력선 통신용 트랜스가 220V의 전원단과 전력선 신호 드라이버 단을 연결시켜 송수신을 한다.

상기 마이콤(402)은 상기 버튼 입력부(414)를 통하여 가전 기기의 리모콘 신호를 상기 IR 수신부(411)를 통하여 학습할 것인지, 아니면 학습한 신호를 재생해서 상기 IR 신호 송출부(413)를 통해서 가전 기기를 제어할 수 있는 리모콘 신호로 송출할 것인지 여부를 판단한다.

즉, 상기 버튼 입력부(414)를 통하여, 가전 기기들의 리모콘 신호에 대한 학습 명령이 전송되면, 상기 마이콤은 학습 모드로 변환되어, 각각의 가전 기기들의 리모콘의 송출 신호를 학습하게 된다. 이러한 학습 모드가 완료되면, 각각의 가전 기기들의 리모콘 송출 신호가 별도의 메모리부에 저장된다. 이후, 가전 기기들을 제어하고자 하는 명령이 전력선을 통하여 학습 리모콘에 전송되면, 상기 마이콤은 상기 전송된 명령을 해석하여 상기 명령에 대응하는 가전 기기들의 리모콘 신호를 송출함으로써, 가전 기기들을 제어하게 된다.

한편, 가전 기기들에 대한 제어 명령은 전력선을 통하여 학습용 리모콘에 전송될 수도 있고, 별도로 마련된 통합 리모콘에 의하여 전송될 수도 있다. 이러한 통합 리모콘의 신호는 상기 IR 수신부(411)를 통하여 입력된다.

또한, 전력선을 통하여 각종 가전 기기들에 대한 제어 명령이 입력되고, 이러한 명령에 대응하는 동작을 수행한 후, 학습 리모콘은 동작 수행 결과 상태를 전력선에 브로드캐스팅함으로써, 타 전력선 기기들이 학습 리모콘의 동작 결과를 알 수 있도록 한다. 또한, 상기 상태 표시부(415)를 통하여 이러한 동작 결과를 표시 할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘에 전력선 통신 프로토콜이 어떻게 적용되는 지를 보여주는 도면으로서, 도 5에 도시된 내용은 본 기기를 같은 전력선 상에 연결시켰을 경우를 예로 든 것이다.

본 전력선 통신 원격 제어 학습 리모콘은 제어할 가전 기기의 가시 거리에 위치하고 있기 때문에 외부망과 연결되지 아니한 같은 가정 내의 전력선 통신 기기를 통해서도 동일한 동작을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명의 더욱 유용한 점은 가정 밖에서 필요에 의하여 가정 내부의 가전 기기를 제어하고자 할 때, 전력선 통신 방법을 이용함으로써, 보다 간편하게 홈 네트워킹을 구현할 수 있다는데 있다.

외부망(PSTN 망, 인터넷 망 등)과 연결된 전력선 기기, 가령, 전력선 모뎀 또는 원격 제어 전화기(520)를 통하여 외부에서 전화 또는 인터넷으로 사용자가 접속을 하면, 사용자는 제어하고자 하는 가전 기기에 할당된 주소값과 함께 제어 내용을 전송한다. 이러한 제어 내용을 전송받은 상기 전력선 모뎀 또는 원격 제어 전화기(520)는 상기 제어 명령을 전력선 상에 브로드캐스팅한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 원격 제어 학습 리모콘(510)은 상기 브로드캐스팅된 제어 명령을 입력받아 대응하는 가전 기기의 제어 명령을 미리 학습시킨 리모콘 신호로 송출함으로써, 각각의 가전 기기들을 제어하게 된다. 즉, 사용자가 해당 가전 기기의 리모콘을 직접 조작해서 동작토록 하는 효과를 가져올 수 있다. 한편, 상기 전력선 통신 원격 제어 학습 리모콘(510)은 자신이 수행한 제어 결과 상태를 재차 전력선에 브로드캐스팅함으로써, 타 전력선 기기들이 상기 학습 리모콘(510)이 수행한 제어 결과를 알 수 있도록 한다. 이는 동작의 신뢰성을 구현하기 위한 것이다.

본 발명에서 제안하는 원격 제어 학습 리모콘은 개방된 전력선 프로토콜을 사용하기 때문에 종류가 서로 다른 전력선 통신 기기라 하더라도 같은 프로토콜을 사용하는 전력선 통신 기기가 송신하는 명령에 동작을 하며, 본 기기로 다른 종류의 기기에 명령을 송신하여 제어할 수도 있다.

한편, 본 발명은 제로 크로스 포인트를 이용한 전력선 통신 방법에 적용하는 것으로 설명하였으나, 그 밖의 전력선 통신 방법에 적용해도 무방하다. 다만, 그러한 경우에는 PLC 드라이버로서 작동하는 제로 크로스 검출 회로가 그에 대응되는 전력선 통신 데이터 수신부로 대치되는 바, 이는 당업계에 속하는 기술자라면, 누구나 변형 치환할 수 있을 것이다.

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 별도의 배선없이 콘센트를 통하여 전력선으로부터 전원을 공급받는 동시에 상기 전력선을 통신 선로로 활용함으로써, 타 학습 리모콘처럼 배터리 교체의 번거로움이 없으며, 가정 외부에서도 가정 내부의 가전 기기들을 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전력선 모뎀 IC, 마이콤, PLC(Power Line Communication : 전력선 통신) 드라이버로서 작동하는 신호 커플링 회로부를 포함하여, 가전기기를 제어하는 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘에 있어서,

   상기 가전기기의 리모콘 신호의 학습 명령이 입력되는 버튼 입력부와, 상기 가전기기의 리모콘 신호를 입력받아 인식하는 IR 수신부와, 상기 가전기기 제어 리모콘 신호를 송출하여 상기 가전기기를 제어하는 IR 신호 송출부를 더 포함하고;

   상기 전력선 모뎀 IC는 전력선을 통해 입력된 가전기기 제어 명령을 상기 마이콤에게 전송하고, 상기 마이콤으로부터 수신되는 가전기기 제어 결과를 타 전력선 기기들이 알 수 있도록 전력선 상에 브로드캐스팅하고;

   상기 마이콤은 상기 버튼 입력부를 통하여 상기 학습 명령이 입력되면 상기 IR 수신부에서 인식된 상기 가전기기의 리모콘 신호를 저장하여 상기 가전기기 제어 리모콘 신호를 학습하고, 상기 전력선 모뎀 IC로부터 수신된 가전기기 제어 명령을 해석하여 상기 명령에 대응하는 상기 가전기기 제어 리모콘 신호를 상기 IR 신호 송출부에게 전달하며, 상기 가전기기 제어 결과를 상기 전력선 모뎀 IC에게 전송하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘.
2. 제 1 항에 있어서,

   트랜스를 이용하여 전압 강하를 시키고 평활 회로를 거쳐서 안정적인 DC 전원을 공급하는 전원 회로부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘.
3. 제 1 항에 있어서,

   전력선의 전압을 감지하여 제로 크로스 부분을 검출해서 상기 전력선 모뎀 IC로 신호를 송출하는 제로 크로스 검출 회로부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 가전기기 제어 결과를 표시하는 상태 표시부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법을 이용한 원격 제어 학습 리모콘.

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