KR100793993B1 - 홈 네트워크 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홈 네트워크 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 적어도 하나의 네트워크 기기; 및 상기 네트워크 기기와 지그비 패킷을 송수신하고, 상기 네트워크 기기로 지그비 패킷을 송신한 뒤, 응답 정보가 수신되지 않으면 상기 지그비 패킷의 특정 필드에 전송 실패 횟수 정보를 기록하여 상기 네트워크 기기로 재전송하는 홈 게이트웨이를 포함하는 홈 네트워크 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 고유의 홈 코드를 통하여 지그비 네트워크를 구성할 수 있으며, 전송 시에는 전송 오류에 따른 횟수 정보를 지그비 패킷 내에 기록하여 관리함으로써 안정적인 시스템 구축이 가능하다.

Description

홈 네트워크 시스템 {Home Network System}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홈 네트워크 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 홈 게이트웨이와 네트워크 기기 간에 송수신되는 지그비 패킷의 구조를 도시하는 예시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 지그비 패킷의 홈 코드 필드에 삽입되는 홈 코드 패킷의 구조를 도시하는 예시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 데이터 필드에 삽입되는 데이터 패킷의 구조를 도시하는 예시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 홈 네트워크 시스템의 초기 설정 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 홈 게이트웨이
110 : 데이터베이스
200 : 네트워크 기기
210 : 지그비 모듈
300 : 외부 네트워크
본 발명은 홈 네트워크 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 네트워크 기기와 홈 게이트웨이가 지그비를 통하여 안정적으로 무선 연동될 수 있도록 하는 홈 네트워크 시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 유무선 데이터 통신 기술의 급격한 발달과 그 기반이 되는 통신 네트워크의 확대 보급은 인터넷 등과 같은 초고속 통신 서비스의 대중화를 가져왔다. 특히, 가정 내로 초고속 인터넷이 보급됨에 따라 기존에 이루어지던 PC 기반의 네트워크 구축 기술은 가정 내의 디지털 정보가전들을 원격지에서 제어할 수 있도록 하기 위한 홈 네트워크 기술로 진화하고 있다.
홈 네트워크 시스템이란 기존의 홈오토메이션(Home Automation) 시스템으로부터 발전된 개념으로서, 가정 내에 설치되는 티브이, 오디오, 비디오, 컴퓨터, 냉장고, 세탁기, 전기밥통, 에어컨, 보일러 등과 같은 디지털 정보 가전기기를 유선 또는 무선 네트워크로 연결하여 사용자가 원하는 가전기기를 언제 어디서나 자유롭게 제어할 수 있도록 하는 시스템을 의미한다.
이러한 홈 네트워크 시스템을 이용하면 사용자는 기본적으로 기존의 홈오토메이션 시스템에서 제공되던 현관문 개폐, 침입자 감지, 가스 경보, 화재 감지 등과 같은 기능들을 한층 업그레이드된 형태로 제공받을 수 있을 뿐만 아니라, 고품질 멀티미디어 서비스, 원격 교육, 주문형 비디오 서비스 등과 같은 엔터테인먼트 서비스(Entertainment Service)와, 개인, 가족의 정보 관리, 홈쇼핑, 전자상거래, 홈 시큐리티 등과 같은 인포메이션 서비스(Information Service) 및 정보 가전 통합 제어 관리, 원격 에너지 자원관리 등과 같은 커뮤니케이션 서비스(Communication Service) 등을 제공 받을 수 있다.
통상, 이러한 홈 네트워크 시스템을 구성하기 위해서는 유선 또는 무선 네트워킹 기술이 사용된다.
이때, 유선 네트워킹 기술로는 가정 내에 설치된 전력선을 이용하는 전력선 통신(PLC : Power Line Communication), 가정 내에 설치된 전화선을 이용하는 홈피엔에이(HomePNA : Home Phone Networking Alliance) 및 AV 기기들의 실시간 고속 데이터 전송에 사용되는 직렬버스 방식인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1394 등이 있다.
또한, 무선 네트워킹 기술로는 IEEE 802.11 계열로서 2.4GHz 또는 5GHz 대역을 사용하는 무선랜(Wireless LAN)과, 근거리 디바이스간의 통신을 지원하기 위한 2.4GHz 대역의 무선접속 산업표준인 블루투스(Bluetooth), 근거리 광대역 통신 기술인 UWB(Ultra Wide Band) 등이 있다.
한편, 최근 주목받고 있는 지그비(ZigBee)는 IEEE 802.15.4에 기반을 둔 무 선 네트워킹 기술로서, 2002년에 그 연구 및 표준화를 위한 얼라이언스(Alliance)가 구성되었으며 2004년 12월에 버전 1.0이 발표된 바 있다. 지그비는 구축비용이 저렴하며 전력 소모가 작고 저속의 특성을 가지기 때문에 효율적인 홈 네트워크 구축에 용이한 이점이 있어, 근거리 무선 네트워크 및 센서 네트워크의 발달을 이끌 것으로 전망되고 있다.
따라서, 이러한 지그비를 이용하여 홈 네트워크 시스템을 구축한다면, 유선 네트워킹 기술로 구현된 홈 네트워크 시스템에 존재하는 단점들, 예를 들면 망 구성의 어려움, 가정 내 네트워크 연동 기기들의 이동성 저하 등을 해소할 수 있을 것으로 기대되나, 현재는 QoS 및 안정성의 문제 등으로 인하여 지그비 기술이 적용된 홈 네트워크 시스템이 제공되고 있지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 배경에서 창안된 것으로, 지그비 네트워킹을 통하여 안정적으로 연동될 수 있는 홈 네트워크 시스템을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
삭제
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템은, 적어도 하나의 네트워크 기기; 및 상기 네트워크 기기와 지그비 패킷을 송수신하고, 상기 네트워크 기기로 지그비 패킷을 송신한 뒤, 응답 정보가 수신되지 않으면 상기 지그비 패킷의 특정 필드에 전송 실패 횟수 정보를 기록하여 상기 네트워크 기기로 재전송하는 홈 게이트웨이를 포함한다.
상기 홈 게이트웨이는 상기 전송 실패 횟수 정보가 미리 설정된 기준 횟수를 초과하면, 상기 전송 실패 횟수 정보를 데이터베이스에 저장한 뒤, 일정 시간이 경과되면 상기 저장된 전송 실패 횟수 정보를 검색하여 상기 지그비 패킷을 상기 네트워크 기기로 다시 전송한다.
또한, 상기 홈 게이트웨이는 자신의 매체 접근 제어 어드레스를 포함하는 홈 코드를 생성하여 상기 네트워크 기기에 제공하고, 상기 네트워크 기기는 상기 제공된 홈 코드를 자신의 네트워크 홈 코드로 세팅할 수 있다. 이때 지그비 패킷은 상기 홈 코드 정보가 삽입되는 홈 코드 필드 또는 상기 전송 실패 횟수 정보가 삽입되는 전송 실패 횟수 필드를 포함할 수 있다.
한편, 상기 홈 게이트웨이는 자신의 매체 접근 제어 어드레스를 이용하여 고유한 홈 코드를 생성하여 상기 네트워크 기기에 제공하고, 상기 제공된 홈 코드로 세팅된 네트워크 기기로부터 전송되는 응답 정보를 수신한 뒤, 상기 홈 코드가 삽입된 지그비 패킷을 상기 네트워크 기기로 전송할 수 있다.
상기 지그비 패킷은 상기 홈 게이트웨이의 매체 접근 제어 어드레스를 포함하는 홈 코드 정보가 삽입되는 홈 코드 필드; 및 상기 네트워크 기기의 디바이스 종류 정보 및 상기 네트워크 기기로의 전송 실패 횟수 정보를 포함하는 데이터 패킷이 삽입되는 데이터 필드를 포함할 수 있다.
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또한 상기 지그비 패킷은 상기 지그비 패킷의 시작 정보가 삽입되는 패킷 시작 필드와; 상기 지그비 패킷의 길이 정보가 삽입되는 패킷 길이 필드와; 상기 지그비 패킷의 용도를 나타내는 정보가 삽입되는 커맨드 필드와; 지그비 디바이스의 고유한 ID 정보가 삽입되는 아이디 필드; 및 에러 정정을 위한 씨알씨(CRC) 코드가 삽입되는 씨알씨 필드를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 데이터 패킷은 상기 데이터 패킷의 길이 정보가 삽입되는 데이터 패킷 길이 필드와; 상기 데이터 패킷의 목적 정보가 삽입되는 데이터 패킷 커맨드 필드와; 상기 네트워크 기기의 종류를 나타내는 정보가 삽입되는 디바이스 종류 필드; 및 상기 데이터 패킷의 전송 실패 횟수 정보가 저장되는 전송 실패 횟수 필드를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홈 네트워크 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홈 네트워크 시스템은 홈 게이트웨이(100) 및 그 홈 게이트웨이(100)와 지그비 프로토콜을 통하여 무선 연동되는 적어도 하나 이상의 네트워크 기기(200)로 구성된다.
홈 게이트웨이(100)는 기본적으로 외부 네트워크(300)와 댁내 네트워크를 상호 연동시키고, 댁내 네트워크에 연동되는 네트워크 기기(200)들을 제어하는 기능을 구비한다. 즉 일반적인 홈 게이트웨이 기능과 홈 서버의 기능을 구비하는 것이다. 그러나 실시 환경에 따라서는 홈 게이트웨이와 홈 서버를 별도로 구성할 수도 있음은 물론이다.
이때, 상기 외부 네트워크(300)는 인터넷 또는 이동 통신망 등이 될 수 있으며, 상기 댁내 네트워크는 지그비 네트워크와 같은 무선 네트워크를 의미할 수 있다.
바람직하기로는, 홈 게이트웨이(100)는 홈 코드를 생성하여 네트워크 기기(200)에 제공하고, 그 홈 코드로 세팅된 네트워크 기기(200)와 지그비 프로토콜을 이용하여 지정된 형태의 지그비 패킷을 송수신한다. 또한, 홈 게이트웨이(100)는 지그비 패킷의 송신 시에는 해당 네트워크 기기(200)로부터 응답 정보가 수신되지 않을 경우, 그 지그비 패킷의 특정 필드에 전송 실패 횟수를 누적하여 기록하 고, 기 설정된 기준 횟수 동안 전송 실패가 발생되면 전송 실패 횟수에 대한 정보를 데이터베이스(110)에 저장한 뒤, 추후 재전송한다.
한편, 네트워크 기기(200)는 지그비 모듈(210)을 구비하며, 그 지그비 모듈(210)을 이용하여 홈 게이트웨이(100)와 지그비 패킷을 송수신한다. 이러한 네트워크 기기(200)는 지그비 연동이 가능한 냉장고, 세탁기, 티브이, 비디오, 컴퓨터, 오디오, 에어컨, 보일러, 가스 감지 센서, 화재 감지 센서, 보안 센서, 공기 청정기, 조명 기구 등과 같이 가정 내에 설치될 수 있는 각종 디지털 기기들을 의미하는 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 홈 게이트웨이(100)와 네트워크 기기(200) 간에 송수신되는 지그비 패킷의 구조를 도시하는 예시도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 지그비 패킷은 다음과 같은 필드들을 포함한다.
1. 패킷 시작 필드(STX) : 지그비 패킷의 시작을 알리는 패킷 시작 정보가 삽입된다.
2. 홈 코드 필드(HC) : 홈 코드 정보가 삽입된다. 이때 홈 코드는 다른 네트워크 시스템과의 구분을 위한 고유한 코드를 의미한다. 홈 코드는 홈 게이트웨이(100)에 의하여 생성될 수 있다.
3. 패킷 길이 필드(LEN) : 지그비 패킷의 길이 정보가 삽입되는 필드로, 커맨드 필드에서 씨알씨 필드까지의 길이 정보가 삽입된다.
4. 커맨드 필드(CMD) : 지그비 패킷의 용도를 나타내는 정보가 삽입되는 필드이다. 예를 들면, 제어 패킷, 모니터링 패킷, 관리 패킷 등을 알리는 정보가 저 장될 수 있다.
5. 아이디 필드(ID) : 지그비 디바이스 즉, 네트워크 기기(200)의 고유한 ID 정보가 삽입된다. ID 정보는 64bit로 구성될 수 있다.
6. 데이터 필드(Data) : 데이터 패킷이 삽입된다.
7. 씨알씨 필드(CRC) : 에러 정정을 위한 CRC 코드가 삽입된다.
8. 이티엑스 필드(ETX) : 기타 정보가 삽입된다.
도 3은 도 2에 도시된 지그비 패킷의 홈 코드 필드(HC)에 삽입되는 홈 코드 패킷의 구조를 도시하는 예시도이다.
도 3을 참조하면, 홈 코드 패킷(10)은 홈 게이트웨이의 이더넷(Ethernet) 매체 접근 제어(Media Access Control : 이하, MAC으로 약칭) 어드레스(12) 및 랜덤 코드(14)로 구성된다. 예를 들어, 홈 코드는 이더넷 MAC 어드레스 6Byte와 랜덤하게 생성된 1Byte로, 총 7Byte로 구성될 수 있다. 이러한 홈 코드는 홈 게이트웨이(100)에서 생성되며, 홈 게이트웨이(100)는 이 홈 코드를 통하여 송수신되는 패킷이 자신 또는 자신과 연동된 네트워크 기기(200)에 해당하는 것인지를 식별할 수 있다. 즉, 홈 코드는 서로 다른 홈 네트워크 시스템간의 구분을 위한 식별자 역할을 한다.
도 4는 도 2에 도시된 데이터 필드(Data)에 삽입되는 데이터 패킷의 구조를 도시하는 예시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 데이터 패킷은 데이터 패킷 길이 필드(DLEN), 데이터 패킷 커맨드 필드(DCMD), 디바이스 종류 필드(DDEV), 전송 실패 횟수 필 드(DEC) 및 제어 필드(DARG)를 포함한다.
데이터 패킷 길이 필드(DLEN)에는 데이터 패킷의 길이 정보가 삽입된다. 즉 데이터 패킷 커맨드 필드(DCMD)에서 제어 필드(DARG)까지의 길이 정보가 삽입된다.
데이터 패킷 커맨드 필드(DCMD)에는 데이터 필드(Data)의 목적 정보가 삽입된다.
디바이스 종류 필드(DDEV)에는 기기의 종류를 나타내는 정보가 삽입된다. 예를 들면, 냉장고, 세탁기, 티브이 등을 식별할 수 있는 고유 코드가 삽입된다.
전송 실패 횟수 필드(DEC)에는 패킷의 전송 실패 횟수 정보가 삽입된다. 예를 들면, 패킷의 전송이 한번 실패하였을 경우 '1', 두 번째 전송에도 실패하였을 경우 '2', 세 번째 전송에도 실패하였을 경우 '3'과 같은 정보가 삽입될 수 있다. 이러한 전송 실패 횟수 정보는 기 설정된 기준 횟수를 초과할 경우 데이터베이스에 저장되어 관리된다. 이는 추후에 전송을 실패한 패킷을 재전송하기 위함이다.
제어 필드(DARG)는 제어 값에 대한 정보가 삽입되는 필드이다.
도 5는 도 1에 도시된 홈 네트워크 시스템의 초기 설정 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 먼저, 초기 설정을 위하여 홈 게이트웨이(100)는 자신의 이더넷 MAC 어드레스 6Byte와 1Byte의 랜덤 코드를 이용하여 홈 코드를 생성한다(단계:S1).
이어서 홈 게이트웨이(100)는 무선 채널을 스캐닝하여 접속 가능한 네트워크 기기(200)를 확인한 뒤(단계:S2), 확인된 네트워크 기기(200)에게 그 네트워크 기 기(200)가 가지는 아이디 및 디바이스 종류 정보를 요청한다(단계:S3). 그러면, 각각의 네트워크 기기(200)는 자신의 ID와 디바이스 종류 정보를 홈 게이트웨이(100)로 송신한다.
홈 게이트웨이(100)는 수신된 네트워크 기기(200)의 ID 및 디바이스 종류 정보를 확인하여 해당 네트워크 기기(200)를 데이터베이스(110)에 저장하고(단계:S4), 상기 생성한 홈 코드를 네트워크 기기(200)로 송신한다(단계:S5). 그러면 네트워크 기기(200)는 이를 수신하여 자신의 네트워크 홈 코드로 세팅한 뒤(단계:S6), 응답 정보를 홈 게이트웨이(100)로 송신한다.
응답 정보가 수신되면, 홈 게이트웨이(100)는 네트워크 테스트를 위하여 홈 코드가 삽입된 지그비 패킷을 송신한다. 이때 네트워크 기기(200)는 상기 지그비 패킷을 수신한 뒤 응답 정보를 홈 게이트웨이(100)로 전송한다(단계:S7). 이어 홈 게이트웨이(100)는 그 응답 정보를 수신하여 이상 여부를 확인한 뒤, 이상이 없을 경우 네트워크 기기(200)를 데이터베이스(110)에 등록한다(단계:S8).
이와 같은 네트워크 초기 구성이 종료되면, 각각의 네트워크 기기(200)는 홈 게이트웨이(100)와 통신 가능한 상태가 된다.
한편, 이러한 통신 가능 상태에서, 홈 게이트웨이(100)는 지그비 패킷의 송신 뒤 해당 네트워크 기기(200)로부터 응답 정보가 수신되지 않을 경우, 그 지그비 패킷의 전송 실패 횟수 필드(DEC)에 전송 실패 횟수를 기록하고, 다시 전송한다. 또한 재전송 후에도 다시 응답 정보가 수신되지 않으면 전송 실패 횟수 필드(DEC)에 전송 실패 횟수를 누적하여 기록한다.
이때, 만약 이러한 전송 실패가 연속적으로 발생하여 전송 실패 횟수 필드(DEC)에 누적 기록된 전송 실패 횟수가 기 설정된 기준 횟수를 넘으면, 홈 게이트웨이(100)는 데이터베이스(110)에 상기 전송 실패 횟수 정보를 저장하고, 일정 시간 후에 해당 데이터베이스(110)를 검색하여 해당 지그비 패킷을 재전송한다. 따라서 전송하지 못한 지그비 패킷을 관리할 수 있다.
상기 기준 횟수는 실시 환경에 따라 적절히 정해질 수 있을 것이다. 예를 들어, 기준 횟수가'4'회라면 전송 실패 횟수 정보 필드의 수가 '4'(0,1,0,0)를 초과할 경우 데이터베이스(110)에 저장할 수 있을 것이다.
이상 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 고유의 홈 코드를 통하여 지그비 네트워크를 구성할 수 있으며, 전송 시에는 전송 오류에 따른 횟수 정보를 지그비 패킷 내에 기록하여 관리함으로써 안정적인 시스템 구축이 가능하다. 따라서 지그비의 장점을 살린 홈 네트워크 시스템을 제공할 수 있게 된다.

Claims (9)

  1. 홈 네트워크 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 네트워크 기기; 및
    상기 네트워크 기기와 지그비 패킷을 송수신하고, 상기 네트워크 기기로 지그비 패킷을 송신한 뒤, 응답 정보가 수신되지 않으면 상기 지그비 패킷의 특정 필드에 전송 실패 횟수 정보를 기록하여 상기 네트워크 기기로 재전송하는 홈 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 홈 게이트웨이는 상기 전송 실패 횟수 정보가 미리 설정된 기준 횟수를 초과하면, 상기 전송 실패 횟수 정보를 데이터베이스에 저장한 뒤, 일정 시간이 경과되면 상기 저장된 전송 실패 횟수 정보를 검색하여 상기 지그비 패킷을 상기 네트워크 기기로 다시 전송하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 홈 게이트웨이는 자신의 매체 접근 제어 어드레스를 포함하는 홈 코드를 생성하여 상기 네트워크 기기에 제공하고, 상기 네트워크 기기는 상기 제공된 홈 코드를 자신의 네트워크 홈 코드로 세팅하는 것을 특징으로 하 는 홈 네트워크 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 지그비 패킷은 상기 홈 코드 정보가 삽입되는 홈 코드 필드 및 상기 전송 실패 횟수 정보가 삽입되는 전송 실패 횟수 필드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 홈 게이트웨이는 자신의 매체 접근 제어 어드레스를 이용하여 고유한 홈 코드를 생성하여 상기 네트워크 기기에 제공하고, 상기 제공된 홈 코드로 세팅된 네트워크 기기로부터 전송되는 응답 정보를 수신한 뒤, 상기 홈 코드가 삽입된 지그비 패킷을 상기 네트워크 기기로 전송하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 지그비 패킷은,
    상기 홈 게이트웨이의 매체 접근 제어 어드레스를 포함하는 홈 코드 정보가 삽입되는 홈 코드 필드; 및
    상기 네트워크 기기의 디바이스 종류 정보 및 상기 네트워크 기기로의 전송 실패 횟수 정보를 포함하는 데이터 패킷이 삽입되는 데이터 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 지그비 패킷은,
    상기 지그비 패킷의 시작 정보가 삽입되는 패킷 시작 필드;
    상기 지그비 패킷의 길이 정보가 삽입되는 패킷 길이 필드;
    상기 지그비 패킷의 용도를 나타내는 정보가 삽입되는 커맨드 필드;
    지그비 디바이스의 고유한 ID 정보가 삽입되는 아이디 필드; 및
    에러 정정을 위한 씨알씨(CRC) 코드가 삽입되는 씨알씨 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 데이터 패킷은,
    상기 데이터 패킷의 길이 정보가 삽입되는 데이터 패킷 길이 필드;
    상기 데이터 패킷의 목적 정보가 삽입되는 데이터 패킷 커맨드 필드;
    상기 네트워크 기기의 종류를 나타내는 정보가 삽입되는 디바이스 종류 필드; 및
    상기 데이터 패킷의 전송 실패 횟수 정보가 저장되는 전송 실패 횟수 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템.
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Citations (3)

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