KR101048613B1 - 홈 네트워크 서비스 제공 ＵＰｎＰ기반 ＲＧ 시스템 - Google Patents

홈 네트워크 서비스 제공 ＵＰｎＰ기반 ＲＧ 시스템 Download PDF

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Abstract

홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템에 대해 개시한다. 본 발명은 모바일 네트워크에 연결되어 디바이스의 제어 및 제어상태를 전달하는 중앙서버(HNSN)와, 상기 중앙서버와 네트워크를 통해 연결되며, 다수의 디바이스가 접속되는 홈 게이트웨이(RG)를 포함하여 이루어진 시스템에 적용되는데, 본 발명의 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템에 있어 상기 홈 게이트웨이에는, 홈 게이트웨이에 접속 및 해제하는 디바이스를 인식하여 디바이스 리스트 웹 문서를 생성하며, 사용자에 의해 발생된 원격 제어 신호를 상기 중앙서버로부터 전달받아 제어를 수행함과 아울러 상기 제어에 대한 응답 메시지를 전송하며, 디바이스의 이벤트 발생에 대한 모니터링을 수행하는 웹서버 및 UPnP 프록시를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, UPnP 기반 RG 시스템을 구축함으로써 홈 네트워크 외부에서 홈 네트워크 내의 디바이스를 모두 제어할 수 있고, 브라우져만을 이용하여 디바이스를 원격감시 및 제어할 수 있다.
홈 네트워크, UPnP, RG

Description

홈 네트워크 서비스 제공 ＵＰｎＰ기반 ＲＧ 시스템{UPnP based on RG system for home network service}
도 1은 UPnP 기반 RG 구성도,
도 2는 UPnP 시스템의 모듈 구성을 나타낸 도면,
도 3은 전체 메시지 흐름도,
도 4는 RG 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : HNSN 서버 11 : 메시지 생성/처리 모듈
12 : 이벤트 메시지 처리 모듈 2 : RG
3 : 웹서버 4 : UPnP Proxy
41 : Agent 42 : Bridge
5 : 디바이스
본 발명은 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템에 관한 것으로, 특히 홈 네트워크 서비스를 제공하기 위한 RG의 시스템에 있어 UPnP를 이용한 RG를 구축하는 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템에 관한 것이다.
최근 인터넷의 광범위한 보급과 통신 기술의 발달에 힘입어 가정이나 사무실에서의 각종 전기/전자 기기 및 통신 기기의 연결 및 활용을 위한 홈 네트워크 및 홈 오토메이션 분야가 주목받고 있다.
기존의 홈 오토메이션은 방문자를 확인하는 비디오폰, 인터폰 등이 주류를 이루었으나, 점차 가스누출이나 화재경보 등을 포함한 다양한 기능이 첨가되어 가고 있다. 그러나, 이와 같은 단순한 기능들의 집합을 진정한 의미에서의 홈 오토메이션이라 할 없다. 즉, 일부의 장비만을 제어, 감시하는 것이 아니라 이들의 장비를 하나의 네트워크로 구성하여 네트워크에 접속된 모든 장비를 제어, 감시 및 연동 동작할 뿐만 아니라 컴퓨터 관련 장비들은 데이터 네트워크로 구성하여 외부 인터넷에 접속이 가능하도록 하도록 하는 것이 진정한 의미의 홈 오토메이션일 것이다.
홈 네트워크 분야는 크게, HomePNA나 IEEE1394와 같은 유선 LAN, HomeRF 등을 이용한 무선 LAN, 블루투스(Bluetooth), IrDA 통신 등의 통신 방식 별로 표준화 및 기술 개발이 활발하게 이뤄지고 있다. 홈 오토메이션 분야는 이른바 Lonwork 기반의 빌딩 자동화 장치 등이 주목되고 있다.
홈 네트워크 및 홈 오토메이션 관련 기술의 통합 표준화는 아직 미진한 실정이며, 다양한 프로토콜에 대응하고, 유무선 통신 라인이나 인터넷 망을 이용한 원격 제어 및 댁내 제어를 지원할 수 있는 종합적인 홈 오토메이션 제어를 수행하는데 필요한 홈 서버나 홈 게이트웨이의 개발도 진행되고 있다.
한편, 다양한 통신 프로토콜에 대응하여 집안에 분산되어 있는 디바이스(가전기기)를 통합 관리할 수 있는 제어장치도 개발되고 있다. 즉, IEEE1394, USB, IrDA, X-10, Lonwork과 같은 통신 프로토콜을 모두 지원할 수 있는 홈 네트워크용 제어장치를 개발하고 있다.
그러나, 상기와 같은 홈 네트워크 내지 홈 오토메이션을 위해 마련되는, 중앙서버의 기능을 수행하는 HNSN과 댁내에 설치된 RG와의 연동 프로토콜에 대한 표준화가 이루어지지 않고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 홈 네트워크 서비스를 제공하기 위한 RG 시스템의 프로세스 구조, 프로토콜 스택 등의 시스템을 설계한 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, 모바일 네트워크에 연결되어 디바이스의 제어 및 제어상태를 전달하는 중앙서버(HNSN)와, 상기 중앙서버와 네트워크를 통해 연결되며, 다수의 디바이스가 접속되는 홈 게이트웨이(RG)를 포함하여 이루어진 시스템에 적용되는데, 본 발명의 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템에 있어 상기 홈 게이트웨이에는, 홈 게이트웨이에 접속 및 해제하는 디바이스를 인식하여 디바이스 리스트 웹 문서를 생성하며, 사용자에 의해 발생된 원격 제어 신호를 상기 중앙서버로부터 전달받아 제어를 수행함과 아울러 상기 제어에 대한 응답 메시지를 전송하며, 디바이스의 이벤트 발생에 대한 모니터링을 수행하는 웹서버 및 UPnP 프록시를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 중앙서버와 UPnP 프록시의 웹 문서간 통신은 UPnP API(Application Programming Interface)를 이용한다.
또한, 상기 중앙서버는, 홈 게이트웨이로부터 디바이스 설정 및 서비스 설정을 전송받아 디바이스의 기본 정보를 저장하여 현재의 상태 정보 및 기본적인 정보를 제공하는 메시지 생성/처리 모듈; 및 상기 UPnP 프록시로부터 전송된 이벤트 메시지를 수신 및 이벤트 제어 모듈로 전송하는 이벤트 메시지처리 모듈을 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 UPnP 프록시는, HTTP 통신을 통하여 이루어진, 사용자에게 컨텐츠의 생성, 변환, 전송 및 이벤트 전송을 수행하는 에이전트(Agent)와 홈 네트워크의 디바이스를 제어 및 관리하는 브리지(Bridge)로 구성된다.
이 때, 상기 에이전트에는 프리젠테이션(Presentation)을 제공하지 않은 디바이스에 대한 디바이스 설정(Device Description)과 서비스 설정(Service Description)을 기반으로 HTML 및 XML 프리젠테이션을 생성해 주는 프리젠테이션 자동생성 및 저장 모듈을 포함하고 있다.
또한, 상기 브리지는, 홈 네트워크에 접속한 디바이스를 인식 및 관리하는 UPnP SDK; 상기 홈 게이트웨이에 접속 및 해제하는 디바이스를 인식 및 해당 정보를 파악하는 장치 관리 모듈; 상기 장치 관리 모듈에 입출력되는 정보를 저장하는 장치 데이터베이스; 사용자의 제어 명령에 따라 장치를 제어하고 그 응답 메시지를 전송하며 예외 상황이 발생할 경우에 처리 및 저장하는 제어 처리 모듈; 디바이스 상태가 변하여 이벤트가 발생할 경우에 처리하는 이벤트 처리 모듈; 및 상기 에이전트 및 중앙서버와의 프로토콜간 변환 작업을 수행하는 메시지 처리/프로토콜 변환 모듈을 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 UPnP 기반 RG 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 구성은 크게 HNSN(HomeNetwork Serving Node) 서버(1)와 RG(Regidential Gateway)(2)로 구성되어 있다. 상기 RG(2)는 웹서버(3) 및 UPnP(Univesal Plug and Play) 프록시(Proxy)(4)를 마련하고 있다. 상기 RG(2)에는 다수의 디바이스(5)가 접속되어 있다.
RG(2)의 UPnP Proxy(4) 시스템은 사용자가 브라우져만을 이용하여 댁내의 가전기기들을 원격 제어할 수 있는 기능을 제공할 수 있도록 사용자가 HNSN 서버(1)에 접속하여 사용할 수 있도록 구성되어 있다.
홈 게이트웨이의 UPnP Proxy(4)는 웹서버(3)가 서로 연동하여 사용자(클라이언트)의 원격제어 기능을 제공하기 위하여 다양한 서비스를 제공한다. 즉, 홈 네트워크에 접속하고 해제하는 장치들을 인식하고 이들의 정보를 이용하여 장치 리스트 웹 문서를 생성한다. 사용자로부터 전송된 사용자의 제어 명령에 따라 장치들을 직접제 어하고 이에 대한 응답 메시지를 전송하며, 홈 네트워크 내에서 장치의 이벤트가 발생할 경우 이를 HTTP 기반으로 HNSN 서버(1)에 전송하여 사용자가 알 수 있도록 해 준다.
이외에 웹 문서간의 연결성과 기존의 UPnP API(Application Programming Interface)를 이용하여 HNSN 서버(1)와의 통신에 맞게 수정해 준다. 또한, 프리젠테이션(Presentation)을 제공하지 않은 장치에 대한 디바이스 설정(Device Description)과 서비스 설정(Service Description)을 기반으로 HTML 및 XML 프리젠테이션을 자동으로 생성해 준다.
도 2는 UPnP 시스템의 모듈 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, UPnP 시스템의 구조는 HNSN 서버(1)와 UPnP Proxy(4) 모듈로 구성된다. HNSN 서버(1)는 유선망 사용자, 무선망 사용자, 핸드폰 사용자와의 인터페이스를 제공해 준다. RG(2)에 구현되는 UPnP Proxy(4) 모듈은 에이전트(Agent)(41)와 브리지(Bridge)(42)로 구성된다. 그리고, 이들간 통신은 HTTP 통신을 통하여 이루어진다.
HNSN 서버(1)는 메시지 생성/처리 모듈(11) 및 이벤트 메시지처리 모듈(12)로 구성되며, 상기 메시지 생성/처리 모듈(11)은 RG(2)로부터 Device Description과 Service Description을 전송받아 장치의 기본 정보를 장치 정보 데이터베이스에 저장하여 현재의 상태 정보 및 기본적인 정보를 제공한다. 이벤트 메시지 처리 모듈(12)은 Proxy로부터 전송된 이벤트 메시지를 수신하며 이를 이벤트 핸들러 관리 모듈로 전송할 것이다.
UPnP Proxy(4) 모듈은 Bridge(42)와 Agent(41)로 구성되며, 이들간의 연동을 통하여 사용자에게 원격 제어 기능을 제공한다. Bridge(42)는 홈 네트워크의 장치들을 제어하고 관리하며, Agent(41)는 사용자에게 컨텐츠의 생성, 변환, 전송 및 이벤트 전송 등을 수행한다.
Bridge(42)는 Intel의 UPnP SDK(421)를 사용하여 홈 네트워크에 접속한 장치들을 인식하고 관리한다. 장치 관리 모듈(422)은 홈 네트워크에 접속하고 접속 해제하는 장치들을 인식하고 이들 장치들에 대한 정보를 장치 데이터베이스(423)에 저장한다. 그리고, 제어 처리 모듈(424)은 사용자의 제어 명령에 따라 장치를 제어하고 그 응답 메시지를 전송하며 예외 상황이 발생할 경우 이를 처리한다. 이벤트 처리 모듈(425)은 장치의 상태가 변하여 이벤트가 발생할 경우 이를 처리하는 모듈이다. Bridge(42)를 기준으로 Bridge와 장치간 UPnP 포럼에서 정의된 메시지가 사용되며 Bridge(42)와 Agent(41), Agent(41)와 HNSN 서버(1) 간에는 원격 제어 프로토콜이 사용된다. 따라서, Bridge(42)는 이 두 프로토콜 간의 변환 작업을 수행하며, 이는 메시지 처리/프로토콜 변환 모듈(426)에서 수행된다.
Agent(41)는 상기 메시지 처리/프로토콜 변환 모듈 및 HNSN 서버(1)의 메시지 생성/처리 모듈과 연동되는 메시지 생성/처리 모듈(411)을 마련하고 있다. 이 메시지 생성/처리 모듈(411)에는 장치 이벤트 등록/관리 모듈(412), 프리젠테이션 자동생성 및 저장 모듈(413), 컨텐츠 생성/변환기(414), 클라이언트 정보 관리 모듈(415) 등이 접속되어 상호 연동되게 된다.
원격 제어 프로토콜의 정의는 다음 [표]와 같다.
[표]
Figure 112004005062371-pat00001

도 3은 전체 메시지 흐름도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, RG(2)가 부트업되면 RG(2)는 HNSN 서버(1)에 UPnP 관련 IP, 포트 정보와 ID, Password를 정보를 전송하여 등록(Register)을 수행한다(S1).
사용자가 HNSN 서버(1)에 접속하며, HNSN 서버(1)는 RG(2)에 장치 리스트를 요청하며(S2), 이를 받은 Agent(41)는 Bridge(42)에 장치 리스트를 요청한다(S3). 이 장치 리스트를 이용하여 장치 리스트를 HNSN 서버(1)에 전송한다(S4∼S5).
HNSN 서버(1)는 장치 리스트에 따라 Device Description과 Service Description을 RG(2)로부터 메시지의 URL 정보를 이용하여 가져온다.
사용자는 HNSN 서버(1)의 URL에 접속하여 자신이 제어할 장치를 선택한다.
장치가 선택되면 RG(2)로부터 수신된 Device Description과 Service Description 문서에 의해 작성된 Web 문서상의 제어정보를 선택한다.
사용자가 Web 상의 제어 정보 선택에 따라 장치 제어 명령을 내린다.
HNSN 서버(1)로부터 장치 제어 메시지를 받은 Agent(41)는 이를 Bridge(42)로 전송하며 Bridge(42)는 이 제어 메시지를 SOAP 메시지로 변환하여 장치에 전송한다(S6∼S9).
HNSN 서버(1)는 RG(2)의 Device Description과 Service Description을 요청하여 가져온다(S10∼S17).
HNSN 서버(1)는 제어할 장치에 대하여 이벤트를 등록함으로써 해당 장치에 이벤트가 발생하였을 경우 이벤트 메시지를 수신할 수 있도록 한다(S18∼S29).
장치에서 이벤트가 발생하였을 경우 Bridge(42)는 이를 Agent(41)로 전송하며, Agent(41)는 이를 HNSN 서버(1)로 전송한다(S30∼S32).
사용자가 웹 브라우져를 종료였을 경우 HNSN 서버(1)는 종료 과정을 수행한다.
HNSN 서버(1)는 Agent(41)에 해당 장치에 대한 이벤트 등록 해제 메시지를 전송한다.
Agent(41)는 이 메시지를 Bridge(42)에 전송하며, Bridge(42)는 장치로 이벤트 등록 해제 메시지를 전송한다(S33∼S38). 이후 종료된다(S39).
위의 내용을 보다 구체적으로 나타내면 다음과 같다.
도 4는 HNSN 서버와의 통신(UPnP Agent) 구조를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, RG(2)의 시스템의 구조에서 Bridge(42)와 Agent(41)로 구성되어 있으며, 이는 HNSN 서버(1)와의 통신 및 UPnP 디바이스(5) 관리 및 제어를 수행한다. Firmware Update 부분과 Device Update 부분은 관리 Daemon 프로그램을 사용하여 구성되어 있다.
각 구성의 기능에 대해 개략적으로 설명한다.
1) Agent(41)의 기능 (C Program)
- Device Description 변환
- SSDP, SOAP, GENA 프로토콜 메시지의 변환 및 처리
- HNSN 과의 통신 모듈의 장차
- 댁내의 Web Page 전송
- Reboot, Fireware Update 기능의 수행
- NAT Port Forwarding을 위한 포트의 설정 및 해지 기능
2) Bridge(42)의 기능 (C Program)
- 장치의 제어 메시지의 처리
- Event 관리 (Subscribe와 Unsubscribe)
- UPnP 규격에 따른 문서의 변화가 각 장치의 관린
3) Update 관리 Daemon (C program)
- Firmeware Update
- Device Update
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의한 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템은, UPnP 기반 RG 시스템을 구축함으로써 홈 네트워크 외부에서 홈 네트워크 내의 디바이스를 모두 제어할 수 있고, 브라우져만을 이용하여 디바이스를 원격감시 및 제어할 수 있다.

Claims (6)

  1. 모바일 네트워크에 연결되어 홈네트워크에 접속된 댁내 디바이스의 제어 및 제어상태를 전달하는 중앙서버(HNSN)와, 상기 중앙서버와 네트워크를 통해 연결되며, 다수의 댁내 디바이스가 접속되는 홈 게이트웨이(RG)를 포함하여 이루어진 시스템의 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템에 있어서,
    상기 중앙서버와 상기 홈 게이트웨이는 인터넷을 통해 연결되고,
    상기 홈 게이트웨이는 웹서버와 UPnP 프록시를 포함하며,
    상기 웹서버와 UPnP 프록시의 연동에 의해,
    홈 게이트웨이에 접속 및 해제하는 댁내 디바이스를 인식하여 디바이스 리스트 웹 문서를 생성하고, 사용자에 의해 발생된 원격 제어 신호를 상기 중앙서버로부터 전달받아 제어를 수행함과 아울러 상기 제어에 대한 응답 메시지를 상기 중앙서버로 전송하며, 상기 댁내 디바이스의 이벤트 발생에 대한 모니터링을 수행하여 이벤트 발생 시 상기 중앙서버로 이벤트 발생 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙서버와 UPnP 프록시의 웹 문서간 통신은 UPnP API(Application Programming Interface)를 이용하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙서버는
    홈 게이트웨이로부터 디바이스 설정 및 서비스 설정을 전송받아 디바이스의 기본 정보를 저장하여 현재의 상태 정보 및 기본적인 정보를 제공하는 메시지 생성/ 처리 모듈; 및
    상기 UPnP 프록시로부터 전송된 이벤트 메시지를 수신 및 이벤트 제어 모듈로 전송하는 이벤트 메시지처리 모듈
    을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 UPnP 프록시는, HTTP 통신을 통하여 이루어진, 사용자에게 컨텐츠의 생성, 변환, 전송 및 이벤트 전송을 수행하는 에이전트(Agent)와 홈 네트워크의 디바이스를 제어 및 관리하는 브리지(Bridge)로 구성되는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 에이전트에는 프리젠테이션(Presentation)을 제공하지 않은 디바이스에 대한 디바이스 설정(Device Description)과 서비스 설정(Service Description)을 기반으로 HTML 및 XML 프리젠테이션을 생성해 주는 프리젠테이션 자동생성 및 저장 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 브리지는,
    홈 네트워크에 접속한 디바이스를 인식 및 관리하는 UPnP SDK(Software Development Kit);
    상기 홈 게이트웨이에 접속 및 해제하는 디바이스를 인식 및 해당 정보를 파악하는 장치 관리 모듈;
    상기 장치 관리 모듈에 입출력되는 정보를 저장하는 장치 데이터베이스;
    사용자의 제어 명령에 따라 장치를 제어하고 그 응답 메시지를 전송하며 예외 상황이 발생할 경우에 처리 및 저장하는 제어 처리 모듈;
    디바이스 상태가 변하여 이벤트가 발생할 경우에 처리하는 이벤트 처리 모듈; 및
    상기 에이전트 및 중앙서버와의 프로토콜간 변환 작업을 수행하는 메시지 처리/프로토콜 변환 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 서비스 제공 UPnP기반 RG 시스템.
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