KR101225966B1

KR101225966B1 - 빌딩제어시스템 및 그 동작방법

Info

Publication number: KR101225966B1
Application number: KR1020050136305A
Authority: KR
Inventors: 김경재; 윤상철; 전덕구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-12-31
Filing date: 2005-12-31
Publication date: 2013-01-24
Also published as: KR20070072260A

Abstract

본 발명의 빌딩관리시스템 및 그 동작방법은 다중프로토콜을 처리할 수 있는 게이트웨이를 빌딩제어기와 서브시스템 사이에 구축함으로서 빌딩제어기에서 사용하는 프로토콜의 종류와 상관없이 하나의 게이트웨이만 사용하여 빌딩관리가 가능하도록 하는 동시에 추후 빌딩 프로토콜의 종류 변경시에도 하드웨어 장비인 게이트웨이 자체를 변경할 필요가 없어 빌딩 관리가 용이한 효과가 있다.

Description

빌딩제어시스템 및 그 동작방법 {Building Management System and the Operating Method for the Same}

도 1은 종래 빌딩제어시스템의 구성이 도시된 도,

도 2는 본 발명에 의한 빌딩제어시스템의 구성이 도시된 도,

도 3은 본 발명에 의한 빌딩제어시스템의 동작방법의 흐름이 도시된 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 공기조화기용 네트워크망 200 : 빌딩제어기

300 : 게이트웨이 310 : 다중프로토콜 인식모듈

320,320 : 프로토콜 처리모듈 330 : 공유메모리

340 : 로컬 프로토콜 통신모듈

본 발명은 빌딩제어시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 특히 여러 종류의 프로토콜에 따라 빌딩제어를 수행하는 빌딩제어시스템에서 다중 프로토콜을 처 리할 수 잇는 게이트웨이를 구축함으로서 빌딩제어시스템 구축 및 확장이 용이한 빌딩제어시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

빌딩제어시스템(BMS: Building Management System)이란 빌딩의 자동제어가 가능하도록 하는 시스템인 바, 빌딩의 규모가 커지고 빌딩에서 기본적으로 제공하는 인텔리 서비스 등이 다양해짐에 따라 빌딩제어시스템의 규모도 증가하고 있다.

특히, 이러한 빌딩제어시스템은 가장 간단하게는 빌딩의 엘리베이터나 전력제어부터, 나아가서는 공기조화기 시스템이나 인터넷 등 통신선 제어를 한번에 담당하게 된다. 따라서, 하나의 빌딩에 설치된 여러 서브시스템(엘리베이터 시스템, 공기조화기 시스템 등)을 중앙에서 제어할 수 있는 빌딩제어기는 상기한 여러 서브시스템과 모두 데이터를 송수신할 수 있어야 한다.

도 1은 빌딩제어기(10)와, 서브시스템 중 공기조화기 시스템(20)이 데이터를 송수신하기 위하여 구축된 시스템이 도시된 도이다. 도시된 바와 같이 RS485 로컬 프로토콜 규격에 따라 데이터를 송수신하는 공기조화기 시스템(20)은 상기 빌딩제어기와 데이터를 송수신하기 위하여 그 중간에 게이트웨이(30,40)를 통해야 한다.

이는 공기조화기 시스템과 달리 빌딩제어기(10)는 주로 이더넷 라인을 통해 론워크(LONWORKS) 프로토콜이나 BACnet(Building Automatic Control net) 프로토콜에 따라 데이터를 송수신하기 때문이다.

즉, 론워크 프로토콜에 따라 데이터를 송수신하기 위하여 론워크 프로토콜 매니지먼트 모듈(31)과, 상기 빌딩제어기와 데이터를 송수신하는 트랜시버(32)와, 상기 론워크 포르토콜 매니지먼트 모듈(31)에서 처리된 신호에 대응되는 RS485 통신규격 데이터 등에 관한 정보가 저장되는 공유메모리(33)와, 상기 공유메모리(33)에 저장된 데이터에 따라 상기 공기조화기 시스템(20)과 데이터를 송수신하는 RS485 통신모듈(34)로 구성되는 론워크 게이트웨이(30)가 필요하다.

마찬가지로, BACnet 프로토콜에 따라 데이터를 송수신하기 위하여 BACnet 프로토콜 매니저먼트 모듈(41)과, 상기 빌딩제어기와 데이터를 송수신하는 이더넷모듈(42)과, 공유메모리(43)와 RS485 통신모듈(44)로 구성되는 BACnet 게이트웨이(40)가 필요하다.

그러나, 서브시스템의 종류 및 빌딩제어기에서 송수신할 수 있는 신호의 프로토콜이 다양해지고 복잡해질 경우 해당 프로토콜의 종류에 따른 개수만큼 게이트웨이를 설치해야 하므로 시스템 구축이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 프로토콜의 종류를 변경하고자 하는 경우에도 하드웨어 장비인 게이트웨이를 변경해야 하는 바, 시스템 구축 후 유지관리가 용이하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 여러 서브시스템을 제어하는 빌딩관리시스템에 있어서 다양한 종류의 프로토콜을 처리할 수 있는 게이트웨이를 사용하여 빌딩관리시스템의 구축 및 변경이 용이하도록 하는 빌딩관리시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 빌딩관리시스템은 적어도 하나 이상의 실외기와 실내기가 연결되고 로컬 프로토콜에 따라 상기 실내기 또는 실외기로 제어신호를 전송하는 공기조화기용 네트워크망과, 상기 실외기 또는 실내기가 설치된 건물의 자동제어를 수행하는 빌딩제어기와, 상기 공기조화기용 네트워크망과 상기 빌딩제어기를 연결하는 게이트웨이로 구성되는 빌딩제어시스템에 있어서, 상기 게이트웨이는 상기 빌딩제어기에서 전송하는 적어도 2개 이상의 프로토콜에 따른 신호를 처리하여 상기 공기조화기 네트워크망과 상기 빌딩제어기 사이의 데이터 송수신이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 빌딩관리시스템의 동작방법은 적어도 하나 이상의 실외기와 실내기가 연결되고 로컬 프로토콜에 따라 상기 실내기 또는 실외기로 제어신호를 전송하는 공기조화기용 네트워크망과, 상기 실외기 또는 실내기가 설치된 건물의 자동제어를 수행하는 빌딩제어기와, 상기 공기조화기용 네트워크망과 상기 빌딩제어기를 연결하는 게이트웨이로 구성되는 빌딩제어시스템의 동작방법에 있어서, 상기 빌딩제어기가 상기 게이트웨이로 전송된 신호 프로토콜의 종류가 상기 게이트웨이에서 분석되는 제1 단계와, 상기 게이트웨이에서 분석된 바에 따라 상기 빌딩제어기에서 전송한 신호가 상기 로컬 프로토콜에서 전송 가능하도록 처리되어 해당 실외기 또는 실내기로 전송되는 제2 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다.

도 2는 본 발명에 의한 빌딩관리시스템의 구조가 도시된 도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 빌딩관리시스템은 빌딩에 구축된 여러 서브시스템 중 하나인 공기조화기 시스템의 네트워크망인 공기조화기용 네트워크망(100)과, 상기 공기조화기용 네트워크망(100) 등을 비롯한 여러 서비시스템을 중앙에서 제어할 수 있도록 구축된 빌딩제어기(200)와, 상기 공기조화기용 네트워크망(100) 및 상기 빌딩제어기(200) 사이에 연결되어 상호 데이터 송수신이 가능하도록 하는 게이트웨이(300)를 포함하여 구성된다.

한편, 본 실시예의 경우 여러 종류의 서브시스템 중 적어도 하나 이상의 실외기 및 실내기로 구성되는 공기조화기 시스템에 한정하여 설명하고 있으나, 공기조화기 외에 다른 서브시스템의 데이터 송수신에도 본 발명의 게이트웨이는 적용될 수 있으며, 이 역시 본원발명의 권리범위에 포함됨음 물론이다.

특히, 본 발명의 공기조화기용 네트워크망(100)은 RS485 라인을 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 구축된다. 즉, 빌딩제어기와 달리 자체적인 로컬 프로토콜에 따라 데이터를 송수신하는 바, 보통 CAC(Commercial Air-conditioner Control) 네트워크망으로 구성되는 것이 일반적이다.

또한, 상기 빌딩제어기(200)는 건물 중앙관리실 등에 설치되어 건물 관리자 등이 상기 게이트웨이(300)를 통해 연결된 여러 서브시스템을 엑세스하여 상태정보를 파악할 수 있도록 한다. 나아가, 상기 빌딩제어기(200)에서 입력한 제어정보는 상기 게이트웨이(300)를 통해 해당 서브시스템으로 전달되는 바, 상기 빌딩제어기 (200)를 통해 중앙에서 여러 서브시스템의 제어가 가능하다.

한편, 본 실시예의 경우 상기 빌딩제어기(200)가 론워크 프로토콜 또는 BACnet 프로토콜에 따라 데이터를 송수신할 수 있는 바, 다른 종류의 빌딩관리 프로토콜에 따라 데이터를 송수신 하는 것 역시 본원발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

상기 게이트웨이(300)는 도시된 바와 같이, 상기 빌딩제어기(300)을 통해 전송되는 여러 종류의 프로토콜를 인식하고 분석하는 다중프로토콜 인식모듈(310)과, 상기 다중프로토콜 인식모듈(310)을 통과한 신호를 처리하는 프로토콜 처리모듈(320,325)과, 상기 프로토콜 처리모듈(320,325)에서 처리된 신호에 대응되는 여러 데이터 등에 저장된 공유메모리(330)와, 상기 공유메모리(330)에 저장된 데이터에 따라 상기 공기조화기용 네트워크망(100)과 신호를 송수신하는 로컬 프로토콜 통신모듈(340)로 구성된다.

이 때, 상기 프로토콜 처리모듈(320,325)는 도시된 바와 같이 상기 빌딩제어기(300)가 론워크 또는 BACnet 프로토콜에 따라 데이터를 송수신 할 수 있는 바, 각각 론워크 프로토콜 처리모듈(320)과, BACnet 프로토콜 처리모듈(325)로 구성된다.

또한, 상기 공유메모리(330)에는 상기 게이트웨이(300)의 구동에 필요한 여러 데이터가 저장될뿐만 아니라, 상기 프로토콜 처리모듈(320,325)에서 처리된 신호가 잠시 저장되는 버퍼, 상기 공기조화기용 네트워크망(100)에서 전송된 신호가 잠시 저장되는 버퍼 등으로 구성된다.

또한, 상기 공유메모리(330)에는 상기 빌딩제어기(200)가 전송하는 프로토콜 규격의 신호에 대응되는 각 서브시스템 로컬 프로토콜의 신호에 관한 데이터가 저장되어 있다. 따라서, 상기 프로토콜 처리모듈(320,325)은 상기 공유메모리(330)에 저장된 바를 참고로 상기 빌딩제어기(200)가 전송한 데이터가 각 서브시스템으로 전송 가능하도록 처리할 수 있다.

한편, 상기 로컬 프로토콜 통신모듈(340)은 RS485 통신규격에 따라 상기 CAC 네트워크망과 데이터를 송수신한다.

또한, 상기 다중프로토콜 인식모듈(310)은 상기 빌딩제어기(200)와 이더넷 라인을 통해 데이터를 송수신하는 이더넷모듈(311)고, 상기 이더넷모듈(311)을 통해 상기 빌딩제어기(200)가 전송한 신호의 프로토콜 종류를 분석하는 수신메시지 분석기(312)와, 상기 프로토콜 처리모듈(320,325)이 전송한 데이터를 상기 이더넷모듈(311)을 통해 상기 빌딩제어기(200)로 전송하는 메시지 전송모듈(313)로 구성된다.

이 때, 상기 수신메시지 분석기(312)는 수신된 메시지의 헤더를 분석하여 프로토콜의 종류를 판단한 후 그 종류에 따라 해당 프로토콜 처리모듈(320,325 중 하나)로 상기 빌딩제어기(200)에서 전송한 신호를 전송한다.

특히, 론워크 프로토콜의 경우 헤더에 소켓 포트 번호(1628)와,unique node ID(48bit)가 포함되어 있고, BACnet 프로토콜의 경우 헤더에 소켓 포트 번호(47808)와, BACnet_MSG_TYPD에 관한 정보가 포함되어 있다. 따라서, 상기 수신메시지 분석기(312)는 이 같은 정보를 바탕으로 수신된 메시지의 프로토콜의 종류를 파 악할 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 빌딩관리시스템의 동작방법의 흐름이 도시된 도이다.

도시된 바와 같이, 상기 게이트웨이는 제1 단계에서 메시지를 수신하면(S1), 제2 단계에서 우선 메시지를 저장하고(S2), 제3 단계에서 상기 저장된 메시지의 종류를 분석(S3)하여, 제4 단계에서 메시지 프로토콜의 종류를 결정(S4)하여, 제5,6 단계에서 각각의 프로토콜의 종류에 따른 프로토콜 처리모듈로 수신된 세미지를 전송(S5,S6)한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 빌딩관리시스템 및 그 동작방법은 다중프로토콜을 처리할 수 있는 게이트웨이를 빌딩제어기와 서브시스템 사이에 구축함으로서 빌딩제어기에서 사용하는 프로토콜의 종류와 상관없이 하나의 게이트웨이만 사용하여 빌딩관리가 가능하도록 하는 동시에 추후 빌딩 프로토콜의 종류 변경시에도 하드웨어 장비인 게이트웨이 자체를 변경할 필요가 없어 빌딩 관리가 용이한 효과가 있다.

Claims

적어도 하나 이상의 실외기와 실내기가 연결되고 로컬 프로토콜에 따라 상기 실내기 또는 실외기로 제어신호를 전송하는 공기조화기용 네트워크망과;

상기 실외기 또는 실내기가 설치된 건물의 자동제어를 수행하는 빌딩제어기와;

상기 공기조화기용 네트워크망과 상기 빌딩제어기를 연결하는 게이트웨이로 구성되는 빌딩제어시스템에 있어서,

상기 게이트웨이는 상기 빌딩제어기에서 전송하는 프로토콜의 종류를 인식하는 다중프로토콜 인식모듈과 상기 다중프로토콜 인식모듈에서 인식된 적어도 2 종류 이상의 프로토콜을 처리할 수 있는 프로토콜 처리모듈과 상기 프로토콜 처리모듈에서 처리된 데이터가 저장되는 공유메모리와 상기 공유메모리에 저장된 데이터에 따라 상기 공기조화기용 네트워크망과 로컬 프로토콜에 따른 데이터를 송수신하는 로컬 프로토콜 통신모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 빌딩제어시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 다중프로토콜 인식모듈은 상기 빌딩제어기와 이더넷 통신규격에 따라 데이터를 송수신하는 이더넷모듈과; 상기 이더넷모듈을 통해 수신된 신호의 프로토콜의 종류를 분석하고 그 종류에 따른 프로토콜 처리모듈로 상기 수신된 신호를 전송하는 수신메시지 분석기와; 상기 프로토콜 처리모듈에서 송신한 신호를 상기 이더넷모듈을 통해 상기 빌딩제어기로 송신하는 메시지 전송모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 빌딩제어시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 수신메시지 분석기는 수신된 메시지의 헤더로부터 프로토콜의 종류를 분석하도록 구성된 것을 특징으로 하는 빌딩제어시스템.
적어도 하나 이상의 실외기와 실내기가 연결되고 로컬 프로토콜에 따라 상기 실내기 또는 실외기로 제어신호를 전송하는 공기조화기용 네트워크망과;

상기 실외기 또는 실내기가 설치된 건물의 자동제어를 수행하는 빌딩제어기와;

상기 공기조화기용 네트워크망과 상기 빌딩제어기를 연결하는 게이트웨이로 구성되는 빌딩제어시스템의 동작방법에 있어서,

상기 빌딩제어기가 상기 게이트웨이로 전송된 신호 프로토콜의 종류가 상기 게이트웨이에서 분석되는 제1 단계와;

상기 게이트웨이에서 분석된 바에 따라 상기 빌딩제어기에서 전송한 신호가 상기 로컬 프로토콜에서 전송 가능하도록 처리되어 해당 실외기 또는 실내기로 전송되는 제2 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 빌딩제어시스템의 동작방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제1 단계는 상기 전송된 신호의 헤더를 분석하여 헤더에 포함된 소켓포트 번호가 1628이며 48bit의 노드 아이디가 포함된 경우 론워크 프로토콜로 판단하고, 소켓포트 번호가 47808이며 메시지 타입에 관한 정보가 포함된 경우 BAC(Building Automatic Control) 프로토콜로 판단하는 것을 특징으로 하는 빌딩제어시스템의 동작방법.
제5항에 있어서,

상기 게이트웨이는 전송된 신호프로토콜의 종류를 분석하는 다중프로토콜 인식모듈, 전송된 신호를 처리하는 프로토콜 처리모듈, 상기 프로토콜 처리모듈에서 처리된 데이터가 저장되는 공유메모리 및 상기 공유메모리에 저장된 데이터에 따라 상기 공기조화기용 네트워크망과 상기 로컬 프로토콜에 따른 데이터를 송수신하는 로컬 프로토콜 통신모듈을 포함하는 빌딩제어시스템의 동작방법.