KR101410084B1 - 통합 센서네트워크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서네트워크와, IP-PBX 등을 사용시 통합 AP를 사용함으로써 무선 AP의 설치 수를 줄여 사무공간의 관리비용을 낮출 수 있으며, 통합 제품을 통해 제품 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히, 본 발명의 일 실시예는, 특정 구역에 위치되어 감지 신호를 생성하는 복수의 센서 노드와, 센서 노드로부터 생성된 감지 신호를 수신하는 라우터를 포함하는 센서부; 소정의 유선 통신망에 접속되어 무선 엑세스 신호를 생성하는 무선 엑세스 신호 생성부와, 무선 엑세스 신호 생성부를 통하여 센서부와 연동되어 감지 신호를 전달받고 센서부의 제어를 위한 센서 제어신호를 센서부로 전달하는 정보 처리 제어부 및 무선 엑세스 신호를 기반으로 IP-PBX 네트워크를 형성하는 통신부를 포함하는 하이브리드 AP부; 및 무선 엑세스 신호를 기반으로 통신부에 접속되어 음성정보 또는 화상정보를 제공하는 통신 단말;을 포함하는 통합 센서네트워크 시스템을 포함할 수 있다.

Description

통합 센서네트워크 시스템{INTEGRATED SENSOR NETWORK SYSTEM}

본 발명은 센서네트워크 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 센서네트워크와, 무선 AP 및 인터넷 전화를 일체화시킨 통합 센서네트워크 시스템에 관한 것이다.

기존의 사무환경에서 센서네트워크를 사용하기 위해서 무선 AP(wireless access point, WAP)를 필요로 하며, 마찬가지로 무선 IP-PBX 기기를 사용하기 위해서도 별도의 무선 AP를 갖추는 것이 필요하였다.

이 때문에, 무선 AP의 사용이 집중되고, 사무 공간 내의 에너지 소비 및 관리 비용이 상승하게 되며, 복수의 무선 AP 상호 간에 간섭이 일어나 통신 품질의 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 기존에는 센서네트워크를 통한 자동 조도 제어 등을 수행할 경우 별도의 임베디드 컨트롤러를 필요로 하여 그 효과에도 불구하고 높은 초기 도입 비용이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 중복되는 무선 AP의 사용을 줄이고, 센서네트워크의 구축에 발생 되는 높은 비용도 효과적으로 줄일 수 있는 센서네트워크 시스템의 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 센서네트워크와, IP-PBX 등의 사용시 필요한 통합 무선 AP를 사용함으로써 복수의 AP사용시 AP 상호간의 간섭이 발생하여 통신 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 통합 센서네트워크 시스템을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 제 2 목적은 센서네트워크와, IP-PBX 등을 사용시 통합 AP를 사용함으로써 무선 AP의 설치 수를 줄여 사무공간의 관리비용을 낮출 수 있으며, 통합 제품을 통해 제품 단가를 낮출 수 있는 통합 센서네트워크 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제 3 목적은 센서네트워크를 기반으로 하는 자동 조도 제어 등을 위해 별도로 임베디드 컨트롤러를 설치해야 하던 기존과 달리, 별도의 임베디드 컨트롤러를 생략할 수 있어 시스템의 간소화, 설치비용의 절감, 공간 절약, 에너지 절감 등이 가능한 통합 센서네트워크 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 특정 구역에 위치되어 감지 신호를 생성하는 복수의 센서 노드와, 센서 노드로부터 생성된 감지 신호를 수신하는 라우터를 포함하는 센서부와, 소정의 유선 통신망에 접속되어 무선 엑세스 신호를 생성하는 무선 엑세스 신호 생성부, 무선 엑세스 신호 생성부를 통하여 센서부와 연동되어 감지 신호를 전달받고 센서부의 제어를 위한 센서 제어신호를 센서부로 전달하는 정보 처리 제어부 및 무선 엑세스 신호를 기반으로 IP-PBX 네트워크를 형성하는 통신부를 포함하는 하이브리드 AP부 및 무선 엑세스 신호를 기반으로 통신부에 접속되어 음성정보 또는 화상정보를 제공하는 통신 단말을 포함하는 통합 센서네트워크 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.

그리고, 센서 노드는 조도 센서, 동작 감지 센서, 온/습도 센서, 토양 수분 센서, 풍속 센서, 강우량 센서 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

또한, 센서부 및 무선 엑세스 신호 생성부는 지그비 및 와이파이 중 적어도 어느 하나의 통신 프로토콜을 이용할 수 있다.

아울러, 생성된 무선 엑세스 신호를 기반으로, 정보처리 제어부와 연동을 위한 개인용 컴퓨터, 테블릿 컴퓨터, 노트북 및 무선 단말 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 센서네트워크와 IP-PBX 등에 통합 무선 AP를 갖추도록 함으로써 복수의 AP사용시 AP 상호간 간섭이 발생하여 통신 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 센서네트워크와, IP-PBX 등을 사용시 통합 AP를 사용함으로써 무선 AP의 설치 수를 줄여 사무공간의 관리비용을 낮출 수 있으며, 통합 제품을 통해 개별 제품들과 대비하여 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 센서네트워크를 기반으로 하는 자동 조도 제어 등을 위해 별도로 임베디드 컨트롤러(Embedded Controller)를 구비해야 하던 기존 방식과 달리, 별도의 임베디드 컨트롤러를 생략할 수 있어 시스템의 간소화, 설치비용의 절감, 공간 절약, 에너지 절감 등이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본원 발명인 통합 센서네트워크 시스템의 구성들을 나타낸 구성도,
도 2는 본원 발명의 일 실시예 구성들 중 하이브리드 AP부의 구조를 나타낸 구조도이다.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음을 유의해야 할 것이다.

<통합 센서네트워크 시스템>

도 1은 본원 발명인 통합 센서네트워크 시스템의 구성들을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본원 발명의 일 실시예 구성중 하이브리드 AP부(1)의 구조를 나타낸 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예는 감지 신호를 생성하는 복수의 센서 노드와 감지 신호를 수신하는 라우터를 포함하는 센서부(2)와, 무선 엑세스 신호를 생성하는 무선 엑세스 신호 생성부(10)와 무선 엑세스 신호 생성부(10)를 통하여 감지 신호를 전달받고 센서 제어신호를 센서부(2)로 전달하는 정보 처리 제어부(12)와 IP-PBX 네트워크를 형성된 통신부(14)를 포함하는 하이브리드 AP부 및 음성정보 또는 화상정보를 제공하는 통신 단말(5)을 포함한다.

본 실시예인 통합 센서네트워크 시스템은, 센서 노드가 특정 구역에 위치되어 감지 신호를 생성하고, 라우터가 센서 노드로부터 생성된 감지 신호를 수신하도록 작용한다. 그리고, 무선 엑세스 신호 생성부(10)는 유선 통신망에 접속되어 무선 엑세스 신호를 생성하고, 정보 처리 제어부는 센서부(2)와 연동되어 감지 신호를 전달받으며 센서부(2)의 제어를 위한 센서 제어신호를 센서부(2)로 전달도록 작용한다. 통신부(14)는 무선 엑세스 신호를 통해 IP-PBX 네트워크를 형성하고 통신 단말(15)을 통한 음성정보 또는 화상정보를 제공하도록 작용한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예인 통합 센서네트워크 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 각 구성에 대해 상술하면, 센서부(2)에는 특정 구역에 위치되어 감지 신호를 생성하는 복수의 센서 노드와, 센서 노드로부터 생성된 감지 신호를 수신하는 라우터가 구비될 수 있다.

여기서, 센서 노드는 조도 센서, 동작 감지 센서, 온/습도 센서, 토양 수분 센서, 풍속 센서, 강우량 센서 등일 수 있으며, 다양한 환경에 대한 정보를 수집하기위해, 필요와 목적에 맞는 적절한 각 센서들을 복합적으로 사용할 수 있다. 예컨데, 자동 조도 제어와 관련하여 동작 감지 센서와 연계된 LED 제어 시스템 또는 조도 센서 및 동작 감지 센서와 연계된 LED 디밍 제어 시스템일 수도 있다.

이를 위하여 후술하는 센서 노드에는 갑작스러운 조도 변화(천둥, 번개, 일시적 번쩍임 등)에도 효과적으로 필터링이 가능한 포토 센서(Phptp Sensor)를 적용하여, 신호 처리를 통한 실제 자연의 조도 변화를 표현하는 것이 가능하다.

그리고, 센서 노드는 원하는 장소와 위치에 손쉽게 설치될 수 있도록 초소형으로 구비될 수 있으며, 정보의 수집을 위해서 대략 수십에서 수천 개 이상으로 설치될 필요가 있다. 따라서, 바람직하게는 센서 노드는 저가격이면서 저전력을 소비하는 제품으로 사용할 수 있다.

또한, 라우터는 센서 노드에서 생성된 감지 신호를 수신하는데, 이러한 라우터는 센서 노드의 작동 반경을 더 넓은 범위로 확장해줄 뿐만 아니라 복수의 라우터 상호 간에 통신을 통하여 라우터가 각기 보유한 감지 신호를 상호 교환하도록 데이터 통신이 가능하다. 상황에 따라서는 라우터를 생략하고 센서 노드와 후술하는 정보처리 제어부간의 직접적인 데이터 통신도 가능하다.

아울러, 라우터에는 사용자의 특별한 설정 없이 네트워크를 자동 구성하고, 네트워크 이상 발생시 자동 네트워크 복구 기능이 탑재되며, 단순 배치만으로 라우팅이 자동으로 이루어질 수 있는 기능을 부여할 수 있다.

한편, 전술한 센서부(2)의 구성들인 센서노드와 라우터는 와이파이(Wifi), 지그비(Zigbee) 등의 프로토콜을 적어도 하나 이상 선택적으로 이용할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 지그비 모듈을 구비하여 지그비 프로토콜을 사용하기로 한다.

참고적으로, 지그비 프로토콜은 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나로서 가정, 사무실, 야외 등의 무선 네트워킹 분야에서 10∼20m 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅에 적합하다. 이를 위해 본원 발명의 일 실시예에서는 후술하는 정보처리 제어부에 지그비 모듈을 구비하여 전력소모를 최소화하고 소량의 정보를 소통시킨다.

하이브리드 AP부(1)는 소정의 유선 통신망에 접속되어 무선 엑세스 신호를 생성하는 무선 엑세스 신호 생성부(10)와, 무선 엑세스 신호 생성부(10)를 통하여 센서부(2)와 연동되어 감지 신호를 전달받고 센서부(2)의 제어를 위한 센서 제어신호를 센서부(2)로 전달하는 정보 처리 제어부(12) 및 무선 엑세스 신호를 기반으로 IP-PBX 네트워크를 형성하는 통신부(14)를 포함한다.

여기서, 무선 엑세스 신호 생성부(10)는 기본적으로 유선상으로 네트워크와 접속되어 있으므로 외부의 모바일 단말(3), 서버(4) 등이 유선으로 정보 처리 제어부(12)와 연동되어 센서부(2)를 모니터링 하는 등의 센서 제어 신호를 센서부(2)로 전달할 수 있다.

그리고, 무선 엑세스 신호 생성부(10)는 유선 네트워크상에 연결되어 이를 기반으로 송출되는 무선 엑세스 포인트(AP: Access Point)이다. 따라서, 무선 엑세스 신호 생성부(10)의 무선 엑세스 포인트 신호를 기반으로 외부의 단말(예: 개인용 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 테블릿 컴퓨터, PDA 등)이 정보 처리 제어부(12)와 무선 연동 가능하며, 센서부(2)의 모니터링 수행 등의 센서 제어 신호 전달이 가능하다.

한편, 무선 엑세스 포인트는 와이파이(WiFi), 3G(3Generation), LTE(long term evolution), 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등의 통신 방식을 사용할 수 있으며, 다양한 AP의 선택적 사용을 통한 통신 인터페이스도 가능하다.

아울러, 정보 처리 제어부(12)는 무선 엑세스 신호 생성부(10)를 통하여 센서부(2)와 통신이 가능하고, 센서 제어신호 등을 전달할 수 있는데 이를 위하여 정보 처리 제어부(12)는 무선 엑세스 신호 생성부(10)에 대응되는 통신 모듈(예:와이파이 모듈, 지그비 모듈, 기타 모듈 등)을 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 전술한 바와 같이 무선랜 카드가 장착된 개인용 컴퓨터, 노트북, PDA 등으로 정보처리 제어부를 통한 센서부(2)의 모니터링, 제어 등이 가능하다. 이때, 센서부(2)의 모니터링과 제어는 무선 엑세스 신호 생성부(10)와의 유선연결 또는 무선 엑세스 신호를 기반으로 가능하다.

이때, 무선 엑세스 신호 생성부(10)는 리피터(repeater)나 리플렉터(reflector)를 사용하여 생성되는 무선 엑세스 신호의 강도, 범위 등을 확장하는 것이 가능하다.

한편, 전술한 센서부(2)의 센서네트워크를 위해서는 센서네트워킹 네트워크를 형성하고, 네트워크와 보안키에 관한 정보 등을 저장하는 집약서버인 코디네이터(Coordinator)가 요구된다. 이러한, 코디네이터는 라우터로부터 센서 노드의 감지 신호 등을 수신하거나 센서 노드로부터 직접적으로 감지 신호 등을 수신하는 등 지그비 네트워크마다 단 하나씩 존재하는 네트워크 관리자의 역할을 한다.

바람직한 본 발명의 일 실시예에서는 하이브리드 AP부에 포함된 정보 처리 제어부(12)에서 전술한 코디네이터의 역할 수행할 수 있으며, 센서부(2)를 통한 센서네트워크 기반의 자동 조도 제어를 수행할 경우 일반적인 자동 조도 제어과정에 필요한 임베디드 컨트롤러로의 역할을 본원 발명의 정보 처리 제어부(12)에서 수행할 수 있어 별도의 임베디드 컨트롤러의 생략이 가능하다. 그리고, 전술한 외부의 모바일 단말(3), 서버(4) 외에도 정보 처리 제어부(12)에 설정에 따른 자체적 모니터링 및 조도 제어 등이 가능하다.

하이브리드 AP부(1)에는 하나 이상의 케이블 단자(16)를 구비해줌으로써 정보 처리 제어부(12)가 서버(4)(예: 원격 관리 서버(4), DB 서버(4) 등) 및 모바일 단말(3)(예: 스마트폰, 테블릿 PC 등) 중 적어도 어느 하나와 네트워크망을 통하여 접속되어 진다. 이러한 케이블 단자(16)는 RJ-45 WAN, RJ-45 LAN 단자일 수 있다.

통신부(14)는 무선 엑세스 신호에 기반하여 IP-PBX 네트워크를 형성할 수 있다. 이에 관한 사항은 기 공지된 부분으로 구체적은 설명은 생략하기로 한다.

통신 단말(5)은 무선 엑세스 신호를 기반으로 음성정보 또는 화상정보를 제공할 수 있다. 즉, 음성전달을 위한 통신 단말(5)로서 유선/무선 전화기, IP 전화기, CPG 모뎀이 구비된 일반 전화기일 수 있으며, 음성 전달과 화상 전달의 선택적 이용이 가능한 무선 단말 등일 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당 업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러,본 발명의 범위는 의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 하이브리드 AP부
10 : 무선 엑세스 신호 생성부
12 : 정보 처리 제어부
14 : 통신부
16 : 케이블 단자
2 : 센서부
3 : 모바일 단말
4 : 서버
5 : 통신 단말

Claims (4)

1. 특정 구역에 위치되어 감지 신호를 생성하는 복수의 센서 노드와, 상기 센서 노드로부터 상기 생성된 감지 신호를 수신하는 라우터를 포함하는 센서부;
   소정의 유선 통신망에 접속되어 무선 엑세스 신호를 생성하는 무선 엑세스 신호 생성부, 상기 무선 엑세스 신호 생성부를 통하여 상기 센서부와 연동되어 상기 감지 신호를 전달받고 상기 센서부의 제어를 위한 센서 제어신호를 상기 센서부로 전달하는 정보 처리 제어부 및 상기 무선 엑세스 신호를 기반으로 IP-PBX 네트워크를 형성하는 통신부를 포함하는 하이브리드 AP부; 및
   상기 무선 엑세스 신호 및 상기 정보 처리 제어부를 기반으로 상기 통신부에 접속되어 음성 정보 또는 화상 정보를 제공하는 통신 단말;을 포함하고,
   상기 센서 노드는 갑작스러운 조도 변화를 필터링할 수 있는 포토 센서와 동작 감지 센서를 포함하는 조도 센서이고,
   상기 센서부 및 상기 무선 엑세스 신호 생성부는 지그비 및 와이파이 중 적어도 어느 하나의 통신 프로토콜을 이용하는 것이며,
   상기 무선 엑세스 신호를 기반으로, 상기 정보처리 제어부와 연동을 위한 개인용 컴퓨터, 테블릿 컴퓨터, 노트북 및 무선 단말 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 센서 네트워크 시스템.
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