KR101491147B1 - Network system and method of controlling the same - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 네트워크 시스템은, 설정된 채널과 PAN(Personal Area Network) ID로 식별되는 네트워크를 구성하고 지그비 어드레스 및 MAC 어드레스 중 적어도 어느 하나를 이용하여 데이터를 송수신하는 코디네이터와; 상기 지그비 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터와 데이터 송수신을 하는 라우터와; 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터 또는 상기 라우터와 데이터를 송수신하는 종단장치를 포함한다. 실시예에 의하면 지그비 네트워크 시스템의 노드를 용이하게 확장할 수 있다.A network system according to an embodiment includes a coordinator that configures a network identified by a set channel and a PAN (Personal Area Network) ID, and transmits and receives data using at least one of a zigbee address and a MAC address; A router for transmitting and receiving data with the coordinator using the ZigBee address; And a terminating device for transmitting and receiving data to and from the coordinator or the router using the MAC address. According to the embodiment, the node of the ZigBee network system can be easily expanded.

지그비, MAC, 지그비 네트워크 ZigBee, MAC, ZigBee network

Description

네트워크 시스템 및 그 제어방법{Network system and method of controlling the same}Network system and method of controlling same

실시예는 네트워크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a network system and a control method thereof.

현재, 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술이 많은 이들의 주목을 받고 있는데, 유비쿼터스 네트워크 기술이란 시간과 장소에 구애됨이 없이 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다. Currently, ubiquitous network technology is attracting attention of many people. Ubiquitous network technology means a technology that makes it possible to connect to a network naturally regardless of time and place.

유비쿼터스 네트워크 기술은 텔리메틱스 통신, 근거리 무선 통신, 이동통신 등의 통신 기술을 이용하여 다양한 방식으로 구현가능하며, 이를 이용하면 자동차, 가정, 공공장소 등의 공간에서 자연스러운 접속 환경이 제공되므로 각종 IT정보 및 기술의 활용이 늘어나게 되고 따라서 전반적인 IT산업이 보다 빠른 속도로 발전될 것으로 전망된다.Ubiquitous network technology can be implemented in various ways by using telecommunication technologies such as telematics communication, short range wireless communication, and mobile communication. By using this, it is possible to provide a natural connection environment in automobile, home, public place, Information and technology utilization will increase and the overall IT industry will be developed at a faster pace.

이와 같은 유비쿼터스 네트워크 기술로는 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency IDentification) 등을 들 수 있는데, 그 중에서 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 가운데 하나인 지그비 기술에 대한 관심이 집중되고 있다.ZigBee, Bluetooth and Radio Frequency Identification (RFID) are examples of such ubiquitous network technologies. Among them, interest in ZigBee technology, which is one of the IEEE 802.15.4 standards supporting short- It is concentrated.

지그비 기술은 10m 내지 최대 1㎞의 통신 거리 상에서 250Kbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있고, 다양한 네트워크 토폴리지를 형성하여 수천 개의 기기를 연결할 수 있으며, 소비 전력이 작다는 특징이 있다.ZigBee technology is capable of transmitting data at a speed of 250 Kbps over a communication distance of 10 m to a maximum of 1 km, and can form thousands of network topologies to connect thousands of devices and has low power consumption.

지그비 네트워크는, 네트워크를 관리하는 코디네이터, 네트워크의 라우팅 기능을 수행하는 FFD(Full Function Device) 및 엔드 디바이스(end device)로 동작되는 RFD(Reduced Function Device) 등의 지그비 장치로 구성된다.The ZigBee network is composed of a coordinator for managing the network, a full function device (FFD) for performing routing functions of the network, and a reduced function device (RFD) operated as an end device.

각각의 지그비 네트워크는 통신 단위구역에 따른 고유의 채널번호 및 PAN(Personal Area Network) ID, 채널과 같은 네트워크 정보로 구분되어 단일 네트워크 내에서 지그비 장치들, 즉, 코디네이터, 라우터, 종단장치는 지그비 어드레스를 이용하여 상호 통신을 수행한다.Each ZigBee network is divided into network information such as a unique channel number, a Personal Area Network (PAN) ID, and a channel according to the communication unit zone, and ZigBee devices, i.e., a coordinator, a router, To perform mutual communication.

그런데, 지그비 네트워크는 16bit 주소를 사용하고 있어, 할당할 수 있는 주소의 개수가 65535개로 제한된다. 이에, 하나의 PAN을 구성하는 노드가 최대 65535개로 한정되어 그 이상 네트워크를 확장하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.However, since the ZigBee network uses a 16-bit address, the number of addresses that can be allocated is limited to 65535. Therefore, there is a problem that it is impossible to extend the network beyond one PAN because the maximum number of nodes constituting the PAN is limited to 65535.

실시예는 확장 가능한 지그비 네트워크 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.The embodiments provide an expandable ZigBee network system and a control method thereof.

실시예에 의한 네트워크 시스템은, 설정된 채널과 PAN(Personal Area Network) ID로 식별되는 네트워크를 구성하고 지그비 어드레스 및 MAC 어드레스 중 적어도 어느 하나를 이용하여 데이터를 송수신하는 코디네이터와; 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터와 데이터를 송수신하는 종단장치를 포함할 수 있다.A network system according to an embodiment includes a coordinator that configures a network identified by a set channel and a PAN (Personal Area Network) ID, and transmits and receives data using at least one of a zigbee address and a MAC address; And a terminating device for transmitting and receiving data to and from the coordinator using the MAC address.

또한, 실시예에 의한 네트워크 시스템의 제어방법은, 종단장치가 이웃 네트워크 스캐닝을 통해 신호세기가 가장 큰 채널 및 MAC 어드레스를 선택하는 단계와; 상기 종단장치가 자신의 어드레스를 포함하는 가입(subscription)메시지를 생성하여 송신하는 단계와; 상기 채널 및 MAC 어드레스를 갖는 PAN(Personal Area Network)의 코디네이터가 상기 가입메시지를 수신하는 단계와; 상기 코디네이터가 상기 가입메시지의 정보를 종단장치 테이블에 저장하는 단계와; 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터와 상기 종단장치가 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a network system, the method comprising: selecting a channel and a MAC address having the highest signal strength through neighboring network scanning; Generating and transmitting a subscription message including the address of the terminal device; Receiving a subscription message from a coordinator of a personal area network (PAN) having the channel and the MAC address; The coordinator storing information of the subscription message in an endpoint device table; And transmitting and receiving data between the coordinator and the end device using the MAC address.

실시예에 의하면, 지그비 네트워크 시스템의 노드를 용이하게 확장할 수 있다.According to the embodiment, the node of the ZigBee network system can be easily extended.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템 및 그 제어방법에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a network system and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 지그비 네트워크의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지그비 네트워크는, 네트워크를 관리하는 코디네이터(Coordinator)(50)와, 라우팅 기능을 수행하는 라우터(30)와, 종단장치(End Device)(10)를 포함한다.1 is a configuration diagram of a ZigBee network. 1, the ZigBee network includes a coordinator 50 for managing a network, a router 30 for performing a routing function, and an end device 10. [

코디네이터(50)는 자동 혹은 수동으로 설정된 채널과 PAN(Personal Area Network) ID로 식별되는 지그비 네트워크를 구성하고, 라우터(30) 및 종단장치(10)의 기기 정보, 라우팅 정보, 채널 ID 및 PAN ID, 등의 네트워크 정보를 처리한다.The coordinator 50 configures a ZigBee network identified by a channel set to be automatically or manually set and a PAN (Personal Area Network) ID, and transmits the device information, routing information, channel ID, and PAN ID of the router 30 and the end- , And so on.

라우터(30)는 지그비 통신영역을 확장하기 위한 라우팅 기능을 수행하는 장치로서, 이웃(neighbor) 스캔 혹은 수동으로 설정된 채널과 PAN ID를 사용하여 지그비 네트워크에 참여한다. 이에, 라우터(30)는 지그비 네트워크를 통해 코디네이터(50)에 연결되어 지그비 방식으로 통신을 수행한다. 또한, 라우터(30)는 다른 PAN 네트워크의 메시지를 중계하는 게이트웨이 기능을 수행하는 것도 가능하다.The router 30 performs a routing function to expand a Zigbee communication area. The router 30 participates in a ZigBee network using a neighbor scan or a manually set channel and a PAN ID. The router 30 is connected to the coordinator 50 through the ZigBee network and performs communication using the ZigBee method. Also, the router 30 may perform a gateway function for relaying messages of other PAN networks.

종단장치(10)는 라우팅 기능이 없는 장치로서 이웃 스캔을 통해 근처의 코디네이터(50) 혹은 라우터(30)들의 MAC(Medium Access Control)어드레스를 획득한다. 종단장치(10)는 이웃 스캔을 통해 검색된 코디네이터(50) 혹은 라우터(30) 측에 자신의 MAC 어드레스를 포함하는 가입(subscription)메시지를 송신하여 네트워크에 참여한다. The terminating device 10 obtains a MAC (medium access control) address of the neighboring coordinator 50 or the routers 30 through a neighboring scan as a device having no routing function. The terminating device 10 participates in the network by transmitting a subscription message including its MAC address to the coordinator 50 or the router 30 which is searched through the neighboring scan.

이러한 구성에 의해, 코디네이터(50)와 라우터(30) 간에는 지그비 어드레스를 이용한 통신이 수행되고, 종단장치(10)와 라우터(30) 혹은 종단장치(10)와 코디네이터(50) 간에는 MAC 어드레스를 이용하는 IEEE802.15.4 방식의 통신이 수행된다. 여기서, 지그비 네트워크의 경우 16bit 주소를 사용함으로 216개의 노드가 연결될 수 있는 반면, MAC 어드레스는 64bit 주소를 이용함으로 264개의 노드가 연결될 수 있다. 따라서, 하나의 PAN에 참여할 수 있는 종단장치(10)의 수가 확연하게 증가하게 된다.With this configuration, communication using the ZigBee address is performed between the coordinator 50 and the router 30, and the MAC address is used between the terminating device 10 and the router 30 or the terminating device 10 and the coordinator 50 The IEEE802.15.4 communication is performed. In the case of the ZigBee network, 2 16 nodes can be connected by using a 16 -bit address, whereas 2 64 nodes can be connected because a MAC address uses a 64-bit address. Thus, the number of end devices 10 capable of participating in one PAN is significantly increased.

도 2는 본 실시예의 지그비 네트워크 시스템의 네트워크 구성방법의 흐름도이다. 코디네이터(50), 라우터(30), 종단장치(10)에 초기 전원이 인가되면 부트 업(boot-up)과정을 거쳐 각 기능이 초기화된다. 2 is a flowchart of a network configuration method of the ZigBee network system of the present embodiment. When the initial power is applied to the coordinator 50, the router 30, and the end device 10, the respective functions are initialized through a boot-up process.

종단장치(10)는 초기화 후(S110), 이웃 네트워크를 스캐닝한다(S112). After initialization (S110), the terminating device 10 scans the neighboring network (S112).

종단장치(10)는 스캐닝을 통해 수신된 RSSI(Received Signal Strength Indication)값에 따라 신호 세기가 가장 큰 채널과 MAC 어드레스를 선택한다(S114). 여기서, 이웃 네트워크는 라우터(30) 혹은 코디네이터(50)가 될 수 있으며, RSSI에 따라, 신호 세기가 큰 쪽이 종단장치(10)의 부모 네트워크로 설정될 수 있다.The terminating device 10 selects a channel having the highest signal strength and a MAC address according to RSSI (Received Signal Strength Indication) value received through scanning (S114). Here, the neighboring network may be the router 30 or the coordinator 50, and a larger signal intensity may be set as the parent network of the terminal device 10 according to the RSSI.

종단장치(10)는 자신의 MAC 어드레스를 포함하는 가입(subscription)메시지를 생성하고(S116), 가입메시지를 MAC방식으로 송신하여 네트워크 등록을 요청한 다(S118). 여기서, 종단장치(10)가 송신한 가입메시지는 라우터(30) 혹은 코디네이터(50) 측에 전달될 수 있다. The terminating device 10 generates a subscription message including its own MAC address (S116), transmits the subscription message in a MAC format, and requests network registration (S118). Here, the subscription message transmitted by the terminating device 10 may be transmitted to the router 30 or the coordinator 50 side.

한편, 라우터(30)는 초기화 후(S130), 이웃 네트워크를 스캐닝한다(S132).On the other hand, after the initialization of the router 30 (S130), the neighboring network is scanned (S132).

라우터(30)는 스캐닝을 통해 수신된 RSSI(Received Signal Strength Indication)값에 따라 신호 세기가 가장 큰 채널 및 PAN ID 선택하여(S134), 라우터(30)는 선택된 채널 및 PAN ID를 갖는 PAN에 가입한다(S136).The router 30 selects a channel having the highest signal strength and a PAN ID according to a received signal strength indication (RSSI) value received through scanning (S134), and the router 30 subscribes to the PAN having the selected channel and the PAN ID (S136).

소정 채널 및 PAN ID를 갖는 PAN에 가입한 라우터(30)는, S118단계에서 종단장치(10)가 송신한 가입메시지를 MAC방식으로 수신할 수 있다(S138). The router 30 subscribed to the PAN having the predetermined channel and the PAN ID may receive the subscription message transmitted by the terminating device 10 in step S118 (S138).

종단장치(10)의 가입메시지를 수신한 라우터(30)는 가입메시지에 라우터(30)의 네트워크 어드레스, 예컨대, 지그비 어드레스를 추가한 후(S142), 코디네이터(50) 측에 가입메시지를 송신한다. 여기서, 라우터(30)가 송신하는 가입메시지에는 종단장치(10)의 MAC 어드레스와 라우터(30)의 지그비 어드레스가 포함된다.After receiving the subscription message of the terminating device 10, the router 30 adds the network address of the router 30, for example, the zigbee address to the subscription message (S142), and transmits the subscription message to the coordinator 50 side . Here, the MAC address of the terminating device 10 and the zigbee address of the router 30 are included in the subscription message transmitted by the router 30.

코디네이터(50)는 초기화 후(S150), 임의의 PAN ID 및 채널 선택하여(S152), 해당 채널 및 PAN ID를 갖는 PAN을 구성한다(S154). 여기서, PAN ID 및 채널은 자동 또는 수동으로 설정될 수 있다.After initialization (S150), the coordinator 50 selects an arbitrary PAN ID and channel (S152), and configures a PAN having the corresponding channel and the PAN ID (S154). Here, the PAN ID and the channel can be set automatically or manually.

PAN을 구성한 코디네이터(50)는 지그비 네트워크를 통해 라우터(30)가 송신한 가입메시지, 혹은, 종단장치(10)가 MAC 통신방식으로 송신한 가입메시지를 수신할 수 있다(S156). 코디네이터(50)는 수신된 가입메시지를 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 방식으로 호스트(70) 측에 송신한다(S158).The coordinator 50 configuring the PAN can receive the subscription message transmitted by the router 30 via the ZigBee network or the subscription message transmitted by the terminal 10 via the MAC communication method at step S156. The coordinator 50 transmits the received subscription message to the host 70 in a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) manner (S158).

여기서, 코디네이터(50)가 송신하는 가입메시지에는 종단장치(10)의 MAC 어 드레스 정보와 해당 종단장치(10)의 부모 네트워크의 어드레스가 포함된다. 코디네이터(50)가 종단장치(10)의 가입메시지를 직접 수신한 경우 해당 종단장치(10)의 부모 네트워크는 코디네이터(50)가 되므로, 코디네이터(50)가 송신하는 가입메시지에는 종단장치(10)의 MAC 어드레스와 코디네이터(50)의 지그비 어드레스가 포함된다. 그리고, 코디네이터(50)가 라우터(30)로부터 가입메시지를 수신한 경우 해당 종단장치(10)의 부모 네트워크는 라우터(30)가 되므로, 코디네이터(50)가 송신하는 가입메시지에는 종단장치(10)의 MAC 어드레스와 라우터(30)의 지그비 어드레스가 포함된다.Here, the subscription message transmitted by the coordinator 50 includes the MAC address information of the terminating device 10 and the address of the parent network of the corresponding terminating device 10. When the coordinator 50 directly receives the subscription message of the terminal device 10, the parent network of the corresponding terminal device 10 becomes the coordinator 50, so that the subscription message transmitted by the coordinator 50 includes the terminal device 10, And the zigbee address of the coordinator 50 are included. When the coordinator 50 receives the subscription message from the router 30, the parent network of the corresponding terminating device 10 becomes the router 30. Therefore, the subscription message transmitted by the coordinator 50 includes the terminating device 10, And the zigbee address of the router 30 are included.

이에, 호스트(70)는 코디네이터(50)가 송신한 가입메시지를 UART 방식으로 수신하여(S170), 종단장치 테이블(End device table)에 가입메시지를 추가한다(S172). 따라서, 종단장치 테이블에는 각 종단장치(10)의 MAC 어드레스와 해당 종단장치(10)의 부모 네트워크의 지그비 어드레스가 저장될 수 있다.The host 70 receives the subscription message transmitted by the coordinator 50 in a UART manner (S170), and adds the subscription message to the end device table (S172). Therefore, the MAC address of each of the end devices 10 and the zigbee address of the parent network of the corresponding end device 10 can be stored in the end device table.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 코디네이터(50)와 라우터(30) 간에는 지그비 방식의 통신이 수행되고 종단장치(10)는 MAC 통신방식을 이용하여 각 통신 어드레스는 호스트(70)의 종단장치 테이블에 저장된다. 이에, PAN을 구성한 코디네이터(50)는 각 라우터(30)들과 지그비 어드레스를 통해 지그비 방식의 통신을 수행한다. 반면, 종단장치(10)와 라우터(30) 혹은, 종단장치(10)와 코디네이터(50)가 통신하는 경우 MAC 어드레스를 이용하여 MAC 통신방식으로 통신을 수행한다.As described above, in the present embodiment, ZigBee-type communication is performed between the coordinator 50 and the router 30, and the terminal device 10 uses the MAC communication method, / RTI > Accordingly, the coordinator 50 configuring the PAN performs the ZigBee communication with the routers 30 through the ZigBee address. On the other hand, when the terminating device 10 and the router 30 or the terminating device 10 and the coordinator 50 communicate with each other, communication is performed using the MAC address by using the MAC address.

도 3은 본 실시예에 따른 네트워크 시스템에서 송수신되는 데이터의 영역을 예시한 프로토콜 스택 구조도이다.3 is a protocol stack structure diagram illustrating an area of data transmitted and received in the network system according to the present embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 네트워크 프로토콜 스택은 크게 PHY(Physical) 계층(Layer)(90), MAC(Media Access Controller) 계층(88), 네트워크(Network/security) 계층(86), 애플리케이션 프레임워크(Application framework) 계층(이하에서, "프레임워크 계층"이라 함)(84) 및 응용(Application/Profiles) 계층(82)으로 구성된다. 여기서, PHY 계층(90)과 MAC 계층(88)은 IEEE 규정(Standard) 영역에 해당되고, 네트워크 계층(86)과 프레임워크 계층(84)은 지그비 연합(Alliance)의 규정 영역에 해당 되며, 응용 계층(82)은 데이터베이스 관리 및 제어정보 생성과 관련된 응용 프로그램 영역에 해당된다. 3, the network protocol stack of the present embodiment includes a physical layer 90, a media access controller (MAC) layer 88, a network / security layer 86, An application framework layer (hereinafter referred to as a "framework layer") 84 and an application / profiles layer 82. The PHY layer 90 and the MAC layer 88 correspond to the IEEE standard region and the network layer 86 and the framework layer 84 correspond to the regulatory region of the ZigBee Alliance. The layer 82 corresponds to an application area associated with database management and control information generation.

이에, 종단장치(10)는 PHY 계층(90)과 MAC 계층(88)의 IEEE 802.15.4규정(Standard)에 따라 데이터를 송수신한다. 그리고, 코디네이터(50)와 라우터(30) 간에 데이터를 송수신하는 경우 네트워크 계층(S3)과 프레임워크 계층(S2)의 지그비 규격에 따라 데이터를 송수신할 수 있다.The terminating device 10 transmits and receives data according to the IEEE 802.15.4 standard of the PHY layer 90 and the MAC layer 88. When data is exchanged between the coordinator 50 and the router 30, data can be transmitted and received according to the Zigbee standard of the network layer S3 and the framework layer S2.

도 4는 본 실시예의 종단장치에서의 데이터 송신 방법의 흐름도로서, 종단장치의 부모 네트워크가 라우터(30)로 설정되어 있는 경우를 예시한 것이다.Fig. 4 is a flowchart of a data transmission method in the terminating apparatus of the present embodiment, illustrating a case where the parent network of the terminating apparatus is set as the router 30. Fig.

종단장치(10)는 전송할 데이터와 코디네이터(50)의 지그비 어드레스를 MAC 메시지로 생성한다(S210). 여기서, MAC 메시지는 IEEE 802.15.4 표준에 따라 생성될 수 있다. The terminating device 10 generates the data to be transmitted and the zigbee address of the coordinator 50 as a MAC message (S210). Here, the MAC message may be generated according to the IEEE 802.15.4 standard.

종단장치(10)는 라우터(30)의 MAC 어드레스를 MAC 메시지의 목적지로 설정한 후(S212), MAC 메시지를 MAC 통신방식으로 송신한다(S214). 여기서, 종단장치(10)의 부모 네트워크가 코디네이터(50)일 경우, 종단장치(10)는 코디네이터(50)의 MAC 어드레스를 MAC 메시지의 목적지로 설정하여 송신할 수 있다. The terminating device 10 sets the MAC address of the router 30 as a destination of the MAC message (S212), and transmits the MAC message through the MAC communication method (S214). Here, when the parent network of the terminating device 10 is the coordinator 50, the terminating device 10 can transmit the MAC address of the coordinator 50 as a destination of the MAC message.

라우터(30)는 종단장치(10)가 송신한 MAC 메시지를 MAC 통신방식으로 수신한 후(S230), 수신된 MAC 메시지에서 코디네이터(50)의 지그비 어드레스를 추출한다(S232). 라우터(30)는 메시지를 송신한 종단장치(10)의 MAC 어드레스와 데이터를 지그비 메시지로 생성한 후(S234), 코디네이터(50)의 지그비 어드레스를 지그비 메시지의 목적지로 설정하여(S236), 지그비 메시지를 지그비 통신방식으로 송신한다(S238).The router 30 receives the MAC message transmitted by the terminal 10 in the MAC communication method (S230), and extracts the zigbee address of the coordinator 50 in the received MAC message (S232). The router 30 generates the ZigBee message with the MAC address and data of the end terminal 10 that has sent the message in step S234 and sets the ZigBee address of the coordinator 50 as the destination of the ZigBee message in step S236, Message in a Zigbee communication mode (S238).

코디네이터(50)는 라우터(30)가 송신한 지그비 메시지 혹은 종단장치(10)가 송신한 MAC 메시지를 해당 통신방식에 따라 수신한다(S250). 코디네이터(50)는 수신된 메시지의 형식에 따라 종단장치(10)의 메시지를 처리한다(S252). 한편, 종단장치(10)의 부모 네트워크가 코디네이터(50)일 경우, 코디네이터(50)는 종단장치(10)로부터 MAC 메시지를 직접 수신하여 처리할 수 있다. The coordinator 50 receives the ZigBee message transmitted by the router 30 or the MAC message transmitted by the terminal 10 according to the communication method (S250). The coordinator 50 processes the message of the terminal 10 according to the format of the received message (S252). On the other hand, when the parent network of the terminating apparatus 10 is the coordinator 50, the coordinator 50 can directly receive and process the MAC message from the terminating apparatus 10. [

도 5는 본 실시예의 종단장치(10)의 데이터 수신 방법의 흐름도로서, 종단장치의 부모 네트워크가 라우터(30)로 설정되어 있는 경우를 예시한 것이다.5 is a flowchart of a data receiving method of the terminating apparatus 10 according to the present embodiment, in which the parent network of the terminating apparatus is set as the router 30.

코디네이터(50)는 데이터를 전송할 종단장치(10)의 부모 네트워크인 라우터(30)의 지그비 어드레스를 종단장치 테이블에서 검색한다(S350). 여기서, 종단장치 테이블에는 종단장치(10)의 MAC 어드레스와 해당 종단장치(10)의 부모 네트워크인 라우터(30)의 지그비 어드레스가 저장되어 있다. The coordinator 50 searches the terminating device table for the zigbee address of the router 30 which is the parent network of the end terminal 10 to which data is to be transmitted (S350). Here, the MAC address of the terminating device 10 and the zigbee address of the router 30, which is the parent network of the terminating device 10, are stored in the terminating device table.

코디네이터(50)는 종단장치(10)의 MAC 어드레스와 전송할 데이터를 지그비 메시지로 생성한 후(S352), 라우터(30)의 지그비 어드레스를 지그비 메시지의 목적 지로 설정한다(S354). The coordinator 50 generates the MAC address of the end device 10 and the data to be transmitted using the ZigBee message (S352), and then sets the ZigBee address of the router 30 as the destination of the ZigBee message (S354).

코디네이터(50)는 지그비 메시지를 지그비 통신방식을 이용하여 라우터(30)로 송신한다. 여기서, 종단장치(10)의 부모 네트워크가 코디네이터(50)인 경우, 코디네이터(50)는 전송할 데이터를 MAC 메시지로 생성한 후 해당 종단장치(10)의 MAC 어드레스를 목적지로 설정하여 MAC 통신방식으로 송신할 수 있다(S356).The coordinator 50 transmits the ZigBee message to the router 30 using the Zigbee communication method. In this case, if the parent network of the terminating device 10 is the coordinator 50, the coordinator 50 generates data to be transmitted as a MAC message, sets the MAC address of the corresponding terminating device 10 as a destination, (S356).

라우터(30)는 코디네이터(50)로부터 지그비 메시지를 수신하고(S330), 지그비 메시지에서 종단장치(10)의 MAC 어드레스 추출한다(S332). The router 30 receives the Zigbee message from the coordinator 50 (S330), and extracts the MAC address of the terminal 10 from the ZigBee message (S332).

라우터(30)는 코디네이터(50)의 지그비 어드레스와 데이터를 MAC 메시지로 생성한 후(S334), 종단장치(10)의 MAC 어드레스를 MAC 메시지의 목적지로 설정한다(S336).The router 30 generates a ZigBee address and data of the coordinator 50 as a MAC message (S334), and sets the MAC address of the terminal 10 as a destination of the MAC message (S336).

라우터(30)는 MAC 메시지를 MAC 통신방식을 이용하여 종단장치(10)로 송신한다(S338). 여기서, 라우터(30)는 라우팅 기능을 수행할 경우뿐 아니라, 게이트웨이의 기능을 수행하는 경우에도, 소정 코디네이터와는 지그비 어드레스를 이용하여 통신을 수행하고, 종단 장치와는 MAC 어드레스를 이용하여 통신을 수행할 수 있다.The router 30 transmits the MAC message to the terminal device 10 using the MAC communication method (S338). Here, the router 30 performs communication using a zigbee address with a predetermined coordinator, not only when performing a routing function, but also when performing a function of a gateway, and performs communication using a MAC address with an end- Can be performed.

종단장치(10)는 MAC 메시지를 수신한다(S310). 여기서, MAC 메시지는 라우터(30)가 전달한 메시지이거나 코디네이터(50)가 송신한 메시지일 수 있다. The terminating device 10 receives the MAC message (S310). Here, the MAC message may be a message delivered by the router 30 or a message transmitted by the coordinator 50.

종단장치(10)는 MAC 통신방식으로 수신된 메시지를 처리한다(S312).The terminating device 10 processes the received message by the MAC communication method (S312).

도 6은 본 실시예의 이웃 스캔 방법의 흐름도이다. 이웃 스캔은 네트워크에 가입되지 않은 종단장치(10) 혹은 가입되지 않은 라우터(30)가 가입 가능한 네트워크를 탐색하여 가입을 요청하기 위해 수행될 수 있다. 이러한 종단장치(10) 혹은 라우터(30)의 가입 요청은 코디네이터(50) 혹은 이미 가입된 라우터(30)에 의해 수신 처리될 수 있다.6 is a flowchart of a neighboring scanning method of the present embodiment. The neighbor scan may be performed to search for and join an end-to-end device 10 or an unsubscribed router 30 that are not subscribed to the network. The joining request of the end device 10 or the router 30 can be received and processed by the coordinator 50 or the already joined router 30. [

종단장치(10)(혹은, 가입되지 않은 라우터)는 채널 스캔이 액티브되면(S510), 다음 채널을 선택할 것인지 여부를 판단한다(S512). When the channel scan is activated (S510), the terminating device 10 (or the unsubscribed router) determines whether to select the next channel (S512).

다음 채널이 선택되면, 종단장치(10)(혹은, 가입되지 않은 라우터)는 PAN ID 스캔 요청을 브로드 캐스팅한 후(S514), 응답 대기 주기 동안 대기한다(S516).When the next channel is selected, the terminating device 10 (or the unsubscribed router) broadcasts a PAN ID scan request (S514), and waits for a response waiting period (S516).

한편, 코디네이터(50)(혹은, 가입된 라우터)는 PAN ID 스캔 요청메시지를 수신한 경우(S550), 임의의 주기 동안 대기한다(S552). 대기시간이 종료되면(S554), 코디네이터(50)(혹은, 가입된 라우터)는 채널, PAN ID, MAC 어드레스 등의 정보를 포함하는 PAN ID 스캔 응답메시지를 송신한다(S556).Meanwhile, when the coordinator 50 (or the subscribed router) receives the PAN ID scan request message (S550), the coordinator 50 waits for an arbitrary period (S552). When the waiting time is terminated (S554), the coordinator 50 (or the subscribed router) transmits a PAN ID scan response message including information such as a channel, a PAN ID, and a MAC address (S556).

이에, 종단장치(10)(혹은, 가입되지 않은 라우터)가 PAN ID 스캔 응답메시지를 수신하여(S518), 스캔 테이블에 채널, PAN ID, MAC 어드레스, RSSI를 추가 함으로써 스캔 동작을 완료한다(S520).Then, the terminating device 10 (or the unsubscribed router) receives the PAN ID scan response message (S518), and completes the scanning operation by adding the channel, the PAN ID, the MAC address, and the RSSI to the scan table (S520 ).

한편, S516 단계에서 응답 대기 주기 동안 대기하던 종단장치(10)(혹은, 가입되지 않은 라우터)가 PAN ID 스캔 응답메시지를 수신하지 못한 상태에서 응답 대기 주기가 종료되면(S552), 다시, S512단계로 회기하여 다음 채널을 선택할 것인지 여부를 판단한다. On the other hand, if the response waiting period is terminated in a state where the terminal device 10 (or the unsubscribed router) waiting in the response waiting period in step S516 has not received the PAN ID scan response message (S552) And determines whether to select the next channel.

그리고, S512단계에서, 다음 채널을 선택할 것인지 여부를 판단한 결과, 채널을 선택하지 않은 경우, 종단장치(10)(혹은, 가입되지 않은 라우터)는 스캔 테이블이 비어있는지 여부를 판단한다(S524). If it is determined in step S512 that the next channel is not selected, the terminal 10 (or the unsubscribed router) determines whether the scan table is empty (S524).

판단결과, 스캔 테이블이 비어있지 않은 경우, 이는 이미 PAN에 가입되 있는 상태임으로 PAN ID 스캔을 종료한다(S528).As a result of the determination, if the scan table is not empty, the PAN ID scan is terminated because it is already subscribed to the PAN (S528).

반면, 스캔 테이블이 비어있는 경우, 스캔 재시도 주기까지 슬립상태를 유지한다(S528). 이에, 다시 채널 스캔이 액티브되면 채널 스캔 과정을 되풀이한다.On the other hand, if the scan table is empty, the system is kept in the sleep state until the scan retry period (S528). When the channel scan is activated again, the channel scan process is repeated.

이상 설명한 바와 같이, 네트워크에 가입하고자 하는 종단장치 혹은 라우터는 채널 스캔 과정을 수행하고, 검색된 코디네이터 혹은 라우터 중 RSSI값이 가장 큰 이웃을 선택하여 네트워크에 가입한다. 이러한 네트워크의 구성 방법에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명한바 있다.As described above, an end terminal or a router that wants to join a network performs a channel scanning process, and selects a neighbor having the largest RSSI value among the searched coordinators or routers to join the network. A method of configuring such a network has been described in detail with reference to FIG.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

도 1은 본 실시예의 지그비 네트워크의 구성도,1 is a configuration diagram of a ZigBee network of the present embodiment,

도 2는 본 실시예의 지그비 네트워크 시스템의 네트워크 구성방법의 흐름도,2 is a flowchart of a network configuration method of the ZigBee network system of the present embodiment,

도 3은 본 실시예에 따른 지그비 시스템에서 송수신되는 데이터의 영역을 예시적으로 도시한 프로토콜 스택 구조도.3 is a diagram showing a protocol stack structure exemplarily showing an area of data transmitted and received in the ZigBee system according to the present embodiment.

도 4는 본 실시예의 종단장치의 데이터 송신 방법의 흐름도,4 is a flowchart of a data transmission method of the terminal apparatus of the present embodiment,

도 5는 본 실시예의 종단장치의 데이터 수신 방법의 흐름도,5 is a flowchart of a data receiving method of the terminal apparatus of the present embodiment,

도 6은 본 실시예의 이웃 스캔 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a neighboring scanning method of the present embodiment.

Claims (10)

설정된 채널과 PAN(Personal Area Network) ID로 식별되는 네트워크를 구성하고 지그비 어드레스 및 MAC 어드레스 중 적어도 어느 하나를 이용하여 데이터를 송수신하는 코디네이터와;A coordinator that configures a network identified by a set channel and a PAN (Personal Area Network) ID, and transmits and receives data using at least one of a zigbee address and a MAC address; 상기 지그비 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터와 데이터 송수신을 하는 라우터와;A router for transmitting and receiving data with the coordinator using the ZigBee address; 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터 또는 상기 라우터와 데이터를 송수신하는 종단장치를 포함하며,And a terminating device for transmitting and receiving data to and from the coordinator or the router using the MAC address, 상기 종단장치는 이웃 네트워크 스캐닝을 통해 신호세기가 가장 큰 채널 및 MAC 어드레스를 선택하고, 상기 선택된 채널 및 MAC 어드레스를 통해 자신의 어드레스를 포함하는 가입(subscription)메시지를 송신하며,The terminal selects a channel and a MAC address with the highest signal strength through neighbor network scanning and transmits a subscription message including its address through the selected channel and the MAC address, 상기 가입 메시지는 상기 선택된 채널 및 MAC 어드레스를 갖는 PAN(Personal Area Network)의 코디네이터 혹은 라우터에 의해 수신되며,The subscription message is received by a coordinator or router of a personal area network (PAN) having the selected channel and MAC address, 상기 코디네이터는 상기 가입 메시지가 수신되면, 상기 가입메시지의 정보를 종단장치 테이블에 저장하며,The coordinator stores the information of the subscription message in an end-device table when the subscription message is received, 상기 코디네이터와 종단장치는 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상호 데이터를 송수신하는 네트워크 시스템. Wherein the coordinator and the terminal device transmit and receive data using the MAC address. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 라우터는,The router includes: 상기 코디네이터가 송신한 데이터를 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 종단장치 측에 전달하는 라우팅기능과, 다른 PAN ID로 식별되는 네트워크의 데이터를 상기 코디네이터 측에 전달하는 게이트웨이 기능 중 적어도 하나 이상을 수행하는 네트워크 시스템.A routing function for transmitting the data transmitted by the coordinator to the end device side using the MAC address, and a gateway function for delivering data of a network identified by another PAN ID to the coordinator side, system. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 지그비 어드레스는 16bit로 구성되는 네트워크 시스템.Wherein the ZigBee address is composed of 16 bits. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 MAC 어드레스는 64bit로 구성되는 네트워크 시스템.Wherein the MAC address is configured with 64 bits. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 라우터는 상기 가입메시지가 수신되면, 상기 종단장치의 MAC 어드레스와 자신의 지그비 어드레스를 포함하는 가입메시지를 생성하여 송신하고, The router generates and transmits a subscription message including the MAC address of the end device and its own zigbee address when the subscription message is received, 상기 코디네이터는 상기 라우터를 통해 송신된 가입 메시지를 이용하여 상기 종단장치의 MAC 어드레스와 상기 종단장치의 부모 네트워크인 라우터의 상기 지그비 어드레스를 종단장치 테이블에 저장하며,Wherein the coordinator stores the MAC address of the end device and the zigbee address of a router which is the parent network of the end device in the terminal table using the subscription message transmitted through the router, 상기 라우터는 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 종단장치와 데이터를 송수신하고, 상기 지그비 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터와 데이터를 송수신하는 네트워크 시스템.Wherein the router transmits and receives data with the terminal using the MAC address, and transmits and receives data to and from the coordinator using the ZigBee address. 삭제delete 종단장치가 이웃 네트워크 스캐닝을 통해 신호세기가 가장 큰 채널 및 MAC 어드레스를 선택하는 단계와;Selecting a channel and a MAC address with the highest signal strength through the neighboring network scanning; 상기 종단장치가 자신의 어드레스를 포함하는 가입(subscription)메시지를 생성하여 송신하는 단계와;Generating and transmitting a subscription message including the address of the terminal device; 상기 채널 및 MAC 어드레스를 갖는 PAN(Personal Area Network)의 코디네이터 혹은 라우터가 상기 가입메시지를 수신하는 단계와;Receiving a subscription message from a coordinator or a router of a personal area network (PAN) having the channel and the MAC address; 상기 코디네이터가 상기 가입메시지를 수신한 경우 상기 코디네이터가 상기 가입메시지의 정보를 종단장치 테이블에 저장하는 단계와;When the coordinator receives the subscription message, the coordinator stores information of the subscription message in an end-device table; 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터와 상기 종단장치가 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 네트워크 시스템의 제어방법.And transmitting and receiving data between the coordinator and the end device using the MAC address. 제 7 항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 채널 및 MAC 어드레스를 갖는 PAN(Personal Area Network)의 라우터가 상기 가입메시지를 수신하는 단계와;Receiving a subscription message from a router of a personal area network (PAN) having the channel and the MAC address; 상기 라우터가 상기 가입메시지를 수신한 경우, 상기 라우터가 상기 종단장치의 MAC 어드레스와 자신의 지그비 어드레스를 포함하는 가입메시지를 생성하여 송신하는 단계와;When the router receives the subscription message, the router generates and transmits a subscription message including the MAC address of the terminal and its own zigbee address; 상기 코디네이터가 상기 종단장치의 MAC 어드레스와 상기 종단장치의 부모 네트워크인 라우터의 상기 지그비 어드레스를 종단장치 테이블에 저장하는 단계와;Storing the MAC address of the terminating device and the zigbee address of a router which is the parent network of the terminating device in the terminating device table; 상기 라우터가 상기 MAC 어드레스를 이용하여 상기 종단장치와 데이터를 송수신하고, 상기 지그비 어드레스를 이용하여 상기 코디네이터와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 네트워크 시스템의 제어방법.Transmitting and receiving data to and from the coordinator using the ZigBee address, and transmitting and receiving data to and from the coordinator using the MAC address. 제 7 항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 지그비 어드레스는 16bit로 구성되는 네트워크 시스템의 제어방법.Wherein the ZigBee address is composed of 16 bits. 제 7 항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 MAC 어드레스는 64bit로 구성되는 네트워크 시스템의 제어방법.Wherein the MAC address is 64 bits.
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