KR101626881B1 - 블루투스 저전력 네트워크 시스템 및 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법 - Google Patents

블루투스 저전력 네트워크 시스템 및 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메모리 이용 효율이 향상될 수 있도록 다수의 제어 디바이스 및 센싱 디바이스들을 그룹화함으로써, 더욱 광범위한 블루투스 저전력 네트워크를 용이하게 형성하고, 소비 전력 제어 시스템으로 활용할 수 있도록 한 블루투스 저전력 네트워크 시스템 및 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법에 관한 것으로, 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함되되, 이동 단말기와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스가 마스터 제어 디바이스로 자동 설정되고, 상기 마스터 제어 디바이스를 제외한 나머지 제어 디바이스들은 서브 제어 디바이스로 자동 설정되어 상기 마스터 제어 디바이스와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 상기 복수의 제어 디바이스; 및 상기 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함되되, 자신에게 가장 인접하게 위치한 상기 서브 제어 디바이스와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 복수의 센싱 디바이스를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

블루투스 저전력 네트워크 시스템 및 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법{BLUETOOTH LOW ENERGY NETWORK SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLING POWER USING THE BLUETOOTH LOW ENERGY NETWORK}
본 발명은 메모리 이용 효율이 향상될 수 있도록 다수의 제어 디바이스 및 센싱 디바이스들을 그룹화함으로써, 더욱 광범위한 블루투스 저전력 네트워크를 용이하게 형성하고, 소비 전력 제어 시스템으로 활용할 수 있도록 한 블루투스 저전력 네트워크 시스템 및 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 다양한 형태의 통신 기술이 활용되고 그에 따른 통신 기기들이 널리 보급되면서, 가정이나 공공기관을 비롯해 사무실과 공장 등의 사업장에 이르기까지 더욱 다양한 형태의 통신 네트워크를 형성하고 이를 이용하고 있다.
특히 무선 인터넷 통신을 이용하거나 지그비 및 블루투스 통신 등을 이용해 다양한 형태의 네트워크를 형성하고 이를 실생활에 적용시키고 있는데, 전력 소비량이 많은 사무실이나 공장 및 공공기관 건물 등에서 소비 전력을 제어하는데 유용하게 이용되고 있다.
지그비나 블루투스 통신 등을 이용한 근거리 네트워크는 저비용, 저전력, 무선 메시 네트워크 표준에 의존한다. 이 중, 블루투스 통신은 무선, 저전력의 자동화 통신 방식으로써, 데이터 전송이 빠르고 양방향 디지털 통신이 가능해 스마트 그리드를 향상시키기 위한 시장에서 중요한 컴포넌트가 되고 있다.
통상의 블루투스 디바이스들은 단지 10 내지 100미터의 통신 범위를 갖는데, 이것은 블루투스 통신을 이용해 광범위한 네트워크를 형성하는데에 큰 제약이 되고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 하나의 방법은 그 범위를 연장하기 위해 블루투스 무선 전력을 증가시키는 것이지만, 이것은 전력 소비량이 증가되는 단점을 수반한다. 더 낮은 전력 소비는 블루투스 저 에너지(Bluetooth Low Energy; BLE) 기술로 가능하지만, 광범위한 영역의 스팬(span)을 획득하는 것은 매우 어렵다.
특히, 종래의 블루투스 네트워크는 블루투스 통신 범위를 연장시키기 위해 무선 전력을 높이고, 센터 또는 마스터 디바이스로부터 다수개의 마스터 통신 모듈 및 다수개의 허브 통신 모듈이 종속적으로 연결되도록 구성하였다.
하지만, 종래의 블루투스 네트워크는 센터 또는 마스터 디바이스를 통해서만 통신 네트워크를 형성한 후, 제어 및 실행 명령을 수행시킬 수 있기 때문에 사용자의 불편함이 컸다. 또한, 센터 디바이스나 마스터 디바이스의 경우는 블루투스 네트워크를 이루는 다량의 마스터 통신 모듈들과 허브 모듈들의 고유 ID 및 실행 명령들을 모두 저장해야 하기 때문에, 대용량 메모리가 구비되어야 하며 그 구성 비용 또한 높아질 수밖에 없었다. 그리고, 데이터 전송시에는 각 통신 모듈의 고유 ID를 모두 전송해야 했기 때문에 통신 라인들의 통신 데이터량이 많고, 데이터 전송 오류 등으로 오작동이 많아 그 보급률이 저하되는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 메모리 용량을 최소화시킬 수 있도록 다수의 제어 디바이스 및 센싱 디바이스들을 효율적으로 그룹화함으로써, 보다 용이하게 광범위한 블루투스 저전력 네트워크를 형성하고 이를 전력량 제어 시스템으로 활용할 수 있도록 한 블루투스 저전력 네트워크 시스템 및 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 블루투스 저전력 네트워크 시스템은 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함되되, 이동 단말기와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스가 마스터 제어 디바이스로 자동 설정되고, 상기 마스터 제어 디바이스를 제외한 나머지 제어 디바이스들은 서브 제어 디바이스로 자동 설정되어 상기 마스터 제어 디바이스와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 상기 복수의 제어 디바이스; 및 상기 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함되되, 자신에게 가장 인접하게 위치한 상기 서브 제어 디바이스와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 복수의 센싱 디바이스를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법은 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함된 복수의 제어 디바이스 중, 이동 단말기와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스가 마스터 제어 디바이스로 자동 설정되고, 상기 마스터 제어 디바이스를 제외한 나머지 제어 디바이스들은 서브 제어 디바이스로 자동 설정됨으로써 상기 마스터 제어 디바이스와 상기 적어도 하나의 대그룹 네트워크를 형성하는 단계; 상기 자동 설정된 서브 제어 디바이스를 이용해 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 소비 전력을 제어하는 단계; 상기 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함된 복수의 센싱 디바이스 각각이 자신에게 가장 인접하게 위치한 상기 어느 한 서브 제어 디바이스와 소그룹의 블루투스 네트워크를 형성하고 유지하는 단계; 및 상기 복수의 센싱 디바이스를 이용해 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 상기 서브 제어 디바이스로 제공하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 기술 특징들을 갖는 본 발명의 블루투스 저전력 네트워크 시스템 및 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법은 메모리 용량을 최소화시킬 수 있도록 다수의 제어 디바이스 및 센싱 디바이스들을 효율적으로 그룹화함으로써, 보다 용이하게 광범위한 블루투스 저전력 네트워크를 형성하면서도 메모리 이용 효율을 향상시켜 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 블루투스 저전력 네트워크가 전력량 제어 시스템으로 활용될 수 있도록 함으로써, 특정 건물이나 장소에서의 소비전력을 그룹별로 제어하고 모니터링 하면서도, 기기 오작동을 방지하고 기기들의 고장 위치를 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 블루투스 저전력 네트워크 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 그룹의 네트워크 시스템을 구체적으로 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블루투스 저전력 네트워크 형성 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 도 3의 블루투스 저전력 네트워크 형성 과정을 각 구성요소 별로 나타낸 순서도.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 블루투스 저전력 네트워크가 전력량 제어 시스템으로 활용된 예를 나타낸 배치 구성도.
도 6은 도 5의 어느 한 제어 디바이스를 구체적으로 나타낸 구성도.
도 7은 도 6의 어느 한 센싱 디바이스를 구체적으로 나타낸 구성도.
도 8은 도 1 및 도 5에 도시된 블루투스 저전력 네트워크 시스템의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 블루투스 저전력 네트워크 시스템을 나타낸 구성도이다. 그리고 도 2는 도 1에 도시된 제 1 그룹의 네트워크 시스템을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 블루투스 저전력 네트워크 시스템은 적어도 하나의 네트워크 그룹(G1 내지 Gn)에 포함되되, 이동 단말기(1)와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스(3)가 마스터 제어 디바이스(M)로 자동 설정되고, 마스터 제어 디바이스(M)를 제외한 나머지 제어 디바이스들은 서브 제어 디바이스(MS)로 자동 설정되어 마스터 제어 디바이스(M)와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 복수의 제어 디바이스(3); 및 적어도 하나의 네트워크 그룹(G1 내지 Gn)에 포함되되, 자신에게 가장 인접하게 위치한 서브 제어 디바이스(MS)와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 복수의 센싱 디바이스(S,5)를 구비한다.
이동 단말기(1)는 블루투스 통신이 가능한 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 태블릿 이동 통신기기가 될 수 있다. 최근 상용화된 스마트폰 등의 이동 단말기(1)들에는 블루투스 통신 모듈이 구비되어 있다. 이에, 이동 단말기(1)에 응용프로그램을 설치하고 블루투스 통신 네트워크를 통해 다양한 디바이스들과 접속되도록 하면, 다양한 디바이스나 응용프로그램 등을 활용할 수 있다.
본 발명에서는 블루투스 저전력 네트워크 시스템이 전력 소비량을 검출 및 제어하는 전력 제어 시스템에 적용된 일 예를 설명하기로 한다. 다시 말해, 본 발명의 블루투스 저전력 통신 모듈들은 복수의 전력 제어 디바이스와 복수의 센싱 디바이스들에 각각 구성되어, 이동 단말기(1)와 함께 블루투스 저전력 네트워크망을 형성하고, 블루투스 저전력 네트워크망을 통해 전력 소비량을 검출 및 제어할 수 있다.
복수의 제어 디바이스(3)는 모두 동일한 구성 요소들을 구비하여 구성되며 미리 설정된 동일한 프로그램이나 제어 명령에 의해 동일하거나 유사한 동작들을 수행할 수 있다. 복수의 제어 디바이스(3)는 사용 공간에나 장소에 따라 적어도 하나의 네트워크 그룹(G1 내지 Gn)에 각각 포함되도록 설정 및 설치된다. 그리고, 블루투스 저전력 네트워크 설정시, 이동 단말기(1)와 가장 인접하게 위치하게 되는 어느 한 제어 디바이스(3)는 자신의 고유 ID를 자신의 최상위 및 차상위 어드레스에 동일하게 저장함으로써, 마스터 제어 디바이스(M)로 자동 설정된다. 이 후, 자신의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 블루투스 통신 방식으로 송출한다. 이에, 나머지 제어 디바이스들은 마스터 제어 디바이스(M)의 고유 ID와 그룹화 프로토콜이 수신되면 서브 제어 디바이스(MS)로 자동 설정된다.
각각의 서브 제어 디바이스(MS)는 마스터 제어 디바이스(M)의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써, 마스터 제어 디바이스(M)와 블루투스 저전력 방식의 메쉬 네트워크를 형성 및 유지한다. 최상위 어드레스에는 각각 자신의 고유 ID가 저장되어 있다. 이 후, 복수의 서브 제어 디바이스(MS)들은 최상위 및 차상위의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출함과 아울러, 별도로 자신과 가장 인접한 다른 서브 제어 디바이스(MS)의 고유 ID를 추가로 저장해 메쉬 네트워크를 추가 구성하기도 한다. 도 2에서는 자동 설정된 마스터 제어 디바이스(M)와 나머지의 서브 제어 디바이스(MS)들이 고유 ID를 8개만 서로 저장할 수 있도록 한 예를 도시하였으며, 이에 한정되지 않고 고유 ID의 저장 공간은 제한을 두지 않고 늘리거나 줄일 수 있다. 이렇게, 대그룹의 네트워크를 형성한 마스터 및 서브 제어 디바이스들(M,MS)은 서로의 고유 ID들을 자신의 메모리에 각각 저장함으로써 마스터 뿐 아니라 서브 제어 디바이스에서 특정 제어 신호나 설정 명령을 변경하여도 제어 신호나 설정 명령을 변경 내용을 서로 공유할 수 있다. 이는. 각 대그룹별로 발생된 신호들을 필터링하는 역할로 사용될 수 있으며, 별도로 소그룹을 형성하게 되는 각각의 서브 제어 디바이스(MS) 및 그에 종속된 복수의 센싱 디바이스(S,5) 또한 사용자의 온/오프 제어 또는 설치 장소 이동 변경에 따라 용이하게 그룹 형성 또는 그룹 해제, 변경 등이 가능하다.
복수의 센싱 디바이스(S,5) 또한 사용 공간에나 장소에 따라 적어도 하나의 네트워크 그룹(G1 내지 Gn)에 각각 포함되도록 설정 및 설치된다. 복수의 센싱 디바이스(S,5)도 모두 동일한 구성 요소들을 구비하여 구성됨으로써, 미리 설정된 동일한 프로그램이나 제어 명령에 의해 동일하거나 유사한 동작들을 수행할 수도 있다. 이러한, 복수의 센싱 디바이스(S,5) 각각은 자신에게 가장 인접하게 위치한 어느 한 서브 제어 디바이스(MS)의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써, 인접한 서브 제어 디바이스(MS)와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지한다. 그리고 복수의 센싱 디바이스(S,5) 각각은 자신의 최상위 및 차상위의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출함으로써 자신과 가장 인접한 다른 센싱 디바이스(S,5)의 고유 ID를 추가로 저장해 메쉬 네트워크를 추가 구성하기도 한다. 이상 상술한 바에 따른 본 발명의 블루투스 저전력 네트워크 형성 방법은 하기의 도 3 및 도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블루투스 저전력 네트워크 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 블루투스 저전력 네트워크 형성 과정을 각 구성요소 별로 나타낸 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 응용프로그램이 설치된 이동 단말기(1)와 복수의 제어 디바이스(3) 및 복수의 센싱 디바이스(S,5) 간의 블루투스 저전력 네트워크 설정시, 먼저 이동 단말기(1)는 블루투스 통신 실행 버튼을 활성화시켜 블루투스 통신 모드를 유지시키고, 미리 설치된 응용프로그램을 실행시킨다. 그리고, 인접한 적어도 하나의 제어 디바이스(3)와 블루투스 연결을 시도하여 페어링 모드 알림 코드를 발생시킨다(S1).
이동 단말기(1)와 가장 인접하게 위치하게 되는 어느 한 제어 디바이스(3)는 자신의 고유 ID를 자신의 최상위 및 차상위 어드레스에 동일하게 저장함으로써, 마스터 제어 디바이스(M)로 자동 설정된다. 그리고 자신의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 블루투스 통신 방식으로 송출한다(S2).
나머지 제어 디바이스(3)들은 마스터 제어 디바이스(M)의 고유 ID와 그룹화 프로토콜이 수신되면 서브 제어 디바이스(MS)로 자동 설정된다. 이때, 각각의 서브 제어 디바이스(MS)는 마스터 제어 디바이스(M)의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써, 마스터 제어 디바이스(M)와 블루투스 저전력 방식의 메쉬 네트워크를 형성 및 유지한다(S3). 최상위 어드레스에는 각각 자신의 고유 ID가 저장되어 있다.
이 후, 복수의 서브 제어 디바이스(MS)들은 최상위 및 차상위의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출함과 아울러, 별도로 자신과 가장 인접한 다른 서브 제어 디바이스(MS)의 고유 ID를 추가로 저장해 메쉬 네트워크를 추가 구성한다.(S5)
이에, 복수의 센싱 디바이스(S,5) 각각은 가장 인접하게 위치한 어느 한 서브 제어 디바이스(MS)의 최상위 고유 ID와 그룹화 프로토콜이 수신되면, 서브 제어 디바이스(MS)의 최상위 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써, 인접한 서브 제어 디바이스(MS)와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지한다.(S6) 그리고, 복수의 센싱 디바이스(S,5) 각각은 자신의 최상위 및 차상위의 고유 ID를 송출함으로써 자신과 가장 인접한 다른 센싱 디바이스(S,5)의 고유 ID를 추가로 저장해 메쉬 네트워크를 추가 구성하기도 한다.
이에 따라, 이동 단말기(1)와 가장 인접하게 위치한 마스터 제어 디바이스(M)는 자신이 속한 그룹에서 실시간으로 브로드캐스팅(broadcasting)하는 각 서브 제어 디바이스(MS)들의 각 고유 ID만을 저장하고, 각각의 서브 제어 디바이스(MS) 또한 자신에 종속된 각 센싱 디바이스(S,5)의 고유 ID만을 소그룹 별로 분류 및 그룹화하여 저장한다.(S7) 이 후, 그룹으로 구성되지 않은 어느 한 서브 제어 디바이스(MS)나 센싱 디바이스(S,5)의 전원이 켜지거나 추가되는 경우에는 가장 인접한 어느 한 서브 제어 디바이스(MS)나 센싱 디바이스(S,5)의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장하여 네트워크를 형성할 수 있다.(S8)
상술한 바와 같이, 각각의 대그룹에 포함된 복수의 제어 디바이스(3) 중에서 사용자의 이동 단말기(1)와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스(3)가 마스터 제어 단말기(M)로 자동 설정되기 때문에, 사용자는 블루투스 접속을 위해 마스터 제어 단말기 등을 찾아다닐 필요 없이 위치한 자리에서 블루투스 저전력 네트워크에 접속하거나 형성할 수 있게 된다. 또한, 마스터 제어 단말기(M)로 자동 설정된 제어 단말기는 자신의 그룹에 포함된 다른 각 서브 제어 디바이스(MS)들의 각 고유 ID만을 저장하고, 각각의 서브 제어 디바이스(MS) 또한 자신에 종속된 각 센싱 디바이스(S,5)의 고유 ID만을 소그룹 별로 분류 및 그룹화하여 저장하기 때문에 메모리 용량을 최소화시킬 수 있다. 특히, 마스터 제어 디바이스(M)와 나머지의 서브 제어 디바이스(MS)들이 고유 ID 8개만을 서로 저장할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 고유 ID의 저장 공간은 제한을 두지 않고 늘리거나 줄일 수도 있다. 이에, 각 디바이스들의 메모리 공간은 자기 자신을 제외한 그룹화를 위해서 필요한 공간이 최소가 되고 이를 확장해 나갈 수 있도록 프로그램될 수 있다. 따라서, 더욱 광범위한 블루투스 저전력 네트워크를 형성하면서도 메모리 이용 효율을 향상시켜 제조 비용을 절감할 수 있게 된다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 블루투스 저전력 네트워크가 전력량 제어 시스템으로 활용된 예를 나타낸 배치 구성도이다.
본 발명의 블루투스 저전력 네트워크 시스템은 각종 엔터테인먼트 시스템이나 홈 네트워크 및 유비쿼터스 시스템 등에 활용될 수 있다. 이하에서는 전력량 제어 시스템으로 활용된 예를 제시하여 설명하기로 한다.
도 5와 같이, 어느 한 네트워크 그룹(G3)에 포함된 각각의 제어 디바이스(3)와 센싱 디바이스(S,5)들은 설치 장소 및 여건에 알맞게 각각 고정 배치될 수 있다. 예를 들어, 각각의 제어 디바이스(3)들은 적어도 하나의 조명 전력량을 제어하도록 구성 및 배치될 수 있으며, 각각의 센싱 디바이스(S,5)는 각각의 조명이 배치된 장소들에 분배 및 배치될 수 있다.
해당 장소의 네트워크 그룹(G3)에 포함된 각각의 제어 디바이스(3)와 센싱 디바이스(S,5)들의 저전력 네트워크 구성시, 이동 단말기(1)와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스(3)가 마스터 제어 디바이스(M)로 자동 설정되고, 마스터 제어 디바이스(M)를 제외한 나머지 제어 디바이스들은 서브 제어 디바이스(MS)로 자동 설정되어 마스터 제어 디바이스(M)와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하게 된다. 그리고, 각각의 센싱 디바이스(S,5)들은 자신에게 가장 인접하게 위치한 서브 제어 디바이스(MS)와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하게 된다. 그리고, 마스터 제어 디바이스(M)와 각각의 서브 제어 디바이스(MS)들은 이동 단말기(1)와 그 응용프로그램을 이용한 사용자의 제어에 따라 각 조명들의 전력량을 제어한다.
도 6은 도 5의 어느 한 제어 디바이스를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시된 각각의 제어 디바이스(3)는 이동 단말기(1)로부터 페어링 모드 알림 코드가 입력되면 자신의 고유 ID를 자신의 최상위 및 차상위 어드레스에 동일하게 저장함으로써 자신을 마스터 제어 디바이스(M)로 자동 설정한 후 자신의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출하도록 제어하거나, 자신과 다른 제어 디바이스(3)의 고유 ID와 그룹화 프로토콜이 수신되면 수신된 제어 디바이스(3)의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 자신을 서브 제어 디바이스(MS)로 자동 설정한 후 마스터 제어 디바이스(M)와 블루투스 저전력 방식의 메쉬 네트워크를 형성 및 유지하도록 제어하는 제 1 제어부(31)를 구비한다.
또한, 각각의 제어 디바이스(3)는 조명 등 전력 기기로 공급되는 전력량을 제어하는 기기 구동부(34), 조명 등 전력 기기로 공급되는 전류량을 검출하는 전류량 검출부(35), 사용자로부터의 제어 신호를 직접적으로 입력받는 키패드(32), 다른 제어 디바이스(3)들과 센싱 디바이스(S,5)들과 블루투스 저전력 통신을 수행하는 제 1 무선 통신부(36), 현재 동작 상태를 표시하는 표시부(33), 송수신되는 블루투스 통신 신호를 필터링하는 제 1 필터링부(37), 및 블루투스 통신 신호를 송수신하는 제 1 안테나(38)를 더 구비한다. 여기서, 제 1 제어부(31)는 사용자로부터의 제어 신호 및 제 1 무선 통신부(36)를 통해 입력되는 실행 명령에 따라 미리 프로그램된 형태로 상기 조명 등 전력 기기로 공급되는 전류량을 제어한다.
한편, 마스터 제어 디바이스(M)에 구비된 제 1 제어부(31)의 경우는 미리 설정된 프로그램 또는 사용자의 실행 명령에 응답하여, 각각의 서브 제어 디바이스(MS)가 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 전력량을 미리 프로그램된 제어 방식 및 사용자의 실행 명령에 따라 소그룹별로 제어할 수 있도록 제어 신호 및 실행 명령을 생성한다. 그리고, 타임 카운트 비트 또는 리얼 타임 신호와 함께 제어 신호 및 사용자로부터의 실행 명령을 각 서브 제어 디바이스로 전송하기도 한다.
복수의 서브 제어 디바이스(MS)와 센싱 디바이스(S,5)들은 실시간으로 브로드캐스팅 동작을 수행하기 때문에 제어 신호나 실행 명령들의 송수신 타이밍이 맞지 않아 송수신 오류가 발생할 수 있다. 이 경우, 마스터 제어 디바이스(M)와 각 서브 제어 디바이스(MS)들의 오동작이 발생될 수 있으므로, 마스터 제어 디바이스(M)는 타임 카운트 비트 또는 리얼 타임 신호와 함께 사용자로부터의 제어 신호 및 실행 명령을 송출하기도 한다.
이와 아울러, 서브 제어 디바이스(MS)에 구비된 제 1 제어부(31)는 전류량 검출부를 통해 검출된 조명 또는 전력 기기들의 실시간 전류량을 모니터링하여, 자신이 제어하는 조명 또는 전력 기기들의 동작 오류 또는 고장 여부를 판별하고, 그 결과에 따라 에러 발생 신호를 자신의 고유 ID와 함께 상기 마스터 제어 디바이스(M)로 제공한다. 이에, 마스터 제어 디바이스(M)는 입력된 서브 제어 디바이스(MS)의 고유 ID와 에러 발생 신호에 따라 조명이나 전력 기기의 고장 위치를 이동 단말기(1)로 제공함으로써, 사용자가 조명이나 전력기기의 고장 여부 및 고장 위치를 빠르게 판단할 수 있도록 한다.
각각의 서브 제어 디바이스(MS)는 소그룹으로 그룹화되어 있기 때문에 서브 제어 디바이스(MS)의 고유 ID만으로 소그룹의 해당 위치를 판별할 수 있으며, 고유 ID만을 에러 발생 신호와 함께 전송하므로 블루투스 데이터 전송량을 최소화할 수 있다.
도 7은 도 6의 어느 한 센싱 디바이스를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 6의 센싱 디바이스(5)는 조도 센서 및 모션 센서 중 적어도 하나의 센서를 구비하여 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 생성하는 센서부(52), 가장 인접한 서브 제어 디바이스(MS)로부터 수신된 서브 제어 디바이스(MS)의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 인접한 서브 제어 디바이스(MS) 및 다른 센싱 디바이스(5)들과 네트워크를 형성하고, 검출된 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호가 자신이 종속된 서브 제어 디바이스(MS)로 제공되도록 제어하는 제 2 제어부(51), 자신이 종속된 서브 제어 디바이스(MS)와 다른 센싱 디바이스(S,5)들과 블루투스 저전력 통신을 수행하는 제 2 무선 통신부(53), 송수신되는 블루투스 통신 신호를 필터링하는 제 2 필터링부(54), 및 블루투스 통신 신호를 송수신하는 제 2 안테나(38)를 구비한다.
서브 제어 디바이스(MS)에 구비된 제 1 제어부(31)는 자신에게 종속된 각 센싱 디바이스(5)로부터 입력된 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호에 따라 실시간으로 조명 또는 전력 기기의 전류량 소모가 최소화될 수 있도록 제어할 수 있다. 즉, 서브 제어 디바이스(MS)는 모션 검출 신호의 발생 여부에 따라 조명 또는 전력 기기의 온/오프를 제어하거나, 미리 설정된 기준 조도와 조도 검출 신호에 따른 조도를 비교하여 조명의 조도를 조절하거나, 전력기기의 온/오프를 제어할 수 있다.
도 8은 도 1 및 도 5에 도시된 블루투스 저전력 네트워크 시스템의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 사용자는 이동 단말기(1)의 블루투스 통신 모드와 응용프로그램을 이용하여 블루투스 저전력 네트워크 시스템에 연결된 조명 또는 전력 기기들의 온/오프를 제어할 수 있다.
센싱 디바이스(5)의 경우는 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 실시간으로 검출하여 검출된 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 자신이 종속된 서브 제어 디바이스(MS)로 공급한다. 이에, 사용자는 이동 단말기(1)를 통해 각 그룹별 또는 소그룹 영역의 전력 소비량과 영역별 조도 등을 확인할 수 있으며, 확인 결과에 따라 이동 단말기(1)의 블루투스 통신 모드와 응용프로그램을 이용하여 조명이나 전력 기기의 전력량을 제어할 수 있다.
서브 제어 디바이스(MS)는 미리 프로그램된 형태로 조명 등 전력 기기로 공급되는 전류량을 제어하기도 하고 마스터 제어 디바이스(M)를 통해 입력되는 실행 명령에 따라 제어하기도 한다. 이때, 마스터 제어 디바이스(M)는 미리 설정된 프로그램 또는 사용자의 실행 명령에 응답하여, 상기 서브 제어 디바이스(MS)가 적어도 하나의 조명 또는 전력기기의 전력량을 소그룹별로 제어할 수 있도록 타임 카운트 비트 또는 리얼 타임 신호와 함께 사용자로부터의 제어 신호 및 실행 명령을 각 서브 제어 디바이스(MS)로 전송하기도 한다.
한편, 서브 제어 디바이스(MS)는 전류량 검출부를 통해 검출된 조명 또는 전력 기기들의 실시간 전류량을 모니터링하여, 자신이 제어하는 조명 또는 전력 기기들의 동작 오류 또는 고장 여부를 판별하고, 그 결과에 따라 에러 발생 신호를 자신의 고유 ID와 함께 마스터 제어 디바이스(M)로 제공할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 블루투스 저전력 네트워크 형성 방법 및 이를 이용한 블루투스 저전력 네트워크 시스템은 메모리 용량이 최소화될 수 있도록 다수의 제어 디바이스 및 센싱 디바이스들을 그룹화함으로써, 보다 용이하게 광범위한 블루투스 저전력 네트워크를 형성하면서도 메모리 이용 효율을 향상시켜 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 블루투스 저전력 네트워크가 전력량 제어 시스템으로 활용될 수 있도록 함으로써, 특정 장소에서의 소비전력을 제어하고, 기기 오작동을 방지하면서도 특정 기기들의 고장 위치를 검출할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함되되, 이동 단말기와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스가 마스터 제어 디바이스로 자동 설정되고, 상기 마스터 제어 디바이스를 제외한 나머지 제어 디바이스들은 서브 제어 디바이스로 자동 설정되어 상기 마스터 제어 디바이스와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 상기 복수의 제어 디바이스; 및
    상기 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함되되, 자신에게 가장 인접하게 위치한 상기 서브 제어 디바이스와 블루투스 저전력 네트워크를 형성 및 유지하는 복수의 센싱 디바이스를 구비하며,
    상기 복수의 제어 디바이스 중 상기 이동 단말기와 가장 인접하게 위치하여 상기 이동 단말기로부터 페어링 모드 알림 코드를 수신한 어느 하나의 제어 디바이스가 상기의 마스터 제어 디바이스로 설정되되,
    상기 마스터 제어 디바이스는
    자신의 고유 ID를 자신의 최상위 및 차상위 어드레스에 동일하게 저장하고 상기 차상위 어드레스에 저장된 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출하며,
    상기 자동 설정된 서브 제어 디바이스들은
    상기 마스터 제어 디바이스의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 상기 마스터 제어 디바이스와 메쉬 네트워크를 형성한 후 상기 서브 제어 디바이스들 자신의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출하거나,
    자신과 가장 인접한 다른 서브 제어 디바이스의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 상기 자신과 가장 인접한 다른 서브 제어 디바이스와 메쉬 네트워크를 형성하며,
    상기 복수의 센싱 디바이스 각각은
    자신에게 가장 인접하게 위치한 상기의 어느 한 서브 제어 디바이스의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 상기 인접한 서브 제어 디바이스와 메쉬 네트워크를 형성한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 제어 디바이스는
    조명 또는 적어도 어느 한 전력 기기로 공급되는 전력량을 제어하는 기기 구동부,
    상기 조명 또는 적어도 어느 한 전력 기기로 공급되는 전류량을 검출하는 전류량 검출부,
    사용자로부터의 제어 신호를 직접적으로 입력받는 키패드,
    상기 자신과 다른 제어 디바이스들 및 상기 센싱 디바이스들과 블루투스 저전력 통신을 수행하는 제 1 무선 통신부,
    현재 동작 상태를 표시하는 표시부, 및
    사용자로부터의 제어 신호 및 상기 제 1 무선 통신부를 통해 입력되는 실행 명령에 따라 미리 프로그램된 형태로 상기 조명 또는 적어도 어느 한 전력 기기로 공급되는 전류량을 제어하는 제 1 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 센싱 디바이스는
    조도 센서 및 모션 센서 중 적어도 하나의 센서를 구비하여 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 생성하는 센서부, 및
    상기 자신이 종속된 서브 제어 디바이스와 상기 자신과 다른 센싱 디바이스들과 블루투스 저전력 통신을 수행하는 제 2 무선 통신부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동 설정된 어느 한 마스터 제어 디바이스는
    미리 설정된 프로그램 또는 사용자의 실행 명령에 응답하여 상기 각 서브 제어 디바이스가 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 전력량을 상기 미리 프로그램된 제어 방식 및 상기 사용자의 실행 명령에 따라 소그룹별로 제어할 수 있도록 제어 신호 및 상기 실행 명령을 생성하고,
    타임 카운트 비트 또는 리얼 타임 신호와 함께 상기 제어 신호 및 상기 실행 명령을 조합하여 상기 각 서브 제어 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 제어 디바이스는
    전류량 검출부를 구비하여 자신이 제어하는 조명 또는 전력 기기들의 실시간 전류량을 모니터링하고, 상기 조명 또는 전력 기기들의 동작 오류 또는 고장 여부를 판별하여, 그 결과에 따라 에러 발생 신호를 자신의 고유 ID와 함께 상기 마스터 제어 디바이스로 제공하며,
    상기 마스터 제어 디바이스는 입력된 상기 서브 제어 디바이스의 고유 ID와 상기 에러 발생 신호에 따라 상기 조명이나 전력 기기의 고장 위치를 상기 이동 단말기로 제공하는 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 서브 제어 디바이스는
    상기 적어도 하나의 센싱 디바이스로부터 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 입력받고, 미리 설정된 기준 조도와 상기 조도 검출 신호에 따른 조도를 비교하여 상기 조명의 조도를 조절하거나, 상기 모션 검출 신호에 따라 상기 조명 또는 상기 전력 기기의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 디바이스 각각은
    자신의 최상위 및 차상위의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출함으로써 가장 인접한 다른 센싱 디바이스의 고유 ID를 추가로 저장해 메쉬 네트워크를 추가 구성하는 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동 설정된 마스터 제어 디바이스는
    자신이 속한 그룹에서 실시간으로 브로드캐스팅(broadcasting)하는 상기 각 서브 제어 디바이스들의 각 고유 ID들을 저장할 수 있는 저장 공간이 확보되어, 대그룹을 이루고 자신과 실시간으로 브로드캐스팅하는 상기 각 서브 제어 디바이스들의 각 고유 ID들을 줄이거나 늘여서 저장하고,
    상기 각각의 서브 제어 디바이스 또한 자신에 종속된 상기 각 센싱 디바이스의 고유 ID들 소그룹으로 추가 분류하여 소그룹 별로 추가 분류 및 그룹화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크 시스템.
  11. 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함된 복수의 제어 디바이스 중, 이동 단말기와 가장 인접하게 위치한 어느 한 제어 디바이스가 마스터 제어 디바이스로 자동 설정되고, 상기 마스터 제어 디바이스를 제외한 나머지 제어 디바이스들은 서브 제어 디바이스로 자동 설정됨으로써 상기 마스터 제어 디바이스와 상기 적어도 하나의 대그룹 네트워크를 형성하는 단계;
    상기 자동 설정된 서브 제어 디바이스를 이용해 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 소비 전력을 제어하는 단계;
    상기 적어도 하나의 네트워크 그룹에 포함된 복수의 센싱 디바이스 각각이 자신에게 가장 인접하게 위치한 상기 어느 한 서브 제어 디바이스와 소그룹의 블루투스 네트워크를 형성하고 유지하는 단계; 및
    상기 복수의 센싱 디바이스를 이용해 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 상기 서브 제어 디바이스로 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 대그룹 네트워크를 형성하는 단계는
    상기 이동 단말기로부터 페어링 모드 알림 코드를 수신한 어느 하나의 제어 디바이스가 마스터 제어 디바이스로 설정되어 자신의 고유 ID를 자신의 최상위 및 차상위 어드레스에 동일하게 저장하고 상기 차상위 어드레스에 저장된 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출하는 단계, 및
    상기 자동 설정된 서브 제어 디바이스들은 상기 마스터 제어 디바이스의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 상기 마스터 제어 디바이스와 메쉬 네트워크를 형성한 후 상기 서브 제어 디바이스들 자신의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출하거나,
    자신과 가장 인접한 다른 서브 제어 디바이스의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 상기 자신과 가장 인접한 다른 서브 제어 디바이스와 메쉬 네트워크를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 소그룹의 블루투스 네트워크를 형성하고 유지하는 단계는
    상기 복수의 센싱 디바이스 각각이 자신에게 가장 인접하게 위치한 상기의 어느 한 서브 제어 디바이스의 고유 ID를 자신의 차상위 어드레스에 저장함으로써 상기 인접한 서브 제어 디바이스와 메쉬 네트워크를 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 소비 전력을 제어하는 단계는
    상기 조명 또는 적어도 어느 한 전력 기기로 공급되는 전류량을 검출하는 단계,
    상기 자신과 다른 제어 디바이스들 및 상기 센싱 디바이스들과 블루투스 저전력 통신을 수행하는 단계, 및
    사용자로부터 상기 이동 단말기를 통해 입력되는 제어 신호 및 실행 명령에 따라 미리 프로그램된 형태로 상기 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기로 공급되는 전류량을 제어하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 검출 신호를 상기 서브 제어 디바이스로 제공하는 단계는
    조도 센서 및 모션 센서 중 적어도 하나의 센서를 통해 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 상기 적어도 하나의 검출 신호를 생성하는 단계,
    상기 검출된 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 자신이 종속된 상기 서브 제어 디바이스로 제공하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 소비 전력을 제어하는 단계는
    미리 설정된 프로그램 또는 사용자의 실행 명령에 응답하여 상기 각 서브 제어 디바이스가 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 전력량을 미리 프로그램된 제어 방식 및 상기 사용자의 실행 명령에 따라 소그룹별로 제어할 수 있도록 제어 신호 및 상기 실행 명령을 생성하는 단계, 및
    타임 카운트 비트 또는 리얼 타임 신호와 함께 상기 제어 신호 및 상기 실행 명령을 조합하여 상기 각 서브 제어 디바이스로 전송하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 소비 전력을 제어하는 단계는
    상기 각 서브 제어 디바이스의 전류량 검출부를 통해 자신이 제어하는 조명 또는 전력 기기들의 실시간 전류량을 모니터링하고, 상기 조명 또는 전력 기기들의 동작 오류 또는 고장 여부를 판별하여, 그 결과에 따른 에러 발생 신호를 자신의 고유 ID와 함께 상기 마스터 제어 디바이스로 제공하는 단계,
    상기 서브 제어 디바이스의 고유 ID와 상기 에러 발생 신호에 따라 상기 조명이나 전력 기기의 고장 위치를 상기 이동 단말기로 제공하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명 또는 전력 기기의 소비 전력을 제어하는 단계는
    상기 적어도 하나의 센싱 디바이스로부터 조도 검출 신호 및 모션 검출 신호 중 적어도 하나의 검출 신호를 입력받는 단계, 및
    미리 설정된 기준 조도와 상기 조도 검출 신호에 따른 조도를 비교하여 상기 조명의 조도를 조절하거나, 상기 모션 검출 신호에 따라 상기 조명 또는 상기 전력 기기의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
  18. 삭제
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 소그룹의 블루투스 네트워크를 형성하는 단계는
    자신의 최상위 및 차상위의 고유 ID를 그룹화 프로토콜과 함께 송출함으로써 가장 인접한 다른 센싱 디바이스의 고유 ID를 추가로 저장해 메쉬 네트워크를 추가 구성하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 대그룹 네트워크를 형성하는 단계에서
    상기 자동 설정된 마스터 제어 디바이스는 자신이 속한 그룹에서 실시간으로 브로드캐스팅(broadcasting)하는 상기 각 서브 제어 디바이스들의 각 고유 ID들을 저장할 수 있는 저장 공간이 확보되어, 대그룹을 이루고 자신과 실시간으로 브로드캐스팅하는 상기 각 서브 제어 디바이스들의 각 고유 ID들을 줄이거나 늘여서 저장하고,
    상기 소그룹의 블루투스 네트워크를 형성하는 단계에서 상기 각각의 서브 제어 디바이스 또한 자신에 종속된 상기 각 센싱 디바이스의 고유 ID들 소그룹으로 추가 분류하여 소그룹 별로 추가 분류 및 그룹화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 블루투스 저전력 네트워크를 이용한 전력 제어 방법.
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