KR101804886B1 - 릴레이 서버 - Google Patents

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KR101804886B1 KR1020170000677A KR20170000677A KR101804886B1 KR 101804886 B1 KR101804886 B1 KR 101804886B1 KR 1020170000677 A KR1020170000677 A KR 1020170000677A KR 20170000677 A KR20170000677 A KR 20170000677A KR 101804886 B1 KR101804886 B1 KR 101804886B1
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Abstract

본 발명은 릴레이 서버에 관한 것이다.
본 발명에 릴레이 서버는 프로토콜 변환부를 통해 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식의 데이터를 각기 다른 프로토콜 형식의 데이터로 변환할 수 있어, 적어도 하나 이상의 연동 서버와 적어도 하나 이상의 프로토콜을 통해 통신할 수 있으므로, 사용자는 프로토콜에 관계없이 릴레이 서버를 통해 노드들을 관리할 수 있게 된다.
그리고, 릴레이 서버가 제2송수신부를 통해 TCP 기반의 내부 프로토콜을 사용하여 노드와 통신하므로, 릴레이 서버에 노드 추가시 별도의 프로토콜을 추가할 필요가 없어, 릴레이 서버에 노드 추가가 편리해질 수 있다.

Description

릴레이 서버{Relay server}
본 발명은 릴레이 서버에 관한 것이다.
최근, 티비, 전등 및 도어 등 각종 장치들이 사물인터넷을 통해 연결되어, 관리자는 연동 서버를 통해 각종 장치들을 관리할 수 있게 되었다.
이와 같이, 관리자가 연동 서버를 통해 각종 장치들을 관리할 수 있는 관리 시스템은 관리자가 티비, 전등 및 도어 등 각종 장치들에 대한 관리를 수동적으로 하는 것이 아니라, 관리자가 무선 통신을 통하여 가정의 PC 또는 휴대 단말 등에서 직접 모니터링하고 관리할 수 있으며 실시간으로 관리할 수 있는 시스템이다.
이러한 관리 시스템은 티비, 전등 및 도어 등 각종 장치들(이하, ‘노드’라 함) 및 연동 서버를 포함하는데, 이 경우, 연동 서버에 각기 다른 프로토콜을 갖는 노드들이 연결됨에 따라, 연동 서버에 노드 추가시, 해당 노드가 갖는 프로토콜을 연동 서버에 추가하여야만 해당 노드를 사용할 수 있어, 노드 추가에 따른 상당한 비용과 시간이 드는 문제점이 있었다.
또한, 연동 서버로부터 노드로 전달되는 프로토콜이 변경될 시, 노드의 사용이 제한되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 관리 시스템에 추가되는 구성이 대한민국 등록특허공보 제10-0657467호 “게이트웨이를 통한 홈 네트워크 시스템”(이하, ‘종래기술’이라 함)에 기재되어 있다.
하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 릴레이 서버는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래기술을 비롯한 기존의 릴레이 서버의 경우, 릴레이 서버가 연동 서버와 하나의 프로토콜을 통해 통신하므로, 각기 다른 프로토콜을 사용하는 타 연동 서버들과 통신할 수 없는 문제점이 있었다.
둘째, 종래기술을 비롯한 기존의 릴레이 서버의 경우, 릴레이 서버에 노드 추가시, 해당 노드가 갖는 프로토콜을 프로토콜 변환기에 추가하여야만 해당 노드를 사용할 수 있어, 노드 추가에 따른 비용과 시간이 드는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 연동 서버와 노드들 사이에 배치되어 연동 서버를 통해 관리되는 노드의 추가가 용이해지고, 각기 다른 프로토콜을 사용하는 타 연동 서버들과 통신할 수 있는 기술을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 릴레이 서버는, 적어도 하나 이상의 연동 서버와 적어도 하나 이상의 프로토콜을 통해 제1데이터를 송수신하는 제1송수신부; 적어도 하나 이상의 노드와 내부 프로토콜을 통해 제2데이터를 송수신하는 제2송수신부; 상기 제1송수신부를 통해 상기 연동 서버로부터 수신된 제1데이터 및 상기 제2송수신부를 통해 상기 노드로부터 수신된 제2데이터를 분석하는 분석부; 상기 분석부를 통해 분석된 제1데이터의 프로토콜 형식을 상기 내부 프로토콜 형식으로 변환하고, 상기 분석부로부터 상기 제2데이터가 전송될 연동 서버를 추출하여 상기 분석부를 통해 분석된 제2데이터의 프로토콜 형식을 상기 제2데이터가 송신될 상기 연동 서버가 통신하는 프로토콜 형식으로 변환하는 프로토콜 변환부; 및 상기 분석부로부터 상기 제1데이터가 전송될 노드를 추출하여 상기 프로토콜 변환부를 통해 상기 내부 프로토콜 형식으로 변환된 제1데이터가 상기 노드로 송신되도록 제어하고, 상기 프로토콜 변환부를 통해 프로토콜 형식이 변환된 상기 제2데이터를 상기 제2데이터가 송신될 상기 연동 서버로 송신되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석부로부터 상기 연동 서버로부터 수신된 제1데이터를 통해 분석된 상기 연동 서버와 통신하는 프로토콜을 수신하여, 상기 제1송수신부를 통한 상기 연동 서버와의 통신 상태를 관리하는 연동 서버 세션관리부; 및 상기 제2송수신부를 통한 상기 노드와의 통신 상태를 관리하는 노드 세션관리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 내부 프로토콜은 TCP를 기반으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 프로토콜 변환부를 통해 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식의 데이터를 각기 다른 프로토콜 형식의 데이터로 변환할 수 있어, 적어도 하나 이상의 연동 서버와 적어도 하나 이상의 프로토콜을 통해 통신할 수 있으므로, 사용자는 어떠한 프로토콜을 통해서든 노드를 관리할 수 있어, 사용자에게 노드로의 접속 및 노드 관리에 따른 편의를 제공할 수 있다.
둘째, 제2송수신부를 통해 TCP 기반의 내부 프로토콜을 사용하여 노드와 통신하므로, 노드 추가시에 별도의 프로토콜을 추가할 필요가 없어, 사용자에게 노드 추가에 따른 편의를 제공할 수 있다.
도1는 본 발명에 따른 릴레이 서버를 도시한 구상도이다.
도2은 본 발명에 따른 릴레이 서버를 도시한 블록도이다.
도3은 본 발명에 따른 릴레이 서버의 내부 프로토콜을 도시한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1 내지 도2를 참조하여, 릴레이 서버(10)를 설명하면, 릴레이 서버(10)는 제1송수신부(100), 제2송수신부(200), 분석부(300), 프로토콜 변환부(400), 제어부(500)를 포함한다.
제1송수신부(100)는 적어도 하나 이상의 연동 서버(20)와 적어도 하나 이상의 프로토콜을 통해 제1데이터를 송수신한다.
그리고, 제1송수신부(100)는 HTTP, MQTT, XMPP, CoAP 등 다양한 프로토콜을 통해 연동 서버(20)와 데이터를 송수신할 수 있다.
연동 서버(20)는 릴레이 서버(10)와 통신하여 하술될 노드(30)를 관리하는 관리 서버, 하술될 노드(30)를 제어하는 제어 서버, 하술될 노드(30)를 통해 서비스를 제공하기 위한 운영 서버 등이 될 수 있다.
좀 더 자세히 말해, 연동 서버(20)는 에너지 관리 시스템(EMS:Energy Management System), 수요반응 관리 시스템(DRMS:Demand Response Management System) 등과 관련된 서버를 의미할 수 있다.
그리고, 연동 서버(20)는 하나의 프로토콜을 통해 릴레이 서버(10)와 통신할 수 있고, 둘 이상의 프로토콜을 통해 릴레이 서버(10)와 통신할 수 도 있다.
또한, 연동 서버(20)와 릴레이 서버(10)가 통신하는 프로토콜이 둘 이상일 경우, 각각의 프로토콜을 통해 릴레이 서버(10)로 동시에 제1데이터를 전송할 수 있다. 즉, 동시간에 전송가능한 데이터량이 증가될 수 있다.
여기서, 제1데이터는 제1송수신부(100)를 통해 연동 서버(20)와 릴레이 서버(10) 사이에서 송수신되는 데이터이며, 연동 서버(20)가 통신하는 프로토콜 형식을 갖는다.
예를 들어, 연동 서버(20)가 릴레이 서버(10)와 HTTP를 통해 통신하는 경우, 제1데이터의 프로토콜 형식은 HTTP가 된다.
제2송수신부(200)는 적어도 하나 이상의 노드(30)와 TCP 기반의 내부 프로토콜을 통해 제2데이터를 송수신한다.
노드(30)는 릴레이 서버(10)의 제2송수신부(200)와 TCP 기반의 내부 프로토콜을 통해 통신이 가능한 티비, 전등, 디지털 도어록 등으로 마련되고, 연동 서버(20)로부터 전달되는 데이터를 기반으로 제어되거나 요청되는 값을 제공한다.
또한, 노드(30)는 TCP 기반의 내부 프로토콜을 사용하기 때문에, 릴레이 서버(10)에 노드(30)가 추가되거나 릴레이 서버(10)로부터 노드(30)가 제거되거나 릴레이 서버(10)로부터 노드(30)가 변경되는 것이 자유롭게 이루어 질 수 있다.
여기서, 제2데이터는 제2송수신부(200)를 통해 연동 서버(20)와 노드(30) 사이에서 송수신되는 데이터이며, TCP 기반의 내부 프로토콜 형식을 갖는다.
분석부(300)는 제1송수신부(100)를 통해 연동 서버(20)로부터 수신된 제1데이터 및 제2송수신부(200)를 통해 노드(30)로부터 수신된 제2데이터를 분석한다.
그리고, 분석부(300)는 제1데이터로부터 연동 서버(20)가 통신하는 프로토콜 형식, 전송될 노드(30)(목적지) 등을 분석하고, 제2데이터로부터 전송될 연동 서버(20)(목적지) 등을 분석한다.
프로토콜 변환부(400)는 분석부(300)를 통해 분석된 제1데이터의 프로토콜 형식을 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식으로 변환하고, 분석부(300)로부터 제2데이터가 전송될 연동 서버(20)를 추출하여 분석부(300)를 통해 분석된 제2데이터의 프로토콜 형식을 제2데이터가 송신될 연동 서버(20)가 통신하는 프로토콜 형식으로 변환한다.
그리고, 프로토콜 변환부(400)에는 각 노드(30)들이 갖는 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식의 하술될 ID Value가 기 저장되어있다.
도3를 참조하여, TCP 기반의 내부 프로토콜에 대해 설명하자면, TCP 기반의 내부 프로토콜의 기본 구조는 Name과 Value 형태로 구성되어 있으며 총 3가지의 Name(ID, Ctrl, Stat)를 가지고 있다.
Name은 고정된 형태의 데이터이며 각각의 Name에 따른 Value는 변경 가능한 데이터이다.
그리고, Name의 ID는 대상 노드(30)에 대한 고유 ID 및 특징에 대한 데이터를 포함하고 있으며, Value로써 FZ ID, Reserved, Vendor ID, Connectivity, Service Group, Device Group, UID를 갖는다.
여기서, FZ ID는 고유 ID로 2Byte의 값을 가진다.
그리고, FZ ID는 0xA1A2A3A4와 같은 형식으로 나타나고, A1부터 A4 각각은 0~9 및 A~F 중 숫자 또는 기호로 나타난다.
예를 들어, FZ ID는 0xB4C5와 같이 나타낼 수 있다.
그리고, Reserved는 2Byte의 값을 가지고, 확장을 위해 비워 둔 값으로, 사용하고 있지 않은 필드이다.
여기서, Vendor ID는 셋톱박스(STB) 기반의 이기종 사물인터넷(IoT) 프레임웍을 사용하는 노드(30) 협의체의 고유 ID이며, 이는 노드(30)가 릴레이 서버(10)에 추가되는 순서에 따라 릴레이 서버(10)로부터 2Byte의 고유 ID를 할당받는다.
그리고, Connectivity는 무엇을 통해 노드(30)가 릴레이 서버(10)에 연결되었는지를 나타내며, 2Byte의 고유 ID가 지정된다.
또한, Service Group은 2Byte의 값을 가지고, 사물지능통신 분야 글로벌 표준화 협력체인 oneM2M의 사용 예(Use Case)를 기준으로 그룹이 설정된다.
Service Group Service Group ID
Energy 0x1000
Enterprise 0x2000
Healthcare 0x3000
Public Service 0x4000
Residential 0x5000
Transportation 0x6000
Other 0x7000
표1에서 나타내는 것과 같이, 노드(30)의 Service Group에 따라 Service Group ID가 설정된다.
예를 들어 건강에 관련된 노드(30)의 경우, 0x3000으로 설정될 수 있다.
여기서, Device Group은 2Byte의 값을 가지고, 노드(30)들의 특성별로 그룹이 설정된다.
Device Group Device Group ID
Energy 0x1000
Light 0x2000
Camera 0x3000
Sensor 0x4000
표2는 Device Group의 일 예를 나타낸 것이며, 그룹 추가에 따라 Device Group ID가 추가될 수 있다.
그리고, 표2에서 나타내는 것과 같이, 노드(30)의 Device Group에 따라 노드(30)의 Device Group ID가 설정될 수 있다.
예를 들어 센서에 관련된 노드(30)의 경우, 0x4000으로 설정될 수 있다.
그리고, TCP 기반의 내부 프로토콜은 2가지 형태의 그룹을 가짐으로써, 노드(30)들은 좀 더 세분화되어 관리 또는 제어될 수 있게 된다.
그리고, UID는 4Byte의 값을 가지고, 노드(30)의 고유 숫자(Serial Number) 또는 고유 ID로 설정된다.
그리고, Name의 Ctrl은 노드(30) 제어에 필요한 명령어를 의미하며, Value로써 다음과 같은 값이 사용될 수 있다.
먼저, 노드(30)에 대한 제어값으로 On/Off가 있으며, On은 ‘동작하다, 켜다, 시작하다’와 같은 의미로 사용되며, Off는 ‘동작 하지않다, 끄다, 종료하다’와 같은 의미로 사용된다.
그리고, Req는 노드(30)에 대한 동작, 제어 등과 같은 상태 요청에 사용되고, Rsp는 Req에 의해 상태를 보고할 때 사용된다.
또한, Rpt는 노드(30)가 주기적으로 상태를 보고할 경우에 사용된다.
여기서, Name의 Stat는 노드(30)의 현재 상태를 주기적으로 보고할 때 사용되며, Value로써 다음의 내용이 포함된다.
먼저, Status는 노드(30)의 상태를 보고하는데 사용된다.
예를 들면, 전구의 경우 On/Off 상태를 보고하는데 사용되고, 계량기의 경우 사용량을 보고하는데 사용될 수 있다.
그리고, Report는 노드(30)가 취득하거나 수집한 데이터를 주기적으로 보고할 때 사용된다.
예를 들면, 계량기가 1일 사용치를 1달 간격으로 보고하는데 사용될 수 있다.
그러면, 프로토콜 변환부(400)를 통해 연동 서버(20)로부터 송신되는 데이터가 내부 프로토콜로 변환되는 것에 대해 예를 들어 설명하도록 한다.
또한, 설명의 편의를 위해 통신에 필요한 Header 정보는 생략하고, 실제 사용되는 데이터만을 표시하기로 한다.
먼저, MQTT를 통해 연동서버로부터 수신되는 XML 포맷의 데이터의 경우를 예로 들어 설명하면, 다음과 같은 데이터가 수신될 수 있다.
<?xml version=“1.0” encoding=“UTF-8”>
<FRS>
<ID>0xF7D6000000B7C00230002000ABCD0001</ID>
<Ctrl>On</Ctrl>
<Stat>Status</Stat>
</FRS>
그리고, 분석부(300)는 데이터를 분석하여 프로토콜 형식이 MQTT인 것을 확인한다.
그러면, 프로토콜 변환부(400)는 분석부(300)를 통해 분석된 데이터의 프로토콜 형식을 확인하여, 데이터를 파싱하여 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식으로 변환한다.
데이터가 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식으로 변환되면, Name(ID)의 Value는 0xF7D6000000B7C00230002000ABCD0001, Name(Ctrl)의 Value는 On, Name(Stat)의 Value는 Status를 갖게 된다.
그리고, HTTP를 통해 연동서버로부터 수신되는 JSON 포맷의 데이터의 경우를 예로 들어 설명하면, 다음과 같은 데이터가 수신될 수 있다.
{“ID” : “0xF7D6000000B7C00230002000ABCD0001”, “Ctrl” : “On”, “Stat” : “Status”}
그리고, 분석부(300)는 데이터를 분석하여 프로토콜 형식이 HTTP인 것을 확인한다.
그러면, 프로토콜 변환부(400)는 분석부(300)를 통해 분석된 데이터의 프로토콜 형식을 확인하여, 데이터를 파싱하여 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식으로 변환한다.
데이터가 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식으로 변환되면, Name(ID)의 Value는 0xF7D6000000B7C00230002000ABCD0001, Name(Ctrl)의 Value는 On, Name(Stat)의 Value는 Status를 갖게 된다.
제어부(500)는 분석부(300)로부터 제1데이터가 전송될 노드(30)를 추출하여 프로토콜 변환부(400)를 통해 내부 프로토콜 형식으로 변환된 제1데이터가 노드(30)로 송신되도록 제어하고, 프로토콜 변환부(400)를 통해 프로토콜 형식이 변환된 제2데이터를 제2데이터가 송신될 연동 서버(20)로 송신되도록 제어한다.
그리고, 본 발명에 따른 릴레이 서버(10)는 연동 서버 세션관리부(600) 및 노드 세션관리부(700)를 더 포함한다.
연동 서버 세션관리부(600)는 분석부(300)로부터 연동 서버(20)로부터 수신된 제1데이터를 통해 분석된 연동 서버(20)와 통신하는 프로토콜을 수신하여, 제1송수신부(100)를 통한 연동 서버(20)와의 통신 상태를 관리한다.
그리고, 연동 서버 세션관리부(600)는 프로토콜 변환부(400)를 통해 변환된 제2데이터가 연동 서버(20)로 전송되는 경우, 제1송수신부(100)를 통한 전송될 연동 서버(20)와의 통신 상태도 관리한다.
노드 세션관리부(700)는 제2송수신부(200)를 통한 노드(30)와의 통신 상태를 관리한다.
결과적으로, 본 발명은 프로토콜 변환부(400)를 통해 TCP 기반의 내부 프로토콜 형식의 데이터를 각기 다른 프로토콜 형식의 데이터로 변환할 수 있어, 적어도 하나 이상의 연동 서버(20)와 적어도 하나 이상의 프로토콜을 통해 통신할 수 있으므로, 사용자는 프로토콜에 관계없이 릴레이 서버(10)를 통해 노드(30)들을 관리할 수 있게 된다.
그리고, 릴레이 서버(10)가 제2송수신부(200)를 통해 TCP 기반의 내부 프로토콜을 사용하여 노드(30)와 통신하므로, 릴레이 서버(10)에 노드(30) 추가시 별도의 프로토콜을 추가할 필요가 없어, 릴레이 서버(10)에 노드(30) 추가가 편리해질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등범위로 이해되어져야 할 것이다.
10 : 릴레이 서버
100 : 제1송수신부
200 : 제2송수신부
300 : 분석부
400 : 프로토콜 변환부
500 : 제어부
600 : 연동 서버 세션관리부
700 : 노드 세션관리부
20 : 연동 서버
30 : 노드

Claims (3)

  1. 릴레이 서버로서,
    적어도 하나 이상의 연동 서버와 적어도 하나 이상의 프로토콜을 통해 제1데이터를 송수신하는 제1송수신부 ― 상기 적어도 하나 이상의 프로토콜은 HTTP, MQTT, XMPP 및 CoAP 중 적어도 하나를 기반으로 함 ―;
    적어도 하나 이상의 노드와 내부 프로토콜을 통해 제2데이터를 송수신하는 제2송수신부;
    상기 제1송수신부를 통해 상기 연동 서버로부터 수신된 제1데이터 및 상기 제2송수신부를 통해 상기 노드로부터 수신된 제2데이터를 분석하는 분석부;
    상기 분석부를 통해 분석된 제1데이터의 프로토콜 형식을 상기 내부 프로토콜 형식으로 변환하고, 상기 분석부로부터 상기 제2데이터가 전송될 연동 서버를 추출하여 상기 분석부를 통해 분석된 제2데이터의 프로토콜 형식을 상기 제2데이터가 송신될 상기 연동 서버가 통신하는 프로토콜 형식으로 변환하는 프로토콜 변환부;
    상기 분석부로부터 상기 제1데이터가 전송될 노드를 추출하여 상기 프로토콜 변환부를 통해 상기 내부 프로토콜 형식으로 변환된 제1데이터가 상기 노드로 송신되도록 제어하고, 상기 프로토콜 변환부를 통해 프로토콜 형식이 변환된 상기 제2데이터를 상기 제2데이터가 송신될 상기 연동 서버로 송신되도록 제어하는 제어부;
    상기 분석부로부터 상기 연동 서버로부터 수신된 제1데이터를 통해 분석된 상기 연동 서버와 통신하는 프로토콜을 수신하여, 상기 제1송수신부를 통한 상기 연동 서버와의 통신 상태를 관리하는 연동 서버 세션관리부; 및
    상기 제2송수신부를 통한 상기 노드와의 통신 상태를 관리하는 노드 세션관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    릴레이 서버.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 프로토콜은 TCP를 기반으로 하는 것을 특징으로 하는
    릴레이 서버.
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