KR101926367B1 - 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버 - Google Patents

상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우선 순위를 설정하여 우선 순위에 상응하여 IoT 디바이스를 효율적으로 제어하는 IoT 브로커 서버를 제공하는 것이 목적으로, 이를 위해서, IoT(Internet of Things) 플랫폼 서버와 IoT 디바이스 사이에서 서로 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고, 상기 IoT 플랫폼 서버의 제어 메시지에 상응하여 우선순위를 설정하여 상기 IoT 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버가 제공되어, IoT 플랫폼 서버의 제어 메시지에 상응하여 우선순위를 설정하여 IoT 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버를 제공함으로써, 이종 통신 방식을 이용하는 다양한 IoT 디바이스를 IoT 플랫폼 네트워크에 연결하여 이용할 수 있는 효과 및 우선 순위에 따라 IoT 디바이스를 제어할 수 있어 보다 효율적으로 IoT 자원을 이용할 수 있는 효과 및 IoT 플랫폼 서버와 통신 이 두절된 경우에도 IoT 디바이스를 중요도에 따라 관리 및 이용할 수 있는 효과가 있다.

Description

상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버{IoT BROKER SERVER PROCESSING COPATIBILITY OF COMMUNICATIONS AND CONTROLLONG DEVICE ACCORDING TO PRIORITY}
본 발명은 IoT 브로커 서버에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 IoT 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버에 관한 것이다.
사물인터넷 (IoT : Internet of Things)의 개념은 1999년 케빈 애쉬톤 (Kevin Ashton)에 의해 최초로 사용되었다. 초기에 케빈 애쉬톤이 사용을 하던 개념은 RFID 태그를 활용한 시스템의 발전을 시작으로 개념이 조금씩 변화되어, 최근에는 유비쿼터스 컴퓨팅을 포함하여 생활 속 유무선 네트워크로 연결 할 수 있는 모든 사물들로 범주가 커졌다. 최근에는 가전제품, 전자기기뿐만 아니라 헬스 케어, 스마트 홈, 스마트 자동차, 원격제어를 위한 다양한 센서를 포함하는 모든 사물을 네트워크로 연결해 편리하게 사람과 정보를 교환할 수 있다.
기존에는 저비용을 이유로 Zigbee, Bluetooth 등과 같은 non-IP 통신 방식을 사용하여 사물을 네트워크로 연결하여 이용했으나, 이러한 non-IP 통신 방식은 인터넷에 연결되려면 게이트웨이를 필요로 하며, 이로 인해 네트워크 복잡도가 높아진다는 단점이 있다. 또한 기기와 게이트웨이 간 통신 프로토콜이 서로 상이하여 서로 다른 네트워크를 사용하는 기기간에 통합적인 연동이 어렵다는 문제도 있다.　
　최근 사물인터넷 기술이 급속도로 발전하면서 이기종간의 연동을 위한 표준 활동도 활발히 진행되고 있다. 관련 기술들은 디바이스부터 빅데이터 구축을 위한 플랫폼 서버에 이르기까지 표준화된 프로토콜을 통하여 상호 호환성을 지원 할 수 있도록 관련 표준 기술들이 제안되고 있다. 대표적인 기술이 CoAP(Constrained Application Protocol) 기반의 LWM2M(Lightweight Machine to Machine) 기술과 HTTP, MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 기반의 OneM2M 프로토콜이다. 두 기술의 차이는 디바이스의 사양을 고려하여 저사양의 디바이스에서는 대체로 LWM2M 기술을 사용하며, 비교적 고사양의 디바이스에서는 OneM2M 기술을 사용하는 것이 일반적이다.
LWM2M 기반의 CoAP 기술은 통신의 신뢰성을 보장하지는 않지만 비교적 저사양의 디바이스를 위해 UDP를 사용한다.
반면 OneM2M 기반의 HTTP, MQTT 기술은 통신의 신뢰성을 위해 TCP 를 사용하고 대부분 고사양의 디바이스에서 주로 사용이 되고 있다.
현재 IoT 플랫폼을 구축하는 업체들은 대부분 OneM2M 기반의 플랫폼 서버를 구축하고 있다. 이 경우 LWM2M 기반의 디바이스들은 OneM2M 기반의 플랫폼 서버와 연동이 불가능하다. 이에 LWM2M 기반의 데이터를 수신하여 OneM2M 기반의 데이터로 변환해주는 일종의 Proxy 서버가 필요하다.
또한, IoT 네트워크에서는 많은 수의 IoT 디바이스가 연결되어 있기 때문에 효율성을 위해 우선순위에 따라 해당 IoT 디바이스를 제어 및 관리하는 방법이 필요한 시점이다.
대한민국등록특허 제10-1362384호 (웹 플랫폼을 이용한 아이피 기반 ＩｏＴ 사물 브라우징 방법 및 시스템)
본 발명은 상기의 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, non-IP 기반의 통신 디바이스를 IoT 네트워크와 연동하여 이용할 수 있는 IoT 브로커 서버를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 또 다른 목적은 주로 CoAP를 이용하는 저사양의 디바이스를 HTTP/TCP/MQTT를 이용하는 IoT 플랫폼에서 호환성을 유지하여 이용할 수 있도록 하는 IoT 브로커 서버를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 또 다른 목적은 우선 순위를 설정하여 우선 순위에 상응하여 IoT 디바이스를 효율적으로 제어하는 IoT 브로커 서버를 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 IoT(Internet of Things) 플랫폼 서버와 IoT 디바이스 사이에서 서로 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고, 상기 IoT 플랫폼 서버의 제어 메시지에 상응하여 우선순위를 설정하여 상기 IoT 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버에 있어서, 상기 IoT 디바이스와 통신을 수행하는 제1 통신부;와 상기 IoT 플랫폼 서버와 통신을 수행하는 제2 통신부;와 상기 제1 통신부를 통해 상기 IoT 디바이스와 통신을 수행하는 경우에 사용되는 통신프로토콜의 종류 및 상기 제2 통신부를 통해 상기 IoT 플랫폼 서버와 통신을 수행하는 경우에 사용되는 통신프로토콜의 종류를 판단하고, 상기 제1 통신부에서 사용한 통신프로토콜과 상기 제2 통신부에서 사용한 통신프로토콜이 상이한 경우에, 상기 제1 통신부에서 사용한 통신프로토콜을 상기 제2 통신부에서 사용한 통신프로토콜로 변환 및 상기 제2 통신부에서 사용한 통신프로토콜을 상기 제1 통신부에서 사용한 통신프로토콜로 변환하는 프로토콜 처리부;와 상기 IoT 플랫폼 서버로부터 수신한 상기 IoT 디바이스를 제어하기 위한 제어 메시지와 상기 IoT 디바이스로부터 수신하는 데이터를 모니터링하여 상기 IoT 디바이스의 우선 순위를 부여하는 우선 순위 설정부;와 우선 순위가 높은 IoT 디바이스로부터 수신하는 데이터를 모니터링하고 상기 데이터에 상응하여 요청되는 제어 메시지를 분석하여 저장하는 제어 메시지 저장부; 및 상기 우선 순위가 높은 IoT 디바이스로부터 데이터를 수신하였으나, 이에 상응하는 제어 메시지를 상기 IoT 플랫폼 서버로부터 미수신하는 경우에 상기 제어 메시지 저장부를 참조하여 해당 데이터에 상응하는 대리 제어 메시지를 생성하여 상기 우선 순위가 높은 IoT 디바이스를 제어하는 제어부;를 포함하는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버를 제공한다.
여기서, 상기 제1 통신부는 Zigbee, Bluetooth, LWM2M 통신 방식 중 어느 하나 이상을 이용하고, 상기 제2 통신부는 oneM2M 통신 방식을 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 프로토콜 처리부는 상기 제1 통신부와 통신을 수행하는 상기 IoT 디바이스의 주소가 IP 주소가 아닌 경우에 가상의 IP를 설정하여 해당 디바이스에 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 우선 순위 설정부는 상기 제어 메시지에 포함되어 있는 우선 순위 정보를 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 우선 순위 설정부는 상기 제어 메시지의 수신 횟수를 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 우선 순위 설정부는 이웃한 상기 IoT 디바이스의 개수를 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 우선 순위 설정부는 상기 IoT 디바이스로부터 수신하는 데이터의 변화량을 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 데이터 저장부;를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 대리 제어 메시지에 대한 처리 결과인 응답 데이터를 상기 IoT 디바이스로부터 수신하여 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 IoT 플랫폼 서버와 통신이 재개되면, 저장된 상기 응답 데이터를 상기 IoT 플랫폼 서버로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고, IoT 플랫폼 서버의 제어 메시지에 상응하여 우선순위를 설정하여 IoT 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버를 제공함으로써, 이종 통신 방식을 이용하는 다양한 IoT 디바이스를 IoT 플랫폼 네트워크에 연결하여 이용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 우선 순위에 따라 IoT 디바이스를 제어할 수 있어 보다 효율적으로 IoT 자원을 이용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 IoT 플랫폼 서버와 통신 이 두절된 경우에도 IoT 디바이스를 중요도에 따라 관리 및 이용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예로, IoT 브로커 서버를 포함하는 IoT 네트워크 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예로, IoT 브로커 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예로, non-IP 기반 통신 방식의 IoT 디비이스를 IP 기반의 IoT 네트워크에 연결하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예로 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 IoT 브로커 서버를 포함하는 IoT 네트워크 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에서 IoT 디바이스(200: 201,202,203,204)는 간단한 센서 및 가전기기와 같은 복잡한 전자장비로서 통신 장치를 포함하여 네트워크를 통해 데이터를 생성하여 전송하거나 네트워크로부터 제어 메시지를 수신하여 특정 동작을 수행하는 전자장치를 의미한다.
IoT 플랫폼 서버(300)는 IoT 네트워크의 호스트 서버로 M2M(Machine to Machine) 통신 방식 중에서 주로 OneM2M 통신 방식을 이용하는 서버이다. 따라서, OneM2M 통신 방식을 사용하는 고사양의 고성능 IoT 디바이스(204)와는 직접 연결될 수 있으나, non-IP 기반의 디바이스(202,203) 및 OneM2M 통신 방식을 사용하지 않는 LWM2M 기반의 CoAP 또는 UDP 을 이용하는 IoT 디바이스(201)와는 프록시 서버를 통해 연결이 가능하다.
본 발명의 IoT 브로커 서버(100)는 IoT 플랫폼 서버(300)와 IoT 디바이스(200 : 201,202,203) 사이에 위치하는 프록시 서버로서, 특히, IoT 디바이스(200)가 저사양의 간단한 구조의 디바이스로 non-IP 기반의 통신 방식을 이용하거나, LWM2M 통신 방식(CoAP 또는 UDP 를 이용하는 통신 방식)을 이용하는 경우에 IoT 플랫폼 서버(300)와 통신을 수행 할 수 있도록 해준다. 즉, IoT 브로커 서버(100)는 non-IP 기반의 통신 방식과 LWM2M 통신 방식(CoAP 또는 UDP 를 이용하는 통신 방식)을 IoT 플랫폼 서버(300)에서 이용하는 oneM2M 통신 방식과 호환성 처리를 수행한다.
또한, IoT 브로커 서버(100)는 IoT 플랫폼 서버(300)의 제어 메시지에 상응하여 IoT 디바이스(200)에 우선순위를 설정하고 설정한 우선순위에 따라 IoT 디바이스(200)를 제어한다.
도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 IoT 브로커 서버(100)는 CoAP 또는 UDP의 IP 기반의 통신 방식을 사용하는 IoT 디바이스(201)와 연결될 수 있으며, Zigbee 또는 Bluetooth 와 같은 non-IP 기반의 통신 방식을 사용하는 IoT 디바이스(202,203)와 연결될 수 있다.
IoT 브로커 서버(100)는 non-IP 기반의 통신 방식을 사용하는 IoT 디바이스(202,203)와 연결되는 경우에 IoT 플랫폼 서버(300)에서 이용하는 통신 방식과의 호환성을 위해 가상의 IP 주소를 생성하여 non-IP 기반의 통신 방식을 사용하는 IoT 디바이스(202,203)에 생성한 가상의 IP 주소를 매칭하여 설정함으로써 IoT 제어 동작을 수행한다.
또한, IoT 브로커 서버(100)는 IP 기반이기는 하나 IoT 플랫폼 서버(300)에서 이용하는 OneM2M 통신 방식과는 호환이 안되는 LWM2M의 통신 방식을 사용하는 IoT 디바이스(201)와 연결되는 경우에 OneM2M 통신 방식과 LWM2M 통신 방식을 변환 처리하여 호환성을 유지하도록 할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 OneM2M 통신 방식은 HTTP 방식이라고 하고 LWM2M 통신 방식은 CoAP 방식이라고 대표하여 칭하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예로, IoT 브로커 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 IoT 브로커 서버(100)는 제1 통신부(110), 제2 통신부(120), 프로토콜 처리부(130), 우선 순위 설정부(140), 제어 메시지 저장부(150), 제어부(160) 및 데이터 저장부(170)를 포함한다.
제1 통신부(110)는 IoT 디바이스(200)와 통신을 수행하는 구성부로, non-IP 기반의 통신 모듈 또는 CoAP 을 사용하는 통신 모듈을 포함하여 구성된다.
여기서, non-IP 기반의 통신 모듈은 Zigbee 통신 모듈, Bluetooth 통신 모듈 등이 될 수 있다.
제2 통신부(120)는 IoT 플랫폼 서버(300)와 통신을 수행하는 구성부로 HTTP 기반의 통신 모듈이 될 수 있다.
프로토콜 처리부(130)는 제1 통신부(110)를 통해 IoT 디바이스(200)와 통신을 수행하는 경우에 사용되는 통신프로토콜의 종류 및 제2 통신부(120)를 통해 IoT 플랫폼 서버(300)와 통신을 수행하는 경우에 사용되는 통신프로토콜의 종류를 판단한다. 또한, 프로토콜 처리부(130)는 제1 통신부(110)에서 사용한 통신프로토콜과 제2 통신부(120)에서 사용한 통신프로토콜이 상이한 경우에, 호환성 유지를 위해서 제1 통신부(110)에서 이용하는 통신프로토콜을 제2 통신부(120)에서 이용하는 통신프로토콜로 변환할 수 있으며, 제2 통신부(120)에서 이용하는 통신프로토콜을 제1 통신부(110)에서 이용하는 통신프로토콜로 변환할 수 있다.
여기서, 프로토콜 처리부(130)는 제1 통신부(110)와 통신을 수행하는 IoT 디바이스(200)의 주소가 IP 주소가 아닌 경우에는 가상의 IP를 설정하고 설정한 가상 IP를 해당 IoT 디바이스(200)의 주소와 매칭하여 설정함으로써 non-IP 기반의 통신 프로토콜을 이용하는 IoT 디바이스(200)가 IoT 플랫폼 서버(300)와 통신을 수행하도록 할 수 있다.
우선 순위 설정부(140)는 IoT 디바이스(200)에 우선 순위를 설정하여 우선 순위에 따라 제어부(160)가 해당 IoT 디바이스(200)를 제어하도록 도와준다.
이는 IoT 브로커 서버(100)에 복수개의 IoT 디바이스(200)가 연결될 수 있어 동시에 많은 수의 IoT 디바이스(200) 제어 메시지가 IoT 플랫폼 서버(300)로부터 전송되는 경우에 효율적으로 우선 순위에 따라 많은 수의 IoT 디바이스(200) 제어하기 위함이다. 또한, IoT 브로커 서버(100)와 IoT 플랫폼 서버(300)간이 통신 이상과 같은 문제가 발생하여 IoT 디바이스(200)를 제어해야 할 시점에 IoT 디바이스(200)를 제어하지 못하는 경우에 우선 순위가 높은 IoT 디바이스(200)만이라도 제어할 수 있도록 하기 위함이다.
이를 위해서, 우선 순위 설정부(140)는 IoT 플랫폼 서버(300)로부터 수신한 IoT 디바이스를 제어하기 위한 제어 메시지와 해당 IoT 디바이스(200)로부터 수신하는 데이터를 모니터링하여 IoT 디바이스(200)의 우선 순위를 부여한다.
우선 순위를 설정하는 방법은 도4에서 자세히 설명하기로 한다.
제어 메시지 저장부(150)는 우선 순위가 높은 IoT 디바이스(200)로부터 수신하는 데이터를 모니터링하고, 수신한 데이터에 상응하여 IoT 플랫폼 서버(300)로부터 전송된 제어 메시지를 분석하여 저장한다.
즉, 제어 메시지 저장부(150)는 우선 순위가 높은 IoT 디바이스(200)로부터 데이터를 수신하는 경우에 수신된 데이터를 분석하고 어떠한 데이터인 경우에 어떠한 제어 메시지가 해당 IoT 디바이스(200) 또는 해당 IoT 디바이스(200)와 연관된 타 IoT 디바이스로 전송되었는지를 판단하여 특정 데이터의 종류에 상응하는 해당 IoT 디바이스(200)에 대한 제어 메시지 또는 해당 IoT 디바이스(200)와 연관된 타 IoT 디바이스에 대한 제어 메시지를 저장한다.
예를 들어, IoT 디바이스(200)가 우선 순위가 높은 온도 센서 디바이스인 경우에 기존에 1시간 간격으로 제어 메시지를 수신하여 온도를 센싱하는 경우에 제어 메시지 저장부(150)는 온도 센싱 데이터인 경우에 상응하는 제어 메시지는 온도 측정 제어 메시지라고 판단하여 온도 측정 제어 메시지를 저장한다. 이후 IoT 플랫폼 서버(300)와의 통신이 두절된 경우에 제어 메시지 저장부(150)는 저장한 온도 측정 제어 메시지를 제어부(160)에 제공한다.
여기서, 제어 메시지 저장부(150)는 측정한 온도 데이터가 정상 범위의 온도가 아닌 경우에 변화된 온도를 정상 범위로 되돌리기 위해 해당 온도 센서 디바이스와 연관된 타 IoT 디바이스인 에어컨 또는 난방장치에 대한 제어 메시지를 추가로 저장할 수 있다.
제어부(160)는 IoT 브로커 서버(100)의 각 구성부를 제어하고, 우선 순위가 높은 IoT 디바이스(200)로부터 데이터를 수신하였으나, 이에 상응하는 제어 메시지를 상기 IoT 플랫폼 서버로부터 미수신하는 경우에 상기 제어 메시지 저장부를 참조하여 해당 데이터에 상응하는 대리 제어 메시지를 생성하여 상기 우선 순위가 높은 IoT 디바이스를 제어한다.
이는 IoT 플랫폼 서버(300)가 제어 메시지를 전송해야 하는데, 통신 두절이든지 기타 사정으로 인해 IoT 브로커 서버(100)가 제어 메시지를 수신해야 하는 시점에 수신하지 못하는 경우에, IoT 플랫폼 서버(300)가 제어 메시지 저장부(150)에 저장된 제어 메시지를 이용하여 대리 제어 메시지를 생성하여 자체적으로 우선 순위가 높은 IoT 디바이스(200)를 제어하기 위함이다.
예를 들어, 방범 센서 디바이스로부터 침입자가 발생한 데이터를 수신하는 경우에 IoT 플랫폼 서버(300)로부터 경보 발생 디바이스를 제어하는 제어 메시지를 수신하지 못하여도 IoT 브로커 서버(100)가 경보 발생 디바이스를 제어하는 대리 제어 메시지를 생성하여 경보 발생 디바이스를 제어한다.
여기서, 제어부(160)는 대리 제어 메시지에 대한 처리 결과인 응답 데이터를 IoT 디바이스(200)로부터 수신하여 데이터 저장부(170)에 저장하고, IoT 플랫폼 서버(300)와 통신이 재개되면, 저장된 응답 데이터를 IoT 플랫폼 서버(300)로 전송하도록 할 수 있다.
데이터 저장부(170)는 대리 제어 메시지에 대한 처리 결과인 응답 데이터를 저장한다.
도 3은 본 발명의 일실시예로, non-IP 기반 통신 방식의 IoT 디비이스를 IP 기반의 IoT 네트워크에 연결하는 것을 도시한 도면이다.
IoT 디바이스(200)가 non-IP 기반의 통신 방식을 사용하는 디바이스들인 경우에, IoT 브로커 서버(100)는 IoT 디바이스(200)가 등록 과정을 수행하는 단계에서 가상의 IP 주소를 생성하고 생성한 가상의 IP 주소를 non-IP 기반의 통신 방식을 사용하는 IoT 디바이스(200)의 주소(예를 들어 MAC 주소)에 상응하여 각 IoT 디바이스(200)에 할당한다.
이를 위해서 프로토콜 처리부(130)에는 IoT 디바이스(200)의 주소와 가상의 IP를 매칭하는 라우팅 매칭 테이블(131)이 추가로 포함될 수 있다.
이후 IoT 디바이스(200)와 IoT 플랫폼 서버(300)와의 통신은 라우팅 매칭 테이블(131)을 참조하여 해당 IoT 디바이스(200)로 제어 메시지가 전달되고 IoT 디바이스(200)에서 생성된 데이터는 IoT 플랫폼 서버(300)를 통해 제어 메시지를 전송한 클라이언트로 제공된다.
도 4는 본 발명의 일실시예로 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
우선 순위 설정부(140)가 IoT 디바이스(200)에 우선 순위를 설정하는 방법은 다음과 같다.
첫번째 방법으로, 도4 A)에 도시된 바와 같이, 우선 순위 설정부(140)는 제어 메시지에 포함되어 있는 우선 순위 정보를 이용하여 해당 IoT 디바이스(200)에 우선 순위를 설정할 수 있다.
IoT 플랫폼 서버(300)는 클라이언트는 원하는 IoT 디바이스(200)에 높은 우선 순위를 설정할 수 있다.
예를 들어, IoT 플랫폼 서버(300)는 지속적으로 동일한 시간 간격으로 제어가 필요한 특정 IoT 디바이스(200) 또는 특정 IoT 디바이스(200)로부터 지속적으로 데이터를 수신해야하는 경우에 해당하는 IoT 디바이스(200)의 제어 메시지의 헤더에 높은 우선 순위 정보를 포함하여 전송할 수 있다.
도4 A)에서는 3비트의 헤더 정보를 이용하여 우선 순위를 설정하는 것을 도시하고 있다.
이러한 경우에, 우선 순위 설정부(140)는 제어 메시지의 헤더에 포함되어 있는 우선 순위 정보를 이용하여 해당 IoT 디바이스(200)에 높은 우선 순위를 설정할 수 있다.
두번째 방법으로, 도4 B)에 도시된 바와 같이, 우선 순위 설정부(140)는 제어 메시지의 수신 횟수를 이용하여 해당 IoT 디바이스(200)에 우선 순위를 설정할 수 있다.
IoT 플랫폼 서버(300)가 제어 메시지를 많이 전송하는 IoT 디바이스(200)는 타 IoT 디바이스(200)보다 중요도가 높은 IoT 디바이스(200)인 것을 의미한다. 따라서, 우선 순위 설정부(140)는 제어 메시지의 수신 횟수를 카운트하여 제어 메시지의 수신 횟수가 많은 IoT 디바이스(200)에 높은 우선 순위를 설정한다.
세번째 방법으로, 도4 C)에 도시된 바와 같이, 우선 순위 설정부(140)는 이웃한 IoT 디바이스(200)의 개수를 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정할 수 있다.
예를 들어, 도4 C)에 도시된 바와 같이 지역 X에는 4개의 IoT 디바이스(200)가 이웃하여 있고, IoT 디바이스(200)들은 온도 센서 디바이스인 경우에 동일한 지역 X에 이웃한 온도 센서 디바이스들은 거의 동일한 온도 데이터를 생성하게 된다. 그에 반하여 서로 멀리 떨어진 온도 센서 디바이스간에는 센싱한 온도 데이터가 서로 상이하게 된다. 따라서, 지역 Y에는 하나의 IoT 디바이스(200)만이 존재하므로 IoT 디바이스(200)들이 온도 센서 디바이스이고, 특정 지역의 온도를 측정해야 하는 경우에 지역 Y에 속하는 이웃한 IoT 디바이스(200)가 없는 IoT 디바이스(200)에서 생성한 데이터가 지역 X에 속하는 이웃한 IoT 디바이스(200)의 개수가 많은 IoT 디바이스(200)에서 생성한 데이터보다 더 중요도가 커지게 된다.
따라서, 우선 순위 설정부(140)는 이웃한 IoT 디바이스(200)의 개수가 적은 IoT 디바이스(200)에 높은 우선 순위를 설정할 수 있다.
네번째 방법으로, 도4 D)에 도시된 바와 같이, 우선 순위 설정부(140)는 IoT 디바이스(200)로부터 수신하는 데이터의 변화량을 이용하여 데이터 변화량이 큰 IoT 디바이스(200)에 높은 우선 순위를 설정할 수 있다.
도4 D)의 b) 그래프는 동일한 시간 동안 데이터 변화량이 도4 D)의 a) 그래프의 데이터 변화량 보다 더 큰 것을 나타내고 있다. 이렇게 동일 시간에 데이터 변화량이 크다는 것은 해당 IoT 디바이스(200)에 특정의 이벤트가 발생한 것이라고 볼 수 있다. 따라서, 특정 이벤트에 대한 지속적인 조사 분석을 위해서 해당 IoT 디바이스(200)에 높은 우선 순위를 설정할 수 있다.
예를 들어, 전력, 수도, 가스 검침을 위한 스마트 그리드 시스템에서 동일 시간에 데이터 변화량이 크다는 경우는 해당 세대가 타 세대보다 많은 양의 전력, 수도물 또는 도시가스를 이용하고 있다는 의미가 된다. 이러한 경우에 특정 기간 동안 사용량을 보다 정확히 계산하기 위해서는 사용량이 적은 세대보다 사용량이 많은 세대에 더 자주 사용량 검침이 필요하다.
본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것임은 자명하다.
100: IoT 브로커 서버
110: 제1 통신부
120: 제2 통신부
130: 프로토콜 처리부
140: 우선순위 설정부
150: 제어 메시지 저장부
160: 제어부
170: 데이터 저장부
200(201,202,203,204): IoT 디바이스
300: IoT 플랫폼 서버

Claims (8)

  1. IoT(Internet of Things) 플랫폼 서버와 IoT 디바이스 사이에서 서로 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고, 상기 IoT 플랫폼 서버의 제어 메시지에 상응하여 우선순위를 설정하여 상기 IoT 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버에 있어서,
    상기 IoT 디바이스와 통신을 수행하는 제1 통신부;
    상기 IoT 플랫폼 서버와 통신을 수행하는 제2 통신부;
    상기 제1 통신부를 통해 상기 IoT 디바이스와 통신을 수행하는 경우에 사용되는 통신프로토콜의 종류 및 상기 제2 통신부를 통해 상기 IoT 플랫폼 서버와 통신을 수행하는 경우에 사용되는 통신프로토콜의 종류를 판단하고,
    상기 제1 통신부에서 사용한 통신프로토콜과 상기 제2 통신부에서 사용한 통신프로토콜이 상이한 경우에, 상기 제1 통신부에서 사용한 통신프로토콜을 상기 제2 통신부에서 사용한 통신프로토콜로 변환 및 상기 제2 통신부에서 사용한 통신프로토콜을 상기 제1 통신부에서 사용한 통신프로토콜로 변환하는 프로토콜 처리부;
    상기 IoT 플랫폼 서버로부터 수신한 상기 IoT 디바이스를 제어하기 위한 제어 메시지와 상기 IoT 디바이스로부터 수신하는 데이터를 모니터링하여 상기 IoT 디바이스의 우선 순위를 부여하는 우선 순위 설정부;
    우선 순위가 높은 IoT 디바이스로부터 수신하는 데이터를 모니터링하고 상기 데이터에 상응하여 요청되는 제어 메시지를 분석하여 저장하는 제어 메시지 저장부; 및
    상기 우선 순위가 높은 IoT 디바이스로부터 데이터를 수신하였으나, 이에 상응하는 제어 메시지를 상기 IoT 플랫폼 서버로부터 미수신하는 경우에 상기 제어 메시지 저장부를 참조하여 해당 데이터에 상응하는 대리 제어 메시지를 생성하여 상기 우선 순위가 높은 IoT 디바이스를 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 우선 순위 설정부는 이웃한 IoT 디바이스의 개수를 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하며, 동일한 종류의 IoT 디바이스를 기준으로 지역 X가 지역 Y보다 이웃하는 동일한 종류의 IoT 디바이스의 개수가 더 많은 경우 지역 Y에 있는 IoT 디바이스에 지역 X에 있는 IoT 디바이스보다 높은 우선 순위를 설정하고,
    상기 제어 메시지 저장부는 우선 순위가 높은 IoT 디바이스로부터 데이터를 수신하는 경우에 수신된 데이터를 분석하고 어떠한 데이터인 경우에 어떠한 제어 메시지가 해당 IoT 디바이스 또는 해당 IoT 디바이스와 연관된 타 IoT 디바이스로 전송되었는지를 판단하여 특정 데이터의 종류에 상응하는 해당 IoT 디바이스에 대한 제어 메시지 또는 해당 IoT 디바이스와 연관된 타 IoT 디바이스에 대한 제어 메시지를 저장하고,
    상기 제어 메시지 저장부는 측정한 데이터 값이 정상 범위가 아닌 경우에 변화된 데이터 값을 정상 범위로 되돌리기 위해 해당 센서 디바이스와 연관된 타 IoT 디바이스에 대한 제어 메시지를 추가로 저장하며,
    데이터 저장부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 대리 제어 메시지에 대한 처리 결과인 응답 데이터를 상기 IoT 디바이스로부터 수신하여 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 IoT 플랫폼 서버와 통신이 재개되면, 저장된 상기 응답 데이터를 상기 IoT 플랫폼 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신부는 Zigbee, Bluetooth, LWM2M 통신 방식 중 어느 하나 이상을 이용하고, 상기 제2 통신부는 oneM2M 통신 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로토콜 처리부는 상기 제1 통신부와 통신을 수행하는 상기 IoT 디바이스의 주소가 IP 주소가 아닌 경우에 가상의 IP를 설정하여 해당 디바이스에 할당하는 것을 특징으로 하는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 우선 순위 설정부는 상기 제어 메시지에 포함되어 있는 우선 순위 정보를 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 것을 특징으로 하는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 우선 순위 설정부는 상기 제어 메시지의 수신 횟수를 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 것을 특징으로 하는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 우선 순위 설정부는 상기 IoT 디바이스로부터 수신하는 데이터의 변화량을 이용하여 해당 IoT 디바이스에 우선 순위를 설정하는 것을 특징으로 하는 상이한 통신 방식의 호환성 처리를 수행하고 우선 순위에 따라 디바이스를 제어하는 IoT 브로커 서버.
  8. 삭제
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