KR102002943B1 - 상용 통신망과 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상용 통신망과 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이에 관한 것으로, 현장에 설치된 하나 이상의 센서와 상기 로라 통신망을 통해 통신하는 제1안테나, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로부터 수신된 데이터를 상기 상용 통신망 또는 다른 게이트웨이로 송신하는 제2안테나 및 상기 로라 통신망의 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 채널 중 특정 채널로 시분할 방식으로 통신하도록 하는 통신부;를 포함한다.

Description

상용 통신망과 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이 {A gateway relaying commercial network and LoRa network}
본 발명은 상용 통신망과 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이에 관한 것이다.
종래에는 산간 지역과 같은 전파 음영 지역 내에서 원활한 무선 통신이 이루어질 수 있도록 하는 통신망을 구축하기 어려웠다. 그리고 전파 음영 지역 내의 통신 문제를 해결하기 위해 제한적으로 게이트웨이를 설치하였다. 최근 들어, RoLaWAN(Long Range Wide Area Network)과 같은 장거리 통신 방식들이 개발됨에 따라서, 각종 센서들을 배치하고 센서들로부터 측정된 데이터를 장거리 전송할 수 있게 되었다.
하지만, 이러한 통신 방법에도 불구하고, 산간 지역과 같은 전파 음영 지역 내의 센서들로부터 상용 통신망의 기지국까지 데이터 통신 과정에서 데이터의 누락 또는 유실이 여전히 발생하고 있다.
따라서, 전파 음영 지역 내에 설치된 각종 센서들로부터 수집, 센싱되는 각종 데이터를 상용 통신망으로 데이터 누락 또는 유실없이 중계하는 장치가 여전히 필요한 상황이다.
그러나 로라(RoLa) 통신 기술을 연구하는 로라 얼라이언스는 폐쇄적으로 운영되고 있다. 로라 얼라이언스는 기술 스택을 특정한 회사에만 공유를 하고 있기 때문에, 로라 인도어용 게이트웨이와 로라 아웃도어용 게이트웨이는 다른 상용 게이트웨이에 비해서 고가로 팔리고 있다. 더욱이, 현재 시판되는 로라 게이트웨이는 WAN(Wide Area Network)을 지원할 뿐이며, 로라 통신망과 상용 통신망을 중계하는 게이트웨이 형태로는 존재하지 않는다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0082581호, 2010.07.19.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 기존 로라 게이트웨이를 대체하여 전파 음영 지역 내에 설치된 각종 센서들로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 상용 통신망으로 송신하는 게이트웨이를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전파 음영 지역 내에 설치된다는 특수성을 고려하여, 저전력 방식으로 작동하며, 태양광 패널을 통해 전원을 공급하여 저전력 방식에 특화된 게이트웨이를 제공할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상용 통신망과 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이는, 제1 및 제2 게이트웨이를 포함하는 게이트웨이 세트; 및 상기 제1 및 제2 게이트웨이로부터 데이터를 수신하는 서버를 포함하고, 상기 제1 및 제2 게이트웨이는 상용 로라 통신망을 통해 통신이 불가능한 전파 음영 지역에서의 데이터 유실 방지를 위해, 저전력 방식으로 프라이빗 로라 통신망(Private LoRa Network)과 상기 상용 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이로서, 현장에 설치된 하나 이상의 센서와 상기 프라이빗 로라 통신망을 통해 통신하는 제1안테나와, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로부터 수신된 데이터를 상기 상용 로라 통신망 또는 다른 게이트웨이로 송신하는 제2안테나와, 상기 프라이빗 로라 통신망의 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 채널 중 특정 채널로 시분할 방식으로 통신하도록 하는 통신부와, 상기 게이트웨이에 전원을 공급하며 배터리를 충전하는 태양광 패널과, 상기 태양광 패널로부터 생성되는 전력량이 일정 범위 이내인 경우, 상기 태양광 패널을 통해 상기 게이트웨이에 전원을 공급하며, 상기 태양광 패널로부터 생성되는 전력량이 임계치 이하일 경우 상기 배터리를 통해 상기 게이트웨이에 전원을 공급하는 전원 모듈과, 화재 감지센서와, 상기 화재 감지센서를 통해 화재가 감지되거나 리모콘으로부터 특정 주파수의 신호를 원격 수신한 경우, 비프음을 발생시키는 비프음 발생부를 포함하는 것이고, 상기 제1 및 제2 게이트웨이는 상기 배터리의 전압을 확인하고 확인된 결과를 서버로 전송하고, 상기 제1 및 제2 게이트웨이는, 상기 제2안테나를 통해 상기 센서의 작동을 제어하기 위해 사용자로부터 입력된 데이터를 수신하고, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로 해당 데이터를 전송하고,상기 제1 및 제2 게이트웨이가 상기 센서로부터 동일한 데이터를 각각 수신하는 경우, 상기 서버는, 상기 제1 게이트웨이로부터 데이터가 정상적으로 수신되지 않은 경우 상기 제2 게이트웨이를 통해 데이터를 수신하거나, 상기 제1 및 제2 게이트웨이로부터 상기 서버로 상기 동일한 데이터가 각각 전송되어, 수신된 데이터에 대하여 중복되는 데이터가 존재하면 중복되는 데이터를 삭제하고 하나의 데이터만을 남기고, 수신된 데이터에 대하여 중복되는 데이터가 존재하지 않으면 중복되는 데이터를 갖지 않는 데이터가 상기 제1 및 제2 게이트웨이 중 어디로부터 수신된 것이지를 확인하여 상기 제1 및 제2 게이트웨이 중 어느 게이트웨이가 고장이 난 것인지 확인하는 것이다.
또한, 상기 전원 모듈은, 일조량 대비 상기 태양광 패널의 발전량이 부족한 경우, 상기 서버로 전원경고 메시지를 제공하고, 상기 제1 및 제2 게이트웨이는, 상기 제2안테나로부터 상기 상용 로라 통신망으로 직접 통신이 가능한 경우, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로부터 수신된 데이터를 상기 상용 로라 통신망으로 송신하고, 상기 제2안테나로부터 상기 상용 로라 통신망으로 직접 통신이 불가능한 경우, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로부터 수신된 데이터를 다른 게이트웨이로 송신하여, 상기 센서로부터 수신된 데이터가 상기 다른 게이트웨이에서 상기 상용 로라 통신망으로 송신되도록 하는 것이다.
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상기와 같은 본 발명에 따르면, 전파 음영 지역 내에 설치된 각종 센선들로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 상용 통신망으로 송신함으로써, 상용 통신망을 통해 데이터 수집이 불가능한 지역에서 데이터 수집을 가능하게 하며, 수집된 데이터를 누락 또는 유실없이 중계하는 효과가 있다.
또한, 게이트웨이는 저전력 방식으로 작동하며, 태양광 패널을 통해 전원을 공급하여 저전력 방식에 특화되어 있기 때문에, 전파 음영 지역 내에 설치된다는 특수성에 최적화되어 있으며, 장시간 동안 배터리 교체 없이 사용이 가능하다는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 전파 음영 지역 내 통신이 불가능한 상황을 예시한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상용 통신망과 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이의 데이터 중계를 예시한 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이의 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 시스템의 개략도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 게이트웨이 시스템의 개략도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 "부"는 하드웨어적 구성을 가질 수도 있지만, 그 일부는 소프트웨어적으로 구현된 기능부일 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 전파 음영 지역 내 통신이 불가능한 상황을 예시한 예시도이다.
로라 통신(LoRa; Long Range Network)은 무선 통신 방식의 하나로, 기존 방식들과는 다르게 아주 많은 용량의 데이터를 통신하지는 못하지만, 최대 10~20km의 장거리까지 데이터를 통신하는 것이 가능하다.
이러한 특징으로 인하여, 많은 데이터량을 요하지는 않지만 기존 통신방식으로 통신이 불가능하였던 지역에 활용될 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 산간 지역에 설치되어 나무, 토양 등의 상태를 측정하는 각종 센서(300)들로부터 측정, 센싱된 데이터를 로라 통신을 통해 먼 곳까지 전송하는 방식으로 적용될 수 있다.
하지만, 이처럼 로라 통신망(400)을 이용한다 하여도 수집된 데이터를 사용자(관리자, 감시자 등)에게 데이터를 전송하려면 상용 통신망(500)까지 데이터를 통신하여야 하는데, 산간 지역과 같은 전파 음영 지역에 설치(마련)된 센서(300)에서 상용 통신망(500)까지 데이터를 전송하는 방법을 구현하고 있는 게이트웨이 형태의 장치가 마련되어 있지 않은 실정이다.
다시 말하면, 전파 음영 지역 내에서 활용될 수 있는 로라 통신망(400)이 IoT에서 활용될 수 있는 대안으로 떠오르고 있지만, 로라 통신의 WAN(Wide Area Network)을 통해 LAN과 같은 유선망과의 접속만 지원하는 장치만 존재할 뿐, 로라 통신망(400)과 상용 통신망(500)을 무선에서 수신하여 무선으로 중계하는 게이트웨이(100)(100, 동명칭: 라우터(Router), 리피터(Repeater))가 존재하지 않아서 로라 통신이 실 활용도가 떨어지는 상황이다.
도 1은 종래의 전파 음영 지역 내 통신이 불가능한 상황을 예시한 도면으로, 각종 센서(300)들로부터 측정(수집)된 데이터를 중계하는 게이트웨이(100)의 부재로 인해 상용 통신망(500)까지 데이터가 도달하지 못하는 것을 예시하고 있다.
본 출원인은 이와 같은 로라 통신망(400)을 적극 활용하기 위한 게이트웨이(100)의 개발이 필요하다고 판단하였고, 폐쇄적인 기술 스택을 알지 못하는 상황에서도 개발이 가능한 본 발명을 안출하게 되었다. 더욱이, 전파 음영 지역은 대개 작업자의 접근이 쉽지 않기 때문에, 배터리 사용기간을 늘릴 수 있도록 본 발명을 개발하였다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상용 통신망(500)과 로라 통신망(400)을 중계하는 게이트웨이(100)의 데이터 중계를 예시한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이(100)의 블록도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 상용 통신망(500)과 로라 통신망(400)을 중계하는 게이트웨이(100)에 대해서 설명하도록 한다.
다만, 몇몇 실시예에서 게이트웨이(100)는 도 4에 도시된 구성요소보다 더 적은 수의 구성요소나 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 대표적인 예로 나무병 발생 예찰 센서(300)를 이용하여 설명하되, 이에 한정되는 것은 아니며, 건물이나 농작물 재배 하우스 내 센서 또는 토양이나 각종 시설에 매설된 센서의 데이터 전송을 위해서도 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이(100)는 상용 통신망(500)을 통해 통신이 불가능한 전파 음영 지역에서의 데이터 유실 방지를 위해, 저전력 방식으로 로라 통신망(400)(400, LoRaWAN; Long Range Wide Area Network)과 상기 상용 통신망(500)을 중계한다.
게이트웨이(100)는 제1안테나(110), 제2안테나(120), 통신부(130), 태양광 패널(150), 전원 모듈(170), 비프음 발생부(190)를 포함한다.
제1안테나(110)는 현장에 설치된 하나 이상의 센서(300)와 로라 통신망(400)을 통해 통신한다.
보다 상세하게는, 제1안테나(110)는 로라 통신 방식으로 통신하며, 현장(전파 음영 지역)에 설치(배치)된 다수 개의 센서(300)들로부터 측정(수집)된 데이터를 로라 통신망(400)을 통해 수신한다.
또한, 사용자(관리자)가 입력한 데이터를 로라 통신망(400)을 통해 센서(300)로 전송하여 센서(300)가 특정 작동을 수행하도록 할 수 있다. 이때, 사용자가 입력하는 데이터는 센서(300)를 원격으로 제어하는 입력을 의미하며, 사용자가 입력한 데이터는 게이트웨이(100)의 제2안테나(120)를 통해 수신되어 제1안테나(110)를 통해 각 센서(300)로 전송된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 사용자(관리자)는 센서(300)들로부터 측정(수집)된 데이터를 관리하는 사람을 의미하며, 대표적인 예로, 산간 지역의 나무들에 나무병 발생 여부를 예찰하는 센서(300)들로부터 수집된 데이터를 이용하여 나무들의 건강 상태를 감시하는 관리자가 될 수 있다.
또한, 또 다른 실시예로 사용자는 사람이 아닌 나무병 발생 여부를 감시하는 컴퓨터가 적용될 수도 있다.
따라서, 도 2와 같이 현장에 설치된 센서(300)에서 상용 통신망(500)까지 직접 통신할 수 없는 경우, 센서(300)들의 로라 통신망(400) 거리를 커버하는 게이트웨이(100)가 데이터를 수신하고, 상용 통신망(500)으로 전송한다.
따라서, 게이트웨이(100)는 상용 통신망(500)을 통해 통신이 불가능한 전파 음영 지역에서 각종 센서(300)들로부터 측정(수집)되는 데이터를 데이터 유실 없이 상용 통신망(500)까지 전송하게 된다.
제2안테나(120)는 제1안테나(110)를 통해 센서(300)로부터 수신된 데이터를 상용 통신망(500) 또는 다른 게이트웨이(100)로 송신한다.
상용 통신망(500)에서 멀지 않은 곳에 센서(300)들이 설치(배치)되어 있는 경우 하나의 게이트웨이(100)를 이용하여 통신할 수 있겠지만, 산간 지역과 같은 전파 음영 지역 내에서 실시되는 특징이 있기 때문에, 이보다 더 먼 거리가 적용되는 경우가 흔할 것이다.
따라서, 도 2와 같이 게이트웨이(100)의 제2안테나(120)가 센서(300)로부터 수신된 데이터를 상용 통신망(500)으로 전송할 수도 있고, 도 3과 같이 제2게이트웨이(100b)의 제2안테나(120)가 제1게이트웨이(100a)로 데이터를 전송하고, 제1게이트웨이(100a)가 상용 통신망(500)으로 데이터를 전송할 수도 있다.
통신부(130)는 로라 통신망(400)의 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 채널 중 특정 주파수 대역의 채널을 이용한다. 구체적으로, 통신부(130)는 특정 주파수 대역의 채널을 이용하되, 해당 채널 내에서 시분할 다중화 방식 (TDM, Time-Division Multiplexing) 또는 주파수 분할 다중화 (FDM, Frequency Division Multiplexing)를 이용하여 로라 통신을 수행하며 상용망과의 통신은 로라 통신망 뿐만 아니라 일반 통신망을 사용할 수 있다.
이러한 점에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이(100)는 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역(예컨대, 8개)의 채널을 이용하며, 하나의 채널이 점유 상태로 확인되는 경우 자동으로 비점유 상태인 통신 가능 채널을 찾아서 해당 채널로 이동하는 기존 로라 통신의 기술과 차이가 있다.
더욱이, 게이트웨이(100)는 타임 슬라이스 기법을 적용하여 Private LoRa Network를 구성하고, 외부 연계 부분만 상용 네트워크를 사용함으로써, 회선비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이(100)는 고정된 주파수 대역을 이용하여 전파 음영 지역 내에서 보다 안정적으로 데이터의 유실없이 통신할 수 있게 되므로, 기존 로라 통신의 기술 스택을 모르는 상태에서도 로라 통신을 위한 중계 기능을 수행할 수 있다.
태양광 패널(150)은 태양광으로 발전하여 게이트웨이(100)에 전원을 공급하며, 배터리(160)를 충전한다.
전원 모듈(170)은 태양광 패널(150)로부터 생성되는 전력량이 일정 범위 이내인 경우, 태양광 패널(150)을 통해 게이트웨이(100)에 전원을 공급하며, 태양광 패널(150)로부터 생성되는 전력량이 임계치 이하일 경우 배터리(160)를 통해 게이트웨이(100)에 전원을 공급하도록 한다.
보다 상세하게는, 전원 모듈(170)은 주간에 태양광 패널(150)을 통해 생성(발전)되는 전력량이 1.8v ~ 6.5v 사이일 경우, 태양광을 주전력으로 사용하도록 한다.
그리고, 야간이나 우천 등 태양광이 약하여 태양광 모듈의 발전량이 부족하면, 배터리(160)를 사용함으로써, 게이트웨이(100)의 전원 공급에 공백이 발생하지 않도록 한다.
하지만, 이와 다르게 게이트웨이(100)가 상용 전원을 공급받을 수 있는 위치에 설치(마련)된 경우에는 태양광 모듈을 포함하지 않고 상용 전원을 직접 공급받아서 운용될 수 있다.
이 경우, 전원 모듈(170)은 정전 등과 같이 상용 전원 공급에 문제가 발생하였을 때 배터리(160)를 통해 게이트웨이(100)에 전원을 공급하도록 함으로써, 게이트웨이(100)의 전원 공급에 공백이 발생하지 않도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이(100)는 저전력 방식으로 운영되며, 전파 음영 지역 또는 그 근처 지역에 설치(배치)되어 운영되기 때문에 지속적으로 전원 공급을 받을 수 있는 상황이 아닐 수 있다.
따라서, 위와 같은 구성들로 인해, 게이트웨이(100)는 자체적으로 전원을 공급함과 동시에 장시간 운용될 수 있게 된다.
또한, 배터리(160)의 전압을 체크하여 관리 서버로 전송함으로써, 게이트웨이(100)가 전원 부족으로 턴오프(Turn off)되는 상황이 발생하지 않도록 한다.
또 다른 실시예로, 전원 모듈(170)은 일조량 대비 태양광 패널(150)의 발전량이 부족할 경우, 관리 서버로 전원경고 메시지를 제공할 수 있다. 태풍, 호우, 지진 등과 같은 자연재해로 인해서 태양광 패널(150)의 위치가 변경되거나 고장이 발생했을 경우 태양광 발전이 제대로 이뤄지지 않을 수 있으므로, 관리 서버로 전원경고 메시지를 제공하여 점검을 실시할 수 있도록 한다.
화재 감지센서(300)(180)는 게이트웨이(100) 또는 게이트웨이(100) 근처에 발생한 화재를 감지할 수 있다.
비프음 발생부(190)는 화재 감지센서(300)(180)를 통해 화재가 감지된 경우, 비프음을 발생시키고, 관리 서버로 화재경고 메시지를 제공하도록 한다.
또한, 비프음 발생부(190)는 일정 거리 내에서 리모콘의 작동이 감지될 경우, 비프음을 발생시켜 사용자(관리자)가 게이트웨이(100)의 위치를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 게이트웨이(100)는 리모콘(Remote Controller)으로부터 특정 주파수 대역의 신호를 원격 수신할 경우, 비프음 발생부(190)가 비프음을 발생시키도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이(100)는 산간 지역과 같은 전파 음영 지역에 설치(마련)되는 특징이 있기 때문에, 사용자(관리자)가 점검, 보수 등을 실시하기 위하여 현장에 출동하였을 때, 게이트웨이(100)의 위치를 찾는 것이 용이하지 않을 수 있는데, 위와 같은 비프음 발생부(190)의 구성을 이용하여 게이트웨이(100)의 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 상용 통신망(500)과 로라 통신망(400)을 중계하는 게이트웨이(100)는 위와 같은 구성들을 통해, 산간 지역, 하우스 지역 등과 같은 전파 음영 지역에 설치(배치)된 각종 센서(300)들로부터 수집되는 데이터를 데이터 누락, 유실없이 상용 통신망(500)까지 전달할 수 있다.
또한, 태양광 패널(150)을 이용하여 충전되는 배터리(160)를 이용하여 안정적으로 장시간동안 전원을 공급할 수 있기 때문에, 지속적인 전원 공급과 감시가 불가능한 게이트웨이(100)를 장시간 안정적으로 운용할수 있다는 장점이 있다.
이때, 배터리(160)는 폭발 및 화재 위험이 있는 리튬이온 배터리(160)가 아닌, 안정성이 높은 리튬이온 폴리머 충전지가 적용되어 보다 안정적으로 운용되도록 할 수 있다.
위에서 설명한 본 발명의 실시예에서는 산간 지역을 대표적인 예시로 참고하였지만, 임업, 하우스 농가, 건물 내의 EPS, 온습도, 엘레베이터, 지하 배수시설, 터널 등 다양한 지역, 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 시스템을 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 시스템의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 시스템은 게이트웨이 세트(1000)와 데이터 수집서버(600)를 포함한다. 다만, 몇몇 실시예에 따른 게이트웨이 시스템은 도 5에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소를 포함하거나 도 5에 도시된 구성요소보다 적은 구성요소를 포함할 수 있다.
게이트웨이 세트(1000)는 앞서 설명한 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)를 포함한다. 2개의 게이트웨이(100)가 하나의 세트로서 게이트웨이 세트(1000)를 구성한다. 다만, 몇몇 실시예에서 2개 이상의 게이트웨이(100)가 하나의 게이트웨이 세트(1000)를 구성할 수도 있다.
게이트웨이 세트(1000)를 구성하는 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)는 동일한 센서(300)로부터 동일한 데이터를 각각 수신하고 데이터 수집서버(600)로 동일한 데이터를 각각 전송한다. 즉, 하나의 센서(300)에 의해 측정된 데이터가 데이터 수집서버(600)로 전달되는 과정에서, 하나의 센서(300)는 게이트웨이 세트(1000)에 포함된 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)에 동일한 데이터를 전송한다. 여기서, 2개의 게이트웨이(100)를 포함하는 게이트웨이 세트(1000)로 운용하고 센서(300)로부터 데이터를 복수의 게이트웨이(100)에 전송하는 것은, 데이터 수집서버(600)까지의 데이터 도달율을 높이고자 하는 목적이며, 복수의 게이트웨이(100) 중 어느 하나가 고장되더라도 데이터가 데이터 수집서버(600)에 도달하는 데 문제가 없도록 하기 위함이다.
또한, 게이트웨이 세트(1000)는 센서(300)로부터 데이터를 수신하되, 제1게이트웨이(100a), 제2게이트웨이(100b) 모두를 통해 데이터를 수신하지 않고, 택일하여 데이터를 수신하고, 정상 수신 여부를 판단하여 정상 수신되지 않은 경우 다른 게이트웨이를 통해 데이터를 재수신할 수 있다.
예를 들어, 게이트웨이 세트(1000)는 제1게이트웨이(100a)를 통해 센서(300)로부터 데이터를 수신하고, 정상 수신 여부를 판단하여 정상 수신된 경우 수신된 데이터를 상용 통신망(500)을 통해서 데이터 수집서버(600)로 전송한다.
그리고, 게이트웨이 세트(1000)는 데이터가 제1게이트웨이(100a)를 통해 정상적으로 수신되지 않은 경우, 제2게이트웨이(100b)를 통해 데이터를 수신하고, 다시 정상 수신 여부를 판단하여 수신된 데이터를 상용 통신망(500)을 통해서 데이터 수집서버(600)로 전송한다.
만약, 제2게이트웨이(100b)를 통해서도 데이터가 정상적으로 수신되지 않은 경우, 추가적으로 구비되어 있는 게이트웨이를 이용하여 센서(300)로부터 데이터를 수신하도록 한다.
이와 같이, 정상 수신 여부를 판단하여 게이트웨이를 택일하여 수신하는 구성으로 인해, 동일 데이터를 중복 수신하는 것을 방지할 수 있고, 통신상에 오류가 발생하더라도 다른 게이트웨이를 통해 데이터를 수신하기 때문에 통신상에 빈번하게 발생할 수 있는 장애를 자체적으로 해결할 수 있는 장점이 있다.
제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)는 센서(300)로부터 수신한 데이터를 상용 통신망(500)을 통해서 데이터 수집서버(600)로 전송한다.
데이터 수집서버(600)는 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)로부터 데이터를 수신하며, 수신된 데이터에 대하여 중복되는 데이터가 존재하는 경우 중복되는 데이터를 삭제한다. 하나의 센서(300)로부터 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)가 동일한 데이터를 정상적으로 수신하고 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)가 데이터 수집서버(600)로 동일한 데이터를 각각 정상적으로 전송한 경우, 데이터 수집서버(600)에는 중복되는 데이터가 존재한다.
이러한 경우, 데이터 수집서버(600)는 중복되는 데이터를 삭제하여 하나의 데이터만을 남기게 된다.
만약 수신된 데이터에 대하여 중복되는 데이터가 존재하지 않는 경우, 데이터 수집서버(600)는 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b) 중 어느 하나의 게이트웨이가 고장난 것으로 판단할 수 있다. 더 나아가, 중복되는 데이터를 갖지 않는 데이터가 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b) 중 어디로부터 수신된 것인지를 확인함으로써 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b) 중 어느 게이트웨이가 고장이 난 것인지 확인할 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 게이트웨이 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 게이트웨이 시스템의 개략도이다.
도 6의 경우, 제1 및 제2 게이트웨이(100a, 100b)는 센서(300)로부터 수신한 데이터를 각기 서로 다른 제1 및 제2 상용 통신망(500a, 500b)을 통해서 데이터 수집서버(600)로 전송한다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 게이트웨이 110: 제1안테나
120: 제2안테나 130: 통신부
150: 태양광 패널 160: 배터리
170: 전원 모듈 180: 화재 감지센서
190: 비프음 발생부 300: 센서
400: 로라 통신망 500: 상용 통신망
600: 데이터 수집서버

Claims (6)

  1. 제1 및 제2 게이트웨이를 포함하는 게이트웨이 세트; 및
    상기 제1 및 제2 게이트웨이로부터 데이터를 수신하는 서버
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 게이트웨이는 상용 로라 통신망을 통해 통신이 불가능한 전파 음영 지역에서의 데이터 유실 방지를 위해, 저전력 방식으로 프라이빗 로라 통신망(Private LoRa Network)과 상기 상용 로라 통신망을 중계하는 게이트웨이로서, 현장에 설치된 하나 이상의 센서와 상기 프라이빗 로라 통신망을 통해 통신하는 제1안테나와, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로부터 수신된 데이터를 상기 상용 로라 통신망 또는 다른 게이트웨이로 송신하는 제2안테나와, 상기 프라이빗 로라 통신망의 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 채널 중 특정 채널로 시분할 방식으로 통신하도록 하는 통신부와, 상기 게이트웨이에 전원을 공급하며 배터리를 충전하는 태양광 패널과, 상기 태양광 패널로부터 생성되는 전력량이 일정 범위 이내인 경우, 상기 태양광 패널을 통해 상기 게이트웨이에 전원을 공급하며, 상기 태양광 패널로부터 생성되는 전력량이 임계치 이하일 경우 상기 배터리를 통해 상기 게이트웨이에 전원을 공급하는 전원 모듈과, 화재 감지센서와, 상기 화재 감지센서를 통해 화재가 감지되거나 리모콘으로부터 특정 주파수의 신호를 원격 수신한 경우, 비프음을 발생시키는 비프음 발생부를 포함하는 것이고,
    상기 제1 및 제2 게이트웨이는 상기 배터리의 전압을 확인하고 확인된 결과를 서버로 전송하고,
    상기 제1 및 제2 게이트웨이는, 상기 제2안테나를 통해 상기 센서의 작동을 제어하기 위해 사용자로부터 입력된 데이터를 수신하고, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로 해당 데이터를 전송하고,
    상기 제1 및 제2 게이트웨이가 상기 센서로부터 동일한 데이터를 각각 수신하는 경우, 상기 서버는,
    상기 제1 게이트웨이로부터 데이터가 정상적으로 수신되지 않은 경우 상기 제2 게이트웨이를 통해 데이터를 수신하거나,
    상기 제1 및 제2 게이트웨이로부터 상기 서버로 상기 동일한 데이터가 각각 전송되어, 수신된 데이터에 대하여 중복되는 데이터가 존재하면 중복되는 데이터를 삭제하고 하나의 데이터만을 남기고, 수신된 데이터에 대하여 중복되는 데이터가 존재하지 않으면 중복되는 데이터를 갖지 않는 데이터가 상기 제1 및 제2 게이트웨이 중 어디로부터 수신된 것이지를 확인하여 상기 제1 및 제2 게이트웨이 중 어느 게이트웨이가 고장이 난 것인지 확인하는 것인, 게이트웨이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 모듈은, 일조량 대비 상기 태양광 패널의 발전량이 부족한 경우, 상기 서버로 전원경고 메시지를 제공하고,
    상기 제1 및 제2 게이트웨이는,
    상기 제2안테나로부터 상기 상용 로라 통신망으로 직접 통신이 가능한 경우, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로부터 수신된 데이터를 상기 상용 로라 통신망으로 송신하고,
    상기 제2안테나로부터 상기 상용 로라 통신망으로 직접 통신이 불가능한 경우, 상기 제1안테나를 통해 상기 센서로부터 수신된 데이터를 다른 게이트웨이로 송신하여, 상기 센서로부터 수신된 데이터가 상기 다른 게이트웨이에서 상기 상용 로라 통신망으로 송신되도록 하는 것인, 게이트웨이 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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