KR102042689B1 - Iot 가전 등록 시스템 - Google Patents

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KR102042689B1
KR102042689B1 KR1020180061839A KR20180061839A KR102042689B1 KR 102042689 B1 KR102042689 B1 KR 102042689B1 KR 1020180061839 A KR1020180061839 A KR 1020180061839A KR 20180061839 A KR20180061839 A KR 20180061839A KR 102042689 B1 KR102042689 B1 KR 102042689B1
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이재홍
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Abstract

IOT 가전 등록 시스템이 제공된다. 다수의 가전 제어 서버들은 다수의 IOT(IOT: Internet Of Things) 가전들을 무선 통신에 의해 제어하고, 다수의 AI 스피커들은 등록하기 위한 신규 IOT 가전의 모델명을 포함하는 정보(이하, '등록 요청 정보'라 한다)를 음성으로 입력받아 텍스트로 변환하고, 인터페이스 게이트웨이 서버는 AI 스피커들 중 하나로부터 텍스트로 변환된 등록 요청 정보를 수신하면, 상기 수신된 등록 요청 정보 중 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 요청하고, AI 서버는 인터페이스 게이트웨이 서버의 요청에 의해 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 검색하여 인터페이스 게이트웨이 서버 및 가전 제어 서버에게 전송하고, 인터페이스 게이트웨이 서버와 가전 제어 서버는 AI 서버로부터 수신되는 기능 제어 프로토콜을 기반으로 신규 IOT 가전을 등록하고, 인터페이스 게이트웨이 서버는 등록 요청 정보 및 신규 IOT 가전의 기능 제어를 위한 기능 제어 프로토콜을 기반으로 가전 제어 서버와 통신한다.

Description

IOT 가전 등록 시스템{IOT device setting system}
본 발명은 IOT 가전 등록 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 통합형 인터페이스 게이트웨이 서버를 이용하여 다양한 IOT 가전들을 쉽게 등록할 수 있는 IOT 가전 등록 시스템에 관한 것이다.
최근 음악 감상이나 라디오 청취에 활용되던 스피커가 음성인식 기술과 만나 진화하고 있다. 즉, 기존의 스피커는 스마트폰에서 쉽게 접할 수 있는 음성인식 기술과 클라우드, 인공지능(AI: Artificial Intelligence) 기술을 활용해 단순하게 소리를 전달하는 도구에서 생각하고 관리하는 AI 스피커로 변신 중이다. 이미 아마존, 구글, 애플 등 글로벌 IT 기업이 이 AI 스피커와 관련된 기술 개발에 참여하고 있다.
이를 위해 음성 기반 플랫폼이 만들어지면 스마트홈으로 가는 사물인터넷(IOT: Internet Of Thing) 시장을 손쉽게 선점할 수 있다. 스마트홈은 가전제품, 수도, 전기사용량 등을 무선통신에 의해 모니터링 및 제어할 수 있는 기능으로서, 이 기능의 핵심 중 하나가 AI 스피커이다.
AI 스피커는 인공지능 알고리즘을 이용하여 사용자와 음성으로 의사소통을 한다. 따라서, AI 스피커를 이용하면 음성인식을 통해 집안의 IOT 기기를 목소리만으로 간편하게 제어하는 스마트홈 환경을 구축할 수 있다.
한편, 기존의 AI 스피커를 이용한 스마트홈 환경에서, IOT 가전을 제어하는 가전 제어 서버와 AI 스피커 간의 통신을 위해 인터페이스 게이트웨이가 사용되고 있다. 사용자는 스마트홈 환경 구축을 위해 AI 스피커와 인터페이스 게이트웨이를 이용하여 모든 IOT 가전을 등록하는 과정을 거쳐야 한다.
그러나, 기존의 인터페이스 게이트웨이는 AI 스피커의 제조사별로 구축되거나 AI 스피커의 모델마다 구축되므로, 인터페이스 게이트웨이 구축에 많은 시간과 비용이 소모된다. 또한, AI 스피커의 제조사마다 인터페이스 게이트웨이가 구축되므로 기존의 IOT 가전을 등록하는 절차는 AI 스피커의 제조사마다 상이하여 복잡하거나 생소함으로써 사용자가 다양한 IOT 가전들을 등록하는데 불편함이 있다.
국내 등록특허 제10-1734398호(2017.05.02. 등록)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 통합형 인터페이스 게이트웨이를 이용하여 IOT 가전을 제어하기 위한 기능 제어 프로토콜을 제공받아 가전 제어 서버와 통신함으로써 AI 스피커의 제조사가 달라도 IOT 가전을 보다 간편히 등록할 수 있는 IOT 가전 등록 시스템을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, IOT 가전 등록 시스템은, 다수의 IOT(IOT: Internet Of Things) 가전들을 무선 통신에 의해 제어하는 다수의 가전 제어 서버들; 등록하기 위한 신규 IOT 가전의 모델명을 포함하는 정보(이하, '등록 요청 정보'라 한다)를 음성으로 입력받아 텍스트로 변환하는 다수의 AI 스피커들; 상기 AI 스피커들 중 하나로부터 텍스트로 변환된 등록 요청 정보를 수신하면, 상기 수신된 등록 요청 정보 중 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 요청하는 인터페이스 게이트웨이 서버; 및 상기 인터페이스 게이트웨이 서버의 요청에 의해 상기 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 검색하여 상기 인터페이스 게이트웨이 서버 및 상기 가전 제어 서버에게 전송하는 AI 서버;를 포함하고, 상기 인터페이스 게이트웨이 서버와 상기 가전 제어 서버는 상기 AI 서버로부터 수신되는 기능 제어 프로토콜을 기반으로 상기 신규 IOT 가전을 등록하고, 상기 인터페이스 게이트웨이 서버는 상기 등록 요청 정보 및 상기 신규 IOT 가전의 기능 제어를 위한 기능 제어 프로토콜을 기반으로 상기 가전 제어 서버와 통신한다.
상기 인터페이스 게이트웨이 서버는, 상기 AI 스피커들 중 하나로부터 수신된 등록 요청 정보를 분석하여 상기 신규 IOT 가전의 등록에 필요한 필수 정보가 누락된 경우, 상기 누락된 필수 정보를 상기 AI 스피커에게 요청한다.
상기 인터페이스 게이트웨이 서버는, 상기 AI 스피커들 중 하나로부터 상기 등록된 신규 IOT 가전의 기능 제어 명령을 수신하면, 상기 수신된 기능 제어 명령에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 상기 가전 제어 서버에게 전송하고, 상기 가전 제어 서버는 상기 수신된 기능 제어 명령에 해당하는 기능 제어 프로토콜에 기반하여 상기 신규 IOT 가전의 기능을 제어한다.
상기 AI 서버는, 상기 신규 IOT 가전과 관련된 정보를 인터넷으로부터 수집 및 학습하여 상기 신규 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능을 분류하고, 상기 분류된 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 학습하여 기능 별로 기능코드 및 설정값을 지정하는 프로토타입을 정의하고, 상기 정의된 프로토타입에 기반하여 기능 제어 프로토콜을 정의하여 DB에 저장한다.
상기 AI 스피커들 각각과 통신하며, 상기 AI 스피커들이 상기 변환된 텍스트를 제공하는 방식을 고려하여 상기 변환된 텍스트를 상이한 방식으로 로딩하고, 상기 로딩된 텍스트를 상기 인터페이스 게이트웨이 서버로 전송하는 다수의 AI 게이트웨이 플러그인 장치들;을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 인터페이스 게이트웨이를 이용하여 IOT 가전을 제어하기 위한 기능 제어 프로토콜을 AI 서버로부터 제공받아 가전 제어 서버와 통신함으로써 AI 스피커와 같은 외부 기기를 이용하여 IOT 가전을 보다 간편히 등록할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 AI 스피커를 이용한 IOT 가전 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성을 위한 AI 서버를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 IF GW 서버를 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 AI 서버의 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 신규 IOT 가전의 등록 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 IOT 가전의 동작 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
또한, 제1 엘리먼트 (또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)와 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 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 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1에 도시된 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성을 위한 AI 서버(100)의 각각의 구성은 기능 및 논리적으로 분리될 수 있음을 나타내는 것이며, 반드시 각각의 구성이 별도의 물리적 장치로 구분되거나 별도의 코드로 작성됨을 의미하는 것은 아님을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
또한, 본 명세서에서 DB라 함은, 각각의 DB에 대응되는 정보를 저장하는 소프트웨어 및 하드웨어의 기능적 구조적 결합을 의미할 수 있다. DB는 적어도 하나의 테이블로 구현될 수도 있으며, 상기 DB에 저장된 정보를 검색, 저장, 및 관리하기 위한 별도의 DBMS(Database Management System)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 링크드 리스트(linked-list), 트리(Tree), 관계형 DB의 형태 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 상기 DB에 대응되는 정보를 저장할 수 있는 모든 데이터 저장매체 및 데이터 구조를 포함한다.
상기 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성을 위한 AI 서버(100)를 위한 프로그램은 소정의 데이터 프로세싱 장치에 설치되어 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 AI 스피커를 이용한 IOT 가전 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, IOT 가전 시스템은 AI 서버(100), 다수의 AI 스피커들(210, 220), 다수의 AI 게이트웨이 플러그인 장치들(310, 320), 인터페이스 게이트웨이 서버(IF GW 서버, 400) 및 다수의 가전 제어 서버들(510, 520, 530)을 포함한다.
AI 서버(100)는 IOT 가전에 대한 정보를 인터넷으로부터 수집하거나 AI 서버(100)의 관리자로부터 입력받아 IOT 가전의 기능 별로 기능 제어 프로토콜을 정의할 수 있다. 그리고, AI 서버(100)는 정의된 기능 제어 프로토콜을 IF GW 서버(400)와 IOT 가전을 제어하는 가전 제어 서버(510)에게 전달할 수 있다.
AI 서버(100)는 클라우드 컴퓨팅 시스템으로 구현되어 동작하거나 클라우드에 접속하여 해당 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, AI 서버(100)는 인터넷을 통해 클라우드에 접속하여 클라우드에 취합 저장된 IOT 가전들의 정보(웹페이지, PDF 파일, 텍스트 명세 등 다양)를 수집하거나, IOT 가전의 모델명마다 생성된 기능 제어 프로토콜을 AI DB(140) 외 클라우드에 저장할 수도 있다.
다수의 AI 스피커들(210, 220)은 와이파이와 같은 무선 인터넷 방식을 통해 사용자들로부터 IOT 가전들(610, 620, 630)의 동작(또는 기능)을 제어하기 위한 음성 명령을 수신하고, 수신된 음성 명령을 STT(Speech to Text) 모듈을 이용하여 텍스트로 변환한다.
다수의 AI 게이트웨이 플러그인 장치들(310, 320)은 AI 스피커들(210, 220)의 제조사마다 STT(즉, 텍스트)를 가져오는 로딩 방식이 다르므로, 각 로딩 방식에 맞게 개발된 텍스트 로딩 플러그인을 실행하여 텍스트를 로딩할 수 있다. 예를 들어, AI 스피커(210)의 경우, Web App 형태로 텍스트를 로딩하기 위한 플러그인 프로그램이 AI 게이트웨이 플러그인 장치(310)에서 실행된다. 또한, AI 스피커(220)의 경우, 람다 형태로 텍스트를 로딩하기 위한 플러그인 프로그램이 AI 게이트웨이 플러그인 장치(320)에서 실행된다.
본 발명의 실시 예에서, 하나의 IF GW 서버(400)를 이용하여 통합형 IOT 가전 제어 서비스를 제공하기 위해 AI 스피커들(210, 220)의 제조사 별로 플러그인 프로그램이 개발되어 실행된다.
IF GW 서버(400)는 AI 스피커들(210, 220)의 제조사와 상관없이 모든 AI 스피커들(210, 220)로부터 텍스트로 변환된 음성 명령을 AI 게이트웨이 플러그인 장치들(310, 320)을 통해 수신하여 처리할 수 있는 통합형 서버이다. IF GW 서버(400)는 IOT 가전의 등록 및 제어를 위해 AI 서버(100)로부터 각 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜을 수신하고, 이를 이용하여 IOT 가전들(610, 620, 630)을 등록하고, 각 동작을 제어할 수 있다.
다수의 가전 제어 서버들(510, 520, 530)은 각각 다른 종류의 IOT 가전의 동작을 무선 통신으로 제어한다. 예를 들어, 가전 제어 서버(510)는 공기청정기를, 가전 제어 서버(520)는 IOT 세탁기를, 가전 제어 서버(530)는 TV를 제어한다. 다수의 가전 제어 서버들(510, 520, 530)은 IOT가전의 종류별로 설치되거나, IOT 가전의 제조사와 종류마다 설치될 수도 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 AI 스피커를 이용한 IOT 가전 시스템의 동작에 대해 자세히 설명한다.
1. AI 서버(100)의 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성 동작
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성을 위한 AI 서버(100)를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성을 위한 AI 서버(100)는 서버 통신부(110), 서버 메모리(120), 서버 프로세서(130) 및 AI DB(Database)(140)를 포함할 수 있다.
서버 통신부(110)는 IOT 가전을 무선으로 제어하는 가전 제어 서버(510)와, AI 스피커(210)로부터 IOT 가전의 동작 제어를 위한 사용자 음성 명령을 수신하여 가전 제어 서버(510)로 전송하는 IF GW 서버(400)와 통신할 수 있다.
서버 메모리(120)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 서버 메모리(120)에는 AI 서버(100)가 제공하는 동작, 기능 등을 구현 및/또는 제공하기 위하여, 구성요소들에 관계된 명령 또는 데이터, 하나 이상의 프로그램 및/또는 소프트웨어, 운영체제 등이 저장될 수 있다.
예를 들어, 서버 메모리(120)에는 IF GW 서버(400)와 가전 제어 서버들(510, 520, 530)과 통신가능한 주소가 저장될 수 있다.
또한, 서버 메모리(120)에는 사물인터넷(IOT) 가전과 관련된 정보(이하, 'IOT 가전 정보'라 한다)를 학습하여 IOT 가전의 기능 제어를 위한 기능 제어 프로토콜을 생성하기 위한 프로토콜 생성 프로그램이 저장될 수 있다.
서버 프로세서(130)는 서버 메모리(120)에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하여 AI 서버(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
예를 들어, 서버 프로세서(130)는 서버 메모리(120)에 저장된 프로토콜 생성 프로그램을 실행하여 IOT 가전 정보를 수집 및 학습하여 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능을 분류하고, 분류된 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 학습하여 기능 별로 기능코드 및 설정값을 지정하는 프로토타입을 정의하고, 정의된 프로토타입에 기반하여 기능 제어 프로토콜을 정의할 수 있다.
이를 위하여, 서버 프로세서(130)는 수집부(131), 검색부(132), 학습부(133), 프로토타입 정의부(134) 및 프로토콜 정의부(135)를 포함할 수 있다.
수집부(131)는 인터넷에 공개된 웹페이지를 로딩하여 IOT 가전 정보를 수집할 수 있다. 수집부(131)는 예를 들어 IOT와 관련된 웹페이지를 검색하여 로딩하거나, AI 서버(100)의 관리자로부터 IOT 가전의 모델명을 입력받으면 입력된 모델명에 해당하는 웹페이지를 로딩할 수도 있다. 또는, 수집부(131)는 관리자로부터 IOT 가전 정보(예를 들어, PDF 파일, 텍스트로 작성된 문서 파일 등)를 직접 제공받을 수 있다.
검색부(132)는 수집된 웹페이지의 이미지로부터 텍스트를 추출하고, 웹페이지의 html 페이지 소스와 이미지로부터 추출된 텍스트로부터 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 검색할 수 있다.
학습부(133)는 검색된 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 학습하여 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능을 분류하고, 분류된 결과를 텍스트 형태로 프로토타입 정의부(134)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 학습부(133)는 딥러닝이나 머신러닝을 통해 수집 및 검색된 정보를 학습할 수 있다.
프로토타입 정의부(134)는 학습부(133)에서 분류된 IOT 가전에 대한 기능 제어 프로토콜이 AI DB(140)에 미저장되어 있으면, 분류된 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 학습할 수 있다. 예를 들어, 프로토타입 정의부(134)는 학습부(133)로부터 수신한 텍스트 형태의 분류된 결과에서 IOT 가전의 종류 및 기능을 판단할 수 있는 의미있는 토큰이 어떤 것인지 판단하지 못하기 때문에, 딥러닝의 텍스트 마이닝 알고리즘을 사용하여 의미있는 토큰을 찾을 수 있다. 이를 명령 의미 학습이라 한다. 그리고, 프로토타입 정의부(134)는 명령 의미 학습 결과에 따라, 즉, 의미있는 토큰의 추출 결과에 따라 IOT 가전의 기능 별로 기능코드 및 설정값을 지정하는 프로토타입을 정의할 수 있다.
[표 1]은 IOT 가습기에 대해 추출된 의미있는 토큰들 중 기능에 대해 정의된 프로토타입의 일 예를 보여준다.
기능명 기능코드 Value
플라즈마 power ON, OFF
가습량 humidifyingAmt 0: 정지1: 약
2: 중
3: 강
꺼짐 예약 off_reservation_set 1: OFF2: 2H
3: 4H
4: 8H
5: 1H
[표 1]을 참조하면, 일 예로 플라즈마 기능에 대한 기능코드는 'power'가 설정되고, 설정값으로서는 켜짐(on)과 꺼짐(off)이 설정되어 플라즈마에 대한 프로토타입이 정의된다.프로토콜 정의부(135)는 프로토타입 정의부(134)에서 기능마다 정의된 프로토타입에 기반하여 네트워크를 통해 통신가능한 형태의 기능 제어 프로토콜을 기능 별로 정의할 수 있다.[표 2]는 [표 1]의 프로토타입에 기반하여 정의된 기능 제어 프로토콜을 보여준다.
{
"power":"on",
"humidifyingAmt":"1",
"off_reservation_set":"1"
}
[표 2]를 참조하면, 플라즈마 기능은 온, 가습량은 약(1), 꺼짐 예약 기능은 사용하지 않음(1)으로 정의된 기능 제어 프로토콜들이 IOT 가습기에 대해 정의된다.한편, 서버 프로세서(130)는 IF GW 서버(400)로부터 가전 제어 서버(510)에 등록하기 위한 신규 IOT 가전의 모델명이 수신되면, 신규 IOT 가전의 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 AI DB(140)로부터 검색하여 IF GW 서버(400)로 전송하도록 처리할 수 있다.또한, 서버 프로세서(130)는 IF GW 서버(400)로부터 수신된 신규 IOT 가전의 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜이 AI DB(140)에 등록되어 있지 않으면, 신규 IOT 가전에 대한 정보를 수집 및 학습하여 기능 제어 프로토콜을 생성한 후 IF GW 서버(400)로 전송하도록 처리할 수 있다.
예를 들어, 신규 IOT 가전의 모델명에 대한 정보를 인터넷으로부터 수집 및 학습한 결과, 즉, 학습부(133)에서 분류된 텍스트 형태의 결과가 [표 3]과 같다.
기본정보
제품명　　 유비 공기청정기
모델명　　 AAA-111, BBB-222,
　　　　　　　 2018년 3월 31일, 2017년 9월 25일
　　　　　　　　　　
제품사양
색상　　　　 화이트
사용면적　　　　　　　　　　 66㎡
에너지등급　　　　　　　 1등급
정격전압　　　　　　　　　　 220V/60Hz
크기　　　　 370(W) X 370(D) X 795(H)mm
무게　　　　 14kg
청정시스템　　　　　　　 4단계 마이크로 에어케어 시스템 / 양방향 2중 필터 적용
센서　　　　 스마트센서(먼지센서 / 냄새센서 / 조도센서)
인증/수상내역　　　　 CA인증, KAA 아토피 안심마크 / 핀업디자인어워드
A/S　　　　　 2년(홈페이지내 제품등록시)
　
기능
플라즈마웨이브 2.0 안심제균　　　　　　　 ○
스마트센서　　　　　　　 ○
4단계 오염도 표시　　　　　　　　　 ○
SMARTHOME™　　 ○
UV+ 안심제균　　　　 ○
6단계운전모드　　　 ○
3D터보청정　　　　　　 ○
프로토타입 정의부(134)는 [표 3]과 같은 결과에 대해 명령 의미 학습을 수행한 결과 의미있는 토큰으로서 밑줄 친 텍스트들을 추출할 수 있다. 그리고, 프로토타입 정의부(134)는 추출된 의미있는 토큰들 중 기능에 대한 토큰, 즉, 운전모드, 터보청정, 플라즈마웨이브, UV+ 안심제균을 다시 추출하여 프로토타입을 정의한다. 프로토콜 정의부(135)는 각 기능별로 정의된 프로토타입에 대해 다음 [표 4]와 같은 기능 제어 프로토콜을 정의한다.
{
　 "plasma_wave":"on",
　 "uv":"on",
　 "airflow":"1",
　 "turbo":"on"
}
그리고, 프로토콜 정의부(135)는 [표 4]와 같은 기능 외에 신규 IOT 가전의 다른 기본 기능(예를 들어, 전원 온 오프)에 대해서도 기능 제어 프로토콜을 추가로 정의할 수 있다. 또는, 프로토콜 정의부(135)는 신규 IOT 가전과 동일한 회사에서 제조된 다른 IOT 가전의 기능에 대해 정의된 기능 제어 프로토콜들 중 기본 기능에 대해 정의된 기능 제어 프로토콜을 읽어와 신규 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜로서 추가로 정의할 수 있다. AI DB(140)는 서버 프로세서(130)에 의해 정의된 기능 제어 프로토콜들을 IOT 가전의 종류와 모델명에 매핑저장할 수 있다. 또한, AI DB(140)는 정의된 기능 제어 프로토콜을 IOT 가전의 종류와 기능 별로 개별저장할 수도 있다. 후자의 경우, [표 3] 및 [표 4]를 참조하여 설명한 신규 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 등록 시 사용될 수 있다.
2. AI를 이용한 IOT 가전 시스템의 신규 IOT 가전 등록 동작
도 1을 참조하면, IF GW 서버(400)는 AI 스피커(210)로부터 텍스트로 변환된 등록 요청 정보(등록하기 위한 신규 IOT 가전의 모델명을 포함하는 정보)를 수신하면, 수신된 등록 요청 정보 중 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 AI 서버(100)에게 요청하고, AI 서버(100)로부터 전송된 기능 제어 프로토콜을 이용하여 신규 IOT 가전을 등록할 수 있다.
자세히 설명하면, AI 스피커(210)는 등록 요청 정보를 사용자로부터 음성으로 입력받아 텍스트로 변환하고, AI 게이트웨이 플러그인 장치(310)는 텍스트로 변환된 등록 요청 정보를 로딩하여 IF GW 서버(400)로 전송한다.
IF GW 서버(400)는 등록 요청 정보가 수신되면 가전 등록 프로그램을 실행하여 수신된 등록 요청 정보를 분석한다. 분석 결과, 신규 IOT 가전의 등록에 필요한 필수 정보가 누락된 경우, IF GW 서버(400)는 누락된 필수 정보를 AI 게이트웨이 플러그인 장치들(310)를 통해 AI 스피커(210)에게 요청할 수 있다. 필수 정보는 신규 IOT 가전의 모델명과 신규 IOT 가전이 사용할 WIFI의 SSID(Service Set IDentifier)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 AI 스피커(210)에게 '스피커야, 공기청정기 등록해 줘'라고 음성으로 요청하는 경우, IF GW 서버(400)는 '스피커야, 공기청정기 등록해 줘'라는 텍스트에 대해 어휘 및 구문 분석을 적용하여 필수 정보의 누락 여부를 판단하고, 누락된 필수 정보인 공기청정기의 모델명과 SSID를 요청할 수 있다.
AI 스피커(210)로부터 신규 IOT 가전의 필수 정보를 모두 포함하는 등록 요청 정보가 수신되면, IF GW 서버(400)는 등록 요청 정보 중 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 AI 서버(100)에게 요청한다. 기능 제어 프로토콜 요청 시, IF GW 서버(400)는 신규 IOT 가전이 IOT 공기청정기인 경우, IOT 공기청정기를 제어하는 가전 제어 서버(예를 들어, 510)의 통신 주소도 AI 서버(100)에게 제공할 수 있다.
AI 서버(100)는 IF GW 서버(400)의 요청에 의해 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 검색하여 IF GW 서버(400)와 가전 제어 서버(510)에게 전송할 수 있다.
또는, AI 서버(100)는 IF GW 서버(400)에게 기능 제어 프로토콜을 전송하면, IF GW 서버(400)가 신규 IOT 가전의 종류를 확인하고, 확인된 종류가 공기청정기인 경우, 가전 제어 서버(510)에게 기능 제어 프로토콜을 전달할 수도 있다.
그리고, IF GW 서버(400)와 가전 제어 서버(510)는 AI 서버(100)로부터 수신되는 기능 제어 프로토콜과 등록 요청 정보(IOT 가전의 종류, 모델명, SSID 등)를 기반으로 신규 IOT 가전을 등록하고, 기능 제어 프로토콜을 이용하여 신규 IOT 가전의 기능을 제어할 수 있다.
신규 IOT 가전의 등록이 완료되면, IF GW 서버(400)는 신규 IOT 가전(610)의 제어를 담당하는 가전 제어 서버(510)의 URL(Uniform Resource Locator)을 신규 IOT 가전(610)에 전달한다. 신규 IOT 가전(610)은 가전 제어 서버(510)의 URL을 설정하고, 이후 사용자가 신규 IOT 가전(610)에서 직접 기능을 제어할 경우, 제어된 기능에 따른 가전 상태 정보를 가전 제어 서버(510)에게 전송할 수 있다. 이로써, 사용자가 등록된 신규 IOT 가전(610)에서 직접 제어 시, 가전 제어 서버(510)는 신규 IOT 가전의 상태를 실시간으로 공유하고, 사용자의 단말기(10)로 변경된 가전 상태 정보를 통지할 수 있다.
3. AI를 이용한 IOT 가전 시스템의 IOT 가전 제어 동작
도 1을 참조하면, IF GW 서버(400)는 AI 스피커(210)로부터 텍스트로 변환된 IOT 가전의 동작을 제어하기 위한 명령을 수신하면, 수신된 텍스트 형태의 명령을 분석하여 사용자가 제어하기 위한 하나 이상의 IOT 가전을 검색하고, 사용자의 명령에 해당하는 기능을 수행하기 위한 기능 제어 프로토콜을 검색된 하나 이상의 IOT 가전을 제어하는 가전 제어 서버(예를 들어, 510)에게 전송할 수 있다.
자세히 설명하면, AI 스피커(210)는 IOT 가전(610)의 동작을 제어하기 위한 명령(이하, '동작 제어 명령'이라 함)을 사용자로부터 음성으로 입력받아 텍스트로 변환하고, AI 게이트웨이 플러그인 장치(310)는 텍스트로 변환된 동작 제어 명령을 AI 스피커(210)로부터 로딩하여 IF GW 서버(400)로 전송한다. 로딩되는 동작 제어 명령은 AI 스피커(210)의 식별정보와 AI 스피커(210)에 등록된 사용자 계정을 포함한다.
IF GW 서버(400)는 동작 제어 명령이 수신되면 가전 제어 프로그램을 실행하여 수신된 동작 제어 명령에 대해 어휘 및 구문 분석을 적용하고, 적용 결과로부터 사용자가 제어하고자 하는 IOT 가전의 종류와 제어를 원하는 동작이 무엇인지 검색한다. 그리고, IF GW 서버(400)는 제어를 원하는 동작을 위한 기능 제어 프로토콜과 IOT 가전(610)이 사용하는 SSID를 IOT 가전을 제어하는 가전 제어 서버(510)에게 전송한다.
예를 들어, 사용자가 AI 스피커(210)에게 '공기청정기, 강한 바람으로 바꿔 줘'라고 음성으로 요청하는 경우, IF GW 서버(400)는 '공기청정기, 강한 바람으로 바꿔 줘'라는 텍스트에 대해 어휘 및 구문 분석을 적용하여 '공기청정기/강한바람/바꿔'라는 결과를 얻는다. 그리고, IF GW 서버(400)는 사용자 계정 또는 AI 스피커(210)의 식별정보에 매핑저장된 IOT 가전 목록에 공기청정기가 있는지 검색한다.
하나의 공기청정기가 검색되면, IF GW 서버(400)는 공기청정기의 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜 중 강한바람으로 바꾸는 기능 제어 프로토콜을 확인하고, 공기청정기가 사용하는 SSID와 함께 공기청정기를 제어하는 가전 제어 서버(510)에게 전송한다.
두개의 공기청정기가 검색되면, IF GW 서버(400)는 AI 스피커(210)에게 어느 공기청정기의 제어를 원하는지 질문할 수 있다. 예를 들어, IF GW 서버(400)는 '두 대의 공기청정기가 검색되었습니다. 원하는 공기청정기를 알려주세요'라고 질문할 수 있다. 만약, 두개의 공기청정기들마다 별명(예를 들어, 커피와 캔디)이 사전에 설정되어 IF GW 서버(400)에 저장되어 있는 경우, 사용자는 제어를 원하는 공기청정기의 별명(캔디, 강한바람으로 바꿔줘)을 음성으로 대답할 수 있다. 또는, IF GW 서버(400)가 두개의 별명을 AI 스피커(210)에게 직접 전송하면서 원하는 공기청정기가 무엇인지 질문할 수도 있다.
가전 제어 서버(510)는 IF GW 서버(400)로부터 수신한 기능 제어 프로토콜과 SSID를 이용하여 IOT 가전(610)의 동작을 제어한다.
IOT 가전은 가전 제어 서버(510)로부터 수신한 기능 제어 프로토콜에 따라 동작을 수행하고, 수행 결과를 가전 제어 서버(510)로 전송하며, 최종적으로 AI 스피커(210)를 통해 사용자에게 안내되도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 IF GW 서버(400)를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, IF GW 서버(400)는 GW 통신부(410), GW 메모리(420), GW 프로세서(430) 및 GW DB(440)를 포함할 수 있다.
GW 통신부(410)는 AI 서버(100), 다수의 AI 게이트웨이 플러그인 장치들(310, 320) 및 다수의 가전 제어 서버들(510, 520, 530)과 통신할 수 있다.
GW 메모리(420)에는 IF GW 서버(400)가 제공하는 동작, 기능 등을 구현 및/또는 제공하기 위하여, 구성요소들에 관계된 명령 또는 데이터, 하나 이상의 프로그램 및/또는 소프트웨어, 운영체제 등이 저장될 수 있다.
예를 들어, GW 메모리(420)에는 AI 스피커들(210, 220)에 매핑된 사용자의 단말기와 통신가능한 정보(전화번호, 메신저 ID 등)와, AI 서버(100)와 다수의 가전 제어 서버들(510, 520, 530)과 통신할 수 있는 주소가 저장될 수 있다.
또한, GW 메모리(420)에는 신규 IOT 가전의 등록을 위한 가전 등록 프로그램과, 기등록된 IOT 가전의 실제 동작을 제어하기 위한 가전 제어 프로그램이 저장될 수 있다.
GW 프로세서(430)는 GW 메모리(420)에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하여 IF GW 서버(400)의 전반적인 동작을 제어한다.
예를 들어, GW 프로세서(130)의 등록부(431)는 AI 스피커(210)로부터 등록 요청 정보가 수신되면, 가전 등록 프로그램을 실행하여 등록 요청 정보에 대해 어휘 및 구문 분석을 실행하고, 실행 결과로부터 등록에 필요한 필수 정보의 누락 여부를 판단한다. 필수 정보가 AI 스피커(210)를 통해 모두 수신되면, 등록부(431)는 신규 IOT 가전의 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 AI 서버(100)로부터 제공받아, 기능 제어 프로토콜을 신규 IOT 가전의 모델명과 신규 IOT 가전을 제어하는 가전 제어 서버(510)의 정보에 매핑하여 GW DB(440)에 저장하여 신규 IOT 가전을 등록한다.
또한, GW 프로세서(430)의 기능 제어부(432)는 AI 스피커(210)로부터 동작 제어 명령이 수신되면 가전 제어 프로그램을 실행하여 수신된 동작 제어 명령에 대해 어휘 및 구문 분석을 적용하고, 적용 결과로부터 사용자가 제어하고자 하는 IOT 가전의 모델명을 확인하다. 그리고, 기능 제어부(432)는 GW DB(440)로부터 IOT 가전의 모델명에 매핑 저장된 기능 제어 프로토콜이 가전 제어 서버(510)에게 전송되도록 한다.
GW DB(440)에는 사용자 계정마다 등록된 IOT 가전들의 종류와 모델명, 제조사, 별명, 그리고, 각 IOT 가전의 동작을 무선으로 제어하는 가전 제어 서버들(510, 520, 530)의 주소가 저장된다. 또한, GW DB(440)에는 각 IOT 가전의 모델명마다 기능 제어 프로토콜들이 매핑저장된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 AI 서버(100)의 IOT 가전의 기능 제어 프로토콜 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, AI 서버(100)는 인터넷으로부터 웹페이지를 로딩하여 IOT 가전 정보를 수집한다(S405).
AI 서버(100)는 수집된 웹페이지에 이미지가 존재하면(S410-Yes), 이미지에서 텍스트를 추출한다(S415).
AI 서버(100)는 웹페이지의 html 페이지 소스와 이미지로부터 추출된 텍스트로부터 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 검색한다(S420).
AI 서버(100)는 검색된 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 학습하여 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능을 분류하고(S425), 분류된 IOT 가전의 모델명에 대한 기능 제어 프로토콜이 AI DB(140)에 존재하면(S430-Yes), 등록된 IOT 가전의 기능별 기능 제어 프로토콜을 취합하여 AI DB(140)에 등록한다(S435).
반면, AI DB(140)에 존재하지 않으면(S430-No), AI 서버(100)는 S425단계에서 분류된 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 텍스트화한 후(S440), 텍스트로부터 명령 의미 학습을 수행하여 의미있는 토큰들을 추출한다(S445).
AI 서버(100)는 추출된 의미있는 토큰에 따라 IOT 가전의 기능 별로 기능코드 및 설정값을 지정하는 프로토타입을 [표 1]과 같이 정의한다(S450).
그리고, AI 서버(100)는 S450단계에서 정의된 프로토타입에 기반하여 네트워크를 통해 통신가능한 형태의 기능 제어 프로토콜을 기능 별로 정의하고, IOT 가전의 모델명에 매핑하여 AI DB(140)에 저장한다(S455, S460).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 신규 IOT 가전의 등록 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, AI 스피커(210)는 IF GW 서버(400)에 등록하기 위한 신규 IOT 가전의 모델명을 포함하는 정보(즉, 등록 요청 정보)를 사용자로부터 음성으로 수신하면, 등록 요청 정보를 STT에 의해 텍스트로 변환하고, AI 게이트웨이 플러그인 장치들(310)를 통해 IF GW 서버(400)로 전송한다(S505~S520).
IF GW 서버(400)는 수신된 등록 요청 정보를 분석하여 누락된 필수 정보를 확인하고, 필수 정보가 모두 포함되어 있으면(S525), AI 서버(100)에게 신규 IOT 가전의 모델명의 기능 제어 프로토콜을 요청한다(S530).
AI 서버(100)는 신규 IOT 가전의 모델명에 매핑된 기능 제어 프로토콜을 검색하여 미등록된 경우 기능 제어 프로토콜을 생성한 후 IF GW 서버(400)와 가전 제어 서버(510)에게 전송한다(S535~S545). AI 서버(100)는 IF GW 서버(400)로부터 가전 제어 서버(510)의 주소를 제공받을 수 있다.
IF GW 서버(400)와 가전 제어 서버(510)는 수신된 기능 제어 프로토콜을 저장함으로써 신규 IOT 가전을 등록한다(S550, S555).
이후, IF GW 서버(400)는 신규 IOT 가전을 제어할 가전 제어 서버(510)의 URL을 사용자의 단말기로 전송하여 설정하도록 한다. 이로써, 가전 제어 서버(510)와 사용자 단말기는 신규 IOT가전의 기능 상태를 실시간으로 공유하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 신규 IOT 가전의 동작 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, AI 스피커(210)는 IOT 가전의 동작을 제어하기 위한 명령을 음성으로 수신하면, 수신된 명령을 STT에 의해 텍스트로 변환한다(S605, S610).
AI 게이트웨이 플러그인 장치들(310)는 텍스트 형태의 명령을 AI 스피커(210)로부터 로딩하여 IF GW 서버(400)로 전송한다(S615~S620).
IF GW 서버(400)는 수신된 텍스트 형태의 명령을 분석하여 제어할 IOT 가전을 검색하고, 사용자의 명령에 해당하는 기능을 수행하기 위한 기능 제어 프로토콜을 확인하여 가전 제어 서버(510)에게 전송한다(S625~S635).
가전 제어 서버(510)는 수신된 기능 제어 프로토콜을 분석하여 사용자가 요청한 IOT 가전의 동작을 기능 제어 프로토콜을 이용하여 제어한다(S640).
이로써 IOT 가전(610)은 사용자가 S605단계에서 요청한 동작을 수행한다(S645).
한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: AI 서버 210, 220: AI 스피커
310, 320: AI 게이트웨이 플러그인 장치
400: 인터페이스 게이트웨이 서버(IF GW 서버)
510~530: 제어 서버

Claims (5)

  1. 다수의 IOT(IOT: Internet Of Things) 가전들의 종류 및 제조사 중 어느 하나의 기준에 따라 설치되고, 상기 다수의 IOT 가전들을 무선 통신에 의해 제어하는 다수의 가전 제어 서버들;
    등록하기 위한 신규 IOT 가전의 모델명을 포함하는 정보(이하, '등록 요청 정보'라 한다)를 음성으로 입력받아 텍스트로 변환하며, 상기 변환된 텍스트를 로딩하는 방식이 상이한 다수의 AI 스피커들;
    상기 AI 스피커들 중 하나로부터 텍스트로 변환된 등록 요청 정보를 수신하면, 상기 수신된 등록 요청 정보 중 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 요청하는 인터페이스 게이트웨이 서버; 및
    상기 인터페이스 게이트웨이 서버의 요청에 의해 상기 모델명에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 검색하여 상기 인터페이스 게이트웨이 서버 및 상기 가전 제어 서버에게 전송하고, 검색 결과 미등록된 경우, 상기 신규 IOT 가전과 관련된 정보를 인터넷으로부터 수집 및 학습하여 상기 신규 IOT 가전의 종류, 모델명 및 기능을 분류하고, 상기 분류된 종류, 모델명 및 기능에 대한 정보를 학습하여 기능 별로 기능코드 및 설정값을 지정하는 프로토타입을 정의하고, 상기 정의된 프로토타입에 기반하여 기능 제어 프로토콜을 생성한 후, 상기 생성된 기능 제어 프로토콜을 DB에 저장하고 상기 인터페이스 게이트웨이 서버 및 상기 가전 제어 서버에게 전송하는 AI 서버;를 포함하고,
    상기 인터페이스 게이트웨이 서버와 상기 가전 제어 서버는 상기 AI 서버로부터 수신되는 기능 제어 프로토콜을 기반으로 상기 신규 IOT 가전을 등록하고,
    상기 인터페이스 게이트웨이 서버는 상기 등록 요청 정보 및 상기 신규 IOT 가전의 기능 제어를 위한 기능 제어 프로토콜을 기반으로 상기 가전 제어 서버와 통신하는 것을 특징으로 하는 IOT 가전 등록 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 게이트웨이 서버는,
    상기 AI 스피커들 중 하나로부터 수신된 등록 요청 정보를 분석하여 상기 신규 IOT 가전의 등록에 필요한 필수 정보가 누락된 경우, 상기 누락된 필수 정보를 상기 AI 스피커에게 요청하는 것을 특징으로 하는 IOT 가전 등록 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 게이트웨이 서버는,
    상기 AI 스피커들 중 하나로부터 상기 등록된 신규 IOT 가전의 기능 제어 명령을 수신하면, 상기 수신된 기능 제어 명령에 해당하는 기능 제어 프로토콜을 상기 가전 제어 서버에게 전송하고,
    상기 가전 제어 서버는 상기 수신된 기능 제어 명령에 해당하는 기능 제어 프로토콜에 기반하여 상기 신규 IOT 가전의 기능을 제어하는 것을 특징으로 하는 IOT 가전 등록 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 AI 스피커들 각각과 통신하며, 상기 AI 스피커들이 상기 변환된 텍스트를 제공하는 방식을 고려하여 상기 변환된 텍스트를 상이한 방식으로 로딩하고, 상기 로딩된 텍스트를 상기 인터페이스 게이트웨이 서버로 전송하는 다수의 AI 게이트웨이 플러그인 장치들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT 가전 등록 시스템.
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