KR102043196B1 - 조명 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서는 조명 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 여기서, 본 발명에 따른 조명 장치의 일 예는, 상기 조명 장치의 네트워크를 등록하는 제어부; 제1 채널을 통해 라우팅 경로로 조명 유닛들과 연결된 노드들의 네트워크 등록을 위한 제1 메시지를 브로드캐스트하는 게이트웨이; 및 복수의 조명 유닛들의 노드들을 포함하되, 상기 라우팅 경로 상에 브로드캐스트된 제1 메시지를 수신하지 못하여 제2 메시지를 브로드캐스하여 주변 노드(제2 노드)를 탐색하고, 탐색된 제2 노드로 네트워크 등록 요청을 위한 제3 메시지를 전송하는 제1 노드와, 상기 제1 노드와 통신을 위한 제2 채널을 할당하고 상기 할당된 제2 채널을 통해 상기 게이트웨이를 통해 제어부에 네트워크 등록을 하는 제2 노드가 포함된다.

Description

조명 장치 및 그 제어 방법{LIGHTING APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조명 장치 내 조명 디바이스(들)에 통신 과정에 문제가 있는 경우 이를 해결하기 위한 네트워크 등록, 설정 등을 위한 조명 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

오랜 역사를 가진 조명 산업은 여전히 조명 디바이스와 관련하여 광원, 발광 방식, 구동 방식 등에 대한 연구들이 진행되고 있다.

종래 조명 시스템은 백열전구, 방전등, 형광등과 같은 광원을 주로 사용하여, 가정용, 경관용, 산업용 등 다양한 분야에서 이용되었다.

다만, 종래 조명 시스템의 광원 중 백열전구와 같은 저항성 광원은 효율이 낮고 발열 문제가 있고, 방전등의 경우에는 높은 가격과 높은 전압으로 인한 문제가 있으며, 형광등의 경우 수은 사용에 의한 환경 문제가 있었다.

이러한 종래 조명 시스템에서의 광원 문제를 해결하기 위해 최근에는 효율, 색 다양성, 디자인의 자율성 등에 장점이 있는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 조명의 광원으로 관심이 증대되고 있으며 이를 위한 연구가 많이 이루어지고 있다.

발광 다이오드는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 대량 생산에 적합한 전기적, 광학적, 물리적 특성들을 가진다. 이러한 특성으로 인해 발광 다이오드가 전술한 종래 광원들을 빠르게 대체하고 있다.

한편, 빌딩과 같은 대형 건물이나 중소형 건물에는, 많은 수의 조명 디바이스들이 설치되고, 상기 설치된 조명 디바이스들에 네트워크를 등록하여야 하나, 라우팅 경로상에 장애물이 있거나 네트워크 사정 등에 문제가 있는 경우에 이를 직접 찾아야 하는 문제점 그리고 그것 때문에 전체 네트워크 등록에 문제가 발생하고 있다.

본 발명의 일 과제는, 기존 지그비 프로토콜이 지닌 음영 지역의 노드를 발견할 수 없는 한계점을 극복하고, 음영 지역의 노드가 스스로 등록할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는, 로스트 노드의 송출 파워를 높이더라도 전체 네트워크의 라우팅 경로 왜곡 현상이 발생하지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는, 로스트 노드 발생에 따른 대안 경로를 스스로 빠르게 탐색하고, 새로운 통신 채널로 안전하게 통신할 수 있도록 하는 것이다.

본 명세서에서는 조명 장치 및 그 제어 방법이 개시된다.

본 발명에 따른 조명 장치에서 조명 유닛들을 제어하는 방법의 일 예는, 게이트웨이에서 제1 채널을 통해 라우팅 경로로 조명 유닛들과 연결된 노드들의 네트워크 등록을 위한 제1 메시지를 브로드캐스트하는 단계; 상기 라우팅 경로 상에 브로드캐스트된 제1 메시지를 수신하지 못한 조명 유닛의 노드(제1 노드)에서 제2 메시지를 브로드캐스하여 주변 노드(제2 노드)를 탐색하는 단계; 상기 제1 노드에서 탐색된 제2 노드로 네트워크 등록 요청을 위한 제3 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 제2 노드에서 상기 제1 노드와 통신을 위한 제2 채널을 할당하고 상기 할당된 제2 채널을 통해 상기 게이트웨이를 통해 제어부에 네트워크 등록하는 단계를 포함하여 이루어진다.

다른 관점에서, 본 발명에 따른 조명 장치의 일 예는, 상기 조명 장치의 네트워크를 등록하는 제어부; 제1 채널을 통해 라우팅 경로로 조명 유닛들과 연결된 노드들의 네트워크 등록을 위한 제1 메시지를 브로드캐스트하는 게이트웨이; 및 복수의 조명 유닛들의 노드들을 포함하되, 상기 라우팅 경로 상에 브로드캐스트된 제1 메시지를 수신하지 못하여 제2 메시지를 브로드캐스하여 주변 노드(제2 노드)를 탐색하고, 탐색된 제2 노드로 네트워크 등록 요청을 위한 제3 메시지를 전송하는 제1 노드와, 상기 제1 노드와 통신을 위한 제2 채널을 할당하고 상기 할당된 제2 채널을 통해 상기 게이트웨이를 통해 제어부에 네트워크 등록을 하는 제2 노드가 포함된다.

본 발명에 따르면,

첫째, 기존 통신 프로토콜에 따를 경우 음영 지역의 노드를 발견할 수 없는 한계점을 극복하고, 음영 지역의 노드가 스스로 네트워크에 등록할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 로스트 노드의 송출 파워를 높이더라도 전체 네트워크의 라우팅 경로 왜곡 현상이 발생하지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 로스트 노드 발생에 따른 대안 경로를 스스로 빠르게 탐색하고, 새로운 통신 채널로 안전하게 통신할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 조명장치의 일 예를 도시한 개념도;
도 2는 도 1의 조명장치 내 각 구성요소 간 관계의 일 예를 도시한 도면;
도 3은 조명장치의 컨트롤러(20)의 상세 구성 블록도의 일 예를 도시한 도면;
도 4는 조명 장치 내 통신 네트워크 구성의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 5는 조명 장치 내 통신 네트워크 구성의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 6은 메쉬 네트워크 구성을 통한 조명 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면; 그리고
도 7은 메쉬 네트워크 구성을 통한 조명 제어 방법의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(lighting apparatus)를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

한편, 이하 본 명세서에서 제1 또는 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.

이하 본 명세서에서는, 본 발명의 이해를 돕고 설명의 편의를 위해, 조명장치 설정이나 제어만을 위한 수단으로서 상기 조명장치와 하나의 세트로 구성되는 조명장치 제어 전용수단은 제1 제어수단, 그 밖에 상기 제1 제어수단 이외에 조명장치를 위해 이용되는 수단은 제2 제어수단으로 명명하여 설명한다. 한편, 조명 장치는 해석상 조명 시스템으로, 조명 디바이스는 조명 유닛이나 발광 유닛 또는 발광부로 해석 또는 명명될 수 있다.

여기서, 제2 제어수단은 예컨대, 유/무선 네트워크(wired/wireless network)를 통해 조명장치 또는/및 제1 제어수단과 연결, 연동, 페어링(pairing)(이하 ‘페어링’이라 한다) 등이 가능한 모든 디바이스를 포함한다. 한편, 상기 제2 제어수단은, 디스플레이부를 구비할 수 있는데 예컨대, 디지털 TV, PC와 같은 고정형 디바이스(stand device)와, 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet pc), 노트북(notebook), 리모콘(remote controller)와 같은 모바일 디바이스(mobile device) 등 모든 전자디바이스(electronic device)를 포함할 수 있다.

한편, 하나의 실시 예로서 조명장치를 설정, 제어 등을 위해 특히, 제2 제어수단은 조명장치 제어를 위한 애플리케이션(application)을 다운로드 또는 그를 통해 포함하고, 조명장치 제어과정 등에 이용할 수 있다. 사용자는 소정 디바이스를 이용하여 조명장치를 제어할 수 있는지 판단하기 위해 애플리케이션의 존재 여부 등을 통해 판단할 수 있으며, 해당 디바이스에서 조명장치 제어를 위해 복잡한 과정 즉, 여러 뎁쓰(depth)를 거치지 않고 조명장치 제어 애플리케이션을 실행함으로써 바로 조명장치를 제어할 수 있다. 이 경우, 조명장치에서 페어링 과정 등은 미리 설정에 따라 자동으로 사용자의 별도의 요청 없이도 수행되어 사용자 편의를 기할 수 있다. 더욱 상세한 설명은 본 명세서 내 해당 부분에서 더욱 상세하게 설명하겠다.

상기에서, 유/무선 통신 프로토콜이라 함은, Wi-Fi, Wi-Fi direct, TCP/IP(Transfer Control Protocol/Internet Protocol), RS-232, RS-485, 지그비(Zigbee), LAN, LTE(Long Term Evolution), 블루투스(Bluetooth), 와이브로(Wibro), 와이맥스(Wimax) 등 다양한 통신 프로토콜을 모두 포함할 수 있다.

또한, 조명장치, 제1 제어수단 또는/및 제2 제어수단 사이에 프로토콜이 상이할 수도 있는바, 각 구성요소는 다른 통신 프로토콜과의 연동이나 관련 어댑터(adaptor) 등을 필요에 따라 다운로드하거나 더 구비하여 변환 처리 등을 할 수도 있다. 다만, 이하에서는 편의상, 지그비 통신 프로토콜을 실시 예로 하여 설명하나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 조명장치의 일 예를 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1의 조명장치 내 각 구성요소 간 관계의 일 예를 도시한 도면이다.

본 명세서에서 개시하는 조명 장치의 일 실시예는, 상기 조명 장치의 네트워크를 등록하는 제어부; 제1 채널을 통해 라우팅 경로로 조명 유닛들과 연결된 노드들의 네트워크 등록을 위한 제1 메시지를 브로드캐스트하는 게이트웨이; 및 복수의 조명 유닛들의 노드들을 포함하되, 상기 라우팅 경로 상에 브로드캐스트된 제1 메시지를 수신하지 못하여 제2 메시지를 브로드캐스하여 주변 노드(제2 노드)를 탐색하고, 탐색된 제2 노드로 네트워크 등록 요청을 위한 제3 메시지를 전송하는 제1 노드와, 상기 제1 노드와 통신을 위한 제2 채널을 할당하고 상기 할당된 제2 채널을 통해 상기 게이트웨이를 통해 제어부에 네트워크 등록을 하는 제2 노드가 포함할 수 있다.

여기서, 상기 라우팅 경로 상에 상기 제1 노드와 통신하던 제3 노드는, 상기 제1 노드를 상기 라우팅 경로에서 삭제하고 라우팅 경로를 재탐색을 위한 제4 메시지를 상기 게이트웨이로 전송하고, 상기 제3 노드는, 상기 라우팅 경로 상의 주변 노드들로 상기 제1 노드의 식별 정보가 포함된 제5 메시지를 전송할 수 있다.

또한, 상기 제5 메시지를 수신한 주변 노드들은, 상기 제1 노드에서 브로드캐스트되는 제2 메시지 수신 여부를 확인할 수 있다.

한편, 상기 제1 노드는, 상기 제1 또는/및 제4 메시지가 수신되지 않으면, 상기 제2 노드를 탐색하기 위해 상기 제2 메시지의 브로드캐스트를 위한 송출 파워를 단계적으로 높여 브로드캐스트하고, 상기 제2 메시지를 상기 제1 채널을 통해 브로드캐스트한다.

또한, 상기 제2 노드는, 상기 게이트웨이를 통해 상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록 요청하고, 상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록함에 있어서, 상기 게이트웨이로 전송은 상기 라우팅 경로에 따를 수 있다.

그 밖에, 상기 새로운 경로에 대한 정보는, 상기 제1 노드에 대한 식별자 정보, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이의 송출 파워에 대한 정보 및 제2 채널에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 메시지는, 해당 메시지를 브로드캐스트하는 송출 파워에 대한 정보와 자신의 식별자 정보 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.

조명장치는, 크게 관리부(management part), 제어부(control part) 및 디바이스부(device part)로 구분한다.

관리부는, 감시반(80)을 포함하며, 웹 서버(web server)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 감시반(80)은, 관리 소프트웨어(managing software) 또는 상기 관리 소프트웨어에 의해 동작되는 하드웨어(hardware)일 수 있다. 웹 서버는, 네트워크를 통해 연결되는 다른 디바이스(들)과 연결될 수 있고, 조명장치에 대한 다양한 요청, (제어) 입력 등을 수신하여 전달한다.

관리부는, 제어부 내 컨트롤러(controller)(20)와 TCP/IP 또는 SOAP/XML(Simple Object Access Protocol/Extensible Markup Language) 방식으로 연결될 수 있으며, 조명장치에 대한 설정(setting), 제어(controlling), 모니터링(monitering), 정보 교환(data exchange) 등을 수행한다.

제어부는, 컨트롤러(20), 게이트웨이(GateWay)(30), 인터페이스부(interface unit)(10) 등을 포함한다.

컨트롤러(20)는, 인터페이스부(10), 게이트웨이(30) 등과 소정 방식 예컨대, TCP/IP 방식 등으로 연결되며, 상기 게이트웨이(30)를 통해 디바이스부를 제어한다.

인터페이스부(10)는, 제어 터치 패널(Control Touch Panel)을 제공하며, 다른 디바이스와의 페어링 등에 필요한 인터페이싱에 이용될 수 있다.

디바이스부는, 하이브리드 솔루션(hybrid solution) 형태로 구현된 디바이스를 포함한다. 그러나, 상기 디바이스부는 레거시 솔루션(legacy solution)(미도시) 형태로 구현된 디바이스도 포함할 수 있다. 하이브리드 솔루션은 예를 들어, 다양한 목적의 디바이스들이 조합되어 하나의 세트(set)를 구성한 솔루션을 말한다.

도 1 내지 2에 도시된 하이브리드 솔루션의 일 예는, 게이트웨이(30)와 연결된 브릿지 디바이스(Bridge Device: BD)(40,50), 상기 브릿지 디바이스(BD)(40,50)에 연결되는 복수의 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53), 프로그램 스위치(program switch)(60), 하나 또는 그 이상의 센서(sensor)(70)들 등의 조합으로 하나의 세트(SET)로 구성될 수 있다. 또는, 하이브리드 솔루션은, 복수의 게이트웨이들(30)을 포함하거나 하나의 게이트웨이(30)에 복수의 브릿지 디바이스(BD)(40,50)들이 연결된 경우도 포함한다. 여기서, 발광부는 본 명세서에서 조명 디바이스 또는 LED 디바이스와 같은 명칭으로 설명될 수도 있다.

도시되진 않았으나, 레거시 솔루션은 컨트롤러(20)와 3rd 파티 프로토콜(3rd Party Protocol) 방식으로 연결되며, 망 제어 장치(Network Control Unit; NCU), 조명 접속 장치(Lighting Interface Unit; LIU), 중앙처리장치(Central Processing Unit; CPU), 전송 장치(Transmission Unit; TU), 릴레이(relay), 프로그램 스위치 등을 하나 또는 그 이상 조합하여 구성할 수 있다.

또한, 조명장치는, 빌딩(Building)(B)과 같은 대형 건물과 가정(Home)(H)과 같은 중, 소형 건물에 구비될 수 있다.

건물은, 적어도 하나 이상의 브릿지 디바이스(BD)(40,50)와, 각 브릿지 디바이스(BD)와 연결되고 통신 가능한 복수의 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)가 요구될 수도 있다.

브릿지 디바이스(BD)는, 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)의 온/오프, 디밍 등의 레벨을 제어하는 프로그램스위치(60), 조도 등을 감지하는 센서(sensor)(70) 등이 더 연결되어 서로 통신할 수 있다.

감시반(80)과 컨트롤러(20)는, 실시간으로 건물 내 각 층 또는 특정 구역에 설치된 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)의 온/오프, 조도 등을 포함하는 각 상태 정보 또는 전력 사용량 등을 관리하여 불필요한 에너지의 사용처를 찾아서 그 낭비를 최소화하고, 건물의 설비 관리 및 설비 운전 보수 관리, 건물 내부 환경의 유지와 그로 인해 소비되는 에너지, 물질을 관리할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 조명(L)은 전술한 복수의 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)를 의미한다.

발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)는, 발광 유닛(Light Emitting Device; LED)을 포함하며, 평판 타입(flat type), 벌브 타입(bulb type), PAR 타입 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)는, 발광 유닛에 전원을 공급하며, 각 발광 유닛을 서로 연결/해제하는 수단을 포함한 통신 모듈(communication module)(예컨대, 지그비 통신 모듈)을 더 포함할 수 있다.

감시반(80)은, 컨트롤러(20)에 실제 연결되어 있는 조명(L)에 대해 사용자가 설정하는 내용 즉, 설정 정보를 데이터베이스(database)에 저장하고, 컨트롤러(20)에 설정 정보를 전송한다.

감시반(80)은, 일반적으로 널리 알려진 HTTP((HyperText Transfer Protocol), HTTPS(Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol, 간이 전자 우편 전송 프로토콜) 등을 사용하여 XML 기반의 메시지를 네트워크상에서 교환하는 형태의 프로토콜인 SOAP 또는 홈 자동화용 통신 프로토콜(Home Automation and Control network: HACnet)로 컨트롤러(20)와 통신할 수 있다.

또한, 감시반(80)은, 컨트롤러(20)에 요청하여 저장되어 있는 조명(L) 설정 정보를 불러올 수 있으며, 컨트롤러(20)에 스케줄 제어 정보를 전송하고, 조명장치에 대한 그룹 또는 개별 단위 제어를 요청할 수 있고, 조명(L)을 모니터링할 수 있다. 이 경우, 감시반(80)은 센서(70)에서 수집된 정보를 받아 상기와 같은 제어 동작을 수행하도록 제어할 수도 있다.

인터페이스부(10)는, 조명(L)에 대한 제어 명령의 입력 또는 상기 조명(L)의 상태 정보의 표시를 담당하는 디스플레이 패널(display panel)을 포함할 수 있다.

인터페이스부(10)는, 컨트롤러(20)와 통신하며, 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface; GUI)를 통해 사용자가 요청한 조명에 대한 그룹 또는 개별 단위 제어 등을 위한 제어 명령을 컨트롤러(20)로 전송하고, 상기 컨트롤러(20)로부터 수행 결과(응답)를 수신하여 표시할 수 있다. 상기에서 그룹 단위라 함은, 복수의 조명을 포함하는 의미와 함께 층 단위 또는 소정 구역 단위의 조명을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

컨트롤러(20)는, 외부 디바이스와 통신을 수행하며, 조명에 대한 제어 및 모니터링 과정을 수행할 수 있다. 여기서, 외부 디바이스는 예를 들어, 감시반(80), 인터페이스부(10) 및 게이트웨이(30) 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

게이트웨이(30)는, 컨트롤러(20)와 통신하여 조명에 대한 그룹 또는 개별 단위 제어를 위한 제어 명령을 전달받아 수행하고, 수행 결과를 컨트롤러(20)에 전달한다. 이러한 게이트웨이(30)는 예를 들어, 지그비 게이트웨이일 수 있다.

브릿지 디바이스(BD)(40,50)는, 게이트웨이(30) 및 복수의 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)와 통신 가능하게 연결되어 상기 게이트웨이(30)로부터 전달된 제어 명령을 해당 발광부로 전달한다. 또한, 브릿지 디바이스(BD)(40,50)는, 각 발광부의 응답(response) 또는 이벤트(event) 정보를 게이트웨이(30)로 전달할 수 있다.

각 브릿지 디바이스(BD)(40,50)는, 복수의 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)와 각각 통신 가능하게 연결되며, 최대 12개의 발광부와 연결될 수 있다.

상기에서, 브릿지 디바이스(BD)(40,50)와 게이트웨이(30)는 지그비로 연결될 수 있다. 또한, 각 브릿지 디바이스(BD)(40 또는 50)와 해당 발광부는 직렬 연결 방식인 RS-485로 연결될 수 있다. 즉, 브릿지 디바이스(BD)(40,50)와 게이트웨이(30)의 연결 방식과 각 브릿지 디바이스(BD)(40 또는 50)와 해당 발광 유닛(41 내지 43 또는 51 내지 53) 연결 방식은 서로 상이할 수 있다. 또는, 상기 브릿지 디바이스(BD)(40,50)와 게이트웨이(30)의 연결 방식과 각 브릿지 디바이스(BD)(40 또는 50)와 해당 발광부의 연결 방식이 서로 동일할 수도 있다. 즉, 각 브릿지 디바이스(BD)(40 또는 50)와 해당 발광부 사이는 지그비로 연결될 수도 있다.

브릿지 디바이스(BD)(40,50)는, 주소 데이터(address data)를 생성하고 이를 패킷(packet) 형태로 각 발광부로 전달하거나 전달받은 제어 데이터를 발광부로 재전달할 수 있다. 필요한 경우, 브릿지 디바이스(BD)(40,50)는 제어 데이터를 발광부로 재전달하기 위해 소정 포맷으로 변경하고, 변경된 제어 데이터를 포함한 패킷을 생성할 수도 있다. 또한, 상기에서 주소 데이터는, 브릿지 디바이스(BD)(40,50)가 아닌 컨트롤러(20) 등에서 생성되어 브릿지 디바이스(BD)(40,50)를 통해 각 발광부로 전달될 수도 있다.

인터페이스부(10)와 각 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53) 사이의 제어 명령 전송 과정을 간략하게 설명하면, 다음과 같다.

우선, 인터페이스부(10)를 통하여 입력된 제어 명령은, 컨트롤러(20), 게이트웨이(30) 및 해당 발광부(예를 들어, 41)과 통신 가능하게 연결된 브릿지 디바이스(BD)(예를 들어, 40)를 통하여 차례로 전송될 수 있다.

또한, 각 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53)와 관련된 응답 또는 이벤트 정보는, 해당 발광부(예를 들어, 41)과 통신 가능하게 연결된 브릿지 디바이스(BD)(예를 들어, 40), 게이트웨이(30), 컨트롤러(20) 및 인터페이스부(10)로 차례로 전송될 수 있다.

상술한 도 1 내지 2의 구성 요소들은 본 발명의 기술 사상에 대한 이해를 돕고 출원인의 설명 편의를 위해 도시한 것으로, 도시된 모든 구성 요소가 반드시 필수적인 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성이 제외되거나 추가되어 조명장치가 구현될 수도 있다.

도 3은 조명장치의 컨트롤러(20)의 상세 구성 블록도의 일 예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 컨트롤러(20)는, 마이컴(MiCom)(21), 연결 관리 모듈(22), 통신 모듈(23), SOAP 커넥션 매니저(24) 및 HACnet 커넥션 매니저(25)를 포함할 수 있다.

마이컴(21)은, 조명 제어 처리를 담당하는 모듈로서, 각각의 SOAP 커넥션 매니저(24), HACnet 커넥션 매니저(25) 등을 통해 인터페이스부(10) 또는 감시반(80)으로부터 수신되는 조명 제어 요청을 통신 모듈(23)에게 전달하여 요청된 조명에 대한 제어가 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 마이컴(21)은, 요청된 조명에 대한 제어에 따른 응답 또는 이벤트 정보를 연결 관리 모듈(22)을 통해서 인터페이스부(10) 또는 감시반(80)으로 전달한다.

마이컴(21)은, 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53, 또는 조명 L), 스위치(60) 또는 센서(70)의 그룹 단위 제어, 개별 단위 제어, 패턴 제어(pattern control), 스케줄 제어(schedule control), 정/복전 제어, 조도 센서 연동 제어 등을 수행할 수 있다.

통신 모듈(23)은, 컨트롤러(20)와 게이트웨이(30)의 통신을 담당한다. 상기 통신 모듈(23)은, 마이컴(21)의 제어 요청을 발광부(41 내지 43 및 51 내지 53, 또는 조명 L), 스위치(60) 또는 센서(70) 등이 인식할 수 있는 패킷으로 재구성(변환)하여 게이트웨이(30)로 전달한다. 통신 모듈(23)과 게이트웨이(30)는 예를 들어, TCP/IP로 정보를 송수신할 수 있다. 또한, 통신 모듈(23)은, 전달에 따른 응답 또는 이벤트 정보를 게이트웨이(30)로부터 수신하여 마이컴(21)에게 전달한다.

연결 관리 모듈(22), SOAP 커넥션 매니저(24) 및 HACnet 커넥션 매니저(25)는, 인터페이스부(10)로부터 제어 요청을 수신하면, 제어 요청을 컨트롤러(20) 내부에서 인식할 수 있는 내부 언어로 변환하고 마이컴(21)으로 전달한다. 다시 말하면, 연결 관리 모듈(22) 및 각 매니저(24, 25)는, 연결된 감시반(80) 또는 인터페이스(10)와의 해당 프로토콜을 해석 또는/및 변환할 수 있어야 한다.

도 4는 조명 장치 내 통신 네트워크 구성의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 조명 장치 내 통신 네트워크의 일 실시예는, 라이팅 컨트롤러(LC)(410), 게이트웨이(Gateway, GW) 및 조명 디바이스(들)(431 내지 43N, 여기서 N은 양의 정수) 사이에 이루어진다. 다른 실시예로, 도 4의 도면부호 410이 게이트웨이(GW), 420이 브릿지 디바이스(BD), 그리고 431 내지 43N이 조명 디바이스들을 의미할 수도 있다. 다만, 편의상 본 명세서에서는 전자를 예로 하여 이하에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아님은 미리 밝혀둔다.

전술한 바와 같이, 라이팅 컨트롤러(LC)(410)는 조명 장치 전체의 제어부의 기능을 수행한다. 예를 들어, 조명 장치 내 제어수단 등의 사용자 인터페이스(User Interface, UI)를 통해 입력된 제어 커맨드를 게이트웨이를 통하여 각 조명 디바이스, 프로그램 스위치로 전달하여 사용자의 요청된 즉, 의도된 제어가 이루어지도록 한다.

한편, 게이트웨이(GW)(420)는 상술한 라이팅 컨트롤러(LC)(410)와 조명 디바이스(들), 프로그램 스위치, 센서(들) 등의 사이에서 네트워크 중계 역할 및 제어 기능 등을 수행하는 하드웨어 구성으로서, 조명 장치에서 통상적으로 이용하는 지그비 네트워크에 기인하여 지그비 게이트웨이(Zigbee Gateway, GW)라 명명되며, 경우에 따라 라우터(Router), 액세스 포인트(Access Point), 바일 라우터 등의 이름으로 명명될 수도 있다.

이러한 게이트웨이(GW)(420)는, 통신 모뎀을 내장하여 다양한 통신 방식을 지원할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(GW)(420)는, 지그비 통신 모듈을 포함하여 지그비 통신 네트워크뿐만 아니라 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wifi), 와이파이-다이렉트(Wi-fi direct, Wi-Di), 3G(generation), 4G, 와이브로(WiBro), 와이맥스(WiMax) 등 무선 통신 방식을 해당 통신 모듈을 구비하여 지원 가능하다.

통상적으로, 게이트웨이는, 지그비 통신 방식으로 브릿지 디바이스, 디밍 디바이스, 다운라이트 디바이스, 지그비 모뎀 내장 LED 평판, 벌브, PAR 타입 조명장치 등 다른 지그비 디바이스와 무선 통신 방식으로 통신할 수 있다.

도 4를 참조하면, 기본적으로 게이트웨이(GW)(420)는 자신이 관리하는 또는 관리할 노드들(nodes)을 탐색한다. 게이트웨이(GW)(420)는, 상기 탐색된 각 노드에 대한 네트워크 정보(network information) 등을 포함한 라우팅 테이블(routing table)을 생성한다. 여기서, 상기 라우팅 테이블 생성을 통하여 조명 장치 내 통신 네트워크는 상호 간에 다양한 신호 송수신을 위한 준비가 완료될 수 있는데, 이를 위해 게이트웨이(GW)(420)는 모든 노드로 네트워크 초기화 제어 명령을 포함한 패킷을 브로드캐스팅 한다.

각 노드에서는 랜덤(random)한 타임슬롯(time slot)에 네트워크에 등록을 요청하는 레지스터 메시지(register message)를 포함한 패킷을 게이트웨이(GW)(420)로 브로드캐스팅 한다. 이 경우 각 노드는 노드 식별자 정보를 상기 패킷을 통해 함께 전송할 수 있다.

여기서, 상기 노드에서 게이트웨이(GW)(420)로의 패킷 브로드캐스팅은 예를 들어, 각각 개별적으로 직접 상기 게이트웨이(GW)(420)로 브로드캐스팅하는 것이 아니라 각 노드들이 상호 간에 연결되어 구성된 메쉬 무선 네트워크를 통하여 상기 브로드캐스팅이 이루어질 수 있다.

예를 들어, 제1 노드는 게이트웨이(GW)(420)의 네트워크 초기화 제어 명령 브로드캐스트 수신에 따라 자신도 네트워크에 등록하기 위해 직접 또는 다른 노드를 통하여 레지스터 메시지를 포함한 패킷을 상기 게이트웨이(GW)(420)로 브로드캐스트하는데, 이때 다른 노드로부터 브로드캐스트된 패킷이 자신의 노드로 수신되면, 자신의 네트워크 등록을 위한 레지스터 메시지 포함 패킷의 브로드캐스는 일시 중단한다.

상술한 과정을 통해 모든 노드들의 레지스터 메시지 포함 패킷의 브로드캐스트가 이루어지면, 게이트웨이(GW)(420)는 상기 각 노드로부터 브로드캐스트된 패킷 내 레지스터 메시지와 노드 식별자에 기초하여 라우팅 테이블을 생성한다. 상기와 같이, 라우팅 테이블 생성 과정 또는 그 이후에 게이트웨이(GW)(420)는 각 해당 노드에게 네트워크에 등록이 완료되었음을 알리는 레지스터-리스펀스(register-response) 커맨드를 포함한 패킷을 전송한다.

한편, 메쉬 네트워크(Mesh network) 또는 통신 네트워크는, 한 개의 노드에 대해 상술한 과정을 통해 네트워크 등록 및 레지스터-리스펀스가 완료되면, 다음 노드에 대해서 상술한 과정을 반복하여 등록 절차를 수행할 수 있다.

도 5는 조명 장치 내 통신 네트워크 구성의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 5에서도 기본적으로 전술한 도 4와 동일 또는 유사한 방식으로 메쉬 네트워크 즉, 통신 네트워크를 등록하고 활성화한다.

다만, 도 5를 참조하면, Z3, Z4, Z5 및 Zj 주변에 벽(Sm)이 존재한다. 이러한 경우에는 예를 들어, Z4는 로스트 노드(lost node)가 된다. 여기서, 로스트 노드라 함은 게이트웨이(GW)(420) 또는 라이팅 컨트롤러(410)의 네트워크에 속하고 그 등록 및 제어의 대상이 되나 통신, 네트워크 등의 문제로 인해 도 4의 방식만으로는 등록이 불가능한 노드를 통칭한다.

여기서, 도 4의 방식만으로는 예를 들어, 로스트 노드를 탐색하지도 못할 뿐만 아니라 만약 로스트 노드가 탐색되었다 하더라도 해당 노드를 로스트 노드로 만든 물리적인 또는 논리적인 문제 그 자체를 해결하지 못하는 한 해당 로스트 노드의 등록 및 이용은 불가하여 의미 없는 로드가 될 뿐이다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 후술하는 무선 메쉬 네트워크 방식을 이용할 수 있다.

여기서, 문제되는 것은, 첫째, 로스트 노드를 탐색하는 것이고, 둘째는 탐색된 로스트 노드를 게이트웨이(GW)(420)에 등록하는 것이다.

예를 들어, 게이트웨이(GW)(420)의 신호를 직접 수신하지 못하는 노드(로스트 노드)들은 다른 노드를 통해서 게이트웨이(GW)(420)에 등록하여야 하며, 로스트 노드는 다른 노드들(N1, N2, …, Ni,…, Nm)이 브로드 캐스팅하는 메시지의 신호의 강도를 측정하여 가장 큰 신호를 송출하는 노드에게 레지스터 메시지를 브로드캐스팅 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 건물의 모서리에 위치한 Z4 노드에게 게이트웨이의 브로드캐스트 메시지는 원칙적으로 Z3 노드에서 Z4 노드로 전송된다. 하지만, 상기 메시지가 Z4 노드에서 수신되지 못한 경우에, Z4 노드 스스로 대안 경로의 메쉬 네트워크를 구성한다.

본 명세서에서는, 게이트웨이(GW)(420)는 네트워크 전체에 경로 재탐색 명령을 브로드캐스팅 한다. 이 경우 게이트웨이(GW)(420)는 경로 내에 로스트 노드의 유무에 대해 계속하여 체크하면 다른 노드에 대한 등록 및 제어 등이 모두 지연되어 사용자의 요청 등에 적절히 대응할 수 없게 된다. 따라서, 본 명세서에서는 게이트웨이(GW)(420)는 경로 탐색 요청 및 재탐색 요청에 의해 수신된 메시지만으로 라우팅 테이블을 생성하고 네트워크 등록을 수행하고, 기타 제어 명령을 스탠바이 한다. 다만, 여기서, 게이트웨이(GW)(420)가 아니라 로스트 노드에서 적극적으로 즉, 스스로 네트워크 등록을 위한 과정을 수행한다.

로스트 노드가 직접 스스로 네트워크 등록을 위해 수행하는 과정은 예를 들어, 메시지 포함 패킷을 브로드캐스팅하는 신호의 파워 즉, 송출 전력을 단계적으로 높여 가거나 혹은 인접 노드를 통해 네트워크 등록을 요청할 수 있다.

로스트 노드는 자신이 게이트웨이(GW)(420)처럼 등록 메시지를 인접 노드들로 브로드캐스하고 그 응답을 리턴 받는다. 여기서, 복수 개의 응답이 리턴된 경우, 로스트 노드는 가장 근접하거나 가장 신호의 세기가 큰 노드를 선택하여 그를 통해 게이트웨이(GW)(420)로 네트워크 등록을 시도할 수 있다. 이때, 로스트 노드는 이러한 과정 수행시 특별한 식별자를 패킷에 포함하여 자신이 로스트 노드임을 밝힐 수 있다. 이를 통해 인접한 노드들과 패킷 송수신시 신호의 세기가 세거나 근접하였더라도 해당 인접 노드 역시 로스트 노드인 경우에는 이용이 불가능하거나 이용 효율이 떨어지므로 다른 노드를 선택할 수 있게 된다.

따라서, 로스트 노드에서 게이트웨이(GW)(420)로의 네트워크 등록을 위한 인접 노드를 적어도 한 개 이상 선택한 경우에는 이전 채널 또는 공용 채널을 대신하여 새로운 채널을 생성하여 향후에도 계속하여 인접 노드와 통신할 수 있다. 여기서, 상기 새로운 채널은 예를 들어, 로스트 노드 또는 선택된 인접 노드 혹은 게이트웨이(GW)(420)에서 생성할 수 있다.

도 5의 무선 메쉬 네트워크 설정 방식을 이용하면, 지그비 프로토콜이 지닌 음영 지역의 노드 즉, 로스트 노드를 발견할 수 없는 문제점을 해결할 수 있고, 상기 음영 지역의 로스트 노드가 스스로 게이트웨이(GW)(420)나 라이팅 컨트롤러(LC)(410)에 등록할 수 있어 상기 구성의 로드를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 네트워크 내 처리 프로세스 자체의 속도 및 효율을 비약적으로 개선할 수 있다.

또한, 음영 지역의 로스트 노드(Z4)가 해당 그룹이 공유하는 공용 채널을 사용하여 신호 송출 파워를 높여서 네트워크에 등록하고, 네트워크 등록 후에도 공용 채널을 사용하게 되면, 공용 채널을 Z4에게 패킷을 포워딩하는 최종 노드인 Zj 또한 파워를 높이게 되어, 라우팅 경로가 왜곡되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 무한정 신호 송출 파워를 높이는 것은 문제가 발생하고 전력 소모가 많아 비효율적일 수 있다. 따라서, 로스트 노드(Z4)에서 적절히 신호 송출 파워를 높여 인접 노드(Zj)와 페어링되면 즉, 파워 업은 인접 노드와 페어링 과정에서만 이용하여 그 이후에는 페어링된 인접 노드와 새로운 채널을 할당하여 통신함으로써 상기와 같은 문제도 해결 가능하다. 즉, 상기 신호 송출 파워를 높이는 것은 단지 인접 노드를 탐색하고 그와 통신하기 위해서만 이용될 수 있다. 이후에는 할당된 새로운 채널을 이용하면 된다. 다만, 상기 할당된 새로운 채널을 이용하는 경우라고 할지라도 신호의 송출 파워가 어느 정도 필요하다면, 그에 맞게 적절히 신호의 송출 파워를 인접 노드와의 통신을 위해 높일 수는 있다.

이는 또한, 본격적인 통신을 위한 채널을 새로이 할당함으로써 다른 노드들의 라우팅 경로 설정 등에 전혀 영향을 주지 않아 효율적인 방식이 될 수 있다.

한편, 상기에서, 왜곡되는 현상이라 함은, 정상 경로가 Z1 -> Z2 -> Z3 -> Z5 -> Zj 인데, Zj가 파워를 높이면, Z3이 수신된 신호가 가장 센 노드로 경로를 변경하게 되어, Z3 -> Zj로 경로가 변경될 수 있다. 즉, 특정 노드(Z3)에게 패킷이 집중되는 현상이 발생하여 오동작의 가능성이 높아지고, 다른 노드들(Z4)은 해당 과정에서 제외되어 무의미하게 될 수 있다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라, Z3 -> Z5 -> Zj -> Z4의 대안 경로를 빠르게 탐색하고, 새로운 통신 채널을 할당하여 안전하게 통신하는 것이 바람직하다.

이러한 내용은 결국 로스트 노드의 네트워크 등록 과정에서 각 노드의 라우팅 테이블을 다시 업데이트하게 한다. 즉, 각 노드는 로스트 노드의 등록을 위한 라우팅 경로를 별도로 업데이트할 수 있다. 다만, 기존 라우팅 경로와 로스트 노드의 라우팅 경로와 관계가 없거나 상기 로스트 노드의 라우팅 경로에 관여하지 않는 노드의 경우에는 라우팅 테이블을 별도로 업데이트 하지 않아도 된다.

이하, 도 6을 참조하여, 각 구성요소 간에 보다 상세한 조명 제어 방법에 대해 설명하면, 다음과 같다.

도 6은 메쉬 네트워크 구성을 통한 조명 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 5 및 6을 참조하면, 로스트 노드를 탐색 가능한 대안 경로가 존재하고, 라이팅 컨트롤러(LC)(410)는 네트워크 초기화 동작시 네트워크 내 존재하는 모든 지그비 노드들을 찾기 위해 초기화 메시지를 브로드캐스트한다(S102).

또한, 각 노드에는 항상 전원이 공급되어야 한다. 예컨대, 로스트 노드가 되는 이유가 전원 공급 불량인 경우에는 상술한 대안 경로 방식을 적용하는 것은 논외로 한다.

그 밖에, 네트워크 초기화 동작 시에 각 노드는 동일한 공용 채널을 사용하는 것을 가정한다.

또한, 지그비 프로토콜에서 정한 소정 주기로 랜덤 액세스가 허용된 타임 슬롯 구간 내 임의의 타임 슬롯에 랜덤 액세스 시도가 가능할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 명세서에서 개시하는 방법은 라이팅 컨트롤러(LC)(410)나 게이트웨이(GW)(420)가 주체가 아니라 각 종단 디바이스 즉, 조명 디바이스가 주체가 되어 자신이 로스트 노드가 되었음을 인식하고 그 해결을 위한 과정을 수행하는 것이다.

본 명세서에서 개시하는 방법은 예를 들어, 게이트웨이(GW)(420)의 신호를 직접 수신하지 못하는 노드들 즉, 로스트 노드들을 관리하는 중간 관리자 노드를 선정할 수 있다. 여기서, 중간 관리자 노드는 음영지역에 위치한 노드들과 제어명령 송수신 절차를 거치면서 송출 파워를 조절할 수 있다. 한편, 중간 관리자 노드(Mi)는 음영 지역 노드들을 등록하여 관리할 수 있다. 다른 중간 관리자 노드는 Mi로 지칭할 수 있다. 또한, 중간 관리자 노드(Mi)는 로스트 노드로 적어도 한 번 이상 판명되었거나 가능성이 높은 노드의 인접한 노드(들)이 지정될 수도 있다.

이의 목적은 되도록 빨리 음영지역의 로스트 노드(들)을 발견하고, 발견된 로스트 노드(들)이 라이팅 컨트롤러(LC)(410) 및 게이트웨이(GW)(420) 등에 등록하기 위한 것이다.

본 명세서에 따르면, 라이팅 컨트롤러(LC)(410)에 등록을 하지 못한 노드(Ni)는 네트워크 등록 초기화 단계에서 송출 전력을 단계적으로 높이며, 근접한 노드(Nj)를 통하여 네트워크 그룹의 공용 채널을 통하여 네트워크 등록을 한다.

또한, 상기 네트워크 등록 이후, 로스트 노드는, 근접한 노드(Nj)와 송출 전력 재할당 과정과 통신 채널 변경 과정을 수행한다.

상기 과정들을 통해 Ni와 Nj 사이에 확정된 파워와 새로운 채널을 라이팅 컨트롤러(LC)(410)에게 등록한다.

그 밖에, 라이팅 컨트롤러(LC)(410)는 게이트웨이(GW)(420)가 각 노드들에게 전송하는 주기와 스케줄링에 상기 등록된 정보를 반영한다

본 발명과 관련하여, 기존 라우팅 경로 업데이트 알고리즘은 주기적(ex: 4시간마다)으로 게이트웨이(GW)(420)가 지그비 노드에게 업데이트 제어 명령을 전송하는데 반해서, 본 발명은 네트워크에 등록할 노드의 전체 개수가 정해져 있어서 전체 노드들이 등록하지 않으면, 등록되지 않은 노드를 찾기 위해서 채널 등록요청 메시지를 라이팅 컨트롤러(LC)(410) -> 게이트웨이(GW)(420) -> 노드들에게 브로드 캐스팅한다(S104).

연결이 끊긴 노드가 탐지되거나 특정 노드의 낮은 링크 속도, 높은 링크 실패율 등을 고려하여 끊긴 노드와 통신하던 노드가 게이트웨이(GW)(420)에게 해당 노드가 라우팅 경로에서 끊긴 노드를 삭제하고 라우팅 경로를 재탐색하겠다는 메시지를 보낸다(S106).

Z3이 로스트 노드의 식별자를 다른 노드들로 원래 라우팅 경로에 따라 브로드캐스트하면(S108), 각 노드들은 인접한 노드들이 브로드캐스팅하는 메시지를 수신하여 확인한다.

Z5가 로스트 노드가 브로드캐스팅하는 메시지를 수신하지 못하면, 로스트 노드의 식별자를 다시 라우팅 경로 상의 다른 인접 노드로 브로드캐스팅 한다(S110).

이러한 과정은 특정 노드가 로스트 노드가 브로드캐스팅하는 메시지를 수신할 때까지 계속하여 라우팅 경로 상의 인접 노드들에 대해 수행된다.

로스트 노드(Z4)에 인접한 노드(Zj)은 Z5가 브로드캐스팅한 메시지를 듣고, 다음 번 리스닝 주소에 Z4가 브로드 캐스팅하는 메시지를 듣기 위하여 리스닝한다.

Z4는 공장에서 출시된 이후 또는 공장 리셋 이후에 최초 동작 시에 네트워크에 등록하기 위하여, 리스닝 주기마다 주변 노드들이 브로드캐스팅하는 메시지를 수신한다.

이때, 수신되는 신호가 전혀 없으면, Z4 스스로 단계적으로 상기 메시지를 브로드캐스팅하는 신호 송출 파워를 높이면서 네트워크 등록 요청 메시지(Network Registration Request message)을 공용 채널을 통하여 계속하여 브로드캐스팅한다.

여기서, 상기 네트워크 등록 요청 메시지는 송출 파워, 자신의 식별자 등을 포함할 수 있다.

Z4의 브로드캐스팅 메시지를 Zj가 수신하면(S112), Z4에게 Zj가 Z4의 메시지를 수신했다는 응답 메시지를 전송하고(S114), Zj와 Z4 사이에 사용할 새로운 채널을 할당하여 공용 채널을 통하여 Z4에게 통보한다(S116).

이는 연결성을 가장 중요하게 고려하여 문제가 발생된 로스트 노드(Z4)의 인접 노드의 송출 파워를 높이면 다른 노드가 영향을 받지 않도록, Z4와 통신하는 Zj가 사용하는 채널을 변경하고, Zj는 게이트웨이(GW)(420)를 통해서 라이팅 컨트롤러(LC)(410)에게 이러한 라우팅 경로를 등록한다(S122,S124,S126,S128).

Z4는 Zj에게 새로 할당된 채널을 잘 받았다는 응답을 Zj에게 보낸다(S120).

Zj는 Zj -> Z5 -> Z3 -> Z2 -> Z1 -> GW -> 라이팅 컨트롤러(LC)(410)에 Z4 정보(새로 할당된 채널, 식별자(id), 송출 파워 등)을 통보하고, 라이팅 컨트롤러(LC)(410)는 Z4의 경로를 등록해 준다.

도 7은 메쉬 네트워크 구성을 통한 조명 제어 방법의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 순서도이다.

본 명세서에서 개시되는 조명 장치에서 조명 유닛들을 제어하는 방법의 일 실시예는, 게이트웨이에서 제1 채널을 통해 라우팅 경로로 조명 유닛들과 연결된 노드들의 네트워크 등록을 위한 제1 메시지를 브로드캐스트하는 단계, 상기 라우팅 경로 상에 브로드캐스트된 제1 메시지를 수신하지 못한 조명 유닛의 노드(제1 노드)에서 제2 메시지를 브로드캐스하여 주변 노드(제2 노드)를 탐색하는 단계, 상기 제1 노드에서 탐색된 제2 노드로 네트워크 등록 요청을 위한 제3 메시지를 전송하는 단계 및 상기 제2 노드에서 상기 제1 노드와 통신을 위한 제2 채널을 할당하고 상기 할당된 제2 채널을 통해 상기 게이트웨이를 통해 제어부에 네트워크 등록하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제1 노드와 통신하던 주변 노드(제3 노드)는, 상기 제1 노드를 상기 라우팅 경로에서 삭제하고 라우팅 경로를 재탐색을 위한 제4 메시지를 상기 게이트웨이로 전송하고, 상기 제3 노드에서 상기 제4 메시지 전송 이후, 상기 라우팅 경로 상의 주변 노드들로 상기 제1 노드의 식별 정보가 포함된 제5 메시지를 전송한다.

그러면, 상기 주변 노드들은, 상기 제5 메시지가 수신되면 상기 제1 노드에서 브로드캐스트되는 제2 메시지 수신 여부를 확인한다.

한편, 상기 제1 노드는, 상기 제1 또는/및 제4 메시지가 수신되지 않으면, 상기 제2 노드를 탐색하기 위해 상기 제2 메시지의 브로드캐스트를 위한 송출 파워를 단계적으로 높여 브로드캐스트하는데, 상기 제2 메시지를 상기 제1 채널을 통해 브로드캐스트하고, 상기 제2 노드는, 상기 게이트웨이를 통해 상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록 요청한다.

또한, 상기 제2 노드는, 상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록함에 있어서, 상기 게이트웨이로 전송은 상기 라우팅 경로에 따른다.

그리고 상기 새로운 경로에 대한 정보는, 상기 제1 노드에 대한 식별자 정보, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이의 송출 파워에 대한 정보 및 제2 채널에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 메시지는, 해당 메시지를 브로드캐스트하는 송출 파워에 대한 정보와 자신의 식별자 정보 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.

먼저, 조명 장치는 라이팅 컨트롤러(LC) 또는/및 게이트웨이(GW)를 통해 설치된 각 조명 유닛에 연결된 노드 즉, 네트워크에 등록할 노드의 개수를 결정하고(S202), 상기 게이트웨이를 통하여 라우팅 경로를 통하여 전체 노드들에 등록을 요청하는 메시지를 전송한다.

이러한 메시지 전송에 따라 게이트웨이(GW) 또는/및 라이팅 컨트롤러(LC)는 전체 노드가 등록되었는지 판단한다(S204). 예를 들어, 라우팅 경로에 따라 제1 노드 -> 제2 노드 -> 제3 노드와 같은 순서로 각 노드들에 해당 메시지가 전달될 수 있다.

게이트웨이 또는/및 라이팅 컨트롤러에서 상기 S204 단계를 통해 판단 결과 만약 전체 노드가 등록되었으면, 네트워크 등록 절차는 종료하고 주소 할당, 조명 제어 과정을 수행하면 된다.

그러나 만약 게이트웨이(GW) 또는/및 라이팅 컨트롤러(LC)에서 상기 S204 단계 판단 결과, 전체 노드가 등록되지 않았으면 다시 네트워크 등록 메시지를 각 노드들로 전송한다(S206). 다만, 이러한 S206 단계는 예를 들어, 생략될 수도 있다.

상기 S204 또는/및 S206 단계 판단 결과, 만약 연결이 끊긴 노드 즉, 로스트 노드가 발생되지 않았으면, 이전 과정에서 문제가 된 원인을 분석하고 그에 대한 해결 방법을 미리 강구하거나 전체 라우팅 경로를 새롭게 형성할 수도 있다. 또는 상술한 바와 같이, 네트워크 등록 절차를 바로 종료하고 주소 할당, 조명 제어 과정을 위한 준비 내지 실행을 할 수 있다.

다만, 상기 S204 또는/및 S206 단계 판단 결과, 만약 로스트 노드가 발견된 경우에는, 라우팅 경로 상에 원래 상기 발견된 로스트 노드로 메시지를 전송하던 노드에서 상기 라우팅 경로에서 상기 로스트 노드를 삭제하고 경로를 재탐색하겠다는 메시지를 인접 노드들로 전송한다(S210).

이후 인접 노드에서는 S210 단계에서 해당 노드에서 전송된 로스트 노드의 식별 정보가 포함된 메시지를 수신하여, 해당 로스트 노드로부터 메시지 수신이 있는지 리스닝한다(S212).

상기 S212 단계와 같이, 다음 인접 노드에서도 동일하게 이전 인접 노드로부터 로스트 노드의 식별 정보가 포함된 메시지를 수신하여 해당 로스트 노드로부터 메시지가 수신되는지 리스닝한다(S214).

이러한 과정은 예컨대, 각 리스닝 주기에서 특정 노드에서 로스트 노드로부터 메시지가 수신될 때까지 계속하여 이루어진다(S216).

제j 인접 노드에서 로스트 노드의 브로드캐스트 메시지를 수신하면(S218), 상기 제j 인접 노드는 공용 채널로 로스트 노드로 응답 신호를 전송한다(S220).

이후 제j 인접 노드는 상기 로스트 노드와 통신을 위하여 공용 채널과는 다른 새로운 채널을 할당하여 그에 관련된 정보를 포함하여 상기 공용 채널로 전송한다(S222).

이후 상기 제j 인접 노드는, 해당 로스트 노드로부터 상기 S222 단계의 전송에 따른 피드백 즉, 응답이 수신되면, 그에 기초하여 기존 라우팅 경로는 그대로 유지하고, 자신 즉, 제j 노드와 로스트 노드 사이에 새로운 채널로 라우팅 가능하고, 그에 대한 정보를 게이트웨이를 거쳐 라이팅 컨트롤러에 전송한다.

이 경우, 기존 라우팅 경로라 함은 예컨대, 상기 S210 단계에서 종래 로스트 노드를 라우팅 경로에서 삭제한 이후의 라우팅 경로를 의미할 수 있다.

한편, 각 노드 및 라이팅 컨트롤러에서는 전체 네트워크에 대한 라우팅 경로를 생성하고 상기 로스트 노드와 그와 새로운 채널로 통신 가능한 인접 노드의 라우팅 경로도 업데이트 한다.

한편, 로스트 노드는 전술한 과정에서 인접한 노드들로부터 소정 주기가 경과되었음에도 불구하고 어떠한 메시지도 수신되지 않는 경우에는 인접한 노드들로 계속하여 자신과 통신 가능한 노드를 찾기 위해 자신의 식별 정보와 현재 자신이 메시지를 브로드캐스트하는 송출 파워에 대한 정보 등 중 적어도 하나 이상을 포함하여 계속하여 전송한다. 이 역시 예컨대, 상술한 리스닝 주기에 맞게 전송하는 것이 바람직할 것이다. 왜냐하면, 각 노드들이 메시지 리스닝 주기가 아닌 경우에는 어떠한 메시지도 수신하지 못할 수 있기 때문에 전력 소모만 늘어나고 시스템 효율이 떨어질 수 있기 때문이다.

또한, 로스트 노드는 소정 주기로 계속하여 자신이 어떠한 메시지도 수신하지 못했음을 알리는 메시지를 전송함에 있어서, 다양한 이유가 있을 수 있는바, 각 주기마다 인접 노드들로부터 어떠한 메시지도 피드백되지 않으면 다음 주기에는 이전 주기보다 해당 메시지 송출 파워를 더욱 높여 전송할 수 있다. 이 역시, 미리 정하거나 단계적으로 송출 파워를 높일 수 있다.

전술한 바와 같이, 송출 파워를 높이는 것은 다른 라우팅 경로에 영향을 줄 수 있는바, 해당 송출 파워를 메시지를 수신한 인접 노드에는 적어도 그 정보를 제공하여 적절히 통신 가능하도록 조치하는 것이 필요하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기존 지그비 프로토콜이 지닌 음영 지역의 노드를 발견할 수 없는 한계점을 극복하고, 음영 지역의 노드(Z4)가 스스로 등록할 수 있고, 로스트 노드에 송출 파워를 높이더라도 전체 네트워크의 라우팅 경로 왜곡 현상을 미연에 방지할 수 있으며, 로스트 노드 발생에 따른 대안 경로를 스스로 빠르게 탐색하고, 새로운 통신 채널로 안전하게 통신할 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 인터페이스 20: 컨트롤러
21: 마이컴 22: 연결 관리 모듈
23: 통신 모듈 26, 27: 메모리부
30: 게이트웨이 40, 50: 브릿지 디바이스
41 내지 43 및 51 내지 53: 발광 유닛
60: 스위치 70: 센서
L: 조명 B: 빌딩

Claims (20)

1. 조명 장치에서 조명 유닛들을 제어하는 방법에 있어서,
   게이트웨이에서 제1 채널을 통해 라우팅 경로로 조명 유닛들과 연결된 노드들의 네트워크 등록을 위한 제1 메시지를 브로드캐스트하는 단계;
   상기 라우팅 경로 상에 브로드캐스트된 제1 메시지를 수신하지 못한 조명 유닛의 노드(제1 노드)에서 제2 메시지를 브로드캐스하여 주변 노드(제2 노드)를 탐색하는 단계;
   상기 제1 노드에서 탐색된 제2 노드로 네트워크 등록 요청을 위한 제3 메시지를 전송하는 단계;
   상기 제2 노드에서 상기 제1 노드와 통신을 위한 제2 채널을 할당하고 상기 할당된 제2 채널을 통해 상기 게이트웨이를 통해 제어부에 네트워크 등록하는 단계; 및
   상기 제1 노드와 통신하던 주변 노드(제3 노드)는, 상기 제1 노드를 상기 라우팅 경로에서 삭제하고 라우팅 경로를 재탐색을 위한 제4메시지를 상기 게이트로 전송하는 단계;를 포함하며,
   상기 제1 노드는 전원이 공급되는 상태이며, 상기 제1 또는/및 제4메시지가 수신되지 않으면, 상기 제2 노드를 탐색하기 위해 상기 제2 메시지의 브로드캐스트를 위한 송출 파워를 단계적으로 높여 브로드캐스트 하여 스스로 네트워크 등록을 하는 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제3 노드에서 상기 제4 메시지 전송 이후,
   상기 라우팅 경로 상의 주변 노드들로 상기 제1 노드의 식별 정보가 포함된 제5 메시지를 전송하는 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 주변 노드들은,
   상기 제5 메시지가 수신되면 상기 제1 노드에서 브로드캐스트되는 제2 메시지 수신 여부를 확인하는 방법.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 노드는,
   상기 제2 메시지를 상기 제1 채널을 통해 브로드캐스트하는 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 노드는,
   상기 게이트웨이를 통해 상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록 요청하는 방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 노드는,
   상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록함에 있어서, 상기 게이트웨이로 전송은 상기 라우팅 경로에 따르는 방법.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 새로운 경로에 대한 정보는,
   상기 제1 노드에 대한 식별자 정보, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이의 송출 파워에 대한 정보 및 제2 채널에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 방법.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 메시지는,
    해당 메시지를 브로드캐스트하는 송출 파워에 대한 정보와 자신의 식별자 정보 중 적어도 하나 이상이 포함되는 방법.
    
11. 조명 장치에 있어서,
    상기 조명 장치의 네트워크를 등록하는 제어부;
    제1 채널을 통해 라우팅 경로로 조명 유닛들과 연결된 노드들의 네트워크 등록을 위한 제1 메시지를 브로드캐스트하는 게이트웨이; 및
    복수의 조명 유닛들의 노드들을 포함하되,
    상기 라우팅 경로 상에 브로드캐스트된 제1 메시지를 수신하지 못하여 제2 메시지를 브로드캐스하여 주변 노드(제2 노드)를 탐색하고, 탐색된 제2 노드로 네트워크 등록 요청을 위한 제3 메시지를 전송하는 제1 노드와,
    상기 제1 노드와 통신을 위한 제2 채널을 할당하고 상기 할당된 제2 채널을 통해 상기 게이트웨이를 통해 제어부에 네트워크 등록을 하는 제2 노드와,
    상기 라우팅 경로 상에 상기 제1노드와 통신하는 제3 노드를 포함하며,
    상기 제3 노드는 상기 제1 노드를 상기 라우팅 경로에서 삭제하고 라우팅 경로를 재탐색을 위한 제4메시지를 상기 게이트웨이로 전송하며,
    상기 제1 노드는 전원이 공급되는 상태이며, 상기 제1 또는/및 제4 메시지가 수신되지 않으면, 상게 제2 노드를 탐색하기 위해 상기 제2 메시지의 브로드캐스트를 위한 송출 파워를 단계적으로 높여 브로드캐스트하여 스스로 네트워크 등록을 하는 조명 장치.
    
12. 삭제
13. 제11항에 있어서,
    상기 제3 노드는,
    상기 라우팅 경로 상의 주변 노드들로 상기 제1 노드의 식별 정보가 포함된 제5 메시지를 전송하는 조명 장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 제5 메시지를 수신한 주변 노드들은,
    상기 제1 노드에서 브로드캐스트되는 제2 메시지 수신 여부를 확인하는 조명 장치.
    
15. 삭제
16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 노드는,
    상기 제2 메시지를 상기 제1 채널을 통해 브로드캐스트하는 조명 장치.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 노드는,
    상기 게이트웨이를 통해 상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록 요청하는 조명 장치.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 노드는,
    상기 제1 노드와의 새로운 경로에 대한 정보를 제어부에 등록함에 있어서, 상기 게이트웨이로 전송은 상기 라우팅 경로에 따르는 조명 장치.
    
19. 제17항에 있어서,
    상기 새로운 경로에 대한 정보는,
    상기 제1 노드에 대한 식별자 정보, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이의 송출 파워에 대한 정보 및 제2 채널에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 조명 장치.
    
20. 제11항에 있어서,
    상기 제2 메시지는,
    해당 메시지를 브로드캐스트하는 송출 파워에 대한 정보와 자신의 식별자 정보 중 적어도 하나 이상이 포함되는 조명 장치.

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