KR102207715B1 - IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치 및 원격제어 방법 - Google Patents

IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치 및 원격제어 방법 Download PDF

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Abstract

일 개시에 의하여 무선 네트워크를 통해 외부와 통신하는 통신부, 무선 네트워크에 접속하기 위한 무선 연결 정보를 포함하는 메모리, 무선 연결 정보를 이용하여 AP(Access Point)에 접속하고, 사용자 단말이 AP를 통해 전자기기로 접근할 수 있는 포트 번호를 uPnP(Universal Plug and Play)로 등록하고, https 프로토콜을 이용하여 서버로 UUID 정보 및 포트 번호를 전송하고, https 프로토콜을 이용하여 서버에 접속한 사용자 단말의 정보에 기반하여 사용자 단말과 전자기기의 연결을 수립하는 원격연결 제어부 및 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보를 전자기기에서 실행가능한 제어 신호로 변환하여 전자기기로 전달하는 신호 제어부를 포함하는, IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치를 제공할 수 있다.

Description

IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치 및 원격제어 방법{ELECTRO-MAGNETIC CONTACTOR AND REMOTE CONTROL METHOD TO REMOTELY CONTROL INDUSTRIAL POWER DEVICES BASED ON IoT}
본 발명은 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치 및 원격제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 일 개시에 의하여, 사물 인터넷(IoT, Internet of Thing)을 이용하여 산업용 동력기기를 원격으로 제어할 수 있는 전자접촉 장치 및 그 장치를 이용한 원격제어 방법을 개시한다.
일반적으로 회로를 구성하는 방법은 산업 현장에서 사용자에 의하여 직접 조작되는 방식의 수동운전 제어회로 구성방법과 자동운전을 수행하기 위한 자동화 제어회로 구성방법이 있다. 나아가, PLC(Programmable Logic Controller)를 이용하여 회로를 구성하는 경우 원격 통신을 통해 회로 제어가 가능해진다.
그러나, PLC회로를 이용하여 원격 제어 방식을 구현하는 경우 통신 기능을 보유한 PLC 장치의 구비, PLC 장치 전용 소프트웨어어 구비 및 전문 기술인력의 필요성 등으로 인한 비용이 발생한다. 또한 별도의 PLC 회로를 구비한 장치를 설치한 후에도 관리 비용이 발생하며, 보안에도 각별한 주의가 필요하다.
사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 인터넷을 기반으로 다양한 장치를 연결하고, 센서를 통해 환경정보를 획득하며, 이를 기반으로 제어하는 여러 기술이 융합된 컴퓨팅 시스템이다. 이러한 IoT 환경에서 어플리케이션은 네트워크에 연결된 여러 기기를 이용하여 사용자에게 유용한 정보와 편의를 제공할 수 있는데, IoT 기기들은 단순한 정보를 제공하기도 하고, 다수 기기들의 협업에 의한 서비스를 제공하기도 한다.
그런데, 이러한 IoT 기기들은 처음에 출시할 때부터 무선통신 및 원격제어 기능을 탑재한 모듈이 설치되어 있고, 그로 인해 가격이 증가하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 무선통신 기능이 없는 산업용 동력기기에도 무선통신이 가능한 원격제어 전자접촉 장치를 통해 회로를 제어할 수 있는 방법에 대한 연구 필요성이 증가하였다.
대한민국 특허공개번호 제 10-2011-0104885 호 (2011.09.23) 대한민국 특허공개번호 제 10-2020-0054565 호 (2020.05.20)
일 개시에 의한 기술적 과제는 IoT를 기반으로 동작하는 전자접촉 장치를 통해 기존의 전자접촉기를 구성하는 기존의 소켓은 그대로 활용하면서 원격제어가 가능한 전자접촉 장치를 제공할 수 있다.
제 1 실시예에 의하여 무선 네트워크를 통해 외부와 통신하는 통신부, 무선 네트워크에 접속하기 위한 무선 연결 정보를 포함하는 메모리, 무선 연결 정보를 이용하여 AP(Access Point)에 접속하고, 사용자 단말이 AP를 통해 전자기기로 접근할 수 있는 포트 번호를 uPnP(Universal Plug and Play)로 등록하고, https 프로토콜을 이용하여 서버로 UUID 정보 및 포트 번호를 전송하고, https 프로토콜을 이용하여 서버에 접속한 사용자 단말의 정보에 기반하여 사용자 단말과 전자기기의 연결을 수립하는 원격연결 제어부 및 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보를 전자기기에서 실행가능한 제어 신호로 변환하여 전자기기로 전달하는 신호 제어부를 포함하는, IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치를 제공할 수 있다.
제 2 실시예에 의하여, 무선 연결 정보를 이용하여 AP(Access Point)에 접속하고, 사용자 단말이 AP를 통해 전자기기로 접근할 수 있는 포트 번호를 uPnP(Universal Plug and Play)로 등록하는 단계, 통신 네트워크를 통해 https 프로토콜을 이용하여 서버로 전자기기의 UUID 정보 및 포트 번호를 전송하는 단계, https 프로토콜을 이용하여 서버에 접속한 사용자 단말로 전자기기의 연결 정보를 전송하고, 전자기기의 연결 정보에 기반하여 사용자 단말과 전자기기의 연결을 수립하는 단계 및 사용자 단말로부터 전자기기의 제어 정보를 수신함에 따라, 제어 정보를 전자기기에서 실행가능한 제어 신호로 변환하여 전자기기로 전달하는 단계를 포함하는, IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치를 이용한 원격제어방법을 제공할 수 있다.
일 개시에 의하여, 신호 제어부는 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보를 전자기기에서 호환 가능한 프로토콜로 변환하여 제어 신호를 생성하고, 제어 신호가 전자기기에서 실행가능한 기능인 경우 전자기기로 전송하고, 제어신호가 전자기기에서 실행가능한 기능이 아닌 경우 사용자 단말로 피드백 메시지를 전송할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 AP에 접속하여 획득한 통신 네트워크 정보로부터 상기 통신 네트워크의 대역폭을 산출하고, 상기 산출된 대역폭에 기초하여 상기 통신 네트워크의 오류 여부를 결정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 모드 팩터, 링크 스피드 팩터, 링크 퀄리티 비율 팩터, 간섭 비율 팩터 및 재시도 레이트 비율 팩터를 모두 고려하여 통신 네트워크의 대역폭을 추정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보에 기초하여, 복수개의 전자기기 중 상기 제어 정보를 실행할 수 있는 적어도 하나의 전자기기에 대한 정보를 사용자 단말로 전송하고, 상기 적어도 하나의 전자기기 중 어느 하나를 선택하는 사용자 응답에 대응하여 상기 선택된 전자기기와 상기 사용자 단말의 통신 경로를 수립할 수 있다.
일 개시에 의하여, 서버는 사용자 단말을 인증하기 위하여 서버로부터 생성된 서버의 네트워크 정보를 포함한 제 1 인증 정보와 전자기기의 네트워크 정보를 이용하여 생성된 제 2 인증 정보를 이용하여 제 3 인증 정보를 생성하고, 상기 제 3 인증 정보를 사용자 단말로 전송하고, 애플리케이션을 통해 상기 제 3 인증 정보를 확인한 사용자 단말을 서버에 등록할 수 있다.
일 개시에 의하여 최소한의 기능만으로 구성된 원격제어 회로를 제공함으로써 사용자가 필요한 부분에 원격제어모듈을 설치하여 기존 기기를 원격 제어할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 특히, 큰 규모의 산업용 동력기기를 원격 제어함으로써 인건비를 줄일 수 있으며, 안전사고를 예방할 수 있는 효과도 있다.
일 개시에 의하여 기존 부하 제어용으로 사용되는 전자접촉 회로에서 기존의 소켓은 그대로 활용하면서, 전자접촉 장치만 교체하여 사용하면 되므로 비용을 절감할 수 있다.
일 개시에 의하여 원격제어 전자접촉 장치를 통해 장치의 현재 상태에 대한 정보를 주기별로 획득할 수 있어 장치의 관리에 용이하다. 또한, 현재 위치, 시간 등의 대한 정보를 실시간으로 획득할 수 있어 주변 환경 정보에 기반한 장치의 상태를 효과적으로 모니터링할 수 있다.
도 1은 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치의 주요 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 개시에 의한 전자기기의 원격제어를 위한 원격제어 전자접촉 장치, 서버 및 사용자 단말 간의 유기적 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치에서 전자기기를 원격제어를 실행하는 방법을 설명하는 플로우차트이다.
도 6은 다른 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 릴레이 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
A 또는/및 B 중 적어도 하나라는 표현은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 중 어느 하나를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
이하에서, IoT를 기반으로 산업용 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치(100)는 원격제어 전자접촉 장치(100)로 축약하여 설명하도록 한다.
본원발명에서는 산업용 플랜트, 산업용 동력기기 등과 같이 중공업 산업현장에서 사용되는 장치를 원격제어 하기 위한 전자접촉 장치를 제공한다. 본원에서 설명하는 산업용 동력기기는 원격제어를 위한 전자적 모듈을 포함하고 있는 것으로서, 이하에서 전자기기로 통일하여 설명하도록 한다.
전자접촉 장치(Electro-Magnatic Contactor)는 서머 릴레이(Thermal Relay)와 함께 전자개폐기(Magnatic Switch)를 구성하여 모터등의 부하측이 소손되는 현상을 방지하는 기기로서, 전자석부와 접점부 및 이것을 하나로 조립하기 위한 프레임으로 구성된다. 전자접촉장치는 전자식의 코일을 여자하는 것에 의하여 접점을 개폐하고 소자하는 것에 의하여 접점을 개로하여서 부하의 개폐를 행하게 된다.
일 개시에 의한 전자접촉 장치는 부하에 일정 이상의 과전류가 흐르는 경우 이를 감지하여 전자접촉 장치의 전원을 오프함으로써 부하를 정지시켜, 스위치 역할을 수행한다. 본원에서는 코일에서 발생하는 자기장에 의하여 스위치가 온/오프되는 동작을 수행하는 장치로서 전자접촉 장치를 예로서 설명하였지만, 전자접촉 장치로 구성될 수도 있다. 전자접촉 장치와 전자접촉 장치는 동일한 원리로 작동되지만 전자접촉 장치가 내구성 및 안전성이 더 높아 본원에서 추구하는 산업용 동력기기를 제어하는 것에 더 적합하다. 일 개시에 의하여 원격제어 전자접촉 장치(100)는 기존의 프레임 또는 소켓에 결합되는 원격제어 전자접촉 모듈로서 구현될 수 있다. 따라서, 원격제어 전자접촉 장치(100)는 기존의 소켓을 교환하지 않고 활용할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
일 개시에 의하여, 본원발명은 원격제어 전자접촉 장치(100)가 IoT를 기반으로 서버(200), 사용자 단말(300) 및 전자기기(400)를 연결하여 사용자 단말에서 수신된 제어 신호를 이용하여 산업용 동력기기를 원격제어하는 특징을 개시한다. 원격제어 전자접촉 장치(100)는 통신네트워크(500)를 이용하여 사용자 단말(300)과 전자기기(400)를 원격 연결한다.
일 개시에 의한 사용자 단말(300)은 AP(Access Point)와 통신을 수행하여 무선 터넷 서비스를 제공받는 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 스마트 TV, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 게임기, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료 기기, 가전 기기, 보안 기기, 카메라, 프린터 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 개시에 의한 통신 네트워크(500)는 원격제어 전자접촉 장치(100), 전자기기(400) 및 사용자 단말(300)의 전자기기 특성에 따른 통신 방식을 지원할 수 있는 다양한 통신 장치를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 통신 네트워크(500)는 와이파이 통신 모듈 기반의 채널 형성을 지원하는 구성이 될 수 있다. 또는, 통신 네트워크(500)는 예컨대 원격제어 전자접촉 장치(100), 전자기기(400) 및 사용자 단말(300)의 자동접속을 위해 안드로이드 푸시 서비스를 위한 레스트(rest) 서버로 구축될 수 있다. 또한, 구글에서 제공해주는 클라우드 서비스인 구글 앱 엔진을 이용하여 자동 접속 모듈을 구현할 수 있다.
일 개시에 의한 통신 네트워크(500)는 모든 적합한 통신 프로토콜을 사용하여 통신을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 네트워크(500)는 예를 들어, 기존 전화선, 케이블 TV, Wi-Fi(예를 들어, 802.11 프로토콜), 블루투스® 고 주파수 시스템(예를 들어, 900 MHz, 2.4 GHz, 및 5.6 GHz 통신 시스템), 적외선, 다른 상대적으로 로컬화된 무선 통신 프로토콜, 또는 이들의 조합을 지원할 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 네트워크(500)는 무선 및 휴대 전화 및 개인 이메일 장치(예를 들어, 블랙베리®)에 의해 사용되는 프로토콜들을 지원할 수 있다. 이러한 프로토콜들은 예를 들어, GSM(이동 통신용 글로벌 시스템), GSM 플러스 EDGE(인핸스드 데이터 GSM 환경), CDMA(코드 분할 다중 액세스), 쿼드 밴드, 및 다른 셀룰러 프로토콜들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 장거리 통신 프로토콜은 인터넷 프로토콜을 통한 음성(VOIP) 또는 지역 네트워크(LAN)를 사용하여 전화를 걸거나 수신하는 프로토콜 및 Wi-Fi를 포함할 수 있다.
구체적으로, 원격제어 전자접촉 장치(100)은 Wi-Fi, ZigBee, Z-Wave, 블루투스 등과 같은 무선 통신을 통해 외부 장치와 통신할 수 있다.
일 개시에 의하여 사용자 단말(300)은 적어도 하나의 전자기기(400)를 원격 제어할 수 있다. 원격제어 전자접촉 장치(100)는 사용자 단말(300)로부터 제어정보를 수신하는 경우, 제어 정보를 전달할 적합한 전자기기를 결정하고, 결정된 전자기기에서 사용가능한 제어신호로 변환한 후 전자기기로 전달함으로써 전자기기를 효과적으로 제어할 수 있다.
일 개시에 의한 서버(200)는 통신 네트워크(500)를 통해 접속한 원격제어 전자접촉 장치(100)와 사용자 단말(300)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 일개시에 의한 서버(200)는 클라우드일 수 있다.
일 개시에 의하여 본원발명은 클라우드에서 처리를 제공하고, 동시에 장치들에서 전력 소비를 최소화하기 위한 메커니즘을 제공하는 클라우드 기반 서비스 사용으로 로컬(예를 들어, 홈) 네트워크 장치들에 대한 전력 관리를 제공한다. 하나 이상의 실시예에서, 전력 관리를 위한 클라우드 기반 서비스를 제공하는 단계는 저 전력 장치들이 수면 상태 또는 모드로부터 깨어나거나 저 전력 상태로 진입하기 위해 홈 네트워크에서 저 전력 프록시 장치에 대한 의존성을 제거한다. 일 실시예는 홈 네트워크 외부의 장치 또는 서비스에 전력 상태 정보를 전달하기 위해 홈 네트워크에서 장치들을 위한 메커니즘을 제공하고, 클라우드로부터 홈 네트워크에서 이용 가능하지만 홈 네트워크에서 자신을 광고하지 않는 장치들(예를 들어, 장치들은 현재 수면 상태 또는 모드에 있다)에 관한 정보를 수신하기 위해 홈 네트워크에서 장치를 위한 메커니즘을 제공한다. 일 실시예는 홈 네트워크에서 장치의 전력 상태를 변경하기 위해 클라우드에서 서비스 또는 장치를 위한 메커니즘을 제공한다.
도 2는 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치의 주요 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 통신부(1500), 메모리(1700), 원격연결 제어부(1100), 신호 제어부(1200)를 포함할 수 있다. 또한, 원격제어 전자접촉 장치(100)는 과전류 보호부(1600), 센싱부(1400), 알림 출력부(1300), 모니터링부(1800), GPS 모듈(1900) 및 전원 스위치부(2000)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의한 통신부(1500)는 무선 네트워크를 통해 외부와 통신할 수 있는 모듈을 포함하고 있다. 일 개시에 의한 통신부(1500)는 무선 연결 정보를 이용하여 서버에 접속하고, 전자기기의 정보를 전송할 수 있다.
일 개시에 의한 통신부(1500)는 사용자 단말(200)과 네트워크 세션을 확립할 수 있다. 구체적으로, 통신부(1500)는 원격제어 전자접촉 장치(100)의 동작 상태가 절전 상태로 전환되기 전에, 기 수신된 외부 컴퓨팅 장치의 주소 정보를 펌웨어(Firmware)에 전달하여 절전 상태에서 외부 서버(200) 및 사용자 단말(300)과 네트워크 세션을 확립할 수 있다. 여기서 네트워크 세션이란 망 환경에서 두 장치 간의 논리적 연결로, 구현시에는 SSL(Secure Sockets Layer) 연결이 이용될 수 있다. 여기서, SSL 연결은 외부 컴퓨팅 장치와 전자 장치 간의 데이터를 전송 계층에서 암호화하여 전송하는 통신 규약으로, TLS(Transport layer Security)라고도 불린다. 이러한 SSL 연결은 전송계층의 암호화 방식인바, HTTP뿐만 아니라 NNTP, FTP, XMPP 등 응용계층 프로토콜의 종류에 상관없이 사용할 수 있다. 한편, 본 실시 예에 서는 SSL 연결만을 네트워크 세션으로 이용하였지만, 구현시에는 다른 연결을 이용할 수도 있다.
일 개시에 의하여, 무선 네트워크에 접속하기 위한 무선 연결 정보를 포함하는 메모리(1700)를 포함할 수 있다. 메모리(1700)는, 원격제어 전자접촉 장치(100) 내의 프로세서의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예컨대, 정지 영상, 동영상 등)을 저장할 수도 있다.
메모리(1700)는 예를 들면, 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 내장 메모리는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 원격제어 전자접촉 장치(100)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
일 개시에 의하여 원격연결 제어부(1100)는 무선 네트워크를 통해 사용자 단말(300)과 원격 제어 연결을 수립할 수 있도록 전반적인 명령어들을 제어하는 원격연결 제어부(1100)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의한 원격연결 제어부(1100)는 무선 연결 정보를 이용하여 AP(Access Point)에 접속할 수 있다. 일 개시에 의하여 AP(Access Point) 장치는 사용자 단말이 무선 인터넷 서비스를 이용할 수 있도록 인터넷 접속을 도와주는 중계 장치이다. 일반적으로, AP 장치는 IP 공유 기능 없이 무선 허브 역할을 한다는 점에서 공유기와 구별되나, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, AP 장치는 공유기로도 구현 가능하다. 일 예에 따라 AP 장치는 Wi-Fi(또는 Wireless LAN)를 이용한 관련 표준을 이용하는 무선 액세스 포인트(wireless access point, WAP)로 구현될 수 있다. 이 경우, 사용자 단말은 Wi-Fi 네트워크를 통해 AP 장치와 통신을 수행할 수 있다.
ISP(Internet Service Provider)(또는 IAP(Internet Access Provider))는 AP 장치를 통해 사용자 단말에 인터넷 서비스를 제공한다.
여기서, ISP는 개인이나 기업체에게 인터넷 접속 서비스, 웹 사이트 구축 및 웹 호스팅 서비스 등을 제공하는 회사를 의미한다. ISP는 인터넷 서비스 제공을 위해 인터넷 접속에 필요한 장비와 통신 회선을 갖추고 있으며, 대형 ISP들은 자신들만의 고속 전용회선을 갖추기도 한다. AP 장치 및 ISP 통신에는 이더넷, 메트로 이더넷, 기가비트 이더넷, DSL, 프레임 릴레이, ISDN, ATM, 위성 인터넷, 동기 광학 네트워킹(SONET), DSL, 무선랜, 케이블 모뎀, FTTH, ISDN 등이 이용될 수 있다.
일 개시에 의한 원격연결 제어부(1100)는 사용자 단말(300)이 AP를 통해 전자기기로 접근할 수 있는 포트 번호를 uPnP(Universal Plug and Play)로 등록할 수 있다.
일 개시에 의하여 네트워크는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol; 이하, IP라 칭함) 기반의 사설 망(Private network)으로 이루어진다. 이러한 홈 네트워크는 개인 컴퓨터(PC)와 지능형 제품, 무선 장치와 같은 다양한 장치들을 공통의 가상 컴퓨팅 환경인 미들웨어(middleware)를 통해 하나의 네트워크로 연결하여 통제한다. 여기서 미들웨어는 다양한 장치들을 피어-투-피어(Peer-to-Peer) 방식으로 연결하여 장치들간의 통신이 가능하도록 하는 것이다. 현재까지 미들웨어는 HAVI(Home AV Interoperability), UPnP(Universal Plug and Play), Jini(Java Intelligent Network Infra-structure), HWW(Home Wide Web)등이 제안되었다.
이 중 UPnP 미들웨어를 통해 구축되는 컴퓨팅 환경에서 각 기기들은 동적 호스트 구성 규약(Dynamic Host Configuration Protocol; DHCP)에 따라 서버로부터 주소를 할당받거나 자동 IP(Internet Protocol) 지정 기능(Auto IP)에 의해 선택되는 주소를 할당받고, 이를 통해 각 기기들 간의 통신 및 네트워크 상에서의 검색/조회를 수행한다.
UPnP 네트워크는 현재 가장 많이 활용되고 있는 홈 네트워크 기술로서, UPnP 디바이스와 UPnP 서비스(service) 및 이들 간의 프로토콜을 정의한다. 이러한 UPnP 네트워크는 IP 기반의 홈 네트워크에 연결되어 제어되는 홈 네트워크 장치인 피제어 장치(Controlled Device: CD)와, 피제어 장치를 제어하는 장치인 제어 포인트(Control Point: CP)로 구성된다. 제어 포인트는 피제어 장치에 대한 제어를 수행하는 장치로서, 피제어 장치로 이벤트를 요청하고 피제어 장치로부터 이벤트를 수신한다. 피제어 장치는 제어 포인트의 요청에 따라 정해진 기능을 수행하는 장치로서, 상태(state)가 변경되면 이벤트를 요청한 제어 포인트로 요청된 이벤트를 송신한다.
이와 같이 구성된 UPnP 네트워크 장치들은 애드버타이즈먼트(Advertisement) 과정, 디스커버리(Discovery) 과정, 디스크립션(Description) 과정, 제어(Control) 과정 및 이벤팅(Eventing) 과정을 수행한다.
일 개시에 의한 원격연결 제어부(1100)는 https 프로토콜을 이용하여 서버로 UUID 정보 및 포트 번호를 전송할 수 있다. 여기서 https(http Secure)프로토콜은 보안 전송 프로토콜을 의미한다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부(1100)는 HTTP와 같은 공지의 전송 프로토콜을 이용하여 명령 요청을 이행할 수도 있다.
일 개시에 의하여 네트워크 정보의 필터링 방법은 원격 접속 클라이언트 장치와 원격 접속 서버 장치 간의, 혹은 홈투홈(Home to Home) 방식인 경우 원격 접속 서버와 원격 접속 서버 간의 네트워크 이미지를 동기화할 때 홈 네트워크 장치에 필터를 설정하여 홈 네트워크 장치에 대한 정보를 외부 네트워크에 공개할 것인지 여부를 결정하는 방법이다.
필터 설정은 필터가 적용될 네트워크 장치의 식별자 예를 들어 로컬 RADA(Remote Access Discovery Agent) 장치의 UUID(Universally Unique IDentifier)와, 홈 네트워크 장치의 식별자 예를 들어 장치의 UUID와, 원격 네트워크의 식별자 예를 들어 원격 장치가 사용하는 인증서(Credential)의 ID를 이용하여 정의한다.
일반적으로 관리 콘솔(Management Console)은 홈 네트워크 장치 발견 모듈 예를 들어 UPnP 제어 포인트(Control Point)를 이용하여 홈 네트워크 장치를 발견하고 홈 네트워크 장치의 정보(Device Description, Service Description)를 수집한 후, 이에 포함된 홈 네트워크 장치의 식별자 예를 들어 디바이스의 UUID를 이용해 필터를 구성하며, RA 서비스 장치의 필터 설정 서비스(예를 들어 RADAConfig 서비스)를 이용해 동기화 장치(예를 들어 RADA 장치)의 필터를 설정할 수 있다.
일 개시에 의하여 원격연결 제어부(1100)는 무선 연결 정보를 전송 계층에서 SSL(Secure Sockets Layer) 암호화하여 서버로 전송하고, 서버로 접속한 사용자 단말에 의하여 SSL 암호화된 무선 연결 정보가 검증되는 경우 사용자 단말과 네트워크 세션을 완성할 수 있다.
일 개시에 의한 원격연결 제어부(1100)는 https 프로토콜을 이용하여 서버에 접속한 사용자 단말의 정보에 기반하여 사용자 단말과 전자기기의 연결을 수립할 수 있다.
일 개시에 의한 신호 제어부(1200)는 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보를 전자기기에서 실행가능한 제어 신호로 변환하여 전자기기(400)로 전달할 수 있다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 전자기기의 전원을 직접 온/오프할 수 있는 전원스위치부(2000)를 더 포함할 수 있다. 일 개시에 의하여 전원스위치부(2000)는 원격제어 전자접촉 장치(100)의 외관에 부착되어 사용자 단말(300)에 의한 원격제어가 정상적으로 동작되지 않거나, 사용자 단말(300)과 연결이 정상적으로 이루어지지 않는 등의 상황에서 직접 전자기기(300)를 제어할 수 있다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 사용자 단말(300)을 이용한 전자기기의 원격제어가 정상적으로 동작하지 않는 경우, 사용자 단말(300)로 전원스위치부(2000)를 이용한 제어 방법을 포함한 원격제어 오류 메시지를 전송할 수 있다.
즉, 사용자는 오류 메시지를 통해 원격제어가 정상적으로 이루어지지 않았음을 확인하고, 전원스위치부(2000)를 이용하여 수동으로 전자기기(400)를 제어할 수 있다.
일 개시에 의하여, 전자접촉 장치와 전자기기 사이의 접점 회로에 인가되는 전류량의 변화에 따른 오류를 방지하기 위한 과전류 보호부(1600)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 과전류 보호부(1600)는 내장된 소형 CT(Current Transformer)로서 실시간으로 접점 회로에 인가되는 전류량을 측정하고, 전류량의 변화에 따른 과전류 보호기능을 수행할 수 있다.
일 개시에 의하여 과전류 보호부(1600)는 접점 회로를 통해 전자기기로 유입되는 전류량을 측정하는 전류량 측정 센서 및 측정된 전류량과 기 설정된 과전류 보호 설정값을 초과하는 경우, 접점 회로에 유입되는 전류량을 제어하는 과전류 제어부를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 한 프레임 내 액티브 구간에서, 전압 단자들을 통해 흐르는 전류량은 다양한 레벨로 변화될 수 있다. 또한 구동 전압을 전달하는 신호 배선의 길이에 따라서 누설 전류 또는 단락 전류의 양이 달라질 수 있다.
일 개시에 의하여 과전류 보호부(1600)는 실시간으로 접점회로에 인가되는 전류량 변화를 감지하여 과전류 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
일 개시에 의한 전류량 측정 센서는 원격제어 전자접촉 장치(100)의 내부에 존재할 수 있다. 전류량 측정 센서는 접점회로에 복수개 존재할 수 있으며, 각각은 전극(Electrode)을 포함할 수 있다. 예로서, 전극은 약 0.1 내지 1.0 제곱 센티미터의 면적 범위 내에 놓이고, 서로 약 0.1 내지 1.0 센티미터의 거리마다 떨어져 배치될 수 있다. 전극 크기는 전극들 사이에 요구되는 배치 거리에 비례하고, 따라서, 좀 더 작은 전극들은 서로 좀 더 근접하여 배치되어야 한다. 전극들은 많은 수의 전도성 물질로 구성될 수 있다.
실시예로서, 전극 물질은 금, 스테인리스 스틸, 니켈 등을 포함하는 금속성 물질 및 그 외 다른 금속성 원소, 화합물, 또는 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서, 전극 물질은, 예로서, 중합체 또는 은/염화은으로 코팅된 세라믹과 같은 비전도성 물질의 표면 상에 코팅층을 포함할 수 있다. 금속성 물질을 사용하는 경우에 비해, 세라믹과 같은 비전도성 물질 표면 상에 전도성 코팅층을 형성시켜, 비용 절감 효과 및 제조 과정을 단순하게 할 수 있다.
상기 전도성 코팅층은 하기 전도성 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 아크릴레이트 수지, 금속 물질, 분산제, 및 용매를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112020073542513-pat00001
상기 코팅 조성물은 용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 아크릴레이트 수지 50 내지 70 중량부, 금속 물질 20 내지 40 중량부 및 분산제 5 내지 10 중량부로 포함할 수 있다.
상기 범위 내에서 혼합하여 사용하는 경우, 높은 전도 효율을 나타내며, 세라믹과의 접착력이 우수하고, 코팅층 형성시 고른 표면으로 형성되어, 성형성이 우수할 수 있다.
상기 용매는 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)이며, 분산제는 변성 폴리아크릴레이트계 분산제를 사용하였으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 코팅 조성물은 염료, 안료, 증점제, 레벨링제 등과 같은 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
일 개시에 의한 센싱부(1400)는 전자기기(400)의 위치, 온도 및 시간을 포함하는 주변환경 정보를 측정할 수 있다. 일 개시에 의하여 센싱부(1400)는 지자기 센서(Magnetic sensor), 가속도 센서(Acceleration sensor), 온/습도 센서, 적외선 센서, 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 기압 센서, 근접 센서, 및 RGB 센서(RGB sensor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 당업자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
일 개시에 의하여 원격제어 전자접촉 장치(100)는 전자기기(400)의 온/오프 동작 제어 뿐 아니라, 자동 기능 수행을 위한 예약 타이머, 임계 전류값 설정 등을 수행할 수 있다.
일 개시에 의하여 알림 출력부(1300)는 센싱부(1400)에서 측정된 주변환경 정보가 기 설정된 정상동작 범위에서 벗어나는 지 여부를 판단하여 시각적 알림을 생성할 수 있다. 또한 알림 출력부(1300)는 시각적 알림 외에, 진동, 청각적 알림 등을 생성하는 모듈을 포함할 수 있다.
일 개시에 의한 모니터링부(1800)는 전자기기(400)의 구동 상태에 대한 정보를 실시간 모니터링하고, 소정의 주기마다 서버로 전송할 수 있다. 일 개시에 의한 모니터링부(1800)는 전자기기의 현재 상태에 대한 정보를 기 설정된 주기마다 보고할 수 있으며, json, XML등의 형태로 SCADA, Databese 등과 연동할 수 있는 데이터를 전송할 수 있다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 서버 기반의 NTP(Network Time Protocol) 정보, 네트워크 기반의 참조 위치 정보 및 위성 기반의 위성 궤도력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 위치 정보를 센싱하는 GPS 모듈(1900)을 포함할 수 있다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 GPS 모듈(1900)을 이용하여 NTP 서버의 기능을 제공할 수 있다. NTP(Network Time Protocol)는 네트워크 상에 연결된 장비와 장비 간에 시간 정보를 동기화하기 위한 프로토콜을 말한다. NTP는 계층적인 구조를 가지는데 각각의 계층은 상위 계층으로부터 시간을 동기화한다. NTP 서버는 특정 위치에서 운영되는 서버에서 정보를 동기화하여 다른 장비들에게 서비스할 수 있어서, 사용자 단말(300)은 NTP Client세팅으로 상위 계층에서 시간 정보를 받아 동기화할 수 있고, NTP Server세팅을 통해 다른 전자기기들에게 정보를 보내줄 수 있다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 GPS 모듈(1900)에서 획득한 위치 정보 및 현재 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 전송한 제어 정보의 유효성을 판단한 후 전자기기(400)로 전송할 수 있다.
도 4는 일 개시에 의한 전자기기의 원격제어를 위한 원격제어 전자접촉 장치, 서버 및 사용자 단말 간의 유기적 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
일 개시에 의하여 본 발명은 원격제어 전자접촉 장치(100), 서버(200) 및 사용자 단말(300) 사이의 원격제어 방법에 대한 특징을 포함하고 있다.
일 개시에 의하여 원격제어 전자접촉 장치(100)는 무선 연결 정보를 이용하여 서버에 접속할 수 있다. 여기서 서버(200)는 원격제어 전자접촉 장치(100)와 사용자 단말(300)의 통신 연결을 수립하기 위한 서버로서, 클라우드 서버를 포함할 수 있다.
이에 앞서, 서버(200)는 애플리케이션을 통해 로그인한 사용자 단말(300)의 인증 정보와 서버(200)에 저장된 인증 정보를 이용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
일 개시에 의하여, 서버(200)는 원격제어 전자접촉 장치(100)로부터 IP 정보 및 포트 정보를 수신할 수 있다. IP 정보 및 포트 정보는 사용자 단말이 접속할 수 있는 연결정보를 포함한다. 서버(200)는 원격제어 전자접촉 장치(100)로부터 수신한 IP 정보 및 포트 정보를 저장할 수 있으며, SSL 암호 방식을 통해 저장할 수 있다.
서버(200)는 사용자 단말(300)로부터 원격제어 전자접촉 장치(100)에 접속하고자 하는 요청을 수신함에 따라, 사용자 단말(300)의 무선 연결 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 무선 연결 정보는 사용자 단말(300)의 권한, 식별 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 서버(200)는 사용자 단말(300)로부터 수신한 정보를 SSL 암호 인증을 수행할 후 저장할 수 있다. 서버(200)는 사용자 단말(300)의 인증이 완료된 경우, 사용자 단말(300)과 원격제어 전자접촉 장치(100)를 HTTPS 프로토콜을 이용하여 연결할 수 있다.
일 개시에 의하여 사용자 단말(300)과 원격제어 전자접촉 장치(100) 간의 와이파이 네트워크 연결이 수립되는 경우, 사용자 단말(300)은 원격제어 전자접촉 장치(100)로 전자기기를 제어하기 위한 제어 정보를 전송할 수 있다.
이 때, 원격제어 전자접촉 장치(100)는 제어 정보를 전자기기에서 구현 가능하도록 프로토콜변환을 수행하고, 변환된 제어 신호로 변환하여 전자기기를 제어할 수 있다.
도 5는 일 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치에서 전자기기를 원격제어를 실행하는 방법을 설명하는 플로우차트이다.
블록 401에서 일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 무선 연결 정보를 이용하여 AP(Access Point)에 접속하고, 사용자 단말이 AP를 통해 전자기기로 접근할 수 있는 포트 번호를 uPnP(Universal Plug and Play)로 등록할 수 있다.
블록 402에서 일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 통신 네트워크를 통해 https 프로토콜을 이용하여 서버로 전자기기의 UUID 정보 및 포트 번호를 전송할 수 있다.
블록 403에서 일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 https 프로토콜을 이용하여 서버에 접속한 사용자 단말로 전자기기의 연결 정보를 전송하고, 전자기기의 연결 정보에 기반하여 사용자 단말과 전자기기의 연결을 수립할 수 있다.
블록 404에서 일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 사용자 단말로부터 전자기기의 제어 정보를 수신함에 따라, 제어 정보를 전자기기에서 실행가능한 제어 신호로 변환하여 전자기기로 전달할 수 있다.
일 개시에 의하여, 신호 제어부는 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보를 전자기기에서 호환 가능한 프로토콜로 변환하여 제어 신호를 생성하고, 제어 신호가 전자기기에서 실행가능한 기능인 경우 전자기기로 전송하고, 제어신호가 전자기기에서 실행가능한 기능이 아닌 경우 사용자 단말로 피드백 메시지를 전송할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 AP에 접속하여 획득한 통신 네트워크 정보로부터 상기 통신 네트워크의 대역폭을 산출하고, 상기 산출된 대역폭에 기초하여 상기 통신 네트워크의 오류 여부를 결정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 모드 팩터, 링크 스피드 팩터, 링크 퀄리티 비율 팩터, 간섭 비율 팩터 및 재시도 레이트 비율 팩터를 모두 고려하여 통신 네트워크의 대역폭을 추정할 수 있다.
 일 개시에 의하여, 통신 네트워크는 Wi-Fi 네트워크인 것으로 한정하여 설명하도록 한다. 원격연결 제어부는 추정된 대역폭에 기초하여 해당 통신 네트워크의 오류 여부를 체크하고, 체크 결과에 기초하여 가이드 정보를 제공할 수 있다. 대역폭이란, 네트워크에서 전송되는 데이터의 범위로, 대역폭이 높을수록 클라이언트에게 빠른 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 초당 비트수로 표현될 수 있으며, 사용 가능한 비트레이트(초당 전송될 수 있는 최대량) 또는 소비된 정보 용적의 비트 레이트를 나타낼 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 추정된 대역폭이 임계 수준 이상이면 원격제어 전자접촉 장치(100) 및 AP의 오류가 아닌 것으로 판단하고, 추정된 대역폭이 임계 수준 미만이면 원격제어 전자접촉 장치(100) 및 AP의 오류로 판단할 수 있다.
예를 들어, 원격연결 제어부는 추정된 대역폭이 임계 수준 이상이면 네트워크 오류가 AP 및 ISP 간 통신 네트워크 오류인 것으로 판단하고 "ISP 통신 오류"에 대한 내용을 포함한 메시지를 사용자 단말로 제공할 수 있다. 일반적으로 AP와 ISP 간 통신 네트워크 오류는 낮은 대역폭 또는 낮은 스피드의 인터넷 서비스를 제공함에 따라 발생될 수 있기 때문이다.
또한, 예를 들어, 원격연결 제어부는 추정된 대역폭이 임계 수준 미만이면, 원격제어 전자접촉 장치(100) 또는 AP 중 적어도 하나에 오류가 발생된 것으로 판단하고 판단 결과에 대응되는 가이드 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 원격연결 제어부는 "제조사에 문의" 등과 같은 가이드 정보를 사용자 단말로 제공할 수 있다.
일 개시에 의하여 원격연결 제어부는 네트워크 드라이버를 구동하여 네트워크 어댑터에 설치된 네트워크 펌웨어로부터 AP및 원격제어 전자접촉 장치(100) 간 통신 네트워크와 관련된 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 통신 네트워크와 관련된 정보는, RSSI(Received signal strength indicator) 정보, 통신 채널 정보, 링크 스피드 정보, 통신 프로토콜 모드 정보, 채널 간섭 정보 또는 재시도 레이트 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
특히, 원격연결 제어부는 이하 수학식 1에 의한 재시도 레이트 비율 팩터에 기초하여 통신 네트워크의 대역폭을 추정할 수 있다. 일 개시에 의한 재시도 레이트 비율(Retry rate ratio(RR_ratio)) 팩터는 초 단위로 재시도되는 전송 패킷(TX packets)의 퍼센티지를 나타낸다. 예를 들어, Wi-Fi 대역폭은 재시도 레이터에 반비례할 수 있다.
Figure 112020073542513-pat00002
여기서, 전송되는 Tx 패킷의 개수 및 재시도되는 Tx 패킷의 개수는 재시도 레이트를 위한 iw command를 이용하여 획득될 수 있다.
RR factor는 재시도 레이트 정보, 통신 프로토콜 모드 정보 중 RSSI 정보 중 적어도 하나에 기초하여 할당된 수치 값이 될 수 있다. 예를 들어, 프로토콜이 802.11a/b/g이면, RR factor = 0.7이고, HT mode가 HT20이면, RR factor = 0.7일 수 있다. HT mode가 HT40이고 프로토콜이 802.11n이고 RSSI > -60 이면, RR factor = 2.1일 수 있다. HT mode가 HT40이고 프로토콜이 802.11n이고 RSSI < -60 이면, RR factor = 0.9일 수 있다. HT mode가 HT40이고 프로토콜이 802.11ac이고 RSSI > -60 이면, RR factor = 1.2일 수 있다. HT mode가 HT80이고 프로토콜이 802.11ac이고 RSSI > -60 이면, RR factor = 2.1일 수 있다. HT mode가 HT40/ HT80, 프로토콜이 802.11ac, RSSI < -60 이면, RR factor = 0.4일 수 있다.
RSSI 정보는, 무선 통신 환경에서 수신 신호 강도를 의미한다. dBm 단위로 나타내어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. RSSI는 무선 수신기에 수신되는 신호 전력을 의미하므로, 안테나의 이득이나 회로 내부의 손실, 케이블 손실 등을 고려하지 않는다. 이에 따라 RSSI 수치가 높을수록 수신 신호 강도는 강하게 된다.
일 개시에 의하여, 원격제어 전자접촉 장치는 복수개의 IoT 전자기기 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보에 기초하여, 복수개의 전자기기 중 상기 제어 정보를 실행할 수 있는 적어도 하나의 전자기기에 대한 정보를 사용자 단말로 전송하고, 상기 적어도 하나의 전자기기 중 어느 하나를 선택하는 사용자 응답에 대응하여 상기 선택된 전자기기와 상기 사용자 단말의 통신 경로를 수립할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원격연결 제어부는 전자접촉 장치와 연결된 복수개의 전자기기들에 대한 정보를 이용하여 제어 정보를 실행할 수 있는 적어도 하나의 전자기기를 결정할 수 있다. 여기서. 복수개의 전자기기들에 대한 정보는 장치 이름(device name)에 대한 데이터, 적어도 하나의 전자기기들의 모델명(model name)에 대한 데이터, 적어도 하나의 전자기기들의 네트워크 주소에 대한 데이터, 적어도 하나의 전자기기들의 서비스명(service name)에 대한 데이터, 적어도 하나의 전자기기들의 서비스 유형에 대한 데이터, 적어도 하나의 전자기기들에 설치된 어플리케이션에 대한 데이터, 또는 적어도 하나의 전자기기들에 설치된 어플리케이션의 유형에 대한 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여, 서버는 사용자 단말을 인증하기 위하여 서버로부터 생성된 서버의 네트워크 정보를 포함한 제 1 인증 정보와 전자기기의 네트워크 정보를 이용하여 생성된 제 2 인증 정보를 이용하여 제 3 인증 정보를 생성하고, 상기 제 3 인증 정보를 사용자 단말로 전송하고, 애플리케이션을 통해 상기 제 3 인증 정보를 확인한 사용자 단말을 서버에 등록할 수 있다.
일 개시에 의하여 제 3 인증 정보는 큐알 코드(QR code), 이메일(E-mail) 또는 문자 메시지(SMS) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
도 6은 다른 개시에 의한 IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 릴레이 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 릴레이 장치로서 구현될 수 있다. 이 경우, 기존의 부하제어용으로 사용되는 릴레이 소켓을 그대로 활용할 수 있다. 기존 부하제어용 릴레이 회로는 전선과 릴레이를 연결하는 릴레이 소켓과 릴레이 부품을 이용하여 구성된다. 나아가 버튼으로 동작하는 수동회로와, PLC 제어 신호, 근접 센서 등을 이용하여 동작하는 자동회로 모두 릴레이 회로를 통하여 부하를 제어한다.
즉, 전자기기들은 릴레이 회로를 통하여 목적 부하를 제어하는 데, 본원발명의 원격제어 전자접촉 장치(100)는 기존의 소켓과 결합하여 전자기기를 제어할 수 있어 경제적이다.
일 개시에 의한 원격제어 전자접촉 장치(100)는 안테나 취부방식의 원격제어 모듈로 구성되거나, 안테나 분리 방식-기판 코일 방식의 원격제어 모듈로 구성될 수 있다.
일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
또한, 본 명세서에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
제조예
전극 물질의 제조
하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 아크릴레이트 수지, 은, 변성 폴리아크릴레이트계 분산제, 및 용매는 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 하기 표 1과 같이 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
Figure 112020073542513-pat00003
EZ1 EZ2 EZ3 EZ4 EZ5
에폭시아크릴레이트수지 40 50 60 70 80
10 20 30 40 50
분산제 1 5 7 10 15
용매 100 100 100 100 100
(단위 중량부)
실리콘 기판 상에 상기 표 1의 코팅 조성물을 분사하고 경화시켜 코팅층을 형성하였다.
실험예 1
접착력 평가
필-오프(Peel off) 특성을 평가하기 위 해 일본 히라야마사의 PCT 챔버를 이용해서 PCT 평가를 진행하였다. 전술된 PCT 평가는 온도는 121℃, 압력은 2atm, 및 상대 습도(Relative Humidity, RH) 100% 조건 하에서 진행하였다.
또한, 필-오프 특성을 평가하기 위해 일본 히타치사의 코스모피아(COSMOPIA)를 이용해서 항온 항습 평가를 진행하였다. 전술된 항온 항습 평가는 85℃ 온도 및 상대습도 85% 조건 하에서 진행하였다.
EZ1 EZ2 EZ3 EZ4 EZ5
필-오프 여부(PCT Test) О X X X X
필-오프 여부(항온, 항습 Test) О X X X О
(О: 코팅층이 기판에서 탈리됨. X: 코팅층이 기판에서 탈리되지 않음)
기판의 사용 조건 하에서의 코팅층의 탈리 여부를 확인하기 위해, 필-오프 테스트를 진행하였다.
필-오프 여부에 대해 본 발명의 범위 내로 혼합한 코팅층의 경우, 탈리가 일어나지 않음을 확인하여 우수한 접착력을 나타냄을 확인하였다.
실험예 2
성형성 평가
실리콘 기판 상에서 균일하게 도포되어 코팅층이 형성되는지 여부를 육안으로 확인하였다. 코팅층의 두께가 5mm가 되도록 형성하고 육안으로 관찰하였다.
육안 상 굴곡이 확인되는 경우를 X라고 하고, 평평하게 도포되는 것을 O 라고 평가하였다. 실험 결과는 하기 표 3과 같다.
EZ1 EZ2 EZ3 EZ4 EZ5
성형성 X О О О X
상기 실험 결과, 본 발명의 범위 내 코팅 조성물을 사용하는 경우 평평하게 코팅층이 형성되는 것을 확인하였으며, EZ1 및 EZ5의 경우 10×10cm의 샘플 범위 내에서 5개 이상의 굴곡이 형성되는 것을 확인하여 성형성이 상대적으로 떨어짐을 확인하였다.
실험예 3
표면 저항 측정
일본 미쓰비시사(Mitsubishi, JPN)의 하이 레지스턴스 테스터(High resistance tester)를 이용하여 기판에 대한 표면저항을 측정하였다.
대조군으로 무처리된 실리콘 기판의 표면 저항을 확인하였다. 측정 결과 상에서 표면 저항 값 3xl010 초과 경우는 О로 표시하고, 표면 저항 값 1xlO9 미만인 경우는 x로 표시하였다.
대조군 EZ1 EZ2 EZ3 EZ4 EZ5
성형성 О О X X X X
실험 결과, 대조군 및 EZ1의 경우 표면 저항이 커서 전도율이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. EZ5의 경우 은을 다량 포함하고 있어 표면 저항 값이 낮아 전도율이 상대적으로 높은 것을 확인되었다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 무선 네트워크를 통해 외부와 통신하는 통신부;
    상기 무선 네트워크에 접속하기 위한 무선 연결 정보를 포함하는 메모리;
    상기 무선 연결 정보를 이용하여 AP(Access Point)에 접속하고, 사용자 단말이 상기 AP를 통해 전자기기로 접근할 수 있는 포트 번호를 uPnP(Universal Plug and Play)로 등록하고, https 프로토콜을 이용하여 서버로 UUID 정보 및 상기 포트 번호를 전송하고, 상기 https 프로토콜을 이용하여 서버에 접속한 사용자 단말의 정보에 기반하여 상기 사용자 단말과 전자기기의 연결을 수립하는 원격연결 제어부; 및
    상기 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보를 상기 전자기기에서 구현가능하도록 프로토콜 변환을 수행한 후 상기 전자기기로 전달하는 신호 제어부를 포함하고,
    상기 원격연결 제어부는,
    하기 수학식 1에 의하여 재시도 레이트 비율 팩터에 기초하여 통신 네트워크의 대역폭을 산출하고, 상기 산출된 통신 네트워크의 대역폭에 기초하여 상기 통신 네트워크의 오류 여부를 결정하고,
    전자접촉 장치와 전자기기 사이의 접점 회로에 인가되는 전류량의 변화에 따른 오류를 방지하기 위한 과전류 보호부를 포함하며,
    상기 과전류 보호부는,
    상기 접점 회로를 통해 전자기기로 유입되는 전류량을 측정하는 전류량 측정 센서; 및
    상기 측정된 전류량과 기 설정된 과전류 보호 설정값을 초과하는 경우, 상기 접점 회로에 유입되는 전류량을 제어하는 과전류 제어부;를 포함하되,
    상기 전류량 측정 센서는 전극(Electrode)을 포함하고,
    상기 전극은 전도성 코팅층을 포함하며,
    상기 전도성 코팅층은 전도성 코팅 조성물을 이용하여 형성되고,
    상기 전도성 코팅 조성물은,
    용매 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 아크릴레이트 수지 50 내지 70 중량부, 금속 물질 20 내지 40 중량부 및 분산제 5 내지 10 중량부를 포함하는 것인,
    IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112021500210117-pat00012

    (여기서, 전송되는 Tx 패킷의 개수 및 재시도되는 Tx 패킷의 개수는 재시도 레이트를 위한 iw command를 이용하여 획득될 수 있음)
    [화학식 1]
    Figure 112021500210117-pat00013
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 연결 정보는 상기 전자접촉 장치의 SSID, 패스워드 정보, 포트 설정 정보, RSSI(Received signal strength indicator) 정보, 통신 채널 정보, 링크 스피드 정보, 통신 프로토콜 모드 정보, 채널 간섭 정보 또는 재시도 레이트 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 원격연결 제어부는,
    상기 무선 연결 정보를 전송 계층에서 SSL(Secure Sockets Layer) 암호화하여 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로 접속한 사용자 단말에 의하여 상기 SSL 암호화된 무선 연결 정보가 검증되는 경우 상기 사용자 단말과 네트워크 세션을 완성하는 것을 특징으로 하는, IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자기기의 전원을 직접 온/오프할 수 있는 전원스위치부를 더 포함하고,
    상기 원격연결 제어부는,
    상기 사용자 단말을 이용한 전자기기의 원격제어가 정상적으로 동작하지 않는 경우, 상기 사용자 단말로 상기 전원스위치부를 이용한 제어 방법을 포함한 원격제어 오류 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는, IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자기기의 위치, 온도 및 시간을 포함하는 주변환경 정보를 측정하는 센싱부;
    상기 센싱부에서 측정된 주변환경 정보가 기 설정된 정상동작 범위에서 벗어나는 지 여부를 판단하여 시각적 알림을 생성하는 알림 출력부; 및
    상기 전자기기의 구동 상태에 대한 정보를 실시간 모니터링하고, 소정의 주기마다 상기 서버로 전송하는 모니터링부를 포함하는, IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    서버 기반의 NTP(Network Time Protocol) 정보, 네트워크 기반의 참조 위치 정보 및 위성 기반의 위성 궤도력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 위치 정보를 센싱하는 GPS 모듈을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 GPS 모듈에서 획득한 위치 정보 및 현재 시간 정보를 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신한 제어 정보의 유효성을 판단한 후 상기 전자기기로 전송하는, IoT를 기반으로 산업용 동력기기를 원격제어하는 전자접촉 장치.
  7. 삭제
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