KR102367186B1

KR102367186B1 - 저전력 무선 리모콘을 이용한 IoT 장치 제어 방법, IoT 허브 및 IoT 시스템

Info

Publication number: KR102367186B1
Application number: KR1020200006562A
Authority: KR
Inventors: 손장우
Original assignee: 숭실대학교산학협력단
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2022-02-24
Also published as: KR20210092982A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 저전력 무선 리모콘을 이용한 IoT 장치 제어 방법은 저전력 무선 리모콘이 적어도 하나의 IoT(Internet of Things) 장치와의 연결을 위하여 기 저장된 연결정보를 상기 IoT 장치에 송신하는 단계, 상기 IoT 장치로부터 상기 연결정보에 따라 상기 IoT 장치에 부여되는 식별정보를 수신하는 단계 및 상기 식별정보에 대응되는 상기 IoT 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 저전력 무선 리모콘은 지그비(ZigBee) 통신을 이용하여 상기 IoT 장치의 동작을 제어할 수 있다.

Description

저전력 무선 리모콘을 이용한 IoT 장치 제어 방법, IoT 허브 및 IoT 시스템{METHOD FOR CONTROLLING IoT APPARATUS USING WIRELESS REMOTE CONTROLLER OF LOW-POWER, IoT HUB and IoT SYSTEM}

본 발명은 저전력 무선 리모콘을 이용한 IoT 장치 제어 방법, IoT 허브 및 IoT 시스템 에 관한 것이다.

사물 인터넷(Internet of Things, loT)은 사물과 인터넷이 결합한 기술로서 광범위한 정보 시스템, 센서, 네트워크 및 임베디드 컴퓨팅과 같은 몇 가지 초기 기술에 뿌리를 두고 있으며, 시스템을 구현하기 위해서는 하드웨어 및 소프트웨어를 설계해야 하고 기능에 따른 최적의 시스템을 구축해야 한다.

종래의 시판중인 혹은 설치되는 인공지능 사물인터넷 시스템 구성은 loT 장치, Wi-Fi 장치, 무선 공유기 및 WAN(Wide Area Network) 등을 포함할 수 있다.

이러한 사물인터넷 시스템 중 IoT 장치는 일반적으로 무선 공유기의 네트워크 설정에 따라 휴대 단말기를 이용하여 제어되고 있다. 그러나, 통신 사업자 가입, 관련 서비스 가입 및 별도의 퓨대 단말기 어플리케이션의 설치 등의 번거로움 없이 소모전력을 최소화하며 간편하게 IoT 장치를 무선 제어하기 위한 방법이 요구되는 실정이다.

한편, 종래의 통신 사업자에서 제공하는 IoT 허브에서 웹서비스 수행에 필요한 하드웨어는 32bit 또는 64bit MCU(Micro Controller Unit), 고용량의 외부 메모리, 전용 WiFi 모듈로 구성되어 있다. 이때, 소프웨어는 Linux OS (Operating System), File System, Web Server(Apachee, Php, Mysql) 소프트웨어를 설치해야만 하며, 웹 브라우저 클라이언트로부터 HTTP 프로토콜을 요청을 받아 정적인 컨텐트 (HTML5, CSS, JAVA Script 등)를 제공해야 한다.

특히, 기존의 IoT 허브는 무선 WAP(Wireless access Point)에 접속되어야 하는데 일반 사용자가 설정하기에는 매우 어렵다. 1차적으로 IoT 허브는 1:1로 AP(Access Point) 모드로 접속하고 사용자가 알고 있는 SSID와 password를 리눅스 터미널 접속하고 hostap 폴터에 STA모드로 접속하기 위한 복잡한 스크립트를 수정하고 재부팅해야 한다. 이후, 사용자 설정된 SSID와 Password를 이용하여 IoT 허브는 STA모드로 사용자 WAP에 접속되는 것으로 보다 간편한 접속 방법이 필요한 실정이다.

관련 선행기술로는, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0072550호(발명의 명칭: 사용자 단말 및 이의 웹 서비스 제공 방법, 공개일자: 2017년 5월 8일)가 있다.

본 발명의 실시예들은 사용자 단말이 아닌 저전력의 지그비 리모콘을 이용하여 사물 인터넷 장치를 단순하면서도 독립적으로 제어 가능하며, 기존의 IoT 허브에 저 비용 경량화 SoC WiFi 모듈을 적용하여 신속하고 안정적이면서 일반 사용자가 편리하게 네트워크를 설정할 수 있는 저전력 무선 리모콘을 이용한 IoT 장치 제어 방법, IoT 허브 및 IoT 시스템을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 기 저장된 연결정보를 IoT 장치에 송신하는 단계는 상기 저전력 무선 리모콘에 구비된 두 개의 버튼을 이용하여 기 저장된 리모콘 단말기의 고유정보를 상기 IoT 장치에 브로드캐스팅 방식으로 송신할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 저전력 무선 리모콘은 상기 IoT 장치와 1:1 또는 1:n 방식으로 지그비 통신할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 저전력 무선 리모콘은 Simplici TI 프로토콜을 이용하여 상기 IoT 장치의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 허브는 사용자 단말과 직접 통신을 제공하도록 설정된 제1 무선 통신 회로, 지그비(ZigBee)를 이용하여 제2 무선 통신을 제공하도록 설정된 제2 무선 통신 회로, 광역 네트워크(Wide area network, WAN)에 전기적으로 연결된 프로세서 및 상기 프로세서에 전기적으로 연결된 메모리를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 IoT 허브는 SoC(system on chip)의 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템은 광역 네트워크(wide area network, WAN)와의 연결을 위한 AP(access point) 기능을 제공하는 무선 공유기, 상기 무선 공유기에 상기 WAN과의 접속을 요청하며, 제1 무선 통신 회로를 통해 제2 연결정보의 입력을 위한 UI를 제공하는 IoT 허브, 상기 UI를 제공받아 표시하고, 상기 UI를 통해 입력되는 제2 연결정보를 상기 제1 무선 통신 회로를 통해 상기 loT 허브와 직접 통신하여 전송하는 사용자 단말, 제2 무선 통신 회로를 통해 상기 IoT 허브와 연결되며, 상기 IoT 허브에 제1 연결정보를 전송하여 상기 WAN과의 접속을 요청하는 IoT 장치 및 제3 무선 통신 회로를 통해 상기 IoT 장치의 동작을 독립적으로 제어하기 위한 저전력 무선 리모콘을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 저전력 무선 리모콘은 지그비 트랜시버, 저전력 CPU, 코인형 배터리 및 두 개의 버튼을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 연결정보는 상기 IoT 장치의 ssid(Service Set IDentifier) 및 패스워드를 포함하고, 상기 제2 연결정보는 상기 무선 공유기의 ssid(Service Set IDentifier)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 IoT 허브는 하나의 문자열로 구성되는 서비스 스크립트의 실행에 의해 제공되는 UI를 활용하여 상기 사용자 단말로 웹서비스를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 하나의 문자열은 lnline Java Script, Inline CSS(Cascade Stylesheets Script) 및 JSON(JavaScript Object Notation) API(Application Program Interface) 함수를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 사용자 단말은 상기 서비스 스크립트를 수신하여, 화면에 UI를 표시하고, 상기 UI는 제2 연결정보 입력창, 상기 loT 허브에 제2 연결정보를 저장하는 저장버튼 및 상기 loT 허브의 재부팅 버튼을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 저전력의 CPU와 배터리 등이 구비된 지그비 리모콘을 이용하여 사물 인터넷 장치를 보다 간편하고 독립적으로 제어 및 관리 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자는 설치 및 사용이 편리하며 직관적인 인터페이스를 가지는 웹서비스(web service)를 제공받을 수 있으며, 효과적인 사물 인터넷 시스템에서의 무선 공유기 네트워크 설정을 수행할 수 있다.

도 1은 종래의 IoT 웹서비스를 제공하는 WAS의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템을 설명하기 위해 도시한 구성도이다.
도 3은 WiFi SoC 모듈을 나타낸 일례이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템을 구체적으로 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 무선 리모콘의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 허브의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 WiFi SoC 모듈의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 허브의 네트워크 설정 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다.
도 10a는 본 발의 일 실시예에 따른 1차 WiFi SoC 모드 접속에 따른 메시지다.
도 10b는 본 발의 일 실시예에 따른 2차 WiFi SoC 모드 접속에 따른 메시지다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 스크립트의 일례이다.
도 12는 본 발의 일 실시예에 따른 1차 웹서비스 제공 시, 사용자 단말의 UI를 나타낸 일례이다.
도 13은 본 발의 일 실시예에 따른 2차 웹서비스 제공 시, 사용자 단말의 UI를 나타낸 일례이다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 IoT 웹서비스를 제공하는 WAS의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템을 설명하기 위해 도시한 구성도이고, 도 3은 WiFi SoC 모듈을 나타낸 일례이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 사물인터넷 시스템 사물인터넷(Internet of Things, loT)은, 오프라인 사물에 센서를 부착하고 인터넷으로 연결해서 서로 소통하게 만드는 인터넷 시스템으로서, 네트워크로 연결된, 댁내에 구비된 하나 이상의 loT 장치와 사용자 단말을 포함한다.

사물인터넷 시스템에서는 loT 장치와 사용자 단말간의 네트워크 설정이 필수적이다. 특히, WAN((Wide Area NetWork)을 통해 댁 외부의 사용자 단말과 댁내의 loT 장치의 통신을 연결할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템을 구체적으로 설명하기 위해 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 장치의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 무선 리모콘의 블록도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 허브의 블록도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 WiFi SoC 모듈의 블록도이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템은 무선 리모콘, IoT 장치, IoT 허브, 무선 공유기 및 사용자 단말을 포함하여 구성될 수 있다.

IoT 장치는 사물인터넷 네트워크를 통하여 무선 통신을 수행하는 전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 장치는 BL UE(bandwidth reduced low complexity user equipment), NB loT(narrowband internet-of-things) UE, 셀룰러 loT UE, 이동형 loT 장치, 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

IoT 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 특히, IoT 장치는 지그비(ZigBee)를 이용하여 무선 통신 가능하도록 지그비 트랜시버를 포함할 수 있으며, 저전력으로 구동 가능한 CPU(예: Low Cost, Cotex-M0)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, IoT 장치는 지그비 트랜시버를 통해 후술하는 무선 리모콘 또는 IoT 허브와 저전력 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.

무선 리모콘은 IoT 장치의 동작을 독립적으로 제어하기 위한 기기일 수 있다. 무선 리모콘은 도 6에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 특히, 무선 리모콘은 지그비(ZigBee)를 이용하여 무선 통신 가능하도록 지그비 트랜시버를 포함할 수 있으며, 저전력으로 구동 가능한 CPU(예: Ultra Low Power, Cotex-M0)와 코인형 배터리(예: CR2032)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 무선 리모콘은 지그비 트랜시버를 통해 IoT 장치를 저전력 방식으로 제어할 수 있다. 참고로, 무선 리모콘은 지그비 통신의 표준 프로토콜인 Simplici TI 프로토콜을 이용하여 IoT 장치의 동작을 제어할 수 있다.

IoT 허브는 후술하는 무선 공유기에 광역 네트워크(WAN)와의 접속을 요청하여 사물인터넷 시스템에서 사용자 단말, IoT 장치 등의 통신이 가능하도록 하는 장치에 해당한다.

본 실시예에서, 도 7을 참조하면, IoT 허브는 WiFi SoC 모듈을 포함하여 구성될 수 있으며, 도 8을 참조하면, WiFi SoC 모듈은 통신회로, 프로세서 및 메모리를 포함하여 구성될 수 있다.

통신회로는 다른 개체(예: 네트워크에 포함된 기지국)들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 통신 회로는 다른 개체로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 개체로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환할 수 있다. 또한, 통신 회로는 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다.

통신회로는 복수의 통신 회로들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 통신 회로는 WLAN(예: WiFi)을 이용하여 제1 무선 통신을 제공하도록 설정된 제1 무선 통신회로 및 로컬 네트워크(Local area network, LAN)을 이용하여 제2 무선 통신을 제공하도록 설정된 제2 무선 통신회로를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 제1 무선 통신회로는 WLAN(wireless local area network)(예: WiFi)을 통하여 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로는 WLAN을 통하여 외부 전자장치(예: 사용자 단말)와 통신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 무선 통신회로는 엑세스 포인트 없이 노드끼리 직접 통신하는 장치간 직접 통신을 지원한다. 장치간 직접 통신은 와이파이 다이렉트, 포인트 투 포인트 통신, 피어 투 피어 통신 등 이와 동등한 기술적의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 제2 무선 통신회로는 로컬 네트워크(Local area network, LAN)을 지원할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로는 미리 정해진(pre-determined) 주파수 대역(band)을 통해 네트워크와 데이터를 송수신할 수 있다.

프로세서는 메모리에 저장된 프로그램에 기반하여 구동될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 프로세서로 하여금 다양한 동작들을 수행하도록 하는 명령들을 저장할 수 있다. 이하에서, 프로세서의 동작은 메모리에 저장된 명령들에 따라서 수행된 것 일 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서는 loT 허브의 다른 구성들을 제어하도록 설정될 수 있다.

이하에서, 다르게 설명되지 않으면, loT 허브의 동작은 프로세서에 의하여 수행된 동작으로 지칭될 수 있다.

무선 공유기는 AP(Access Point) 기능을 갖는 무선 공유기다.

본 실시예에서, 무선 공유기는 loT 허브가 사용자 단말을 통해 획득한 제2 연결정보를 전송받아 기 저장된 SSID 및 패스워드와의 일치여부를 통해, 사용자 단말 인증을 처리하게 된다. 제2 연결정보는 무선 공유기에 MAC 주소와 일치되는 SSID(Service Set IDentifier) 및 패스워드(제2 연결정보)일 수 있다.

사용자 단말은 사용자가 휴대하는 단말로 통신 기능을 구비하고 있으며, 이후에 설명되는 바와 같이 loT 허브와 와이파이 다이렉트 연결되어 네트워크 설정을 위한 정보를 송수신할 수 있다.

사용자 단말은 유선단말 또는 무선단말을 포함하는 광범위한 개념으로, PC(Personal Computer), IP 텔레비전(Internet Protocol Television), 노트형 퍼스컴(Notebook-sized personal computer), PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰, IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)폰, GSM(Global System for Mobile Communication)폰, GPRS(General Packet Radio Service)폰, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)폰, UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등을 포함할 수 있다.

이하에서는, 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 리모콘을 이용한 IoT 장치 제어 방법을 설명하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말이 아닌 저전력의 무선 리모콘을 이용하여 IoT 장치의 동작을 독립적으로 제어할 수 있다.

먼저, 저전력 무선 리모콘은 적어도 하나의 IoT 장치와의 연결을 위하여 기 저장된 연결정보를 IoT 장치에 송신할 수 있다(S110).

다시 말해, 무선 리모콘은 리모콘 단말기에 구비된 두 개의 버튼을 이용하여 기 저장된 리모콘 단말기의 고유정보를 IoT 장치에 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 리모콘은 리모콘 단말기의 MCU에 저장된 고유정보를 무선채널 0번으로 IoT 장치에 브로드캐스팅 방식으로 송신할 수 있다.

다음, 저전력 무선 리모콘은 IoT 장치로부터 연결정보에 따라 IoT 장치에 부여되는 식별정보를 수신할 수 있다(S120). 즉, 단계 S110에서 IoT 장치는 무선 리모콘으로부터 리모콘 단말기 고유정보를 수신하여 IoT 장치 별 식별정보인 고유의 ID를 생성할 수 있다. 이후, IoT 장치가 생성된 고유의 ID를 무선 리모콘으로 송신하면, 무선 리모콘은 해당 식별정보들 수신할 수 있다.

다음, 저전력 무선 리모콘은 식별정보에 대응되는 IoT 장치의 동작을 제어할 수 있다(S130). 다시 말해, 무선 리모콘은 식별정보에 대응되는 고유의 ID에 해당하는 IoT 장치에 대해서만 제어기능을 수행할 수 있는 것이다.

이때, 저전력 무선 리모콘은 지그비(ZigBee) 통신을 이용하되, 지그비 통신의 표준 프로토콜인 Simplici TI 프로토콜을 이용하여 IoT 장치의 동작을 제어할 수 있다. 아울러, 저전력 무선 리모콘은 IoT 장치와 1:1 또는 1:n 방식으로 지그비 통신함으로써, IoT 장치를 개별 혹은 그룹별로 제어 가능하다.

이로써, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저전력의 CPU와 배터리 등이 구비된 지그비 리모콘을 이용하여 사물 인터넷 장치를 보다 간편하고 독립적으로 제어 및 관리 가능할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 공유기의 초기 네트워크 설정 방법을 설명하고자 한다.

먼저 초기의 loT 허브는 광역 네트워크(WAN)에 미등록된 상태로 가정된다. loT 허브는 제1 무선통신 예를 들어, WiFi 다이렉트 방식으로 사용자 단말과 연결된 것으로 가정된다. WiFi 다이렉트 방식으로 loT 허브와 사용자 단말 연결을 위해서는, 사용자 단말은 미리 저장된 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct) 통신 규격에 따른 무선 통신 연결을 위한 연결 요청메시지를 브로드캐스팅하고, 응답 메시지 송수신 방법을 통해서, 서로 연결된다.

이때, IoT 허브는 장치간 직접 통신을 지원하는 제1 무선 통신 회로를 통하여 사용자 단말에게 제2 연결정보를 입력할 수 있는 UI를 전송한다.

이후, 사용자 단말은 loT 허브로부터 수신되는 UI를 화면에 출력한다. UI를 화면의 일 예는 도 13 및 도 14를 참조하여 이후에 설명한다.

사용자 단말은 사용자로부터 UI를 통해 제2 연결정보를 입력 받는다. 사용자는 UI를 통해 권한있는 제2 연결정보 예를 들어, 무선 공유기의 SSID 및 패스워드를 입력한다.

이후, 사용자 단말은 UI를 통해 입력된 제2 연결정보를 loT 허브에 전송한다.

이후, loT 허브는 제2 연결정보를 메모리에 저장하고, 재부팅한다. loT 허브는 재부팅 이후, 저장된 권한있는 제2 연결정보를 이용하여 무선 공유기에 접속을 요청한다.

이후, 무선 공유기는 loT 허브로부터 수신받은 제2 연결정보가 기 저장된 연결정보와의 일치여부를 확인하고, 일치하는 경우 loT 허브의 접속 요청을 허락한다. 이때, loT 허브로부터 수신받은 제2 연결정보가 기 저장된 연결정보와 일치하지 않는 경우, 사용자 단말에게 제2 연결정보를 입력할 수 있는 UI를 재전송하거나, 종료한다.

한편, IoT 허브는 IoT 장치로부터 광역 네트워크(WAN)과의 접속을 요청하는 제1 연결정보를 수신할 수 있다. 이때, IoT 허브는 제2 무선 통신 예를 들어, 지그비 통신 방식으로 IoT 장치와 연결된 것으로 가정된다.

IoT 장치는 무선 공유기의 초기 네트워크 설정을 위해 공장에서 출하 시 저장되어 있는 제1 연결정보를 IoT 허브에 전송함으로써 접속을 요청할 수 있다. 예를 들어, 연결 요청은 접속 요청(attach request)일 수도 있다. 일 실시예에서, loT 장치는 장치에 기 등록되어 있는 제1 연결정보(예를 들어, 공장 출하시 메모리부에 기 저장된 loT 장치의 ssid(Service SetIDentifier) 및 패스워드 등)을 IoT 허브에 전송함으로써, 접속 요청을 수행할 수 있다.

이후, IoT 허브는 IoT 장치로부터 수신한 제1 연결정보를 무선 공유기로 송신하여 IoT 장치에 대한 광역 네트워크(WAN)와의 접속을 요청할 수 있다. 예를 들어, 무선 공유기는 접속 요청에 포함된 제1 연결 정보를 기 저장된 연결정보와 일치 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 접속에 대한 권한을 설정할 수 있다.

무선 공유기는 loT 장치로부터 수신받은 제1 연결정보가 기 저장된 연결정보와 일치하지 않는 경우, IoT 허브를 통해 거절 응답을 loT 장치에 전송할 수 있다.

loT 장치는 IoT 허브를 통해 무선 공유기로부터 거절응답을 수신받은 경우, 또는 접속 요청 후 일정시간 동안 무선 공유기에 접속되지 못한 경우, 접속 실패로 처리한다. 접속 실패가 되는 경우, 소정의 시간 동안 계속하여 접속을 시도할 수 있고, 또는 소정의 횟수만큼 계속해서 접속을 시도할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 허브의 네트워크 설정 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다.

먼저, loT 허브는 WiFi Webserver API 함수, mDSN API 함수, JSON 함수를 선언하고, REST Message Event 함수, HTML55 Service, inline Java Scripts 함수, inline CSS(Cascade Stylesheets Script) 메시지를 정의한다(S210).

다음, 제2 무선 통신 웹서비스(AI loT 서비스, AWS 등)를 정의하고, 저장된 ssid(Service Set IDentifier) 및 password를 로딩하고, AI loT REST Message Event 함수를 정의한다(S220).

다음, 스테이션 모드에서 로딩된 ssid 및 password를 이용하여 접속 시도한다(S230).

단계 230에서 접속에 성공하는 경우, loT 허브는 WiFi 스테이션 모드에서 2차 Web service를 제공한다(S260).

참고로, 2차 웹서비스를 제공하기 위한 것으로 도 12b에 도시된 바와 같이, 2차 WiFi SoC 모드 접속에 따른 메시지를 확인할 수 있다.

단계 230에서 접속에 실패하는 경우, 접속 시도 횟수가 미리 설정된 횟수(예컨대 10회)가 넘었는지 확인하고(S240), 10회가 넘지 않은 경우, 접속시도 횟수에 1을 카운트 한 후(S250). 단계 S230으로 되돌아간다.

단계 240에서 접속 시도 횟수가 미리 설정된 횟수가 된 경우, 단계 270에서와 같이 1차 Web service를 제공하며 WiFi AP(Access Point) 모드에서 사용자 단말과 WiFi 다이렉트 접속하여 제2 연결정보를 요청하는 UI를 제공하고, UI를 통해 획득한 연결정보를 저장하고, IoT 허브를 리셋한다.

참고로, 1차 웹서비스를 제공하기 위한 것으로 도 12a에 도시된 바와 같이, 1차 WiFi SoC 모드 접속에 따른 메시지를 확인할 수 있다.

단계 230에서 접속에 성공하는 경우, loT 허브는 WiFi 스테이션 모드에서 제2 무선 통신 회로를 통해 2차 Web service를 제공한다(단계 S260).

loT 허브는 WiFi 스테이션 모드에서 무선 공유기의 DHCP((Dynamic Host Configuration Protocol) 기능을 통하여 IP(Internet Potocol) 번호를 취득하여 WAN 에 접속 가능하다. 2차 Web Service는 HTML5 웹서비스와 REST, loT Oriented Protocol을 이용하여 JSON 형식 데이터 교환 또는 클라우드 기반 AWS 음성인식 등 여러 가지 서비스를 제공 할 수 있다. loT Oriented Protocol은 BLE, Lora, MQTT, XMPP, REST, CoAP 등을 포함한다. 특히, REST 프로토콜은 사용자 단말과 loT 장치, 서버간 자원 분배 관리가 효율적이고 관리가 편하고 마이크로 서비스를 제공한다는 점에서 WiFi SoC에서 구현하는 것이 매우 적합하다.

loT Oriented Protocol은 HTML5 웹 접속 표준과 JSON (JavaScript Object Notation) 데이터 쌍으로 이루어진 객체 데이터 표현과 인간과 기계가 읽을 수 있는 개방형 표준 데이터 형식으로 인터넷에서 자료를 주고 받는 방법을 지원한다. 이러한 기능은 WiFi SoC 모듈에 JSON API (Application Program Interface) 함수가 탑재 되어 있어서 가능하다.

종래의 Web Server Page 는 index.html, style.css 그리고 servce.js 등의 여러 개의 파일 시스템으로 구성 동작 해야 한다. 그러나 WiFi SoC 모듈은 여러 개의 파일 시스템으로 구성 동작할 수 없다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 loT 허브는 CSS Script를 통해 사용자 단말의 스크린 크기에 따라서 보기 편한 반응형 웹페이지 동작을 구현하고, loT Oriented Rest 프로토콜 동작기능과 Wifi SoC 서버와 스마트폰과의 JSON 문자열로 교환하는데 Java Script 를 사용한다. 이들 Script 들은 사용자 편의 기능, Response Web Page, 터치 버튼 그리고 문자열 입력을 위한 Screen Keyboard 입력 동작들을 HTML5 Web Page에 Inline 방식으로 포함하는 구성을 갖는다. 이후, loT 허브는 하나의 문자열(String)로 표현되고, Inline CSS와 Inline Java Script를 포함하는 HTML5 Web Page를 구성한다. 이들 스크립트들은 사용자 편의 기능, Response Web Page, 터치 버튼 그리고 문자열 입력을 위한 스크린 키보드(Screen Keyboard) 입력 동작들을 HTML5 Web Page에 Inline 방식으로 포함하는 구성을 갖는다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 스크립트의 일 예이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 서비스 스크립트는 하나의 문자열(String)로 이루어진 테스트 프로토콜, JSON API 함수, Inline Java Script, Inline CSS를 포함한다.

이와 같이, 서비스 스크립트를 Inline Java Script 및 Inline CSS를 포함하는 하나의 문자열로 구성하여, Standalone 환경에서 WiFi SoC 모듈에 의해 간단히 동작하게 한다.

또한, JSON API 함수를 사용하므로 사용자 단말에서 수신받은 데이터 예컨대 Base64 엔코딩된 데이터를 간단하게 분류하고 변환할 수 있게 한다.

이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 스크립트를 통해 대중적인 SoC WiFi 모듈을 사용한 저 비용 경량화 구성으로, 종래의 라즈베리파이에 비하여 WiFi AP 모드와 WiFi 스테이션 모드 간 전환을 매우 빠르고 안정적으로 수행 할 수 있게 한다.

또한, HTML5 웹서비스와 loT Oriented REST Protocol, Inline Java Script, DOM 그리고 Inline CSS를 사용하여 반응형 브라우저를 구현할 수 있다.

도 13은 본 발의 일 실시예에 따른 1차 웹서비스 제공 시, 사용자 단말의 UI를 나타낸 일례이고, 도 14는 본 발의 일 실시예에 따른 2차 웹서비스 제공 시, 사용자 단말의 UI를 나타낸 일례이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 사용자 단말은 loT 허브로부터 제공받은 UI를 화면에 표시할 수 있으며, UI를 통해 입력되는 정보를 loT 허브에 전송할 수 있다.

보다 구체적으로, 네트워크 설정을 위해 사용자 단말의 화면에 표시되는 UI는 제2 연결정보인 ID 입력창(610), 패스워드 입력창(620), 업데이트 버튼(630) 및 리셋 버튼(640)을 포함할 수 있다.

사용자는 ID 입력창(610)을 통해 제2 SSID를 입력하고, 패스워드 입력창(620)을 통해 제2 패스워드를 용이하게 입력할 수 있다.

사용자 단말은 업데이트 버튼(630)을 통해 사용자에 의해 입력된 제2 연결정보를 loT 허브에 전송하여 저장할 수 있다.

사용자 단말은 리셋 버튼(640)을 통해 제2 SSID와 패스워드를 리셋할 수 있다.

이로써, 본 발명의 일 실시예에 따르면 사용자는 스텐드얼론(Standalone) 방식으로 loT 허브로부터 사용자 단말의 화면 사이즈에 맞는 반응형 웹브라우저를 제공할 수 있다. 또한, 사용자 단말의 웹 서비스(Web Service) 문자를 통한 버튼 조작만으로, 사물인터넷 시스템에서의 무선 공유기 네트워크 설정을 수행할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 사용자는 설치 및 사용이 편리하며 직관적인 인터페이스를 가지는 웹서비스(web service)를 제공받을 수 있으며, 효과적인 사물 인터넷 시스템에서의 무선 공유기 네트워크 설정을 수행할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 무선 리모콘
200 : IoT 장치
300 : IoT 허브
310 : 무선 통신회로
312 : 제1 무선 통신회로
314 : 제1 무선 통신회로
320 : 프로세서
330 : 메모리
400 : 무선 공유기
500 : 사용자 단말
610 : ID 입력창
620 : PW 입력창
630 : 업데이트 버튼
640 : 리셋 버튼

Claims

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광역 네트워크(wide area network, WAN)와의 연결을 위한 AP(access point) 기능을 제공하는 무선 공유기;
상기 무선 공유기에 상기 WAN과의 접속을 요청하며, 제1 무선 통신 회로를 통해 제2 연결정보의 입력을 위한 UI를 제공하는 IoT 허브;
상기 UI를 제공받아 표시하고, 상기 UI를 통해 입력되는 제2 연결정보를 상기 제1 무선 통신 회로를 통해 상기 loT 허브와 직접 통신하여 전송하는 사용자 단말;
제2 무선 통신 회로를 통해 상기 IoT 허브와 연결되며, 상기 IoT 허브에 제1 연결정보를 전송하여 상기 WAN과의 접속을 요청하는 IoT 장치; 및
제3 무선 통신 회로를 통해 상기 IoT 장치의 동작을 독립적으로 제어하기 위한 저전력 무선 리모콘
을 포함하고
상기 저전력 무선 리모콘은 상기 IoT 장치와 1:1 또는 1:n 방식의 지그비(ZigBee) 통신을 이용하여 상기 IoT 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 시스템.
제7항에 있어서,
상기 저전력 무선 리모콘은 지그비 트랜시버, 저전력 CPU, 코인형 배터리 및 두 개의 버튼을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 시스템.
제7항에 있어서,
상기 저전력 무선 리모콘은 Simplici TI 프로토콜을 이용하여 상기 IoT 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제1 연결정보는 상기 IoT 장치의 ssid(Service Set IDentifier) 및 패스워드를 포함하고, 상기 제2 연결정보는 상기 무선 공유기의 ssid(Service Set IDentifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 시스템.
제7항에 있어서,
상기 IoT 허브는
하나의 문자열로 구성되는 서비스 스크립트의 실행에 의해 제공되는 UI를 활용하여 상기 사용자 단말로 웹서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 IoT 시스템.
제11항에 있어서,
상기 하나의 문자열은 lnline Java Script, Inline CSS(Cascade Stylesheets Script) 및 JSON(JavaScript Object Notation) API(Application Program Interface) 함수를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 시스템.
제11항에 있어서,
상기 사용자 단말은 상기 서비스 스크립트를 수신하여, 화면에 UI를 표시하고,
상기 UI는 제2 연결정보 입력창, 상기 loT 허브에 제2 연결정보를 저장하는 저장버튼 및 상기 loT 허브의 재부팅 버튼을 포함하는 IoT 시스템.