KR102383046B1 - RS-485 통신 모듈을 이용한 IoT 기기 제어 및 감지 시스템 - Google Patents
RS-485 통신 모듈을 이용한 IoT 기기 제어 및 감지 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT(Internet of Things) 기기 제어 및 감지 시스템에 있어서, IoT 기기; 상기 IoT 기기를 제어하기 위한 제어 입력을 수신하고, 상기 제어 입력이 포함된 제어 신호를 생성하여 전송하며, 상기 IoT 기기의 상태에 관한 상태 신호를 수신하고, 상기 상태 신호에 포함된 상기 IoT 기기의 상태 정보를 제공하는, 사용자 장치; 상기 IoT 기기로부터 상기 상태 신호를 수신하여 서버로 전달하며, 상기 서버로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 IoT 기기로 전달하는, 슬레이브 RS-485 통신 모듈; 상기 사용자 장치로부터 DDC(Direct Digital Controller)를 통해 상기 제어 신호를 수신하여 상기 서버로 전달하며, 상기 서버로부터 상기 상태 신호를 수신하여 상기 DDC를 통해 상기 사용자 장치로 전달하는, 마스터 RS-485 통신 모듈; 및 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈로부터 상기 상태 신호를 수신하여 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈과 대응되는 마스터 RS-485 통신 모듈로 상기 상태 신호를 전송하고, 상기 마스터 RS-485 통신 모듈로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 마스터 RS-485 통신 모듈과 대응되는 슬레이브 RS-485 통신 모듈로 상기 제어 신호를 전송하는, 서버; 를 포함하되, 상기 슬레이브 및 마스터 RS-485 통신 모듈은: 제1 통신 프로토콜을 사용하기 위한 제1 통신 모듈과, 제2 통신 프로토콜을 사용하기 위한 제2 통신 모듈이 삽입되어 장착될 수 있는 통신 모듈 삽입부; 를 포함하며, 상기 제1 및 제2 통신 프로토콜을 이용하여 상기 서버와 테스트 통신을 수행한 결과 신호의 세기가 더욱 높게 측정되는 통신 프로토콜을 선택적으로 활성화하여 상기 서버와 통신을 수행하며, 상기 IoT 기기 또는 상기 DDC와는 RS-485 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행하되, 상기 제1 통신 프로토콜은 Wi-Fi(Wireless Fidelity)이고, 상기 제2 통신 프로토콜은 LTE(Long-Term Evoluation)이고, 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템에 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 복수개 포함되어 있는 경우: 상기 복수개의 슬레이브 RS-485 통신 모듈 중, 하나인 제1 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 게이트웨이 노드로 설정되고, 나머지 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 릴레이 노드로 설정되며, 다른 릴레이 노드와의 거리 및 상기 게이트웨이 노드와의 거리 중 적어도 하나에 기초하여 상기 릴레이 노드간 신호 전달 순서가 결정되며, 상기 게이트웨이 노드는 상기 제2 통신 프로토콜만을 이용하여 상기 서버와 통신을 수행하고, 상기 릴레이 노드는 결정된 신호 전달 순서에 따라 다음 순서로 배정된 노드와만 통신을 수행하되 상기 제1 통신 프로토콜만을 이용하여 통신을 수행하고, 상기 게이트웨이 노드와 상기 서버 사이에 상기 제2 통신 프로토콜을 통해 송수신되는 신호에는 빔포밍 기술이 적용되며, 상기 서버가 상기 IoT 기기로부터 상기 IoT 기기가 위험한 상태 또는 동작 이상을 나타내는 이상 상태 신호를 수신한 경우, 상기 이상 상태 신호를 상기 제2 통신 프로토콜만을 이용하여 가장 높은 우선 순위로 상기 사용자 장치로 전송하되, 상기 제2 통신 프로토콜에 기정의되어 있는 긴급 메시지 전송 서비스를 이용하여 상기 이상 상태 신호를 전송하고, 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈에 상기 IoT 기기에 장착 또는 연결되기 위한 연결부가 포함되며, 상기 연결부를 통해 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템에 미등록된 IoT 기기에 기존의 통신 모듈을 대체하여 혹은 추가로 장착되는 경우: 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 상기 미등록된 IoT 기기를 등록하기 위한 신호를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버는 상기 미등록된 IoT 기기로부터 전송된 신호를 상기 마스터 RS-485 통신 모듈로 전달하고, 상기 마스터 RS-485 통신 모듈은 상기 미등록된 IoT 기기로부터 전송된 신호를 상기 DDC를 통해 상기 사용자 장치로 전송하고, 상기 사용자 장치는 상기 미등록된 IoT 기기를 등록함으로써 상기 미등록된 IoT 기기를 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템으로 통합시키되, 상기 IoT 기기는: 상기 RS-485 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행하는, 통신 유닛; 디지털 데이터를 저장하는, 메모리 유닛; 및 상기 통신 유닛 및 상기 메모리 유닛을 제어하는, 제어 유닛;을 포함하고, 냉장고, 온도계, 조명, 에어컨, 체온계, 습도계, 청소기, 세탁기, 제습기, 건조기, 스피커, 전자 렌지, 가스 렌지, 배전반, 분전반, 수배전반, TV, DVD, 전기 자동차, 블라인드, CCTV, 드론, PC, 태블릿 PC, 웨어러블 기기, 보일러, 공기 청정기, 가습기, 카메라, 센서, 태양광 발전 설비, 원자력 발전 설비 및/또는 풍력 발전 설비에 해당할 수 있다.
Description
본 명세서는 485-통신 모듈을 이용한 IoT 기기의 제어 및 감지 시스템과 이를 위한 장치를 제안한다.
일반적으로 정보를 외부와 교환하는 방법으로는 병렬 통신과 직렬 통신, 이렇게 2가지로 나눌 수 있다. 컴퓨터 내의 장치와 정보 교환할 때는 통상적으로 고속의 통신 속도를 필요로 하므로, 한꺼번에 많은 정보를 처리할 수 있는 병렬 통신 방식이 주로 사용된다. 이는 대량의 정보를 빠른 시간에 한꺼번에 처리함으로써 컴퓨터의 성능을 향상시킬 수가 있기 때문이다.
하지만 모든 경우에 병렬 통신 방식을 사용할 수는 없다. 그 이유는 통신 거리의 제한성, 구현상의 기술적 어려움과 비용이 너무 비싸기 때문이다. 또한 어플리케이션 자체가 고속의 통신 속도를 필요로 하지 않는 경우도 많다. 이러한 이유로 컴퓨터가 외부와의 통신을 할 때는 직렬 통신 방식이 많이 사용된다.
직렬 통신 방식이란, 데이터 비트를 1개의 비트 단위로 외부로 송수신하는 방식으로써 구현하기가 쉽고, 원거리 통신이 가능하며, 기존의 통신 선로(전화선 등)를 쉽게 활용할 수가 있어 비용의 절감이 크다는 장점이 있다. 직렬 통신의 대표적인 것으로 모뎀, LAN, RS-232 등이 있다. 나아가, 직렬 통신을 다시 구분하면 비동기식 방식과 동기식 방식, 이렇게 2 가지로 나뉠 수 있다.
RS-232는 비동기식 통신 컨트롤러에서 나오는 디지털 신호를 외부와 인터페이스시키는 전기적인 신호 방식의 하나로서 비동기식 방식에 해당한다. 비동기식 통신 컨트롤러는 일반적으로 UART(Universal Asynchronous Receiver & Transmitter)라 지칭된다. UART에서 나오는 신호는 보통 TTL(Time To Live) 신호 레벨을 갖기 때문에 노이즈에 약하고 통신 거리에 제약이 있다. 이러한 TTL 신호를 입력 받아 노이즈에 강하고 멀리 갈 수 있게 해주는 인터페이스 IC 를 LINE DRIVER/RECEIVER라 부르며 이 중 대표적인 것이 RS-422 및 RS-485가 있다.
일반적으로 IoT 기기는 RS-485 통신 프로토콜을 기반으로 서버와 통신을 수행한다.
그러나, 이러한 IoT 기기가 다수의 지역 또는 원거리 지역에 분산 설치되어 있거나, 위험도 및 중요도가 높아 상태를 지속적으로 감시해야 함에도 별도의 배선 및 통신 케이블 설치가 불가능한/어려운 옥내 시설(예를 들어, 원자력/태양광 발전소 등)에 위치하는 경우에는, 유선 통신 프로토콜인 RS-485 통신 프로토콜만으로는 IoT 기기와 서버 사이의 통신에 거리상/보안상의 한계가 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT(Internet of Things) 기기 제어 및 감지 시스템에 있어서, IoT 기기; 상기 IoT 기기를 제어하기 위한 제어 입력을 수신하고, 상기 제어 입력이 포함된 제어 신호를 생성하여 전송하며, 상기 IoT 기기의 상태에 관한 상태 신호를 수신하고, 상기 상태 신호에 포함된 상기 IoT 기기의 상태 정보를 제공하는, 사용자 장치; 상기 IoT 기기로부터 상기 상태 신호를 수신하여 서버로 전달하며, 상기 서버로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 IoT 기기로 전달하는, 슬레이브 RS-485 통신 모듈; 상기 사용자 장치로부터 DDC(Direct Digital Controller)를 통해 상기 제어 신호를 수신하여 상기 서버로 전달하며, 상기 서버로부터 상기 상태 신호를 수신하여 상기 DDC를 통해 상기 사용자 장치로 전달하는, 마스터 RS-485 통신 모듈; 및 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈로부터 상기 상태 신호를 수신하여 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈과 대응되는 마스터 RS-485 통신 모듈로 상기 상태 신호를 전송하고, 상기 마스터 RS-485 통신 모듈로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 마스터 RS-485 통신 모듈과 대응되는 슬레이브 RS-485 통신 모듈로 상기 제어 신호를 전송하는, 서버; 를 포함하되, 상기 슬레이브 및 마스터 RS-485 통신 모듈은: 제1 통신 프로토콜을 사용하기 위한 제1 통신 모듈과, 제2 통신 프로토콜을 사용하기 위한 제2 통신 모듈이 삽입되어 장착될 수 있는 통신 모듈 삽입부; 를 포함하며, 상기 제1 및 제2 통신 프로토콜을 이용하여 상기 서버와 테스트 통신을 수행한 결과 신호의 세기가 더욱 높게 측정되는 통신 프로토콜을 선택적으로 활성화하여 상기 서버와 통신을 수행하며, 상기 IoT 기기 또는 상기 DDC와는 RS-485 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행하되, 상기 제1 통신 프로토콜은 Wi-Fi(Wireless Fidelity)이고, 상기 제2 통신 프로토콜은 LTE(Long-Term Evoluation)이고, 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템에 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 복수개 포함되어 있는 경우: 상기 복수개의 슬레이브 RS-485 통신 모듈 중, 하나인 제1 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 게이트웨이 노드로 설정되고, 나머지 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 릴레이 노드로 설정되며, 다른 릴레이 노드와의 거리 및 상기 게이트웨이 노드와의 거리 중 적어도 하나에 기초하여 상기 릴레이 노드간 신호 전달 순서가 결정되며, 상기 게이트웨이 노드는 상기 제2 통신 프로토콜만을 이용하여 상기 서버와 통신을 수행하고, 상기 릴레이 노드는 결정된 신호 전달 순서에 따라 다음 순서로 배정된 노드와만 통신을 수행하되 상기 제1 통신 프로토콜만을 이용하여 통신을 수행하고, 상기 게이트웨이 노드와 상기 서버 사이에 상기 제2 통신 프로토콜을 통해 송수신되는 신호에는 빔포밍 기술이 적용되며, 상기 서버가 상기 IoT 기기로부터 상기 IoT 기기가 위험한 상태 또는 동작 이상을 나타내는 이상 상태 신호를 수신한 경우, 상기 이상 상태 신호를 상기 제2 통신 프로토콜만을 이용하여 가장 높은 우선 순위로 상기 사용자 장치로 전송하되, 상기 제2 통신 프로토콜에 기정의되어 있는 긴급 메시지 전송 서비스를 이용하여 상기 이상 상태 신호를 전송하고, 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈에 상기 IoT 기기에 장착 또는 연결되기 위한 연결부가 포함되며, 상기 연결부를 통해 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템에 미등록된 IoT 기기에 기존의 통신 모듈을 대체하여 혹은 추가로 장착되는 경우: 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 상기 미등록된 IoT 기기를 등록하기 위한 신호를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버는 상기 미등록된 IoT 기기로부터 전송된 신호를 상기 마스터 RS-485 통신 모듈로 전달하고, 상기 마스터 RS-485 통신 모듈은 상기 미등록된 IoT 기기로부터 전송된 신호를 상기 DDC를 통해 상기 사용자 장치로 전송하고, 상기 사용자 장치는 상기 미등록된 IoT 기기를 등록함으로써 상기 미등록된 IoT 기기를 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템으로 통합시키되, 상기 IoT 기기는: 상기 RS-485 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행하는, 통신 유닛; 디지털 데이터를 저장하는, 메모리 유닛; 및 상기 통신 유닛 및 상기 메모리 유닛을 제어하는, 제어 유닛;을 포함하고, 냉장고, 온도계, 조명, 에어컨, 체온계, 습도계, 청소기, 세탁기, 제습기, 건조기, 스피커, 전자 렌지, 가스 렌지, 배전반, 분전반, 수배전반, TV, DVD, 전기 자동차, 블라인드, CCTV, 드론, PC, 태블릿 PC, 웨어러블 기기, 보일러, 공기 청정기, 가습기, 카메라, 센서, 태양광 발전 설비, 원자력 발전 설비 및/또는 풍력 발전 설비에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크 공사가 불가능하거나 어려운 옥내 시설(예를 들어, 태양광/원자력 발전소 시설 등)에도 설치가 가능하므로, 실시간으로 옥내 시설을 모니터링할 수 있어, 시설 관리 안정성 및 편의성이 상승한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 원거리에서도 RS-485 통신 프로토콜 기반의 IoT 기기를 제어할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시에에 따르면, 보안이 요구되는 제어 신호에 대해서는 보안 레벨이 상대적으로 높은 통신 프로토콜(예를 들어, LTE)을 (선택적으로) 사용하므로, 해킹의 위험이 적고 보안이 보장된다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 제어 및 감지 시스템의 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 통신 프로토콜을 이용하는 RS-485 통신 모듈을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 노드로서의 기능을 수행하는 RS-485 통신 모듈을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기기의 상태 정보를 제공하는 사용자 장치를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 제어 및 감지 시스템으로 IoT 기기가 통합되는 실시예를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버, RS-485 통신 모듈 및 사용자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 통신 프로토콜을 이용하는 RS-485 통신 모듈을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 노드로서의 기능을 수행하는 RS-485 통신 모듈을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기기의 상태 정보를 제공하는 사용자 장치를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 제어 및 감지 시스템으로 IoT 기기가 통합되는 실시예를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버, RS-485 통신 모듈 및 사용자 장치의 블록도이다.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 제어 및 감지 시스템의 개요도이다.
도 1을 참조하면, IoT 제어 및 감지 시스템(100)은, 적어도 하나의 IoT 기기(110), 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120), 서버(130), 마스터 RS-485 통신 모듈(140), 사용자 장치(150) 및/또는 DDC(또는 DDC 콘트롤러)(160)를 포함한다.
IoT(Internet of Things) 기기(110)는, IoT 기술이 구현된 전자 기기로서, 센서 및/또는 통신 기능을 내장하여 다양한 정보/데이터/신호의 송수신이 가능한 전자 기기를 일컫는다. 예를 들어, IoT 기기(110)는, 냉장고, 온도계, 조명, 에어컨, 체온계, 습도계, 청소기, 세탁기, 제습기, 건조기, 스피커, 전자 렌지, 가스 렌지, 배전반, 분전반, 수배전반, TV, DVD, 전기 자동차, 블라인드, CCTV, 드론, PC, 태블릿 PC, 웨어러블 기기, 보일러, 공기 청정기, 가습기, 카메라, 센서, 태양광 발전 설비, 원자력 발전 설비 및/또는 풍력 발전 설비 등에 해당할 수 있다.
IoT 기기(110)는 다양한 통신 프로토콜을 기반으로 외부와 통신을 수행할 수 있는데, 본 명세서에서의 IoT 기기(110)는 유선 통신 프로토콜인 RS-485 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 기기를 의미할 수 있다. 따라서, IoT 기기(110)는 RS-485 통신 프로토콜을 사용하기 위한 하드웨어적인 통신 회로/장치 등을 탑재할 수 있으며, RS-485 통신 프로토콜 기반의 다양한 신호(예를 들어, 제어/상태 신호 등)를 외부(특히, DDC(160) 및/또는 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120))와 송/수신할 수 있다.
IoT 기기(110)는 사용자 장치(150)로부터 제어 신호를 수신하고, 수신한 제어 신호에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, IoT 기기(110)가 조명인 경우, IoT 기기(110)는 사용자 장치(150)로부터 수신한 전원 ON/OFF 제어 신호에 따라 전원을 ON/OFF할 수 있다. 또한, IoT 기기(110)는 현재 상태에 관한 상태 신호를 사용자 장치(150)로 전송할 수 있다. 예를 들어, IoT 기기(110)가 건조기인 경우, IoT 기기(110)는 건조 완료까지 남은 시간에 관한 정보를 상태 신호로서 사용자 장치(150)로 전송할 수 있다. 실제 IoT 기기와 사용자 장치가 통신을 수행하기 위해, 적어도 하나의 게이트웨이/중계기(예를 들어, 마스터/슬레이브 RS-485 통신 모듈(120, 140), 서버(130) 및/또는 DDC(160) 등)를 거칠 수 있는데, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세히 후술한다.
슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은 RS-485 통신 프로토콜을 수행하는 통신 모듈로서, IoT 기기(110)와 서버(130) 사이에서 신호 전달을 해주는 게이트웨이 역할을 수행할 수 있다. 특히, 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은 IoT 기기로(110)부터 상태 신호를 수신하여 서버(130)로 전달하며, 서버(130)로부터 제어 신호를 수신하여 IoT 기기(110)로 전달할 수 있다. 이때, 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은, IoT 기기(110)와는 RS-485 통신 프로토콜을 기초로, 서버(130)와는 다른 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 다른 통신 프로토콜로, 예를 들어, LTE(Long-Term Evoluation), WiFi(Wireless Fidelity) 등이 사용될 수 있으며, 여기서 LTE는 3G, 4G, 5G, LTE-A, NR 등 3GPP에서 표준화된 무선 통신 프로토콜을 모두 통칭할 수 있다.
슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은 IoT 기기(110)에 하나의 구성 요소로서 직접 장착/연결/조립/설치되는 형태로 구비되거나, IoT 기기(110)로부터 분리된 독립적인 장치로서 구비될 수도 있다. 전자의 경우, 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은, IoT 기기(110)에 장착 또는 연결되기 위한 연결부를 포함할 수 있으며, 후자의 경우, IoT 기기(110)로부터 RS-485 통신이 가능한 범위 내에서 IoT 기기(110)와 분리되어 설치될 수 있다. 다만, 후자의 경우, RS-485 통신이 가능한 범위 내에 설치되어야 하므로, IoT 기기(110)와 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은 충분히 가까운 위치에 설치된 것으로 가정하며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)과 IoT 기기(110)의 위치가 실질적으로 동일한 것으로 간주하여 설명하기로 한다. 이 경우, 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은 복수의 IoT 기기들(110)과 신호를 송수신할 수 있다.마스터 RS-485 통신 모듈(140) 역시 RS-485 통신 프로토콜을 수행하는 통신 모듈로서, 서버와 DDC 사이에서 신호 전달을 해주는 게이트웨이 역할을 수행할 수 있다. 특히, 마스터 RS-485 통신 모듈(140)은 서버(130)로부터 상태 신호를 수신하여 DDC(160)를 통해/거쳐 사용자 장치(150)로 전달하며, 사용자 장치(150)로부터 DDC(160)를 통해/거쳐 제어 신호를 수신하여 서버(130)로 전달할 수 있다. 이때, 마스터 RS-485 통신 모듈(140) 역시 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)과 유사하게, DDC와는 RS-485 통신 프로토콜을 기초로, 서버(130)와는 다른 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 다른 통신 프로토콜로, 예를 들어, LTE(Long-Term Evoluation), WiFi(Wireless Fidelity) 등이 사용될 수 있으며, 여기서 LTE는 3G, 4G, 5G, LTE-A, NR 등 3GPP에서 표준화된 무선 통신 프로토콜을 모두 통칭할 수 있다.
이렇듯 슬레이브/마스터 RS-485 통신 모듈(120, 140)이 IoT 기기(110)/DDC(160) 및 서버(130)와 서로 다른 통신 프로토콜로 통신을 수행하는 이유는 다음과 같다. 첫째로, 종래에 많은 IoT 기기(110)가 RS-485 통신 프로토콜을 기반으로 통신을 수행하므로, 기존에 이미 설치되어 있는 IoT 기기(110)/시스템(100)과의 호환성을 높이기 위함이다. 이 경우, 시스템 재구성을 위한 비용이 줄어든다는 효과가 발생한다. 둘째로, IoT 기기(110)가 별도의 배선 및 통신 케이블 설치가 불가능한/어려운 옥내 시설/설비에 해당하는 경우, 사용자 장치는 이러한 옥내 시설/설비로부터 원거리에 설치되므로 안정적인 원거리 통신 프로토콜의 도입이 요구된다. 마지막으로, IoT 기기(110)가 높은 보안 레벨을 요구하는 관공서, 공공 기관, 혹은 정부 기관, 군사 기관 등에 설치되어 있는 경우, RS-485 통신 프로토콜은 보안이 취약하므로, 상대적으로 보안 레벨이 높은 통신 프로토콜의 도입이 요구된다. 이러한 점에서, 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은 보안 레벨이 높으며, 원거리 통신 거리 및 안정적인 통신 기능을 제공하는 LTE 또는 WiFi 통신 프로토콜을 이용하여 (사용자 장치와 유선 연결되어 있는) 마스터 RS-485 통신 모듈(140)과 통신을 수행할 수 있다.
이를 위해, 슬레이브/마스터 RS-485 통신 모듈(120, 140)은 LTE 또는 WiFi 통신 프로토콜도 추가로 사용할 수 있도록 LTE 또는 WiFi 프로토콜 모듈이 삽입되어 장착/설치될 수 있는 통신 모듈 삽입부가 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 사용자는 슬레이브/마스터 RS-485 통신 모듈(120, 140)에 LTE 및/또는 WiFi 통신 모듈을 삽입함으로써 간단하게 본 명세서에서 제안하는 슬레이브/마스터 RS-485 통신 모듈(120)을 만들 수 있다.
슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)과 마스터 RS-485 통신 모듈(140) 간에는 N:1(N은 자연수)의 대응/소속 관계가 형성/설정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 마스터 RS-485 통신 모듈(140)에 대해 적어도 하나의 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)이 소속되어 하나의 그룹으로 구분되는 구조/관계가 사전에 설정되어 있을 수 있다. 이 경우, 서버(130)는 이러한 구조/관계에 기초하여, 상태 신호 및 제어 신호를 대응되는 슬레이브 및/또는 마스터 RS-485 통신 모듈(120, 140)로 중간에서 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 서버(130)는 슬레이브 및 마스터 RS-485 통신 모듈(120, 140)간에 설정되어 있는 구조에 기초하여, 상태 신호 전달 시, 상태 신호를 전송한 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)이 소속되어 있는 마스터 RS-485 통신 모듈(140)로 상태 신호를 전달할 수 있다. 이와 유사하게, 서버(130)는 슬레이브 및 마스터 RS-485 통신 모듈(120, 140)간에 설정되어 있는 구조에 기초하여, 제어 신호 전달 시, 제어 신호를 전송한 마스터 RS-485 통신 모듈(140)에 소속되어 있는 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)로 제어 신호를 전달할 수 있다. 해당 마스터 RS-485 통신 모듈(140)에 소속되어 있는 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)이 복수개인 경우, 제어 신호에 포함되어 있는 수신 대상 정보에 기초해 수신 대상 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)을 특정하여 제어 신호를 전송할 수 있다.
서버(130)는 IoT 기기(110)를 제어하기 위한 제어 신호를 송수신하고, IoT 기기(110)의 상태에 관한 상태 신호를 송수신할 수 있다. 보다 상세하게는, 서버(130)는 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)로부터 상태 신호를 수신하여 슬레이브 RS-45 통신 모듈(120)과(가) 대응되는(소속된) 마스터 RS-485 통신 모듈(140)로 상태 신호를 전송하고, 마스터 RS-485 통신 모듈(140)로부터 제어 신호를 수신하여 마스터 RS-485 통신 모듈(140)과(에) 대응되는(소속된) 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 서버(130)는 외부로부터 수신한 제어 및 상태 신호를 수신/전송 대상인 IoT 기기(110)별로 저장 및 관리할 수 있다.
서버(130)는, 일 실시예로서, MQTT(MQ Telemetry Transport)에 해당할 수 있다. MQTT는 센서 장치나 라즈 베리 파이 같은 임베디드 장치, 모바일 장치 사이의 통신을 위한 가벼운 메시징 프로토콜이며, TCP/IP 기반으로 대역폭이 작은 네트워크에서 동작할 수 있도록 설계된 프로토콜이다.
DDC(160)는 마스터 RS-485 통신 모듈(140) 및 사용자 장치(150)와 유선으로 연결되어, 이들과 상태 신호 및 제어 신호를 송수신할 수 있다. 특히, DDC(160)는 마스터 RS-485 통신 모듈(140)로부터 상태 신호를 RS-485 통신 신호의 형태로 수신하고, 이를 사용자 장치(150)에 의해 인식 가능한 신호의 형태로 전환하여 사용자 장치(150)로 전달할 수 있다. 이와 유사하게, DDC(160)는 사용자 장치(150)로부터 제어 신호를 수신하고, 이를 RS-485 통신 신호의 형태로 전환하여 마스터 RS-485 통신 모듈(140)로 전달할 수 있다. 즉, DDC(160)는 마스터 RS-485 통신 모듈(140)과 사용자 장치(150) 사이의 중간 다리 역할을 수행할 수 있다.
사용자 장치(150)는 사용자로부터 IoT 기기(110)를 제어하기 위한 제어 입력을 수신하고, IoT 기기(110)로부터 수신한 IoT 기기(110)의 상태 정보를 사용자에게 제공하는 전자 장치에 해당한다. 보다 상세하게는, 사용자 장치(150)는 IoT 기기(110)를 제어하기 위한 제어 입력을 사용자로부터 수신하고, 제어 입력이 포함된 제어 신호를 생성하여 이를 서버(130)로 전송할 수 있다. 또한, 사용자 장치(150)는 서버(130)로부터 IoT 기기(110)의 상태 신호를 수신하고, 상태 신호에 포함된 IoT 기기(110)의 상태 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 특히, 사용자 장치(150)는 이러한 기능들을 수행하기 위해 설계된/개발된 특정 어플리케이션/프로그램이 설치되어 있는 전자 장치일 수 있다. 따라서, 사용자는 이러한 사용자 장치(150)를 통해 쉽고 간단하게 IoT 기기(110)를 모니터링/관리/제어할 수 있다.
한편, IoT 기기(본 도면의 경우, 영상 기기)와 사용자 장치(150) 사이의 거리가 RS-485 통신 프로토콜을 사용하기에 충분히 가까운 경우, 본 도면에 도시한 바와 같이, 사용자 장치(150)에 (DDC(160)를 통해) 직접 유선 연결될 수도 있다. 이 경우, 별도의 RS-485 통신 모듈(120, 140)은 필요하지 않으며, IoT 기기는 DDC(160)를 통해 직접 사용자 장치(150)와 통신을 수행할 수 있다. 이때, IoT 기기와 DDC(160)는 RS-485 통신 프로토콜을 기반으로 통신을 수행하게 된다.
따라서, 본 명세서에서 제안하는 RS-485 통신 모듈(120, 140)은 이렇듯 유선으로 단거리 연결 가능한 기존의 시스템을 원거리로 범위를 넓히기 위해, DDC(160)와 IoT 기기 사이의 유선 연결을 끊고 중간에 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120), 서버(130) 및 마스터 RS-485 통신 모듈(140)을 도입한 것으로 이해될 수 있다(즉, 호환이 유지됨). 따라서, 종래에 사전 설치되어 있는 RS-485 통신 프로토콜 기반의 시스템을 전체 재이용하면서 본 발명의 도입이 가능하여, 기존의 IoT 기기 제어 및 감지 시스템 삭제 및 재설치에 따른 비용이 절감된다는 효과를 갖는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 통신 프로토콜을 이용하는 RS-485 통신 모듈을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 사용자 장치와 IoT 기기가 기설정된 거리 이상으로 떨어진 경우, 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120), 서버(130) 및 마스터 RS-485 통신 모듈(140)이 설치/도입될 수 있으며, 이때 이들은 LTE 및/또는 WiFi 통신 프로토콜을 사용하여 통신을 수행함으로써 제어 및 상태 신호를 송수신할 수 있다.
앞서 상술한 바와 같이, 태양광, 원자력 발전소 등과 같이 위험도가 높으며 통신/배선 등의 설치가 불가능한/어려운 장소에 설치된 IoT 기기(220)에 대해서는, 위험도를 낮추고 통신/배선 등의 설치를 용이하게 하기 위해 사용자 장치(210)가 IoT 기기(220)로부터 원거리인 장소(210)에 설치될 수 있다.
이외에도, IoT 기기(또는 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120))가 높은 보안 레벨을 요구하는 관공서, 공공 기관, 정부 기관 혹은 군사 기관 등에 설치되어 있는 경우, 슬레이브 및 마스터 RS-485 통신 모듈(120, 140)은 (RS-485 통신 프로토콜 및 WiFi 통신 프로토콜보다) 상대적으로 보안 레벨이 높은 LTE 통신 프로토콜(만)을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. WiFi 통신 프로토콜의 경우, 별도의 데이터 사용료를 지불할 필요가 없어 데이터 사용에 큰 제약이 없다는 장점을 갖는다. 따라서, 높은 보안 레벨을 요구하지 않으며 통신 비용을 절감하고자 하는 경우, RS-485 통신 모듈(120, 140)은 WiFi 통신 프로토콜을 사용하여 서버(130)와 통신을 수행할 수 있다.
즉, RS-485 통신 모듈(120, 140)은 LTE 및 WiFi 통신 프로토콜 중 어느 하나의 프로토콜을 선택적으로 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 어느 프로토콜이 사용될지는, 사용자가 어떤 통신 모듈을 RS-485 통신 모듈(120, 140)에 설치하였는지에 따라 및/또는 특정 조건을 만족하였는지에 따라 결정될 수 있다.
전자의 경우, 사용자는 직접 RS-485 통신 모듈(120, 140)이 설치될 장소, IoT 기기의 종류, IoT 기기가 설치된 장소, IoT 기기와 서버 사이의 거리 등을 고려하여 어떤 통신 모듈을 적용할 지를 결정하고, 결정된 통신 모듈을 직접 RS-485 통신 모듈(120, 140)에 삽입/장착/설치할 수 있다. 이 경우, RS-485 통신 모듈(120, 140)은 삽입/장착/설치된 통신 모듈의 통신 프로토콜만을 이용하여 서버와 통신을 수행하게 된다.
후자의 경우, 사용자는 RS-485 통신 모듈(120, 140)에 2가지 통신 모듈 모두를 삽입/장착/설치할 수 있다. 이 경우, RS-485 통신 모듈(120, 140)은 기설정된 통신 모듈 활성화 조건의 만족 여부를 판단하여 둘 중 어느 하나의 통신 모듈만을 선택적으로 활성화할 수 있다. 예를 들어, RS-485 통신 모듈(120, 140)은 WiFi 및 LTE 통신 프로토콜을 모두 사용하여 서버와 테스트 통신을 수행해볼 수 있으며(더미/테스트 신호를 이용하여), 신호 세기가 더욱 높게 측정되는 통신 프로토콜을 선택할 수 있다. 이와 유사하게, RS-485 통신 모듈(120, 140)은 IoT 기기의 종류, IoT 기기가 설치된 장소, IoT 기기와 사용자 장치 사이의 거리 등에 관한 정보를 수신하고, 이에 기초하여 적절한 통신 프로토콜을 선택할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 노드로서의 기능을 수행하는 RS-485 통신 모듈을 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)은 릴레이 노드로서의 기능/역할도 수행할 수 있다.
보다 상세하게는, 복수의 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120-1~120-5)이 서로에 대해 근거리에 설치되어 있고, 사용자 장치(또는 RS-485 통신 모듈(140))는 복수의 슬레이브 RS-485 통신 모듈들(120-1~120-5)로부터 원거리에 설치되어 있는 경우, 복수의 슬레이브 RS-485 통신 모듈들(120-1~120-5) 중 하나의 통신 모듈(120-5)을 제외한 나머지 통신 모듈들(120-1~120-4)은 WiFi 통신 프로토콜을 기반으로 릴레이 노드 기능을 수행할 수 있다. 제외된 하나의 통신 모듈(120-5)은 원거리 사용자 장치(또는 RS-485 통신 모듈(140))와 통신을 수행하기 위해 LTE 통신 프로토콜을 기반으로 게이트웨이 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 5층짜리 건물(410)에서 1층 내지 5층에 제1 내지 제5 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120-1~120-5)이 각각 배치된 경우, 제1 내지 제4 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120-1~120-4)은 릴레이 노드 기능을 수행할 수 있으며, 제5 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120-5)은 게이트웨이 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, IoT 기기가 서버(130)로 전송하는 신호는 제1 RS-485 통신 모듈(120-1)→제2 RS-485 통신 모듈(120-2)→제3 RS-485 통신 모듈(120-3)→제4 RS-485 통신 모듈(120-4)→제5 RS-485 통신 모듈(120-5)의 순서로 전송/전달될 수 있으며, 서버(130)로부터 IoT 기기로 전송되는 신호는 이와 반대의 순서로 전송/전달될 수 있다. 신호 전송/전달 순서는 사용자에 의해 사전에 설정되거나, 각 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)이 자신의 위치, 다른 RS-485 통신 모듈(120) 및/또는 게이트웨이와의 거리 등을 기초로 (실시간으로) 직접 결정/설정할 수 있다.
만일, 제1 내지 제4 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120-1~120-4)과 제5 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120-5)간의 거리가 WiFi 통신 프로토콜을 사용하기에 충분히 가까운 경우에는, 각 통신 모듈(120-1~120-4)은 릴레이 노드를 거치지 않고, 직접 제5 RS-485 통신 모듈(120-5)로 신호를 전송할 수도 있다.
이렇듯 릴레이 노드로서 기능을 수행하도록 하는 이유는, 앞서 상술한 바와 같이 LTE 통신 프로토콜의 경우 원거리 통신이 가능하나 별도의 데이터 사용료를 지불해야 함에 반해, WiFi 통신 프로토콜의 경우 별도의 데이터 사용료를 지불할 필요가 없어 통신 비용이 절약되기 때문이다. 또한, 아울러, LTE 기지국 입장에서도 동시 다발적으로 다양한 방향에서 전송되는 신호보다 하나의 일정한 방향에서 전송되는 신호에 대해서는 빔포밍 기술 적용이 더 유리하다는 효과가 있기 때문이다. 따라서, 상기 실시예와 같이, LTE 통신 프로토콜을 사용하는 슬레이브 RS-485 통신 모듈(120)을 가능한 한 최소한의 수로 지정하고 나머지 RS-485 통신 모듈(120)은 WiFi 통신 프로토콜을 사용하도록 함으로써, 통신 비용을 절감하고, 통신의 질을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기기의 상태 정보를 제공하는 사용자 장치를 예시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 사용자 장치(510)는 수신한 상태 신호에 포함된 IoT 기기의 상태 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 특히, 사용자 장치(510) 및 서버는 IoT 기기의 위험 상태 또는 동작 이상을 알리는 이상 상태 신호를 수신한 경우, 이를 최우선 순위로 처리하여 사용자에게 알릴 수 있다.
예를 들어, 서버는 이상 상태 신호를 수신한 경우, 기수신된 다른 제어/상태 신호의 처리/전송보다 앞서 이상 상태 신호를 처리/전송할 수 있다. 이때, 이상 상태 신호는 LTE 통신 프로토콜에 기정의 되어 있는 긴급 메시지 전송 서비스를 사용하여 전송될 수도 있다. 이 경우, 사용자 장치(510)는, IoT 기기의 이상 상태를 알리기 위한 다양한 시각적(520) 및/또는 청각적 알림을 출력할 수 있다.
상술한 실시예에 따를 때, 사용자는 실시간으로 IoT 기기의 상태 이상에 대한 정보를 모니터링할 수 있어, 안전 사고를 사전에 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라, 문제 상황을 보다 발빠르게 대처할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 제어 및 감지 시스템으로 IoT 기기가 통합되는 실시예를 예시한 도면이다.
RS-485 통신 프로토콜을 이용하여 통신을 수행하는 종래 IoT 기기(620)의 경우, 본 발명의 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 삽입/장착됨으로써 기생성되어 있는 IoT 제어 및 감지 시스템(610)에 간단하게 통합/추가될 수 있다. 이를 위해, 슬레이브 RS-485 통신 모듈에는 IoT 기기(620)에 장착 또는 연결되기 위한 연결부가 구비되어 있을 수 있으며, IoT 기기(620)에 기설치되어 있는 통신 모듈을 대체하여 혹은 이에 추가로 장착/설치될 수 있다.
슬레이브 RS-485 통신 모듈이 새롭게 장착된 IoT 기기(620)는, 기생성되어 있는 IoT 제어 및 감지 시스템(610)의 서버로 신호를 송수신할 수 있다. 서버는, 새로 추가된 IoT 기기(620)로부터 수신한 신호는, 해당 IoT 제어 및 감지 시스템(610)에 포함되어 있는(혹은 이를 총괄/제어하는) 마스터 RS-485 통신 모듈로 전달해줄 수 있다. 사용자는 사용자 장치를 통해 해당 IoT 기기(620)를 서버에 등록함으로써 새로운 IoT 기기(620)를 서버(또는 IoT 기기 제어 및 감지 시스템(610))에 간단히 추가할 수 있다. 나아가, 사용자는 사용자 장치를 통해 해당 IoT 기기(620)를 제어할 마스터 슬레이브 RS-485 통신 모듈을 직접 지정할 수도 있다.
상술한 실시예에 따를 때, 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 종래의 IoT 기기(620)와의 호환되므로, IoT 제어 및 감지 시스템(610)을 종래의 IoT 기기(620)까지 포함하여 구성하는 데 비용이 적게 들며, 시스템 구성의 유연성이 증가한다는 효과가 존재한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버, RS-485 통신 모듈 및 사용자 장치의 블록도이다.
이하에서 후술하는 구성 요소들은 각 기능을 수행하기 위한 적어도 하나의 하드웨어/소프트웨어적인 구성/장치/회로를 포함할 수 있으며, 하나의 엘리먼트 혹은 복수의 엘리먼트들로 통합/분리되어 구성될 수 있다.
서버, RS-485 통신 모듈 및 사용자 장치는 공통적으로 도 7에 도시된 제어 유닛, 메모리 유닛 및 통신 유닛을 포함할 수 있다.
제어 유닛(710)은 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), AP(Application Processor), 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 적어도 하나 포함하여 구성될 수 있다. 제어 유닛(710)은 본 발명의 실시예들을 실행하기 위하여, 적어도 하나의 어플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다. 또한, 제어 유닛(710)은 본 발명의 실시예들을 실행하기 위하여, 다른 구성 유닛들을 제어하며, 유닛들간의 데이터 송수신을 매니지할 수도 있다.
메모리 유닛(720)은, 비디오, 오디오, 사진, 동영상, 애플리케이션 등 다양한 디지털 데이터를 저장할 수 있다. 메모리 유닛(720)은 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등의 다양한 디지털 데이터 저장 공간을 나타낸다.
통신 유닛(730)은 외부와 적어도 하나의 통신 프로토콜(예를 들어, RS-485 RS-485 통신 프로토콜, WiFi 통신 프로토콜, LTE 통신 프로토콜 등)을 사용하여 통신을 수행, 데이터를 송신/수신할 수 있다. 특히, IoT 기기에 포함된 통신 유닛(730)은 RS-485 통신 프로토콜을, 서버 및 RS-485 통신 모듈에 포함된 통신 유닛(730)은 RS-485 통신 프로토콜, WiFi 통신 프로토콜, LTE 통신 프로토콜을 각각 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
이외에도, 본 도면에는 도시하지 않았으나, 사용자 장치는 사용자에게 시각적/청각적 알림을 제공하기 위한 디스플레이/오디오 유닛을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 유닛은 제어 유닛(710)의 제어에 따라 다양한 이미지/영상/정보를 디스플레이할 수 있으며, 오디오 유닛은 제어 유닛(710)의 제어에 따라 다양한 음악/소리를 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현되어, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
아울러, 본 발명에 따른 장치나 단말은 하나 이상의 프로세서로 하여금 앞서 설명한 기능들과 프로세스를 수행하도록 하는 명령에 의하여 구동될 수 있다. 예를 들어 그러한 명령으로는, 예컨대 JavaScript나 ECMAScript 명령 등의 스크립트 명령과 같은 해석되는 명령이나 실행 가능한 코드 혹은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장되는 기타의 명령이 포함될 수 있다. 나아가 본 발명에 따른 장치는 서버 팜(Server Farm)과 같이 네트워크에 걸쳐서 분산형으로 구현될 수 있으며, 혹은 단일의 컴퓨터 장치에서 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치에 탑재되고 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일 되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시예들을 병합하여 새로운 실시예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상술한 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 요지를 벗어남이 없이 당해 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 명세서의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
710: 제어 유닛
720: 메모리 유닛
730: 통신 유닛
720: 메모리 유닛
730: 통신 유닛
Claims (5)
- IoT(Internet of Things) 기기 제어 및 감지 시스템에 있어서,
IoT 기기;
상기 IoT 기기를 제어하기 위한 제어 입력을 수신하고, 상기 제어 입력이 포함된 제어 신호를 생성하여 전송하며, 상기 IoT 기기의 상태에 관한 상태 신호를 수신하고, 상기 상태 신호에 포함된 상기 IoT 기기의 상태 정보를 제공하는, 사용자 장치;
상기 IoT 기기로부터 상기 상태 신호를 수신하여 서버로 전달하며, 상기 서버로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 IoT 기기로 전달하는, 슬레이브 RS-485 통신 모듈;
상기 사용자 장치로부터 DDC(Direct Digital Controller)를 통해 상기 제어 신호를 수신하여 상기 서버로 전달하며, 상기 서버로부터 상기 상태 신호를 수신하여 상기 DDC를 통해 상기 사용자 장치로 전달하는, 마스터 RS-485 통신 모듈; 및
상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈로부터 상기 상태 신호를 수신하여 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈과 대응되는 마스터 RS-485 통신 모듈로 상기 상태 신호를 전송하고, 상기 마스터 RS-485 통신 모듈로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 마스터 RS-485 통신 모듈과 대응되는 슬레이브 RS-485 통신 모듈로 상기 제어 신호를 전송하는, 서버; 를 포함하되,
상기 슬레이브 및 마스터 RS-485 통신 모듈은:
제1 통신 프로토콜을 사용하기 위한 제1 통신 모듈과, 제2 통신 프로토콜을 사용하기 위한 제2 통신 모듈이 삽입되어 장착될 수 있는 통신 모듈 삽입부; 를 포함하며,
상기 제1 및 제2 통신 프로토콜을 이용하여 상기 서버와 테스트 통신을 수행한 결과 신호의 세기가 더욱 높게 측정되는 통신 프로토콜을 선택적으로 활성화하여 상기 서버와 통신을 수행하며,
상기 IoT 기기 또는 상기 DDC와는 RS-485 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행하되,
상기 제1 통신 프로토콜은 Wi-Fi(Wireless Fidelity)이고, 상기 제2 통신 프로토콜은 LTE(Long-Term Evoluation)이고,
상기 서버가 상기 IoT 기기로부터 상기 IoT 기기가 위험한 상태 또는 동작 이상을 나타내는 이상 상태 신호를 수신한 경우, 상기 이상 상태 신호를 상기 제2 통신 프로토콜만을 이용하여 가장 높은 우선 순위로 상기 사용자 장치로 전송하되, 상기 제2 통신 프로토콜에 기정의되어 있는 긴급 메시지 전송 서비스를 이용하여 상기 이상 상태 신호를 전송하고,
상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈에 상기 IoT 기기에 장착 또는 연결되기 위한 연결부가 포함되며, 상기 연결부를 통해 상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템에 미등록된 IoT 기기에 기존의 통신 모듈을 대체하여 혹은 추가로 장착되는 경우:
상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 상기 미등록된 IoT 기기를 등록하기 위한 신호를 상기 서버로 전송하고,
상기 서버는 상기 미등록된 IoT 기기로부터 전송된 신호를 상기 마스터 RS-485 통신 모듈로 전달하고,
상기 마스터 RS-485 통신 모듈은 상기 미등록된 IoT 기기로부터 전송된 신호를 상기 DDC를 통해 상기 사용자 장치로 전송하고,
상기 사용자 장치는 상기 미등록된 IoT 기기를 등록함으로써 상기 미등록된 IoT 기기를 상기 IoT 기기 제어 및 감지 시스템으로 통합시키되,
상기 IoT 기기는:
상기 RS-485 통신 프로토콜을 기초로 통신을 수행하는, 통신 유닛;
디지털 데이터를 저장하는, 메모리 유닛; 및
상기 통신 유닛 및 상기 메모리 유닛을 제어하는, 제어 유닛;을 포함하고,
냉장고, 온도계, 조명, 에어컨, 체온계, 습도계, 청소기, 세탁기, 제습기, 건조기, 스피커, 전자 렌지, 가스 렌지, 배전반, 분전반, 수배전반, TV, DVD, 전기 자동차, 블라인드, CCTV, 드론, PC, 태블릿 PC, 웨어러블 기기, 보일러, 공기 청정기, 가습기, 카메라, 센서, 태양광 발전 설비, 원자력 발전 설비 또는 풍력 발전 설비에 해당하는, IoT 기기 제어 및 감지 시스템. - 제 1 항에 있어서,
하나의 마스터 RS-485 통신 모듈에 대해 적어도 하나의 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 소속되는 구조가 설정되어 있는 경우,
상기 서버는 상기 구조에 기초하여 상기 상태 신호 및 상기 제어 신호를 대응되는 슬레이브 및/또는 마스터 RS-485 통신 모듈로 전달하는, IoT 기기 제어 및 감지 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 서버는 상기 구조에 기초하여,
상기 상태 신호 전달 시, 상기 상태 신호를 전송한 슬레이브 RS-485 통신 모듈이 소속되어 있는 마스터 RS-485 통신 모듈로 상기 상태 신호를 전달하며,
상기 제어 신호 전달 시, 상기 제어 신호를 전송한 마스터 RS-485 통신 모듈에 소속되어 있는 슬레이브 RS-485 통신 모듈로 상기 제어 신호를 전달하는, IoT 기기 제어 및 감지 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈이, 관공서, 공공 기관, 정부 기관 혹은 군사 기관에 설치되어 있는 기기인 경우,
상기 슬레이브 RS-485 통신 모듈은 상기 서버와 상기 제2 통신 프로토콜만을 이용하여 통신을 수행하는, IoT 기기 제어 및 감지 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 사용자 장치는,
상기 이상 상태 신호를 수신한 경우, 상기 이상 상태를 알리기 위한 시각적 및/또는 청각적 알림을 출력하는, IoT 기기 제어 및 감지 시스템.
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