KR102431518B1 - 네트워크 제어 서버 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 IoT 네트워크 제어 방법을 수행하는 네트워크 제어 서버는, MQTT 브로커, 게이트웨이 및 IoT 기기와 통신하는 통신부 및 상기 게이트웨이가 DHCP 방식으로 IP를 할당받으면, 상기 게이트웨이를 IoT 서버로 인식하는 프로세서를 포함하고, 상기 통신부는 상기 게이트웨이가 상기 IoT 서버로 인식되는 경우, 상기 게이트웨이로부터 MAC 정보 및 포트 정보를 수신하며, 상기 프로세서는 수신한 상기 MAC 정보 및 상기 포트 정보를 토픽으로 분류하고, 상기 MQTT 브로커에게 상기 토픽을 퍼블리시(publish) 하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.

Description

네트워크 제어 서버 및 방법{Method and server for controlling network}
실시예들은 네트워크 제어 서버 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개 IoT 기기가 연결되는 네트워크를 제어하는 서버 및 방법에 대한 것이다.
IoT(Internet of Things)는 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 연결하는 기술로, 기술의 급격한 발전 속도에 따라 IoT 기기에 대한 산업 역시 빠른 속도로 확장하고 있다. 이에 따라, IoT 기기들을 사용자가 쉽게 관리하고 제어할 수 있는 제어 방법에 대한 수요 역시 증가하고 있다.
현재, IoT 기기들을 관리하기 위한 게이트웨이 등 시스템에 대한 기술 개발이 활발히 진행되고 있으나, 실제 환경에서 통일된 방식을 사용하거나 하지 않아 기기들을 관리하는데 어려움이 존재한다. 이를 해결하기 위하여, IoT 기기들간의 일관된 정보 전달 방법을 확립할 수 있는 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 프로토콜이 제시되어 사용되고 있으나, 여전히 기기별, 제조사별 방식의 차이가 있어 통신에 문제가 발생하거나 호환성에 문제를 일으킬 수 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 IoT 네트워크 제어 방법이 필요하다.
일본등록특허　제3224059호 [출원인: 아이왈가닥컨트롤텍컨퍼니리미티드]
본 발명은 다음과 같은 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 목적은, 별도의 설정없이 IoT 기기와 서버의 통신을 연결할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은, IoT 기기의 패킷 형태를 패킷 데이터베이스와 비교하여, 데이터베이스에 등록된 IoT 기기의 연결을 쉽게 수행할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은, IoT 기기간의 호환성 데이터베이스를 생성하여 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서의 해결하고자 하는 과제는 상술한 바에 한정되지 아니하고, 하기에서 설명하는 발명의 실시예들에 의해 도출될 수 있는 다양한 사항들로 확장될 수 있다.
본 발명은 IoT 네트워크 제어 방법을 수행하는 네트워크 제어 서버로 MQTT 브로커, 게이트웨이 및 IoT 기기와 통신하는 통신부; 및 상기 게이트웨이가 DHCP 방식으로 IP를 할당받으면, 상기 게이트웨이를 IoT 서버로 인식하는 프로세서;를 포함하고, 상기 통신부는 상기 게이트웨이가 상기 IoT 서버로 인식되는 경우, 상기 게이트웨이로부터 MAC 정보 및 포트 정보를 수신하며, 상기 프로세서는 수신한 상기 MAC 정보 및 상기 포트 정보를 토픽으로 분류하고, 상기 MQTT 브로커에게 상기 토픽을 퍼블리시(publish) 하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 IoT 기기는 상기 게이트웨이의 포트에 연결되며, 상기 포트 정보는, 상기 포트에 연결된 상기 IoT 기기 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 IoT 기기 정보는, 상기 IoT 기기의 프로토콜 방식 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서가 상기 IoT 기기와 상기 게이트웨이가 연결된 것으로 인식하는 경우, 상기 통신부는 패킷(packet) 데이터베이스로부터 복수의 패킷 정보를 수신하여 상기 게이트웨이로 송신하며, 상기 복수의 패킷 정보 중 상기 게이트웨이로부터 상기 연결된 IoT 기기의 패킷과 일치하는 패킷 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리를 더 포함하며, 상기 프로세서가 복수개의 IoT기기와 상기 게이트웨이가 연결된 것으로 인식하는 경우, 상기 통신부는 상기 게이트웨이로부터 상기 복수개의IoT 기기의 기기 정보를 수신하며, 상기 프로세서는 수신한 상기 기기 정보를 서로 비교하여 상기 복수개의 IoT 기기간의 호환성을 결정하고, 상기 메모리에 상기 결정된 호환성을 저장하여 데이터베이스화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기기정보는, 에러 강도, 에러 빈도, 에러 발생 시점, 에러의 종류, 에러의 원인 및 상기 게이트웨이와의 연결 필요 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 네트워크 제어 방법은 게이트웨이가 DHCP 방식으로 IP를 할당받으면, 상기 게이트웨이를 IoT 서버로 인식하는 단계; 상기 게이트웨이가 상기 IoT 서버로 인식되는 경우, 상기 게이트웨이로부터 MAC 정보 및 포트 정보를 수신하는 단계; 수신한 상기 MAC 정보 및 상기 포트 정보를 토픽으로 분류하는 단계; 및 MQTT 브로커에게 상기 토픽을 퍼블리시하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 네트워크 제어 방법 및 서버는, 별도의 설정 없이 IoT 기기와 서버를 연결할 수 있다.
본 발명에 따른 네트워크 제어 방법 및 서버는, 패킷 데이터베이스를 활용하여 시중에 유통되는 다양한 IoT 기기들을 쉽게 연결할 수 있다
본 발명에 따른 네트워크 제어 방법 및 서버는, IoT 기기의 호환성을 데이터베이스화하여 다양한 제조사의 기기를 연결할 수 있다.
본 명세서의 효과는 위 기재된 사항에 한정되지 아니하며, 아래 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명으로부터 도출될 수 있는 다양한 내용들로 확장될 수 있음이 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 명세서의 실시예에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서의 실시예에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서의 실시예에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 명세서의 실시예의 범위 내에서 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 명세서의 실시예에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다.
본 명세서에서 네트워크는 유무선 네트워크를 모두 포함하는 개념일 수 있다. 이때, 네트워크는 디바이스와 시스템 및 디바이스 상호 간의 데이터 교환이 수행될 수 있는 통신망을 의미할 수 있으며, 특정 네트워크로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 디바이스는 스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 및 HMD(Head Mounted Display)와 같이 모바일 디바이스뿐만 아니라, PC나 디스플레이 기능을 구비한 가전처럼 고정된 디바이스일 수 있다. 또한, 일 예로, 디바이스는 차량 내 클러스터 또는 IoT (Internet of Things) 디바이스일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 디바이스는 어플리케이션 동작이 가능한 기기들을 지칭할 수 있으며, 특정 타입으로 한정되지 않는다. 하기에서는 설명의 편의를 위해 어플리케이션이 동작하는 기기를 디바이스로 지칭한다.
본 명세서에 있어서 네트워크의 통신 방식은 제한되지 않으며, 각 구성요소간 연결이 동일한 네트워크 방식으로 연결되지 않을 수도 있다. 네트워크는, 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망, 위성망 등)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는, 객체와 객체가 네트워킹 할 수 있는 모든 통신 방법을 포함할 수 있으며, 유선 통신, 무선 통신, 3G, 4G, 5G, 혹은 그 이외의 방법으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 유선 및/또는 네트워크는 LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), GSM(Global System for Mobile Network), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 와이-파이(Wi-Fi), VoIP(Voice over Internet Protocol), LTE Advanced, IEEE802.16m, WirelessMAN-Advanced, HSPA+, 3GPP Long Term Evolution (LTE), Mobile WiMAX (IEEE 802.16e), UMB (formerly EV-DO Rev. C), Flash-OFDM, iBurst and MBWA (IEEE 802.20) systems, HIPERMAN, Beam-Division Multiple Access (BDMA), Wi-MAX(World Interoperability for Microwave Access) 및 초음파 활용 통신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 통신 방법에 의한 통신 네트워크를 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은 본 명세서의 일실시예에 따른 시스템의 동작 환경의 예를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면 IoT 기기(110), 하나 이상의 서버(120, 130, 140)가 네트워크(1)를 통해 연결되어 있다. 이러한 도 1은 발명의 설명을 위한 일례로 사용자 디바이스의 수나 서버의 수가 도 1과 같이 한정되는 것은 아니다.
IoT 기기(110)는 컴퓨터 시스템으로 구현되는 고정형 단말이거나 이동형 단말일 수 있다. IoT 기기(110)는 예를 들면, 스마트폰(smart phone), 휴대폰, 내비게이션, 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC, 게임 콘솔(game console), 웨어러블 디바이스(wearable device), IoT(internet of things) 디바이스, VR(virtual reality) 디바이스, AR(augmented reality) 디바이스 등이 있다. 일례로 실시예들에서 IoT 기기(110)는 실질적으로 무선 또는 유선 통신 방식을 이용하여 네트워크(1)를 통해 다른 서버들(120 - 140)과 통신할 수 있는 다양한 물리적인 컴퓨터 시스템들 중 하나를 의미할 수 있다.
각 서버는 IoT 기기(110)와 네트워크(1)를 통해 통신하여 명령, 코드, 파일, 콘텐츠, 서비스 등을 제공하는 컴퓨터 장치 또는 복수의 컴퓨터 장치들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 서버는 네트워크(1)를 통해 접속한 IoT 기기(110)로 각각의 서비스를 제공하는 시스템일 수 있다. 보다 구체적인 예로, 서버는 IoT 기기(110)에 설치되어 구동되는 컴퓨터 프로그램으로서의 어플리케이션을 통해, 해당 어플리케이션이 목적하는 서비스(일례로, 정보 제공 등)를 IoT 기기(110)로 제공할 수 있다. 다른 예로, 서버는 상술한 어플리케이션의 설치 및 구동을 위한 파일을 IoT 기기(110)로 배포하고 사용자 입력 정보를 수신해 대응하는 서비스를 제공할 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일실시예에 있어서 컴퓨팅 장치(200)의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 이러한 컴퓨팅 장치(200)는 도1을 참조하여 상술한 IoT 기기(110) 또는 서버(120-140)에 적용될 수 있으며, 각 장치와 서버들은 일부 구성요소를 더 하거나 제외하여 구성됨으로써 동일하거나 유사한 내부 구성을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면 컴퓨팅 장치(200)는 메모리(210), 프로세서(220), 통신 모듈(230) 그리고 송수신부(240)를 포함할 수 있다. 메모리(210)는 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 디스크 드라이브, SSD(solid state drive), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM, SSD, 플래시 메모리, 디스크 드라이브 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치는 메모리(210)와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 상술한 장치나 서버에 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(210)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드(일례로 IoT 기기(110) 등에 설치되어 구동되는 브라우저나 특정 서비스의 제공을 위해 IoT 기기(110) 등에 설치된 어플리케이션 등을 위한 코드)가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(210)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 모듈(230)을 통해 메모리(210)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 프로그램은 개발자들 또는 어플리케이션의 설치 파일을 배포하는 파일 배포 시스템(일례로, 상술한 서버)이 네트워크(1)를 통해 제공하는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램(일례로 상술한 어플리케이션)에 기반하여 메모리(210)에 로딩될 수 있다.
프로세서(220)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(210) 또는 통신 모듈(230)에 의해 프로세서(220)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(220)는 메모리(210)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
통신 모듈(230)은 네트워크(1)를 통해 사용자 기기(110)와 서버(120 -140)가 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있으며, 장치(110) 및/또는 서버(120 - 140) 각각이 다른 전자 기기와 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다.
송수신부(240)는 외부 입력/출력장치(미도시)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 외부 입력장치는 키보드, 마우스, 마이크로폰, 카메라 등의 장치를, 그리고 외부 출력 장치는 디스플레이, 스피커, 햅틱 피드백 디바이스(haptic feedback device) 등과 같은 장치를 포함할 수 있다.
다른 예로 송수신부(240)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다.
또한, 다른 실시예들에서 컴퓨팅 장치(200)는 적용되는 장치의 성질에 따라서 도 2의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(200)가 IoT 기기(110)에 적용되는 경우 상술한 입출력 장치 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(transceiver), GPS(Global Positioning System) 모듈, 카메라, 각종 센서, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다. 보다 구체적인 예로, 사용자 디바이스가 스마트폰인 경우, 일반적으로 스마트폰이 포함하고 있는 가속도 센서나 자이로 센서, 카메라 모듈, 각종 물리적인 버튼, 터치패널을 이용한 버튼, 입출력 포트, 진동을 위한 진동기 등의 다양한 구성요소들이 더 포함되도록 구현될 수 있다.
본 명세서에서는 편의상 컴퓨팅 장치(200)를 네트워크 제어 서버(200)로 가정하여 설명한다. 다만, 컴퓨팅 장치(200)는 이에 한정되지 않으며, 컴퓨팅 장치(200)의 기능은 게이트웨이 또는 다른 서버 등에 의해서 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 네트워크 제어 방법은 IoT 서버 인식 단계(S310), MAC 정보 및 포트 정보 수신 단계(S320), 토픽 분류 단계(S330) 및 토픽 퍼블리시 단계(S340)로 분류된다.
상술한 각 단계들은 특별한 인과관계에 의해 나열된 순서에 따라 수행되어야 하는 경우를 제외하고, 나열된 순서와 상관없이 수행될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 상술한 각 단계들이 나열된 순서에 따라 수행되는 것을 가정하여 설명하도록 한다.
이하, 각 단계를 구체적으로 설명한다.
IoT 서버 인식 단계(S310)는 게이트웨이가 DHCP 방식으로 IP를 할당받으면, 상기 게이트웨이를 IoT 서버로 인식하는 단계이다. 구체적으로, 네트워크 제어 서버(200)는 연결된 게이트웨이가 DHCP 방식으로 IP를 할당받도록 제어할 수 있다. 이 때, 네트워크 제어 서버(200)는 게이트웨이를 IoT 서버로 인식할 수 있다. 여기서, IoT 서버는 다수의 IoT 기기들이 연결된 서버를 의미할 수 있다. IoT 서버는 연결된 IoT 기기들과 통신을 통해 IoT 기기들을 제어할 수 있고, IoT 기기들로부터 정보를 수신할 수 있다. 게이트웨이는 DHCP 방식으로 IP를 할당 받으면, 이를 연결된 IoT 기기들에게 분배할 수 있다.
MAC 정보 및 포트 정보 수신 단계(S320)는 게이트웨이가 IoT 서버로 인식되는 경우, 네트워크 제어 서버(200)가 게이트웨이로부터 MAC 정보 및 포트 정보를 수신하는 단계이다. 여기서, MAC 정보는 게이트웨이의 MAC(Media Access Control) 주소값을 포함할 수 있다. 또는, 포트 정보는 게이트웨이의 포트에 연결된IoT 기기의 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예로, IoT 기기는 각각 게이트웨이의 하나의 포트에 연결되어, IP를 할당받을 수 있고, 게이트웨이는 연결된 IoT 기기 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, IoT 기기 정보는 IoT 기기의 종류, 기기의 제조사, 기기의 획득 정보, 기기의 프로토콜 방식, 기기의 동작 정보, 기기의 에러 정보 등을 포함할 수 있다.
토픽 분류 단계(S330)는 네트워크 제어 서버(200)가 단계(S320)에서 수신한 MAC 정보 및 포트 정보를 토픽으로 분류하는 단계이다. 또한, 토픽 퍼블리시 단계(S340)는 네트워크 제어 서버(200)가 MQTT 브로커에서 토픽을 퍼블리시(Publish)하는 단계이다. 일 실시예로, 네트워크 제어 서버(200)는 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있다. 일반적으로, MQTT 프로토콜에서 퍼블리셔(Publisher)는 토픽을 브로커에게 퍼블리시 할 수 있고, 섭스크라이버(Subscriber)는 브로커를 통해 토픽을 섭스크라이브(Subscirbe) 할 수 있다. 구체적으로, 네트워크 제어 서버(200)는 MQTT 프로토콜에서 퍼블리셔 역할을 수행하며 수신한 게이트웨이의 MAC 정보 및 포트 정보를 토픽으로 분류하고 이를 MQTT 브로커에서 퍼블리시 할 수 있다. 일 예로MQTT는 1883번 포트를 기본으로 사용할 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 네트워크 제어 방법의 일 실시예에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 각 장치들의 네트워크 연결 관계를 나타낸다. 구체적으로, 하나 이상의 IoT 기기(410)는 게이트웨이(440)에 연결될 수 있다. 네트워크 제어 서버(420)는 유선 또는 무선 으로 게이트웨이(440) 및 MQTT 브로커(430)와 연결될 수 있다. 네트워크 연결은 도면에서 표시되는 것에 한정되지 않으며, 게이트웨이(440)와 MQTT 브로커(430)와 직접 연결될 수 있고, 또는 IoT 기기(410)가 MQTT 브로커(430) 또는 네트워크 제어 서버(420)와 직접 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 하나 이상의 IoT 기기(410)는 게이트웨이(440)에 연결(S510) 될 수 있다. IoT 기기(410)는 게이트웨이(440)와 유선으로 연결될 수 있고, 또는 무선 네트워크를 이용하여 연결될 수 있다. 일 실시예로, 유선으로 연결되는 경우 IoT 기기(410)는 게이트웨이(440)의 포트에 각각 연결될 수 있다. 네트워크 제어 서버(420)는 게이트웨이(440)가 DHCP 방식으로 IP를 할당받도록 제어(S520) 할 수 있다. 이 때, 게이트웨이(440)는 IoT기기(410)는 게이트웨이(440)를 통해 DHCP 방식으로 IP를 할당받아 네트워크에 연결될 수 있다. 구체적으로, 게이트웨이(440)는 123.456.789.1 ~ 123.456.789.10의 IP를 할당받을 수 있으며, 이를 각 IoT 기기(410)에 분배할 수 있다.
네트워크 제어 서버(420)는 게이트웨이(440)를 IoT 서버로 인식(S530)할 수 있다. 네트워크 제어 서버(420)가 게이트웨이(440)를 IoT 서버로 인식하면, 게이트웨이(440)로부터 MAC 정보 및 포트 정보를 수신(S540)할 수 있다. MAC 정보 및 포트 정보에 대하여는 단계(S320)에 대한 설명에서 상술하였다.
일 예로, 네트워크 제어 서버(420)가 기본 포트(예컨대 MQTT 1883번 포트)를 통해 접속을 시도했으나 접속에 실패했을 때, IoT 기기(또는 게이트웨이) 쪽에서 UDP를 통해서 네트워크 제어 서버 정보에 정보를 요청할 수도 있다. UDP는 접속여부와 상관없이 발송 가능하기 때문에 Iot기기는 일단 서버로 요청을 보낸 다음 응답을 통해서 서버의 IP와 포트 정보를 알 수도 있다.
네트워크 제어 서버(420)는 수신한 MAC 정보 및 포트 정보를 토픽으로 분류(S550) 할 수 있으며, 분류된 토픽을 MQTT 브로커(430)에게 퍼블리시(S560) 할 수 있다. 단계(S550) 및 단계(S560)는 상술한 단계(S330) 및 단계(S340)와 각각 동일하다.
이하, 도 6 내지 도 7을 참조하여 패킷 데이터베이스를 활용한 네트워크 제어 방법의 일 실시예에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 4에 더하여 패킷 데이터베이스(610)는 네트워크 제어 서버(420)와 연결될 수 있다. 패킷 데이터베이스(610)는 다양한 패킷 정보를 저장하고 있으며 네트워크 제어 서버(420)가 요청하면 복수의 패킷 정보를 네트워크 제어 서버(420)로 송신하게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 하나 이상의 IoT 기기(410)가 게이트웨이(440)에 연결(S710)되면, 네트워크 제어 서버(420)는 게이트웨이(440)로부터 인식 정보를 수신(S720)할 수 있다. 인식 정보는 게이트웨이(440)에 IoT 기기(410)가 연결되었음을 의미하는 정보일 수 있고, 연결된 IoT 기기(410)의 정보를 포함할 수도 있다. 이후, 네트워크 제어 서버(420)는 패킷 데이터베이스(610)로부터 패킷 정보를 수신(S730)할 수 있다. 다양한 IoT 기기(410)들은 동일한 프로토콜을 갖고 있지 않기 때문에, 연결된 다양한 IoT 기기(410) 각각 프로토콜을 맞출 필요가 있다. 네트워크 제어 서버(420)가 게이트웨이(440)로부터 인식 정보를 수신(S720)하는 경우, 네트워크 제어 서버(420)는 패킷 데이터베이스(610)로부터 다양한 패킷 정보를 수신(S730)하여 이를 다시 게이트웨이(440)로 송신(S740)할 수 있다. 게이트웨이(440)는 송신받은 패킷 정보를 연결된 IoT 기기(410)의 패킷과 비교(S750)할 수 있다. 비교(S750)하는 것은 IoT 기기(410)의 패킷과 패킷 데이터베이스(610)에서 수신한 패킷 정보가 일치하는지 비교하는 것일 수 있다. 도면에서는 게이트웨이(440)가 단계(S750)를 수행하는 것으로 표시되었으나, 이에 한정되지 않고 네트워크 제어 서버(420)가 직접 단계(S750)를 수행하는 것이 가능하다. 이후, 네트워크 제어 서버(420)는 게이트웨이(440)로부터 일치하는 패킷 정보를 수신할 수 있다. 이 때, 네트워크 제어 서버(420)는 IoT 기기(410)의 프로토콜 방식을 인식할 수 있게 된다. 패킷 데이터베이스(610)로부터 수신한 다양한 패킷 정보 중 IoT 기기(410)의 패킷과 일치하는 패킷 정보가 존재하지 않는 경우, 네트워크 제어 서버(420)는 패킷 데이터베이스(610)에 패킷 정보 추가를 요청할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 복수개의 IoT 기기(410)가 게이트웨이(440)에 연결(S710)되면, 네트워크 제어 서버(420)는 게이트웨이(440)로부터 인식 정보를 수신(S820)할 수 있다. 이 때, 인식 정보와 함께 네트워크 제어 서버(420)는 게이트웨이(440)로부터 IoT 기기 정보를 수신(S830)할 수 있다. 상술한 바와 같이 IoT 기기 정보는 IoT 기기의 종류, 기기의 제조사, 기기의 획득 정보, 기기의 프로토콜 방식, 기기의 동작 정보, 기기의 에러 정보 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 기기의 에러 정보는 에러 강도, 에러 빈도, 에러 발생 시점, 에러의 종류, 에러의 원인 등을 포함할 수 있으며, 기기의 동작 정보는 기기가 게이트웨이(410)와 연결 시 연결 필요 시간 등을 포함할 수 있다. 네트워크 제어 서버(420)가 게이트웨이(440)로부터 IoT 기기 정보를 수신(S830)하면, 네트워크 제어 서버(420)는 수신한 IoT 기기 정보를 비교하여 호환성을 결정할 수 있다. 구체적으로, 게이트웨이(440)에 다양한 제조사의 IoT 기기(410)가 연결될 수 있으며, 네트워크 제어 서버(420)는 수신한 IoT 기기 정보를 기반으로 호환성을 결정할 수 있다. 네트워크 제어 서버(420)는 결정된 호환성을 메모리 또는 외부 서버 등에 저장하여 데이터베이스화(S850)할 수 있다. 네트워크 제어 서버(420)는 호환성을 데이터베이스화함으로써, 기존 저장된 IoT 기기와 호환성이 높은 다른 IoT 기기를 사용자에게 추천할 수 있으며, 네트워크에 새로운 IoT 기기가 연결되면 호환성 여부를 사용자에게 알려줄 수 있다.
도면에서는 호환성에 대하여 설명하였으나, 호환성이 아닌 IoT 기기들의 모든 동작을 데이터베이스화하는 것이 가능하다. 예를 들어, 특정 IoT 기기의 수명을 데이터베이스화하여 사용자에게 해당 기기의 수명이 다해감을 안내할 수 있다. 또는, IoT 기기들의 소모 전력 및 기기의 측정 빈도를 데이터베이스화하여 가장 효율적인 IoT 기기 시스템 구축에 대하여 사용자에게 안내할 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 10을 참고하여 네트워크 연결 관계에 대하여 설명한다.
상술한 실시예는, 도 4와 같이, IoT 기기(410)들이 게이트웨이(440)에 연결되며, 네트워크 제어 서버(420)가 게이트웨이(440) 및 MQTT 브로커(430)에 연결되는 구성을 가정하여 설명하였다. 다만, 네트워크 연결은 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 연결될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 게이트웨이(920)에 다수의 IoT 기기(930)들이 연결될 수 있는 구성은 상술한 설명과 동일하다. 다만, 네트워크 제어 서버(910) 역시 IoT 기기(930)와 같은 형태로 게이트웨이(920)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 네트워크 제어 서버(910)는 게이트웨이(920)의 하나의 포트에 연결될 수 있다. 또는, MQTT 브로커가 게이트웨이(920)의 하나의 포트에 연결될 수 있다. 이 때, 각 장치의 기능은 상술한 설명과 동일하게 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 다수의 IoT 기기(1040)는 AP(Access Point, 1030)에 연결될 수 있다. AP(1030)는 브릿지 모드로 스위치(1020) 또는 게이트웨이에 연결될 수 있으며, 또는 라우터 모드로 연결될 수 있다. 네트워크 제어 서버(1010)는 스위치(1020)에 연결되어 AP(1030)가 IoT 기기(1040)에 IP를 분배하도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 실시예들을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 실시예가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 본 명세서는 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 명세서의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 명세서의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 포함하도록 정해져야 할 것이다.
-

Claims (7)

  1. IoT 네트워크 제어 방법을 수행하는 네트워크 제어 서버는,
    MQTT 브로커, 게이트웨이 및 IoT 기기와 통신하는 통신부; 및
    상기 게이트웨이가 DHCP 방식으로 IP를 할당받으면, 상기 게이트웨이를 IoT 서버로 인식하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 통신부는 상기 게이트웨이가 상기 IoT 서버로 인식되는 경우, 상기 게이트웨이로부터 MAC 정보 및 포트 정보를 수신하며,
    상기 프로세서는 수신한 상기 MAC 정보 및 상기 포트 정보를 토픽으로 분류하고, 상기 MQTT 브로커에게 상기 토픽을 퍼블리시(publish) 하도록 상기 통신부를 제어하고,
    상기 네트워크 제어 서버는 메모리를 더 포함하며,
    상기 프로세서가 복수개의 IoT기기와 상기 게이트웨이가 연결된 것으로 인식하는 경우,
    상기 통신부는 상기 게이트웨이로부터 상기 복수개의IoT 기기의 기기 정보를 수신하며,
    상기 프로세서는 수신한 상기 기기 정보를 서로 비교하여 상기 복수개의 IoT 기기간의 호환성을 결정하고,
    상기 메모리에 상기 결정된 호환성을 저장하여 데이터베이스화하고,
    상기 기기정보는,
    에러 강도, 에러 빈도, 에러 발생 시점, 에러의 종류, 에러의 원인, 상기 게이트웨이와의 연결 필요 시간, 기기의 수명, 및 소모전력을 포함하는, 네트워크 제어 서버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 IoT 기기는 상기 게이트웨이의 포트에 연결되며,
    상기 포트 정보는,
    상기 포트에 연결된 상기 IoT 기기 정보를 포함하는,
    네트워크 제어 서버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 IoT 기기 정보는,
    상기 IoT 기기의 프로토콜 방식 정보를 포함하는
    네트워크 제어 서버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 IoT 기기와 상기 게이트웨이가 연결된 것으로 인식하는 경우,
    상기 통신부는 패킷(packet) 데이터베이스로부터 복수의 패킷 정보를 수신하여 상기 게이트웨이로 송신하며,
    상기 복수의 패킷 정보 중 상기 게이트웨이로부터 상기 연결된 IoT 기기의 패킷과 일치하는 패킷 정보를 수신하는
    네트워크 제어 서버.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 메모리, 통신부 및 프로세서를 포함하는 네트워크 제어 서버에 의해서 수행되는 IoT 네트워크 제어 방법은,
    게이트웨이가 DHCP 방식으로 IP를 할당받으면, 상기 게이트웨이를 IoT 서버로 인식하는 단계;
    상기 게이트웨이가 상기 IoT 서버로 인식되는 경우, 상기 게이트웨이로부터 MAC 정보 및 포트 정보를 수신하는 단계;
    수신한 상기 MAC 정보 및 상기 포트 정보를 토픽으로 분류하는 단계; 및
    MQTT 브로커에게 상기 토픽을 퍼블리시하는 단계;를 포함하고,
    상기 프로세서가 복수개의 IoT기기와 상기 게이트웨이가 연결된 것으로 인식하는 경우,
    상기 통신부는 상기 게이트웨이로부터 상기 복수개의IoT 기기의 기기 정보를 수신하며,
    상기 프로세서는 수신한 상기 기기 정보를 서로 비교하여 상기 복수개의 IoT 기기간의 호환성을 결정하고,
    상기 메모리에 상기 결정된 호환성을 저장하여 데이터베이스화하고,
    상기 기기정보는,
    에러 강도, 에러 빈도, 에러 발생 시점, 에러의 종류, 에러의 원인, 상기 게이트웨이와의 연결 필요 시간, 기기의 수명, 및 소모전력을 포함하는
    IoT 네트워크 제어 방법.
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