KR20020076806A - 홈 오토메이션용 인터넷 서버 시스템 - Google Patents

홈 오토메이션용 인터넷 서버 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인터넷 상에서 동작하는 홈 오토메이션 서버(Home Automation Server)에 관한 것으로서, 가정 또는 소규모 사무실에 설치된 내부 통신망에 연결된 자동화 단말기기들과 외부에 있는 가입자간의 통신을 인터넷 상에서 구현하게 함으로써 다양한 서비스, 제어, 감시가 가능한 서버를 구축하기 위한 것이다. 본 발명은 가정 또는 사무실의 기기와 원격지에 있는 가입자 상호간을 접속시켜 주는 홈 오토메이션 서버와, 무인 상태의 가정 및 사무실의 자동화 기기와 서버를 일정 간격으로 주기적 접속하게 하는 단말기기를 포함한다. 본 발명의 단말기기는 홈 오토메이션 기기의 불필요한 전력 소모를 방지하고 기기 작동의 효율성을 높일 수 있다.

Description

홈 오토메이션용 인터넷 서버 시스템{Internet Server System for Home Automation}
본 발명은 인터넷 상에서 동작하는 홈 오토메이션 서버에 관한 것이며, 특히가정 또는 소규모 사무실의 내부 통신망에 연결된 컴퓨터 및 가전기기들과 외부에 있는 가입자간의 정보 통신을 인터넷 상에서 구현하게 함으로써 다양한 서비스, 제어, 감시가 가능한 홈 오토메이션 서버의 구축에 관한 것이다.
가정 및 소규모 사무실에서 인터넷에 접속하는 방법은 전용선에 의한 고정 인터넷 주소(IP주소) 보다는 인터넷 서비스 공급자(ISP, Internet Service Provider)에 의한 유동(가변) 인터넷 주소를 할당받아 인터넷에 접속하는 것이 일반적인 방법이기 때문에, 바깥에 나와있는 가입자가 다른 장소의 PC, 휴대용 컴퓨터, 휴대폰 등으로 가정 또는 사무실을 원격 접속하여 감시 및 제어를 하기 위해서는 유동 인터넷 주소로는 곤란하고, 이를 지원하는 적절한 서비스 프로그램이 없으며, 가정 또는 사무실의 컴퓨터의 전원을 계속적으로 켜놓아야 한다는 문제가 있다.
또한 컴퓨터, 이동통신 및 인터넷의 사용 증가로 가정 및 소규모 사무실의 컴퓨터 및 인터넷 활용은 단일 기기 개념에서 네트워크 기기 개념으로 전환되고 있다. 즉, 가정내 모든 컴퓨터와 가전기기들은 네트워크 상에서 연동할 수 있으며, 외부 인터넷 망과의 접속에 의한 다양한 서비스 제공이 가능하다. 이처럼 많은 수의 컴퓨터 및 가전기기들이 인터넷 상에서 통신을 하기 위해서는 각 기기 및 컴퓨터는 고유한 주소를 가지고 있어야 한다. 그러나, 인터넷 주소는 32비트 한계성을 가지고 있으므로 무한한 가입자를 수용할 수 없는 실정이다.
다시말해서, 도 2에 나타낸 바와 같이 일반적으로 가정 내의 컴퓨터 및 홈 오토메이션 기기(91~ 9n)들은 인터넷 망(1)에 연결된 ADSL 모뎀(7), 공유기(8), IP 게이트웨이 등의 기기들을 거친 후 내부적으로는 근거리통신망(LAN)으로 상호 연결되어 동작한다. 인터넷 서비스 공급자 (ISP)와 각 가정의 연결 및 댁내 통신망의상호연결에는 고정 주소 방식이 아닌 유동 주소 할당 방식을 주로 사용하고 있기 때문에 외부로 주소를 이용한 고정적인 접속은 곤란하다. 따라서, 가정 및 사무실에서의 홈 오토메이션 기능을 구현하기 위해서는 일반 컴퓨터 및 홈 오토메이션 기기들이 인터넷 상에서 공동으로 접속되어 정보를 관리하고 교환할 수 있는 서버가 필요하다. 또한 댁내의 기기들은 홈 오토메이션 기능을 구현할 수 있는 서비스를 필요로 하기 때문에 서버에서 이와 같은 서비스 기능을 제공하여야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 가정 또는 소규모 사무실의 홈 오토메이션 기기들과 외부에 있는 가입자간의 정보 통신을 인터넷 상에서 구현하게 함으로써 다양한 서비스, 제어, 감시가 가능한 홈 오토메이션용 서버 시스템 및 그 동작방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 원격의 가입자가 무선 또는 유선으로 인터넷에 접속하여 서버의 특정 웹 페이지를 호출하는 단계와, 가입자의 식별자(ID)와 비밀번호를 입력하는 대화식 창을 표시하는 단계와, 사용자 인증 후 가입자의 개별 사이트에 접속시키는 단계와, 가정내 기기의 상태 및 제어 명령을 입력하는 가입자 전용의 GUI 창을 표시하고, 사용자가 가정내 기기의 상태 값을 확인하게 하는 단계와, 사용자가 필요시에 제어 명령을 입력하는 단계로 이루어진 인터넷 상에 설치된 홈 오토메이션용 서버와 원격지의 컴퓨터 및 통신 기기들과의 접속방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 인터넷 상에 설치되는 홈 오토메이션용 서버 시스템은 가정 또는 사무실의 컴퓨터 및 자동화 기기들과 원격지의 컴퓨터 및 통신 기기들을상호 연결하고 감시 및 제어 서비스를 제공하는 서버와, 상기 가정 또는 사무실의 자동화 기기들을 인터넷과 연결시키기 위한 접속장치를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면 인터넷 상에 설치된 홈 오토메이션용 서버에서 가정 또는 사무실의 컴퓨터 및 자동화 기기들을 제어하는 방법으로서, 가정의 단말기기로부터 호출이 도착하였을 때 해당 단말기기의 진위 여부를 판단하기 위하여 식별자(ID)와 비밀번호를 입력받는 단계와, 단말기기 인증 작업 후 가정의 기기에 대한 상태 값을 전달받아 사용자 데이터 베이스에 저장하는 단계와, 저장된 원격 가입자의 제어명령이 있을 때 해당 단말기기로 제어명령을 전달하는 단계로 이루어진 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 홈 오토메이션용 서버 시스템에서 가정 또는 사무실의 컴퓨터 및 자동화 기기들과 원격지의 컴퓨터 및 통신 기기들을 상호 연결하고 감시 및 제어 서비스를 제공하는 방법으로서, 가정 또는 사무실에서 긴급 상황이 발생하였을 경우 가정의 단말기기에서 상황을 인지한 후 인터넷 접속을 통해 서버를 호출하여 긴급상태를 통지하는 단계와, 긴급상태를 접수받은 서버가 해당 가입자의 휴대폰을 호출하여 긴급상황 발생 사실을 통보하는 단계와, 가입자의 휴대폰과 연결이 되었을 때 긴급상황 발생 사실을 간단한 문장의 메시지로 전달하거나 가입자로 하여금 서버에 접속하도록 만드는 단계와, 사용자가 긴급상황에 대응한 제어명령을 서버에 전달하는 단계와, 서버에 전달된 가입자의 제어명령을 가정의 단말기기에 전달하여 제어 동작을 수행하게 하는 단계로 이루어진 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 홈 오토메이션 서버의 설치 개념도.
도 2는 인터넷과 가입자 홈 네트워크의 일반적인 연결 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 홈 오토메이션 서버의 기능 구성도.
도 4는 원격지 가입자의 서버 접속에 대한 동작 흐름도.
도 5는 서버와 가정의 단말기기의 접속 절차에 대한 흐름도.
도 6은 가입자의 가정에서 긴급상황 발생시의 동작 흐름도.
도 7은 가정내 단말기기의 구성을 나타내는 블록도.
도 8은 가입자 가정내 단말기기의 동작 흐름도.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 홈 오토메이션 서버의 설치 개념이 도시되어 있다. 본 발명의 홈 오토메이션 서버(10)는 인터넷(1)에 접속된 대용량, 고속의 서버 컴퓨터로 구성되고, 외부에 있는 컴퓨터(2), 휴대용 컴퓨터(3), 휴대폰(4) 등과 가입자의 가정내 단말기기(6)를 통해 가정 또는 사무실에 있는 컴퓨터 및 홈 오토메이션 기기들를 상호 연결시켜 서비스를 지원하는 역할을 한다.
상기한 서버(10)의 기능은 도 3에 나타낸 바와 같이 인터넷 통신을 관리 지원하는 기능(13), 응급 상황 및 필요상황에서 가입자를 호출할 수 있는 호출 서비스 기능(14), 댁내의 컴퓨터 및 자동화 기기들을 명령으로 제어할 수 있는 제어 서비스 기능(15), 댁내의 보안, 방재, 기기의 상태를 원격 감시할 수 있는 감시 서비스 기능(16), 가입자의 인증 및 보안을 관리하는 보안 관리 기능(17), 서버의 운영을 관리하는 기능(18), 가입자 데이터베이스를 관리하는 기능(19), 기타 서비스 기능(20) 등을 포함한다.
상기 서버(10)로의 접속은 도 1에 나타낸 바와 같이, 원격지 장치(2),(3),(4)에서의 접속과 가정 또는 사무실내 단말기(6)에서의 접속으로 나눌 수 있다. 원격지에서의 서버 접속은 가입자가 원하는 시간에 임의로 서버에 접속하여 서비스를 받거나 원하는 명령을 전달할 수 있다. 서버에 접속할 때에는 가입자 진위 여부를 파악하여 위장 접속에 의한 피해를 방지하기 위하여 암호를 설정하고 확인하는 절차를 거치도록 한다.
접속 방법으로는 원격지의 가정, 사무실 등과 같은 고정된 장소의 컴퓨터(2)에 의한 접속이 가능하고, 무선 인터넷 통신 기능을 가지고 있는 휴대용 컴퓨터(3)을 이용하여 접속이 가능하며, 휴대전화(4)의 인터넷 접속 기능을 이용하여 서버에 접속하는 것도 가능하다.
원격지에서 접속한 가입자는 상기 서버의 기능을 수행하는 프로그램의 메뉴를 이용하여 각종 서비스를 지원받을 수 있으며, 가정 또는 사무실내의 상태를 감시하거나 홈오토메이션 기기 접속장치(이하 '단말기기'로 표기함)의 동작을 제어한다.
댁내 컴퓨터 및 단말기기의 서버 접속은 일정 시간 간격으로 접속하여 데이터를 송수신하고, 가입자가 댁내에 있으면서 서버의 접속을 원하지 않는 경우에는 접속을 해제할 수 있다. 또한, 원격지에 있는 가입자가 원하는 경우에는 서버의 작용에 의하여 원격지의 장비와 실시간으로 접속되어 정보를 주고 받는 것이 가능하다.
원격지의 가입자가 서버에 접속하는 동작에 대한 흐름도를 도 4에 나타내었다. 가입자가 무선 또는 유선으로 인터넷에 접속하고(단계 51), 서버(10)의 특정 URL에 있는 웹 페이지에 접속한다(단계 52). 가입자의 신분에 대한 진위 여부를 파악하기 위하여 가입자가 식별자(ID)와 비밀번호를 입력하면(단계 53), 서버는 사용자 인증 과정(단계 54)을 거친 후 해당 사이트에 접속시킨다(단계 55). 서버에 의하여 표시되는 가입자의 개별 사이트는 윈도우 형태의 GUI (Graphic User Interface) 방식으로 구성하여 가정의 기기의 상태를 손쉽게 알아볼 수 있도록 구성하며, 제어 명령을 입력하는 방식도 ON/OFF 형태의 선택 표시창과 수치입력이 가능한 명령창 등으로 구성하여 사용자가 손쉽게 이용이 가능하게 한다. 가입자는 가입자 전용의 윈도우에 나타나는 상태 값을 확인하고(단계 56), 필요하다면 단계 57에서 제어 명령을 입력한 후 접속을 해제한다(단계 58).
본 발명에 따른 서버(10)와 가정의 단말기(6) 간의 접속 동작은 도 5와 같다. 가정의 단말기가 서버에 접속하는 동작은 일정시간의 간격을 두고 이루어지므로 서버는 대기 상태로 있다(단계 61). 가정의 단말기기로부터 호출이 도착하면(단계 62), 해당 기기의 진위 여부를 판단하기 위하여 식별자(ID)와 비밀번호를 입력받아 사용자 인증 작업을 수행한 후(단계 63), 가정의 기기에 대한 상태 값을 전달받아 저장한다(단계 64). 가입자와의 통신 결과에 의하여 제어명령을 가정으로 전달할 필요가 있는 경우에는 단말기기(6)로 제어명령을 전달한다(단계 66).
한편, 가정 또는 사무실에서 긴급 상황이 발생한 경우의 처리 동작에 대한 흐름도를 도 6에 나타내었다. 원격지에 있는 가입자에게 상황을 급히 알려야하는 긴급 상황이 발생하였을 경우(단계 31), 가정에 위치하고 있는 단말기기(6)에서 상황을 인지한 후(단계 32), 인터넷 접속을 통해 인터넷 상의 서버(10)에게 상황을 알린다(단계 33). 상황을 접수받은 서버(10)는 해당 가입자의 휴대폰을 호출하여 상황발생 사실을 통보한다(단계 34). 가입자와 연결이 안되는 경우에는 소정시간후 재호출을 실시한다(단계 35). 연결이 되면 상황 발생 사실을 간단한 문장의 메시지로 전달하거나 가입자로 하여금 서버(10)에 접속하도록 만들고(단계 36), 상기 서버 접속 과정에서와 같이 서버(10)에 제어명령을 전달한다(단계 37). 서버(10)는 가입자의 제어 명령을 가정의 단말기기(6)에 전달하여 제어 동작이 이루어지게 한다(39). 다시, 서버(10)는 긴급 상황의 종료 여부를 판단하고(단계 40), 추가 작업이 필요한 경우에는 단계 32부터 단계 39까지의 과정을 다시 수행한 후(단계 41) 단계 40의 판단 과정을 다시 수행한다.
가정에 설치되어 IP 게이트웨이와 홈오토메이션 기기들(98)간의 접속장치 역할을 하는 홈오토메이션 기기 접속장치(단말기기: 90)의 구성도를 도 7에 나타내었다. 홈오토메이션 기기 접속장치(90)는 이더넷 컨트롤러(92), 이더넷 인터페이스부(93), 마이크로프로세서부(94), 메모리(95), 및 홈 오토메이션 인터페이스(96)를 포함한다.
홈오토메이션 기기 접속장치(90)는 IP 게이트웨이(91)를 통해 인터넷 회선과 연결된 xDSL 모뎀과 접속된다. IP 게이트웨이(91)는 접속장치(90)의 이더넷 인터페이스부(93)와 접속되며, 가정내 컴퓨터(99)와 접속된다. 접속장치(90)에서, 이더넷 데이터 통신기능 및 제어는 이더넷 컨트롤러(92)에서 담당한다. 접속장치(90)의 동작은 마이크로프로세서(94)에서 수행하며 프로그램 및 데이터의 저장을 위한 메모리(95)를 구비한다.
홈오토메이션 인터페이스부(96)는 홈 오토메이션 기기들(98)과의 인터페이스를 수행하고, 각 기기(98)들로부터 감지신호(상태 값)를 수신하고 제어명령 값을 해당 기기(98)로 전달하는 기능을 수행한다.
상기와 같은 접속장치(90)에서 이루어지는 동작을 도 7의 흐름도에 나타내었다. 단계 71에서 전원이 인가되면, 마이크로프로세서의 동작을 위한 기본 환경 설정 과정이 프로그램에 의하여 자동적으로 수행된다(단계 72). 그 후, IP 게이트웨이와의 접속을 설정한다(단계 73).
단계 74에서, 최초의 설정인가를 판단하고, 최초 설정인 경우에는 단계 84에서 네트워크 내의 컴퓨터로부터 설정을 위한 접속을 대기하고 있다가 접속이 이루어지면(단계 85) 해당 컴퓨터와 통신에 의하여 사용자 설정 및 동작에 관한 설정 값들을 수신 및 저장한 후(단계 86), 정상 동작을 시작한다.
단계 74에서 단말기기가 이미 설정되어 있다면, 단계 75로 진행한다. 단말기기(6)는 일정 시간 간격으로 서버에 접속하여야 하므로 설정된 시간(1분 내지 30분의 간격을 사용자가 설정한다) 동안 시간지연을 가진 후, 가전기기의 상태 값을 수신한다(단계 76). 그 다음 인터넷 상의 서버(10)에 접속하고(단계 77) 현재 기기의 상태 값들을 서버(10)로 전달한다(단계 78). 서버(10)와 원격지 가입자간의 통신에 의하여 제어명령이 있는 경우에는 서버(10)로부터 제어명령을 수신하여(단계 79) 해당하는 기기(98)에 전달한다(단계 80).
단계 81에서, 응급 호출 상황인가를 판단하여 아닌 경우에는 접속을 해제하고(단계 82) 대기상태로 들어가며, 응급 호출 상황인 경우에는 도 6에 나타낸 바와 같은 동작을 수행한다(단계 83).
본 발명에 따르면, 인터넷 상에 홈 오토메이션 서버 시스템을 구축하여 가정 또는 사무실의 컴퓨터 및 자동화 기기들과 원격지에 있는 가입자 통신기기들을 연결하는 것이 가능하게 됨으로써 인터넷을 이용한 원격 관리 및 서비스 기능을 실현할 수 있다.

Claims (6)

  1. 인터넷 상에 설치되는 홈 오토메이션용 서버 시스템으로서,
    가정 또는 사무실의 컴퓨터 및 자동화 기기들과 원격지의 컴퓨터 및 통신 기기들을 상호 연결하고 감시 및 제어 서비스를 제공하는 서버와, 상기 가정 또는 사무실의 자동화 기기들을 인터넷과 연결시키기 위한 접속장치를 포함하는 홈 오토메이션용 서버 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 서버는 인터넷 통신을 관리 지원하는 기능, 응급 상황 및 필요상황에서 가입자를 호출할 수 있는 호출 서비스 기능, 댁내의 컴퓨터 및 자동화 기기들을 명령으로 제어할 수 있는 제어 서비스 기능, 댁내의 보안, 방재, 기기의 상태를 원격 감시할 수 있는 감시 서비스 기능, 가입자의 인증 및 보안을 관리하는 보안 관리 기능, 서버의 운영을 관리하는 기능, 가입자 데이터베이스를 관리하는 기능을 수행하는 프로그램을 가지는 것을 특징으로 하는 홈 오토메이션용 인터넷 서버 시스템.
  3. 인터넷 상에 설치된 홈 오토메이션용 서버에서 원격지의 컴퓨터 및 통신 기기들과의 접속방법으로서,
    원격의 가입자가 무선 또는 유선으로 인터넷에 접속하여 서버의 특정 웹 페이지를 호출하는 단계와,
    가입자의 식별자(ID)와 비밀번호를 입력하는 대화식 창을 표시하는 단계와,
    사용자 인증 후 가입자의 개별 사이트에 접속시키는 단계와,
    가정내 기기의 상태 및 제어 명령을 입력하는 가입자 전용의 GUI 창을 표시하고, 사용자가 가정내 기기의 상태 값을 확인하게 하는 단계와,
    사용자가 필요시에 제어 명령을 입력하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 인터넷 상에 설치되는 홈 오토메이션용 서버에서 가정 또는 사무실의 컴퓨터 및 자동화 기기들을 제어하는 방법으로서,
    가정의 단말기기로부터 호출이 도착하였을 때 해당 단말기기의 진위 여부를 판단하기 위하여 식별자(ID)와 비밀번호를 입력받는 단계와,
    단말기기 인증 작업 후 가정의 기기에 대한 상태 값을 전달받아 사용자 데이터 베이스에 저장하는 단계와,
    저장된 원격 가입자의 제어명령이 있을 때 해당 단말기기로 제어명령을 전달하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 인터넷 상에 설치되는 홈 오토메이션용 서버 시스템에서 가정 또는 사무실의 컴퓨터 및 자동화 기기들과 원격지의 컴퓨터 및 통신 기기들을 상호 연결하고 감시 및 제어 서비스를 제공하는 방법으로서,
    가정 또는 사무실에서 긴급 상황이 발생하였을 경우 가정의 단말기기에서 상황을 인지한 후 인터넷 접속을 통해 서버를 호출하여 긴급상태를 통지하는 단계와,
    긴급상태를 접수받은 서버가 해당 가입자의 휴대폰을 호출하여 긴급상황 발생 사실을 통보하는 단계와,
    가입자의 휴대폰과 연결이 되었을 때 긴급상황 발생 사실을 간단한 문장의 메시지로 전달하거나 가입자로 하여금 서버에 접속하도록 만드는 단계와,
    사용자가 긴급상황에 대응한 제어명령을 서버에 전달하는 단계와,
    서버에 전달된 가입자의 제어명령을 가정의 단말기기에 전달하여 제어 동작을 수행하게 하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 가정 또는 사무실의 자동화 기기들을 인터넷 상에 설치된 홈 오토메이션용 서버와 연결시키기 위한 접속장치의 동작방법으로서,
    전원이 인가되면 마이크로프로세서의 동작을 위한 기본환경 설정 과정을 프로그램에 의하여 자동 수행되게 하고 IP 게이트웨이와의 접속을 설정하는 단계와,
    최초의 설정인가를 판단하고, 최초 설정인 경우 IP 게이트웨이와 접속된 컴퓨터로부터 사용자 설정 및 동작에 관한 설정 값들을 수신 및 저장하고 정상 동작을 시작하는 단계와,
    단말기기가 이미 설정되어 있다면 미리 설정된 시간 동안 대기한 후 가전기기의 상태 값을 수신하는 단계와,
    상기 홈 오토메이션용 서버에 접속하여 현재 기기의 상태 값들을 서버로 전송하는 단계와,
    상기 서버에 저장된 제어명령이 있는 경우 서버로부터 제어명령을 수신하여해당하는 기기에 전달하는 단계와,
    응급 호출 상황인가를 판단하여 아닌 경우에는 접속을 해제하고 대기상태로 들어가며, 응급 호출 상황인 경우에는 제 5항 기재의 긴급상태 통지 및 기기 제어 동작을 수행하는 단계로 이루어지는 방법.
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