KR20020086119A - 홈 오토메이션 시스템 - Google Patents

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KR20020086119A
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Abstract

본 발명은 외부에서 인터넷이나 전화를 이용하여 홈네트워크의 모든 가전제품을 제어할 수 있는 홈 오토메이션 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 홈 오토메이션 시스템은, 외부의 인터넷망, 공중전화망, 전력망과 내부의 홈네트워크를 연결하며 인터넷 데이터, 전화선의 DTMF신호, PLC신호, 음성/영상 데이터 등을 처리하는 홈게이트웨이(10); 웹 애플리케이션, 블루투스 기술, VoIP를 이용하여 각종 가전제품의 상태를 파악하고 제어하는 홈서버(20); 사용자로부터 입력되는 제어명령 또는 각종 센서로부터 입력되는 센서신호를 수신하여 처리하는 입력부(30); 및 상기 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 각종 가전제품을 제어하는 제어부(40)로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 홈 오토메이션 시스템에 의하면, 외부에서 인터넷이나 전화를 이용하여 홈네트워크의 모든 가전제품을 제어할 수 있으므로, 불필요한 전력소모를 방지하여 에너지를 절약할 수 있으며, 안전하고 쾌적한 주거환경을 유지할 수 있다.

Description

홈 오토메이션 시스템{home automation system}
본 발명은 홈 오토메이션 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 외부에서 인터넷이나 전화를 이용하여 홈네트워크의 모든 가전제품을 제어할 수 있는 홈 오토메이션 시스템에 관한 것이다.
홈 오토메이션 시스템은(home automation system)은 가정내의 각종 가전제품을 자동으로 제어할 수 있는 시스템으로, 현재 전화선, 전력선 등을 이용하여 원거리에서 가정내 가전제품을 제어할 수 있는 시스템이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 홈 오토메이션 시스템은 도어폰을 이용하여 방문자를 확인한 후 출입문을 열어주는 보안 기능에 중점을 둔 것으로, 형광등을 켜거나 집안의 온도 및 습도를 조절하는 것은 불가능하며, 외부에서 집안의 상태를 확인할 수가 없어 외출중 가스밸브가 제대로 잠겨져 있는지, 난방기기가 꺼져 있는지 등을 확인하기 위해서 다시 집으로 되돌아가야만 하므로 매우 불편하다는 문제점이 있었다.
또한, 사용자가 실수로 TV나 난방기기를 켜놓고 외출한 경우 불필요한 전력소모로 인해 에너지가 낭비될 뿐만 아니라 화재가 발생할 위험도 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 외부에서 인터넷이나 전화를 이용하여 홈네트워크의 모든 가전제품을 제어할 수 있는 홈 오토메이션 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 홈 오토메이션 시스템의 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명의 홈 오토메이션 시스템의 전체적인 블록도.
도 3은 도 1에 있어서 홈게이트웨이의 블록도.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 있어서 홈게이트웨이의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 1에 있어서 홈서버의 전체적인 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 홈게이트웨이(Home Gateway) 20 : 홈서버(Home Server)
30 : 입력부 31 : 크래들(Cradle)
32 : 웹패드(Web Pad) 33 : 간편 리모콘
34 : 통합 리모콘 35 : RF 수신기
36 : 센서 감지기 40 : 제어부
41 : 전원제어기 42 : 딤머(Dimmer)
43 : 적외선 중계기(infrared repeater)
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 홈 오토메이션 시스템은, 외부의 인터넷망, 공중전화망, 전력망과 내부의 홈네트워크를 연결하며 인터넷 데이터, 전화선의 DTMF신호, PLC신호, 음성/영상 데이터 등을 처리하는 홈게이트웨이(10); 웹 애플리케이션, 블루투스 기술, VoIP를 이용하여 각종 가전제품의 상태를 파악하고 제어하는 홈서버(20); 사용자로부터 입력되는 제어명령 또는 각종 센서로부터 입력되는 센서신호를 수신하여 처리하는 입력부(30); 및 상기 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 각종 가전제품을 제어하는 제어부(40)로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 홈 오토메이션 시스템의 전체적인 구성도, 도 2는 본 발명의 홈 오토메이션 시스템의 전체적인 블록도로, 본 발명의 홈 오토메이션 시스템은 홈게이트웨이(10), 홈서버(20), 입력부(30), 및 제어부(40)로 이루어져 있다.
도 1 및 도 2에 표시한 바와 같이, 사용자가 크래들(31), 웹패드(32), 간편 리모콘(33), 통합 리모콘(34) 등의 입력부(30)를 이용하여 또는 외부에서 인터넷이나 전화를 이용하여 가전제품을 제어하기 위한 제어명령을 지시하면, 홈게이트웨이(10)는 이를 수신하여 수신된 제어명령에 따라 전원제어기(41), 딤머(42), 적외선 중계기(43) 등의 제어부(40)에 제어명령을 송신하여 각종 가전제품을 제어한다. 여기에서, 상기 홈게이트웨이(10)는 외부의 인터넷망, 공중전화망, 전력망과 내부의 홈네트워크를 연결하기 위한 각종 단자들을 보유하고 있으며, 외부로부터 공인 IP를 수신받아 사설 IP들을 생성하는 VPN(Virtual Private Network)을 이용하여 각종 가전제품들을 제어할 수 있도록 되어 있다.
도 3은 도 1에 있어서 홈게이트웨이의 전체적인 블록도, 도 4a 및 도 4b는 도 3에 있어서 홈게이트웨이의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 상기 홈게이트웨이(10)는 인터넷통신 처리부(1), 전화통신 처리부(2), 자바 프로그램부(3), PLC(Power Line Communication) 처리부(4), 음성/영상 처리부(5), 데이터 관리부(6), 및 메모리(7)로 구성되어 있다.
도 4a에 표시된 바와 같이, 사용자가 외부의 웹브라우저에서 홈서버의 URL을 입력하면(S100), 인터넷통신 처리부(1)는 홈서버(20)로부터 웹페이지를 전송받아 이를 사용자의 웹브라우저로 제공한다(S101). 사용자가 ID 및 비밀번호를 입력하면(S102), 인터넷통신 처리부(1)는 공개키 알고리즘에 의하여 사용자 인증을 수행한 후 가정내의 가전제품을 제어할 수 있는 웹페이지 및 애플릿을 사용자의 웹브라우저로 제공하여 외부의 웹브라우저에서 애플릿이 가동된다(S103~105). 그 다음, 사용자가 외부의 웹브라우저에서 가정내의 특정 가전제품을 제어하는 명령(이벤트 신호)을 지시하면, 외부의 웹브라우저는 이벤트 신호가 발생된 것을 감지하여 이를 인터넷통신 처리부(1)로 전송한다(S106). 인터넷통신 처리부(1)는 이벤트 신호를 자바 프로그램에서 이용할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 자바 프로그램부(3)로 전송하고(S107), 자바 프로그램부(3)는 상기 이벤트 신호에 따른 제어명령을 생성한 후 이를 PLC 처리부(4)에 전송한다(S108). PLC 처리부(4)는 전력선을 통하여 상기 자바 프로그램부(3)로부터 생성된 제어명령을 해당 가전제품으로 전송하고(S109), 자바 프로그램부(3)는 상기 이벤트 신호에 따른 가전제품의 제어확인 메시지를 생성한 후 이를 사용자의 웹브라우저로 제공하여 사용자에게 가전제품의 제어를 확인시켜 준다(S110~S112).
만약 사용자가 전화를 이용하여 가정내의 특정 가전제품을 제어하는 명령을 지시하면, 전화통신 처리부(2)는 외부 전화망으로부터의 DTMF(dual tone multi frequency)신호를 자바 프로그램에서 이용할 수 있는 디지털 신호로 변환하고, 자바 프로그램부(3)는 전화선의 DTMF신호에 따른 제어명령을 생성한 후 이 제어명령을 PLC 처리부(4)로 전송하며, PLC 처리부(4)는 전력선을 통하여 상기 제어명령에 따라 가전제품을 제어한다.
또한, 도 4b에 표시된 바와 같이, 홈게이트웨이(10)는 전화통신 처리부(2), PLC 처리부(4), 음성/영상 처리부(5)를 검색하여 입력된 데이터가 있으면, 입력된 데이터에 따라 제어명령을 생성한 후 해당 제어명령을 수행하여 각종 가전제품을 제어한다(S120~S126). 여기에서, 음성/영상 처리부(5)는 도어폰, 놀이터, 주차장, 유치원, 주변도로, 상가 등에 설치되어 있는 카메라로부터 음성/영상 데이터를 입력받아 처리한 후 이를 외부의 인터넷망으로 제공한다. 따라서, 사용자는 인터넷을 통하여 집에 누가 방문했는지 알 수 있을 뿐만 아니라, 놀이터, 주차장, 유치원, 주변도로의 상황 등을 실시간으로 확인할 수 있으며, 각종 택배 서비스, 보안 서비스, 교통 서비스 등도 제공받을 수 있다.
또한, 홈게이트웨이(10)의 데이터 관리부(6)에는 상기 자바 프로그램부(3)에서 생성하거나 사용하는 각종 데이터가 저장되어 있고, 메모리(7)에는 각종 가전제품의 설정 데이터, 사용자 정보, 사용자가 설정한 모드설정 데이터 등 운영에 필요한 각종 데이터가 저장되어 있다. 따라서, 사용자는 편안한 취침을 위한 취침모드,침입자나 화재 발생시 비상벨을 작동시키는 방범모드, 에너지 소비를 최소화할 수 있는 외출모드, 온도 및 습도 등을 자동조절하는 생활모드 등 각종 모드를 필요에 따라 설정할 수 있으므로, 에너지를 절약할 수 있는 동시에 쾌적한 주거환경을 유지할 수 있다.
도 5는 도 1에 있어서 홈서버(20)의 전체적인 블록도로, 본 발명의 홈서버(20)는 인터넷 프로토콜 처리부(21), 블루투스 액세스부(22), AD-DA 컨버터(23), 제어버튼부(24), 및 LCD(25)로 이루어져 있으며, 웹 애플리케이션, 블루투스 기술, VoIP를 이용하여 각종 가전제품의 상태를 파악하고 제어한다. 여기에서, 블루투스(Bluetooth)란 집, 사무실, 회의실 등 반경 10m 이내의 환경에서 각종 기기간에 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 기술을 말하며, VoIP(Voice over Internet Protocol)란 음성데이터를 인터넷 프로토콜 데이터 패킷으로 변환시킬 수 있는 기술을 말한다.
사용자가 가정내에서 웹패드(32)를 이용하여 특정 가전제품을 제어하기 위한 제어명령을 지시하면, 홈서버(20)의 블루투스 액세스부(22)는 웹패드(32)로부터 블루투스 데이터를 수신하여 이를 인터넷 프로토콜 처리부(21)로 전송하며, 인터넷 프로토콜 처리부(21)는 이 블루투스 데이터를 TCP/IP 프로토콜 데이터로 변환하여 홈게이트웨이(10)로 전송한다. 여기에서, 인터넷 프로토콜 처리부(21)는 TCP/IP 프로토콜 데이터와 블루투스 데이터를 상호변환할 수 있으며, AD-DA 컨버터(23)로부터의 디지털 음성신호 및 제어버튼부(24)로부터의 제어신호를 TCP/IP 프로토콜 패킷으로 변환하여 홈게이트웨이(10)로 전송한다.
블루투스 액세스부(22)는 웹패드(32) 외에 각종 블루투스 기기들과 블루투스 방식으로 데이터를 송수신하고, AD-DA 컨버터(23)는 ADPCM(adaptive differential pulse-code modulation)을 이용하여 마이크로부터 입력된 아날로그 음성신호를 디지털 신호로 변환하여 인터넷 프로토콜 처리부(21)로 전송하며, 인터넷 프로토콜 처리부(21)로부터 수신된 디지털 음성신호를 아날로그로 변환하여 스피커로 출력한다.
제어버튼부(24)는 사용자로부터 입력된 버튼에 따라 제어신호를 생성하여 이를 인터넷 프로토콜 처리부(21)로 전송하며, LCD(25)는 가정내 각종 가전제품의 상태를 표시한다.
또한, 상기 입력부(30)는 사용자로부터 입력되는 제어명령 또는 각종 센서로부터 입력되는 센서신호를 수신하여 처리하기 위한 것으로, 크래들(31), 웹패드(32), 간편 리모콘(33), 통합 리모콘(34), RF 수신기(35), 센서 감지기(36)를 구비하고 있다.
크래들(31)은 가정내에서 랜케이블을 통하여 상기 홈게이트웨이(10) 및 홈서버(20)와 TCP/IP 프로토콜 통신을 수행하는 것 외에 출입문 개폐 및 웹패드(32) 충전기능을 보유하고 있으며, 웹패드(32)는 가정내에서 상기 홈서버(20)와 블루투스 통신을 수행하는 것 외에 무선 인터넷 기능을 보유하고 있어 언제 어디서나 집안내의 모든 가전제품을 제어할 수 있다.
간편 리모콘(33)은 사용자의 위치에 따라 가전제품을 제어 할 수 있도록 되어 있고, 통합 리모콘(34)은 하나의 리모콘으로 모든 가전제품을 제어할 수 있도록되어 있으며, RF 수신기(35)는 상기 간편 리모콘(33) 및 통합 리모콘(34)으로부터 RF신호를 수신하여 이를 홈게이트웨이(10)에 전송함으로써 각종 가전제품을 제어할 수 있도록 되어 있다.
센서 감지기(36)는 온도센서, 습도센서, 조도센서, 방범센서, 화재센서 등 각종 센서로부터 전압레벨을 입력받아 이를 홈게이트웨이(10)에 전송하는 것으로, 그 구성은 이하에 설명하는 전원제어기(41)와 동일하며, 홈게이트웨이(10)는 가정내의 온도, 습도, 조도 등을 확인하여 필요시 에어컨, 보일러, 가습기, 전등, 스프링 쿨러, 비상벨 등을 작동시킴으로써 쾌적한 주거환경을 유지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(40)는 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 각종 가전제품을 제어하기 위한 것으로, 전원제어기(41), 딤머(42), 적외선 중계기(43) 중 하나를 포함하고 있으며, 전력선을 통하여 홈게이트웨이(10)와 연결되어 있다.
전원제어기(41)는 상기 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 가전제품의 전원을 자동으로 온/오프 시키고, 딤머(42)는 상기 홈게이트웨이(10)로부터의 조명제어명령에 따라 조명밝기를 단계별로 제어하며, 적외선 중계기(43)는 상기 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 적외선을 발생시켜 적외선 수신이 가능한 가전제품을 제어한다. 따라서, 이들 제어부(40)에 의하여 외부에서도 인터넷 및 전화를 통하여 모든 가전제품을 제어할 수 있으므로, 불필요한 전력소모를 방지하여 에너지를 절약할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 홈 오토메이션 시스템은 외부에서 인터넷이나 휴대폰 및 일반전화를 이용하여 가정내 각종 가전제품을 제어할 수 있으며, 가정내에서 크래들, 웹패드, 간편 리모콘, 통합 리모콘 등을 이용하여 각종 가전제품을 제어할 수 있어, 사용자에게 안전하고 편리한 주거환경을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 홈 오토메이션 시스템에 의하면, 외부에서 인터넷이나 전화를 이용하여 홈네트워크의 모든 가전제품을 제어할 수 있으므로 시간과 공간의 제약을 받지 않고 언제 어디서든 편리하게 주거환경을 제어할 수 있으며, 각종 센서를 이용한 방범/방재 기능으로 안전한 주거환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가정내 각종 냉난방기 및 조명 등의 자동조절이 가능하고 사용자의 편의에 따라 취침모드, 방범모드, 외출모드, 생활모드 등 각종 모드설정를 설정할 수 있으므로, 불필요한 전력소모를 방지하여 에너지를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 쾌적한 주거환경을 유지할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 주차장, 놀이터, 주변도로, 상가 등의 영상 및 방문자의 영상을 실시간으로 인터넷을 통하여 확인할 수 있고, 사용자의 위치를 파악하여 파악된 위치에 따라 각종 가전제품을 제어할 수 있어 사용자의 위치에 관계없이 모든 가전제품을 편리하게 제어할 수 있다.

Claims (5)

  1. 홈 오토메이션 시스템에 있어서,
    VPN을 이용하여 외부의 인터넷망, 공중전화망, 전력망과 내부의 홈네트워크를 연결하며 인터넷 데이터, 전화선의 DTMF신호, PLC신호, 음성/영상 데이터 등을 처리하는 홈게이트웨이(10);
    웹 애플리케이션, 블루투스 기술, VoIP를 이용하여 각종 가전제품의 상태를 파악하고 제어하는 홈서버(20);
    사용자로부터 입력되는 제어명령 또는 각종 센서로부터 입력되는 센서신호를 수신하여 처리하는 입력부(30); 및
    상기 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 각종 가전제품을 제어하는 제어부(40)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 홈 오토메이션 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 홈게이트웨이(10)는,
    인터넷 웹브라우저로부터 입력되는 이벤트 신호를 자바 프로그램에서 이용할 수 있는 디지털 신호로 변환하고 상기 이벤트 신호에 따른 가전제품의 제어확인 메시지를 인터넷 웹브라우저로 제공하는 인터넷통신 처리부(1);
    외부 전화망으로부터의 DTMF신호를 자바 프로그램에서 이용할 수 있는 디지털 신호로 변환하는 전화통신 처리부(2);
    상기 디지털 신호로 변환된 이벤트 신호 및 DTMF신호에 따른 제어명령을 생성하여 PLC 처리부(4)에 전송하는 자바 프로그램부(3);
    상기 자바 프로그램부(3)로부터 생성된 제어명령을 해당 가전제품으로 전송하는 PLC 처리부(4);
    카메라를 통하여 입력되는 음성/영상 데이터를 처리하는 음성/영상 처리부(5);
    상기 자바 프로그램부(3)에서 생성하거나 사용하는 각종 데이터를 관리하는 데이터 관리부(6); 및
    각종 가전제품의 설정 데이터, 사용자 정보, 사용자가 설정한 모드설정 데이터 등 운영에 필요한 각종 데이터가 저장되어 있는 메모리(7)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 홈 오토메이션 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 홈서버(20)는,
    TCP/IP 프로토콜 데이터와 블루투스 데이터를 상호변환하는 인터넷 프로토콜 처리부(21);
    웹패드(32)로부터 블루투스 데이터를 수신하여 처리하는 블루투스 액세스부(22);
    ADPCM을 사용하여 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하거나 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하는 AD-DA 컨버터(23);
    사용자로부터 입력된 버튼에 따라 제어신호를 생성하는 제어버튼부(24); 및
    가정내 각종 가전제품의 상태를 표시하는 LCD(25)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 홈 오토메이션 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 각종 가전제품을 제어하기 위한 신호를 발생시키거나 각종 센서로부터 신호를 입력받는 입력부(30)는,
    상기 홈게이트웨이(10) 및 홈서버(20)와 TCP/IP 프로토콜 통신을 수행하며 출입문을 제어하는 다수의 크래들(31);
    무선 인터넷 기능을 보유하고 있으며 가정내에서 상기 홈서버(20)와 블루투스 통신을 수행하는 웹패드(32);
    사용자의 위치를 파악하여 파악된 사용자의 위치에 따라 각종 가전제품을 제어하는 간편 리모콘(33);
    가정내 각종 가전제품을 통합하여 제어하는 통합 리모콘(34);
    상기 간편 리모콘(33) 및 통합 리모콘(34)으로부터 RF신호를 수신하여 처리하는 RF 수신기(35);
    각종 센서로부터 전압레벨을 입력받아 상기 홈게이트웨이(10)로 전송하는 센서 감지기(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 오토메이션 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부(40)는,
    상기 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 각종 가전제품의 전원을 온오프시키는 전원제어기(41);
    상기 홈게이트웨이(10)로부터의 조명제어명령에 따라 조명밝기를 단계별로제어하는 딤머(42); 또는
    상기 홈게이트웨이(10)로부터의 제어명령에 따라 적외선을 발생시켜 적외선 수신이 가능한 가전제품을 제어하는 적외선 중계기(43) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 오토메이션 시스템.
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