KR20030079448A - 홈 네트워크용 전등 제어 모듈 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전등제어 모듈 및 제어방법에 관한 것으로서, 홈 서버와 양방향 무선통신을 위한 무선 통신부, 전등에 인가되는 전원의 온/오프를 제어하는 전등 제어부, 상기 무선 통신부의 통신 기능, 전등제어부의 전원 제어 기능, 모듈 ID 저장기능, 이전 상태 저장기능 등을 포함하는 각 프로세스 데이터를 처리하는 프로세서부, 이전 상태 정보 및 통신 정보 데이터를 저장하는 메모리, 및 상기 각 장치에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 홈서버와 전등 제어 모듈간의 양방향 제어 시스템 및 방법을 제공함으로써 보다 안정적이고 신뢰성 있는 전등 제어가 가능한 효과가 있다.

Description

홈 네트워크용 전등 제어 모듈 및 제어 방법{Electric light control module for home network and control method thereof}
본 발명은 전등제어 모듈 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 홈네트워크 시스템의 다양한 클라이언트 중 전등을 제어하기 위한 홈 네트워크용 전등 제어 모듈 및 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
현재 네트워크 기술의 발달과 더불어 사무실 뿐만 아니라 가정에서도 네트워크의 구현이 가능해 졌는데, 이를 홈네트워크라 하며 전기에너지를 이용하는 가정제품들을 클라이언트로 하여 홈서버를 통해 제어할 수 있는 시스템을 말한다.
종래의 댁내에서의 무선 전등 제어장치로는 실용신안등록출원 제2001-8309호를 들 수 있는데, 이는 단순히 무선 리모콘을 이용하여 일방적인 전등제어를 위한 것으로서, 적외선 신호에 리모콘의 키입력으로 인한 특정 제어코드를 반송하여 전등의 점멸 제어를 행할 수 있도록 한 것이며, 이러한 경우에는 리모콘의 적외선을 이용하기 때문에, 적외선이 도달할 수 없는 곳에 배치된 전등은 제어할 수 없는 문제점이 있으며, 일방적인 데이터 송수신으로 인해 전등제어에 대한 신뢰성을 제공하기 어려운 문제점이 있었다.
그리고, 홈 오토메이션 시스템에서의 전등 제어장치로서 특허출원 제1994-11223호가 있는데, 이는 세대내의 조명장치를 국선을 통한 원격제어와 타이머 수단을 이용한 예약 제어를 하도록 한 홈오토메이션의 조명제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 세대내외에 설치된 조명장치를 타이머 수단을 통한 시간예약 제어와 원격지에서 국선을 통한 제어로 불필요한 전력 손실을 배제하고, 조명장치의 사용시간을 연장하며, 세대주의 장기간 외출시 조명장치의 원격제어 및 시간예약제어로 도난의 위험으로부터 배제되도록 한 효과를 제공하는 것이다. 그러나, 상기 특허출원 제1994-11223호는 사용자가 기존의 전화라인을 이용하여 원격지에서 전화를 통해 댁내에 접근하면 조명제어장치가 이미 설치된 조명에 한해 현재 상태를 안내하고,사용자의 명령입력에 따라 조명을 제어하는 것으로서, 새로운 피제어 기기인 조명기기를 등록하려면 별도의 설치과정이 필요하고, 비용이 증가하는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점으로 인해 시스템을 댁내 홈 네트워킹의 모든 피제어기기에 적용하기에는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전등 제어를 기존의 단방향 제어에서 홈서버와 전등 제어 모듈간의 양방향 제어 시스템 및 방법을 제공하고, 무선 통신시에 여러개의 채널 주파수를 두어서 다른 홈 네트워크 시스템과 통신 신호의 중복을 피할 수 있으며, 기존의 하우스 코드나 기타 코드를 이용하는 방법보다 안전하고, 시스템 또한 저렴하게 구축할 수 있는 홈네트워크 시스템의 다양한 클라이언트 중 전등을 제어하기 위한 홈 네트워크용 전등 제어 모듈 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 홈 네트워크용 전등 제어 모듈을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 홈서버의 동작을 간략히 나타낸 순서도로서 피제어 기기의 등록 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 상기 도 2에서 설명된 피제어 기기의 등록과정을 홈서버와 전등 제어 모듈 및 리모콘 간의 관계를 포함하여 무선 통신을 위한 초기 동작을 간략히 나타낸 순서도이다.
도 4는 상기한 홈 서버의 전등 제어 동작에서 돌발상황 발생 이후의 복구 과정을 포함하여 나타낸 것이다.
도 5는 상기한 전등 제어 모듈의 전등 제어 동작에서 돌발상황 발생 이후의 복구 과정을 포함하여 나타낸 것이다.
도 6은 상기 설명한 홈서버의 무선 신호 프레임을 보인 것이다.
* 도면의 주요부호에 대한 설명 *
100: 전원부110: 무선통신부
120: 전등제어부130: 프로세서부
140: 메모리
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 창안된 것으로서, 홈 네트워크의전등 제어 시스템에 있어서, 홈 서버와 양방향 무선통신을 위한 무선 통신부, 전등에 인가되는 전원의 온/오프를 제어하는 전등 제어부, 상기 무선 통신부의 통신 기능, 전등제어부의 전원 제어 기능, 모듈 ID 저장기능, 이전 상태 저장기능 등을 포함하는 각 프로세스 데이터를 처리하는 프로세서부, 이전 상태 정보 및 통신 정보 데이터를 저장하는 메모리, 및 상기 각 장치에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 홈 네트워크의 전등 제어 방법에 있어서, 홈 서버가 사용 가능한 주파수를 스캔하여 통신채널을 설정하는 단계, 홈 서버가 상기 통신채널로써 리모콘 또는 전등 제어 모듈에 무선 비콘 신호를 전송하는 단계, 리모콘 또는 전등 제어 모듈이 상기 홈 서버의 무선 비콘 신호에 따라 무선 통신 채널을 설정하는 단계, 및 상기 홈 서버가 전등 제어 명령 프레임을 전송하면 상기 전등 제어 모듈이 상기 홈서버의 명령에 따른 전등 제어를 수행하고, 그 결과 및 현재 상태 정보를 상기 홈 서버로 전송하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 홈 네트워크용 전등 제어 모듈을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 1과 같이 본 발명에 따른 홈 네트워크용 전등 제어 모듈은 전원부(100), 홈 네트워크 시스템과 무선통신을 위한 무선 통신부(110), 전등에 인가되는 전원의 온/오프를 제어하는 전등 제어부(120) 및 상기 무선 통신부의 통신 기능, 전등제어부의 전원 제어 기능, 모듈 ID 저장기능, 이전 상태 저장기능 등을 포함하는 각 프로세스 데이터를 처리하는 프로세서부(130), 및 이전 상태 정보 및 통신 정보 데이터를 저장하는 메모리(140)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 메모리는 돌발상황에도 데이터가 삭제되지 않는 불휘발성 메모리를 사용한다.
이러한 구성을 통해 전등 제어 모듈은 홈서버 또는 리모콘의 무선 신호를 무선 통신부(110)를 통해 입력 받아서 홈서버 또는 무선 리모콘에 전등의 제어 상태를 전송하게 되고, 홈서버 또는 리모콘으로부터 전등 제어 명령 신호가 수신되면, 수신된 명령에 따라 전등 제어부(120)를 통해 전등 제어를 수행하고, 전등 제어 수행에 따른 제어 상태를 홈서버 또는 리모콘에 전송한다.
그리고, 전등 제어 모듈은 사용자가 전등 스위치를 조작하면 스위치 조작 상태에 따라서 전등 제어를 수행하고, 제어된 상태를 일정 시간 안에 홈서버 또는 리모콘으로 전송한다.
또한, 전등 제어 모듈은 외부 전원이 흐르지 않을 경우 마지막 제어 상태를 불휘발성 메모리(140)에 저장하고, 전원이 재인가 되면 이전의 제어 상태로 전등 제어를 행하고, 그에 따른 제어 상태를 홈서버 또는 리모콘에 전송한다.
이때, 상기 과정에서 필요한 각 장치의 제어 및 송수신 데이터 처리는 프로세서부(130)에서 수행하게 된다.
여기서, 본 발명에 따른 전등 홈서버와 전등 제어 모듈 또는 리모콘의 무선 데이터 송수신에 사용되는 규약은 다음과 같이 설명된다.
1. 무선 비콘 신호(Beacon): 주기적으로 홈 서버에서 리모콘이나 전등 제어 모듈의 수신 상태를 파악하기 위해 전송하는 신호로서, 무선 리모콘이나 전등 제어모듈은 상기 비콘 신호를 수신하여 자신이 속한 홈 서버의 아이디 및 채널을 결정하게 된다.
2. 홈서버 방송 신호(Broadcasting): 상기 무선 비콘 신호 뒤 일정 시간 간격 이내에 특정 전등 제어 모듈 또는 리모콘에게 전송하는 신호로서, 주로 각 전등 제어 모듈 및 리모콘에 상태 신호를 전송하거나 전체 제어 모듈에 전송한다.
3. 리모콘 또는 전등 제어 모듈 응답 신호(ACK): 상기 홈서버의 방송 신호에 대하여 상태 신호나 전등 제어후의 상태를 홈서버에 응답하는 신호로서, 이 응답 신호는 홈서버의 방송 신호 이후 주어진 시간내에 전송하도록 되어 있으며, 이 응답 신호를 홈서버가 수신하지 못하면 전송 오류로 간주한다.
4. 홈서버 전송 요구 신호: 리모콘 또는 전등 제어 모듈은 홈서버에 필요한 정보의 전송을 요청할 수 있는데, 이렇게 리모콘 또는 전등 제어 모듈이 홈서버에 필요한 자료 전송을 요청하는 신호를 홈서버 전송 요구 신호라 하며, 이 요구 신호는 여러개의 리모콘 또는 전등 제어 모듈이 동시에 홈서버에 요청할 수 있으므로 전송 요구에 대한 응답이 주어진 시간내에 없는 경우, 설정에 따라 일정 시간 경과후 다시 재전송을 요구하게 된다. 이 때, 상기 설정에서는 재전송하는 방법을 정의할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 홈서버의 동작을 간략히 나타낸 순서도로서 피제어 기기의 등록 과정을 나타낸 순서도이다.
먼저 홈 서버는 처음 구동시 무선 통신을 위해 채널(무선 통신 주파수)을 설정하기 위해 수신 모드로 전환하고(200), 사용 가능한 무선 통신 동작 주파수를 스캔한다(201). 상기 동작 주파수가 검색되면(202) 홈서버는 리모콘 또는 전등 제어 모듈을 향해 무선 비콘 신호를 전송하고(203), 이어서 방송 신호를 전송한다(204). 그리고, 다시 수신 모드로 전환하여(205) 상기 방송 신호를 수신한 리모콘 또는 전등 제어 모듈로부터 수신되는 응답 신호를 확인하는데, 이 때, 리모콘 또는 전등 제어 모듈로부터 피제어기기의 등록 요구가 있게 되면 등록 가능 여부를 판단하여 등록 허가 또는 불가 통지를 하게 되고, 등록 허가를 통지하였을 경우에는 피제어 기기에 대한 정보를 저장한다(206,207).
도 3은 상기 도 2에서 설명된 피제어 기기의 등록과정을 홈서버와 전등 제어 모듈 및 리모콘 간의 관계를 포함하여 무선 통신을 위한 초기 동작을 간략히 나타낸 순서도이다.
처음에 홈서버는 여러 개의 홈서버가 같은 동작 범위내에서 동작할 수 있으므로, 초기화 동작 후 수초동안 수신 동작만을 행하여 주변에 비콘 신호가 존재하는지 확인하고, 비콘 신호가 존재하면 상기 비콘 신호의 주파수로 송수신 주파수를 변경한다. 상기 송수신 주파수 변경 후에 다시 수신 동작으로 다른 홈서버의 존재 유무를 확인한다. 그리고, 송수신 주파수가 정해지면 정해진 주파수로 무선 비콘 신호를 전송하며, 만일 여분의 송수신 주파수가 없으면 송수신 주파수 부족 오류를 표시한다.
이 때, 전등 제어 모듈 및 리모콘은 비콘 신호가 있는 주파수를 스캔하여 검색된 비콘 신호의 주파수를 무선 송수신 주파수로 설정하고 이 설정된 주파수를 이용하여 홈 서버에 전등 장비 등록을 요구한다(300). 그리고, 홈 서버로부터의 등록수락 메시지가 전송되면(310) 전등 제어 모듈 또는 리모콘은 등록 수락 상태를 표시하고, 장비 정보 및 등록 허가 메시지를 홈서버로 전송한다(320). 그러면 홈서버는 상기 전송된 장비 정보를 쿠키에 저장하게 된다. 여기서, 홈 서버로부터 등록이 거절되면 전등 제어 모듈 또는 리모콘은 다른 무선 비콘 신호가 있는 주파수를 스캔하여 다시 등록을 요구하게 된다.
이러한 초기 통신환경을 갖춘 후, 홈서버는 전등 및 리모콘에 제어 신호를 전송할 때 방송 신호를 사용하게 되며, 리모콘 또는 전등 제어 모듈은 상기 제어 신호에 대해 정해진 시간내에 응답 신호를 전송한다.
그리고, 리모콘 또는 전등 제어 모듈은 전송 요구 신호를 홈서버에 전송할 수 있으며, 홈서버는 상기 요구 신호에 대하여 방송 신호에 응답 신호 및 데이터를 포함하여 전송하게 된다. 이 때, 리모콘 또는 전등 제어 모듈은 전송 요구 실패시 일정 시간 간격 이후에 다시 전송 요구 신호를 홈서버에 전송할 수 있다.
도 4는 상기한 홈 서버의 전등 제어 동작에서 돌발상황 발생 이후의 복구 과정을 포함하여 나타낸 것이다.
정전이나 전원공급의 중단과 같은 돌발상황으로 인해 홈 네트워크의 전등 제어 시스템이 정지된 이후에 다시 구동하게 되면, 홈서버는 돌발상황 이전의 채널 정보와 상태 정보를 메모리로부터 독취하여 이전 상태를 점검한다(400).
그리고, 이전 상태로의 복구가 필요하면(401), 이전 상태 복구 가능여부를 체크한 후 이전 상태 채널로 복구하고 선택된 채널을 표시하게 된다(402 내지 405).
그러나, 상기 단계에서 복구가 필요하지 않거나(401), 복구가 불가능할 경우(403)에는 새로운 채널을 찾고, 검색된 사용 가능한 채널로 변경한 후 선택된 채널을 메모리에 저장하고 표시하게 된다(406 내지 408).
이러한 과정을 통해서 돌발 상황 이후에 홈 네트워크에서의 전등 제어를 위한 환경이 구축되면, 타이머 인터럽트를 호출한다. 이 타이머 인터럽트는 상기한 비콘 신호, 방송 신호의 전송 제어 뿐만 아니라 리모콘 또는 전등 제어 모듈로 보내는 명령어 프레임 또는 기타 정보 데이터의 전송을 제어하는 루틴을 말한다.
무선 통신 환경이 구축되면, 홈서버는 송신모드로 변환한 후(420) 리모콘 또는 전등 제어 모듈로 전송할 송신명령을 해석 구분하여(421) 통신 환경을 반복적으로 체크하는 비콘 신호, 방송 신호 등을 전송하고(422,423), 그에 따른 응답 신호를 수신하기 위해 수신모드로 변환하거나(424), 리모콘 또는 전등 제어 모듈에 전송할 명령어 프레임을 전송하고, 그에 따른 응답 신호를 수신하기 위해 수신모드로 변환한다(425 내지 427).
송신 모드에 따른 각 신호를 전송하고 수신모드로 변환한 후, 홈 서버는 리모콘 또는 전등 제어 모듈로부터 수신되는 명령어 프레임에 따른 수행을 진행하게 되는데, 이 때에는 프레임 수신 루틴을 호출하게 된다(409). 상기 프레임 수신 루틴은 상기 리모콘 또는 전등 제어 모듈로부터 수신되는 명령어 프레임을 해석하는 루틴으로서, 프레임이 수신되면(430) 먼저 수신된 프레임의 유효성을 체크하고(431), 그에 대한 해석을 통해 프레임 명령어를 패치하게 된다(432,433).
그러면, 홈서버는 다시 상기 프레임 수신 루틴에서 해석 패치된 전등 제어모듈의 프레임 명령어를 해석하고 그에 따른 수행을 하게 된다(410 내지 412).
도 5는 상기한 전등 제어 모듈의 전등 제어 동작에서 돌발상황 발생 이후의 복구 과정을 포함하여 나타낸 것이다.
정전이나 전원공급의 중단과 같은 돌발상황으로 인해 홈 네트워크의 전등 제어 시스템이 다운된 이후에 다시 구동하게 되면, 전등 제어 모듈은 돌발상황 이전의 채널 정보와 상태 정보를 메모리로부터 독취하여 이전 상태를 점검한다(500).
그리고, 홈서버의 비콘신호를 체크하여(501) 채널의 변경이 필요치 않으면 이전 상태의 채널로 복구하고(502,503), 채널의 변경이 필요하게 되면 상기 비콘 신호의 채널을 선택하여 메모리에 저장한다(504,505,503).
이러한 과정을 통해서 돌발 상황 이후에 홈 네트워크에서의 전등 제어를 위한 환경이 구축되면, 타이머 인터럽트를 호출하는데, 상기 홈서버와 달리 전등 제어 모듈은 비콘 신호, 방송 신호를 발생하지 않으므로, 명령어 프레임 또는 기타 정보 데이터를 전송하는 루틴을 진행하게 된다(520 내지 523).
그리고, 홈서버로부터 전송되는 프레임을 수신하는 프레임 수신루틴을 호출하는데(506), 여기서 수신되는 프레임은 홈서버의 비콘 신호, 방송 신호, 응답 신호 및 명령어 프레임을 포함하며, 프레임의 유효성 검사와 프레임 명령어 패치 과정(530 내지 533)은 상기 홈서버의 프레임 수신 과정과 동일하며, 홈서버의 비콘 신호에 따라 타이머 인터럽트 설정을 변경할 수 있으며(507,508), 방송 신호와 함께 수신되는 명령어를 해석하게 된다(509,510).
그러면, 전등 제어 모듈은 다시 상기 프레임 수신 루틴에서 해석 패치된 홈서버의 프레임 명령어를 해석하고 그에 따른 수행을 하게 된다(511 내지 513).
도 6은 상기 설명한 홈서버의 무선 신호 프레임을 보인 것으로서, 처음에 비콘 신호가 위치하고 뒤를 이어 방송 신호, 각 명령 프레임 및 응답 신호가 따르게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 홈서버와 전등 제어 모듈간의 무선 양방향 통신을 통해 상호 보완적인 전등 제어가 가능하게 되며, 이러한 기술적 사상을 바탕으로 한 본 발명을 이용하여 응용하는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는다 할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 전등 제어를 기존의 단방향 제어에서 홈서버와 전등 제어 모듈간의 양방향 제어 시스템 및 방법을 제공함으로써 보다 안정적이고 신뢰성 있는 전등 제어가 가능한 효과가 있다.
그리고, 무선 통신시에 여러개의 채널 주파수를 두어서 다른 홈 네트워크 시스템과 통신 신호의 중복을 피할 수 있으며, 기존의 하우스 코드나 기타 코드를 이용하는 방법보다 안전하고, 시스템 또한 저렴하게 구축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 현재 상태정보를 비휘발성 메모리에 저장하기 때문에 시스템을 재가동 하더라도 이전 상태의 시스템으로 복구할 수 있으므로, 시스템의 안정성을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 홈 네트워크의 전등 제어 시스템에 있어서,
    홈 서버와 양방향 무선통신을 위한 무선 통신부;
    전등에 인가되는 전원의 온/오프를 제어하는 전등 제어부;
    상기 무선 통신부의 통신 기능, 전등제어부의 전원 제어 기능, 모듈 ID 저장기능, 이전 상태 저장기능 등을 포함하는 각 프로세스 데이터를 처리하는 프로세서부;
    이전 상태 정보 및 통신 정보 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 각 장치에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크용 전등 제어 모듈.
  2. 홈 네트워크의 전등 제어 방법에 있어서,
    홈 서버가 사용 가능한 주파수를 스캔하여 통신채널을 설정하는 단계;
    홈 서버가 상기 통신채널로써 리모콘 또는 전등 제어 모듈에 무선 비콘 신호를 전송하는 단계;
    리모콘 또는 전등 제어 모듈이 상기 홈 서버의 무선 비콘 신호에 따라 무선 통신 채널을 설정하는 단계; 및
    상기 홈 서버가 전등 제어 명령 프레임을 전송하면 상기 전등 제어 모듈이 상기 홈서버의 명령에 따른 전등 제어를 수행하고, 그 결과 및 현재 상태 정보를상기 홈 서버로 전송하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크용 전등 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 전등 제어 모듈이 전등 제어의 현재 상태 정보를 홈서버로 전송하는 단계는,
    수동으로 전등 제어가 이루어졌을 경우, 변경된 전등 제어의 현재 상태를 갱신하여 홈서버로 전송하는 단계; 및
    홈서버가 상기 전등 제어 모듈로부터 갱신되어 전송된 전등 제어의 현재 상태 정보를 수신하여 현재 전등 제어 상태 정보를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크용 전등 제어 방법.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 홈서버 및 전등 제어 모듈은 각 단계에서 발생한 현재 전등 제어 상태 정보를 비휘발성 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크용 전등 제어 방법.
  5. 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 홈서버 및 전등 제어 모듈이 통신 채널을 설정하는 단계는,
    메모리에 저장된 이전상태 정보를 독취한 후 현재 사용 가능한 채널과 비교하는 단계; 및
    이전 상태 채널과 현재 사용 가능한 채널이 동일할 경우 이전 상태를 복구시키고, 이전 상태 채널과 현재 사용 가능한 채널이 상이할 경우 이전 상태 정보를 현재 사용 가능한 채널로 갱신하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크용 전등 제어 방법.
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