KR20050018206A

KR20050018206A - 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법

Info

Publication number: KR20050018206A
Application number: KR1020030056448A
Authority: KR
Inventors: 이정행
Original assignee: 주식회사 컴앤씨
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2005-02-23

Abstract

본 발명은 양방향 RF 무선통신을 이용하여 건물 내 다수 슬래이브 기기를 제어 및 상태 모니터링 할 수 있는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 벽면에 부착된 스위치 또는 콘센트를 통해 공급되는 전원을 이용하는 슬래이브 기기와, 무선 전송되는 제어명령을 수신하여 상기 슬래이브 기기로 전달하고, 상기 슬래이브 기기의 상태정보가 제어명령 송신측으로 무선 전송되도록 상기 슬래이브 기기와 전기적으로 연결되는 슬래이브 모듈과, 상기 슬래이브 기기의 동작을 제어하기 위한 제어명령을 무선 전송하는 동시에, 상기 슬래이브 모듈로부터 전송된 기기의 상태정보를 무선 수신한 후 이를 외부 표시하는 핸드홀딩형 제어기를 포함하여 구성됨에 따라, 가전기기 제어의 정확성 및 신뢰성을 향상시키는 한편, 별도의 응용 프로그램 없이도 원격제어가 가능하도록 하는 게이트웨이 장치가 더 구비됨에 따라 저렴한 비용으로 제어범위를 확장시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법{Home network system using RF wireless communication and its operating method for the same}

본 발명은 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 특히, RF를 이용한 양방향 무선통신을 기반으로 제어명령의 전송 및 상태정보 확인이 가능한 핸드홀딩형 제어기가 구비되고, 별도의 응용 프로그램 없이도 원격제어가 가능하도록 하는 게이트웨이 장치가 구비됨에 따라, 저렴한 비용으로 제어범위를 확장시킬 수 있는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

홈 네트워크 시스템이란, 개인용 컴퓨터(PC)를 비롯한 가정 내 설치된 다수개의 가전기기가 하나의 네트워크로 통합됨에 따라 상호 데이터 송수신이 가능하도록 된 것을 의미한다. 가정 또는 건물 내에 네트워크망이 기본적으로 구축되고, 상기 네트워크망을 통한 상호 통합 제어기술, 데이터 통신 기술, 그리고 기반이 되는 소프트웨어 등이 발전됨에 따라, 상기 홈 네트워크 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다.

협의의 홈 네트워크 시스템은 유/무선을 통합하는 네트워크 기술에 한정되지만 광의의 홈 네트워크 시스템은 이를 기반으로 가전기기(하드웨어)를 통합하고, 상기 가전기기를 통합 제어하고 관리할 수 있는 기반 소프트웨어를 포함하는 개념이다.

홈 네트워크 시스템은 그 기반이 되는 네트워크망의 종류에 따라 다양하게 분류할 수 있는데, 우선, 대부분의 지역 가정에 설비된 전화선을 이용한 전화선 네트워킹, 기업 내 표준 네트워킹 등으로 분류할 수 있으며, 현재 전력선을 기반으로 하는 네트워킹 기술도 개발 단계에 있다.

이러한 종래 홈 네트워크 시스템은 대부분 PC를 이용하여 통신선로(네트워크망)를 통해 데이터를 송수신하는 PC에 의한 제어로서, 무선통신방법이 연계되어 있지 않아 설치 및 사용이 불편하였다.

도 1 에 도시된 바와 같이 리모콘 등을 이용한 무선통신방법이 연계된 홈 네트워크 시스템이라 할지라도, 그 무선통신이 [리모콘(30) -> 가전기기(10)] 로의 단방향으만 이루어져 상기 리모콘(30)상에서 제어타겟이 되는 가전기기(10)의 상태정보를 확인할 수 없었으므로 제어가 불완전하였다.

뿐만 아니라, 이를 위해서는 다수 가전기기(10)와 유선망을 통해 연결된 중계장치(20)가 무선으로 제어명령을 송신하는 리모콘(30)과 다수 가전기기(10) 사이의 신호를 중계하여야 하므로, 그 구성이 복잡하였다.

예를 들어, 안방에 있는 제어자가 화장실의 조명을 오프시키기 위하여, 또는 도어락(door locking) 기능이 있는 현관문을 잠그기 위하여 종래의 리모콘(30)을 이용하여 오프(또는 단속) 제어명령을 입력하는 경우에도, 다른 사람이 화장실 조명을 직접 오프시켰을 경우나 또는 상기 현관문을 직접 잠근 경우 현재 기기의 상태정보를 전송받지 못한 안방의 제어자는 불필요한 중복명령을 전송할 수 있다.

결국, 단방향 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템의 경우 제어당시 현재 기기상태(온/오프상태, 잠금/해제 상태 등)를 확인할 수 없으므로 완전한 제어를 수행할 수 없게 된다.

또한, 종래 홈 네트워크 시스템의 제어자는 제어타겟이 되는 기기를 임의대로 설정할 수 없었고, 애초 제품업체에서 프로그래밍한 기기들에 한정할 수밖에 없었으므로 홈 네트워킹에 연계될 수 있는 기기의 수량/종류의 선택에 제약이 있었다.

그리고, 이동통신단말기 등을 이용하여 외부 네트워크망에서 가정내 기기를 원격제어하는 경우, 종래 발명은 원격제어를 위한 별도의 응용프로그램을 이동통신단말기에 설치하거나, 가정내 홈 네트워크망과 연결되는 외부 포탈서버(중앙서버)에 원격 제어를 위한 응용 프로그램이 설치되어 있어야 했다. 이 역시 홈 네트워크 시스템에 있어서 제어 가능한 기기의 선택에 대한 사용자 권한을 제한하는 요인이 되었으며, 이는 사용상의 불편함을 야기하였다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 휴대 가능한 핸드홀딩형 제어기를 이용하여 슬래이브 모듈이 내장된 각 가전기기(슬래이브 기기)로 제어명령을 전송함과 동시에, 양방향성을 이용하여 가전기기의 상태정보를 무선으로 수신함으로써 가전기기 제어의 정확성/신뢰성을 향상시킬 수 있고, 원격의 전화기 또는 이동통신단말기를 이용하여 건물내 가전기기들에 대한 상태정보 확인 및 제어명령 전송이 가능한 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법의 특징에 따르면, 벽면에 부착된 스위치 또는 콘센트를 통해 공급되는 전원을 이용하는 슬래이브 기기와, 무선 전송되는 제어명령을 수신하여 상기 슬래이브 기기로 전달하고, 상기 슬래이브 기기의 상태정보가 제어명령 송신측으로 무선 전송되도록 상기 슬래이브 기기와 전기적으로 연결되는 슬래이브 모듈과, 상기 슬래이브 기기의 동작을 제어하기 위한 제어명령을 무선 전송하는 동시에, 상기 슬래이브 모듈로부터 전송된 기기의 상태정보를 무선 수신한 후 이를 외부 표시하는 핸드홀딩형 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 특징을 이루는 동작방법은 건물 내부 네트워크를 이루는 다수 슬래이브 기기의 무선제어를 위한 핸드홀딩형 제어기가 상기 내부 네트워크에 고유하게 부여되어야 하는 클래스 ID 할당을 위하여 임의의 ID를 생성하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 생성된 임의의 ID를 가지는 이웃 네트워크가 존재하는지를 탐색하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계의 탐색결과, 상기 임의의 ID를 가지는 이웃 네트워크가 존재하지 않으면 상기 임의의 ID를 클래스 ID로 설정하는 제 3 단계와, 상기 내부 네트워크를 이루는 다수 슬래이브 기기중 상기 핸드홀딩형 제어기를 통해 제어하고자 하는 소정의 슬래이브 기기를 선택하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에서 선택된 소정의 슬래이브 기기의 식별력을 위한 장치 ID를 설정하는 제 5 단계와, 상기 제 3 단계 및 제 5 단계에서 설정된 클래스 ID 및 장치 ID를 상기 슬래이브 기기로 무선전송하는 제 6 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

제어명령을 전송하는 방법으로는 직접 버튼을 눌러 조작하는 수동식 제어, 핸드홀딩형 제어기(300)를 이용한 무선 제어, 전화기(510) 또는 이동통신 단말기(520)를 통한 원격제어, 인터넷망에 접속된 PC(530)를 이용한 PC제어가 있으며, 이렇게 다수 가전기기를 제어할 수 있는 기기를 제어기기라 칭한다.

상기 제어기기로부터 전송된 제어명령에 따라 동작 제어되는 가전기기(100)는 각각 슬래이브 모듈(200)과 연결됨에 따라 상기 제어기기와 무선통신을 수행한다. 이렇게 제어명령에 따라 수동(passive)적으로 동작 제어되는 가전기기를 슬래이브 기기(100)라 한다.

이러한 다수 슬래이브 기기(100)를 건물(가정) 내부에서 무선제어하기 위한 양방향 RF 통신이 가능한 제어기기를 핸드홀딩형 제어기(300)라고 하며, 단방향 통신(무선송신)만을 수행하는 통상의 리모콘(remote controller)과는 상이하다.

본 발명의 핸드홀딩형 제어기(300)는 배터리를 통해 전원이 공급되는 전원공급부(310)와, 상기 슬래이브 기기의 동작제어를 위한 제어명령이 입력되는 입력부(320)와, 동작 제어된 슬래이브 기기의 상태정보를 외부 표시하는 화면표시부(330)와, 상기 입력부(320)에서 입력된 제어명령이 해당 슬래이브 기기로 무선전송되도록 하고, 상기 슬래이브 기기의 상태정보가 무선수신되도록 하는 RF 무선통신부(340)와, 상기 RF 무선통신부(340)를 통해 송수신되는 신호의 흐름을 제어하는 동시에 상기 입/출력부(320,330)를 통한 사용자 인터페이싱을 처리하는 제어부(350)를 포함하여 구성된다.

상기 슬래이브 기기(100)가 상기 핸드홀딩형 제어기(300)와 무선 통신을 수행하기 위해서는 본 발명이 제시하는 슬래이브 모듈(200)과 연결되어야 하는데, 상기 슬래이브 모듈은 상기 슬래이브 기기(100) 또는 상기 슬래이브 기기로 전원을 공급하는 부분(스위치, 콘센트 또는 플러그)에 장착되어 상기 핸드홀딩형 제어기(300) 및 후술하는 게이트웨이 장치(400)와 양방향 RF 무선통신이 가능하도록 한다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 슬래이브 모듈(200)에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 슬래이브 모듈(200)은 제어명령을 전송하는 제어기기와 RF 무선통신이 가능하도록 하는 RF 무선통신부(210)와, 상기 RF 무선통신을 통해 제어기기와 송수신되는 신호를 처리하는 마이컴(220)과, 상기 RF 무선통신부(210) 및 마이컴(220)에 일정수준의 직류전원을 공급하는 직류전원생성부(230)와, 상기 제어명령에 따라 해당 슬래이브 기기로 공급되는 전원을 개폐시키는 전원개폐부(240)를 포함하여 구성된다.

전원 개폐란 전원의 온/오프를 의미하는 것이므로, 전원제어가 요구되는 모든 가전기기는 상기 슬래이브 기기가 될 수 있으며, 비록 전원 온/오프가 아니더라도 전원인가에 따라 잠금/해제를 수행하는 도어락 장치 또한 상기 슬래이브 기기에 해당된다.

본 발명의 슬래이브 모듈(200)이 장착되는 구조에 따라 크게 네 종류로 구분할 수 있는데, 첫째로는 상기 직류전원생성부(230)와 마이컴(220)가 병렬의 구조를 취함으로써 서로 독립적으로 이루어질 수 있는 콘센트형이 있으며, 이는 콘센트에 꽂아 사용되는 대부분의 가전기기의 제어를 위하여 상기 슬래이브 모듈(200)이 콘센트에 내장되는 구조를 가진다. 이는 도 3에 도시된 바와 같다.

이와 같이 본 발명의 슬래이브 모듈(200)이 상기 콘센트에 내장됨에 따라 상기 콘센트에 연결된 가전기기의 상태정보(전원상태, 조도상태 등)를 상기 제어기기로 전송하는 동시에, 상기 제어기기가 전송한 제어명령에 따라 상기 콘센트에 연결된 슬래이브 기기의 동작을 제어한다.

둘째로는 상기 직류전원생성부(230')와 마이컴(220)이 직렬로 연결되는 스위치형이 있는데, 이는 벽면에 형성된 스위치를 누름(또는 상/하 조작)으로써 온/오프 제어되는 슬래이브 기기의 제어를 위하여 상기 슬래이브 모듈(200')이 스위치로 내장되는 구조를 가진다. 이를 도 4에 도시하였다.

조명기기, 보일러기기 등과 같이 스위치로 조작되는 슬래이브 기기를 제어하기 위하여 본 발명의 슬래이브 모듈(200')은 상기 스위치에 내장되어 상기 스위치와 연결된 기기의 상태정보를 상기 제어기기로 전송하는 동시에, 상기 제어기기에서 전송된 제어명령에 따라 해당 기기의 동작을 제어한다. 이로써 벽면의 스위치로 온/오프 제어하는 슬래이브 기기의 전원을 제어할 수 있음은 물론, 조명기기의 조도조절도 수행할 수 있다.

셋째로 상기 슬래이브 모듈(200)이 슬래이브 기기(100)에 직접 내장될 수 있는데, 이는 상기 콘센트에 내장되는 슬래이브 모듈과 유사한 구조로서, 단지 슬래이브 모듈(200)이 콘센트 내부가 아닌 슬래이브 기기(100) 내부에 장착된다는 차이점이 있다. 이는 도 5에 도시된 바와 같으며, 충전식 가전기기와 같이 콘센트에 연결되지 않고도 작동 가능한 슬래이브 기기의 경우, 상기 슬래이브 모듈(200)이 기기 자체에 내장됨에 따라 상기 제어기기를 통한 제어가 가능해진다.

이때, 상기 슬래이브 모듈(200)을 구성하는 마이컴(미도시)은 슬래이브 기기의 자체 마이컴(M)과 연계되어야 함은 물론이다.

넷째로 첫 번째 구조와 유사한 것으로서, 상기 콘센트 내부가 아닌 슬래이브 기기의 전원선의 플러그(P) 내부에 슬래이브 모듈(200)이 장착되는 구조가 있다. 이를 도 6에 도시하였다.

상기한 바와 같이 슬래이브 모듈이 장착되는 구조에 따라 구분되는 네 종류의 실시예를 기반으로 본 발명은 적용될 수 있으며, 모든 가전기기를 제어할 수 있게 된다. 설명한 바와 같이 전원 온/오프(공급/차단)에 국한되지 않고 도어락장치, 전자금고와 같이 잠금/해제식 기기로 슬래이브 기기로서 제어대상이 됨은 물론이다.

본 발명의 슬래이브 모듈(200) 및 핸드홀딩형 제어기(300)에서 이용되는 RF 신호는 적외선 신호와는 달리 약 40M 의 반경을 가지는 거리까지 신호를 무선 송수신할 수 있으며, 이는 통상의 아파트 한 세대의 공간범위를 초과하는 거리로서, 타 가정의 슬래이브 기기와의 신호 간섭이 우려된다. 도 7은 본 발명의 핸드홀딩형 제어기(300)가 ID를 할당하는 방식에 대한 도면으로서, 이를 참조로 하여 ID 할당방식을 설명하면 다음과 같다.

만약, A가정에서 핸드홀딩형 제어기기를 이용하여 안방 조명등을 오프하는 제어명령을 전송하는 경우, 상기 A가정과 인접한 A' 가정의 슬래이브 기기가 상기 제어명령에 응답하여 원치 않는 동작을 수행할 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 슬래이브 모듈(200)을 이루는 마이컴(220)에 식별력을 가지는 ID를 설정한다.

본 발명의 홈 네트워크 시스템을 이루는 각 기기에서 기반으로 하는 프로토콜을 도시한 것으로서, 상기 프로토콜은 포트 ID, 클래스 ID, 장치 ID를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 포트 ID는 제어명령을 발령하는 제어기기(핸드홀딩형 제어기, 전화 또는 이동통신단말기, 네트워크 PC)의 식별을 위한 ID이고, 클래스 ID는 네트워크망을 구분하는 식별자(즉 각 가정마다 고유하게 가지는 식별자), 장치 ID는 동일 네트워크망에 연결된 다수 슬래이브 기기 각각을 구분하는 식별자이다.

도 7에서의 육각형은 한 가정(한 세대)을 표시한 것이고, 상기 가정에서의 홈 네트워킹을 위한 제어기기(300,400)는 중앙의 원으로 표시되며, 상기 제어기기에 의해 동작제어되는 다수 슬래이브 기기(100)는 육각형 주변의 작은 원으로 표시되었다.

여기서 상기 클래스란 아파트와 같은 다세대 구조 건물에서의 한 가정을 의미하는데, 이는 네트워크망을 구축한 시공업체 또는 네트워킹 가전기기 제조사에 의해 할당될 수 있으며, 또한 핸드홀딩형 제어기를 이용한 사용자 할당도 가능하다.

상기 장치 ID 중 일반적으로 제어가 당연시 될 것이라고 예상되는 슬래이브 기기에 대해서는 장치 ID를 고정 할당하고, 나머지 슬래이브 기기에 대해서는 유동적으로 남겨둔다. 예를 들어, 방1, 방2, 거실, 화장실의 조명등과 같은 슬래이브 기기에 대해서는 제조업체에서 고정으로 장치 ID를 할당하고, 그 이외의 슬래이브 기기에 대한 장치 ID는 사용자별(가정 별) 상이하므로, 미리 할당하지 않고 남겨두어 사용자 편의에 따라 유동적으로 선택/설정될 수 있도록 한다. 여기에서 제어타겟이 되는 슬래이브 기기의 개수, 즉 한 클래스 내부의 슬래이브 기기의 개수는 제한이 없다.

건물내 홈 네트워킹을 위해 슬래이브 모듈(200)이 구비된 다수 슬래이브 기기(100)가 설치되어 있다면, 상기 핸드홀딩형 제어기(300)는 주변 가정과의 데이터 송수신을 통해 고유한 클래스 ID를 할당하고 (L①), 그 후 각 슬래이브 기기(100)로 장치 ID를 할당한다(L②). 이때, 상기 클래스 ID는 이웃 네트워크와 중복되지 않도록 독립/배타적으로 부여되는 ID이다.

도 8은 핸드홀딩형 제어기를 이용한 클래스 ID 및 장치 ID 할당방법이 도시된 순서도이다.

먼저, 사용자는 홈 네트워킹을 위해 제어기기로서 이용되는 핸드홀딩형 제어기의 초기화 버튼을 누른다.(S1)

상기 핸드홀딩형 제어기는 가정마다 고유하게 부여되는 일종의 홈코드, 즉 클래스 ID를 할당하기 위하여 0~255 사이의 난수를 발생시키거나 순차적으로 수를 생성해서 임의 ID를 생성한다.(S2)

생성된 임의 ID를 가지는 주변 가정의 네트워크가 존재하는지를 탐색하기 위하여 상기 핸드홀딩형 제어기는 생성된 임의 ID를 무선전송함으로써 상기 임의 ID를 가지는 네트워크를 호출한다.(S3)

만약, 상기 임의 ID가 인근 가정에 이미 부여된 클래스 ID와 중복된다면 무선전송 거리내의 상기 임의 ID를 가지는 가정의 슬래이브 기기는 상기 핸드홀딩형 제어기의 호출에 응답할 것이다.

만약, 상기 네트워크 호출에 대한 응답이 수신되면 상기 핸드홀딩형 제어기는 상이한 임의 ID를 생성하기 위해 (S2) 단계로 복귀하며, 만약, 이 호출에 대해 어떤 응답도 수신되지 않으면 상기 생성된 임의 ID가 인근 가정의 것에 대해 고유하다는 의미이므로, 상기 핸드홀딩형 제어기는 생성된 임의 ID를 자신의 클래스 ID로 설정하고, 이를 저장한다.(S4,S5)

이로써, 상기 핸드홀딩형 제어기 및 다수 슬래이브 기기는 동일한 클래스 ID를 가지며, 동일한 클래스 ID를 가지는 제어기기 및 슬래이브 기기 사이에만 무선 송수신이 이루어지므로 인접한 가정과의 신호 간섭을 배제할 수 있다.

이어서, 상기 핸드홀딩형 제어기는 각 슬래이브 기기들의 장치 ID를 설정하는데, 먼저 핸드홀딩형 제어기에서 ID를 부여할 슬래이브 기기를 선택한 후(S6), 장치 ID를 설정한다(S7).

그 후, 해당 슬래이브 기기의 특정버튼을 눌러 ID 설정대기상태로 놓고 상기 핸드홀딩형 제어기에서 상기 클래스 ID 및 장치 ID를 전송하면 상기 슬래이브 기기는 이를 수신하여 메모리에 저장한다.(S8)

이런 방식으로 클래스 ID 및 장치 ID가 부여되면 인근 가정과의 간섭을 방지함은 물론, 사용자 임의대로 제어하고자 하는 슬래이브 기기의 종류와 수량을 선택할 수 있으므로 종래의 홈 네트워크 시스템에 있어서, 이웃 가정과의 신호 간섭의 문제점 또는 제어대상이 되는 기기가 제조업체의 일방적 설정에 의한다는 문제점을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명은 설정된 클래스 ID에 따라 무선통신채널을 상이하게 하거나 또는 CDMA 방식 등을 적용하여 혼선방지 또는 보안에 보다 효과적으로 대응할 수 있다.

이와 같이 건물내 홈 네트워킹을 위한 제어기기 및 슬래이브 기기에 클래스 ID 와 장치 ID가 할당되면, 특정 슬래이브 기기를 제어하고자 하는 핸드홀딩형 제어기는 상기 클래스 ID 및 장치 ID가 내장된 제어명령을 전송하게 되고, 해당 클래스 ID 및 장치 ID를 가지는 슬래이브 기기가 상기 제어명령에 대해 응답을 하게 된다.

따라서, 상기 슬래이브 기기에서는 수신한 제어명령에 대한 ACK 신호를 회신하고, 상기 ACK 신호를 수신한 핸드홀딩형 제어기를 통해 사용자는 상기 제어명령이 정상적으로 전송되었는지를 확인할 수 있다. 만약 비정상적으로 전달되었을 경우, 상기 핸드홀딩형 제어기는 상기 제어명령을 반복적으로 전송한다.

이와 같은 본 발명의 홈 네트워크 시스템이 일반전화망, 이동통신망, 인터넷망과 같은 외부 네트워크와 연계되어 원격 제어가 가능하게 하기 위해서는 도 9에 도시된 바와 같이 게이트웨이 장치가 구비되어야 한다.

여기에서 상기 게이트웨이 장치(400)란 전화기(510), 이동통신단말기(520), 네트워크 PC(530) 등을 통해 내부 네트워크로 접속되도록 하는 중계장치로서, 외부로부터 원격 제어명령을 수신한 후 이를 건물 내의 슬래이브 기기(100)로 전송되도록 하거나, 슬래이브 기기(100)의 상태정보를 외부 네트워크로 전송하는 역할을 한다.

상기 게이트웨이 장치(400)는 제어명령을 수신한 슬래이브 기기(100)가 회신한 ACK 신호를 수신 및 저장하여, 외부 네트워크로부터 기기의 상태정보 요청이 있는 때, 즉시 상태정보를 응답할 수 있다.

본 발명의 홈 네트워크 시스템에 적용 가능한 게이트웨이 장치(400)는 DTMF(dual tone multiple frequency) 신호를 검출하는 방식을 이용하여 전화기(510) 또는 이동통신단말기(520)에서 입력된 제어명령을 디코딩하며, 별도의 응용프로그램 없이도 원격 제어가 가능하도록 한다.

이를 위해 상기 게이트웨이 장치(400)는 원격에서 입력된 DTMF 제어명령을 수신하여 이를 내부 네트워크를 이루는 슬래이브 기기(100)로 무선 전송하기 위해 다음과 같은 구성을 가진다.

상기 게이트웨이 장치(400)는 상기 외부 네트워크(전화기, 이동통신단말기, 네트워크 PC)로부터 전송되는 원격 제어명령을 수신하는 원격제어명령 수신부(410)와, 상기 원격제어명령을 해당 슬래이브 기기(100)로 무선전송하고, 상기 슬래이브 기기의 상태정보를 무선 수신하는 RF 무선통신부(420)와, 상기 RF 무선통신부를 통해 수신한 슬래이브 기기의 상태정보를 외부 네트워크로 전송하는 응답부(430)와, 상기 외부 네트워크와 슬래이브 기기 사이에 송수신되는 신호의 흐름을 제어하는 마이컴(440)을 포함하여 구성된다.

그리고, 전화기(510) 또는 이동통신단말기(520)를 통해 입력된 원격 제어명령이 전화망을 통해 전송되는 경우, 상기 제어명령은 전화기 또는 단말기의 버튼이 각각 송출하는 DTMF신호로서 전송되므로, 상기 게이트웨이 장치(400)는 상기 원격제어명령 수신부(410)를 통해 수신된 DTMF(dual tone multiple frequency)식 제어명령을 판독하는 DTMF 인식부(411)와, 상기 RF 무선통신부(420)를 통해 수신한 슬래이브 기기의 상태정보를 음성 변환한 후 상기 응답부(430)로 전달하는 음성변환부(431)를 더 포함하여 구성된다. 따라서 전화망을 통해 내부 네트워크를 원격 제어하고자 하는 원격 제어명령 송신측은 음성으로 송출되는 기기의 상태정보를 확인할 수 있다.

만약, PC를 이용한 원격제어인 경우라면, 상기 원격제어명령 수신부(410)는 TCP/IP를 이용하여 제어명령을 수신하고, 이를 상기 RF 무선통신부(420)를 통해 가정내 슬래이브 기기(100)와 신호를 송수신하게 되므로 점선으로 표시된 상기 DTMF 인식부(411) 및 상기 음성변환부(431)를 거치지 않고 네트워크 중계기능을 수행한다.

이러한 구성을 가지는 게이트웨이 장치(400)가 홈 네트워크 시스템에 추가됨으로써 전화기(510), 이동통신단말기(520), 네트워크 PC(530)를 이용한 원격제어가 가능하게 되고, 상기 핸드홀딩형 제어기(300)와 함께 제어기기의 역할을 수행할 수 있다.

위와 같은 구성을 가지는 게이트웨이 장치에 의한 원격제어과정을 도 10을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

원격제어자가 전화기 또는 이동통신단말기를 통해 가정으로 전화를 걸면, 링 디텍션(ring detection)을 수행하는 게이트웨이 장치에 의해 원격 제어자측과 전화 연결된다.(M1)

슬래이브 기기의 원격제어 권한을 가진 자인지를 확인하기 위하여 상기 게이트웨이는 원격제어용 비밀번호 입력을 요청한다. 이는 내부 네트워크 보안을 강화하기 위함이다.(M2)

원격제어 권한인증이 완료되면(M3), 현재 내부 네트워크의 상태 및 원격제어 안내 멘트를 송출한다(M4,M5).

원격제어자는 상기 전화기 또는 이동통신단말기의 버튼을 조작함으로써 가정내 슬래이브 기기를 제어하기 위한 제어명령을 입력한다. 상기 제어명령은 제어하고자 하는 슬래이브 기기에 할당된 장치 ID를 포함하고 있다.(M6)

상기 게이트웨이 장치는 원격 제어자가 누른 버튼이 송출하는 DTMF 신호를 추출하여 제어명령을 판독하고, 이를 해당 슬래이브 기기로 전송하여 동작제어되도록 한다.(M7)

상기 제어명령에 따른 동작수행이 완료되면(M8), 해당 슬래이브 기기로부터 갱신된 상태정보를 수신하여 이를 원격 제어자측으로 전송하고(M9), 상기 동작수행이 정상적으로 완료되지 못한 경우에는 기존 상태정보 및 에러상태를 원격 제어자측으로 전송한다(M10).

이상과 같이 본 발명에 의한 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법은 무선통신을 가능하게 하는 슬래이브 모듈과 연결되는 다수 슬래이브 기기와 제어기기가 양방향 무선 네트워크화됨에 따라 상태 모니터링 및 동작 제어가 가능하게 되어 가전기기 제어의 편의성이 크게 향상되고, 무선통신시 이웃 네트워크와의 신호 간섭이 발생되지 않도록 고유 ID를 할당하여 네트워크 제어의 안전성을 확보한다. 또한, 외부 네트워크에 의한 원격 제어가 가능하도록 다수 슬래이브 기기와 무선통신하는 게이트웨이 장치를 구비함으로써 제어영역이 확장되도록 하고, 홈 네트워크 시스템의 활용도를 극대화시키는 효과가 있다.

도 1 은 종래 발명의 홈 네트워크 시스템을 도시한 도,

도 2 는 본 발명의 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템을 도시한 도,

도 3 은 콘센트에 내장되는 슬래이브 모듈을 도시한 도,

도 4 는 스위치에 내장되는 슬래이브 모듈을 도시한 도,

도 5 는 슬래이브 기기에 내장된 슬래이브 모듈을 도시한 도,

도 6 은 슬래이브 기기의 플러그에 내장된 슬래이브 모듈을 도시한 도,

도 7 은 본 발명의 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템에서의 ID 할당방식이 도시된 도,

도 8 은 본 발명의 핸드홀딩형 제어기에 의한 클래스 ID 및 장치 ID 할당방법에 도시된 순서도,

도 9 는 외부 네트워크와의 중계기능을 수행하는 게이트웨이 장치의 구성도,

도 10은 상기 게이트웨이 장치의 동작 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 슬래이브 기기 200: 슬래이브 모듈

300: 핸드홀딩형 제어기 400: 게이트웨이 장치

510: 전화기 520: 이동통신단말기

530: PC

Claims

벽면에 부착된 스위치 또는 콘센트를 통해 공급되는 전원을 이용하는 슬래이브 기기와; 무선 전송되는 제어명령을 수신하여 상기 슬래이브 기기로 전달하고, 상기 슬래이브 기기의 상태정보가 제어명령 송신측으로 무선 전송되도록 상기 슬래이브 기기와 전기적으로 연결되는 슬래이브 모듈과; 상기 슬래이브 기기의 동작을 제어하기 위한 제어명령을 무선 전송하는 동시에, 상기 슬래이브 모듈로부터 전송된 기기의 상태정보를 무선 수신한 후 이를 외부 표시하는 핸드홀딩형 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 슬래이브 모듈은 제어명령 송신측과 RF 무선통신이 가능하도록 하는 RF 무선통신부와; 상기 RF 무선통신부를 통해 상기 제어명령 송신측과 송수신되는 신호를 처리하는 마이컴과; 상기 RF 무선통신모듈 및 마이컴에 일정수준의 직류전원을 공급하는 직류전원생성부와; 상기 제어명령에 따라 해당 슬래이브 기기로 공급되는 전원을 개폐시키는 전원개폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 슬래이브 모듈은 콘센트에 접속되어 전원을 공급받는 슬래이브 기기의 네트워킹을 위하여 상기 콘센트에 내장되어 설치되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 슬래이브 모듈은 벽면상의 스위치가 조작됨에 따라 전원을 공급받는 슬래이브 기기의 네트워킹을 위하여 상기 스위치에 내장되어 설치되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 슬래이브 모듈은 콘센트 접속을 위해 구비된 슬래이브 기기의 플러그에 내장되어 설치되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 슬래이브 모듈은 슬래이브 기기에 내장되어 설치되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 핸드홀딩형 제어기는 배터리를 통해 전원이 공급되는 전원공급부와;

상기 슬래이브 기기의 동작제어를 위한 제어명령이 입력되는 입력부와;

동작 제어된 슬래이브 기기의 상태정보를 외부 표시하는 화면표시부와;

상기 입력부에서 입력된 제어명령이 해당 슬래이브 기기로 무선전송되도록 하고, 상기 슬래이브 기기의 상태정보가 무선수신되도록 하는 RF 무선통신부와;

상기 RF 무선통신부를 통해 송수신되는 신호의 흐름을 제어하는 동시에 상기 입/출력부를 통한 사용자 인터페이싱을 처리하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 홈 네트워크 시스템은 외부 네트워크로부터 송신된 원격 제어명령을 수신하여 해당 슬래이브 기기로 무선전송하는 동시에, 상기 원격 제어명령에 따라 동작 제어된 슬래이브 기기의 상태정보를 무선수신하여 이를 원격 제어명령 송신측에 회신하는 게이트웨이 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 외부 네트워크는 전화망을 통해 건물 내부의 슬래이브 기기를 원격 제어하는 전화기 또는 이동통신단말기와; 인터넷망을 통해 건물 내부의 슬래이브 기기를 원격 제어하는 네트워크 PC로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 홈 네트워크 시스템은 슬래이브 기기의 원격 제어를 위해 상기 게이트웨이 장치로 접속되는 외부 네트워크의 식별을 위한 포트 ID와; 이웃 네트워크와의 신호 간섭을 방지하기 위하여 내부 네트워크에 고유하게 부여되는 클래스 ID와; 상기 내부 네트워크를 이루는 다수 슬래이브 기기를 상호 구분하기 위하여 부여되는 장치 ID를 포함하는 프로토콜을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 게이트웨이 장치는 상기 외부 네트워크로부터 전송되는 원격 제어명령을 수신하는 원격제어명령 수신부와; 상기 원격제어명령을 해당 슬래이브 기기로 무선전송하고, 상기 슬래이브 기기의 상태정보를 무선 수신하는 RF 무선통신부와; 상기 RF 무선통신부를 통해 수신한 슬래이브 기기의 상태정보를 외부 네트워크로 전송하는 응답부와; 상기 외부 네트워크와 슬래이브 기기 사이에 송수신되는 신호의 흐름을 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 게이트웨이 장치는 상기 원격제어명령 수신부를 통해 수신된 DTMF(dual tone multiple frequency)식 제어명령을 판독하는 DTMF 인식부와; 상기 RF 무선통신부를 통해 수신한 슬래이브 기기의 상태정보를 음성 변환한 후 상기 응답부로 전달하는 음성변환부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템.
건물 내부 네트워크를 이루는 다수 슬래이브 기기의 무선제어를 위한 핸드홀딩형 제어기가 상기 내부 네트워크에 고유하게 부여되어야 하는 클래스 ID 할당을 위하여 임의의 ID를 생성하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 생성된 임의의 ID를 가지는 이웃 네트워크가 존재하는지를 탐색하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계의 탐색결과, 상기 임의의 ID를 가지는 이웃 네트워크가 존재하지 않으면 상기 임의의 ID를 클래스 ID로 설정하는 제 3 단계와; 상기 내부 네트워크를 이루는 다수 슬래이브 기기중 상기 핸드홀딩형 제어기를 통해 제어하고자 하는 소정의 슬래이브 기기를 선택하는 제 4 단계와; 상기 제 4 단계에서 선택된 소정의 슬래이브 기기의 식별력을 위한 장치 ID를 설정하는 제 5 단계와; 상기 제 3 단계 및 제 5 단계에서 설정된 클래스 ID 및 장치 ID를 상기 슬래이브 기기로 무선전송하는 제 6 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템의 동작방법.
제 13 항에 있어서,

상기 제 3 단계는 상기 제 2 단계의 탐색결과, 상기 임의의 ID를 가지는 이웃 네트워크가 존재하면, 새로운 ID가 생성되도록 상기 제 1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 홈 네트워크 시스템의 동작방법.