KR20070012122A - 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템 - Google Patents

이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동로봇에 관한 것으로 보다 상세하게는 이동로봇과 네트워크를 통해 연결된 다수의 외부기기를 실내 또는 외부에서 무선으로 제어할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 홈 네트워킹 시스템은 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템에 있어서, 무선으로 전송되는 조작명령을 수신하여 상기 조작명령의 수신 유무를 전송하고, 해당 조작명령에 따라 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동신호를 발산하되, 접근 가능한 외부기기로 제어신호를 출력하는 이동로봇과; 상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하되, 구동시 상기 이동로봇으로 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송하며, 소정 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치와; 입력되는 조작명령을 무선으로 상기 이동로봇에 전송하며, 상기 이동로봇으로부터 전송되는 조작명령 수신 유무 및 또는 상기 신호 발신 장치의 상태정보를 사용자에게 표시하며, 상기 이동로봇으로부터 제공되는 접근 가능한 외부기기로 상기 이동로봇을 통해 해당 외부기기의 제어신호를 출력하는 무선 조작기;를 포함하여 구성된다.
이동로봇, 청소로봇, 홈 네트워킹, 지그비(Zigbee), 비컨(Beacon)

Description

이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템{Home networking system for using a moving robot}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 2는 도 1에 따른 이동로봇의 일례인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3은 도 1에 따른 신호 발신 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 도 1에 따른 무선 조작기를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 양상에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 6은 도 5에 따른 호스트 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
본 발명은 이동로봇에 관한 것으로 보다 상세하게는 이동로봇과 네트워크를 통해 연결된 다수의 외부기기를 실내 또는 외부에서 무선으로 제어할 수 있는 기술에 관한 것이다.
로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소로봇이다.
이동로봇의 하나인 청소로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 구동하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기이다. 이 같은 청소로봇은 먼지 또는 이물질을 흡입하는 일반적인 진공 청소기의 구성 이외에 해당 청소로봇을 주행시키는 좌륜 및 우륜모터를 포함하는 주행장치와, 청소구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 다수의 감지센서와, 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서등으로 구성되어 있다.
종래의 이동로봇은 함께 제공되는 리모콘으로부터 전송되는 제어 신호에 따라 구동되며, 정해진 지역으로부터의 이탈을 방지하기 위해 다수의 신호 발신 장치를 이용한다.
한편, 산업의 급속한 발전에 따라 주택을 단순한 주거공간으로 보지않고 컴퓨터와 통신 기술을 이용하여 주택 내에서 거주자에 의해 일어나는 일련의 행위를 편리하게 하기 위하여 홈 네트워크 기술이 개발되고 있다. 홈 네트워크는 쉽게 말하면 가정 내에서 전기, 수도, 난방, 잠금장치와 같은 기기들의 제어와 관리를 컴퓨터와 전자 통신 기술을 활용해 자동화하는 것이다. 일종의 단말기 하나로 실내 또는 외부에서 주택 내의 여러 기기들을 제어하는 것을 목표로 하여 발전하고 있으며, 이미 컴퓨터와 케이블을 이용한 근거리 통신망(LAN)과 인터넷을 이용한 장치들이 상용화되었다.
그러나 컴퓨터 기반의 근거리 통신망을 이용할 경우 각종 가전기기들과 이를 제어하는 컴퓨터를 서로 연결해야 하는데, 그에 따른 설치 비용과 시간이 많이 소요된다. 또한, 기기들을 추가할 때마다 새로운 연결을 설치해야 하므로 확장성이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 이와 같은 배경에서 창안된 것으로, 그 목적은 이동로봇과 연결된 다수의 외부기기를 별도의 네트워크 구축이 필요없이 하나의 무선 조작기를 통해 제어할 수 있는 이동로봇의 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
나아가 양방향 통신을 이용하여 이동로봇이 신호 발신 장치의 상태정보 및 해당 신호 발신 장치가 설치된 지역의 환경정보를 수집하여 사용자에게 제공할 수 있는 이동로봇의 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
나아가, 원격지에서 이동로봇을 포함하는 다수의 외부기기를 제어할 수 있는 이동로봇의 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 양상에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템은 무선으로 전송되는 조작명령을 수신하여 조작명령의 수신 유무를 전송하고, 해당 조작명령에 따라 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동신호를 발산하되, 접근 가능한 외부기기로 제어신호를 출력하는 이동로봇과, 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하되, 구동시 이동로봇으로 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송하며, 소정 방향으로 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치와, 입력되는 조작명령을 무선으로 이동로봇에 전송하며, 이동로봇으로부터 전송되는 조작명령 수신 유무 및 또는 신호 발신 장치의 상태정보를 사용자에게 표시하며, 이동로봇으로부터 제공되는 접근 가능한 외부기기로 이동로봇을 통해 해당 외부기기의 제어신호를 출력하는 무선 조작기를 포함하여 구성된다.
따라서, 이동로봇과 무선 네트워크를 통해 접근 가능한 외부기기의 제어를 별도의 연결 설정 없이 이동로봇과 함께 제공되는 하나의 무선 조작기를 이용하여 제어할 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 또다른 양상에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템은 무선으로 전송되는 조작명령을 수신하여 상기 조작명령의 수신 유무를 전송하고, 해당 조작명령에 따라 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동신호를 발산하되, 접근 가능한 외부기기로 제어신호를 출력하는 이동로봇과, 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하되, 구동시 이동로봇으로 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송하며, 소정 방향으로 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치와, 원거리 사용자가 소지한 사용자 단말기와 공중전화교환망을 통해 연결되며, 사용자 단말기로부터 입력되는 조작명령을 수신하여 이동로봇에 전송하며, 이동로봇으로부터 전송되는 조작명령 수신 유무 및 또는 신 호 발신 장치의 상태정보를 공중전화교환망을 통해 사용자 단말기로 전송하는 호스트 장치를 포함하여 구성된다.
따라서, 사용자는 이동통신 단말기 또는 유선 전화기를 포함하는 사용자 전화기 또는 인터넷과 같은 네트워크로 연결된 사용자 단말기를 통해 외부에서 주택 내에 있는 이동로봇을 제어할 수 있으며, 이동로봇과 무선 네트워크를 통해 접근 가능한 외부기기를 별도의 연결 설정 없이 구동 제어할 수 있는 장점을 갖는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통해 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 일 실시 예에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템은 무선으로 전송되는 조작명령을 수신하여 조작명령의 수신 유무를 전송하고, 해당 조작명령에 따라 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동신호를 발산하되, 접근 가능한 외부기기로 제어신호를 출력하는 이동로봇(100)과, 이동로봇(100)으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하되, 구동시 이동로봇(100)으로 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송하며, 소정 방향으로 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치(200)와, 입력되는 조작명령을 무선으로 이동로봇(100)에 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 유무 및 또는 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 사용자에게 표시하며, 이동로봇(100)으로부터 제공되는 접근 가능한 외부기기로 이동로봇(100)을 통해 해당 외부기기의 제어신호를 출 력하는 무선 조작기(300)를 포함하여 구성된다.
이동로봇(100)은 탑재된 프로그램에 따라 정해진 구역을 스스로 이동하면서 임무를 수행한다. 상용화된 대표적인 예로 청소로봇을 들 수 있으며, 청소로봇은 정해진 구역을 자유롭게 주행하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 이동로봇(100)이다.
본 발명에 따른 이동로봇(100)은 도 2를 통해 상세히 설명하기로 하며, 아울러 본 발명의 이동로봇(100)을 그 일례인 청소로봇(100)으로 가정하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 따른 이동로봇의 일례인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 청소로봇(100)은 그 기본 구성 이외에 소정 범위로 신호 발신 장치(200)의 구동 신호를 발산하며, 구동신호에 의해 구동되는 신호 발신 장치(200) 및/또는 무선 조작기(300)와 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈(180)과, 신호 발신 장치(200)로부터 발산되는 방향 전환 신호를 감지하는 신호 감지부(190)와, 청소로봇(100)을 주행시키는 주행부(130)와, 해당 청소로봇(100)의 운영 프로그램과 식별정보가 저장되는 메모리(160)와, 청소로봇(100)의 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서(170)를 포함하여 구성된다.
청소로봇(100)의 기본 구성을 살펴보면 청소구역 내의 먼지 또는 이물질을 감지하는 먼지 감지센서를 포함하고, 먼지 감지센서에 의해 감지된 먼지 또는 이물질을 흡입하는 흡입수단(110)과, 흡입수단(110)에 의해 집진 된 먼지 및 이물질을 수납하는 먼지수납수단(120)과, 청소로봇(100)을 주행시키는 주행부(130)와, 흡입 수단(110) 및 주행부(130)의 구동 전원을 공급하는 배터리(140)와, 소정 주기마다 배터리(140)의 잔량을 감지하여 그 값이 소정 값 이하일 경우 배터리 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로(150)와, 청소로봇(100)의 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서(170)를 포함하여 구성된다.
이러한 청소로봇(100)의 기본 구성중 흡입수단(110), 먼지수납수단(120), 배터리(140) 및 배터리 감지회로(150)는 이미 주지된 구성이 될 수 있어 그 상세한 설명은 생략한다.
메모리(160)는 예를 들면, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자로 구성되며, 청소로봇(100)의 구동을 위한 운영 프로그램과 청소로봇(100)별로 유일한 식별정보가 저장되어 있다. 이렇게 메모리(160)에 저장된 운영 프로그램과 식별정보는 마이크로프로세서(170)에 의해 엑세스 제어된다.
무선 통신 모듈(180)은 일종의 무선 통신 모뎀으로써, 무선 조작기(300)로부터 전송되는 조작명령을 수신하여 전송하고, 수신된 조작명령의 수신 유무에 따른 확인 신호와 수신된 조작명령에 따라 구동하는 청소로봇(100)의 임무 수행 결과정보를 무선 조작기(300)로 전송한다. 임무 수행 결과정보는 예를 들면, 임무수행 중, 임무를 수행하지 못함(오류정보) 등과 같은 청소로봇(100)의 구동정보가 될 수 있다. 또한, 소정 범위로 신호 발신 장치(200)의 구동 신호를 발산하며, 구동된 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 해당 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 수신한다. 부가적으로 무선 통신 모듈(180)은 접근 가능한 외부기기와 데이터를 송수신한다. 이러한 외부기기와의 데이터 송수신은 추후 상세히 설명하기로 한다.
신호 감지부(190)는 구동 신호에 의해 구동되는 신호 발신 장치(200)로부터 발신되는 예를 들면, 일정한 방향성을 가지는 적외선과 같은 방향 전환 신호를 감지하여 마이크로프로세서로 출력한다. 이러한 신호 감지부(190)는 신호 발신 장치(200)로부터 다양한 형태로 발산되는 방향 전환 신호를 감지할 수 있는 감지수단이면 족하며, 예를 들면, 신호 발신 장치(200)로부터 발신되는 신호가 적외선일 경우 적외선 감지 센서일 수 있다.
주행부(130)는 마이크로프로세서(170)로부터 출력되는 제어신호에 따라 좌륜 및 우륜모터(131, 132)를 구동시켜 청소로봇(100)을 주행시킨다. 주행부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)는 청소로봇(100)을 주행시키는 좌/우 바퀴와 연결되어 있다. 따라서, 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전속도와 방향에 따라 청소로봇(100)은 전후좌우로 주행한다.
마이크로프로세서(170)는 주행부(130)의 동작을 제어하는 주행 제어부(171)와, 신호 감지부(190)로부터 출력되는 방향 전환 신호에 따라 해당 청소로봇(100)의 진행 방향을 전환하도록 주행 제어부(171)로 제어신호를 출력하는 방향 전환 처리부(172)와, 무선 조작기(300)로부터 전송되는 조작명령을 수신하여 조작명령을 분석하고 명령 커맨드를 추출하는 명령 커맨드 추출부(173)와, 명령 커맨드 추출부(173)에 의해 추출된 명령 커맨드에 따라 청소로봇(100)을 구동하는 명령 처리부(174)와, 조작명령의 수신 여부를 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 전송하는 수신 확인 신호 전송부(175)와, 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 상태정보를 수신하여 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 전송하는 상태 정보 전송부(176)와, 접속 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 수신 또는 수신하여 무선 조작기(300)로 제공하는 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)와, 무선 조작기(300)로부터 전송되는 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 수신하여 해당 식별정보에 대응되는 외부기기로 출력하는 외부기기 제어 처리부(178)를 포함하여 구성된다.
주행 제어부(171)는 청소로봇(100)의 운영 프로그램으로부터 출력되는 제어명령에 따라 청소로봇(100)을 주행시키는 주행부(130)를 제어한다.
방향 전환 처리부(172)는 신호 감지부(190)에 의해 감지되는 신호 발신 장치(200)의 방향 전환 신호를 수신하여 청소로봇(100)이 해당 구역을 벗어나지 않도록 주행 제어부(171)로 방향 전환에 따른 제어 신호를 출력한다.
신호 발신 장치(200)는 청소로봇(100)이 정해진 구역 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 것으로 청소로봇(100)의 주행 구역의 경계에 설치되며, 일정한 방향으로 예를 들면, 적외선 신호와 같은 청소로봇(100)의 방향 전환 신호를 조사하는 장치이다. 이러한 신호 발신 장치(200)의 일례로 비컨(Beacon)이 있다. 청소로봇(100)은 신호 발신 장치(200)에 의해 발신되는 방향 전환 신호를 감지하게 되면, 진행중이던 이동방향을 전환하여 주행함으로써 구역 외부로의 진행을 방지한다.
무선 조작기(300)로부터 전송되는 조작명령은 식별정보와 명령 커맨드를 포함하고 있다. 명령 커맨드 추출부(173)는 무선 통신 모듈(180)에 의해 수신된 조작명령을 분석하고, 조작명령의 명령 커맨드를 추출하여 명령 처리부(174)로 전송한다.
명령 처리부(174)는 명령 커맨드 추출부(173)에 의해 추출된 명령 커맨드에 따라 청소로봇(100)의 구동을 제어한다. 또한, 수신된 조작명령에 따라 구동하는 청소로봇(100)의 임무 수행 결과정보를 무선 조작기(300)로 전송한다. 임무 수행 결과정보는 예를 들면, 임무수행 중, 임무를 수행하지 못함(오류정보) 등과 같은 청소로봇(100)의 구동정보가 될 수 있다.
예를 들어 설명하면, 사용자가 자신이 소지한 무선 조작기(300)를 통해 청소로봇(100)의 충전대 복귀 명령을 입력하면, 무선 조작기(300)는 해당 조작명령에 따른 명령 커맨드와 해당 명령을 수행할 청소로봇(100)의 식별정보를 포함하는 조작명령을 청소로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)로 전송한다.
청소로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)은 이를 수신하여 마이크로프로세서(170)로 출력한다. 마이크로프로세서(170)의 명령 처리부(174)는 조작명령이 수신되었음을 알리는 확인 신호를 생성하여 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 전송한다.
한편, 명령 커맨드 추출부(173)는 수신된 조작명령을 분석하여 해당 조작명령에서 충전대 복귀 명령 커맨드를 추출하여, 명령 처리부(174)로 전송한다. 명령 처리부(174)는 명령 처리부(174)에 의해 전송되는 충전대 복귀 명령에 따라 충전대 복귀 알고리즘을 구동하여 주행 제어부(171)로 출력함으로써, 해당 청소로봇(100)이 충전대로 복귀할 수 있도록 제어신호를 출력한다.
또한, 명령 처리부(174)는 청소로봇(100)이 충전대로 복귀가 완료되었을 경우 무선 조작기(300)로 이를 전송하며, 무선 조작기(300)는 수신된 임무 행 결과를 디스플레이함으로써 사용자에게 통보한다.
수신 확인 신호 전송부(175)는 무선 조작기(300)로부터 전송되는 조작명령의 수신 여부에 따른 확인 신호를 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 전송한다.
상태정보 전송부(176)는 청소로봇(100)으로부터 소정 범위로 발산되는 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 상태신호를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있도록 무선 조작기(300)로 전송한다. 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 상태신호는 예를 들면, 식별정보와 배터리 충전 정보와 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 청소로봇(100)의 통과 여부일 수 있다.
외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)는 무선 조작기(300)로부터 전송되는 접근 가능 정보 요청에 따라 외부기기 접근 가능 정보 요청 신호를 발산하고, 청소로봇(100)과 무선 통신을 통해 접근 가능한 외부기기로부터 전송되는 해당 외부기기의 식별정보를 포함하는 접근 가능정보를 수신하여 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 전송한다.
사용자가 무선 조작기(300)를 이용하여 접근 가능한 외부기기의 검색을 입력하면, 무선 조작기(300)는 해당 검색신호를 청소로봇(100)으로 전송하고, 청소로봇(100)은 접근 가능 정보 요청 신호를 발산하며, 해당 청소로봇(100)과 무선 통신을 통해 접근 가능한 외부기기들은 접근 가능 정보 요청 신호를 수신하여 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 청소로봇(100)으로 전송한다. 청소로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)는 전송된 외부기기들의 접근 가능 정보를 무선 조 작기(300)로 전송하고, 무선 조작기(300)는 청소로봇(100)으로부터 전송되는 외부기기들의 접근 가능 정보를 저장한다.
외부기기 제어 처리부(178)는 무선 조작기(300)로부터 전송되는 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 수신하여 해당 식별정보에 따른 외부기기로 제어신호를 출력한다. 사용자가 무선 조작기(300)를 통해 외부기기의 예를 들면, 에어컨의 경우 온/오프 명령 또는 온도조절 명령과 같은 구동 제어명령을 입력하면, 무선 조작기(300)는 에어컨의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 청소로봇으로 출력한다. 청소로봇의 외부기기 제어 처리부(178)는 이를 수신하여 해당 식별정보에 따라 에어컨으로 온/오프 명령 또는 온도조절 명령과 같은 제어신호를 출력한다.
신호 발신 장치(200)는 청소로봇이 정해진 구역 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 것으로 청소로봇의 주행 구역의 경계에 설치되며, 일정한 방향으로 예를 들면, 적외선 신호와 같은 청소로봇의 방향 전환 신호를 조사하는 장치이다. 청소로봇은 신호 발신 장치(200)에 의해 발신되는 방향 전환 신호를 감지하게 되면, 진행중이던 이동방향을 전환하여 주행함으로써 구역 외부로의 진행을 방지한다.
이러한 신호 발신 장치(200)의 설명은 도 3을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 도 1에 따른 신호 발신 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 장치 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리(210)와, 이동로봇(100)으로부터 발산되는 구동신호를 수신하며, 이동로봇(100)과 데이터를 송수신하는 제 1 무선 통신부(220)와, 일정한 방향으로 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발산하는 신호 발신부(230)와, 신호 발신 장치(200)의 식별정보가 저장되는 메모리(240)와, 제 1 무선 통신부(220)에 의해 수신되는 구동신호에 따라 신호 발신 장치(200)를 구동시키되, 구동시 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보를 포함하는 상태정보를 무선 통신부를 통해 이동로봇(100)으로 전송하며, 신호 발신부(230)의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 신호 발신 장치 제어부(250)를 포함하여 구성된다.
배터리(210)는 신호 발신 장치(200)의 구동에 따른 전원을 공급하며, 예를 들면, 일반적인 1차 전지 또는 충전하여 장기적으로 사용 가능한 2차 전지가 사용될 수 있다.
제 1 무선 통신부(220)는 이동로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)과 같은 일종의 통신 모뎀으로써, 이동로봇(100)으로부터 소정 범위로 발신되는 구동 신호를 수신하여 신호 발신 장치 제어부(250)로 출력한다. 또한, 신호 발신 장치 제어부(250)로부터 출력되는 상태정보를 이동로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)로 전송한다.
신호 발신부(230)는 이동로봇(100)이 임무를 수행하는 지역에서 벗어나는 것을 방지하기 위해 적외선과 같은 방향성을 가지는 신호를 발신하는 것으로, 예를 들면, 적외선 발신 장치가 될 수 있다. 다수의 신호 발신 장치(200)는 구동시 신호 발신부(230)를 통해 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발신하고, 이동로봇(100)은 해당 신호를 감지하여 진행 방향을 전환함으로써 임무 수행 지역의 이탈을 방지한다.
신호 발신 장치 제어부(250)는 예를 들면, 마이크로 컨트롤러와 같은 집적회로로 구현될 수 있으며, 무선 통신부에 의해 감지되어 출력되는 구동 신호를 수신하여 해당 신호 발신 장치(200)를 구동하며, 이때 이동로봇(100)으로 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송한다.
또한, 이동로봇(100)이 방향 전환 신호를 감지하여 주행 방향을 전환함에 따라 소정 범위로 발신하는 구동 신호가 무선 통신부를 통해 수신되지 않을 경우 신호 발신 장치 제어부(250)는 신호 발신 장치(200) 각 부분으로 인가되는 전원을 차단하여 그 구동을 중지 시킨다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 소정 주기로 배터리(210)의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 신호 발신 장치 제어부(250)로 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로(260)를 더 포함한다.
배터리 감지회로(260)는 신호 발신 장치(200)에 내장되어 구동 전원을 공급하는 배터리(210)로부터 인가되는 전압을 소정의 저항비를 통해 분압하고, 분압된 감지 전압의 레벨에 따라 배터리(210)의 잔량을 확인하고, 전압이 기준 전압 값에 못 미칠 경우 충전 요청 신호를 신호 발신 장치 제어부(250)로 출력한다.
신호 발신 장치 제어부(250)는 배터리 감지회로(260)로부터 출력되는 충전 요청 신호에 따라 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다. 이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 무선 조작기(300)로 전송하고, 무선 조작기(300)는 해당 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 요청을 표시하여 사용자에게 제공한다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부(270)를 더 포함한다.
환경정보 수집부(270)는 예를 들면, 온도, 습도 및 가스 누출 감지 센서와 같은 다수의 센서로 구성되며, 센서에 의해 센싱된 환경정보는 신호 발신 장치 제어부(250)로 출력된다. 신호 발신 장치 제어부(250)는 환경정보 수집부(270)에 의해 수집된 환경정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다.
이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)로부터 수신되는 환경정보를 포함하는 상태정보를 무선 조작기(300)로 전송하고, 무선 조작기(300)는 해당 신호 발신 장치(200)로부터 수집된 해당 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부를 표시하여 사용자에게 제공한다.
따라서, 사용자는 이동로봇(100)에 의해 수집되는 다양한 정보를 무선 조작기(300)를 통해 손쉽게 확인할 수 있는 장점을 갖는다.
무선 조작기(300)는 이동로봇(100)과 함께 제공되는 리모콘으로써, 사용자로부터 입력되는 조작명령을 무선 통신을 통해 이동로봇(100)으로 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 여부와 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 사용자에게 표시한다. 상술한 무선 조작기(300)에 대한 설명은 도 4를 통해 보다 상세히 설명한다.
도 4는 도 1에 따른 무선 조작기를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 조작기(300)는 사용자로부터 조작명령을 입력받는 입력부(310)와, 입력부(310)로부터 입력되는 조작명령과 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 여부 및 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 표시하는 표시부(320)와, 이동로봇(100)과 데이터를 송수신하는 제 2 무선 통신부(330)와, 제 2 무선 통신부(330)를 통해 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 저장하는 메모리(340)와, 무선 조작기(300) 장치 전반을 제어하는 조작기 제어부를 포함하여 구성된다.
입력부(310)는 숫자, 문자 및 기능키와 같은 다수의 키버튼으로 구성되며, 사용자의 조작명령 입력에 따른 키버튼 누름에 따라 해당 키버튼의 감지 신호를 생성하여 출력한다. 표시부(320)는 예를 들면, LCD와 같은 표시장치로 구현되며, 입력부(310)에 의해 입력되는 조작명령과 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 확인 신호 및 조작명령에 따른 임무 수행 결과정보 또는 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 정보, 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부 및 식별정보를 포함하는 상태정보를 디스플레이하여 사용자에게 표시한다. 사용자에게 표시되는 확인 신호는 예를 들면, 문자 또는 아바타를 포함하는 그래픽 데이터로 표시될 수 있다. 이러한 입력부(310)와 표시부(320)의 구성은 주지의 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.
제 2 무선 통신부(330)는 이동로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)과 같은 일종의 통신 모뎀으로써, 입력부(310)를 통해 사용자로부터 입력되는 조작명령을 이동로봇(100)으로 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 확인 신 호와 임무 수행 결과정보 또는 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 정보, 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부 및 식별정보를 포함하는 상태정보를 수신하여 조작기 제어부로 출력한다. 또한, 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 수신하여 조작기 제어부로 전송한다.
메모리(340)는 예를 들면, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리로 구현될 수 있으며, 제 2 무선 통신부(330)를 통해 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보가 저장되어 있다. 이러한 외부 접근 가능 정보는 조작기 제어부에 의해 엑세스 제어된다.
조작기 제어부는 예를 들면, 마이크로 컨트롤러와 같은 집적회로로 구현될 수 있으며, 입력부(310)로부터 입력되는 조작명령을 제 2 무선 통신부(330)를 통해 해당 이동로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)로 전송하도록 제어하며, 이동로봇(100)의 명령 처리부(174)로부터 전송되는 조작명령의 수신 여부와 해당 조작명령에 따른 임무 수행 결과 정보를 수신하여 표시부(320)를 통해 디스플레이하는 조작명령 전송부(351)와, 이동로봇(100)으로부터 전송되는 신호 발신 장치(200)의 상태정보에 따른 디스플레이를 생성하고, 생성된 디스플레이 정보를 표시부(320)로 출력하는 상태정보 출력부(352)와, 이동로봇(100)에 의해 제공되는 외부기기 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 저장하는 외부기기 접근 가능 정보 등록부(353)와, 사용자로부터 입력되는 외부기기의 조작명령을 수신하여 해당 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 생성하여 이동로봇(100)으로 전송하는 외부기기 제어부(354)를 포함하여 구성된다.
조작명령 전송부(351)는 입력부(310)로부터 사용자 명령을 수신하여 해당 명령에 대응되는 명령 커맨드로 변환하고, 명령 커맨드와 해당 명령을 전송하고자 하는 이동로봇(100)의 식별정보를 포함하는 조작명령을 생성하여 제 2 무선 통신부(330)를 통해 전송한다. 또한, 조작명령 전송부(351)는 이동로봇(100)의 명령 처리부(174)로부터 제 2 무선 통신부(330)를 통해 전송되는 조작명령 수신 여부와 해당 조작명령에 따른 임무 수행 결과 정보를 수신하여 표시부(320)에 디스플레이한다. 임무 수행 결과정보는 예를 들면, 임무수행 중, 임무를 수행하지 못함(오류정보) 등과 같은 이동로봇(100)의 구동정보가 될 수 있다.
상태정보 출력부(352)는 이동로봇(100)으로부터 전송되는 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 정보, 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부 및 식별정보를 포함하는 상태정보에 따른 디스플레이 정보를 생성하고, 생성된 디스플레이 정보를 표시부(320)로 출력한다. 상태정보 출력부(352)에 의해 표시부(320)로 출력되는 상태정보는 예를 들면, 문자, 아바타, 이미지와 같은 그래픽 데이터가 사용될 수 있다.
외부기기 접근 가능 정보 등록부(353)는 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)에 의해 수집된 외부기기의 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 메모리(340)에 저장한다. 사용자가 무선 조작기(300)를 통해 외부기기의 검색명령이 입력되면, 무선 조작기(300)는 외부기기 검색명령을 이동로봇 (100)으로 출력한다.
이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)는 무선 조작기(300)로부터 전송되는 접근 가능 정보 요청에 따라 외부기기 접근 가능 정보 요청 신호를 발산하고, 이동로봇(100)과 무선 통신을 통해 접근 가능한 외부기기로부터 전송되는 해당 외부기기의 식별정보를 포함하는 접근 가능정보를 수신하여 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 전송한다.
부가적으로 이동로봇(100)의 접근 가능 정보 수집부로 전송되는 접근 가능 정보는 무선 조작기(300)의 요청 신호 없이 외부기기의 전원 인가시 전송될 수 있다. 외부기기의 전원이 인가되면, 이동로봇(100)의 접근 가능 정보 수집부는 해당 외부기기의 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 무선 조작기(300)의 접근 가능 정보 등록부로 전송하고, 접근 가능 정보 등록부는 이를 수신하여 메모리(340)에 저장한다.
이렇게 한번 등록된 접근 가능 정보는 메모리(340)에 저장되어 지속적으로 사용될 수 있으며, 외부기기의 추가시 별도의 리모콘이 필요없이 단 하나의 무선 조작기(300)를 통해 이동로봇(100)과 외부기기의 제어가 가능하다.
외부기기 제어부(354)는 사용자로부터 입력부(310)를 통해 입력되는 외부기기의 구동 제어 명령을 이동로봇(100)의 외부기기 제어 처리부(178)로 전송한다. 사용자가 예를 들면, 에어컨의 온/오프 명령 또는 온도조절 명령과 같은 구동 제어명령을 입력하면, 외부기기 제어부(354)는 해당 에어컨의 식별정보와 에어컨 구동명령에 따른 명령 커맨드를 포함하는 제어신호를 이동로봇(100)의 외부기기 제어 처리부(178)로 전송한다.
이동로봇(100)의 외부기기 제어 처리부(178)는 무선 조작기(300)의 외부기기 제어부(354)로부터 전송되는 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 수신하여 해당 식별정보에 따른 외부기기로 제어신호를 출력한다. 즉, 이동로봇(100)의 외부기기 제어 처리부(178)는 이를 수신하여 해당 식별정보에 따라 에어컨으로 온/오프 명령 또는 온도조절 명령과 같은 제어신호를 출력한다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 이동로봇(100)을 이용한 홈 네트워킹 시스템의 이동로봇(100)과 신호 발신 장치(200) 및 무선 조작기(300)는 지그비(Zigbee)통신 규약에 따라 통신한다. 또한, 이동로봇(100)과 다수의 외부기기 역시 지그비(Zigbee)통신 규약에 따라 통신한다. 지그비(Zigbee)는 홈오토메이션 및 무선데이터 네트워크를 위한 표준 규격으로 저전력, 저비용, 저속이 특징이다.
반경 30ｍ 내에서 20∼250kbps의 속도로 데이터를 전송하며 하나의 무선 네트워크에 최대 255대의 기기를 연결할 수 있다. 작은 크기로 전력 소모량이 적고 가격이 저렴하여 홈네트워크 등 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 핵심 기술로 각광받고 있다.
또한, 적외선 통신 또는 알에프 통신을 이용한 리모콘과 달리 라우터 기능이 있어 Ad-hoc network 구성이 가능하여 지그비 통신 모듈이 구비된 다양한 외부기기들과 네트워크 구성이 가능하다.
도 5는 본 발명의 또다른 양상에 따른 이동로봇(100)을 이용한 홈 네트워킹 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 또다른 양상에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템은 무선으로 전송되는 조작명령을 수신하여 상기 조작명령의 수신 유무를 전송하고, 해당 조작명령에 따라 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동신호를 발산하되, 접근 가능한 외부기기로 제어신호를 출력하는 이동로봇(100)과, 이동로봇(100)으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하되, 구동시 이동로봇(100)으로 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송하며, 소정 방향으로 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치(200)와, 원거리 사용자가 소지한 사용자 단말기와 공중전화교환망을 통해 연결되며, 사용자 단말기로부터 입력되는 조작명령을 수신하여 이동로봇(100)에 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 유무 및 또는 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 공중전화교환망을 통해 사용자 단말기로 전송하는 호스트 장치(500)를 포함하여 구성된다.
이동로봇(100)은 탑재된 프로그램에 따라 정해진 구역을 스스로 이동하면서 임무를 수행한다. 상용화된 대표적인 예로 청소로봇(100)을 들 수 있으며, 청소로봇(100)은 정해진 구역을 자유롭게 주행하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 이동로봇(100)이다.
본 발명에 따른 이동로봇(100)은 소정 범위로 신호 발신 장치(200)의 구동 신호를 발산하며, 구동신호에 의해 구동되는 신호 발신 장치(200) 및/또는 호스트 장치(500)와 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈(180)과, 신호 발신 장치(200)로부터 발산되는 방향 전환 신호를 감지하는 신호 감지부(190)와, 이동로봇(100)을 주행시키는 주행부(130)와, 이동로봇(100)의 장치 전반을 제어하며, 제어신호에 따라 주행부(130)의 구동을 제어하는 주행 제어부(171)와, 신호 감지부(190)로부터 출력되는 방향 전환 신호에 따라 해당 이동로봇(100)의 진행 방향을 전환하도록 주행 제어부(171)로 제어신호를 출력하는 방향 전환 처리부(172)와, 호스트 장치(500)로부터 전송되는 조작명령을 수신하여 조작명령을 분석하고 명령 커맨드를 추출하는 명령 커맨드 추출부(173)와, 명령 커맨드 추출부(173)에 의해 추출된 명령 커맨드에 따라 이동로봇(100)을 구동하는 명령 처리부(174)와, 조작명령의 수신 여부를 무선 통신 모듈(180)을 통해 호스트 장치(500)로 전송하는 수신 확인 신호 전송부(175)와, 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 상태정보를 수신하여 무선 통신 모듈(180)을 통해 호스트 컴퓨터로 전송하는 상태정보 전송부(176)와, 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 수신 또는 수신하여 호스트 장치(500)로 제공하는 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)와, 호스트 장치(500)로부터 전송되는 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 수신하여 해당 식별정보에 대응되는 외부기기로 출력하는 외부기기 제어부(354)를 포함하는 마이크로프로세서(170)를 포함하여 구성된다.
신호 발신 장치(200)는 이동로봇(100)이 정해진 구역 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 것으로 이동로봇(100)의 주행 구역의 경계에 설치되며, 일정한 방향으로 예를 들면, 적외선 신호와 같은 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 조사하는 장치이다. 이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)에 의해 발신되는 방향 전환 신호를 감지하게 되면, 진행중이던 이동방향을 전환하여 주행함으로써 구역 외부로의 진행을 방지한다.
본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 장치 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리(210)와, 이동로봇(100)으로부터 발산되는 구동신호를 수신하며, 이동로봇(100)과 데이터를 송수신하는 제 1 무선 통신부(220)와, 일정한 방향으로 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발산하는 신호 발신부(230)와, 제 1 무선 통신부(220)에 의해 수신되는 구동신호에 따라 신호 발신 장치(200)를 구동시키되, 구동시 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보를 포함하는 상태정보를 제 1 무선 통신부(220)를 통해 이동로봇(100)으로 전송하며, 신호 발신부(230)의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 신호 발신 장치 제어부(250)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 소정 주기로 배터리(210)의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 신호 발신 장치 제어부(250)로 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로(260)를 더 포함한다.
배터리 감지회로(260)는 신호 발신 장치(200)에 내장되어 구동 전원을 공급하는 배터리(210)로부터 인가되는 전압을 소정의 저항비를 통해 분압하고, 분압된 감지 전압의 레벨에 따라 배터리(210)의 잔량을 확인하고, 전압이 기준 전압 값에 못 미칠 경우 충전 요청 신호를 신호 발신 장치 제어부(250)로 출력한다.
신호 발신 장치 제어부(250)는 배터리 감지회로(260)로부터 출력되는 충전 요청 신호에 따라 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다. 이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 호스트 장치(500)로 전송하고, 호스트 장치(500)는 해당 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 요청을 공중전화교환망 또는 인터넷과 같은 네트워크로 연결된 사용자 전화기 또는 컴퓨터와 같은 사용자 단말기를 통해 사용자에게 제공한다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부(270)를 더 포함한다.
환경정보 수집부(270)는 예를 들면, 온도, 습도 및 가스 누출 감지 센서와 같은 다수의 센서로 구성되며, 센서에 의해 센싱된 환경정보는 신호 발신 장치 제어부(250)로 출력된다. 신호 발신 장치 제어부(250)는 환경정보 수집부(270)에 의해 수집된 환경정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다.
이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)로부터 수신되는 환경정보를 포함하는 상태정보를 호스트 장치(500)로 전송하고, 호스트 장치(500)는 해당 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 요청을 공중전화교환망 또는 인터넷과 같은 네트워크로 연결된 사용자 전화기 또는 컴퓨터와 같은 사용자 단말기를 통해 사용자에게 제공한다.
이와 같은 이동로봇(100)과 신호 발신 장치(200)는 도 2 내지 도 5를 통해 설명한 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템과 중복되는 내용임으로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템은 일 실시 예에서 상술한 무선 조작기(300)의 기능을 인터넷망과 공중전화교환망으로 확장하여 실내가 아닌 외부에서 이동로봇(100)을 이용하여 홈 네트워킹 시스템을 구축할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 홈 네트워킹 시스템은 그 주된 구성이라 할 수 있는 호스트 장치(500)의 구성과 그 기능에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 도 5에 따른 호스트 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템의 호스트 장치(500)는 이동로봇(100)과 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 제 2 무선 통신부(510)와, 제 2 무선 통신부(510)를 통해 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 저장하는 메모리(520)와, 이동로봇(100)으로 외부기기 검색명령을 전송하고, 그에 따라 이동로봇(100)에 의해 제공되는 외부기기 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 메모리(520)에 저장하는 외부기기 접근 가능 정보 등록부(530)와, 공중전화교환망을 통해 외부 사용자 전화기로부터 입력되는 DTMF(Dual Tone Multi Frequency) 신호를 검출하는 DTMF 신호 검출부(540)와, 인터넷망을 통해 외부 사용자 단말기와 데이터를 송수신하는 네트워크 통신부(550)와, 네트워크 통신부(550)를 통해 외부 사용자 단말기로부터 입력되는 조작명령을 검출하는 명령 검출부(560)와, DTMF 신호 검출부(540) 또는 명령 검출부(560)에 의해 검출된 DTMF 신호 또는 조작명령을 이동로봇(100)에 적합한 제어신호로 변환하여 제 2 무선 통신부(510)를 통해 이동로봇(100)으로 전송하는 외부 명령 처리부(570)와, 이동로봇(100)의 무선 통신 모 듈(180)로부터 전송되는 조작명령의 수신 여부와 임무 수행 결과정보 및 이동로봇(100)에 의해 구동된 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 사용자 전화기 또는 사용자 단말기로 전송하는 결과 전송부(580)를 포함하여 구성한다.
제 2 무선 통신부(510)는 이동로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)과 같은 일종의 통신 모뎀으로써, 외부 명령 처리부(570)에 의해 출력되는 조작명령을 이동로봇(100)으로 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 확인 신호와 임무 수행 결과정보 또는 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 정보, 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부 및 식별정보를 포함하는 상태정보를 수신하여 조작기 제어부로 출력한다. 또한, 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 수신하여 결과 전송부(580)로 전송한다.
메모리(520)는 예를 들면, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리로 구현될 수 있으며, 제 2 무선 통신부(510)를 통해 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보가 저장되어 있다.
외부기기 접근 가능 정보 등록부(530)는 이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)에 의해 수집된 외부기기의 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 메모리(520)에 저장한다. 사용자가 공중전화교환망 또는 인터넷망을 통해 외부기기의 검색명령을 입력하면, 외부기기 접근 가능 정보 등록부(530)는 외부기기 검색명령을 이동로봇(100)으로 출력한다.
이동로봇(100)의 외부기기 접근 가능 정보 수집부(177)는 무선 조작기(300)로부터 전송되는 접근 가능 정보 요청에 따라 외부기기 접근 가능 정보 요청 신호를 발산하고, 이동로봇(100)과 무선 통신을 통해 접근 가능한 외부기기로부터 전송되는 해당 외부기기의 식별정보를 포함하는 접근 가능정보를 수신하여 무선 통신 모듈(180)을 통해 호스트 장치(500)의 외부기기 접근 가능 정보 등록부(530)로 전송한다.
부가적으로 이동로봇(100)의 접근 가능 정보 수집부로 전송되는 접근 가능 정보는 호스트 장치(500)의 요청 신호 없이 외부기기의 전원 인가시 전송될 수 있다. 외부기기의 전원이 인가되면, 이동로봇(100)의 접근 가능 정보 수집부는 해당 외부기기의 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 호스트 장치(500)의 접근 가능 정보 등록부로 전송하고, 접근 가능 정보 등록부는 이를 수신하여 메모리(520)에 저장한다.
이렇게 한번 등록된 접근 가능 정보는 메모리(520)에 저장되어 지속적으로 사용될 수 있다.
DTMF 신호 검출부(540)는 원격 사용자가 외부 전화기로부터 발생되어 공중전화교환망을 통해 전송되는 DTMF 신호를 검출하여 외부 명령 처리부(570)로 전송한다.
네트워크 통신부(550)는 예를 들면, 이더넷 카드와 같은 인터넷망에 연결 가능한 네트워크 모뎀으로 구현될 수 있다. 네트워크 통신부(550)는 인터넷망을 통해 외부 사용자 단말기와 데이터를 송수신한다. 명령 검출부(560)는 네트워크 통 신부(550)를 통해 사용자 단말기로부터 전송되는 조작명령을 검출하여 외부 명령 처리부(570)로 출력한다.
외부 명령 처리부(570)는 DTMF 신호 검출부(540)에 의해 검출된 DTMF 신호 또는 명령 검출부(560)에 의해 검출되는 조작명령을 이동로봇(100)의 조작명령으로 변환하여 제 2 무선 통신부(510)를 통해 이동로봇(100)으로 전송한다.
결과 전송부(580)는 이동로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)로부터 전송되는 조작명령의 수신 여부 및 상기 이동로봇(100)에 의해 구동된 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 사용자 전화기 또는 사용자 단말기로 전송한다.
결과 전송부(580)는 이동로봇(100)으로부터 소정 범위로 발산되는 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 상태신호를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있도록 호스트 장치(500)로 전송한다. 호스트 장치(500)의 결과 전송부(580)는 수신된 상태정보를 사용자 전화기 또는 사용자 단말기로 전송하며, 이때 자동 음성 안내 시스템인 ARS가 사용될 수 있다.
신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 상태신호는 예를 들면, 식별정보와 배터리 충전 정보와 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부일 수 있다.
또한, 수신된 조작명령에 따라 구동하는 이동로봇(100)의 임무 수행 결과정보를 무선 조작기(300)로 전송한다. 임무 수행 결과정보는 예를 들면, 임무수행 중, 임무를 수행하지 못함(오류정보) 등과 같은 이동로봇(100)의 구동정보가 될 수 있다.
호스트 장치(500)와 이동로봇(100)의 데이터 송수신 과정을 설명하면, 외부에서 전화가 걸려오면, 호스트 장치(500)는 이를 감지하여 음성안내 메세지를 출력한다. 사용자는 이동로봇(100)의 원격 제어기능 사용을 요청하면, 호스트 장치(500)의 제어부(330)는 사용자에게 비밀번호 등의 사용인증 정보를 요청한다.
사용인증 정보를 통해 사용자임이 확인되면, 이동로봇(100)의 원격 제어 안내 멘트를 출력한다. 사용자는 전화기의 버튼을 눌러 DTMF 신호를 발생시키고 이를 공중전화교환망을 이용하여 주택 내의 호스트 장치(500)에 전송한다. 호스트 장치(500)는 전송된 DTMF 신호로부터 이동로봇(100)의 조작명령을 해석하고, 이를 지그비(Zigbee)통신 규약을 통해 이동로봇(100)으로 전송한다. 이동로봇(100)은 수신되는 제어신호에 따른 동작을 수행한다.
또한, 호스트 장치(500)의 명령 검출부(560)는 인터넷망을 통해 사용자 단말기로부터 해당 호스트 장치(500)로 전송되는 조작명령을 검출하여 외부 명령 처리부(570)로 출력한다. 주택 내에 구비된 호스트 장치(500)는 예를 들면, IP와 같은 고유의 식별정보를 가지고 있으며, 해당 호스트 장치(500)와 이동로봇(100)의 사업자가 제공하는 웹 사이트를 통해 해당 호스트 장치(500)로 접속할 수 있다. 외부 명령 처리부(570)는 명령 검출부(560)에 의해 검출된 조작명령을 수신하여 이동로봇(100)의 조작명령으로 변환하고, 제 2 무선 통신부(510)를 통해 이동로봇(100)으로 전송한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템은 이동로봇을 통해 이동로봇과 무선 네트워크를 통해 접근 가능한 외부기기로 조작명령을 전송함으로써, 별도의 네트워크 구축 없이 이동로봇과 함께 제공되는 하나의 무선 조작기를 이용하여 다수의 외부기기들을 제어할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 호스트 장치를 통해 사용자는 이동통신 단말기 또는 유선 전화기를 포함하는 사용자 전화기 또는 인터넷과 같은 네트워크로 연결된 사용자 단말기를 통해 외부에서 주택 내에 있는 이동로봇을 제어할 수 있으며, 이동로봇과 무선 네트워크를 통해 접근 가능한 외부기기를 별도의 연결 설정 없이 구동 제어할 수 있는 장점을 갖는다.
이상에서 본 발명은 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출 가능한 많은 변형 예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다.

Claims (18)

  1. 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템에 있어서,
    무선으로 전송되는 조작명령을 수신하여 상기 조작명령의 수신 유무를 전송하고, 해당 조작명령에 따라 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동신호를 발산하되, 접근 가능한 외부기기로 제어신호를 출력하는 이동로봇과;
    상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하되, 구동시 상기 이동로봇으로 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송하며, 소정 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치와;
    입력되는 조작명령을 무선으로 상기 이동로봇에 전송하며, 상기 이동로봇으로부터 전송되는 조작명령 수신 유무 및 또는 상기 신호 발신 장치의 상태정보를 사용자에게 표시하며, 상기 이동로봇으로부터 제공되는 접근 가능한 외부기기로 상기 이동로봇을 통해 해당 외부기기의 제어신호를 출력하는 무선 조작기;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동로봇이:
    소정 범위로 상기 신호 발신 장치의 구동 신호를 발산하며, 상기 구동신호에 의해 구동되는 신호 발신 장치 및/또는 상기 무선 조작기와 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈과;
    상기 신호 발신 장치로부터 발산되는 방향 전환 신호를 감지하는 신호 감지부와;
    상기 이동로봇을 주행시키는 주행부와;
    상기 이동로봇의 장치 전반을 제어하며,
    제어신호에 따라 상기 주행부의 구동을 제어하는 주행 제어부와,
    상기 신호 감지부로부터 출력되는 방향 전환 신호에 따라 해당 이동로봇의 진행 방향을 전환하도록 상기 주행 제어부로 제어신호를 출력하는 방향 전환 처리부와,
    상기 무선 조작기로부터 전송되는 조작명령을 수신하여 조작명령을 분석하고 명령 커맨드를 추출하는 명령 커맨드 추출부와,
    상기 명령 커맨드 추출부에 의해 추출된 명령 커맨드에 따라 상기 이동로봇을 구동하며, 임무 수행 결과정보를 상기 무선 조작기로 출력하는 명령 처리부와,
    상기 조작명령의 수신 여부를 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 무선 조작기로 전송하는 수신 확인 신호 전송부와,
    상기 신호 발신 장치로부터 전송되는 상태정보를 수신하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 무선 조작기로 전송하는 상태정보 전송부와,
    상기 무선 조작기의 외부기기 검색명령에 따라 접속 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 수신 또는 수신하여 상기 무선 조작기로 제공하는 외부기기 접근 가능 정보 수집부와,
    상기 무선 조작기로부터 전송되는 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 수신하여 해당 식별정보에 대응되는 외부기기로 출력하는 외부기기 제어 처리부를 포함하는 마이크로프로세서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:
    장치 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리와;
    상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동신호를 수신하며, 상기 이동로봇과 데이터를 송수신하는 제 1 무선 통신부와;
    일정한 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 신호 발신부와;
    상기 신호 발신 장치의 식별정보가 저장되는 메모리와;
    상기 제 1 무선 통신부에 의해 수신되는 구동신호에 따라 상기 신호 발신 장치를 구동시키되, 구동시 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 상기 무선 통신부를 통해 상기 이동로봇으로 전송하며, 상기 신호 발신부의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 신호 발신 장치 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 조작기가:
    사용자로부터 조작명령을 입력받는 입력부와;
    상기 입력부로부터 입력되는 조작명령과 상기 이동로봇으로부터 전송되는 조작명령 수신 여부 및 상기 신호 발신 장치의 상태정보를 표시하는 표시부와;
    상기 이동로봇과 데이터를 송수신하는 제 2 무선 통신부와;
    상기 제 2 무선 통신부를 통해 이동로봇의 외부기기 접근 가능 정보 수집부로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 저장하는 메모리와;
    상기 무선 조작기 장치 전반을 제어하되,
    상기 입력부로부터 입력되는 조작명령을 상기 제 2 무선 통신부를 통해 해당 이동로봇의 무선 통신 모듈로 전송하도록 제어하며, 상기 이동로봇의 명령 처리부로부터 전송되는 조작명령의 수신 여부와 해당 조작명령에 따른 임무 수행 결과 정보를 수신하여 상기 표시부를 통해 디스플레이하는 조작명령 전송부와,
    상기 이동로봇으로부터 전송되는 신호 발신 장치의 상태정보에 따른 디스플레이를 생성하고, 생성된 디스플레이 정보를 상기 표시부로 출력하는 상태정보 출력부와,
    상기 이동로봇으로 외부기기 검색명령을 전송하고, 그에 따라 상기 이동로봇에 의해 제공되는 외부기기 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 상기 메모리에 저장하는 외부기기 접근 가능 정보 등록부(530)와,
    사용자로부터 입력되는 외부기기의 조작명령을 수신하여 해당 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 생성하여 상기 이동로봇으로 전송하는 외부기기 제어부를 포함하는 조작기 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:
    소정 주기로 장치 배터리의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 상기 제어부로 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로를 더 포함하며;
    상기 신호 발신 장치 제어부가:
    상기 배터리 감지회로로부터 출력되는 충전 요청 신호에 따라 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 상기 이동로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:
    상기 신호 발신 장치가 위치한 지역의 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부를 더 포함하며;
    상기 신호 발신 장치 제어부가:
    상기 환경정보 수집부로부터 수집된 환경정보를 포함하는 상태정보를 상기 이동로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 환경정보가:
    해당 신호 발신 장치가 위치한 구역의 온도, 습도, 상기 이동로봇의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트 워킹 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 이동로봇, 무선 조작기 및 신호 발신 장치가:
    지그비(Zigbee) 통신 규약에 따라 통신하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항에 있어서, 상기 이동로봇이 청소로봇인 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  10. 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템에 있어서,
    무선으로 전송되는 조작명령을 수신하여 상기 조작명령의 수신 유무를 전송하고, 해당 조작명령에 따라 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동신호를 발산하되, 접근 가능한 외부기기로 제어신호를 출력하는 이동로봇과;
    상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하되, 구동시 상기 이동로봇으로 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송하며, 소정 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치와;
    원거리 사용자가 소지한 사용자 단말기와 공중전화교환망을 통해 연결되며, 상기 사용자 단말기로부터 입력되는 조작명령을 수신하여 상기 이동로봇에 전송하며, 상기 이동로봇으로부터 전송되는 조작명령 수신 유무 및 또는 상기 신호 발신 장치의 상태정보를 상기 공중전화교환망을 통해 사용자 단말기로 전송하는 호스트 장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 이동로봇이:
    소정 범위로 상기 신호 발신 장치의 구동 신호를 발산하며, 상기 구동신호에 의해 구동되는 신호 발신 장치 및/또는 상기 호스트 장치와 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈과;
    상기 신호 발신 장치로부터 발산되는 방향 전환 신호를 감지하는 신호 감지부와;
    상기 이동로봇을 주행시키는 주행부와;
    상기 이동로봇의 장치 전반을 제어하며,
    제어신호에 따라 상기 주행부의 구동을 제어하는 주행 제어부와,
    상기 신호 감지부로부터 출력되는 방향 전환 신호에 따라 해당 이동로봇의 진행 방향을 전환하도록 상기 주행 제어부로 제어신호를 출력하는 방향 전환 처리부와,
    상기 호스트 장치로부터 전송되는 조작명령을 수신하여 조작명령을 분석하고 명령 커맨드를 추출하는 명령 커맨드 추출부와,
    상기 명령 커맨드 추출부에 의해 추출된 명령 커맨드에 따라 상기 이동로봇을 구동하는 명령 처리부와,
    상기 조작명령의 수신 여부를 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 호스트 장치로 전송하는 수신 확인 신호 전송부와,
    상기 신호 발신 장치로부터 전송되는 상태정보를 수신하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 호스트 컴퓨터로 전송하는 상태정보 전송부와,
    접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 수신 또는 수신하여 상기 호스트 장치로 제공하는 외부기기 접근 가능 정보 수집부와,
    상기 호스트 장치로부터 전송되는 외부기기의 식별정보를 포함하는 외부기기 제어신호를 수신하여 해당 식별정보에 대응되는 외부기기로 출력하는 외부기기 제어부를 포함하는 마이크로프로세서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:
    장치 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리와;
    상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동신호를 수신하며, 상기 이동로봇과 데이터를 송수신하는 제 1 무선 통신부와;
    일정한 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 신호 발신부와;
    상기 제 1 무선 통신부에 의해 수신되는 구동신호에 따라 상기 신호 발신 장치를 구동시키되, 구동시 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 상기 제 1 무선 통신부를 통해 상기 이동로봇으로 전송하며, 상기 신호 발신부의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 신호 발신 장치 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 호스트 장치가:
    상기 이동로봇과 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 제 2 무선 통신부와;
    상기 제 2 무선 통신부를 통해 이동로봇의 외부기기 접근 가능 정보 수집부로부터 전송되는 접근 가능한 외부기기의 접근 가능 정보를 저장하는 메모리와;
    상기 이동로봇으로 외부기기 검색명령을 전송하고, 그에 따라 상기 이동로봇에 의해 제공되는 외부기기 식별정보를 포함하는 접근 가능 정보를 수신하여 상기 메모리에 저장하는 외부기기 접근 가능 정보 등록부와;
    공중전화교환망을 통해 외부 사용자 전화기로부터 입력되는 DTMF(Dual Tone Multi Frequency) 신호를 검출하는 DTMF 신호 검출부와;
    인터넷망을 통해 외부 사용자 단말기와 데이터를 송수신하는 네트워크 통신부와;
    상기 네트워크 통신부를 통해 상기 외부 사용자 단말기로부터 입력되는 조작명령을 검출하는 명령 검출부와;
    상기 DTMF 신호 검출부 또는 상기 명령 검출부에 의해 검출된 DTMF 신호 또는 조작명령을 상기 이동로봇에 적합한 제어신호로 변환하여 상기 제 2 무선 통신부를 통해 이동로봇으로 전송하는 외부 명령 처리부와;
    상기 이동로봇의 무선 통신 모듈로부터 전송되는 조작명령의 수신 여부 및 상기 이동로봇에 의해 구동된 신호 발신 장치의 상태정보를 상기 사용자 전화기 또는 사용자 단말기로 전송하는 결과 전송부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:
    소정 주기로 장치 배터리의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 상기 신호 발신 장치 제어부로 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로를 더 포함하며;
    상기 신호 발신 장치 제어부가:
    상기 배터리 감지회로로부터 출력되는 충전 요청 신호에 따라 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 상기 이동로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:
    상기 신호 발신 장치가 위치한 지역의 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부를 더 포함하며;
    상기 신호 발신 장치 제어부가:
    상기 환경정보 수집부로부터 수집된 환경정보를 포함하는 상태정보를 상기 이동로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 환경정보가:
    해당 신호 발신 장치가 위치한 구역의 온도, 습도, 상기 이동로봇의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 이동로봇, 신호 발신 장치 및 호스트 장치가:
    지그비(Zigbee) 통신 규약에 따라 통신하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항에 있어서, 상기 이동로봇이 청소로봇인 것을 특징으로 하는 이동로봇을 이용한 홈 네트워킹 시스템.
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