KR20070027915A - 지그비/인터넷 게이트웨이에서 멀티채널을 지원하는 방법및 그 장치 - Google Patents

지그비/인터넷 게이트웨이에서 멀티채널을 지원하는 방법및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수개의 지그비(Zigbee) 노드(50)에서 다수개의 지그비싱크노드(40)에 무선으로 신호를 송수신하는단계; 상기 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)로부터 송수신되는 데이터를 게이트웨이(1)의 도움을 받아 인터넷에 연결하는 단계로 구성되며, 상기 게이트웨이(1)에서는 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)에서 송수신된 데이터를 모아서 데이터전송MUX(30)에 의해 주처리기(10)에 송수신하는 단계와; 다수개의 지그비싱크노드(40)에서 송수신된 제어신호를 모아서 제어신호처리MUX(20)에 의해 주처리기(10)로 송수신하는 단계로 이루어져 있고, 상기 주처리기(10)에서는 데이터전송MUX(30)로부터 전달되는 지그비(Zigbee)데이터스트림(15)은 주처리기(10)의 지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜변환기(14)로 전달되어 패킷이 상호 변환시키는 단계와; 한편으로 제어신호처리MUX(20)에서 전달 받은 지그비(Zigbee) 제어신호 스트림(16)은 마찬가지로 주처리기(10)의 채널할당기(13)에 전달되고 채널할당기(13)는 기존의 채널접속정보(12)를 바탕으로 지그비(Zigbee) 노드(50)들의 접속 요구에 적절한 채널을 할당하는 단계로 구성된 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법 및 그 장치 장치에 관한 것이다.
지그비/인터넷, 게이트웨이, 멀티채널,

Description

지그비/인터넷 게이트웨이에서 멀티채널을 지원하는 방법 및 그 장치{A Scheme and a device to support multi channel in a Zigbee/Internet Gateway}
도1은 본 발명의 지그비/인터넷게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 장치 전체도
도2는 본 발명의 게이트웨이 상세도
도3은 본 발명의 주처리기 상세도
<도면의 부호>
게이트웨이(1),주처리기(10),채널접속정보(12),채널할당기(13),지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜 변환기(14),지그비데이터스트림(15), 지그비제어신호스트림(16), 제어신호처리MUX(20), 데이터전송MUX(30), 지그비싱크노드(40), 지그비노드(50).
본 발명은 다수개의 지그비채널을 갖는 싱크노드를 장착함으로서, 전송대역폭을 넓이고, 하나의 지그비 싱크노드가 고장 나도 다른 지그비 싱크노드가 처리하고, 다수의 사용자에게 송수신할 수 있도록 구조를 개선한 지그비/인터넷 게이트웨 이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
현재의 여러 무선 홈네트워킹(Bluetooth, HomeRF, WLAN..등) 기술과 비교해 볼 때 빠른 성장을 하고 있는 지그비(Zigbee)(IEEE802.15.4) 기술은 저 비용, 저 전력의 저속 데이터 전송의 특징을 가지고 있다.
지그비(지그비(Zigbee))는 근거리 무선통신 규약의 하나로 흔히 ''블루투스의 저속버전''이라고도 불리며, 흔히, 무선 홈네트워크 기술에 관한 무선통신규약으로서 U-city등을 구현하기 위한 핵심적인 기술 중의 하나이다. 지그비(Zigbee)의 응용은 매우 다양한데 향후 지그비(Zigbee) 노드를 장착한 이동 디바이스들이 인터넷에 연결되어 다양한 응용에서 사용될 것이다.
저속이면서 전송거리도 짧지만 지그비가 근거리 무선기술로 급부상 하고 있는 이유는 크게 '저 전력 소비'와 '저비용'을 꼽을 수 있다.
전력 소비의 측면에서 살펴보면 지그비는 전력 소모면에서 소형 배터리(AA건전지)로 수개월에서 수년이상 배터리의 사용기간을 지속 시킬 수 있으며, 지그비(지그비(Zigbee))를 구현하는 비용도 불과 1~2달러 이내로 구현이 가능하다고 말한다.
이러한 지그비(지그비(Zigbee)) 기술은 홈 네트워크, 빌딩 및 산업용기기 자 동화, 환경 모니터링, 의료 분야, 자동차, 군사 분야 등 다양한 분야로 빠르게 성장하여 넓은 시장을 형성할 것으로 예상된다.
가정 내에서의 지그비(지그비(Zigbee))의 응용은 홈 내 가전 기기들을 원격 제어를 필요로 함에 따라 지그비(Zigbee) 모듈이 장착된 가전기기들 즉, 냉장고, 세탁기,TV, VCR..등 가정 내의 모든 기기들이 서로 무선으로 연결되어 외부 네트워크 망으로 연결되어 기존의 인터넷 망이나 인공위성을 통해 사용자들은 집안 내부나 외부에서 제어가 가능하게끔 하게 해준다.
가정 내의 저속 데이터 전송을 필요로 하는 기기들은 지그비(Zigbee)와 같은 표준에 의해서 급부상 되어질 것으로 생각되어지며, 국내외에서 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
국내공개특허공보 공개번호 제10-2005-81846호에는 복수개의 노드들로 구성된 지그비네트워크에 있어서, 상기 복수개의 노드들 중 적어도 두개의 노드들로 구성되는 멀티캐스트그룹을 생성하고, 상기 멀티캐스트그룹을 구성하고 있는 노드들 중 상기 멀티캐스트 그룹을 관리하는 멀티캐스트코디네이터를 설정하고, 상기 멀티캐스트 그룹은 상기 멀티캐스트코디네이터(GC)에 멀티캐스트그룹으로 가입 요청한 멀티캐스트멤버(GM) 및/또는 상기 GM과 GC를 상호 연결하는 멀티캐스트라우터(MR)로 구성된 지그비네트워크에서 멀티캐스트방법이 기술되어 있고,
동 공보 공개번호 특2002-4287호에는 모뎀과 접속하기 위한 이더넷포트, 업 링크포트, 다수의 컴퓨터를 연결하기위한 다수의 내부랜 연결포트들을 구비한 포트부와, 상기 포트부의 각 포트들의 신호를 전기적신호로 변환시켜주는 트랜스포머와, 물리적계층인 이더넷 접속기능을 담당하는 이더넷콘트롤러 및 이더넷 드라이버와, 여러 개의 포트들에 대하여 10Mbps에서 1000Mbps의 가변접속을 지원하며 인터넷 중계기능을 담당하는 브릿지리피터와, 외부데이터 및 어드레스버스, 롬, 램 및 외부I/O등을 지원하는 중앙처리장치를 포함하여, 상기 모뎀을 통해 ISP(Internet Service Provider)가 제공하는 한 개의 인터넷 접속계정으로 여러 개의 컴퓨터가 공유할 수 있는 인터넷 공유기능을 수행함과 아울러 여러 개의 컴퓨터가 자체 랜을 구성할 수 있는 이더넷스위치기능, IPvozlt여과에 의한 접속 보안기능 등의 부가적인 기능들을 수행하도록 구성된 IP게이트웨이가 기술되어 있으며,
동 공보 공개번호 제10-2004-96809호에는 서비스를 이용하는 복수의 클라이언트; 상기 복수의 클라이언트를 연결하여 소정의 내부네트웍을 형성하는 스위칭허브와 연결되는 프락시/캐시 서버; 상기 프락시/캐시 서버와 연결되고, 소정의 데이터를 저장하는 캐시메모리; 전용선을 통하여 인터넷 망과 상기 프락시/캐시 서버를 연결하는 라우터; 및 상기 인터넷 망과 연결된 통신망을 통하여 상기 프락시/캐시 서버를 연결하는 모뎀을 포함하는 것을 특징으로 하고,
여기서, 상기 프락시/캐시 서버는 상기 복수의 클라이언트가 동일한 아이피 주소로 접속하게하고 상기 복수의 클라이언트에게 데이터를 전송할 때에는 상기 멀티채널을 통하여 데이터를 전송하고, 상기 인터넷망중에서 트래픽량이 가장적은 것부터 많은 순서로 접소가하여 데이터를 주고받는 것을 특징으로 하는 임베디드운영 체제를 갖는 프락시/캐시 서버를 이용한 인터넷서비스 제공시스템이 공개되어 있으나, 상기와 같은 종래의 기술들은 지그비/인터넷 게이트웨이들은 싱크노드를 1개만 가지는 구조로서 전송대역폭이 좁고, 고장이 나면 송수신이 중단되고, 싱크노드의 부하가 있을 경우 등의 많은 문제점이 있어 왔다.
본 발명은 상기 종래의 기술에 대한 문제점을 해결하고자, 본 발명은 다수개의 지그비채널을 갖는 싱크노드를 장착함으로서, 전송대역폭을 넓이고, 하나의 지그비 싱크노드가 고장 나도 다른 지그비 싱크노드가 처리하고, 다수의 사용자에게 송수신할 수 있도록 구조를 개선한 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 목적인 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자들의 요구에 의해 다수개의 지그비(Zigbee) 노드(50)에서 다수개의 지그비싱크노드(40)에 무선으로 신호를 송수신하는단계;
상기 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)로부터 송수신되는 데이터를 게이트웨이(1)의 도움을 받아 인터넷에 연결하는 단계로 구성되며,
상기 게이트웨이(1)에서는 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)에서 송수 신된 데이터를 모아서 데이터전송MUX(30)에 의해 주처리기(10)에 송수신하는 단계와;
다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)에서 송수신된 제어신호를 모아서 제어신호처리MUX(20)에 의해 주처리기(10)로 송수신하는 단계로 이루어져 있고,
상기 주처리기(10)에서는 데이터전송MUX(30)로부터 전달되는 지그비(Zigbee)데이터스트림(15)은 주처리기(10)의 지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜변환기(14)로 전달되어 패킷이 상호 변환시키는 단계와;
한편으로 제어신호처리MUX(20)에서 전달 받은 지그비(Zigbee) 제어신호 스트림(16)은 마찬가지로 주처리기(10)의 채널할당기(13)에 전달되고 채널할당기(13)는 기존의 채널접속정보(12)를 바탕으로 지그비(Zigbee) 노드(50)들의 접속 요구에 적절한 채널을 할당하는 단계로 구성된 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법 및 그 장치 장치에 관한 것이다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 그러한 응용의 서비스 개념도를 나타내고 있다. 도 1에서는 N개의 지그비(Zigbee) 노드들이 지그비(Zigbee)/Internet 게이트웨이의 도움을 받아 인터넷에 연결되는 장치를 보여주고 있다. 사용자 디바이스에 장착된 지그비(Zigbee) 모듈을 지그비(Zigbee) 노드라 하고 게이트웨이에 연결된 지그비(Zigbee) 모듈을 지그비(Zigbee) 싱크노드라고 부른다.
지그비(Zigbee) 통신규약은 인터넷과 장치가 달라서 지그비(Zigbee)/Internet 게이트웨이의 역할이 필수적이다. 도에서 볼 수 있는 것처럼 지 그비(Zigbee) 노드들로부터 오는 데이터는 지그비(Zigbee)/Internet 게이트웨이에 접속된 지그비(Zigbee) 싱크노드로 무선으로 전달되고 이것을 게이트웨이가 받아서 인터넷에 연결시켜 준다. 게이트웨이의 역할은 지그비(Zigbee) 데이터 패킷과 Internet 데이터 패킷간의 프로토콜변환을 수행하며 지그비(Zigbee) 노드들과 지그비(Zigbee) 싱크노들간의 접속을 제어하는 기능을 수행한다.
기존의 지그비(Zigbee)/Internet 게이트웨이들은 지그비(Zigbee) 싱크노드를 1개만 가지는 장치를 갖는데 반해, 본 발명은 서로 다른 지그비(Zigbee) 채널을 갖는 지그비(Zigbee) 싱크노드들을 M 개 장착함으로써 다음과 같은 장점을 갖게 하는 것이다.
첫째로 다수 채널로 동시에 데이터를 전송함으로써 전송대역폭을 M 배만큼 넓힐 수 있다. 둘째로 임의의 지그비(Zigbee) 싱크노드가 고장나도 다른 지그비(Zigbee) 싱크노드가 대신 처리함으로써 고장 허용성을 높일 수 있다는 점이다. 셋째로 지그비(Zigbee) 노드가 많이 연결된 지그비(Zigbee)싱크노드의 부하를 다른 노드로 분산할 수 있다는 장점이다. 넷째로 이를 통하여 지그비(Zigbee) 노드를 갖는 접근자 수를 증가시킬 수 있다는 점이다.
본 발명은 M개의 지그비(Zigbee) 싱크노드를 갖는 게이트웨이의 장치는 도2와 같다.
지그비(Zigbee) 싱크노드들은 주처리기와 데이터 및 제어신호를 주고 받는 장치를 갖는다. 데이터전송MUX는 M개의 지그비(Zigbee) 싱크노드로부터 송수신되는 데이터를 모아서 주처리기에 보내는 역할을 수행한다. 제어신호처리MUX는 마찬가지 로 M개의 지그비(Zigbee) 싱크노드로부터 송수신되는 제어신호를 모아서 주처리기에 전달하는 역할을 한다.
도3은 주처리기 내부의 장치도를 보여준다. 데이터전송MUX로부터 전달되는 지그비(Zigbee)데이터스트림은 지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜변환기로 전달되어 패킷이 상호 변환된다. 지그비(Zigbee) 제어신호 스트림은 마찬가지로 주처리기의 채널할당기에 전달되고 채널할당기는 기존의 채널접속정보를 바탕으로 지그비(Zigbee) 노드들의 접속 요구에 적절한 채널을 할당하게 된다.
사용자들의 요구에 의해 다수개의 지그비(Zigbee) 노드(50)에서 다수개의 지그비싱크노드(40)에 무선으로 신호를 송수신하는단계:
상기 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)로부터 송수신되는 데이터를 게이트웨이(1)의 도움을 받아 인터넷에 연결하는 단계로 구성되며,
상기 게이트웨이(1)에서는 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)에서 송수신된 데이터를 모아서 데이터전송MUX(30)에 의해 주처리기(10)에 송수신하는 단계와;
다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)에서 송수신된 제어신호를 모아서 제어신호처리MUX(20)에 의해 주처리기(10)로 송수신하는 단계로 이루어져 있고,
상기 주처리기(10)에서는 데이터전송MUX(30)로부터 전달되는 지그비(Zigbee)데이터스트림(15)은 주처리기(10)의 지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜변환기(14)로 전달되어 패킷이 상호 변환시키는 단계와;
한편으로 제어신호처리MUX(20)에서 전달 받은 지그비(Zigbee) 제어신호 스트림(16)은 마찬가지로 주처리기(10)의 채널할당기(13)에 전달되고 채널할당기(13)는 기존의 채널접속정보(12)를 바탕으로 지그비(Zigbee) 노드(50)들의 접속 요구에 적절한 채널을 할당하는 단계로 구성되어 있다.
이하 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 멀티채널을 지원하는 지그비/인터넷게이트웨이 전체도, 도2는 본 발명의 게이트웨이 상세도, 도3은 본 발명의 주처리기 상세도를 도시한 것이며, 게이트웨이(1), 주처리기(10), 지그비데이터스트림(16), 지그비제어신호스트림(16), 제어신호처리MUX(20), 데이터전송MUX((30), 지그비싱크노드(40), 지그비노드(50)를 나타낸 것임을 알 수 있다.
장치를 살펴보면, 본 발명의 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 장치는 도1내지 도3에 도시된 바와 같이,
다수개의 지그비(Zigbee) 노드(50)와, 상기 지그비(Zigbee) 노드(50)와 무선으로 송수신되는 다수개의 지그비싱크노드(40)와, 상기 지그비싱크노드(40)와 유선으로 송수신되며, 다른 한편으로는 인터넷시스템에 연결되는 게이트웨이(1)로 구성되며,
상기 게이트웨이(1)는 도2에서 도시된 바와 같이, 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)와 연결되어 송수신된 데이터 및 제어신호를 모아서 데이터전송MUX(30) 및 제어신호처리MUX(20)에 의해 송수신되는 주처리기(10)로 구성되며,
상기 주처리기(10)는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터전송MUX(30) 전달받은 지그비(Zigbee)데이터스트림(15)을 변환시키는 지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜변환기(14)와,
한편으로 제어신호처리MUX(20)에서 전달 받은 지그비(Zigbee) 제어신호 스트림(16)을 채널접속정보(12)를 바탕으로 지그비(Zigbee) 노드(50)들의 접속 요구에 적절한 채널을 할당하는 채널할당기(13)로 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기 기재된 본 발명은 기존의 지그비(Zigbee)/Internet 게이트웨이들은 지그비(Zigbee) 싱크노드를 1개만 가지는 구조를 갖는데 본 특허은 서로 다른 지그비(Zigbee) 채널을 갖는 지그비(Zigbee)싱크노드들을 M 개 장착함으로써 첫째로 다수 채널로 동시에 데이터를 전송함으로써 전송대역폭을 M 배만큼 넓힐 수 있다. 둘째로 임의의 지그비(Zigbee)싱크노드가 고장나도 다른 지그비(Zigbee) 싱크노드가 대신 처리함으로써 고장허용성을 높일 수 있다는 점이다. 셋째로 지그비(Zigbee) 노드가 많이 연결된 싱크노드의 부하를 다른 지그비(Zigbee)노드로 분산할 수 있다는 장점이다. 넷째로 이를 통하여 지그비(Zigbee) 노드를 갖는 접근자 수를 증가시킬 수 있다는 장점이 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법에 있어서,
    사용자들의 요구에 의해 다수개의 지그비(Zigbee) 노드(50)에서 다수개의 지그비싱크노드(40)에 무선으로 신호를 송수신하는단계:
    상기 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)로부터 송수신되는 데이터를 게이트웨이(1)의 도움을 받아 인터넷에 연결하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 게이트웨이(1)는 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)에서 송수신된 데이터를 모아서 데이터전송MUX(30)에 의해 주처리기(10)에 송수신하는 단계와;
    다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)에서 송수신된 제어신호를 모아서 제어신호처리MUX(20)에 의해 주처리기(10)로 송수신하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 주처리기(10)는 데이터전송MUX(30)로부터 전달되는 지그비(Zigbee)데이터스트림(15)은 주처리기(10)의 지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜변환기(14)로 전달되어 패킷이 상호 변환시키는 단계와;
    한편으로 제어신호처리MUX(20)에서 전달 받은 지그비(Zigbee) 제어신호 스트 림(16)은 마찬가지로 주처리기(10)의 채널할당기(13)에 전달되고 채널할당기(13)는 기존의 채널접속정보(12)를 바탕으로 지그비(Zigbee) 노드(50)들의 접속 요구에 적절한 채널을 할당하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 방법.
  4. 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 장치에 있어서,
    다수개의 지그비(Zigbee) 노드(50)와, 상기 지그비(Zigbee) 노드(50)와 무선으로 송수신되는 다수개의 지그비싱크노드(40)와, 상기 지그비싱크노드(40)와 유선으로 송수신되며, 다른 한편으로는 인터넷시스템에 연결되는 게이트웨이(1)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 게이트웨이(1)는 다수개의 지그비(Zigbee) 싱크노드(40)와 연결되어 송수신된 데이터 및 제어신호를 모아서 데이터전송MUX(30) 및 제어신호처리MUX(20)에 의해 송수신되는 주처리기(10)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 주처리기(10)는 상기 데이터전송MUX(30) 전달받은 지그비(Zigbee)데이터스트림(15)을 변환시키는 지그비(Zigbee)/Internet 프로토콜변환기(14)와,
    한편으로 제어신호처리MUX(20)에서 전달 받은 지그비(Zigbee) 제어신호 스트림(16)을 채널접속정보(12)를 바탕으로 지그비(Zigbee) 노드(50)들의 접속 요구에 적절한 채널을 할당하는 채널할당기(13)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지그비/인터넷 게이트웨이를 이용하여 멀티채널을 지원하는 장치.
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