KR20080058071A - Communication system using zigbee and channel selection method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 지그비 통신 네트워크를 이용한 가전기기와 리모컨의 시스템 구성도,1 is a system configuration of a home appliance and a remote control using the Zigbee communication network of the present invention,
도 2는 본 발명의 지그비를 이용한 통신시스템에서 채널 선정을 위한 채널 스캔동작 흐름도,2 is a flow chart of a channel scan operation for channel selection in a communication system using Zigbee of the present invention;
도 3은 본 발명의 지그비를 이용한 통신시스템에서 채널 변경을 위한 채널 설정동작 흐름도.3 is a flowchart illustrating a channel setting operation for changing a channel in a communication system using the Zigbee of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 가전기기 12 : 가전기기 제어부10: home appliance 12: home appliance control unit
14 : 지그비 코디네이터 20 : 리모컨14: Zigbee Coordinator 20: Remote Control
22 : 리모컨 제어부 24 : 지그비 디바이스22: remote control control unit 24: Zigbee device
26 : 입력부 28 : 채널 스캔 모듈26: input unit 28: channel scan module
30 : 메모리 32 : 표시부30
본 발명은 지그비를 이용한 통신시스템 및 그 채널선정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 통신 채널 스캔장치를 사용하지 않고도 최적의 통신 채널을 선정할 수 있는 지그비를 이용한 통신시스템 및 그 채널선정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a communication system using ZigBee and a channel selection method thereof, and more particularly, to a communication system using ZigBee and a channel selection method capable of selecting an optimal communication channel without using a separate communication channel scanning apparatus. It is about.
가정에서 일반적으로 사용되고 있는 가전기기(예를 들어, 시스템 에어컨이나 텔레비전 등)들은 사용자의 편의를 위해 리모컨을 통해서 조작이 이루어지도록 구성되고, 이를 위해 가전기기와 리모컨은 상호간의 무선 통신을 위한 통신 네트워크를 형성한다.Home appliances commonly used in homes (for example, system air conditioners, televisions, etc.) are configured to be operated through a remote control for the convenience of the user. For this purpose, the home appliances and the remote control are a communication network for wireless communication with each other. To form.
이러한 무선 통신 네트워크를 형성하기 위해 최근에는 전력소비가 적고 설치비용이 저렴한 지그비(Zigbee)를 이용한 통신 기술이 보편화되고 있다.In order to form such a wireless communication network, a communication technology using Zigbee, which consumes little power and has a low installation cost, has recently become popular.
지그비(Zigbee)란 IEEE 802.15.4 소규모 무선 개인 영역 네트워크(Low-rate Wireless Personal Area Network, LR-WPAN's)로서, 블루투스(bluetooth)에 비해 송신 데이터 양은 적지만 하나의 배터리로 1년을 사용할 정도로 저전력 규격이며 소프트웨어, 관련 부품들을 최소화해 원가가 블루투스의 2분의 1에 그치는 등 제어와 센서를 기본으로 하는 홈 네트워크에 적합한 무선 통신 기술이다.Zigbee is an IEEE 802.15.4 Low-rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN's), which has less transmission data compared to Bluetooth, but low power consumption for one year on a single battery. It is a wireless communication technology that is suitable for home networks based on control and sensors, with the cost being only 1/2 of Bluetooth by minimizing software and related components.
이러한 지그비를 이용하여 통신 네트워크를 형성하기 위해서는 가전기기와 리모컨간에 서로 동일한 채널과 개인 영역 네트워크(Personal Area Network:이하 PAN이라 한다)의 고유식별자(Identification;이하 ID라 한다)를 선정하기 위한 과정이 필요하다. 특히 채널의 경우 주위의 환경에 의해 최적의 채널을 선택하는 것이 중요한데, 그 이유는 같은 2.4G 대역을 사용하는 무선 랜, 블루투스 및 다른 지그비 통신 네트워크의 존재가 해당 지그비 통신 네트워크의 통신에 영향을 미치기 때문이다.In order to form a communication network using the ZigBee, a process for selecting a unique channel (ID) of the same channel and a Personal Area Network (hereinafter referred to as a PAN) between the home appliance and the remote controller is performed. need. In particular, in the case of channels, it is important to select an optimal channel according to the surrounding environment because the existence of WLAN, Bluetooth, and other Zigbee communication networks using the same 2.4G band affects the communication of the Zigbee communication network. Because.
이에, 종래에는 최적의 채널 선택을 위해 통신을 통해 모든 채널의 에너지를 순간적으로 스캔함으로서 채널을 자동으로 설정하는 방식과 프로그램 다운로드를 통해 미리 입력하여 설정하는 방식, 외부에서 딥스위치 등을 이용하여 수동으로 설정하는 방식이 사용되었다.Therefore, in the related art, the channel is automatically set by scanning the energy of all channels instantaneously through communication for the optimal channel selection, and the method is set in advance by downloading the program, and manually by using a dip switch from the outside. The setting method was used.
그런데, 자동설정의 경우 순간적으로(약, 50㎳ 정도) 모든 채널을 스캔함으로서 그 순간에 임의 채널이 비어 있다면 비어 있는 해당 채널을 최적의 채널로 착각하여 원하지 않는 다른 네트워크와 채널 중복으로 인한 통신불량이 발생할 수 있으며, 프로그램 다운로드와 외부 딥스위치의 경우 별도의 채널 스캔장치를 도입하여야 하므로 추가 비용이 발생하는 문제점이 있었다.However, in case of automatic setting, all channels are scanned at the moment (approximately 50㎳). If any channel is empty at that moment, the channel is mistaken as an optimal channel and communication error due to channel overlap with other unwanted network This may occur, and in the case of a program download and an external dip switch, a separate channel scan device has to be introduced, which causes additional costs.
또한, 이러한 채널 설정 동작이 가전기기와 리모컨간을 중재(coordinate)하며, 데이터를 송수신하는 지그비 코디네이터에서만 진행되어 가전기기가 설치될 각 지역의 채널 환경을 고려하지 못하므로 통신불량의 원인이 되기도 하였다.In addition, the channel setting operation is mediated between the home appliance and the remote control, and is performed only in the Zigbee coordinator that transmits and receives data, which may cause communication failure because the channel environment of the home appliance is not considered. .
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가전기기와 리모컨간의 지그비 통신 네트워크를 형성하는데 있어서 지그비 디바이스가 마련된 리모컨만을 이용하여 최적의 통신 채널을 선정할 수 있는 지그비를 이용한 통신시스템 및 그 채널선정방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention to select the optimal communication channel using only the remote control provided with a Zigbee device in forming a Zigbee communication network between home appliances and the remote control The present invention provides a communication system using Zigbee and a channel selection method thereof.
본 발명의 다른 목적은, 지그비 코디네이터 위치의 통신환경뿐만 아니라 지 그비 디바이스 위치의 통신환경을 파악하여 최적의 통신 채널 선정이 가능하도록 하는 지그비를 이용한 통신시스템 및 그 채널선정방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a communication system using ZigBee and a channel selection method thereof, which enables the optimal communication channel selection by grasping not only the communication environment of the Zigbee coordinator location but also the communication environment of the Zigbee device location.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 사용자 명령에 의해 통신 채널을 선정하기 위한 채널 스캔모드를 입력하는 입력부; 상기 채널 스캔모드가 입력된 경우 지그비 통신 레벨에서 일어나는 모든 채널의 에너지 값을 모니터링하는 모니터링부; 및 모니터링한 각 채널의 에너지 값에 기초하여 최적 채널을 선정하는 제어부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention includes an input unit for inputting a channel scan mode for selecting a communication channel by a user command; A monitoring unit for monitoring energy values of all channels occurring at a Zigbee communication level when the channel scan mode is input; And a controller for selecting an optimal channel based on the monitored energy values of the channels.
또한, 상기 입력부는 지그비 무선 통신하는 복수의 통신단말기 중 리모컨에 마련된 채널 스캔 스위치인 것을 특징으로 한다.The input unit may be a channel scan switch provided in a remote controller among a plurality of communication terminals for Zigbee wireless communication.
또한, 상기 리모컨은 지그비 디바이스를 포함하며, 채널 스캔모드와 채널 설정모드를 입력하는 것을 특징으로 한다.The remote controller may include a Zigbee device and input a channel scan mode and a channel setting mode.
또한, 상기 복수의 통신단말기 중 하나는 가전기기인 것을 특징으로 한다.In addition, one of the plurality of communication terminals is characterized in that the home appliance.
또한, 상기 모니터링부는 IEEE 802.15.4 표준의 PHY,MAC 레벨에서 일어나는 모든 채널의 에너지 값을 모니터링하는 채널 스캔 모듈인 것을 특징으로 한다.In addition, the monitoring unit is characterized in that the channel scan module for monitoring the energy values of all the channels occurring in the PHY, MAC level of the IEEE 802.15.4 standard.
또한, 본 발명은 모니터링한 각 채널의 에너지 값을 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는 모든 채널의 스캔횟수를 카운터하여 미리 정해진 횟수인 경우 상기 메모리에 저장된 각 채널의 에너지 값을 더하여 평균값을 측정하고, 측정된 평균값에 기초하여 최적 채널을 선정하는 것을 특징으로 한다.The present invention may further include a memory for storing energy values of the monitored channels, and the control unit counts the number of scans of all channels, and adds an energy value of each channel stored in the memory in a predetermined number of times. And selecting an optimal channel based on the measured average value.
또한, 본 발명은 상기 제어부에서 선정된 최적 채널을 표시하는 표시부를 더 포함한다.The present invention may further include a display unit displaying an optimal channel selected by the controller.
그리고, 본 발명은 사용자 명령에 의해 통신 채널을 선정하기 위한 채널 스캔모드가 입력되었는지 판단하고, 채널 스캔모드가 입력된 경우 지그비 통신 레벨에서 일어나는 모든 채널의 에너지 값을 모니터링하고, 모니터링한 각 채널의 에너지 값에 기초하여 최적 채널을 선정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention determines whether a channel scan mode for selecting a communication channel is input by a user command, and when the channel scan mode is input, monitors energy values of all channels occurring at the Zigbee communication level, and monitors each of the monitored channels. The optimum channel is selected based on the energy value.
또한, 상기 모든 채널의 에너지 값을 모니터링하는 것은, IEEE 802.15.4 표준의 PHY,MAC 레벨에서 일어나는 모든 채널의 에너지 값을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.In addition, monitoring the energy values of all the channels, characterized in that for monitoring the energy values of all channels occurring at the PHY, MAC level of the IEEE 802.15.4 standard.
또한, 상기 최적 채널을 선정하는 것은, 모니터링한 각 채널의 에너지 값을 미리 정해진 스캔횟수동안 저장하고, 저장된 각 채널의 에너지 값을 더하여 평균값을 측정하고, 측정된 평균값에 기초하여 최적 채널을 선정하는 것을 특징으로 한다.The selecting of the optimal channel may include storing energy values of each monitored channel for a predetermined number of scans, adding an energy value of each stored channel, measuring an average value, and selecting an optimal channel based on the measured average value. It is characterized by.
또한, 본 발명은 선정된 최적 채널을 표시하는 것을 더 포함한다.In addition, the present invention further includes indicating a selected optimal channel.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 지그비 통신 네트워크를 이용한 가전기기와 리모컨의 시스템 구성도로서, 가정에서 일반적으로 사용되고 있는 가전기기(10;예를 들어, 시스템 에어컨의 경우 복수의 실내기 중 어느 하나의 실내기)와, 사용자가 원하는 운전명령을 지그비 무선 통신 네트워크를 이용하여 상기 가전기기(10)에 전송하기 위한 리모컨(20;remote controller)을 포함한다.1 is a system configuration diagram of a home appliance and a remote controller using a Zigbee communication network of the present invention, and the home appliance 10 (for example, any one indoor unit of a plurality of indoor units in the case of a system air conditioner) that is generally used in a home; And a
상기 가전기기(10)는 가전기기(10)의 제반 동작을 제어하는 제어부(12)와, 지 그비 무선 통신을 통해 가전기기(10)와 리모컨(20)간을 중재(coordinate)하며 데이터를 송수신하는 지그비 코디네이터 모듈(14, Zigbee Coordinator module;이하 지그비 코디네이터라 한다)을 포함하는 통신단말기이다.The
상기 리모컨(20)은 리모컨(20)의 제반 동작을 제어하는 제어부(22)와, 지그비 무선 통신을 통해 가전기기(10)와 데이터를 송수신하는 지그비 엔드 디바이스 모듈(24, Zigbee End Device module;이하 지그비 디바이스라 한다)과, IEEE 802.15.4 표준의 PHY,MAC 레벨에서 일어나는 채널을 선정하기 위한 채널 스캔 스위치가 마련된 입력부(26)와, 상기 입력부(26)를 통해 채널을 선정하기 위한 채널 스캔모드가 동작된 경우 IEEE 802.15.4 표준의 PHY,MAC 레벨에서 일어나는 채널의 에너지 값을 모니터링하는 채널 스캔 모듈(28)과, 모니터링한 채널의 에너지 값을 저장하는 메모리(30)와, 모니터링한 각 채널의 에너지 평균값에 의해 선정된 최적의 채널을 표시하는 표시부(32)를 포함하는 통신단말기이다.The
이하, 상기와 같이 구성된 지그비를 이용한 통신시스템 및 그 채널선정방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, an operation process and an effect of a communication system using the Zigbee configured as described above and a channel selection method thereof will be described.
도 2는 본 발명의 지그비를 이용한 통신시스템에서 채널 선정을 위한 채널 스캔동작 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a channel scan operation for channel selection in a communication system using Zigbee according to the present invention.
먼저, 리모컨(20)에서 입력부(26)를 통해 채널을 선정하기 위한 채널 스캔모드를 입력하면(S100) 지그비 디바이스(24)는 모든 채널을 스캔하기 시작한다(S102).First, when the
지그비 디바이스(24)에서 모든 채널의 스캔동작이 시작되면, 각 채널의 에너 지 값을 채널 스캔 모듈(28)에서 모니터링하고(S104), 모니터링한 각 채널의 에너지 값을 메모리(30)에 저장한다(S106).When the scan operation of all channels is started in the Zigbee
이후, 리모컨(20)의 제어부(22)는 모든 채널의 스캔횟수가 총 10회(최적 채널을 선정하기 위해 미리 정해진 스캔횟수)인가를 판단하여(S108), 모든 채널의 스캔횟수가 총 10회가 아닌 경우 상기 S102로 피드백되어 모든 채널의 스캔동작을 반복 실시하는 이후의 동작을 계속한다.Subsequently, the
상기 판단결과, 모든 채널의 스캔횟수가 총 10회인 경우 제어부(22)는 메모리(30)에 저장된 각 채널의 에너지 값을 더하여 평균값을 측정한 후(S110), 측정된 평균값에 기초하여 최적의 채널을 선정한다(S112).As a result of the determination, when the total number of scans of all channels is 10, the
이때, 상기 제어부(22)에서 최적의 채널을 선정하는 방법은 측정된 각 채널의 평균값을 미리 정해진 기준값과 각각 비교하여 평균값이 기준값 이상인 채널을 최적의 채널로 선정하는 것이다.In this case, the method for selecting an optimal channel by the
상기 제어부(22)에서 최적의 채널이 선정되면, 선정된 최적 채널을 표시부(32)를 통해 표시하여 사용자가 리모컨(20)만으로도 최적 채널을 쉽게 확인할 수 있도록 한다(S114).When the optimal channel is selected by the
다음에는, 상기한 채널 스캔동작을 통해 선정된 최적 채널로 지그비 무선 통신 네트워크를 형성하기 위해 가전기기(10)와 리모컨(20)간에 채널을 설정하는 동작을 설명한다.Next, an operation of setting a channel between the
도 3은 본 발명의 지그비를 이용한 통신시스템에서 채널 변경을 위한 채널 설정동작 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a channel setting operation for changing a channel in a communication system using Zigbee according to the present invention.
먼저, 리모컨(20)에서 입력부(26)를 통해 채널을 설정하기 위한 채널 설정모드를 입력하면(S200), 가전기기(10)와 리모컨(20)간에는 지그비 무선 통신 네트워크가 이미 형성되어 있으므로 가전기기(10)에 마련된 지그비 코디네이터(14)와 리모컨(20)에 마련된 지그비 디바이스(24)는 지그비 무선 통신을 시작한다(S202).First, if the
지그비 무선통신이 시작되면, 지그비 디바이스(24)는 지그비 코디네이터(14)에 채널을 변경하기 위한 채널설정 메시지를 전송하고(S204), 지그비 코디네이터(14)는 채널설정 메시지를 전송받아 채널설정응답 메시지를 기존의 채널로 전송한 후 자신의 채널을 변경한다(S206).When the Zigbee wireless communication is started, the Zigbee
이후, 지그비 디바이스(24)는 지그비 코디네이터(14)에서 채널설정응답 메시지가 전송받고(S208) 자신의 채널을 변경한다(S210).Thereafter, the
상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 지그비를 이용한 통신시스템 및 그 채널선정방법에 의하면, 가전기기와 리모컨간의 지그비 통신 네트워크를 형성하는데 있어서 지그비 디바이스가 마련된 리모컨만을 이용하여 최적의 통신 채널을 선정할 수 있으므로 별도의 채널 스캔장치가 필요없다는 효과가 있다.As described above, according to the communication system using the Zigbee and the channel selection method according to the present invention, in forming a Zigbee communication network between the home appliance and the remote control, the optimal communication channel is selected using only the remote controller provided with the Zigbee device. Since there is a need for a separate channel scanning device, there is an effect.
또한, 본 발명은 지그비 코디네이터 위치의 통신환경뿐만 아니라 지그비 디바이스 위치의 통신환경을 파악하여 최적의 통신 채널 선정이 가능하며, 채널 중복으로 인한 통신불량을 해결할 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention can determine the communication environment of the location of the Zigbee coordinator as well as the communication environment of the Zigbee coordinator position, it is possible to select the optimal communication channel, there is an effect that can solve the communication failure due to channel overlap.
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