KR20120050652A - 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 방법 및 그 시스템 - Google Patents

지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 방법 및 그 시스템이 제공된다. 엠투엠(Machine to Machine) 게이트웨이와 연결되는 지그비(ZigBee) 단말은, 엠투엠 게이트웨이에게 연결 설정을 요청하는 연결 설정 요청부, 상기 연결 설정 요청에 대응한 상기 엠투엠 게이트웨이의 연결 설정 정보를 수신하는 연결 설정 정보 수신부, 상기 수신된 연결 설정 정보에 기초하여, 연결될 엠투엠 게이트웨이를 선택하는 게이트웨이 선택부, 및 상기 선택된 게이트웨이에게 인증을 요청하는 인증 요청부를 포함하며, 상기 인증에 성공하는 경우에, 상기 선택된 게이트웨이에 연결되며, 상기 연결 설정 정보는 상기 엠투엠 게이트웨이에서 브로드캐스트된다.

Description

지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 방법 및 그 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONNECTING ZIGBEE DEVICE WITH M2M GATEWAY}
본 발명은 지그비 단말과 엠투엠(M2M: Machine to Machine) 게이트웨이 간의 연결 설정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간에 효과적으로 연결 설정을 제공하며 연결 설정 시 보안을 강화하는 방법 및 그 시스템 및 방법에 관한 것이다.
꿀벌(Bee)의 지그재그(Zig-Zag) 춤은 상당히 정확하고 경제적인 통신수단으로 잘 알려져 있다. 이런 혁신적인 통신기술을 표방하며 ‘Zig’와 ‘Bee’의 합성어로 만들어진 차세대 무선네트워크 기술이 바로 ‘지그비(ZigBee)’ 기술이다.
지그비 기술은 저전력, 초소형, 저비용을 특징으로 하며 IEEE 802.15.4를 기반으로 반경 10~20m 내에서 250 kbps의 속도로 데이터를 전송하며 65,000개 이상의 노드를 연결할 수 있다. 또, 듀얼 PHY 형태로 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 모뎀 방식은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DS-SS)이며, 데이터 전송 속도는 20 ~ 250 kbps이다.
이러한 지그비 기술은 지능형 홈네트워크, 빌딩 및 산업용기기 자동화, 물류, 환경 모니터링, 휴먼 인터페이스, 헬스케어, 텔레매틱스, 군사 등 다양한 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 폭넓게 응용될 전망이다. 특히 소형으로 전력 소모량이 적고 값이 싸 향후 유비쿼터스 핵심 솔루션으로 각광받고 있다.
그러나, 이러한 지그비 기술에 이용되는 지그비 단말은 일반적으로 저가로 제작되기 때문에, 많은 기능을 포함하지 못하며 이로 인하여 네트워크 구성을 위한 게이트웨이와의 접속에 있어서 많은 불편이 있었다. 나아가, 네트워크 구성에 있어 지그비 단말을 효과적으로 인증하기 힘들기 때문에 무분별한 네트워크 연결을 방지하기 어려운 문제가 있었다.
한편, 선행 기술로서, 한국 특허공개번호 제10-2010-0076436호에는 “서버내장형 게이트웨이에서 지그비 무선 디바이스 맥 아이디 등록장치 및 방법”이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는 바, 서버에서 코디네이터를 통해 각 디바이스들의 MAC ID와 제품 정보를 전달받아 그 내용을 제품 군별로 분류하고, 분류한 정보를 바탕으로 MAC ID 등록 화면에 종류별로 등록 가능한 MAC ID를 디스플레이 해 줌으로써 설치자가 디스플레이된 리스트를 보고 설치할 수 있도록 하여 무선 지그비 제품을 게이트웨이에 등록 시 보다 쉽고 간단하게 등록할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
하지만, 상술한 선행 기술은 지그비 단말을 저가로 제조하면서도 게이트웨이와의 접속을 효율적으로 수행하지 못하며, 나아가 지그비 단말의 무분별한 접속을 간편하게 차단하지 못하는 문제가 있었다.
따라서, 임의의 지그비 단말에게 설정 요청을 방송하고, 지그비 단말에서 선택된 게이트웨이와 효율적으로 접속하고 인증할 수 있는, 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 기술이 강력히 요구되고 있다.
본 발명의 일부 실시예는 지그비(ZigBee) 단말과 엠투엠(M2M: Machine to Machine) 게이트웨이 간의 접속을 효과적으로 제공할 수 있는, 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 방법 및 그 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 지그비 단말의 무단 접속을 방지하고 효율적으로 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이와의 접속을 보장할 수 있는, 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 방법 및 그 시스템을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은, 엠투엠 게이트웨이에게 연결 설정을 요청하는 연결 설정 요청부, 상기 연결 설정 요청에 대응한 상기 엠투엠 게이트웨이의 연결 설정 정보를 수신하는 연결 설정 정보 수신부, 상기 수신된 연결 설정 정보에 기초하여, 연결될 엠투엠 게이트웨이를 선택하는 게이트웨이 선택부, 및 상기 선택된 게이트웨이에게 인증을 요청하는 인증 요청부를 포함하며, 상기 인증에 성공하는 경우에, 상기 선택된 게이트웨이에 연결되며, 상기 연결 설정 정보는 상기 엠투엠 게이트웨이에서 브로드캐스트된 것인, 엠투엠(Machine to Machine) 게이트웨이와 연결되는 지그비(ZigBee) 단말을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면은, 지그비 단말로부터 연결 설정 요청을 수신하는 연결 설정 요청 수신부, 상기 연결 설정 요청에 응답하여, 연결 설정 정보를 브로드캐스트하는 연결 설정 방송부, 상기 브로드캐스트된 연결 설정 정보를 수신한 지그비 단말로부터, 인증 요청을 수신하고, 수신된 인증 요청에 응답하여 상기 지그비 단말의 주소 정보를 인증 서버에게 제공하는 단말 인증부, 및 상기 인증 서버에서 인증된 지그비 단말과 접속을 수행하는 단말 접속부를 포함하는, 지그비(ZigBee) 단말과 연결되는 엠투엠(Machine to Machine) 게이트웨이를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 측면은, 지그비 단말과의 연결을 위한 연결 설정 정보를 브로드캐스트하는 단계, 상기 브로드캐스트된 연결 설정 정보를 수신한 지그비 단말로부터 주소 정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 주소 정보를 접속 인증 서버에게 제공하는 단계, 상기 제공된 주소 정보에 기초한 상기 지그비 단말의 인증 여부를 상기 접속 인증 서버로부터 수신하는 단계, 및 상기 인증 여부에 기초하여, 상기 지그비 단말과의 접속을 수행하는 단계를 포함하는, 지그비(ZigBee) 단말과 엠투엠(Machine to Machine) 게이트웨이의 연결을 설정하는 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 비콘 프레임(beacon frame)의 특정 필드를 이용하여 지그비(ZigBee) 단말과 엠투엠 게이트웨이(M2M: Machine to Machine) 간의 접속을 효과적으로 제공할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 지그비 단말의 무단 접속을 방지하고 효율적으로 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이와의 접속을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 지그비 단말에서 접속할 엠투엠 게이트웨이를 효과적으로 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비(ZigBee) 단말과 엠투엠(M2M: Machine to Machine) 게이트웨이 간의 연결 설정 시스템의 전체 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말(100)세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠투엠 게이트웨이(200)의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 프레임(Beacon frame)의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 커맨드 프레임(MAC command frame)의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 프레임 또는 맥 커맨드 프레임에 포함되는 프레임 콘트롤 필드(Frame control field) 및 프레임 콘트롤 필드(Frame control field)의 프레임 타입(frame type) 값의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커맨드 타입 필드(command type field) 및 커맨드 타입 필드의 커맨드 프레임 식별자 값(command frame identifier)의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK 프레임(acknowledge frame)의 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말(100)과 엠투엠 게이트웨이(200) 간의 연결 설정 방법의 세부 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비(ZigBee) 단말과 엠투엠 (M2M: Machine to Machine) 게이트웨이 간의 연결 설정 시스템의 전체 개요도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이 간의 연결 설정 시스템은 복수의 지그비 단말(100), 복수의 엠투엠(M2M: Machine to Machine) 게이트웨이(200), 접속 인증 서버(300) 및 네트워크(400)를 포함한다.
지그비 단말(100)에서 엠투엠 게이트웨이(200)에게 접속을 요청하면, 엠투엠 게이트웨이(200)는 요청 신호에 응답하여 연결 설정에 필요한 정보를 주변의 지그비 단말(100)에게 브로드캐스트한다. 또한, 지그비 단말(100)은 수신 신호의 세기 및 브로드캐스트된 연결 설정 정보에 기초하여 접속할 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택하며, 선택된 엠투엠 게이트웨이(200)를 통하여 인증을 수행하여 선택된 엠투엠 게이트웨이(200)에 연결된다.
이러한, 지그비 단말(100)은 가정 또는 사무실 등에 활용될 수 있는 무선 네트워킹 분야에서 10 ~ 20m 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitus Computing)을 위하여 사용되는 단말로서, 전력 소모를 감소하고 소량의 정보를 송수신할 수 있으며, 지능형 홈 네트워크, 빌딩 등의 근거리 통신 시장과 산업용 기기 자동화, 물류, 환경 모니터링, 휴먼 인터페이스, 텔레매틱스, 군사 작전 등에 활용될 수 있다.
또한, 지그비 단말(100) 및 엠투엠 게이트웨이(200)는 PAN(Personal Area Network) 네트워크를 구성할 수 있으며, 엠투엠 게이트웨이(200)는 네트워크(400)를 통해서 접속 인증 서버(300)와 연결될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말(100)세부 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말(100)세부 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말(100)은 연결 설정 요청부(110), 연결 설정 정보 수신부(120), 신호 세기 측정부(130), 게이트웨이 선택부(140), 인증 요청부(150), 제어부(160) 및 송수신부(170)를 포함한다.
연결 설정 요청부(110)는 엠투엠 게이트웨이(200)에게 연결 설정을 요청한다. 지그비 단말(100)은 엠투엠 게이트웨이(200)와의 연결 설정을 위한 별도의 버튼을 포함할 수 있으며, 사용자가 해당 버튼을 누르는 경우에 연결 설정 요청부(110)는 주변의 엠투엠 게이트웨이(200)에게 연결 설정을 요청할 수 있다.
연결 설정 정보 수신부(120)는 상기 연결 설정 요청에 대응한 상기 엠투엠 게이트웨이(200)의 연결 설정 정보를 수신한다. 연결 설정 정보 수신부(120)는 채널들을 스캔하여 엠투엠 게이트웨이(200)에서 제공된 비콘 프레임(Beacon Frame)의 프레임 콘트롤 필드(frame control field) 값을 읽어 주변의 엠투엠 게이트웨이(200)를 확인할 수 있으며, 비콘 프레임(Beacon Frame) 중 어드레싱 필드(addressing field)의 값을 추출하여 PAN ID(Personal Area Network IDentification)를 획득할 수 있다. 또한, 획득된 PAN ID(Personal Area Network IDentification)는 엠투엠 게이트웨이(200)와의 접속에 이용될 수 있다. 이러한, 연결 설정 정보는 엠투엠 게이트웨이(200)로부터 제공될 수 있으며, IEEE 802.15.4 표준의 비콘(Beacon frame)의 특정 필드에 연결 설정을 위한 정보들이 포함될 수 있다. 연결 설정 정보에 대하여는 도 4 및 도 6에서 상술하기로 한다.
상기에서는, 지그비 단말(100)의 연결 설정 요청에 응답하여 엠투엠 게이트웨이(200)가 주변의 지그비 단말(100)에게 연결 설정 정보를 제공하는 것으로 설명하였지만, 이에 제한되지 않으며, 사용자가 지그비 단말(100)을 엠투엠 게이트웨이 근처에 위치시키고 엠투엠 게이트웨이(200) 상의 기 설정된 연결 설정 버튼을 눌러 연결 설정 정보를 주변의 지그비 단말(100)에게 브로드캐스트할 수도 있다.
신호 세기 측정부(130)는 엠투엠 게이트웨이(200)로부터 수신된 신호의 세기를 측정한다. 신호 세기 측정부(130)는 연결 설정 정보를 제공한 엠투엠 게이트웨이(200)에 대하여 전체 채널을 스캔하고 각각의 엠투엠 게이트웨이(200)의 신호 세기를 측정할 수 있다.
게이트웨이 선택부(140)는 연결 설정 정보를 제공한 엠투엠 게이트웨이(200) 중에서 연결될 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택한다. 게이트웨이 선택부(140)는 수신된 연결 설정 정보 및 측정된 신호 세기에 기초하여 연결될 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택할 수 있다. 게이트웨이 선택부(140)는 비콘 프레임의 프레임 콘트롤 필드의 특정 필드 값이 연결 설정을 위한 값인지를 확인할 수 있으며, 확인된 엠투엠 게이트웨이(200) 중에서 신호 세기가 가장 큰 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택할 수 있다.
인증 요청부(150)는 선택된 엠투엠 게이트웨이(200)에게 접속 인증을 요청한다. 인증 요청부(150)는 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)을 이용하여 접속 인증을 요청할 수 있으며, 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)의 프레임 콘트롤 필드(frame control field)의 커맨드 타입(command type) 값을 연결 설정을 위한 기 설정된 값을 채울 수 있다. 인증 요청부(150)는 지그비 단말(100)의 주소 정보를 상기 엠투엠 게이트웨이(200)에게 제공할 수 있다.
또한, 인증 요청부(150)는 엠투엠 게이트웨이(200)로부터 인증 결과를 수신하고 확인된 인증 결과에 따라 엠투엠 게이트웨이(200)와의 접속을 수행한다. 이 경우, 인증 요청부(150)는 엠투엠 게이트웨이(200)로부터 인증 결과를 수신하고, 도 8의 ACK 프레임(Acknowledge frame)을 엠투엠 게이트웨이(200)에 송신하여 인증 결과가 수신되었음을 알릴 수 있다. 이 때, 프레임 콘트롤 필드의 값은 연결 설정을 위한 기 설정된 값으로 채울 수 있다.
제어부(160)는 지그비 단말(100)이 엠투엠 게이트웨이(200)와 연결 설정을 수행하고 엠투엠 게이트웨이(200)에 대하여 접속 인증을 수행하도록 하기 위한, 연결 설정 요청부(110), 연결 설정 정보 수신부(120), 신호 세기 측정부(130), 게이트웨이 선택부(140), 인증 요청부(150) 및 후술할 송수신부(170)를 제어한다.
송수신부(170)는 엠투엠 게이트웨이(200)과 접속하는데 필요한 각종 정보를 엠투엠 게이트웨이(200)와 송수신한다.
또한, 엠투엠 게이트웨이(200)와 연결 설정을 수행하고 엠투엠 게이트웨이(200)에 대하여 접속 인증을 수행하기 위한 연결 설정 요청부(110), 연결 설정 정보 수신부(120), 신호 세기 측정부(130), 게이트웨이 선택부(140), 인증 요청부(150), 제어부(160) 및 송수신부(170)는 지그비 단말(100)에 설치되는 소프트웨어 프로그램에 의해 구현될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엠투엠 게이트웨이(200)의 세부 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠투엠 게이트웨이(200)의 세부 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엠투엠 게이트웨이(200)는, 연결 설정 요청 수신부(210), 연결 설정 방송부(220), 단말 인증부(230), 단말 접속부(240), 제어부(250) 및 송수신부(260)를 포함한다.
연결 설정 요청 수신부(210)는 지그비 단말(100)로부터의 연결 설정 요청을 수신한다. 지그비 단말(100)에서 엠투엠 게이트웨이(200)와의 연결 설정을 위한 버튼이 눌러지는 경우에 연결 설정 요청 수신부(210)는 지그비 단말(100)로부터 연결 설정 요청 신호를 수신할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
연결 설정 방송부(220)는 연결 설정 정보를 주변의 지그비 단말(100)에게 제공한다. 연결 설정 방송부(220)는 엠투엠 게이트웨이(200)에서 연결 설정을 위한 특정 버튼이 눌러지는 경우에, 기 설정된 시간 동안(예를 들어, 1분 또는 2분 등) 연결 설정 정보를 브로드캐스트할 수 있다.
연결 설정 방송부(220)는 도 4와 같은 IEEE 802.15.4 표준의 비콘 프레임(Beacon frame)의 프레임 콘트롤 필드(frame control field)의 프레임 타입(Frame type) 값을 도 6에 표시된 빠른 연결 설정 값(예를 들어, “100”: Quick connect)으로 채운 뒤 해당 엠투엠 게이트웨이(200)가 빠른 연결 설정이 가능함을 주변의 지그비 단말(100)에게 방송할 수 있다.
단말 인증부(230)는 지그비 단말(100)에 대한 접속 인증을 수행한다. 단말 인증부(230)는 지그비 단말(100)로부터 접속 인증 요청을 수신하고, 이에 기초하여 접속 인증 서버(300)에게 지그비 단말의 인증 여부를 확인 받을 수 있다.
단말 인증부(230)는 지그비 단말(100)로부터 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)을 수신하고 도 8의 ACK 프레임(Acknowledge frame)을 지그비 단말(100)에 송신하여 접속 인증 요청이 수신되었음을 알릴 수 있다.
또한, 엠투엠 게이트웨이(200)는 지그비 단말(100)의 64bit IEEE 802.15.4 주소를 접속 인증 서버(300)에 전달하고, 접속 인증 서버(300)로부터 인증 결과를 수신할 수 있다. 이 경우, 접속 인증 서버(300)에는 엠투엠 게이트웨이(200)와 접속 가능한 지그비 단말(100)에 대한 주소 정보를 미리 저장할 수 있으며, 엠투엠 게이트웨이로부터 수신된 주소를 상기 저장된 주소와 비교하여, 지그비 단말(100)의 접속 인증을 수행할 수 있다.
또한, 엠투엠 게이트웨이(200)는 접속 인증 서버(300)로부터 수신한 접속 인증 결과를 지그비 단말(100)에게 제공할 수 있다. 이 경우, 엠투엠 게이트웨이(200)는 도 5의 Mac Command frame을 사용하며 frame control 필드의 값은 도 6의 빠른 연결 설정에 해당하는 값(예를 들어, “100”: Quick connect)으로 채우고, command type은 도 7의 빠른 연결 설정에 해당하는 값(예를 들어, “0x0a”)로 채울 수 있다.
단말 접속부(240)는 접속 인증된 지그비 단말(100)과의 접속을 수행한다. 따라서, 접속 인증된 지그비 단말(100)은 엠투엠 게이트웨이(200)와의 송수신이 가능하지만, 그렇지 않은 지그비 단말(100)은 엠투엠 게이트웨이(200)와의 송수신이 불가능하게 된다.
제어부(250)는 지그비 단말(100)과의 연결 설정 및 접속 인증을 수행하도록 연결 설정 요청 수신부(210), 연결 설정 방송부(220), 단말 인증부(230), 단말 접속부(240) 및 후술할 송수신부(260)를 제어한다.
송수신부(260)는 지그비 단말(100)과 접속하기 위한 각종 정보를 지그비 단말(100) 또는 접속 인증 서버(300)와 송수신한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 프레임(Beacon frame)의 일례를 도시한 도면이다.
엠투엠 게이트웨이(200)는 도 4에 도시된 바와 같은 IEEE 802.15.4 표준의 비콘 프레임(Beacon frame)을 이용하여 연결 설정 정보를 지그비 단말(100)에게 제공할 수 있다. 이 경우 엠투엠 게이트웨이(200)는 비콘 프레임의 프레임 콘트롤 필드(frame control field)의 값을 기 설정된 값으로 채운 뒤 빠른 연결 설정이 가능함을 주변의 지그비 단말(100)에게 브로드캐스트할 수 있다.
또한, 지그비 단말(100)은 채널들을 스캔하여 도 4와 같은 비콘 프레임의 프레임 콘트롤 필드(frame control field) 값을 읽어 주변에 연결 설정을 지원하는 엠투엠 게이트웨이(200)가 있는지를 확인할 수 있으며, 연결할 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택하고 선택된 엠투엠 게이트웨이(200)에서 제공한 비콘 프레임의 어드레싱 필드(addressing field) 값을 추출하여 PAN ID를 획득할 수가 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 커맨드 프레임(MAC command frame)의 일례를 도시한 도면이다. 지그비 단말(100)은 도 5와 같은 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)을 제공하여 엠투엠 게이트웨이(200)에게 접속 인증을 요청할 수 있으며, 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)의 프레임 콘트롤 필드(frame control field)의 값을 연결 설정을 위한 기 설정된 값으로 채울 수 있다.
또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 프레임 또는 맥 커맨드 프레임에 포함되는 프레임 콘트롤 필드(Frame control field) 및 프레임 콘트롤 필드(Frame control field)의 프레임 타입(frame type) 값의 일례를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 콘트롤 필드에는 프레임 타입 값이 기록되며, 예를 들어, 엠투엠 게이트웨이(200)과 지그비 단말(100)의 연결 설정을 위하여 프레임 타입 값으로 “Quick connect”를 위한 “100”이 기록될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커맨드 타입 필드(command type field) 및 커맨드 타입 필드의 커맨드 프레임 식별자 값(command frame identifier)의 일례를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커맨드 타입 필드에는 커맨드 프레임 식별자 값이 기록되며, 예를 들어, 엠투엠 게이트웨이(200)과 지그비 단말(100)의 연결 설정을 위하여 커맨드 프레임 식별자 값으로 “Quick connect request”에 관한 “0x0a”가 기록될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK 프레임(acknowledge frame)의 일례를 도시한 도면이다.
지그비 단말(100)은 엠투엠 게이트웨이(200)로부터 접속 인증 결과를 수신하고, 도 8과 같은 ACK 프레임(Acknowledge frame)을 엠투엠 게이트웨이(200)에게 송신하여 인증 결과가 수신되었음을 알릴 수 있다. 또한, 엠투엠 게이트웨이(200)는 지그비 단말(100)로부터 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)을 수신할 수 있으며, 엠투엠 게이트웨이(200)는 도 8과 같은 ACK 프레임(Acknowledge frame)을 지그비 단말(100)에 송신하여 접속 인증 요청이 수신되었음을 알릴 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말(100)과 엠투엠 게이트웨이(200) 간의 연결 설정 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 단말(100)과 엠투엠 게이트웨이(200) 간의 연결 설정 방법의 세부 흐름도이다.
단계 S900은 지그비 단말(100)에서 연결 설정을 위한 기능이 활성화되는 단계이다. 지그비 단말(100)은 엠투엠 게이트웨이(200)와의 연결 설정을 위한 별도의 버튼을 포함할 수 있으며, 사용자가 해당 버튼을 누르는 경우에 지그비 단말(100)에서 연결 설정을 위한 기능이 활성화될 수 있다.
단계 S902는 엠투엠 게이트웨이(200)에서 연결 설정을 위한 기능이 활성화되는 단계이다. 엠투엠 게이트웨이(200)에서 연결 설정을 위한 버튼이 눌러지는 경우에 연결 설정을 위한 기능이 활성화될 수 있다.
단계 S904는 지그비 단말(100)이 엠투엠 게이트웨이(200)에게 연결 설정을 요청하는 단계이며, 단계 S906은 엠투엠 게이트웨이(200)가 지그비 단말(100)에게 연결 설정을 위한 정보를 제공하는 단계이다. 단계 S906에서는, 엠투엠 게이트웨이(200)가 도 4와 같은 IEEE 802.15.4 표준의 비콘 프레임(Beacon frame)의 프레임 콘트롤 필드(frame control field)의 프레임 타입(frame type) 값을 도 6에 표시된 빠른 연결 설정 값(예를 들어, “100”: Quick connect)으로 채운 뒤 주변의 지그비 단말(100)에게 브로드캐스트할 수 있다.
단계 S908은 지그비 단말(100)이 엠투엠 게이트웨이(200)로부터 수신된 신호의 세기를 측정하는 단계이다. 단계 S908에서, 지그비 단말(100)은 연결 설정 정보를 제공한 엠투엠 게이트웨이(200)에 대하여 전체 채널을 스캔하고 각각의 엠투엠 게이트웨이(200)의 신호 세기를 측정할 수 있다.
단계 S910은 지그비 단말(100)이 연결하고자 하는 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택하는 단계이다. 단계 S910에서 지그비 단말(100)은 연결 설정 정보를 제공한 엠투엠 게이트웨이(200) 중에서 연결될 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택한다. 지그비 단말(100)은 수신된 연결 설정 정보 및 측정된 신호 세기에 기초하여 연결될 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택할 수 있으며, 구체적으로는 비콘 프레임의 프레임 콘트롤 필드의 특정 필드 값이 연결 설정을 위한 값인지를 확인하고, 연결 설정 값이 확인된 엠투엠 게이트웨이(200) 중에서 신호 세기가 가장 큰 엠투엠 게이트웨이(200)를 선택할 수 있다.
단계 S912는 지그비 단말(100)이 엠투엠 게이트웨이(200)에게 접속 인증을 요청하는 단계이다. 단계 S912에서는 지그비 단말(100)은 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)을 제공하여 접속 인증을 요청할 수 있으며, 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)의 프레임 콘트롤 필드(frame control field)의 커맨드 타입(command type) 값을 연결 설정을 위한 기 설정된 값을 채울 수 있다.
단계 S914는 엠투엠 게이트웨이(200)가 접속 인증 요청을 수신하고 수신 확인 메시지를 지그비 단말(100)에게 제공하는 단계이다. 단계 S914에서 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)을 수신한 엠투엠 게이트웨이(200)는 도 8의 ACK 프레임(Acknowledge frame)을 지그비 단말(100)에게 제공하여 접속 인증 요청이 수신되었음을 알릴 수 있다.
단계 S916은 엠투엠 게이트웨이(200)가 접속 인증 서버(300)에게 접속 인증 요청을 전달하는 단계이다. 단계 S916에서 엠투엠 게이트웨이(200)는 지그비 단말(100)로부터의 접속 인증 요청에 대응하여 지그비 단말(100)의 64bit IEEE 802.15.4 주소를 접속 인증 서버(300)에 전달할 수 있다.
또한, 단계 S918은 접속 인증 서버(300)가 지그비 단말(100)의 접속 인증을 수행하는 단계이다. 단계 S918에서 접속 인증 서버(300)는 엠투엠 게이트웨이(200)와 접속 가능한 지그비 단말(100)에 대한 주소 정보를 미리 저장할 수 있으며, 엠투엠 게이트웨이로부터 수신된 주소를 상기 저장된 주소와 비교하여, 지그비 단말(100)의 접속 인증을 수행할 수 있다.
또한, 단계 S920은 접속 인증 서버(300)가 엠투엠 게이트웨이(200)에게 접속 인증 결과를 제공하는 단계이며, 단계 S922는 엠투엠 게이트웨이(200)가 접속 인증 결과를 지그비 단말(100)에게 제공하는 단계이다. 단계 S920에서, 엠투엠 게이트웨이(200)는 도 5의 맥 커맨드 프레임(Mac Command frame)을 사용하며 frame control 필드의 값을 도 6의 빠른 연결 설정에 해당하는 값(예를 들어, “100”: Quick connect)으로 채우고, command type은 도 7의 빠른 연결 설정에 해당하는 값(예를 들어: “0x0a”)으로 채울 수 있다.
단계 S924는 접속 인증 결과를 수신한 지그비 단말(100)이 수신 확인 신호를 엠투엠 게이트웨이(200)에게 제공하는 단계이다. 단계 S924에서는 엠투엠 게이트웨이(200)로부터 인증 결과를 수신한 지그비 단말(100)이, 도 8의 ACK 프레임(Acknowledge frame)을 엠투엠 게이트웨이(200)에 송신하여 인증 결과가 수신되었음을 알릴 수 있다. 이 때, 프레임 콘트롤 필드의 값은 연결 설정을 위한 기 설정된 값으로 채울 수 있다.
단계 S926은 지그비 단말(100)과 엠투엠 게이트웨이(200)가 데이터를 서로 송수신하는 단계이다. 단계 S926에서 엠투엠 게이트웨이(200)는 접속 인증된 지그비 단말(100)과의 접속을 수행한다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 지그비 단말 110: 연결 설정 요청부
120: 연결 설정 정보 수신부 130: 신호 세기 측정부
140: 게이트웨이 선택부 150: 인증 요청부
200: 엠투엠 게이트웨이 210: 연결 설정 요청 수신부
220: 연결 설정 방송부 230: 단말 인증부
240: 단말 접속부 300: 접속 인증 서버
400: 네트워크

Claims (12)

  1. 엠투엠(Machine to Machine) 게이트웨이와 연결되는 지그비(ZigBee) 단말에 있어서,
    엠투엠 게이트웨이에게 연결 설정을 요청하는 연결 설정 요청부,
    상기 연결 설정 요청에 대응한 상기 엠투엠 게이트웨이의 연결 설정 정보를 수신하는 연결 설정 정보 수신부,
    상기 수신된 연결 설정 정보에 기초하여, 연결될 엠투엠 게이트웨이를 선택하는 게이트웨이 선택부, 및
    상기 선택된 게이트웨이에게 인증을 요청하는 인증 요청부
    를 포함하며,
    상기 인증에 성공하는 경우에, 상기 선택된 게이트웨이에 연결되며, 상기 연결 설정 정보는 상기 엠투엠 게이트웨이에서 브로드캐스트된 것인, 지그비 단말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 설정 정보는, 비콘 프레임(Beacon frame)의 프레임 콘트롤(frame control) 필드 값을 기 설정된 값으로 채운 정보인 것인, 지그비 단말.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 설정 정보를 제공한 엠투엠 게이트웨이의 신호 세기를 측정하는 신호 세기 측정부를 더 포함하며,
    상기 게이트웨이 선택부는, 상기 측정된 신호 세기에 기초하여, 상기 연결될 엠투엠 게이트웨이를 선택하는 것인, 지그비 단말.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 인증 요청부는, 상기 선택된 엠투엠 게이트웨이가 제공한 비콘 프레임의 어드레싱(addressing) 필드 값을 추출하여 상기 엠투엠 게이트웨이의 PAN ID를 획득하며, 상기 획득된 PAN ID(Personal Area Network IDentification)를 이용하여 상기 선택된 엠투엠 게이트웨이에게 접속하는 것인, 지그비 단말.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 인증 요청부는, 상기 지그비 단말의 주소 정보를 상기 엠투엠 게이트웨이에게 제공하며,
    상기 엠투엠 게이트웨이에게 제공된 주소 정보는, 상기 엠투엠 게이트웨이에서 상기 인증 서버에게 제공되어 상기 인증 요청한 지그비 단말의 유효성을 확인하는데 이용되는 것인, 지그비 단말.
  6. 지그비(ZigBee) 단말과 연결되는 엠투엠(Machine to Machine) 게이트웨이에 있어서,
    지그비 단말로부터 연결 설정 요청을 수신하는 연결 설정 요청 수신부,
    상기 연결 설정 요청에 응답하여, 연결 설정 정보를 브로드캐스트하는 연결 설정 방송부,
    상기 브로드캐스트된 연결 설정 정보를 수신한 지그비 단말로부터, 인증 요청을 수신하고, 수신된 인증 요청에 응답하여 상기 지그비 단말의 주소 정보를 인증 서버에게 제공하는 단말 인증부, 및
    상기 인증 서버에서 인증된 지그비 단말과 접속을 수행하는 단말 접속부
    를 포함하는, 엠투엠 게이트웨이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 설정 정보는, 비콘 프레임(Beacon frame)의 프레임 콘트롤(frame control) 필드 값을 기 설정된 값으로 채운 정보인 것인, 엠투엠 게이트웨이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 브로드캐스트된 연결 설정 정보를 수신한 지그비 단말에서, 수신 신호의 세기에 기초하여 접속할 엠투엠 게이트웨이가 선택되는 것인, 엠투엠 게이트웨이.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 지그비 단말의 주소 정보는, 상기 인증 서버에서 상기 인증 서버에 저장되어 있는 주소와 비교되어, 상기 지그비 단말의 유효성을 확인하는데 이용되는 것인, 엠투엠 게이트웨이.
  10. 지그비(ZigBee) 단말과 엠투엠(Machine to Machine) 게이트웨이의 연결을 설정하는 방법에 있어서,
    지그비 단말과의 연결을 위한 연결 설정 정보를 브로드캐스트하는 단계,
    상기 브로드캐스트된 연결 설정 정보를 수신한 지그비 단말로부터 주소 정보를 수신하는 단계,
    상기 수신된 주소 정보를 접속 인증 서버에게 제공하는 단계,
    상기 제공된 주소 정보에 기초한 상기 지그비 단말의 인증 여부를 상기 접속 인증 서버로부터 수신하는 단계, 및
    상기 인증 여부에 기초하여, 상기 지그비 단말과의 접속을 수행하는 단계
    를 포함하는 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이의 연결 설정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 연결 설정 정보는, 비콘 프레임(Beacon frame)의 프레임 콘트롤(frame control) 필드 값을 기 설정된 값으로 채운 정보인 것인, 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이의 연결 설정 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 브로드캐스트된 연결 설정 정보를 수신한 지그비 단말에서 수신된 신호의 세기에 기초하여 접속할 엠투엠 게이트웨이가 선택되는 것인, 지그비 단말과 엠투엠 게이트웨이의 연결 설정 방법.
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