KR20170071021A - 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20170071021A
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황영학
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 제1 네트워크와 연결되고, 제1 네트워크 내의 통신 객체로부터 제1 네트워크의 프로토콜 타입의 명령을 수신하는 제1 통신부와; 제2 네트워크와 통신을 수행하는 제2 통신부와; 상기 통신 객체의 번호에 맵핑된 제1 네트워크의 제1 장치 식별자 및 상기 명령의 속성을 획득하고, 상기 획득된 제1 장치 식별자에 맵핑된 제2 네트워크 내의 제2 장치 식별자를 획득하고, 제2 장치가 상기 명령에 해당하는 동작을 수행하도록, 상기 명령의 속성을 제2 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하고, 상기 변환된 명령을 제2 통신부를 통해 제2 네트워크 내의 제2 장치로 전송하는 제어부;를 포함하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치 및 방법에 관한 것으로써, ZigBee 장치를 KNX 네트워크 내에서 하나의 장치로 연동 가능하게 함으로써, KNX 네트워크 상에서 ZigBee 장치의 동작을 제어하거나 또는 ZigBee 장치로부터 장치 상태 정보를 수신할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치 및 방법{DEVICE FOR CONVERTING A PROTOCOL BETWEEN DIFFERENT NETWORKS}
본 발명은 서로 다른 프로토콜을 사용하는 이종 네트워크 간에 기능을 연동할 수 있도록 프로토콜을 변환하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치 및 방법에 관한 것이다.
KNX(Konnex)는 빌딩 및 주택에서의 전력, 조명, 냉난방, 보안, 에너지 시스템 등의 제어를 위해 유럽에서 개발된 표준 통신망 프로토콜로서 본래 유럽 지역에서 널리 쓰이던 3개의 주요 홈 네트워크 프로토콜인 BatiBus, EIB (European Installation Bus) 및 EHS (European Home System)가 하나로 통합되어 KNX 프로토콜이 완성되었다.
이후, KNX는 국제 표준 프로토콜로서 ISO/IEC 14543-3으로 승인되었다. 이러한 표준 프로토콜이라는 특징을 통해 각기 다른 생산자가 개발한 장치에 대해서도 호환성 및 상호 운용성을 보장할 수 있다.
상기와 같이, 건물 관리자는 KNX 프로토콜을 통해 빌딩 또는 주택에서의 전력, 조명, 냉난방, 보안, 에너지 시스템 등을 제어할 수 있다.
한편, 최근 ZigBee 전구, ZigBee 센서 등이 많이 사용되고 있으나, ZigBee 프로토콜과 KNX 프로토콜은 서로 다른 규격을 사용하고 있어서, KNX 네트워크 상에서 ZigBee 장치를 사용하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 필요성을 충족하거나 또는 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로서, ZigBee 장치를 KNX 네트워크 내에서 하나의 장치로 연동 가능하게 함으로써, KNX 네트워크 상에서 ZigBee 장치의 동작을 제어하거나 또는 ZigBee 장치로부터 장치 상태 정보를 수신하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치는, 제1 네트워크와 연결되고, 제1 네트워크 내의 통신 객체로부터 제1 네트워크의 프로토콜 타입의 명령을 수신하는 제1 통신부와; 제2 네트워크와 통신을 수행하는 제2 통신부와; 상기 통신 객체의 번호에 맵핑된 제1 네트워크의 제1 장치 식별자 및 상기 명령의 속성을 획득하고, 상기 획득된 제1 장치 식별자에 맵핑된 제2 네트워크 내의 제2 장치 식별자를 획득하고, 제2 장치가 상기 명령에 해당하는 동작을 수행하도록, 상기 명령의 속성을 제2 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하고, 상기 변환된 명령을 제2 통신부를 통해 제2 네트워크 내의 제2 장치로 전송하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 방법은, 제1 네트워크와 연결되고, 제1 네트워크 내의 통신 객체로부터 제1 네트워크의 프로토콜 타입의 명령을 수신하는 단계와; 상기 통신 객체의 번호에 맵핑된 제1 네트워크의 제1 장치 식별자(ID) 및 상기 명령의 속성을 획득하는 단계와; 상기 획득된 제1 장치 식별자(ID)에 맵핑된 제2 네트워크 내의 제2 장치 식별자(ID)를 획득하는 단계와; 상기 제2 장치가 상기 명령에 해당하는 동작을 수행하도록, 상기 명령의 속성을 제2 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하는 단계와; 상기 변환된 명령을 제2 네트워크 내의 제2 장치로 전송하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, ZigBee 장치를 KNX 네트워크 내에서 하나의 장치로 연동 가능하게 함으로써, KNX 네트워크 상에서 ZigBee 장치의 동작을 제어하거나 또는 ZigBee 장치로부터 장치 상태 정보를 수신할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 게이트웨이를 이용한 이종 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 게이트웨이를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 10은 본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 과정을 나타낸 설명도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서는 본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치를 게이트웨이로 명칭하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 게이트웨이를 이용한 이종 네트워크 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 게이트웨이를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 4 내지 도 10은 본 발명에 따른 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 과정을 나타낸 설명도이다.
도 1을 참조하면, 제1 네트워크(40)는 KNX 네트워크이고, 제2 네트워크(80)는 ZigBee 네트워크이다.
KNX는 Twisted Pair, Power Line, RF (Radio Frequency) 및 Ethernet 등의 다양한 통신 매체를 지원한다. 대부분의 KNX 시스템에서는 다른 매체에 비해 상대적으로 높은 안정성을 제공하는 Twisted Pair가 사용되며, 상전원 Power Line을 이용하여 PLC (Power Line Communication)를 구성할 수도 있다.
또한, 이러한 유선 통신 매체의 설치가 용이하지 않은 경우를 위해 RF 역시 지원하지만, 보안 및 지능적인 망 관리 등의 기능이 다른 프로토콜에 비해 미비하다. 그리고 이상의 모든 매체는 KNX Ethernet Coupler를 통해 외부 인터넷 망과 연결 될 수있다.
KNX는 유선 매체 사용의 경우 전기적 요구조건(resistive and capacitive length)을 충족시키는 범위 내에서 다양한 와이어링이 가능하다. 또한, 일반 동작 절차에서 멀티캐스트 기반으로 동작하므로 네트워크 토폴로지는 장치 동작에 영향을 미치지 않는다.
KNX는 동일한 사용자 데이터(user data) 값을 다양한 용도로 사용하기 위하여 DPT (Datapoint Type)를 정의하고 있다.
DPT는 16-bit main number와 16-bit Sub number로 구분되며, main number는 DPT의 형식 또는 인코딩을 의미하고, Sub number는 사용자 데이터의 차원 또는 단위를 나타낸다. DPT는 KNX 협회의 관리를 통해 표준 규격화되어 유지 보수되며, 새로운 용도의 DPT가 필요할 경우 KNX 협회에 심사를 통해 표준 DPT로 추가된다.
프로토콜의 측면에서 서비스란 프로토콜의 각 계층이 제공하는 기능을 의미한다. 각 계층별로 여러 가지 서비스가 존재하지만, 사용자가 접근할 필요가 있는 서비스는 응용계층 서비스가 일반적이다.
KNX는 일반 동작 단계에서 장치들은 멀티캐스트 기반으로 동작하며 로컬 및 리모트 장치 통신 객체의 값을 읽어오기 위한 'A_GroupValue_Read'와 로컬 및 리모트 장치의 통신 객체에 값을 쓰기 위한 'A_GroupValue_Write'가 사용된다.
KNX에는 16bit 물리 주소(Physical Address) 및 16bit 그룹 주소(Group address)의 두 가지 주소체계가 존재한다. 물리 주소는 모든 장치들이 갖는 고유의 주소이며 이를 통해 각각의 장치를 구별할 수 있다. 물리 주소는 장치의 확인, 커미셔닝 과정에서의 장치에 대한 프로그래밍 및 진단 절차에 사용된다.
반면에 그룹 주소는 평상시의 일반 동작에 사용되는 주소로서, 장치 내부의 통신 객체에 부여되는 주소이다. 장치들은 멀티캐스트를 기반으로, 통신 객체에 할당된 그룹 주소를 목적지 주소로 갖는 텔레그램에 의해 동작된다. 이로써 설치자는 장치의 위치 및 토폴로지에 전혀 상관없이 장치들 간의 동작을 정의할 수 있으며 일반 사용자는 보다 직관적으로 전체 시스템을 이해할 수 있다.
ZigBee는 전세계 250개 이상의 회사들이 개발하고 지원하는 사실상 표준(de facto standard) 프로토콜이다. 다양한 무선 기반 프로토콜들이 있으나, ZigBee는 유비쿼터스 및 센서 네트워크 환경에 가장 적합하다고 인정 받는 프로토콜이다.
ZigBee는 일상 기기들에 무선 지능 및 성능을 구축함으로써 유연성과 이동성 및 편리성을 제공하기 위해 디자인 되었으며 신뢰성, 확장성, 긴 배터리 수명 및 저비용 등의 특징을 강점으로 내세우고 있다.
ZigBee는 무선 센서 네트워크의 개념이 도입 가능한 다양한 분야에 적용 가능하며, 현재까지는 ‘홈 오토메이션’ 및 ‘원격 검침’에 관련한 ‘활용 표준 문건’이 발표되었다.
ZigBee의 프로토콜 계층은 물리 계층과 MAC 계층의 IEEE 802.15.4와 라우팅 프로토콜이 정의된 네트워크 계층, 네트워크 계층과 응용계층의 연계를 위한 응용 지원 하부 계층(Application Support Sub-layer)으로 구성된다.
ZigBee의 물리 계층과 MAC 계층은 IEEE 802.15.4 규격을 따르고 있기 때문에 ZigBee의 통신 매체는 IEEE 802.15.4에서 정의하고 있는 2.4GHz, 868MHz 및 915MHz을 사용하고 있다.
또한 IEEE 802.15.4의 가장 큰 특징 중 하나인 저전력 통신 기술로, 유사한 용도의 프로토콜 중 저전력 고속 통신 보다 적합한 특징을 지니고 있다.
ZCL(ZigBee Cluster Library)은 ZigBee 규격을 통해 응용 프로그램을 개발할 때 기본적으로 사용되는 기능을 종류별로 모아 기능 블록으로 구성해 놓고 있다. 이는 ZigBee 기술의 응용 용도에 따라 ZigBee Profile로 재정의되며 이를 통해 개발자는 호환성 있는 장치를 개발할 수 있다.
ZigBee Profile은 ZigBee 응용 분야에 맞추어 호환성 있는 장치를 개발할 수 있도록 ZCL을 기반으로 작성된 규격이다. 현재 HAP(Home Automation Public Application Profile) 및 SEP(Smart Energy Public Application Profile) 및 CBA (Commercial Building Application) 등의 Profile이 발표 되었으며, 지속적으로 추가 되고 있다.
ZigBee Profile은 ZigBee Cluster Library에서 정의하고 있는 Cluster들의 조합을 통해 이루어 진다. 예를 들어 HAP에서 정의하고 있는 On/Off Switch 장치의 경우 ZCL에서 정의하고 있는 On/Off, Scenes, Groups, Identify 및 On/Off Switch Configuration Cluster들의 조합으로 구성되어 있다.
사용자 데이터의 사용 용도를 정확히 표현하기 위해서는 ZigBee 프로파일의 Profile, Endpoint, Device ID, Cluster, Attribute, Data type, 및 Attribute data 값들을 정확히 기술해야 한다.
일 예로, ZigBee 장치가 조명이면, 조명의 스위치를 켜기 위한 데이터인 0x01이라는 데이터의 용도를 표현하기 위해 Profile ID는 HAP를 가리키는 0x0104로 설정될 수 있고, Device ID는 On/Off Switch임을 알리는 0x0000으로, Cluster ID는 On/Off Cluster 임을 알리기 위해 0x0006으로, Attribute ID 는 On/Off Attribute 임을 알리기 위해 0x0000으로 설정될 수 있다.
또한 사용자 데이터인 0x01의 데이터 형을 알리기 위해 Data Type은 Boolean을 나타내는 0x01으로 설정될 수 있다. 이와 같이, ZigBee에서는 사용자 데이터의 사용 용도에 대한 기술을 위해, Profile ID, Device ID, Cluster ID, Attribute ID, Data type 및 규정된 Attribute data가 필요함을 알 수 있다.
상기와 같이, 유선 기반의 홈 네트워크 프로토콜로서 국제 표준으로 승인된 KNX는 실제로 많은 가정 및 건물에 설치되어 있는 상대적으로 성숙한 프로토콜이다.
이에 비해 무선 기반의 ZigBee 프로토콜은 각종 어플리케이션에 적용될 수 있도록 새롭게 제안된 차세대 프로토콜로서 자체적으로는 지능적인 라우팅 및 자원관리 등 효율적인 기능을 지니고 있다. 따라서, ZigBee와 KNX의 연동 방법을 모색하여 두 네트워크의 연동 가능성을 확보함으로써, ZigBee는 기존의 KNX 홈 네트워크 시스템이 설치된 환경에 추가적인 도입이 가능해 지고, KNX 기반의 홈 네트워크 시스템은 기존의 KNX가 지원하는 무선 매체 기반의 KNX/RF보다 상대적으로 성능이 뛰어난 저전력 센서 네트워크 기술인 ZigBee 시스템을 이용할 수 있게 되므로, 유무선 프로토콜의 장점을 결합하여 효율성 및 이용성을 극대화할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 서로 다른 KNX 및 ZigBee의 이종 프로토콜 간의 연동 방법으로 게이트웨이(100)를 이용할 수 있다.
게이트웨이(100)는 서로 다른 통신망 프로토콜을 사용하는 네트워크간의 통신을 가능하게 하는 장치로써 종류가 다른 네트워크 간의 통로 역할을 한다.
게이트웨이(100)를 통해 KNX 및 ZigBee의 두 네트워크 및 서로 다른 프로토콜을 연동하면, 양측 네트워크는 본연의 기능을 순수하게 유지할 수 있으므로 양 네트워크의 장점을 그대로 유지할 수 있으며, 각 네트워크의 단점은 이종 네트워크 사용을 통해 극복할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 KNX-ZigBee 게이트웨이(100)의 구성 요소에 대해 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 게이트웨이(100)는 제1 통신부(110), 제2 통신부(120), 메모리(130) 및 제어부(140)를 포함하여 구성된다.
제1 통신부(110)는 KNX 네트워크(40)와 연결되고, KNX 네트워크(40)를 통해 KNX 통신 객체 및 KNX에 연결된 장치들과 통신을 수행한다.
제2 통신부(120)는 ZigBee 네트워크(80)와 연결되고, ZigBee 네트워크(80)에 접속된 ZigBee 장치들과 통신을 수행한다. 이때, 상기 ZigBee 장치들은, 조명 장치, 재실감지(Occupancy) 센서, 온도 센서, 습도 센서, 화재감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
메모리(130)는 본 발명에 따라 KNX 네트워크에서 사용되는 프로토콜 주소 및 ZigBee 네트워크에서 사용되는 프로토콜 주소 및 데이터 타입을 맵핑하는데 사용되는 테이블들이 저장된다. 상기 테이블들에 대한 설명은 이하에서 상세히 후술한다.
제어부(140)는 본 발명에 따른 게이트웨이(100)의 전반적인 동작을 제어하고, 이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따라 KNX 네트워크 및 ZigBee 네트워크 간의 프로토콜을 연동하여 변환하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 10을 참조하면, 제어부(140)는 제1 통신부(110)를 통해 KNX 네트워크(40)에 연결되고, KNX 네트워크(40) 내의 특정 통신 객체로부터 KNX 네트워크(40)의 프로토콜 타입의 명령을 수신한다[S110].
이때, 상기 명령은 ZigBee 네트워크(80) 내에 연결된 특정 제2 ZigBee 장치가 특정 동작을 수행하도록 지시하는 명령이나, 상기 명령이 ZigBee 프로토콜의 프로파일 형태가 아닌, KNX 프로토콜의 DPT(Data Point Type) 형태이다.
제어부(140)는 상기 통신 객체로부터 수신된 명령 내에 포함된 상기 통신 객체의 번호를 파악하고, 메모리(130)에 저장된 제1 테이블 내에서 상기 파악된 통신 객체의 번호와 맵핑된 KNX 네트워크(40) 내의 KNX 장치의 식별자(ID) 및 상기 명령의 속성을 파악하여 획득한다[S120].
그리고, 제어부(140)는 메모리(130)에 저장된 제2 테이블 내에서 상기 획득된 KNX 장치 식별자에 맵핑된 ZigBee 네트워크(80) 내의 ZigBee 장치 식별자(ID)를 획득한다[S130].
일 예로, 제1 테이블은 도 4의 (a)에 도시된 테이블과 같은 형태가 될 수 있고, 제2 테이블은 도 4의 (b)에 도시된 테이블과 같은 형태가 될 수 있다.
예를 들면, 제1 테이블 내에서 상기 통신 객체 번호가 '3'이면, 제어부(140)는 '3' 통신 객체 번호에 맵핑된 KTX 장치 식별자 '2'를 획득하고, 상기 명령의 속성으로써 DPT에 기술된 'DPT_switch'를 파악한다.
도 4의 (a)에서 'DPT_switch'는 상기 ZigBee 장치가 조명장치일 경우 이를 온/오프하기 위한 데이터 타입이고, 'DPT_Scaling'은 상기 ZigBee 장치를 절대적 디밍(Absolute Dimming) 조절하기 위한 데이터 타입이고, 도 4의 (a)에는 없지만, 'DPT_Control_Dimming'은 상기 ZigBee 장치를 상대적 디밍(Relative Dimming) 조절하기 위한 데이터 타입이 될 수 있다.
그리고, 제어부(140)는 도 4의 (b)에 도시된 제2 테이블 내에서 상기 파악된 KTX 장치 식별자 '2'에 맵핑된 ZigBee 장치 식별자 '1'을 획득하고, 상기 획득된 ZigBee 장치 식별자 '1'에 맵핑된 ID 타입이 'Group'이므로, ZigBee 장치가 속한 그룹 전체의 ZigBee 장치들에 상기 'DPT_switch' 명령을 적용하는 것이다.
상기와 같이, 제어부(140)는 상기 획득된 KNX 장치 식별자에 맵핑된 ZigBee 장치 식별자가 획득되면, ZigBee 장치가 상기 명령에 해당하는 동작을 수행하도록, 상기 명령의 속성을 ZigBee 네트워크(80)의 프로토콜 타입의 속성으로 변환하고[S140], 상기 변환된 명령을 제2 통신부(120)를 통해 ZigBee 네트워크(80) 내의 ZigBee 장치로 전송한다[S150].
일 예로, 도 5에서는 상기 ZigBee 장치가 조명장치이고, 도 5의 (a)에 도시된 제3 테이블은 KNX 프로토콜 타입의 상기 명령의 속성을 나타내고 있고, 도 5의 (b)에 도시된 제4 테이블은 상기 명령이 ZigBee 프로토콜 타입으로 변환되었을 경우 상기 명령이 변환된 속성을 나타내고 있다.
이때, 제3 및 제4 테이블 내의 각각 필드들은 서로 맵핑되고, 일 예로, KNX 프로토콜 타입의 명령으로써, 제3 테이블 내의 'ON/OFF'와 관련된 속성들(DPT, Flag, Size, Range, Unit, Resolution)은 프로토콜 변환 시에, 제4 테이블 내에서 상기 제3 테이블 내의 'ON/OFF'에 맵핑된 "ON/OFF"와 관련된 속성들(Device Type, Cluster Name, Attribute, Command, Access, Type)로 자동 변환된다.
또한, 제3 테이블 내의 'Relative Dimming Level' 명령과 관련된 속성들(DPT, Flag, Size, Range, Unit, Resolution)은 프로토콜 변환 시에, 제4 테이블 내에서 상기 제3 테이블 내의 'Relative Dimming Level'에 맵핑된 'Relative Dimming Level'"와 관련된 속성들(Device Type, Cluster Name, Attribute, Command, Access, Type)로 자동 변환된다.
또한, 제3 테이블 내의 'Dimming Level' 명령과 관련된 속성들(DPT, Flag, Size, Range, Unit, Resolution)은 프로토콜 변환 시에, 제4 테이블 내에서 상기 제3 테이블 내의 'Dimming Level'에 맵핑된 'Dimming Level'와 관련된 속성들(Device Type, Cluster Name, Attribute, Command, Access, Type)로 자동 변환된다.
이때, 도 6의 제5 테이블과 같이, 상기 명령 중 'Dimming Level'(절대적 디밍 조절)은 KNX 프로토콜에서의 조절 값 단위와, ZigBee 프로토콜에서의 조절 값 단위가 서로 상이하다.
일 예로, KNX는 각 단계별로 디밍값의 증가 또는 감소를 단계별로 특정 갯수 이상 분류한 값들로 구성되나, ZigBee는 디밍값 조절을 백분율 단위로 조절한다.
따라서, 본 발명에서는 제5 테이블에 도시된 바와 같이, KNX의 각 디밍 레벨값들에 비례하게 ZigBee의 디밍 백분율 값이 비례되어 결정되도록 할 수 있다.
도 3을 이어서 설명하면, 본 발명에서 S110 내지 S150 과정과는 반대로, 게이트웨이(100)는 ZigBee 장치로부터 수신되는 ZigBee 프로토콜 속성의 장치 상태 정보를 KNX 프로토콜 속성으로 변환하여 KNX 네트워크로 전송할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 제2 통신부(120)를 통해 ZigBee 장치로부터 ZigBee 네트워크(80)의 프로토콜 타입의 장치 상태 정보를 수신한다[S160].
이때, 상기 장치 상태 정보는, 상기 ZigBee 장치가 조명장치이면, 현재 ZigBee 장치가 ON 또는 OFF 상태인지 또는 ZigBee 장치의 현재 디밍 레벨을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 장치 상태 정보는, 상기 ZigBee 장치가 재실감지(Occupancy) 센서이면, 현재 ZigBee 장치가 설치된 공간 안에 사람이 있는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 장치 상태 정보는, 상기 ZigBee 장치가 온도 센서이면, 현재 ZigBee 장치가 설치된 공간 안의 온도를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 장치 상태 정보는, 상기 ZigBee 장치가 습도 센서이면, 현재 ZigBee 장치가 설치된 공간 안의 습도를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 장치 상태 정보는, 상기 ZigBee 장치가 화재 감지 센서이면, 현재 ZigBee 장치가 설치된 공간 안에 화재가 발생했는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
이어서, 제어부(140)는 상기 제2 테이블 내에서 상기 ZigBee 장치 식별자에 맵핑된 상기 KNX 장치 식별자 및 상기 장치 상태 정보의 속성을 획득하고[S170], 상기 장치 상태 정보의 속성을 KNX 네트워크(40)의 프로토콜 타입의 속성으로 변환하고[S180], 상기 제1 테이블 내에서 상기 획득된 KNX 장치 식별자에 맵핑된 상기 통신 객체로 상기 변환된 상태 정보를 제2 통신부(120)를 통해 전송한다[S190].
일 예로, 도 7에서는 상기 ZigBee 장치가 조명장치이고, 도 7의 (a)에 도시된 제5 테이블은 ZigBee 프로토콜 타입의 상기 장치 상태 정보로써, 상기 조명 장치의 상태의 속성을 나타내고 있고, 도 7의 (b)에 도시된 제6 테이블은 상기 장치 상태 정보가 KNX 프로토콜 타입으로 변환되었을 경우 상기 장치 상태 정보가 변환된 속성을 나타내고 있다.
이때, 제5 및 제6 테이블 내의 각각 필드들은 서로 맵핑되고, 일 예로, ZigBee 프로토콜 타입의 명령으로써, 제5 테이블 내의 'ON/OFF Status'와 관련된 속성들(Device Type, Cluster Name, Attribute, Command, Access, Type)은 프로토콜 변환 시에, 제6 테이블 내에서 상기 제5 테이블 내의 'ON/OFF'에 맵핑된 'ON/OFF Status'(DPT, Flag, Size, Range, Unit, Resolution)와 관련된 속성들로 자동 변환된다.
또한, 제5 테이블 내의 'Dimming Level Status' 명령과 관련된 속성들(Device Type, Cluster Name, Attribute, Command, Access, Type)은 프로토콜 변환 시에, 제6 테이블 내에서 상기 제5 테이블 내의 'Dimming Level Status'에 맵핑된 'Dimming Level Status'와 관련된 속성들(DPT, Flag, Size, Range, Unit, Resolution)로 자동 변환된다.
이때, 상기 'Dimming Level Status'는 상기 ZigBee 장치의 상대적인 디밍 레벨로써, ZigBee 프로토콜에서는 상기 상대적인 디밍 레벨을 백분율로 나타내고, KNX 프로토콜에서는 상기 상대적인 디밍 레벨을 0 내지 254의 RGB 레벨값으로 나타내므로, 본 발명에서는 ZigBee의 각 상대적인 디밍 레벨값에 254를 곱하여 상기 ZigBee 프로토콜에서의 상대적인 디밍 레벨값을 KNX 프로토콜에서의 상대적인 디밍 레벨값으로 변환한다.
다른 예로, 도 8에서는 상기 ZigBee 장치가 재실 감지 센서이고, 도 8의 (a)에 도시된 제7 테이블은 ZigBee 프로토콜 타입의 상기 장치 상태 정보로써, 상기 재실 감지 센서를 통해 감지된 재실 여부의 속성을 나타내고 있고, 도 8의 (b)에 도시된 제8 테이블은 상기 장치 상태 정보가 KNX 프로토콜 타입으로 변환되었을 경우 상기 장치 상태 정보가 변환된 속성을 나타내고 있다.
또 다른 예로, 도 9에서는 상기 ZigBee 장치가 조도 센서이고, 도 9의 (a)에 도시된 제9 테이블은 ZigBee 프로토콜 타입의 상기 장치 상태 정보로써, 상기 조도 센서가 설치된 주변의 조도 상태의 속성을 나타내고 있고, 도 9의 (b)에 도시된 제10 테이블은 상기 장치 상태 정보가 KNX 프로토콜 타입으로 변환되었을 경우 상기 장치 상태 정보가 변환된 속성을 나타내고 있다.
결론적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은 하나의 ZigBee 장치에 다수의 기능들을 사용할 수 있고, 또한 ZigBee 장치의 기능들을 모두 다른 프로토콜을 사용하는 KNX 네트워크와 연결하여 마치 Zig Bee 장치를 KNX 장치처럼 사용할 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 게이트웨이 110: 제1 통신부
120: 제2 통신부 130: 메모리
140: 제어부

Claims (8)

  1. 제1 네트워크와 연결되고, 제1 네트워크 내의 통신 객체로부터 제1 네트워크의 프로토콜 타입의 명령을 수신하는 제1 통신부;
    제2 네트워크와 통신을 수행하는 제2 통신부; 및
    상기 통신 객체의 번호에 맵핑된 제1 네트워크의 제1 장치 식별자 및 상기 명령의 속성을 획득하고, 상기 획득된 제1 장치 식별자에 맵핑된 제2 네트워크 내의 제2 장치 식별자를 획득하고, 제2 장치가 상기 명령에 해당하는 동작을 수행하도록, 상기 명령의 속성을 제2 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하고, 상기 변환된 명령을 제2 통신부를 통해 제2 네트워크 내의 제2 장치로 전송하는 제어부;를 포함하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    제1 네트워크는, KNX(Konnex) 네트워크를 포함하고,
    제2 네트워크는, ZigBee 네트워크를 포함하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    제2 장치는, ZigBee 조명 장치를 포함하고,
    상기 명령의 속성은, 상기 ZigBee 조명 장치의 온/오프 및 디밍(Dimming) 레벨 조절 중 적어도 하나의 명령을 위한 속성을 포함하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    제1 네트워크 프로토콜 타입의 상기 디밍 제어의 속성은, 0 내지 254 레벨값 중 어느 하나의 레벨 값을 나타내고,
    제2 네트워크 프로토콜 타입의 상기 디밍 제어의 속성은, 백분율(%)로 나타내며,
    상기 제어부는, 상기 어느 하나의 레벨 값을 상기 백분율로 환산하여 상기 디밍 제어의 속성을 제2 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    제2 통신부는, 제2 장치로부터 제2 네트워크의 프로토콜 타입의 제2 장치의 상태 정보를 수신하고,
    상기 제어부는, 제2 장치 식별자에 맵핑된 제1 장치 식별자 및 상기 상태 정보의 속성을 획득하고, 상기 상태 정보의 속성을 제1 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하고, 상기 획득된 제1 장치 식별자에 맵핑된 상기 통신 객체로 상기 변환된 상태 정보를 제2 통신부를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    제2 장치는, 특정 상태를 감지하는 ZigBee 센서를 포함하고,
    상기 상태 정보는, 상기 ZigBee 센서를 통해 감지된 센싱값을 포함하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 장치.
  7. 제1 네트워크와 연결되고, 제1 네트워크 내의 통신 객체로부터 제1 네트워크의 프로토콜 타입의 명령을 수신하는 단계;
    상기 통신 객체의 번호에 맵핑된 제1 네트워크의 제1 장치 식별자(ID) 및 상기 명령의 속성을 획득하는 단계;
    상기 획득된 제1 장치 식별자(ID)에 맵핑된 제2 네트워크 내의 제2 장치 식별자(ID)를 획득하는 단계;
    상기 제2 장치가 상기 명령에 해당하는 동작을 수행하도록, 상기 명령의 속성을 제2 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 명령을 제2 네트워크 내의 제2 장치로 전송하는 단계;를 포함하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    제2 장치로부터 제2 네트워크의 프로토콜 타입의 제2 장치의 상태 정보를 수신하는 단계;
    제2 장치 식별자에 맵핑된 제1 장치 식별자 및 상기 상태 정보의 속성을 획득하는 단계;
    상기 상태 정보의 속성을 제1 네트워크의 프로토콜 타입으로 변환하는 단계; 및
    상기 획득된 제1 장치 식별자에 맵핑된 상기 통신 객체로 상기 변환된 상태 정보를 전송하는 단계;를 더 포함하는 이종 네트워크 간의 프로토콜 변환 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190048479A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 메를로랩 주식회사 이기종 무선 네트워크 기반의 무선통신 디바이스 관리 시스템
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