KR20180044748A - 제어결과 시각적 확인 방법 및 그 장치 - Google Patents

제어결과 시각적 확인 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

제어결과 시각적 확인 방법 및 그 장치가 개시된다. 제어장치는 서버의 제어명령을 상기 저전력광역통신망을 통해 수신하면, 제어명령의 수행 후 제어장치의 화면을 촬영하여 저전력광역통신망의 유효 전송률 이하의 비트율로 전송한다.

Description

제어결과 시각적 확인 방법 및 그 장치{Apparatus and method for visually checking result of control}
본 발명은 원격 제어된 결과를 시각적으로 확인할 수 있는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
사물인터넷(IoT, Internet of Things)의 발전으로 다양한 제품에 대해 원거리에서 제어 및 감시가 가능하게 되었다. 특히 SigFox, LoRa, Ingenu, Weightless 등과 같은 저전력광역통신망(LPWAN, Low Power Wide Area Network)의 무선전송 기술이 빠르게 발전하고 있어 광역 IoT 시스템 구축시 종래에 비해 저비용으로 손쉽게 구축이 가능하게 되어 IoT 서비스 시스템이 확대되는 추세이다.
그러나 LPWAN 기반의 IoT 시스템은 장거리와 저전력으로 넓은 지역에서 많은 수의 기기를 동시에 연결하는 이점이 있으나, 통신 대역폭이 협소하여 많은 정보를 전송하는데 한계가 있다. 따라서 종래 CCTV와 같은 카메라 장치의 영상정보를 LPWAN 환경에서 전송하는데 어려움이 있다.
등록특허공보 제10-1659361호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저대역의 저전력광역통신망 환경에서 각종 IoT 기기 또는 제어장치의 제어 결과를 시각적으로 확인할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 제어결과 시각적 확인 방법의 일 예는, 저전력광역통신망와 연결된 제어장치의 제어결과 확인 방법에 있어서, 상기 제어장치는, 서버의 제어명령을 상기 저전력광역통신망을 통해 수신하는 단계; 상기 제어명령의 수행 후 상기 제어장치의 화면을 촬영하는 단계; 및 상기 화면을 상기 저전력광역통신망의 유효 전송률 이하의 비트율로 전송하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 제어장치의 일 예는, 서버의 제어명령을 상기 저전력광역통신망을 통해 수신하는 수신부; 상기 제어명령의 수행 후 상기 제어장치의 화면을 촬영하여 전송 이미지를 생성하는 제어부; 및 상기 전송 이미지를 상기 저전력광역통신망의 유효 전송률 이하의 비트율로 전송하는 전송부;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 저전력광역통신망 환경에서 IoT 기기들의 제어 결과를 시각적으로 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 저전력광역통신망 환경의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 제어장치의 일 실시 예의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어장치의 제어상태 표시 화면의 일 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 제어결과 시각적 확인 방법의 일 실시 예의 흐름을 도시한 도면, 그리고,
도 5는 본 발명에 따른 제어결과 시각적 확인 방법의 다른 실시 예의 흐름을 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 제어결과 시각적 확인 방법 및 그 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 저전력광역통신망 환경의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 적어도 하나 이상의 제어장치(100,102,104)는 저전력광역통신망(110)을 통해 게이트웨이(120)와 연결되며, 게이트웨이(120)는 종래의 다양한 유무선 통신망(130)을 통해 서버(140)와 연결된다.
게이트웨이(120,122)는 저전력광역통신망(110)과 고속통신망(130) 사이에 위치하여 서버(140)의 제어명령을 포함한 각종 메시지를 제어장치(100,102,104)로 전송하고, 각 제어장치(100,102,104)의 제어결과를 포함하는 각종 메시지를 서버(140)로 전송한다. 게이트웨이(120)는 제어장치(100,102,104)로 제어명령을 전달할 때 저전력광역통신망(110)의 전송상태에 관한 정보도 함께 전송할 수 있다.
제어장치(100,102,104)는 다양한 종류의 IoT 기기일 수 있으며, 서버(140)로부터 제어명령을 수신하면, 그에 따른 동작을 수행하고 그 결과를 서버로 전송한다. 또한, 제어장치(100,102,104)는 제어명령의 수행 결과를 나타내는 메시지와 더불어 제어결과를 시각적으로 확인할 수 있는 이미지 정보를 서버(140)로 전송한다.
제어장치(100,102,104)는 저전력광역통신망(110)의 전송 비트율에 맞는 이미지 정보를 생성하여 전송한다. 예를 들어, 저전력광역통신망(110)의 전송 비트율이 100kbps 이상인 경우에, 제어장치(100,102,104)는 제어결과를 확인할 수 있는 부분에 대한 동영상 또는 고화질의 정지영상을 촬영하여 서버(140)로 전송할 수 있다.
그러나 저전력광역통신망(110)의 전송 비트율이 낮은 경우에는 고화질의 이미지 정보를 그대로 전송하기 부적합하므로, 제어장치(100,102,104)는 저전력광역통신망(110)의 전송 비트율에 맞도록 이미지 용량을 적절히 줄여 전송한다. 만약 전송실패시, 더 적은 용량의 이미지를 코드화하여 전송한다. 저전력광역통신망의 유효 전송률에 따른 이미지 코드화 방안의 일 예는 다음 표 1과 같다.
코드화 방안 추가조절 적용 예 코드화
고비트율(100kbps이상) 동영상 크기조절, 비트율 조정, 프레임율 조정 H.264
이미지(칼라) 크기조절, 압축율 조정, 팔렛트 조절 JPEG
중비트율(10kbps) 이미지(흑백) 압축 기법 선택, 명암도 조절 JBIG
이미지(영역) 영역크기 조절 JBIG
이미지(윤곽선) 변경 부분 확인, 단순화(코드화) JBIG
저비트율(1kbps 이하) 변화감지 여부 시각적 변경 확인만 통보 byte
표 1을 살펴보면, 제어장치(100,102,104)는 저전력광역통신망(110)의 유효 전송률이 고비트율이면, H.264 등으로 동영상 이미지를 코드화하여 전송한다. 만약 전송이 실패하면, 제어장치(100,102,104)는 동영상 이미지의 크기 조절, 비트율 조절 또는 프레임율 조정 등을 통해 이미지 용량을 전송율에 맞춰 줄여 다시 전송한다. 저전력광역통신망(110)이 여러 요인으로 인해 유효 전송율이 저비트율인 경우라면, 제어결과를 확인할 수 있는 부분에 대한 변화만을 감지하여 그 부분에 대한 윤곽선 이미지만을 전송하거나, 아니면 변화에 대한 정보를 코드화하여 전송한다.
서버(140)는 제어장치(100,102,104)에 제어명령을 전달하고 그 결과를 수신하는 장치로서, 스마트폰 등과 같은 사용자 단말로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 제어장치의 일 실시 예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제어장치(100)는 디스플레이부(200), 카메라(210), 수신부(220), 전송부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.
디스플레이부(200)는 제어장치의 제어상태를 화면(예를 들어, 도 3)에 표시한다. 예를 들어, 제어장치의 제어 대상이 에어컨 등과 같은 냉방기라면, 디스플레이부(200)는 현재 온도, 설정 온도, 바람세기, 풍향 등의 제어상태를 화면에 표시한다. 제어장치가 제어하는 대상에 따라 디스플레이부(200)가 생략될 수 있다. 예를 들어, 제어장치가 댐이나 강 등의 수문을 제어하는 경우에, 제어결과는 수문의 개방 여부를 통해 시각적으로 확인할 수 있으므로 디스플레이부(200)를 통한 제어상태의 화면 출력이 존재하지 않을 수 있다.
카메라(210)는 디스플레이부(200)에 의해 표시되는 화면 또는 제어결과를 확인할 수 있는 주변 환경(예를 들어, 수문의 개방 여부)을 촬영한다. 본 실시 예에서 제어장치는 저전력광역통신망(110)에 연결되어 있어 대용량의 데이터 전송이 어려우므로, 카메라(210)는 동영상보다는 정지영상을 촬영하는 것이 바람직하다. 실시 예에 따라, 카메라는 서버의 제어를 통해 촬영 방향이 변경될 수 있다.
수신부(220)는 서버로부터 제어명령을 수신한다. 제어명령은 제어장치의 종류에 따라 다양할 수 있다. 전송부(230)는 제어명령의 수행 결과를 서버로 전송한다.
제어부(240)는 서버의 제어명령을 수행한다. 예를 들어, 제어장치의 제어 대상이 냉난방 온도 장치이고, 서버로부터 온도 제어 명령을 수신하면, 제어부(240)는 온도 제어 명령에 따라 냉난방 장치의 온도를 제어한다. 제어부(240)는 제어명령 수행 후 디스플레이부에 의해 표시되는 화면을 카메라로 촬영하여 제어결과 이미지를 획득하고, 획득한 이미지를 저용량의 이미지로 변환한 후 저전력광역통신망의 유효 전송률 이하의 비트율로 전송한다.
제어부(240)는 저전력광역통신망의 유효 전송률에 따라 촬영 이미지를 그대로 전송하거나 H.264, JPEG, JBIG 등의 다양한 압축 코덱을 이용하여 압축하거나 E또는 촬영 이미지를 흑백 이미지 등으로 변경하여 저용량으로 변환하여 전송한다. 즉, 제어부(240)는 표 1과 같이 저전력광역통신망의 유효 전송률에 맞는 적절한 코드화 방법을 선택하여 최상의 품질을 갖는 촬영 이미지를 서버로 전송한다.
예를 들어, 저전력광역통신망의 유효 전송률이 표 1의 중비트율에 해당하면, 제어부(240)는 촬영 이미지를 흑백 이미지로 변환하고 이를 JBIG으로 코드화하여 전송한다. 만약 전송이 실패하면, 제어부(240)는 다른 압축기법을 적용하거나 흑백 이미지의 명암도 등을 조정하여 이미지 용량을 더 낮추어 다시 전송을 수행한다. 그럼에도 다시 전송이 실패하면, 제어부(240)는 촬영 이미지의 일부 영역만을 선택하여 크기를 조절한 후 다시 전송한다. 저전력광역통신망의 유효 전송율이 표 1의 저비트율이하가 되면, 일반적인 이미지의 전송이 어려우므로, 제어부(240)는 윤곽선을 검출하여, 윤곽선으로 이루어진 윤곽선 이미지를 서버로 전송한다.
실시 예에 따라, 제어부(240)는 저전력광역통신망의 유효 전송률을 측정하거나 또는 게이트웨이로부터 유효 전송률에 대한 정보를 수신한 후 이를 기초로 적절한 이미지 코드화 방법 등을 파악할 수 있다. 또는 제어부(240)는 실시간 저전력광역통신망의 유효 전송률을 파악하지 않고, 초기 설정된 코드화 방법으로 전송을 수행하며 실패시에 더 낮은 코드화 방법으로 촬영 이미지를 변환하여 전송할 수 있다.
다른 예로, 제어부(240)는 제어명령을 수신하면 카메라를 통해 디스플레이부(200)에 의해 표시되는 화면 또는 제어결과의 확인이 가능한 외부 환경(예를 들어, 수문 등)을 촬영하여 제1 이미지를 획득한다. 그리고 제어부(240)는 제어명령의 수행 후 화면 또는 외부 환경을 다시 촬영하여 제2 이미지를 획득한다. 제어부(240)는 제1 이미지와 제2 이미지를 비교하여 변화된 부분만을 추출하여 서버로 전송한다. 예를 들어, 디스플레이부(200)에 의해 표시된 화면이 도 3과 같다면, 제어부(240)는 카메라를 통해 도 3의 화면을 제어명령의 수행 전후로 촬영하여 변화된 부분을 파악하고, 변화된 영역에 대한 이미지만을 추출하여 서버로 전송한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어장치의 제어상태 표시 화면의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제어장치가 제어하는 대상의 상태를 나타내는 각종 아이콘이나 숫자 등이 화면(300)에 표시된다. 제어장치가 제어하는 대상에 따라 화면(300)에 표시되는 내용 또한 상이하다. 제어장치가 제어하는 대상에 따라 제어 상태 표시 화면이 존재하지 아니할 수 있다. 이 경우에, 제어장치가 촬영하는 대상은 도 3과 같은 화면이 아니라 제어 결과를 알 수 있는 주변 환경이다. 예를 들어, 수문 개방을 제어하는 제어장치인 경우에, 제어장치는 카메라를 통해 수문을 촬영한다.
도 4는 본 발명에 따른 제어결과 시각적 확인 방법의 일 실시 예의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제어장치는 서버로부터 제어명령을 수신한다(S400). 제어장치는 제어명령을 수행하고(S410), 제어결과가 나타나는 도 3과 같은 화면 또는 주변환경을 촬영한다(S420). 그리고 제어장치는 저전력광역통신망의 전송률에 따라 촬영한 이미지를 그대로 전송하거나 저용량의 데이터로 변환하여 서버로 전송한다(S430). 촬영 이미지를 저용량의 데이터로 변환하기 위하여, 촬영 이미지를 흑백 이미지로 변환하고, 흑백 이미지로부터 윤곽선을 추출한 후, 윤곽선만으로 이루어진 윤곽선 이미지를 서버로 전송할 수 있다. 또는 제어상태가 표시된 도 3과 같은 화면에서 변경된 부분만을 추출하여 전송할 수 있다. 다른 예로, 제어장치는 센서정보 수준의 데이터량으로 시각확인정보를 처리할 수 있도록 이미지 변경 확인 및 위치를 코드화하여 전송할 수 있다. 이 경우, 서버는 수신한 코드화 정보를 시각적으로 표시할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제어결과 시각적 확인 방법의 다른 실시 예의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제어장치는 서버로부터 제어명령을 수신한다(S500). 제어장치는 제어명령의 수행 전에 제어상태를 나타내는 화면 또는 주변 환경을 카메라를 통해 촬영하여 제1 이미지를 획득한다(S510). 그리고 제어장치는 제어명령을 수행한 후(S520), 제어상태를 나타내는 화면 또는 주변 환경을 카메라를 통해 촬영하여 제2 이미지를 획득한다(S530).
제어장치는 제1 이미지와 제2 이미지의 비교를 통해 변경 부분을 추출한다(S540). 제어장치가 촬영한 대상이 도 3과 같은 화면이고, 제어명령의 수행 전후로 숫자 부분만 변경되었다면 제어장치는 이미지 비교를 통해 변경된 부분이 숫자 부분임을 용이하게 파악할 수 있다.
제어장치는 제2 이미지에서 변경 부분만을 추출한 이미지를 서버로 전송한다(S550). 다른 예로, 제어장치는 변경 부분만을 추출한 이미지에 대한 윤곽선 이미지를 생성하여 전송할 수도 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 저전력광역통신망와 연결된 제어장치의 제어결과 확인 방법에 있어서,
    상기 제어장치는,
    서버의 제어명령을 상기 저전력광역통신망을 통해 수신하는 단계;
    상기 제어명령의 수행 후 상기 제어장치의 화면을 촬영하는 단계; 및
    상기 화면을 상기 저전력광역통신망의 유효 전송률 이하의 비트율로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어결과 시각적 확인 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 촬영하는 단계는,
    상기 화면을 흑백 이미지로 변환하는 단계;
    상기 흑백 이미지의 윤곽선을 검출하는 단계; 및
    상기 윤곽선으로 이루어진 윤곽선 이미지를 생성하는 단계;를 포함하고,
    상기 전송하는 단계는, 상기 윤곽선 이미지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어결과 시각적 확인 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 촬영하는 단계는,
    상기 제어명령의 수행 전 상기 제어장치의 제1 화면을 촬영하여 제1 이미지를 획득하는 단계;
    상기 제어명령의 수행 후 상기 제어장치의 제2 화면을 촬영하여 제2 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여 변화부분을 파악하는 단계;를 포함하고,
    상기 전송하는 단계는, 상기 변화부분에 대한 이미지를 추출하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어결과 시각적 확인 방법.
  4. 서버의 제어명령을 상기 저전력광역통신망을 통해 수신하는 수신부;
    상기 제어명령의 수행 후 상기 제어장치의 화면을 촬영하여 전송 이미지를 생성하는 제어부; 및
    상기 전송 이미지를 상기 저전력광역통신망의 유효 전송률 이하의 비트율로 전송하는 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 화면을 흑백 이미지로 변환하여 윤곽선을 검출하고, 상기 윤곽선으로 이루어진 윤곽선 이미지를 상기 전송 이미지로 생성하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제어명령의 수행 전 상기 제어장치의 화면을 촬영하여 제1 이미지를 획득하고, 상기 제어명령의 수행 후 상기 제어장치의 화면을 촬영하여 제2 이미지를 획득하고, 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여 변화부분을 파악하고, 상기 제2 이미지에서 상기 변화부분을 포함하는 부분을 추출하여 상기 전송 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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