KR20180065868A

KR20180065868A - MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용한 SUN 센서 모니터링 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20180065868A
Application number: KR1020170113253A
Authority: KR
Inventors: 최창식; 박완기; 정진두; 구태연; 김종원; 박소영; 이일우; 한진수; 허세완
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2018-06-18
Also published as: KR101936338B1

Abstract

MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용한 SUN 센서 모니터링 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법은 IoT 게이트웨이가, 스마트 유틸리티 네트워크(Smart Utility Network)에 연결된 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 수집하는 단계; 및 상기 IoT 게이트웨이가, 수집된 모니터링 데이터를 상기 MQTT 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공하는 단계를 포함한다.

Description

MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용한 SUN 센서 모니터링 방법 및 이를 위한 장치 {METHOD FOR MORNITERING SUN-SENSOR USING IOT GATEWAY BASED ON MQTT AND APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용하여 SUN(Smart Utility Network) 센서를 모니터링 하는 기술에 관한 것으로, 특히 SUN 센서들로부터 수집된 모니터링 데이터를 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜을 이용하여 편리하게 사용자에게 제공할 수 있는 기술에 관한 것이다.

SUN(Smart Utility Network)은 900Mhz 대역에서 수백 미터부터 1km까지의 전송 거리를 지원하는 네트워크 표준 기술로서, 주로 전기, 가스 및 수도 등의 유틸리티 회사에서 원격 장거리 모니터링 서비스를 구현하기 위해서 개발되었다.

그러나 이러한 SUN 통신 기술은 개발자에 의해 정의된 프로토콜에 따라서 데이터 송수신이 이루어지며, 인터넷과 같은 범용 네트워크가 지원되지 않는 폐쇄성으로 인해 시스템 유지 보수 비용 및 서비스 확산에 문제점을 가진다.

한국 공개 특허 제10-2016-0118813호, 2016년 10월 12일 공개(명칭: 이동통신망을 통해 원격 서버와 연결되는 게이트웨이 장치 및 그것의 IP관리 방법)

본 발명의 목적은 별도의 서버 없이도 인터넷 서비스를 직접 제공할 수 있는 IoT 게이트웨이를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 SUN(Smart Utility Network) 기반의 모니터링 시스템에 인터넷 연동을 직접 제공함으로써 서비스 확장과 보급을 효율적으로 수행하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 환경에서 범용 서비스 제공이 가능한 SUN 기반의 모니터링 기술을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SUN(Smart Utility Network) 센서 모니터링 방법은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜을 포함하는 IoT(Internet of Thing) 게이트웨이가, 스마트 유틸리티 네트워크(SUN)에 연결된 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 수집하는 단계; 및 상기 IoT 게이트웨이가, 수집된 모니터링 데이터를 상기 MQTT 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공하는 단계를 포함한다.

이 때, 수집하는 단계는 상기 복수개의 센서 노드들 각각에 대한 데이터 쿼리 메시지를 생성하고, 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 연동되어 동작하는 AP(Access Point) 노드에게 전달하는 단계; 및 상기 AP 노드를 기반으로 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 순차적으로 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, SUN 센서 모니터링 방법은 상기 IoT 게이트웨이가, 상기 수집된 모니터링 데이터를 로그 데이터로 생성하여 저장하는 단계; 및 상기 IoT 게이트웨이가, 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터는 삭제하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 로그 데이터는 로그 생성시간에 해당하는 파일명에 상응하게 생성될 수 있다.

이 때, SUN 센서 모니터링 방법은 상기 IoT 게이트웨이의 구동 시 MQTT 퍼블리셔(publisher)를 통해 MQTT 브로커(broker)에 MQTT 발행 등록을 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 수집하는 단계는 상기 MQTT 퍼블리셔로부터 기설정된 주기마다 발생하는 모니터링 요청에 상응하게 상기 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이는, 스마트 유틸리티 네트워크(Smart Utility Network)에 연결된 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 수집하고, 수집된 모니터링 데이터를 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공하는 프로세서; 및 상기 수집된 모니터링 데이터에 상응하는 로그 데이터를 저장하는 메모리를 포함한다.

이 때, 프로세서는 상기 복수개의 센서 노드들 각각에 대한 데이터 쿼리 메시지를 생성하고, 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 연동되어 동작하는 AP(Access Point) 노드에게 전달하고, AP 노드를 기반으로 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 순차적으로 송수신할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 수집된 모니터링 데이터를 로그 데이터로 생성하고, 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터는 삭제할 수 있다.

이 때, 프로세서는 MQTT 퍼블리셔(publisher)를 통해 MQTT 브로커(broker)에 MQTT 발행 등록을 요청할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 MQTT 퍼블리셔로부터 기설정된 주기마다 발생하는 모니터링 요청에 상응하게 상기 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.

본 발명에 따르면, 별도의 서버 없이도 인터넷 서비스를 직접 제공할 수 있는 IoT 게이트웨이를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 SUN(Smart Utility Network) 기반의 모니터링 시스템에 인터넷 연동을 직접 제공함으로써 서비스 확장과 보급을 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 환경에서 범용 서비스 제공이 가능한 SUN 기반의 모니터링 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용한 SUN 센서 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 IoT 게이트웨이와 SUN 센서 모니터링 시스템의 구체적인 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 SUN 센서 모니터링 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 로그 데이터 관리 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이를 나타낸 블록도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용한 SUN 센서 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용한 SUN 센서 모니터링 시스템은 IoT 게이트웨이(110), 복수개의 SUN 센서들 (120-1~120-N), 인터넷(130) 및 사용자 단말(140-1~140-3)을 포함한다.

IoT 게이트웨이(110)는 SUN(Smart Utility Network) 기반 모니터링 시스템을 인터넷(130) 기반의 범용 서비스 형태로 확장하기 위한 장치로써 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜을 제공할 수 있다.

종래의 SUN 통신 기술은 인터넷 기반의 범용 서비스를 제공하지 않으므로 일반적인 SUN 기반의 모니터링 시스템은 서비스 확장 및 보급에 문제점을 가지고 있다. 따라서, SUN 통신 데이터를 TCP/IP 및 HTTP 소켓 프로그램으로 변경하여 인터넷 서비스를 제공하는 별도의 서버를 필요로 하는 단점이 존재하였다.

그러나, 본 발명에 따른 SUN 센서 모니터링 시스템은 MQTT 프로토콜을 기반으로 인터넷 서비스를 별도의 서버 없이 직접 제공하는 IoT 게이트웨이(110)를 제공하고, SUN 모듈을 IoT 게이트웨이(110)에 직접 연동하여 데이터 변환 기능을 제공함으로써 SUN 기반의 모니터링 시스템에 인터넷 연동을 직접 제공할 수 있다.

이와 같은 IoT 게이트웨이(110)는 스마트 유틸리티 네트워크(SUN)에 연결된 복수개의 센서 노드들, 즉 도 1에 도시된 복수개의 SUN 센서들(120-1~120-N)에 대한 모니터링 데이터를 수집한다.

이 때, 복수개의 SUN 센서들(120-1~120-N) 각각에 대한 데이터 쿼리 메시지를 생성하고, 데이터 쿼리 메시지를 복수개의 SUN 센서들(120-1~120-N)과 연동되어 동작하는 AP(Access Point) 노드에게 전달할 수 있다.

이 때, AP 노드를 기반으로 데이터 쿼리 메시지를 복수개의 SUN 센서들(120-1~120-N)과 순차적으로 송수신할 수 있다.

이 때, MQTT 퍼블리셔로부터 기설정된 주기마다 발생하는 모니터링 요청에 상응하게 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.

또한, IoT 게이트웨이(110)는 수집된 모니터링 데이터를 MQTT 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공한다.

이 때, MQTT 서브스크리버는 일반적으로 사용자 단말(140-1~140-3)에 장착되어 구동될 수 있으며, MQTT 연결이 가능한 환경하에서는 어떤 장치에든 구현이 가능할 수 있다.

또한, IoT 게이트웨이(110)는 수집된 모니터링 데이터를 로그 데이터로 생성하여 저장할 수 있다.

또한, IoT 게이트웨이(110)는 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터는 삭제할 수 있다.

또한, IoT 게이트웨이(110)는 IoT 게이트웨이(110) 구동 시 MQTT 퍼블리셔를 통해 MQTT 브로커에 MQTT 발생 등록을 요청할 수 있다.

복수개의 SUN 센서들(120-1~120-N)은 단거리 무선망(Wireless Personal Area Network, WPAN)의 범위를 확장하여 전력망, 가스망, 수도망 등 공공분야의 센서 네트워크를 구축하는 스마트 유틸리티 네트워크(SUN) 환경에서 동작하는 센서에 상응할 수 있다.

인터넷(130)은 IoT 게이트웨이(110) 및 사용자 단말(140-1~140-3) 사이에 데이터를 전달하는 통로를 제공하는 네트워크에 상응할 수 있다. 이 때, 인터넷(130)은 기존에 이용되는 네트워크 및 향후 개발 가능한 네트워크를 모두 포괄하는 개념일 수 있다. 예를 들어, 인터넷(130)은 한정된 지역 내에서 각종 정보장치들의 통신을 제공하는 유무선근거리 통신망, 이동체 상호 간 및 이동체와 이동체 외부와의 통신을 제공하는 이동통신망, 위성을 이용해 지구국과 지구국간 통신을 제공하는 위성통신망이거나 유무선 통신망 중에서 어느 하나이거나, 둘 이상의 결합으로 이루어질 수 있다. 한편, 인터넷(130)에 상응하는 네트워크의 전송 방식 표준은, 기존의 전송 방식 표준에 한정되는 것은 아니며, 향후 개발될 모든 전송 방식 표준을 포함할 수 있다.

사용자 단말(140-1~140-3)은 IoT 게이트웨이(110)를 통해 모니터링 데이터를 제공받는 대상으로, MQTT 서브스크리버(Subscriber)가 장착된 기기에 상응할 수 있다.

이 때, 사용자 단말(140-1~140-3)은 MQTT 서브스크리버(Subscriber)를 기반으로 MQTT 연결이 가능한 장치라면 어떤 장치든 해당할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜을 포함하는 IoT(Internet of Thing) 게이트웨이가, 스마트 유틸리티 네트워크(SUN)에 연결된 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 수집한다(S210).

예를 들어, IoT 게이트웨이는 스마트 유틸리티 네트워크에 의한 통신환경에서 SUN End 노드들로부터 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. 이 때, SUN End 노드들은 SUN 센서에 상응할 수도 있다.

이 때, 복수개의 센서 노드들 각각에 대한 데이터 쿼리 메시지를 생성하고, 데이터 쿼리 메시지를 복수개의 센서 노드들과 연동되어 동작하는 AP(Access Point) 노드에게 전달할 수 있다.

이 때, AP 노드는 SUN을 기반으로 복수개의 SUN 센서들과 연동되어 데이터를 송수신하는 장치일 수 있다. 예를 들어, AP 노드는 SUN 프로토콜을 통해서 REQ/ACK 메시지를 복수개의 센서 노드들과 송수신하여 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.

이 때, AP 노드를 기반으로 데이터 쿼리 메시지를 복수개의 센서 노드들과 순차적으로 송수신할 수 있다.

예를 들어, 센서 노드가 1번부터 10번까지 존재한다고 가정하면, AP 노드는 먼저 1번 센서 노드에 대해 REQ/ACK 메시지를 송수신하여 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. 이 후, 2번 센서 노드에 대해서도 동일한 과정을 수행하여 모니터링 데이터를 수집하고, 2번 센서 노드에 대한 수집이 완료된 이후에 3번 센서 노드에 대한 수집을 수행할 수 있다. 이와 같은 방식으로 10번 센서 노드까지 모니터링 데이터를 순차적으로 수집할 수 있다.

이 때, MQTT 퍼블리셔(Publisher)로부터 기설정된 주기마다 발생하는 모니터링 요청에 상응하게 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.

이 때, MQTT 퍼블리셔는 MQTT 프로토콜에서 제공되는 QoS(Quality of Service)레벨 중 하나로 MQTT 브로커(Broker)를 통해 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 메시지를 전달할 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, MQTT 퍼블리셔는 기설정된 주기마다 모니터링 요청에 의해 수집된 모니터링 데이터를 MQTT 서브스크리버에게 제공할 수 있다.

예를 들어, MQTT 퍼블리셔는 정보를 만들어 내는 센서에 해당할 수 있으며, MQTT 브로커는 MQTT 퍼블리셔에서 만든 정보를 중계하는 프록시 서버(proxy server)와 같은 역할을 수행할 수 있다. 또한, MQTT 서브스크리버는 정보를 사용하는 사용자, 즉 센서 데이터를 사용하는 어플리케이션에 해당할 수 있다.

이 때, MQTT 퍼블리셔는 IoT 게이트웨이에 포함된 별도의 모니터링 데이터 수집모듈로부터 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 전달받을 수 있다. 예를 들어, 모니터링 데이터 수집모듈을 통해 복수개의 센서 노드들에 대해서 모니터링 데이터가 모두 수집된 경우에 수집된 모니터링 데이터 전체를 MQTT 퍼블리셔로 전달할 수 있다.

따라서, MQTT 서브스크리버는 일반적으로 스마트폰, PC 및 노트북과 같은 사용자 디바이스에 장착되어 구동될 수 있다. 또한, MQTT 연결이 가능한 환경하에서는 어떤 장치에든 MQTT 서브스크리버를 구현할 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법은 IoT 게이트웨이의 구동 시 MQTT 퍼블리셔(publisher)를 통해 MQTT 브로커(Broker)에 MQTT 발생 등록을 요청할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이가 구동되면, MQTT 퍼블리셔는 MQTT 브로커에 MQTT 발생 등록을 요청하고, 또한 MQTT 서브스크리버는 MQTT 브로커에 구동 등록을 요청할 수 있다. 이 때, MQTT 브로커는 IoT 게이트웨이의 구동 시 자동으로 실행되어 메모리에 상주할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법은 IoT 게이트웨이가, 수집된 모니터링 데이터를 MQTT 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공한다(S220).

이 때, MQTT 퍼블리셔는 모니터링 데이터를 MQTT 통신 규약에 맞는 MQTT 메시지로 변형시켜 MQTT 브로커에게 발행할 수 있다.

이 때, MQTT 퍼블리셔는 MQTT 메시지를 발행한 이후에 일정한 주기 동안 Sleep 상태로 천이할 수 있고, 다시 모니터링 요청을 위한 기설정된 주기가 돌아오면 Wake-up 상태로 천이하여 모니터링 기능이 동작하도록 할 수 있다.

이 때, MQTT 브로커는 MQTT 퍼블리셔로부터 발생된 MQTT 메시지를 구동 등록된 MQTT 서브스크리버에게 제공함으로써 MQTT 서브스크리버가 장착된 사용자의 단말 또는 디바이스로 모니터링 데이터를 제공할 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법은 IoT 게이트웨이가 수집된 모니터링 데이터를 로그 데이터로 생성하여 저장할 수 있다.

이 때, 모니터링 데이터를 로그 데이터의 형태로 관리함으로써 모니터링 시스템에 대한 유지보수 및 기능 확인을 편리하게 제공할 수 있다. 예를 들어, 로그 데이터를 기반으로 모니터링 데이터가 MQTT 프로토콜을 통해서 사용자에게 제대로 전달되지 않을 경우를 대비한 분석 기능을 제공하거나, 또는 시스템 관리자에게 유지보수를 위한 정보 제공의 목적으로 로그 데이터를 제공할 수도 있다.

이 때, 로그 데이터는 로그 생성시간에 해당하는 파일명에 상응하게 생성될 수 있다. 예를 들어, 로그 데이터는 연, 월, 일, 시, 분, 초 기반의 파일명을 가지는 파일의 형태로 생성될 수 있다.

이 때, 로그 데이터는 기설정된 주기에 따라 모니터링 데이터가 수집될 때마다 생성되어 저장될 수 있다. 즉, MQTT 퍼블리셔에 의해 모니터링이 요청되어 모니터링 데이터가 수집될 때마다 해당 모니터링 데이터에 상응하는 로그 데이터가 생성되고 관리될 수 있다.

이 때, 로그 데이터는 IoT 게이트웨이의 내부에 존재하는 메모리에 저장되거나 또는 IoT 게이트웨이와 연동되어 동작하는 별도의 저장 모듈에 저장될 수도 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법은 IoT 게이트웨이가 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터는 삭제할 수 있다.

이 때, 로그 데이터를 주기적으로 삭제함으로써 불필요한 데이터가 축적되어 IoT 게이트웨이의 성능이 저하되거나 시스템이 다운되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, IoT 게이트웨이 내부에서 로그 데이터를 삭제하기 위한 별도의 로그 데이터 삭제 모듈은 Sleep 상태에서 일정한 시간마다 Wake-up 상태로 천이되면서 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터를 찾아 삭제하도록 명령할 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 SUN 센서 모니터링 방법은 상술한 바와 같이 SUN 센서 모니터링 과정에서 발생하는 다양한 정보를 저장할 수 있다.

이와 같은 SUN 센서 모니터링 방법을 통해, 별도의 서버 없이도 인터넷 서비스를 직접 제공할 수 있는 IoT 게이트웨이를 제공할 수 있다.

또한, SUN(Smart Utility Network) 기반의 모니터링 시스템에 인터넷 연동을 직접 제공함으로써 서비스 확장과 보급을 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 환경에서 범용 서비스 제공이 가능한 SUN 기반의 모니터링 기술을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 IoT 게이트웨이와 SUN 센서 모니터링 시스템의 구체적인 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 SUN 센서 모니터링 시스템은 도 3에 도시된 IoT 게이트웨이(300)를 중심으로 동작하되, 복수개의 SUN END 노드 제어 모듈들(320-1~320-N)로부터 모니터링 데이터를 수집하여 최종적으로 MQTT Subscriber(310)에게 제공하는 구조에 해당할 수 있다.

이 때, 도 3에 도시된 IoT 게이트웨이(300)의 구체적인 구조를 기반으로 SUN 센서 모니터링을 수행하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모니터링을 수행하기 위해 IoT 게이트웨이(300)를 구동시킬 수 있다.

이 때, IoT 게이트웨이(300)의 구동과 함께 MQTT 브로커(301)가 실행되어 IoT 게이트웨이(300)의 메모리에 상주할 수 있다.

이 후, MQTT 프로토콜을 사용하기 위해서 MQTT 퍼블리셔(302)가 MQTT 브로커(301)로 발생 등록 요청을 수행할 수 있고, MQTT 서브스크리버(310)는 MQTT 브로커(301)로 구독 등록 요청을 수행할 수 있다.

이 후, 기설정된 주기마다 MQTT 퍼블리셔(302)가 모니터링을 요청하는 경우, 모니터링 데이터 수집 모듈(303)이 SUN AP 노드 제어모듈(304)을 통해 복수개의 SUN END 노드 제어 모듈들(320-1~320-N)로부터 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.

이 때, SUN AP 노드 제어모듈(304)은 모니터링 데이터 수집 모듈로부터 데이터 쿼리 메시지를 전달받고, 이를 바탕으로 복수개의 SUN END 노드 제어 모듈들(320-1~320-N)로부터 모니터링 데이터를 순차적으로 수신할 수 있다.

이 후, 모니터링 데이터 수집 모듈(303)은 SUN AP 노드 제어 모듈(304)로부터 전달받은 모니터링 데이터를 각각 MQTT 퍼블리셔(302)와 로그 데이터 생성 모듈(305)에게 전달해줄 수 있다.

이 때, MQTT 퍼블리셔(302)가 전달받은 모니터링 데이터를 MQTT 메시지에 상응하는 형태로 변환하여 MQTT 브로커(301)에 발행하면, MQTT 서브스크리버(310)가 MQTT 브로커(301)를 통해 모니터링 데이터에 상응하는 MQTT 메시지를 제공받아, 모니터링 데이터를 획득할 수 있다.

또한, 로그 데이터 생성 모듈(305)에서는 전달받은 모니터링 데이터를 로그 데이터의 형태로 생성하여 메모리(307)에 저장할 수 있다.

이 때, 로그 데이터는 그 생성 시기를 알 수 있도록 로그 생성시간에 해당하는 파일명에 상응하게 생성될 수 있다.

이 때, 로그 데이터 생성 모듈(305)은 모니터링 데이터를 로그 데이터로 변환하기 위한 요청 또는 명령만을 수행하고, 별도의 모듈을 통해 모니터링 데이터를 로그 데이터로 변환할 수도 있다.

또한, 로그 데이터 삭제 모듈(306)은 메모리(307)에 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간이 초과된 로그 데이터를 삭제하는 역할을 수행할 수 있다.

예를 들어, 로그 데이터 삭제 모듈(306)은 일정한 주기마다 동작하여 메모리(307)에 저장된 전체 로그 데이터들 중 기설정된 보관 시간이 초과된 로그 데이터만을 검색하여 삭제하도록 할 수 있다. 이 때, 로그 데이터의 파일명을 기반으로 로그 데이터의 보관 시간을 판단할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 SUN 센서 모니터링 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 SUN 센서 모니터링 과정은 먼저, IoT 게이트웨이가 구동하여 MQTT 브로커(301)가 메모리에 상주하는 상황에서, MQTT 퍼블리셔(302)가 MQTT 브로커(301)에게 MQTT 발행 등록을 요청할 수 있다(S402).

또한, MQTT 서브스크리버(310)는 MQTT 브로커(301)에게 MQTT 구독 등록을 요청할 수 있다(S404).

상기와 같은 과정을 통해 MQTT 발행 등록과 MQTT 구동 등록이 완료되어 MQTT 프로토콜의 사용 준비가 완료된 경우, MQTT 퍼블리셔(302)가 복수개의 END 노드들에 대한 모니터링을 요청할 수 있다(S406).

이 후, 모니터링 데이터 수집 모듈(303)은 모니터링 요청에 따라 복수개의 SUN END 노드들로부터 모니터링 데이터를 수집하기 위한 쿼리 메시지를 복수개의 SUN END 노드들에 상응하게 순차적으로 생성하여 SUN AP 노드 제어 모듈(304)로 제공할 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 것과 같이 먼저 SUN END 노드 1에 대한 쿼리 메시지를 생성하여 SUN AP 노드 제어 모듈(304)로 제공하면(S408), SUN AP 노드 제어 모듈(304)이 수신된 쿼리 메시지를 기반으로 SUN AP 노드를 이용하여 SUN END 노드 1로 REQ 메시지를 전송할 수 있다(S410).

이 후, SUN END 노드 1에 상응하는 SUN END 노드 제어 모듈(320)이 REQ 메시지에 대한 응답으로 ACK 메시지를 SUN AP 노드에게 전송하면(S412), SUN AP 노드 제어 모듈(304)이 ACK 메시지에 포함된 SUN END 노드 1에 대한 모니터링 데이터를 수집하여 모니터링 데이터 수집 모듈(303)로 제공할 수 있다(S414).

이 후, 상기와 같은 방식으로 SUN END 노드 2, SUN END 노드 3, ..., SUN END 노드 N까지 모니터링 데이터를 수집할 수 있다(S416~S424).

이 후, 모든 SUN END 노드들에 대한 모니터링 데이터 수집이 완료되면, 모니터링 데이터 수집 모듈(303)은 수집된 모니터링 데이터를 MQTT 퍼블리셔(302)에게 전달할 수 있다(S426).

이 후, MQTT 퍼블리셔(302)는 모니터링 데이터를 MQTT 메시지 형태로 변환하여 MQTT 브로커(301)에게 발생할 수 있고(S428), MQTT 서브스크리버(310)는 MQTT 브로커(301)를 통해 모니터링 데이터에 상응하는 MQTT 메시지를 전달받을 수 있다(S430).

이 때, MQTT 퍼블리셔(302)는 모니터링 데이터에 해당하는 MQTT 메시지를 발행한 이후에 일정한 기간 동안 sleep 상태로 천이되었다가(S432), 모니터링을 수행하기 위한 주기가 돌아오면 Wake-up 상태로 천이되어 다시 모니터리 요청을 수행할 수 있다(S434).

도 5는 본 발명에 따른 로그 데이터 관리 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 로그 데이터 관리 과정은 먼저, 모니터링 데이터 수집 모듈(303)에 의해 복수개의 SUN END 노드들로부터 모니터링 데이터가 수집되면(S502), 모니터링 데이터 수집 모듈(303)은 모니터링 데이터를 각각 MQTT 퍼블리셔와(302) 로그 데이터 생성 모듈(305)로 전달할 수 있다(S504, S506).

이 때, MQTT 퍼블리셔(302)와 로그 데이터 생성 모듈(305)로 전달되는 모니터링 데이터는 동일한 데이터일 수 있다.

이 후, 로그 데이터 생성 모듈(305)은 전달받은 모니터링 데이터에 대해 로그 데이터 생성을 요청할 수 있고(S508), 메모리(307)에서는 로그 데이터 생성 요청에 따라 모니터링 데이터에 상응하는 로그 데이터를 생성하여 저장할 수 있다(S510).

또한, 로그 데이터 삭제 모듈(306)은 일반적으로는 Sleep 상태로 유지될 수 있고(S512), 일정한 주기마다 Wake-up 상태로 천이되어 동작할 수 있다(S514).

이 때, 로그 데이터 삭제 모듈(306)은 메모리(307)에 저장된 로그 데이터들 중 기설정된 보관 시간이 초과된 로그 데이터에 대해 로그 데이터 삭제 명령을 수행할 수 있다(S516).

이 후, 메모리(307)에서는 로그 데이터 삭제 명령에 따라 기설정된 보관 시간이 초과된 로그 데이터를 삭제할 수 있다(S518).

이 때, 로그 데이터 삭제 모듈(306)에 의해 주기적으로 로그 데이터 삭제가 구현되지 않을 경우, IoT 게이트웨이는 로그 데이터의 대량 누적으로 인한 성능 저하나 시스템다운 등의 문제가 발생할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이를 나타낸 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이는 통신부(610), 프로세서(620), 메모리(630) 및 저장부(640)를 포함한다.

통신부(610)는 네트워크와 같은 통신망을 통해 SUN 센서 모니터링을 위해 필요한 정보를 송수신하는 역할을 한다.

프로세서(620)는 스마트 유틸리티 네트워크(Smart Utility Network)에 연결된 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 수집한다.

또한, 프로세서(620)는 IoT 게이트웨이의 구동 시 MQTT 퍼블리셔(publisher)를 통해 MQTT 브로커(Broker)에 MQTT 발생 등록을 요청할 수 있다.

또한, 프로세서(620)는 수집된 모니터링 데이터를 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공한다.

또한, 프로세서(620)는 IoT 게이트웨이가 수집된 모니터링 데이터를 로그 데이터로 생성하여 저장할 수 있다.

또한, 프로세서(620)는 IoT 게이트웨이가 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터는 삭제할 수 있다.

메모리(630)는 수집된 모니터링 데이터에 상응하는 로그 데이터를 저장한다.

저장부(640)는 상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이에서 발생하는 다양한 정보를 저장한다.

실시예에 따라, 저장부(640)는 IoT 게이트웨이와 독립적으로 구성되어 SUN 센서 모니터링을 위한 기능을 지원할 수 있다. 이 때, 저장부(640)는 별도의 대용량 스토리지로 동작할 수 있고, 동작 수행을 위한 제어 기능을 포함할 수도 있다.

한편, IoT 게이트웨이는 메모리가 탑재되어 그 장치 내에서 정보를 저장할 수 있다. 일 구현예의 경우, 메모리는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 일 구현 예에서, 메모리는 휘발성 메모리 유닛일 수 있으며, 다른 구현예의 경우, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛일 수도 있다. 일 구현예의 경우, 저장장치는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 다양한 서로 다른 구현 예에서, 저장장치는 예컨대 하드디스크 장치, 광학디스크 장치, 혹은 어떤 다른 대용량 저장장치를 포함할 수도 있다.

이와 같은 IoT 게이트웨이를 이용함으로써 별도의 서버 없이도 인터넷 서비스를 직접 제공할 수 있는 IoT 게이트웨이를 제공할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 MQTT 기반의 IoT 게이트웨이를 이용한 SUN 센서 모니터링 방법 및 이를 위한 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

110, 300: IoT 게이트웨이 120-1~120-N: SUN 센서
130: 인터넷 140-1~140-3: 사용자 단말
301: MQTT 브로커(Broker) 302: MQTT 퍼블리셔(Publisher)
303: 모니터링 데이터 수집 모듈 304: SUN AP 노드 제어모듈
305: 로그 데이터 생성모듈 306: 로그 데이터 삭제모듈
307: 메모리 310: MQTT 서브스크리버(Subscriber)
320, 320-1~320-N: SUN End 노드 제어모듈
610: 통신부 620: 프로세서
630: 메모리 640: 저장부

Claims

MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜을 포함하는 IoT(Internet of Thing) 게이트웨이를 이용한 SUN(Smart Utility Network) 센서 모니터링 방법에 있어서,
상기 IoT 게이트웨이가, 스마트 유틸리티 네트워크(SUN)에 연결된 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 수집하는 단계; 및
상기 IoT 게이트웨이가, 수집된 모니터링 데이터를 상기 MQTT 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 SUN 센서 모니터링 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 수집하는 단계는
상기 복수개의 센서 노드들 각각에 대한 데이터 쿼리 메시지를 생성하고, 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 연동되어 동작하는 AP(Access Point) 노드에게 전달하는 단계; 및
상기 AP 노드를 기반으로 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 순차적으로 송수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SUN 센서 모니터링 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 SUN 센서 모니터링 방법은
상기 IoT 게이트웨이가, 상기 수집된 모니터링 데이터를 로그 데이터로 생성하여 저장하는 단계; 및
상기 IoT 게이트웨이가, 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터는 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SUN 센서 모니터링 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 로그 데이터는 로그 생성시간에 해당하는 파일명에 상응하게 생성되는 것을 특징으로 하는 SUN 센서 모니터링 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 SUN 센서 모니터링 방법은
상기 IoT 게이트웨이의 구동 시 MQTT 퍼블리셔(publisher)를 통해 MQTT 브로커(broker)에 MQTT 발행 등록을 요청하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SUN 센서 모니터링 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 수집하는 단계는
상기 MQTT 퍼블리셔로부터 기설정된 주기마다 발생하는 모니터링 요청을 에 상응하게 상기 모니터링 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 SUN 센서 모니터링 방법.
스마트 유틸리티 네트워크(Smart Utility Network)에 연결된 복수개의 센서 노드들에 대한 모니터링 데이터를 수집하고, 수집된 모니터링 데이터를 MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜에 구독 등록된 MQTT 서브스크리버(Subscriber)에게 제공하는 프로세서; 및
상기 수집된 모니터링 데이터에 상응하는 로그 데이터를 저장하는 메모리
를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT(Internet of Thing) 게이트웨이.
청구항 7에 있어서,
상기 프로세서는
상기 복수개의 센서 노드들 각각에 대한 데이터 쿼리 메시지를 생성하고, 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 연동되어 동작하는 AP(Access Point) 노드에게 전달하고, 상기 AP 노드를 기반으로 상기 데이터 쿼리 메시지를 상기 복수개의 센서 노드들과 순차적으로 송수신하는 것을 특징으로 하는 IoT 게이트웨이.
청구항 7에 있어서,
상기 프로세서는
상기 수집된 모니터링 데이터를 상기 로그 데이터로 생성하고, 저장된 로그 데이터 중 기설정된 보관 시간을 초과한 로그 데이터는 삭제하는 것을 특징으로 하는 IoT 게이트웨이.
청구항 7에 있어서,
상기 프로세서는
MQTT 퍼블리셔(publisher)를 통해 MQTT 브로커(broker)에 MQTT 발행 등록을 요청하는 것을 특징으로 하는 IoT 게이트웨이.