KR20180073028A - 로컬 및 글로벌 IoT 서비스 동시 제공을 위한 IoT 게이트웨이 - Google Patents

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KR20180073028A
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이상신
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Abstract

서버 중심형의 글로벌 IoT 서비스와 게이트웨이 중심형의 로컬 IoT 서비스를 복합적으로 병행하는 IoT 서비스 방법 및 이를 적용한 IoT 시스템이 제공된다. 이에 의해, IoT 디바이스가 IoT 서버로 직접 연결하지 않고 IoT 게이트웨이를 서버와 같이 활용하여 IoT 게이트웨이에 데이터가 수집될 수 있게 되므로, IoT 서버를 거치지 않고 IoT 게이트웨이에서도 IoT 서비스가 가능해진다.

Description

로컬 및 글로벌 IoT 서비스 동시 제공을 위한 IoT 게이트웨이{IoT Gateway for Simultaneous Local and Global IoT Services}
본 발명은 IoT 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IoT 시스템을 활용하여 다양한 IoT 서비스를 제공하기 위한 IoT 시스템, 서버, 게이트웨이에 관한 것이다.
기존 IoT 서비스는 서버 중심형으로써, 서버에서 모든 IoT 데이터를 수집하고 이를 제공하는 구조이다. 이와 같은 서버 중심형 구조의 IoT 서비스는 IoT 디바이스에서 발생하는 대용량의 데이터를 적정하게 처리하는데 어려움이 있다.
나아가, 이와 같은 서버 중심형 구조의 IoT 서비스는 디바이스와 서버 간 네트워크 환경에 따라 서비스의 반응 속도가 매우 느려질 수 있다. 특히, 디바이스와 서버 사이에 게이트웨이가 마련되어 있는 경우에는, 게이트웨이의 데이터 중계로 인해 서비스 속도가 느려지는 문제가 있다.
이에, IoT 디바이스의 데이터의 수집/처리의 적정성과 신속성을 확보하기 위해, 중심형 구조를 탈피한 새로운 구조의 IoT 서비스의 모색이 요원한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 서버 중심형의 글로벌 IoT 서비스와 게이트웨이 중심형의 로컬 IoT 서비스를 복합적으로 병행하는 IoT 서비스 방법 및 이를 적용한 IoT 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 서비스 방법은 게이트웨이가, 센서 디바이스로부터 데이터들을 수집하는 단계; 게이트웨이가, 수집한 데이터들을 서버로 전달하는 단계; 및 게이트웨이가, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 보유하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 IoT 서비스 방법은 게이트웨이가, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 제1 제어단계; 및 서버가, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 제2 제어단계;를 더 포함할 수 있다. 이 때, 사용자 디바이스가, 서버 또는 게이트웨이에 액츄에이터 디바이스 제어를 요청하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 제어단계는, 게이트웨이가, 보유하고 있는 특정 범위의 데이터만을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어할 수 있다.
제2 제어단계는, 서버가, 게이트웨이로부터 전달받은 데이터들을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어할 수 있다.
제1 제어단계는, 이상 발생에 대응하기 위해, 액츄에이터 디바이스를 제어하고, 제2 제어단계는, 정상 상태에서, 액츄에이터 디바이스를 제어할 수 있다.
전달단계는, 게이트웨이가, 수집한 데이터들을 서버로 간헐적으로 전달할 수 있다.
특정 범위의 데이터는, 최근의 특정 시간 동안 수집한 데이터일 수 있다.
게이트웨이가, 자신에 연결된 디바이스에 대한 조회를 처리하여 제공하는 단계; 및 서버가, 게이트웨이에 연결된 디바이스에 대한 조회를 처리하여 제공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 센서 디바이스 및 서버와 통신하는 통신부; 통신부를 통해 센서 디바이스로부터 데이터들을 수집하고, 수집한 데이터들을 서버로 전달하며, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 보유하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이가 제공된다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 서버가, 게이트웨이가 센서 디바이스로부터 수집한 데이터들을 전달받는 단계; 서버가, 전달받은 데이터들을 분석하여, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 단계;를 포함하고, 게이트웨이는, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법이 제공된다.
나아가, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 게이트웨이와 통신하는 통신 인터페이스; 게이트웨이가 센서 디바이스로부터 수집한 데이터들을 통신 인터페이스를 통해 전달받아 분석하여, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 프로세서;를 포함하고, 게이트웨이는, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 서버가 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, IoT 디바이스가 IoT 서버로 직접 연결하지 않고 IoT 게이트웨이를 서버와 같이 활용하여 IoT 게이트웨이에 데이터가 수집될 수 있게 되므로, IoT 서버를 거치지 않고 IoT 게이트웨이에서도 IoT 서비스가 가능해진다.
IoT 게이트웨이가 로컬 영역에 존재하는 센서 디바이스의 데이터를 수집하고 제공함으로써 빠르고 적정하게 로컬 IoT 서비스를 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, IoT 게이트웨이 기반으로 로컬 영역에서 데이터를 수집하고 분석하기 때문에 IoT 서버의 부담을 줄일 수 있으며, 네트워크 부하를 낮출 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 실시예들에 따르면, IoT 게이트웨이는 IoT 디바이스의 정보를 IoT 서버로 전달하기 때문에, IoT 서버에서도 로컬 IoT 디바이스의 정보를 조회하고 데이터를 수집하므로, IoT 서버를 통해 언제 어디서나 IoT 서비스를 제공하는 것이 가능하다.
나아가, 본 발명의 실시예들에 따르면, IoT 서버는 장기간, 대용량의 센서 데이터가 저장되기 때문에 대용량 데이터 기반의 빅데이터 분석, 기계학습 등을 통한 깊이 있는 IoT 서비스 지원이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템의 블럭도,
도 2는 센서 디바이스 등록 과정의 설명에 제공되는 순서도,
도 3은 액츄에이터 디바이스 등록 과정의 설명에 제공되는 순서도,
도 4는, 도 1에 도시된 IoT 게이트웨이의 상세 블럭도,
도 5는 IoT 게이트웨이의 동작에 대한 상세 흐름도,
도 6은, 도 1에 도시된 IoT 서버의 상세 블럭도,
도 7은 IoT 서버의 동작에 대한 상세 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
1. 로컬/글로벌 IoT 서비스 시스템
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 시스템의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 IoT 시스템은, IoT 서버(100)에 의한 글로벌 IoT 서비스(410)와 IoT 게이트웨이(200)에 의한 로컬 IoT 서비스(420)를 동시에/함께 제공한다.
이와 같은 복합형 서비스를 제공하는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, IoT 서버(100), IoT 게이트웨이(200) 및 IoT 디바이스들(311,312,313,321,322,323)이 상호 통신가능하도록 연결되어 구축된다.
IoT 서버(100)는 IoT 게이트웨이(200)가 수집한 센서 디바이스들(311, 312, 313)의 데이터를 전달받아 저장하고, 저장된 데이터를 분석하여 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)을 제어한다.
IoT 서버(100)는 장기간 그리고 대용량의 센서 데이터들에 대해 빅데이터 분석, 기계학습 등을 통한 깊이 있는 분석을 기반으로, 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)을 제어한다.
단, IoT 게이트웨이(200)는 센서 디바이스들(311,312,313)로부터 수집한 데이터들을 실시간으로 전달하지 않고, 블럭 단위로 주기적/간헐적인 전달을 하기 때문에, IoT 서버(100)에 의한 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)의 제어는 신속하지 못하다.
따라서, IoT 서버(100)에 의한 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)의 제어는, 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)을 통해 제어하고자 하는 장비/설비가 정상 상태인 경우, 즉, 이상 상태가 아닌 경우에 적합하다.
IoT 게이트웨이(200)는 센서 디바이스들(311,312,313)로부터 수집한 데이터들을 IoT 서버(100)에 전달함에 앞서 자신의 저장공간에도 저장한다.
단, IoT 게이트웨이(200)가 저장 공간에 보유하는 데이터는 최근 데이터, 이를 테면, 최근 3일 간의 데이터에 한정된다. 즉, IoT 게이트웨이(200)는 보유 기간이 경과한 데이터들을 주기적으로 저장공간에서 삭제한다.
따라서, IoT 게이트웨이(200)는 최근/소량의 데이터만을 보유한다는 점에서, 장기간/다량의 데이터를 보유하는 IoT 서버(100)와 차이가 있다.
IoT 서버(100)와 마찬가지로, IoT 게이트웨이(200)도 자신이 보유하고 있는 센서 데이터들을 분석하여 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)을 제어한다. 단, IoT 게이트웨이(200)는 최근/소량의 데이터만을 간단히 비교 분석하여 제어한다는 점에서, IoT 게이트웨이(200)에 의한 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)의 제어는 신속한 반면 깊이 있는 분석에 기반한 제어는 불가능하다.
따라서, IoT 게이트웨이(200)에 의한 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)의 제어는, 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)을 통해 제어하고자 하는 장비/설비가 이상 상태인 경우, 즉, 고장이나 이상 데이터가 감지된 경우에 적합하다.
제어하고자 하는 장비/설비는, 이상 상태 발생시에 신속한 제어가 요구되는, 이를 테면, 교량일 수 있는데, 그 밖의 다른 종류의 장비/설비로 구현하는 경우도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
사용자는 글로벌 IoT 서비스(410)는 물론 로컬 IoT 서비스(420)를 통해서도, 사용자의 요청/명령, 이를 테면, 디바이스 조회나 디바이스 데이터 조회, 디바이스 제어 명령을 입력할 수 있다.
글로벌 IoT 서비스(410)를 통한 사용자의 요청/명령은, IoT 서버(100)에 전달된다. 로컬 IoT 서비스(420)를 통한 사용자의 요청/명령은, IoT 게이트웨이(200)에 전달되거나 IoT 게이트웨이(200)를 통해 IoT 서버(100)에 전달될 수 있다.
2. 센서 디바이스 등록
이하에서, 센서 디바이스(311,312,313)의 등록 과정에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 센서 디바이스 등록 과정의 설명에 제공되는 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, IoT 게이트웨이(200)에 연결된 센서 디바이스가 IoT 게이트웨이(200)에 자신의 UID를 전송하면서 등록을 요청한다(S510).
그러면, IoT 게이트웨이(200)는 자신의 ID와 센서 디바이스의 UID를 IoT 서버(100)에 전송하면서, 게이트웨이-센서 등록을 요청한다(S520). 이에, IoT 서버(100)는 센서 디바이스에 대한 유효성을 검증한다(S530).
검증 성공시, IoT 서버(100)는 센서 디바이스에 부여한 센서 ID를 IoT 게이트웨이(200)에 반환하고(S540), IoT 게이트웨이(200)는 IoT 서버(100)로부터 전달받은 센서 ID를 센서 디바이스에 전달한다(S550).
검증 실패시, IoT 서버(100)는 IoT 게이트웨이(200)에 검증 실패 결과를 반환하고(S560), IoT 게이트웨이(200)는 IoT 서버(100)로부터 전달받은 검증 실패 결과를 센서 디바이스에 전달한다(S570).
3. 액츄에이터 디바이스 등록
이하에서, 액츄에이터 디바이스(321,322,323)의 등록 과정에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 액츄에이터 디바이스 등록 과정의 설명에 제공되는 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, IoT 게이트웨이(200)에 연결된 액츄에이터 디바이스가 IoT 게이트웨이(200)에 자신의 UID를 전송하면서 등록을 요청한다(S610).
그러면, IoT 게이트웨이(200)는 자신의 ID와 액츄에이터 디바이스의 UID를 IoT 서버(100)에 전송하면서, 게이트웨이-액츄에이터 등록을 요청한다(S620). 이에, IoT 서버(100)는 액츄에이터 디바이스에 대한 유효성을 검증한다(S630).
검증 성공시, IoT 서버(100)는 액츄에이터 디바이스에 부여한 액츄에이터 ID를 IoT 게이트웨이(200)에 반환하고(S640), IoT 게이트웨이(200)는 IoT 서버(100)로부터 전달받은 액츄에이터 ID를 액츄에이터 디바이스에 전달한다(S650).
검증 실패시, IoT 서버(100)는 IoT 게이트웨이(200)에 검증 실패 결과를 반환하고(S660), IoT 게이트웨이(200)는 IoT 서버(100)로부터 전달받은 검증 실패 결과를 액츄에이터 디바이스에 전달한다(S670).
4. IoT 게이트웨이
도 4는, 도 1에 도시된 IoT 게이트웨이(200)의 상세 블럭도이고, 도 5는 IoT 게이트웨이(200)의 동작에 대한 상세 흐름도이다.
IoT 게이트웨이(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 통신부(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함한다.
통신부(210)는 IoT 서버(100) 및 IoT 디바이스(311,312,313,321,322,323)와 통신 연결을 위한 수단이다.
프로세서(220)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 센서 디바이스들(311,312,313)로부터 데이터를 수집하여 메모리(230)에 저장하고(S710, S720), 저장된 데이터를 IoT 서버(100)에 주기적으로 전달한다(S730).
또한, 프로세서(220)는 메모리(230)에 저장된 데이터를 분석하여 액츄에이터 디바이스들(321,322,323)을 제어한다(S740, S750).
아울러, 프로세서(220)는 IoT 서버(100)나 사용자로부터 수신되는 명령을 처리한다(S760, S770). 명령에는 IoT 디바이스(311,312,313,321,322,323)에 대한 디바이스 조회, 데이터 조회, 제어 등이 포함된다.
5. IoT 서버
도 6은, 도 1에 도시된 IoT 서버(100)의 상세 블럭도이고, 도 7은 IoT 서버(100)의 동작에 대한 상세 흐름도이다.
IoT 서버(100)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 통신 인터페이스(110), 프로세서(120) 및 DB(130)를 포함한다.
통신 인터페이스(110)는 IoT 게이트웨이(200)와 통신 연결을 위한 수단이다.
프로세서(120)는, 도 7에 도시된 바와 같이, IoT 게이트웨이(200)로부터 전달받은 센서 데이터들을 DB(130)에 저장하고(S810, S820), 저장된 데이터를 분석하여 액츄에이터 디바이스(321,322,323)에 대한 제어 명령을 생성하여 IoT 게이트웨이(200)에 전달한다(S830, S840).
아울러, 프로세서(120)는 사용자로부터 직접 또는 IoT 게이트웨이(200)를 통해 전달되는 명령을 처리한다(S850, S860). 명령에는 IoT 디바이스(311,312,313,321,322,323)에 대한 디바이스 조회, 데이터 조회, 제어 등이 포함된다.
6. 변형예
금까지, 로컬 및 글로벌 IoT 서비스 동시 제공을 위한 IoT 게이트웨이에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 IoT 게이트웨이는 로컬 IoT 서버와 같이 기능하여 센서 디바이스들(311,312,313)로부터 데이터를 수신/보유하는 한편, 수신한 데이터를 IoT 서버와의 연동을 통해 공유한다.
IoT 디바이스들의 정보와 센서 데이터를 IoT 게이트웨이와 IoT 서버가 공유하기 때문에, IoT 서버에서 로컬 영역의 IoT 디바이스를 조회하고 데이터를 수신하며 제어를 수행할 수 있다.
마찬가지로 IoT 게이트웨이에서도 IoT 서버와 같이 IoT 서비스를 제공할 수 있다. 즉, IoT 게이트웨이는 IoT 서버와 같이, IoT 디바이스의 정보와 센서 데이터를 제공하기 때문에 로컬 데이터 분석, 로컬 제어 등 로컬 영역에서의 서비스 구현이 가능하다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : IoT 서버
200 : IoT 게이트웨이
311,312,313 : 센서 디바이스
321,322,323 : 액츄에이터 디바이스
410 : 글로벌 IoT 서비스
420 : 로컬 IoT 서비스

Claims (12)

  1. 게이트웨이가, 센서 디바이스들로부터 데이터들을 수집하는 단계;
    게이트웨이가, 수집한 데이터들을 서버로 전달하는 단계; 및
    게이트웨이가, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 보유하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    게이트웨이가, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 제1 제어단계; 및
    서버가, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 제2 제어단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    서버 또는 게이트웨이에 액츄에이터 디바이스 제어를 요청하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    제1 제어단계는,
    게이트웨이가, 보유하고 있는 특정 범위의 데이터만을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제2 제어단계는,
    서버가, 게이트웨이로부터 전달받은 데이터들을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제1 제어단계는,
    이상 발생에 대응하기 위해, 액츄에이터 디바이스를 제어하고,
    제2 제어단계는,
    정상 상태에서, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    전달단계는,
    게이트웨이가, 수집한 데이터들을 서버로 간헐적으로 전달하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    특정 범위의 데이터는,
    최근의 특정 시간 동안 수집한 데이터인 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    게이트웨이가, 자신에 연결된 디바이스에 대한 조회를 처리하여 제공하는 단계; 및
    서버가, 게이트웨이에 연결된 디바이스에 대한 조회를 처리하여 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  10. 센서 디바이스들 및 서버와 통신하는 통신부;
    통신부를 통해 센서 디바이스들로부터 데이터들을 수집하고, 수집한 데이터들을 서버로 전달하며, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 보유하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  11. 서버가, 게이트웨이가 센서 디바이스들로부터 수집한 데이터들을 전달받는 단계;
    서버가, 전달받은 데이터들을 분석하여, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 단계;를 포함하고,
    게이트웨이는, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 서비스 방법.
  12. 게이트웨이와 통신하는 통신 인터페이스;
    게이트웨이가 센서 디바이스들로부터 수집한 데이터들을 통신 인터페이스를 통해 전달받아 분석하여, 액츄에이터 디바이스를 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    게이트웨이는, 수집한 데이터들 중 특정 범위의 데이터만을 분석하여 액츄에이터 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 서버.
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