KR20180082489A - 기사용 중인 전자제품을 사물인터넷을 이용하여 연결 가능하게 하는 사물인터넷 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

외부의 사물인터넷(IoT) 플랫폼과 연동하여 IoT 동작을 총괄적으로 제어하는 기능을 수행하는 IoT 허브를 포함하는 사물인터넷 시스템환경에서 전자제품을 원격으로 제어하는 IoT 제어장치를 개시한다. 상기 IoT 제어장치는, 적어도 하나의 전원플러그 삽입구를 포함하고 상기 IoT 허브에는 유선 또는 무선 방식으로 접속되며, 상기 IoT 허브가 IoT 플랫폼으로부터 수신된 IP 어드레스를 확인한 후, 그것이 자신의 IP 어드레스인 것으로 확인되면, 마이크로컨트롤러의 제어하에 목표하는 전자제품에 전원을 공급/차단하도록 제어하는 기능을 수행하는 적어도 하나의 스마트 콘센트(10)와, 그리고 상기 스마트 콘센트로부터 케이블을 통해 접속되어, 상기 스마트 콘센트로부터의 전원 공급 및 제어를 받아, 목표하는 전자제품에 전원전압 및 각종 제어신호를 공급하도록 제어하는 IR(적외선) 제어장치(50)를 포함한다.

Description

기사용 중인 전자제품을 사물인터넷을 이용하여 연결 가능하게 하는 사물인터넷 제어장치 및 그 제어방법

본 발명은 사물인터넷으로 연결하기 위한 제어장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 기사용 중인 일반 전자제품을 사물인터넷(Internet of Things: IoT)을 이용하여 서로 연결하여 사용자가 외부에서 그 전자제품을 원격으로 제어 가능하게 하는 IoT 제어장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

사물인터넷(Internet of Things: IoT)은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 장착하여 인터넷에 접속하여 자동으로 제어하는 기술을 의미한다. 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 서로 주고받아 스스로 분석하고 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격 조정할 수 있는 일종의 인공지능 기술이다. 여기서 사물이란 가전제품, 모바일 장치, 웨어러블 장치 등의 다양한 임베디드 시스템이 될 수 있다. 사물 인터넷에 연결되는 사물들은 자신을 구별할 수 있도록 해주는 유일한 IP 어드레스를 가지고 인터넷으로 연결되어야 하며, 외부 환경으로부터의 데이터 획득을 위해 센서들을 내장할 수 있다.

한편, 정보기술 연구 및 자문회사인 가트너(Gartner)의 보고서에 의하면, 2009년까지 사물 인터넷 기술을 사용하는 사물의 개수는 전 세계적으로 약 9억 개 정도이었으나, 향후 2020년까지는 이 개수가 무려 약 260억 개 정도에 이를 것으로 예상되며, IoT 관련 시장규모는 약 3천억 달러에 달할 것으로 전망하고 있다. 이와 같이 많은 수의 사물들이 서로 연결되면 인터넷을 통해 방대한 데이터가 모이게 되는데, 이렇게 모인 데이터는 기존기술로는 분석하기 어려울 정도로 방대해진다. 이것을 빅 데이터라고 부른다. 따라서 최근의 사물 인터넷의 활용추세에 부응하여 이러한 빅 데이터를 분석하고 활용하는 효율적인 해결책을 개발하는 것의 필요성이 현실적으로 크게 인식되고 있다.

이에 따라 최근에는 통신 서비스 제공자들은 아파트 내의 각종 전자기기를 제어할 수 있는 단말기(월패드)에 사물인터넷 허브를 탑재한 소위 "IoT 월패드"를 개발하여 기존 홈 네트워크 서비스와 가정용 사물인터넷 서비스를 하나의 애플리케이션으로 사용할 수 있는 시스템도 개발하고 있다.

사물인터넷의 핵심은 사용자 편의성을 개선한다는 것에 있는바, 이미 구현되고 있는 기능을 네트워크로 연동해 제어하는 것이 가능하기만 하여도 사물인터넷이 이루려는 세상은 아마도 절반쯤 효과적으로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 신기술이 채택된 지능형이나 적응형 기술이 없더라도 종전보다 훨씬 편리한 세상을 구현할 수 있음에도 불구하고, 기존의 대기업들은 그러한 제품의 도입에 그리 적극적이지는 않은 것이 현실이다.

이러한 문제를 해결하려면 사물인터넷에 연결되는 모든 전자제품들을 사물인터넷 전용 제품으로 교체하여야 한다. 그렇지만, 이러한 신제품은 가격이 고가이고 또 양품인 기사용 중인 제품을 버리고 교체하는 것은 자원을 낭비하고 환경을 오염시키는 원인이 될 것이다.

따라서, 기존에 사용중인 제품들, 특히 IR(적외선) 리모콘 수신부를 갖는 제품들(예컨대, 에어컨, 제습기, 오디오, TV, 공기청정기 등), 기계적인 전원스위치를 사용하는 제품들(커피포트, 토스터기, 믹서 등), 및 터치 방식의 스위치를 사용하는 제품(전기레인지 등)들을 사물인터넷 기능을 추가한 제품으로 교체하지 않고도 그 전자제품들을 사물인터넷으로 연결하여 외부에서 원격으로 제어 가능하게 하는 기술의 필요성이 존재한다.

아울러, 현재 적외선 리모콘으로 제어되는 기존의 일부 전자제품들은 IR 신호의 특성상 벽이 있으면 적외선이 벽을 투과하지 못하기 때문에 외부에서 원격으로는 제품의 제어가 불가능하였다. 또 기계적인 전원스위치를 사용하는 제품(예컨대, 커피포트, 토스터기, 믹서 등)의 경우 모터로 구동하여 기계식 스위치를 작동시키는 장치가 있지만, 제어 신호를 받아 제어하여도 정상적으로 되고 있는지에 대해 피드백을 받을 수가 없어 오작동 여부를 정확하게 확인할 수가 없었다. 만일 가열 기능을 갖는 제품이라면 이로 인해 과열되어 화재가 발생할 수도 있는 문제가 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 사물인터넷 환경하에서 적외선 리모콘으로 제어되는 IR 수신부를 가지는 기존의 전자제품을 제품의 전면적인 교체가 없이도 사물인터넷에 연결 가능하도록 제어하는 IoT 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각종 전자기기를 사물인터넷에 연결 가능하게 제어하는 제어 장치에서 필요한 전원제어를 수행하고, 그 결과의 피드백에 기초하여 전원 제어 동작이 정상적으로 제어되고 있는지 확인 가능하도록 하는 IoT 제어장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자제품의 전원을 끄면 해당 전자제품의 대기전력뿐만 아니라, 인터넷에 연결되어 낭비되는 네트워크 대기전력(Network standby power)까지도 완전히 차단할 수 있도록 하여 전력의 낭비를 최대한으로 절감할 수 있도록 하는 IoT 제어장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

따라서, 본 발명에 따른 IoT 제어장치는, 적외선 수신부를 갖는 기사용 중인 전자제품들, 기계적인 전원스위치를 사용하는 전자제품들(예컨대, 커피포트, 토스터기, 믹서 등), 및 터치 방식의 스위치를 사용하는 제품들(예컨대, 전기레인지 등)을 사물인터넷 기능을 활용하기 위해 사물인터넷 기능을 갖춘 신제품으로 교체함이 없이 기사용 중인 전자제품을 기존의 사물인터넷 시스템에 연결하여 외부에서 원격 제어 및/또는 기존의 방식대로 제어 가능하도록 하고, 또한, 제어가 정확하게 이루어졌는지를 확인할 수 있도록 피드백을 받아 체크가 가능하도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외부의 사물인터넷(IoT) 플랫폼과 연동하여 IoT 동작을 총괄적으로 제어하는 기능을 수행하는 IoT 허브를 포함하는 사물인터넷 시스템환경에서 전자제품을 원격으로 제어하는 IoT 제어장치가 제공되는바,

상기 IoT 제어장치는,

상기 IoT 허브에 유무선 방식으로 접속된 것으로서, IoT 허브가 상기 IoT 플랫폼으로부터 수신된 IP 어드레스를 확인한 후 그것이 자신의 IP 어드레스인 것으로 확인되면, 전원 컨트롤 펄스 또는 무선 제어신호를 입력받아 마이크로컨트롤러의 제어하에 목표하는 전자제품에 전원을 공급하도록 제어하는 적어도 하나의 스마트 콘센트와, 그리고

상기 스마트 콘센트로부터 케이블을 통해 접속되어 상기 스마트 콘센트로부터의 전원 제어를 받아, 목표하는 전자제품에 동작 전원 및 각종 제어신호를 공급하도록 제어하는 IR(적외선) 제어회로를 포함한다.

본 발명은 기존에 사용중인 전자제품을 사물인터넷으로 연결 가능한 새로운 전자제품으로 교환 없이 그대로 사물인터넷으로 연결 가능하게 하는 제어장치를 제공한다. 따라서, 기존의 전자제품을 IoT 제어를 위해 새로운 제품으로 교환할 필요가 없어 산업 쓰레기 발생으로 인한 환경오염을 방지할 수가 있게 되고, 설치 비용을 절감하면서도 사물인터넷을 적극 활용할 수 있다는 이점과 편의성을 갖는다.

또한, 전자제품의 사용이 종료되면, 자동으로 전원을 차단하고 원격 또는 수동으로 기기의 제어가 가능할 뿐만 아니라, 해당 전자제품의 대기전력 및 네트워크 대기전력까지도 차단하여 소비전력을 최소화한 제어장치를 구현함으로써 에너지 낭비가 없는 친환경적인 전자제품을 제공하게 된다는 효과를 갖는다.

본 발명의 전술한 그리고 다른 특징들, 측면들, 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조하여 후술하는 상세한 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 여기서 도면들 중 같은 부호들은 그 도면들 전체에 걸쳐서 같은 부재 또는 구성요소를 나타내는 것으로 의도된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 적외선(IR) 리모콘 수신부를 갖는 전자제품을 원격으로 제어하기 위한 IoT 제어장치에 관련된 전반적인 구성을 예시하는 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치에서 멀티-콘센트 구성의 일 실시예를 예시한 도면이다.
도 3은 도 2의 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-콘센트의 내부 회로 구성의 일 실시예를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선(IR) 수신부를 갖는 전자제품을 제어하기 위한 제어장치 회로 구성의 일 실시예를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 스위치나 터치 스위치를 적용한 전자제품의 스위치 제어장치 회로 구성의 일 실시예를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 신호의 송수신을 제어하는 동작 순서를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스위치를 사용한 전자제품에 제어장치를 적용한 일 실시예를 예시하는 도면이다.

첨부한 도면을 참조하여 제공되는 하기의 설명은 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 예시적인 실시예(들)과 그의 균등물에 대한 포괄적인 이해에 도움을 주기 위해 제공되는 것이다. 본 설명은 그러한 이해에 도움되는 다양한 특정 세부사항들을 포함하고 있지만, 이것들은 단순히 예를 들어 설명하는 것으로서 간주 되어야 할 것이다. 따라서, 당해 기술분야에서 통상적인 기술을 갖는 사람이라면 여기에 기술된 실시예들의 여러 가지의 변경과 변형들이 본 발명의 영역과 개념으로부터 벗어나지 않고도 이루어질 수 있다는 것을 잘 인식할 수 있을 것이다.

아래의 설명 중, 어느 구성요소 또는 대상물이 단수형 표현으로 되어 있을지라도, 전후문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 그것은 복수형 구성요소 또는 대상물들도 포함하고 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 개시에서 사용되고 있는 "대체로, 대략, 본질적으로" 등의 용어들은, 임의의 특성, 파라미터 또는 값(들)이 정확하게 제공될 필요는 없지만, 예컨대, 당해 기술분야의 전문가들에게 알려진 어느 정도의 허용 오차, 측정 공차 또는 다소의 변동이 동일한 특성, 파라미터, 값(들)을 제공하도록 하는 효과를 배제하지 않는 양만큼 일어날 수도 있다는 것을 의미하도록 사용된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 기존의 전자제품을 사물인터넷을 이용하여 연결 가능하게 하는 제어장치 및 그 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 여기서 본 발명의 여러 실시예(들)에 대한 구성 및 동작 관계를 설명함에 있어 어떤 공지의 기능과 구성 요소(들)에 관련한 세부적인 설명은 본 개시의 명료성과 간결성을 위해 편의상 생략될 수도 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 적외선(Infrared Ray: IR) 리모콘 수신부를 구비하는 전자제품을 원격으로 제어하기 위한 IoT 제어장치에 관련된 전반적인 구성환경을 예시하는 개략적인 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 제어장치는 IoT 스마트 콘센트(10) 또는 멀티-콘센트(90)를 포함한다. 상기 스마트 스마트 콘센트(10) 또는 멀티-콘센트(90)는, 외부의 IoT (클라우드) 플랫폼과 연결되어 네트워크 내의 모든 미리 설정된 전자제품의 IoT 동작을 총괄적으로 제어하는 기능을 수행하는 IoT 허브(30)와 통상적인 유무선 방식으로 연결 가능하다. 무선 연결은 통상적인 WiFi, Z-Wave, 지그비, 블루투스 등으로 구성 가능하다. 상기 IoT 허브(30)는 IoT 플랫폼으로부터 수신된 IP 어드레스를 확인한 후, 그것이 자신의 IP 어드레스인 것으로 확인되면, 전원 소켓(20)을 통해 상기 스마트 콘센트(10) 또는 상기 멀티콘센트(90)에 전원 컨트롤 펄스를 공급함으로써 목표하는 해당 전자제품에 전원을 공급하도록 제어한다.

상기 IoT 제어장치는 스마트 콘센트(10)와 적외선(IR) 제어장치(50) 사이에서 연결되는 적어도 하나의 케이블(도 1의 70)을 포함한다. 상기 케이블(80)은 상기 소켓(20)으로부터 스마트 콘센트(10) 또는 멀티-콘센트(90)의 제1커넥터(도 3의 11)에 연결되어 전원 컨트롤 펄스를 스마트 콘센트(10) 또는 멀티-콘센트(90)에 각각 공급하도록 구성된다. 상기 제1커넥터(11)는 이더넷 또는 USB 커넥터 등으로 구성 가능하다.

상기 IoT 제어장치는 또한 전자제품을 제어하기 위한 IR 제어장치(50) 및 스위치 제어장치(51)를 포함할 수도 있다. 상기 IR 제어장치(50) 및 스위치 제어장치(51)의 구성과 동작에 대해서는 후술한다.

도 2는 도 1의 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치의 멀티-콘센트(90) 구현의 일례를 예시한 도면이다. 상기 제어장치는 전원 소켓(20)에 전원플러그와 케이블(80)을 통해 접속된 멀티-콘센트(90) 및 상기 멀티-콘센트(90)에 접속된 IR 제어회로(50)를 포함하여 구성된다. 상기 멀티-콘센트(90)는 IR 수신부를 갖는 전자제품을 제어하기 위한 제어장치로서, 삽입구부들(110)의 개수(n)만큼 구비된 상기 각각의 스마트 콘센트(10)는 케이블(70)을 통해 IR 제어장치(50)에 연결된다.

상기 제어장치는 기계적 스위치나 터치 스위치를 적용한 전자제품을 제어하기 위한 제어장치로서 스마트 콘센트(10)와 상기 케이블(70)을 통해 제4커넥터(67)에 연결된 스위치 제어장치(51)를 포함할 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티-콘센트(90)는 전원플러그 삽입구부들(110)의 개수(n)만큼 단일형 스마트 콘센트(10)의 기능과 동일한 전원플러그 삽입구를 구비하여 독립적으로 또는 그룹으로 선택에 따라 제어 가능하게 구성할 수도 있다.

도 3은 도 2의 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 제어장치의 멀티-콘센트(90)의 내부 회로구성의 일 실시예를 예시하는 도면이다. 상기 멀티-콘센트(90)의 내부 구성을 설명하면 다음과 같다. 상기 스마트 콘센트(10)는 전원플러그 삽입구부(110)를 한 개만 갖도록 구성하는 한편, 상기 멀티-콘센트(90)는 전원플러그 삽입구부(110)를 삽입구 개수(n개)만큼 갖도록 n개의 IR 제어장치(50) 또는 스위치 제어장(51)를 조합하여 구성하고, 나머지 다른 부분들은 동일한 구성을 가진다.

이하, 설명의 편의상 단일형 스마트 콘센트(10)에 대해서만 구성을 먼저 설명한다. IoT 플랫폼에서 IoT 허브(30)로 해당 전자제품에 대하여 제어명령이 수신되면, 상기 IoT 허브(30)는 스마트 콘센트(10)에 전원을 공급하기 위한 전원 컨트롤 펄스 신호를 보내는데, 상기 신호는 전원 소켓(20)과 제1커넥터(11) 사이에 접속된 케이블(80)을 통해 상기 제1커넥터(11)로 수신되어 상기 콘센트에 전원을 공급/차단하는 수단인 전원 공급/차단 모듈(15)에 인가된다. 이때, 실제의 IoT 적용 환경에 따라서는, 선택적으로, 통상의 IoT 허브(30)를 본 발명의 제어장치에 그대로 적용하는 경우, 상기 케이블(80)을 통하지 않고, 상기 IoT 허브(30)에서 발생하는 무선 제어신호를 통신모듈(12)에 제공하여, 상기 IoT 허브(30)와 콘센트(10) 간의 무선통신을 활용하여 마이크로컨트롤러(18)가 전원 공급/차단 모듈(15)를 제어하도록 하는 구성도 가능할 것이다.

상기 전원 공급/차단 모듈(15)은, 예를 들면, 래칭 릴레이나 트라이액 등의 통상의 스위칭 소자로 구성 가능하다. 상기 전원 공급/차단 모듈(15)에 연결된 전원부(17)는 콘센트에 필요한 전원을 만들어 공급한다. 상기 전원부(17)는 배터리 또는 슈퍼-캐패시터를 충전하는 충전부를 포함할 수도 있다.

상기 IoT 제어장치의 스마트 콘센트(10)는 또한,

스마트 콘센트(10)의 모든 데이터의 수집, 연산, 분석 제어를 하는 수단인 마이크로컨트롤러(18);

필요한 무선통신을 수행하는 기능을 하는 통신 모듈(12)(예를 들면, WiFi, Z-Wave, 지그비, 블루투스 등으로 구성 가능함);

통신 대기 시 전력소비를 최소로 하기 위해 상기 마이크로컨트롤러(18)가 슬립모드 시 상기 통신 모듈(12)과 마이크로컨트롤러(18)에만 전원을 공급하는 슬립모드 전원(14)(예를 들어, 슈퍼캐패시터 또는 배터리로 구성 가능함);

전자제품의 전원 플러그를 삽입할 수 있는 삽입구(21)와, 전원플러그가 삽입되었는지를 감지하는 센서(22)(스위치 SW1 등으로 구성됨)와, 제품의 동작 시 정상동작을 하는지를 확인하기 위한 전류 센서(C1,.., Cn)(C.T 또는 반도체 소자로 구성 가능함)와, 해당 전자제품에 전원을 공급/차단하는 스위칭 수단(K1,,., Kn )(릴레이 또는 트라이액 등으로 구성), 그리고 상기 케이블(70)과 접속되는 제2 커넥터(19)를 포함하여 구성되는 전원플러그 삽입구부(110); 및

전자제품의 ID, 연산한 대기전력 값, IR 신호 데이터를 포함하는 IoT 동작에 필요한 모든 데이터와 파라미터 등을 저장하는 메모리(13)를 포함한다.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 적외선(IR) 수신부를 갖는 전자제품을 제어하기 위한 IR 제어장치(50) 구성의 일 실시예를 예시하는 도면이다. 이하, 도 4를 참조하여 상기 IR 제어장치(50)의 구성을 설명한다. 상기 IR 제어장치(50)는:

상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원공급 및 유선통신을 하기 위한 통로수단으로 스마트 콘센트(10)로부터 케이블(70)을 통해 연결되는 제3커넥터(57);

상기 콘센트(10)로부터 전원이 공급되면, 제어장치에 필요한 전원을 만들어 공급하는 제1전원부(55)(충전기능을 포함할 수도 있음);

전원 공급이 차단되었을 때, IR 제어장치(50)에 전원을 공급하는 제2전원부(51)(배터리 또는 수퍼캐패시터 등으로 구성 가능함);

무선으로 통신을 하는 수단으로서 통신모듈(예컨대, WiFi, Z-Wave, 지그비, 블루투스 등으로 구성 가능함);

무선통신을 사용하는 경우 배터리와 방전을 방지하기 위해서 배터리를 확인하여 충전이 필요하면 상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원을 공급받기 위해 상기 스마트 콘센트(10)의 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하는 수단인 전원 공급/차단 모듈 구동부(58);

전자제품의 ID, IR 신호 데이터를 포함하는 IoT 동작에 필요한 모든 데이터와 파라미터 등을 저장하는 메모리(53);

수동으로 제품의 전원을 ON/OFF 하기 위한 스위치(SW);

IR 신호를 송신/수신하기 위한 수단인 IR 송수신부(56); 및

상기 제어장치의 데이터 수집, 분석, 연산 및 제어를 수행하는 마이크로컨트롤러(54)를 포함하여 구성한다.

여기서, 도 1에 도시된 것과 같이 기존 전자제품의 리모콘(60)으로 제어하기를 원하는 경우, 상기 리모콘(60)의 IR 신호가 상기 IR 제어장치(50)를 통과하여 해당 전자제품(40)(예컨대, 에어컨, TV, 전기레인지 등)의 IR 수신부에서 직접 수신할 수 있는 구조로 상기 IR 제어장치(50)를 구성할 수도 있다. 또한, IR 제어장치(50)의 IR 수신부도 이 신호를 받아 동일한 신호를 IR 제어장치(50)의 IR 송신부(56)를 통해 송신할 수 있도록 구성할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 스위치나 터치 스위치를 적용한 전자제품(160)을 제어하기 위한 스위치 제어장치(51) 회로 구성의 일 실시예를 예시하는 도면이다. 도 5에 따르면, 상기한 스위치 제어장치(51)는:

상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원공급 및 유선통신을 하기 위한 통로수단으로 스마트 콘센트(10)의 제2커넥터(19)와 케이블(70)로 연결 가능하도록 한 제4커넥터(67);

상기 콘센트로(10)부터 전원이 공급되면, 스위치 제어장치(51)에 필요한 전원을 만들어 공급하는 전원부(64)(충전기능을 포함할 수도 있음);

전원 공급이 차단되었을 때, 상기 제어장치에 전원을 공급하는 전원부(65)(배터리 또는 슈퍼캐패시터 등으로 구성 가능함);

무선으로 통신을 하는 수단으로 무선통신 모듈(61)(WiFi, Z-Wave, 지그비, 블루투스 등으로 구성 가능함);

무선통신을 사용하는 경우, 전원부(65)가 과방전되는 것을 방지하기 위해서 상기 전원부(65)의 전압을 확인하여, 충전이 필요하면, 상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원을 공급받기 위해 상기 스마트 콘센트(10)의 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하는 기능을 하는 전원공급/차단 모듈 구동부(66);

전자제품의 ID, 제어신호 데이터를 포함하는 IoT 동작에 필요한 모든 데이터와 파라미터 등을 저장하는 메모리(63);

수동으로 제품의 전원을 ON/OFF 하기 위한 스위치(SW);

상기 제어장치의 각종 데이터의 수집, 분석, 연산 및 제어를 수행하는 마이크로컨트롤러(62); 및

기계적 스위치를 작동시키기 위하여 모터 또는 솔레노이드로 구성한 수단인 구동부(68)를 포함하여 구성한다.

한편, 도 7과 같이 터치 스위치를 사용하는 전자제품을 제어하기 위하여 그 터치 스위치와 접촉하는 구동부의 일부분(B)에는 도전성 물질을 접착함으로써 상기 터치 스위치에서 센싱이 가능하도록 할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 신호를 송수신을 제어하는 동작 순서를 예시하는 도면이다. 그리고 또한 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스위치를 사용한 전자제품에 제어장치를 적용한 일 실시예를 예시하는 도면이다.

이제, 전술한 도 1 내지 7의 도면들의 구성을 참조하여 본 발명의 IoT 제어장치의 동작 원리 및 제어 방법을 아래에서 상세히 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 스마트 콘센트(10) 또는 멀티-콘센트(90)의 전원 공급/차단 모듈(15)은 제품을 생산하여 출하시 전원플러그에 전원이 공급되면 상기 스마트 콘센트(10)에 전원 공급되도록 미리 설정하여 놓는 것이 필요하다.

본 발명의 스마트 콘센트(10)에 해당 전자제품(예컨대, 에어콘과 같은)을 연결할 때, 그 전자제품의 ID와 소정의 대기전력 값의 설정방법 및 케이블(80)과 제1커넥터(11)의 구현방식에 대해서는 본 출원인이 2016년 1월 11일자 특허출원한 국제출원번호 PCT/KR2016/000243호(발명의 명칭: 에너지 관리 시스템 및 그 제어방법)에서 이미 개시하고 있으므로 여기서는 상세한 기술을 생략한다.

한편, n개의 삽입구들을 구비하는 멀티-콘센트(90)인 경우에는, 해당 콘센트에 ID가 정해지면 자동으로 ID 뒤 부분에 전원플러그 삽입구부(110)의 번호 NO.1, NO.2,..., NO.n이 자동으로 첨부되어 해당 ID가 정해진다.

도 1과 같이 IR 제어장치(50)를 전자제품(40)의 IR 수신부에서 신호를 양호하게 수신할 수 있는 소정의 위치(A)에 부착하거나, 또는 도 6에 도시된 것과 같이 IR 제어장치(50)에서 수신된 신호를 그대로 송신신호로 벽(150)에 사출하여 반사되는 신호를 해당 전자제품(예컨대, TV, 에어콘 등)에 장착된 IR 수신부에 양호하게 전달되도록 하는 편리한 위치에 상기 IR 제어장치(50)를 설치하여도 무방하다.

<유선통신에 의한 원격 제어동작 및 제어 방법>

A. 전원 ON 제어(IR 수신부를 갖는 전자제품일 경우)

스마트폰에 애플리케이션에서 다운 받은 해당 제품의 IR 신호를 활용하여 사용자가 외부에서 원격으로 해당 전자제품(40)의 전원을 ON 하면, IoT 허브(30)는 ID를 확인한 후, 해당 ID가 확인되면, 스마트 콘센트(10)에 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하는 신호(전원 컨트롤 펄스)를 보낸다. 이때, 전원 공급/차단 모듈(15)이 제어되어 전원이 전원부(17)에 공급되면 전원부는 필요한 전원을 만들어 각부에 공급한다.

따라서, 제1커넥터(11)를 통해서 상기 전원 컨트롤 펄스(통상 +5V)가 제어장치에 인가되어 전원 공급/차단 모듈(15)을 활성화하게 되면, 전원부(17)는 회로 동작에 필요한 전원전압을 공급하고, 제2커넥터(19)를 경유하여 케이블(70)을 통해 IR 제어장치(50)에 전원전압과 신호를 전송한다. 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 ID를 확인하고 해당 전원플러그 삽입구부(110)의 삽입구(21)에 전원플러그가 삽입되었는지를 센서(SW1)를 통해서 확인하고, 그 센서(SW1)가 접속된 것이 입력 P1을 통해서 입력되면 출력(O1)을 통해 스위칭 수단(K1)을 제어하여 상기 삽입구(21)에 연결된 전자제품(40)에 전원이 공급되어 전자제품은 대기상태가 된다. 또한, IR 제어장치(50)에도 전원이 공급되면, 전원부(55)는 IR 제어장치(50)에 필요한 동작 전원을 공급한다. 이때, 전자제품(40)이 대기상태의 신호를 스마트 콘센트(10)로부터 수신되면 마이크로컨트롤러(54)는 IR 송/수신부의 송신 다이오드를 제어하여 전자제품을 위한 전원 ON 신호 및 제어신호를 IR 신호로써 해당 전자제품의 IR 수신부에 송신한다. 상기 신호가 전자제품(40)의 IR 수신부에 입력되면 전자제품(40)은 전원이 ON 되어 동작하기 시작한다. 전자제품(40)이 동작 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 증가하는데 전류 값이 증가하는 것을 마이크로컨트롤러(18)는 입력(I1)을 통해 받아 정상적으로 제품이 제어된 것으로 판단한다.

만일 상기 전류 값이 변화가 없으면 전자제품(40)이 정상적으로 동작하지 않아 에러가 발생한 것으로 판단하여 상기 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 소정의 에러신호를 IoT 허브(30)에 전송하여 스마트폰으로 통보한다.

그리고 안전을 위해 아래의 전원 OFF 제어를 수행한다.

B. 전원 OFF 제어

전자제품(40)이 정상 동작 중 IoT 허브(30)에서 전원 OFF 제어 신호가 들어오면, 스마트 콘센트(10)는 IR 제어장치(50)에 OFF 신호를 보낸다. IR 제어장치(50)가 이 신호를 받으면, 마이크로컨트롤러(54)는 기억된 전원 OFF 신호대로 IR 송수신부(56)의 송신 다이오드를 제어하여, 전자제품(40) 전원 OFF 신호를 IR 신호로써 송신한다. 상기 IR 신호가 전자제품(40)의 IR 수신부에 입력되면 전자제품(40)은 전원 OFF 제어를 한다.

전자제품(40)의 전원이 OFF 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 감소하여 대기전류 값이 된다. 이때 마이크로컨트롤러는 입력(I1)을 통해 입력되는 전류 값을 체크 하다가 대기전류 값으로 판명되면, 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)로 공급되던 전원을 차단한다. 이렇게 해당 전자제품(40)과 스마트 콘센트(10)의 대기전력 및 네트워크 대기 전력까지 차단한다. 만일 전류 값이 대기전력 값이 되지 않으면, 전원 OFF 제어가 잘못되었다는 에러 신호를 스마트폰으로 통보한다.

C. 전원 ON 제어(스위치를 갖는 전자제품일 경우)

스마트폰으로 외부에서 원격으로 전자제품(160)의 전원을 ON 하면 IoT 허브(30)는 ID를 확인한 후, 해당 ID가 확인되면 스마트 콘센트(10)에 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하는 신호를 보낸다.

전원 공급/차단 모듈(15)이 동작 되어 전원이 스마트 콘센트(10)의 전원부에 공급되면 전원부는 필요한 전원을 만들어 공급한다. 또 제4커넥터(67)를 통해서 스위치 제어장치(51)에 전원과 신호를 전송한다. 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 ID를 확인하고 해당 전원플러그 삽입구부(110)의 삽입구(21)에 전원플러그가 삽입되었는지를 센서(16)(SW1)를 통해서 확인하고 SW1이 접속된 것이 입력 P1을 통해서 입력되면 해당 출력 O1을 통해 스위칭수단(K1)을 제어하여 삽입구에 연결된 전자제품(160)에 전원을 공급되어 전자제품(160)은 대기상태가 된다. 또한, 기계적 스위치 제어장치(51)에도 전원이 공급되면, 전원부(64)는 기계적 스위치 제어장치(51)에 필요한 전원을 만들어 공급한다. 또한 전자제품(160)이 대기상태 신호를 전송한다.

이때, 마이크로컨트롤러(62)는 구동부(68)의 모터 또는 솔레노이드를 제어하여 전자제품(40)의 전원 스위치가 눌려지도록 제어한다. 상기 신호에 의해 전자제품(40)의 전원이 ON 되면 전자제품(40)은 동작하기 시작한다. 전자제품(40)이 동작 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 증가하는데 전류 값이 증가 되는 것을 마이크로컨트롤러(18)는 입력(I1)을 통해 받아 정상적으로 제품이 제어된 것으로 판단한다.

만일 전류 값이 변화가 없으면, 전자제품(40)이 정상적으로 동작 되지 않아 에러가 발생한 것으로 판단하고, 스마트 콘센트의 마이크로컨트롤러(18)는 에러 신호를 IoT 허브(30)에 전송하여 스마트폰으로 통보한다.

그리고 안전을 위해 전원 아래의 전원 OFF 제어를 수행한다.

D. 전원 OFF 제어

전자제품(160)이 정상 동작 중 IoT 허브(30)에서 OFF 제어 신호가 들어오면 스마트 콘센트(10)는 기계적 스위치 제어장치(51)에 OFF 신호를 전송한다. 스위치 제어장치(51)에서 이 신호가 수신되면 마이크로컨트롤러(62)는 구동부(모터나 솔레노이드)를 제어하여 전자제품(160)의 전원 OFF 스위치를 동작시킨다.

전원이 OFF 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 감소하여 대기전류 값이 된다. 이때 마이크로컨트롤러는 입력(I1)을 통해 입력되는 전류 값을 체크 하다가 대기전류 값으로 판명되면 전원 공급/차단 모듈을 제어하여 스마트 콘센트(10)로 공급되던 전원을 차단한다. 이렇게 전자제품과 콘센트의 대기전력 및 네트워크 대기 전력까지 차단한다.

만일 전류 값이 대기전류 값이 되지 않으면 전원 OFF 제어가 잘못되었다는 에러 신호를 스마트폰으로 통보한다.

<IR 리모콘(60)에 의한 제어 방법>

A. 전자제품의 전원 ON 제어

상기 스마트 콘센트(10)의 전원 공급/차단 모듈(15)이 차단되어 전원 공급이 차단된 경우, 소비전력을 최소로 하기 위해 마이크로컨트롤러(18)와 IR 제어회로(50)의 IR 송수신부의 수신부에만 슬립모드 전원을 공급한다. 이때 리모콘(60)으로부터 전자제품(40)의 전원 ON 신호가 IR 제어장치(50) 송수신부의 수신부에서 수신되면, IR 제어장치(50)의 마이마크로컨트롤러(54)는 깨어나서 전원 공급/차단 모듈(58)을 제어하여 제3커넥터(57)을 통해 스마트콘센트(10)의 제2커넥터(19)에 신호를 송신한다. 이때 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 깨어나서 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)에 전원을 공급한다. 전원부(17)에 전원이 공급되면 스마트 콘센트(10)와 IR 제어장치(50)에 필요한 전원을 공급한다. 이때 마이크로컨트롤러(18)는 해당 제품의 전원플러그 삽입구부(110)의 스위칭수단 K1을 제어하여 전자제품(40)에 전원을 공급한다.

전자제품(40)에 전원이 공급되면, IR 제어장치(50)의 마이크로컨트롤러는 기억된 리모콘(60) 의 전원 ON 신호를 그대로 사용하여 IR 송신부를 제어함으로써 전원 ON에 상응한 IR 신호를 발생시켜 송신한다. 이때, 전자제품(40)의 IR 수신부에서 수신되어 전자제품(40)의 전원이 ON 되게 한다.

또한, 전원이 스마트 콘센트(10)에 공급되면 전원부의 충전기(미도시)는 슬립모드 전원을 충전한다. 슬립모드 전원이 만충전이 되면 충전기는 차단된다.

B. 전자제품의 전원 OFF 제어

전자제품이 동작 중 리모콘(60)으로 전원 OFF를 하면 전원 OFF에 상응한 IR신호가 전자제품의 IR 수신부에 입력되면 전자제품(40)은 전원 OFF 제어를 한다. 전자제품(40)의 전원이 OFF 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류센서(C1)에 흐르는 전류 값이 감소하여 대기전류 값이 된다. 이때, 마이크로컨트롤러는 입력(I1)을 통해 입력되는 전류 값을 체크하다가 대기전류 값으로 판명되면 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)로 공급되던 전원을 차단한다. 이렇게 전자제품의 대기전력 및 스마트 콘센트(10)의 소비전력을 차단한다.

이때 전원이 차단된 상태에서 스마트 콘센트(10)의 슬립모드 전원이 과방전되는 것을 방지하기 위해서 주기적으로 전압을 체크하여 일정전압 이하로 방전되면 리모콘 신호와 관계없이 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 전원을 공급하여 슬립모드 전원(14)을 충전하여 제어 가능하게 유지한다.

또한, 소비전력을 최소로 하기 위해 마이크로컨트롤러와 IR 수신부에만 슬립모드 전원만 공급하고 마이크로컨트롤러는 슬립모드에서 주기적으로 깨어나 수신 여부를 확인하고 수신 신호가 없으면 다시 슬립모드로 들어간다.

<무선통신에 의한 원격 제어동작 및 제어 방법>

A. 전원 ON 제어 (IR 수신부를 갖는 전자제품)

스마트 콘센트(10)의 전원이 차단된 상태에서 전력소비를 최소화하기 위해 슬립모드 전원은 통신모듈(12)과 마이크로컨트롤러(18)에만 전원을 공급하여 주기적으로 깨어나 수신 신호를 체크하고, 수신 신호가 없으면 다시 슬립모드로 진행하기를 반복하고 있는 상태에서, 스마트폰에 애플리케이션으로 다운 받은 해당제품의 IR신호를 가지고 외부에서 원격으로 전자제품(40)의 전원을 ON 하면, IoT 허브(30)는 ID를 확인한 후, 해당 ID가 확인되면 스마트 콘센트(10)의 통신모듈(12)로 전원 ON 신호를 전송한다. 전원 ON 신호가 수신되면 마이크로컨트롤러는 전원공급/차단 모듈(15)을 제어하는 신호를 보낸다. 이때 전원 공급/차단 모듈이 접속되어 전원이 전원부(17)에 공급되면 전원부는 필요한 전원을 만들어 공급하고, 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 ID를 확인하고 해당 전원플러그 삽입구부(110)의 삽입구(21)에 전원플러그가 삽입되었는지를 센서(22)(SW1)를 통해서 확인하고 SW1가 접속된 것이 입력 P1을 통해서 확인되면 해당 삽입구(21)의 출력(O1)을 통해 스위칭수단 K1을 제어하여 삽입구(21)에 연결된 전자제품(40)에 전원을 공급한다. 또한, 제2커넥터(19)를 통해서 IR 제어장치(50)에 전원과 제어신호를 전송한다.

IR 제어장치(50)에도 전원이 공급되면, 전원부(55)는 IR 제어장치(50)에 필요한 만들어 전원을 공급한다. 이때, 마이크로컨트롤러는 기억된 전원 ON 신호대로 IR 송수신부(56)의 송신 다이오드를 제어하여 제품의 전원 ON 신호 및 제어신호를 IR 송수신부의 IR 송신 신호로 송신한다. 상기 신호가 전자제품(40)의 IR 수신부에 입력되면 전자제품(40)은 전원이 ON 되어 동작하기 시작한다.

전자제품(40)이 동작 되면 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 증가하는데, 전류 값이 증가 되는 것을 마이크로컨트롤러(18)는 입력(I1)을 통해 받아 정상적으로 제품이 제어된 것으로 판단한다. 만일 전류 값이 변화가 없으면, 전자제품(40)이 정상적으로 동작 되지 않아 에러가 발생한 것으로 판단하여, 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 통신모듈(12)을 통해 에러신호를 IoT 허브(30)에 전송하여 스마트폰으로 통보한다.

에러가 발생하면, 안전을 위해 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 전원 OFF 상태를 스마트폰으로 송신하고 아래의 전원 OFF 제어를 수행한다.

B. 전원 OFF 제어

전자제품(40)이 정상 동작 중 원격으로 전원 OFF 명령 신호가 IoT 허브(30)를 통해 스마트 콘센트(10)의 통신모듈(12)에서 수신되면 마이크로컨트롤러(18)는 IR 제어장치(50)에 OFF 명령 신호를 보낸다. IR 제어장치(50)의 통신모듈(52)이나 제3커넥터(57)를 통해서 OFF 명령 신호가 수신되면, 마이크로컨트롤러는 기억된 OFF 신호대로 IR 송수신부(56)의 송신 다이오드를 제어하여 IR 신호를 발생시킨다. 이때 전자제품(40)은 IR 수신부에서 이 신호를 받아 OFF 제어를 수행한다,

전자제품(40)이 전원 OFF 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 감소하여 대기전류 값이 된다. 이때 마이크로컨트롤러는 입력(I1)을 통해 입력되는 전류 값을 확인하다가 대기전류 값으로 판명되면 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)로 공급되던 전원을 차단한다. 이렇게 전자제품과 콘센트의 대기전력 및 네트워크 대기전력(Network standby power)까지도 차단한다.

만일 전류 값이 대기전력 값이 되지 않으면 전원 OFF 제어가 잘못되었다고 판단하여 에러 신호를 스마트폰으로 통보한다.

C. 전원 ON 제어(스위치를 갖는 전자제품)

스마트폰으로 외부에서 원격으로 전자제품(160)의 전원을 ON 하면, IoT 허브(30)는 ID를 확인한 후 ID가 확인되면 스마트 콘센트(10)에 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하는 신호를 보낸다. 전원 공급/차단 모듈(15)이 동작 되어 전원이 스마트 콘센트(10)의 전원부에 공급되면 전원부는 필요한 전원을 만들어 공급한다. 또한, 제2커넥터(19)를 통해서 스위치 제어장치(51)에 전원을 공급한다. 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 ID를 확인하고 해당 전원플러그 삽입구부(110)의 삽입구(21)에 전원플러그가 삽입되었는지를 센서(16) SW1를 통해서 확인하고 SW1이 접속된 것이 입력 P1을 통해서 입력되면 해당 출력 O1을 통해 스위칭수단 K1을 제어하여 삽입구에 연결된 전자제품(160)에 전원을 공급한다.

또한, 스위치 제어장치(51)에도 전원이 공급되면, 전원부는 스위치 제어장치(51)에 필요한 만들어 전원을 공급한다. 이때, 통신모듈(61)에서 수신된 전원 ON 신호가 마이크로컨트롤러(62)에서 인지되면 마이크로컨트롤러는 구동부(68)의 모터나 솔레노이드를 제어하여 전자제품(160)의 전원 스위치가 눌려지도록 제어한다.

상기와 같이 제어하여 전자제품(160)의 전원이 ON 되면 전자제품(160)은 동작하기 시작한다. 전자제품(160)이 동작 되면 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 증가하는데 전류 값이 증가 되는 것을 마이크로컨트롤러(18)는 입력(I1)을 통해 받아 정상적으로 제품이 제어된 것으로 판단한다.

만일 전류 값이 변화가 없으면 전자제품(160)이 정상적으로 동작 되지 않아 에러가 발생한 것으로 판단하여 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 에러신호를 IoT 허브(30)에 전송하여 스마트폰으로 통보한다.

그리고 안전을 위해 아래의 전원 OFF 제어를 수행한다.

D. 전원 OFF 제어

전자제품(160)이 정상 동작 중 IoT 허브(30)에서 전원 OFF 신호가 들어오면 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 수신된 신호를 통신모듈(12)을 통해 전원 OFF 신호를 스위치제어장치(51)로 송신한다.

스위치 제어장치(51)의 통신 모듈(52)에서 이 신호가 수신되면 마이크로컨트롤러(54)는 구동부(모터 또는 솔레노이드를 포함함)를 제어하여 전자제품(160)의 전원 OFF 스위치를 동작시킨다. 전원이 OFF 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 감소하여 대기전류 값이 된다. 이때 마이크로컨트롤러(18)는 입력(I1)을 통해 입력되는 전류 값을 체크 하다가, 대기전류 값으로 판명되면, 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)로 공급되던 전원을 차단한다.

<수동으로 전원 ON/OFF 제어동작 및 제어 방법

A. 전원 ON 제어(IR 수신부를 갖는 전자제품)

IR 제어장치(50)의 스위치(SW)를 수동으로 누르면 마이크로컨트롤러(54)는 그 발생된 신호를 감지하여 통신 모듈(52)이나 제3커넥터(57)를 통해서 스마트 콘센트(10)의 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)에 전원을 공급한다. 전원이 전원부(17)에 공급되면 전원부는 필요한 전원을 만들어 공급하고, 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 해당 전원플러그 삽입구부(110)의 삽입구(21)에 전원플러그가 삽입되었는지를 센서(16)(SW1)를 통해서 확인하고, SW1가 접속된 것이 입력 P1을 통해서 확인되면, 해당 삽입구(21)의 출력 O1을 통해 스위칭 수단(K1)을 제어하여, 삽입구(21)에 연결된 전자제품(40)에 전원을 공급한다. IR 제어장치(50)에도 전원이 공급되면, 전원부는 IR 제어장치(50)에 필요한 동작 전원을 만들어 공급한다.

이때, 마이크로컨트롤러(54)는 슬립모드에서 깨어나 기억된 IR 전원 ON 신호대로 IR 송수신부(56)의 송신 다이오드를 제어하여 제품의 전원 ON 신호를 IR 송신 신호로 송신한다. 상기 신호가 전자제품(40)의 IR 수신부에 입력되면 전자제품(40)은 전원이 ON 되어 동작을 시작한다.

B. 전원 OFF 제어(IR 수신부를 갖는 전자제품)

전자제품(40)이 정상 동작 중 IR 제어장치(50)의 스위치(SW)를 수동으로 누르면, 마이크로컨트롤러(54)는 기억된 전원 OFF 신호대로 IR 송수신부의 송신 다이오드를 제어하여 제품의 전원 OFF 신호를 IR 송신신호로 송신한다. 상기 신호가 전자제품(40)의 IR 수신부에 입력되면 전자제품(40)은 전원 OFF 제어를 수행한다.

전자제품(40)이 전원 OFF 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 감소하여 대기전류 값이 된다. 이때 마이크로컨트롤러는 입력(I1)을 통해 입력되는 전류 값을 체크하다가, 대기전류 값으로 판명되면, 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)로 공급되던 전원을 차단한다. 이렇게 전자제품과 콘센트의 대기전력뿐만 아니라 네트워크 대기전력까지 차단한다.

C. 전원 ON 제어 (스위치를 갖는 전자제품)

스위치 제어장치(51)의 스위치(SW)를 수동으로 누르면 마이크로컨트롤러(62)는 이 신호를 감지하여 슬립모드에서 깨어나 통신모듈(61)이나 제4커넥터(67)를 통해서 스마트 콘센트(10)의 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)에 전원을 공급한다. 전원이 전원부(17)에 공급되면, 전원부는 필요한 전원을 만들어 공급하고, 스위치 제어장치(51)에도 전원이 공급되면, 전원부(64)는 스위치 제어회로(51)에 필요한 전원을 만들어 공급한다.

스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 해당 전원플러그 삽입구부(110)의 삽입구(21)에 전원플러그가 삽입되었는지를 센서(16) SW1를 통해서 확인하고, SW1가 접속된 것이 입력 P1을 통해서 확인되면, 해당 삽입구(21)의 출력 O1을 통해 스위칭수단 K1을 제어하여 삽입구(21)에 연결된 전자제품(160)에 전원을 공급한다.

전자제품(160)에 전원이 공급되면 마이크로컨트롤러(54)는 구동부를 제어하여 전자제품(160)의 전원스위치를 누르게 제어한다. 전자제품(160)은 전원이 ON 되어 동작을 시작한다.

D. 전원 OFF 제어(스위치를 갖는 전자제품)

전자제품(160)이 정상 동작 중 스위치제어장치(51)의 스위치(SW)를 수동으로 누르면 마이크로컨트롤러(62)는 구동부를 제어하여 해당 전자제품(160)의 전원스위치를 누르게끔 제어한다.

전자제품(160)은 전원 OFF 제어를 수행한다. 전자제품(40)이 전원 OFF 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 감소하여 대기전류 값이 된다. 이때 마이크로컨트롤러(18)는 입력(I1)을 통해 입력되는 전류 값을 체크하다가, 대기전류 값으로 판명되면, 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)로 공급되던 전원을 차단한다. 또한, 마이크로컨트롤러들은 슬립모드로 들어간다. 이렇게 전자제품과 콘센트의 대기전력 및 네트워크 대기전력을 차단한다.

<전원이 차단된 상태의 제어>

스마트 콘센트(10):

스마트 콘센트(10)에 전원 공급이 차단되면 콘센트 동작 중 충전된 슬립모드 전원(14)은 통신모듈(12)과 마이크로컨트롤러(18)에만 전원을 공급하여 전력소비를 최소가 되게 하고, 마이크로컨트롤러(18)는 주기적으로 슬립모드에서 깨어나 통신모듈(12)을 통해서 수신되는 신호를 확인한다.

슬립모드 전원이 과방전되어 제어 불가능하게 되는 것을 방지하기 위하여, 주기적으로 슬립모드 전원의 전압을 확인하고, 일정전압 이하가 되면 충전을 위해 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 전원을 공급받아, 슬립모드 전원을 충전하고, 만충전이 되면 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 전원공급을 차단한다.

IR 제어장치(50) 및 스위치 제어장치(51);

스마트 콘센트(10)에 전원 공급이 차단되면 IR 제어장치(50), 스위치 제어장치(51)에 전원공급도 차단된다. 수동(매뉴얼)으로 전원을 제어하기 위해서 전원부(51)에 충전된 전원은 마이크로컨트롤러에 공급하고 전력 소모를 최소로 하기 위해 슬립모드를 유지하며, 주기적으로 깨어나 상기 전원부(51 및/또는 65)가 과방전되어 제어 불가능하게 되는 것을 방지하기 위하여, 상기 전원부의 전압을 체크 한다. 그 결과, 일정전압 이하가 되면 충전을 위해 전원 공급/차단 모듈 구동부를 제어하여 제3커넥터(57) 및 제4커넥터(67)를 통해 스마트 콘센트(10)의 제2커넥터(19)에 연결된 전원공급/차단 모듈(15)에 컨트롤 펄스 신호를 인가해 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)에 전원을 공급하게 한다.

전원이 공급되면 스마트 콘센트(10)의 전원부(17)와, IR 제어장치(50) 및 스위치 제어장치(51)의 전원부(55 및/또는 64)에 전원이 공급되어 전원부(51 및/또는65)에 충전을 한다. 충전을 하여 상기 전원부가 만충전 되면 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 전원공급을 차단한다.

이상 전술한 상세한 설명 및 후술하는 청구범위에 사용된 용어들과 단어들은, 그것의 서지학적 의미에만 한정되는 것이 아니라, 단지 본 발명에 대하여 명료하고 일관성 있는 이해를 가능하게 하기 위해 여기서 사용되고 있는 것이다. 따라서, 당해 기술분야의 전문가라면, 아래에 기술된 바람직한 실시예(들)의 설명은 단지 예시의 목적을 위해 제공되는 것으로서, 본 발명을 한정하는 목적으로 제공되는 것은 아니며, 따라서 본 발명의 보호범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등물들에 의해서만 정의되는 것임을 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

여러 실시예들 중의 단지 임의의 특징들만이 여기서 예시되고 기술되었지만, 수많은 변형들과 변경들이 당해 기술분야의 전문가들에게 자명할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위들은 본 발명의 진정한 정신의 범위 내에서 있는 한 그러한 모든 변형과 변경들을 포괄하는 것으로 의도된다는 것을 이해할 것이다.

Claims (16)

1. 외부의 사물인터넷(IoT) 플랫폼과 연동하여 IoT 동작을 총괄적으로 제어하는 기능을 수행하는 IoT 허브(30)를 포함하는 사물인터넷 시스템환경에서 전자제품을 원격으로 제어하는 IoT 제어장치에 있어서,
   적어도 하나의 전원플러그 삽입구(110)를 포함하고, 상기 IoT 허브(30)에는 유선 또는 무선 방식으로 접속되는 것으로서, 상기 IoT 허브(30)가 IoT 플랫폼으로부터 수신된 IP 어드레스를 확인한 후, 그것이 자신의 IP 어드레스인 것으로 확인되면, 마이크로컨트롤러(18)의 제어하에 목표하는 전자제품에 전원을 공급/차단하도록 제어하는 기능을 수행하는 적어도 하나의 스마트 콘센트(10 또는 90); 및
   상기 IoT 스마트 콘센트(10)로부터 케이블(70)을 통해 접속되어, 상기 스마트 콘센트(10 또는 90)로부터의 전원 공급 및 제어를 받아, 목표하는 전자제품에 전원전압 및 각종 제어신호를 공급하도록 제어하는 IR(적외선) 제어장치(50)를 포함하는 IoT 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 IoT 허브(30)로부터 상기 스마트 콘센트(10 또는 90)로의 유선 접속은 그 사이에 연결된 케이블(80)을 통해 전원 컨트롤 펄스를 입력받도록 구성되는 것인 IoT 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 IoT 허브(30)와 상기 스마트 콘센트(10 또는 90) 간의 무선 접속은, 상기 IoT 허브(30)에서 제공되는 무선 제어신호를 통신모듈(12)에서 수신하도록 구성하되, 상기 IoT 허브(30)와 상기 적어도 하나의 스마트 콘센트(10 또는 90) 간의 무선통신을 통해 상기 마이크로컨트롤러(18)가 전원 공급/차단 모듈(15)를 제어하도록 하는 구성한 것인 IoT 제어장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 IR 제어장치(50)는 IR 신호를 송수신하기 위한 수단인 IR 송수신부(56)를 더 포함하는 것인 IoT 제어장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 스마트 콘센트(10 또는 90)는,
   전원 소켓(20)과 연결되는 제1커넥터(11);
   상기 전원 컨트롤 펄스 신호를 상기 제1커넥터(11)를 통해 수신하여 상기 스마트 콘센트(10, 90)에 전원을 공급/차단하는 수단인 전원 공급/차단 모듈(15);
   상기 전원 공급/차단 모듈(15)에 연결되어, 스마트 콘센트에 필요한 전원을 만들어 공급하는 전원부(17);
   스마트 콘센트(10)의 모든 데이터의 수집, 연산, 분석 제어를 하는 수단인 마이크로컨트롤러(18);
   필요한 무선통신을 수행하는 기능을 하는 통신 모듈(12);
   통신 대기 시 전력소비를 최소로 하기 위해 상기 마이크로컨트롤러(18)가 슬립모드 시 상기 통신 모듈(12)과 마이크로컨트롤러(18)에만 전원을 공급하는 슬립모드 전원(14);
   전자제품의 전원 플러그를 삽입할 수 있는 삽입구(21)와, 전원플러그가 삽입되었는지를 감지하는 센서(22)와, 제품의 동작 시 정상동작을 하는지를 확인하기 위한 전류 센서(C1,.., Cn)와, 해당 전자제품에 전원을 공급/차단하는 스위칭 수단(K1,,., Kn ), 그리고 상기 케이블(70)과 접속되는 적어도 하나의 제2커넥터(19)를 포함하는 전원플러그 삽입구부(110); 및
   상기 전자제품의 ID, 연산한 대기전력 값, IR 신호 데이터를 포함하는 IoT 동작에 필요한 모든 데이터와 파라미터 등을 저장하는 메모리(13)를 포함하는 IoT 제어장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 IoT 허브(30)와 상기 적어도 하나의 스마트 콘센트(10 또는 90) 간의 무선 접속은, WiFi, Z-Wave, 지그비, 블루투스 중의 하나 또는 그들의 조합으로 구현되는 것인 IoT 제어장치.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스마트 콘센트(10)는 전원플러그 삽입구(110)를 한 개만 갖도록 구성하는 한편, 멀티-콘센트(90)는 전원플러그 삽입구(110)를 다수의 삽입구들의 개수(n)만큼 갖도록 n 개의 IR 제어장치(50) 및/또는 스위치 제어장치(51)를 조합하여 구성하고, 상기 삽입구부(110)를 제외한 나머지 다른 구성요소들은 동일한 구성으로 이루어진 것인 IoT 제어장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 IR 제어장치(50)는,
   상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원공급 및 유선통신을 하기 위한 통로수단으로 스마트 콘센트(10)로부터 케이블(70)을 통해 연결되는 제3커넥터(57);
   상기 콘센트로(10)부터 전원이 공급되면, 제어장치에 필요한 전원을 만들어 공급하는 제1전원부(55);
   전원 공급이 차단되었을 때, IR 제어회로(50)에 전원을 공급하는 제2전원부(51);
   무선으로 통신을 하는 수단으로서 통신모듈(52);
   무선통신을 사용하는 경우 배터리와 방전을 방지하기 위해서 배터리를 확인하여 충전이 필요하면 상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원을 공급받기 위해 상기 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하는 수단인 전원 공급/차단 모듈 구동부(58);
   전자제품의 ID, IR 신호 데이터를 포함하는 IoT 동작에 필요한 모든 데이터와 파라미터 등을 저장하는 메모리(53);
   수동으로 제품의 전원을 ON/OFF 하기 위한 스위치(SW);
   IR 신호를 송신/수신하기 위한 수단인 IR 송수신부(56); 및
   상기 제어장치의 데이터 수집, 분석, 연산 및 제어를 수행하는 마이크로컨트롤러(54)를 더 포함하는 것인 IoT 제어장치.
9. 제1항에 있어서, 기계적 스위치나 터치 스위치를 적용한 전자제품(160)을 제어하기 위한 스위치 제어장치(51)를 더 포함하되, 상기 스위치 제어장치(51)는:
   상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원공급 및 유선통신을 하기 위한 통로수단으로 스마트 콘센트(10)의 제1커넥터(11)와 케이블(70)로 연결 가능하도록 한 제4커넥터(67);
   상기 콘센트로(10)부터 전원이 공급되면, 스위치 제어장치(51)에 필요한 전원을 만들어 공급하는 전원부(64);
   전원 공급이 차단되었을 때, 상기 제어장치에 전원을 공급하는 전원부(65);
   무선으로 통신을 하는 수단으로서 무선통신 모듈(61);
   무선통신을 사용하는 경우, 전원부(65)가 과방전되는 것을 방지하기 위해서 상기 전원부(65)의 전압을 확인하여, 충전이 필요하면, 상기 스마트 콘센트(10)로부터 전원을 공급받기 위해 상기 스마트 콘센트(10)의 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하는 기능을 하는 전원공급/차단 모듈 구동부(66);
   전자제품의 ID, IR 신호 데이터를 포함하는 IoT 동작에 필요한 모든 데이터와 파라미터 등을 저장하는 메모리(63);
   수동으로 제품의 전원을 ON/OFF 하기 위한 스위치(SW);
   상기 제어장치의 각종 데이터의 수집, 분석, 연산 및 제어를 수행하는 마이크로컨트롤러(62); 및
   기계적 스위치를 작동시키기 위하여 모터 또는 솔레노이드로 구성한 수단인 구동부(68)를 더 포함하는 것인 IoT 제어장치.
10. 제3항에 있어서, 상기 통신 모듈(12)은 WiFi, Z-Wave, 지그비, 블루투스 중의 하나 또는 그들의 조합으로 구성되는 것인 IoT 제어장치.
11. 제5항에 있어서, 상기 슬립모드 전원(14)은 슈퍼캐패시터 또는 배터리를 포함하는 것인 IoT 제어장치.
12. 제5항에 있어서, 상기 전류 센서(C1,.., Cn)는 전류 트랜스포머(C.T) 또는 반도체 소자로 구성되는 것인 IoT 제어장치.
13. 외부의 사물인터넷(IoT) 플랫폼과 연동하는 IoT 허브(30)를 포함하는 사물인터넷 시스템 환경에서 전자제품을 원격으로 제어하는 IoT 제어 방법에 있어서,
    IoT 플랫폼에서 IoT 허브(30)로 해당 전자제품에 대하여 제어명령이 수신되면, 상기 IoT 허브(30)는 스마트 콘센트(10)에 전원을 공급하기 위한 전원 컨트롤 펄스 신호가 상기 제1커넥터(11)로 수신되어, 상기 콘센트에 전원을 공급/차단하는 수단인 전원 공급/차단 모듈(15)에 인가되는 동작;
    상기 전원 공급/차단 모듈(15)이 활성화되면, 전원부(17)는 회로 동작에 필요한 전원전압을 공급하고, 제2커넥터(19)를 경유하여 케이블(70)을 통해 IR 제어장치(50)에 전원전압과 신호를 전송하고, 상기 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 ID를 확인하고 해당 전원플러그 삽입구부(110)의 삽입구(21)에 전원플러그가 삽입되었는지를 센서(SW1)를 통해서 확인하고, 그 센서(SW1)가 접속된 것이 입력 P1을 통해서 입력되면 출력(O1)을 통해 스위칭 수단(K1)을 제어하여 상기 삽입구(21)에 연결된 전자제품(40)에 전원이 공급되어 전자제품은 대기상태가 되도록 하는 동작;
    상기 대기상태의 신호를 스마트 콘센트(10)로부터 수신되면 마이크로컨트롤러(54)는 IR 송/수신부의 송신 다이오드를 제어하여 전자제품을 위한 전원 ON 신호 및 제어신호를 IR 신호로써 해당 전자제품의 IR 수신부에 송신하는 동작; 및
    상기 신호가 전자제품(40)의 IR 수신부에 입력되면 전자제품(40)은 전원이 ON 되어 동작 되면, 스마트 콘센트(10)의 전류 센서(C1)에 흐르는 전류 값이 증가하는 것을 마이크로컨트롤러(18)는 입력(I1)을 통해 받아 정상적으로 제품이 제어된 것으로 판단하는 동작을 포함하는 IoT 제어 방법.
14. 제13항에 있어서,
    만일 상기 전류 값이 변화가 없으면, 전자제품(40)이 정상적으로 동작하지 않아 에러가 발생한 것으로 판단하여, 상기 스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 소정의 에러신호를 IoT 허브(30)에 전송하여 스마트폰으로 통보하는 동작을 더 포함하는 IoT 제어 방법.
15. 외부의 사물인터넷(IoT) 플랫폼과 연동하는 IoT 허브(30)를 포함하는 사물인터넷 시스템 환경에서 전자제품을 원격으로 제어하는 IoT 제어 방법에 있어서,
    상기 스마트 콘센트(10)의 전원 공급/차단 모듈(15)이 차단되어 전원 공급이 차단된 경우, 소비전력을 최소로 하기 위해 마이크로컨트롤러(18)와 IR 제어회로(50)의 IR 송수신부의 수신부에만 슬립모드 전원을 공급하는 동작;
    리모콘(60)으로부터 전자제품(40)의 전원 ON 신호가 IR 제어장치(50) 송수신부의 수신부에서 수신되면, IR 제어장치(50)의 마이마크로컨트롤러(54)는 깨어나서 전원 공급/차단 모듈(58)을 제어하여 제3커넥터(57)을 통해 스마트콘센트(10)의 제2커넥터(19)에 신호를 송신하는 동작; 및
    스마트 콘센트(10)의 마이크로컨트롤러(18)는 깨어나서 전원 공급/차단 모듈(15)을 제어하여 스마트 콘센트(10)에 전원을 공급하고, 전원부(17)에 전원이 공급되면 스마트 콘센트(10)와 IR 제어장치(50)에 필요한 전원을 공급하고, 마이크로컨트롤러(18)는 해당 제품의 전원플러그 삽입구부(110)의 스위칭수단 K1을 제어하여 전자제품(40)에 전원을 공급하는 동작; 및
    전자제품(40)에 전원이 공급되면, IR 제어장치(50)의 마이크로컨트롤러는 기억된 리모콘(60) 의 전원 ON 신호를 그대로 사용하여 IR 송신부를 제어함으로써 전원 ON에 상응한 IR 신호를 발생시켜 송신함으로써, 전자제품(40)의 IR 수신부에서 수신되어 전자제품(40)의 전원이 ON 되게 하는 동작을 포함하는 IoT 제어 방법.
16. 제15항에 있어서,
    전원이 스마트 콘센트(10)에 공급되면 전원부의 충전기는 슬립모드 전원을 충전하고, 상기 슬립모드 전원이 만충전이 되면 충전기는 차단되는 동작을 더 포함하는 IoT 제어방법.

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