KR20180092542A - MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법 - Google Patents

MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20180092542A KR1020170018381A KR20170018381A KR20180092542A KR 20180092542 A KR20180092542 A KR 20180092542A KR 1020170018381 A KR1020170018381 A KR 1020170018381A KR 20170018381 A KR20170018381 A KR 20170018381A KR 20180092542 A KR20180092542 A KR 20180092542A
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Abstract

본 발명은 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 측정온도 Subscribe(1회만)를 수행하는 제 1 단계; 온도센서(30)가 자신과 연결된 제 1 아두이노(1-1)를 통해 측정온도를 MQTT 브로커(Broker)(20)로 Publish를 수행하는 제 2 단계; 및 MQTT 브로커(Broker)(20)가 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 상기 제 2 단계에서 Publish 된 측정온도를 전송하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 실내의 온도센서, 냉난방기, 화재감시센서, 그리고 스프링클러를 아두이노를 이용하여 WiFi 채널로 클라우드 서버에 구축된 MQTT 브로커(Broker)와 연동시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 스마트폰에서 실내 온도 모니터링, 희망온도 설정, 화재경보 수신 및 진압 기능을 앱을 이용하여 구현하여 MQTT 브로커(Broker)와 연동할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 클라우드 서버를 이용함으로써, IoT 서비스 글로벌 액세스가 가능하며 서버 유지 관리 어려움을 없앨 수 있으며, 특히 공인 IP를 별도로 마련하지 않고도 글로벌 액세스가 가능하여 개인 또는 중소기업의 IoT 서비스 구축에 매우 적합한 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, IoT 서비스로 구현 가능하고, 인증, 인가 등의 보안 서비스로도 구현할 수 있을 뿐만 아니라, oneM2M 플랫폼으로도 구현할 수 있는 확장성을 제공한다.

Description

MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법{IoT SERVICE SYSTEM FOR ROOM TEMPERATURE CONTROL, FIRE ALARM AND SUPRESSION USING MQTT, AND METHOD THEREOF}
본 발명은 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 실내의 온도센서, 냉난방기, 화재감시센서, 그리고 스프링클러를 아두이노를 이용하여 WiFi 채널로 클라우드 서버에 구축된 MQTT 브로커(Broker)와 연동시키도록 하기 위한 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법에 관한 것이다.
푸쉬 기술(push technology) 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜인 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)는 publish/subscribe 방식의 메시지 교환 프로토콜로 IBM사가 개발하였다.
MQTT는 저전력, 신뢰할 수 없는 네트워크, non TCP/IP 기반에서 운영할 수 있는 장점이 있기 때문에 소형기기의 제어와 센서정보 수집에 유리하여 최근에는 oneM2M IoT 국제표준에서 메시지 전송 바인딩 프로토콜로 채택되었다.
MQTT 시스템은 서버인 MQTT 브로커(broker)와 클라이언트(Client)로 구성될 수 있다. MQTT 브로커(Broker)는 메시지 교환 플랫폼에 해당한다. 이에 따라, 메시지 생산자 클라이언트(Client)가 메시지 식별자인 Topic으로 메시지를 publish한 뒤, 메시지 소비자 클라이언트(Client)가 Topic에 Subscribe하면 MQTT 브로커(Broker)는 메시지를 전달해 준다.
한편, 본 발명에서는 실내의 온도센서, 냉난방기, 화재감시센서, 그리고 스프링클러를 아두이노를 이용하여 WiFi 채널로 클라우드 서버에 구축된 MQTT 브로커(Broker)와 연동시킨다. 그리고, 스마트폰에서 실내 온도 모니터링, 희망온도 설정, 화재경보 수신 및 진압 기능을 구현하여 MQTT 브로커(Broker)와 연동함으로써 원격 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 시스템을 구축하도록 하고자 한다.
대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1560470호 "스마트 연결 장치 및 스마트 연결 장치를 활용하여 IoT 장치를 제어하기 위한 방법(SMART ACCESS POINT APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING INTERNET OF THINGS APPARATUS USING THE SMART ACCESS POINT APPARATUS)" 대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2016-0029723호 "셋탑 박스, 그를 이용한 IoT 기기 제어 방법 및 컴퓨터 프로그램(SETTOP BOX, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR CONTROLLING OF INTERNET OF THINGS DEVICE USING THE SAME)"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내의 온도센서, 냉난방기, 화재감시센서, 그리고 스프링클러를 아두이노를 이용하여 WiFi 채널로 클라우드 서버에 구축된 MQTT 브로커(Broker)와 연동시키도록 하기 위한 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 스마트폰에서 실내 온도 모니터링, 희망온도 설정, 화재경보 수신 및 진압 기능을 앱을 이용하여 구현하여 MQTT 브로커(Broker)와 연동하도록 하기 위한 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 클라우드 서버를 이용함으로써, IoT 서비스 글로벌 액세스가 가능하며 서버 유지 관리 어려움을 없앨 수 있으며, 특히 공인 IP를 별도로 마련하지 않고도 글로벌 액세스가 가능하여 개인 또는 중소기업의 IoT 서비스 구축에 매우 적합하도록 하기 위한 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 IoT 서비스로 구현 가능하고, 인증, 인가 등의 보안 서비스로도 구현할 수 있을 뿐만 아니라, oneM2M 플랫폼으로도 구현할 수 있는 확장성을 갖는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법은, 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 측정온도 Subscribe(1회만)를 수행하는 제 1 단계; 온도센서(30)가 자신과 연결된 제 1 아두이노(1-1)를 통해 측정온도를 MQTT 브로커(Broker)(20)로 Publish를 수행하는 제 2 단계; 및 MQTT 브로커(Broker)(20)가 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 상기 제 2 단계에서 Publish 된 측정온도를 전송하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 3 단계 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)가 제 2 아두이노(1-2)와 연결된 냉난방기(40)로부터 희망온도 Subscribe(1회만)를 수신하는 제 4 단계; 및 MQTT 브로커(Broker)(20)가 희망온도 Subscribe에 따른 스마트폰(10)의 앱(10a)로부터 희망온도 Publish를 수신하는 제 5 단계; 가 더 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 5 단계 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)가 제 3 아두이노(1-3)와 연결된 냉난방기(40)로 희망온도를 전송하는 제 6 단계; 및 냉난방기(40)가 온도센서(30)에 대한 온도측정 요청을 통해, 실내의 현재온도를 수신하는 제 7 단계; 가 더 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 7 단계 이후, 냉난방기(40)가 수신된 희망온도로 실내 온도조절을 수행하는 제 8 단계; 가 더 수행되는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법은, 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재경보 Subscribe(1회만)를 수행하는 제 1 단계; 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)에 의해 화재감지 및 화재진압 수행에 따라, 화재경보기(50a)가 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재경보 Publish를 수행하는 제 2 단계; 및 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로부터 화재경보 수신하여, 터치스크린으로 출력하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 3 단계 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 작동상태 Subscribe(1회만)를 수행하는 제 4 단계; 및 스프링클러(50b)가 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 작동상태 Publish를 수행하는 제 5 단계; 가 더 수행되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 5 단계 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로부터 스프링클러 작동상태를 수신하는 제 6 단계; 및 스마트폰(10)의 앱(10a)이 스프링클러 강제작동을 결정하는 제 7 단계; 가 더 수행되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 7 단계 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 강제작동 Publish를 수행하는 제 8 단계; 및 MQTT 브로커(Broker)(20)가 스프링클러(50b)로 스프링클러 강제작동 명령을 전송하는 제 9 단계; 가 더 수행되는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법은, 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b) 각각이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 점검 Subscribe를 수행하는 제 1 단계; 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 점검 Publish를 수행하는 제 2 단계; MQTT 브로커(Broker)(20)가 시스템 점검 요청을 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b) 각각으로 전송하는 제 3 단계; 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b) 각각이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 점검 Publish를 수행하는 제 4 단계; 및 MQTT 브로커(Broker)(20)가 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b)에 대해서 시스템 점검 Publish에 따라 획득한 정보인 시스템 상태를 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 전송하는 제 5 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법은, 실내의 온도센서, 냉난방기, 화재감시센서, 그리고 스프링클러를 아두이노를 이용하여 WiFi 채널로 클라우드 서버에 구축된 MQTT 브로커(Broker)와 연동시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법은, 스마트폰에서 실내 온도 모니터링, 희망온도 설정, 화재경보 수신 및 진압 기능을 앱을 이용하여 구현하여 MQTT 브로커(Broker)와 연동할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법은, 클라우드 서버를 이용함으로써, IoT 서비스 글로벌 액세스가 가능하며 서버 유지 관리 어려움을 없앨 수 있으며, 특히 공인 IP를 별도로 마련하지 않고도 글로벌 액세스가 가능하여 개인 또는 중소기업의 IoT 서비스 구축에 매우 적합한 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 시스템 및 방법은, IoT 서비스로 구현 가능하고, 인증, 인가 등의 보안 서비스로도 구현할 수 있을 뿐만 아니라, oneM2M 플랫폼으로도 구현할 수 있는 확장성을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 시스템 중 클라우드 서버에서 구축된 MQTT 브로커(Broker)(20)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 실내 온도 제어 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 화재관리 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 시스템점검 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 화재관리 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 클라우드 서버(Amazon Web Services)에서 MQTT 브로커(Broker)(20)를 구축한다.
MQTT 브로커(Broker)(20)는 클라우드 서버에 구축되어 있으며 클라우드 서버 이용시 공인 IP 주소가 할당된다. 여기서, 공인 IP 주소의 일예로 52.78.97.212를 사용할 수 있으며, 상용 DNS 서비스를 활용하여 서버 URL, 예컨데, iotwarrior.mynimbus.xyz라는 URL을 사용할 수 있다.
MQTT 브로커(Broker)(20)는 TCP/IP 망과 연결된 AP와 근거리 무선통신을 수행하는 3개의 아두이노(1: 1-1, 1-2, 1-3) 각각을 사용하여 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재감지 센서를 구비한 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)를 각각 연결된다.
이에 따라, MQTT 브로커(Broker)(20)는 TCP/IP 채널로 IoT 디바이스(30, 40, 50, ...)와 연결된다.
스마트폰(10)에서는 온도제어 및 모니터링 및 작동, 그리고 시스템 기능이 포함된 앱(10b)이 설치되어 MQTT 브로커(Broker)(20)와 TCP/IP 채널로 연결된다.
한편, 스마트폰(10)의 앱(10a), MQTT 브로커(Broker)(20), 그리고 아두이노(1) 간에는 양방향 통신에 되어야 하므로, 각 장치 중 MQTT 브로커(Broker)(20)에 MQTT 서버 기능, 스마트폰(10) 및 아두이노(1)에 MQTT 클라이언트 기능이 구현되어야 한다.
본 발명에서 MQTT 서버에 해당하는 MQTT 브로커(Broker)(20)는 TCP 포트 1833번으로 메시지를 수신할 수 있다.
이러한 구성과 기능에 의해서, MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 시스템의 MQTT 브로커(Broker)(20)는 실내에는 냉난방기(40)와 온도센서(30)가 상호 연동하여 실내 온도 제어가 가능하도록 할 수 있다.
또한, MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 시스템의 MQTT 브로커(Broker)(20)는 화재감시센서를 구비한 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)를 설치하여 화재경보 및 진압이 가능하도록 한다.
한편, 스마트폰(10)의 앱(10a)에서는 MQTT 브로커(Broker)(20)를 매개로 원격에서 장소에 구애받지 않고 온도센서(30)로부터 측정된 실내 온도를 모니터링할 수 있으며, 희망 온도를 설정하면 목표 값이 온도제어시스템인 냉난방기(40)에 전달되어 로컬에서 자동으로 실내 온도를 희망온도로 유지하도록 할 수 있다.
그리고, 화재경보기(50a)의 화재감시센서에서 화재 발생시 불꽃을 감지하여 자동으로 스프링클러(50b)를 작동시켜 화재를 진압한 뒤, MQTT 브로커(Broker)(20)를 통해 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 화재경보 메시지를 전송할 수 있다.
이에 따라, 스마트폰(10)의 앱(10a) 사용자는 화재진압 메시지를 확인할 뿐만 아니라, 스플링클러(50b)의 작동 상태를 터치스크린을 통해 확인할 수 있으며, MQTT 브로커(Broker)(20)를 통해 미작동시 스프링클러(50b)를 강제 작동시켜 화재를 진압할 수 있다.
도 2는 도 1의 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 시스템 중 클라우드 서버에서 구축된 MQTT 브로커(Broker)(20)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 먼저 스마트폰(10)을 이용하여 클라우드 서버 계정을 생성하고, 클라우드 서버에서 가장 기본적이면서 널리 쓰이는 인프라로 인터넷에 연결된 가상서버를 제공해주는 Elastic Compute Cloud(EC2)를 이용하여 MQTT 서버를 생성할 수 있다.
그리고 스마트폰(10)은 putty와 같은 원격 접속프로그램을 사용하여 생성된 서버의 공인 IP로 접속하여 MQTT 브로커(Broker)(20)를 설치할 수 있다.
설치할 수 있는 브로커(Broker)에는 여러 종류의 브로커(Broker)가 있는데 본 발명에서 사용한 브로커(Broker)는 Mosquitto라는 브로커(Broker)이다.
Mosquitto를 사용한 이유는 아두이노(1: 1-1, 1-2, 1-3)과의 연동을 고려하여 오픈 소스(Open Source) 기반이며 설치가 쉬우며 IoT에 적합하기 때문이다. 본 발명의 클라우드 서버 공인 IP 주소는 52.78.97.212이며 상용 DNS 서비스를 활용하여 iotwarrior.mynimbus.xyz라는 URL 사용한다.
그러나 클라우드 서버의 공인 IP 주소는 MQTT 서버를 리부트(Reboot) 할 때마다 바뀌기 때문에 IP와 URL을 재 맵핑하여 사용하여야 한다. 본 발명의 일 실시예로, MQTT 브로커(Broker)(20)는 TCP 포트 1883번으로 메시지를 수신할 수 있다.
하기의 [표 1]는 MQTT 프로토콜 기반 IoT 메시지 설계를 나타낸다.
Figure pat00001
즉, [표 1]은 MQTT 프로토콜 기반 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 메시지 설계를 나타낸다. MQTT Topic들은 공통적으로 tcp://서버 URL:1883에 "IoTWarrior/MQTT Topic"으로 접근가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 실내 온도 제어 과정을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 측정온도 Subscribe(1회만) 한다(S1).
단계(S1) 이후, 온도센서(30)는 자신과 연결된 제 1 아두이노(1-1)를 통해 측정온도를 MQTT 브로커(Broker)(20)로 Publish 한다(S2).
단계(S2) 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)는 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 단계(S2)에서 Publish 된 측정온도를 전송한다(S3).
단계(S3) 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)는 제 2 아두이노(1-2)와 연결된 냉난방기(40)로부터 희망온도 Subscribe(1회만)를 수신한다(S4).
이에 따라, MQTT 브로커(Broker)(20)는 단계(S4)의 희망온도 Subscribe에 따른 스마트폰(10)의 앱(10a)로부터 희망온도 Publish를 수신한다(S5).
단계(S5) 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)는 제 3 아두이노(1-3)와 연결된 냉난방기(40)로 단계(S5)에서 수신된 희망온도를 전송한다(S6).
단계(S6) 이후, 냉난방기(40)는 온도센서(30)에 대한 온도측정 요청을 통해(S7), 실내의 현재온도를 수신한다(S8).
단계(S8) 이후, 냉난방기(40)는 단계(S6)에서 수신된 희망온도로 온도조절을 수행한다(S9).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 화재관리 과정을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재탐지 Subscribe(1회만)을 수행한다(S31).
이후, 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)에 의해 화재감지 및 화재진압(S32a)을 수행한 뒤, 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재탐지 Publish를 수행한다(S32b).
이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로부터 화재탐지수신을 수행한다(S33).
이후, 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 상태 요청 Subscribe를 수행한다(1회만)(S34).
이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 상태 요청 Subscribe(1회만)를 수행한다(S35).
이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 상태 요청 Publish를 수행한다(S36).
이에 따라, MQTT 브로커(Broker)(20)는 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)로 수신된 스프링클러 상태 요청을 전송한다(S37).
단계(S37) 이후, 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 상태 요청 Publish을 수행한다(S38).
MQTT 브로커(Broker)(20)는 스마트폰(10)의 앱(10a)로 스프링클러 상태 요청을 전송한다(S39).
이후, 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 시작 Subscribe(1회만)을 수행한다(S40).
이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 시작 Publish을 수행한다(S41).
이에 따라, MQTT 브로커(Broker)(20)는 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)로 스크링클러 시작을 전송함으로써(S42), 스프링클러(50b)가 활성화 된다(S43).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 시스템점검 과정을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 온도센서(30)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 상태 요청 Subscribe를 수행한다(S21).
단계(S21) 이후, 냉난방기(40)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 점검 Subscribe를 수행한다(S22).
단계(S22) 이후, 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 상태 요청 Subscribe를 수행한다(S23).
단계(S23) 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 상태 요청 Publish를 수행한다(S24).
단계(S24)에 따라, MQTT 브로커(Broker)(20)는 시스템 상태 요을 온도센서(30)로 전송한다(S25).
단계(S25) 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)는 시스템 상태 요을 냉난방기(40)로 전송한다(S26).
단계(S26) 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)는 시스템 상태 요을 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b)로 전송한다(S27).
단계(S25)에 따라, 온도센서(30)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 상태 요Publish를 수행한다(S28).
그리고 단계(S26)에 따라 냉난방기(40)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 상태 요 Publish를 수행한다(S29).
뿐만 아니라 단계(S27)에 따라 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 상태 요 Publish를 수행한다(S30).
단계(S28) 내지 단계(S30)에서 각 시스템 점검 Publish를 수신한 MQTT 브로커(Broker)(20)는 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b)의 시스템 상태를 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 전송한다(S31).
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법 중 화재관리 과정을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재경보 Subscribe(1회만)를 수행한다(S11).
단계(S11) 이후, 화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)에 의해 화재감지 및 화재진압 수행되면(S12), 화재경보기(50a)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재경보 Publish를 수행한다(S13).
단계(S13) 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로부터 화재경보 수신하여(S14), 터치스크린으로 출력한다.
단계(S14) 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 작동상태 Subscribe(1회만)를 수행한다(S15).
단계(S15) 이후, 스프링클러(50b)는 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 작동상태 Publish를 수행한다(S16).
단계(S16) 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로부터 스프링클러 작동상태를 수신한다(S17).
단계(S17) 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 스프링클러 강제작동을 결정한다(S18).
단계(S18) 이후, 스마트폰(10)의 앱(10a)은 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 강제작동 Publish를 수행한다(S19).
단계(S19) 이후, MQTT 브로커(Broker)(20)는 스프링클러(50b)로 스프링클러 강제작동 명령을 전송한다(S20).
즉 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 MQTT를 이용한 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 IoT 서비스 방법에서의 메시지 교환 절차를 나타내며 메시지 교환 절차는 온도제어, 화재관리 그리고 시스템 점검으로 구분된다.
본 발명에서는 메시지 전달의 신뢰도와 보안성이 있는 메시징 프로토콜인 MQTT 브로커(Broker)(20)를 클라우드 서버에 구축하고, 이를 IoT 플랫폼으로 활용하여 실내 온도 제어 및 화재경보/진압 시스템을 구축한다.
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 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1 : 아두이노 집합
1-1 내지 1-3 : 제 1 내지 제 3 아두이노
10 : 스마트폰
10a : 앱
20 : MQTT 브로커(Broker)
30 : 온도센서
40 : 냉난방기
50 : 화재경보 및 스프링클러 모듈
50a : 화재경보기
50b : 스프링클러

Claims (9)

  1. 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 측정온도 Subscribe(1회만)를 수행하는 제 1 단계;
    온도센서(30)가 자신과 연결된 제 1 아두이노(1-1)를 통해 측정온도를 MQTT 브로커(Broker)(20)로 Publish를 수행하는 제 2 단계; 및
    MQTT 브로커(Broker)(20)가 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 상기 제 2 단계에서 Publish 된 측정온도를 전송하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 3 단계 이후,
    MQTT 브로커(Broker)(20)가 제 2 아두이노(1-2)와 연결된 냉난방기(40)로부터 희망온도 Subscribe(1회만)를 수신하는 제 4 단계; 및
    MQTT 브로커(Broker)(20)가 희망온도 Subscribe에 따른 스마트폰(10)의 앱(10a)로부터 희망온도 Publish를 수신하는 제 5 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제 5 단계 이후,
    MQTT 브로커(Broker)(20)가 제 3 아두이노(1-3)와 연결된 냉난방기(40)로 희망온도를 전송하는 제 6 단계; 및
    냉난방기(40)가 온도센서(30)에 대한 온도측정 요청을 통해, 실내의 현재온도를 수신하는 제 7 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제 7 단계 이후,
    냉난방기(40)가 수신된 희망온도로 실내 온도조절을 수행하는 제 8 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  5. 스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재경보 Subscribe(1회만)를 수행하는 제 1 단계;
    화재경보기(50a)와 스프링클러(50b)에 의해 화재감지 및 화재진압 수행에 따라, 화재경보기(50a)가 MQTT 브로커(Broker)(20)로 화재경보 Publish를 수행하는 제 2 단계; 및
    스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로부터 화재경보 수신하여, 터치스크린으로 출력하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제 3 단계 이후,
    스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 작동상태 Subscribe(1회만)를 수행하는 제 4 단계; 및
    스프링클러(50b)가 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 작동상태 Publish를 수행하는 제 5 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제 5 단계 이후,
    스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로부터 스프링클러 작동상태를 수신하는 제 6 단계; 및
    스마트폰(10)의 앱(10a)이 스프링클러 강제작동을 결정하는 제 7 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제 7 단계 이후,
    스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 스프링클러 강제작동 Publish를 수행하는 제 8 단계; 및
    MQTT 브로커(Broker)(20)가 스프링클러(50b)로 스프링클러 강제작동 명령을 전송하는 제 9 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
  9. 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b) 각각이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 점검 Subscribe를 수행하는 제 1 단계;
    스마트폰(10)의 앱(10a)이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 점검 Publish를 수행하는 제 2 단계;
    MQTT 브로커(Broker)(20)가 시스템 점검 요청을 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b) 각각으로 전송하는 제 3 단계;
    온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b) 각각이 MQTT 브로커(Broker)(20)로 시스템 점검 Publish를 수행하는 제 4 단계; 및
    MQTT 브로커(Broker)(20)가 온도센서(30), 냉난방기(40), 화재경보기(50a) 및 스프링클러(50b)에 대해서 시스템 점검 Publish에 따라 획득한 정보인 시스템 상태를 스마트폰(10)의 앱(10a)으로 전송하는 제 5 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT를 이용한 실내 온도 제어, 화재경보 및 진압을 위한 IoT 서비스 방법.
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