KR20180112240A - Ｌｉ-Ｆｉ를 활용한 ＩｏＴ 제어 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Ｌｉ-Ｆｉ를 활용한 ＩｏＴ 제어 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Li-Fi 통신이 가능한 다수의 셋톱 박스 수단을 포함하며, 외부로부터 전달받은 전송하고자 하는 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여 Li-Fi 통신이 이루어지도록 하는 현장 단말기부(100), 상기 현장 단말기부(100)의 적어도 하나의 셋톱 박스 수단과 유선 또는 무선으로 연결되고 Li-Fi 통신이 가능한 다수의 LED 조명을 포함하며, 전달받은 Li-Fi 광신호를 송수신하여, Li-Fi 통신을 수행하는 LED부(200) 및 상기 현장 단말기부(100)를 통합 제어하며, 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 직접 연결되는 하나의 상기 현장 단말기부(100)로 상기 전송하고자 하는 데이터를 전달하는 관리 단말기부(300)를 포함하며, 상기 현장 단말기부(100)는 상기 관리 단말기부(300)로부터 전달받은 상기 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여 Li-Fi 통신을 수행하며, Li-Fi 통신을 수행하며 전송받은 Li-Fi 광신호를 데이터로 변환하여 광대역 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

Ｌｉ-Ｆｉ를 활용한 ＩｏＴ 제어 시스템 및 그 제어 방법 {IoT control system and method using Li-Fi}
본 발명은 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Li-Fi(Light Fidelity)를 활용하여 LED에서 나오는 빛의 파장을 이용하여, 광대역 무선으로 다양한 종류의 데이터 송수신할 수 있을 뿐 아니라, IoT용 센서 제어까지 수행할 수 있는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
Li-Fi(Light Fidelity)란, 쉽게 고효율 조명인 LED(발광 다이오드, Light Emitting Diode)와 WI-FI를 융합시킨 기술로서, 즉, LED로부터 발광되는 가시광을 통해서 통신을 수행하는 것을 의미한다.
종래의 유/무선 통신과 비교하자면, Li-Fi는 WI-FI보다는 약 100배 가량 빠른 속도로 통신이 가능하며, LTE-A보다는 약 60배 가량 빠른 속도로 통신이 가능한 장점이 있으며, 전자파를 이용하는 것이 아니라 가시광을 이용하는 것이므로, 전자파에 따른 위험성이 전혀 없는 장점이 있다. 또한, LED 조명이 갖고 있는 낮은 전력소비로 인해 저전력, 저비용으로 통신 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.
그렇지만, 가시광(빛)을 이용한 통신이기 때문에, 빛이 전달되는 과정에서 장애물과 같은 방해요소가 있을 경우, 통신이 두절되는 문제점이 있다.
즉, Li-Fi는 압도적인 속도로 통신 시스템을 압도하지만, 안정적인 통신이 이루어지지 않는다는 점에서, 통신 시스템으로의 적용이 용이하지 않은 것이 사실이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법은, Li-Fi 통신 시스템의 상술한 장점을 그대로 유지하면서도, 안정적인 통신을 제공하도록 구성함으로써, 공간 내 구비되어 있는 각종 IoT 센서의 제어를 실시간으로 용이하게 수행할 뿐 아니라, 광대역 대용량 데이터를 실시간으로 신속하게 전송할 수 있는 장점이 있다.
국내등록특허 제10-1517503호("사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어 시스템", 이하 선행문헌 1)는 다양한 센서장비와 연동되면서 이와 동시에 개방형 운영체제를 통하여 센서장비에 해당하는 어플리케이션을 수행할 수 있는 다중센서장비 제어시스템을 개시하고 있다.
국내 등록 특허 제10-1517503호 (등록일자 2015.04.28.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 Li-Fi(Light Fidelity)를 활용하여 LED에서 나오는 빛의 파장을 이용하여, 광대역 무선으로 다양한 종류의 데이터 송수신할 수 있을 뿐 아니라, IoT용 센서 제어까지 수행할 수 있는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은, Li-Fi 통신이 가능한 다수의 셋톱 박스 수단을 포함하며, 외부로부터 전달받은 전송하고자 하는 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여 Li-Fi 통신이 이루어지도록 하는 현장 단말기부(100), 상기 현장 단말기부(100)의 적어도 하나의 셋톱 박스 수단과 유선 또는 무선으로 연결되고 Li-Fi 통신이 가능한 다수의 LED 조명을 포함하며, 전달받은 Li-Fi 광신호를 송수신하여, Li-Fi 통신을 수행하는 LED부(200) 및 상기 현장 단말기부(100)를 통합 제어하며, 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 직접 연결되는 하나의 상기 현장 단말기부(100)로 상기 전송하고자 하는 데이터를 전달하는 관리 단말기부(300)를 포함하며, 상기 현장 단말기부(100)는 상기 관리 단말기부(300)로부터 전달받은 상기 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여 Li-Fi 통신을 수행하며, Li-Fi 통신을 수행하며 전송받은 Li-Fi 광신호를 데이터로 변환하여 광대역 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은 상기 현장 단말기부(100)의 제어에 따라, 제어가 이루어지는 다수의 IoT(Internet of Things)용 센서를 포함하는 IoT부(400)를 포함하며, 상기 IoT부(400)는 상기 현장 단말기부(100)의 Li-Fi 통신 수행에 따른 데이터에 의해, 각각의 IoT용 센서의 제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은 상기 관리 단말기부(300)와 직접 연결되는 적어도 하나의 동글(dongle)을 포함하며, 상기 전송하고자 하는 데이터를 전달받아 Li-Fi 광신호로 변환하여, 상기 LED부(200)로 송신하는 통신수단부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은 외부 사용자가 소지하고 있는 적어도 하나의 단말기를 포함하며, 외부 사용자의 조작에 의해 상기 관리 단말기부(300)로 전송하고자 하는 데이터를 입력하는 사용자 단말부(600)를 포함하며, 상기 관리 단말기부(300)는 상기 사용자 단말부(600)을 통해서 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 연결되어 있는 상기 현장 단말기부(100) 또는 상기 통신수단부(500)로 상기 데이터를 전달하여 상기 데이터가 Li-Fi 광신호로 변환되어, 상기 LED부(200)에 의해 Li-Fi 통신이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 현장 단말기부(100)는 각각의 셋톱 박스 수단에 연결되어 있는 LED 조명의 동작 상태를 센싱하는 조도센서부(110)를 더 포함하며, 상기 조도센서부(110)의 센싱 정보를 이용하여, Li-Fi 통신이 이루어지는 동안 LED 조명이 지속적으로 점등되어 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 방법은, 외부 사용자가 소지하고 있는 적어도 하나의 단말기를 포함하는 사용자 단말부에 의해서, 관리 단말기부로 전송하고자 하는 데이터가 입력되는 데이터 입력 단계(S100), 상기 관리 단말기부에서, 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의해 입력된 데이터를 Li-Fi 통신이 가능한 다수의 셋톱 박스 수단 중 상기 관리 단말기부와 직접 연결되어 있는 적어도 하나의 셋톱 박스 수단 또는, 상기 관리 단말기부와 직접 연결되어 있는 적어도 하나의 동글(dongle)로 전달하여, 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하는 데이터 변환 단계(S200), 상기 데이터 변환 단계(S200)에 의해 변환한 Li-Fi 광신호를 LED 조명에 송신하고, 다수의 LED 조명 간의 Li-Fi 광신호의 송수신을 통해서 Li-Fi 통신을 수행하는 Li-Fi 통신 단계(S300) 및 상기 Li-Fi 통신 단계(S300)에 의한 Li-Fi 광신호의 데이터에 의해, IoT용 센서의 제어가 이루어지는 IoT 제어 단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 Li-Fi 통신 단계(S300)는 각각의 셋톱 박스 수단에 연결되어 있는 LED 조명의 동작 상태를 센싱하는 조도센서를 이용하여, Li-Fi 통신이 이루어지는 동안 LED 조명이 지속적으로 점등되어 있도록 강제 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법은 Li-Fi(Light Fidelity)를 활용하여 LED에서 나오는 빛의 파장을 이용하여, 광대역 무선으로 다양한 종류의 데이터 송수신할 수 있을 뿐 아니라, IoT용 센서 제어까지 수행할 수 있는 장점이 있다.
상세하게는, 본 발명의 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법은 유무선 통신망을 통해 데이터를 전송하는 방식에 비해 Li-Fi 전자칩이 탑재된 LED 조명을 통한 100배 이상 빠르게 통신을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 Li-Fi 광통신이 갖는 문제점인 LED 조명이 점등되어 있는 상태에서만 통신이 이루어진다는 점을 해결하기 위하여, 현장 단말기부인 셋톱 박스 수단에 조도센서를 추가 구비하여, 조도센서의 센싱 정보를 이용하여 주변의 조도정보를 획득하여 LED 조명의 점등 상태를 제어할 수 있는 장점이 있으며,
Li-Fi 광통신시 각 건물과 건물 사이에는 통신이 불가능하여 유무선 네트워크 장비가 필수적이였으나, 현장 단말기부인 셋톱 박스 수단에 내장된 데이터 송수신 모듈(근거리 통신망)을 통해 셋톱 박스 수단 간의 데이터 통신을 통해서 유무선 네트워크 장비를 대체할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법은 기존의 유무선 통신을 통한 데이터 전송이나 IoT 전자기기를 제어하는 기술에서 벗어나, LED 빛만 있으면 Li-Fi(Light Fidelity) 통신을 수행함으로써 대용량 데이터 송수신, IoT 전자기기의 센서 제어 등을 용이하게 수행할 수 있는 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템을 나타낸 구성도이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, Li-Fi 전자칩이 내장된 Embedded Linux type의 다수의 셋톱 박스(set-top box) 수단을 포함하는 현장 단말기부(100), Li-Fi 전자칩이 포함된 다수의 LED 조명(전등)을 포함하는 LED부(200), 운영프로그램 컨텐츠를 구성할 수 있는 서버, PC, 랩탑 등으로 구성되는 관리 단말기부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
각 구성에 대해서 상세히 알아보자면,
상기 현장 단말기부(100)는 상술한 바와 같이, Li-Fi 통신이 가능하도록 Li-Fi 전자칩이 내장된 Embedded Linux type의 다수의 셋톱 박스(set-top box) 수단을 포함하며, 외부의 사용자로부터 전달받은 전송하고자 하는 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환할 수 있다. 이를 통해서, 변환한 Li-Fi 광신호를 이용하여 상기 LED부(200)를 통해서 Li-Fi 통신이 이루어지도록 하게 된다.
상기 현장 단말기부(100)는 이를 위해서, Li-Fi 광센서(전자칩) 모듈, 데이터 변환 모듈(데이터를 광신호로 변환하는 모듈, 광신호를 데이터로 변환하는 모듈), 데이터 송수신 모듈(외부의 사용자로부터 전송하고자 하는 데이터를 전달받기 위한 모듈, 변환한 Li-Fi 광신호를 LED 조명으로 전송하기 위한 모듈)을 기본적으로 구성하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 현장 단말기부(100)는 IoT용 센서의 제어를 위한 센서 제어 모듈과, LED 조명의 점등 여부를 판단하는 조도센서부(110)를 추가적으로 구성하고 있는 것이 바람직하며, 센서 제어 모듈과 조도센서부(110)의 동작을 추후에 상세히 서술한다.
상기 현장 단말기부(100)는 다수의 셋톱 박스 수단을 포함하여 구성됨으로써, 사용자가 원하는 공간 내에 여러개 위치하고 있는 셋톱 박스 수단을 통해서, 외부로부터 전달받은 전송하고자 하는 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여, Li-Fi 통신이 이루어지도록 하며, Li-Fi 통신에 의해 전달받은 Li-Fi 광신호를 다시 데이터로 변환하여 IoT용 센서의 제어를 수행할 수도 있다.
이를 통해서, IoT용 전자기기의 제어가 이루어질 수 있다. 일 예를 들자면, TV와 연계되어 TV로 특정 동영상 데이터가 출력될 수 있으며, 세탁기와 연계되어 동작이 제어될 수도 있다.
상기 LED부(200)는 상기 현장 단말기부(100)의 적어도 하나의 셋톱 박스 수단과 유선 또는 무선으로 연결되어 있으며, Li-Fi 통신이 가능하도록 Li-Fi 전자칩이 포함된 다수의 LED 조명을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 LED부(200)는 전달받은 Li-Fi 광신호를 다수의 LED 조명끼리 송수신하면서 Li-Fi 통신을 수행할 수 있다.
이를 위하여, 상기 LED부(200)는 Li-Fi 광센서(전자칩) 모듈, 발광하는 LED 모듈, 데이터 송수신 모듈(셋톱 박스 수단으로부터 Li-Fi 광신호를 전달받기 위한 모듈, Li-Fi 광신호를 또다른 LED 조명으로 전송하기 위한 모듈)을 기본적으로 구성하고 있는 것이 바람직하다.
상세하게는, 상기 현장 단말기부(100)의 하나의 셋톱 박스 수단과 상기 LED부(200)의 다수의 LED 조명은 유선 또는 무선으로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 상세하게는, 일반적으로 셋톱 박스 수단과 LED 조명은 고정되어 있기 때문에, 하나의 셋톱 박스 수단에서 Li-Fi 통신을 위한 Li-Fi 광신호를 전달하더라도 이를 수신할 수 있는 LED 조명은 셋톱 박스 수단 주변으로 제한적이다. 그렇기 때문에, 다수의 셋톱 박스 수단에 각각 연결되어 있는 다수의 LED 조명에 순차적으로 또는 다발적으로 Li-Fi 광신호를 전달받아, Li-Fi 통신을 수행할 수 있다.
일 예를 들자면, 외부로부터 전달받은 전송하고자 하는 데이터가 보일러를 제어하기 위한 데이터일 경우, 상기 현장 단말기부(100)의 셋톱 박스 수단들 중 보일러가 제어 가능하도록 미리 설정된 하나의 셋톱 박스 수단에서 이에 대한 Li-Fi 광신호를 변환하고, 해당 셋톱 박스 수단 근처에 위치한 LED 조명에서 보일러 근처까지 위치한 LED 조명까지 상호간의 Li-Fi 통신을 수행하며 Li-Fi 광신호를 송수신하고, 이 후, 보일러에 설치된 IoT용 센서로 Li-Fi 광신호가 수신되어 보일러에 대한 제어가 이루어질 수 있다.
상기 관리 단말기부(300)는 상기 현장 단말기부(100)를 통합 제어하며, 외부로부터 입려받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 직접 연결되는 하나의 현장 단말기부(100)로 상기 전송하고자 하는 데이터를 전달할 수 있다.
상기 관리 단말기부(300)는 서버, PC, 노트북, 랩탑 등의 전자 단말기 중의 하나로서, 운영프로그램 컨텐츠를 관리 운영하는 장치인 것이 바람직하다.
상기 관리 단말기부(300)는 USB 연결 모듈을 포함하는 것이 바람직하며, USB 연결 모듈을 통해서, 상기 현장 단말기부(100)의 하나의 셋톱 박스 수단 또는 동글(dongle)을 포함하는 통신수단부(500)의 직접 연결이 이루어질 수 있다.
이를 통해서, 상기 현장 단말기부(100)는 상기 관리 단말기부(300)로부터 전달받은 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여 상기 LED부(200)에서 Li-Fi 통신이 이루어지도록 하며, 상기 LED부(200)에서 Li-Fi 통신을 수행하며 전송받은 Li-Fi 광신호를 또다른 셋톱 박스 수단인 상기 현장 단말기부(100)에서 전달받아 데이터로 변환하여, 광대역 데이터 통신이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 센서 시스템은 IoT부(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 IoT부(400)는 상기 현장 단말기부(100)의 제어에 따라, 제어가 이루어지는 다수의 IoT(Internet of Things)용 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 IoT부(400)는 상기 현장 단말기부(100)의 Li-Fi 통신 수행에 따른 데이터에 의해, 각각의 IoT용 센서의 제어가 이루어질 수 있다.
다시 말하자면, 상기 현장 단말기부(100)는 상술한 바와 같이, IoT용 센서의 제어를 위한 센서 제어 모듈을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 LED부(200)에 의해 이루어진 Li-Fi 통신을 통해서 전달받은 데이터를 통해서, 각종 전자기기에 설치된 IoT용 센서에 대한 제어를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 센서 시스템은 통신수단부(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 통신수단부(500)는 상술한 바와 같이, 상기 관리 단말기부(300)의 USB 연결 모듈과 직접 연결될 수 있는 적어도 하나의 동글(dongle)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 통신수단부(500)는 상기 관리 단말기부(300)로부터 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 전달받아, Li-Fi 광신호로 변환하여 상기 LED부(200)로 송신할 수 있다.
상기 통신수단부(500)는 상기 현장 단말기부(100)와 그 역할이 일부 유사하기 때문에, 상기 통신수단부(500)는 상기 현장 단말기부(100)의 역할을 보조하는 것이 가장 바람직하나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.
또한, 상기 관리 단말기부(300)는 상기 현장 단말기부(100)의 하나의 셋톱 박스 수단과 상기 통신수단부(500)의 하나의 동글이 USB 연결 모듈을 통해서 둘다 직접 연결되어 있을 경우, 관리자의 선택에 따라 둘다 또는 둘 중 어느 하나에만 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 전달하는 것이 바람직하며, 둘중 하나만 직접 연결되어 있을 경우, 직접 연결되어 있는 수단에만 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 전달하는 것이 바람직하다.
이러한 전송하고자 하는 데이터는 사용자 단말부(600)를 통해서 입력받을 수 있다.
상기 사용자 단말부(600)는 외부 사용자가 소지하고 있는 적어도 하나의 단말기를 포함하며, 외부 사용자의 조작에 의해 상기 관리 단말기부(300)로 전송하고자 하는 데이터를 입력할 수 있다.
이 때, 외부 사용자가 상기 사용자 단말부(600)를 통해서 입력할 수 있는 전송하고자 하는 데이터는 단순히 광대역 데이터 송수신을 위한 데이터이거나, IoT용 전자기기를 제어하기 위한 제어 데이터인 것이 바람직하며, 이를 한정하는 것은 아니다.
자세하게는, 상기 관리 단말기부(300)는 상기 사용자 단말부(600)를 통해서 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 상기 관리 단말기부(300)와 연결되어 있는 상기 현장 단말기부(100)의 셋톱 박스 수단 또는, 상기 통신수단부(500)의 동글로 상기 데이터를 전달할 수 있다.
상기 현장 단말기부(100) 또는 상기 통신수단부(500)는 데이터가 전달되면, 이를 Li-Fi 광신호로 변환할 수 있으며, 변환한 Li-Fi 광신호를 상기 LED부(200)로 전송하여 상기 LED 조명에 의해 Li-Fi 광통신이 이루어질 수 있도록 하게 된다.
이 때, 상기 Li-Fi 광통신은 상술한 바와 같이, LED 조명의 빛이 없을 경우, 통신이 바로 두절되기 때문에, 상기 현장 단말기부(100)는 안정적인 Li-Fi 광통신을 위해 조도센서부(110)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
다시 말하자면, 상기 현장 단말기부(100)는 상기 조도센서부(110)를 더 포함하여 구성됨으로써, 상기 조도센서부(110)를 통해서 상기 현장 단말기부(100)의 셋톱 박스 수단 주변의 조도를 센싱하여 상기 현장 단말기부(100)의 셋톱 박스 수단 주변의 LED 조명, 즉, 셋톱 박스 수단과 연결되어 있는 LED 조명의 점등 여부를 판단할 수 있다.
상기 현장 단말기부(100)는 상기 조도센서부(110)의 센싱 정보를 이용하여, 안정적으로 Li-Fi 광통신이 이루어지도록 상기 LED부(200)의 LED 조명이 지속적으로 점등되어 있도록 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 방법에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 입력 단계(S100), 데이터 변환 단계(S200), Li-Fi 통신 단계(S300) 및 IoT 제어 단계(S400)를 포함하여 구성될 수 있다.
각 단계에 대해서 상세히 알아보자면,
상기 데이터 입력 단계(S100)는 외부 사용자가 소지하고 있는 적어도 하나의 단말기를 포함하는 상기 사용자 단말부(600)에 의해, 상기 관리 단말기부(300)로 전송하고자 하는 데이터가 입력되게 된다.
이 때, 외부 사용자가 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의해 입력하는 전송하고자 하는 데이터는 단순히 광대역 데이터 송수신을 위한 데이터이거나, IoT용 전자기기를 제어하기 위한 제어 데이터인 것이 바람직하며, 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 데이터 변환 단계(S200)는 상기 관리 단말기부(300)에서, 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의해 입력된 데이터를 Li-Fi 통신이 가능한 다수의 셋톱 박스 수단 중 상기 관리 단말기부(300)와 직접 연결되어 있는 적어도 하나의 셋톱 박스 수단 또는, 상기 관리 단말기부(300)와 직접 연결되어 있는 적어도 하나의 동글(dongle)로 전달하여, 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환할 수 있다.
상세하게는, 상기 데이터 변환 단계(S200)는 상기 관리 단말기부(300)에서, 상기 사용자 단말부(600)를 통해서 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 상기 관리 단말기부(300)와 연결되어 있는 상기 현장 단말기부(100)의 셋톱 박스 수단 또는, 상기 통신수단부(500)의 동글로 상기 데이터를 전달할 수 있다.
상기 현장 단말기부(100) 또는 상기 통신수단부(500)는 데이터가 전달되면, 이를 Li-Fi 광신호로 변환하게 된다.
또한, 상기 관리 단말기부(300)는 상기 현장 단말기부(100)의 하나의 셋톱 박스 수단과 상기 통신수단부(500)의 하나의 동글이 USB 연결 모듈을 통해서 둘다 직접 연결되어 있을 경우, 관리자의 선택에 따라 둘다 또는 둘 중 어느 하나에만 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 전달하는 것이 바람직하며, 둘중 하나만 직접 연결되어 있을 경우, 직접 연결되어 있는 수단에만 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 전달하는 것이 바람직하다.
상기 Li-Fi 통신 단계(S300)는 상기 데이터 변환 단계(S200)에 의해 변환한 Li-Fi 광신호를 LED 조명에 송신하고, 다수의 LED 조명 간의 Li-Fi 광신호의 송수신을 통해서 Li-Fi 광통신을 수행할 수 있다.
상기 Li-Fi 통신 단계(S300)는 상기 데이터 변환 단계(S200)에 의해 변환한 Li-Fi 광신호를 상기 LED부(200)로 전송하여 상기 LED 조명에 의해 Li-Fi 광통신이 이루어질 수 있도록 하게 된다.
이를 위해서, 상기 LED부(200)는 전달받은 Li-Fi 광신호를 다수의 LED 조명끼리 송수신하면서 Li-Fi 통신을 수행할 수 있다.
상기 IoT 제어 단계(S400)는 상기 Li-Fi 통신 단계(S300)에 의한 Li-Fi 광신호의 데이터에 의해, IoT용 센서의 제어가 이루어질 수 있다.
일 예를 들자면, 외부로부터 전달받은 전송하고자 하는 데이터가 보일러를 제어하기 위한 데이터일 경우, 상기 현장 단말기부(100)의 셋톱 박스 수단들 중 보일러가 제어 가능하도록 미리 설정된 하나의 셋톱 박스 수단에서 이에 대한 Li-Fi 광신호를 변환하고, 해당 셋톱 박스 수단 근처에 위치한 LED 조명에서 보일러 근처까지 위치한 LED 조명까지 상호간의 Li-Fi 통신을 수행하며 Li-Fi 광신호를 송수신하고, 이 후, 보일러에 설치된 IoT용 센서로 Li-Fi 광신호가 수신되어 보일러에 대한 제어가 이루어질 수 있다.
상세하게는, 상기 현장 단말기부(100)는 IoT용 센서의 제어를 위한 센서 제어 모듈을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 LED부(200)에 의해 이루어진 Li-Fi 통신을 통해서 전달받은 데이터를 통해서, 각종 전자기기에 설치된 IoT용 센서에 대한 제어를 수행할 수 있다.
이 때, 상기 Li-Fi 광통신은 상술한 바와 같이, LED 조명의 빛이 없을 경우, 통신이 바로 두절되기 때문에, 상기 현장 단말기부(100)는 안정적인 Li-Fi 광통신을 위해 조도센서부(110)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 Li-Fi 통신 단계(S300)는 각각의 셋톱 박스 수단에 연결되어 있는 LED 조명의 동작 상태를 센싱하는 상기 조도센서부(110)를 이용하여, Li-Fi 통신이 이루어지는 동안 LED 조명이 지속적으로 점등되어 안정적으로 광통신이 이루어지도록 제어할 수 있다.
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템 및 그 제어 방법은, 유무선 통신망을 통해 데이터를 전송하는 방식에 비해 Li-Fi 전자칩이 탑재된 LED 조명을 통한 100배 이상 빠르게 통신을 수행할 수 있다.
기존의 Li-Fi 광통신이 갖는 문제점인 LED 조명이 점등되어 있는 상태에서만 통신이 이루어진다는 점을 해결하기 위하여, 현장 단말기부인 셋톱 박스 수단에 조도센서를 추가 구비하여, 조도센서의 센싱 정보를 이용하여 주변의 조도정보를 획득하여 LED 조명의 점등 상태를 제어할 수 있다.
또한, Li-Fi 광통신시 각 건물과 건물 사이에는 통신이 불가능하여 유무선 네트워크 장비가 필수적이였으나, 현장 단말기부인 셋톱 박스 수단에 내장된 데이터 송수신 모듈(근거리 통신망)을 통해 셋톱 박스 수단 간의 데이터 통신을 통해서 유무선 네트워크 장비를 대체할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 현장 단말기부
110 : 조도센서부
200 : LED부
300 : 관리 단말기부
400 : IoT부
500 : 통신수단부
600 : 사용자 단말부

Claims (7)

  1. Li-Fi 통신이 가능한 다수의 셋톱 박스 수단을 포함하며, 외부로부터 전달받은 전송하고자 하는 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여 Li-Fi 통신이 이루어지도록 하는 현장 단말기부(100);
    상기 현장 단말기부(100)의 적어도 하나의 셋톱 박스 수단과 유선 또는 무선으로 연결되고 Li-Fi 통신이 가능한 다수의 LED 조명을 포함하며, 전달받은 Li-Fi 광신호를 송수신하여, Li-Fi 통신을 수행하는 LED부(200); 및
    상기 현장 단말기부(100)를 통합 제어하며, 외부로부터 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 직접 연결되는 하나의 상기 현장 단말기부(100)로 상기 전송하고자 하는 데이터를 전달하는 관리 단말기부(300);
    를 포함하며,
    상기 현장 단말기부(100)는
    상기 관리 단말기부(300)로부터 전달받은 상기 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하여 Li-Fi 통신을 수행하며, Li-Fi 통신을 수행하며 전송받은 Li-Fi 광신호를 데이터로 변환하여 광대역 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은
    상기 현장 단말기부(100)의 제어에 따라, 제어가 이루어지는 다수의 IoT(Internet of Things)용 센서를 포함하는 IoT부(400);
    를 포함하며,
    상기 IoT부(400)는
    상기 현장 단말기부(100)의 Li-Fi 통신 수행에 따른 데이터에 의해, 각각의 IoT용 센서의 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은
    상기 관리 단말기부(300)와 직접 연결되는 적어도 하나의 동글(dongle)을 포함하며, 상기 전송하고자 하는 데이터를 전달받아 Li-Fi 광신호로 변환하여, 상기 LED부(200)로 송신하는 통신수단부(500);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템은
    외부 사용자가 소지하고 있는 적어도 하나의 단말기를 포함하며, 외부 사용자의 조작에 의해 상기 관리 단말기부(300)로 전송하고자 하는 데이터를 입력하는 사용자 단말부(600);
    를 포함하며,
    상기 관리 단말기부(300)는
    상기 사용자 단말부(600)을 통해서 입력받은 전송하고자 하는 데이터를 관리하며, 연결되어 있는 상기 현장 단말기부(100) 또는 상기 통신수단부(500)로 상기 데이터를 전달하여 상기 데이터가 Li-Fi 광신호로 변환되어, 상기 LED부(200)에 의해 Li-Fi 통신이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 현장 단말기부(100)는
    각각의 셋톱 박스 수단에 연결되어 있는 LED 조명의 동작 상태를 센싱하는 조도센서부(110);
    를 더 포함하며,
    상기 조도센서부(110)의 센싱 정보를 이용하여, Li-Fi 통신이 이루어지는 동안 LED 조명이 지속적으로 점등되어 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 시스템.
  6. 외부 사용자가 소지하고 있는 적어도 하나의 단말기를 포함하는 사용자 단말부에 의해서, 관리 단말기부로 전송하고자 하는 데이터가 입력되는 데이터 입력 단계(S100);
    상기 관리 단말기부에서, 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의해 입력된 데이터를 Li-Fi 통신이 가능한 다수의 셋톱 박스 수단 중 상기 관리 단말기부와 직접 연결되어 있는 적어도 하나의 셋톱 박스 수단 또는, 상기 관리 단말기부와 직접 연결되어 있는 적어도 하나의 동글(dongle)로 전달하여, 데이터를 Li-Fi 광신호로 변환하는 데이터 변환 단계(S200);
    상기 데이터 변환 단계(S200)에 의해 변환한 Li-Fi 광신호를 LED 조명에 송신하고, 다수의 LED 조명 간의 Li-Fi 광신호의 송수신을 통해서 Li-Fi 통신을 수행하는 Li-Fi 통신 단계(S300); 및
    상기 Li-Fi 통신 단계(S300)에 의한 Li-Fi 광신호의 데이터에 의해, IoT용 센서의 제어가 이루어지는 IoT 제어 단계(S400);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 Li-Fi 통신 단계(S300)는
    각각의 셋톱 박스 수단에 연결되어 있는 LED 조명의 동작 상태를 센싱하는 조도센서를 이용하여, Li-Fi 통신이 이루어지는 동안 LED 조명이 지속적으로 점등되어 있도록 강제 제어하는 것을 특징으로 하는 Li-Fi를 활용한 IoT 제어 방법.
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KR20200067457A (ko) * 2018-12-04 2020-06-12 한남대학교 산학협력단 스마트폰과 LED를 이용한 Li-Fi 시스템

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