KR20220113664A - 사물인터넷 단말 운영방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존 사물인터넷 표준 기술을 적용하면서 동시에 IoT 단말의 전력소모를 최소화하기 위한 방법을 제시함으로서 에너지 효율적인 시스템을 설계하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 표준기반 동작 시스템에서는 종래의 복잡한 등록 절차 및 센싱 전송 등의 문제점을 극복하기 위한 단순등록 및 단순보고 기술들을 제안하고 이를 토대로 디바이스가 저전력으로 동작하기 위한 Task 처리방법, 운영방법을 제안하고자 한다.

Description

사물인터넷 단말 운영방법{Internet of Things Terminal Operating Methods}
본 발명은 기존 사물인터넷 표준 기술을 적용하면서 동시에 IoT 단말의 전력소모를 최소화하기 위한 방법을 제시함으로서 에너지 효율적인 시스템을 설계하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 표준기반 동작 시스템에서는 종래의 복잡한 등록 절차 및 센싱 전송 등의 문제점을 극복하기 위한 단순등록 및 단순보고 기술들을 제안하고 이를 토대로 디바이스가 저전력으로 동작하기 위한 Task 처리방법, 운영방법을 제안하고자 한다.
사물인터넷(IoT: Internet of Things) 기술이 발달함에 따라서 관리 및 통신 분야의 다양한 사물인터넷 표준들이 정립되어 적용되고 있는 한편 배터리 기반의 저전력 시스템에 대한 새로운 요구사항이 제시되고 있다.
상기 요구사항을 만족시키기 위해 기존 사업자는 IoT 기기에서 다중안테나 및 광대역 주파수 지원 등 불필요한 기능을 삭제하고 데이터 송신이 필요한 시점에만 기기의 송수신 기능이 켜지도록 하는 저전력 통신 기법을 적용하고 있다. 그러나, 최근 요구사항인 10년 이상의 동작을 지원하고 전력 소모를 최소화하기 위해서는 이러한 통신 기법 뿐 만아니라, 저전력 스케쥴링, 센서의 병력 처리, RF 전원 관리 등 다양한 분야의 저전력 기술들이 적용된 새로운 운영방식이 필요하다.
도 1은 사물인터넷 표준 기술이 활용되고 있는 대표적인 시스템의 구성도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 다양한 센서(디바이스)들이 게이트웨이에 연결되고 게이트웨이는 플랫폼에 연결되는 형태를 취한다. 다수의 센서들을 이용해서 물리적인 공간의 다양한 정보를 계측하면 게이트웨이는 이 정보를 수집하여 플랫폼에 전달한다. 사용자는 플랫폼을 통해서 게이트웨이 혹은 센서들의 정보를 조회할 수 있으며, 경우에 따라서 게이트웨이 및 디바이스를 제어할 수 있다. 일반적으로 플랫폼과 게이트웨이는 유선을 통해 전압을 공급받는 반면, 디바이스는 설치상황에 따라 배터리를 기반으로 동작된다. 플랫폼, 게이트웨이와 디바이스 사이 통신연결은 유선 무선 모두 가능하다. 특히 사물인터넷의 특성상 디바이스들은 저전력으로 동작하고 통신 대역폭 또한 매우 작은 통신 기술을 사용하고 있다.
종래의 사물인터넷 표준에서는 상기 시스템 구조에서 사용 서비스 종류를 구분하기 위해 장치 등록 과정을 수행한다. 장치 등록은 도 2에 도시된 바와 같이 게이트웨이에 관리되어 있는 정보를 플랫폼에 전달하여 저장하는 과정과, 도 3에 도시된 바와 같이 해당 장치에 관리되고 있는 정보를 게이트웨이에 전달하여 등록하고 또 게이트웨이는 이 정보를 플랫폼에 전달하여 저장하는 과정으로 정의할 수 있다.
사물인터넷 기술 및 연동표준은 아래 표 1과 같이 대상 및 활용 회사에 따라 정립되었다.
구 분 IoT 표준기술
OneM2M LWM2M OCF
대상 플랫폼 사업자 중심 디바이스제조사 중심 가전사 중심
활용 회사 SKT, KT, KETI ARM, MIPS, 삼성전자 삼성전자, LG전자
상기 표준은 Client ~ Server 구조로 정의되어 있어, 다양한 환경에 손쉽게 적용 가능(예: 디바이스에 LTE 모뎀 적용시, 서버에 바로 접속 가능)하다는 장점이 있으며, 이를 통해 단말에서 플랫폼까지 프로토콜의 변환없이 전송이 가능하므로 정보왜곡 방지 및 원격에서 단말 설정·모니터링 용이하다는 장점이 있다. 이런 종래 표준 기술은 공통적으로 장치의 시작 후 해당 장치의 정보를 등록하는 등록 기능이 정의되어 있으며, 해당 등록 과정에서 비교적 많은 데이터를 전달하게 된다.
최근 IoT 환경에서의 디바이스는 저속·저전력·저비용 특징으로 대변되며, 이에 따라 앞서 정의된 내용을 근간으로 시스템 구성시에는 많은 어려움이 노출되고 있다. 예를 들어 사물인터넷 표준에서 주로 사용되고 있는 Wi-SUN, LoRa, ZigBee 등의 통신 기술들은 5kbps ~ 250kbps 이하의 통신 속도를 가진다. 이런 환경에서 종래 표준의 장치 등록 기능을 수행할 경우 오랜 시간이 소요되며, 그에 따른 전력 소모 역시 증가하게 된다. 또한 다수의 센서(디바이스)가 게이트웨이에 연결되는 경우 등록되는 정보량이 증가하여, 통신 트래픽 출동 및 재전송의 악순환이 반복되게 된다. 결국 디비아스의 전력 문제와 직결되어 유지 관리 비용이 증가하게 된다.
본 발명에서는 IoT 환경에서 디바이스의 동작특성을 반영, 최소의 전력으로 동작하기 위한 새로운 저전력 시스템 운영 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명은, IoT 디바이스의 단말 이름, 메모리크기, 제조사, 센서 종류 등 이미 정해진 정보들을 DB에 사전 입력·저장하고, 실제 현장에서 단말이 설치/등록할 경우 변화될 수 있는 정보만 전송하는 단순등록 방법을 제시함으로써, IoT 디바이스가 게이트웨이와 플랫폼에 장치 등록되는 과정에서 송신/수신 되는 정보 전송량을 최소화하고 최종적으로는 IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는데 목적이 있다.
본 발명은, IoT 디바이스의 특성상 1회/1시간, 1회/1일 등 통신횟수가 많지 않은 점을 고려한 Event Driven 운영방법를 제시함으로써, IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는데 목적이 있다.
본 발명은, IoT 게이트웨이가 IoT 디바이스에 전송할 정보가 있는 경우, IEEE 802.15.4의 Pending flag를 이용하여 이를 알리는 방법을 제시함으로써, IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는데 목적이 있다.
본 발명은, 다양한 복수의 센서가 하나의 디바이스에 내장된 IoT 디바이스의 운영에 있어서, 상기 IoT 디바이스에 내장된 복수의 센서들의 측정값을 하나의 보고 메시지로 전달하는 단순보고 방법을 제시함으로써, IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는데 목적이 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 다음과 같은 특징이 있는 실시예를 가진다.
본 발명의 단순등록 방법은, oT 디바이스가 등록요청메시지에 <object/object instance> 목록정보를 link-format으로 포함하고, IoT 디바이스 이름을 lep 옵션으로 하여 POST 메시지를 IoT 게이트웨이에 요청하는 단계와 상기 POST 메세지를 수신한 IoT 게이트웨이가 lep 옵션으로부터 단순등록 과정임을 판단하고 등록된 location 정보를 생성하는 단계와 상기 IoT 게이트웨이가 상기 IoT 디바이스의 사전 정의 정보를 상기 IoT 플랫폼에게 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단순등록 방법은 상기 IoT 게이트웨이가 lep 정보를 기반으로 검색하는 단계와 상기 IoT 게이트웨이가 lep 정보를 기반으로 검색한 결과 저장된 정보가 없다면, 상기 IoT 게이트웨이는 'GET'옵션을 추가로 포함하여 상기 IoT 디바이스의 사전 정의 정보를 상기 IoT 플랫폼에게 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 IoT 디바이스의 운영방법은, HW Interrupt를 통해 New Task가 생성되는 Task 생성 단계와 생성된 New Task가 FiFo Task Queue에 저장되는 Task 저장 단계와 스케쥴러가 FiFo Task Queue에 저장된 Task들을 차례대로 실행하는 Task 실행 단계와 상기 FiFo Task Queue의 모든 Task가 실행되어 상태가 empty면 상기 IoT 디바이스가 RTC(Real Time Clock)를 제외한 모든 하드웨어 기능을 sleep하여 에너지 소모를 최소화하는 HW Sleep 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 Task 실행 단계는, 실행된 Task가 새로운 Task를 생성하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 추가 단계는, 생성된 Task 들의 중복 저장을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 HW Sleep 단계는, 제공 서비스에 따라 상시 운영을 통하여 모든 기능을 활용할 수 있는 RUN 모드와, CPU만 Sleep하고 모든 Clock은 ON하는 Sleep 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.
상기 Sleep 모드는, 상기 IoT 디바이스가 신호처리 및 패킷을 생성하는 MCU(Micro Control Unit)단과 데이터를 전송하는 통신부로 구분되어 구성된 경우, 상기 MCU를 RUN 모드로, 상기 통신부를 Sleep 모드로 동작시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 Sleep 모드는, Task를 일반 Task와 WakeUp Task로 구분하고, 상기 스케쥴러는 High Priority Level을 설정/운영하여 WakeUp Task를 가장 먼저 처리할 수 있도록 함으로써, 상기 IoT 디바이스가 최대한 저전력으로 동작하면서 동시에 WakeUp을 가장 먼저 처리할 수 있도록 동작하는 LP-Sleep 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본발명의 단순보고 방법은, 물리적으로 존재하는 여러 센서의 측정 데이터들을 대표할 수 있는 가상의 복합 센서를 정의하는 단계를 포함하여, 상기 IoT 디바이스에 내장된 복수의 센서들의 측정값을 하나의 보고 메시지로 전달함으로써 상기 IoT 디바이스와 IoT 게이트웨이 간의 통신횟수를 최소화하고 상기 IoT 디바이스의 전력소모를 저감시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 단순보고 방법은, 상기 복합 센서를 구성하는 센서들의 측정값을 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단순보고 방법은, 상기 복합 센서를 구성하는 센서들의 수량을 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단순보고 방법은, 상기 복합 센서를 구성하는 센서들의 측정값의 단위를 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단순보고 방법은, 상기 복합 센서를 구성하는 센서들을 구분하기 위해 ID를 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, IoT 디바이스의 단말 이름, 메모리크기, 제조사, 센서 종류 등 이미 정해진 정보들을 DB에 사전 입력·저장하고, 실제 현장에서 단말이 설치/등록할 경우 변화될 수 있는 정보만 전송하는 단순등록 방법을 제시함으로써, IoT 디바이스가 게이트웨이와 플랫폼에 장치 등록되는 과정에서 송신/수신 되는 정보 전송량을 최소화하고 최종적으로는 IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, IoT 디바이스의 특성상 1회/1시간, 1회/1일 등 통신횟수가 많지 않은 점을 고려한 Event Driven 운영방법를 제시함으로써, IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, IoT 게이트웨이가 IoT 디바이스에 전송할 정보가 있는 경우, IEEE 802.15.4의 Pending flag를 이용하여 이를 알리는 방법을 제시함으로써, IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 다양한 복수의 센서가 하나의 디바이스에 내장된 IoT 디바이스의 운영에 있어서, 상기 IoT 디바이스에 내장된 복수의 센서들의 측정값을 하나의 보고 메시지로 전달하는 단순보고 방법을 제시함으로써, IoT 디바이스의 전력 소모량을 저감시키는 효과가 있다.
도 1은 사물인터넷 시스템 구성도의 예시
도 2는 종래 사물인터넷 표준에서 IoT 플랫폼과 IoT 게이트웨이 간에 장치를 등록하는 과정에 관한 도면
도 3은 종래 사물인터넷 플랫폼-게이트웨이-디바이스 연동절차에 관한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단순등록 기반 사물인터넷 플랫폼-게이트웨이-디바이스 연동절차에 관한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단순등록 방법의 순서도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 Event Driven 운영 구조에 따른 IoT 디바이스의 운영방법에 관한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 디바이스의 운영방법의 순서도
도 8a는 사물인터넷 디바이스의 RF 모듈의 Sleep-WakeUp 전환에 관한 종래기술의 운영방법에 관한 도면
도 8b는 사물인터넷 디바이스의 RF 모듈의 Sleep-WakeUp 전환에 관한 본 발명의 Pending Flag를 이용한 운영방법 관한 도면
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 단순보고 방법에 관한 도면
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
단순등록 방법
먼저 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단순등록 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단순등록 기반 사물인터넷 플랫폼-게이트웨이-디바이스 연동절차에 관한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단순등록 방법의 순서도이다.
본 발명의 저전력 환경지원을 위한 IoT 디바이스의 단순등록 방법(S100)은 프로파일 저장 단계(S110), 메시지 요청 단계(S120), location 생성 단계(S130), 등록정보 검색 단계(S140), 판단 단계(S150), GET 옵션 포함 단계(S161), 사전 정의 정보 요청 단계(S162)를 포함한다.
상기 프로파일 저장 단계(S110)는, IoT 디바이스(300)의 단말 이름, 메모리크기, 제조사, 센서 종류 등 사전 정의된 정보가 IoT 플랫폼(100) DB에 사전 저장되는 단계이다.
상기 메시지 요청 단계(S120)는, IoT 디바이스(300)가 등록요청메시지에 <object/object instance> 목록정보를 link-format으로 포함하고, IoT 디바이스 이름을 lep 옵션으로 하여 POST 메시지를 IoT 게이트웨이(200)에 요청하는 단계이다.
상기 location 생성 단계(S130)는, 상기 POST 메세지를 수신한 IoT 게이트웨이(200)가 lep 옵션으로부터 단순등록 과정임을 판단하고 등록된 location 정보를 생성하는 단계이다.
상기 등록정보 검색 단계(S140)는, 상기 IoT 게이트웨이(200)가 lep 정보(디바이스 OID)를 기반으로 기 저장된 등록정보를 검색 하는 단계이다.
상기 판단 단계(S150)는, 상기 검색 단계(S140)의 검색결과 IoT 디바이스(300)의 사전 정의된 정보가 존재하는지 판단하는 단계이다.
상기 GET 옵션 포함 단계(S161)는, 상기 판단 단계(S150)의 결과가 저장된 정보가 없는 것으로 판단된 경우, 상기 IoT 게이트웨이(200)가 'GET'옵션을 추가로 포함하는 단계이다.
상기 사전 정의 정보 요청 단계(S162)는, 상기 IoT 게이트웨이(200)가 상기 IoT 디바이스(300)의 사전 정의 정보를 상기 IoT 플랫폼(100)에게 요청하는 단계이다.
이 경우 상기 IoT 플랫폼(100)에 요청하는 단순등록 메시지에는 상기 IoT 게이트웨이(200)가 생성한 location 정보를 payload에 포함하여 상기 IoT 플랫폼(100)에 이 정보를 전달한다.
그 결과 상기 IoT 게이트웨이(200)는 상기 IoT 디바이스(300)의 사전정보를 획득하여 앞서 생성한 위치(“/dev/4521”)에 단순등록을 수행한다. 이때 4521은 게이트웨이 RD(Remote Desktop)에서 생성한 임의 숫자이다.
운영방법
이하, 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 디바이스의 운영방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 Event Driven 운영 구조에 따른 IoT 디바이스의 운영방법에 관한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 디바이스의 운영방법의 순서도이다.
본 발명의 저전력 환경지원을 위한 IoT 디바이스의 운영방법(S200)은, Task 생성 단계(S210), Task 저장 단계(S220), Task 실행 단계(S230), Queue Check 단계(S240), HW Sleep 단계(S250)를 포함한다.
상기 Task 생성 단계(S210)는, HW(하드웨어) Interrupt를 통해 New Task가 생성되는 단계이다.
상기 Task 저장 단계(S220)는, HW Interrupt를 통해 생성된 New Task가 FiFo Task Queue에 저장되는 단계이다.
상기 Task 실행 단계(S230)는, 스케쥴러가 FiFo Task Queue에 저장된 Task들을 차례대로 실행하는 단계이다. 또한, 실행된 Task는 새로운 Task를 생성할 수 있으며, 생성된 Task들의 중복 저장 방지하기 위한 기능이 추가될 수 있다.
상기 Queue Check 단계(S240)는, 상기 FiFo Task Queue의 모든 Task가 실행되었는지 여부를 확인하는 단계이다.
상기 HW Sleep 단계(S250)는, 상기 FiFo Task Queue의 모든 Task가 실행되어 상태가 empty면 상기 IoT 디바이스(300)가 RTC(Real Time Clock)를 제외한 모든 하드웨어 기능을 sleep하여 에너지 소모를 최소화하는 단계이다.
상기 HW Sleep 단계(S250)에서 상기 IoT 디바이스(300)는 제공 서비스에 따라 상시 운영을 통하여 모든 기능을 활용할 수 있는 RUN 모드와, CPU만 Sleep하고 모든 Clock은 ON하는 Sleep 모드로 동작할 수 있다. 또한, 상기 IoT 디바이스(300)가 신호처리 및 패킷을 생성하는 MCU(Micro Control Unit)단과 데이터를 전송하는 통신부로 구분되어 구성된 경우, 상기 MCU를 RUN 모드로, 상기 통신부를 Sleep 모드로 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 Sleep 모드는, Task를 일반 Task와 WakeUp Task로 구분하고, 상기 스케쥴러는 High Priority Level을 설정/운영하여 WakeUp Task를 가장 먼저 처리할 수 있도록 함으로써, 상기 IoT 디바이스(300)가 최대한 저전력으로 동작하면서 동시에 WakeUp을 가장 먼저 처리할 수 있도록 동작하는 LP-Sleep 모드를 포함할 수 있다.
본 발명의 IoT 디바이스의 운영방법은 Event Driven방식에 HW Interrupt를 적용한 방식으로, 센서 처리 Task를 개별적으로 차례대로 실행한 후 CPU는 바로 Sleep하고, 추후 센서들에서 처리된 결과는 인터럽트를 통해 Task를 생성하여 처리함으로서 병렬 처리가 가능하다는 장점이 있다. 그 결과 본 발명은, 디바이스에 장착된 여러 센서들의 처리를 순차적으로 함으로써 많은 시간과 전력을 소모하였던 종래기술의 문제를 해결하였다.
이어서, IoT 디바이스에 구비된 RF통신모듈의 전력소모를 저감시키기 위한 방법에 관하여 설명하면,
종래기술은 RF통신모듈의 송신/수신 동작 완료를 확인하기 위해 연속적인 완료 확인 request를 전송하여 상태를 체크하였다. 이러한 Polling 방식을 통해 RF통신모듈의 동작 완료를 확인한 후에 비로서 CPU를 Sleep시킬 수 있었다.
본 발명에 따른 event driven 구조에서는 RF통신모듈의 송신/수신 동작을 설정하는 Task를 실행한 후 CPU는 바로 Sleep하고, RF통신모듈의 동작이 완료된 결과는 인터럽트를 통해 CPU에게 전달되어 전력 소모를 절약할 수 있다. 이 때 도 8a에 도시된 바와 같이 RF통신모듈을 Sleep(off)하면 어떠한 데이터도 수신할 수 없으므로, RF 수신을 위해서는 주기적으로 Wakeup하여 수신될 패킷의 존재 여부를 확인할 필요가 있게 된다.
RF통신모듈을 주기적으로 Wakeup(on) 하기 위하여, 기존에는 RIT(Receiver Initiated Transmission) 패킷을 주기적으로 전송하여 자신에게 전송할 패킷을 가진 주변 노드의 존재 여부를 확인하였다. 하지만 해당 기법은 별도의 RIT 패킷을 주기적으로 계속 전송해야 한다는 점에서 에너지 소모면에서 효율적이지 않다.
도 8b는 사물인터넷 디바이스의 RF 모듈의 Sleep-WakeUp 전환에 관한 본 발명의 Pending Flag를 이용한 운영방법 관한 도면이다.
도 8b를 참조하여 설명하면, 본 발명에서는 IEEE 802.15.4 표준의 Pending Flag를 이용하여 RIT와 같은 추가 제어 패킷 전송 없이 데이터를 전송한다. IEEE 802.15.4 표준의 Header 필드에는 추가로 전송할 패킷이 있는지 여부를 나타내는 Pending Flag가 존재한다. 해당 Flag가 set되어 있다면 더 전송될 패킷이 있다는 의미이다. 사물인터넷 시스템에 있어서 IoT 디바이스(300)는 대부분의 시간동안 RF통신모듈을 sleep 하지만, 주기적으로 센싱된 데이터를 IoT 게이트웨이(200)에게 전달하게 위해 RF통신모듈을 wakeup 하여 데이터를 전송한다. 상기 IoT게이트웨이(200)는 해당 패킷을 받게 되면 응답으로 ACK를 전송하게 된다. 만약 해당 IoT 디바이스(300)로 전송할 데이터가 있을 경우에는 도 8b에 도시된 바와 같이, 해당 ACK의 Pending Flag를 1로 설정하여 전송한다. ACK를 수신한 IoT 디바이스(300)는 해당 flag를 확인하여 IoT 게이트웨이(200)로부터 수신할 데이터가 있는지 여부를 확인할 수 있다. 만약 해당 flag가 set되었을 경우, IoT 디바이스(300)는 RF통신모듈을 바로 sleep하지 않고 on 대기하여, IoT 게이트웨이(200)가 추후 전송할 데이터를 기다린다. 이를 통해 특별한 제어 패킷 전송 없이 RF 수신이 가능하도록 함으로써, 에너지 소모면에서 효율적으로 운영할 수 있다는 장점이 있다.
단순보고 방법
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 디바이스의 단순보고 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
최근 디바이스는 온도, 습도, 가속도 등 다양한 센서가 하나의 디바이스에 내장되어 다기능 형태의 장치로 개발되고 있으며, 2 종 이상의 센서를 탑재하고 있는 장치의 경우 보고할 센서 값은 다수가 존재한다. 이 경우 주기적 보고는 각 센서별로 CoAP Observe를 걸어야 하고 보고메시지를 별도로 전송하게 된다. 그러나 이러한 종래기술의 방식에 의할 경우, 보고 횟수가 증가하기 때문에 이에 따른 IoT 디바이스의 전력 소모가 증가되는 문제가 발생한다.
본 발명의 IoT 디바이스의 단순보고 방법은, 물리적으로 존재하는 여러 센서의 측정 데이터들을 대표할 수 있는 가상의 복합 센서를 정의하는 단계, 상기 복합 센서를 구성하는 센서들의 측정값의 단위를 정의하는 단계, 상기 복합 센서를 구성하는 센서들의 수량을 정의하는 단계, 상기 복합 센서를 구성하는 센서들의 측정값의 단위를 정의하는 단계를 포함하고, 다양한 복수의 센서가 하나의 IoT 디바이스(300)에 내장된 복수의 센서들의 측정값을 하나의 보고 메시지로 전달함으로써, 상기 IoT 디바이스(300)와 IoT 게이트웨이(200) 간의 통신횟수를 최소화하고 상기 IoT 디바이스(300)의 전력소모를 저감시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 9를 참조하여 복수의 센서 값을 복합 데이터로 구성해서 하나의 보고 메세지로 전달하는 예를 설명하면, 도9에 도시된 바와 같이 복합센서는 30000으로 정의하였다. 먼저 복합 데이터 구성은 “30000/0/1”를 대상으로 제어 절차를 통해서 수행된다. 제어절차는 앞서 정의된 단순등록 형태를 이용할 수 있다. 디바이스는 아래와 같은 포맷형태로 전송하게 되며, 전송내용은 온도센서(3303), 전압센서(3316), 전류센서(3317)이 하나의 복합센서로 구성되었다는 정보를 전송하게 된다.
“/3303/0/5700;/dev/e1234/3316/0/5700;/dev/e1235/3317/0/5700”
더 나아가 “30000/0/0”를 대상으로 CoAP Observe를 설정하는 주기적 보고를 수행하면, “37;220;60” 으로 데이터를 전송하게 된다. 이처럼 단순보고를 통해 여러 패킷이 하나로 통합되므로 써 RF 송신 에너지를 크게 줄일 수 있다.
이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: IoT 플랫폼
200: IoT 게이트웨이
300: IoT 디바이스
S110: 프로파일 저장 단계
S120: 메시지 요청 단계
S130: location 생성 단계
S140: 등록정보 검색 단계
S150: 판단 단계
S161: GET 옵션 포함 단계
S162: 사전 정의 정보 요청 단계
S210: Task 생성 단계
S220: Task 저장 단계
S230: Task 실행 단계
S240: Queue Check 단계
S250: HW Sleep 단계

Claims (6)

  1. 저전력 환경지원을 위한 IoT 디바이스의 운영방법으로서,
    HW Interrupt를 통해 New Task가 생성되는 Task 생성 단계;
    생성된 New Task가 FiFo Task Queue에 저장되는 Task 저장 단계;
    스케쥴러가 FiFo Task Queue에 저장된 Task들을 차례대로 실행하는 Task 실행 단계; 및
    상기 FiFo Task Queue의 모든 Task가 실행되어 상태가 empty면 상기 IoT 디바이스가 RTC(Real Time Clock)를 제외한 모든 하드웨어 기능을 sleep하여 에너지 소모를 최소화하는 HW Sleep 단계; 를 포함하는 IoT 디바이스의 운영방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 Task 실행 단계는,
    실행된 Task가 새로운 Task를 생성하는 추가 단계;를 포함하는 IoT 디바이스의 운영방법
  3. 제2항에 있어서, 상기 추가 단계는,
    생성된 Task 들의 중복 저장을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 IoT 디바이스의 운영방법
  4. 제3항에 있어서, 상기 HW Sleep 단계는,
    제공 서비스에 따라 상시 운영을 통하여 모든 기능을 활용할 수 있는 RUN 모드와, CPU만 Sleep하고 모든 Clock은 ON하는 Sleep 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 IoT 디바이스의 운영방법
  5. 제4항에 있어서, 상기 Sleep 모드는,
    상기 IoT 디바이스가 신호처리 및 패킷을 생성하는 MCU(Micro Control Unit)단과 데이터를 전송하는 통신부로 구분되어 구성된 경우, 상기 MCU를 RUN 모드로, 상기 통신부를 Sleep 모드로 동작시키는 것을 특징으로 하는 IoT 디바이스의 운영방법
  6. 제4항에 있어서, 상기 Sleep 모드는,
    Task를 일반 Task와 WakeUp Task로 구분하고, 상기 스케쥴러는 High Priority Level을 설정/운영하여 WakeUp Task를 가장 먼저 처리할 수 있도록 함으로써, 상기 IoT 디바이스가 최대한 저전력으로 동작하면서 동시에 WakeUp을 가장 먼저 처리할 수 있도록 동작하는 LP-Sleep 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 디바이스의 운영방법
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