KR20230077525A - 센서와 게이트웨이의 페어링 방법 - Google Patents

센서와 게이트웨이의 페어링 방법 Download PDF

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KR20230077525A
KR20230077525A KR1020210164879A KR20210164879A KR20230077525A KR 20230077525 A KR20230077525 A KR 20230077525A KR 1020210164879 A KR1020210164879 A KR 1020210164879A KR 20210164879 A KR20210164879 A KR 20210164879A KR 20230077525 A KR20230077525 A KR 20230077525A
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sensor
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손홍범
오용택
이진국
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 방법은 센서의 게이트웨이와의 페어링 방법에 있어서, 페어 비트가 제1값인 경우, 센서 정보를 포함하는 제1 페어 패킷을 게이트웨이로 송신하는 단계, 상기 게이트웨이로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단하는 단계, 및 상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 상기 페어 비트를 제2값으로 변경하는 단계를 포함한다.

Description

센서와 게이트웨이의 페어링 방법{Pairing Method between sensor and gateway}
본 발명은 센서와 게이트웨이의 페어링 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 페어 비트와 센서의 고유정보를 이용하여 페어링을 수행하는 페어링 방법 및 그 센서에 관한 발명이다.
최근 들어, 가전, 센서 등 다양한 장치들이 네트워크로 연결되어 장치들의 데이터나 센싱 데이터들을 공유하는 사물인터넷(IoT: internet of Things)에 대한 기술개발이 활발하다. 이 기술을 이용하면 각종 장치에 통신, 센서 기능을 장착해 스스로 데이터를 주고 받고 이를 처리해 자동으로 구동하는 것이 가능해진다. 교통상황, 주변 상황을 실시간으로 확인해 무인 주행이 가능한 자동차나 집 밖에서 스마트폰으로 조정할 수 있는 가전제품이 대표적이다.
데이터를 공유하기 위해서는 장치와 게이트웨이 간의 페어링이 이루어져야 하는데, 페어링을 위하여 복잡한 과정이 동반되는 문제가 있다. 또한, 페어링 과정에서 전력소모가 많이 발생하는 경우, 배터리 등으로 동작하는 장치의 동작시간이 짧아질 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 센서 등의 장치와 게이트웨이 간에 용이하게 페어링이 가능한 기술의 개발이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 페어 비트와 센서의 고유정보를 이용하여 페어링을 수행하는 페어링 방법 및 그 센서를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 게이트웨이와의 페어링 방법은, 페어 비트가 제1값인 경우, 센서 정보를 포함하는 제1 페어 패킷을 게이트웨이로 송신하는 단계; 상기 게이트웨이로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단하는 단계; 및 상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 상기 페어 비트를 제2값으로 변경하는 단계를 포함한다.
또한, 초기 또는 상기 센서의 배터리가 장착되는 경우, 상기 페어 비트는 제1값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 페어 비트는 정적 메모리에 저장될 수 있다.
또한, 상기 페어 비트가 제2값인 경우, 상기 센서의 기능을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서가 슬립모드에서 동작모드로 변경시 상기 페어 비트를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서 정보는 상기 센서의 범용 고유식별자(UUID, universally unique identifier)를 포함하고, 상기 고유정보는 상기 센서의 시리얼 번호(Serial Number)를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 센서와의 페어링 방법은, 센서로부터 패킷을 수신하면, 수신한 패킷이 페어 패킷인지 판단하는 단계; 상기 패킷이 페어 패킷이면, 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단하는 단계; 및 상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, 상기 등록된 센서 정보에 따른 센서의 고유정보를 포함하는 제2 페어 패킷을 상기 센서에 송신하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 패킷이 페어 패킷이 아니면, 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단하는 단계; 및 상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, 상기 패킷에 포함된 센싱 데이터를 서버로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서는 게이트웨이와 패킷을 송수신하는 통신부; 페어 비트를 저장하는 메모리; 및 상기 게이트웨이와의 페어링을 처리하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 페어 비트가 제1값인 경우, 센서 정보를 포함하는 제1 페어 패킷을 게이트웨이로 송신하고, 상기 게이트웨이로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단하고, 상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 상기 페어 비트를 제2값으로 변경하여 페어링을 수행한다.
또한, 상기 센서에 전원을 공급하는 배터리를 포함하고, 상기 페어 비트는, 초기 또는 상기 배터리가 장착되는 경우, 제1값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 센서 정보는 상기 센서의 범용 고유식별자(UUID, universally unique identifier)를 포함하고, 상기 고유정보는 상기 센서의 시리얼 번호(Serial Number)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서의 고유정보는, 상기 센서 정보를 등록한 게이트웨이에 저장되고, 상기 게이트웨이로부터 수신하는 상기 제2 페어 패킷에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 페어 비트를 이용하여 간단하게 양방향 통신을 위한 페어링을 수행할 수 있다. 또한, 센서의 고유번호인 시리얼 번호를 이용하여 보안성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 블록도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서와 게이트웨이의 페어링 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 페어링 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 페어링 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
본 실시예에 따른 변형례는 각 실시예 중 일부 구성과 다른 실시예 중 일부 구성을 함께 포함할 수 있다. 즉, 변형례는 다양한 실시예 중 하나 실시예를 포함하되 일부 구성이 생략되고 대응하는 다른 실시예의 일부 구성을 포함할 수 있다. 또는, 반대일 수 있다. 실시예들에 설명할 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서(100)는 통신부(110), 메모리(120), 및 프로세서(130)로 구성되고, 센싱부(미도시)를 포함할 수 있다.
센서(100)는 게이트웨이(200)와 무선통신을 통해 연결되어 센싱한 센싱 데이터를 게이트웨이(200)로 송신하는 센서(100)일 수 있다. 센서(100)는 적용된 기능을 통해, 객체 내지 외부에 대한 정보를 센싱하는 센서일 수 있다. 센서(100)는 게이트웨이(200)와 무선 또는 유선통신을 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 센서(100)는 게이트웨이(200)와 Lora 통신으로 연결될 수 있고, 블루투스 또는 와이파이 이외의 다양한 통신으로 연결될 수 있다. 게이트웨이(200)는 센서(100)로부터 수신한 센싱 데이터를 서버(300) 또는 다른 장치로 송신할 수 있고, 서버(300) 또는 외부로부터 수신하는 센서 제어 데이터를 센서(100)로 송신하는 양방향 통신을 수행할 수 있다.
센서(100)와 게이트웨이(200)가 센싱 데이터 또는 제어 데이터를 송수신하기 위해서 페어링을 수행해야 한다. 여기서, 페어링(pairing)은 복수의 장치가 서로를 감지 및 등록을 통해, 데이터를 송수신할 수 있는 상태가 되는 것을 의미하고, 동기화라고도 한다.
센서(100)는 게이트웨이(200)와의 페어링을 수행함에 있어서, 페어 비트 및 고유번호를 이용하며, 이를 처리하기 위하여, 통신부(110), 메모리(120), 및 프로세서(130)를 포함한다.
통신부(110)는 게이트웨이(200)와 패킷을 송수신한다.
보다 구체적으로, 통신부(110)는 무선 또는 유선 통신을 통해 게이트웨이(200)와 데이터를 포함하는 패킷을 송수신한다. 여기서, 패킷(packet)은 데이터를 전송하는 데이터의 묶음으로, 통신부(110)는 패킷 단위로 게이트웨이(200)와 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(120)는 페어 비트를 저장한다.
보다 구체적으로, 메모리(120)는 페어링 동작 여부를 판단하는 정보인 페어 비트를 저장한다. 여기서, 페어 비트는 제1값 또는 제2값을 포함할 수 있다. 여기서, 제1값은 페어링이 필요한 상태 또는 페어링이 해제된 상태일 수 있고, 제2값은 페어링이 필요하지 않은 상태 또는 페어링이 설정된 상태일 수 있다. 페어 비트는 1 bit일 수 있고, 0 또는 1일 수 있다. 이때, 제1값은 0이고, 제2값은 1일 수 있고, 반대로, 제1값은 1이고, 제2값은 0일 수 있다. 또는 페어 비트는 복수의 비트를 포함하고, 에러 등을 포함하여 3 개 이상의 상태를 나타내는 값을 포함할 수도 있다.
메모리(120)는 센서(100)가 센싱한 센싱 데이터 또는 게이트웨이(200) 또는 외부로부터 수신한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(120)는 정적 메모리(static memory), 예를 들어 SRAM일 수 있다. 또는 동적 메모리인 DRAM 또는 flash memory 등 다양한 종류의 메모리일 수 있다.
메모리(120)는 센서 정보 및 고유정보를 저장할 수 있다. 여기서, 센서 정보는 센서(100)의 범용 고유식별자(UUID, universally unique identifier)를 포함할 수 있다. 범용 고유식별자는 통신상에서 객체를 식별하기 위한 식별자로, 네트워크상에서 객체를 식별하는데 이용되는 값으로, 설정에 의해 변경되거나, 고정되는 값일 수 있다.
상기 고유정보는 상기 센서의 시리얼 번호(Serial Number)를 포함할 수 있다. 시리얼 번호는 일련번호 또는 제조번호라 하고, 센서(100) 제품을 제조시 센서(100)마다 부여되는 번호로, 각 센서(100)마다 고유하게 가지는 값이다. 메모리(120)는 센서 정보 및 고유정보를 저장하여, 페어링을 수행하는데 이용할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 메모리(120)는 센서(100)가 센싱을 수행하거나, 페어링을 수행하도록 하는 명령어를 저장할 수도 있다. 이외에, 센서(100)가 동작하는데 필요한 다양한 데이터가 저장되어 있을 수 있다.
프로세서(130)는 상기 게이트웨이(200)와의 페어링을 처리한다.
보다 구체적으로, 프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 페어 비트 및 통신부(110)를 통한 게이트웨이(200)와의 패킷 송수신을 이용하여 게이트웨이(200)와의 페어링을 처리한다. 프로세서(130)는 상기 페어 비트가 제1값인 경우, 센서 정보를 포함하는 제1 페어 패킷을 게이트웨이(200)로 송신하고, 상기 게이트웨이(200)로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단하고, 상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 상기 페어 비트를 제2값으로 변경하여 페어링을 수행한다.
프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 페어 비트를 이용하여 페어링 수행여부를 판단하기 위하여, 페어 비트의 값을 확인한다. 페어 비트가 페어링이 필요한 값인 제1값인 경우, 페어링 과정을 수행한다. 먼저, 페어 비트가 제1값인 경우, 센서 정보를 포함하는 제1 페어 패킷을 게이트웨이로 송신한다. 여기서, 제1 페어 패킷은 특정 게이트웨이가 아닌 페어링을 통해 연결될 수 있는 외부로 송신한다. 제1 페어 패킷에는 이를 수신하는 게이트웨이(200)가 페어링을 수행하는데 필요한 센서의 네임(name) 및 센서 정보인 범용 고유식별자(UUID)를 포함할 수 있다. 또는, 센서의 현재 상태를 나타내는 정보 또는 페어 패킷임을 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다.
제1 페어 패킷을 수신하여 센서(100)와 페어링을 수행하고자 하는 게이트웨이(200)로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, 프로세서(130)는 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단한다. 제1 페어 패킷은 센서의 고유정보를 포함하지 않고, 제2 페어 패킷은 센서의 고유정보를 포함한다. 즉, 제1 페어 패킷을 통해 송신하지 않은 자신의 고유정보가 제2 페어 패킷에 포함되었는지를 확인하는 과정을 통해, 제2 페어 패킷을 송신한 게이트웨이(200)가 페어링을 수행하기 적합한 게이트웨이(200)인지를 판단할 수 있다. 고유정보가 상이한 경우에는, 해당 게이트웨이는 페어링을 수행하기 적합하지 않은 부정한 게이트웨이 등으로 판단할 수 있다.
상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 프로세서(130)는 상기 페어 비트를 제2값으로 변경한다. 제1 페어 패킷에 포함되지 않았음에도 상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 해당 게이트웨이가 자신의 고유정보를 미리 알고 있는 것이고, 해당 게이트웨이는 페어링을 수행하기 적합한 게이트웨이인 것인바, 페어 비트는 페어링이 완료된 값인 제2값으로 변경한다. 페어 비트를 제2값으로 변경함으로써 페어링 과정을 종료할 수 있다. 제2값으로 변경된 페어 비트는 메모리(120)에 저장될 수 있다.
페어 비트가 제2값인 경우에는 게이트웨이(200)와 페어링을 유지하는 상태인바, 페어링 과정을 수행할 필요가 없어, 페어링 과정을 수행하지 않는다. 이를 통해, 불필요한 페어링 과정을 수행하지 않음으로써 전력소모를 줄일 수 있어, 저전력으로 동작할 수 있다.
센서(100)에 전원을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다. 센서(100)가 배터리로부터 전원을 공급받는 동안에는 메모리(120)에 저장된 페어 비트를 유지할 수 있으나, 배터리가 방전되어 교체되거나, 처음 배터리가 장착되는 경우, 또는, 센서(100)의 동작 초기에는 페어 비트는 초기 값 또는 페어링이 필요한 값인 제1값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 배터리가 제거된 이후, 충전된 배터리가 연결되면, 페어 비트가 초기화되어 제1값이 될 수 있고, 페어 비트가 제1값인바, 페어링 과정일 수행될 수 있다.
페어링 과정이 수행되어 센서(100)와 게이트웨이(200)간에 페어링이 설정된 이후에는 페어 비트는 제2값이 유지되는 바, 센서는 매번 페어링 과정을 수행하지 않고, 센서(100)의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 센서(100)가 센싱을 통해 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 센싱 데이터는 통신부(110)를 통해 게이트웨이(200)로 송신될 수 있다.
센서(100)는 상시 동작하거나, 필요시에만 동작할 수 있다. 필요시에만 동작하는 경우, 센싱이 필요하지 않은 경우에는 전력소모를 줄이기 위하여, 슬립모드로 동작할 수 있다. 슬립모드 중 센싱이 필요하여 동작모드로 변경시, 페어 비트를 확인할 수 있다. 슬립모드에서는 페어 비트가 제2값으로 유지되는바, 슬립모드에서 동작모드로 변경시 페어링 과정없이 바로 센싱을 수행할 수 있다.
페어링 과정에서 센서(100)와 패킷을 송수신하는 게이트웨이(200)는 다음과 같이 동작할 수 있다.
먼저, 게이트웨이(200)는 센서(100)로부터 패킷을 수신하면, 수신한 패킷이 페어 패킷인지 판단한다. 센서(100)로부터 수신한 패킷인 페어링을 위한 페어 패킷인지 아니면 센싱 데이터를 포함하는 패킷인지를 확인할 수 있다. 패킷이 페어 패킷인 경우, 페어 패킷을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 상기 패킷이 페어 패킷이면, 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단한다. 여기서, 게이트웨이(200)는 이전에 센서(100)에 대한 정보를 저장하고 있는 게이트웨이일 수 있다. 게이트웨이(200)가 미리 센서(100)에 대한 정보를 저장하고 있어, 상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, 해당 센서(100)와의 페어링을 수행할 수 있다. 페어링을 위한 양방향 확인을 위하여, 게이트웨이(200)는 상기 등록된 센서 정보에 따른 센서의 고유정보를 포함하는 제2 페어 패킷을 센서(100)에 송신한다. 게이트웨이(200)는 센서 정보에 포함된 센서의 네임 또는 범용 고유식별자(UUID)에 따라 센서의 고유정보를 저장할 수 있다. 게이트웨이(200)는 센서DB에 센서정보 등을 저장할 수 있고, 이때, 해당 데이터를 테이블 형식으로 저장할 수 있다. 이와 같이, 저장된 데이터를 이용하여, 상기 등록된 센서 정보에 따른 센서의 고유정보를 독출하고, 해당 센서의 고유정보를 포함하는 제2 페어 패킷을 센서(100)로 송신하여, 센서(100)가 자신을 확인하도록 할 수 있다. 센서(100)는 앞서 설명한 바와 같이, 제2 페어 패킷을 이용하여 페어링을 수행한다.
게이트웨이(200)가 수신한 패킷이 페어링 패킷이 아니면, 해당 패킷은 센싱 데이터 패킷일 수 있다. 이 경우, 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단하고, 상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, 상기 패킷에 포함된 센싱 데이터를 서버 또는 해당 센싱 데이터를 필요로 하는 외부 장치 등으로 송신할 수 있다.
도 2는 센서에서 수행되는 페어링 과정을 도시한 것으로, 도 3은 게이트웨이에서 수행되는 페어링 과정을 도시한 것이다. 센서(100)는 배터리가 장착되거나, 배터리가 제거된 이후 배터리가 교체어 장착되는 경우, 저장부인 S(static)RAM에 저장된 페어 비트(Pair Bit)를 확인하고, 페어 비트가 제1값인 0인 경우, 페어링 과정을 수행하고, 페어 비트가 제2값인 1인 경우, 페어링 과정없이 센서의 기능을 수행하여 센싱 데이터를 생성한다.
페어링 과정을 수행함에 있어서, 센서 정보인 Sensor Description을 포함하는 제1 페어링 패킷을 외부로 송신하고, 게이트웨이(200)로부터 그에 대한 응답을 대기한다. 게이트웨이(200)로부터 해당 응답인 제2 페어링 패킷을 수신하면, 제2 페어링 패킷에 포함된 고유정보인 시리얼 번호를 확인하고, 고유정보가 일치하는 경우, 페어 비트를 제2값으로 변경하여 저장함으로써 페어링을 완료한다. 고유정보가 불일치하는 경우, 페어 비트 변경없이, 페어링 과정을 반복한다.
페어링이 완료되는 경우, 센서는 센싱동작을 수행한다. 슬립모드로 전환되었다 다시 동작모드로 전환되는 경우, 페어 비트를 확인하고, 이때, 페어 비트는 제2값으로 유지되는바, 센싱동작을 수행한다. 게이트웨이(200)와의 페어링이 해제되거나, 센서(100)의 배터리가 교체되는 경우, 페어 비트는 제1값으로 변경되고, 페어링이 필요하게 된 때 페어링을 수행한다.
게이트웨이(200)는 도 3과 같이, 센서(100)로부터 패킷인 LoRa 패킷을 수신하면, 해당 패킷이 페어 패킷인지 판단하고, 페어 패킷인 경우, 페어링 과정을 수행한다. 페어 패킷은 센서정보인 범용 고유식별자(UUID)를 포함하는바, 범용 고유식별자가 센서DB에 등록되어 있는지를 판단한다. 해당 범용 고유식별자가 등록되어 있는 경우에는, 그에 따라 저장되어 있는 해당 센서의 고유정보인 시리얼 번호를 포함하는 제2 페어 패킷을 센서(100)로 송신한다. 시리얼 번호를 포함하는 제2 페어 패킷은 앞서 설명한 바와 같이, 센서(100)에서 페어링 과정을 수행하는데 이용된다.
센서(100)로부터 수신한 패킷이 페어 패킷인 아닌 센싱 데이터를 포함하는 패킷인 경우, 해당 센서의 범용 고유식별자가 센서DB에 등록되어 있는지를 판단한다. 해당 범용 고유식별자가 등록되어 있는 경우에는, 센싱 데이터를 서버로 송신한다. 이때, 서버는 MQTT 서버일 수 있다.
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)는 사물 통신(M2M: Machine to Machine), 사물 인터넷(IoT: Internet of Things)과 같이 대역폭이 제한된 통신 환경에 최적화하여 개발된 푸시 기술(push technology) 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜이다. MQTT 프로토콜은 푸시 기술(push technology)에서 일반적으로 사용되는 클라이언트/서버 방식 대신, 메시지 매개자(broker)를 통해 송신자가 특정 메시지를 발행(publish)하고 수신자가 메시지를 구독(subscribe)하는 방식을 사용한다. 즉, 매개자(broker)를 통해 메시지가 송수신된다. 메시지 길이가 가장 작게는 2 바이트까지 가능하고, 초당 1,000 단위의 메시지 전송이 될 수 있어 가볍고 빠르다는 장점을 갖는다.
센서(100)는 시리얼 번호 등을 포함하는 자신의 고유정보를 도 4와 같이, 표시부(140)상에 표시할 수 있다. 시리얼 번호 등을 포함하는 고유정보는 QR 코드(141) 나 바코드 등 다양한 표시형태로 표시될 수 있다. 게이트웨이(200)는 표시부(140)상 표시된 고유정보를 인식하거나, 매뉴얼을 통해 기록함으로써 센서DB 상에 등록할 수 있다. 이외에 블루투스(Bluetooth)나 와이파이(Wifi) 등 다양한 방식으로 게이트웨이(200)는 센서 정보 및 고유정보를 센서DB에 저장할 수 있다.
게이트웨이(200)는 도 5와 같이, 다양한 통신방식으로 통신을 수행하기 위한 통신부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, LoRa Transceiver(210), Wifi(220), Bluetooth(230), Ethernet(250) 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 제어부인 MCU(240) 및 메모리인 Flash Memory(260) 등을 포함할 수 있다.
게이트웨이의 센서DB는 센서에 대한 정보를 블루투스나 웹 인터페이스(web interface)를 통해 추가할 수 있다. 네트워크를 통한 통신이 어려운 경우, 센서 데이터를 수신하기 위하여, 블루투스를 포함할 수 있다.
이때, 센서DB에 저장되는 정보는 UUID, SN, INSTALL DATE, BATTERY LIFE, ACTIVATE 등을 포함할 수 있다. 여기서, UUID는 통신을 위한 디바이스의 고유 ID이고, SN는 센서 등록시 필요한 고유 번호로, 게이트웨이로부터 받은 SN이 일치할 경우 Pair된 것으로 동작할 수 있다. INSTALL DATE는 초기 페어일(날짜)이고, BATTERY LIFE는 센서 배터리 잔여량으로 주기적 업데이트(update)될 수 있다. ACTIVATE는 센서 데이터 MQTT Relay 유무를 나타내는 데이터일 수 있다. 해당 데이터들을 센서DB에 저장하여, 페어링을 수행하는데 이용할 수 있다.
상기와 같이, 페어 비트 및 센서의 고유정보를 이용함으로써 간단하고 안전한 양방향 페어링을 수행할 수 있고, 불필요한 페어링을 수행하지 않아 저전력 동작이 가능할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 페어링 방법의 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 페어링 방법의 흐름도이다. 도 6 및 도 7의 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 5의 센서와 게이트웨이간 페어링 과정에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
센서의 게이트웨이와의 페어링 방법은 페어 비트가 제1값인 경우, S11 단계에서 센서 정보를 게이트웨이로 송신하고, 상기 게이트웨이로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, S12 단계에서 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단하고, 상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, S13 단계에서 상기 페어 비트를 제2값으로 변경하여 페어링을 수행한다.
초기 또는 상기 센서의 배터리가 장착되는 경우, 상기 페어 비트는 제1값으로 설정될 수 있고, 상기 페어 비트는 정적 메모리에 저장될 수 있다.
상기 페어 비트가 제2값인 경우, 상기 센서의 기능을 수행하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 센서가 슬립모드에서 동작모드로 변경시 상기 페어 비트를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 센서 정보는 상기 센서의 범용 고유식별자(UUID, universally unique identifier)를 포함하고, 상기 고유정보는 상기 센서의 시리얼 번호(Serial Number)를 포함할 수 있다.
게이트웨이의 센서와의 페어링 방법은 센서로부터 패킷을 수신하면, S21 단계에서 수신한 패킷이 페어 패킷인지 판단하고, 상기 패킷이 페어 패킷이면, S22 단계에서 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단하고, 상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, S23 단계에서 상기 등록된 센서 정보에 따른 센서의 고유정보를 포함하는 제2 페어 패킷을 상기 센서에 송신한다.
상기 패킷이 페어 패킷이 아니면, 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단하는 단계 및 상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, 상기 패킷에 포함된 센싱 데이터를 서버로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 센서의 게이트웨이와의 페어링 방법에 있어서,
    페어 비트가 제1값인 경우, 센서 정보를 포함하는 제1 페어 패킷을 게이트웨이로 송신하는 단계;
    상기 게이트웨이로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단하는 단계; 및
    상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 상기 페어 비트를 제2값으로 변경하는 단계를 포함하는 페어링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    초기 또는 상기 센서의 배터리가 장착되는 경우, 상기 페어 비트는 제1값으로 설정되는 페어링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페어 비트는 정적 메모리에 저장되는 페어링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 페어 비트가 제2값인 경우, 상기 센서의 기능을 수행하는 단계를 포함하는 페어링 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서가 슬립모드에서 동작모드로 변경시 상기 페어 비트를 확인하는 단계를 포함하는 페어링 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서 정보는 상기 센서의 범용 고유식별자(UUID, universally unique identifier)를 포함하고,
    상기 고유정보는 상기 센서의 시리얼 번호(Serial Number)를 포함하는 페어링 방법.
  7. 게이트웨이의 센서와의 페어링 방법에 있어서,
    센서로부터 패킷을 수신하면, 수신한 패킷이 페어 패킷인지 판단하는 단계;
    상기 패킷이 페어 패킷이면, 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단하는 단계; 및
    상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, 상기 등록된 센서 정보에 따른 센서의 고유정보를 포함하는 제2 페어 패킷을 상기 센서에 송신하는 단계를 포함하는 페어링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 패킷이 페어 패킷이 아니면, 상기 수신한 패킷에 포함된 센서 정보가 등록되었는지 판단하는 단계; 및
    상기 센서 정보가 등록되어 있는 경우, 상기 패킷에 포함된 센싱 데이터를 서버로 송신하는 단계를 포함하는 페어링 방법.
  9. 게이트웨이와 패킷을 송수신하는 통신부;
    페어 비트를 저장하는 메모리; 및
    상기 게이트웨이와의 페어링을 처리하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 페어 비트가 제1값인 경우, 센서 정보를 포함하는 제1 에어 패킷을 게이트웨이로 송신하고, 상기 게이트웨이로부터 제2 페어 패킷을 수신하면, 상기 수신한 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인지 판단하고, 상기 제2 페어 패킷에 포함된 고유정보가 자신의 고유정보인 경우, 상기 페어 비트를 제2값으로 변경하여 페어링을 수행하는 센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센서에 전원을 공급하는 배터리를 포함하고,
    상기 페어 비트는,
    초기 또는 상기 배터리가 장착되는 경우, 제1값으로 설정되는 센서.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 센서 정보는 상기 센서의 범용 고유식별자(UUID, universally unique identifier)를 포함하고,
    상기 고유정보는 상기 센서의 시리얼 번호(Serial Number)를 포함하는 센서.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 센서의 고유정보는,
    상기 센서 정보를 등록한 게이트웨이에 저장되고, 상기 게이트웨이로부터 수신하는 상기 제2 페어 패킷에 포함되는 센서.
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