KR20240029231A

KR20240029231A - IoT 장치의 에너지 효율 향상을 위한 지능형 액세스 포인트 시스템, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 컴퓨터 프로그램

Info

Publication number: KR20240029231A
Application number: KR1020220107425A
Authority: KR
Inventors: 최준균; 이승진; 최형우; 박홍식
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2024-03-05

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템은 센싱 데이터를 AP 장치에 전송하고, 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하는 하나 이상의 IoT 장치; 및 하나 이상의 IoT 장치로부터 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고, 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하는 AP 장치를 포함할 수 있다.

Description

IoT 장치의 에너지 효율 향상을 위한 지능형 액세스 포인트 시스템, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 컴퓨터 프로그램{INTELLIGENT ACCESS POINT SYSTEM, METHOD, COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM AND COMPUTER PROGRAM FOR INCREASING ENERGY EFFICIENCY OF IOT DEVICE}

본 발명은 IoT 장치의 에너지 효율 향상을 위한 지능형 액세스 포인트 시스템, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

Wi-Fi 네트워크는 전세계 언제 어디서나 사용될 수 있도록 보편화되어 있는 무선 액세스 네트워크 기술로서, 고속의 데이터 전송률과 견고한 인프라 구조를 가지고 있다.

기존의 Wi-Fi 네트워크 프로토콜은 대역폭과 전송 거리, 전송률 등을 최적화하는 것에 초점이 맞추어져 개발되었으나, 최근에는 802.11ax 등의 프로토콜을 통하여 전력 소모를 줄이는 기술에도 점차 연구가 확대되고 있다.

또한, Wi-Fi 네트워크를 이용한 IoT 장치의 활용이 다양한 분야에 확대되고 있는데, Wi-Fi 네트워크에서 IoT 장치의 전력 소모를 줄이는 방안이 활발히 연구되고 있다. 특히, 병원과 같은 실내에서 헬스케어 서비스 제공을 위하여, 배터리 타입의 초소형의 IoT 장치의 에너지 소모를 저감시키는 기술이 중요한 화두가 되고 있다. 병원에서 제공하는 헬스케어 서비스에서 센싱되고 전송되는 정보는 환자의 생명과 직결된 매우 민감한 정보이기 때문에, IoT 장치와 서버 간의 연결 안정성을 높이면서도, IoT 장치의 에너지 소모를 줄이는 방안이 요구된다.

한편, 기존의 프로토콜을 따르는 IoT 장치가 TCP 프로토콜을 통하여 센싱 정보를 보내고 TCP서버로부터 TCP ACK 메시지를 수신하기 위해서는, Awake Mode로 유지해야 하는 긴 대기 시간이 필요한데, Awake Mode로 유지하는 대기 시간 동안 IoT 장치에서 상당히 큰 전력 소모가 발생한다. 본 문서는 이러한 점에 착안하여 IoT 장치의 에너지 효율을 개선하고자 한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1741495호 (2017년 06월 15일 공고) : 엑세스 포인트, 디바이스 및 이들에 의한 패킷 송수신 방법

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 IoT 장치가 TCP 프로토콜을 통하여 센싱 정보를 보내고 TCP서버로부터 TCP ACK 메시지를 수신하기 위해서는, IoT 장치가 Awake Mode로 유지하는 긴 대기 시간이 필요하여 이때 IoT 장치의 전력 소모가 크게 발생한다는 점에 착안하여, IoT 장치의 에너지 효율을 개선하는 목적을 이루고자 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예는 IoT 장치의 Awake Mode를 줄이고 에너지를 절약할 수 있는 Sleep Mode를 늘리면서도 IoT 장치, AP 장치 및 중앙 서버 간의 데이터 송수신을 원활하게 수행하도록 하는 지능형 액세스 포인트 시스템, 동작 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 바로 제한되지 않으며, 언급되지는 않았으나 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 목적을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템은IoT 장치의 센싱 데이터를 센싱 데이터를 AP 장치에 전송하고, 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하는 하나 이상의 IoT 장치; 및 하나 이상의 IoT 장치로부터 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고, 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하는 AP 장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 AP 장치는 상기 데이터를 로컬 캐쉬에 저장할 수 있다.

또한, 상기 AP 장치는 상기 데이터를 상기 중앙 서버에 전송한 이후 기 설정된 시간 내에 상기 중앙 서버로부터 ACK 메시지 응답이 없는 경우 상기 로컬 캐쉬에 저장된 데이터를 상기 중앙 서버에 재전송하는 동작을 수행할 수 있다.

또한, 상기 IoT 장치가 Awake Mode로 진입하여 Sleep Mode 상태가 되는 한 사이클 내에서, 상기 IoT 장치 및 상기 AP 장치가 수행하는 동작은 AP 장치가 IoT 장치에 비콘 프레임을 전송하는 동작; IoT 장치가 상기 비콘 프레임에 반응하여 센싱된 데이터를 AP 장치에 전송하고 Awake Mode로 진입하는 동작; AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 IoT 장치에 ACK 메시지를 전송하는 동작; 및 IoT 장치가 상기 ACK 메시지에 대한 응답을 상기 IoT 장치에 전송하고 Sleep Mode 상태로 진입하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 AP 장치는 소정 크기의 버퍼에 복수의 IoT 장치로부터 수신한 데이터를 저장하고, 상기 버퍼에 기 설정된 크기 이상의 데이터가 담기면 상기 버퍼에 담긴 데이터 패킷을 상기 중앙 서버에 전송할 수 있다.

또한, 상기 데이터 패킷은 상기 데이터를 생성한 IoT 장치의 식별 정보 및 상기 데이터가 생성된 시간의 식별 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 시스템은 상기 AP 장치로부터 상기 데이터를 수신하는 중앙 서버를 더 포함하고, 상기 중앙 서버는 상기 IoT 장치에 설정되는 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 따른 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 분석하는 인공지능 모델을 학습할 수 있다.

또한, 상기 AP 장치는 상기 인공지능 모델을 이용하여 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어할 수 있다.

일 실시예에 따른 AP 시스템의 동작 방법은 하나 이상의 IoT 장치가 센싱한 데이터를 AP 장치에 전송하는 동작; AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 상기 데이터의 수신에 대한 ACK 메시지를 IoT 장치에 전송하고, 상기 데이터를 중앙 서버에 전달하는 동작; 하나 이상의 IoT 장치가 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하는 동작; 및 AP 장치가 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 AP 장치는 상기 데이터를 상기 중앙 서버에 전송한 이후 기 설정된 시간 내에 상기 중앙 서버로부터 ACK 메시지 응답이 없는 경우 상기 로컬 캐쉬에 저장된 데이터를 상기 중앙 서버에 재전송하는 동작을 더 수행할 수 있다.

또한, 상기 IoT 장치가 Awake Mode로 진입하여 Sleep Mode 상태가 되는 한 사이클에서 상기 IoT 장치 및 상기 AP 장치가 수행하는 동작은 AP 장치가 IoT 장치에 비콘 프레임을 전송하는 동작; IoT 장치가 상기 비콘 프레임에 반응하여 센싱한 데이터를 AP 장치에 전송하고 Awake Mode로 진입하는 동작; AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 IoT 장치에 ACK 메시지를 전송하는 동작; 및 IoT 장치가 상기 ACK 메시지에 대한 응답을 상기 AP 장치에 전송하고 Sleep Mode 상태로 진입하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 AP 장치는 소정 크기의 버퍼에 복수의 IoT 장치로부터 수신한 데이터를 저장하고, 상기 버퍼에 기 설정된 크기 이상의 데이터가 담기면 상기 버퍼에 담긴 데이터 패킷을 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 더 수행할 수 있다.

또한, 상기 시스템은 상기 AP 장치로부터 상기 데이터를 수신하는 중앙 서버를 더 포함하고, 상기 중앙 서버는 상기 IoT 장치에 설정되는 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 따른 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 분석하는 인공지능 모델을 학습하는 동작을 수행할 수 있다.

또한, 상기 AP 장치는 상기 인공지능 모델을 이용하여 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어하는 동작을 더 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 AP 장치는 소정의 동작을 수행하도록 하는 명령어들을 저장하는 하나 이상의 메모리; 및 상기 하나 이상의 메모리와 동작 가능 하도록 연결되어 상기 명령어들을 실행하도록 설정된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서의 동작은 IoT 장치로부터 센싱 데이터를 획득하는 동작; 상기 센싱 데이터에 대한 응답으로 상기 IoT 장치에 ACK 메시지를 전송하는 동작 - 상기 IoT 장치에 전송하는 ACK 메시지는 상기 IoT 장치가 Sleep Mode로 진입하도록 하는 신호로 동작함 -; 상기 센싱 데이터를 중앙 서버에 전달하는 동작; 및 상기 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 상기 IoT 장치를 대신하여 생성해 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 센싱 데이터를 획득하는 동작 이후, 상기 센싱 데이터를 로컬 캐쉬에 저장하는 동작을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프로세서의 동작은 상기 전달하는 동작 이후, 기 설정된 시간 내에 상기 중앙 서버로부터 ACK 메시지 응답이 없는 경우 상기 로컬 캐쉬에 저장된 데이터를 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전달하는 동작은 소정 크기의 버퍼에 복수의 IoT 장치로부터 수신한 데이터를 저장하고, 상기 버퍼에 기 설정된 크기 이상의 데이터가 담기면 상기 버퍼에 담긴 데이터 패킷을 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 프로세서의 동작은 상기 IoT 장치에 설정된 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 대한 데이터 및 상기 IoT 장치에서 수집된 에너지 효율에 대한 데이터를 상기 중앙 서버에 전송하는 동작; 및

상기 중앙 서버가 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 대한 데이터 및 에너지 효율에 대한 데이터를 기초로 상기 IoT 장치의 에너지 효율이 향상되는 방향으로 학습한 인공지능 모델을 수신하여 저장하는 동작을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프로세서의 동작은 상기 인공지능 모델을 이용하여 IoT 장치의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서, 하나 이상의 IoT 장치가 비콘 프레임에 반응하여 센싱 데이터를 AP 장치에 전송하도록 하는 동작; AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 상기 데이터의 수신에 대한 ACK 메시지를 IoT 장치에 전송하도록 하는 동작; 하나 이상의 IoT 장치가 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하도록 하는 동작; 및 AP 장치가 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하도록 하는 동작의 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서, 하나 이상의 IoT 장치가 비콘 프레임에 반응하여 센싱 데이터를 AP 장치에 전송하도록 하는 동작; AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 상기 데이터의 수신에 대한 ACK 메시지를 IoT 장치에 전송하도록 하는 동작; 하나 이상의 IoT 장치가 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하도록 하는 동작; 및 AP 장치가 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하도록 하는 동작의 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 센싱된 데이터를 수신한 중앙 서버의 ACK 메시지 전달을 대신하여, AP 장치가 자체적으로 생성한 ACK 메시지를 IoT 장치로 빠르게 전송하도록 시스템을 구성함으로써, IoT 장치의 Sleep Mode 시간을 늘려 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 이때 AP 장치는 로컬 캐쉬를 이용해 IoT 장치로부터 수신한 데이터를 일정 시간 저장함으로써, 중앙 서버의 ACK 메시지 응답이 없는 경우에도 IoT 장치 대신 직접 로컬 캐쉬의 데이터를 전송하여 AP 장치의 Sleep Mode 시간을 보장할 수 있다.

또한, AP 장치는 버퍼를 이용해 복수의 IoT 장치로부터 수신한 소정 크기 이상의 데이터 패킷으로 전송함으로써, 전체 네트워크의 트래픽 양을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 데이터 패킷의 재전송 확률을 줄임으로써 IoT 장치의 에너지 효율을 높일 수 있다.

나아가, AP 장치는 IoT 장치에 설정되는 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 대한 데이터를 중앙 서버에 전송하여, 중앙 서버가 IoT 장치의 에너지 효율을 분석하는 인공지능 모델을 학습하도록 하고, 학습된 모델을 직접 이용하여 IoT 장치의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템의 소비 전력량을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템의 데이터 패킷을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템의 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템과 기존의 프로토콜에 의해 동작하는 시스템에서 IoT 장치의 에너지 소비량과 에너지 수명을 비교한 비교표이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성의 조합일 수 있다.

또한 어떤 구성 요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성 요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성 요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

나아가 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 엑세스 포인트 시스템(10)(이하, 'AP 시스템(10)'으로 지칭)의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)은 하나 이상의 IoT 장치(100), AP 장치(200) 및 중앙 서버(300)를 포함할 수 있다.

IoT 장치(100), AP 장치(200) 및 중앙 서버(300)는 메모리 및 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치로서, 메모리에 저장된 명령어와 프로세서의 연산에 의해 전반적인 동작을 수행할 수 있다. IoT 장치(100), AP 장치(200) 및 중앙 서버(300)는 유무선 통신 네트워크를 통해 데이터를 서로 송수신할 수 있다.

일 실시예에 따른 AP 시스템(10)에서 IoT 장치(100), AP 장치(200) 및 중앙 서버(300)는 메모리 및 프로세서가 각각 다음의 동작을 수행하도록 설계되어 AP 시스템(10)을 구성할 수 있다.

IoT 장치(100)는 주변 장소의 환경 또는 객체를 센싱하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, IoT 장치(100)는 주변 장소의 소리, 공기, 가스, 이미지 인식 등을 수행할 수 있다. 예를 들어, IoT 장치(100)는 특정 객체로부터 소정의 데이터를 센싱하도록 설계될 수 있다. IoT 장치(100)는 센싱한 데이터를 AP 장치(200)를 통해 중앙 서버(300)로 전송할 수 있고, 중앙 서버(300)가 결정한 제어 신호에 따라 특정 동작을 취할 수 있다.

AP 장치(200)는 IoT 장치(100)와 중앙 서버(300) 간의 네트워크를 연결하는 역할을 수행할 수 있다. AP 장치(200)는 소정의 프로토콜에 따라 IoT 장치(100)와 중앙 서버(300) 사이에서 데이터를 전달할 수 있고, 데이터가 정상적으로 전달하지 못한 경우 정해진 프로토콜에 따라 동작하여 IoT 장치(100)와 중앙 서버(300) 간의 원활한 데이터 통신을 지원할 수 있다.

중앙 서버(300)는 IoT 장치(100)가 센싱한 데이터를 분석하고 IoT 장치(100)가 특정 상황에 적합한 동작을 취할 수 있도록 제어 신호를 생성하며, AP 장치(200)를 통해 IoT 장치(100)에 제어 신호를 전송할 수 있다.

중앙 서버(300)는 IoT 장치(100)로부터 취득되는 각종 데이터(ex. 센싱 데이터, IoT의 설정값, IoT 설정값에 따른 네트워크 정보, IoT 설정값에 따른 에너지 효율)를 이용해 특정 목적(ex. IoT 장치의 에너지 효율 향상)을 이루는 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다. 중앙 서버(300)는 학습이 완료된 인공지능 모델을 AP 장치(200)가 저장하도록 할 수 있다. 이에 따라, AP 장치(200)는 인공지능 모델을 이용하여 특정 목적을 이루도록 IoT 장치(100)의 설정값(ex. IoT 장치(100)의 패킷 전송 주기, DTIM 주기, 전송 파워 등)을 상황에 따라 변경시킬 수 있다. 인공지능 모델에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

AP 시스템(10)에서 IoT 장치(100), AP 장치(200) 및 중앙 서버(300)는 프로토콜에 따라 각 장치가 정해진 동작을 수행하면서 전력을 소비하게 된다. IoT 장치(100)는 배터리를 통해 동작하는 경우, 오랫동안 전력을 유지하면서 주변을 센싱할 수 있어야 하고, 또한 센싱한 데이터를 안정적으로 중앙 서버(300)까지 전송할 수 있어야 하기 때문에, IoT 장치(100)의 전력 효율을 향상시키는 것이 중요하다.

이에 따라, 본 문서의 실시예는 IoT 장치(100)가 Awake Mode로 동작하는 시간을 줄이고, 에너지를 절약할 수 있는 Sleep Mode의 시간을 늘리면서, IoT 장치(100), AP 장치(200) 및 중앙 서버(300) 간의 데이터 송수신을 원활하게 수행하도록 하는 프로토콜에 따른 AP 시스템(10)을 제시한다.

실시예에 대한 구체적인 설명에 앞서, 본 문서의 예시에 대해 가정된 환경을 설명한다.

비콘 프레임(Beacon Frame)은 IoT 장치(100)가 무선 네트워크에 참여하도록 AP 장치(200)가 주기적으로 브로드캐스트 하는 패킷이다. IoT 장치(100)는 Sleep Mode로 대기하다가, 설정된 DTIM(Delivery Traffic Indication Message) 주기에 따라 비콘 프레임을 특정 개수만큼 수신한 시점에서 Sleep Mode에서 깨어나, 외부와 통신을 시작하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, DTIM 주기가 3으로 설정되었다면, IoT 장치(100)는 소정의 사이클에 따른 동작을 수행한 이후 Sleep Mode로 대기하며, 비콘 프레임을 3번째 수신하는 시점에서 Sleep Mode에서 깨어나 다시 소정의 사이클에 따른 동작을 수행할 수 있다.

다만, 본 문서의 전반적인 예시에서는 이해의 편의를 위해 DTIM 주기가 1로 설정된 시스템을 예시한다. 또한, 본 문서의 전반적인 예시에서 IoT 가 센싱한 데이터의 전송을 기준으로 Tx Mode 및 Rx Mode의 동작하는 모습을 예시하며, 비콘 프레임 수신이나 IoT 장치(100)와 서버 간의 ACK의 송수신에 대한 Tx Mode 및 Rx Mode의 동작은 이해의 편의를 위해 생략한다.

이하, 기존 프로토콜에 따른 시스템과 본 문서의 실시의에 따른 AP 시스템(10)을 비교하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)의 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 도 2(a)는 기존 프로토콜에 따른 시스템의 통신 방식을 예시한 도면이고, 도 2(b)는 본 문서의 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)의 통신 방식을 예시한 도면이다.

도 2(a)를 참조하면, AP 장치(200)는 비콘 프레임을 브로드캐스팅 할 수 있다.

IoT 장치(100)는 비콘 프레임을 수신하여 Sleep Mode로부터 깨어나 Tx Mode로 전환하여, 센싱 데이터를 AP 장치(200)로 전송할 수 있다.

IoT 장치(100)는 센싱 데이터를 AP 장치(200)로 전송한 이후, Rx Mode로 전환하며, AP 장치(200)가 센싱 데이터를 수신하여 ACK 을 IoT 장치(100)로 전송하면, IoT 장치(100)는 ACK을 수신할 수 있다.

AP 장치(200)는 IoT 장치(100)가 전송한 센싱 데이터를 중앙 서버(300)에 전달할 수 있다.

중앙 서버(300)는 센싱 데이터를 수신하여 AP 장치(200)에 ACK을 전송할 수 있고, AP 장치(200)는 ACK을 수신하여, 중앙 서버(300)의 ACK을 IoT 장치(100)에 전달할 수 있다.

IoT 장치(100)는 중앙 서버(300)의 ACK을 수신하여 AP 장치(200)를 통해 다시 ACK2를 전송한 이후에 다시 Sleep Mode로 진입하여 한 번의 통신 사이클을 마친다.

도 2(b)를 참조하면, AP 장치(200)는 비콘 프레임을 브로드캐스팅 할 수 있다.

IoT 장치(100)는 센싱 데이터를 AP 장치(200)로 전송한 이후, Rx Mode로 전환하며, AP 장치(200)가 센싱 데이터를 수신하여 ACK 을 IoT 장치(100)로 전송하면, IoT 장치(100)는 ACK을 수신하고, 다시 Sleep Mode로 진입하여 한 번의 통신 사이클을 마친다.

AP 장치(200)는 IoT 장치(100)가 전송한 센싱 데이터를 중앙 서버(300)에 전달할 수 있다. 이때 AP 장치(200)는 IoT 장치(100)로부터 수신한 센싱 데이터를 로컬 캐쉬에 저장할 수 있다.

이후, AP 장치(200)는 중앙 서버(300)로부터 ACK을 수신하기 위해 대기하는 시간에 따라, 도 2(b)의 1번 케이스 또는 2번 케이스로 동작할 수 있다.

도 2(b)의 1번 케이스는 AP 장치(200)가 중앙 서버(300)로 센싱 데이터를 전달한 이후, 프로토콜에 따라 기 설정된 시간 내에 AP 장치(200)가 중앙 서버(300)로부터 ACK을 수신한 예시이다. 1번 케이스에 따르면, 중앙 서버(300)는 센싱 데이터를 수신하여 AP 장치(200)에 ACK을 전송할 수 있다. AP 장치(200)는 ACK을 수신하면, 중앙 서버(300)에 ACK2를 전송할 수 있다.

도 2(b)의 2번 케이스는 AP 장치(200)가 중앙 서버(300)로 센싱 데이터를 전달한 이후, 프로토콜에 따라 기 설정된 시간 내에 AP 장치(200)가 중앙 서버(300)로부터 ACK을 수신하지 못한 예시이다. 도 2(b)의 2번 케이스에 따르면, AP 장치(200)가 중앙 서버(300)로 센싱 데이터를 전달하였으나 중앙 서버(300)가 잘 전달을 받은 것인지 불확실한 경우이다. 이때 AP 장치(200)는 로컬 캐쉬에 저장된 센싱 데이터를 다시 중앙 서버(300)에 전송할 수 있고, 중앙 서버(300)로부터 ACK을 수신하면, 중앙 서버(300)에 ACK2를 전송할 수 있다. 즉, 도 2(b)의 AP 장치(200)는 중앙 서버(300)와의 통신에 실패할 경우 IoT 장치(100)에 다시 센싱 데이터를 요청하는 것이 아니라, 로컬 캐쉬에 저장된 센싱 데이터를 스스로 중앙 서버(300)에 전송함으로써, IoT 장치(100)의 Sleep Mode를 유지시킬 수 있다.

도 2(a)와 도2(b)의 비교를 정리해보면, 도 2(a)의 프로토콜에 따를 때, IoT 장치(100)는 비콘 프레임을 수신한 시점부터 ACK2를 전송하는 시점까지 Tx Mode 및 Rx Mode로 동작하면서 전력을 소비하게 된다. 도 2(b)의 프로토콜에 따를 때, IoT 장치(100)는 비콘 프레임을 수신한 시점부터 ACK를 수신하는 시점까지 Tx Mode 및 Rx Mode로 동작하면서 전력을 소비하게 된다. 또한, 도 2(b)에서 IoT 장치(100)의 센싱 데이터가 중앙 서버(300)까지 정상적으로 도달하지 않는 경우, AP 장치(200)가 IoT 장치(100)를 대신하여 센싱 데이터를 다시 전송할 수 있기 때문에 IoT 장치(100)는 안정적으로 Sleep Mode를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 본 문서의 실시예에 따르면, IoT 장치(100)는 중앙 서버(300)의 ACK를 수신하도록 대기하는 시간을 Sleep Mode로 유지할 수 있다. 이러한 차이에 기반한 IoT 장치(200)의 소비 전력량은 도 3과 같은 차이로 이어지게 된다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)의 소비 전력량을 설명하기 위한 예시도이다. 도 3(a)는 기존 프로토콜에 따른 시스템의 통신 방식에서 IoT 장치(100)의 모드에 따른 소비 전력량을 예시한 도면이고, 도 3(b)는 본 문서의 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)의 통신 방식에서 IoT 장치(100)의 모드에 따른 소비 전력량을 예시한 도면이다.

도 3(a) 및 도 3(b)를 비교해보면, 다음과 같은 Rx Mode 유지 시간의 차이가 발생한다.

도 3(a)의 시스템에서 IoT 장치(100)는 센싱 데이터를 AP 장치(200)로 전송한 이후, AP 장치(200)로부터 ACK을 수신하고, 중앙 서버(300)로부터 ACK을 수신할 때까지 Rx Mode로 동작한다. 도 3(b)의 시스템에서 IoT 장치(100)는 센싱 데이터를 AP 장치(200)로 전송한 이후 AP 장치(200)로부터 ACK을 수신한 이후, AP 장치(200)로부터 수신할 때까지 Rx Mode로 동작한다.

이에 따라, 본 문서의 실시예에 따른 AP 시스템(10)에서 IoT 장치(100)는 Rx Mode로 동작하는 시간이 감소하며, 감소된 시간만큼 Sleep Mode로 동작하여, 통신 사이클이 반복될 때마다, 기존의 프로토콜에 비해 도 3(b)에 도시된 '에너지 보존'의 영역에 해당하는 만큼 소비 전력량을 아낄 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)의 데이터 패킷을 설명하기 위한 예시도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 AP 장치(200)는 소정 크기의 버퍼에 복수의 IoT 장치(100)로부터 수신한 데이터를 저장하고, 버퍼에 기 설정된 크기 이상의 데이터가 담기면 버퍼에 담긴 데이터 패킷을 중앙 서버(300)에 전송하게 할 수 있다. 이때 데이터 패킷에 포함된 각 데이터에는 해당 데이터를 생성한 IoT 장치(100)의 식별 정보 및 데이터가 생성된 시간의 식별 정보를 포함할 수 있다.

이처럼, 일 실시예에 따른 AP 장치(200)는 버퍼를 통해 복수의 데이터를 모은 데이터 패킷을 중앙 서버(300)에 한 번에 전송함으로써, 전체 네트워크의 트래픽 양을 감소시켜 IoT 장치(100)의 재전송 확률을 줄일 수 있으며, 이에 따라 간접적으로 IoT 장치(100)의 에너지 효율을 높일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 중앙 서버(300)는 IoT 장치(100)에 설정되는 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 따른 IoT 장치(100)의 에너지 효율을 분석하는 인공지능 모델을 학습할 수 있다. 이에 따라, AP 장치(200)는 학습이 완료된 인공지능 모델을 저장할 수 있으며, AP 장치(200)는 인공지능 모델을 이용하여 IoT 장치(100)의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 IoT 장치(100)의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워(target SINR)의 변수를 제어함으로써, IoT 장치(100)의 에너지 효율을 높일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)의 동작 흐름도이다.

도 5에 따른 동작의 각 단계는 도 1 내지 도 4를 통해 설명된 AP 시스템(10)의 IoT 장치(100), AP 장치(200) 또는 중앙 서버(300)에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계를 설명하면 다음과 같다.

S1010 단계에서, IoT 장치(100)는 센싱된 데이터를 AP 장치(200)에 전송할 수 있다.

S1020 단계에서, AP 장치(200)는 IoT 장치(100)가 전송한 데이터를 수신하여 데이터의 수신에 대한 ACK 메시지를 IoT 장치(100)에 전송하고, IoT 장치(100)가 보낸 데이터를 서버에 전달할 수 있다.

S1030단계에서, IoT 장치(100)는 데이터의 수신에 대한 AP 장치(200)의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입할 수 있다.

S1040 단계에서, AP 장치(200)는 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 서버에 전송할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 단계 외에도, 상술한 도 1 내지 도 4과 함께 설명된 내용을 수행하는 실시예들을 다양하게 구성함에 따라, 도 5에 도시된 단계에 더하여 적용 가능한 동작을 수행하는 새로운 단계가 부가될 수 있다. 한편, 추가적인 단계의 구성 및 각 단계의 주체인 구성 요소들이 해당 단계를 실시하기 위한 동작은 도 1 내지 도 4에서 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 시스템(10)과 기존의 프로토콜에 의해 동작하는 시스템에서 IoT 장치(100)의 에너지 소비량과 에너지 수명을 비교한 비교표이다.

도 6은 병원에서 환자를 센싱하는 IoT 장치(100)가 포함된 AP 시스템(10)을 시뮬레이션하여 측정된 결과이다. Patient level 1은 경증 환자를 센싱하는 경우의 예시로 IoT 장치(100)에는 패킷 전송 주기가 60초, DTIM 주기가 10, 데이터 패킷 크기가 3920 바이트, target SINR가 30dB로 설정된 경우이다. Patient level 2은 중증 환자를 센싱하는 경우의 예시로 IoT 장치(100)에는 패킷 전송 주기가 10초, DTIM 주기가 5, 데이터 패킷 크기가 680 바이트, target SINR가 32dB로 설정된 경우이다. Patient level 3은 위급 환자를 센싱하는 경우의 예시로 IoT 장치(100)에는 패킷 전송 주기가 0.9초, DTIM 주기가 3, 데이터 패킷 크기가 104 바이트, target SINR가 34dB로 설정된 경우이다.

도 6(a)을 참조하면, Patient level 1 내지 3 모든 경우에서, 기존의 프로토콜에 따른 시스템에 비해 본 문서의 실시예에 따른 시스템을 사용하는 경우 IoT 장치(100)의 소비 전력량이 대폭 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 도 6(b)을 참조하면, Patient level 1 내지 3 모든 경우에서, 기존의 프로토콜에 따른 시스템에 비해 본 문서의 실시예에 따른 시스템을 사용하는 경우 IoT 장치(100)의 배터리 유지 기간이 대폭 향상되는 것을 확인할 수 있다.

상술한 실시예에 따른 AP 시스템(10)에 의하면,

센싱된 데이터를 수신한 중앙 서버(300)의 ACK 메시지 전달을 대신하여, AP 장치(200)가 자체적으로 생성한 ACK 메시지를 IoT 장치(100)로 빠르게 전송하도록 시스템을 구성함으로써, IoT 장치(100)의 Sleep Mode 시간을 늘려 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 이때 AP 장치(200)는 로컬 캐쉬를 이용해 IoT 장치(100)로부터 수신한 데이터를 일정 시간 저장함으로써, 중앙 서버(300)의 ACK 메시지 응답이 없는 경우에도 IoT 장치(100) 대신 직접 로컬 캐쉬의 데이터를 전송하여 AP 장치(200)의 Sleep Mode 시간을 보장할 수 있다.

또한, AP 장치(200)는 버퍼를 이용해 복수의 IoT 장치(100)로부터 수신한 소정 크기 이상의 데이터 패킷으로 전송함으로써, 전체 네트워크의 트래픽 양을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 데이터 패킷의 재전송 확률을 줄임으로써 IoT 장치(100)의 에너지 효율을 높일 수 있다.

나아가, AP 장치(200)는 IoT 장치(100)에 설정되는 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 대한 데이터를 중앙 서버(300)에 전송하여, 중앙 서버(300)가 IoT 장치(100)의 에너지 효율을 분석하는 인공지능 모델을 학습하도록 하고, 학습된 모델을 직접 이용하여 IoT 장치(100)의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 IoT 장치(100)의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드 등이 기록된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 또는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.

또한 본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

더불어 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: AP 시스템
100: IoT 장치
200: AP 장치
300: 중앙 서버

Claims

센싱 데이터를 AP 장치에 전송하고, 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하는 하나 이상의 IoT 장치; 및
하나 이상의 IoT 장치로부터 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고, 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하는 AP 장치를 포함하는,
AP 시스템.
제1항에 있어서,
상기 AP 장치는,
상기 데이터를 로컬 캐쉬에 저장하는,
AP 시스템.
제2항에 있어서,
상기 AP 장치는,
상기 데이터를 상기 중앙 서버에 전송한 이후 기 설정된 시간 내에 상기 중앙 서버로부터 ACK 메시지 응답이 없는 경우 상기 로컬 캐쉬에 저장된 데이터를 상기 중앙 서버에 전송하는,
AP 시스템.
제1항에 있어서,
상기 IoT 장치가 Awake Mode로 진입하여 Sleep Mode 상태가 되는 한 사이클에서 상기 IoT 장치 및 상기 AP 장치가 수행하는 동작은,
AP 장치가 IoT 장치에 비콘 프레임을 전송하는 동작;
IoT 장치가 상기 비콘 프레임에 반응하여 센싱된 데이터를 AP 장치에 전송하고 Awake Mode로 진입하는 동작;
AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 IoT 장치에 ACK 메시지를 전송하는 동작; 및
IoT 장치가 상기 ACK 메시지에 대한 응답을 상기 AP 장치에 전송하고 Sleep Mode 상태로 진입하는 동작을 포함하는,
AP 시스템.
제1항에 있어서,
상기 AP 장치는,
소정 크기의 버퍼에 복수의 IoT 장치로부터 수신한 데이터를 저장하고, 상기 버퍼에 기 설정된 크기 이상의 데이터가 담기면 상기 버퍼에 담긴 데이터 패킷을 상기 중앙 서버에 전송하는,
AP 시스템.
제5항에 있어서,
상기 데이터 패킷은,
상기 데이터를 생성한 IoT 장치의 식별 정보 및 상기 데이터가 생성된 시간의 식별 정보를 포함하는,
AP 시스템.
제1항에 있어서,
상기 시스템은,
상기 AP 장치로부터 상기 데이터를 수신하는 중앙 서버를 더 포함하고,
상기 중앙 서버는,
상기 IoT 장치에 설정되는 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 따른 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 분석하는 인공지능 모델을 학습하는,
AP 시스템.
제7항에 있어서,
상기 AP 장치는,
상기 인공지능 모델을 이용하여 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어하는,
AP 시스템.
하나 이상의 IoT 장치 및 AP 장치를 AP 시스템의 동작 방법에 있어서,
하나 이상의 IoT 장치가 센싱한 데이터를 AP 장치에 전송하는 동작;
AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 상기 데이터의 수신에 대한 ACK 메시지를 IoT 장치에 전송하고, 상기 데이터를 중앙 서버에 전달하는 동작;
하나 이상의 IoT 장치가 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하는 동작; 및
AP 장치가 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 수행하는,
AP 시스템의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 AP 장치는,
상기 데이터를 로컬 캐쉬에 저장하는,
AP 시스템의 동작 방법.
제10항에 있어서,
상기 AP 장치는,
상기 데이터를 상기 중앙 서버에 전송한 이후 기 설정된 시간 내에 상기 중앙 서버로부터 ACK 메시지 응답이 없는 경우 상기 로컬 캐쉬에 저장된 데이터를 상기 중앙 서버에 동작을 더 수행하는,
AP 시스템의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 IoT 장치가 Awake Mode로 진입하여 Sleep Mode 상태가 되는 한 사이클에서 상기 IoT 장치 및 상기 AP 장치가 수행하는 동작은,
AP 장치가 IoT 장치에 비콘 프레임을 전송하는 동작;
IoT 장치가 상기 비콘 프레임에 반응하여 센싱한 데이터를 AP 장치에 전송하고 Awake Mode로 진입하는 동작;
AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 IoT 장치에 ACK 메시지를 전송하는 동작; 및
IoT 장치가 상기 ACK 메시지에 대한 응답을 상기 AP 장치에 전송하고 Sleep Mode 상태로 진입하는 동작을 포함하는,
AP 시스템의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 AP 장치는,
소정 크기의 버퍼에 복수의 IoT 장치로부터 수신한 데이터를 저장하고, 상기 버퍼에 기 설정된 크기 이상의 데이터가 담기면 상기 버퍼에 담긴 데이터 패킷을 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 더 수행하는,
AP 시스템의 동작 방법.
제13항에 있어서,
상기 데이터 패킷은,
상기 데이터를 생성한 IoT 장치의 식별 정보 및 상기 데이터가 생성된 시간의 식별 정보를 포함하는,
AP 시스템의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 시스템은,
상기 AP 장치로부터 상기 데이터를 수신하는 중앙 서버를 더 포함하고,
상기 중앙 서버는,
상기 IoT 장치에 설정되는 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 따른 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 분석하는 인공지능 모델을 학습하는 동작을 수행하는,
AP 시스템의 동작 방법.
제15항에 있어서,
상기 AP 장치는,
상기 인공지능 모델을 이용하여 상기 IoT 장치의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어하는 동작을 더 수행하는,
AP 시스템의 동작 방법.
소정의 동작을 수행하도록 하는 명령어들을 저장하는 하나 이상의 메모리; 및 상기 하나 이상의 메모리와 동작 가능 하도록 연결되어 상기 명령어들을 실행하도록 설정된 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서의 동작은,
IoT 장치로부터 센싱 데이터를 획득하는 동작;
상기 센싱 데이터에 대한 응답으로 상기 IoT 장치에 ACK 메시지를 전송하는 동작 - 상기 IoT 장치에 전송하는 ACK 메시지는 상기 IoT 장치가 Sleep Mode로 진입하도록 하는 신호로 동작함 -;
상기 센싱 데이터를 중앙 서버에 전달하는 동작; 및
상기 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 상기 IoT 장치를 대신하여 생성해 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 포함하는,
AP 장치.
제17항에 있어서,
상기 프로세서의 동작은,
상기 센싱 데이터를 획득하는 동작 이후, 상기 센싱 데이터를 로컬 캐쉬에 저장하는 동작을 더 포함하는,
AP 장치.
제18항에 있어서,
상기 프로세서의 동작은,
상기 전달하는 동작 이후, 기 설정된 시간 내에 상기 중앙 서버로부터 ACK 메시지 응답이 없는 경우 상기 로컬 캐쉬에 저장된 데이터를 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 더 포함하는,
상기 AP 장치.
제17항에 있어서,
상기 전달하는 동작은,
소정 크기의 버퍼에 복수의 IoT 장치로부터 수신한 데이터를 저장하고, 상기 버퍼에 기 설정된 크기 이상의 데이터가 담기면 상기 버퍼에 담긴 데이터 패킷을 상기 중앙 서버에 전송하는 동작을 포함하는,
AP 장치.
제20항에 있어서,
상기 데이터 패킷은,
상기 데이터를 생성한 IoT 장치의 식별 정보 및 상기 데이터가 생성된 시간의 식별 정보를 포함하는,
AP 장치.
제17항에 있어서,
상기 프로세서의 동작은,
상기 IoT 장치에 설정된 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 대한 데이터 및 상기 IoT 장치에서 수집된 에너지 효율에 대한 데이터를 상기 중앙 서버에 전송하는 동작; 및
상기 중앙 서버가 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워에 대한 데이터 및 에너지 효율에 대한 데이터를 기초로 상기 IoT 장치의 에너지 효율이 향상되는 방향으로 학습한 인공지능 모델을 수신하여 저장하는 동작을 더 포함하는,
AP 장치.
제22항에 있어서,
상기 프로세서의 동작은,
상기 인공지능 모델을 이용하여 IoT 장치의 에너지 효율을 향상시키는 방향으로 상기 IoT 장치의 패킷 전송 주기, DTIM 주기 및 전송 파워의 변수를 제어하는 동작을 더 포함하는,
AP 장치.
컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
하나 이상의 IoT 장치가 비콘 프레임에 반응하여 센싱 데이터를 AP 장치에 전송하도록 하는 동작;
AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 상기 데이터의 수신에 대한 ACK 메시지를 IoT 장치에 전송하도록 하는 동작;
하나 이상의 IoT 장치가 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하도록 하는 동작; 및
AP 장치가 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하도록 하는 동작의 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는,
컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
하나 이상의 IoT 장치가 비콘 프레임에 반응하여 센싱 데이터를 AP 장치에 전송하도록 하는 동작;
AP 장치가 상기 데이터를 획득하여 중앙 서버에 전송하고 상기 데이터의 수신에 대한 ACK 메시지를 IoT 장치에 전송하도록 하는 동작;
하나 이상의 IoT 장치가 상기 데이터의 수신에 대한 상기 AP 장치의 ACK 메시지에 반응하여 Sleep Mode로 진입하도록 하는 동작; 및
AP 장치가 중앙 서버의 ACK 메시지에 대한 응답을 생성하여 상기 중앙 서버에 전송하도록 하는 동작의 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는,
컴퓨터 프로그램.