WO2022181929A1 - 기기간 연결을 지원하는 사물인터넷 통신 시스템 - Google Patents

기기간 연결을 지원하는 사물인터넷 통신 시스템 Download PDF

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WO2022181929A1
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sensor module
iot device
memory
data
processor
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김기덕
신흔준
박승현
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(주)씨앤테크
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    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
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    • H04L9/40—Network security protocols

Definitions

  • the present invention relates to an Internet of Things (IoT) communication system, and more particularly, to an IoT communication system supporting device-to-device connection.
  • IoT Internet of Things
  • the sensor module does not have a communication function or a communication module, sensing data cannot be collected wirelessly. It can be easily solved by mounting a communication function in the sensor module, but in many cases, IoT devices and sensor modules are used together due to the environment and cost of building the sensor system. In other words, there is a problem in that the "IoT device" of all sensor modules goes against the usability, ease of installation, and cost reduction of the sensor module. Hardware change and firmware change can be considered as a method of "making an existing sensor module into an IoT device" with minimal cost and change. However, due to hardware changes or firmware changes, many device manufacturers may consume additional development time and cost. Therefore, an effective IoT communication system that integrates sensor modules and IoT devices in an environment where they coexist is required.
  • An object of the present invention is to provide an IoT communication system that supports connection between devices.
  • Another technical object of the present invention is to support a connection between a sensor module without a communication function and an IoT device having a communication function, and to provide a standardized communication protocol between them.
  • An object of the present invention is to provide a method of relaying and wirelessly transmitting sensing data of a sensor module and an IoT device implementing the same.
  • An object of the present invention is to provide a method for wirelessly transmitting sensing data through connection with an IoT device having a communication function, and a sensor module implementing the same.
  • an IoT device is provided.
  • the IoT device includes a connection unit configured to be connected to a sensor module, a processor performing data communication with the sensor module through the connection unit, a device memory for storing data read from the sensor module through the data communication, and the device memory and a communication module for wirelessly transmitting the data stored in the .
  • the data communication is performed based on a communication protocol standardized between the sensor module and the IoT device.
  • the standardized communication protocol may include: requesting, by the processor, address information stored in a predefined index address in a memory of the sensor module to the sensor module, the processor requesting the address information from the sensor module and reading, by the processor, the data stored from the start address to the end address in the memory of the sensor module based on the start address and the end address indicated by the address information.
  • the step of reading the data includes: the processor sequentially requesting the data blocks stored in each address from the start address to the end address to the sensor module; and receiving a data block from the sensor module.
  • the processor may initiate the standardized communication protocol when receiving an interrupt signal from the sensor module.
  • the processor comprises:
  • the data communication may be performed based on any one of a Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), an Inter-Integrated Circuit (I2C), and a Serial Peripheral Interface (SPI).
  • UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
  • I2C Inter-Integrated Circuit
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the processor may update the data by performing the data communication according to a predetermined period.
  • the processor may change the cycle when receiving an interrupt signal from the sensor module.
  • the first area of the device memory is synchronized based on a first area of the memory of the sensor module, and the second area of the memory of the sensor module is synchronized with respect to the second area of the device memory.
  • first area and the second area of the device memory may be predetermined as predetermined values, and the first area and the second area of the memory of the sensor module may be predetermined as predetermined values.
  • a sensor module is provided.
  • the sensor module is a sensor that generates data through sensing, sequentially stores the data in each address from a start address to an end address, and stores address information for the start address and the end address in a predefined index address.
  • a memory of a sensor module that performs data communication with the IoT device through a memory, a connection unit configured to be connected to an IoT device, and the connection unit, and includes a processor configured to transmit the data stored in the memory of the sensor module to the IoT device .
  • the data communication is performed based on a standardized communication protocol between the sensor module and the IoT device.
  • the standardized communication protocol includes: receiving, by the processor, a request for address information stored in the index address from the IoT device; transmitting, by the processor, the address information to an IoT device; receiving a request to transmit the data stored from the start address indicated by the address information to the end address, and transmitting, by the processor, the data to the IoT device.
  • the processor may initiate the standardized communication protocol when transmitting an interrupt signal to the IoT device.
  • the processor may perform the data communication based on any one of a Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), an Inter-Integrated Circuit (I2C), and a Serial Peripheral Interface (SPI).
  • UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
  • I2C Inter-Integrated Circuit
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the processor may transmit the data to the IoT device by performing the data communication according to a predetermined period.
  • the processor may change the cycle when transmitting an interrupt signal to the IoT device.
  • the first area of the memory of the IoT device is synchronized with respect to the first area of the memory of the sensor module, and the second area of the memory of the sensor module is the second area of the memory of the IoT device. can be synchronized.
  • first area and the second area of the memory of the IoT device may be predetermined as predetermined values, and the first area and the second area of the memory of the sensor module may be predetermined as predetermined values.
  • the data communication may be preset to a specific value, and the start address and the end address at which the data is stored in the memory of the sensor module may be preset to a specific value.
  • IoT devices can relay and transmit the sensor module data and build a cost-effective IoT communication system.
  • FIG. 1 illustrates a sensor module and an IoT device according to an example.
  • FIG. 2 illustrates a sensor module and an IoT device according to another example.
  • FIG 3 shows a sensor module and an IoT device according to the present invention.
  • FIG. 4 is an example of a memory table of a sensor module according to an embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating a standardized protocol in one embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of initiating a standardized protocol between a sensor module and an IoT device according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of periodically updating data by a sensor module and an IoT device according to an embodiment.
  • FIG. 8 illustrates a memory structure for data synchronization according to an embodiment.
  • first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named as a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • a module in the present specification may mean hardware capable of performing functions and operations according to each name described in this specification, or may mean computer program code capable of performing specific functions and operations, , or an electronic recording medium on which a computer program code capable of performing a specific function and operation is loaded, for example, a processor or a microprocessor.
  • a module may mean a functional and/or structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and/or software for driving the hardware.
  • the sensor module disclosed herein means a module that generates data through sensing, but does not include a communication module and an antenna. That is, the sensor module is a conventional sensor module that is not equipped with a communication module.
  • the sensor module refers to an apparatus having a sensing function and a function of generating/processing sensing data, and may be referred to by various terms such as a sensor device, a sensing module, a sensor device, a sensing terminal, a sensing station, and a sensor node.
  • the IoT device disclosed herein refers to a device including a sensor module, a communication module, and an antenna.
  • the IoT device may transmit relatively small data (eg, sensing data) to a wireless access station (eg, a base station or an AP) while consuming less energy.
  • the IoT device may perform NarrowBand-Internet of Things (NB-Iot) communication.
  • the IoT device may support Low Power Wide Area (LPWA) communication through a mobile communication network.
  • LPWA Low Power Wide Area
  • the IoT device may be referred to by various terms such as an IoT terminal, an IoT communication terminal, an IoT device, an IoT station, and an IoT node.
  • a sensor network or a sensor system is constructed by using a sensor module and IoT devices together. Since the sensor module does not have a communication function or a communication module, sensing data cannot be collected wirelessly. It can be easily solved if the sensor module is equipped with a communication function, but there is a problem that "making all the sensor modules into an IoT device" goes against the usability, ease of installation, and cost reduction effect of the sensor module. Hardware change and firmware change can be considered as a method of "making an existing sensor module into an IoT device" with minimal cost and change.
  • FIG. 1 illustrates a sensor module and an IoT device according to an example.
  • the sensor module 100 includes a sensor 101 and a processor 102
  • the IoT device 110 includes a sensor 111 , a processor 112 , a communication module 113 , and an antenna 114 .
  • a communication module and an antenna are built into the sensor module 100 to finally have the same shape as the IoT device 110 . That is, it is necessary to change the hardware of the sensor module 100 .
  • FIG. 2 illustrates a sensor module and an IoT device according to another example.
  • the sensor module 200 includes a sensor 201 and a processor 1 202
  • the IoT device 210 includes a processor 2 211 , a communication module 212 and an antenna 213 . do.
  • the sensor module 200 in order for the sensor module 200 to become an "IoT device", the sensor module 200 is connected to the IoT device 210 , and the sensor module 200 is a communication module 212 provided in the IoT device 210 . ) to transmit sensing data wirelessly. That is, the communication function absent in the sensor module 200 may be supplemented by the communication module 212 of the IoT device 210 , and in this case, the IoT device 210 is a relay in data transmission of the sensor module 200 . function as a device.
  • the processor 1 202 of the sensor module 200 and the processor 2 211 of the IoT device may use a mutually agreed protocol. And to implement this, the internal firmware of the processor 1 202 and the processor 2 211 may be modified. In other words, a firmware change is required for the processors of both devices.
  • the IoT communication system provides a standardized protocol between the sensor module and the IoT device.
  • two devices can be connected to each other using a standardized protocol without changing hardware or firmware of an existing device (ie, a sensor module) or IoT device.
  • FIG 3 shows a sensor module and an IoT device according to the present invention.
  • the sensor module 300 includes a sensor 301 , a processor 1 302 , a connection unit 303 , and a memory 304 of the sensor module.
  • the sensor 301 generates sensing data through sensing, and is electrically connected to the memory 304 of the sensor module and the processor 1 302 .
  • the processor 1 302 is configured to perform data communication with the IoT device 310 through the connection unit 303 .
  • the processor 1 302 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and/or a data processing device.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • connection unit 303 provides an electrical connection line with the connection unit 311 of the IoT device 310 and is configured to perform data communication.
  • the connection unit 303 may follow a wired connection method, and may support at least one method of UART (Uhniversal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C (Inter-Integrated Circuit), and SPI (Serial Peripheral Interface).
  • the memory 304 of the sensor module may include a processor's cache, specific registers, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and/or other storage devices.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards, storage media, and/or other storage devices.
  • the IoT device 310 includes a connection unit 311 , a processor 2 312 , a communication module 313 , a device memory 314 , and an antenna 315 .
  • connection part 311 is configured to be electrically connected to the sensor module 300 through the connection part 303 .
  • the connection unit 311 may follow a wired connection method and may support at least one of UART, I2C, and SPI.
  • the processor 2 312 is configured to perform data communication with the sensor module 300 through the connection unit 311 .
  • the communication module 313 is configured to wirelessly transmit data stored in the device memory 314 through the antenna 315 .
  • the device memory 314 stores data read from the sensor module 300 through the processor 2 312 .
  • a standardized protocol 350 for transmitting data collected by the sensor module 300 to the IoT device 310 is defined between the sensor module 300 and the IoT device 310. That is, the sensor module 300 and The IoT devices 310 are electrically connected to each other by the connection units 303 and 311 , and perform data communication according to the standardized protocol 350 .
  • the standardized protocol 350 may relate to a communication procedure between the processor 1 302 and the processor 2 312 .
  • the standardized protocol 350 may be implemented as a module (process, function, etc.) that performs the above-described functions.
  • the module may be stored in the memory 304 of the sensor module and executed by the processor 1 302 .
  • the memory 304 of the sensor module may be internal or external to the processor 1 302 , and may be connected to the processor 1 302 by various well-known means.
  • the memory 304 of the sensor module (or the register table of the processor 1 302 ) and the standardized protocol 350 are described in detail.
  • the register of the memory 304 of the sensor module may be the register of the processor 1 302 .
  • the register table of the memory 304 of the sensor module includes a plurality of addresses and data corresponding to each address.
  • a number of addresses in the register table include an index address (ADD_INDEX), a start address (ADD_0), and an end address (ADD_n-1).
  • data is stored in each address.
  • the sensing data is stored in a total of n addresses from the start address (ADD_0) to the end address (ADD_n-1).
  • the number of addresses at which sensing data is stored may vary depending on the size of sensing data.
  • index address ADD_INDEX is an address already known by the sensor module 300 and the IoT device 310 and may be an address defined or set in advance by the processor 2 (312) of the IoT device 310. Therefore, Processor 2 312 can know the start address and end address where data is stored by requesting information stored in the index address from processor 1 302, and by requesting data from the start address to the end address to processor 1 302 data can be read.
  • the operation of the memory 304 of the sensor module using the address structure of FIG. 4 is as follows.
  • the memory 304 of the sensor module is configured to store data at each address.
  • the memory 304 of the sensor module sequentially stores data at each address from the start address (ADD_0) to the end address (ADD_n-1).
  • the memory 304 of the sensor module stores address information on the start address (ADD_0) and the end address (ADD_n-1) in a predefined index address (ADD_INDEX).
  • the storage of such data may be performed by an instruction of the processor 1 302 .
  • the operation of storing data in each address may be described in the same way from the perspective of the processor 1 302 .
  • the processor 1 302 may sequentially store data to be transmitted from the start address ADD_0 to the end address ADD_n-1 of the memory 304 of the sensor module.
  • This method of storing data in the memory 304 of the sensor module can facilitate the implementation of the standardized protocol 350 call according to the present embodiment.
  • an operation procedure of the standardized protocol 350 using the above address structure will be described.
  • the operation of the standardized protocol 350 disclosed below is described with the processor 1 302 and the processor 2 312 as the subject, but the operation of the processor 1 302 may be the operation of the sensor module 300 and , the operation of the processor 2 312 may be an operation of the IoT device 310 .
  • 5 is a flowchart illustrating a standardized protocol in one embodiment.
  • the processor 2 312 requests the data stored in the predefined index address ADD_INDEX to the processor 1 302 , and the processor 1 302 . (302) confirms the request (S500).
  • processor 2 312 When processor 1 302 transfers the data stored in the index address ADD_INDEX of processor 1 302 to the processor 2 312 according to the request, processor 2 312 reads the data stored in the index address ADD_INDEX Intake (S510).
  • the index address ADD_0 includes information about the start address ADD_0 and the end address of the data. Accordingly, the processor 2 312 can extract the start address ADD_0 and the end address ADD_0 of the data to be transmitted by the processor 1 302 only by reading the data of the index address ADD_INDEX (S510). .
  • Processor 2 312 sequentially requests data contained in each address from the start address ADD_0 to the end address ADD_n-1 from the processor 1 302 , and when the data is received, it is stored in the device memory 314 . (S520, S530, S540, S550, S560, S570).
  • the second processor 312 transmits the received data through the communication module 313 and the antenna 315 according to a predefined communication routine.
  • a standardized protocol or data communication between the sensor module 300 and the IoT device 310 may be initiated by an instruction of the sensor module 300 or an instruction of the IoT device 310 , or may be performed at regular intervals. Hereinafter, such an operation is disclosed.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of initiating a standardized protocol between a sensor module and an IoT device according to an embodiment. This is an operation in which a standardized protocol is initiated according to the instruction of the sensor module.
  • the processor 1 302 transmits an interrupt signal to the processor 2 312 in order to request data communication with the IoT device 310 ( S600 ).
  • the interrupt signal may be transmitted based on GPIO9general-purpose input/output).
  • Processor 2 (312) receives the interrupt signal through the GPIO, and initiates the standardized protocol (350). That is, the second processor 312 sequentially reads data from the first processor 302 and transmits the data through the communication module 313 and the antenna 315 .
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of periodically updating data by a sensor module and an IoT device according to an embodiment.
  • the sensor module 300 stores data A in the memory 304 of the sensor module.
  • processor 1 302 transmits data A to the IoT device 310 based on the standardized protocol 350 (S700).
  • the IoT device 310 stores the received data A in the device memory 314 .
  • the sensor module 300 generates new sensing data B and stores it in the memory 304 of the sensor module.
  • the processor 1 302 transmits the data B to the IoT device 310 based on the standardized protocol 350 again, and the IoT device 310 transmits the data B is stored in the device memory 314 (S710).
  • data in the memory 314 of the IoT device 310 may be periodically updated with values of data stored in the memory 304 of the sensor module 300 .
  • a control subject in the IoT communication system including the sensor module 300 and the IoT device 310 may be designated.
  • controlling subject of the sensor module 300 may be the processor 1 302
  • controlling subject of the IoT device 310 may be the processor 2 312 .
  • the sensor module 300 and the IoT device 310 are used independently of each other, but only when the sensor module 300 and the IoT device 310 start data communication, the IoT device 310 becomes the master. Communication may be performed in a master-slave structure that operates as a device and the sensor module 300 operates as a slave device.
  • the data update period P1 may be a period previously set by the IoT device 310 . That is, data is updated at a predetermined cycle in the IoT device 310 . If the sensor module 300 as a slave device does not want to use the cycle P1, the processor 1 302 of the sensor module 300 transmits an interrupt signal to the processor 2 312 of the IoT device 310 ( S720). That is, the processor 1 302 may change the update timing or period to P2 by using the interrupt signal (S730).
  • the sensor module 300 when the sensor module 300 stores data (e.g. sensing data) in a predetermined area of the memory 304 of the sensor module, the data stored in the predetermined area is transmitted to the IoT device 310 .
  • data e.g. sensing data
  • the sensor module 300 and the IoT device 310 may share the predetermined area or information about the predetermined area.
  • a predetermined area of the memory 304 of the sensor module and a predetermined area of the memory 314 of the IoT device may be synchronized. A specific example thereof will be described with reference to FIG. 8 .
  • FIG. 8 illustrates a memory structure for data synchronization according to an embodiment.
  • the memory 304 of the sensor module includes a first memory area 304-1 and a second memory area 304-2
  • the memory 314 of the IoT device includes a first memory area ( 314-1) and a second memory area 314-2.
  • limiting the number of predetermined regions in each memory to two is only an example, and it goes without saying that three or more regions may exist in one memory.
  • the synchronization procedure based on the separated memory area structure is as follows.
  • the first memory area 314-1 of the IoT device memory 314 is synchronized with respect to the first memory area 304-1 of the memory 304 of the sensor module, and the memory 304 of the sensor module
  • the second memory area 304 - 2 of may be synchronized based on the second memory area 314 - 2 of the IoT device memory 314 .
  • the synchronization procedure is performed with the data value described in the first memory area 304-1 of the sensor module in the first memory area ( 314-1) of updating the data value.
  • the interrupt signal of the IoT device 310 is transmitted to the sensor module 300
  • the synchronization procedure is performed with the data value described in the second memory area 314-2 of the IoT device in the second memory area 304 of the sensor module. -2) updating the data value.
  • the addresses of the first memory area 304-1 and the second memory area 304-2 of the sensor module may be determined to be predetermined values.
  • the addresses of the first memory area 314 - 1 and the second memory area 314 - 2 of the IoT device may also be determined as predetermined values.
  • values related to a data communication method with the sensor module 300 , standardized protocol, synchronization, and memory setting may be preset in order to implement a function according to the present specification. That is, for the operation and processing of the IoT device 310 according to the present specification, in relation to the sensor module 300, i) a function for communication connection with the IoT device 310 may be preset to a specific value, ii) A function for storing data for external transmission in a predetermined memory may be set to a predetermined or default memory address value. Accordingly, the update may be possible without considering the state of the IoT device 310 , and the update procedure of the sensor module 300 for connection with the IoT device 310 may be simplified.

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Abstract

본 명세서는 기기간 연결을 지원하는 IoT 통신 시스템에 관한 것이다. 이러한 본 명세서는 센서 모듈과 연결되도록 구성되는 연결부, 상기 연결부를 통해 상기 센서 모듈과 데이터 통신을 수행하는 프로세서, 상기 데이터 통신을 통해 상기 센서 모듈로부터 읽어들인 데이터를 저장하는 디바이스 메모리, 및 상기 디바이스 메모리에 저장된 상기 데이터를 무선으로 전송하는 통신 모듈을 포함하는 IoT 디바이스를 개시한다. 통신 기능을 갖추지 못한 기존의 센서 모듈과 통신 기능을 갖춘 IoT 디바이스를 연결하고 이들 간에 표준화된 프로토콜을 지원함으로써, IoT 디바이스가 센서 모듈의 데이터를 중계하여 전송할 수 있고, 비용 효율적인 IoT 통신 시스템을 구축할 수 있다.

Description

기기간 연결을 지원하는 사물인터넷 통신 시스템
본 발명은 사물인터넷(Internet of Things: IoT) 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기기간 연결을 지원하는 IoT 통신 시스템에 관한 것이다.
센서 모듈은 통신 기능 또는 통신 모듈을 갖추지 않기 때문에, 무선으로 센싱 데이터를 수집할 수 없다. 센서 모듈에 통신 기능을 탑재하면 손쉽게 해결될 수 있으나, 센서 시스템을 구축하는 환경이나 비용상 IoT 디바이스와 센서 모듈이 병용되는 경우가 많다. 즉 센서 모듈을 모두 "IoT 디바이스화"하는 것은 센서 모듈의 활용성과 설치 용이성, 비용 절감 효과에 반하는 문제가 있다. 최소한의 비용과 변경으로 기존의 센서 모듈을 "IoT 디바이스화"하는 방안으로서, 하드웨어 변경과 펌웨어 변경이 고려될 수 있다. 그러나, 하드웨어 변경이나 펌웨어 변경으로 인해 많은 디바이스 업체들은 추가적인 개발 기간과 비용을 소모할 수 있다. 따라서 센서 모듈과 IoT 디바이스가 공존하는 환경에서 이들을 통합하는 효과적인 IoT 통신 시스템이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 기기간 연결을 지원하는 IoT 통신 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 통신 기능이 없는 센서 모듈과 통신 기능을 갖춘 IoT 디바이스간에 연결을 지원하고, 이들간에 표준화된 통신 프로토콜을 제공함에 있다.
센서 모듈의 센싱 데이터를 중계하여 무선으로 전송하도록 지원하는 방법 및 이를 구현하는 IoT 디바이스를 제공함에 있다.
통신 기능을 갖춘 IoT 디바이스와의 연결을 통해 센싱 데이터를 무선으로 전송하는 방법 및 이를 구현하는 센서 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, IoT 디바이스를 제공한다.
상기 IoT 디바이스는 센서 모듈과 연결되도록 구성되는 연결부, 상기 연결부를 통해 상기 센서 모듈과 데이터 통신을 수행하는 프로세서, 상기 데이터 통신을 통해 상기 센서 모듈로부터 읽어들인 데이터를 저장하는 디바이스 메모리, 및 상기 디바이스 메모리에 저장된 상기 데이터를 무선으로 전송하는 통신 모듈을 포함한다.
여기서 상기 데이터 통신은 상기 센서 모듈과 상기 IoT 디바이스간에 표준화된 통신 프로토콜에 기반하여 수행된다.
일 측면에서, 상기 표준화된 통신 프로토콜은, 상기 프로세서가 상기 센서 모듈의 메모리 내에서 사전에 정의된 인덱스 주소에 저장된 주소 정보를 상기 센서 모듈로 요청하는 단계, 상기 프로세서가 상기 센서 모듈로부터 상기 주소 정보를 수신하는 단계, 및 상기 주소 정보가 지시하는 시작주소와 종료주소를 기반으로, 상기 프로세서가 상기 센서 모듈의 메모리 내의 상기 시작주소에서부터 상기 종료주소까지 저장된 상기 데이터를 읽어들이는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 상기 데이터를 읽어들이는 단계는, 상기 프로세서가 상기 시작주소에서부터 상기 종료주소까지 각 주소에 저장된 데이터 블록을 순차적으로 상기 센서 모듈에 요청하는 단계, 및 상기 프로세서가 상기 각 주소에 담긴 데이터 블록을 상기 센서 모듈로부터 수신하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 프로세서는, 상기 센서 모듈로부터 인터럽트 신호를 수신하는 경우에 상기 표준화된 통신 프로토콜을 개시할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 프로세서는,
UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C(Inter-Integrated Circuit) 및 SPI(Serial Peripheral Interface) 중 어느 하나에 기반하여 상기 데이터 통신을 수행할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 프로세서는, 미리 정해진 주기에 따라 상기 데이터 통신을 수행하여 상기 데이터를 업데이트할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 프로세서는, 상기 센서 모듈로부터 인터럽트 신호를 수신하는 경우에 상기 주기를 변경할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 디바이스 메모리의 제1 영역은 상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역을 기준으로 동기화되고, 상기 센서 모듈의 메모리의 제2 영역은 상기 디바이스 메모리의 제2 영역을 기준으로 동기화될 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 디바이스 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정되고, 상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 센서 모듈을 제공한다.
상기 센서 모듈은 센싱을 통해 데이터를 생성하는 센서, 상기 데이터를 시작주소에서부터 종료주소까지 각 주소에 순차적으로 저장하고, 상기 시작주소와 상기 종료주소에 대한 주소 정보를 사전에 정의된 인덱스 주소에 저장하는 센서 모듈의 메모리, IoT 디바이스와 연결되도록 구성되는 연결부, 및 상기 연결부를 통해 상기 IoT 디바이스와 데이터 통신을 수행하되, 상기 센서 모듈의 메모리에 저장된 상기 데이터를 상기 IoT 디바이스로 전송하는 프로세서를 포함한다.
여기서, 상기 데이터 통신은 상기 센서 모듈과 상기 IoT 디바이스간에 표준화된 통신 프로토콜에 기반하여 수행된다.
일 측면에서, 상기 표준화된 통신 프로토콜은, 상기 프로세서가 상기 IoT 디바이스로부터 상기 인덱스 주소에 저장된 주소 정보를 요청받는 단계, 상기 프로세서가 IoT 디바이스로 상기 주소 정보를 전송하는 단계, 상기 프로세서가 상기 IoT 디바이스로부터 상기 상기 주소 정보가 지시하는 상기 시작주소에서부터 상기 종료주소까지 저장된 상기 데이터의 전송을 요청받는 단계, 및 상기 프로세서가 상기 데이터를 상기 IoT 디바이스로 전송하는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 상기 프로세서는, 상기 IoT 디바이스로 인터럽트 신호를 전송하는 경우에 상기 표준화된 통신 프로토콜을 개시할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 프로세서는, UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C(Inter-Integrated Circuit) 및 SPI(Serial Peripheral Interface) 중 어느 하나에 기반하여 상기 데이터 통신을 수행할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 프로세서는, 미리 정해진 주기에 따라 상기 데이터 통신을 수행하여 상기 데이터를 상기 IoT 디바이스로 전송할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 프로세서는, 상기 IoT 디바이스로 인터럽트 신호를 전송하는 경우에 상기 주기를 변경할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 IoT 디바이스의 메모리의 제1 영역은 상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역을 기준으로 동기화되고, 상기 센서 모듈의 메모리의 제2 영역은 상기 IoT 디바이스의 메모리의 제2 영역을 기준으로 동기화될 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 IoT 디바이스의 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정되고, 상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정될 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 데이터 통신은 특정값으로 미리 설정되고, 상기 센서 모듈의 메모리 내에 상기 데이터가 저장되는 상기 시작주소와 상기 종료주소는 특정값으로 미리 설정될 수 있다.
통신 기능을 갖추지 못한 기존의 센서 모듈과 통신 기능을 갖춘 IoT 디바이스를 연결하고 이들 간에 표준화된 프로토콜을 지원함으로써, IoT 디바이스가 센서 모듈의 데이터를 중계하여 전송할 수 있고, 비용 효율적인 IoT 통신 시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 일례에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스를 도시한 것이다.
도 2는 다른 예에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스를 도시한 것이다.
도 4는 일 실시예에 따른 센서 모듈의 메모리 테이블의 예시이다.
도 5는 일 실시예에 표준화된 프로토콜을 도시한 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스 간의 표준화된 프로토콜의 개시 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스가 데이터의 주기적 업데이트를 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 데이터의 동기화를 위한 메모리 구조를 도시한 것이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서의 모듈(module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.
다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 센서 모듈은 센싱을 통해 데이터를 생성하되, 통신 모듈 및 안테나를 구비하지 않는 모듈을 의미한다. 즉 센서 모듈은 통신 모듈이 탑재되어 있지 않은 기존의 센서 모듈이다. 센서 모듈은 센싱 기능 및 센싱 데이터의 생성/처리 기능을 구비한 장치를 지칭하는 것으로서, 센서 장치, 셍싱 모듈, 센서 디바이스, 센싱 단말, 센싱 스테이션, 센서 노드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 IoT 디바이스는 센서 모듈과 통신 모듈, 안테나를 구비하는 디바이스를 의미한다. IoT 디바이스는 에너지를 적게 소모하면서 비교적 작은 데이터(예를 들어 센싱 데이터)를 무선 접속 스테이션(기지국 또는 AP 등)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, IoT 디바이스는 협대역 사물인터넷(NarrowBand-Internet of Things(NB-Iot)) 통신을 수행할 수 있다. 또한 IoT 디바이스는 이동 통신망을 통한 저전력 광역(Low Power Wide Area(LPWA))통신을 지원할 수도 있다. IoT 디바이스는 IoT 단말, IoT 통신 단말, IoT 장치, IoT 스테이션, IoT 노드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다.
일반적으로 센서 네트워크 또는 센서 시스템은 센서 모듈과 IoT 디바이스들을 병용하는 방식으로 구축된다. 센서 모듈은 통신 기능 또는 통신 모듈을 갖추지 않기 때문에, 무선으로 센싱 데이터를 수집할 수 없다. 센서 모듈에 통신 기능을 탑재하면 손쉽게 해결될 수 있으나, 센서 모듈을 모두 "IoT 디바이스화"하는 것은 센서 모듈의 활용성과 설치 용이성, 비용 절감 효과에 반하는 문제가 있다. 최소한의 비용과 변경으로 기존의 센서 모듈을 "IoT 디바이스화"하는 방안으로서, 하드웨어 변경과 펌웨어 변경이 고려될 수 있다.
도 1은 일례에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 센서 모듈(100)은 센서(101)와 프로세서(102)를 포함하고, IoT 디바이스(110)는 센서(111), 프로세서(112), 통신 모듈(113) 및 안테나(114)를 포함한다. 센서 모듈(100)이 "IoT 디바이스화"되기 위해서는 센서 모듈(100)에 통신 모듈과 안테나를 내장도록 하여 최종적으로 IoT 디바이스(110)와 같은 형태를 갖추어야 한다. 즉, 센서 모듈(100)의 하드웨어 변경이 필요하다.
하드웨어 변경을 하지 않고 센서 모듈을 "IoT 디바이스화"하기 위하여, 도 2와 같이 센서 모듈과 IoT 디바이스를 서로 연결시키는 방식이 사용될 수 있다.
도 2는 다른 예에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 센서 모듈(200)은 센서(201)와 프로세서1(202)를 포함하고, IoT 디바이스(210)는 프로세서2(211), 통신 모듈(212) 및 안테나(213)를 포함한다. 본 실시예에서는 센서 모듈(200)이 "IoT 디바이스화"되기 위해서는 센서 모듈(200)이 IoT 디바이스(210)과 연결되어, 센서 모듈(200)이 IoT 디바이스(210)에 구비된 통신 모듈(212)을 활용하여 센싱 데이터를 무선으로 전송할 수 있다. 즉, 센서 모듈(200)에 부재한 통신 기능을 IoT 디바이스(210)의 통신 모듈(212)에 의해 보충할 수 있으며, 이때 IoT 디바이스(210)는 센서 모듈(200)의 데이터의 전송에 있어서는 중계장치의 역할을 수행한다.
이때 센서 모듈(200)과 IoT 디바이스(210)간의 데이터 통신을 위하여 센서 모듈(200)의 프로세서1(202)과 IoT 디바이스의 프로세서2(211)는 상호 협의된 프로토콜이 사용될 수 있다. 그리고 이를 구현하기 위하여 프로세서1(202)과 프로세서2(211)의 내부 펌웨어가 수정될 수 있다. 즉, 두 기기의 프로세서에 펌웨어 변경이 필요하다.
그러나, 도 1과 같은 하드웨어 변경이나 도 2와 같은 펌웨어 변경은 디바이스 업체들에게 추가적인 개발 기간과 비용의 부담을 안길 수 있다. 따라서, 센서 모듈과 IoT 디바이스가 공존하는 환경에서 이들을 비용 효율적으로 통합하는 IoT 통신 시스템이 요구된다.
본 실시예에 따른 IoT 통신 시스템은 센서 모듈과 IoT 디바이스간에 표준화된 프로토콜을 제공한다. 본 실시예에 따르면 기존의 디바이스(즉 센서 모듈) 또는 IoT 디바이스의 하드웨어 변경이나 펌웨어 변경 없이, 표준화된 프로토콜을 이용하여 두 디바이스들을 서로 연결할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 센서 모듈(300)은 센서(301), 프로세서1(302), 연결부(303) 및 센서 모듈의 메모리(304)를 포함한다.
센서(301)는 센싱을 통해 센싱 데이터를 생성하고, 센서 모듈의 메모리(304) 및 프로세서1(302)와 전기적으로 연결된다.
프로세서1(302)은 연결부(303)를 통해 IoT 디바이스(310)와 데이터 통신을 수행하도록 구성된다. 프로세서1(302)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
연결부(303)는 IoT 디바이스(310)의 연결부(311)와 전기적 연결 선로를 제공하며, 데이터 통신을 수행하도록 구성된다. 연결부(303)는 유선 연결 방식을 따를 수 있으며, UART(Uhniversal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C(Inter-Integrated Circuit) 및 SPI(Serial Peripheral Interface) 중 적어도 하나의 방식을 지원할 수 있다.
센서 모듈의 메모리(304)는 프로세서의 캐시, 특정 레지스터, ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.
다음으로, IoT 디바이스(310)는 연결부(311), 프로세서2(312), 통신 모듈(313), 디바이스 메모리(314) 및 안테나(315)를 포함한다.
연결부(311)는 연결부(303)를 통해 센서 모듈(300)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 연결부(311)는 유선 연결 방식을 따를 수 있으며, UART, I2C 및 SPI 중 적어도 하나의 방식을 지원할 수 있다.
프로세서2(312)는 연결부(311)를 통해 센서 모듈(300)과 데이터 통신을 수행하도록 구성된다.
통신 모듈(313)은 디바이스 메모리(314)에 저장된 데이터를 안테나(315)를 통해 무선으로 전송하도록 구성된다.
디바이스 메모리(314)는 프로세서2(312)를 통해 센서 모듈(300)로부터 읽어들인 데이터를 저장한다.
센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310) 상호간에는 센서 모듈(300)이 수집한 데이터를 IoT 디바이스(310)로 전달하기 위한 표준화된 프로토콜(350)이 정의된다.즉, 센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310)는 연결부(303, 311)에 의해 서로 전기적으로 연결되어, 표준화된 프로토콜(350)에 따라 데이터 통신을 수행한다. 표준화된 프로토콜(350)은 프로세서1(302)와 프로세서2(312)의 통신 절차에 관한 것일 수 있다. 본 발명의 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 표준화된 프로토콜(350)은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 상기 모듈은 센서 모듈의 메모리(304)에 저장되고, 프로세서1(302)에 의해 실행될 수 있다. 센서 모듈의 메모리(304)는 프로세서1(302)의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서1(302)과 연결될 수 있다.
이하에서 센서 모듈의 메모리(304) (또는 프로세서1(302)의 레지스터 테이블)과, 표준화된 프로토콜(350)에 관하여 상세히 설명된다.
도 4는 일 실시예에 따른 센서 모듈의 메모리 테이블의 예시이다. 본 예시에서 센서 모듈의 메모리(304)의 레지스터는 프로세서1(302)의 레지스터일 수도 있다.
도 4를 참조하면, 센서 모듈의 메모리(304)의 레지스터 테이블은 다수의 주소와 각 주소에 대응하는 데이터로 구성된다. 레지스터 테이블에 있는 다수의 주소들은 인덱스 주소(ADD_INDEX), 시작주소(ADD_0), 종료주소(ADD_n-1)를 포함한다. 그리고 각 주소에는 데이터가 저장된다. 일례로서, 센싱 데이터는 시작주소(ADD_0)에서부터 종료주소(ADD_n-1)까지 총 n개의 주소에 저장된다. 센싱 데이터가 저장되는 주소의 개수는 센싱 데이터의 크기에 따라 달라질 수 있다.
인덱스 주소(ADD_INDEX)에는 시작주소(ADD_0)와 종료주소(ADD_n-1) 중 적어도 하나에 대한 정보가 저장된다. 인덱스 주소(ADD_INDEX)는 센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310)가 이미 알고 있는 주소로서, IoT 디바이스(310)의 프로세서2((312)에 의해 사전에 정의 또는 설정된 주소일 수 있다. 따라서, 프로세서2(312)는 인덱스 주소에 저장된 정보를 프로세서1(302)에 요청함으로써 데이터가 저장된 시작주소와 종료주소를 알 수 있고, 시작주소부터 종료주소까지의 데이터를 프로세서1(302)에 요청함으로써 데이터를 읽을 수 있다.
이러한 도 4의 주소 구조를 이용한 센서 모듈의 메모리(304)의 동작은 다음과 같다. 센서 모듈의 메모리(304)는 데이터를 각 주소에 저장하도록 구성된다. 일례로서, 센서 모듈의 메모리(304)는 데이터를 시작주소(ADD_0)에서부터 종료주소(ADD_n-1)까지 각 주소에 순차적으로 저장한다. 그리고 센서 모듈의 메모리(304)는 시작주소(ADD_0)와 종료주소(ADD_n-1)에 대한 주소 정보를 사전에 정의된 인덱스 주소(ADD_INDEX)에 저장한다. 이러한 데이터의 저장은 프로세서1(302)의 명령에 의해 수행될 수 있다. 데이터를 각 주소에 저장하는 동작은 프로세서1(302)의 관점에서 동일하게 기술될 수 있다. 예를 들어, 프로세서1(302)는 전송하고자 하는 데이터를 센서 모듈의 메모리(304)의 시작주소(ADD_0)에서부터 종료주소(ADD_n-1)에 순차적으로 저장할 수 있다.
이와 같이 센서 모듈의 메모리(304)에 데이터를 저장하는 방식은 본 실시예에 따른 표준화된 프로토(350)콜의 구현을 용이하게 할 수 있다. 이하에서는 상기와 같은 주소 구조를 이용하는 표준화된 프로토콜(350)의 동작 절차를 개시한다. 이하에 개시되는 표준화된 프로토콜(350)의 동작은 프로세서1(302)와 프로세서2(312)가 주체인 것으로 설명되나, 프로세서1(302)의 동작은 센서 모듈(300)의 동작이 될 수 있고, 프로세서2(312)의 동작은 IoT 디바이스(310)의 동작이 될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 표준화된 프로토콜을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 프로세서2(312)는 프로세서1(302)과의 통신이 개시되면, 사전에 정의된 인덱스주소(ADD_INDEX)에 저장되어 있는 데이터를 프로세서1(302)로 요청하고, 프로세서1(302)는 상기 요청을 확인한다(S500).
프로세서1(302)가 상기 요청에 따라 프로세서 1(302)의 인덱스주소(ADD_INDEX)에 저장된 데이터를 프로세서2(312)로 전달하면, 프로세서2(312)는 인덱스주소(ADD_INDEX)에 저장된 데이터를 읽어 들인다(S510). 이때, 인덱스주소(ADD_0)는 데이터의 시작주소(ADD_0)와 종료주소에 관한 정보를 포함한다. 따라서 프로세서2(312)는 인덱스주소(ADD_INDEX)의 데이터를 읽어 들이는 것만으로 프로세서1(302)이 전송하고자 하는 데이터의 시작주소(ADD_0)와 종료주소(ADD_0)를 추출할 수 있다(S510).
프로세서2(312)는 프로세서1(302)에게 시작주소(ADD_0)부터 종료주소(ADD_n-1)까지 각 주소에 담긴 데이터를 순차적으로 요청하고, 데이터가 수신되면 이를 디바이스 메모리(314)에 저장한다(S520, S530, S540, S550, S560, S570).
그리고 프로세서2(312)는 수신된 데이터들을 사전에 정의된 통신 루틴에 맞춰 통신 모듈(313)과 안테나(315)를 통해 전송한다.
센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310)간의 표준화된 프로토콜 또는 데이터 통신은 센서 모듈(300)의 지시 또는 IoT 디바이스(310)의 지시에 의해 개시될 수도 있고, 일정한 주기로 수행될 수도 있다. 이하에서는 이러한 동작에 관하여 개시된다.
도 6은 일 실시예에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스 간의 표준화된 프로토콜의 개시 방법을 도시한 흐름도이다. 이는 센서 모듈의 지시에 따라 표준화된 프로토콜이 개시되는 동작이다.
도 6을 참조하면, 프로세서1(302)은 IoT 디바이스(310)와의 데이터 통신을 요청하기 위해, 프로세서2(312)에 인터럽트 신호를 전송한다(S600). 인터럽트 신호는 GPIO9general-purpose input/output)에 기반하여 전송될 수 있다. 프로세서2(312)는 GPIO를 통해 인터럽트 신호를 수신하고, 표준화된 프로토콜(350)을 개시한다. 즉, 프로세서2(312)는 프로세서1(302)로부터 데이터를 순차적으로 읽어들이고, 통신 모듈(313)과 안테나(315)를 통해 전송한다.
도 7은 일 실시예에 따른 센서 모듈과 IoT 디바이스가 데이터의 주기적 업데이트를 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 센서 모듈(300)은 데이터 A를 센서 모듈의 메모리(304)에 저장한다. 그리고 프로세서1(302)는 표준화된 프로토콜(350)에 기반하여 데이터 A를 IoT 디바이스(310)로 전송한다(S700).
IoT 디바이스(310)는 수신된 데이터 A를 디바이스 메모리(314)에 저장한다.
이후 센서 모듈(300)은 새로운 센싱 데이터 B를 생성하고 이를 센서 모듈의 메모리(304)에 저장한다. 데이터 A를 전송한 이후로부터 업데이트 주기 P1이 경과하면, 프로세서1(302)는 다시 표준화된 프로토콜(350)에 기반하여 데이터 B를 IoT 디바이스(310)로 전송하고, IoT 디바이스(310)는 데이터 B를 디바이스 메모리(314)에 저장한다(S710).
이와 같은 실시예에 따르면, IoT 디바이스(310)의 메모리(314)의 데이터가 센서 모듈(300)의 메모리(304)에 저장된 데이터의 값으로 주기적으로 업데이트 될 수 있다.
센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310)으로 구성된 IoT 통신 시스템에서의 제어 주체가 지정될 수 있다.
일례로서, 센서 모듈(300)의 제어 주체는 프로세서1(302)이고, IoT 디바이스(310)의 제어 주체는 프로세서2(312)일 수 있다.
다른 예로서, 평상시에는 센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310)가 서로 독립적으로 사용되다가, 센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310)가 데이터 통신을 개시할 때에만 IoT 디바이스(310)가 마스터 디바이스로서 동작하고, 센서 모듈(300)이 슬레이브 디바이스로서 동작하는, 마스터-슬레이브 구조로 통신이 수행될 수 있다.
한편, 데이터의 업데이트 주기 P1은 기본적으로 IoT 디바이스(310)가 사전에 설정한 주기일 수 있다. 즉, IoT 디바이스(310)에서 사전에 정의된 주기로 데이터가 업데이트된다. 만약 슬레이브 디바이스인 센서 모듈(300)이 상기 주기 P1을 사용하고 싶지 않을 경우, 센서 모듈(300)의 프로세서1(302)는 인터럽트 신호를 IoT 디바이스(310)의 프로세서2(312)로 전송한다(S720). 즉, 프로세서1(302)는 인터럽트 신호를 이용하여 업데이트 타이밍 또는 주기를 P2로 변경할 수 있다(S730).
이하에서는 데이터의 동기화 및 메모리 영역의 공유에 관하여 개시된다.
일 실시예에서, 센서 모듈(300)이 데이터(e.g. 센싱 데이터)를 센서 모듈의 메모리(304)의 소정 영역에 저장하면, 상기 소정 영역에 저장된 데이터는 IoT 디바이스(310)로 전송된다.
일 측면에서, 센서 모듈(300)과 IoT 디바이스(310)는 상기 소정 영역 또는 상기 소정 영역에 관한 정보를 공유할 수 있다.
*다른 측면에서, 센서 모듈의 메모리(304)의 소정 영역과 IoT 디바이스의 메모리(314)의 소정 영역은 동기화 될 수 있다. 이에 관한 구체적인 예시는 도 8을 참조하여 설명된다.
도 8은 일 실시예에 따른 데이터의 동기화를 위한 메모리 구조를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 센서 모듈의 메모리(304)는 제1 메모리 영역(304-1)과 제2 메모리 영역(304-2)를 포함하고, IoT 디바이스의 메모리(314)는 제1 메모리 영역(314-1)과 제2 메모리 영역(314-2)를 포함한다. 본 예시에서 각 메모리 내의 소정 영역 개수를 2개로 한정한 것은 예시일 뿐이며, 하나의 메모리 내에 3 이상의 영역이 존재할 수 있음은 물론이다.
이렇게 분리된 메모리 영역 구조에 기반한 동기화 절차는 다음과 같다.
일례로서, IoT 디바이스 메모리(314)의 제1 메모리 영역(314-1)은 센서 모듈의 메모리(304)의 제1 메모리 영역(304-1)을 기준으로 동기화되고, 센서 모듈의 메모리(304)의 제2 메모리 영역(304-2)은 IoT 디바이스 메모리(314)의 제2 메모리 영역(314-2)을 기준으로 동기화될 수 있다.
예를 들어 센서 모듈(300)의 센싱 데이터를 IoT 디바이스(310)로 전송하는 경우, 동기화 절차는 센서 모듈의 제1 메모리 영역(304-1)에 기재된 데이터 값으로 IoT 디바이스의 제1 메모리 영역(314-1)의 데이터 값을 업데이트 하는 단계를 포함한다. 한편, IoT 디바이스(310)의 인터럽트 신호를 센서 모듈(300)로 전송하는 경우, 동기화 절차는 IoT 디바이스의 제2 메모리 영역(314-2)에 기재된 데이터 값으로 센서 모듈의 제2 메모리 영역(304-2)의 데이터 값을 업데이트하는 단계를 포함한다.
이와 같은 경우 센서 모듈의 제1 메모리 영역(304-1)과 제2 메모리 영역(304-2)의 주소는 소정의 값으로 결정되어 있을 수 있다. 마찬가지로, IoT 디바이스의 제1 메모리 영역(314-1)과 제2 메모리 영역(314-2)의 주소도 소정의 값으로 결정되어 있을 수 있다.
IoT 디바이스(310)의 경우, 본 명세서에 따른 기능을 구현하기 위하여, 센서 모듈(300)과의 데이터 통신 방식, 표준화된 프로토콜, 동기화, 메모리 설정에 관련된 값들이 미리 설정되어 있을 수 있다. 즉, 본 명세서에 따른 IoT 디바이스(310)의 동작 및 처리를 위하여, 센서 모듈(300)과 관련하여, i) IoT 디바이스(310)와의 통신 연결을 위한 기능을 특정 값으로 미리 설정될 수 있고, ii) 외부로 전송하기 위한 데이터를 소정의 메모리로 저장하기 위한 기능을 미리 결정된 또는 디폴트 메모리 주소 값으로 설정할 수 있다. 이로써 IoT 디바이스(310)의 상태를 고려하지 않고 업데이트가 가능해질 수 있고, IoT 디바이스(310)와의 연계를 위한 센서 모듈(300)의 업데이트 절차가 간소화될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. IoT 디바이스로서,
    센서 모듈과 연결되도록 구성되는 연결부;
    상기 연결부를 통해 상기 센서 모듈과 데이터 통신을 수행하는 프로세서;
    상기 데이터 통신을 통해 상기 센서 모듈로부터 읽어들인 데이터를 저장하는 디바이스 메모리; 및
    상기 디바이스 메모리에 저장된 상기 데이터를 무선으로 전송하는 통신 모듈을 포함하되,
    상기 데이터 통신은 상기 센서 모듈과 상기 IoT 디바이스간에 표준화된 통신 프로토콜에 기반하여 수행됨을 특징으로 하는, IoT 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 표준화된 통신 프로토콜은,
    상기 프로세서가 상기 센서 모듈의 메모리 내에서 사전에 정의된 인덱스 주소에 저장된 주소 정보를 상기 센서 모듈로 요청하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 센서 모듈로부터 상기 주소 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 주소 정보가 지시하는 시작주소와 종료주소를 기반으로, 상기 프로세서가 상기 센서 모듈의 메모리 내의 상기 시작주소에서부터 상기 종료주소까지 저장된 상기 데이터를 읽어들이는 단계;
    를 포함하는, IoT 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 데이터를 읽어들이는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 시작주소에서부터 상기 종료주소까지 각 주소에 저장된 데이터 블록을 순차적으로 상기 센서 모듈에 요청하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 각 주소에 담긴 데이터 블록을 상기 센서 모듈로부터 수신하는 단계;
    를 포함하는, IoT 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 센서 모듈로부터 인터럽트 신호를 수신하는 경우에 상기 표준화된 통신 프로토콜을 개시하는, IoT 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C(Inter-Integrated Circuit) 및 SPI(Serial Peripheral Interface) 중 어느 하나에 기반하여 상기 데이터 통신을 수행하는, IoT 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    미리 정해진 주기에 따라 상기 데이터 통신을 수행하여 상기 데이터를 업데이트하는, IoT 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 센서 모듈로부터 인터럽트 신호를 수신하는 경우에 상기 주기를 변경하는, IoT 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스 메모리의 제1 영역은 상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역을 기준으로 동기화되고, 상기 센서 모듈의 메모리의 제2 영역은 상기 디바이스 메모리의 제2 영역을 기준으로 동기화되는, IoT 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 디바이스 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정되고,
    상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정되는, IoT 디바이스.
  10. 센서 모듈로서,
    센싱을 통해 데이터를 생성하는 센서;
    상기 데이터를 시작주소에서부터 종료주소까지 각 주소에 순차적으로 저장하고, 상기 시작주소와 상기 종료주소에 대한 주소 정보를 사전에 정의된 인덱스 주소에 저장하는 센서 모듈의 메모리;
    IoT 디바이스와 연결되도록 구성되는 연결부; 및
    상기 연결부를 통해 상기 IoT 디바이스와 데이터 통신을 수행하되, 상기 센서 모듈의 메모리에 저장된 상기 데이터를 상기 IoT 디바이스로 전송하는 프로세서를 포함하되,
    상기 데이터 통신은 상기 센서 모듈과 상기 IoT 디바이스간에 표준화된 통신 프로토콜에 기반하여 수행됨을 특징으로 하는, 센서 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 표준화된 통신 프로토콜은,
    상기 프로세서가 상기 IoT 디바이스로부터 상기 인덱스 주소에 저장된 주소 정보를 요청받는 단계;
    상기 프로세서가 IoT 디바이스로 상기 주소 정보를 전송하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 IoT 디바이스로부터 상기 상기 주소 정보가 지시하는 상기 시작주소에서부터 상기 종료주소까지 저장된 상기 데이터의 전송을 요청받는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 데이터를 상기 IoT 디바이스로 전송하는 단계;
    를 포함하는, 센서 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 IoT 디바이스로 인터럽트 신호를 전송하는 경우에 상기 표준화된 통신 프로토콜을 개시하는, 센서 모듈.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C(Inter-Integrated Circuit) 및 SPI(Serial Peripheral Interface) 중 어느 하나에 기반하여 상기 데이터 통신을 수행하는, 센서 모듈.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    미리 정해진 주기에 따라 상기 데이터 통신을 수행하여 상기 데이터를 상기 IoT 디바이스로 전송하는, 센서 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 IoT 디바이스로 인터럽트 신호를 전송하는 경우에 상기 주기를 변경하는, 센서 모듈.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 IoT 디바이스의 메모리의 제1 영역은 상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역을 기준으로 동기화되고, 상기 센서 모듈의 메모리의 제2 영역은 상기 IoT 디바이스의 메모리의 제2 영역을 기준으로 동기화되는, 센서 모듈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 IoT 디바이스의 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정되고,
    상기 센서 모듈의 메모리의 제1 영역과 제2 영역은 소정의 값으로 미리 결정되는, 센서 모듈.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 통신은 특정값으로 미리 설정되고,
    상기 센서 모듈의 메모리 내에 상기 데이터가 저장되는 상기 시작주소와 상기 종료주소는 특정값으로 미리 설정되는, 센서 모듈.
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