USN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 제어시스템과 통신변환장치의 운영방법(The Management Package and Communication Converting Equipments Implementation and Operating Method for Ubiquitous S..

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2009-0058347
(43) 공개일자 2009년06월09일
(51) Int. Cl.

H04L 12/16 (2006.01) H04L 12/12 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2007-0125083
(22) 출원일자 2007년12월04일
심사청구일자 2007년12월04일
(71) 출원인
조병순
경기도 성남시 분당구 야탑동 156번지 목련마을
영남아파트 504-1002
한국산업기술대학교산학협력단
경기 시흥시 정왕동 2121 한국산업기술대학교
시앤시인스트루먼트주식회사
경기도 부천시 원미구 약대동 192 테크노파크 20
3동 806호
(72) 발명자
조병순
경기도 성남시 분당구 야탑동 156번지 목련마을
영남아파트 504-1002
이보경
서울특별시 강남구 도곡동 도곡렉슬아파트 405동
2104호
(74) 대리인
홍성표
전체 청구항 수 : 총 12 항
(54) ＵＳＮ 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운
영방법
(57) 요 약
본 발명은 SUN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및
운영방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 UPnP(Universal Plug and Play), PnP, OSGi 미들웨어를 적용하여 구현한 스마트홈네트워크
매니지먼트를 제어시스템에 설치하는 단계; 상기 제어시스템과 통신변환장치 즉 브리지, u-(Smart Home)
Gateway, 홈네트워크 기능을 제공하는 PABX(private automatic branch exchange)를 네트워크로 연결하는 단계;
모든 스마트홈기기를 통신변환장치와 연결하여 u-Smart Home Network를 누구나 손쉽게 구현하는 단계; UpnP,
PnP, OSGi 미들웨어를 적용한 여러 형태의 통신변환장치와 접속이 가능한 u-스마트홈네트워크 매니지먼트와 교육
용 패키지를 구현하는 단계; 통신변환장치(Bridge, u-Smart Home Gateway, PABX 등)에 UPnP, PnP, OSGi 미들웨
어를 구현하는 단계; 및 2선으로 영상과 데이터와 음성통신 그리고 VoIP는 물론 스마트홈네트워크를 지원하는
PABX를 구현하는 단계;가 포함됨을 특징으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 u-Smart Home Network Management가 통신변환장치를 통해 획득한 데이터를 처리
하여 각각의 가정은 물론 단지를 효율적으로 관리하는 매니지먼트 패케이지를 저렴하게 공급함으로 누구나 소유
한 시스템에 이 프로그램을 깔면 꿈의 스마트 홈을 구현할 수 있도록 하고자 하며, 또한 상기 Smart Home
Management Package와 브리지나 u-(Smart Home) Gateway 혹은 PABX를 이용하여 누구나 기존에 살고 있는 주택이
나, 연립, 빌딩 혹은 아파트 등에 Smart Home Network 혹은 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기기들을 예산에
따라 한 번 혹은 연차적으로 구입하여 설치하고, 또 쉽게 확장할 수 있다. 더 나아가 기축 주택이나 신축 주택에
저렴하게 u-스마트홈네트워크를 설치할 수 있는 PABX기반의 스마트(홈)네트워크 기술과 제품을 개발하여 인터폰
이 설치된 기존 주택에 기존의 교환기 대신 이 제품을 설치하면, 기 설치된 인터폰 선을 이용하여 영상, 데이터,
음성 통신을 할 수 있음으로 단지 내의 통화는 무료로 쓰고, 외부통화는 VoIP통신을 지원함으로 시내요금으로 장
거리 및 국제전화를 사용할 수 있으며, 최소의 선로 증설로 스마트홈네트워크 기기들을 쉽게 설치할 수 있어 안
전하고, 편리하고, 행복한 삶을 영위할 수 있는 스마트 홈을 구축할 수 있다. 더 나아가 상기 다양한 통신변환장
치로부터 u-Smart Home Network Management가 획득한 데이터를 처리할 수 있는 제품을 모든 가정에 저렴하게 공
급함으로 스마트홈트홈네트워크 매니지먼트와 통신변환장치가 생활의 중추적인 역할을 하여 멀지 않은 장래에 삶
의 질을 획기적으로 높이는데 기여할 것이다.
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공개특허 10-2009-0058347
대 표 도 - 도1
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공개특허 10-2009-0058347
특허청구의 범위
청구항 1
UPnP, PnP, OSGi 미들웨어를 적용하여 구현한 스마트홈네트워크 매니지먼트를 제어시스템에 설치하는 단계;
상기 제어시스템과 통신변환장치(브리지, u-{Smart Home} Gateway, 홈네트워크 기능을 제공하는 PABX{private
automatic branch exchange})를 네트워크로 연결하는 단계;
모든 스마트 홈 기기를 통신변환장치와 연결하여 u-Smart Home Network를 누구나 손쉽게 구현하는 단계;
UpnP, PnP, OSGi 미들웨어를 적용한 여러 형태의 통신변환장치와 접속이 가능한 u-스마트홈네트워크 매니지먼트
와 교육용 패키지를 구현하는 단계;
통신변환장치에 UpnP, PnP, OSGi 미들웨어를 구현하는 단계;
2선으로 영상과 데이터와 음성통신 그리고 VoIP는 물론 스마트홈네트워크를 지원하는 PABX를 구현하는 단계;가
포함됨을 특징으로 하는 SUN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장
치의 구현 및 운영방법.
청구항 2
제 1 청구항에 있어서,
상기 UPnP, PnP Device, OSGi 미들웨어를 적용한 스마트홈네트워크 매니지먼트와 교육용 패키지를 설치할 수 있
는 제어시스템과 통신변환장치 그리고 각종 기기들을 사용하여 최소의 선로 증설로 싸고, 손쉽게 스마트홈네트
워크를 구축 및 설치하는 단계; 및
각종 기기 등으로부터 데이터를 수집하여 분석, 제어하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 USN 및 유비쿼터스
스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법.
청구항 3
제 1 또는 제 2 청구항에 있어서,
상기 UPnP는 기존 장비 인식의 과정을 따르되, 주소할당단계; 발견단계; 디스크립션단계; 제어단계;
이벤팅단계; 표현단계;가 포함됨을 특징으로 하는 USN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼
트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법.
청구항 4
제 3 청구항에 있어서,
상기 주소할당단계는,
브리지 등을 포함한 각종 통신변환장치에 접속된 모든 USN 및 스마트홈네트워크 기기들이 자동으로 IP를 부여받
아 네트워크에 가입/접속하게 되고 다른 UPnP 장치와 통신이 가능하도록 함을 특징으로 하는 USN 및 유비쿼터스
스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법.
청구항 5
제 3 청구항에 있어서,
상기 발견단계는,
자신이 제공하는 기능을 자료화하되, 장치의 기술과 제공되는 서비스 기술을 위해서는 XML기반의 기술 문서를
이용함을 특징으로 하는 SUN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장
치의 구현 및 운영방법.
청구항 6
제 3 청구항에 있어서,
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공개특허 10-2009-0058347
상기 디스크립션단계는,
제어부로 하여금 새로운 장치들과 그들의 서비스들을 찾고, 그들에 대한 정보를 가져올 수 있게 함을 특징으로
하는 USN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영
방법.
청구항 7
제 3 청구항에 있어서,
상기 제어단계는,
제어부가 장치에게 데이터나 작업을 요청하되, 장치는 제어 메시지를 수신한 후에 적절한 작업을 수행하며, 자
신의 상태가 변경이 되었음이 확인되면 다음 단계인 이벤팅 단계로 진행함을 특징으로 하는 USN 및 유비쿼터스
스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법.

청구항 8
제 3 청구항에 있어서,
상기 이벤팅단계는,
이벤트를 통해 제어부가 장치의 상태가 변했는지를 감시하고, 제어부는 UPnP 구조가 제공하는
Publisher/Subscriber 모델을 통해 특정 장치가 제공하는 서비스에 등록하고, 장치의 서비스는 상태가 변했을
때 등록된 모든 제어부에게 상태의 변화를 통지함을 특징으로 하는 SUN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축
을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법.
청구항 9
제 3 청구항에 있어서,
상기 표현단계는,
장치에 대한 수동조작을 지원할 수 있는 브라우저 기반의 사용자 인터페이스와 장치의 상태 확인을 지원함을 특
징으로 하는 USN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현
및 운영방법.
청구항 10
제 8 청구항에 있어서,
상기 장치는 웹과 브라우저 기반의 클라이언트 인터페이스를 위한 웹을 통해 Local 혹은 Remote로 셋팅이나 제
어가 가능한 것을 특징으로 하는 USN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통
신변환장치의 구현 및 운영방법.
청구항 11
제 1 청구항에 있어서,
상기 브리지나 (u-Smart Home)Gateway, PABX 등의 통신변환장치는 각종 홈 네트워크 기기들을 스마트 홈 네트워
크 매니지먼트 패케이지에 접속하여 주고, UPnP 및 보편적으로 홈네트워크 기기에 사용하는 다양한 프로토콜 등
을 내장하고 있어 어떠한 종류의 기기를 혼용하여 누구나 쉽게 USN 기반의 스마트홈네트워크를 구현 및 운용하
다가 필요시에는 언제든지 기기의 교환이나 확장이 가능한 것을 특징으로 하는 USN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네
트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법.
청구항 12
제 1 또는 제 11 청구항에 있어서,
상기 브리지나 (u-Smart Home)Gateway, PABX 등의 통신변환장치 기본구조, 제어네트워크, 지원해야 할 컨텐츠,
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공개특허 10-2009-0058347
원격관리시스템 기능 등을 지니 것을 특징으로 하는 USN 및 유비쿼터스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지
먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 유비쿼터스 스마트 홈 및 네트워크 구현을 위한 UPnP, PnP, OSGi를 적용한 u-스마트 홈 네트워크 매<1>
니지먼트와 교육용 패케이지 그리고 통신변환장치(Bridge, u-Smart Home Gateway, PABX 등) 구현방법에 관한 것
으로, 보다 상세하게는 통신변환장치인 Bridge, (u-Smart Home)Gateway 그리고 PABX에 모든 홈 관련 기기들이
연결하고, 그 연결한 기기들의 데이터는 통신변환장치를 통해서 네트워크로 연결된 u-스마트(홈)네트워크 매니
지먼트가 수집 후 분석하여 사용자가 설정한 조건에 따라 홈을 최적화 시킬 수 있고, 이런 통신변환장치를 사용
하여 모든 스마트홈네트워크기기들을 건물 내외부에 최소 선로 공사만으로도 어떤 종류의 기축 및 신축 건물에
든 싸고 쉽게 설치하여 사용자가 살기에 좋은 최적의 환경을 만들 수 있도록 한 USN 및 유비쿼터스 스마트 홈
네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법에 과한 것이다.
배 경 기 술
주지하다시피 위에 설명한 u-스마트홈네트워크[home network]의 간단한 정의는 집에 사용하는 모든 홈 기기들을<2>
1차로 UPnP, PnP, OSGi 등을 지원하는 통신변환장치인 Bridge, (u-Smart Home)Gateway나 PABX 등에 모두 연결
하고, 연결된 기기들이 주고받는 모든 데이터는 통신변환장치를 통해서 스마트홈네트워크 매니지먼트가 자동으
로 인식한 후 그 데이터를 수집하여 분석 및 제어할 수 있도록 하기 위해서는 UPnP, PnP 및 OSGi를 지원하는 스
마트홈네트워크 매니지먼트와 교육용 패키지 그리고 통신변환장치들이 있어야 하나 현재 그러한 기술을 적용한
제품들이 없기 때문에 이 발명은 상기한 제품의 구현 및 운영방법에 관한 것이다.
이런 기능을 지닌 스마트홈네트워크 매니지먼트나 통신변환장치가 출현하지 않는 이상 주택이나, 건물 등을 시<3>
공하여 공급하는 공급자가 설치한 홈네트워크 제품이 제공하는 제한된 일부의 제품과 통신만을 사용해야 하는
관계로 기 설치된 기기의 대체나 확장 등이 불가능하다. 특히 이사를 가게 되어 홈서버가 다른 기종일 경우 기
존에 쓰고 있는 기기는 사용할 수 없게 된다.
그리고 PABX[private automatic branch exchange]는 공공전화망과 상호접속이 가능한 사설용 자동교환장치로<4>
외국의 경우 일반적인 PABX는 생산 및 판매되고 있으나, PABX를 기반으로 Smart Home Network를 구축하기 위해
인터폰 라인에 영상, 패킷 데이터, 음성, VoIP, 방범/방재(Security), 자동화(Home Automation), 개별 혹은 공
중방송(PA System), 인터폰, 비디오폰, 검침 등을 위한 원격검침 기능, 각종 시설물 모니터링 및 관리 기능 등
을 동시에 지원하는 제품은 존재하지 않는다.
또한 국내의 경우 일부 PABX제품에 VoIP 등의 기능이나 자동제어 기능을 내장한 제품을 삼성 등에서 공급하고<5>
있지만 대부분이 음성통신을 기반으로 하고 있어 Smart Home Network 분야의 핵심 장비로 쓰는데 한계가 있다.
상기한 국내외 상황을 고려하여 Smart Home산업과 Ubiquitous 시대를 선도하기 위해서 위 제품의 출현은 늦은<6>
감이 있다. 예로 하나의 아파트를 시공할 경우 모든 세대에 Inter-phon, PA System, Home Network, Home
Gateway 그리고 Home Server 등을 동시에 중복적으로 설치해야 하는 문제점이 있다.
아울러 국내의 경우 삼성, 엘지 등이 PABX를 공급하고 있으나 완전한 의미의 Ubiquitous를 지원하는 u-Smart<7>
Home PABX 등은 전무한 상태이다.
더 나아가 u-Smart Home Network 및 USN 환경에 최적인 다양한 유선통신, 방범방재, 보안, 자동화, 원격검침,<8>
시설물관리 등의 많은 기능을 지원하는 UPnP, PnP, OSGi 기반의 u-Smart Home Management Package와 통신변환
장치 공급은 Smart Home Network 및 Ubiquitous 국가 건설을 위해서 매우 시급한 과제라 할 수 있다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, UpnP, PnP, OSGi를 적용한 u-스마트<9>
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공개특허 10-2009-0058347
홈네트워크 매니지먼트와 교육용 패케이지 그리고 통신변환장치의 기술개발 최종목표는 u-Smart Home Network
및 USN 환경에서 누구나 이 제품을 구입하여 통신변환장치에 현재 사용하고 있는 모든 기기들을 단순히 연결하
여 주면 쉽게 Ubiquitous환경에서 사용할 수 있도록 하여 주는 것을 제1목적으로 하고, 사용하는 각종 기기들의
상태나 데이터를 통신변환장치를 통해 수집하여 사용자의 설정에 따라 제어해 주는 스마트홈네트워크 매니지먼
트를 구현하는 것을 제2목적으로 하고, 어떠한 기기라도 통신변환장치에 연결만 하면 자동으로 인식하여 처리할
수 있는 PnP, UPnP, OSGi 기능을 내장한 스마트홈네트워크 매니지먼트 구현을 제3목적으로 하고, PABX용 스마트
홈네트워크 댁내 제어기기는 세대 도어폰, 화상통화, 공동현관 화상통화, 세대 간 직 다이얼 통화, 세대현관 및
공동현관 방문자 확인, 모니터링 기능, 공동현관문 개폐, 비상경보버튼, 유무선 센서, 외출 및 방범설정과
해제, 방범 비상경보 시 메시지 송출, 세대침입 비상 방재 등의 경보 시 관제실로 자동통보(경비원의 즉각적인
출동조치), 댁내 상태 LCD 표시, 세대 공고사항 개별 혹은 공중방송 송출, 개별세대 그룹세대 혹은 전체세대 공
지나 전달사항을 문자 메시지로 송출, 세대내 무선 모니터링, 가스밸브 냉난방 조명기기 가전제품 등의 원격제
어 기능 등을 가지고 있으며, 위와 같은 처리 기능을 개발하는 것을 제4목적으로 한 UPnP, PnP, OSGi 등을 적용
한 유비쿼터스 스마트홈네트워크 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법을 제공한다.
과제 해결수단
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 UPnP, PnP, OSGi 미들웨어 등을 적용하여 구현한 스마트홈네트워크 매니<10>
지먼트를 제어시스템 등에 설치하고, 상기 제어시스템과 통신변환장치는 네트워크로 연결된다. 즉 모든 스마트
홈 기기들을 통신변환장치와 연결하여 u-Smart Home Network를 누구나 손쉽게 구성하는 단계; UpnP, PnP,
OSGi 미들웨어를 적용한 여러 형태의 통신변환장치와 접속이 가능한 u-스마트홈네트워크 매니지먼트와 교육용
패키지를 구현하는 단계, 통신변환장치에 UpnP, PnP, OSGi 미들웨어를 구현하는 단계, 2선으로 영상과 데이터와
음성통신 그리고 VoIP는 물론 스마트홈네트워크를 지원하는 PABX를 구현하는 단계로 이루어진 SUN 및 유비쿼터
스 스마트 홈 네트워크 구축을 위한 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영방법을 제공한다.
효 과
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명 즉 u-스마트홈네트워크 매니지먼트와 교육용 패키지 그리고 통신변<11>
환장치 기술개발 최종목표는 제어시스템을 소유한 누구나 이 제품을 구입하여 설치한 후 통신변환장치에 현재
사용하고 있는 기기들을 단순히 연결하여 주면 쉽게 Ubiquitous 환경에서 사용할 수 있도록 하는 것이다.
또한 본 발명은 통신변환장치를 통해서 스마트 홈 매니지먼트 패키지가 손쉽게 각각의 기기 상태나 데이터를 수<12>
집, 분석, 제어할 수 있는 기능을 지원한다. 즉 이를 위해서는 통신변환장치나 스마트홈네트워크 매니지먼트는
필수적으로 PnP기능, UPnP기능 그리고 OSGi기능을 내장하여야 한다.
그리고 본 발명은 스마트홈네트워크 PABX는 세대 도어폰 화상통화, 공동현관 화상통화, 세대 간 직 다이얼<13>
통화, 세대현관 및 공동현관 방문자 확인 그리고 모니터링 기능, 공동현관문 개폐, 비상경보버튼, 유무선 센서,
외출 및 방범설정과 해제, 방범 비상경보 시 메시지 송출, 세대침입 비상 방재 등의 경보 시 관제실로
자동통보, 댁내 상태 LCD 표시, 개별 그룹 전체세대 공고사항 방송 송출, 개별 그룹 전체세대 공지나 전달사항
문자 메시지 송출, 세대내 무선 모니터링, 가스밸브 냉난방 조명기기 가전제품 등의 원격제어 기능 등을 가지고
있으며, 위와 같은 모든 데이터를 통신변환장치를 통해 다양한 유무선 통신방식으로 스마트홈네트워크 매니지먼
트에 제공할 수 있는 기술을 내장하여야 한다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 USN 설치나 홈 네트워크 구축 시 시간과 노력을 획기적으로 줄일 수 있으며, 사<14>
용자가 제약 없이 기기들의 변경 및 확장 등을 손쉽게 할 있음으로 USN이나 스마트홈네트워크도 일반인들이 쉽
게 쓸 수 있는 필수품이 될 것임으로 향후 매우 유용한 발명이 될 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하겠으며<15>
그 상세한 내용은 다음과 같다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
본 발명에 적용된 유비쿼터스 세상 및 스마트홈네트워크 구현을 위한 UPnP, PnP, OSGi 미들웨어를 내장한 스마<16>
트홈네트워크 매니지먼트와 교육용 패케이지 그리고 통신변환장치의 구현방법은 도 1 내지 도 16 에 도시된 바
와 같이 구성한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불<17>
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공개특허 10-2009-0058347
필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에<18>
따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명은 UPnP, PnP, OSGi 미들웨어를 적용하여 구현한 스마트홈네트워크 매니지먼트를 제어시스템에 설<19>
치하도록 구성한다.
또한 본 발명은 상기 제어시스템과 통신변환장치를 네트워크로 연결하여 구성한다.<20>
그리고 본 발명은 모든 스마트 홈 기기를 통신변환장치와 연결하여 u-Smart Home Network를 누구나 손쉽게 설치<21>
및 구축할 수 있도록 구성한다.
또한 UpnP, PnP, OSGi 미들웨어를 적용한 여러 형태의 통신변환장치와 접속이 가능한 u-스마트홈네트워크 매니<22>
지먼트와 교육용 패키지를 구현하도록 구성한다.
아울러 통신변환장치에 UpnP, PnP, OSGi 미들웨어를 구현하도록 구성한다.<23>
더하여 2선으로 영상과 데이터와 음성통신 그리고 VoIP는 물론 스마트홈네트워크를 지원하는 PABX를 구현하도록<24>
구성한다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 UPnP, PnP, OSGi 미들웨어를 내장한 스마트 홈 네트워크 매니지먼트 패케<25>
이지 등을 통해 1) 사용자가 어떠한 종류의 기기를 가지고 있더라도 그 기기들을 스마트홈네트워크에 접속만 하
면 데이터를 수집, 분석, 제어 할 수 있어야 하고, 2) u-Smart Gateway나 Bridge나 다른 통신변환장치 혹은 인
터페이스 장비에 연결된 모든 기기들로부터도 데이터를 수집, 분석, 제어할 수 있어야 하고, 3) 어떠한 네트워
크에서든 사용자가 기기만 연결하면 자동으로 최적의 Smart Home 및 Network를 구현하기 쉽도록 다양한 통신변
환장치들을 접속하여 사용할 수 있어야 하고, 4) 홈네트워크 환경이 갖춰지지 않은 일반 가정에서도 기 설치된
홈네트워크 장비들을 편리하고, 쉽게 제어 가능하도록 어떤 기기든 통신변환장치와 연결만 하면 통신변환장치는
장비를 검색하여 각각의 장비에게 IP를 부여한 후 그 IP 헤더에 데이터를 실어서 스마트홈네트워크 매니지먼트
패키지로 보내면 해당 장비에 대한 IP와 데이터를 수집하여 분석한 후 사용자가 설정한 조건에 따라 해당하는
기기들을 제어 할 수 있어야 한다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.<26>
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야<27>
하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대
체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 유비쿼터스 스마트 홈 및 네트워크 구현을 UpnP, PnP, OSGi 미들웨어를 탑재한 스<28>
마트 홈 네트워크 매니지먼트와 교육용 패케이지 그리고 통신변환장치들의 구현 및 구현방법과 효과를 설명하면
다음과 같다.
우선 본 발명은 UPnP, PnP, OSGi 미들웨어를 적용하여 구현한 스마트홈네트워크 매니지먼트를 제어시스템에 설<29>
치하는 단계와, 상기 제어시스템과 통신변환장치를 네트워크로 연결하는 단계와, 모든 스마트 홈 및 기타의 기
기를 통신변환장치와 연결하여 u-Smart Home Network나 USN을 누구나 손쉽게 구현하는 단계와, UpnP, PnP,
OSGi 미들웨어를 적용한 여러 형태의 통신변환장치와 접속이 가능한 u-스마트홈네트워크 매니지먼트와 교육용
패키지를 구현하는 단계와, 통신변환장치에 UpnP, PnP, OSGi 미들웨어를 구현하는 단계와, 2선으로 영상과 데이
터와 음성통신 그리고 VoIP는 물론 스마트홈네트워크를 지원하는 PABX를 구현하는 단계로 이루어진다.
또한 본 발명은 상기 UPnP, PnP, Device OSGi 미들웨어를 적용한 스마트홈네트워크 매니지먼트와 교육용 패키지<30>
를 설치할 수 있는 제어시스템과 통신변환장치 그리고 각종 기기들을 사용하여 최소의 선로 증설로 싸고, 손쉽
게 스마트홈네트워크를 구축 및 설치하는 단계; 및 각종 기기 등으로부터 데이터를 수집하여 분석, 제어하는 단
계;가 포함되어 이루어진다.
이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명은 UPnP, PnP, OSGi 미들웨어를 적용한 스마트홈네트워크 매니지먼트와 통<31>
신변환장치의 구현 및 운영방법을 제시한다.
이때 상기 UPnP는 기존 장비 인식의 과정을 따르되, 주소할당(Addressing)단계; 발견(Discovery)단계; 디스크립<32>
션(Description)단계; 제어(Control)단계; 이벤팅(Eventing)단계; 표현단계가 포함되는 것으로, 이하에서 상기
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각 단계를 설명하면 다음과 같다.
즉, 상기 주소할당단계는 도 2 에 도시된 바와 같이 UPnP의 기본은 장치가 자동적으로 IP 주소를 할당받는 것으<33>
로써, 이 기능을 통해 브리지나 Gateway 및 통신변환장치에 접속된 모든 홈네트워크 기기들이 자동으로 IP를 부
여받아 네트워크에 가입/접속하게 되고 다른 UPnP 장치와 통신이 가능해진다.
또한 상기 발견단계는 도 3 에 도시된 바와 같이 자신이 제공하는 기능을 자료화하는 기능으로 장치의 기술과<34>
제공되는 서비스 기술을 위해서는 XML기반의 기술 문서가 이용된다. Device Description Document는 생산자, 제
조사, 모델 그리고 일련번호와 같은 제품에 대한 정보뿐 아니라 해당 장치에 의해 제공되는 서비스들의 목록과
임베디드 장치들의 목록에 대한 정보를 포함한다. 특히 서비스의 경우에는 해당 서비스의 기능과 필요한 인자와
반환 값에 대한 상세한 정보까지 포함한다.
또한 상기 디스크립션 단계는 도 4 에 도시된 바와 같이 제어부로 하여금 새로운 장치들과 그들의 서비스들을<35>
찾고, 그들에 대한 정보를 가져올 수 있게 한다. 대개 장치들은 IP 주소를 획득한 후에 자신의 고유정보와 서비
스를 가입한 네트워크상에 공표하는데, 이때 공표되는 정보는 공표되는 장치에 대한 세부 정보에 접근 가능한
URL을 포함한다. 물론 이 과정에서 또 다른 제어부에 의해 발생된 발견 단계에서 발생한 요청에 대한 응답도 포
함할 수 있다. 공표된 URL은 결국 제어부가 장비에 대한 정보를 요청할 때 접근할 주소로 사용되며, 이를 통해
제어부는 가입한 장치에 관련된 모든 정보와 제공하는 서비스에 대한 정보를 획득할 수 있다.
그리고 상기 제어단계는 도 5 에 도시된 바와 같이 제어부가 장치에게 데이터나, 작업을 요청하는 단계이다. 장<36>
치는 제어 메시지를 수신한 후에 적절한 작업을 수행하며, 자신의 상태가 변경이 되었음이 확인되면 다음 단계
인 이벤팅단계가 진행된다.
더하여 상기 이벤팅단계는 도 6 에 도시된 바와 같이 이벤트를 통해 제어부는 장치의 상태가 변했는지 감시가<37>
가능하다. 제어부는 UPnP 구조가 제공하는 Publisher/Subscriber 모델을 통해 특정 장치가 제공하는 서비스에
등록할 수 있다. 장치의 서비스는 상태가 변했을 때 등록된 모든 제어부에게 상태의 변화를 통지할 수 있다.
마지막으로 상기 표현단계는 표현(Presentation)을 통해 장치가 장치에 대한 수동조작을 지원할 수 있는 브라우<38>
저 기반의 사용자 인터페이스와 장치의 상태 확인을 지원한다. 각 장치는 웹서버를 포함하고, 더불어 브라우저
기반의 클라이언트 인터페이스를 위한 웹 페이지를 제공할 수도 있다. 이를 통해 사용자는 장치를 제어하거나,
동작인자를 변경시키거나, 장치와 서비스 정보를 확인하거나 장치만의 고유 기능까지도 확인 가능하다.
한편, 상기 브리지나 Gateway나 PABX는 도 12 에 도시된 바와 같이 각종 홈네트워크 기기들을 스마트홈매니지먼<39>
트 패키지에 접속하여 주고, UPnP 및 보편적으로 홈네트워크 기기에 사용되는 프로토콜과 네트워크를 지원하되,
웹상에서 많은 곳에 설치된 장비의 고장이나 상태 모니터링 리셋 업그레이드 등을 처리하기 위해서 특히 상기
브리지나 게이트웨이나 PABX는 원격관리시스템을 지원한다.
상기 본 발명에 적용된 홈네트워크 및 네트워크 기능을 지원하는 PABX 시스템은 다음과 같은 기능을 지원할 수<40>
있어야 한다. 통화기능(스피커폰 사용), 세대 도어폰 화상통화, 공동현관 화상통화, 세대 간 직접통화, 방문객
영상 확인 기능, 세대현관 및 공동현관 방문자 확인, 모니터링 수행, 안전관리 기능, 공동현관문 개폐, 비상경
보버튼, 유무선 센서설치, 외출 및 방범설정/해제, 방범/비상경보 시 경보 메시지 송출, 세대침입/비상/방재 등
의 경보 시 관제실로 자동통보(경비원의 즉각적인 출동조치 가능)기능을 지원한다.
추가적인 편의기능은 홈자동화, 작동상태 LCD Display, 개별 그룹 전체세대 공고사항 방송 송출, 개별 그룹 전<41>
체세대 공지/전달사항 문자메시지 송출, 세대내 인테리어를 고려한 무선센서지원 기능 등을 포함한다.
상술한 기능 외에도 가스밸브 냉난방 전기On Off제어 등을 포함한 모든 기능은 원격으로 처리할 수 있다.<42>
산업이용 가능성
본 발명 USN 및 유비쿼터스 스마트홈네트워크 구현을 위한 UPnP, PnP, OSGi 미들웨어를 내장한 스마트홈네트워<43>
크 매니지먼트 패케이지와 통신변환장치의 구현 및 운영 방법에 대한 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실
시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어
보호할 가치가 충분히 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명에 적용된 스마트 홈 네트워크 매니지먼트 패케이지 운영방<44>
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법의 구성도.<45>
도 2 는 본 발명에 적용된 주소할당처리 설명도.<46>
도 3 은 본 발명에 적용된 탐색, 광고 후 응답 수신과정 처리 설명도.<47>
도 4 는 본 발명에 적용된 요청 후 응답을 받는 과정 처리 설명도.<48>
도 5 는 본 발명에 적용된 명령을 실행하고 실행결과를 전송받는 설명도.<49>
도 6 은 본 발명에 적용된 제어기기가 Subscribing하면, 영상기기가 <50>
Subscription 전송한 후, 제어기기에 Notify를 처리하는 설명도.<51>
도 7 은 본 발명에 적용된 UPnP 디바이스 관련 Class Diagram.<52>
도 8 은 본 발명에 적용된 UPnP 서비스 관련 Class Diagram.<53>
도 9 는 본 발명에 적용된 제어부를 통한 액션호출 설명도.<54>
도 10 은 본 발명에 적용된 UPnP 장치내의 제어부를 통한 액션호출 설명도.<55>
도 11 은 본 발명에 적용된 하나의 임베디드 디바이스를 포함하는 Root <56>
Device 의 구성도.<57>
도 12 는 본 발명에 적용된 Bridge, (u-Smart Home)Gateway 등 통신변환장치 <58>
기본 구조 설명도.<59>
도 13 은 본 발명에 적용된 스마트홈네트워크 매니지먼트 패케이지, 통신변<60>
환장치, 기기 등의 제어 네트워크 구조 설명도.<61>
도 14 는 본 발명에 적용된 통신변환장치와 스마트홈네트워크 매니지먼트와 <62>
교육용 패케이지와 접속하여 사용할 컨텐츠 설명도.<63>
도 15 는 본 발명에 적용된 스마트홈네트워크 매니지먼트와 교육용 패케이지<64>
와 브리지 등 통신변환장치 Local 혹은 원격관리기능 설명도.<65>
도 16 은 본 발명에 적용된 PABX의 2선을 기반으로 한 스마트 홈 네트워크와 <66>
스마트홈네트워크 매니지먼트 패케이지 운영방법의 적용 예시도.<67>
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