KR100425762B1 - 가전기기 네트워크 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가전기기 네트워크 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 1싸이클에 따른 통신방식에 따라 최적화된 가전기기 네트워크 제어시스템에 관한 것이다.

본 발명인 가전기기 네트워크 제어시스템은 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치와, 상기 슬레이브 장치와 소정의 네트워크를 통하여 서로 연결되어 상기 슬레이브 장치의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링하는 마스터 장치로 이루어지고, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치와 1-싸이클 단위로 통신을 수행한다.

Description

가전기기 네트워크 제어시스템{Control System for Home Appliance Network}

본 발명은 가전기기 네트워크 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 1싸이클에따른 통신방식에 따라 최적화된 가전기기 네트워크 제어시스템에 관한 것이다.

현재 각 가정 또는 원격에서 가정에 있는 가전기기들을 자동으로 제어하기 위한 홈 오토메이션(Home Automation)은 거의 상용화단계에 이르러 있다. 초기의 홈 오토메이션의 경우 전화 또는 적외선을 이용하여 각 기기를 별도로 제어하는 수준이었고 각 기기간의 연계는 이루어지지 않았으나, 이제는 통신수단을 이용하여 가전기기간의 네트웍망을 구축하고 이 네트웍망을 제어하는 제어기를 두어 통합 관리하도록 하는 방법을 이용하고 있다.

현재 가전기기에 적용되는 많은 마이컴들은 직렬 통신기능을 내장하고 있어 다른 마이컴이나 기기들과 통신할 수 있도록 구성된다. 이러한 마이컴은 제품의 특성에 따라 메모리 등 통신에 사용할 수 있는 자원의 크기가 다양하다. PC(Personal Computer)와 티브이 또는 오디오 등의 멀티미디어 제품의 경우 다양한 기본기능을 동작시키기 위하여 고기능의 하드웨어 사양이 채택되므로 많은 데이터량과 빠른 속도의 통신을 위한 규격이 필요하다.

반면에, 냉장고, 세탁기, 전자레인지, 전등, 가스 경보기, 스탠드 또는 보일러 등의 경우 그 기능이 상술한 PC 또는 멀티미디어 제품의 기능에 비해 매우 단순하므로 일반적으로 8비트 이하의 저 기능 마이컴을 채용하고 있다. 이와 같은 저 기능 마이컴을 채용한 가전제품의 경우 기본적인 원격제어나 동작상태 모니터링이 주요 통신 목표이기 때문에 소규모의 마이컴 자원을 이용하여 통신할 수 있는 규격이 필요하다.

그러나 현재 가전기기 간의 통신을 목적으로 사용되거나 진행중인 통신 규약들의 경우 상기 PC 또는 멀티미디어 기기에서 사용되는 고사양의 통신규격을 그대로 이용하기 위해 모뎀과 같은 별도의 통신모듈을 각 기기에 부가적으로 설치하거나 상기 고사양의 통신규격을 일부 변형하는 방식을 시도하고 있다.

종래의 기술에 따른 가전기기는 PC 또는 멀티미디어 기기에서 사용되는 고사양의 통신규격을 적용하여 모뎀과 같은 별도의 하드웨어 통신모듈을 각 기기별로 부가적으로 설치해야하므로 실제 기능 이상의 불필요한 통신규격 적용에 의한 비효율성 및 비용증가의 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 현재 가정에서 사용되는 저기능의 마이컴이 채용된 가전기기에 저비용/고효율 특성을 만족할 수 있도록 한 가전기기 네트워크 제어시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 가전기기 네트워크망을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 마스터-슬레이브 방식의 마스터/슬레이브 겸용 기기간의 통신구조를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터-슬레이브 통신구조의 세부구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 하프 듀플렉스 통신구조를 나타낸 도면이다.

도 5는 1 리퀘스트-1 리스폰스 통신 싸이클을 나타낸 도면이다.

도 6은 패킷 에러시 통신 싸이클을 나타낸 도면이다.

도 7은 1 리퀘스트-멀티 리스폰스 통신 싸이클을 나타낸 도면이다.

도 8은 1 리퀘스트 통신 싸이클을 나타낸 도면이다.

본 발명인 가전기기 네트워크 제어시스템은 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치와, 상기 슬레이브 장치와 소정의 네트워크를 통하여 서로 연결되어 상기 슬레이브 장치의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링하는 마스터 장치로 이루어지고, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치와 1-싸이클 단위로 통신을 수행한다.

이때, 상기 1-싸이클 통신은 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치에 1 요청패킷만을 전송하고, 상기 슬레이브 장치로부터 그에 대한 응답으로 1 응답패킷을 수신한 때 통신을 종료하는 1 요청- 1응답 통신 싸이클과, 상기 마스터 장치는 다수의 상기 슬레이브 장치에게 1 요청패킷을 전송하고, 상기 슬레이브 장치로부터 그에 대한 응답으로 1 응답패킷을 각각 수신하고, 계속 응답을 기다리되 소정의 최대수신시간이 도과되면 통신을 종료하는 1 요청- 다수 응답 통신 싸이클 및, 상기 마스터 장치는 하나 또는 다수의 상기 슬레이브 장치에게 1 통지패킷을 전송하고 통신을 종료하는 1 통지 통신 싸이클 중의 적어도 하나의 통신 싸이클을 포함한다.

또한, 상기 1 요청- 1응답 통신 싸이클에서, 상기 마스터 장치가 상기 슬레이브 장치로부터 소정의 수신시간 내에 상기 1 응답패킷을 수신하지 못하면, 통신을 종료하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 1 요청- 1응답 통신 싸이클에서, 상기 마스터 장치가 상기 슬레이브 장치로부터 1 전송에러패킷을 수신하면, 상기 슬레이브 장치로 상기 1 요청패킷을 재전송하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 1 통지 통신 싸이클에서, 상기 1 통지패킷을 수신한 하나 또는 다수의 상기 슬레이브 장치 및 다른 하이브리드 장치는 1 응답 패킷을 상기 마스터 장치로 전송하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 1-싸이클 통신은 상기 통신 싸이클 사이에 소정의 지연시간을 두는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링할 수 있는 마스터 수단과, 다른 마스터 장치의 요청에 응답하는 슬레이브수단으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마스터 수단과 슬레이브 수단은 논리적으로 독립된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명인 가전기기 네트워크 제어시스템은 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치와, 상기 슬레이브 장치와 소정의 네트워크를 통하여 서로 연결된 마스터 장치 및, 상기 슬레이브 장치와 마스터 장치와 상기 네트워크를 통하여 서로 연결된 하이브리드 장치로 이루어지고, 상기 하이브리드 장치는 상기 슬레이브 장치의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링할 수 있는 마스터 수단과, 다른 하이브리드 장치의 마스터 수단의 요청에 응답하는 슬레이브 수단을 함께 지니고, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치 및 하이브리드 장치와, 상기 하이브리드 장치의 마스터 수단은 상기 슬레이브 장치 및 다른 하이브리드 장치와 1-싸이클 단위로 통신을 수행한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가전기기 네트워크 제어시스템의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 네트웍망을 살펴보면, 도 1과 같이, 외부 인터넷망과 연결된 게이트 웨이를 거쳐 A/V 네트워크에 연결된 티브이, 오디오 등 멀티미디어 기기 제품과, PC 네트워크에 연결된 프린터, 스케너, PC 카메라 등의 하위제품들과, 네트워크 관리기를 거쳐 리빙 네트워크로 연결된 냉장고, 에어컨, 세탁기, 청소기, 전자레인지, 가습기, 전등, 스탠드, 가스 경보기 등의 제품들로 구성된다. 이때 네트워크 관리기는 별도의 관리기기 또는 사용자의 PC가 될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 가전기기 네트워크 제어시스템을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 마스터(master)-슬레이브(slave) 방식이 적용된다. 즉, 모든 통신 싸이클은 마스터에 의해 시작되고 마스터 디바이스에 의해 종료된다. 어떠한 기기도 마스터가 될 수 있지만 그러기 위해서는 통신 선로상의 데이터 흐름을 제어할 수 있는 기능을 가져야하고 네트워크에 연결된 제품들에 대한 정보와 제어코드를 가지고 있어야 하는데, 본 발명은 비교적 저사양의 가전기기간의 네트워크이므로 PC와 같이 사용자 인터페이스 기능을 갖춘 디바이스만이 마스터의 모든 기능을 탑재하고 그 이외의 디바이스는 이미 정해진 슬레이브와의 통신 또는 간단한 제어코드에 의한 통신 등 제한된 기능의 마스터로서의 역할만 가능하도록 한다.

또한 이와 같이 기본적인 마스터-슬레이브 통신방식을 유지하면서 디바이스간의 직접 통신 즉, 피어 투 피어(peer-to-peer) 통신이 가능하도록 마스터와 슬레이브가 논리적으로 공존하는 디바이스를 정의한다. 즉, 도 2와 같이, 물리적으로 하나의 디바이스이지만 논리적으로 독립된 마스터와 슬레이브로 구분되는 디바이스(이하, P2P 디바이스)가 정의된다.

네트워크에 연결되는 모든 제품은 P2P 디바이스를 기본으로 하지만 도 3과 같이, 제품의 하드웨어 특성상 마스터, 슬레이브, 송신전용, 수신전용으로 정의될 수 있다.

즉, 마스터의 경우 새로운 통신 싸이클을 시작하기 위하여 최종 사용자 또는 디바이스 내부의 상태변화에 의하여 통신시작 이벤트가 발생하면 해당되는 슬레이브와의 통신을 시작하고 종료시키는 기능을 갖는다.

슬레이브의 경우 항상 수신대기 상태이며 스스로 다른 디바이스로 통신을 요청할 수 없다.

P2P 디바이스의 경우 내부에 마스터와 슬레이브가 논리적으로 공존하는 디바이스(즉, 하이브리드 디바이스)로서 최종 사용자 또는 디바이스 내부 상태변화에 의하여 통신시작 이벤트가 발생하면 마스터로서 동작하여 통신 싸이클을 주도하며, 해당 통신 종료 후에는 슬레이브로 동작하여 수신대기 상태로 된다.

송신전용 디바이스의 경우 하드웨어 특성상 송신만 가능한 디바이스로서, 적외선 리모컨이 이에 해당된다.

수신전용 디바이스의 경우 하드웨어 특성상 수신만 가능한 디바이스로서 적외선 수신기만 장착되고 건전지로 동작하는 제품이 이에 해당된다.

다음으로, 본 발명에 따른 가전기기 네트워크 제어시스템은 도 4와 같이, 하나의 버스를 이용한 하프 듀플렉스(Half-Duflex) 방식으로 신호전송을 수행한다.

즉, 송신 시에는 다른 디바이스로부터 송신되는 데이터를 수신하지 않고, 수신시에는 다른 디바이스로 데이터를 송신하지 않는다. 이는 통신을 위한 메모리 사용을 최소화하기 위한 것이고, 동시에 본 발명의 가전기기 네트워크처럼 직렬통신 기능을 이용한 하나의 버스로 구성되는 네트워크에 대응하기 위한 것이다.

따라서 마스터, 슬레이브의 경우에도 모두 송신과 수신을 위한 메모리를 공유할 수 있으며, P2P 디바이스의 경우에도 마스터와 슬레이브가 동시에 동작하지 않으므로 송신과 수신을 위한 메모리를 하나로 공유할 수 있으므로 송/수신 과정모두를 인터럽트(Interupt) 처리할 필요가 없어 제품 측면에서의 프로그래밍의 자유도를 높여준다.

다음으로, 본 발명에 따른 가전기기 네트워크 시스템은 1-싸이클(cycle) 방식으로 통신을 수행한다. 1-싸이클 방식은 1 리퀘스트(request)-1 리스폰스(response) 방식과, 1 리퀘스트-멀티 리스폰스 방식, 그리고 1 리퀘스트 방식으로 구분할 수 있다.

이때 1 리퀘스트-1 리스폰스 방식은 도 5와 같이, 하나의 마스터가 하나의 슬레이브에 1 패킷(packet)만을 송신하고 슬레이브는 그에 대한 응답으로 1 패킷을 송신하면 이를 마스터가 수신하여 종료되는 방식이다.

도 6은 슬레이브에서 리스폰스 에러 발생시 리퀘스트를 재송신하고 그에 따른 리스폰스를 받아 통신을 종료하는 방식을 나타낸다.

그리고 도 7과 같이, 1 리퀘스트-멀티 리스폰스 방식은 하나의 마스터가 다수의 슬레이브들에게 1 패킷을 송신하고 각 슬레이브는 그에 대한 응답으로 1 패킷을 송신하며, 마스터는 계속 응답을 대기하다가 기설정된 최대 수신시간이 경과하면 통신을 종료하는 방식이다.

그리고 도 8과 같이, 1 리퀘스트 방식은 하나의 마스터가 하나 또는 다수의 슬레이브를 대상으로 1 패킷을 송신하고 응답을 기다리지 않고 통신을 종료하는 방식이다. 이때 여러개의 패킷으로 구성된 데이터 송신이 있을 경우 마스터에서 해당 슬레이브에 맞는 크기의 패킷으로 분할하여 1 패킷 단위로 송신을 수행한다.

이러한 구성의 본 발명에 따른 가전기기 네트워크 제어시스템은 마스터-슬레이브 방식, 1-싸이클 방식 및 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 방식의 통신체계와, 기존에 비해 간소화되고 정형화된 프로토콜을 적용하여 가전기기에 사용되는 저기능 마이컴의 직렬 통신기능을 이용하여 네트워크를 구현하므로 저비용으로 최적화된 가전기기 네트워크 제어시스템을 구현할 수 있다.

Claims (15)

1. 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치와;

   상기 슬레이브 장치와 소정의 네트워크를 통하여 서로 연결되어 상기 슬레이브 장치의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링하는 마스터 장치로 이루어지고, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치와 1-싸이클 단위로 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 1-싸이클 통신은 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치에 1 요청패킷만을 전송하고, 상기 슬레이브 장치로부터 그에 대한 응답으로 1 응답패킷을 수신한 때 통신을 종료하는 1 요청- 1응답 통신 싸이클과, 상기 마스터 장치는 다수의 상기 슬레이브 장치에게 1 요청패킷을 전송하고, 상기 슬레이브 장치로부터 그에 대한 응답으로 1 응답패킷을 각각 수신하고, 계속 응답을 기다리되 소정의 최대수신시간이 도과되면 통신을 종료하는 1 요청- 다수 응답 통신 싸이클 및, 상기 마스터 장치는 하나 또는 다수의 상기 슬레이브 장치에게 1 통지패킷을 전송하고 통신을 종료하는 1 통지 통신 싸이클 중의 적어도 하나의 통신 싸이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 1 요청- 1응답 통신 싸이클에서, 상기 마스터 장치가 상기 슬레이브 장치로부터 소정의 수신시간 내에 상기 1 응답패킷을 수신하지 못하면, 통신을 종료하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 1 요청- 1응답 통신 싸이클에서, 상기 마스터 장치가 상기 슬레이브 장치로부터 1 전송에러패킷을 수신하면, 상기 슬레이브 장치로 상기 1 요청패킷을 재전송하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
5. 제2항에 있어서, 상기 1 통지 통신 싸이클에서, 상기 1 통지패킷을 수신한 하나 또는 다수의 상기 슬레이브 장치 및 다른 하이브리드 장치는 1 응답 패킷을 상기 마스터 장치로 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
6. 제2항에 있어서, 상기 1-싸이클 통신은 상기 통신 싸이클 사이에 소정의 지연시간을 두는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링할 수 있는 마스터 수단과, 다른 마스터 장치의 요청에 응답하는 슬레이브 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 마스터 수단과 슬레이브 수단은 논리적으로 독립된 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
9. 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치와;

   상기 슬레이브 장치와 소정의 네트워크를 통하여 서로 연결된 마스터 장치 및;

   상기 슬레이브 장치와 마스터 장치와 상기 네트워크를 통하여 서로 연결된 하이브리드 장치로 이루어지고, 상기 하이브리드 장치는 상기 슬레이브 장치의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링할 수 있는 마스터 수단과, 다른 하이브리드 장치의 마스터 수단의 요청에 응답하는 슬레이브 수단을 함께 지니고, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치 및 하이브리드 장치와, 상기 하이브리드 장치의 마스터 수단은 상기 슬레이브 장치 및 다른 하이브리드 장치와 1-싸이클 단위로 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 1-싸이클 통신은 상기 마스터 장치가 상기 슬레이브 장치 및 하이브리드 장치 중의 하나의 장치에 또는 상기 하이브리드 장치의 마스터 수단이 상기 슬레이브 장치 또는 다른 하이브리드 장치 중의 하나의 장치에 1 요청패킷만을 전송하고, 상기 하나의 장치로부터 그에 대한 응답으로 1 응답패킷을 수신한 때 통신을 종료하는 1 요청- 1응답 통신 싸이클과, 상기 마스터 장치가 다수의 상기 슬레이브 장치 및/또는 하이브리드 장치에게 또는 상기 하이브리드 장치의 마스터 수단이 다수의 상기 슬레이브 장치 및/또는 다른 하이브리드 장치에게 1 요청패킷을 전송하고, 상기 다수의 장치로부터 그에 대한 응답으로 1 응답패킷을 각각 수신하고, 계속 응답을 기다리되 소정의 최대수신시간이 도과되면 통신을 종료하는 1 요청- 다수 응답 통신 싸이클 및, 상기 마스터 장치가 하나 또는 다수의 상기 슬레이브 장치 및 하이브리드 장치에게 또는 상기 하이브리드 장치의 마스터 수단이 하나 또는 다수의 슬레이브 장치 및 다른 하이브리드 장치에게 1 통지패킷을 전송하고 통신을 종료하는 1 통지 통신 싸이클 중의 적어도 하나의 통신 싸이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 1 요청- 1응답 통신 싸이클에서, 상기 마스터 장치또는 상기 하이브리드 장치의 마스터 수단이 상기 하나의 장치로부터 소정의 수신시간 내에 상기 1 응답패킷을 수신하지 못하면, 통신을 종료하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 1 요청- 1응답 통신 싸이클에서, 상기 마스터 장치 또는 상기 하이브리브 장치의 마스터 수단이 상기 하나의 장치로부터 1 전송에러패킷을 수신하면, 상기 하나의 장치로 상기 1 요청패킷을 재전송하는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
13. 제10항에 있어서, 상기 1 통지 통신 싸이클에서, 상기 1 통지패킷을 수신한 장치는 1 응답패킷을 상기 마스터 장치 또는 상기 하이브리드 장치로 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
14. 제10항에 있어서, 상기 1-싸이클 통신은 상기 통신 싸이클 사이에 소정의 지연시간을 두는 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.
15. 제9항에 있어서, 상기 마스터 수단과 슬레이브 수단은 논리적으로 독립된 것을 특징으로 하는 가전기기 네트워크 제어시스템.