KR101100228B1 - 조명 시스템 및 조명 시스템에서의 주소 설정, 관리 및 제어 방법 - Google Patents

조명 시스템 및 조명 시스템에서의 주소 설정, 관리 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에서는 본 발명에 따른 조명 시스템 및 조명 시스템에서의 주소 설정 및 관리 방법이 개시된다. 본 발명의 일 관점에 따른 조명 장치의 일 예는, 지그비 통신 모듈을 구비한 조명 유닛; 지그비 통신 모듈을 구비하며 상기 조명 유닛을 제어하는 프로그램 스위치; 및 지그비 통신 모듈을 구비하여 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 주소 설정을 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한 주소설정 유닛;을 포함하되, 상기에서 주소 설정 유닛은, 기본 주소로 접속하여 주소 할당을 요청한 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 대해 상기 요청된 주소 할당 가능 여부 판단을 위한 보안 코드를 이용하여 특정 주소를 할당한다. 여기서, 상기 조명 장치는, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치와, 주소설정 유닛 사이의 지그비 통신을 위한 게이트웨이;를 더 포함할 수 있다.

Description

조명 시스템 및 조명 시스템에서의 주소 설정, 관리 및 제어 방법{A lighting system, and a method of setting a address for a lighting device, and managing and controlling thereof}
본 발명은 조명 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지그비 네트워크 환경에서 각 조명 기기에 주소를 설정(set) 또는 할당(assign)(이하 '설정'이라 한다)하고, 설정된 주소에 따라 조명 기기들을 관리 및 제어하는 조명 시스템 및 상기 조명 시스템에서의 주소 설정, 관리 및 제어 방법에 관한 것이다.
오랜 역사를 가진 조명 산업에서는 여전히 조명 기기에 대한 광원, 발광 방식, 구동 방식 등에 대한 연구들이 진행되고 있다.
종래 조명 시스템은 백열전구, 방전등, 형광등과 같은 광원들을 주로 사용하여, 가정용, 경관용, 산업용 등 다양한 분야에서 이용되었다. 다만, 상기 광원들 중 백열전구와 같은 저항성 광원은 효율이 낮고 발열 문제가 있으며, 방전등의 경우에는 높은 가격과 높은 전압으로 인한 문제가 있고, 형광등의 경우 수은 사용에 의한 환경 문제가 있었다.
이러한 광원 문제를 해결하기 위해 최근에는 효율, 색 다양성, 디자인의 자율성 등에 장점이 있는 발광 다이오드가 조명의 광원으로 주목받고 있다. 발광 다이오드는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 대량 생산에 적합한 전기적, 광학적, 물리적 특성들을 가지고 있다.
한편, 빌딩이나 공장과 같은 대형 건물에는, 매우 많은 발광 다이오드나 센서와 같은 조명 기기들이 요구되며, 이러한 조명 기기들에 대한 관리와 제어를 위한 조명 시스템이 요구된다.
본 발명의 과제는, 지그비 네트워크 환경에서 각 조명 기기에 주소를 설정하고, 설정된 주소에 따라 조명 기기들을 관리 및 제어하는 방법 및 그를 위한 조명 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 관점에 따른 조명 장치의 일 예는, 지그비 통신 모듈을 구비한 조명 유닛; 지그비 통신 모듈을 구비하며 상기 조명 유닛을 제어하는 프로그램 스위치; 및 지그비 통신 모듈을 구비하여 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 주소 설정을 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한 주소설정 유닛;을 포함하되, 상기에서 주소 설정 유닛은, 기본 주소로 접속하여 주소 할당을 요청한 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 대해 상기 요청된 주소 할당 가능 여부 판단을 위한 보안 코드를 이용하여 특정 주소를 할당한다.
여기서, 상기 조명 장치는, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치와, 주소 설정 유닛 사이의 지그비 통신을 위한 게이트웨이;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 조명 시스템의 일 예는, 지그비 통신 모듈을 구비한 조명 유닛; 지그비 통신 모듈을 구비하며 상기 조명 유닛을 제어하는 프로그램 스위치; 지그비 통신 모듈을 구비하여 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 주소 설정을 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한 주소설정 유닛; 및 상기 주소설정 유닛으로부터 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 주소 정보를 수신하여, 수신된 주소 정보에 기초하여 조명 유닛 또는/및 프로그램 스위치를 제어하는 컨트롤러;를 포함하되, 상기에서 주소 설정 유닛은, 기본 주소로 접속하여 주소 할당을 요청한 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 대해 상기 요청된 주소 할당 가능 여부 판단을 위한 보안 코드를 이용하여 특정 주소를 할당한다.
여기서, 상기 조명 시스템은, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치와, 주소 설정 유닛 사이의 지그비 통신을 위한 게이트웨이;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면,
첫째, 지그비 네트워크 환경을 지원하는 조명 시스템에서 각 조명 기기에 중복되지 않고 간편하게 주소를 설정 또는 할당할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 조명 시스템에서 주소가 설정된 조명 기기(들)을 그룹 단위로 또는 개별 단위로 제어할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 조명 시스템에서 기기별로 구분하여 주소를 설정할 수 있을 뿐만 아니라 해당 기기들에 대한 보안성 또는 안전성(security)를 보장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명과 관련하여, 지그비의 스택 아키텍쳐를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 2는 본 발명과 관련하여, 지그비 기기들 타입을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 3은 일반적인 트리 구조의 지그비 개인 영역 네트워크를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 조명 시스템의 일 예를 설명하기 위해 도시한 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 조명 시스템의 컨트롤러의 상세 구성 블록도의 일 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 조명 시스템 내 주소 설정 및 제어를 위한 관계를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 지그비 네트워크 환경에서의 주소 설정 및 관리를 위한 과정을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 슬레이브 기기 개별 제어 과정을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따라 조명 설치 관리 화면의 일 예를 도시한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 조명 설치 관리 화면의 다른 예를 도시한 도면,
도 11 내지 13은 본 발명에 따라 지그비 스위치 설정 과정을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 14 내지 16은 도 11 내지 13의 보다 상세 설정을 위한 화면을 도시한 도면,
도 17 내지 21은 도 16에서 층 정보 설정이 완료 이후에 제공되는 해당 층의 스위치 버튼 설정 화면을 도시한 도면,
도 22 내지 26은 본 발명에 따라 지그비 네트워크 설정을 위한 화면의 일 예를 도시한 도면,
도 27 내지 30은 본 발명에 따른 스위치 동기화 설정 과정의 일 예를 도시한 도면, 그리고
도 31 내지 39는 본 발명에 따른 빠른 시작 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 시스템(a lighting system) 및 상기 조명 시스템에서의 주소 설정(set)(또는 할당(assign))(이하 ‘설정’이라 한다), 관리 및 제어 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
한편, 이하 본 명세서에서 제1 또는 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.
본 발명에 따른 조명 시스템은, 다양한 통신 네트워크 환경을 지원할 수 있으며, 하나의 시스템 내에 복수의 통신 네트워크 환경이 이용될 수 있다. 이하에서는 이러한 통신 네트워크 환경의 하나로 지그비 네트워크 환경(ZigBee network environments)을 예로 하여 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명을 위한 지그비(ZigBee)에 대해 설명하면, 다음과 같다.
지그비는, 최근 홈 네트워크와 유비쿼터스에 대한 관심이 증가하면서 근거리에서 사용하는 개인 무선 네트워킹 기술이 주목을 받으면서 함께 주목받고 있는 기술로, 저전력 무선 근거리 표준 통신 기술 중 하나이다. 이러한 무선 근거리 표준 통신 기술들 중 특히, 지그비는 저렴한 가격, 저전력 소모, 작은 크기와 프로그램으로 근거리에서 속도가 크게 빠르지 않고, 네트워크 사용 빈도가 드문 경우에 주로 이용된다. 이러한 지그비 기술은 IEEE 802.15.4의 PHY 및 MAC 표준을 바탕으로 지그비 연합(기업체 및 연구소 등)이 중심이 되어 상위 계층인 네트워크 및 응용 계층의 지그비 규격을 제정하였다.
도 1은 본 발명과 관련하여, 지그비의 스택 아키텍쳐(stack architecture)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 지그비 프로토콜 스택은 IEEE 802.15.4 물리 계층(PHY Layer)과 맥 계층(MAC Layer) 상에 네트워크 계층(NWK Layer)과 응용지원부분 계층(APS Layer) 그리고 응용 프레임워크(framework)와 ZDO(ZigBee Device Object) 및 이들 사이의 인터페이스(interface)를 정의하는 응용 계층으로 구성된다.
도 1에서 PHY 계층과 MAC 계층의 상위 계층인 네트워크 계층에서는, 네트워크 및 보안과 라우팅 관리를 하며 응용지원부분 계층(Application Support Sublayer)에서는 바인딩(binding)을 위한 테이블(table)을 유지하는 기능을 갖는다. 여기서, 상기 바인딩은 지그비 조정자(ZigBee coordinator)가 네트워크의 어떤 기기들이 서로 연결되어 있는지 인식함으로써 조정자의 모니터링(monitering)과 제어 기능을 향상시키는 역할을 하는 것을 의미한다. 그리고 연결된 기기들 사이에 메시지를 전달하는 동작을 서비스하며 기기의 주소와 서비스를 파악하는 검색(discovery) 동작 및 응용지원부분 계층에서의 보안 관리를 지원한다.
도 2는 본 발명과 관련하여, 지그비 기기들 타입을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2(a)는 애플리케이션 기기 타입(application device type), 도 2(b)는 지그비 논리 기기 타입(ZigBee logical device type) 그리고 도 2(c)는 IEEE 802.15.4 기기 타입을 예시하였다.
특히, 도 2(c)에서는 지그비 하드웨어 플랫폼(ZigBee hardware platform)의 타입을 구분하는 것으로, 이러한 IEEE 802.15.4 기기 타입으로는 FFD(Full Function Device)와 RFD(Reduced Function Device)가 있다. 상기에서 FFD와 RFD는 예를 들어, 지그비 기기의 기능에 따라 구분되는데, 전자는 P2P(Peer-to-Peer)를 지원하고 IEEE 802.15.4가 지원하는 모든 네트워크 토폴로지(network topology)를 지원하며 RFD 사이에서 데이터를 송수신할 수 있으며 PAN 조정자(PAN coordinator)의 역할을 수행할 수 있고, 후자는 모든 네트워크 토폴로지 말단에서만 데이터 전송이 가능하다.
도 2(b)에서는 특정 지그비 네트워크에서 전개된 논리 기기 타입들을 구분한다. 이러한 논리 기기 타입으로는 예를 들어, 지그비 조정자(ZigBee Coordinator), 지그비 라우터(ZigBee Router) 및 지그비 종단 기기(ZigBee End Device)가 포함된다.
도 2(a)에서는 종단 사용자(end-user)가 애플리케이션 기기의 타입을 구분하도록 하는 것으로, 이러한 애플리케이션 기기의 타입으로는 센서(light sensor), 조명 제어부(lighting controller) 등이 포함될 수 있다. 상기 애플리케이션 기기의 타입은 예를 들어, 전술한 지그비 종단 기기의 일 예일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 시스템은 전술한 지그비 기술 또는 지그비 네트워크를 지원한다.
특히, 본 명세서에서는 조명 시스템 구축 및 이용시에 지그비 통신 모듈을 포함하여 지그비 네트워크로 연결된 발광 다이오드들(light emitting diodes), 센서(sensor)와 같은 조명 기기들에 대한 주소 설정, 주소가 설정된 조명 기기의 관리 및 제어에 대해 기술한다. 여기서, 상기 관리 또는 제어라 함은, 조명 기기에 설정된 주소 정보를 이용하여, 그룹 단위 또는 개별 단위로 온/오프, 디밍 정도, 열 또는 인체 감지 등 동작이나 정보 수집 등을 통칭하는 의미이다.
전술한 지그비 기술은 스타(Star), 클러스터 트리(cluster Tree) 및 메쉬(Mesh) 네트워크 망까지도 지원할 수 있다. 다만, 이하에서는 본 발명의 이해를 위하여 트리 구조를 예로 하여 설명한다.
도 3은 본 발명과 관련하여, 트리 구조의 지그비 개인 영역 네트워크(Personal Area Network; PAN)을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 트리 구조의 지그비 PAN(300)은 지그비 네트워크를 구성하고 동작시키기 위한 기본 범위로서, 중심에 지그비 조정자(Zigbee Coordinator; ZC)(310)가 위치하고, 상기 지그비 조정자(ZC)(310)의 일부 기능을 수행하며 네트워크의 확장에 필요한 지그비 라우터(Zigbee Router; ZR)(320)가 지그비 조정자(ZC)(310)와 연결되고, 지그비 라우터(ZR)(320)를 중심으로 하위 지그비 종단 기기(Zigbee End Device; ZED)(330 및 340)가 지그비 라우터(ZR)(320)에 연결된 구조를 가진다.
본 발명과 관련하여, 지그비 조정자(ZC)(310)는 예를 들어, 특정 PAN으로 기기들을 관계시키거나 관계를 종료시킨다. 상기에서 기기라 함은 예를 들어, 도 1과 같은 지그비 프로토콜 스택을 지원하는 어떠한 개체(entity)를 의미하는 것으로, 본 명세서에서는 상기 기기로, 발광 다이오드나 센서와 같은 조명 기기들을 예시하여 설명한다.
지그비 라우터(ZR)(320)는 예를 들어, 지그비 네트워크에 참여하나 지그비 조정자(ZC)는 아니고 그 개별 동작 공간(personal operating space) 상에서는 지그비 조정자(ZC)와 같은 역할을 수행하는 개체를 말한다. 이러한 지그비 라우터(ZR)(320)는 기기들과 그들이 지원하는 관계들 사이에서 메시지들을 라우팅(routing)할 수 있다.
지그비 종단 기기(ZED)(330)는 예를 들어, 지그비 네트워크에 참여하나 지그비 조정자(ZC)도 지그비 라우터(ZR)도 아닌 개체로, 본 발명과 관련하여 지그비 종단 기기(ZED)는 상술한 기기와 유사한 의미 즉, 조명 기기를 의미한다.
지그비 조정자(ZC)(310)는 지그비 PAN(300)의 마스터 기능을 수행하여 지그비 PAN(300) 내 데이터 중계 및 상기 지그비 PAN(300)을 관리할 수 있다.
지그비 종단 기기(ZED)(330)는, 지그비 PAN(300) 내에서 통신 가능한 장치를 포함할 수 있다.
전술한 지그비 조정자(ZC)(310)는 예를 들어, 이하에서 게이트웨이(gateway)를 의미할 수 있으며, 지그비 라우터(ZR)(320) 또는 지그비 종단 기기(ZED)는 예를 들어, 이하에서 조명 기기를 의미할 수 있다.
이와 같이 지그비 통신 모듈을 이용하여 조명 시스템을 구현하면, 적은 초기 비용 및 적은 관리 비용으로 조명 시스템을 구축할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 조명 시스템의 일 예는, 지그비 통신 모듈을 구비한 조명 유닛, 지그비 통신 모듈을 구비하며 상기 조명 유닛을 제어하는 프로그램 스위치, 지그비 통신 모듈을 구비하여 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 주소 설정을 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한 주소설정 유닛 및 상기 주소설정 유닛으로부터 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 주소 정보를 수신하여, 수신된 주소 정보에 기초하여 조명 유닛 또는/및 프로그램 스위치를 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 이때, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치는, 제1 주소로 상기 주소설정 유닛과 연결되어 제2 주소로 변경 설정되고, 상기 주소 설정 유닛은, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 인증 및 보안을 위한 보안 코드를 이용하여 상기 제2 주소로 변경 설정할 수 있다. 그리고 상기 조명 시스템은 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치와, 주소설정 유닛 사이의 지그비 통신을 위한 게이트웨이를 더 포함할 수 있다.
상기에서, 제1 주소는, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 디폴트(default)로 설정된 채널 및 PAN(Personal Area Network) 식별자(identifier)를 포함할 수 있고, 상기 주소 설정 이전에는 상기 모든 조명 유닛 및 프로그램 스위치에서 채널 및 PAN 식별자가 동일할 수 있다.
또한, 상기에서 주소설정 유닛은, 상기 제2 주소에 상기 보안 코드를 포함한 확장된 PAN 식별자 이외에 상기 변경 설정 이후 통신할 채널 및 변경 설정된 PAN 식별자를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 주소에 주소가 변경 설정될 기기의 타입을 식별하는 디바이스 어드레스 정보를 더 포함하여 해당 타입 이외의 기기는 주소가 변경 설정되지 않도록 제어할 수 있다. 그리고 상기 주소설정 유닛은, 상기 제2 주소로 변경 설정을 위하여 상기 각 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 포트 개방 및 네트워크 초기화 명령을 전송하고, 상기 변경 주소로 설정될 조명 유닛의 존재 확인을 위하여 미리 정해진 소정 횟수로 온/오프하도록 제어 명령을 전송할 수 있다.
또한, 상기에서 조명 유닛은, 상기 제2 주소로 변경 설정 과정에서 설정 완료, 설정 미완료 및 설정 과정에서 오류 발생 중 적어도 하나의 상황 발생시 각 상황에 따라 미리 정해진 동작을 수행할 수 있다.
그리고 상기에서 조명 유닛 및 프로그램 스위치는, 상기 주소설정 유닛에 의해 변경 설정되는 제2 주소에 관한 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조명 장치의 일 예는, 지그비 통신 모듈을 구비한 조명 유닛, 지그비 통신 모듈을 구비하며 상기 조명 유닛을 제어하는 프로그램 스위치 및 지그비 통신 모듈을 구비하여 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 주소 설정을 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한 주소설정 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치는, 제1 주소로 상기 주소설정 유닛과 연결되어 제2 주소로 변경 설정되고, 상기 주소 설정 유닛은, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 인증 및 보안을 위한 보안 코드를 이용하여 상기 제2 주소로 변경 설정할 수 있다. 그리고 상기 조명 장치는, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치와, 주소설정 유닛 사이의 지그비 통신을 위한 게이트웨이를 더 포함할 수 있다.
상기에서, 제1 주소는, 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 디폴트(default)로 설정된 채널 및 PAN(Personal Area Network) 식별자(identifier)를 포함하고, 상기 주소 설정 이전에는 상기 모든 조명 유닛 및 프로그램 스위치에서 채널 및 PAN 식별자가 동일할 수 있다.
또한, 상기에서 주소설정 유닛은, 상기 제2 주소에 상기 보안 코드를 포함한 확장된 PAN 식별자 이외에 상기 변경 설정 이후 통신할 채널 및 변경 설정된 PAN 식별자를 더 포함하고, 상기 제2 주소에 주소가 변경 설정될 기기의 타입을 식별하는 디바이스 어드레스 정보를 더 포함하여 해당 타입 이외의 기기는 주소가 변경 설정되지 않도록 제어하며, 상기 제2 주소로 변경 설정을 위하여 상기 각 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 포트 개방 및 네트워크 초기화 명령을 전송하며, 상기 변경 주소로 설정될 조명 유닛의 존재 확인을 위하여 미리 정해진 소정 횟수로 온/오프하도록 제어 명령을 전송할 수 있다.
그리고 상기에서 조명 유닛은, 상기 제2 주소로 변경 설정 과정에서 설정 완료, 설정 미완료 및 설정 과정에서 오류 발생 중 적어도 하나의 상황 발생시 각 상황에 따라 미리 정해진 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기에서 조명 유닛 및 프로그램 스위치는, 상기 주소설정 유닛에 의해 변경 설정되는 제2 주소에 관한 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 조명 시스템의 일 예를 설명하기 위해 도시한 개념도이다. 여기서, 도 4a는 조명 시스템을, 그리고 도 4b는 상기 도 4(a)의 조명 시스템 내 각 구성요소 간의 관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명에 따라 조명 기기들에 고유의 주소를 설정하고, 주소가 설정된 각 조명 기기를 제어하는 조명 시스템의 일 예는, 복수의 발광부(41 내지 43, 51 내지 53), 상기 복수의 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)와 연결되어 통신하는 브릿지 디바이스(Bridge Device)(40,50) 및 상기 브릿지 디바이스(40,50)와 통신하는 게이트웨이(30)를 포함한다.
상기에서, 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)는, 브릿지 디바이스(40,50)로부터 제어 데이터와 주소 데이터를 입력받는 복수의 입력 라인들과, 연결제어수단에 의해 후단의 발광부와의 연결 상태가 연결 또는 해제되는 복수의 출력 라인들과, 상기 제어 데이터의 속성에 기초하여 상기 연결제어수단의 온/오프(on/off)를 제어하는 마이컴(Micom)을 포함하여 각 발광부에 고유의 주소를 자동으로 설정할 수 있다. 이때, 상기 연결제어수단은 예를 들어, 아날로그 스위치(analog switch)와 같은 스위치나 릴레이(relay) 등으로 구현될 수 있다.
이하에서는 도 4a 내지 4b를 참조하여, 본 발명에 따른 조명 시스템을 구성하는 각 구성요소와 그 기능들에 대해 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 조명 시스템은, 크게 관리부(management part), 제어부(control part) 및 디바이스부(device part)로 구분할 수 있다.
관리부는 감시반(80)을 포함하며, 웹 서버(Web server)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 감시반(80)은, 관리 소프트웨어(management software) 또는 상기 관리 소프트웨어에 의해 동작되는 하드웨어(hardware)일 수 있다. 상기 웹 서버는, 인터넷을 통해 사용자의 개인 PC와 연결될 수 있으며, 조명 기기에 대한 제어 입력을 수신하여 전달할 수 있다.
이러한 관리부는, 후술할 제어부 내 컨트롤러(controller)(20)와 TCP/IP(Transfer Control Protocol/Internet Protocol) 또는 SOAP/XML(Simple Object Access Protocol/Extensible Markup Language) 방식으로 연결될 수 있으며, 조명 기기에 대한 설정, 제어, 모니터링 및 정보 교환을 수행할 수 있다.
제어부는, 컨트롤러(20)와 게이트웨이(GateWay)(30)를 포함하며, 인터페이스(interface unit)(10)를 더 포함할 수 있다.
상기에서, 컨트롤러(20)는, 인터페이스(10) 및 게이트웨이(30)와 TCP/IP 방식으로 연결될 수 있으며, 게이트웨이(30)를 통해 디바이스부를 제어할 수 있다.
인터페이스(10)는, 제어 터치 패널(Control Touch Panel)를 제공할 수 있다.
디바이스부는, 주로 하이브리드 솔루션(hybrid solution) 형태로 구현된 디바이스를 포함하나, 레거시 솔루션(legacy solution)(미도시) 형태로 구현된 디바이스도 포함할 수 있다.
여기서, 하이브리드 솔루션이라 함은 예를 들어, 다양한 목적의 기기들이 조합되어 하나의 세트(set)를 구성한 솔루션을 말한다.
도 4a 내지 4b에 도시된 하이브리드 솔루션의 일 예는, 게이트웨이(30)와 연결된 브릿지 디바이스(40,50), 상기 브릿지 디바이스에 연결되는 복수의 발광부(41 내지 43, 51 내지 53), 프로그램 스위치(program switch)(60) 및 하나 또는 그 이상의 센서(sensor)(70)들의 조합으로 하나의 세트가 구성될 수 있다. 이때, 상기 하이브리드 솔루션은, 복수의 게이트웨이(30)를 포함하거나 하나의 게이트웨이(30)에 복수의 브릿지 디바이스(40,50)들이 연결된 경우를 포함할 수 있다.
레거시 솔루션은 도시되진 않았으나, 컨트롤러(20)와 3rd-파티 프로토콜(3rd-Party Protocol) 방식으로 연결되며, 망 제어 장치(Network Control Unit; NCU), 조명 접속 장치(Lighting Interface Unit; LIU), 중앙처리장치(Central Processing Unit; CPU), 전송 장치(Transmission Unit; TU), 릴레이(relay) 및 프로그램 스위치 등의 조합으로 구성될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 본 발명에 따른 조명 시스템을 빌딩(Building)(B)이나 공장과 같은 대형 건물에 구현하는 경우를 예로 하여 설명한다.
빌딩(B)이나 공장과 같은 대형 건물은, 적어도 하나 이상의 브릿지 디바이스(40, 50)와, 상기 각 브릿지 디바이스와 연결되고 통신 가능한 복수의 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)가 요구될 수 있다.
여기서, 각 브릿지 디바이스는, 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)의 온/오프(on/off), 디밍(dimming) 정도 등을 제어하기 위한 프로그램 스위치(program switch)(60) 및 조명 공간의 조도 등에 대한 감지를 위한 센서(sensor)(70) 등이 더 연결되어 서로 통신할 수 있다.
또한, 감시반(80)과 컨트롤러(20)는, 실시간으로 빌딩(B) 내 각 층 또는 특정 구역에 설치된 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)의 온/오프, 조도 등을 포함하는 각 상태 정보 또는 전력 사용량 등을 관리하여 불필요한 에너지의 사용처를 찾아서 그 낭비를 최소화하고, 건물의 설비관리 및 설비운전 보수관리, 건물 내부 환경의 유지와 그로 인해 소비되는 에너지, 물질을 관리할 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 조명(L)은 전술한 복수의 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)를 의미한다.
또한, 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)는, 발광 유닛(Light Emitting Device; LED)을 포함하며, 평판 타입(flat type) 또는 벌브 타입(bulb type)일 수 있다. 그리고 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)는, 상기 발광 유닛에 전원을 공급하며, 각 발광 유닛을 서로 연결/해제하는 수단을 포함한 통신 모듈(communication module)을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 통신 모듈을 예를 들어, 디밍 커넥터(dimming connector)라고 명명하여 기술한다.
감시반(80)은, 컨트롤러(20)에 실제 연결되어 있는 조명(L)에 대해 사용자가 설정하는 내용 즉, 설정 정보를 데이터베이스(database)에 저장하고, 컨트롤러(20)에 설정 정보를 전송한다.
감시반(80)은, 일반적으로 널리 알려진 HTTP((HyperText Transfer Protocol), HTTPS(Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol, 간이 전자 우편 전송 프로토콜) 등을 사용하여 XML 기반의 메시지를 네트워크 상에서 교환하는 형태의 프로토콜인 SOAP 또는 빌딩 자동화용 통신 프로토콜인 빌딩 자동화 제어 망(Building Automation and Control network; BACnet) 프로토콜로 컨트롤러(20)와 통신할 수 있다.
또한, 감시반(80)은, 컨트롤러(20)에 요청하여 저장되어 있는 조명(L) 설정 정보를 불러올 수 있으며, 컨트롤러(20)에 스케줄 제어 정보를 전송하고, 조명 기기에 대한 그룹 단위 또는 개별 단위 제어를 요청할 수 있고, 조명(L)을 모니터링(monitering) 할 수 있다. 이 경우 감시반(80)은 센서(70)에서 수집된 정보를 받아 상기와 같은 제어 동작을 수행하도록 제어할 수도 있다.
인터페이스(10)는, 조명(L)에 대한 제어 명령의 입력 또는 상기 조명(L)의 상태 정보의 표시를 담당하는 디스플레이 패널(display panel)을 포함할 수 있다.
인터페이스(10)는, 컨트롤러(20)와 통신하며, 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface; GUI)를 통해 사용자가 요청한 조명에 대한 그룹 단위 또는 개별 단위 제어 등을 위한 제어 명령을 컨트롤러(20)로 전송하고, 상기 컨트롤러(20)로부터 수행 결과(응답)를 수신하여 표시할 수 있다. 상기에서 그룹 단위라 함은, 복수의 조명을 포함하는 의미와 함께 층 단위 또는 건물 단위의 조명을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
컨트롤러(20)는, 외부 기기와 통신을 수행하며, 조명에 대한 제어 및 모니터링 과정을 수행할 수 있다. 상기에서 외부 기기라 함은 예를 들어, 감시반(80), 인터페이스(10) 및 게이트웨이(30) 중 적어도 하나 이상을 의미할 수 있다.
게이트웨이(30)는, 컨트롤러(20)와 통신하여 조명에 대한 그룹 단위 또는 개별 단위 제어를 위한 제어 명령을 전달받아 수행하고, 수행 결과를 컨트롤러(20)에 전달한다.
이러한 게이트웨이(30)는 예를 들어, 지그비(Zigbee) 게이트웨이일 수 있다.
브릿지 디바이스(40, 50)는, 게이트웨이(30) 및 복수의 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)와 통신 가능하게 연결되어 상기 게이트웨이(30)로부터 전달된 제어 명령을 해당 발광부에 전달한다. 또한, 브릿지 디바이스(40, 50)는, 각 발광부의 응답 또는 이벤트 정보를 상기 게이트웨이(30)로 전달할 수 있다.
각 브릿지 디바이스(40,50)는, 복수의 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)와 각각 통신 가능하게 연결되며, 최대 12개의 발광부(41 내지 43)와 통신 가능하게 연결될 수 있다.
상기에서, 브릿지 디바이스(40,50)와 게이트웨이(30)는 지그비로 연결될 수 있다. 또한, 각 브릿지 디바이스(40 또는 50)와 해당 발광부는 직렬 연결 방식인 RS-485로 연결될 수 있다. 즉, 상기 브릿지 디바이스(40,50)와 게이트웨이(30)의 연결 방식과 각 브릿지 디바이스(40 또는 50)와 해당 발광 유닛(41 내지 43 또는 51 내지 53) 연결 방식은 서로 상이할 수 있다. 또는, 상기 브릿지 디바이스(40,50)와 게이트웨이(30)의 연결 방식과 각 브릿지 디바이스(40 또는 50)와 해당 발광부의 연결 방식이 서로 동일할 수도 있다. 즉, 각 브릿지 디바이스(40 또는 50)와 해당 발광부 사이는 지그비로 연결될 수도 있다.
이러한 브릿지 디바이스(40,50)는 본 발명과 관련하여, 주소 데이터를 생성하고 이를 패킷 형태로 연결된 각 발광부에 전달하거나 전달받은 제어 데이터를 발광부로 다시 전달할 수 있다. 여기서, 필요한 경우, 브릿지 디바이스(40,50)는 전달된 제어 데이터를 재전달하기 위해 필요한 포맷으로 변경하고, 변경된 제어 데이터를 포함한 패킷을 생성하여 상기 발광부로 전달할 수도 있다. 또한, 상기에서 주소 데이터는 상기 브릿지 디바이스(40,50)이 아닌 컨트롤러(20) 등에서 생성되어 상기 브릿지 디바이스(40,50)를 통해 각 발광부로 전달될 수도 있다.
인터페이스(10)와 각 발광부(41 내지 43, 51 내지 53) 사이의 제어 명령 전송 과정을 간략하게 설명하면, 다음과 같다.
우선 인터페이스(10)를 통하여 입력된 제어 명령은, 컨트롤러(20), 게이트웨이(30) 및 해당 발광부(예를 들어, 41)과 통신 가능하게 연결된 브릿지 디바이스(예를 들어, 40)를 통하여 차례로 전송될 수 있다.
또한, 각 발광부(41 내지 43, 51 내지 53)와 관련된 응답 또는 이벤트 정보는, 해당 발광부(예를 들어, 41)과 통신 가능하게 연결된 브릿지 디바이스(예를 들어, 40), 게이트웨이(30), 컨트롤러(20) 및 인터페이스(10)로 차례로 전송될 수 있다.
상술한 도 4a 내지 4b의 구성 요소들은 본 발명의 기술 사상에 대한 이해를 돕고 출원인의 설명 편의를 위해 도시한 것으로 도시된 모든 구성 요소가 반드시 필수적인 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성이 제외되거나 추가된 조명 시스템이 구현될 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 조명 시스템의 컨트롤러(20)의 상세 구성 블록도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 컨트롤러(20)는, 마이컴(21), 연결 관리 모듈(22), 통신 모듈(23), SOAP 커넥션 매니저(24) 및 BACnet 커넥션 매니저(25)를 포함할 수 있다.
마이컴(21)은, 조명 제어 처리를 담당하는 모듈로서, 각각의 SOAP 커넥션 매니저(24), BACnet 커넥션 매니저(25) 등을 통해 인터페이스(10) 또는 감시반(80)으로부터 수신되는 조명 제어 요청을 통신 모듈(23)로 전달하여 요청된 조명에 대한 제어가 이루어지도록 한다. 또한, 마이컴(21)은, 상기 요청된 조명에 대한 제어에 따른 응답 또는 이벤트 정보를 연결 관리 모듈(22)을 통해서 인터페이스(10) 또는 감시반(80)으로 전달한다.
마이컴(21)은, 발광부(41 내지 43, 51 내지 53, 또는 조명 L), 스위치(60) 또는 센서(70)의 그룹 단위 제어, 개별 단위 제어, 패턴 제어, 스케줄 제어, 정/복전 제어, 조도 센서 연동 제어 등을 수행할 수 있다.
통신 모듈(23)은, 컨트롤러(20)와 게이트웨이(30)의 통신을 담당한다. 상기 통신 모듈(23)은, 마이컴(21)의 제어 요청을 발광부(41 내지 43, 51 내지 53, 또는 조명 L), 스위치(60) 또는 센서(70) 등이 인식할 수 있는 패킷(packet)으로 재구성(변환)하여 게이트웨이(30)에 전달한다. 통신 모듈(23)과 게이트웨이(30)는 예를 들어, TCP/IP로 정보를 송수신할 수 있다.
또한, 통신 모듈(23)은, 전달에 따른 응답 또는 이벤트 정보를 게이트웨이(30)로부터 수신하여 마이컴(21)에게 전달한다.
연결 관리 모듈(22), SOAP 커넥션 매니저(24) 및 BACnet 커넥션 매니저(25)는, 인터페이스(10)로부터 제어 요청을 수신하면, 수신된 제어 요청을 컨트롤러(20) 내부에서 인식할 수 있는 내부 언어로 변환하고 마이컴(21)으로 전달한다. 즉, 상기 연결 관리 모듈(22) 및 각 매니저(24, 25)는, 통신 가능하게 연결된 감시반(80) 또는 인터페이스(10)와의 해당 프로토콜을 해석 또는/및 변환할 수 있어야 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 조명 시스템의 구축 과정에서 주소 설정 과정에 대해 상세하게 기술한다.
도 6은 본 발명에 따른 조명 시스템 내 주소 설정 및 제어를 위한 관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 조명 시스템에서 주소를 설정하기 위해, 주소설정 유닛(610), 프로그램 스위치(620) 및 다수의 조명 유닛(631 내지 63N, N은 양의 정수)가 이용될 수 있다.
주소설정 유닛(610)은 본 발명에 따라 각 조명 유닛(631 내지 63N) 및 프로그램 스위치(620)에 주소를 설정한다. 이를 위해, 상기 주소설정 유닛(610)은 예를 들어, 주소 설정을 위한 설치 툴(Commissioning Tool)을 포함한다. 여기서, 상기 설치 툴은 예를 들어, 주소 설정을 위한 프로그램을 포함한 하드웨어 또는 소프트웨어일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 주소설정 유닛(610)은 예를 들어, GUI(Graphic User Interface)를 갖는 PDA, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 핸드헬드 디바이스(handheld device)나 PC와 같은 고정형 디바이스일 수 있다.
주소설정 유닛(610)은, 지그비 통신 모듈을 자체적으로 포함하거나 지그비 통신 모듈과 결합하여 프로그램 스위치의 통신 모듈(622)과 지그비 통신을 통해 주소가 설정되지 않았거나 주소 설정 이후 재설정이 필요한 프로그램 스위치의 주소를 설정한다.
또한, 주소설정 유닛(610)은, 지그비 통신 모듈을 구비한 각 조명 유닛과 개별적으로 지그비 통신을 통하여 전술한 바와 같이, 주소가 설정되지 않았거나 주소 설정 이후 재설정이 필요한 조명 유닛의 주소를 설정한다.
상기 주소 설정 과정에서 기본적으로 프로그램 스위치(620) 및 각 조명 유닛은, 최초 주소 설정이나 주소 재설정시 제1 주소 즉, 기본 채널 및 기본 PAN 식별자에 따라 상기 주소 설정 유닛(610)과 통신할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
이후 프로그램 스위치(620) 및 각 조명 유닛은 제1 주소로 주소설정 유닛(610)과 통신 연결된 후 변경 설정될 제2 주소를 수신하고, 수신된 제2 주소로 변경 설정된다. 프로그램 스위치(620) 및 각 조명 유닛은 상기 수신한 제2 주소를 메모리에 저장할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명 역시 후술한다.
프로그램 스위치(620)는, 지그비 통신을 위한 통신 모듈(622)와 각 조명 유닛을 제어하기 위한 제어 모듈(624)를 포함한다.
제어 모듈(624)은 예를 들어, 각 조명 유닛의 디밍 강도 제어, 온/오프 제어 등을 수행하도록 제어하는바, 이러한 제어를 위해 주소설정 유닛(610) 또는 컨트롤러(미도시)로부터 해당 프로그램 스위치(620)가 제어할 수 있는 범위 내 조명 유닛들에 대한 주소 정보를 수신하여 저장할 수도 있다.
또한, 제어 모듈(624)은 수신된 또는 저장된 주소 정보에 기초하여 각 조명 유닛에 대한 제어 신호를 컨트롤러 또는 주소설정 유닛(610)으로부터 수신하여 해당 조명 유닛이 상기 제어 신호에 따른 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
전술한 조명 유닛은 예를 들어, 발광 유닛, 센서 등이 포함될 수 있다.
상기한 과정에서 주소설정 유닛(610), 프로그램 스위치(620) 및 조명 유닛들(631 내지 63N) 사이에서 통신을 위하여 게이트웨이(미도시)가 이용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 주소설정 유닛은 설치 툴을 이용하여 설치용 채널 즉, 기본 채널과 기본 PAN 식별자(ID)로 상호 간 통신을 통해 설치하고자 하는 지그비 네트워크 정보를 입력하여 네트워크에 접속하려는 기기의 주소를 설정하고 이를 통한 빠른 설치와 체계적 주소 관리를 통해 빠르고 효과적인 통신 설치를 통하여 스마트한 무선 조명 시스템을 제어할 수 있다.
이는 무선 조명 제어 시스템은, MAC(Media Access Control) 및 지그비 네트워크 주소만을 이용하는 경우, 설정된 주소의 기기를 육안으로 찾기가 어렵고 많은 시간이 걸리기 때문이다. 또한, 해당 기기의 주소 관리가 불편하고 어려웠기 때문에, 대형 빌딩, 공장 등 여러 층간 설치시 주소 관리가 복잡하고 설정 당시 많은 시간을 할애하여야 하는 문제도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 지그비 네트워크 환경에서의 주소 설정 과정의 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명에 따라 지그비 네트워크 환경을 지원하는 조명 시스템 내 주소 설정을 위한 설치 툴을 포함한 마스터 기기와 복수 개의 슬레이브 기기들 사이에서 주소를 설정하는 방법의 일 예는, 상기 마스터 기기와 슬레이브 기기들 사이를 연결하여, 적어도 하나의 슬레이브 기기를 리셋(reset)하고, 리셋된 슬레이브 기기로부터 주소 설정 요청 메시지를 수신하면, 해당 슬레이브 기기의 주소 정보를 포함한 주소 패킷을 전송한다. 여기서, 상기 마스터 기기는 예를 들어, 주소 설정 유닛으로, 설치 툴을 포함한 제어 기기, 게이트웨이, 컨트롤러 등 중 적어도 어느 하나를 의미할 수 있으며, 상기 슬레이브 기기는 예를 들어, 발광 유닛, 센서, 프로그램 스위치 등 조명 기기를 의미한다.
따라서, 마스터 기기는 전송된 주소 패킷에 따라 주소가 설정된 각 슬레이브 기기를 그룹 단위 또는/및 개별 단위로 제어할 수 있다.
또한, 주소 패킷에는 예를 들어, 슬레이브 기기와 통신하기 위한 채널 정보, 슬레이브 기기가 속한 노드 식별자(identifier; ID), 슬레이브 기기의 PAN ID(PAN_ID), 및 슬레이브 기기의 보안, 인증을 위한 확장된 PAN ID(Ext_PAN_ID), 및 기기 식별 및 다른 기기에 대한 주소 할당 방지 등을 위한 기기 어드레스 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 특히, 상기 확장된 PAN ID(Ext_PAN_ID)는 외부 기기의 주소 할당 등을 통해 외부와의 연결을 방지하여 외부로부터의 해킹 등으로부터 조명 시스템을 방어할 수도 있고, 시스템의 오류 등을 미연에 방지하는 효과도 있다.
이러한 본 발명에 따른 주소 패킷은 예를 들어, 헤더 영역, 데이터 영역 및 테일 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 헤더 영역에는 해당 패킷의 식별 목적으로 이용된다. 다시 말해, 헤더 영역에는 해당 패킷이 주소 패킷임을 식별하는 식별자나 기타 값이 포함되어 전송될 수 있다. 또한, 상기 헤더 영역에는 기타 해당 주소 패킷의 길이나 데이터 양 등의 정보가 포함될 수 있다. 데이터 영역에는 주소 패킷 내 주소 정보가 전송된다. 여기서, 주소 정보라 함은 상술한, 채널 정보, 노드 식별자 정보, PAN 식별자 정보, 확장된 PAN 식별자 정보, 기기 어드레스 정보 등 중 적어도 하나 이상을 말한다. 테일 영역에는 해당 패킷의 종료를 지시하는 지시자와 함께 CRC와 같은 체크섬 데이터가 포함될 수 있다. 그 밖에 상기 패킷에는 기타 부가 정보들이 포함될 수 있다. 후술하는 제어 패킷도 전술한 패킷 형태와 유사한 형태를 가질 수 있다. 이 경우에는 예를 들어, 주소 정보(이 경우에는 설정된 주소 정보에 기초하여 해당 기기를 지시하기 위한 주소 정보)와 제어 명령 내용에 대한 식별자를 포함한 제어 명령 정보가 데이터 영역에 포함될 수 있다.
그리고 마스터 기기의 설치 툴은, 주소 설정 이전에는 주소 설정 등과 관련된 동작 및 절차 수행을 위하여 필요한 기본 채널 및 기본 PAN ID로 설정된다. 이러한 기본 채널 및 기본 PAN ID는 예를 들어, 해당 기기의 공장 출고시에 디폴트로 결정되어 입력된 값일 수 있다.
또한, 마스터 기기는, 주소 설정을 요청한 슬레이브 기기의 현재 네트워크 주소 정보에 기초하여 해당 슬레이브 기기로 상기 요청에 따른 응답 메시지와 해당 슬레이브 기기로부터 전송된 존재 확인 요청에 따른 응답 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 상기 현재 네트워크 주소 정보는, 마스터 기기로의 접근 채널 정보, 슬레이브 기기의 PAN ID 및 슬레이브 기기가 속한 노드의 네트워크 어드레스 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 존재 확인 응답 메시지는, 해당 슬레이브 기기의 존재 확인을 위해 온/오프 명령을 포함할 수 있다.
그리고 슬레이브 기기는, 주소 패킷의 수신 이후, 주소 설정의 완료 또는 미완료를 알리는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 슬레이브 기기는, 상기 주소 패킷에 포함된 주소 정보를 저장하는 메모리(memory)를 포함하고, 이후 상기 메모리에 저장된 주소 정보에 기초하여 개별 제어 패킷을 수신하여 동작할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 마스터 기기(710)에서 슬레이브 기기(730)로 주소를 설정하는 과정을 더욱 상세하게 설명한다.
마스터 기기(710)와 슬레이브 기기(730) 사이에는, 상기 마스터 기기(710)에 탈부착 가능하고, 지그비 네트워크 통신이 가능한 지그비 모듈, 또는 게이트웨이가 위치할 수 있다. 상기에서 만약 마스터 기기(710)와 슬레이브 기기(730) 사이에 게이트웨이(720)가 존재하면, 상기 지그비 모듈은 상기 마스터 기기(710)에 부착된 것으로 볼 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 주소 설정, 관리 및 제어 등과 관련된 각 구성 사이의 파라미터들(parameters)은 예를 들어, 패킷(packet) 형태로 송수신되는 것을 일 예로 하여 설명한다. 다만, 본 발명은 이러한 패킷 형태에 한정되는 것은 아니며, 관련 규격 또는 통신 환경에서 이용하거나 허용되는 다른 형태로 송수신될 수 있음은 자명하다.
JOIN TRY 패킷이 슬레이브 기기(730)에서 지그비 모듈/게이트웨이(720)를 거쳐 마스터 기기(710)로 전송된다(S701). 여기서, 상기 JOIN TRY 패킷은 예를 들어, 해당 슬레이브 기기에 대한 주소 설정을 요청하는 패킷으로, 상기 주소 설정 요청을 위해 해당 지그비 네트워크 환경에 조인(join)을 시도하는 것이다.
상기에서, 마스터 기기(710)는 조명 시스템에 포함될 조명 기기의 주소 설정 또는/및 관리를 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한다. 다시 말해, 본 발명에 따른 도 7의 과정은 마스터 기기에 포함된 설치 툴에 의해 제어될 수 있다. 상기 설치 툴은 예를 들어, 지그비 네트워크 환경에서 주소 설정 또는/및 관리 목적으로 프로그램된 소프트웨어(software)일 수 있다.
이러한 마스터 기기(710)의 설치 툴은 예를 들어, 주소 설정 및 관리를 위하여, 기본 채널과 기본 PAN ID로 설정 또는 포메이션(formation)되거나 그에 관련된 정보를 미리 저장하고 있을 수 있다.
다시 말하면, S701 단계에서 슬레이브 기기(730)는 주소 설정 요청을 위하여 기본 채널 및 기본 PAN ID로 변경하여 조인을 시도한 것이다.
S701 단계는 예를 들어, 슬레이브 기기(730)가 리셋(reset) 또는 새롭게 지그비 네트워크 환경에 새롭게 포함된 경우 즉, 추가나 변경에 수행될 수 있다. 상기 변경에는 예를 들어, 해당 슬레이브 기기가 제거되는 경우도 포함될 수 있다. 이 경우, 게이트웨이(720)는 이러한 내용을 업데이트(update)하여 자체 메모리 등에 저장하고, 컨트롤러로 전송할 수 있다. 왜냐하면, 슬레이브 기기(730)가 리셋되거나 지그비 네트워크 환경에 새롭게 포함된 경우에는, 상기 슬레이브 기기(730) 내에 메모리 정보도 리셋되기 때문이다. 이때, 상기 리셋되는 메모리 정보에는 예를 들어, 본 발명과 관련하여, 기 설정된 주소 정보가 저장되었을 수 있다. 따라서, 슬레이브 기기(730)는 리셋과 동시에 주소를 설정받지 못한 기기로서, 주소 설정을 요청하기 위하여 JOIN TRY 패킷을 전송하는 것이다.
지그비 모듈 또는 게이트웨이(720)에서 슬레이브 기기(730)로부터 JOIN TRY 패킷을 수신하면, 이를 마스터 기기(710)로 전송한다. 이때, 상기 지그비 모듈 또는 게이트웨이(720)는, 필요한 경우 수신된 패킷을 마스터 기기(710)에서 독출, 복호 또는 인식할 수 있도록 패킷의 형태나 내용을 수정 또는 변경할 수도 있다.
마스터 기기(710)의 설치 툴은, 슬레이브 기기(730)로부터 JOIN TRY 패킷이 수신되면, 해당 슬레이브 기기(730)의 주소 설정 여부를 판단한다. 마스터 기기(710)는 상기 판단 결과에 따라 수신된 JOIN TRY 패킷에 대응되는 패킷을 구성하여 지그비 모듈 또는 게이트웨이(720)를 통해 전송한다. 이 경우 마스터 기기(710)는 상기 대응되는 패킷으로 예를 들어, 해당 슬레이브 기기에 주소 설정이 필요하다고 판단되었으면 JOIN ENABLE 패킷을, 그렇지 않으면 JOIN UNABLE 패킷을 구성하여 전송한다.
슬레이브 기기(730)는 JOIN UNABLE 패킷이 전송되면, JOIN ENABLE 패킷이 수신될 때까지 JOIN TRY 패킷을 주기적 또는 비주기적으로 전송할 수 있다. 또는 상기 전송 횟수를 소정 횟수로 한정할 수도 있다. 이 경우 만약 소정 횟수 동안 JOIN ENABLE 패킷이 수신되지 않았으면, 다시 리셋하고 네트워크를 설정하는 등의 절차를 수행하거나 해당 슬레이브 기기는 고장난 것으로 판단할 수도 있다.
상술한 과정에서, 설치 툴은 JOIN ENABLE 패킷을 전송할 때까지 예를 들어, 지그비 모듈/게이트웨이(720)에서 기타 디바이스의 JOIN TRY 패킷을 수신하지 않도록 제어할 수 있다. 이때, 상술한 내용은 예를 들어, 특정 슬레이브 기기의 JOIN TRY 패킷 수신에 따른 최초 판단 이후에 JOIN UNABLE 패킷을 전송한 경우에는 다른 디바이스의 JOIN TRY 패킷을 수신할 수도 있다. 또한, 상기 기타 디바이스 또는 다른 디바이스는 예를 들어, 특정 PAN에 속한 다른 슬레이브 기기도 포함될 수 있다.
도 7에서는 마스터 기기(710)의 설치 툴은, 해당 슬레이브 기기의 주소 설정을 위하여 상기 슬레이브 기기의 네트워크 환경에 조인을 허락하는 JOIN ENABLE 패킷을 전송한다(S702).
S702 단계에서, 지그비 모듈/게이트웨이(720)는 마스터 기기(710)로부터 전송된 JOIN ENABLE 패킷을 수신하여 해당 슬레이브 기기(730)에서 식별할 수 있도록 JOIN ACCEPT 패킷으로 변경하여 전송한다(S703).
S703 단계에 따라, JOIN ACCEPT 패킷을 수신한 슬레이브 기기는, 자신의 존재를 마스터 기기(710)로 알리기 위하여, CLIENT NOTIFY 패킷을 구성하여 전송한다(S704).
지그비 모듈/게이트웨이(720)는 해당 슬레이브 기기로부터 수신한 CLIENT NOTIFY 패킷을 마스터 기기(710)가 인식할 수 있도록 수정 또는 변경하여 구성한 DEVICE NOTIFY 패킷을 마스터 기기(710)로 전송한다(S705).
마스터 기기(710)는 지그비 모듈/게이트웨이(720)로부터 DEVICE NOTIFY 패킷이 수신되면, 해당 슬레이브 기기를 마스터 기기(710)의 화면의 GUI에 표시한다. 그리고 GUI에 표시된 해당 슬레이브 기기에 대한 내용을 설치 툴에 알린다.
이후 마스터 기기의 설치 툴은 해당 슬레이브 기기에 주소를 설정하기에 앞서, 실질적으로 해당 슬레이브 기기의 확인 또는 인식을 위하여, 제1 제어 패킷을 전송한다(S706).
지그비 모듈/게이트웨이(720)는 S706 단계에서 마스터 기기(710)에서 전송된 제1 제어 패킷을 슬레이브 기기(730)에서 수신하고 인식할 수 있도록 필요한 수정 또는 변경을 가하여 전송한다(S707).
이때, 제1 제어 패킷은 예를 들어, 해당 슬레이브 기기를 확인 또는 인식의 목적인바, 기기의 특성에 따라 발광 유닛이 깜박이도록 하는 제어 명령을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제어 명령은, 상기 발광 유닛이 깜박이는 것에 한정되지 않고, 색상이나 디밍의 정도 등도 제어할 수 있다. 또한, 깜박이는 주기, 색상의 종류, 디밍의 정도에 대한 보다 구체적인 정보를 포함할 수도 있다. 또는 특정 하나의 명령만이 아니라 상술한 내용들이 조합된 명령일 수도 있다. 또는, 상기 제1 제어 패킷에 대응하여 상기와 같은 동작 이외에도 대응 패킷을 슬레이브 기기에서 전송할 수도 있다.
이렇게 S707 단계를 통하여, 마스터 기기(710)의 제어 명령에 따라 해당 슬레이브 기기가 동작되면, 상기 마스터 기기는 슬레이브 기기를 인식하고 주소 설정을 시작한다.
주소를 설정하기 위하여, 마스터 기기(710)는 NWK-SETUP-REQ 패킷을 지그비 모듈/게이트웨이(720)로 전송(S708)하고, 지그비 모듈/게이트웨이(720)는 이를 해당 슬레이브 기기로 전송한다(S709).
다시 말해, 마스터 기기(710)는 확인된 디바이스 즉, 해당 슬레이브 기기로 설치용 지그비 네트워크 정보가 아닌 실제 설치될 지그비 네트워크 정보를 전송한다.
여기서, 본 발명에서는 NWK-SETUP-REQ 패킷에 포함되는 실제 설치된 지그비 네트워크 정보는 예를 들어, 해당 슬레이브 기기와 통신하기 위한 채널 정보, 해당 슬레이브 기기가 속한 노드 ID, 해당 슬레이브 기기의 PAN ID, 및 해당 슬레이브 기기의 보안 인증을 위한 확장된 PAN ID, 기기 식별을 위한 기기 어드레스 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
슬레이브 기기(730)는 NWK-SETUP-REQ 패킷에 포함된 정보에 기초하여 채널, PAN_ID 및 EXT_PAN_ID로 자신의 정보를 전환 설정하고, 자체 구비된 기억 메모리에 저장해둔 노드 ID(예를 들어, 제품 주소)로 주소를 변경한다. 또한, 상기 슬레이브 기기(730)는 상기 NWK-SETUP-REQ 패킷에 포함된 정보들을 메모리에 저장할 수 있다.
상기한 과정을 수행한 후, 슬레이브 기기(730)는 NWK-SETUP-REQ 패킷에 대응하여, 자신의 주소 설정이 완료되었음을 알리기 위하여, NWK-SETUP-RSP 패킷을 구성하여 지그비 모듈/게이트웨이(720)로 전송(S710)하고, 지그비 모듈/게이트웨이(720)는 수신된 NWK-SETUP-RSP 패킷을 마스터 기기(710)로 전송한다(S711).
변경 설정을 완료한 해당 슬레이브 기기는, 지그비 네트워크 정보 설정이 완료되었다는 패킷을 설치 툴에게 전송한다. 이때, 해당 슬레이브 기기는, 설정 완료 알림 조명을 깜빡일 수 있다. 그러나, 만약 설정 완료가 되지 않으면 해당 슬레이브 기기에서 설정 미완료 알림 조명을 깜빡일 수 있다. 이 경우, 초당 블링크(blink) 횟수를 설정완료 알림 조명 블링크 횟수와 다르게 하여 나타낼 수 있다.
상술한 S711 단계를 통해, 마스터 기기와 하나의 슬레이브 기기 사이의 주소 설정이 완료된다.
마스터 기기는 상술한 과정을 이용하여 모든 슬레이브 기기에 대해 주소를 설정하고 이후 관리할 수 있다.
또한, 상기에서 마스터 기기(710)는 S708 단계에서 NWK-SETUP-REQ 패킷 전송 이후에 해당 슬레이브 기기(730)로부터 NWK-SETUP-RSP 패킷이 수신되기 전까지 계속하여 대기하고 다른 기기에 대한 주소 설정 과정을 수행하지 않을 수도 있다.
그리고 마스터 기기(710)는 만약 S708 단계에서 NWK-SETUP-REQ 패킷 전송 이후에 해당 슬레이브 기기(730)로부터 NWK-SETUP-RSP 패킷이 소정 시간 동안 수신되지 않으면, 재차 NWK-SETUP-REQ 패킷 또는 별도의 NWK-SETUP-RSP 패킷 요청 패킷을 구성하여 전송할 수 있다. 상기에서 재차 전송되는 NWK-SETUP-REQ 패킷은 예를 들어, 이전 주소 정보와 전혀 다른 주소 정보를 포함할 수도 있다.
마스터 기기(710)는 해당 슬레이브 기기로부터 소정 횟수 동안 계속하여 전송된 NWK-SETUP-REQ 패킷에 대응된 NWK-SETUP-RSP 패킷이 수신되지 않으면, 이전 과정을 모두 리셋(reset)시킬 수 있다.
이 경우 마스터 기기(710)는 예를 들어, 다시 절차를 진행하도록 JOIN TRY 패킷 전송을 요청할 수도 있다. 또한, 이 과정에서 다른 기기로부터 JOIN TRY 패킷이 전송되어 중복되는 경우에는, 둘 중 하나의 슬레이브 기기로부터 전송된 JOIN TRY 패킷을 선택할 수 있다. 다만, 상기한 경우에 이전 슬레이브 기기에 우선 순위를 줄 수 있다.
또한, 상기한 NWK-SETUP-REQ 패킷에는 EXT_PAN_ID를 기존 목적 이외에 지그비 네트워크를 지원하는 조명 시스템 내 전혀 별개의 슬레이브 기기의 접근 및 주소 설정을 방지하는 보안성 또는 안전성(security) 확보의 효과를 가질 수 있다. 즉, 마스터 기기에서 각 슬레이브 기기마다 설정된 EXT_PAN_ID에 대응되는 EXT_PAN_ID를 전송함으로써, 상기 두 EXT_PAN_ID가 일치하지 않는 슬레이브 기기는 시큐리티를 보장할 수 없는 것으로 판단하고, 주소 설정 또는 접근을 방지할 수도 있다.
이러한 과정을 통해, 외부인 등을 통한 조명 시스템의 제어를 미연에 방지하고, 조명 기기들의 오동작을 방지할 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 슬레이브 기기 개별 제어 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8을 참조할 때, S801 단계는 예를 들어, 전술한 도 7의 S711 단계 이후를 설명하는 것이다.
즉, 상술한 S711 단계를 통해, 해당 슬레이브 기기의 NWK-SETUP-RSP 패킷을 수신하면, 마스터 기기(820)는 해당 슬레이브 기기의 설치, 주소 설정 등이 완료된 것으로 간주하고, 이에 대한 정보를 컨트롤러(810)로 전송한다(S801).
이는 상기와 같은 주소 설정 및 관리 이후에 개별 슬레이브 기기에 대한 제어를 위해 해당 주소 정보 등을 알고 있어야만 하기 때문이다.
컨트롤러(810)는 S801 단계를 통해 주소가 설정된 슬레이브 기기(840)에 대한 정보를 저장하고, 각 슬레이브 기기들에 대한 개별 제어를 위해 패킷을 구성하여 게이트웨이(830)로 전송하고, 게이트웨이(830)는 컨트롤러(810)로부터 수신된 제2 제어 패킷으로부터 목적된 슬레이브 기기를 식별한다.
이후 게이트웨이(830)는 식별된 슬레이브 기기(840)로 제2 제어 패킷을 필요한 가공을 하여 전송한다(S803).
S803 단계를 통해 제어 명령을 수신한 슬레이브 기기(840)는 상기 제어 명령을 파싱하고, 파싱된 제어 명령에 대응되는 동작을 수행한다.
이 과정에서 슬레이브 기기(840)는, 상기 제2 제어 패킷에 대응되는 응답 패킷을 전송할 수도 있다(S804).
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 시스템에서 조명 기기에 대한 주소 설정, 관리 및 제어 과정에 대해 설명하였다. 이하에서는 전술한 내용에 대한 이해를 돕기 위해, 설치 관련 사용 시나리오를 예시하여 본 발명에 따른 방법을 더욱 이해하기 쉽게 설명하고자 한다.
특히, 이하 본 명세서의 사용 시나리오는, 슬레이브 기기의 하나인 프로그램 스위치(program switch)를 예시하여 그 설치 과정에 대해 설명한다.
프로그램 스위치 설정 과정은, 지그비 스위치 설정, 지그비 네트워크 설정, 및 스위치 동기 설정 과정으로 순차적으로 설명한다. 또한, 상기한 과정과 다르게 퀵 스타트(quich start) 설정 과정에 대해서도 개별 기술한다.
도 9는 본 발명에 따라 조명 설치 관리 화면의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9의 조명 설치 관리 화면은 예를 들어, 설치 수단에 설치 및 설정되어 있는 시리얼 포트 번호(serial port number), 통신 속도 정보를 읽어 화면에 표시하는 화면 구성을 예시한 것이다. 상기 설치 수단은 전술한 바와 같이, 설치 툴과 윈도우(window)와 같은 OS를 포함한 PDA 또는 스마트 폰 등일 수 있다.
도 9의 조명 설치 관리 화면에는 조명 설치 관리 구성(910), 시리얼 컴 포트 구성(920), 컴 포트 리프레쉬 구성(930), 컴 포트 보드 레이트(comport baud rate) 구성(940) 및 컴 포트 열기/닫기 구성(950, 960)이 예시되었다.
시리얼 컴포트 구성(920)은 연결된 시리얼 컴 포트(예를 들어, COM4)을 표시한다.
컴 포트 보드 레이트 구성(940)은 해당 시리얼 포트의 속도를 표시한다.
예를 들어, 사용자에 의해 시리얼 컴포트와 컴포트 보드 레이트를 선택 가능하고, 도 9에서는 예를 들어, 사용자가 시리얼 컴포트로 COM4를 그리고 컴포트 보드 레이트로 38400을 선택한 것을 예시하였다. 상기 38400은 예를 들어, 기본 값(default)일 수도 있다.
사용자에 의해 포트 열기(Test) 구성(950)이 선택되면, 설치 수단은 미리 설정된 포트 번호로 시리얼 포트를 오픈(open)한다. 이때, 만약 상기 포트 열기가 정상적으로 수행되면, 도 9의 화면상에 포트 열기 완료(초기화) UI가 제공되고, 사용자의 선택 등에 의해 조명 설치 관리 구성(910)이 활성화된다. 상기에서 포트 열기가 정상적으로 수행되면, 내부적으로 네트워크 초기화 명령이 전송된다.
다만, 상기에서 만약 포트 열기가 정상적으로 수행되지 않은 경우에는, 지그비 모듈이 정상적으로 연결되었는지 확인한다. 또는 도 9의 조명 설치 관리 화면의 우측 상단과 같이 종료 버튼을 이용하여 프로그램을 종료시키고 다시 상기 프로그램을 재시작(restart)하여 포트 정보를 재설정하고 포트 열기를 수행할 수도 있다.
조명 설치 관리 구성(910)은, 포트 열기(Test) 구성(950)의 실행에 의해 활성화되어 조명 설치 관리 기능을 제어한다.
포트 닫기 구성(960)이 선택되면, 조명 설치 관리 구성(910)은 비활성화된다.
리프레쉬 구성(930)은 예를 들어, 시리얼 컴포트를 다시 찾도록 한다.
도 10은 본 발명에 따른 조명 설치 관리 화면의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10의 조명 설치 관리 화면의 다른 예시는 예를 들어, 도 7에서 활성화된 조명 설치 관리 구성(910)을 선택하는 경우에 제공될 수 있다. 이는 설치하고자 하는 프로그램 스위치를 설치 툴에 조인(Join)시키기 위한 내용을 도시한다.
도 10의 화면 구성들에 대해 설명하면 다음과 같다.
Join 구성(1010)은 Join Enable을 내부적으로 전송한다.
Join Enable 구성(1020)은 초기화된 장비를 검색하며, 이후 검색되는 디바이스의 개수를 괄호 등으로 표시한다. 예를 들어, Join Enable(3)의 경우 검색된 디바이스가 3개임을 표시할 수 있다.
Clear 구성(1030)은 설치 툴의 화면에 나타난 모든 스위치의 아이콘을 제거한다. 예를 들어, 스위치 탭에서 스위치 아이콘이 생성되는 것은 설치하고자 하는 스위치 장비가 설치 툴에 Join된 것을 의미하며, 지그비 주소가 아이콘의 아래에 나타난다. 상기에서 지그비 주소는 예를 들어, 2바이트로 0xXXXX와 같이 정의될 수 있다.
Set 구성(1040)은 설치 툴의 네트워크를 설정하기 위한 구성이다. 예를 들어, 커미셔닝 모드(commissioning mode)에서는 공장 초기화 값에서 변동되지 않으므로 현재 단계에서는 설정되지 않을 수 있다.
도 11 내지 13은 본 발명에 따라 지그비 스위치 설정 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
여기서, 도 11은 스위치 검색 화면을, 도 12는 스위치 검색 결과 화면을, 그리고 도 13은 스위치 네트워크 설정을 위한 화면을 도시한 것이다.
도 11 내지 13은, Join Enable로 검색된 목록에서 선택한 장비에 대한 명령 전송을 위한 설정 단계를 의미할 수 있다. 상기 도 13의 경우에는 Network Setting을 누름으로써 수동 설정이 가능하게 된다.
특히, 도 13에서, Join Enable은 해당 장비로 Join Enable를 전송한다. 여기서, Join Enable은 예를 들어, 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송될 수 있다.
Network Setting은 두 가지 종류가 있는데, 하나는 자동으로 스위치의 네트워크 설정을 수행하는 경우이고, 다른 하나는 수동으로 스위치의 네트워크 설정을 수행하는 경우이다.
PS ZigBee Member Setting은 예를 들어, 스위치 탭에서 비활성화되고, On/Off는 설치할 스위치의 발광 유닛을 깜빡이도록 제어할 수 있다. 또한, Update는 스위치 탭에서 비활성화될 수 있으며, Leave는 Leave 명령을 전송할 수 있다. 상기 Leave 명령에 따라 설치 툴에 조인(Join)되어 Join Enable로 검색되었던 목록은 함께 삭제될 수 있다.
또한, 설치 중인 스위치의 확인은, 여러 개의 스위치 아이콘 중에서 하나의 스위치 아이콘을 선택하여 온/오프를 누르면, 해당 발광 유닛은 소정 횟수를 깜빡이게 되고, 이를 통해 해당 스위치를 인식할 수 있다.
도 14 내지 16은 도 11 내지 13의 보다 상세 설정을 위한 화면을 도시한 도면이다.
도 14 내지 16은 예를 들어, 도 13에서 사용자가 Network Setting 구성을 선택한 경우에 실행되는 화면일 수 있다.
이하 도 14 내지 16을 참조하여, 본 발명에 따른 Network Setting 과정을 더욱 상세하게 설명한다.
도 13에서 사용자가 만약 Network Setting 항목을 선택한 경우, 도 14와 같은 프로그램 스위치 동기 리스트 설정 화면이 제공된다.
여기서, 도 14의 프로그램 스위치 동기 리스트 설정 화면에서, 예를 들어, Sync-List/층 정보 설정 항목을 선택하면, 도 15와 같은 UI가 추가로 제공된다. 이때, 도 15는 예를 들어, 도 14에서 동기화할 스위치 목록이 없는 경우이다.
도 15와 같이 추가로 제공된 UI로부터 사용자가 만약 Yes를 선택하면, 도 16과 같은 설정 완료 화면 UI가 제공될 수 있다. 이때, 사용자는 원하는 층 정보를 입력할 수 있다.
특히, 도 17 내지 21은 도 16에서 층 정보 설정이 완료 이후에 제공되는 해당 층의 스위치 버튼 설정 화면을 도시한 도면이다.
도 17에서는 그룹화할 각 회로의 번호를 선택한다.
도 18 내지 19는 예를 들어, 리스트 항목에 제공된 각 회로에서 그룹화할 멤버를 선택 또는 삭제 등을 하는 경우를 설명한다.
이 과정에서 아래와 같은 항목들이 이용될 수 있다.
ADD 항목은 아래 리스트 박스에서 번호를 선택하여 현재 설치하려는 스위치와의 동기를 맞춘다.
Remove 항목은 리스트 박스 내 리스트들을 제거하여 동기화 작업을 취소한다.
층 정보 항목은, 현재 설치하려는 스위치의 층 정보를 리스트 박스에서 선택한다.
SYNC-List/층 정보 설정 항목은 동기화 작업이 종료되면, 해당 항목 선택으로 프로그램 스위치에 대한 네트워크 동기 정보 입력을 종료시키고, 다음 단계인 그룹 설정 단계를 제공한다.
최종적으로 회로별 그룹 설정 항목을 선택하면, 미리 선택된 회로들이 하나의 그룹으로 설정된다. 도 20에서는 그룹 설정 성공에 따른 설정 완료를 도 21에서는 그룹 설정 실패에 따른 설정 실패의 UI를 도시한 것이다.
도 21에서 실패의 원인은 예를 들어, 각 회로의 모듈에서 응답이 없어서 회로 초기화 전송에 실패로 인한 것일 수 있다.
다음으로, 지그비 네트워크 설정 과정에 대해 기술한다.
도 22 내지 26은 본 발명에 따라 지그비 네트워크 설정을 위한 화면의 일 예를 도시한 도면이다.
도 22를 참조하면, 본 발명에 따라 지그비 네트워크 설정을 위해서는 아래와 같은 항목에 대한 입력이 요구된다.
각 항목에 대해 설명하면, 다음과 같다.
Channel 항목은 이용 가능한 소정 범위의 채널 정보 중 특정 채널을 선택한다. 예를 들어, 도 22에서는 OxOB 내지 OX1A 범위에서 Ox1A 채널이 선택된 경우를 도시하였다.
PAN ID 항목은 지그비 네트워크를 설정하고 싶은 해당 PAN을 구분하는 ID를 입력하기 위한 것으로 예를 들어, 도 22에서는 0x0000 내지 0xFFFF의 범위를 가진 PAN ID 중 특정 PAN ID를 입력받을 수 있다.
Extended PAN ID 항목은 보안(security)을 위해 미리 설정된 값을 입력받을 수 있다.
Device Address 항목은 원하는 기기의 주소를 입력받는다.
이렇게 입력함으로써 설정된 값 이외의 채널 및 PAN ID로 설정된 기타 다른 지그비 기기가 조인(Join)되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 도 22의 각 항목과 관련된 정의는 전술한 각 채널, PAN ID, Extended PAN ID의 정의 내용을 참고한다.
이후 프로그램 스위치의 지그비 네트워크를 설정한다. 우선 네트워크/주소설정 버튼을 선택하고, 도 23과 같은 팝-업(pop-up) 창이 제공된다. 여기서, 설정 즉, 예(Yes)를 선택하면, 도 24와 같이 네트워크 설정 완료 팝-업이 제공되고, 이렇게 함으로써 도 25와 같이 네트워크 설정 완료 전의 화면이 도 26과 같은 화면으로 변경된다.
이때, 지그비 네트워크 설정의 성공한 경우, 스위치는 예를 들어, 한 번 깜빡임으로 설정 성공을 알릴 수 있으며, 설치 툴에서는 도 26과 같이 설정 및 등록이 완료된 스위치의 아이콘이 사라진다.
반대로 설정에 실패한 경우에는, 상기 스위치는 4번 깜빡이고 각 깜빡임은 7초 간격으로 이루어질 수 있다. 또한, 설치 툴에서는 "네트워크 설정 실패"라는 팝-업이 제공되고, 상기 아이콘이 여전히 존재하게 된다.
상기에서 스위치의 확인 방법으로 깜빡임의 횟수나 간격 등은 약속을 통하여 다른 방식으로 설정될 수도 있다. 후자의 경우에는 미등록된 스위치의 아이콘을 재선택함으로써 전술한 과정을 해당 스위치에 대해 재시도할 수도 있다.
도 27 내지 30은 본 발명에 따른 스위치 동기화 설정 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 27 내지 30은 도 26에서 set 항목을 선택하여 동기화하고자 하는 스위치들을 선택하여 동기화 정보를 전송함으로써 이루어진다.
이하 도 27 내지 30을 참조하여, 동기화 설정 과정에 대해 기술하면, 다음과 같다.
도 27에서 이전에 Join Enable 항목에서 Search 항목으로 변환되었음을 알 수 있다. 상기 Search 항목을 선택하면, 도 23 내지 26에서 설정된 네트워크 주소 값의 스위치의 주소로 검색을 한다.
이후 동기화를 할 스위치를 선택하고 Sync 항목을 선택하면, 도 28과 같은 팝-업이 제공된다.
도 28에 제공된 팝-업으로부터 예(Yes)를 선택하면, 선택한 스위치들이 동기 전송 메시지를 잘 전달받은 경우, 도 29와 같은 동기 전송 완료 팝-업이 제공되고, 반대인 경우, 도 30과 같은 동기 전송 실패 팝-업이 제공된다.
도 30과 같은 경우는 적어도 하나의 스위치가 슬립 모드(sleep mode)이거나 배터리 등의 문제로 제대로 전송하지 못한 경우로 도 30에는 동기 전송 실패를 의미하는 모듈 응답 없음 메시지를 포함한 팝-업이 제공되고, 응답이 없는 모듈에 대한 정보(주소)도 제공 가능하다.
마지막으로, 도 31 내지 39는 본 발명에 따른 빠른 시작(quick start) 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 31 내지 42는 빠른 설정을 위한 순차적으로 수행되는 과정을 설명하기 위한 화면들이다.
다만, 이 경우 프로그램 스위치와 관련하여, 해당 스위치가 단순 온/오프 스위치인 경우에는 도 41에서 종료되고, 디밍 스위치인 경우에는 도 42까지 수행하여야 한다.
또한, 조명 확인 방법으로 인디케이터의 표시는 온/오프 스위치의 경우에는 온/오프가 토글(toggle)될 수 있으며, 디밍 스위치의 경우에는 발광 유닛 전체가 깜빡일 수 있다.
또한, 각 프로그램의 스위치 리셋 방법으로는, 각 회로에는 특정 버튼들을 소정 시간 이상 동시에 누름으로써 리셋될 수 있고, 3-디밍의 경우에는 디밍 다운 버튼과 디밍 업 버튼을 동시에 소정 시간 누름으로써 리셋될 수 있다. 또한, 공자 초기화 상태의 경우에는 예를 들어, 100ms 단위로 30회 정도 토글이 이루어지는지 확인하여 알 수 있다.
이하 도 31 내지 42를 참조하여 빠른 시작 과정의 순차로 설명한다.
도 31에 도시된 화면을 참조하면, 사용자는 설치 툴에서 Join-Enable 항목을 클릭함으로써 설치하려는 스위치를 검색한다.
도 32에 도시된 화면을 참조하면, 사용자는 설치 툴 화면에서 검색된 스위치 아이콘이 생성되는지 확인한다. 이때, 스위치가 깜빡이는지 확인한다. 예를 들어, 계속 깜빡이면 해당 스위치가 아직 설치 툴에 Join되지 않았다는 의미이며, 이 경우 스위치 탭에서 나타나지 않는다.
도 33에 도시된 화면을 참조하면, 설치 툴에서 스위치 아이콘을 누르고 온/오프를 눌러서 여러 개의 스위치 중에서 설치 중인 스위치를 찾는다. 이 중 스위치가 빠르게 7회 점멸하는 것을 설치하려는 스위치로 인식할 수 있다.
다음으로, 도 34에 도시된 화면에서 네트워크 설정 항목을 선택한 후, 도 35에 도시된 화면에서 SYNC-List/층 정보 설정 항목을 선택한다. 여기서, 설정 완료 즉, 층 정보 완료 메시지가 나타나며 스위치의 회로 구성을 할 수 있는 프로그램 스위치 버튼 설정 모드로 전환된다.
도 36 및 37에 도시된 회로 구성으로부터 스위치의 각 버튼과 그룹 간의 정보를 입력하여 회로별 그룹 설정 항목을 선택한다. 전송 완료 즉, 그룹 설정 오나료 메시지가 나오도록 설정하면, 네트워크 설정 즉, 지그비 스위치 화면으로 전환된다.
도 38에 도시된 회로 구성으로부터 그룹 설정 즉, 지그비 네트워크 설정을 수행한다.
설치 툴에서 지그비 설정 값을 설정한다. 이 경우 입력되는 정보가 전술한 바와 같이, Channel 정보, PAN ID 정보, Ext. PAN ID 정보 및 디바이스 주소 정보가 입력될 수 있다.
상기와 같이 설치 툴에서 지그비 설정 값을 입력한 후 네트워크/주소 설정 항목을 선택한다.
도 39에서 동기화를 설정한다. 즉, 동기를 맞추려는 스위치를 선택한 후 동기화 항목을 선택한다. 동기화 전송 완료 메시지가 제공되면 설정을 종료한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지그비 네트워크 환경을 지원하는 조명 시스템 내 각 조명 기기에 중복되지 않고 간편하게 주소를 설정 또는 설정할 수 있고, 이렇게 주소가 설정된 조명 기기(들)을 그룹 단위로 또는 개별 단위로 제어하는 조명 시스템을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따를 경우, 주소 설정 과정에서 조명 시스템 내 각 조명 기기의 보안성 또는 안정성을 보장할 수도 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 인터페이스 20: 컨트롤러
21: 마이컴 22: 연결 관리 모듈
23: 통신 모듈 26, 27: 메모리부
30: 게이트웨이 40, 50: 브릿지 디바이스
41 내지 43, 51 내지 53: 발광 유닛
60: 스위치 70: 센서
L: 조명 B: 빌딩
710: 마스터 기기 720: 지그비 모듈/게이트웨이
730: 슬레이브 기기 810: 컨트롤러

Claims (20)

  1. 지그비 통신 모듈을 구비한 조명 유닛;
    지그비 통신 모듈을 구비하며 상기 조명 유닛을 제어하는 프로그램 스위치; 및
    지그비 통신 모듈을 구비하여 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 주소 할당을 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한 주소 설정 유닛;을 포함하되,
    상기에서 주소 설정 유닛은, 기본 주소로 접속하여 주소 할당을 요청한 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 대해 상기 요청된 주소 할당 가능 여부 판단을 위한 보안 코드를 이용하여 특정 주소를 할당하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치와, 주소 설정 유닛 사이의 지그비 통신을 위한 게이트웨이;를 더 포함하는 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기본 주소는,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 디폴트(default)로 설정된 채널 및 PAN(Personal Area Network) 식별자(identifier)를 포함하는 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기본 주소는,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에서 상기 특정 주소 할당 이전까지 채널 및 PAN 식별자가 동일한 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    상기 보안 코드를 포함한 확장된 PAN 식별자 이외에 상기 특정 주소 할당 이후 통신할 채널 및 PAN 식별자를 상기 특정 주소에 더 포함하는 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    주소가 할당될 기기의 타입을 식별하는 디바이스 어드레스 정보를 상기 특정 주소에 더 포함하여 해당 타입 이외의 기기는 상기 특정 주소가 할당되지 않도록 제어하는 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    상기 특정 주소를 할당하기 위하여 상기 각 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 포트 개방 및 네트워크 초기화 명령을 전송하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    상기 특정 주소로 설정될 조명 유닛의 존재 확인을 위하여 미리 정해진 소정 횟수로 온/오프하도록 제어 명령을 전송하는 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조명 유닛은,
    상기 특정 주소를 할당받는 과정에서 설정 완료, 설정 미완료 및 설정 과정에서 오류 발생 중 적어도 하나의 상황 발생시 각 상황에 따라 미리 정해진 동작을 수행하는 조명 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치는,
    상기 주소 설정 유닛에 의해 할당되는 특정 주소에 관한 정보를 저장하는 메모리;를 포함하는 조명 장치.
  11. 지그비 통신 모듈을 구비한 조명 유닛;
    지그비 통신 모듈을 구비하며 상기 조명 유닛을 제어하는 프로그램 스위치;
    지그비 통신 모듈을 구비하여 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 주소 할당을 위한 설치 툴(commissioning tool)을 포함한 주소 설정 유닛; 및
    상기 주소 설정 유닛으로부터 상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 주소 정보를 수신하여, 수신된 주소 정보에 기초하여 조명 유닛 또는/및 프로그램 스위치를 제어하는 컨트롤러;를 포함하되,
    상기에서 주소 설정 유닛은, 기본 주소로 접속하여 주소 할당을 요청한 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 대해 상기 요청된 주소 할당 가능 여부 판단을 위한 보안 코드를 이용하여 특정 주소를 할당하는 조명 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치와, 주소 설정 유닛 사이의 지그비 통신을 위한 게이트웨이;를 더 포함하는 조명 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기본 주소는,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에 디폴트(default)로 설정된 채널 및 PAN(Personal Area Network) 식별자(identifier)를 포함하는 조명 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기본 주소는,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치에서 상기 특정 주소 할당 이전까지 채널 및 PAN 식별자가 동일한 조명 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    상기 보안 코드를 포함한 확장된 PAN 식별자 이외에 상기 특정 주소 할당 이후 통신할 채널 및 PAN 식별자를 상기 특정 주소에 더 포함하는 조명 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    주소가 할당될 기기의 타입을 식별하는 디바이스 어드레스 정보를 상기 특정 주소에 더 포함하여 해당 타입 이외의 기기는 상기 특정 주소가 할당되지 않도록 제어하는 조명 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    상기 특정 주소를 할당하기 위하여 상기 각 조명 유닛 및 프로그램 스위치의 포트 개방 및 네트워크 초기화 명령을 전송하는 조명 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 주소 설정 유닛은,
    상기 특정 주소로 설정될 조명 유닛의 존재 확인을 위하여 미리 정해진 소정 횟수로 온/오프하도록 제어 명령을 전송하는 조명 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 조명 유닛은,
    상기 특정 주소를 할당받는 과정에서 설정 완료, 설정 미완료 및 설정 과정에서 오류 발생 중 적어도 하나의 상황 발생시 각 상황에 따라 미리 정해진 동작을 수행하는 조명 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 조명 유닛 및 프로그램 스위치는,
    상기 주소 설정 유닛에 의해 할당되는 특정 주소에 관한 정보를 저장하는 메모리;를 포함하는 조명 시스템.
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