KR101919472B1 - Internet of things wireless communication device based long range - Google Patents

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KR101919472B1 KR1020170084760A KR20170084760A KR101919472B1 KR 101919472 B1 KR101919472 B1 KR 101919472B1 KR 1020170084760 A KR1020170084760 A KR 1020170084760A KR 20170084760 A KR20170084760 A KR 20170084760A KR 101919472 B1 KR101919472 B1 KR 101919472B1
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Abstract

The present invention relates to an IoT wireless communication device based on LoRa. A technical problem to be solved is to provide a stable data communication service between a plurality of or various kinds of sensors and a single server using a low power wireless LoRa communication network. According to an embodiment, the IoT wireless communication device includes: a data communication unit connected to the server via the LoRa communication network; a microcontroller unit which controls the activation state of the sensor terminal according to a predetermined time, receives terminal unique information and sensor data from the sensor terminal in the activation state of the sensor terminal, transmits them to the server via the LoRa communication network, receives setting data for setting the sensor terminal for the server and transmits the setting data to the sensor terminal; and a memory for storing the terminal unique information and the sensor data received from the sensor terminal by the microcontroller unit.

Description

LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치{INTERNET OF THINGS WIRELESS COMMUNICATION DEVICE BASED LONG RANGE}Technical Field [0001] The present invention relates to a LoRa-based IoT wireless communication apparatus,

본 발명의 실시예는 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a LoRa-based IoT wireless communication device.

사물인터넷(Internet of Things, IoT)이란 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보를 상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스를 의미한다. Internet of Things (IoT) is an intelligent technology and service that connects all objects based on the Internet and communicates information between people, things, things and things.

이러한 사물인터넷 서비스는 기존의 유선통신을 기반으로 한　인터넷이나 모바일　인터넷보다 진화된 단계로　인터넷에 연결된 기기가 사람의 개입 없이 상호간에 알아서 정보를 주고 받아 처리한다.These Internet services are more advanced than Internet or mobile Internet based on existing wired communication, and devices connected to the Internet can exchange information with each other without any human intervention.

LoRa(Long Range)는 저전력 장거리 통신기술 중 하나로, 광범위한 커버리지와 적은 대역폭, 긴 배터리 수명과 저전력 등의 특징을 갖는 IoT 전용 네트워크 기술을 의미한다. 이러한 LoRa 통신 기술은 IoT 서비스가 상용화됨에 따라 조명 받고 있다.LoRa (Long Range) is one of the low power long distance communication technologies, which means IoT dedicated network technology with wide coverage, low bandwidth, long battery life and low power. Such LoRa communication technology is being illuminated as IoT service is commercialized.

공개특허공보 제10-2016-0128876호(공개일자: 2016년11월08일)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0128876 (Open date: November 08, 2016)

본 발명의 실시예는, 저전력 무선 LoRa 통신망을 이용하여 다수 그리고 다종의 센서와 하나의 서버 간에 안정적인 데이터 통신 서비스를 위한 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치를 제공한다. An embodiment of the present invention provides a LoRa-based IoT wireless communication apparatus for stable data communication service between a plurality of sensors and a server using a low power wireless LoRa communication network.

본 발명의 실시예에 따른 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치는, 다수의 IoT 기기의 센서단말에 각각 연결되어 서버와 LoRa 통신망을 통해 통신하기 위한 장치로, LoRa 통신망을 통해 상기 서버와 연결된 데이터 통신 유닛; 미리 정해진 시간에 따라 상기 센서단말의 활성화 상태를 제어하고, 상기 센서단말이 활성화된 상태에서 상기 센서단말로부터 단말고유정보와 센서데이터를 수신하여 LoRa 통신망을 통해 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 상기 센서단말의 설정을 위한 설정데이터를 수신하여 상기 센서단말로 전송하기 위한 마이크로 컨트롤러 유닛; 및 상기 마이크로 컨트롤러 유닛에 의해 상기 센서단말로부터 수신된 단말고유정보와 센서데이터를 저장하는 메모리를 포함한다.A LoRa-based IoT wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus for communicating with a server via a LoRa communication network connected to sensor terminals of a plurality of IoT devices, ; Wherein the control unit controls the activation state of the sensor terminal according to a predetermined time, receives terminal unique information and sensor data from the sensor terminal in the activated state of the sensor terminal, transmits the terminal specific information and sensor data to the server via the LoRa communication network, A microcontroller unit for receiving setting data for setting the sensor terminal and transmitting the setting data to the sensor terminal; And a memory for storing the terminal specific information and sensor data received from the sensor terminal by the microcontroller unit.

또한, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은, 미리 정해진 시간에 상기 센서단말을 어웨이크하고, 상기 센서단말과 상기 서버 간의 데이터 통신을 제어하고, 상기 센서단말로부터 수신된 단말고유정보와 센서데이터의 저장과 로딩을 제어하고, 상기 서버로부터 데이터 요청을 받으면, 저장된 단말고유정보와 센서데이터를 재 전송하며, 상기 서버로부터 수신된 설정데이터를 상기 센서단말로 전송하며, 상기 센서단말의 설정 완료 시 미리 정해진 시간까지 상기 센서단말을 슬립모드로 전환시킬 수 있다.Further, the micro control unit may awake the sensor terminal at a predetermined time to control data communication between the sensor terminal and the server, and store and load the terminal unique information and sensor data received from the sensor terminal And transmits the configuration data received from the server to the sensor terminal when receiving the data request from the server, re-transmitting the stored terminal-specific information and the sensor data, and transmitting the configuration data received from the server to the sensor terminal, The sensor terminal can be switched to the sleep mode.

또한, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은, 타이머를 이용하여 미리 정해진 시간에 상기 센서단말을 어웨이크하고, 상기 센서단말의 설정 완료 시 상기 센서단말을 미리 정해진 시간까지 슬립모드로 전환시키기 위한 모드 전환부; 상기 센서단말이 어웨이크되면 상기 센서단말의 단말고유정보와 어웨이크 커맨드를 상기 데이터 통신 유닛으로 전송하는 어웨이크 커맨드 처리부; 상기 센서단말로부터 수신된 센서데이터를 상기 데이터 통신 유닛으로 전달하면서 상기 메모리에 저장하되, 센서데이터의 전송 실패 시 상기 서버로부터 데이터 요청 커맨드를 수신하면 상기 메모리에 저장된 센서데이터를 상기 데이터 통신 유닛으로 전달하는 센서데이터 전달부; 및 상기 서버로부터 설정데이터를 수신하여 상기 센서단말로 전달하고, 설정데이터의 수신여부에 대한 응답메시지를 상기 데이터 통신 유닛으로 전달할 수 있다.The micro control unit may include a mode switching unit for awaking the sensor terminal at a predetermined time using a timer and switching the sensor terminal to a sleep mode for a predetermined time when the sensor terminal is set up; An awake command processing unit for transmitting terminal unique information and an awake command of the sensor terminal to the data communication unit when the sensor terminal is awake; Wherein the sensor data received from the sensor terminal is transferred to the data communication unit and stored in the memory, and upon receipt of a data request command from the server in the event of sensor data transmission failure, the sensor data stored in the memory is transmitted to the data communication unit A sensor data transfer unit; And receiving configuration data from the server and transmitting the configuration data to the sensor terminal, and transmitting a response message to the data communication unit as to whether the configuration data is received.

또한, 상기 센서데이터 전달부는, 상기 센서단말로부터 수신되는 센서데이터 중 가장 많은 비중을 차지하는 제1 데이터 값을 제거하되, 제1 데이터 값의 위치정보를 추출하여 제1 데이터 값을 제외한 제2 데이터 값과 제1 데이터 값의 위치정보를 포함하는 데이터로 압축할 수 있다. In addition, the sensor data transfer unit may remove the first data value occupying the largest proportion of the sensor data received from the sensor terminal, extract the position information of the first data value, And position information of the first data value.

또한, 상기 센서데이터는 0 내지 9값과 A 내지 F 값을 이용하는 16진수 ASCII로 표현되고, 상기 제1 데이터 값은 널(null) 데이터 값 또는 F 값을 포함할 수 있다.Also, the sensor data may be represented by hexadecimal ASCII using values 0 to 9 and A to F values, and the first data value may include a null data value or an F value.

본 발명의 실시예에 따르면, 저전력 무선 LoRa 통신망을 이용하여 다수 그리고 다종의 센서와 하나의 서버 간에 안정적인 데이터 통신 서비스를 위한 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치를 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide LoRa-based IoT wireless communication apparatus for stable data communication service between a plurality of sensors and one server by using a low power wireless LoRa communication network.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치가 적용되는 IoT 무선 통신 시스템의 개요도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 시스템의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 무선 통신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 무선 통신 장치와 서버 측 통신 플랫폼 간의 통신 동작을 나타낸 흐름도이다.1 is a schematic diagram of an IoT wireless communication system to which a LoRa-based IoT wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing the entire configuration of a LoRa-based IoT wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of an IoT wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a communication operation between an IoT wireless communication apparatus and a server-side communication platform according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When an element is referred to as " including " an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치가 적용되는 IoT 무선 통신 시스템의 개요도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 시스템의 전체 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 무선 통신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.FIG. 1 is a schematic diagram of an IoT wireless communication system to which a LoRa-based IoT wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 shows an overall configuration of a LoRa-based IoT wireless communication system according to an embodiment of the present invention 3 is a block diagram showing a configuration of an IoT wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치(100)는, 통신 플랫폼(200)다수의 IoT 기기(1)의 센서단말(10)에 각각 연결된 통신 하드웨어로, 각종 계량기나 전자제품과 같은 IoT 기기(1)의 센서단말(10)과 연결되어 서버(20)의 요청에 따라 센서단말(10)을 통해 측정된 데이터를 LoRa 통신망을 통해 서버(20)로 전송하며 서버(20)와 통신할 수 있다. 여기서, LoRa 통신망은 LoRa 기지국, LoRa 게이트웨이 등 다양한 인터넷 중계기기로 이루어질 수 있다. 1 to 3, a LoRa-based IoT wireless communication apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a communication platform 200 and a communication platform 200. The communication platform 200 communicates with a sensor terminal 10 of a plurality of IoT devices 1, The hardware is connected to the sensor terminal 10 of the IoT device 1 such as various meters and electronic products and transmits data measured through the sensor terminal 10 at the request of the server 20 to the server 20 And can communicate with the server 20. Here, the LoRa communication network can be composed of various Internet relay devices such as a LoRa base station and a LoRa gateway.

상기 무선 통신 장치(100)는 미리 정해진 시간에 따라 센서단말(10)의 활성화 상태를 제어하고, 센서단말(10)이 활성화된 상태에서 센서단말(10)로부터 단말고유정보(시리얼넘버, 아이디 등)와 센서데이터를 수신하여 LoRa 통신망을 통해 서버(20)로 전송하고, 서버(20)로부터 센서단말(20)의 설정을 위한 설정데이터를 수신하여 센서단말(20)로 전송할 수 있다. 이를 위해 무선 통신 장치(100)은 데이터 통신 유닛(110), 마이크로 컨트롤 유닛(120), 메모리(130) 및 UART 인터페이스(140)를 포함할 수 있다. 더불어, 무선 통신 장치(100)는 온습도 센서(150)와 DC-DC 컨버터(160)를 더 포함할 수 있다.The wireless communication apparatus 100 controls the activation state of the sensor terminal 10 according to a predetermined time and transmits the terminal unique information (serial number, ID, etc.) from the sensor terminal 10 in a state in which the sensor terminal 10 is activated And the sensor data to the server 20 via the LoRa communication network and receives the setting data for setting the sensor terminal 20 from the server 20 and transmits the setting data to the sensor terminal 20. The wireless communication device 100 may include a data communication unit 110, a micro control unit 120, a memory 130, and a UART interface 140. In addition, the wireless communication device 100 may further include a temperature / humidity sensor 150 and a DC-DC converter 160.

상기 데이터 통신 유닛(110)은 LoRa 통신망을 통해 서버(20)의 통신 플랫폼(200)과 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. The data communication unit 110 may be connected to the communication platform 200 of the server 20 via the LoRa communication network to transmit and receive data.

상기 마이크로 컨트롤 유닛(120)은 미리 정해진 시간에 센서단말(10)을 어웨이크(awake)하고, 센서단말(10)과 통신 플랫폼(200) 간의 데이터 통신을 제어할 수 있다. 또한, 마이크로 컨트롤 유닛(120)은 센서단말(10)로부터 수신된 단말고유정보와 센서데이터의 저장과 로딩을 제어하고, 통신 플랫폼(200)으로부터 데이터 요청을 받으면, 저장된 단말고유정보와 센서데이터를 재 전송하고, 상기 통신 플랫폼 모듈로부터 수신된 설정데이터를 센서단말(10)로 전송할 수 있다. 또한, 마이크로 컨트롤 유닛(120)은 센서단말(10)의 설정 완료 시 미리 정해진 시간까지 센서단말(10)을 슬립모드로 전환시킬 수 있다. 이를 위해 마이크로 컨트롤 유닛(120)은 모드 전환부(121), 어웨이크 커맨드 처리부(122), 센서데이터 전달부(123), 설정데이터 전달부(124) 및 메모리 초기화부(125)를 포함할 수 있다.The micro control unit 120 can awake the sensor terminal 10 at a predetermined time and control data communication between the sensor terminal 10 and the communication platform 200. [ The micro control unit 120 controls the storing and loading of the terminal unique information and the sensor data received from the sensor terminal 10 and receives the data request from the communication platform 200 to transmit the stored terminal unique information and sensor data And transmit the configuration data received from the communication platform module to the sensor terminal 10. [ In addition, the micro control unit 120 can switch the sensor terminal 10 to the sleep mode by a predetermined time when the setting of the sensor terminal 10 is completed. The micro control unit 120 may include a mode switching unit 121, an awake command processing unit 122, a sensor data transfer unit 123, a setting data transfer unit 124 and a memory initialization unit 125 have.

상기 모드 전환부(121)는 타이머를 이용하여 미리 정해진 시간에 센서단말(10)이 활성화 상태가 되도록 어웨이크(awake)하고, 설정데이터에 의해 센서단말(10)의 설정이 완료되면 센서단말(10)을 미리 정해진 시간까지 비활성화 상태가 되도록 슬립모드로 전환시킬 수 있다. 타이머에는 센서단말(10)마다 통신 시간대가 설정되어 있으며, 1일 1회의 통신 연결이 가능하도록 설정될 수 있으나, 통신 시간에 대하여 한정하는 것은 아니다. The mode switching unit 121 awakes the sensor terminal 10 to be activated at a predetermined time using a timer and outputs the awake signal to the sensor terminal 10 when the setting of the sensor terminal 10 is completed by the setting data. 10) can be switched to the sleep mode so as to become inactive until a predetermined time. In the timer, a communication time zone is set for each sensor terminal 10 and can be set to enable communication connection once a day, but it is not limited to the communication time.

상기 어웨이크 커맨드 처리부(122)는 센서단말(10)이 어웨이크되면 센서단말(10)의 단말고유정보(시리얼넘버, 아이디 등)와 어웨이크 커맨드(Hi command)를 데이터 통신 유닛(110)으로 전송할 수 있다. 어웨이크 커맨드(Hi command)는 센서단말(10)이 타이머에 의해 슬립 상태에서 어웨이크 되었음을 알리는 메시지로, 센서단말(10)의 단말고유정보(시리얼넘버, 아이디 등)와 함께 전송될 수 있다. When the sensor terminal 10 awakes, the awake command processing unit 122 transmits the terminal unique information (serial number, ID, etc.) of the sensor terminal 10 and an awake command (Hi command) to the data communication unit 110 Lt; / RTI > The Hi command is a message indicating that the sensor terminal 10 has been awakened from the sleep state by the timer and may be transmitted together with the terminal specific information (serial number, ID, etc.) of the sensor terminal 10. [

상기 센서데이터 전달부(123)는 센서단말(10)로부터 수신된 센서데이터를 데이터 통신 유닛(110)으로 전달하면서 메모리(130)에 저장할 수 있다. 또한, 센서데이터 전달부(123)는 서버(200)로 해당 데이터의 전송이 실패할 경우 통신 플랫폼(200)의 데이터 요청 커맨드를 수신하게 되고, 해당 커맨드에 따라 메모리(130)에 저장된 센서데이터를 데이터 통신 유닛(110)으로 전달하여 해당 데이터가 재전송되도록 한다. 여기서, 센서데이터는 센서단말(10)이 계측한 정보, 단말자체의 상태 정보(배터리 잔량, 내부온도, 내부습도, 메모리 데이터 보관 시작일, 메모리 데이터 수량) 등 센서단말(10)과 관련된 다양한 정보를 의미하며, 센서단말(10)이 어웨이크 된 이후 센서단말(10)로부터 제공될 수 있다.The sensor data transfer unit 123 may store the sensor data received from the sensor terminal 10 in the memory 130 while transmitting the sensor data to the data communication unit 110. The sensor data transfer unit 123 receives the data request command of the communication platform 200 when the transmission of the corresponding data to the server 200 fails and transmits the sensor data stored in the memory 130 in accordance with the command To the data communication unit 110 so that the corresponding data is retransmitted. Here, the sensor data includes various information related to the sensor terminal 10, such as information measured by the sensor terminal 10, status information of the terminal itself (battery remaining amount, internal temperature, internal humidity, memory data storage start date, And may be provided from the sensor terminal 10 after the sensor terminal 10 is awake.

상기 센서데이터 전달부(123)는 센서단말(10)로부터 수신된 센서데이터를 데이터 통신 유닛(110)으로 전달하면서 메모리(130)에 저장할 수 있다. 다만, 센서데이터의 전송 실패 시 통신 플랫폼(200)으로부터 데이터 요청 커맨드(cx command)를 수신하면, 센서데이터 전달부(123)는 메모리(130)에 저장된 센서데이터를 데이터 통신 유닛(110)으로 전달하여 해당 데이터가 재전송되도록 한다.The sensor data transfer unit 123 may store the sensor data received from the sensor terminal 10 in the memory 130 while transmitting the sensor data to the data communication unit 110. The sensor data transfer unit 123 transfers the sensor data stored in the memory 130 to the data communication unit 110 when receiving the data request command cx command from the communication platform 200 when the sensor data transmission fails. So that the corresponding data is retransmitted.

상기 센서데이터 전달부(123)는 센서단말(10)로부터 수신되는 센서데이터를 압축시켜 압축된 센서데이터를 저장 및 전송하도록 할 수 있다. 이러한 센서데이터의 압축방법은 센서단말로부터 수신되는 센서데이터 중 가장 많은 비중을 차지하는 제1 데이터 값을 제거하되, 제1 데이터 값의 위치정보를 추출하여 제1 데이터 값을 제외한 제2 데이터 값과 제1 데이터 값의 위치정보를 포함하는 센서데이터로 압축시킬 수 있다. The sensor data transfer unit 123 may compress the sensor data received from the sensor terminal 10 to store and transmit the compressed sensor data. The method of compressing sensor data includes the steps of: removing a first data value occupying the largest proportion of sensor data received from a sensor terminal, extracting position information of the first data value, extracting a second data value excluding the first data value, 1 < / RTI > data value.

LoRa 통신의 특성상 송수신되는 데이터는 Hex ASCII 값('0~9', 'A~F')만 허용될 수 있다. 이 때문에 '0'값 또는 'F'값이 센서데이터에서 차지하는 비중이 상당하다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 센서데이터에서 '0'값 즉 널(null) 데이터 값 또는 'F' 데이터 값을 제거하되, 제거된 '0' 또는 'F' 값의 위치를 bit에 대응하여 위치정보를 생성하고, 널 데이터 값 또는 F 값을 제외한 제2 데이터 값('1~9', 'A~F')과 제2 데이터 즉 '0'값 또는 'F' 값 위치정보를 센서데이터로 구성하여 센서데이터를 압축시킬 수 있다. Due to the nature of LoRa communication, only Hex ASCII values ('0 ~ 9', 'A ~ F') can be accepted as data to be transmitted and received. Therefore, the value of '0' or 'F' occupies a large portion of the sensor data. Accordingly, in this embodiment, the '0' value, that is, the null data value or the 'F' data value is removed from the sensor data, and the position of the removed '0' or 'F' ('1 to 9', 'A to F') excluding the null data value or the F value and the position information of the second data, ie, '0' value or 'F' value, as sensor data So that the sensor data can be compressed.

예를 들어, 제1 데이터 값을 널 데이터 값으로 적용하는 경우, '44000F00...'이라는 센서데이터를 압축하게 되면 '44F'라는 제2 데이터 값과 '00111011...'라는 널 데이터 위치정보로 구성된 센서데이터를 제공함으로써, 압축된 데이터를 제공할 수 있다. For example, when the first data value is applied as the null data value, if the sensor data of '44000F00 ...' is compressed, the second data value of '44F' and the null data position information of '00111011 ...' To provide the compressed data.

본 실시예에 따른 압축 방식으로 데이터를 압축하여 전송하면, 전송되는 정보는 압축 전과 동일하면서 데이터의 양이 감소하게 됨으로써, 통신을 위한 전력량이 감소되며 이로 인해 배터리의 수명이 연장될 수 있다. When data is compressed and transmitted according to the compression method according to the present embodiment, information to be transmitted is the same as before compression, and the amount of data is reduced, so that the amount of power for communication is reduced and the life of the battery can be prolonged.

본 실시예에 따른 데이터 압축 방식에서 제1 데이터 널 데이터 값이나 'F' 값으로만 고정되는 것이 아니라, 통상 데이터 처리 시 가장 많이 사용되는 비트 값을 제1 데이터 값으로 설정할 수 있다.In the data compression method according to the present embodiment, the bit value used most often in normal data processing can be set as the first data value instead of being fixed only to the first data null value or the F value.

한편, 센서데이터 전달부(123)는 'Lx command' 또는 'TD command'를 이용하여 센서데이터가 전송되도록 한다. 여기서, 'Lx command'는 센서단말(10)에서 서버(20)로 판정데이터를 전송하기 위한 데이터 전송 메시지를 의미하며, 'TD command'는 센서단말(10)에서 서버(20)로 센서측정데이터 또는 계측데이터 등을 전송하기 위한 데이터 전송 메시지를 의미한다.Meanwhile, the sensor data transfer unit 123 transmits the sensor data using the 'Lx command' or the 'TD command'. Here, 'Lx command' means a data transmission message for transmitting judgment data from the sensor terminal 10 to the server 20, 'TD command' means the sensor measurement data from the sensor terminal 10 to the server 20, Or a data transmission message for transmitting measurement data or the like.

상기 설정데이터 전달부(124)는 통신 플랫폼(200)으로부터 설정데이터를 수신하여 센서단말(10)로 전달하고, 설정데이터의 수신여부에 대한 응답메시지를 데이터 송수신 유닛(110)로 전달하여 서버(20)로 전송되도록 한다.The setting data transfer unit 124 receives setting data from the communication platform 200 and transfers the setting data to the sensor terminal 10 and transmits a response message to the data transmission / 20).

상기 메모리 초기화부(125)는 통신 플랫폼(200)으로부터 메모리 초기화 커맨드(cf command)를 수신하면 메모리(130)에 저장된 센서데이터를 삭제(clear)함으로써 초기화할 수 있다. 메모리(130)의 초기화는 서버(20)가 센서데이터를 정상적으로 수신한 경우로, 현재 메모리(130)에 해당 데이터가 저장될 필요가 없는 경우에 실행될 수 있다. The memory initialization unit 125 can initialize the memory by initializing the sensor data stored in the memory 130 when receiving the memory initialization command cf command from the communication platform 200. The initialization of the memory 130 may be executed when the server 20 normally receives the sensor data and the corresponding data does not need to be stored in the current memory 130. [

상기 메모리(130)는 마이크로 컨트롤러 유닛(120)에 의해 센서단말(10)로부터 수신된 단말고유정보와 센서데이터를 저장할 수 있으며, 메모리 초기화부(125)에 의해 초기화될 수 있다. 이러한 메모리(130)는 플래시 메모리(flash memory)를 포함할 수 있으나, 본 실시예에서는 메모리(130)의 종류를 한정하는 것은 아니며, 다양한 메모리의 적용이 가능하다.The memory 130 may store terminal specific information and sensor data received from the sensor terminal 10 by the microcontroller unit 120 and may be initialized by the memory initialization unit 125. [ The memory 130 may include a flash memory. However, the present invention is not limited to the memory 130, and various memories can be used.

상기 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 인터페이스(140)는 센서단말(10)과 마이크로 컨트롤 유닛(120) 사이에 연결될 수 있다. 이에 따라 무선 통신 장치(100)의 통신 프로토콜은 기본적으로 UART가 적용될 수 있다.The Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) interface 140 may be coupled between the sensor terminal 10 and the micro control unit 120. Accordingly, the communication protocol of the wireless communication device 100 can be basically applied to a UART.

상기 온습도 센서(150)는 센서단말(10)의 온도와 습도를 측정하기 위한 계측수단으로, 마이크로 컨트롤 유닛(120)과 연결되어 통신 플랫폼 모듈(200)로부터 센서단말(10)에 대한 온도 및 습도에 대한 데이터 요청이 있을 경우 해당 데이터를 마이크로 컨트롤 유닛(120)을 통해 통신 플랫폼 모듈(200)로 제공할 수 있다.The temperature and humidity sensor 150 is a measuring means for measuring the temperature and humidity of the sensor terminal 10 and is connected to the micro control unit 120 to detect the temperature and humidity of the sensor terminal 10 from the communication platform module 200. [ It is possible to provide the data to the communication platform module 200 through the microcontroller 120. [0064]

상기 DC-DC 컨버터(160)는 통신 디바이스 모듈(100)의 배터리(미도시)의 전압을 각 회로구성요소에 안정적으로 공급하는 역할을 하며, 공지된 DC-DC 컨버터의 구성을 적용할 수 있다.The DC-DC converter 160 serves to stably supply a voltage of a battery (not shown) of the communication device module 100 to each circuit component, and a known DC-DC converter configuration can be applied .

한편, 통신 플랫폼(200)은 서버(20)에 설치되는 프로세스 형태로 구현되어, 무선 통신 장치(100)로부터 단말고유정보와 센서데이터를 수신하여 서버(20)로 전달할 수 있다. 또한, 통신 플랫폼(200)은 센서단말(10)의 설정(시간동기화 등)을 위한 설정데이터를 LoRa 통신망을 통해 무선 통신 장치(100)로 전송하고, 센서단말(10)과 서버(20) 간의 통신데이터를 관리하며 통신상태를 각각 모니터링할 수 있도록 한다. 이를 위해 통신 플랫폼(200)은 제1 통신 프로세스 유닛(210), 제2 통신 프로세스 유닛(220) 및 MQTT(Message　Queuing　Telemetry　Transport) 브로커 유닛(230)을 포함할 수 있다. Meanwhile, the communication platform 200 may be implemented as a process installed in the server 20, and may receive terminal specific information and sensor data from the wireless communication device 100 and transmit the terminal specific information and sensor data to the server 20. The communication platform 200 also transmits setting data for setting the sensor terminal 10 to the wireless communication apparatus 100 via the LoRa communication network and transmits the setting data for setting It manages the communication data and makes it possible to monitor the communication status individually. The communication platform 200 may include a first communication process unit 210, a second communication process unit 220 and a Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) broker unit 230 for this purpose.

상기 제1 통신 프로세스 유닛(210)는 LoRa 통신망을 통해 통신 디바이스 모듈과 연결되어 데이터 통신을 하고, 무선 통신 장치(100)로부터 수신되는 단말고유정보 별로 센서데이터를 처리할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 상기 제1 통신 프로세스 유닛(210)은 무선 통신 장치(100)로부터 수신되는 어웨이크 커맨드(Hi command)에 따라 어웨이크 된 해당 센서단말(10)을 어웨이크 처리하고, 해당 단말고유정보를 기록하며, 기록된 어웨이크 데이터를 MQTT 브로커 유닛(230)을 통해 제2 통신 프로세스 유닛(220)으로 전송할 수 있다. 여기서, 제1 통신 프로세스 유닛(210)은 특정 센서단말(10)에 대한 어웨이크 데이터를 제2 통신 프로세스 유닛(220)로 전송함으로써 해당 센서단말(10)과의 통신이 재개되며, 제2 통신 프로세스 유닛(220)이 어떠한 센서단말(10)이 통신 가능한 상태인지를 인지할 수 있다. The first communication process unit 210 can communicate with the communication device module through the LoRa communication network to perform data communication and process the sensor data according to the unique information received from the wireless communication device 100. More specifically, the first communication processing unit 210 awakes the corresponding sensor terminal 10 awakened according to an aw command (Hi command) received from the wireless communication apparatus 100, Records the unique information, and transmits the recorded awake data to the second communication process unit 220 through the MQTT broker unit 230. Here, the first communication process unit 210 resumes communication with the corresponding sensor terminal 10 by transmitting the awake data for the specific sensor terminal 10 to the second communication process unit 220, The process unit 220 can recognize which sensor terminal 10 is in a communicable state.

상기 제1 통신 프로세스 유닛(210)은 무선 통신 장치(100)로부터 수신되는 센서데이터의 메시지 타입을 구분하고, 해당 센서데이터를 미리 기록된 해당 단말고유정보와 결합하고, 결합된 센서데이터 수신메시지를 상기 MQTT 브로커 유닛(230)을 통해 제2 통신 프로세스 유닛(200)으로 전송할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 무선 통신 장치(100)로부터 수신된 센서데이터가 어떠한 정보에 관한 데이터(판정데이터(L1 or L2 message)인지 측정데이터(TD message)인지를 판단하고, 해당 센서데이터에 해당 센서단말(10)의 단말고유정보(시리얼넘버, 아이디 등)를 결합하는 메시지 가공 절차를 수행한 후 제2 통신 프로세스 유닛(200)으로 전송할 수 있다.The first communication process unit 210 identifies the message type of the sensor data received from the wireless communication device 100, combines the sensor data with the previously recorded unique information of the corresponding terminal, To the second communication process unit 200 through the MQTT broker unit 230. More specifically, it is determined whether the sensor data received from the radio communication apparatus 100 is data (judgment data (L1 or L2 message) or measurement data (TD message) relating to certain information, (Serial number, ID, etc.) of the terminal 10 to the second communication process unit 200 after performing the message processing procedure.

상기 제1 통신 프로세스 유닛(210)은 무선 통신 장치(100)로부터 수신된 센서데이터에 대한 압축해제를 수행할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 통신 프로세스 유닛(210)은는 무선 통신 장치(100)로부터 수신되는 센서데이터 중 제1 데이터 값(널 데이터 값 또는 F 값)의 위치정보를 이용하여 제2 데이터 값에 제1 데이터 값을 삽입/복원함으로써 센서데이터의 압축을 해제할 수 있다. The first communication process unit 210 may perform decompression on the sensor data received from the wireless communication device 100. [ More specifically, the first communication process unit 210 uses the position information of the first data value (the null data value or the F value) of the sensor data received from the wireless communication apparatus 100, 1 < / RTI > data value, the sensor data can be decompressed.

상기 제1 통신 프로세스 유닛(210)은 제2 통신 프로세스 유닛(220)으로부터 설정데이터, 데이터 요청 커맨드 또는 메모리 초기화 커맨드(cf command) 등을 수신하고, 송신메시지로 생성하여 무선 통신 장치(100)로 전송되도록 할 수 있다.The first communication process unit 210 receives configuration data, a data request command or a memory initialization command (cf command) from the second communication process unit 220, generates a transmission message, and transmits the transmission message to the wireless communication device 100 To be transmitted.

상기 설정데이터는 센서단말(10)의 시간동기화 등과 같은 단말설정을 위한 명령어 전송 메시지로 'TA command'를 이용할 수 있다. The setting data may use 'TA command' as command transmission message for terminal setting such as time synchronization of the sensor terminal 10.

상기 데이터 요청 커맨드(cx command)는 서버(20)에서 센서단말(10)로 메모리(130)의 데이터를 요청하는 메시지로, 센서데이터 전송 실패 시 센서단말(10)로 전송될 수 있다. 여기서, 데이터 요청 커맨드(cx command)에는 '데이터 보관 시작일' 정보가 포함될 수 있는데, 이는 원하는 날짜(년/월/일) 정보를 의미한다. 이에 따라 데이터 요청 커맨드(cx command)에 의해 특정 날짜에 저장된 데이터를 요청할 수 있다. The data request command cx command may be transmitted from the server 20 to the sensor terminal 10 to request data of the memory 130 and may be transmitted to the sensor terminal 10 when the sensor data transmission fails. Here, the data request start command (cx command) may include 'data storage start date' information, which means the desired date (year / month / day) information. Accordingly, it is possible to request data stored on a specific date by a data request command (cx command).

상기 메모리 초기화 커맨드(cf command)는 메모리(130)의 초기화를 요청하기 위한 메시지로, 무선 통신 장치(100)는 해당 커맨드를 수신하면 메모리(130)에 저장된 데이터를 삭제(clear)함으로써 초기화를 진행할 수 있다.The memory initialization command (cf command) is a message for requesting initialization of the memory 130. Upon receiving the command, the wireless communication apparatus 100 clears the data stored in the memory 130 to perform initialization .

상기 제2 통신 프로세스 유닛(220)은 서버(20)와 연결되고, 제1 통신 프로세스 유닛(100)으로부터 단말고유정보 별로 처리된 센서데이터를 전달받아 처리하고, 단말고유정보 별로 센서데이터를 처리한 결과에 따라 센서단말(10)의 설정(시간동기화 등)을 위한 설정데이터(TA command) 또는, 센서데이터를 요청하기 위한 데이터 요청 커맨드(cx command)이나 메모리 데이터 삭제를 위한 메모리 초기화 커맨드(cf command)를 제1 통신 프로세스 유닛(210)으로 전송할 수 있다. The second communication process unit 220 is connected to the server 20, receives and processes the sensor data processed for each unique information from the first communication process unit 100, processes the sensor data for each unique information (Cx command) for requesting the sensor data or a memory initialization command (cf command) for deleting the memory data, for example, the setting data (TA command) for setting the sensor terminal 10 To the first communication process unit 210. [

상기 데이터 요청 커맨드(cx command)는 센서데이터의 수신 실패 시 센서단말(10)로 전송될 수 있다. 여기서, 데이터 요청 커맨드(cx command)에는 '데이터 보관 시작일' 정보가 포함될 수 있는데, 이는 원하는 날짜(년/월/일) 정보를 의미한다. 이에 따라 데이터 요청 커맨드(cx command)에 의해 특정 날짜에 저장된 데이터를 요청할 수 있다. The data request command (cx command) may be transmitted to the sensor terminal 10 when the sensor data is not received. Here, the data request start command (cx command) may include 'data storage start date' information, which means the desired date (year / month / day) information. Accordingly, it is possible to request data stored on a specific date by a data request command (cx command).

상기 제2 통신 프로세스 유닛(220)은 어웨이크 데이터를 이용하여 어웨이크 된 해당 센서단말(10)의 통신대상단말로 등록 처리할 수 있다. 이에 따라, 해당 센서단말(10)과의 통신이 개재될 수 있다. The second communication process unit 220 can register the communication target terminal of the corresponding sensor terminal 10 awake using the awake data. Accordingly, communication with the sensor terminal 10 can be intervened.

상기 수신메시지 처리부(222)는 센서데이터에 대한 수신메시지를 메시지 타입 별로 구분하여 데이터 처리하고, 데이터 처리 결과를 저장 관리할 수 있다. 예를 들어, 수신된 센서데이터가 판정데이터(L1 or L2 message)인지 측정데이터(TD message)인지 등을 판단하고, 해당 해당 센서데이터에 맞는 메시지 추출, 데이터 변환(16진수 ASCII → 16진수 값으로 변환) 등의 다양한 프로세스를 처리할 수 있다. The reception message processor 222 divides the reception message for sensor data by message type and processes the data, and stores and manages the data processing result. For example, it is determined whether the received sensor data is judgment data (L1 or L2 message) or measurement data (TD message), and a message extraction and data conversion corresponding to the corresponding sensor data (hexadecimal ASCII? Hexadecimal value Conversion) can be processed.

상기 제2 통신 프로세스 유닛(220)은 수신메시지 처리부(222)를 통한 데이터 처리 결과에 따라 설정데이터, 데이터 요청 커맨드(cx command) 또는 메모리 초기화 커맨드(cf command)를 제1 통신 프로세스 유닛(210)으로 전송할 수 있다. The second communication process unit 220 transmits the setting data, the data request command (cx command) or the memory initialization command (cf command) to the first communication process unit 210 according to the data processing result through the reception message processing unit 222. [ As shown in FIG.

상기 설정데이터는 센서단말(10)의 시간동기화 등과 같은 단말설정을 위한 명령어 전송 메시지로 'TA command'를 이용할 수 있다. The setting data may use 'TA command' as command transmission message for terminal setting such as time synchronization of the sensor terminal 10.

상기 데이터 요청 커맨드(cx command)는 서버(20)에서 센서단말(10)로 메모리(130)의 데이터를 요청하는 메시지로, 센서데이터 전송 실패 시 센서단말(10)로 전송될 수 있다. 여기서, 데이터 요청 커맨드(cx command)에는 '데이터 보관 시작일' 정보가 포함될 수 있는데, 이는 원하는 날짜(년/월/일) 정보를 의미한다. 이에 따라 데이터 요청 커맨드(cx command)에 의해 특정 날짜에 저장된 데이터를 요청할 수 있다. The data request command cx command may be transmitted from the server 20 to the sensor terminal 10 to request data of the memory 130 and may be transmitted to the sensor terminal 10 when the sensor data transmission fails. Here, the data request start command (cx command) may include 'data storage start date' information, which means the desired date (year / month / day) information. Accordingly, it is possible to request data stored on a specific date by a data request command (cx command).

상기 메모리 초기화 커맨드(cf command)는 메모리(130)의 초기화를 요청하기 위한 메시지로, 무선 통신 장치(100)은 해당 커맨드를 수신하면 메모리(130)에 저장된 데이터를 삭제(clear)함으로써 초기화를 진행할 수 있다.The memory initialization command (cf command) is a message for requesting the initialization of the memory 130. Upon receiving the command, the wireless communication apparatus 100 clears the data stored in the memory 130 to perform initialization .

상기 MQTT 브로커 유닛(230)은 제1 통신 프로세스 유닛(210)과 제2 통신 프로세스 유닛(220) 간의 통신을 위한 수단으로, 제1 통신 프로세스 유닛(210)과 제2 통신 프로세스 유닛(220) 간의 통신 데이터/메시지를 저장할 수 있으며, 이러한 정보에 기초하여 통신 플랫폼 통신 모듈(200)이 센서단말(10)과 서버(20) 간의 통신데이터를 관리하며 통신상태를 모니터링할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 무선 통신 장치와 서버 측 통신 플랫폼 간의 통신 동작을 나타낸 흐름도이다.The MQTT broker unit 230 is a means for communicating between the first communication process unit 210 and the second communication process unit 220 and between the first communication process unit 210 and the second communication process unit 220 And the communication platform communication module 200 can manage the communication data between the sensor terminal 10 and the server 20 and monitor the communication state based on the information. 4 is a flowchart illustrating a communication operation between an IoT wireless communication apparatus and a server-side communication platform according to an embodiment of the present invention.

우선, 무선 통신 장치(100)는 각 센서단말마다 미리 설정된 시간이 되면 해당 센서단말을 슬립상태에서 어웨이크 시키고, 어웨이크 커맨드(Hi command)를 LoRa 통신망을 통해 통신 플랫폼(200)의 제1 통신 프로세스 유닛(210)으로 전송한다. First, the wireless communication apparatus 100 awakes the corresponding sensor terminal in a sleep state when a predetermined time has elapsed for each sensor terminal, and transmits a wake command (Hi command) to the first communication To the process unit 210.

제1 통신 프로세스 유닛(210)은 무선 통신 장치(100)로부터 어웨이크 커맨드(Hi command)를 수신여부에 따라 Ack 또는 Nak 응답메시지를 무선 통신 장치(100)로 전송하고, 정상 수신된 경우 수신된 어웨이크 커맨드(Hi command)의 메시지를 추출하고, 해당 센서단말의 단말고유정보로 해당 단말이 어웨이크 되었음을 MQTT 브로커 유닛(230)을 통해 제2 통신 프로세스 유닛(220)으로 수신메시지를 전달한다. The first communication process unit 210 transmits an Ack or Nak response message to the wireless communication device 100 according to whether or not the wireless communication device 100 has received the Hi command, And transmits a reception message to the second communication process unit 220 through the MQTT broker unit 230 that the corresponding terminal has been awake with the terminal unique information of the corresponding sensor terminal.

제2 통신 프로세스 유닛(220)은 해당 메시지를 수신하여 해당 센서단말에 대한 어웨이크 처리를 하여 해당 센서단말과의 통신을 시작하게 된다. The second communication process unit 220 receives the corresponding message, performs an awake process on the sensor terminal, and starts communication with the corresponding sensor terminal.

무선 통신 장치(100)은 제1 통신 프로세스 유닛(210)로부터 Ack 응답메시지를 수신하면, 센서데이터(Lx command, TD command 등)을 제1 통신 프로세스 유닛(210)을 전송한다.Upon receiving the Ack response message from the first communication process unit 210, the wireless communication device 100 transmits the sensor data (Lx command, TD command, etc.) to the first communication process unit 210.

제1 통신 프로세스 유닛(210)은 무선 통신 장치(100)로부터 센서데이터(Lx command, TD command 등)를 수신하면, 소정의 데이터 처리 및 가공을 통해 제2 통신 프로세스 유닛(220)으로 해당 센서데이터에 대한 수신메시지를 전달한다. 이때, 제1 통신 프로세스 유닛(210)은 무선 통신 장치(100)로부터 센서데이터(Lx command, TD command 등)를 정상 수신하면 Ack 응답메시지를 무선 통신 장치(100)로 전송하고, 그렇지 않은 경우 Nak 응답메시지를 전송한다. 본 실시예에서 Ack/Nak 응답메시지의 수신여부는 초기화 설정 시 선택사항에 해당되며 생략도 가능하다.The first communication process unit 210 receives the sensor data (Lx command, TD command, etc.) from the wireless communication device 100 and transmits the corresponding sensor data Lt; / RTI > At this time, when the first communication process unit 210 normally receives the sensor data (Lx command, TD command, etc.) from the wireless communication device 100, the first communication process unit 210 transmits an Ack response message to the wireless communication device 100, And transmits a response message. In this embodiment, whether or not to receive the Ack / Nak response message corresponds to a selection upon initialization setting, and may be omitted.

제2 통신 프로세스 유닛(220)은 제1 통신 프로세스 유닛(210)으로부터 받은 센서데이터에 대한 수신메시지에 대한 소정의 데이터 처리를 각각 수행한다. 예를 들어, L 데이터 처리(판정데이터에 대한 처리), D 데이터 처리(측정데이터에 대한 처리), cx 데이터 처리(센서데이터 요청에 대한 처리)를 각각 수행할 수 있다. 이러한 데이터를 모두 완료하면 A 데이터 처리, cx 데이터 처리, cf 데이터 처리 등을 수행할 수 있다. 여기서, A 데이터 처리는 센서단말의 시간동기화 등을 위한 설정데이터를 전송하기 위한 명령어 전송 메시지 처리를 의미하고, cx 데이터 처리는 무선 통신 장치(100)의 메모리(130) 데이터를 요청하기 위한 메시지 처리를 의미하고, cf 데이터 처리는 무선 통신 장치(100)의 메모리(130) 초기화를 요청하기 위한 메시지 처리를 의미한다.The second communication process unit 220 performs predetermined data processing on the received message for the sensor data received from the first communication process unit 210, respectively. For example, it is possible to perform L data processing (processing for judgment data), D data processing (processing for measurement data), and cx data processing (processing for sensor data request), respectively. When all these data are completed, A data processing, cx data processing, cf data processing, and the like can be performed. Here, the A data processing means a command transmission message processing for transmitting setting data for time synchronization of the sensor terminal, the cx data processing means a message processing for requesting data of the memory 130 of the wireless communication device 100 And the cf data processing means a message processing for requesting initialization of the memory 130 of the wireless communication device 100.

제1 통신 프로세스 유닛(210)은 MQTT 브로커 유닛(230)을 통해 제2 통신 프로세스 유닛(220)으로부터 처리된 송신메시지를 받아 무선 통신 장치(100)로 전송할 메시지(TA/cx/cf command 등)를 생성한 후 무선 통신 장치(100)로 전송한다. The first communication process unit 210 receives a message transmitted from the second communication process unit 220 through the MQTT broker unit 230 and transmits a message (TA / cx / cf command, etc.) to be transmitted to the wireless communication device 100, And transmits it to the wireless communication device 100. [

무선 통신 장치(100)은 제1 통신 프로세스 유닛(210)으로부터 메시지(TA/cx/cf command 등)를 수신하고, 해당 메시지의 요청과 명령에 따른 업무를 수행한 후 그에 대한 응답메시지(TA/cx/cf 응답메시지)를 제1 통신 프로세스 유닛(210)으로 전송한다.The wireless communication apparatus 100 receives a message (TA / cx / cf command, etc.) from the first communication process unit 210 and performs a task according to the request and the command of the corresponding message, cx / cf response message) to the first communication process unit 210.

제1 통신 프로세스 유닛(210)은 무선 통신 장치(100)로부터 수신된 응답메시지(TA/cx/cf 응답메시지)를 체크 및 처리하여 MQTT 브로커 유닛(230)을 통해 제2 통신 프로세스 유닛(220)으로 전송하며, 해당 응답메시지(TA/cx/cf 응답메시지)의 수신여부에 따른 Ack/Nak 응답메시지를 무선 통신 장치(100)로 전송한다.The first communication process unit 210 checks and processes the response message (TA / cx / cf response message) received from the wireless communication device 100 and transmits the response message to the second communication process unit 220 via the MQTT broker unit 230. [ And transmits an Ack / Nak response message to the wireless communication device 100 according to whether the corresponding response message (TA / cx / cf response message) is received.

무선 통신 장치(100)은 제1 통신 프로세스 유닛(210)로부터 Ack/Nak 응답메시지를 수신하는데, Ack 응답메시지를 수신하는 경우 센서단말을 슬립모드로 전환시키고, 다음 어웨이크 시간까지 대기상태로 진입하게 된다. The wireless communication device 100 receives the Ack / Nak response message from the first communication process unit 210. When receiving the Ack response message, the wireless communication device 100 switches the sensor terminal to the sleep mode and enters the standby state until the next awake time .

이러한 통신 과정을 통해 제1 및 제2 통신 프로세스 유닛(210, 220) 간에 주고 받은 통신 메시지는 MQTT 브로커 유닛(230)에 저장되고, 저장된 데이터들은 센서단말과 서버와의 통신 상태를 모니터링하기 위해 제공될 수 있다. The communication message exchanged between the first and second communication process units 210 and 220 through the communication process is stored in the MQTT broker unit 230 and the stored data is provided to monitor the communication status between the sensor terminal and the server .

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be applied to other embodiments of the present invention It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 통신 장치 110: 데이터 통신 유닛
120: 마이크로 컨트롤러 유닛 121: 모드 전환부
122: 어웨이크 커맨드 처리부 123: 센서데이터 전달부
124: 설정데이터 전달부 125: 메모리 초기화부
130: 메모리 140: UART 인터페이스
150: 온습도 센서 160: DC-DC 컨버터
200: 통신 플랫폼 210: 제1 통신 프로세스 유닛
220: 제2 통신 프로세스 유닛 230: MQTT 브로커 유닛
1: IoT 기기 10: 센서단말
20: 서버100: communication device 110: data communication unit
120: Microcontroller unit 121: Mode switching unit
122: an awake command processing unit 123:
124: setting data transferring unit 125: memory initializing unit
130: memory 140: UART interface
150: Temperature and humidity sensor 160: DC-DC converter
200: communication platform 210: first communication process unit
220: second communication process unit 230: MQTT broker unit
1: IoT device 10: sensor terminal
20: Server

Claims (5)

다수의 IoT 기기의 센서단말에 각각 연결되어 서버와 LoRa 통신망을 통해 통신하기 위한 장치로,
LoRa 통신망을 통해 상기 서버와 연결된 데이터 통신 유닛;
미리 정해진 시간에 따라 상기 센서단말의 활성화 상태를 제어하고, 상기 센서단말이 활성화된 상태에서 상기 센서단말로부터 단말고유정보와 센서데이터를 수신하여 LoRa 통신망을 통해 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 상기 센서단말의 설정을 위한 설정데이터를 수신하여 상기 센서단말로 전송하되, 미리 정해진 시간에 상기 센서단말을 어웨이크하고, 상기 센서단말과 상기 서버 간의 데이터 통신을 제어하고, 상기 센서단말로부터 수신된 단말고유정보와 센서데이터의 저장과 로딩을 제어하고, 상기 서버로부터 데이터 요청을 받으면, 저장된 단말고유정보와 센서데이터를 재 전송하며, 상기 서버로부터 수신된 설정데이터를 상기 센서단말로 전송하며, 상기 센서단말의 설정 완료 시 미리 정해진 시간까지 상기 센서단말을 슬립모드로 전환시키는 마이크로 컨트롤러 유닛; 및
상기 마이크로 컨트롤러 유닛에 의해 상기 센서단말로부터 수신된 단말고유정보와 센서데이터를 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은,
상기 센서단말로부터 수신된 센서데이터를 상기 데이터 통신 유닛으로 전달하면서 상기 메모리에 저장하되, 센서데이터의 전송 실패 시 상기 서버로부터 데이터 요청 커맨드를 수신하면 상기 메모리에 저장된 센서데이터를 상기 데이터 통신 유닛으로 전달하는 센서데이터 전달부를 포함하고,
상기 센서데이터 전달부는,
상기 센서단말로부터 수신되는 센서데이터 중 가장 많은 비중을 차지하는 제1 데이터 값을 제거하되, 제1 데이터 값의 위치정보를 추출하여 제1 데이터 값을 제외한 제2 데이터 값과 제1 데이터 값의 위치정보를 포함하는 센서데이터로 압축하고,
상기 센서데이터가 0 내지 9값과 A 내지 F 값을 이용하는 16진수 ASCII의 코드 체계로 표현되는 경우, 널(null) 데이터 값 및 F 값 중 어느 하나를 상기 제1 데이터 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치.
An apparatus for communicating with a server via a LoRa communication network by being connected to sensor terminals of a plurality of IoT devices,
A data communication unit connected to the server via a LoRa communication network;
Wherein the control unit controls the activation state of the sensor terminal according to a predetermined time, receives terminal unique information and sensor data from the sensor terminal in the activated state of the sensor terminal, transmits the terminal specific information and sensor data to the server via the LoRa communication network, Receiving configuration data for setting the sensor terminal and transmitting the configuration data to the sensor terminal, awaiting the sensor terminal at a predetermined time, controlling data communication between the sensor terminal and the server, And transmits the configuration data received from the server to the sensor terminal. The controller transmits the setting data received from the server to the sensor terminal, The sensor terminal is switched to the sleep mode by a predetermined time when the setting of the terminal is completed A microcontroller unit for; And
And a memory for storing terminal specific information and sensor data received from the sensor terminal by the microcontroller unit,
The micro control unit includes:
Wherein the sensor data received from the sensor terminal is transferred to the data communication unit and stored in the memory, and upon receipt of a data request command from the server in the event of sensor data transmission failure, the sensor data stored in the memory is transmitted to the data communication unit And a sensor data transfer unit for transferring,
Wherein the sensor data transfer unit comprises:
The first data value occupying the largest proportion of the sensor data received from the sensor terminal is removed, and the position information of the first data value is extracted, and the second data value excluding the first data value and the position information of the first data value And the sensor data,
Wherein one of a null data value and an F value is set as the first data value when the sensor data is represented by a hexadecimal ASCII code system using values 0 to 9 and values A to F. [ A LoRa based IoT wireless communication device.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은,
타이머를 이용하여 미리 정해진 시간에 상기 센서단말을 어웨이크하고, 상기 센서단말의 설정 완료 시 상기 센서단말을 미리 정해진 시간까지 슬립모드로 전환시키기 위한 모드 전환부;
상기 센서단말이 어웨이크되면 상기 센서단말의 단말고유정보와 어웨이크 커맨드를 상기 데이터 통신 유닛으로 전송하는 어웨이크 커맨드 처리부; 및
상기 서버로부터 설정데이터를 수신하여 상기 센서단말로 전달하고, 설정데이터의 수신여부에 대한 응답메시지를 상기 데이터 통신 유닛으로 전달하는 설정데이터 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LoRa 기반의 IoT 무선 통신 장치.
The method according to claim 1,
The micro control unit includes:
A mode switching unit for awaking the sensor terminal at a predetermined time using a timer and switching the sensor terminal to a sleep mode for a predetermined time when the sensor terminal is set;
An awake command processing unit for transmitting terminal unique information and an awake command of the sensor terminal to the data communication unit when the sensor terminal is awake; And
Further comprising a setting data transferring unit for receiving the setting data from the server and transferring the setting data to the sensor terminal and transmitting a response message to the data communication unit as to whether the setting data is received or not. .
삭제delete 삭제delete
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