KR200394174Y1 - 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템 - Google Patents

지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템에 관한 것으로, 각각 지그비 표준방식으로 무선송수신 가능하여, 하기의 제어장치로부터의 제어신호를 무선으로 수신받고 상기 제어장치의 제어신호에 근거하여 자신의 제어를 수행하며 그 자신의 제어상태를 포함하는 동작상태를 감시하고 있다가 상기 제어장치로부터 동작상태 정보의 전송요청이 있으면 그 동작상태 정보를 무선으로 하기의 제어장치로 송출하는 복수의 제어대상장치와; 사용자의 조작에 의하여 소망하는 제어대상장치에 대한 동작 제어 및 현재의 동작상태 정보의 요청이 입력되면 그 동작 제어 및 동작상태 정보 요청에 대한 신호를 해당 제어대상장치로 지그비 표준방식으로 전송하고, 상기 제어대상장치로부터 수신되는 동작상태정보를 사용자에게 통지하는 제어장치를 포함하여 구성된다.

Description

지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템 {Wireless Control System Based On ZigBee Standard}
본 고안은 무선 제어시스템에 관한 것으로, 제어하고자 하는 많은 제어대상장치를, 하나의 제어장치 또는 이 제어장치와 무선으로 연동하는 다른 제어장치에서 저전력의 무선통신 방식인 지그비 표준(ZigBee Standard)을 이용하여 제어할 수 있도록 구성된 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템에 관한 것이다.
종래, 생활 주변에서 사용되는 각종의 전자장치는 그 장치에 장착되거나 또는 그 장치에 유선으로 접속된 기구적인 접점 또는 전자 스위치를 이용하여 사용자가 직접 전원을 온(ON)하거나 오프(OFF)하고 또한 그 전자장치의 각종 제어를 조작하도록 되어 있다.
이러한 불편함을 해결하기 위하여 적외선 등을 이용한 무선 리모콘으로 제어하는 방식이 채용되어 있으나, 이 방식은 작동거리와 작동 영역에 있어서 제한이 있는 문제가 있다. 또한, 하나의 무선 리모콘으로 여러 개의 제어대상장치를 제어하는 방식이 있지만, 이 또한 동일한 방(공간)내에 있는 제어대상장치에만 국한되며 다른 방에 있는 제어대상장치의 제어는 안되는 문제가 있다.
또한, 최근에는 인터넷을 이용하여 원거리에서 제어대상장치를 제어하는 방식이 개발되어 있지만, 이 경우에도 복수의 제어대상장치를 제어하기 위해서는 복수의 제어대상장치에 유선으로 접속되는 회로를 한 곳에 모아두는 제어박스가 필요하게 되는 등의 설치에 어려움이 있을 뿐만 아니라 비용이 많이 드는 문제가 있다.
따라서, 본 고안은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 제어하고자 하는 각 제어대상장치에 지그비 표준방식의 무선 송수신 모듈을 장착하고, 이 무선 송수신과 지그비표준 방식으로 통신가능한 이동식 또는 고정식 제어장치에 의하여 서로 다른 공간(방)에 설치된 많은 동일 또는 다른 종류의 제어대상장치를 무선으로 제어할 수 있도록 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템은, 각각 지그비 표준방식으로 무선송수신 가능하여, 하기의 제어장치로부터의 제어신호를 무선으로 수신받고 상기 제어장치의 제어신호에 근거하여 자신의 제어를 수행하며 그 자신의 제어상태를 포함하는 동작상태를 감시하고 있다가 상기 제어장치로부터 동작상태 정보의 전송요청이 있으면 그 동작상태 정보를 무선으로 하기의 제어장치로 송출하는 복수의 제어대상장치와; 사용자의 조작에 의하여 소망하는 제어대상장치에 대한 동작 제어 및 현재의 동작상태 정보의 요청이 입력되면 그 동작 제어 및 동작상태 정보 요청에 대한 신호를 해당 제어대상장치로 지그비 표준방식으로 전송하고, 상기 제어대상장치로부터 수신되는 동작상태정보를 사용자에게 통지하는 제어장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제어장치는, 지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 고정식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와; 사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와; 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위해 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와; 사용자에 의한 키입력부의 조작 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위해 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 구비한 이동식(휴대형) 제어장치이다.
또는, 상기 제어장치는, 지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 이동식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와; 사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와; 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위한 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와; 유선통신망에 접속하기 위한 유선통신망 접속 인터페이스와; 사용자에 의한 키입력부의 조작 및 상기 유선통신망을 통한 제어 명령 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소설정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위한 제어동작, 상기 유선통신망 접속 인터페이스와의 통신을 위한 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성된다.
또는, 상기 제어장치는, 이동식 제어장치와 고정식 제어장치로 구성되며, 상기 이동식 제어장치는, 지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 고정식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와, 사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와, 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소설정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위한 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와, 사용자에 의한 키입력부의 조작 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위한 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되고,
상기 고정식 제어장치는, 지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 이동식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와, 사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와, 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위해 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와, 유선통신망에 접속하기 위한 유선통신망 접속 인터페이스와, 사용자에 의한 키입력부의 조작 및 상기 유선통신망을 통한 제어 명령 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위해 제어동작, 상기 유선통신망 접속 인터페이스와의 통신을 위한 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 제어대상장치는 조명장치이고, 상기 제어장치와의 통신 및 조명등의 제어를 위한 제어유니트를 포함하여 구성되고, 상기 제어유니트는, 상기 제어장치와 지그비 표준을 이용하는 무선 데이터 통신을 위한 RF송수신부와; 하기의 전원온/오프구동부를 수동으로 조작하여 전원을 온/오프하기 위한 키와; 하기의 제어부의 제어에 따라 조명등의 전원 온/오프를 실행하는 전원온/오프구동부와; 조명등에 전달되는 전류량을 조정하여 조명등의 밝기를 조정하기 위한 전류조정부와; 지그비 프로토콜을 이용하여 상기 제어장치와의 데이터 통신을 위한 제어를 수행함과 동시에 상기 제어장치로부터의 제어명령에 따라 조명등의 온/오프 및 조명등의 밝기 조정 등의 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 제어유니트는, 조명등에 인가되는 전류량을 검출하여 상기 제어부에 전달하기 위한 전류검출부를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어유니트의 제어부는, 상기 제어장치로부터의 제어명령이 조명등의 상태보고이면 상기 전류검출부에서 검출된 전류량에 근거하여 조명등의 온/오프상태 및 밝기레벨을 제어장치로 보고하도록 제어한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 고안의 이해를 돕기 위하여 지그비 표준에 대하여 개략적으로 설명하기로 한다.
도 1은 지그비 표준의 스택(stack)구조를 도시한 도면이다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 지그비 표준의 스택(stack)구조는 어플리케이션(Application)계층, 보안(Security)계층, 네트워크(Network)계층, MAC(Media Access Control)계층 및 물리(PHY)계층으로 구성된다.
상기 PHY계층은 무선 펌웨어(RF Firmware)와 무선 하드웨어(RF Hardware)를 통하여 MAC계층과 물리채널 사이의 인터페이스를 제공하고 IEEE2802.15.4의 규정을 적용한다. 주파수대는 2.4GHz,868/915MHz대이며 OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying) 등의 모듈레이션 방식을 적용하며, 무선 송수신기(Radio Transceiver)의 활성 및 비활성상태를 제어하고, 선택한 채널의 에너지를 검출하며, 채널 주파수를 할당하고, 데이터를 송수신하는 기능 등을 담당한다.
상기 MAC(Media Access Control )계층은 모든 물리채널을 제어하고 핸들링(Handling)하며, IEEE802.15.4의 규정을 적용하며, 네트워크 비콘(Network Beacon) 프레임을 발생하고, 비콘 프레임의 동기를 맞추며, 채널 접속을 관장하는 기능을 수행한다.
상기 네트워크(Network)계층은 스타(Star), 클러스터 트리(Cluster tree) 또는 메시(Mesh)형태의 네트워크를 구축하고, 디바이스 간의 데이터 전송을 위한 경로를 선택하는 역할을 수행한다.
상기 보안(Security)계층은 디바이스가 통신하고 싶어하는 디바이스만 선택할 수 있는 보안 서비스로써 데이터 암호화(Data Encryption) 등을 수행한다.
상기 어플리케이션(Application)계층은 네트워크계층과 응용계층 사이의 인터페이스(API)를 제공하고 사용자가 정의하는 애플리케이션 디바이스나 지그비 디바이스를 제어한다.
도 2는 본 고안에서 적용되는 지그비 표준의 데이터 프레임 구조를 도시한 도면이다.
본 고안에서의 제어대상장치와 제어장치 간에는 하기와 같은 지그비 표준의 데이터 프레임 구조를 활용하여 제어대상장치에 대한 명령과 제어대상장치의 상태에 대한 보고가 가능하도록 한다.
본 고안에서 사용하는 프레임 구조는 지그비 표준이 정의하는 슈퍼-프레임(Super-Frame)구조를 그대로 적용하되 대기시간을 최소화하여 소모전력을 낮추기 위하여 정해진 타임 스롯을 사용하는 GTS(Guaranteed Time Slot)형의 슈퍼-프레임을 적용한다. 슈퍼-프레임은 제어장치에서 전송되고, 비콘(Beacon)프레임을 포함하여 16개 타임 스롯으로 구성된다.
슈퍼-프레임 중에 지정된 타임 스롯에서 교환(GTS형)되는 프레임들을 정보 프레임이라 하며, 제어장치와 제어대상장치 간에 교환하는 정보 프레임의 종류에는 비콘(Beacon) 프레임, 데이터 프레임, 확인(Acknowledge) 프레임 및 명령(Command) 프레임이 있으며 이것들은 지그비 표준에서 규정하는 프레임 종류와 동일하고 그 구조도 지그비 표준을 따른다. 참고로 본 고안에서는 지그비 표준에서 정의하는 코디네이터(Coordinator)와 네트워크 디바이스(Network Device)를 각 제어장치와 제어대상장치로 대응시켜 시스템을 구현한다. 상기 비콘 프레임은 제어장치에서 동기를 위해 전송하는 프레임이고, 데이터 프레임은 제어대상장치 등의 상태 등 특정 데이터를 전송하는 프레임이며, 확인 프레임은 성공적인 수신을 확인하기 위해 사용하는 프레임이고, 명령 프레임은 제어장치에서 제어대상장치에 명령을 전송하는 프레임이다.
이러한 프레임 포맷은 다음과 같으며, 지그비 표준에서 제시하는 일반적인 프레임구조는 도3에 도시한 바와 같다.
동 도면에서, 프레임 제어(Frame Control)필드는 2바이트로 구성되며, 프레임의 종류를 정의하고 보안기능 선택, 어드레싱(Addressing)방법 등을 정의한다. 프레임의 종류는 하위 3개 비트(b2,b1,b0)가 000이면 비콘 프레임, 001이면 데이터 프레임, 010이면 확인 프레임, 011이면 명령 프레임을 나타내며, 100~111는 예비상태(Reserved)로 되어 있다.
또, 시퀀스 번호(Sequence Number)필드는 1바이트로 구성되며 프레임의 시퀀스 번호를 부여하는 곳이다. 데시티네이션(Destination) 어드레스 필드와 소오스(Source) 어드레스 필드는 발신자와 수신자 주소를 부여하는 곳이며, 어드레스필드에 대해서는 지그비 표준에서는 네트워크를 선택하는 것을 포함하여 최대 16바이트를 할당하고 있으나 본 고안에서는 발신자와 수신자 주소를 각각 8바이트씩 할당한다. 프레임 페이로드(Frame Payload) 필드는 각 정보 프레임에 따라서 그 내용을 추가하기 위한 영역이고, FCS(Frame Check Sequence) 필드는 프레임 보호를 위한 16비트의 ITU-T의 CRC(Cyclic Redundancy Checking)코드를 넣기 위한 영역이다.
도 4는 본 고안에 적용되는 비콘 프레임 포맷을 도시한 도면으로, 지그비 표준과 동일하며 네트워크를 구성하는 모든 디바이스에 브로드캐스팅(Broadcasting)하여 동기화하기 위한 것으로, 그 설명은 생략한다.
도 5는 본 고안에 적용되는 데이터 프레임 포맷을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 데이터 필드의 포맷을 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이 본 고안에서는 데이터의 량을 줄이기 위하여 데이터 필드를 16비트로 배정하고 제어대상장치의 상태(예를 들면 제어대상장치가 조명 장치일 경우 조명의 상태) 등의 기타 센서로부터의 얻은 데이터를 제어장치로 전송하는 등에 사용된다.
데이터 필드는 도 6에 도시한 바와 같이, 상위 4비트는 데이터의 종류를 나타내며, 하위 12비트는 상태를 나타내는데 사용된다. 제어대상장치가 조명장치일 경우를 예로 들어 설명하면, 상위 4비트(데이터의 종류)로서 예를 들면 000에 점등상태, 0010에 밝기 상태, 0000과 0011~1111를 예비상태(Reserved)로 설정해놓을 수 있으며, 하위 12의 상태 데이터로서는 0000 00000000는 오프상태, 0000 11111111은 온상태, 0000 0000XXXX은 밝기정도를 표현하는데 사용될 수 있다. 즉, 데이터의 종류가 점등 상태이고 조명이 오프상태이면 데이터 필드는 "0001 0000 00000000"로 표현될 수 있으며, 데이터의 종류가 점등 상태이고 조명이 온상태이면 데이터 필드는 "0001 0000 11111111"로 표현될 수 있고, 데이터의 종류가 밝기 상태이면 데이터필드는 그 밝기 상태에 따라서 "0010 0000 00000000" ~ "0010 0000 00001111"의 16계 단계로 표현할 수 있다.
도 7은 본 고안에 적용되는 확인(Acknowledge) 프레임 포맷을 도시한 도면으로, 지그비 표준과 동일하며 네트워크를 구성하는 모든 디바이스에게 브로드캐스팅되는 것으로, 그 설명은 생략한다.
도 8은 본 고안에 적용되는 명령(Command) 프레임 포맷을 도시한 도면이다. 명령 유형(Command Type) 중에서 본 고안에서 사용하는 명령 유형은 지그비 표준에서 예비(Reserved)로 된 '11111111'(FF)를 제어 명령어로 설정하고, 명령 내용인 명령 페이로드(Command Payload)에는 "00000000"~"11111111"의 8비트를 할당한다. 여기서, 제어대상장치가 조명장치인 경우를 예로 들어 설명하면, 명령 유형의 '11111111'은 조명제어 명령어로 설정될 수 있으며, 명령 페이로드는 다음과 같이 설정될 수 있다. 즉, "00000000"은 조명등 오프, "00000001"은 조명등 온, "00000010"은 조명등 밝기 레벨 증가, "00000011"은 조명등 밝기 레벨 감소, "00000100"은 조명장치 상태 보고 요청, "00000101"은 조명장치 ID(주소) 설정, "00000110"~"11111111"은 예비(Reserved)상태로 할당할 수 있다.
도 9는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 고안의 시스템은, 복수의 제어대상장치(10A_1~10A_N, 10B_1~10B_N,…, 10N_1~10N_N)와, 각 제어대상장치 내부에 내장되거나 또는 외부에 접속된 제어유니트(11A_1~11A_N, 11B_1~11B_N,…, 11N_1~11N_N)와, 상기 복수의 제어대상장치를 지그비 표준을 이용한 무선방식의 동작 제어를 위한 제어장치(20A,20B)로 구성된다. 이하에서는 상기 제어유니트는 설명의 간략화만을 위하여 제어대상장치 내부에 내장되어 있는 것으로 가정하고 제어대상장치를 지칭하면 제어유니트도 포함되어 지칭되는 것으로 한다.
상기 복수의 제어대상장치는 하나의 공간에 설치하는 것이 아니라, 복수의 공간에 분산, 설치되어 있는 것이다. 즉, 제어대상장치(10A_1~10A_N)는 A구역에 설치되어 있고, 제어대상장치(10B_1~10B_N)는 B구역에 설치되어 있으며, 제어대상장치(10N_1~10N_N)는 N영역에 설치되어 있다. 이들 A~N구역은 가정, 사무실, 빌딩 및 공장의 경우에 서로 벽 등에 의하여 구획된 서로 다른 방을 의미한다.
또한, 상기 복수의 제어대상장치(10A_1~10A_N, 10B_1~10B_N,…, 10N_1~10N_N)는 예를 들면 조명장치와 같이 동일한 유형의 장치일 수 있으며, 각 방의 조명장치들, 보일러, 세탁기, 전자렌지, AV기기 등과 같이 여러 유형의 장치일 수도 있다.
상기 복수의 제어대상장치(10A_1~10A_N, 10B_1~10B_N,…, 10N_1~10N_N)는 각각 지그비 표준방식으로 무선송수신 가능하여, 제어장치로부터의 제어신호를 무선으로 수신받고 상기 제어장치(20A,20B)의 제어신호에 근거하여 자신의 제어를 수행하며 그 자신의 제어상태를 포함하는 동작상태를 감시하고 있다가 상기 제어장치(20A,20B)로부터 동작상태 정보의 전송요청이 있으면 그 동작상태 정보를 무선으로 하기 제어장치(20A,20B)로 송출하도록 되어 있다.
그리고, 상기 제어장치(20A,20B)는 사용자의 조작에 의하여 소망하는 제어대상장치에 대한 동작 제어 및 현재의 동작상태 정보의 요청이 입력되면 그 동작 제어 및 동작상태 정보 요청에 대한 신호를 해당 제어대상장치로 지그비 표준방식으로 전송하고, 해당 제어대상장치로부터 수신되는 동작상태정보를 사용자에게 통지하는 기능을 수행한다.
상기 제어장치(20A,20B)는 2종류로 구성될 수 있는데, 그 하나는 이동식(휴대형) 제어장치(20A)이고, 다른 하나는 고정식 제어장치(20B)이다. 본 고안의 시스템에서는 이동식 제어장치(20A)와 고정식 제어장치(20B)중 어느 하나만 채택될 수도 있고, 그들 제어장치(20A,20B)가 도 9에 도시한 바와 같이 자신의 관할 구역을 할당하여 서로 통신하면서 제어대상장치의 제어를 수행하도록 모두 채택될 수도 있다. 이하에서는 본 고안의 시스템이 이동식 및 고정식 제어장치를 모두 채택한 경우에 대하여 예시적으로 설명하기로 한다.
여기서, 본 고안에서 사용되는 무선통신방식은 IEEE802.15.4에 해당하는 무선기술과 지그비 프로토콜을 적용한다. IEEE802.15.4는 868MHz/915MHz대 또는 2.4GHz대의 주파수 영역을 사용하여 최대 250Kbps속도의 데이터를 저전력으로 교환할 수 있는 통신 기술이며, 이러한 무선 송수신 방식에 지그비의 프로토콜을 이용하여 제어대상장치와 제어장치 사이에서, 그리고 이동식 제어장치와 고정식 제어장치 사이에서 정보를 교환한다.
도 10은 도 9에 도시한 제어대상장치에 설치되는 제어유니트의 구성에 대한 블록도이다.
동 도면에서, 제어유니트는 제어부(110), RF송수신부(112), ID발생부(114), 키(Key)(116), 복수의 제어구동부 및 제어상태검출부(118_1A,…,118_NA; 118_1B,…,118_NB)를 포함하여 구성된다.
상기 RF송수신부(112)는 제어장치(20A,20B)와의 무선 데이터 통신을 위한 구성이고, 상기 키(116)는 제1 내지 제N 제어구동부(118_1A,…,118_NA)를 수동으로 제어하기 위한 키조작부이고, 상기 제1 내지 제N 제어구동부(118_1A,…,118_NA)는 제어부(110)의 제어에 따라 제어를 실행하는 구성이며, 상기 제1 내지 제N 제어상태검출부(118_1B,…,118_NB)는 각각 상기 제1 내지 제N 제어구동부(118_1A,…,118_NA)에 의하여 제어된 제어상태를 검출하여 제어부(110)로 전달하는 구성이다. 여기서, 조명장치를 예로 들어 설명하면, 제어구동부는 전원 온오프에 의한 전등의 점멸을 위한 구성, 밝기 조정을 위해 전류량을 조정하기 위한 구성 등을 들 수 있다. 또한 제어구동부는 전기 보일러를 예로들면 전원 온오프를 위한 구성, 연소 온/오프를 위한 구성, 온도설정을 위한 구성 등을 예로 들 수 있다.
상기 제어부(110)는 지그비 프로토콜을 이용하여 제어장치(20A,20B)와의 데이터 통신을 위한 제어를 수행함과 동시에 제어장치(20A,20B)로부터의 제어명령에 따라 자신의 제어를 위한 제어구동부(118_1A,…,118_NA)의 제어동작을 수행하며, 상기 제어구동부(118_1A,…,118_NA)에 의한 제어상태를 제어상태검출부(118_1B,…,118_NB)로부터의 상태검출신호를 입력받아 제어장치(20A,20B)로부터의 상태 정보요청시에 상기 검출입력된 상태를 지그비 프로토콜을 이용하여 제어장치(20A,20B)로 전송한다.
도 11은 도 9에 도시한 이동식 제어장치의 구성에 대한 블록도이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 이동식 제어장치는 제어부(210), RF송수신부(211), 디스플레이(212), 키입력부(213), 배터리(214), 충전회로(215), 인터페이스(216)를 포함하여 구성된다.
상기 RF송수신부(211)는 지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와 의 통신 및 고정식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 구성이고, 상기 디스플레이(212)는 사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 구성이며, 상기 키입력부(213)는 사용자에 의하여 소정의 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력(예를 들면 제어대상장치가 조명장치인 경우 조명장치의 전원 온/오프 선택입력 또는 조명장치의 밝기 조정 입력 등)이나 소정의 제어대상장치 또는 모든 제어대상장치의 상태확인을 위한 입력(예를 들면 제어대상장치가 조명장치인 경우 조명장치의 전원 온/오프 상태 또는 조명장치의 밝기 상태 등을 확인하기 위한 입력) 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 구성이다. 상기 배터리(214)는 건전지나 충전지로 구성되는 전원공급을 위한 구성이며, 상기 충전회로(215)는 상기 배터리(214)가 충전지로 구성될 경우에 상기 배터리(214)의 충전동작을 구동제어하기 위한 구성이고, 상기 인터페이스(216)는 이동식 제어장치(20a)가 고정식 제어장치(20B)와 연동하여 복수의 제어대상장치를 무선으로 제어하는 구성일 경우에 상기 고정식 제어장치(20B)에 유선으로 결합되어 고정식 제어장치와의 데이터통신을 수행함과 동시에 고정식 제어장치로부터 전원을 공급받아 충전회로(215)를 통하여 충전용 배터리(214)에 충전전원을 공급할 수 있도록 하는 구성이다. 상기 제어부(210)는 사용자에 의한 키입력부(213)의 조작에 따라 전체적인 제어동작을 수행한다.
도 12는 도 9에 도시한 고정식 제어장치의 구성에 대한 블록도로, 도 11의 이동식 제어장치와 다른 구성요소는 전원공급부(224)와 인터페이스(215) 및 유선통신망접속 인터페이스(216) 및 제어부(220)이며, 동일한 구성요소인 RF송수신부(221)와 디스플레이(222) 및 키입력부(223)에 대해서는 그 설명을 생략한다.
상기 전원공급부(224)는 통상의 교류전원이 예를 들면 아답터에 의하여 소정의 직류전원으로 변환되어 입력되며 이 입력 직류전원을 각 구성요소에 필요한 전압레벨로 변환하여 공급하는 구성이며, 상기 인터페이스(215)는 이동식 제어장치와의 유선접속에 의하여 데이터통신을 행하거나 또는 상기 전원공급부(224)로부터의 전원을 상기 이동식 제어장치로 전달하기 위한 구성이다.
상기 유선통신망접속 인터페이스(216)는 원거리에서 유선통신망을 경유하여 제어대상장치의 제어를 수행하기 위하여 유선통신망에 접속하기 위한 구성이다.
여기서, 유선통신망이 공중전화망일 경우에는 상기 유선통신망접속 인터페이스(216)는 공중전화망 접속 인터페이스이며, 이 경우 DT MF톤을 검출하기 위한 구성, 자동응답구성 등을 구비하게 되며, 사용자가 원격지의 전화기를 이용하여 고정식 제어장치에 전화를 걸고 자동응답 구성의 응답에 따라 전화기의 특정키를 조작하면 그 특정키의 DTMF톤을 검출하여 그 특정키 조작에 따른 제어명령을 제어부(220)에 전달하는 방식의 통상의 자동응답 방식에 의하여 제어대상장치의 제어를 수행하도록 할 수 있게 된다.
또한, 유선통신망이 인터넷망일 경우에는 상기 유선통신망접속 인터페이스(216)는 인터넷이 접속된 컴퓨터와 유선으로 접속가능한 인터페이스이면 되고, 이 경우에는 컴퓨터에 전용프로그램이 탑재되어 있으며, 이 전용프로그램은 원격지에서 사용자에 의하여 인터넷을 통하여 억세스 가능하도록 구성되어 있으면 된다. 여기서, 사용자가 원격지에서 인터넷에 접속하여 상기 고정식 제어장치에 접속된 컴퓨터에 억세스하여 상기 전용프로그램을 이용하여 소망하는 제어대상장치의 소망하는 제어 명령을 조작하면, 그 제어 명령조작이 컴퓨터에서 유선통신망 접속 인터페이스(216)를 통하여 제어부(220)에 전달되도록 할 수 있다.
상기 제어부(220)는 이동식 제어장치의 제어부와 비교하여 볼때, 상기한 바와 같이 유선통신망 접속 인터페이스(216)를 통하여 원격지로부터의 제어입력을 입력받아 소망하는 제어대상장치에 대한 제어를 수행하거나 소망하는 특정 제어대상장치 또는 모든 제어대상장치의 상태를 유선통신망 접속 인터페이스(216)를 통하여 원격지로 전송할 수 있도록 하는 구성을 제외하고는 상기한 이동식 제어장치의 제어부와 동일한 기능을 수행한다.
도 13은 제어장치(20A 또는 20B)에서 제어대상장치(10A_1~10A_N, 10B_1~10B_N, …, 10N_1~10N_N)의 제어유니트(11A_1~11A_N, 11B_1~11B_N, …, 11N_1~11N_N)중 어느 하나에 제어명령을 전송할 때의 명령 전송 절차를 도시한 도면이다.
즉, 먼저 제어장치측(20A 또는 20B)에서 도 4에 도시한 포맷의 비콘 프레임 메시지(Beacon)가 목적지 제어대상장치의 제어유니트측으로 전송된다. 그 후, 제어장치측에서 도 8에 도시한 포맷의 명령 프레임 메시지(Command)가 목적지 제어대상장치의 제어유니트측으로 전송된다. 이와 같이 비콘 프레임 메시지와 명령 프레임 메시지를 수신한 목적지 제어대상장치의 제어유니트는 명령 프레임 메시지가 수신되었음을 확인하는 도 7에 도시한 포맷의 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 해당 명령 프레임 메시지를 전송한 제어장치측으로 전송한다.
이와 같이 하여 명령 프레임 메시지를 RF송수신부(112; 도10 참조)를 통하여 수신한 목적지 제어대상장치의 제어유니트의 제어장치(110; 도10 참조)는 명령 프레임 메시지를 분석하여, 즉, 도 8에 도시한 포맷에서 명령 유형필드(Command Type)와 명령 페이로드 필드(Command Payload)를 확인하고 확인된 명령에 따라서 해당되는 제어구동부를 제어하여 소망하는 명령을 수행한다.
도 14는 제어장치(20A 또는 20B)에서 제어대상장치(10A_1~10A_N, 10B_1~10B_N, …, 10N_1~10N_N)의 제어유니트(11A_1~11A_N, 11B_1~11B_N, …, 11N_1~11N_N)중 어느 하나에 제어대상장치의 상태를 요청하고 해당 제어대상장치의 제어유니트에서 자신의 상태를 제어장치(20A 또는 20B)에 전달하는 절차를 도시한 도면이다.
즉, 먼저 제어장치(20A 또는 20B)측에서 도 4에 도시한 포맷의 비콘 프레임 메시지(Beacon)가 목적지 제어대상장치의 제어유니트측으로 전송된다. 그후, 제어장치(20A 또는 20B)측에서 도 8에 도시한 포맷의 제어대상장치의 상태를 확인 보고하라는 상태 보고 요청을 위한 명령 프레임 메시지(Command)가 목적지 제어대상장치의 제어유니트측으로 전송된다. 이와 같이 비콘 프레임 메시지와 명령 프레임 메시지를 수신한 목적지 제어대상장치의 제어유니트는 명령 프레임 메시지가 수신되었음을 확인하는 도 7에 도시한 포맷의 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 해당 명령 프레임 메시지를 전송한 제어장치(20A 또는 20B)측으로 전송한다.
이와 같이 하여 명령 프레임 메시지를 RF송수신부(112; 도10 참조)를 통하여 수신한 목적지 제어대상장치의 제어유니트의 제어장치(110; 도10 참조)는 명령 프레임 메시지를 분석하여, 즉, 도 8에 도시한 포맷에서 명령 유형필드(Command Type)와 명령 페이로드 필드(Command Payload)를 확인하고 확인된 명령이 상태 보고 요청 명령임을 확인하고, 제어상태검출부(118_1B~118NB)에서 입력된 자신의 상태정보를 포함하는 도 5에 도시한 데이터 포맷과 같은 상태 데이터 프레임 메시지(상태 Data)를 생성하여 해당 명령 프레임 메시지를 전송한 제어장치(20A 또는 20B)측으로 전송한다.
그후, 상기 데이터 프레임 메시지(상태 Data)를 수신한 제어장치(20A 또는 20B)는 데이터 프레임 메시지가 수신되었음을 확인하는 도 7에 도시한 포맷의 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 해당 목적지 제어대상장치의 제어유니트측으로 전송한다.
다음으로, 복수의 제어대상장치에 ID(주소)를 할당하는 방법에 대하여 설명한다.
제어대상장치의 ID는 설치 시에 제어장치에서 생성하여 제어대상장치의 제어유니트에 제공한다. 제어대상장치의 ID의 생성 과정과 설정 절차에 대하여 설명한다.
제어대상장치의 ID는 제어장치(20A 또는 20B)에 의해서 만들어진다. 제어장치(20A,20B)는 생산 과정에서 중복되지 않는 생산 일련번호(Serial Number; S/N)를 부여받고 이 일련번호를 기준하여 해당 제어장치(20A 또는 20B)가 관장하는 제어대상장치들의 ID를 생성한다. 생성된 ID는 제어장치와 제어대상장치의 제어유니트에서 불활성 메모리인 EEPROM(제어부에 내장되거나 또는 외장될 수 있음)에 기억시켜 안전하게 하며, 정보 교환 시에는 주소로서 사용된다.
도 15에 도시한 ID포맷과 같이, ID는 제어장치의 S/N과 제어장치에서 정해 주는 제어대상장치의 번호를 조합하여 만든다. 이때, 제어대상장치 번호 '00000000'은 사용하지 않고 제어장치의 고유번호로서 사용된다. 상기에서 만들어진 ID는 네트워크에서 정보교환 시에 주소로 사용되며, 도16과 같이 발신자 또는 수신자 주소 필드(8바이트)의 하위 4바이트에 해당된다. 도 16에서 주소(Address) 확장 영역은 제어대상장치 등의 디바이스를 구별하기 위하여 사용되어지나 본 고안에서는 향후 제어장치의 수에 따른 주소 확장용으로 사용하기로 하여 기본적으로는 '00000000 00000000 00000000 00000000'으로 설정한다.
다음으로, 제어장치에서 제어대상장치의 ID를 설정하기 위한 절차에 대하여 도 17를 참조하여 설명한다.
먼저, 사용자가 제어장치(20A)(20B)의 키입력부(213)(223)(도11 및 도12 참조)을 조작하여 디스플레이(212)(222)에 표시되는 메뉴화면에서 ID설정 모드를 선택하면 제어장치(20A)(20B)의 제어부(210)(220)는 ID설정모드로 진입한다. 이때, 사용자가 제어대상장치의 제어유니트(도10 참조)의 키(116)(택트 스위치 또는 버튼 스위치로 구성됨)를 예를 들면 3초 이상 누르면 제어대상장치의 제어유니트의 제어부(110)가 이를 인식하여 ID 설정모드로 진입하게 된다.
이러한 상태에서, 제어장치(20A)(20B)의 제어부(210)(220)는 비콘 프레임 메시지(Beacon)를 해당 제어대상장치의 제어유니트로 전송하고, 이어 ID 설정 명령 프레임 메시지(ID Set Command)를 해당 제어대상장치의 제어유니트로 전송한다.
상기 비콘 프레임 메시지(Beacon)와 ID 설정 명령 프레임 메시지(ID Set Command)를 RF송수신부(112)(도10 참조)를 통해서 수신한 해당 제어대상장치의 제어유니트는 이들 메시지의 수신을 확인하기 위한 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 해당 제어장치(20A)(20B)로 전송한다.
상기 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 해당 제어장치(20A)(20B)를 RF송수신기(211)(221)를 통하여 수신한 제어부(210)(220)는 해당 제어대상장치의 번호를 결정하고 제어장치(20A)(20B) 자신의 S/N을 포함하는 도 15의 포맷을 갖는 4바이트의 제어대상장치ID와 함께 4바이트의 주소 확장용 4바이트를 포함하는 네트워크 주소(도 16 참조)를 생성한다.
그후, 상기 제어장치(20A)(20B)의 제어부(210)(220)는 상기 생성된 8바이트의 네트워크 주소를 2바이트씩 분할하고, 각 분할된 2바이트를 도 5에 도시한 데이터프레임을 이용하여 데이터 프레임 메시지[ID(0)~ID(3)]를 생성하고, 이 프레임 메시지[ID(0)~ID(3)]를 4회에 걸쳐서 RF 송수신부(211)(221)를 통하여 해당 제어대상장치측으로 송출한다. 이때, 데이터 프레임 메시지의 송신자 및 수신자 주소는 무시한다.
이어, 상기 해당 제어대상장치의 제어유니트의 제어부(110)(도10 참조)는 RF송수신부(112)를 통하여 데이터 프레임 메시지[ID(0)~ID(3)]를 매번 수신될 때마다 수신확인을 위한 확인 프레임 메시지를 RF송수신부(112)를 통하여 송출한다.
이와 같이 하여, 네번째 데이터 프레임 메시지[ID(3)]에 대한 송출후 확인 프레임 메시지가 수신되면 상기 제어장치(20A)(20B)의 제어부(210)(220)는 해당 제어대상장치의 ID(네트워크 주소)가 정상적으로 전송되었음을 인식하고, 사용자에 의하여 지정된 특정 키에 대응시켜 해당 ID(네트워크 주소)를 제어부(210)(220)의 내장 EEPROM에 저장한다. 한편, 해당 제어대상장치의 제어유니트의 제어부(110)(도10 참조)는 네번째 데이터 프레임 메시지[ID(3)]의 수신후에 확인 프레임 메시지를 송출하고나서 자신의 ID(네트워크 주소)가 정상적으로 수신되었음을 인식하고 해당 ID(네트워크 주소)를 제어부(110)의 내장 EEPROM에 저장한다.
이와 같은 과정을 통하여 제어대상장치의 네트워크 주소가 세팅되어, 제어장치와의 통신에 의한 정보교환시에 제어대상장치의 네트워크 주소로서 사용되게 된다.
다음으로, 제어장치 사이에서의 제어 대상장치의 ID 교환을 위한 절차에 대하여 도18을 참조하여 설명한다. 여기서는 제어장치1[예를 들면 이동식 제어장치(20A)]에서 제어장치2[예를 들면 이동식 제어장치(20B)]로 제어대상장치의 ID(정확하게는 네트워크 주소)를 전송하는 것만을 예시적으로 설명하지만, 그 반대로의 ID전송도 마찬가지로 이루어질 수 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
먼저, 사용자가 제어장치(20A)의 키입력부(213)(도11 참조)를 조작하여 디스플레이(212)에 표시되는 메뉴화면에서 ID교환 모드를 선택하면 제어장치(20A)의 제어부(210)는 ID 교환 모드로 진입한다. 한편, 사용자가 제어장치(20B)의 키입력부(223)(도12 참조)도 조작하여 디스플레이(222)에 표시되는 메뉴화면에서 ID설정 모드를 선택하면 제어장치(20B)의 제어부(220)도 ID설정모드로 진입한다.
이러한 상태에서, 사용자가 제어장치(20A)의 키입력부(213)(도11 참조)에서 송신에 해당하는 키(버튼)를 조작하여 제어장치(20A)가 관장하는 적어도 하나의 제어대상장치의 ID를 제어장치(20B)로 송출하도록 한다.
이에 따라, 제어장치(20A)의 제어부(210)는 키입력부(213)로부터 입력에 따라 내장 EEPROM에 각각 키번호와 함께 저장된 자신이 관장하는 모든 제어대상장치의 ID를 순차적으로 독출하고 다음과 같이 각각 독출된 키번호와 ID를 제어장치(20B)로 전송한다.
즉, 제어장치(20A)의 제어부(210)는 먼저 도 4에 도시한 바와 같은 비콘 프레임 메시지(Beacon)를 생성하여 RF송수신부(211)를 통하여 출력한다. 이때, 데시티네이션 어드레스(DA)는 제어장치(20B)의 어드레스이고 소오스 어드레스(DS)는 제어장치(20A)의 어드레스가 된다.
그후, 제어장치(20A)의 제어부(210)는 먼저 도 5에 도시한 바와 같은 데이터 프레임 메시지를 이용하여 2바이트의 데이터 필드에 첫번째 제어대상장치에 대한 키번호를 삽입해서 키번호에 대한 데이터 프레임 메시지(Key번호)를 생성하여 RF송수신부(211)를 통하여 출력한다. 이때에도 데시티네이션 어드레스(DA)는 제어장치(20B)의 어드레스이고 소오스 어드레스(DS)는 제어장치(20A)의 어드레스가 된다.
이어, 상기 키번호에 대한 데이터 프레임 메시지를 수신한 제어장치(20B)의 제어부(220)가 확인 프레임 메시지를 생성하여 송출하고, 이 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 수신한 제어장치(20A)의 제어부(210)는 첫번째 제어대상장치에 대한 8바이트의 ID(네트워크주소)를 2바이트씩 분리하고, 도 5에 도시한 바와 같은 데이터 프레임 메시지를 이용하여 2바이트의 데이터 필드에 상기 분리된 ID(네트워크주소)의 첫번째 2바이트를 삽입해서 ID의 첫번째 2바이트에 대한 데이터 프레임 메시지[ID(0)]를 생성하여 RF송수신부(211)를 통하여 출력한다. 이때에도 데시티네이션 어드레스(DA)는 제어장치(20B)의 어드레스이고 소오스 어드레스(DS)는 제어장치(20A)의 어드레스가 된다.
그후, 제어장치(20B)로부터 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 수신한 제어장치(20A)의 제어부(210)는 첫번째 제어대상장치에 대한 두번째부터 4번째 2바이트에 대해서도 동일한 방식으로 데이터 프레임 메시지를 이용하여 데이터 프레임 메시지[ID(1),…,ID(3)]를 생성하여 RF송수신부(211)를 통하여 출력한다.
이와 같이 하여 제어장치(20A)로부터 첫번째 제어대상장치에 대한 2바이트의 키번호와 8바이트의 ID(네트워크 주소)를 모두 수신한 제어장치(20B)의 제어부(220)는 자신의 내장 EEPROM에 수신한 키번호와 ID를 저장한다.
상기한 방식으로 하여 제어장치(20A)로부터 자신이 관장하는 제어대상장치에 대한 ID의 전송이 모두 이루어지면, 제어장치(20A)의 제어부(210)는 송신을 종료하고 대기모드로 진입하도록 제어한다. 한편, 제어장치(20B)의 제어부(220)는 지정된 시간동안 수신되는 데이터프레임 메시지가 없으면 대기모드로 진입하도록 제어한다.
도 19는 본 고안을 조명장치에 적용할 경우 제어대상장치로서 조명장치에 설치되는 제어유니트의 구성을 도시한 블록도이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 조명장치용 제어유니트는 제어부(310), RF송수신부(312), 키(Key)(316), 전원입력부(318), 전원온/오프구동부(320), 전류조정부(322), 디지털/아날로그변환부(324), 전류검출부(326), 아날로그/디지털변환부(328), 볼륨조정키(330)를 포함하여 구성된다.
상기 RF송수신부(312)는 제어장치(20A,20B)와의 무선 데이터 통신을 위한 구성이고, 상기 키(316)는 전원온/오프구동부(320)를 수동으로 조작하여 전원을 온/오프하기 위한 키이며, 상기 전원온/오프구동부(320)는 제어부(110)의 제어에 따라 조명등의 전원을 온/오프를 실행하는 구성이며, 전류조정부(322)는 조명등에 전달되는 전류량을 조정하여 조명등의 밝기를 조정하기 위한 구성이며, 전류검출부(326)는 조명등에 인가되는 전류량을 검출하여 제어부(310)에 전달하기 위한 구성이다.
상기 제어부(310)는 지그비 프로토콜을 이용하여 제어장치(20A,20B)와의 데이터 통신을 위한 제어를 수행함과 동시에 제어장치(20A,20B)로부터의 제어명령에 따라 조명등의 온/오프 및 조명등의 밝기 조정 등의 제어동작을 수행한다.
즉, 제어장치(20A,20B)로부터의 제어명령이 조명등의 전원 온 또는 전원 오프이면 제어부(310)는 전원 온/오프구동부(320)를 제어하여 조명등에 공급되는 전원을 온 또는 오프하도록 제어한다. 이때, 조명등의 전원 온/오프 상태는 전류검출부(326)에서 검출되어 아날로그/디지털변환부(328)를 통해서 입력되는 전류량에 의하여 확인될 수 있다.
또, 제어장치(20A,20B)로부터의 제어명령이 조명등의 밝기 레벨 조정(레벨 업 도는 레벨 다운)이면 제어부(310)는 디지털/아날로그변환부(324)를 통해서 전류조정부(322)로 전류량 조정신호를 출력하여, 전류조정부(322)에 의하여 조명등에 공급되는 전류량을 증가 또는 감소시켜 조명등의 밝기 레벨 조정하도록 한다. 이때, 조명등의 밝기 상태는 전류검출부(326)에서 검출되어 아날로그/디지털변환부(328)를 통해서 입력되는 전류량에 의하여 확인될 수 있다.
또한, 제어장치(20A,20B)로부터의 제어명령이 조명등의 상태보고이면 전류검출부(326)에서 검출되어 아날로그/디지털변환부(328)를 통해서 입력되는 전류량을 확인하고 조명등의 온/오프상태 및 밝기레벨을 제어장치(20A,20B)로 보고하게 된다.
이와 같이 조명장치에 본 고안을 적용할 경우, 조명장치의 제어유니트와 제어장치(20A 또는 20B)사이의 통신은 상기한 바와 같은 지그비 통신 프로토콜을 이용하여 용이하게 구현할 수 있다.
한편, 본 고안은 상기한 특정 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부의 특허청구범위에 포함되는 것이라면 본 고안에 속하는 것임은 자명한 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 각 제어대상장치에 지그비 표준방식의 무선 송수신 모듈을 장착하고, 이 무선 송수신과 지그비표준 방식으로 통신가능한 이동식 또는 고정식 제어장치에 의하여 서로 다른 공간(방)에 설치된 많은 동일 또는 다른 종류의 제어대상장치를, 별도의 부가장치를 필요로 하지 않으면서 무선으로 원격 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안에서 적용되는 지그비 표준의 스택(stack)구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 고안에서 적용되는 지그비 표준의 데이터 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 지그비 표준에서 제시하는 일반적인 프레임 포맷을 도시한 도면이다.
도 4는 본 고안에 적용되는 비콘 프레임 포맷을 도시한 도면이다.
도 5는 본 고안에 적용되는 데이터 프레임 포맷을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 데이터 필드의 포맷을 도시한 도면이다.
도 7은 본 고안에 적용되는 확인(Acknowledge) 프레임 포맷을 도시한 도면이다.
도 8은 본 고안에 적용되는 명령(Command) 프레임 포맷을 도시한 도면이다.
도 9는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시한 제어대상장치에 설치되는 제어유니트의 구성에 대한 블록도이다.
도 11은 도 9에 도시한 이동식 제어장치의 구성에 대한 블록도이다.
도 12는 도 9에 도시한 고정식 제어장치의 구성에 대한 블록도이다.
도 13은 제어장치에서 제어대상장치에 명령을 전달하는 절차를 도시한 도면이다.
도 14는 제어장치에서 제어대상장치로 제어대상장치의 상태를 요청하고 제어대상장치에서 자신의 상태를 제어장치에 전달하는 절차를 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 각각 장치의 ID 및 어드레스(주소)에 대한 데이터 포맷을 도시한 도면이다.
도 17은 제어장치에서 제어대상장치의 ID를 설정하기 위한 절차를 도시한 도면이다.
도 18은 제어장치 사이에서의 제어 대상장치의 ID 교환을 위한 절차를 도시한 도면이다.
도 19는 본 고안을 조명장치에 적용할 경우 제어대상장치로서 조명장치에 설치되는 제어유니트의 구성을 도시한 블록도이다.

Claims (8)

  1. 각각 지그비 표준방식으로 무선송수신 가능하여, 하기의 제어장치로부터의 제어신호를 무선으로 수신받고 상기 제어장치의 제어신호에 근거하여 자신의 제어를 수행하며 그 자신의 제어상태를 포함하는 동작상태를 감시하고 있다가 상기 제어장치로부터 동작상태 정보의 전송요청이 있으면 그 동작상태 정보를 무선으로 하기의 제어장치로 송출하는 복수의 제어대상장치와;
    사용자의 조작에 의하여 소망하는 제어대상장치에 대한 동작 제어 및 현재의 동작상태 정보의 요청이 입력되면 그 동작 제어 및 동작상태 정보 요청에 대한 신호를 해당 제어대상장치로 지그비 표준방식으로 전송하고, 상기 제어대상장치로부터 수신되는 동작상태정보를 사용자에게 통지하는 제어장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 고정식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와,
    사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와,
    상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위해 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와,
    사용자에 의한 키입력부의 조작 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위해 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 구비한 이동식(휴대형) 제어장치인 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 이동식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와,
    사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와,
    상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위해 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와,
    유선통신망에 접속하기 위한 유선통신망 접속 인터페이스와,
    사용자에 의한 키입력부의 조작 및 상기 유선통신망을 통한 제어 명령 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소설정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위해 제어동작, 상기 유선통신망 접속 인터페이스와의 통신을 위한 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 이동식 제어장치와 고정식 제어장치로 구성되며,
    상기 이동식 제어장치는,
    지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 고정식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와,
    사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와,
    상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소설정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위해 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와,
    사용자에 의한 키입력부의 조작 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위해 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되고,
    상기 고정식 제어장치는,
    지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상장치와의 통신 및 상기 이동식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 RF송수신부와,
    사용자에게 각종의 정보를 화면표시하기 위한 디스플레이부와,
    상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어입력, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어입력, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 고정식 제어장치에 전달하기 위해 제어입력 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 키입력부와,
    유선통신망에 접속하기 위한 유선통신망 접속 인터페이스와,
    사용자에 의한 키입력부의 조작 및 상기 유선통신망을 통한 제어 명령 등에 따라 상기 제어대상장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 상태확인을 수행하기 위한 제어동작, 상기 제어대상장치의 네트워크 주소결정을 위한 제어동작, 자신이 관장하는 제어대상장치의 네트워크 주소를 상기 이동식 제어장치에 전달하기 위해 제어동작, 상기 유선통신망 접속 인터페이스와의 통신을 위한 제어동작을 포함하는 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 유선통신망 접속 인터페이스는, 공중전화망 접속 인터페이스로서, DTMF톤을 검출하기 위한 구성과, 자동응답구성을 구비하고, 사용자가 원격지의 전화기를 이용하여 제어장치에 전화를 걸고 자동응답 구성의 응답에 따라 전화기의 특정키를 조작하면 그 특정키의 DTMF톤을 검출하여 그 특정키 조작에 따른 제어명령을 제어부에 전달하도록 되는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 유선통신망 접속 인터페이스는 인터넷이 접속된 컴퓨터와 유선으로 접속가능한 인터페이스이고,
    상기 컴퓨터에는 원격지에서 사용자에 의하여 인터넷을 통하여 상기 고정식 제어장치를 억세스 가능하도록 하는 전용프로그램이 탑재되며,
    사용자가 원격지에서 인터넷에 접속하여 상기 고정식 제어장치에 접속된 컴퓨터에 억세스하여 상기 전용프로그램을 이용하여 소망하는 제어대상장치의 소망하는 제어 명령을 조작하면, 그 제어 명령조작이 컴퓨터에서 유선통신망 접속 인터페이스를 통하여 제어부에 전달되도록 되는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어대상장치는 조명장치이고, 상기 제어장치와의 통신 및 조명등의 제어를 위한 제어유니트를 포함하여 구성되고,
    상기 제어유니트는,
    상기 제어장치와 지그비 표준을 이용하는 무선 데이터 통신을 위한 RF송수신부와,
    하기의 전원온/오프구동부를 수동으로 조작하여 전원을 온/오프하기 위한 키와,
    하기의 제어부의 제어에 따라 조명등의 전원 온/오프를 실행하는 전원온/오프구동부와,
    조명등에 전달되는 전류량을 조정하여 조명등의 밝기를 조정하기 위한 전류조정부와,
    지그비 프로토콜을 이용하여 상기 제어장치와의 데이터 통신을 위한 제어를 수행함과 동시에 상기 제어장치로부터의 제어명령에 따라 조명등의 온/오프 및 조명등의 밝기 조정 등의 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어유니트는, 조명등에 인가되는 전류량을 검출하여 상기 제어부에 전달하기 위한 전류검출부를 더 포함하여 구성되고,
    상기 제어유니트의 제어부는, 상기 제어장치로부터의 제어명령이 조명등의 상태보고이면 상기 전류검출부에서 검출된 전류량에 근거하여 조명등의 온/오프상태 및 밝기레벨을 제어장치로 보고하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템.
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