KR20070037752A - 영상관제 데이터 통신 프로토콜을 이용한 영상관제 서비스 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 관제 서비스 시스템에 관한 것으로, 특히 송수신 데이터를 공통 헤더 및 신호 유형별 메시지 데이터로 구분 전송하고, 각 메시지 데이터는 하위 부명령어 체계로 구분하여 관리함으로써, 리던던시를 최소화하고 융통성을 최대화할 수 있는 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜에 관한 것이다. 그 프로토콜은 외부로부터의 관제 신호 및 영상 신호를 발생하는 다수의 영상 결합기와 사기 다수의 영상 결합기로부터의 정보를 수집관리하고 원격 제어 신호를 발생하여 상기 영상 결합기를 제어하는 관제 서버를 포함하는 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜에 있어서, 상기 관제 신호 및 원격 제어 신호는 공통 헤더부; 및 각 명령어별 개별 메시지부를 포함하며, 상기 공통 헤더부는 적어도 상기 관제 신호 및 원격 제어 신호 유형을 구분하기 위한 프로토콜 유형; 상기 영상 결합기를 구분하기 위한 장치 식별자; 및 상기 메시지부의 길이를 포함하는 프로토콜 길이 정보를 포함하며, 상기 메시지부는 메시지 구조를 결정하는 메시지 유형 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

MGS, 영상관제서비스, 관제센서, 카메라, 관제서버

Description

영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜{Data communication protocol of Multi-Guardian Service System}

도 1a 내지 도 1b는 본 출원인에 의해 개발된 영상 관제 서비스 시스템의 네트워크 구성도이다.

도 2a 내지 도 2d는 영상 관제 서비스 시스템의 서비스 모델별 네트워크 구성도이다.

도 3a 내지 도 3h는 영상 관제 서비스 시스템의 내부 장치의 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a 내지 도 4c는 영상 관제 서비스 시스템의 통신 흐름도이다.

도 5a 내지 도 5e는 영상 관제 서비스 시스템의 관제 신호의 프로토콜 구조 및 그 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 6a 내지 도 6e는 영상 관제 시비스 시스템의 원격 제어 신호의 프로토콜 구조 및 그 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 영상 관제 서비스 시스템의 영상 신호의 프로토콜 구조를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 가입자 장비 20: 사용자 클라이언트군

30: 관제 서버군 40: 관리자 클라이언트군

STB: 영상 결합기 PCS: 모바일 클라이언트

BWR: 웹 클라이언트 SSVR: 관제 서버

VSVR: 영상 제어 서버 CPS/WEB: 접속 서버

MON/MAN: 관리자 클라이언트

본 발명은 영상 관제 서비스 시스템에 관한 것으로, 특히 송수신 데이터를 공통 헤더 및 신호 유형별 메시지 데이터로 구분 전송하고, 각 메시지 데이터는 하위 부명령어 체계로 구분하여 관리함으로써, 리던던시를 최소화하고 융통성을 최대화할 수 있는 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜에 관한 것이다.

종래의 원격 무인 경비 서비스는 관제 센서를 이용하여 경계 대상 지역을 감시하고, 각 센서들의 이벤트와 증거 영상을 관제 서버로 전송하여 이를 감시 및 모니터링 시스템을 말한다.

이러한 종래의 원격 무인 경비 서비스는 단순히 각 센서 및 카메라로부터의 전달되는 정보를 감시 및 모니터링하는 시스템으로, 영상 정보를 추출하고 분석하는 기능을 제공하지 못한다.

따라서, 본 출원인은 영상 정보를 기반으로 정보 추출 및 분석하고 그 서비스 대상을 인식 및 인지하는 기능을 수행하는 네트워크 기반의 영상 관제 서비스 시스템을 개발하였다.

이러한 영상 관제 서비스 시스템에 있어서, 다수의 가입자 네트워크 환경하에서 각 장치간의 효율적인 데이터 통신을 수행할 수 있는 다음과 같은 요구 사항을 만족할 수 있는 데이터 통신 프로토콜이 요구되었다.

먼저, 구조적인 측면에 있어서, 리던던시(redundancy)를 최소화하기 위하여 신호 유형에 따라 알맞은 데이터를 달리 표현한다. 예를 들어, 관제 시호에서는 필수적인 시간 정보는 원격 제어 신호에서는 불필요함에 따라 이를 생략하고, 공통 정보를 표현하기 위한 공통 헤더와 각 신호 유형별 별도의 데이터 구조로 구분한다.

둘째, 기능적인 측면에 있어서, 융통성(flexiblilty)을 최대화하기 위하여 신호의 유형과 제어 명령을 구분하여 표기하고, 각 제어 명령의 유형에 따라 하위 부명령어 체계로 구분하여 관리할 수 있도록 한다.

셋째, 보안적 측면에 있어서, 인증 절차 및 암호화를 고려하여 원격 접근의 보안 문제를 해결하도록 암호 프로토콜을 적극 활용한다.

상술한 본 출원인이 개발한 영상 관제 서비스 시스템의 효율적인 데이터 프로토콜을 제공하기 위한 본 발명의 목적은 송수신 데이터를 공통 헤더 및 신호 유형별 메시지 데이터로 구분 전송하고, 각 메시지 데이터는 하위 부명령어 체계로 구분하여 관리함으로써, 리던던시를 최소화하고 융통성을 최대화할 수 있는 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜을 제공하는 데에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜은 외부로부터의 관제 신호 및 영상 신호를 발생하는 다수의 영상 결합기와 사기 다수의 영상 결합기로부터의 정보를 수집관리하고 원격 제어 신호를 발생하여 상기 영상 결합기를 제어하는 관제 서버를 포함하는 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜에 있어서, 상기 관제 신호 및 원격 제어 신호는 공통 헤더부; 및 각 명령어별 개별 메시지부를 포함하며, 상기 공통 헤더부는 적어도 상기 관제 신호 및 원격 제어 신호 유형을 구분하기 위한 프로토콜 유형; 상기 영상 결합기를 구분하기 위한 장치 식별자; 및 상기 메시지부의 길이를 포함하는 프로토콜 길이 정보를 포함하며, 상기 메시지부는 메시지 구조를 결정하는 메시지 유형 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 메시지부는 메시지 구조의 세부 유형을 결정하는 제어 명령을 식별하기 위한 제어 명령 정보를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관제 신호의 상기 제어 명령 정보는 적어도 초기화, 장애 검출, 경비 및 인증 명령중 어느 하나이고, 상기 관제 신호의 메시지부는 신호의 누락을 방지하기 위한 순열 정보를 더 포함하며, 상기 순열 정보는 상기 관제 신호만의 독립적인 번호 체계인 것이 바람직하다.

또한, 상기 관제 신호의 상기 제어 명령 정보가 초기화 명령인 경우, 상기 메시지부는 상기 관제 서버와 상기 영상 결합기를 시간 동기화를 위한 시간 정보를 더 포함하고, 상기 제어 명령 정보가 장애 검출 명령인 경우, 상기 메시지부는 유동 IP를 관리하기 위하여 네트워크 구성 정보를 더 포함하며, 상기 제어 명령 정보가 인증 명령인 경우, 상기 메시지부는 사용자 번호 및 인증키 정보를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원격 제어 신호의 상기 제어 명령 정보는 적어도 제어 권한, 제어 범위, 네트워크, 관제 센서, 환경 감시 센서, 및 코덱 명령중 어느 하나이고, 상기 메시지부는 사용자 식별을 위한 사용자 ID 정보를 더 포함하고, 추가 확장 및 가변성을 위하여 필드 구분자를 이용하여 각 필드를 구분하며, 상기 사용자 ID 정보에 따른 제어 권한 등급, 사용자의 접속 네트워크 정보 및 사용자의 인증키 정보를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원격 제어 신호의 상기 제어 명령이 제어 범위 명령인 경우, 상기 메시지부는 네트워크 구성 정보를 더 포함하며, 상기 네트워크 구성 정보는 적어도 관제 신호, 영상 신호, 및 원격 제어 신호의 경로 정보를 포함하며, 각 경로 정보는 주 및 보조 서버에 대한 IP 어드레스 및 포트 정보인 것이 바람직하다.

또한, 상기 영상 신호는 TCP 통신 경로를 통해 자동으로 전송되는 자동 영상 신호와 상기 관제 서버로부터의 요청에 따라 UDP 통신 경로를 통해 전송되는 요청 영상 신호로 구분되고, 적어도 접속하는 클라이언트의 유형에 따라 적어도 MPEG4 및 MJPEG을 포함하는 영상 압축 방식을 선택적으로 이용하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설 명하고자 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 출원인에 의해 개발된 MGS 시스템의 네트워크 구성도를 도시한 것으로, 가입자 장비군(10), 가입자용 모니터링 클라이언트군(20), 관제 서버군(30) 및 관리자용 모니터링 클라이언트군(40)으로 구성된다.

먼저, 가입자 장비군(10)은 각종 센서 및 카메라와, 이를 통하여 수신되는 관제 신호 및 영상 신호를 발생하는 영상 결합기(STB)를 포함하는 가입자 장치군으로, 관제 서버를 통하여 원격 제어 서비스를 제공하고 부수적으로 가입자 네트워크 환경을 관리하는 기능을 수행한다.

관제 서버군(20)은 다수의 가입자 장비로부터 전달받은 정보를 수집 및 관리하고, 클라이언트의 요청에 따라 각종 관제 서비스를 수행하는 서버군으로, 관제 서버(SSVR), 접속 서버(CPS/WEB), 영상 제어 서버(VSVR), 과금 서버(BIL) 및 장애 검출 서버(BCHK)로 구성된다.

이때, 관제 서버(SSVR)는 가입자 장비에서 전송하는 관제/영상 신호를 관리하는 관제 서버 모듈(SSM), 가입자 장비를 원격 제어하기 위한 원격 제어 모듈(RCM), 가입자 인증 처리를 위한 인증 처리 모듈(ASM), 장비 및 네트워크 장애를 검출하기 위한 장애 검출 모듈 및 관제/영상/처리 정보를 DB화하고 이를 관리하기 위한 DB 모듈로 구성된다.

또한, 접속 서버들(CPS/WEB)은 클라이언트를 통하여 관제 서버 DB에 관리되는 정보를 검색하거나, 해당 가입자 장비를 원격 제어를 지원하며, 가입자의 인증 절차를 수행하는 기능을 제공하며, 이때 접속 서버(WEB)는 웹 클라이언트(BWR)와, 접속 서버(CPS)는 모바일 클라이언트(PCS)와 각각 연동된다. 특히, 접속 서버(CPS)는 모바일 클라이언트(PCS)에서 해당 관제 서버(SSVR) 및 영상 결합기(STB)로 네트워킹이 가능하도록 접속 관리를 지원하는 IP 관리 모듈, 과금 대상을 관리하기 위한 과금 모듈로 구성된다.

또한, 영상 제어 서버(VSVR)는 영상 인식 서비스를 제공하기 위하여 영상 신호에 대한 제어 및 가공 처리를 지원하는 기능을 제공한다. 가공된 정보는 DB에 관리하여 클라이언트를 통하여 검색할 수 있도록 지원한다.

클라이언트군(20, 40)은 관제 서버(SSVR)에서 관리하는 DB 정보를 검색하고, 필요에 따라서 영상 결합기(STB)를 원격 제어하는 기능을 수행하며, 관리자 및 가입자, 플랫폼의 유형에 따라 가입자용 클라이언트(20) 및 관리자용 클라이언트(40)로 구분된다.

먼저, 웹 클라이언트(BWR)는 가입자용 클라이언트(20)로, 접속 서버(WEB)를 통하여 해당 영상 결합기(STB)의 상태를 검색하고, 원격 제어 서비스를 수행하는 클라이언트이다.

또한, 모바일 클라이언트(PCS)는 가입자용 클라이언트(20)로, 휴대폰 또는 PDA 등의 휴대용 단말기를 이용하여 영상 결합기(STB)의 상태를 검색하고, 원격 제어 서비스를 수행하는 클라이언트이다.

또한, 관리자용 클라이언트(MON/MAN)는 서비스 플랫폼을 운용, 관리하고 발생된 관제 신호 및 영상 신호를 이용하여 관제 서비스를 수행하는 클라이언트이다.

도 1b에 있어서, MSG 시스템은 DB를 기반으로 파이프 라인 처리를 수행하게 된다. 이로써, 서비스 플랫폼을 구성하는 프로세스 및 모듈들 간의 인터페이스를 DB화된 API(Application Programming Interface)로 통일함으로써, 추후 발생하는 다양한 서비스의 변형에 빠르게 대처할 수 있도록 고려한다.

이상에서 살펴본 MGS 시스템은 상기한 구성을 통해 관제 서비스, 영상 서비스 및 원격 제어 서비스의 제공이 가능하다.

먼저, 관제 서비스는 가입자 대상 지역의 장비에 연결된 관제 센서를 통하여 감지된 이벤트 정보를 관제 서버(SSVR)로 전송하고 이를 DB로 관리하고 분석하는 서비스이다.

또한, 영상 서비스는 가입자 대상 지역의 영상 정보를 관제 서버(SSVR)로 전송하여 DB화하고 이를 관리하며, 서비스 목적에 따라 대상 영상 제어 서버(VSVR)를 탑재하여 서비스를 제공한다. 필요에 따라서는 음향 정보가 부가될 수 있다.

또한, 원격 제어 서비스는 관제 서버를 통하여 가입자 대상 지역의 장비에 연결된 제어 장치를 통제할 목적으로 지원되는 서비스로써, 방범 및 방재뿐만 아니라 기본적인 홈 오토메이션(home automation) 서비스를 제공한다.

MGS 시스템은 그 서비스 대상에 따라 HMGS(Hosting MGS), IMGS(Internet MGS), VMGS(VPN MGS), 및 WMGS(Windows MGS) 모델로 구분되며, 이하 각 모델을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, HMGS 모델은 도 2a에 도시된 바와 같이, 대형 ASP/ISP 사업자가 다수의 고객을 대상으로 하는 서비스하는 모델로서, 가입자 지역에 설치된 장비들을 통 하여 전송된 영상 정보를 사업자 지역에 설치된 서비스 플랫폼을 통하여 정보를 수집, 분석 및 통보하는 서비스를 제공한다. 이때, 영상 결합기(STB)는 VPN망으로 분리되어 안정하게 운영되며, 모든 가입자의 접속 및 제어 서비스는 관제 서버(SSVR)를 통하여 통제되는 구조를 가진다.

또한, IMGS 모델은 도 2b에 도시된 바와 같이, 인터넷 기반의 서비스 모델로써, 고객이 원격지에 설치된 장비들을 인터넷을 통하여 관리하고 이들로부터 전송되는 영상 및 센서 정보를 수집, 분석 및 통보하는 서비스 플랫폼을 운영하는 서비스 모델이다. 이때, ISP 사업자는 이들의 네트워크 정보를 총괄하여 관리하고 필요에 따라서 타 서비스와의 연동 또는 접속 관리를 지원하는 서비스를 제공한다. 가입자 측에서 운영하는 관제 서버(SSVR)를 통하여 다수의 영상 결합기(STB)를 관리하고, ISP 사업자는 접속 서버를 운영하여 관제 서버(SSVR)와 클라이언트의 접속을 지원한다.

또한, VMGS 모델은 도 2c에 도시된 바와 같이, 보안 사설망(VPN)을 통하여 고객의 장비 및 서비스 플랫폼을 관리함으로써, 안정한 서비스 운영을 보장하게 된다. 또한, 인터넷을 통하여 접근하려는 일체의 행위를 ISP 사업자의 접속 서버를 이용하여 통제함으로써 더욱 안전한 서비스를 제공하는 모델이다. 가상 사설망(private Network)으로 운영되는 가입자 측 관제 서버(SSVR)를 통하여 다수의 영상 결합기(STB)를 관리하고, ISP 사업자는 접속 서버를 운영하여 관제 서버(SSVR)와 클라이언트의 접속을 지원한다.

또한, WMGS 모델은 도 2d에 도시된 바와 같이, 가입자가 소수의 장비들만을 이용하여 서비스를 운영하고자 하는 경우, 서비스 플랫폼과 모니터링 클라이언트를 최소화하여 제공하는 서비스 모델로써, 주차장 관리, 불법주정차 관리 등과 같은 독립형(Stand-Alone) 서비스를 지칭한다.

각 서비스 모델별에 따른 서비스 대상의 규모 및 네트워크 구성의 차이점을 비교하면 다음 표 1과 같다.

Model	HMGS	IMGS	VMGS	WMGS
서비스 규모	Large	Large~Middle	Middle~Small	Small
사업 모델	ISP/ASP	Branch Office	Education	Standalone
영상감시대상 / 원격관제요청	Many / Many	Some / Some	Few / Some	Few / Few
네트워크 구성	Internet&VPN	Internet/VPN	VPN	Internet/VPN
서버 네트워크	2 Static IP / L4 Switch	Public/VPN , Static IP	LAN Private , Static IP	LAN Private , Static IP
가입자 네트워크	VPN Private , Static IP	Dynamic IP / VPN IP	VPN Private , Static IP	Dynamic IP / VPN IP

또한, 각 서비스 모델에 따른 시스템의 계층적 구분은 다음 표 2와 같다.

Model	HMGS	IMGS	VMGS	WMGS
시스템 계층구조	3 계층	2 계층	2 계층	1 계층
제 1 계층	Client (Win)	Client (Win)	Client (Win)	Client App & DB Server (Win)
제 2 계층	App Servers	App & DB Server CP/WEB Server (LINUX)	App & DB Server (LINUX)
제 3 계층	DB (UNIX)
Access 계층	CP/WEB Server		CP/WEB Server (ISP)	CP/WEB Server (ISP)

이하, 상술한 MGS 시스템의 각 구성 요소 상호 간의 연동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 영상 결합기(STB)와 관제 서버(SSVR) 간의 연동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 3a는 영상 결합기(STB)와 관제 서버(SSVR) 내의 관제 서버 모듈(SSM) 간의 관제 신호 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a에 있어서, 영상 결합기(STB)는 자체의 설치 환경에서 발생하는 각종 이벤트를 관제 신호화하여 관제 서버(SSVR)로 전송하게 된다. 이러한 관제 신호는 유형에 따라 장비 설정 정보를 관리하기 위한 BOOT 신호, 센서 검출 이벤트에 대한 SECU 신호, 장비 장애 검출 및 IP 관리를 위한 ALIVE 신호, 출입 인증 및 근태 관리를 위한 GRANT 신호로 구분하여 관리한다. 영상 결합기(STB)에서 전송된 관제 신호에 대하여 관제 서버(SSVR)는 정상 수신 여부를 판단할 수 있도록 응답 신호를 전송한다. 이러한 응답 신호는 오류의 속성에 따라 구문 오류/ID 오류/유형 오류/데이터 오류/거부 오류/정상 수신으로 구분된다.

이어서, 도 3b는 영상 결합기(STB)와 관제 서버(SSVR) 내의 관제 서버 모듈(SSM) 간의 영상 신호의 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3b에 있어서, 영상 결합기(STB)에서 발생하는 자동 영상은 관제 서버(SSVR)로 전송되어 DB 또는 독립된 파일 형태로 저장된다. 이때, 자동 영상은 요청 영상과는 달리 UDP 통신이 아니라 TCP 통신을 통하여 전송되며, 이는 관제 서버(SSVR)에서 다수의 영상 결합기(STB)의 영상을 안전하게 수신하여 관리할 수 있도록 모듈화에 용이한 구조를 주기 위함이다.

이어서, 도 3c는 영상 결합기(STB)와 관제 서버(SSVR) 내의 원격 제어 및 인증 모듈(RCM/ASM) 간의 원격 제어 신호의 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3c에 있어서, 관제 서버(SSVR)에서 영상 결합기(STB)로 전송되는 원격 제어 신호는 원격 제어 접속을 알리는 LOG 신호, 각종 제어 기기 및 관제 설정을 위한 신호, 영상 제어를 위한 신호 등으로 구분되며, 영상 제어 서버(VSVR) 및 가입자 측 클라이언트들에서 발생하는 원격 제어 신호는 관제 서버(SSVR)를 경유하여 전송된다. 이때, 인터넷 환경에서 서비스가 이루어지는 경우 원격 제어에 대한 보안성을 고려하여 반드시 암호화 프로토콜(SSL 등)을 적용하여야 한다.

이어서, 도 3d는 관제 서버(SSVR)의 내부 모듈 간의 상호 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3d에 있어서, 관제 서버(SSVR)의 내부 모듈들(ASM, SSM, RCM)간의 연동은 DB를 통하여 정보를 공유하는 것을 원칙으로 한다. 그러나 긴급을 요하는 관제 신호중에 ALARM 신호, 특히 영상 신호 처리 후의 ALARM 신호 발생에 대한 처리 과정은 내부 소켓 또는 IPC(Inter Process Communication)를 통하여 통신을 수행하게 된다.

이어서, 도 3e는 관제 서버(SSVR)와 영상 제어 서버(VSVR) 및 접속 서버(CPS, WEB) 간의 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3e에 있어서, 관제 서버(SSVR)와 영상 제어 서버(VSVR) 및 접속 서버(CPS, WEB) 간의 연동은 DB를 통하여 정보를 공유하는 것을 원칙으로 한다. 이에 따라 관제 서버(SSVR)의 인증 모듈(ASM)은 영상 결합기(STB)에 대한 다수의 접근 요청을 제한하거나 우선 순위를 두어 관리하는 기능을 수행하여야 한다.

이어서, 도 3f는 관제 서버군과 DB 간의 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3f에 있어서, 도 1a에 도시된 관제 서버군(30)내의 각 서버들(SSVR, VSVR, CPS, WEB)은 DB를 통하여 정보를 공유한다. 즉, 다수의 서비스 단위들은 각각의 목적을 위하여 DB에 대한 액세스가 발생하게 된다. 이러한 DB의 API들은 최대한 DB에 독립적인 구조를 유지함으로써, 이동(migration)이 용이하도록 고려하여야 한다.

이어서, 도 3g는 모바일 클라이언트(PCS)와 접속 서버(CPS, WEB) 및 영상 결합기(STB) 간의 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3g에 있어서, 모바일 클라이언트(PCS)는 네트워크 대역폭 및 플랫폼 등의 제약 등 PC용 클라이언트에 비해 많은 제약 요인이 있다. 따라서, 이를 고려한 전용 프로토콜과 영상 압축 방식을 이용하여야 한다.

즉, 접속 및 인증 절차는 무선 네트워크에서 적용하는 과금 정보 헤더에 대한 지원과, 원격 제어 신호의 경우에는 클라이언트의 제어 명령 중 영상 및 제어 장치에 한정된 명령만을 사용할 수 있도록 제한하며, 프로토콜의 길이를 최소화하여야 한다. 또한, 영상 신호의 경우에는 MPEG4 영상이 아닌 Wavelet 방식의 MJPEG 영상을 적용하며, 해상도 및 영상 압축 품질은 저비트율(low-bitrate)를 가지도록 정의한다.

이어서, 도 3h는 영상 결합기(STB)와 관제 서버(SSVR)/영상 제어 서버(VSVR)/클라이언트 간의 연동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3h에 있어서, 영상 결합기(STB)는 관제 서버(SSVR), 영상 제어 서버(VSVR) 뿐만 아니라 다양한 클라이언트의 접근이 가능해야 하므로, 이들에 대한 접근 제한 및 관리가 요구된다.

먼저, 다양한 네트워크 환경과 다양한 접속 프로토콜이 지원되어야 한다. 즉, 클라이언트의 접근은 동일 랜(LAN) 환경이나 가상 사설망 환경뿐만 아니라 인터넷을 통한 접근도 가능하도록 하여야 한다. 또한, 기본 원격 제어 프로토콜뿐만 아니라 모바일 원격 제어 프로토콜도 모두 수용해야 한다.

또한, 접근 주체별 원격 제어 범위 제한 및 우선 순위가 관리되어야 한다. 즉, 다수의 클라이언트에서 동시에 영상 결합기(STB)를 제어할 수 있음에 따라 이들에 대한 접근 허용 범위뿐만 아니라 동시 접근에 대한 관리가 고려되어야 한다.

또한, 다양한 영상에 대한 지원이 가능하여야 한다. 즉, 영상 MPEG4와는 모바일용 영상인 MJPEG을 모두 지원해야 하므로 다양한 코덱(codec)에 대한 자원 관리를 고려해야 한다.

특히, 영상 결합기(STB)와 모바일 클라이언트(PCS)와의 연동 과정을 좀 더 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 휴대폰 등의 모바일 단말기에 영상을 전송하고 카메라 및 원격 제어를 위하여 요구되는 기능은 다음과 같다.

첫째, 모바일 클라이언트(PCS)와의 통신 경로는 접속 및 카메라/원격 제어 신호의 전달을 위한 접속을 유지하는 TCP 통신과 영상을 전송하기 위한 UDP 통신을 적용한다. 이때, 모바일 단말기에 전송되는 패킷의 구조 및 크기는 무선 네트워크의 특성을 최대한 반영하여 설계된다.

둘째, 영상 관련 소프트웨어 모듈은 최대한 범용적으로 적용할 수 있는 모바일 영상이 될 수 있도록 소프트웨어 코덱을 적용하며, 플랫폼의 성능 제약을 고려하여 초당 1~2 프레임을 전송하는 MJPEG 방식을 채택한다. 또한, 화면의 해상도 및 품질을 모바일 플랫폼을 고려하여 적용한다.

셋째, 모바일 프로토콜의 기본 기능은 인증 절차, 제어 절차 및 종료 절차로 구성되며, 인증 절차는 모바일 단말기에서 인증 ID 및 암호를 이용하여 영상 결합기(STB)에 접속하며, 이에 대한 인증 처리를 영상 결합기(STB)가 수행할 수 있도록 관제 서버(SSVR)에서 인증 정보에 대한 중계를 수행한다. 또한, 제어 절차는 추후 정의되는 모바일 프로토콜 구조를 이용하여 개별적인 카메라 및 원격 제어 장치를 제어할 수 있도록 반영한다. 또한, 종료 절차는 TCP 세션을 종료함으로써, 정상적인 통신을 종료하는 것으로 적용한다.

이상에서 살펴본 MGS 시스템에 적용되는 본 발명에 따른 MGS의 프로토콜 구조의 바람직한 실시예를 상세 설명하면 다음과 같다.

MGS 시스템의 각 통신 경로에 따라 크게 관제 신호, 원격 제어 신호, 및 영상 신호에 관한 프로토콜로 구분할 수 있다.

먼저, 관제 신호 통신 경로 상에서는 TCP 통신이 수행되며, 관제 서버(SSVR)가 연결 대기 모드로 운영되고, 영상 결합기(STB)가 연결을 설정하며, 단문 메시지 방식으로 전송된다. 또한, 전송된 메시지에 대하여 정상 수신 여부를 판별할 수 있도록 응답 메시지를 전송하도록 한다.

이어서, 원격 제어 신호 통신 경로 상에서는 TCP 통신이 수행되며, 영상 결합기(STB)가 연결 대기 모드로 운영되고, 관제 서버(SSVR) 또는 클라이언트가 연결을 설정하며, 단문 메시지 방식으로 전송된다. 또한, 전송된 메시지에 대하여 정상 수신 여부를 판별할 수 있도록 응답 메시지를 전송하도록 한다.

또한, 영상 신호 통신 경로 상에서는 영상 및 클라이언트 종류에 따라 각각의 통신 경로가 구분된다. 먼저, 모바일 클라이언트는 MJPEG 방식으로 전송하며, 기타 클라이언트 또는 서버에 대하여는 MPEG4 방식의 영상이 전송한다. 이러한 멀티 코덱/멀티 프로토콜 구조는 수신 클라이언트의 성능에 적합한 영상 구조를 전송함으로써, 영상 변환으로 인한 중계 서버의 부하를 최소화하기 위함이다. 또는, 자동 영상의 경우에는 TCP 통신 방식이, 그리고 전송 영상의 경우에는 UDP 통신 방식이 적용되어 MPEG4 방식의 영상이 전송된다. 모바일 클라이언트에 대한 전송인 경우에는 UDP 통신 방식에 의해 MJPEG 영상이 전송된다.

본 발명에 따른 MGS의 프로토콜은 필수 공통 정보를 표현하기 위한 공통 헤더와, 신호 유형별로 다른 개별 데이터 형식을 가지는 메시지 데이터로 구성된다.

먼저, MGS의 프로토콜의 공통 요소인 공통 헤더는 프로토콜 식별자로써 통신 경로 상의 오류를 방지하기 위한 필드인 프로토콜 유형, 장치 식별자로써 영상 결합기(STB)를 구분하기 위한 필드인 장치 식별자, 그리고 전체 메시지의 길이 정보 필드인 프로토콜 길이로 구성된다.

또한, 메시지 데이터의 구조를 살펴보면, 메시지 유형(Message Type), 제어 명령(Command), 시간 정보(Date), 순열 번호(Sequence Number), 서브 데이터(Sub-Data) 및 패딩(padding) 필드 등을 포함할 수 있다. 이때, 메시지 유형 필드는 서비스 대상을 구분하기 위한 식별자, 유형별 처리 기능 및 DB 테이블이 별도로 구분되어 운영될 수 있으며, 이 필드의 정보에 따라 이후의 메시지 데이터의 구조가 서로 구별된다. 또한, 제어 명령 필드는 세부 유형 또는 제어 명령을 위한 식별자 코드이며, 시간 정보(Date) 필드는 14 바이트 텍스트 형식(YYYY/MM/DD/hh/mm/ss)의 시간 정보이고, 순열 정보 필드는 메시지 누락 여부를 식별하기 위한 코드이고, 서브 데이터 필드는 메시지 세부 유형별 파라미터 정보이다. 이때, 패딩 필드는 데이터 크기를 맞추기 위한 '0' 혹은 '1'로 채워진 필드이다.

도 4a 내지 도 4c는 각각 관제 신호, 원격 제어 신호 및 영상 신호의 프로토콜에 따른 통신 흐름도를 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 관제 및 원격 제어 신호는 TCP 통신 방식에 의해 전송되며, 도 4c에 도시된 영상 신호는 클라이언트에 따라 TCP 또는 UDP 방식으로 전송된다.

본 발명에 따른 MGS의 프로토콜은 상술한 바와 같이, 관제 신호, 원격 제어 신호 및 영상 신호 프로토콜로 구성되며, 이하, 각 프로토콜에 대하여 상세 구조를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 MGS의 프로토콜의 이하 설명을 위한 중요 필드명을 요약 정리하면 다음 표 3과 같다.

필드명	설명
PTL	프로토콜 유형
LEN	데이터 총 길이
DEV	장치 식별자
TYP	메시지 유형
CMD	제어 명령어
DATE	시간 정보
SEQ	순열 번호
DATA	일반 데이터
reserved	예약 필드

도 5a는 관제 신호 프로토콜의 구조를 설명하기 위한 도면으로, 그 구조를 살펴보면 PTL, reserved, LEN, DEV, TYP, CMD, SEQ 및 DATA로 구성된다. 이때, 관제 신호 프로토콜은 관제 신호의 누락을 방지하기 위한 순열 번호(SEQ)를 별도 관리하며, 그 SEQ 번호는 관제 유형에 따라 독립적인 번호 체계로 운영되어 각각의 서비스 마다 개별 관리할 수 있다.

이러한 관제 신호 프로토콜은 그 기능에 따라 크게 초기화(BOOT), 장애 검출(ALIVE) 및 경비(SECU) 관제 신호 그룹으로 구분할 수 있다.

도 5b는 초기화 관제 신호(BOOT)의 프로토콜 구조 및 그 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 5b에 있어서, 초기화 관제 신호(BOOT)는 영상 결합기(STB)의 초기 가동될 때 최초로 전송되는 초기화 신호로써, 장비의 최초 설치 유무와 비정상적인 동작에 대한 판별을 위하여 활용된다. 또한, 이 신호(BOOT)를 통하여 관제 서버(SSVR)가 관리하는 시간 정보로 영상 결합기(STB)의 시간을 동기화하는 기능도 수행한다. 이때, SEQ 번호는 초기화 관제 신호(BOOT)를 관리하기 위하여 독립적인 번호 체계를 갖는다.

도 5c는 장애 검출 관제 신호(ALIVE)의 프로토콜 구조 및 그 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 5c에 있어서, 장애 검출 관제 신호(ALIVE)는 영상 결합기(STB)로부터 주기적으로 전송되는 신호로서, 부수적으로 유동 IP를 사용하는 경우에 이를 관리하기 위하여 네트워크 구성 정보가 추가로 전송된다. 이때, SEQ 번호는 장애 검출 관제 신호(ALIVE)를 관리하기 위하여 독립적인 번호 체계를 가지며, IPv4 정보는 IP 어드레스 정보의 32비트 바이너리(binary) 표기를 적용하며, 기타 구내 정보 통신망 및 광역 정보 통신망(LAN/WAN) 포트 정보(LPT, WPT)도 16비트 바이너리 정보로 표기된다.

이어서, 경비 관제 신호(SECU)는 영상 결합기(STB)에 설치된 각종 관제 센서에서 검출된 이벤트 정보를 관제 신호로 변환하여 전송하는 신호로, 이러한 관제 신호는 각각 방범, 방재 및 환경 감시 관련 정보로 구분되며, 이벤트 각각에 대하여 별도의 메시지를 전송하게 된다. 그러나 네트워크 장애 또는 백업 신호 요청에 의한 이벤트 전송이 발생하는 경우 다수의 이벤트를 연속적으로 기술하여 전송할 수 있다. 이때, 이벤트에 따른 각 메시지는 다음 표 4와 같다.

ALARM	EMG, EEMG/REMG	Emergency, 비상검출/호출
	BGL, EBGL/RBGL	Burglary, 침입검출
	SEN, ESEN	Sensor Trouble, 장애발생
	접점방식 센서에 대한 신호
	GAS, EGAS/RGAS	Gas, 가스누출
	FIR, EFIR/RFIR	Fire, 화재발생
	WAT, EWAT/RWAT	Water Flow, 침수발생
	SMK, ESMK/RSMK	Smoke, 연기발생
	HTM & LTM, EHTM/ELTM/RTMP	Temperature, 상하향 한계치 온도초과
	HHU & LHU, EHHU/ELHU/RHUM	Humidity, 상하향 한계치 습도초과
	Controller 내장, RS232 또는 RS485 방식 센서에 대한 신호
Trouble	PWR, EPWR/RPWR	Power, 정전발생
	BAT, EBAT	Low Battery, 방전발생
	RST, ERST	System Reset, 시스템 리셋
	RBT, ERBT	Engineer Reset, 사용자 리셋
	BOT, EBOT	System Boot, 시스템 부팅
	NET, ENET/RNET	네트워크 장애
	RDR, ERDR/RRDR	Reader, 인증기(카드 리더기) 장애
	DEV, EDEV/RDEV	Device, 주변장치(확장기) 통신장애
	DWN, EDWN/SDWN/FDWN	Download, 다운로드 시작/성공/실패
	CVR, OCVR/CCVR	Cover, 결합기 시건 장치 개폐
Bypass	PAS, EPAS	Bypass, 방문자검출
Access	ARM, OARM/CARM	경계설정
	PAR, OPAR/CPAR	부분(재중)경계설정
	RAR, ORAR/CRAR	원격경계설정
	MIS, EMIS	Miss, 미등록 사용자 또는 사용자오류
	MAS, OMAS/CMAS	Master Mode, 마스터 모드 진입/종료
	REM, OREM/CREM	Remote Access, 원격제어시작/종료
	ACC, EACC	Access, 사용자 입장
	EGR, EEGR	Egress, 사용자 퇴장
	CNE, ECNE	네트워크 설정 변경
	CSE, ECSE	관제설정 변경
	CVD, ECVD	영상설정 변경
	CEV, ECEV	기타환경설정 변경
	KEY, EKET	서버통신의 암호화 Key 변경

도 5d는 경비 관제 신호(SECU)의 프로토콜 구조 및 그 예를 설명하기 위한 도면으로, 앞서 살펴본 공통 헤더 이외에 시간 정보(DATE), 관제 이벤트 코드(QUAL), 확장 그룹 번호(GROUP) 및 사용자/지역정보(USER/ZONE)로 구분된다.

이어서, 인증 관제 신호(GRANT)는 영상 결합기(STB)에 설치된 인증 기기인 RF 카드 리더기(RF Card Reader)를 이용한 인증 정보를 관리하기 위하여 운영되는 관제 신호이다. 다수의 영상 결합기(STB) 상호 간의 인증 정보를 공유하는 관제 서버(SSVR)를 이용하여 인증 절차를 수행하게 된다.

도 5e는 인증 관제 신호(GRANT)의 프로토콜 구조 및 그 예를 설명하기 위한 도면으로, 사용자 번호(USER) 및 인증키(KEY) 정보를 서브 데이터로 표현하여 전송하게 되며, 인증 관제 신호(GRANT)는 인증의 등록 및 삭제, 입실 및 퇴실에 절차에 대한 명령으로 구성된다.

상술한 관제 신호는 그 유형에 따라 다음 표 5와 같이 분류할 수 있다.

	TYPE		CMD
BOOT	0x01			부팅 후 최초 전송 신호
ALIV	0x02			Health Check를 위한 신호
SECU	0x03			경비 관제 신호
GRAN	0x04	REGI	0x01	인증정보 등록
		RMOV	0x02	인증정보 제거
		REQI	0x03	입실인증 요청
		REQO	0x04	퇴실인증 요청

또한, 관제 신호는 그 응답 코드에 따라 다음 표 6과 같이 분류할 수 있다.

	CMD
EACK	0xF0	정상 수신
EMAL	0xF1	수신 거부, 제어권한 문제, Data 필드에 Error-Code 정의
ESYN	0xF2	프로토콜 구문 오류, Parsing 불가
ESYS	0xF3	영상결합기 식별자 오류, ID 불일치
ETYP	0xF4	메시지 유형 오류, 인식할 수 없는 메시지 유형
ECMD	0xF5	명령어 오류, 인식할 수 없는 명령어

도 6a 내지 도 6b는 원격 제어 신호의 프로토콜 구조 및 그 예를 설명하기 위한 도면으로, 도 6b는 원격 제어 시작 및 종료에 대한 구성예를 각각 나타낸 것이다.

먼저, 원격 제어 신호의 구조를 살펴보면 PTL, reserved, LEN, DEV, TYP, CMD, USER ID 및 DATA로 구성된다. 이때, 원격 제어 신호는 순열 번호(SEQ)에 대한 관리를 필요로 하지 않으므로 이를 생략하고, 대신에 권한 등급을 관리하기 위하여 사용자 식별 정보(USER ID)를 운영한다. 이때, 데이터의 표현은 가변성을 고려하여 변형이 용이한 텍스트 표현을 적용하는 것으로 정의한다. 또한, 파라미터의 구분자는 '}'로 표시한다.

이러한 원격 제어 신호는 그 기능에 따라 크게 제어 권한(LOGG), 제어 범위(CLOG), 네트워크(CNET), 관제 센서(CSEC), 환경 감시(CENV) 및 코덱(CMED), 카메라(CCAM) 및 영상전송(CRTP) 원격 제어 신호 그룹으로 구분할 수 있다.

먼저, 제어 권한 원격 제어 신호(LOGG)는 원격 제어 권한을 관리하기 위한 제어신호로써, 제어 권한 등급은 다음 표 7과 같다.

MAN	관리자 등급, 관제 서버(SSVR)를 경유하여 영상 결합기(STB)에 접근
SVR	영상 제어 서버(VSVR) 등급, 관제 서버(SSVR)를 경유하여 영상 결합기(STB)에 접근
MON	관제 요원 등급, 관제 서버(SSVR)를 경유/직접 접근 허용
USR	사용자 등급, 관제 서버(SSVR) 경우/직접 접근 허용

또한, 원격 제어 권한을 관리하기 위한 정보들은 다음 표 8과 같다.

USER ID	사용자 식별 정보
IP ADDR	접속 네트워크 정보
Authentication Key/Password	인증키 및 암호
Access Level	권한 등급
Expire Time	유효 시간

도 6c는 제어 범위 원격 제어 신호(CLOG)의 프로토콜 구성예를 나타낸 도면으로, 그 제어 신호(CLOG)는 영상 결합기(STB)를 원격 제어중인 접속 정보를 검색하고, 그 권한 등급에 대한 제어 범위를 설정하는 기능을 수행하는 제어 신호들로, 도 6c는 접속 정보 검색 및 세부 제어 범위 설정 신호의 구성예를 나타낸 것이다. 이때, 접속 정보의 형태는 IP, USER ID, ACCESS LEVEL로 구분되며, 제어 범위 설정은 메시지 유형 구분에 대한 권한 등급의 허용 여부를 나타내며, ACCESS LEVEL, MESSAGE TYPE, 허용 유무로 표현된다.

도 6d는 네트워크 원격 제어 신호(CNET)의 프로토콜 구성예를 나타낸 도면으로, 도 6d의 (1)은 네트워크 설정 정보 검색을, 도 6d의 (2)는 네트워크 설정 변경에 관한 구성예를 각각 나타낸 것이다.

네트워크 원격 제어 신호(CNET)는 영상 결합기(STB)에 설정된 네트워크 구성 정보를 검색하고 이를 갱신하기 위한 제어 신호이다. 이때, 네트워크 구성 정보는 주 및 보조 서버로 구분하여 관리되며, 크게 관제 신호 경로 정보(IP 어드레스 및 TCP 포트), 영상 신호 경로 정보(IP 어드레스, TCP 포트, 자동 전송 영상 신호), 원격 제어 경로 정보(TCP 포트) 및 ALIVE 신호의 자동 전송 주기 시간 등으로 구성된다.

도 6e는 관제 센서 원격 제어 신호(CSEC)의 프로토콜 구성예를 나타낸 도면으로, 도 6e의 (1)은 PSTN 관계 설정 검색, (2)는 PSTN 관제 설정 변경, (3)은 주변 장치 관련 관제 설정 검색, (4)는 주변 장치 관련 관제 설정 변경, (5)는 센서 정보 관련 관제 설정 검색, (6)은 센서 정보 관련 관제 설정 변경 및 (7)은 경계 모드 검색 및 설정에 관한 구성예를 각각 나타낸 것이다.

관제 센서 원격 제어 신호(CSEC)는 영상 결합기(STB)에 설치된 관제 센서의 구성 정보를 검색하고 이를 변경하기 위한 제어 신호이다.

도 6e의 (1) 및 (2)에 도시된 PSTN 관계 설정 검색 및 변경시의 PSTNSTATUS 필드는 'NUM1}TELNUM}NUM2}TELNUM}PTL}XXX}PERIOD}000}' 형식으로, 이때 NUM1은 주서버를, NUM2는 부서버를, PTL은 PPP/FSK 등의 모뎀 프로토콜을, 그리고 PERIOD는 PSTN Alive 통신 주기를 각각 의미한다.

또한, 도 6e의 (3) 및 (4)에 도시된 주변장치 관련 관제설정 검색 및 변경시의 DEVSTATUS 필드는 'EXPM}00}CRN}00}AUTV}O}AUTC}00XXX}' 형식으로, 이때 EXPM은 존 확장기의 개수, CRN은 카드 리더기 개수, AUTV는 자동 영상 전송 여부, AUTC는 자동 원격 제어 여부로 0일 때 경광등, 1일 때 비상벨을 각각 의미한다.

또한, 도 6e의 (5) 및 (6)에 도시된 센서 정보 관련 관제 설정 검색 및 변경시의 ZONESTATUS, SENSTATUS 및 REMSTATUS 필드를 요약 정리하면 다음 표 9와 같다.

ZONESTATUS	형식: EXPM}00}USEZ}OOOOOOOO}TYPZ}########}EMGZ}OOOOOOOO}DRSZ}OOOOOOOO}PARZ}OOOOOOOO}VISZ}OOOOOOOO}ENTZ}1122334455667788}EXTZ}1122334455667788} CAMZ}11223344556677AA}RCTL}OOOOO} - EXPM : 존 확장기 번호 - USEZ : 센서 설치 존 - EMGZ : 비상존 - DRSZ : 가입자보호(Duress) 존 - TYPZ : 센서 타입, O/C/H - PARZ : 부분(재중)경계 존 - VISZ : 방문 존 - ENTZ : 입실 지연처리 존, 각 센서의 지연시간, 00~FF(255) 초 - EXTZ : 퇴실 지연처리 존, 각 센서의 지연시간, 00~FF(255) 초 - CAMZ : 자동전송 영상 카메라 존 A. 11~99 해당카메라 AA~ZZ. 채널MUX를 적용한 경우 화면분할 모드 - RCTL : 원격제어장치 설치 정보
SENSTATUS	"OCEXOCEX", 개별 센서 상태 O: Open, C: Close, E: error, X: Disable
REMSTATUS	"OCXOC", 개별 제어 장치 상태 O: Open, C: Close, E: error, X: Disable

또한, 도 6e의 (7)에 도시된 경계 모드 검색 및 설치시의 MODESTATUS 필드 값이 ARM은 경계, PAR은 부분(재중)경계, DIS는 해제, 그리고 MAS는 마스터 모드를 각각 의미한다.

도 6f는 환경 감시 원격 제어 신호(CENV)의 프로토콜 구성예를 도시한 것이다. 환경 감시 원격 제어 신호(CENV)는 영상 결합기(STB)에 설치된 환경 감시 센서의 정보를 검색하고 변경하기 위한 제어 신호이다. 이때, GTMP 및 STMP 명령어는 온도 센서 임계치 설정 검색 및 변경 명령어이고, GHUM 및 SHUM 명령어는 습도 센서 임계치 설정 검색 및 변경 명령어이다.

다음 표 10은 코덱 원격 제어 신호(CMED)의 프로토콜 구성예를 나타낸 것이다. 코덱 원격 제어 신호(CMED)는 영상 결합기(STB)에 설치된 영상 코덱을 제어하기 위한 제어 신호이다.

GMED	설치 코덱 갯수 정보 검색
	VSVR -> STB: CMED.GMED}UID] STB -> VSVR: CMED.EACK}UID}CODECN}NUM
GCDC	개별 코덱 설정 정보 검색
	VSVR->STB: CMED.GCDC}UID] STB->VSVR: CMED.EACK}UID}CODEC}CDCNUM}TYP}MEDIATYPE}CODECNAME}VIDEO}4}AUDIO}1] - CDCNUM: 코덱 인덱스 번호 - MEDIATYPE:MPEG, AVI,... - CODECNAME: 코덱 프로세서 명칭, VW2005 - VIDEO: 지원 채널 개수, 비디오 MUX 사용 정보 - AUDIO: 지원 유무
GVDO/SVDO	개별 코덱 영상 QOS 정보 검색 / 변경
	VSVR->STB: CMED.GVDO}UID}CDCNUM] VSVR->STB: CMED.SVDO}UID}CDCNUM}VIDEOSTATUS] STB->SSVR: CMED.EACK}UID}VIDEOSTATUS] VIDEOSTATUS: TYPE}VIDEOTYPE}RESOLUTION}FRAMES}QUAILTY}BRIGHT}BITRATE} - VIDEOTYPE: MPEG4TS,MPEG4PS, H.264, ... - RESOLUTION:화면 해상도 - FRAME: FPS 정보 - QUALITY:밝기 보정 - BRIGHT: 밝기 보정 - BITRATE: 압축 영상 데이터 크기
GADO/SADO	코덱 음향 QOS 정보 검색/변경
	VSVR->STB: CMED.GVDO}UID}CDCNUM] VSVR->STB: CMED.SVDO}UID}CDCNUM}VIDEOSTATUS] STB->SVR: CMED.EACK}UID}VIDEOSTATUS] VIDEOSTATUS: TYPE}VIDEOTYPE}RESOLUTION}FRAMES}QUAILTY}BRIGHT}BITRATE} - VIDEOTYPE : MPEG4TS, MPEG4PS, H.264, - RESOLUTION : 화면 해상도 - FRAMES : FPS 정보 - QUALITY : 영상품질 정보 - BRIGHT : 밝기 보정 - BITRATE: 압축 영상 데이터 크기

다음 표 11은 카메라 원격 제어 신호(CCAM)의 프로토콜 구성예를 나타낸 것이다.

GCAM / SCAM	설치 카메라 정보 검색/변경
	VSVR->STB : CCAM.GCAM}UID] VSVR->STB : CCAM.SCAM}UID}CAMSTATUS] STB->VSVR : CCAM.EACK}UID}CAMSTATUS] CAMSTATUS: CAMN}NUM}USEC}OOOOOOOOOOOOOOOO} PCTL}OOOOOOOOOOOOOOOO}TCTL}OOOOOOOOOOOOOOOO}ZCTL}OOOOOOOOOOOOOOOO} - NUM : 지원되는 카메라 개수 - USEC : 설치된 카메라 위치정보 - PCTL/TCTL/ZCTL : PTZ 카메라 위치정보
GPTZ / SPTZ	PTZ 수동 제어 검색 / 변경
	VSVR->STB : CCAM.GPTZ}UID}CAMNUM] VSVR->STB : CCAM.SPTZ}UID}CAMNUM}PTZSTATUS] STB->VSVR : CCAM.EACK}UID}CAMNUM}PTZSTATUS] - CAMNUM : 카메라 인덱스 번호 - PTZSTATUS: FOCUS}FVALUE}PAN}PVALUE}TILT}TVALUE}ZOOM}ZVALUE} - FVALUE: F(ar)/N(ear)/A(uto)}000} - PVALUE: L(eft)/R(ight)}000} - TVALUE: U(p)/D(own)}000} - ZVALUE: I(n)/O(out)}000}
CPRE	PTZ 자동 제어 설정 초기화
	VSVR->STB : CCAM.CPRE}UID}CAMNUM] STB->VSVR : CCAM.EACK}UID}CAMNUM]
GPRE / SPRE / RPRE	PTZ 자동 제어 설정 검색/변경/실행
	VSVR->STB : CCAM.GPRE}UID}CAMNUM}PRENUM] VSVR->STB : CCAM.SPRE}UID}CAMNUM}PRENUM] VSVR->STB : CCAM.RPRE}UID}CAMNUM}PRENUM] STB->VSVR : CCAM.EACK}UID}CAMNUM}PRENUM}PTZSTATUS] - PRENUM : Preset 인덱스 번호
RPAN	PTZ Auto Pan 실행
	VSVR->STB : CCAM.RPAN}UID}CAMNUM}O/C] STB->VSVR : CCAM.EACK}UID]
RIRS	PTZ Auto Zoom/IRIS 실행
	VSVR->STB : CCAM.RIRS}UID}CAMNUM}O/C] STB->VSVR : CCAM.EACK}UID]

이상에 살펴본 카메라 원격 제어 신호(CCAM)는 영상 결합기(STB)에 설치된 카메라의 정보를 검색하고 변경하기 위한 제어 신호이다

다음 표 12는 영상 전송 원격 제어 신호(CRTP)의 프로토콜 구성예를 나타낸 것이다.

SETP	영상 신호 통신 경로 설정(SETUP)
	VSVR->STB : CRTP.SETP}UID}CAMNUM}DIP}DPORT] STB->VSVR : CRTP.EACK}UID}SESSION}DIP}DPORT}SIP}SPORT] - CAMNUM : Resource Identifier (Like URI) - Destination IP/Port, Source IP/Port - 생략하면 Default 설정 - Session : Identifier for De-multiplexing Stream
PLAY	영상 신호 전송(PLAY)
	VSVR->STB : CRTP.PLAY}UID}SESSION] STB->VSVR : CRTP.EACK}UID}SESSION]
PAUS	영상 신호 정지(PAUSE)
	VSVR->STB : CRTP.PAUS}UID}SESSION] STB->VSVR : CRTP.EACK}UID}SESSION]
STOP	영상 신호 종료(STOP)
	VSVR->STB : CRTP.STOP}UID}SESSION] STB->VSVR : CRTP.EACK}UID}SESSION
GSSR	Get SSRC
	RTP로 전송되는 Stream의 SSRC 식별자 정보 요청 VSVR->STB : CRTP.GSSR}UID}SESSION] STB->VSVR : CRTP.EACK}UID}SESSION}SSRC] - SSRC, Source ID. Camera
FIFR	full INTRA-frame request
	독립압축 영상 요청 (MJPEG 방식과 동일?), INTER-frame 없이 전송 VSVR->STB : CRTP.FIFR}UID}SESSION] STB->VSVR : CRTP.EACK}UID}SESSION]
NACK	Negative acknowledgement
	VSVR->STB : CRTP.NACK}UID}SESSION}SSRC}FSN}LPN] STB->VSVR : CRTP.EACK}UID}SESSION] - SSRC, Source ID. Camera - FSN, First Sequence Number - LPN, Lost Packets Number

다음 표 13은 상술한 원격 제어 신호의 코드표이다.

	TYPE		CMD
LOGG	0x08	IN	0x01	원격제어 시작 신호
		OUT	0x02	원격제어 종료 신호
CLOG	0x09	ON	0x01	인증처리 설정 신호
		OFF	0x02	인증처리 해제 신호
		ADD	0x03	인증정보 추가 신호
		UPDT	0x04	인증정보 변경 신호
		GETS	0x05	접속정보 검색 신호
		SGRN	0x06	세부 제어범위 설정 신호
		GGRN	0x07	세부 제어범위 검색 신호
CNET	0x0A	GETS	0x01	네트워크 설정정보 검색 신호
		UPDT	0x02	네트워크 설정정보 변경 신호
		GTEL	0x03	PSTN관련 관제설정 검색 신호
		STEL	0x04	PSTN관련 관제설정 변경 신호
		GDEV	0x05	주변장치관련 관제설정 검색 신호
	TYPE		CMD
CNET	0x0A	SDEV	0x06	주변장치관련 관제설정 변경 신호
		GSEN	0x07	센서(존) 설정 검색 신호
		SSEN	0x08	센서(존) 설정 변경 신호
		GZON	0x09	센서(존) 상태 확인 신호
		SREM	0x0A	원격장치 제어 신호
		GMOD	0x0B	경계모드 검색 신호
		SMOD	0x0C	경계모드 설정 신호
CENV	0x0B	GTMP	0x01	온도센서 임계치 설정 검색 신호
		STMP	0x02	온도센서 임계치 설정 변경 신호
		GHUM	0x03	습도센서 임계치 설정 검색 신호
		SHUM	0x04	습도센서 임계치 설정 변경 신호
CMED	0x10	GMED	0x01	설치 CODEC 개수 정보 검색 신호
		GCDC	0x02	개별 CODEC 설정정보 검색 신호
		GVDO	0x03	개별 CODEC 영상QOS정보 검색 신호
		SVDO	0x04	개별 CODEC 영상QOS정보 변경 신호
		GADO	0x05	개별 CODEC 음향QOS정보 검색 신호
		SADO	0x06	개별 CODEC 음향QOS정보 변경 신호
CCAM	0x11	GCAM	0x01	설치 카메라 정보 검색 신호
		SCAM	0x02	설치 카메라 정보 변경 신호
		GPTZ	0x03	PTZ 수동제어 검색 신호
		SPTZ	0x04	PTZ 수동제어 변경 신호
		CPRE	0x05	PTZ 자동제어 설정 초기화 신호
		GPRE	0x06	PTZ 자동제어 설정 검색 신호
		SPRE	0x07	PTZ 자동제어 설정 변경 신호
		RPRE	0x08	PTZ 자동제어 설정 실행 신호
		RPAN	0x09	PTZ Auto Pan 실행 신호
		RIRS	0x0A	PTZ Auto Zoom/IRIS 실행 신호

도 7은 영상 신호 프로토콜의 구조를 설명하기 위한 도면으로, 그 구조를 살펴보면 V, P, X, CC, M, PT, SEQ, TIMESTAMP, SSRC ID, stream 등으로 구성된다. 이때, 각 필드의 의미는 다음 표 14와 같다.

V	버젼
P	차후 예약용
X	헤더 확장
CC	CSRC 카운트(=0)
M	프로파일, 프레임 바운더리(=0)
PT	페이로드(payload) 유형
SEQ	순열 번호
SSRC	소스 ID, 카메라 정보 등

이때, 영상 결합기(STB)에서 전송하는 영상 신호는 상술한 바와 같이, 자동 영상 신호와 요청 영상 신호로 구분된다. 자동 영상 신호는 관제 이벤트와 함께 전송되는 영상 정보로써, DB에 저장되는 증거 영상이고, 요청 영상 신호는 실시간 영상 또는 영상 제어 서버(VSVR)의 인식 서비스를 수행하기 위한 영상으로 이용된다. 또한, 클라이언트의 유형에 따라 전송되는 영상 압축 방식이 구분되는데, 모바일 클라이언트(PCS)의 경우에는 MJPEG 영상을, 그 외에 다른 클라이언트는 MPEG4 영상을 각각 이용한다. 따라서, 영상 결합기(STB)에서는 영상 전송 형식 및 수신 클라이언트의 유형에 따라 별도의 코덱과 TCP/UDP 통신을 선택적으로 이용하며, 관제 서버(SSVR)에서는 DB의 영상을 직접 전송할 것인지 또는 영상 변환 과정을 수행할 것인지를 구분하여 서비스가 이루어진다.

상기와 같은 MGS 시스템은 네트워크 기반으로 가입자의 주요 사생활 정보가 송수신 될 수 있음에 따라 접속/제어 권한에 대한 인증 관리뿐만 아니라 전송되는 데이터에 대해서도 암호화되어야 한다. 따라서, 다양한 플랫폼에서 적용 가능한 SSL(Secure Socket Layer) 또는 TLS(Transport Layer Security) 등의 암호화 기술을 적용한다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜은 송수신 데이터를 공통 헤더 및 신호 유형별 메시지 데이터로 구분 전송하고, 각 메시지 데이터는 하위 부명령어 체계로 구분하여 관리한다.

따라서, 불필요한 리던던시를 최소화하여 데이터량을 최소화할 수 있으며, 또한, 융통성을 최대화할 수 있는 프로토콜 구조를 제공함으로써 차후의 확장이나 변경 등의 관리가 용이하다는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 외부로부터의 관제 신호 및 영상 신호를 발생하는 다수의 영상 결합기와 사기 다수의 영상 결합기로부터의 정보를 수집관리하고 원격 제어 신호를 발생하여 상기 영상 결합기를 제어하는 관제 서버를 포함하는 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜에 있어서,

   상기 관제 신호 및 원격 제어 신호는 공통 헤더부 및 각 명령어별 개별 메시지부를 포함하며,

   상기 공통 헤더부는, 적어도 상기 관제 신호 및 원격 제어 신호 유형을 구분하기 위한 프로토콜 유형; 상기 영상 결합기를 구분하기 위한 장치 식별자; 및 상기 메시지부의 길이를 포함하는 프로토콜 길이 정보를 포함하며,

   상기 메시지부는, 메시지 구조를 결정하는 메시지 유형 정보를 포함하는, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
2. 제1항에 있어서,

   상기 메시지부는 메시지 구조의 세부 유형을 결정하는 제어 명령을 식별하기 위한 제어 명령 정보를 더 포함하는, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
3. 제2항에 있어서,

   상기 관제 신호의 상기 제어 명령 정보는 적어도 초기화, 장애 검출, 경비 및 인증 명령중 어느 하나인, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
4. 제3항에 있어서,

   상기 관제 신호의 메시지부는 신호의 누락을 방지하기 위한 순열 정보를 더 포함하는, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
5. 제4항에 있어서,

   상기 순열 정보는 상기 관제 신호만의 독립적인 번호 체계인, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
6. 제3항에 있어서,

   상기 제어 명령 정보가 초기화 명령인 경우, 상기 메시지부는 상기 관제 서버와 상기 영상 결합기를 시간 동기화를 위한 시간 정보를 더 포함하고,

   상기 제어 명령 정보가 장애 검출 명령인 경우, 상기 메시지부는 유동 IP를 관리하기 위하여 네트워크 구성 정보를 더 포함하며,

   상기 제어 명령 정보가 인증 명령인 경우, 상기 메시지부는 사용자 번호 및 인증키 정보를 더 포함하는 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
7. 제2항에 있어서,

   상기 원격 제어 신호의 상기 제어 명령 정보는 적어도 제어 권한, 제어 범위, 네트워크, 관제 센서, 환경 감시 센서, 및 코덱 명령중 어느 하나인, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
8. 제7항에 있어서,

   상기 원격 제어 신호의 메시지부는 사용자 식별을 위한 사용자 ID 정보를 더 포함하는, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
9. 제7항에 있어서,

   상기 원격 제어 신호의 메시지부는 추가 확장 및 가변성을 위하여 필드 구분자를 이용하여 각 필드를 구분하는, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
10. 제8항에 있어서,

    상기 원격 제어 신호의 메시지부는 상기 사용자 ID 정보에 따른 제어 권한 등급, 사용자의 접속 네트워크 정보 및 사용자의 인증키 정보를 더 포함하는, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
11. 제7항에 있어서,

    상기 제어 명령이 제어 범위 명령인 경우, 상기 메시지부는 네트워크 구성 정보를 더 포함하며, 상기 네트워크 구성 정보는 적어도 관제 신호, 영상 신호, 및 원격 제어 신호의 경로 정보를 포함하며, 각 경로 정보는 주 및 보조 서버에 대한 IP 어드레스 및 포트 정보인, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.
12. 제1항에 있어서,

    상기 영상 신호는 TCP 통신 경로를 통해 자동으로 전송되는 자동 영상 신호와 상기 관제 서버로부터의 요청에 따라 UDP 통신 경로를 통해 전송되는 요청 영상 신호로 구분되는, 영상 관제 서비스 시스템의 데이터 통신 프로토콜.

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