KR20170026920A - 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템 및 제어 방법 Download PDF

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KR20170026920A
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Abstract

지웨이브 통신방식을 이용하여 도어락 개폐를 제어할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템은, 스마트 기기로부터 도어락 개폐요청을 수신하는 통신모듈; 상기 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 기 저장된 인증정보와 비교하여 상기 도어락 개폐여부를 결정하는 판단부; 및 상기 도어락의 개폐가 결정되면 도어락 개폐명령을 생성하고, 생성된 도어락 개폐명령을 지웨이브(Z-WAVE)방식의 프로토콜에 따라 도어락으로 전송하여 상기 도어락의 개폐를 제어하는 지웨이브 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템 및 제어 방법{System and Method for Controlling Door Lock Based on Z-Wave Using Smart Device}
본 발명은 도어락 제어 시스템에 관한 것이다.
건물의 입구에 설치된 도어에는 보안을 위해 도어락이 구비되어 있다. 특히, 최근에는 별도의 키(Key)없이도 도어락을 개폐할 수 있는 전자개폐방식의 도어락이 채용되고 있다.
전자개폐방식 도어락은 그 외측에 배치된 키패드에 미리 설정된 비밀번호를 입력하거나, 지문인식기에 지문을 인식시키거나, 알에프아이디(RFID) 카드를 접촉시킴에 의해 개폐가 수행된다.
한편, 최근에는 스마트폰을 이용하여 도어락을 개폐할 수 있는 방법이 제안된 바 있다. 스마트폰을 이용하여 도어락을 개폐할 수 있는 방법은 대한민국 공개특허 제10-2014-0115631호에 개시되어 있다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0115631호를 비롯한 대부분의 종래기술의 경우, 도어락의 개폐를 위해 지그비(Zigbee) 통신방식이 이용된다.
하지만, 지그비 통신방식의 경우 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 주파수 변조방식을 이용하기 때문에 통신신호 변복조에 많은 인터페이스 회로가 포함되고 네트워크 구성을 위한 프로토콜알고리즘이 복잡하여 플래시(Flash) 메모리의 크기가 커야 한다는 문제점이 있다.
또한, 지그비 통신방식의 경우 메쉬 네트워크를 지원하는데 메쉬 네트워크는 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라 노드가 상실되면 이를 자가 치유하는 복원기능이 약하여 새로운 네트워크 구성 또는 새로운 노드에 대한 인식이 불가능한 경우가 빈번하게 발생한다는 문제점이 있다.
이외에도, 종래의 스마트폰을 이용한 도어락 개폐 시스템의 경우 스마트폰의 인증 절차가 취약하여 스마트폰이 분실되거나 스마트폰이 해킹당하는 경우 출입이 허가되지 않은 자에 의해 도어락이 개폐될 수 있어 심각한 보안상의 문제가 발생할 수도 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지웨이브 통신방식을 이용하여 도어락 개폐를 제어할 수 있는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 스마트 기기의 인증절차를 강화할 수 있는 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템은, 스마트 기기로부터 도어락 개폐요청을 수신하는 통신모듈; 상기 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 기 저장된 인증정보와 비교하여 상기 도어락 개폐여부를 결정하는 판단부; 및 상기 도어락의 개폐가 결정되면 도어락 개폐명령을 생성하고, 생성된 도어락 개폐명령을 지웨이브(Z-WAVE)방식의 프로토콜에 따라 도어락으로 전송하여 상기 도어락의 개폐를 제어하는 지웨이브 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템은, 상기 도어락 개폐요청이 수신되면 상기 스마트 기기를 인증하는 스마트 기기 인증부를 더 포함하고, 상기 스마트 기기 인증부는 상기 스마트 기기의 인증이 성공하면 상기 도어락 개폐여부를 결정할 수 있다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 상기 스마트 기기 인증부는, 상기 스마트 기기의 인증을 위한 제1 난수를 발생시키는 난수 발생기; 상기 난수 발생기에 의해 생성된 제1 난수 및 상기 스마트 기기에 의해 생성된 제2 난수를 XOR(eXclusive OR)연산하여 제1 결과값을 생성하고, 상기 제1 결과값을 상기 스마트 기기와 사전에 공유된 비밀키로 암호화하여 세션키를 생성하는 세션키 생성부; 상기 통신모듈을 통해, 상기 제1 난수를 상기 스마트 기기로 전송하고, 상기 스마트 기기로부터 상기 스마트 기기에 의해 생성된 제2 난수 및 상기 스마트 기기에 의해 생성된 세션키로 암호화된 제1 난수를 수신하는 인터페이스부; 및 상기 암호화된 제1 난수를 상기 세션키로 복호화하고, 상기 복호화된 제1 난수를 상기 난수 발생기에 의해 생성된 제1 난수와 비교하여 상기 스마트 기기를 인증하는 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 도어락 개폐요청은, 상기 스마트 기기의 식별정보, 상기 도어락의 개폐를 위해 미리 설정된 패스워드, 및 상기 스마트 기기의 소유자의 식별정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 통신모듈은 상기 스마트 기기와 와이-파이를 통해 접속할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법은, 스마트 기기가 감지되면 상기 스마트 기기에 탑재된 도어락 개폐 어플리케이션을 활성화시키는 단계; 상기 스마트 기기로부터 상기 활성화된 도어락 개폐 어플리케이션에 의해 생성된 도어락 개폐요청을 수신하는 단계; 상기 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 기 저장된 인증정보와 비교하여 도어락의 개폐여부를 결정하는 단계; 상기 도어락의 개폐가 결정되면 도어락 개폐명령을 생성하는 단계; 및 상기 도어락 개폐명령을 지웨이브 방식의 프로토콜에 따라 도어락으로 전송하여 상기 도어락의 개폐를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 결정하는 단계 이전에, 상기 스마트 기기를 인증하는 단계를 더 포함하고, 상기 결정하는 단계에서, 상기 스마트 기기의 인증이 성공하면 상기 도어락의 개폐여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 상기 스마트 기기를 인증하는 단계는, 상기 스마트 기기의 인증을 위한 제1 난수를 생성하여 상기 스마트 기기로 전송하는 단계;
상기 스마트 기기로부터 상기 스마트 기기에 의해 생성된 제2 난수를 수신하는 단계; 상기 제1 난수 및 상기 제2 난수를 XOR(eXclusive OR)연산하여 제1 결과값을 생성하는 단계; 상기 제1 결과값을 상기 스마트 기기와 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화하여 세션키를 생성하는 단계; 상기 스마트 기기로부터 상기 스마트 기기에 의해 생성된 세션키로 암호화된 제1 난수를 수신하는 단계; 및 상기 암호화된 제1 난수를 상기 세션키로 복호화하고, 상기 복호화된 제1 난수를 상기 생성된 제1 난수와 비교하여 상기 스마트 기기를 인증하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 실시예에서, 상기 도어락 개폐요청은, 상기 스마트 기기의 식별정보, 상기 도어락의 개폐를 위해 미리 설정된 패스워드, 및 상기 스마트 기기의 소유자의 식별정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도어락에 지웨이브 통신모듈을 탑재함으로써 지웨이브 통신방식을 이용하여 도어락 개폐를 제어할 수 있어, 도어락 및 통합 제어기의 소비전력을 절감할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 도어락의 개폐를 제어하는 통합 제어기와 도어락 개폐를 요청하는 스마트 기기간에 사전에 설정된 비밀키를 통해 난수를 공유하고, 공유된 난수를 이용하여 스마트 기기를 인증함으로써 스마트 기기의 인증절차를 강화할 수 있고, 이로 인해 스마트 기기의 분실이나 스마트 기기의 해킹이 발생하더라도 허가 되지 않은 자에 의한 도어락 개폐를 사전에 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기 인증부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기의 인증 절차를 보여주는 플로우차트이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템(100)은 통합 제어기(110)을 포함하고, 통합 제어기(110)는 네트워크(120)를 통해 스마트 기기(130)와 연동된다.
또한, 통합 제어기(110)는 스마트 기기(130)로부터 전송되는 도어락 개폐요청에 따라 도어락 개폐명령을 생성하여 도어락(140)의 개폐를 제어한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어기(110)의 구성을 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어기(110)는 통신모듈(210), 스마트 기기 인증부(220), 판단부(230), 및 지웨이브 컨트롤러(240)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어기(110)는 데이터베이스(250)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 통신모듈(210)는 스마트 기기(130)와 스마트 기기(130)의 인증을 위한 메시지를 송수신하거나, 스마트 기기(130)로부터 도어락 개폐요청을 수신한다. 또한, 통신모듈(210)은 스마트 기기 인증부(220)로부터 제공되는 인증결과 또는 판단부(230)로부터 제공되는 도어락 개폐 여부에 대한 결과를 스마트 기기(130)로 제공한다.
일 실시예에 있어서, 통신모듈(210)는 스마트 기기(130)와 와이 파이(Wi-Fi)네트워크를 통해 접속할 수 있다.
다음으로 스마트 기기 인증부(220)는 스마트 기기(130)로부터 도어락 개폐요청이 수신되면 스마트 기기를 인증한다. 즉, 스마트 인증부(220)는 도어락 개폐요청을 전송한 스마트 기기(130)가 사전에 허용된 스마트 기기(130)인지 여부를 판단하기 위해 도어락 개폐 여부를 결정하기 이전에 스마트 기기(130)를 인증한다.
이하, 스마트 기기 인증부(220)의 구성을 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기 인증부의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기 인증부(220)는 난수 발생기(310), 세션키 생성부(320), 인터페이스부(330), 및 복호화부(340)를 포함한다.
난수 발생기(310)는 스마트 기기(130)의 인증을 위한 제1 난수를 발생시킨다. 난수 발생기(310)는 생성된 제1 난수를 제1 메시지에 포함시켜 인터페이스부(330)를 통해 스마트 기기(130)로 전달한다. 일 실시예에 있어서, 난수 발생기(310)는 제1 메시지를 스마트 기기(130)와 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화하여 전송할 수도 있다.
세션키 생성부(320)는 인터페이스부(330)로부터 스마트 기기(130)에 의해 생성된 제2 메시지를 수신하고, 제2 메시지로부터 스마트 기기(130)에 의해 생성된 제2 난수를 추출한다.
이때, 제2 메시지에는 스마트 기기(130)의 식별정보가 함께 포함되어 있어 세션키 생성부(320)는 제2 메시지로부터 스마트 기기(130)의 식별정보를 추출한 후, 해당 스마트 기기(130)의 식별정보를 데이터베이스(250)에 저장된 스마트 기기 식별정보 리스트와 대조하여 해당 스마트 기기(130)가 정당한 스마트 기기인지 여부를 1차적으로 인증할 수 있다.
또한, 세션키 생성부(320)는 난수 발생기(310)에 의해 생성된 제1 난수 및 제2 메시지로부터 추출한 제2 난수를 미리 정해진 연산자로 연산하여 제1 결과값을 생성한다.
일 실시예에 있어서, 세션키 생성부(320)는 제1 난수 및 제2 난수를 배타적 논리합(eXclusive OR: XOR) 연산자로 연산함으로써 제1 결과값을 생성할 수 있다.
세션키 생성부(320)는 생성된 제1 결과값을 스마트 기기(130)와 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화함으로써 세션키를 생성한다.
이때, 스마트 기기(130)와 세션키 생성부(320)는 비밀키인 kIR과 암호화 함수인 E_k(x)를 데이터베이스(250)에 사전에 안전하게 저장하고 있는 것으로 가정한다.
세션키 생성부(320)가 세션키를 생성하는 방법을 수학식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
수학식 1에서, E_k(x)는 스마트 기기(130)와 세션키 생성부(320)가 사전에 서로 저장하고 있는 암호화 함수를 나타내고, kIR은 스마트 기기(130)와 세션키 생성부(320)가 사전에 서로 저장하고 있는 비밀키를 나타내며, r1는 제1 난수를 나타내고,
Figure pat00002
는 배타적 논리합(eXclusive OR: XOR) 연산자를 나타내며, r2는 제2 난수를 나타낸다.
다음으로, 인터페이스부(330)는 난수 발생기(310)에 의해 생성된 제1 메시지를 통신모듈(210)을 통해 스마트 기기(130)로 전송하고, 스마트 기기(130)로부터 제2 난수가 포함된 제2 메시지를 통신모듈(210)을 통해 수신하여 세션키 생성부(320)로 전달한다.
또한, 인터페이스부(330)는 스마트 기기(130)에 의해 생성된 세션키로 암호화된 제1 난수가 포함된 제3 메시지를 수신하여 복호화부(340)로 전달한다.
스마트 기기(130)로부터 전송되는 제3 메시지를 도식화하여 표현하면 아래의 수학식 2와 같다.
Figure pat00003
수학식 2에서, E_k(x)는 스마트 기기(130) 및 세션키 생성부(320)가 사전에 서로 저장하고 있는 암호화 함수를 나타내고, sk는 스마트 기기(130)에 의해 생성된 세션키를 나타내며, r1는 제1 난수를 나타낸다.
한편, 인터페이스부(330)는 복호화부(340)에 의한 인증 결과를 통신모듈(210)을 통해 스마트 기기(130)로 전달한다.
복호화부(340)는 인터페이스부(330)로부터 제3 메시지를 수신하고, 제3 메시지로부터 암호화된 제1 난수를 추출한다. 복호화부(340)는 암호화된 제1 난수를 세션키 생성부(320)에 의해 생성된 세션키로 복호화한다. 복호화부(340)는 복호화된 제1 난수를 난수 발생기(310)에 의해 생성된 제1 난수와 비교하여 스마트 기기(130)를 2차적으로 인증한다.
구체적으로, 복호화부(340)는 복호화된 제1 난수를 난수 발생기(310)에 의해 생성된 제1 난수가 동일하면 스마트 기기(130)를 정당한 스마트 기기(130)로 인증하여 인증 성공 메시지를 생성하고, 동일하지 않으면 인증이 실패한 것으로 판단하여 에러 메시지를 생성한다.
이때, 인증 성공 메시지 또는 에러 메시지는 음성 메시지, 음향 메시지, 또는 그래픽 메시지 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다.
복호화부(340)는 생성된 인증 성공 메시지 또는 에러 메시지를 인터페이스부(330)를 통해 스마트 기기(130)로 전달한다.
이와 같이, 본 발명은 스마트 기기 인증부(220)를 통해 스마트 기기(130)가 정당한 기기인지 여부를 사전에 인증함으로써 허가되지 않은 스마트 기기(130)를 통해 도어락 개폐를 시도하는 것을 원천적으로 차단할 수 있고, 이를 통해 스마트 기기(130)를 분실하거나 스마트 기기(130)가 해킹되더라도 허가 되지 않은 자에 의한 도어락 개폐를 사전에 방지할 수 있게 된다.
한편, 상술한 스마트 기기 인증부(220)는 통합 제어기(110)로 스마트 기기(130)가 근접하게 되면, 스마트 기기(130)에 탑재되어 있는 도어락 개폐 어플리케이션(미도시)을 자동으로 활성화함으로써 스마트 기기(130)가 도어락 개폐 어플리케이션을 이용하여 도어락 개폐 요청을 자동으로 생성할 수 있도록 할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 판단부(230)는 스마트 기기 인증부(220)에 의해 스마트 기기(130)의 인증이 성공하면 도어락 개폐여부를 결정한다. 일 실시예에 있어서, 판단부(230)는 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 데이터베이스(250)에 저장된 인증정보와 비교하여 도어락 개폐여부를 결정한다.
구체적으로 판단부(230)는 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보가 데이터베이스(250)에 저장된 인증정보와 동일하면 정상적인 도어락 개폐 요청인 것으로 판단하여 도어락을 개방하는 것으로 결정한다.
또한, 판단부(230)는 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보가 데이터베이스(250)에 저장된 인증정보와 동일하지 않으면 비정상적인 도어락 개폐 요청인 것으로 판단하여 도어락을 개방하지 않는 것으로 결정한다. 이러한 실시예에 따르는 경우 판단부(230)는 에러 메시지를 생성하여 통신모듈(210)을 통해 스마트 기기(130)로 전송한다. 일 실시예에 있어서, 에러 메시지는 음성 메시지, 음향 메시지, 또는 그래픽 메시지 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도어락 개폐 요청은 스마트 기기(130)의 식별정보, 도어락의 개폐를 위해 미리 설정된 패스워드, 및 스마트 기기(130)의 소유자의 식별정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 스마트 기기(130)의 소유자의 식별정보는 스마트 기기(130) 소유자의 생체정보(얼굴, 지문, 또는 홍채 등)를 포함할 수 있다.
지웨이브 컨트롤러(240)는 판단부(230)에 의해 도어락 개폐가 결정되면 도어락 개폐명령을 생성하고, 생성된 도어락 개폐명령을 지웨이브(Z-WAVE) 방식의 프로토콜에 따라 도어락(140)으로 전송하여 도어락(140)의 개폐를 제어한다.
이와 같이, 본 발명은 도어락 개폐명령을 지웨이브 컨트롤러(240)를 통해 지웨이브 프로토콜에 따라 도어락(140)으로 전송하기 때문에 기존의 근거리 통신방식인 지그비(Zigbee)에 비해 보다 소비전력을 감소시킬 수 있고, 보다 낮은 비용으로 시스템을 구축할 수 있게 된다.
다음으로, 데이터베이스(250)에는 스마트 기기(130)의 인증을 위한 스마트 기기 식별정보 리스트, 스마트 기기(130)와 사전에 공유된 비밀키 및 암호화 함수, 및 사전에 설정된 인증정보 등이 저장된다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어기(110)는 상술한 기능 이외에도 무선 액세스 포인트(AP: Access Point) 기능을 동시에 수행할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어기(110)에는 다수의 스마트 기기(130)가 무선으로 접속할 수 있고, 다수의 스마트 기기(130)들이 통합 제어기(110)를 통해 댁내에 설치된 다양한 디바이스(미도시)들을 제어할 수 있도록 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 스마트 기기(130)는 도어락 개폐 어플리케이션이 탑재되어 있고, 도어락 개폐 어플리케이션을 이용하여 통합 제어기(110)로 도어락 개폐를 요청한다. 구체적으로, 스마트 기기(130)가 도어락(140)과 연동되는 통합 제어기(110)에 근접함에 따라, 스마트 기기(130)에 탑재된 도어락 개폐 어플리케이션이 통합 제어기(110)에 의해 활성화되면, 스마트 기기(130)는 활성화된 도어락 개폐 어플리케이션을 이용하여 도어락 개폐 요청을 생성하여 통합 제어기(110)로 전송한다.
또한, 스마트 기기(130)는 도어락 개폐 요청의 생성과 함께 스마트 기기(130)의 인증을 위한 제2 난수를 생성하고, 생성된 제2 난수를 제2 메시지에 포함시켜 통합 제어기로(110)로 전송하고, 통합 제어기(110)로부터 전송되는 제1 난수를 제2 난수와 XOR연산함으로써 제1 결과값을 생성한다. 스마트 기기(130)는 제1 결과값을 통합 제어기(110)와 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화하여 세션키를 생성하고, 통합 제어기(110)가 제1 난수를 이용하여 스마트 기기(130)를 인증할 수 있도록 세션키로 제1 난수를 암호화한 후 암호화된 제1 난수를 제3 메시지에 포함시켜 통합 제어기(110)로 전송한다.
한편, 스마트 기기(130)가 생성하는 도어락 개폐 요청에는 스마트 기기(130)의 식별정보, 도어락(140)의 개폐를 위해 미리 설정된 패스워드, 및 스마트 기기(130)의 소유자의 식별정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 이때, 패스워드는 도어락 개폐 어플리케이션에 제공되는 키패드를 통해 입력 받을 수 있고, 소유자의 식별정보는 스마트 기기(130)에 마련된 지문인식기, 마이크, 또는 카메라를 통해 입력 받을 수 있다.
상술한 스마트 기기(130)는 스마트 워치, 스마트폰, 또는 테블릿 PC등으로 구현될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서는, 스마트 기기(130)가 도어락(140)과 연동되는 통합 제어기(110)에 근접하게 되면, 통합 제어기(110)가 스마트 기기(130)에 탑재된 도어락 개폐 어플리케이션을 활성화하는 것으로 기재하였다. 하지만, 변형된 실시예에 있어서 스마트 기기(130)의 사용자가 도어락 개폐 어플리케이션을 직접 활성화시킬 수도 있을 것이다.
도어락(140)은 건물의 도어에 장착되어 건물 도어의 개폐를 담당한다. 일 실시예에 있어서, 도어락(140)에는 지웨이브 통신모듈(미도시)이 탑재되어 있어, 지웨이브 통신모듈을 이용하여 통합 제어기(110)로부터 지웨이브 프로토콜에 따라 전송되는 도어락 개폐명령을 수신하고, 수신된 도어락 개폐명령에 따라 개폐된다.
이와 같이, 본 발명은 도어락(140)이 지웨이브 통신모듈을 통해 통합 제어기(110)와 근거리 통신하게 되므로 기존의 근거리 통신방식인 지그비(Zigbee)에 비해 보다 소비전력을 감소시킬 수 있고, 보다 낮은 비용으로 시스템을 구축할 수 있게 된다.
상술한 실시예에 있어서는, 스마트 기기 인증부(220)는 스마트 기기(130)로부터 도어락 개폐요청이 수신되면 스마트 기기(130)의 인증절차를 개시하는 것으로 설명하였다.
하지만, 변형된 실시예에 있어서, 스마트 기기 인증부(220)는 스마트 기기(130)가 근접한 것으로 판단되는 경우 자동으로 해당 스마트 기기(130)의 인증절차를 개시할 수도 있을 것이다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 스마트 기기(130)의 인증이 성공하면 별도의 도어락 개폐 요청이 수신되지 않더라도 판단부(230)는 도어락 개폐명령을 생성하여 지웨이브 컨트롤러(240)로 전달할 수도 있다.
이에 따라, 스마트 기기(130) 소지자는 추가적인 인증절차 없이도 도어락(140)을 개폐할 수 있어 이용자 편의성을 극대화시킬 수 있게 된다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 4에 도시된 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법은 도 1에 도시된 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템에 의해 수행될 수 있다.
먼저, 통합 제어기(110) 근처에 스마트 기기(130)가 근접한 것으로 판단되면(S410), 통합 제어기(110)가 스마트 기기(130)에 탑재된 도어락 개폐 어플리케이션을 활성화시킨다(S420). 일 실시예에 있어서, 통합 제어기(110)는 스마트 기기(130)와 와이 파이 네트워크를 통해 접속될 수 있다.
이후, 통합 제어기(110)는 스마트 기기(130)로부터 활성화된 도어락 개폐 어플리케이션에 의해 생성된 도어락 개폐요청을 수신한다(S430). 일 실시예에 있어서, 도어락 개폐요청은, 스마트 기기(130)의 식별정보, 도어락(140)의 개폐를 위해 미리 설정된 패스워드, 스마트 기기(130)의 소유자의 식별정보 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 소유자의 식별정보는 스마트 기기(130) 소유자의 생체정보(얼굴, 지문, 또는 홍채 등)를 포함할 수 있다.
이후, 통합 제어기(110)는 스마트 기기(130)의 인증절차를 수행한다(S440). 통합 제어기(110)가 스마트 기기(130)를 인증하는 방법은 후술하기로 한다.
이후, 통합 제어기(110)는 스마트 기기(130)의 인증 성공 여부를 판단하고(S450), 인증이 성공한 것으로 판단되면 통합 제어기(110)는 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 기 저장된 인증정보와 비교하여 도어락의 개폐여부를 결정한다(S460). 예컨대, 통합 제어기(110)는 도어락 개폐요청에 포함된 패스워드가 기 저장되어 있는 패스워드가 동일한지 여부를 판단하거나, 도어락 개폐요청에 포함된 지문정보가 기 저장되어 있는 지문정보와 동일한지 여부를 판단하거나, 도어락 개폐요청에 포함된 홍채정보가 기 저장되어 있는 홍채정보와 동일한지 여부를 판단한다.
판단결과, 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보와 기 저장된 인증정보가 동일하면, 통합 제어기(110)는 도어락 개폐명령을 생성한다(S470).
이후, 통합 제어기(110)는 생성된 도어락 개폐명령을 지웨이브 방식의 프로토콜에 따라 도어락(140)으로 전송하여 도어락(140)의 개폐를 제어한다(S480).
한편, S450에서 스마트 기기(130)의 인증이 실패하거나 S460에서 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 기 저장된 인증정보가 동일하지 않은 것으로 판단되면, 통합 제어기(110)는 에러 메시지를 생성하여 스마트 기기(130)로 전송한다(S490). 에러 메시지는 음성 메시지, 음향 메시지, 또는 그래픽 메시지 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다.
도시하지는 않았지만 인증이 성공하거나 도어락(140)의 개폐가 완료되면 통합 제어기(110)는 인증 성공 메시지 또는 도어락 개폐 완료 메시지를 생성하여 스마트 기기(130)로 전송할 수도 있다. 이때, 인증 성공 메시지 또는 도어락 개폐 완료 메시지는 음성 메시지, 음향 메시지, 또는 그래픽 메시지 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기(130)의 인증방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기의 인증 절차를 보여주는 플로우차트이다.
먼저, 통합 제어기(110)가 스마트 기기(130)의 인증을 위한 제1 난수를 생성한 후(S510), 생성된 제1 난수를 포함하는 제1 메시지를 생성하고(S520), 스마트 기기(130)는 제2 난수를 생성한 후(S530), 생성된 제2 난수를 포함하는 제2 메시지를 생성한다(S540).
이후, 통합 제어기(110)와 스마트 기기(130)는 제1 메시지 및 제2 메시지를 송수신함으로써 제1 난수와 제2 난수를 서로 공유한다(S550).
일 실시예에 있어서, 통합 제어기(110) 및 스마트 기기(130)는 제1 메시지 및 제2 메시지를 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화하여 송수신할 수 있다.
이후, 통합 제어기(110)는 제1 난수 및 제2 난수를 XOR연산하여 제1 결과값을 생성한 후(S560), 제1 결과값을 스마트 기기(130)와 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화하여 세션키를 생성한다(S570). 또한, 스마트 기기(130)는 제1 난수 및 제2 난수를 XOR연산하여 제1 결과값을 생성한 후(S580), 제1 결과값을 통합 제어기(110)와 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화하여 세션키를 생성한다(S590).
이후, 스마트 기기(130)는 S590에서 생성된 세션키로 S550에서 공유한 제1 난수를 암호화하고(S600), 암호화된 제1 난수를 제3 메시지에 포함시켜 통합 제어기(110)로 전송한다(S610).
이후, 통합 제어기(110)는 암호화된 제1 난수를 S570에서 생성된 세션키로 복호화하고(S620), 복호화된 제1 난수와 S550에서 공유한 제1 난수를 비교하여 스마트 기기(130)를 인증한다. 즉, 통합 제어기(110)는 복호화된 제1 난수와 S550에서 공유한 제1 난수가 동일하면 스마트 기기(130)가 정당한 기기인 것으로 판단하고, 복호화된 제1 난수와 S550에서 공유한 제1 난수가 동일하지 않으면 스마트 기기(130)가 정당하지 않은 기기인 것으로 판단한다.
상술한 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 이용하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로도 구현될 수 있는데, 이때 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법을 수행하기 위한 프로그램은 하드 디스크, CD-ROM, DVD, 롬(ROM), 램, 또는 플래시 메모리와 같은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체에 저장된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템
110: 통합 제어기 120: 네트워크
130: 스마트 기기 140: 도어락
210: 통신모듈 220: 스마트 기기 인증부
230: 판단부 240: 지웨이브 컨트롤러
250: 데이터베이스 310: 난수 발생기
320: 세션키 생성부 330: 인터페이스부
340: 복호화부

Claims (9)

  1. 스마트 기기로부터 도어락 개폐요청을 수신하는 통신모듈;
    상기 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 기 저장된 인증정보와 비교하여 상기 도어락 개폐여부를 결정하는 판단부; 및
    상기 도어락의 개폐가 결정되면 도어락 개폐명령을 생성하고, 생성된 도어락 개폐명령을 지웨이브(Z-WAVE)방식의 프로토콜에 따라 도어락으로 전송하여 상기 도어락의 개폐를 제어하는 지웨이브 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도어락 개폐요청은, 상기 스마트 기기의 식별정보, 상기 도어락의 개폐를 위해 미리 설정된 패스워드, 및 상기 스마트 기기의 소유자의 식별정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도어락 개폐요청이 수신되면 상기 스마트 기기를 인증하는 스마트 기기 인증부를 더 포함하고,
    상기 스마트 기기 인증부는 상기 스마트 기기의 인증이 성공하면 상기 도어락개폐여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스마트 기기 인증부는,
    상기 스마트 기기의 인증을 위한 제1 난수를 발생시키는 난수 발생기;
    상기 난수 발생기에 의해 생성된 제1 난수 및 상기 스마트 기기에 의해 생성된 제2 난수를 XOR(eXclusive OR)연산하여 제1 결과값을 생성하고, 상기 제1 결과값을 상기 스마트 기기와 사전에 공유된 비밀키로 암호화하여 세션키를 생성하는 세션키 생성부;
    상기 통신모듈을 통해, 상기 제1 난수를 상기 스마트 기기로 전송하고, 상기 스마트 기기로부터 상기 스마트 기기에 의해 생성된 제2 난수 및 상기 스마트 기기에 의해 생성된 세션키로 암호화된 제1 난수를 수신하는 인터페이스부; 및
    상기 암호화된 제1 난수를 상기 세션키로 복호화하고, 상기 복호화된 제1 난수를 상기 난수 발생기에 의해 생성된 제1 난수와 비교하여 상기 스마트 기기를 인증하는 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통신모듈은 상기 스마트 기기와 와이-파이를 통해 접속하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 시스템.
  6. 스마트 기기가 감지되면 상기 스마트 기기에 탑재된 도어락 개폐 어플리케이션을 활성화시키는 단계;
    상기 스마트 기기로부터 상기 활성화된 도어락 개폐 어플리케이션에 의해 생성된 도어락 개폐요청을 수신하는 단계;
    상기 도어락 개폐요청에 포함된 인증정보를 기 저장된 인증정보와 비교하여 도어락의 개폐여부를 결정하는 단계;
    상기 도어락의 개폐가 결정되면 도어락 개폐명령을 생성하는 단계; 및
    상기 도어락 개폐명령을 지웨이브 방식의 프로토콜에 따라 도어락으로 전송하여 상기 도어락의 개폐를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도어락 개폐요청은, 상기 스마트 기기의 식별정보, 상기 도어락의 개폐를 위해 미리 설정된 패스워드, 및 상기 스마트 기기의 소유자의 식별정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계 이전에, 상기 스마트 기기를 인증하는 단계를 더 포함하고,
    상기 결정하는 단계에서, 상기 스마트 기기의 인증이 성공하면 상기 도어락의 개폐여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스마트 기기를 인증하는 단계는,
    상기 스마트 기기의 인증을 위한 제1 난수를 생성하여 상기 스마트 기기로 전송하는 단계;
    상기 스마트 기기로부터 상기 스마트 기기에 의해 생성된 제2 난수를 수신하는 단계;
    상기 제1 난수 및 상기 제2 난수를 XOR(eXclusive OR)연산하여 제1 결과값을 생성하는 단계;
    상기 제1 결과값을 상기 스마트 기기와 사전에 공유하고 있는 비밀키로 암호화하여 세션키를 생성하는 단계;
    상기 스마트 기기로부터 상기 스마트 기기에 의해 생성된 세션키로 암호화된 제1 난수를 수신하는 단계; 및
    상기 암호화된 제1 난수를 상기 세션키로 복호화하고, 상기 복호화된 제1 난수를 상기 생성된 제1 난수와 비교하여 상기 스마트 기기를 인증하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 지웨이브 기반의 도어락 제어 방법.
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