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KR101067064B1 - Ｓｃｐ를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템 및 구성방법 - Google Patents

Ｓｃｐ를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템 및 구성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템 및 구성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홈 네트워크 응용분야에서 저성능 CPU 기반의 가전장치와 특수 목적용 IP 비내장형 장치들 사이를 유선통신 모듈인 PLC(Power Line Communication) 통신 기술을 이용하여 UPnP 네트워크로 적용할 수 있도록 하는, SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템 및 구성 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템은, 다수의 SCP 장치가 연결되어 있는 SCP 네트워크; 다수의 UPnP 장치가 연결되어 있는 UPnP 네트워크; 및 상기 SCP 네트워크와 상기 UPnP 네트워크를 연결하는 SCP-to-UPnP 브릿지를 포함하여 구성되고, 별도의 기계적 브릿지 구성없이 상기 다수의 SCP 장치를 하나의 논리적인 네트워크로 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
SCP-to-UPnP 브릿지, ASA, IP 비내장형 장치, CPC

Description

ＳＣＰ를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템 및 구성방법{Integrated Home Network System Using SCP(Simple Control Protocol)and Method thereof}
본 발명은 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템 및 구성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홈 네트워크 응용분야에서 저성능 CPU 기반의 가전장치와 특수 목적용 IP 비내장형 장치들 사이를 유선통신 모듈인 PLC(Power Line Communication) 통신 기술을 이용하여 UPnP 네트워크에 적용할 수 있도록 하는, SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템 및 구성 방법에 관한 것이다.
홈 네트워크(Home Network)란 특히 가정에서 사용되는 모든 전기장치들을 연결하여 서로 통신을 할 수 있도록 함으로써, 댁내 장비를 제어하거나 통신할 수 있게하는 기술이다.
그러나, 홈 네트워크상에서의 표준화는 아직까지 이뤄져 있지 않은 상황으로, PLC(Power Line Communication)와 같은 유선방식과 블루투스, WLAN, Zigbee와 같은 무선 방식을 이용하여 개별적으로 네트워크를 형성하여 홈 네트워크를 구현하 고 있다. 또한, 홈네트워크 프로토콜 역시 각각의 유무선 방식에 따라 개별적으로 발전하고 있다.
대표적으로 2003년 표준안이 마련된 가정용 무선 홈 네트워크 규격인 900MHz 대역의 Zigbee를 전등, 리모컨 등의 제어 용도로 사용하기 위해 상용 칩 및 여러 응용 제품 개발이 진행중에 있으며, 1Mbps의 전송속도를 보장하는 블루투스는 기존 표준안 체계를 따르기로 정했으며, 블루투스보다 훨씬 빠른 속도로 대용량 데이터를 전송할 수 있는 3 ~ 10GHz 대역의 UWB(Ultra Wide Band, 초광대역)의 경우 전체 대역을 모두 사용할 것인지 3 ~ 5GHz대역만 사용할지를 검토하고 있는 실정이다.
이처럼 유/무선을 통합하여 동일한 프로토콜을 사용하여 홈 네트워크를 구성하는 기술은 아직까지 존재하지 않는 실정이다.
UPnP(범용 플러그 앤 플레이, Universal Plug and Play) 장치는 장치 내에 부여되는 CP(Control Point) 없이는 어떠한 장치와도 연결할 수 없는데, 이러한 CP를 저성능 프로세서(8bit) 내장형 장치에서 구현하는 것은 쉽지 않다.
SCP(Simple Control Protocol)는 이러한 문제를 프로퍼티 루트(Property Route)라는 개념을 사용하여 해결할 수 있는데, 프로퍼티 루트는 기존의 SCP 장치 이외의 또 다른 SCP 장치의 동작이나 속성을 연결함으로써, 이기종 장치 사이의 공 동의 작업 수행을 가능하게 한다. 또한, 프로퍼티 루트의 장치 간의 속성을 한 방향으로 매핑하는 것이 가능하여, 장치들 사이의 점 대 점(point-to-point) 전송과, 하나의 네트워크상에서 복합적인 방송을 가능하게 한다. 어떠한 프로퍼티 루트가 저장되어 있는지에 대한 정보는 EEPROM 내에 설정되는데, 이러한 정보를 저장하기 위한 특정 저장 공간이 필요하고 제공가능한 루트가 한정적이라는 문제를 갖는다.
SCP 장치와 UPnP 장치의 가장 큰 차이점은 이벤트 정보 속성(Event Source Property)이다.
UPnP 미들웨어의 관점에서 보면, 모든 이벤트 정보는 네트워크에 연결된 모든 장치에서 참조할 수 있으며, 이벤트 정보의 속성을 빠르고 쉽게 변경할 수 있다. 즉, UPnP 네트워크 내에서 발생하는 모든 이벤트의 속성을 모든 UPnP 장치가 감지하고 있으며, 하나의 UPnP 장치에서 이벤트 속성을 변경함으로써 또 다른 이벤트를 발생시키거나 다른 이벤트 속성의 변경을 수행할 수 있다.
그러나 SCP 장치에 있어서 이벤트 정보는 단순히 장치의 동작 수행이나 사용자 조작에 따른 처리결과의 출력으로 SCP 장치에서 이벤트 정보의 속성을 참조할 수는 없으며 이러한 이벤트 속성으로 어떠한 동작도 수행할 수 없다,
본 발명의 목적은 상기와 같은 특성을 갖는 SCP와 UPnP의 논리적 네트워크 연결에 의해 저성능 프로세서 내장형 가전기기와 IP 비내장형 장치(Non-IP embedded device)가 연결되도록 지원하는 것이다.
본 발명의 목적은 SCP의 프로퍼티 루트 활용에 의한 장치 간의 속성 연결에 의해 장치를 상호운용할 수 있는 SCP의 특징과 이벤트 정보 및 UPnP 제어 포인트를 활용할 수 있는 UPnP의 강력한 미들웨어 기능을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 애플리케이션 영역에서의 브릿지는 SCP 장치의 기술(description) 문서를 UPnP 네트워크 연결을 위해 XML 문서로 변환하여 각각의 SCP 장치가 UPnP 장치인 것처럼 UPnP 네트워크로 연결하는 것이다.
본 발명의 목적은 별도의 기계적 장치를 사용하지 않고 기존의 UPnP 네트워크가 연결되어 있는 홈 네트워크 게이트웨이에 브릿지를 구현함으로써 경제적인 낭비를 줄이는 것이다.
본 발명에 따르는 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템은, 다수의 SCP 장 치가 연결되어 있는 SCP 네트워크; 다수의 UPnP 장치가 연결되어 있는 UPnP 네트워크; 및 상기 SCP 네트워크와 상기 UPnP 네트워크를 연결하는 SCP-to-UPnP 브릿지를 포함하여 구성되고, 별도의 기계적 브릿지 구성없이 상기 다수의 SCP 장치를 하나의 논리적인 네트워크로 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템은, 애플리케이션 층 브릿지(application layer bridge)로 SCP 네트워크의 SCP 장치를 검색하는 단계; 상기 SCP 장치의 장치 및 서비스 명세에 대한 정보를 XML 기술 문서로 변환하는 단계; 상기 SCP 장치의 XML 기술 문서는 상기 SCP 장치를 가상의 UPnP 장치로 상기 UPnP 네트워크에 연결하는 단계; UPnP 장치는 상기 가상의 UPnP인 상기 SCP 장치를 검색하는 단계; 및 UPnP 미들웨어를 통해 상기 UPnP 장치와 상기 가상의 UPnP인 상기 SCP 장치와 인터페이스 하는 단계에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템은 UPnP 장치 기술 문서로의 변환을 위한 SCP-to-UPnP 브릿지에 의해 다양한 정보가전 기기의 SCP 장치 설계를 통하여 시스템 통합 운용을 위한 비용을 절감할 수 있고, IP 비내장형 장치의 UPnP 네트워크용 브릿지 개발 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따르는 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템은 UPnP 장치와 동일한 장치에 활용가능한 저가의 SCP 장치를 제공하여 비용을 절감할 수 있으며, 브릿지 기능 추가의 유연성도 확보하여 홈 네트워크 분야에서 유무선을 통합적용할 수 있고, 다양한 장치에 연결할 수 있으며, 편리하게 UPnP 미들웨어를 활용할 수 있게 한다.
본 발명에 따르는 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템은, 다수의 SCP 장치가 연결되어 있는 SCP 네트워크; 다수의 UPnP 장치가 연결되어 있는 UPnP 네트워크; 및 상기 SCP 네트워크와 상기 UPnP 네트워크를 연결하는 SCP-to-UPnP 브릿지를 포함하여 구성되고, 별도의 기계적 브릿지 구성없이 상기 다수의 SCP 장치를 하나의 논리적인 네트워크로 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 UPnP 네트워크가 갖는 장점인 사용 용이성, 융통성 및 표준에 근거한 연결성을 저성능 프로세서 내장형 가전 기기와 특수한 목적으로 설계되는 IP 비내장형 장치에서 구현하기 위하여, SCP 기반 장치 설계와 UPnP와의 네트워크를 지원하는 애플리케이션 영역에서 SCP-to-UPnP 브릿지를 구현하여 모든 장치를 UPnP 네트워크라는 하나의 논리적인 네트워크로 제어할 수 있는 통합 홈 네트워크를 구 성하는 것을 목표로 한다.
SCP는 전력선 등을 이용하여 작은 용량의 메모리와 낮은 처리능력을 가진 장치에 가벼운 통신 프로토콜을 제공하기 위해 구성된다. 장치들간의 네트워크는 PLC와 같은 단일 전력선 통신으로 다른 장치와 연결하여 다른 장치를 제어할 수 있도록 별도의 제어 네트워크를 구성할 수 있다. 이때, SCP 장치는 UPnP 장치를 그대로 사용하여 UPnP 네트워크에 직접 적용할 수도 있다.
모든 SCP 장치는 nodeID, networkID, DSN(Device Serial Number), POK(Private Ownership Key) 등을 포함하고 있는데, 그 특징은 다음과 같다.
- nodeID : SCP 장치의 논리적 네트워크상의 유일한 ID이다.
- networkID : SCP 장치의 물리적 네트워크상의 유일한 ID로서 해당 장치의 확실한 논리적 네트워크의 연결을 의미한다.
- DSN(Device Serial Number, 장치 일련번호) : 136비트 POK와 128비트 DSN은 SCP 장치가 제작될 때 할당되는데, DSN은 UPnP에서의 UDN(UPnP Device Name, 범용플러그 앤 플레이 장치 명)과 비슷하여 네트워크 내의 여러 SCP 장치들을 구분한다.
- POK(Private Ownership Key) : SCP 장치의 보안과 관련된 설정과, 장치와 사용자 애플리케이션 사이의 물리적 연결을 추출할 수 있다.
SCP 장치의 초기화는 ASA(Address Space Arbiter, 주소 공간 조정자)라는 특별한 네트워크 노드를 통해 수행된다. 이 노드는 IP 기반 네트워크의 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol, 동적 호스트 설정 통신규약) 서버와 비슷한 기능을 수행한다. SCP 네트워크는 이 노드를 검색하여 ASA에 연결된 SCP 장치를 찾아서 연결되어 있는 SCP 장치의 nodeID와 networkID를 네트워크상의 유일한 ID로 지정한다. SCP 장치와 ASA의 연결이 해제되면 nodeID와 networkID를 반납하여, ASA에 연결되는 다른 SCP 장치가 반납된 해당 ID를 사용할 수 있도록 한다. 이는 UPnP의 AUTO-IP와 같은 원리이다.
도1은 SCP 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명에 따르는 예시적인 SCP 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.
SCP 장치는 통신 서브시스템과 애플리케이션 서브시스템의 두 가지 핵심 구성으로 이루어져 있다.
SCP 장치의 통신 서브시스템(Communication Subsystem)은 코어 SCP 프로토콜(core SCP protocol)과의 물리적인 인터페이스를 제공하는 저성능의 프로세서로서, 통신 프로토콜 제어기로 구성된다. 통신 서브 시스템은 네트워크 내의 통신을 유지하고 PHY와 직접 연결된다.
SCP 장치의 연결은 물리적으로 사용되는 통신 모듈의 통신 프로토콜 제어기 설정 및 유지를 필요로 하며, 모든 장치의 다양한 프로토콜에 연결 가능하다.
SCP 장치의 애플리케이션 서브시스템은 각종 SCP 장치를 제어하는 기능을 수행하고, SPI(Serial Peripheral Interface, 직렬 주변장치 인터페이스)에 의해 통신 서브시스템과 통신한다.
도2는 본 발명에 따르는 SCP 장치의 시스템을 나타내는 도면이다.
본 발명은 적용가능한 다양한 장치(도어록, 에어컨, 전자시계, 조명장치, 온도 조절장치)들을 8비트 프로세서로 제어할 수 있는 애플리케이션 서브시스템을 구현한다.
도3은 본 발명에 따르는 SCP-to-UPnP 브릿지를 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따르는 SCP를 활용한 통합 홈 네트워크 시스템은, 애플리케이션 층 브릿지(application layer bridge)로 SCP 네트워크의 SCP 장치를 검색하는 단계; 상기 SCP 장치의 장치 및 서비스 명세에 대한 정보를 XML 기술 문서로 변환하는 단계; 상기 SCP 장치의 XML 기술 문서는 상기 SCP 장치를 가상의 UPnP 장치로 상기 UPnP 네트워크에 연결하는 단계; UPnP 장치는 상기 가상의 UPnP인 상기 SCP 장치를 검색하는 단계; 및 UPnP 미들웨어를 통해 상기 UPnP 장치와 상기 가상의 UPnP인 상기 SCP 장치와 인터페이스 하는 단계에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
각각의 네트워크는 SCP-to-UPnP 브릿지라는 애플리케이션 층 브릿지(application layer bridge)를 통해 연결된다. 브릿지는 물리적인 SCP 네트워크의 SCP 장치들을 검색하고 해당 SCP 장치의 서비스 명세에 대한 정보를 UPnP 장치 기술 문서 표준인 XML 기술 문서로 변환한다. 이렇게 브릿지에서 변환된 SCP 장치의 XML 기술 문서는 SCP 장치를 UPnP 네트워크를 통해 가상의 UPnP 장치에 연결한다. 이러한 브릿지의 연결을 통해 UPnP 장치는 각각의 SCP 장치에 대응하여 생성되는 가상의 UPnP 장치를 검색함으로써, SCP 장치로 UPnP 미들웨어를 활용하여 상호동작을 수행할 수 있게 한다. 반대로 SCP 장치는 UPnP 장치를 검색하거나 동작시킬 수는 없다.
본 발명에 따르는 SCP-to-UPnP 브릿지는 UPnP 네트워크로의 논리적인 통합 네트워크 구성의 핵심으로, 애플리케이션 영역에서의 브릿지는 별도의 물리적인 브릿지 구성으로 인한 자원적 낭비를 줄이며, SCP 장치 하나하나를 UPnP 장치로 인식시킬 수 있으므로 궁극적으로 SCP 장치로 UPnP 미들웨어를 활용할 수 있게 한다. 이러한 SCP-to-UPnP 브릿지는 네트워크 연결 및 서버의 기능을 수행하는 홈 게이트 웨이에 구현한다. 또한 프로퍼티 루트와 ASA도 홈 게이트웨이에서 구현된다.
SCP는 장치 내의 CPC(Communication Protocol Controller, 통신 프로토콜 제어기)의 설계에 따라 다양한 네트워크 연결을 지원한다. CPC는 SCP 장치의 물리적 네트워크 연결을 위한 장치로, 본 발명에서는 네트워크 연결의 효율성을 실질적으로 높이기 위해 저성능 프로세서 기반의 가전기기의 경우 CPC의 PLC 프로토콜 연결 설계를 통한 저전력, 저대역폭의 PLC 네트워크를 구성하고 다양한 IP 비내장형 장치들을 연결한다.
도4는 본 발명에 따르는 전체 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.
도4와 같이 구성된 네트워크는 저성능 프로세서 내장형 가전기기와 IP 비내장형 장치를 UPnP 네트워크로 통합하고, UPnP 제어 포인트에서 가전기기와 센서장치의 연결을 확인하거나 동작을 명령할 수 있다. 뿐만 아니라 다양한 장치간의 연결을 통해 다양한 융합 서비스로의 확장이 용이하며 장치의 통합 관리 효율성을 제공한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라 서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도1은 본 발명에 따르는 예시적인 SCP 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명에 따르는 SCP 장치의 시스템을 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따르는 SCP-UPnP 브릿지를 나타내는 블록도이다.
도4는 본 발명에 따르는 전체 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.

Claims (9)

  1. 다수의 SCP 장치가 연결되어 있는 SCP 네트워크;
    다수의 UPnP 장치가 연결되어 있는 UPnP 네트워크; 및
    상기 SCP 네트워크와 상기 UPnP 네트워크를 연결하는 SCP-to-UPnP 브릿지를 포함하여, 별도의 기계적 브릿지 구성없이 상기 다수의 SCP 장치를 하나의 논리적인 네트워크로 제어할 수 있고,
    상기 SCP 장치는
    SCP 장치를 제어하는 애플리케이션 프로세서를 구비한 애플리케이션 서브시스템; 및
    통신 서브시스템을 포함하고,
    상기 애플리케이션 서브시스템은 SPI(Serial Peripheral Interface)로 상기 통신 서브시스템과 통신하는 것을 특징으로 하는
    통합 홈 네트워크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 애플리케이션 서브시스템은
    저성능 프로세서를 갖는 가전기기와 IP 비내장형 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는
    통합 홈 네트워크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저성능 프로세서는 8비트(bit) 프로세서인 것을 특징으로 하는
    통합 홈 네트워크 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 통신 서브시스템은
    통신 프로토콜 제어기;
    기술 및 퍼시스턴스 데이터 저장장치(EEPROM); 및
    PLC 모뎀을 포함하고,
    상기 PLC 모뎀은 PHY와 PLC 통신하는 것을 특징으로 하는
    통합 홈 네트워크 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 SCP 장치는 상기 UPnP 장치와 동일한 모델의 장치인 것을 특징으로 하는
    통합 홈 네트워크 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 SCP 장치는
    nodeID, networkID, DSN(Device Serial Number), POK(Private Ownership Key)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    통합 홈 네트워크 시스템.
  8. SCP 네트워크, UPnP 네트워크 및 SCP-to-UPnP 브릿지를 포함하는 통합 홈 네트워크 시스템에 있어서,
    애플리케이션 층 브릿지(application layer bridge)로 SCP 네트워크의 SCP 장치를 검색하는 단계;
    상기 SCP 장치의 장치 및 서비스 명세에 대한 정보를 XML 기술 문서로 변환하는 단계;
    상기 SCP 장치의 XML 기술 문서는 상기 SCP 장치를 가상의 UPnP 장치로 상기 UPnP 네트워크에 연결하는 단계;
    UPnP 장치는 상기 가상의 UPnP인 상기 SCP 장치를 검색하는 단계; 및
    UPnP 미들웨어를 통해 상기 UPnP 장치와 상기 가상의 UPnP인 상기 SCP 장치와 인터페이스 하는 단계를 포함하는
    통합 홈 네트워크 시스템 구성 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    SCP 장치를 검색하는 단계는
    ASA(Address Space Arbiter, 주소 공간 조정자)에 연결된 SCP 장치를 검색하는 단계;
    연결되어 있는 SCP 장치의 nodeID 및 networkID를 SCP 네트워크의 유일한 ID로 지정하는 단계;
    상기 ASA와 상기 SCP 장치의 연결이 해제되면 상기 nodeID 및 상기 networkID를 반납하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    통합 홈 네트워크 시스템 구성 방법.
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KR20050035645A (ko) * 2003-10-14 2005-04-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 수평 전계 인가형 액정 표시 패널 및 그 제조 방법

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