KR101857363B1 - 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
시스템은 복수의 센서들; 복수의 협업 기기들; 및 복수의 센서들 각각의 센서 사용현황을 관리하고, 실행할 작업에 대한 이벤트가 발생하면 디바이스 스키마를 기반으로 이벤트에 대응되는 작업에 사용되는 센서 및 기기를 식별하여 작업 명령을 전달하며, 각 작업마다 사용되는 센서의 사용현황을 갱신하는 기기 관리장치를 포함하며, 센서 사용현황을 기반으로 센서 사용률을 모니터링하여 실 사용률에 따라 각 센서의 상태를 제어한다.
이에 따라, 스마트 홈 환경의 다양한 센서에서 발생하는 데이터의 흐름을 최적 제어하여 데이터 낭비와 불필요한 전력 손실을 줄일 수 있다.

Description

스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템 및 방법{SENSOR FLOW CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR SMART HOME}

본 발명은 스마트 홈 환경의 다양한 센서에서 발생하는 데이터의 흐름을 최적 제어하여 데이터 낭비와 불필요한 전력 손실을 줄일 수 있도록 하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

사물인터넷(Internet Of Things: 이하 IoT)은 인간이 기기에게 명령을 내리는 기존의 방식이 아닌, 기기와 기기들이 서로 네트워크에 연결되어 정보를 공유하고 기기 간 협업을 수행할 수 있는 시스템을 의미한다.

홈 관련 IoT 서비스는 사물인터넷과 스마트 홈이 융합된 분야로서, 여러 기기에 다양한 센서가 부착되어 센서에서 발생되는 데이터를 통하여 사용자에게 서비스가 제공된다.

최근 홈 관련 IoT 서비스에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 스마트 홈을 위한 센서 보급률이 증가하고 다양한 센서들이 폭넓게 활용되고 있는 추세이다.

이에 따라 다양한 센서들의 활용으로 인해 소요되는 데이터 량과 전력이 크게 증가하게 되고, 특히 실 사용률이 낮은 센서가 그대로 방치되는 경우가 많아 데이터 낭비나 불필요한 전력 손실이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 홈 관련 IoT 서비스는 가정 내부에서 이루어지는 작업이 대부분이기 때문에 위험 상황을 고려하지 않을 수 없는데 종래에는 이러한 위험 상황이 고려되지 않은 문제점이 있었다.

KR 10-1639995 B1 (공고일: 2016.07.18.)

본 발명은 스마트 홈 환경의 다양한 센서에서 발생하는 데이터의 흐름을 최적 제어하여 데이터 낭비와 불필요한 전력 손실을 줄일 수 있는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에서는, 복수의 센서들; 복수의 협업 기기들; 및 상기 복수의 센서들 각각의 센서 사용현황을 관리하고, 실행할 작업(Task)에 대한 이벤트가 발생하면 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마를 기반으로 상기 이벤트에 대응되는 작업에 사용되는 센서 및 협업 기기를 식별하여 작업 명령을 전달하며, 각 작업마다 사용되는 센서의 사용현황을 갱신하는 기기 관리장치를 포함하며, 센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 제어하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템을 제공한다.

상기 기기 관리장치는, 각 센서의 센싱 데이터를 저장하고, 각 작업마다 센서의 사용을 카운트하여 각 센서의 카운트 값을 갱신하며, 센서 리스트, 각 센서의 센싱 데이터 및 카운트 값을 포함하는 센서 사용현황을 수집하는 데이터베이스; 및 이벤트가 발생하면 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마를 기반으로 상기 이벤트에 대응되는 작업에 사용되는 센서 및 협업 기기를 식별하여 상기 작업을 실행하며, 각 작업마다 사용되는 센서의 카운트 값을 갱신 저장하는 작업 실행 모듈을 포함할 수 있다.

상기 기기 관리장치는, 상기 데이터베이스에 저장되어 있는 센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 슬립(sleep) 상태, 드롭(drop) 상태 및 정상 상태 중의 어느 하나로 제어하는 상태 관리 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 기기 관리장치는, 매 주기마다 상기 데이터베이스로부터 센서 사용현황을 수신하여 지정된 포맷의 파일로 변환하는 데이터 변환 모듈; 및 상기 데이터 변환 모듈에서 변환된 센서 사용현황을 시각화하여 제공하는 시각화 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템은, 매 주기마다, 최저 사용률 이하의 센서를 선별하여 상기 선별된 센서를 슬립 상태로 변환하고 슬립 상태에 있는 센서가 최저 사용률을 초과하는 경우 정상 상태로 복원할 수 있다.

상기 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템은, 매 주기마다, 사용률이 가장 낮은 일정 개수의 센서를 선별하여 상기 선별된 센서를 슬립 상태로 변환하고 비 선별된 센서가 슬립 상태에 있는 경우 정상 상태로 복원할 수 있다.

상기 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템은, 슬립 상태로의 변환이 불가한 필수 센서의 경우 센서 사용률 모니터링 대상에서 제외시켜 정상 상태를 유지하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예는, 시스템에서 복수의 센서들 및 복수의 협업 기기들이 협업하여 원하는 작업(Task)을 실행하도록 이벤트가 발생되는 단계; 상기 이벤트가 발생함에 따라 상기 시스템이 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마를 기반으로 상기 이벤트에 사용되는 센서 및 협업 기기를 식별하여 작업 명령을 전달하는 단계; 상기 시스템에서 복수의 센서들 각각의 센서 사용현황을 관리하고 각 작업마다 사용되는 센서의 사용현황을 갱신하는 단계; 및 상기 시스템에서 센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 제어하는 단계;를 포함하는 스마트 홈을 위한 시스템에서의 센서 흐름 제어 방법을 제공한다.

상기 시스템에서 복수의 센서들 각각의 센서 사용현황을 관리하고 각 작업마다 사용되는 센서의 사용현황을 갱신하는 단계는, 상기 시스템의 각 센서마다 센서 타입, 측정 값, 측정 일시를 포함한 센싱 데이터가 생성되는 단계; 상기 시스템에서 일정 주기, 일정 빈도로 각 센서별 센싱 데이터를 수집하는 단계; 상기 시스템이 상기 수집된 센싱 데이터를 측정 일시별로 분류하여 저장하는 단계; 및 각 작업마다 사용되는 센서를 식별하여 상기 센서의 센싱 데이터를 사용하고 카운트 값을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 시스템에서 센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 제어하는 단계는, 상기 시스템이 각 센서별 센싱 데이터 또는 각 센서의 카운트 값을 기반으로 각 센서의 센서 사용률을 분석하는 단계; 및 상기 시스템이 분석된 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 슬립(sleep) 상태, 드롭(drop) 상태 및 정상 상태 중의 어느 하나로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실 사용률에 따라 스마트 홈 환경의 다양한 센서에서 발생하는 데이터의 흐름을 최적 제어하여 데이터 낭비와 불필요한 전력 손실을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 실 사용률이 낮더라도 안전을 위해 꼭 필요한 센서를 항상 동작시켜 가정 내에서 발생 가능한 위험상황을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 많은 양의 센서 데이터를 가독성이 높게 시각화하여 사용자가 현재 센서 흐름을 직관적으로 인지할 수 있어 효율적이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 상세도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서의 센서 제어 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서 센싱 데이터의 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서의 센서 흐름 제어 방법을 설명하는 전체 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방법에서 센싱 데이터 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 센서 흐름 제어 시스템의 구성을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에서, '센서 흐름 제어'는 각 위치에 설치된 다양한 센서들의 실 사용률을 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 각 센서의 상태를 제어하여 각 센서를 동작/정지시킴으로써 다양한 센서들에서 발생하는 데이터의 흐름을 제어하는 동작을 의미하는 것으로서, '센서 상태 제어'와 동일 유사한 의미로 사용된다.

또한, 본 발명의 실시예는 기기들 간 협업을 구성하여 원하는 작업을 수행하는 시스템에 적용 가능한 것으로서, 이벤트 발생시 센서들 및/또는 협업 기기들에 작업 명령을 전달하여 발생된 이벤트에 대응하는 기기 간 협업 작업을 실행한다.

이와 관련하여, 기기 간 협업 작업을 위해 작업 명령에 따라 동작을 실행하는 기기라는 측면에서는, '센서' 역시 '협업 기기'의 일종으로 포함될 수 있다.

그러나, 센서 흐름 제어를 설명하는 경우, 센서는 측정 동작으로 센싱 데이터를 생성하고 센서 흐름 제어에 따라 동작/정지되는 대상(예컨대, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 가스 센서 등)인 반면, 협업 기기는 센서와 구분되어 기기 간 협업 작업을 단순 실행하는 대상(예컨대, 컴퓨터, 세탁기, 창문, 에어컨, 청소기 등)을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 상세도이다.

본 발명의 실시예에 따른 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 센서들(100-1, 100-2 내지 100-k; 이하 100으로 통칭함), 복수의 협업 기기들(300-1, 300-2 내지 300-k; 이하 300으로 통칭함) 및 기기 관리장치(200)를 포함하며, 실시형태에 따라 사용자 단말(400)을 더 포함할 수 있다.

복수의 센서(100)는 가정 내 각 위치에 설치되어 온도, 습도, 조도, 초음파, 압력, 가스 등 스마트 홈을 위한 각종 환경요소를 측정하여 기기 관리장치(200)로 전달한다.

복수의 협업 기기(300)는 상호 간에 서로 네트워크에 연결되어 정보를 공유할 수 있도록 구성된 기기로서, 예컨대 통신 기능을 갖는 가전제품이나 전기기기(컴퓨터, 세탁기, 에어컨, 전기밥솥, 창문, 청소기, 가습기 등)가 될 수 있다.

기기 관리장치(200)는 복수의 센서(100) 및 복수의 협업 기기(300)와 연결되어, 센서(100)나 사용자 단말(400), 타이머 등으로부터 발생하는 이벤트에 따라 복수의 협업 기기(300)들을 관리한다.

이때, 기기 관리장치(200)는 기기들 간 관계를 참조하여 각 이벤트에 관계되는 협업 기기(300)들 및 센서(100)들을 정의해 두고, 발생되는 이벤트에 따라 관련 기기들에 동작 명령을 전달하여 기기 간 협업 작업을 관리할 수 있다.

사용자 단말(400)은 네트워크 통신이 가능한 스마트 폰 등의 기기로서, 센서(100) 및 협업 기기(300)를 관리할 수 있는 기기 관리 애플리케이션을 탑재한다.

센서(100)나 사용자 단말(400), 타이머 등은 다수의 협업 기기(300)들이 협업하여 원하는 작업(Task)을 수행하도록 이벤트를 발생시킨다.

이벤트는 사용자의 직접적인 명령, 센서(100)에서 발생되는 값 등이 될 수 있다. 예컨대, 사용자의 직접적인 명령은 거실의 온도를 조절하라는 이벤트 버튼 또는 청소를 시작하는 이벤트 버튼 등이 될 수 있다. 이는 공간의 제약을 받지 않고 항상 휴대할 수 있는 네트워크 연결이 가능한 스마트 폰 타입의 사용자 단말(400)에서 발생될 수 있다. 또한, 센서(100)에서 발생되는 온도, 습도, 조도 등의 측정 값이 설정된 범위를 벗어나거나 미리 설정된 시간이 경과함에 따라 이벤트가 발생할 수도 있다.

전술한 기기 관리장치(200)는 복수의 센서(100) 각각에 대한 센서 사용현황을 데이터베이스(210)로 관리하고, 실행할 작업(Task)에 대한 이벤트가 발생하면 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마(220)를 기반으로 해당 이벤트에 사용되는 센서 및/또는 기기들을 식별하여 식별된 센서/기기들에게 작업 명령을 전달하여 이벤트에 따른 작업을 실행한다.

아울러, 기기 관리장치(200)는 복수의 센서(100) 각각에 대한 센서 사용현황을 수집/관리하고, 각 작업마다 센서(100)의 사용을 반영하여 데이터베이스(210)에 저장되는 센서 사용현황을 갱신한다.

이와 같이 구성된 시스템에서, 기기 관리장치(200)는 데이터베이스(210)에 저장된 센서 사용현황을 기반으로 복수의 센서(100)들에 대한 센서 사용률을 모니터링할 수 있으며, 모니터링되는 센서 사용률에 따라 각 센서(100)의 상태를 제어할 수 있다.

사용자는 사용자 단말(400)에 설치된 기기 관리 애플리케이션을 통해 기기 관리장치(200)에 접속하여 센서(100)들의 센서 사용률을 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 각 센서(100)의 상태(동작 여부)를 직접 제어할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 매 주기마다 최저 사용률 이하의 센서(100)를 선별하여 선별된 센서(100)를 슬립(sleep) 또는 드롭(drop) 상태로 변환하여 그 동작을 정지시키고, 슬립 또는 드롭 상태의 센서(100)가 최저 사용률을 초과하는 경우 웨이크(Wake)시켜 다시 정상 상태로 복원할 수 있다.

이러한 센서 상태 제어 동작은 기기 관리장치(200)에서 자체적으로 혹은 사용자 단말(400)을 통해 입력되는 사용자 명령에 따라 이루어질 수 있다.

정상 상태의 경우 전력이 센서(100)에 정상 공급되고 센서(100)가 동작하여 측정 값을 생성한다. 슬립(Sleep)은 대기전력 상태로서, 센서(100)의 동작이 정지되어 측정 값이 생성되지 않고, 이에 따라 데이터의 낭비를 줄일 수 있다. 드롭(Drop) 상태는 전력이 차단되어 센서(100)가 오프된 상태로서 전력 손실을 줄일 수 있다.

다른 예로, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 매 주기마다 사용률이 가장 낮은 일정 개수의 센서(100)를 선별하여 선별된 센서(100)를 슬립 또는 드롭 상태로 변환하고 비 선별된 센서(100)가 슬립/드롭 상태에 있는 경우 정상 상태로 복원할 수 있다.

이에 따라, 다양한 센서(100)들 중 실 사용률이 저조한 센서를 방치함에 따른 데이터 낭비와 불필요한 전력 손실을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 이러한 센서 흐름 제어 동작시, 슬립 또는 드롭 상태로의 전환이 불가한 필수 센서(100)의 경우에는 센서 사용률 모니터링 대상에서 제외시켜 항상 정상상태를 유지하도록 함으로써, 필수 센서(100)의 미사용으로 인한 위험 상황을 방지할 수 있다. 예컨대, 가스 센서는 안전을 위해 꼭 필요한 센서이므로 모니터링 대상에서 제외시켜 사용률이 저조하더라도 항상 동작될 수 있도록 한다.

도 2를 참조하면, 기기 관리장치(200)는 작업이 시작되기 위한 이벤트 처리와 디바이스 정보(Device Information)를 저장하고 있는 디바이스 스키마(220), 센서 현황정보를 관리하는 데이터베이스(210), 기기 협업 작업과 센서 흐름 제어 작업을 총괄하는 제어 모듈(230)을 포함하며, 실시형태에 따라 데이터 변환 모듈(240) 및 시각화 모듈(250)을 더 포함할 수 있다.

도 2의 예시에서, 각 협업 기기(300)는 기기 제어, 기기 관리장치(200)와의 접속 또는 기기 상호 간의 통신을 위한 동작 플랫폼으로서 아두이노(Arduino) 보드(310)를 탑재하며, 아두이노 보드(310)로 와이파이 쉴드(WiFi shield)를 연결하여 다른 협업 기기(300)나 센서(100) 또는 기기 관리장치(200)와 데이터를 주고받으며 기기 간 협업을 진행할 수 있다.

각 협업 기기(300)의 아두이노 보드(310)는 기기 관리장치(200)와 통신하여 이벤트 처리나 기기 간 협업 구성에 필요한 데이터를 주고 받는다.

디바이스 스키마(220)는 기기에 대한 디바이스 정보(Device_info)를 정의하여 기계적인 정보 처리가 가능하도록 XML(extensible markup language) 문서 등의 형태로 저장한다.

데이터베이스(210)에는 센서 리스트, 각 센서(100)를 제어하기 위한 범위 값(최대/최소 값, 기준 값 등), 각 센서(100)의 센싱 데이터, 각 센서(100)의 카운트 값을 포함하는 센서 사용현황과, 사용자가 직접 기기를 제어할 수 있는 데이터 등이 저장되어 있다.

각 센서(100)마다 센서 타입(TYPE), 측정 값(VALUE), 측정 일시(DATETIME) 등을 포함하는 센싱 데이터가 생성되어 데이터베이스(210)에 적재되고, 각 작업마다 사용되는 센서(100)에 대한 카운트 값이 카운트되어 갱신 저장된다.

제어 모듈(230)은 디바이스 스키마(220), 데이터베이스(210), 그리고 각 센서(100) 또는 각 협업 기기(300)에 탑재된 아두이노 보드(310)와 상호 연동하여 기기 협업 작업 및 센서 흐름 작업을 총괄한다.

이를 위한 제어 모듈(230)은 작업 실행 모듈(231) 및 상태 관리 모듈(232)을 포함할 수 있다.

작업 실행 모듈(231)은 센서(100)나 사용자 단말(400) 등으로부터 특정 작업에 대한 이벤트가 발생하면 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마(220)를 기반으로 복수의 센서(100) 및 복수의 협업 기기(300) 중 해당 이벤트에 대응되는 기기들을 식별하고 식별된 기기들에 작업 명령을 전달하여 각 기기의 동작을 실행한다.

또한, 작업 실행 모듈(231)은 각 작업마다 사용되는 센서(100)를 카운팅하여 그 카운트 값을 데이터베이스(210)에 갱신 저장한다.

상태 관리 모듈(232)은 데이터베이스(210)에 저장되어 있는 각 센서(100)의 카운트 값 또는 각 센서(100)의 센싱 데이터를 기반으로 복수의 센서(100)들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서(100)의 상태를 제어한다.

각 센서(100)의 상태 제어는 사용률이 저조한 센서(100)를 슬립 또는 드롭 상태로 변환하거나, 일정 시간이 경과하거나 사용자 입력이 있는 경우 슬립/드롭 상태의 센서(100)를 정상 상태로 복원하는 방식으로 이루어질 수 있다.

사용자는 사용자 단말(400)에 탑재된 기기 관리 애플리케이션을 통하여 각 협업 기기(300) 및 센서(100)를 직접 제어할 수 있다.

각 센서(100)마다 생성되는 센싱 데이터는 데이터베이스(210)에 적재되고, 작업 실행 모듈(231)은 디바이스 스키마(220)에 정의된 디바이스 정보와 데이터베이스(210)에 적재된 각 센서(100)의 센싱 데이터를 참조하여 기기 간 관계를 맺어 작업을 실행할 수 있다.

데이터 변환 모듈(240)은 매 주기마다 데이터베이스(210)에 저장되어 있는 센서 사용현황을 수신하여 지정된 포맷의 파일, 일 예로 CSV(Comma-Separated Values) 파일로 변환한다. 센서 사용현황을 CSV 파일 형태로 변환하여 저장하면, 함수가 적용되지 않는 값 자체로 데이터 형식이 정의될 수 있다.

그리고, 시각화 모듈(250)이 데이터 변환 모듈(240)에서 변환된 일정 포맷의 파일을 시각화하여 웹(Web)으로 사용자에게 제공한다.

사용자는 사용자 단말(400)을 통해 시각화된 센서 사용현황의 데이터 그래프를 보고 센서 흐름이나 사용률 등을 한눈에 알아볼 수 있다.

나아가, 사용자는 사용자 단말(400)의 기기 관리 애플리케이션을 통해 센서(100)의 흐름을 제어하거나 각 센서(100)의 범위 값을 직접 설정할 수 있고, 협업 기기(300)와 센서(100)를 제어할 수도 있다.

도 2의 예시에서, 협업 기기(300)들은 각 센서(100)의 센싱 데이터와 주어진 시간 등 다양한 이벤트에 의해 현재 상황을 인식하여 작업을 진행하게 되고 작업 실행 모듈(231)은 해당 협업 기기(300)에 설치된 아두이노 보드(310)를 통해 각 작업마다 사용되는 센서(100)를 카운팅하여 데이터베이스(210)로 해당 센서(100)의 카운트 값을 갱신 저장한다.

기기 관리장치(200)의 상태 관리 모듈(232)은 각 센서별 카운팅 값을 날짜와 시간으로 분석하여 사용률이 저조한 센서(100)의 동작/정지 여부를 판단하고 제어하는 기능을 수행한다.

또한, 정지된 센서(100)의 동작이 다시 필요할 경우에는 사용자가 사용자 단말(400)의 기기 관리 애플리케이션을 통하여 해당 센서(100)가 동작하도록 제어할 수 있다.

각 센서(100)의 동작/정지 여부는 센서 상태 변환으로 제어될 수 있다. 즉, 상태 관리 모듈(232)은 사용률이 저조한 센서(100)는 슬립 또는 드롭 상태로 변환하여 해당 센서(100)의 동작을 정지하고, 사용자 입력이 있는 경우 슬립/드롭 상태의 센서(100)를 웨이크시켜 정상 상태로 복원함으로써 해당 센서(100)가 다시 동작하도록 제어할 수 있다.

센서 흐름에 관한 제어가 원활하게 이루어지기 위해서는 센서(100)에서 발생되는 센싱 데이터나 사용자의 직접적인 명령 수행 등이 필요하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서의 센서 제어 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 3의 예시에서, 사용자 단말(400)의 기기 관리 애플리케이션은 온도 센서 및 습도 센서 설정 기능과, 현재온도/습도에 관한 데이터 변화를 모니터링하는 기능을 제공한다. 또한, 등록된 다섯 가지 센서 각각의 사용률을 분석할 수 있는 기능도 추가되어 있다.

스마트 홈 환경에서 임의의 협업 기기(300)와 함께 작업을 수행하고 있는 아두이노 보드(310)는 관련 센서(100)의 사용을 카운팅하여 데이터베이스(210)에 해당 센서(100)의 카운트 값을 갱신 저장한다.

데이터베이스(210)에 저장된 각 센서(100)의 카운트 값 및/또는 각 센서(100)의 센싱 데이터를 참조하여 각 센서(100)의 사용률이 분석될 수 있으며, 사용자는 사용자 단말(400)의 기기 관리 애플리케이션을 통해 이를 확인할 수 있다.

사용자는 도 3에 도시된 바와 같은 센서 제어 화면을 통해 센서별로 사용률을 모니터링할 수 있고 각 센서(100)의 동작 여부를 제어할 수도 있다.

일 예로, 사용자가 최저 사용률 분석 버튼(M10)을 누르게 되면 사용자 단말(400)은 사용률이 적은 센서(100)인 압력 센서를 판별하여 판별 결과를 화면 상에 표시하게 된다. 도 3의 경우 압력 센서가 최저 사용률로 굵은 박스에 의해 강조 표시되어 있다(M20).

이와 같이 복수의 센서(100)에 대한 센서 사용률 분석 결과가 제공된 상태에서, 사용자 입력에 따라 슬립(Sleep)과 웨이크(Wake) 버튼의 이벤트(M30, M40)가 발생할 수 있다.

이 경우, 기기 관리장치(200)는 아두이노 보드(310)와 통신하여 센서(100)의 상태를 사용자 입력에 맞게 슬립 또는 웨이크 상태로 변환할 수 있다.

드롭(Drop)의 경우는 안내 문구를 표시(M50)하여 사용자가 해당 센서(100)를 필요로 하지 않은 때 직접 전원을 끌 수 있도록 구현되어 있다.

사용자는 필요한 경우 웨이크(Wake) 버튼(M40)을 눌러 슬립(Sleep) 또는 드롭(Drop)된 센서(100)를 다시 동작시킬 수 있다.

한편, 가스 센서는 어떠한 환경에서도 꼭 필요한 필수 센서(100)이기 때문에 사용률이 낮아도 슬립(Sleep) 또는 드롭(Drop) 상태를 적용하지 않아야 한다. 이에 위험 상황을 고려하여 가스 센서와 같은 필수 센서(100)는 사용률 모니터링 대상에서 제외되도록 구현하는 것이 안전하다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서 센싱 데이터의 처리 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 센서(100)로부터 발생된 데이터의 흐름을 예시적으로 나타낸다.

우선 사용자나 센서(100), 타이머 등에서 발생되는 이벤트를 통해 가정 내 기기 간 협업 작업들이 시작된다.

센서(100)를 통해서 측정된 값은 협업 기기(300)의 아두이노 보드(310)에 전달되어 변수 형태로 저장되고, 아두이노 보드(310)의 와이파이 쉴드를 통해 데이터베이스(210)에 업데이트 형식으로 등록된다(S10). 이후 센서(100)의 측정 값은 다시 기기 관리장치(200)의 제어 모듈(230)에 의해 호출되고 디바이스 스키마(220)에 PHP의 Get 방식으로 전달되어 저장된다(S20).

기기 관리장치(200)는 참조된 센서(100)의 측정 값에 의해 작업별로 이벤트 조건을 비교하여 이벤트 조건이 충족되면 해당 조건에 맞는 작업을 활성화하여 작업을 시작한다(S30).

이벤트가 사용자의 직접적인 명령인 경우에는 해당 작업이 바로 개시될 수 있지만, 센서(100)나 타이머로부터 발생되는 신호의 경우에는 발생된 신호를 기 저장된 기준 값과 비교하여 기준 값에 벗어나거나 기준 값을 만족하는지 등에 따라 이벤트 조건이 충족되는지 여부를 먼저 판단한다.

예컨대, '온도조절' 작업의 경우 사용자의 직접적인 명령이나 온도 센서의 측정 값에 의해 '온도조절'이라는 이벤트가 발생하게 되고 실내 온도를 조절하기 위한 디바이스 스키마(220)에 저장되어 있는 디바이스 정보를 참조하여 해당 이벤트와 관계된 협업 기기(300) 및/또는 센서(100)에게 작업 명령을 전달하여 기기의 동작을 실행하게 된다.

이때 작업 시작과 동시에 센서 사용현황을 관리하는 데이터베이스(210)에 해당 센서(100)의 카운트 값이 전달되고(S50), 시작된 작업은 다음 기기와 관계를 맺어 협업을 실시하여 작업을 마치게 된다(S60).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서의 센서 흐름 제어 방법을 설명하는 전체 흐름도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방법에서 센싱 데이터 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.

우선 시스템은 준비 단계로서, 시스템은 기기 간 협업을 구성하기 위하여 복수의 협업 기기(300)들 복수의 센서(100)들에 대한 디바이스 정보(Device_info)를 정의하여 디바이스 스키마(220), 예컨대 웹 표준 언어 XML 기반으로 한 스키마에 저장한다(S110).

'청소(Task1)' 및 '온도조절(Task2)'에 대한 이벤트를 정의하는 경우를 가정하면, 청소(Task1) 이벤트에 대하여 동작할 기기들로서 전자시계, 창문, 오디오, 로봇청소기 등의 기기 정보를 정의한다. 이와 마찬가지로 온도조절(Task2) 이벤트에 대하여 동작할 기기들로 온도 센서, 창문, 에어컨, 선풍기 등의 기기 정보를 정의한다.

이처럼 디바이스 스키마(220)의 구축이 완료된 상태에서, 사용자 단말(400)이나 센서(100), 또는 타이머 등에서 복수의 협업 기기(300) 및/또는 센서(100)들이 협업하여 원하는 작업(Task)을 수행하도록 이벤트를 발생시킨다(S120).

특정 작업(Task)에 대한 이벤트가 발생하면, 기기 관리장치(200)는 미리 정의되 있는 디바이스 스키마(220)를 기반으로 해당 이벤트에 대응되어 동작해야 할 협업 기기(300) 및/또는 센서(100)를 인식하고 인식된 기기들에게 작업 명령을 전달하여 해당 기기들의 동작을 실행하도록 한다(S130).

아울러, 기기 관리장치(200)는 복수의 센서(100)들 각각의 센서 사용현황을 관리하고 각 작업마다 사용되는 센서(100)의 사용현황을 갱신한다(S140).

이를 위해 가정 내에 설치된 복수의 센서(100)들에 대한 센서 현황정보가 수집되어 데이터베이스(210)로 저장된다. 센서 현황정보로는 복수의 센서(100)들을 정의한 센서 리스트, 각 센서(100)를 제어하기 위한 범위 값(최대/최소 값, 기준 값 등), 각 센서(100)의 센싱 데이터, 각 센서(100)의 카운트 값 등이 포함된다.

기기 관리장치(200)는 이벤트가 발생하여 이벤트에 대응되는 각 작업이 수행될 때마다 사용되는 센서(100)를 인식하고 해당 센서(100)의 사용을 카운트하여 그 카운트 값을 데이터베이스(210)에 갱신 저장한다.

구체적으로, 시스템의 각 센서(100)에서 센서 타입(TYPE), 측정 값(VALUE), 측정 일시(DATETIME)를 포함한 센싱 데이터가 생성되어 데이터베이스(210)에 적재된다(S141).

이때 각 센서(100)마다 발생하는 센싱 데이터의 수집은 일정 시간(Time), 일정 빈도(Frequency)로 이루어질 수 있다(S142).

상기한 S142 단계를 통해 수집된 센싱 데이터는 매 주기마다 측정 일시별로(1일 단위, 1주 단위, 1달 단위 등) 분류되어 저장된다(S143).

이후 기기 관리장치(200)는 각 작업이 실행될 때마다 해당 작업에 사용되는 센서(100)를 식별하고 해당 센서(100)를 사용하여 그 센싱 데이터를 제공하고, 센서(100)의 사용에 따른 카운트 값을 데이터베이스(210)에 갱신 저장하게 된다(S144).

예컨대, '온도조절(Task2)' 이벤트가 발생하는 경우 온도 센서의 동작을 실행하여 현재 온도의 측정 값을 주기적으로 제공받고 이를 기준으로 창문, 에어컨, 선풍기 등의 동작을 실행하는 방식으로 온도조절 작업이 진행될 수 있다. 이 경우 온도 센서의 사용에 따른 카운트 값이 데이터베이스(210)에 갱신 저장될 것이다.

이와 같이 센서 사용현황이 수집 및 관리되고 있는 상태에서, 센서 흐름 제어에 대한 요청이 발생하는 경우, 기기 관리장치(200)는 복수의 센서(100)들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 전력 상태가 제어되도록 한다(S150).

구체적으로, 사용자 단말(400)의 기기 관리 애플리케이션을 통해 센서 상태를 체크하고자 하는 사용자 입력이 수신되는 경우 혹은 일정 주기가 경과하여 센서 흐름 제어와 관련한 이벤트가 발생한 경우 등에 센서 흐름 제어를 요청하는 신호가 발생한다(S151).

상기한 S151 단계와 같이 센서 흐름 제어가 요청되면, 기기 관리장치(200)는 데이터베이스(210)의 센서 현황정보로 수집되어 있는 각 센서별 카운트 값 및/또는 각 센서(100)의 센싱 데이터를 기반으로 각 센서(100)의 센서 사용률을 분석한다(S152).

예컨대, 최근 수집/사용된 센싱 데이터가 많을수록 혹은 카운트 값이 클수록 센서 사용률이 높은 것으로 분석될 수 있다.

기기 관리장치는 상기한 S152 단계의 분석 결과에 따라 사용자에게 각 센서(100)의 센서 사용률을 그래프나 비교 표 등으로 시각화하여 제공할 수 있다(S153).

이후 기기 관리장치(200)는 S153 단계를 통해 분석된 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 슬립(sleep) 상태, 드롭(drop) 상태 및 정상 상태 중의 어느 하나로 제어할 수 있다(S154, S155).

구체적으로, 센서 사용률이 저조한 센서(100)는 대기전력 상태인 슬립 상태로 변환(S154)하여 데이터의 낭비를 줄이거나 전력차단 상태인 드롭 상태로 변환(S155)하여 불필요한 전력 손실을 방지할 수 있다.

이후 사용자가 슬립 또는 드롭 상태의 센서(100)에 대해 정상 동작을 설정하거나 일정 시간이 경과하는 경우 슬립 또는 드롭 상태의 센서(100)를 웨이크 시켜 정상 상태로 복원하여 동작시킬 수 있다.

사용자는 사용자 단말(400)의 기기 관리 애플리케이션을 통해 S152, S153 단계에서 분석 및 시각화된 센서 사용률을 확인할 수 있으며, 해당 애플리케이션에서 S154, S155 단계를 진행하여 센서 사용률에 따라 각 센서(100)의 상태를 직접 제어할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 아래의 특허청구범위에 의해 해석 되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

100: 센서 200: 기기 관리장치
210: 데이터베이스 220: 디바이스 스키마
230: 제어 모듈 240: 데이터 변환 모듈
250: 시각화 모듈 300: 협업 기기
400: 사용자 단말

Claims (10)

1. 복수의 센서들;
   복수의 협업 기기들; 및
   상기 복수의 센서들 각각의 센서 사용현황을 관리하고, 실행할 작업(Task)에 대한 이벤트가 발생하면 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마를 기반으로 상기 이벤트에 대응되는 작업에 사용되는 센서 및 협업 기기를 식별하여 작업 명령을 전달하며, 각 작업마다 사용되는 센서의 사용현황을 갱신하는 기기 관리장치를 포함하며,
   센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 제어하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기기 관리장치는,
   각 센서의 센싱 데이터를 저장하고, 각 작업마다 센서의 사용을 카운트하여 각 센서의 카운트 값을 갱신하며, 센서 리스트, 각 센서의 센싱 데이터 및 카운트 값을 포함하는 센서 사용현황을 수집하는 데이터베이스; 및
   이벤트가 발생하면 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마를 기반으로 상기 이벤트에 대응되는 작업에 사용되는 센서 및 협업 기기를 식별하고, 상기 식별된 센서 및 협업 기기에 작업 명령을 전달하여 상기 작업을 실행하며, 각 작업마다 사용되는 센서의 카운트 값을 갱신 저장하는 작업 실행 모듈을 포함하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 기기 관리장치는,
   상기 데이터베이스에 저장되어 있는 센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 슬립(sleep) 상태, 드롭(drop) 상태 및 정상 상태 중의 어느 하나로 제어하는 상태 관리 모듈을 더 포함하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 기기 관리장치는,
   매 주기마다 상기 데이터베이스로부터 센서 사용현황을 수신하여 지정된 포맷의 파일로 변환하는 데이터 변환 모듈; 및
   상기 데이터 변환 모듈에서 변환된 센서 사용현황을 시각화하여 제공하는 시각화 모듈을 더 포함하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   매 주기마다, 최저 사용률 이하의 센서를 선별하여 상기 선별된 센서를 슬립 상태로 변환하고 슬립 상태에 있는 센서가 최저 사용률을 초과하는 경우 정상 상태로 복원하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   매 주기마다, 사용률이 가장 낮은 일정 개수의 센서를 선별하여 상기 선별된 센서를 슬립 상태로 변환하고 비 선별된 센서가 슬립 상태에 있는 경우 정상 상태로 복원하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템.
   
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   슬립 상태로의 변환이 불가한 필수 센서의 경우 센서 사용률 모니터링 대상에서 제외시켜 정상 상태를 유지하도록 하는 스마트 홈을 위한 센서 흐름 제어 시스템.
   
8. 시스템에서 복수의 센서들 및 복수의 협업 기기들이 협업하여 원하는 작업(Task)을 실행하도록 이벤트가 발생되는 단계;
   상기 이벤트가 발생함에 따라 상기 시스템이 미리 정의되어 있는 디바이스 스키마를 기반으로 상기 이벤트에 사용되는 센서 및 협업 기기들을 식별하여 작업 명령을 전달하는 단계;
   상기 시스템에서 복수의 센서들 각각의 센서 사용현황을 관리하고 각 작업마다 사용되는 센서의 사용현황을 갱신하는 단계; 및
   상기 시스템에서 센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 제어하는 단계;
   를 포함하는 스마트 홈을 위한 시스템에서의 센서 흐름 제어 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 시스템에서 복수의 센서들 각각의 센서 사용현황을 관리하고 각 작업마다 사용되는 센서의 사용현황을 갱신하는 단계는,
   상기 시스템의 각 센서마다 센서 타입, 측정 값, 측정 일시를 포함한 센싱 데이터가 생성되는 단계;
   상기 시스템에서 일정 주기, 일정 빈도로 각 센서별 센싱 데이터를 수집하는 단계;
   상기 시스템이 상기 수집된 센싱 데이터를 측정 일시별로 분류하여 저장하는 단계; 및
   각 작업마다 사용되는 센서를 식별하여 상기 센서의 센싱 데이터를 사용하고 카운트 값을 갱신하는 단계를 포함하는 스마트 홈을 위한 시스템에서의 센서 흐름 제어 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 시스템에서 센서 사용현황을 기반으로 상기 복수의 센서들에 대한 센서 사용률을 모니터링하여 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 제어하는 단계는,
    상기 시스템이 각 센서별 센싱 데이터 또는 각 센서의 카운트 값을 기반으로 각 센서의 센서 사용률을 분석하는 단계; 및
    상기 시스템이 분석된 센서 사용률에 따라 각 센서의 상태를 슬립(sleep) 상태, 드롭(drop) 상태 및 정상 상태 중의 어느 하나로 제어하는 단계를 포함하는 스마트 홈을 위한 시스템에서의 센서 흐름 제어 방법.

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