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WO2018034369A1 - 에이전트를 이용한 가전기기 통합 제어 및 관리 방법 - Google Patents

에이전트를 이용한 가전기기 통합 제어 및 관리 방법 Download PDF

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WO2018034369A1
WO2018034369A1 PCT/KR2016/009156 KR2016009156W WO2018034369A1 WO 2018034369 A1 WO2018034369 A1 WO 2018034369A1 KR 2016009156 W KR2016009156 W KR 2016009156W WO 2018034369 A1 WO2018034369 A1 WO 2018034369A1
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WO
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ioe
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master
server
slaves
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Ceased
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PCT/KR2016/009156
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English (en)
French (fr)
Inventor
신준호
송병훈
김호중
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Korea Electronics Technology Institute
Original Assignee
Korea Electronics Technology Institute
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to integrated control and management of home appliances, and more particularly, to a method of acquiring power information and environmental information generated from home appliances in a home and transmitting using an IoT protocol.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for building efficient energy management and user-centered home environment in the home.
  • the master requesting and collecting information from the slaves; And transmitting information collected by the master to a server, wherein the slaves communicate with the master through different protocols.
  • the integrated management method according to an embodiment of the present invention may further include the step of the master blocking some of the slaves according to the command of the server.
  • the information may include at least one of environmental information and power information
  • the protocol may include at least one of an AllJoyn protocol and an OIC protocol.
  • the integrated management method according to an embodiment of the present invention may further include providing information collected by the master to a user device.
  • the master may collect the basic information of the slave, and deliver the updated information to the server; may further include.
  • the home network system slaves in communication with the master in different protocols; And a master requesting and collecting information from the slaves and transferring the collected information to a server.
  • a device-to-device interface is defined by a user by realizing P2P between devices.
  • FIG. 1 illustrates an IoE system to which the present invention is applicable
  • FIG. 3 is a view showing an example configuration of IoE.M and IoE.S,
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a protocol between IoE.M and IoE.S (for Alljoyn), and
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an interworking process between IoE.S, IoE.M, and IoE Server.
  • IoE Internet of Energy
  • the IoE system to which the present invention is applicable is a home network system built using IoE.M and IoE.S to monitor power information and environmental information generated in a home based on the IoT. IoE.
  • the following letters “S” and “M” mean “Slave” and “Master”, respectively.
  • IoE.M communicates with IoE Server through REST, and IoE.S utilizes information in connection with various services through IoT protocols such as AllJoyn and OIC Software Framework to build efficient energy management and user-centered home environment.
  • IoE.M acts as a gateway in the home. IoE.M integrates various information received from several IoE.S and sends it to IoE Server. IoE.M supports various protocols for obtaining power information from heterogeneous IoE.S.
  • IoE.M When receiving power reduction command from IoE Server, IoE.M manages power in home by executing power reduction algorithm based on the list of IoE.S that can be controlled. To this end, IoE.M determines which devices can be powered down and which devices are not.
  • IoE.S supports one IoT protocol and transmits power information and environmental information to IoE.M. IoE.S not only delivers information but also functions to turn off its device or reduce power consumption when a power reduction command is received.
  • IoE.M collects and manages power information obtained from IoE.S. When power reduction is required, IoE.M sends control signal to each IoE.S through software algorithm. In addition, the current electricity supply and demand situation in the home is provided to the user in the form of a message in real time. In addition, it performs a function that allows a user to control a device that does not require power supply.
  • IoE.M provides various protocols for communicating with heterogeneous IoE.S.
  • the IoE.M protocol configuration is as follows.
  • the IoE.M includes a server connection agent 110, a local integrated management engine 120, a device data processing engine 130, an AllJoyn agent 140-1, and an OIC agent 140-2. , ..., and other agents 140-n.
  • the device data processing engine 130 collects data received from agents 140-1, 140-2, ..., 140-n supporting each protocol and processes the data through a software algorithm.
  • the local integrated management engine 120 manages the states of the agents 140-1, 140-2, ..., 140-n, and each agent 140-1, 140-2, ..., 140-n. Determine and control the priority according to the command and data in).
  • Agents 140-1, 140-2, ..., 140-n include a processing engine for each protocol, which performs an interface function corresponding to the requirements of each protocol. Agent-specific storage temporarily stores data before it is sent to the device data processing engine.
  • Power consumption information and additional environmental information of IoE.S individual devices processed by IoE.M are transmitted to the IoE Server through the server connection agent 110, and the IoE Server provides cumulative and real-time energy usage information for each smartphone, PC Provides service through (web, application), home network, etc.
  • IoE.S is a Node and transmits information measurable at each device to IoE.M.
  • IoE.S may be connected to one IoE.M, and depending on the protocol, IoE.S may also have a mesh structure connected to each other.
  • a Wi-Fi module may be attached to a digital electricity meter capable of measuring power information and implemented as IoE.S.
  • the structure of the command that IoE.M sends to IoE.S and the structure of the response that IoE.S sends to IoE.M are illustrated in the table of FIG. 4. Through the command / response structure shown in FIG. 4, the IoE.M may obtain power information from the IoE.S in real time.
  • a Wi-Fi module supporting AllJoyn can be attached to IoE.S with an environmental sensor to provide environmental information such as temperature, humidity, and gas to IoE.M in real time.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the interworking process of the IoE.S, IoE.M, IoE Server.
  • the IoE.M periodically sends a polling message to the IoE.S to collect basic information from the IoE.S (S210).
  • IoE.M collects power / environmental information from IoE.S and sends a response to the IoE Server.
  • IoE.S is set according to (S220).
  • IoE.M stores the collected information in the DB, and if necessary, retrieves the information stored in the DB and provides it to the service (S230).
  • IoE.M transfers it to the IoE server (S240). If the collected information is basic information requested from polling, IoE.M transmits the updated basic information to the IoE server (S250).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

에이전트를 이용한 가전기기 통합 제어 및 관리 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 통합 관리 방법은, 마스터가 슬레이브들에게 정보를 요청하여 수집하고 서버에 전달하는데, 슬레이브들은 각기 다른 프로토콜로 마스터와 통신한다. 이에 의해, 전력정보 및 환경정보를 네트워크와 연계하여 실시간 전력수급 현황에 따른 에너지 절감 효과를 실현할 수 있게 된다.

Description

에이전트를 이용한 가전기기 통합 제어 및 관리 방법
본 발명은 가전기기 통합 제어 및 관리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가정 내의 가전기기에서 발생하는 전력 정보 및 환경 정보를 습득하고, IoT 프로토콜을 사용하여 송신하는 방법에 관한 것이다.
종래의 홈 네트워크 시스템에서는 전력정보를 제공하지만, 각각의 제조사에 따라 전력정보를 활용할 수 있는 방안이 제한적이다. 이를 해결하기 위해, 이기종 디바이스 및 네트워크상에서의 상호 운용성을 위한 프로토콜을 활용하는 것이 요구된다.
하지만, 각 제조사에 따라 서로 다른 통신방식과 프로토콜을 지원하기 때문에 다양한 디바이스가 있음에도 불구하고 정보수집에 어려움이 따른다.
또한, 가정에서 발생하는 전력정보를 네트워크와 연계하여 실시간 전력수급 현황 및 연계 수요자원 통합 수요반응으로서 활용할 필요가 있다. 아울러, 단일 전력 정보를 환경 정보와 결합하여 기후 변화에 따른 에너지 절감 시스템으로서 활용할 필요도 존재한다.
한편, 홈 네트워크 구축 시에 확정된 디바이스만 운용 가능하다. 즉, 이후에 다른 정보를 추가하거나 수정이 불가능하기 때문에 제한적인 정보만 지속적으로 습득할 수밖에 없다. 이에, 정보 수집 디바이스 추가 및 정보 교환 방식을 상황에 따라 효율적으로 변동시킬 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 가정 내 효율적인 에너지 관리 및 사용자 중심의 가정환경을 구축할 수 있는 방안을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 통합 관리 방법은, 마스터가 슬레이브들에게 정보를 요청하여 수집하는 단계; 및 상기 마스터가 수집한 정보를 서버에 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 슬레이브들은, 각기 다른 프로토콜로 상기 마스터와 통신한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관리 방법은, 상기 마스터가 상기 서버의 명령에 따라 상기 슬레이브들 중 일부를 차단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보는, 환경 정보 및 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 프로토콜은, AllJoyn 프로토콜 및 OIC 프로토콜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관리 방법은, 상기 마스터가 수집한 정보를 사용자 기기에 제공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관리 방법은, 상기 마스터가 상기 슬레이브들의 기본 정보들을 수집하여, 업데이트된 정보를 상기 서버에 전달하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 홈 네트워크 시스템은, 각기 다른 프로토콜로 상기 마스터와 통신하는 슬레이브들; 및 상기 슬레이브들에게 정보를 요청하여 수집하고, 수집한 정보를 서버에 전달하는 마스터;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전력정보 및 환경정보를 네트워크와 연계하여 실시간 전력수급 현황에 따른 에너지 절감 효과를 실현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 다양한 사물인터넷 프로토콜을 지원하여 이기종 디바이스 간 상호 운용성을 보장할 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예들에 따르면, 디바이스 간 P2P를 실현하여 기기 간 인터페이스를 사용자가 정의하도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용가능한 IoE 시스템을 도시한 도면,
도 2는 IoE.M의 구조를 도시한 도면,
도 3은 IoE.M과 IoE.S의 구성 예를 나타낸 도면,
도 4는 IoE.M과 IoE.S 간 프로토콜(Alljoyn의 경우)을 예시한 도면, 그리고,
도 5는 IoE.S, IoE.M 및 IoE Server의 연동과정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용가능한 IoE(Internet of Energy) 시스템을 도시한 도면이다. IoE는 사물인터넷 기술을 기반으로 한 에너지 관리 시스템이다.
본 발명이 적용가능한 IoE 시스템은 사물인터넷에 기반하여 가정 내에서 발생하는 전력정보 및 환경정보를 모니터링 하기 위해 IoE.M와 IoE.S를 활용하여 구축된 홈 네트워크 시스템이다. IoE. 이후의 문자 "S"와 "M"은, 각각 "Slave"와 "Master"를 의미한다.
IoE.M은, REST로 IoE Server와 통신하고, IoE.S와는 사물인터넷 프로토콜인 AllJoyn 및 OIC Software Framework로 다양한 서비스와 연계하여 정보를 활용함으로써, 효율적인 에너지 관리 및 사용자 중심의 가정환경을 구축한다.
또한, 사물인터넷 기술 기반으로 구성된 전력 미터링 디바이스 및 환경센싱 디바이스를 활용하여, 가정 내에서 발생할 수 있는 다양한 데이터를 활용하여 효율적인 가정 내 에너지 관리를 지능적으로 수행한다.
IoE.M은 가정 내에서 Gateway로서의 역할을 한다. IoE.M은 여러 개의 IoE.S로부터 수신한 다양한 정보들을 통합하여 IoE Server로 송신한다. IoE.M은 이기종의 IoE.S들로부터 전력정보를 획득하기 위한 다양한 프로토콜 지원한다.
IoE Server로부터 전력감축 명령을 받으면, IoE.M은 자신이 컨트롤이 가능한 IoE.S들의 목록을 기반으로 전력감축 알고리즘을 수행하여 가정 내 전력을 관리한다. 이를 위해, IoE.M은 전력 차단이 가능한 디바이스와 그렇지 않은 디바이스를 판별한다.
IoE.S는 하나의 사물 인터넷 프로토콜을 지원하고, 전력 정보, 환경 정보 등을 IoE.M으로 송신한다. IoE.S는 정보를 전달하는 역할 뿐만 아니라 전력 감축 명령이 수신되었을 때, 자신의 기기를 Off 하거나 전력 사용량을 줄일 수 있는 기능을 수행한다.
이하, IoE 시스템을 구성하는 디바이스들 각각에 대해 상세히 설명한다.
1. IoE.M - Gateway
IoE.M은 IoE.S로부터 획득한 전력정보를 취합하고 관리하며, 전력감축이 필요할 경우에는 소프트웨어 알고리즘을 통해 각각의 IoE.S로 제어신호를 보낸다. 또한, 현재 가정 내의 전력수급 상황을 실시간으로 사용자에게 메시지 형태로 제공한다. 뿐만 아니라, 사용자가 직접 전력수급이 불필요한 디바이스를 제어할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
IoE.M은 이기종 IoE.S와 통신하기 위한 다양한 프로토콜을 제공한다. IoE.M 프로토콜 구성은 다음과 같다.
- IoE Server로 데이터를 송신하기 위한 RESTful Web 통신 기술 지원
- 여러 종류의 IoE.S에서 지원하는 프로토콜 지원(AllJoyn, OIC)
이를 위한 IoE.M의 구조는 도 2에 도시된 바와 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, IoE.M은 서버 연결 에이전트(110), 로컬 통합 관리엔진(120), 디바이스 데이터 처리엔진(130), AllJoyn 에이전트(140-1), OIC 에이전트(140-2), ... , 기타 에이전트(140-n)를 포함한다.
디바이스 데이터 처리엔진(130)은 각 프로토콜을 지원하는 에이전트들(140-1, 140-2, ... , 140-n)로부터 수신한 데이터를 취합하고 소프트웨어 알고리즘을 통해 데이터를 처리한다.
로컬 통합 관리엔진(120)은 에이전트들(140-1, 140-2, ... , 140-n)의 상태를 관리하고 각 에이전트(140-1, 140-2, ... , 140-n)에서의 명령 및 데이터에 따른 우선순위를 판단하여 제어한다.
에이전트(140-1, 140-2, ... , 140-n)는 각 프로토콜별 처리엔진을 포함하고 있으며, 이는 각 프로토콜별 요구사항에 부합하는 인터페이스 기능을 수행한다. 에이전트별 스토리지는 디바이스 데이터 처리엔진으로 데이터가 전달되기 전에 임시로 데이터를 저장한다.
IoE.M에서 처리된 IoE.S 개별 기기의 전력사용량 정보 및 부가 환경 정보는 서버 연결 에이전트(110)를 통해 IoE Server로 전달하고, IoE Server는 기기별 누적 및 실시간 에너지 사용량 정보를 스마트폰, PC(웹, 어플리케이션), 홈네트워크 등으로 서비스 제공한다.
2. IoE.S-Node
IoE.S는 Node로서 각각의 디바이스에서 측정 가능한 정보들을 IoE.M으로 송신한다. 여러 개의 IoE.S가 하나의 IoE.M과 연결될 수 있고, 또한 프로토콜에 따라 IoE.S 끼리도 서로 연결되는 메쉬 구조를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, Alljoyn을 지원하는 IoE.S의 경우 전력정보를 측정할 수 있는 디지털 전력량계(Digital Electricity Meter)에 Wi-Fi Module을 부착하여 IoE.S로 구현하는 것이 가능하다.
IoE.M이 IoE.S에게 송신하는 명령어의 구조와 IoE.S가 IoE.M에게 송신하는 응답의 구조를 도 4의 테이블에 예시하였다. 도 4에 제시된 명령어/응답 구조를 통해 IoE.M는 IoE.S로부터 실시간으로 전력정보를 획득할 수 있다.
나아가, 환경센서를 부착한 IoE.S에 AllJoyn을 지원하는 Wi-Fi 모듈을 부착하여 온도, 습도, 가스 등의 환경정보를 실시간으로 IoE.M에 제공하도록 구현할 수도 있다.
3. IoE 시스템의 동작
도 5는 IoE.S, IoE.M, IoE Server의 연동과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, IoE.M은 주기적으로 IoE.S에 폴링 메시지를 전송하여 IoE.S로부터 기본 정보를 수집한다(S210).
한편, IoE.M이 IoE Server로부터 수신한 메시지가, Get 명령어인 경우 IoE.M은 IoE.S로부터 전력/환경 정보를 수집하여 IoE Server에 응답을 전송하고, Set 명령어인 경우 IoE.M은 명령에 따라 IoE.S를 설정한다(S220).
다음, IoE.M은 수집한 정보를 DB에 저장하고, 필요시에는 DB에 저장된 정보를 검색하여 서비스로 제공한다(S230).
수집된 정보가 IoE Server로부터 메시지를 수신하여 요청된 전력/환경 정보인 경우, IoE.M은 이를 IoE Server에 전달한다(S240). 그리고, 수집된 정보가 폴링으로부터 요청된 기본 정보인 경우, IoE.M은 업데이트된 기본 정보를 IoE Server에 전달한다(S250).
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (6)

  1. 마스터가 슬레이브들에게 정보를 요청하여 수집하는 단계; 및
    상기 마스터가 수집한 정보를 서버에 전달하는 단계;를 포함하고,
    상기 슬레이브들은,
    각기 다른 프로토콜로 상기 마스터와 통신하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터가 상기 서버의 명령에 따라 상기 슬레이브들 중 일부를 차단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보는, 환경 정보 및 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 프로토콜은, AllJoyn 프로토콜 및 OIC 프로토콜 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터가 수집한 정보를 사용자 기기에 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터가 상기 슬레이브들의 기본 정보들을 수집하여, 업데이트된 정보를 상기 서버에 전달하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 방법.
  6. 각기 다른 프로토콜로 상기 마스터와 통신하는 슬레이브들;
    상기 슬레이브들에게 정보를 요청하여 수집하고, 수집한 정보를 서버에 전달하는 마스터;를 포함하는 홈 네트워크 시스템.
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