[논문]X10을 이용한 NON-­IP 기반 홈 네트워크

안건국; 박상용; 민필재; 공기석; 한익주

X10을 이용한 NON-IP 기반 홈 네트워크
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안건국 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과) , 박상용 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과) , 민필재 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과) , 공기석 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과) , 한익주 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과)

현존하는 홈 네트워크 기반의 건물들은 신축 시부터 홈 네트워크 구상 하에 만들어졌지만, 기존의 건물에서 홈 네트워킹을 실현하기 위해서는 리모델링을 해야 하는 어려움이 따른다. 또한 JINI, UPnP, Bluetooth 등의 미들웨어 기술은 IP를 기반으로 하는데, 현재의 IPv4 기반 하에서 TP의 고갈될 전망과 IPv6로 전환되어서도 각각의 가전 기기들이 개개의 IP를 갖는다는 것은 낭비를 초래한다. 이런 문제점의 대안으로 본 논문에서는 NONIP 기반의 X10 디바이스와 Embedded Gateway를 이용하여 인터넷이 가능한 곳이면 어디에서든 가전기기를 쉽고, 빠르게 제어할 수 있는 환경을 제공한다.

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문제 정의

이른바 정보 가전의 출현이라고 할 수 있는 이러한 추세에 부응하여 정보 가전 기기들의 네트워크 형성 및 인터넷을 통한 제어를 위하여 JINI, UPnP, Bluetooth와 같은 미들웨어 기술들이 나타나게 되었다. 본 논문의 목적은 가전 기기들이 IP를 가지지 않고서도 인터넷을 통하여 제어할 수 있는 전문의 Home Automat ion 환경올 제공하는 것이다. 이를 위해 X10 전력선 디바이스에 연결된 가전 기기들에 대하여 URL 기반의 인터페이스를 제공하는 프로토 콜과 이를 제어하는 Embedded Gateway Server.
이더넷은 각각의 기기가 IP를 가지고 있어야 하며, IP 설정에 따른 불편함이 존재한다. 본 연구에서는 기존의 전력선을 이용하므로 가전기기 제어를 위한 추가 배선이 필요치 않아 통신 서비스를 위한 망 구축 비용을 절감할 수 있다는 점이 가장 큰 특징이다. 또한 X10 디바이스의 HOUSE CODE와 UNIT CODE만을 간단히 변경함으로써 각각의 가전기 기가 독립적으로 제어될 수 있다.

제안 방법

X10 Protocol Spec[ll][12] 을 기반으로 X10 디바이스와 Embedded Gateway 간의 Serial 통신을 위한 응용 프로그램을 구현하였다, 응용 프로그램은 하드웨어적 성능을 고려하여 C 언어로 프로그래밍하였으며, gcc (version 2.96) 컴파일러를 사용하였으며 Embedded Gateway에 포팅한 후 Simple Daemon으로 이용하였다. 그림 5는 X10 디바이스를 제어하기 위한 응용 프로그램의 소스 일부이며 Command, House code.
하지만 본고에서 언급하는 X10 디바이스를 이용하여 리모델링 과정 없이 제어하고자 하는 가전기기를 단지 X10 디바이스에 연결함으로써 그 목표를 쉽게 이룰 수 있다. 더욱이 각각의 가전기기들이 iP를 소유한다는 것은 낭비를 초래할 수 있으므로 가정에서 사용할 수 있는 소형 Embedded Gateway(Home Server)를 이용하여 각각의 가전기기를 제어 가능하도록 하였다.
제어하기 위한 인터페이스는 실행 속도를 고려하여 FTTML과 C 언어로 구현을 하고 내부적으로 SystemO Call 함수를 사용하여 X10 디바이스 드라이버를 호출하여 실행한다[8][9]. 또한 보안을 위한 인증과정을 통해서 ID를 소유한 사람 외의 접근을 통제하고, 동시에 여러 사람이 접근하여 하드웨어를 제어하지 못하도록 하였다. 또한 전등이 On/Off 되는 등의 변화가 있을시 마다 데이타를 파일로 기록하여 원격지의 상태를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다.
또한 보안을 위한 인증과정을 통해서 ID를 소유한 사람 외의 접근을 통제하고, 동시에 여러 사람이 접근하여 하드웨어를 제어하지 못하도록 하였다. 또한 전등이 On/Off 되는 등의 변화가 있을시 마다 데이타를 파일로 기록하여 원격지의 상태를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 그림3 과 같이 Gateway IP를 입력함으로써 사용자 인터페이스의 첫 번째 웹페이지에 접근할 수 있다.
웹 브라우저를 통해 cmlla(X10 Computer Interface)를 제어함으로써 각각의 전력선 모듈에 대하여 독립적인 동작을 보장한다. 제어하기 위한 인터페이스는 실행 속도를 고려하여 FTTML과 C 언어로 구현을 하고 내부적으로 SystemO Call 함수를 사용하여 X10 디바이스 드라이버를 호출하여 실행한다[8][9]. 또한 보안을 위한 인증과정을 통해서 ID를 소유한 사람 외의 접근을 통제하고, 동시에 여러 사람이 접근하여 하드웨어를 제어하지 못하도록 하였다.

성능/효과

따라서 X10 디바이스 자체에 웹 페이지를 저장하여 전송한다는 것은 바람직하다 않다고 본다. 결과적으로 X10 네트워크와의 통신을 위한 Embedded Gateway를 구현하여 이런 문제를 해결하였다, 전문의 Home Automat ion을 위한 Embedded Gateway에는 RedHat Linux 7.1 (Kernel 2.4.18)의 운영체제를 기반으로 gcc (version 2.96) 컴파일러를 사용하여 구현하였고, 어플리케이션으로는 저 용량의 Web Server인 BOA(version. 0.94.13)[1이를 설치하였다. Embedded Gateway와 연결된 cmlla(X10 Computer Interface)는 양방향의 2-Way Controller로서 Gateway에서 Controller로, 또 그 반대 방향으로 신호 전송이 가능하기 때문에 각각의 X10 모듈에 대해 Polling 기능을 수행한다.

후속연구

하지만 Embedded Gateway의 전원이 Reset 되면, 데이터 파일 또한 초기화되어 실제 가전기기의 상태와 다를 수 있는 문제점이 있다. 따라서 향후에는 이에 대한 보완과 가전기기의 스케줄링을 지원하는 연구가 필요하다,

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