가전기기 사용 패턴 분석을 통한 MQTT 기반 전력 관리 시스템 설계 및 구현

Abstract

일반적으로 사용되는 가전기기들은 Zigbee 기반의 저전력 기반으로 동작하며, 실제로 사용되지 않는 동안에도 소량의 전기는 지속적으로 공급되는 형식으로 구성되어 있다. 그러나 주로 가전기기에 탑재되는 Zigbee의 경우 초기 개발부터 네트워크를 염두에 두지 않아 별도의 게이트웨이를 통해 IP 기반으로 변환해야 하는 문제가 있으며, 기기마다 사용 패턴이 다르므로 기기별로 관리하기 위해 사용 패턴을 파악할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 Zigbee 네트워크 환경에 IoT 표준 프로토콜인 MQTT를 적용하여 별도의 게이트웨이를 추가하지 않고 MQTT가 해당 역할을 수행토록 하였으며, 가중치 기반의 사용 패턴 분석을 통해 전력 및 대기전력도 함께 자동으로 제어 및 관리할 수 있는 시스템을 설계 및 구현하였다. 구현한 시스템을 기존 연구와 비교평가한 결과 평균 전력 소모량 약 3.25%, 평균 대기전력 소모량 13.06% 저감된 것을 확인하였다.