최근 IoT에 대한 관심이 급증함에 따라 다양한 IoT 서비스들이 출시되고 있다. 그 중 스마트홈은 사용자의 주거공간에 IoT를 접목함으로써 우리의 생활과 매우 밀접하게 연관되어 있다. 그렇기 때문에, 정당하지 않은 사용자가 스마트홈 내부의 디바이스에 접근한다면, 일상생활과 매우 밀접한 만큼 사용자에게 더 큰 피해를 입힐 수 있다. 예를 들어 스마트홈 내부의 도어락에 인증되지 않은 공격자가 접근하여 명령을 수행할 수 있게 된다면, 주거 침입의 형태로 큰 재산 피해를 입을 수도 있다. 이를 방지하기 위해 본 논문에서는 패스워드 기반의 인증 및 키 교환(PAKE)을 이용하여 사용자와 디바이스가 홈 게이트웨이를 통해 인증과 키 교환을 할 수 있는 3자간 PAKE(3PAKE) 기법을 제안한다.
본 논문은 홈 네트워크 구축에 있어서 저속의 PLC(Power Line Communication) 통신기술을 활용하여 지능형 홈 네트워크 시스템을 구축하였으며, UPnP 브릿지를 통하여 TCP/IP 기반의 원격 제어 및 모니터링 시스템을 설계하였다. 또한, 지능형 홈 네트워크 내부의 제어 모듈에 대한 통신은 저속 저력선 기반의 SCP( Simple Control Protocol)을 설계하여 각 장치들 사이를 연결하여 제어 할 수 있도록 구현 하였다. PLC 기반의 지능형 홈 네트워크 내부에 새로운 UPnP 장치가 연결 되었을 때는 등록된 UPnP 장치의 정보에 따라 UPnP 브릿지를 통하여 장치를 모니터링 하도록 기능을 구현하였다. 전력선 통신 기반의 장치 제어 및 각 장치에 대한 UPnP 장치로의 구현은 TCP/IP 기반의 원격 제어 및 장치 관리가 효율적이며, 홈 네트워크상의 다양한 장치에 대한 장치 정보를 쉽게 모니터링 하고 관리할 수 있는 기능을 제공한다.
내부 시스템을 통합하는 비즈니스 관점에서 발전하던 웹 서비스가 모든 가정 내 통신과 가전제품을 연결하는 홈 네트워크와 같은 외부 시스템으로의 적용이 확대되면서 정차 보편화 되어가고 있다. 이런 외부 시스템으로의 적용을 위해서는 웹 서비스와 홈 네트워크 장치 간의 정보를 변환하고 제어하는 미들웨어 개발이 필요하다. 본 논문에서는 홈 네트워크의 자동 탐지 및 제어를 위한 UPnP 표준 기술과 서로 다른 플랫폼이나 언어로 작성된 어플리케이션 통합에 대한 표준 메커니즘을 제공하는 웹 서비스 기술을 이용하여 홈 네트워크나 유비쿼터스 환경에서의 분산 어플리케이션 개발 및 연계를 용이하게 하는 미들웨어를 설계 하고 구현하였다. 이 미들웨어를 임베디드 타입으로 개발함으로써 셋탑박스 또는 가정 내 모든 디바이스들에 내장 형태로 구성이 가능해짐으로 확장성을 제공한다.
본 논문은 LonWorks 네트워크를 이용한 원격 홈오토메이션 시스템에 대해서 설명한다. 최근 홈네트워킹 개념의 확산에 따라 다양한 정보가전 기술의 발전이 가속화 되고 있다. 또한, 다양한 정보 가전 기기를 연동하기 위한 다양한 매체(IEEE1394, USB, PLC, TP, IRDA, BLUETOOTH 등)가 제시되고 있고 이를 제어하기 위한 미들웨어(Jini, Havi, LonWorks 등)가 거론되고 있다. 이러한 환경에서 가능한 서비스를 미리 살펴보고 이를 구성하기 위한 기본적인 요소 기술의 필요성을 살펴본다. 본 논문에서 설계한 원격 홈오토메이션 시스템은 제어 미들웨어에서 표준이 되고 있는 LonWorks를 이용하여 인터넷에서 홈내부의 디바이스를 모니터링 가능하도록 구축하였다.
최근 IT분야에서 주목받고 있는 부분은 정보가전분야이다. 특히, 홈오토메이션(HA Home Automation)에서 중심이 되는 시스템은 홈서버라 할 수 있다. 즉, 가정내에 홈서버가 설치되어 이를 중심으로 내부적으로는 정보가전기기들이 네트워킹되어 있고, 밖으로는 인터넷을 기본 통신 환경으로 구성되는 것이 현실이다. 이러한 환경에서 홈시큐리티 방면의 영상감시기능은 핵심분야 중 하나이다. 영상감시기능을 수행하고자 가정의 홈서버상에 영상감시 모듈이 탑재되어진다. 이때, 홈서버는 임베디드 시스템으로 Qplus라고 하는 임베디드 리눅스 계열의 운영체제를 기본으로 하며, 영상감시 모듈은 SIP(Session Initiation Protocol)기반으로 수행된다. SIP은 VoIP(Voice over IP) 분야의 핵심기술로 최근 많이 부각되어 널리 활용되고 있는 응용 계층의 시그널링 프로토콜이다. 한편, 영상코덱은 ITU-T의 H.261표준을 따르고 있으며, 이러한 영상감시기능은 홈서버 뿐만 아니라, PDA와 같은 핸드헬드 장치를 통해서도 제공된다. 본 논문에서는 임베디드 영상가미 시스템의 설계 및 구현에 대해 기술하고 있다.
일반적으로 전기기기는 사람의 스위칭조작으로 작동이 되고 있다. 이를 개선하기 위하여 본 연구는 전기기기의 자동 스위칭과 홈네트워킹을 위한 제어용 임베디드 시스템을 설계하고, 제작하였다. 설계 제작한 제어 시스템은 PIC16F84에서 접근 센서의 입력 신호를 이용하여 전원 단속, 기기의 on/off를 수행하였으며, 내부의 상태를 감지하여 기기의 상태 표시용LED구동, 솔레노이드 밸브의 open/close 기능을 부여하였다. 본 임베디드 시스템은 통신 모듈을 구성하여 PIC의 기능을 강화하면 홈네트워킹용 시스템으로 발전할 수 있다.
휠체어를 사용하는 장애인은 주거 환경에서 접근성이 부족하여 일상생활활동에 어려움을 겪는다. 다양한 스마트 기술을 이용한 스마트홈은 휠체어 사용 장애인의 일상생활활동에 있어 접근성을 높여줄 수 있다. 본 연구에서는 휠체어를 사용하는 장애인을 위해 스마트홈을 구축하였고, 구축된 스마트홈에 대한 사용성평가를 실시하였다. 사용성평가는 시나리오기반사용경험평가, 도구적 일상생활활동평가, 그리고 심층설문방법을 사용하였다. 지역사회 거주 휠체어 사용 장애인 3명을 대상으로 스마트홈 사용성평가를 실시한 결과, 기존 거주지에 비해 구축된 스마트홈의 사용성이 더 높은 것으로 나타났다. 하지만 심층설문 결과, 스마트홈 내부의 부분적인 개선 요구사항 또한 도출되었다. 본 연구를 통해 스마트홈 구축 시 휠체어 사용 장애인의 주거환경 구축에 고려해야 하는 다양한 요소들을 확인할 수 있었다.
멀티미디어 홈 네트워크 환경을 위해서는 A/V(Audio/Video)데이터의 실시간 전송에 유리한 IEEE1394 네트워크와 이동성을 편리하게 지원하고, 홈 외부로의 전송에 적합한 이더넷의 상호 연동 서비스가 필요하다. 따라서 본 논문은 가정내의 IEEE1394 기반 A/V 장치에서 홈 내부 및 외부의 이더넷 기반 모바일 장치로 멀티미디어 데이터를 전송하고, 인터넷의 멀티미디어 데이터를 IEEE1394 기반 A/V 장치로 전송하는 홈 게이트웨이의 구조를 제안한다. 멀티미디어 데이터의 실시간 전송을 위해 DV to MPEG4 트랜스코더를 DV, MPEG4 코덱을 통해 구현하였고, IEEE1394 네트워크와 이더넷 사이의 멀티미디어 데이터 전송 및 제어를 위해 스트리밍 서버와 MPEG4 코덱을 내장한 클라이언트, 그리고 IEC61883 규격을 이용한 IEEE1394 장치 제어 모듈을 제작하였다.
스마트 홈은 집에서 사용하는 가전기기를 집 밖에 있는 사람이 원격으로 제어할 수 있는 기술 및 서비스로서 사용자에게 편의성을 제공한다. 사람과 가장 밀접한 장소인 집 내부에 서비스를 제공하기 때문에 공격자에 의한 악의적인 기기제어, 사생활 침해와 같은 보안 사고가 있는 경우 피해 규모가 클 것으로 예상된다. 현재 해외 제품의 경우 가전기기의 취약점들이 매년 지속적으로 발표되고 있으며 이러한 취약점들은 사용자의 안전과 개인 자산에 심각한 문제를 발생할 수 있다. 따라서 국내의 스마트 홈 서비스를 안전하게 이용하기 위해서는 스마트 홈 환경에서 발생할 수 있는 전체적인 위협을 체계적으로 식별하고 분석하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 위협 모델링을 사용하여 스마트 홈 환경에서 발생할 수 있는 위협을 체계적으로 식별하고 스마트 홈 환경의 보안을 분석하기 위한 체크리스트를 제안한다. 제안한 체크리스트의 실효성을 위해 실제 서비스에 적용하여 스마트 홈을 분석한다.
본 연구에서는 철근콘크리트 구조의 FRP를 이용한 보강에서 낮은 내화성능을 개선하기 위한 방안을 찾기 위하여, 보강된 FRP의 외부를 내화보강하는 방법에 대한 내화실험을 실시하였다. 특히 철근콘크리트 부재의 피복에 홈을 형성하여 FRP를 매입하는 보강 즉, NSM 보강을 대상으로 하였다. 실험에서의 주요 변수는 보강방법과 사용 내화재료로서, Perlite계 재료를 표면에 분사하여 보강하는 방법, Calcium silicate계 보드로 표면에 부착하는 방법, 그리고 추가로 홈내부에 Polymer mortar 또는 Calcium silicate조각을 삽입하여 보강하는 방법으로 보강한 뒤 가열로 내부의 온도변화에 따른 열전달을 관찰하였다. 실험결과, Perlite계 내화뿜칠로 표면을 보강하는 경우보다 Calcium Silicate계 내화보드로 표면을 보강하는 방법이 효과적인 것으로 나타났다. 홈 내부의 에폭시가 유리전이온도에 도달할 때의 외부 표면온도 $820^{\circ}C$까지 내화단열성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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