ICT기술이 빠르게 발전함으로써 헬스케어, 스마트홈, 스마트 씨티, 스마트카, 웨어러블과 같이 다양한 인간중심의 서비스가 개발되고 있다. 이러한 인간중심 서비스를 제공하기 위해 여러 센서들을 이용하여 작은 네트워크를 구현한다. 일반적으로 많은 무선 프로토콜 중 Z-Wave를 많이 사용한다. 센서들의 정보를 AES기반으로 암호화하여 Controller와 Device간 통신하는데 가장 효율적이지만 Z-Wave통신으로 데이터를 보내기위해 암호화 키를 생성할 때 사용되는 값이 평문으로 전송되기 때문에 보안위협이 존재한다. 따라서 이러한 보안 위협을해결하기 위해 Controller와 Device간 암호화 키를 생성할 시 Diffie-Hellman을 이용하여 보다 안전한 프로토콜을 제안한다.
최근 가정 내 화재나 가스 누출 등을 감지하고, 사용자의 스마트 폰으로 알려주며 사용자가 원격에서 홈 시스템들을 제어 할 수 있다. 종래의 시스템은 화재, 가스 누출 등을 센서로 감지하여 고가의 셋톱박스에서 수신하여 사용자의 스마트 폰으로 알려주는 프로세스로 구성된다. 이러한 시스템들은 주로 Home Automation의 일환으로서, 화재 감지를 실시간으로 사용자에게 알려주고 가택 침입 상황을 사용자에게 알려주는 기능을 수행한다. 그런데, 종래의 Home Automation은 구축비용이 상당히 많이 소요되고, 셋톱 박스 역시 고가의 장비로서 일반 가정 내에 보급되기에는 많은 제약이 있는 실정이다. 따라서 보다 간단하고 편리한 시스템의 구축을 통해 보다 많은 가정 내에 홈 시스템이 이용될 필요가 있다. 본 논문에서는 홈 관리 및 모니터링 시스템과 그 방법에 관한 것을 개발 하였으며, 좀 더 구체적으로는 저비용, 고효율의 시스템으로 Actuator 와 스마트 폰을 이용한 홈 모니터링 및 관리를 위하여 Arduino와 Actuator를 이용하여 IoT기반의 탈부착이 자유로운 홈 원격 제어 시스템 개발하였다.
스마트시티 플랫폼은 도시내의 다양한 센서로부터 수집되는 데이터를 기반으로 도시 공간의 상황을 보여주는 시스템이다. 기존의 스마트시티 시스템들은 IoT 센서들의 정보를 모아서 보여주고 고정형 CCTV 의 영상을 관제 시스템에서 보여줌으로써, 관제사에 의한 상황 파악을 주 목적으로 개발되고 운용되어 왔다. 최근 5G 무선 통신망이 구축되면서 5G 의 edge computing 기술과 영상 정보, 센싱 정보 등 다양한 형태의 정보 분석 및 대응이 요구되고 있으며 단위 기능으로 제공되는 데이터들을 사용자의 필요에 따라 조합하여 새로운 서비스를 제공할 수 있는 플랫폼의 구조를 제시하고자 한다.
근래에는 IoT 및 스마트팩토리 산업분야의 확산으로 인하여 IIoT와 관련한 다양한 기술들이 지속적으로 소개되고 있다. 본 논문에서는 이러한 다양한 기술들을 이용한 공장 설비 감시용 양방향 무선 네트워크 시스템의 구축을 제안한다. 본 논문에서 사용되는 주요 기술들은 다양한 현장의 설비상태를 모니터링하기 위한 초소형 센서 노드의 설계기술, 개별 센서 노드에서 처리된 다양한 정보를 무선 시스템을 이용해 서버로 전송하고 또한 서버에서 새롭게 설정된 각종 센서의 임계치들을 개별 센서 노드로 무선 전송하기 위한 Wi-Fi 기반의 MQTT 기술, 수집된 데이터를 저장하고 유무선으로 사용자에게 손쉽게 표시할 수 있는 Node-RED 기반의 설계 기술 등이다. 아울러 개별 센서 노드에서의 이상상태의 판단시에 이를 상황실로 알리고 상황실의 무선조정에 의해 현장의 화면영상을 상황실에서 확인할 수 있는 무선 양방향 카메라 시스템도 함께 구현하였다.
최근 스마트폰 보급률 증가 및 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks) 기술 발전에 따라 해당 기술을 화재감시, 침입 감지와 같은 응용에 융합하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존 연구들은 주기를 기반으로 감지를 수행하기 때문에 화재 및 침입 판단이 지연되는 문제점이 존재한다. 이를 위해, 본 논문에서는 판단 주기를 동적으로 설정하는 조기 화재 판단 알고리즘을 통해 화재 판단 시간을 단축시켜 빠른 대처를 할 수 있도록 지원하는 새로운 화재감시 및 침입 감지 시스템을 개발한다. 아울러, 적외선 센서를 이용하여 무단 침입을 감지함으로써 도난 및 파손과 함께 방화로 인한 화재를 방지할 수 있다. 마지막으로 성능평가를 통해 제안하는 시스템이 화재 판단 측면에서 기존 연구보다 우수함을 입증한다.
본 논문에서는 태양광병용형 식물공장과 USN 기술이 융합된 스마트 팜 모니터링 시스템을 설계 및 구현하고자 한다. 먼저 식물공장의 규모 및 내부 환경 정보 수집에 적합한 무선 통신 모듈과 온도, 습도, 조도, PPFD, 일사량 센서를 선택한 뒤, 각 센서를 통합하기 위한 PCB 모듈을 설계 및 제작한다. 제작된 통합센서는 송신부와 수신부가 포함되어 있으며 일정 간격마다 USN 게이트웨이의 요청에 의해 식물공장 내부의 환경 정보를 측정하여 서버로 전송하고, 전송된 데이터는 서버관리자에 의해 데이터베이스에 저장 및 각 환경 정보와 연관된 디바이스 제어 시 입력 요소로 사용된다. 향후 본 시스템을 확장 및 적용할 경우 태양광병용형 식물공장의 생산 효율이 증대되고, 에너지 소비 효율을 향상시킬수 있을 것으로 기대된다.
무선 센서 네트워크(WSN)는 의사소통의 수단이었던 기존 네트워크와는 달리 자동화된 원격 정보 수집을 기본으로 하여 다양한 응용 개발에 활용되면서 센서의 이동성이 중요한 문제로 다루어진다. 이를 바탕으로 본 논문에서는 센서기반 PMIPv6 네트워크에서 IoT 기술을 이용한 스마트 홈의 이동성 관리 기법을 제안한다. 시그널링 비용, 이동성 비용 등을 고려하여 성능분석을 실시하였고 [1,2], 분석결과 기존의 PMIPv6와 SPMIPv6에 비하여 제안하는 기법이 전체적으로 개선되었음을 알 수 있다.
스마트폰 기반의 추적은 다양한 시나리오에서 널리 연구되어왔다. 그러나 우리가 아는 한, GPS 신호 및 무선 인프라가 항상 이용 가능하지 않는 지하 대중교통 시스템의 추적 문제를 해결한 연구는 극소수에 불과하다. 전동차의 위치를 아는 것은 지하철 승객에게 유용한 서비스를 개발하는데 필요하다. 따라서 지하철 승객을 대상으로 스마트폰 센서를 이용하여 모션 상태 및 정차역을 추정하는 방법이 연구되고 있다. 이 논문에서는 스마트폰의 기압계와 자기 센서를 이용하는 추적 방법을 제안한다. 이 논문에서 제안된 방법은 먼저 기압의 변동 및 자기장의 세기에 따라 전동차가 운행하는지 정차하는지를 추정한다. 그 다음에 고도 값과 자기장 값으로 전동차가 정차하는 정확한 역을 추정한다. 우리는 서울의 지하철 5호선 데이터를 사용하여 제안된 방법을 평가했다. 이전 방법과 비교하여 제안된 방법은 더 높은 정확성을 얻었다.
본 논문에서는 최근 정보통신 기술의 발전으로 인해 IT와 전통산업 간의 융합 기술을 적용한 응용서비스가 대두되고 이를 이용한 유해가스 감지 응용서비스로 자동 및 원격으로 항공기내환경을 모니터링하여 제어하고 유지 관리할 수 있는 무선 센서 네트워크기반의 유해가스환경 감지시스템에 대해 활발하게 논의되고 있다. 본 논문에서는 유해가스를 측정하여 모니터링 장치로 전송하는 무선 센서 네트워크센서노드, 센서노드로부터 수집한 데이터를 취합하고 디스플레이 및 서버로 환경정보를 전송하는 모니터링 관리장치와 또한 원격 모니터링을 위한 PC/스마트폰 기반 사용자 운용프로그램으로 구성하여, 항공기내에서 발생하는 유해가스 가스를 측정하고, 모니터링하는 무선 센서 네트워크기반의 실시간 모니터링 시스템을 설계하고 구현한다.
본고에서는 IEEE 802.11에서 표준화가 진행중인 1 GHz 이하 비면허 주파수에서 동작하는 무선랜(WLAN, Wireless LAN) 표준인 IEEE 802.11ah 무선랜 기술에 대해 알아본다. IEEE 802.11ah 는 스마트 그리드, 센서 네트워크, M2M(machine-to-machine) 통신, 셀룰러 오프로딩, 광역 무선랜 서비스 등을 주된 응용 분야로 고려하고 있으며 이러한 응용들은 기존 무선랜 기술대비 보다 확장된 커버리지, 보다 많은 수의 단말 지원, 저전력 동작 지원 등을 요구한다. IEEE 802.11ah는 이러한 요구 사항을 만족하기 위한 Sub 1 GHz 대역을 사용하는 무선랜 PHY 및 MAC 규격을 개발하였다. 본 고에서는 이러한 IEEE 802.11ah 무선랜의 주요 기술 요소들에 대해 살펴본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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