디지털 선박이란 선박 내의 각종 센서로부터 측정된 디지털 데이터가 통합 관리되어 선박이 제어되고, 자율 운항이 가능하며, 선박 운항 시에 발생할 수 있는 모든 상황에 대한 정보가 데이터베이스화되어, 상황 발생시 상황 판단에 대한 보다 효율적이며 정확한 정보 제공이 가능하고, 선박-육상 지원체계가 제공되는 차세대 선박을 말한다 선박에 설치된 여러 센서로부터 계측된 정보를 통합제어 시스템으로 전송하기 위해서는 UTP 케이블 또는 광 케이블과 같은 선로의 포설이 필요하다. 그러나 선박의 구조상 선로의 포설이 매우 힘들고, 비용이 많이 들며, 선로의 끊김과 같은 손실이 발생하면 통신이 되지 않을 수 있으므로 선박 내에서 매우 큰 문제가 발생될 수 있다. 따라서 비용이 적게 들고 공간에 제약을 두지 않는 무선 통신이 그 대안으로 자리 잡고 있다. 하지만, 선박에서의 무선 통신은 일반 건물 내에서의 무선 통신과 환경이 다르므로 쉬운 문제는 아니다. 본 연구에서는 디지털 선박을 위해 선박 내 ...
디지털 선박이란 선박 내의 각종 센서로부터 측정된 디지털 데이터가 통합 관리되어 선박이 제어되고, 자율 운항이 가능하며, 선박 운항 시에 발생할 수 있는 모든 상황에 대한 정보가 데이터베이스화되어, 상황 발생시 상황 판단에 대한 보다 효율적이며 정확한 정보 제공이 가능하고, 선박-육상 지원체계가 제공되는 차세대 선박을 말한다 선박에 설치된 여러 센서로부터 계측된 정보를 통합제어 시스템으로 전송하기 위해서는 UTP 케이블 또는 광 케이블과 같은 선로의 포설이 필요하다. 그러나 선박의 구조상 선로의 포설이 매우 힘들고, 비용이 많이 들며, 선로의 끊김과 같은 손실이 발생하면 통신이 되지 않을 수 있으므로 선박 내에서 매우 큰 문제가 발생될 수 있다. 따라서 비용이 적게 들고 공간에 제약을 두지 않는 무선 통신이 그 대안으로 자리 잡고 있다. 하지만, 선박에서의 무선 통신은 일반 건물 내에서의 무선 통신과 환경이 다르므로 쉬운 문제는 아니다. 본 연구에서는 디지털 선박을 위해 선박 내 무선 센서 네트워크 시스템을 구현하였다. 첫째, 선박 내에서 무선 통신의 신뢰성을 확인하기 위해 선박 내 전파 특성을 실험하였다. 실험 결과, LOS(Line Of Sight) 상에서는 10m 거리 내에서 송수신에 영향이 적은 것으로 확인되었으며, 선박의 구조가 심한 다중경로 환경이라 할지라도 충분히 통신 가능함을 확인하였다. 둘째, 무선 센서 네트워크 시스템을 설계하여 보았다. 실제 선박 내에서는 센서들의 역할이 매우 크고, 데이터들을 통합 제어 시스템으로 전송하여야 하기 때문에 무선 센서 네트워크가 적합하다고 판단되었으며, 센서 노드들은 지그비노드를 사용하였다. 그리고 선박 내에 부착된 지그비 노드들을 통해 무선 게이트웨이로 데이터를 전송하도록 설계하였고, 무선 게이트웨이에서는 IEEE 802.15.4프로토콜 데이터를 IEEE 802.11b 데이터로 변환하여 AP를 거쳐 선박의 서버로 데이터를 전송하도록 하였다. 이는 인터넷을 통해 어디에서든지 선박 내의 정보 데이터를 모니터링 할 수 있도록 하기 위해서이다. 그리고 설계된 무선 센서 네트워크는 실험 결과, 지그비 노드에서 센싱된 데이터를 인터넷을 통해 웹브라우저 상에서 확인할 수 있었다. 셋째, 설계된 무선 센서 네트워크 시스템과 연결되는 각종 기기의 센서 데이터를 획득하기 위한 지그비 노드를 제작하였다. 지그비 노드는 Atmega128 마이크로프로세서와 Chipcon사의 CC2420칩을 사용하여 제작되었으며, 응용으로 온도 센서와 RFID 리더를 부착하여 메쉬 네트워크 방식을 수행하였다. 또한, 지그비 노드들로부터 획득된 데이터를 인터넷 상으로 전송하기 위한 인터페이싱 장치인 무선 게이트웨이와 연동하여 지그비 노드로부터 센싱된 데이터를 무선 게이트웨이와 AP를 통해 서버로 전달하였다. 또한 인터넷을 통해 서버에 접속하여 지그비 노드로부터 센싱된 데이터를 웹상에서 확인할 수 있는 모니터링 프로그램을 만들어 웹브라우저를 통해 데이터를 확인할 수 있었다. 넷째, 선원들의 출입을 관리하기 위한 응용으로 RFID 시스템도 연결하여 보았다. 특히 RFID 시스템은 RFID 리더의 인식 정보를 처리하기 위한 호스트를 따로 두지 않고 제작된 지그비 노드와 무선 게이트웨이, AP를 통해 서버로 전송할 수 있는 특징을 가지고 있다. 따라서, 지그비 노드, 무선 게이트웨이, AP들을 선박의 구조에 맞추어 배치를 한다면 선박 내에서 무선 센서 네트워크 시스템을 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
디지털 선박이란 선박 내의 각종 센서로부터 측정된 디지털 데이터가 통합 관리되어 선박이 제어되고, 자율 운항이 가능하며, 선박 운항 시에 발생할 수 있는 모든 상황에 대한 정보가 데이터베이스화되어, 상황 발생시 상황 판단에 대한 보다 효율적이며 정확한 정보 제공이 가능하고, 선박-육상 지원체계가 제공되는 차세대 선박을 말한다 선박에 설치된 여러 센서로부터 계측된 정보를 통합제어 시스템으로 전송하기 위해서는 UTP 케이블 또는 광 케이블과 같은 선로의 포설이 필요하다. 그러나 선박의 구조상 선로의 포설이 매우 힘들고, 비용이 많이 들며, 선로의 끊김과 같은 손실이 발생하면 통신이 되지 않을 수 있으므로 선박 내에서 매우 큰 문제가 발생될 수 있다. 따라서 비용이 적게 들고 공간에 제약을 두지 않는 무선 통신이 그 대안으로 자리 잡고 있다. 하지만, 선박에서의 무선 통신은 일반 건물 내에서의 무선 통신과 환경이 다르므로 쉬운 문제는 아니다. 본 연구에서는 디지털 선박을 위해 선박 내 무선 센서 네트워크 시스템을 구현하였다. 첫째, 선박 내에서 무선 통신의 신뢰성을 확인하기 위해 선박 내 전파 특성을 실험하였다. 실험 결과, LOS(Line Of Sight) 상에서는 10m 거리 내에서 송수신에 영향이 적은 것으로 확인되었으며, 선박의 구조가 심한 다중경로 환경이라 할지라도 충분히 통신 가능함을 확인하였다. 둘째, 무선 센서 네트워크 시스템을 설계하여 보았다. 실제 선박 내에서는 센서들의 역할이 매우 크고, 데이터들을 통합 제어 시스템으로 전송하여야 하기 때문에 무선 센서 네트워크가 적합하다고 판단되었으며, 센서 노드들은 지그비 노드를 사용하였다. 그리고 선박 내에 부착된 지그비 노드들을 통해 무선 게이트웨이로 데이터를 전송하도록 설계하였고, 무선 게이트웨이에서는 IEEE 802.15.4 프로토콜 데이터를 IEEE 802.11b 데이터로 변환하여 AP를 거쳐 선박의 서버로 데이터를 전송하도록 하였다. 이는 인터넷을 통해 어디에서든지 선박 내의 정보 데이터를 모니터링 할 수 있도록 하기 위해서이다. 그리고 설계된 무선 센서 네트워크는 실험 결과, 지그비 노드에서 센싱된 데이터를 인터넷을 통해 웹브라우저 상에서 확인할 수 있었다. 셋째, 설계된 무선 센서 네트워크 시스템과 연결되는 각종 기기의 센서 데이터를 획득하기 위한 지그비 노드를 제작하였다. 지그비 노드는 Atmega128 마이크로프로세서와 Chipcon사의 CC2420칩을 사용하여 제작되었으며, 응용으로 온도 센서와 RFID 리더를 부착하여 메쉬 네트워크 방식을 수행하였다. 또한, 지그비 노드들로부터 획득된 데이터를 인터넷 상으로 전송하기 위한 인터페이싱 장치인 무선 게이트웨이와 연동하여 지그비 노드로부터 센싱된 데이터를 무선 게이트웨이와 AP를 통해 서버로 전달하였다. 또한 인터넷을 통해 서버에 접속하여 지그비 노드로부터 센싱된 데이터를 웹상에서 확인할 수 있는 모니터링 프로그램을 만들어 웹브라우저를 통해 데이터를 확인할 수 있었다. 넷째, 선원들의 출입을 관리하기 위한 응용으로 RFID 시스템도 연결하여 보았다. 특히 RFID 시스템은 RFID 리더의 인식 정보를 처리하기 위한 호스트를 따로 두지 않고 제작된 지그비 노드와 무선 게이트웨이, AP를 통해 서버로 전송할 수 있는 특징을 가지고 있다. 따라서, 지그비 노드, 무선 게이트웨이, AP들을 선박의 구조에 맞추어 배치를 한다면 선박 내에서 무선 센서 네트워크 시스템을 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
‘Digital Ship’ as the next generation ship can provide the efficient and accurate information about the situation and can supply the ship-land support system, as the ship is controlled by integrating and managing the digital data measured from the ship’s various sensors, ensuring the autonomous oper...
‘Digital Ship’ as the next generation ship can provide the efficient and accurate information about the situation and can supply the ship-land support system, as the ship is controlled by integrating and managing the digital data measured from the ship’s various sensors, ensuring the autonomous operation, and making the database of all situations information which may arise at the ship operation. In order to transmit information measured from many sensors which are installed in the ship to an integrated control system, it is necessary to install the lines such as UTP cable or optical cable. However, it is difficult to install the lines in terms of the ship’s structure, and it costs a lot. When any loss such as the line brokerage occurs, communication cannot be done. Hence, it may cause very big problem in the ship. Accordingly, the wireless communication which less costs and doesn’t have the limit of space is proposed as an alternative. However, the wireless communication in the ship has the different environment from the wireless communication in the building, so it is not the easy problem. In this study, the wireless sensor network system in the ship was implemented for the digital ship. Firstly, the ship’s radio wave features were experiment to validate reliance of wireless communication in the ship. As the result of the experiment, it was validated that this less impacted the send/receive within the distance of 10m on LOS(Line Of Sight). Also, it was verified that the sufficient communication could be done even in the serious multi-path environment. Secondly, the wireless sensor network system was designed. Because the sensors’ roles were very important in the real ship, and data must be transmitted to the integrated control system, the wireless sensor network deemed to be suitable. For the sensor node, ZigBee node was used. Also, it was designed to transfer data to the wireless gateway through ZigBee nodes in the ship. In the wireless gateway, data were transmitted to the ship’s server through AP by converting IEEE 802.15.4 protocol data into IEEE 802.11b data in order to monitor the ship’s information data anywhere via Internet. As the result of the experiment, the designed wireless sensor network could validate data generated from ZigBee nodes via Internet on web browser. Thirdly, ZigBee nodes were fabricated to obtain the sensor data of equipment connected to the designed wireless sensor network system. ZigBee nodes were fabricated by using Atmega128 micro processor and Chipcon’s CC2420 chip. By equipping the temperature sensor and RFID reader, Mesh network system was executed. Also, through connecting the wireless gateway which is the interfacing device to transmit data generated from ZigBee nodes via Internet, data generated from ZigBee nodes were delivered to the server through the wireless gateway and AP. Also, data could be verified through the web browser by accessing the server via Internet and making the monitoring program to data generated from ZigBee nodes on web. Fourthly, as the application for managing the crew’s admission, RFID system was connected. In particular, RFID system could transmit data to the server through ZigBee node, wireless gateway and AP which were fabricated without the separate host for processing the RFID reader’s cognized information. Therefore, if ZigBee node, wireless gateway and APs are arranged according to the ship’s structure, it is expected that the wireless sensor network system will be sufficiently utilized in the ship.
‘Digital Ship’ as the next generation ship can provide the efficient and accurate information about the situation and can supply the ship-land support system, as the ship is controlled by integrating and managing the digital data measured from the ship’s various sensors, ensuring the autonomous operation, and making the database of all situations information which may arise at the ship operation. In order to transmit information measured from many sensors which are installed in the ship to an integrated control system, it is necessary to install the lines such as UTP cable or optical cable. However, it is difficult to install the lines in terms of the ship’s structure, and it costs a lot. When any loss such as the line brokerage occurs, communication cannot be done. Hence, it may cause very big problem in the ship. Accordingly, the wireless communication which less costs and doesn’t have the limit of space is proposed as an alternative. However, the wireless communication in the ship has the different environment from the wireless communication in the building, so it is not the easy problem. In this study, the wireless sensor network system in the ship was implemented for the digital ship. Firstly, the ship’s radio wave features were experiment to validate reliance of wireless communication in the ship. As the result of the experiment, it was validated that this less impacted the send/receive within the distance of 10m on LOS(Line Of Sight). Also, it was verified that the sufficient communication could be done even in the serious multi-path environment. Secondly, the wireless sensor network system was designed. Because the sensors’ roles were very important in the real ship, and data must be transmitted to the integrated control system, the wireless sensor network deemed to be suitable. For the sensor node, ZigBee node was used. Also, it was designed to transfer data to the wireless gateway through ZigBee nodes in the ship. In the wireless gateway, data were transmitted to the ship’s server through AP by converting IEEE 802.15.4 protocol data into IEEE 802.11b data in order to monitor the ship’s information data anywhere via Internet. As the result of the experiment, the designed wireless sensor network could validate data generated from ZigBee nodes via Internet on web browser. Thirdly, ZigBee nodes were fabricated to obtain the sensor data of equipment connected to the designed wireless sensor network system. ZigBee nodes were fabricated by using Atmega128 micro processor and Chipcon’s CC2420 chip. By equipping the temperature sensor and RFID reader, Mesh network system was executed. Also, through connecting the wireless gateway which is the interfacing device to transmit data generated from ZigBee nodes via Internet, data generated from ZigBee nodes were delivered to the server through the wireless gateway and AP. Also, data could be verified through the web browser by accessing the server via Internet and making the monitoring program to data generated from ZigBee nodes on web. Fourthly, as the application for managing the crew’s admission, RFID system was connected. In particular, RFID system could transmit data to the server through ZigBee node, wireless gateway and AP which were fabricated without the separate host for processing the RFID reader’s cognized information. Therefore, if ZigBee node, wireless gateway and APs are arranged according to the ship’s structure, it is expected that the wireless sensor network system will be sufficiently utilized in the ship.
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