[논문]RFID를 이용한 항만 컨테이너 관리 시스템 설계 및 구현

노철우; 김경민

문제 정의

본 논문에서는 RFID 시스템을 이용한 항만 게이트 자 동화 기술과 임베디드 기술을 활용한 무선 패킷 통신 및 라우터를 포함한 네트워크 플랫폼 기술이 통합된 항만 컨테이너 관리 시스템을 개발한다. RFID 태그 정보를 리 눅스 임베디드 시스템에 RFID 리더기를 접목하여 미들 웨어의 역할을 수행하고 윈도우용 웅용 서비스 플랫폼으 로 데이터를 전송하도록 구현하고 응용 서비스 플랫폼으 로 데이터를 전송하는 네트워크 플랫폼으로 임 베디드 시 스템을 이용하여 무선라우터기능을 구현한다.

제안 방법

RFID 시스템의 통신 모듈은 PXA270 보드에 탑재되 어 있는 리눅스용 클라이 언트 통신 모듈과 이를 통해 관 리서버에서 전송된 정보를 받아들이는 윈도우용 서버통 신 모듈로 개발하였다.
본 논문에서는 RFID 시스템을 이용한 항만 게이트 자 동화 기술과 임베디드 기술을 활용한 무선 패킷 통신 및 라우터를 포함한 네트워크 플랫폼 기술이 통합된 항만 컨테이너 관리 시스템을 개발한다. RFID 태그 정보를 리 눅스 임베디드 시스템에 RFID 리더기를 접목하여 미들 웨어의 역할을 수행하고 윈도우용 웅용 서비스 플랫폼으 로 데이터를 전송하도록 구현하고 응용 서비스 플랫폼으 로 데이터를 전송하는 네트워크 플랫폼으로 임 베디드 시 스템을 이용하여 무선라우터기능을 구현한다.
무선 라우터는 MPC 850 칩을 사용하는 무선 랜 기반 네트웤 보드를 사용하여 구현하였다. 이 보드에 무선 통 신을 위한 PCMCIA 기능, 무선 랜 브리지 기능을 담당하 는 AP(Access Point), 그리고 Zebrafl이를 기반으로 하 는 무선 라우터 프로토콜을 임베디드 리눅스 시스템에 통합하여 구현하였다[111
이를 기반으로 한 항 만에서의 컨테이너 관리를 수행하는 시스템의 구성도는 [그림 1]과 같다. 이 시스템은 입고 시 컨테이너에 부착 되어 있는 RFID 태그 신호를 자동으로 인식하고 이를 관리서버로 전송하는 RFID 시스템, 필터링된 태그 신호 와 컨테이너 식별정보를 매핑하여 컨테이너의 입출고 관 리 및 컨테이너 야적정보에 관한 웹 서비스를 제공하는 컨테이너 관리 서버, 항만 야적지의 담당 크레인 기사가 컨테이너의 실제 야적 입출고 작업을 처리하는 크레인 단말, 그리고 컨테이너 관리서버 및 크레인 단말 등을 무 선으로 연결 시켜주며 항만의 망 관리를 수행할 수 있는 무선 라우터로 구성된다.
write 쓰레드는 필터링하여 저장된 정보를 관리서버로 소켓 통신을 통해서 전달한다. 이를 위해서 소켓을 연결 하고 read 쓰레드에서 저장된 버퍼의 내용을 소켓 통신 으로 전송한다.
컨테이너 관리서버는 RFID 시스템으로부터 들어오는 컨테이너 태그 정보를 윈도우용 서버 통신 모듈에서 받 아 텍스파일에 기록한 다음 텍스트 파일의 정보를 읽어 컨테이너 식별정보와 매핑하여 데이터베이스에 자동 저 장하여 관리하며 컨테이너 관련 작업정보를 무선 라우터 를 경유하여 크레인 단말 시스템에 전송하고 작업 결과 를 수신 받아 이에 필요한 작업 관리를 수행하도록 구현 하였다.
[그림 4]는 컨테이너 관리서버의 관리용 프로그램의 흐름도이다. 컨테이너 관리서버는 윈도우 2000서버의 US 웹 서버 환경 하에서 ASP로 웹 프로그램을 작성하 였고 데이터 베이스 서버로는 MS-SQL서버 2000을 사용 하여 구현하였다.
정보통신부에서는 유비쿼터스 사회의 도래에 대비하 기 위해 IT839 전략⑶을 추진 중이며 IT839 전략 중의 첨단 인프라로 RWUSN[4] 이 구축 중에 있다. 해양수 산부는 컨테이너의 이동경로를 언제 어디서든 자동으로 추적할 수 있고 통관에 걸리는 시간과 물류비용을 절감 시키기 위해 항만을 통호}는 모든 수출입 물류에 RFID (전자태그)를 기반으로 실시간 경로 추적이 가능한, 유비 쿼터스 항만(U-포트)' 시스템을 구축하려 한다.

대상 데이터

[그림 11]은 임베디드 보드를 이용한 무선 라우터를 비 롯한 시스템에서 실제 구현된 전체 망 구성도를 보여준다. 무선 라우터를 구현하기 위한 임베디드 보드는 (주)코 어벨의 LDS3000보드를 이용하였고 Zebra를 다음과 같 이 설치하였다. 리눅스 서버에 커널 이미지를 생성하고 리눅스 서버에 Zebra 홈페이지[10]에서 설치파일을 /usr/local/에 다운로드하고 설치한다.
본 논문에서 구현된 RHD 시스템은 유니 태그를 인식 하는 900MHz RFID 리더기를 사용한 것이다. 900MHz는 거리상에서 효율적이지만 컨테이너 부착용으로는 433MHz를 선호하고 있는 추세이다.
본 논문에서 구현한 RFID 시스템은 KIS900RE장비[6]와 RFID 태그신호를 지속적으로 감지하여 관리서버로 전달해주기 위해 PXA270X CPU를 탑재한 임베디드 보 드로 구성된다.

후속연구

본 논문에서 구현한 RF1D를 이용한 항만 관리시스템 은 유비 쿼 터스의 필수분야인 RFID 기술과 IT의 중요 기 술 분야인 임베디드 시스템 기술의 통합 기술로 시스템 을 개발한데 의의가 있다. RFID 시스템을 이용한 항만 게이트 자동화 기술과 임베디드 기술을 활용한 무선 패 킷 통신 및 라우터를 포함한 네트워크 플랫폼 기술이 통 합된 본 항만 컨테이너 관리 시스템은 정보 산업의 응용 영역인 항만 컨테이너 정보산업 기술의 파급 효과를 가 져 올 수 있을 것이다. 또한 RFID를 이용한 컨테이너 자 동식별 기술, 무선 라우터 개발 기술과 항만 컨테이너 관 리를 위한 웹 시스템 통합 기술 그리고 크레인에서 사용 될 단말 기술들의 통합은 향후 지능형 항만과 유비쿼터 스 센스네트워크를 향한 항만 물류 관리 시스템에 주 요 소로 크게 활용될 수 있을 것이다.
RFID 시스템을 이용한 항만 게이트 자동화 기술과 임베디드 기술을 활용한 무선 패 킷 통신 및 라우터를 포함한 네트워크 플랫폼 기술이 통 합된 본 항만 컨테이너 관리 시스템은 정보 산업의 응용 영역인 항만 컨테이너 정보산업 기술의 파급 효과를 가 져 올 수 있을 것이다. 또한 RFID를 이용한 컨테이너 자 동식별 기술, 무선 라우터 개발 기술과 항만 컨테이너 관 리를 위한 웹 시스템 통합 기술 그리고 크레인에서 사용 될 단말 기술들의 통합은 향후 지능형 항만과 유비쿼터 스 센스네트워크를 향한 항만 물류 관리 시스템에 주 요 소로 크게 활용될 수 있을 것이다.
즉 리더기 자체가 멀티채널 및 다양한 태그를 인식할 수 있는 방향으로 발 전되어야 한다. 또한 현 유니 태그나 EPC 클래스 0 태그 는 read 기능만을 갖고 있어 추후 read/write 가 가능한 태그로 발전되어야 하며 write 기능이 가능한 태그를 이 용하여 다양한 기능을 수용하는 컨테이너 관리 시스템을 연구하고 크레인 기사가 사용할 크레인 단말기는 현재 PDA에 구현하였으나 웹 패드나 보다 간단한 보드를 개 발하여 크레인 전용 단말기를 개발하여 좀 더 효율적으 로 작업을 할 수 있도록 연구할 것이다. 또한 RHD 태그 를 이용한 컨테이너 식별번호 자동인식에 의한 게이트 자동화이외에 컨테이너 위치추적에 의한 항만 물류관리 시스템 개발을 지속적으로 연구할 예정이다:

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