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문제 정의
- 본 논문에서는 저전력. 저비용의 방범.
제안 방법
- 거리를 나타낸다. Coordinator를 설치 후 각각의 방에 EndDevice를 설치하여 ZigBee 실제 설치 가능 거리를 측정하였다. Coordinator와 직각 방향으로 2군데, 대각 방향으로 1군데, 여각 방향으로 1군데 설치하였으며 아래 그림은 각각의 위치에서의 최대 통신 거리를 나타낸 것이다.
- 방범 시스템의 구성은 MICOM인 PIC16F73 와 적외선 센서 (LHI 1128), 초음파 센서 (T32-16CN)를 사용하여 인체를 감지하는 인감지 부분과 여기서 감지한 데이터를 유선으로 ZigBee-EndDevice로 전송 하며 ZigBee의 MICOM은 ATmega64를 이용한다. [그림 3]은 MICOM인 PIC16F73이다.
- 본 논문에서는 이와 같은 필요에 의하여 ZigBee통신 및 다중센서를 이용한 방범 . 방재 시스템을 제작하였다. 본 논문의 시스템은 1:7의 노드까지만 확장이 가능한 Bluetooth(IEEE 802.
- 본 논문에서는 이와 같은 필요에 의하여 ZigBee통신 및 다중센서를 이용한 방범 . 방재 시스템을 제작하였다. 본 논문의 시스템은 1:7의 노드까지만 확장이 가능한 Bluetooth(IEEE 802.
- 설치하도록 하여 건축설계 비용 및 시스템 설치비용을 절약할 수 있는 시스템이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 이와 같은 필요에 의하여 ZigBee통신 및 다중센서를 이용한 방범 . 방재 시스템을 제작하였다.
- 방재 시스템을 제작하였다. 본 논문의 시스템은 1:7의 노드까지만 확장이 가능한 Bluetooth(IEEE 802.15.1) 와는 다르게 최대 6만 5천 노드까지 늘릴 수 있는 확장성을 가지는 편리한 네트워크 시스템인 Zigbee(IEEE 802.15.4)를 사용하여 다수의 공간을 가지는 건물에서의 방범.방재시스템의 설치가 용이하다.
- 적외선 센서의 이용 방법은 두 가지다. 비교기를 사용하여 수광부에 들어오는 빛에 따른 출력 전압이 기준 전압 보다 높은 것은 HIGH로 낮은 것은 LOW로 사용하는 방법과 수광부에 들어오는 빛에 따른 출력전압을 마이크로컨트롤러의 ADC를 통해서 아날로그 값을 디지털 값으로 변환시키는 본방법이다. 본 논문에서는 비교기를 사용한 적외선센서이다.
- 결과이다. 층간 전체 거리는 2.84m이며 16°, 25°, 60°, 90° 4방향으로 측정을 하였다. 90° 방향에서는 평균 87% 정도의 통신 성공률이 나왔으며 각도가 커질 수 록 통신 성공률이 떨어지는 것을 알 수 있었다.
대상 데이터
- 방재 시스템의 구성은 MICOM 인 ATmega64와 온도 센서 (Thermistor)를 사용하여 온도를 측정하고 측정된 데이터는 Zigbee Enddevice 로 전송하며 Zigbee 의 MICOM 은 ATmega64 를 이용한다⑶. 사용한 온도 센서 온도가 상승되면 저항값이 감소하는 특성을 갖는 NTC 타입의 서미스터로써 온도 측정 범위는 -500〜503C 까지 다양 하지만 실제로는 실온 부근의 온도 측정에 가장 많이 사용 된다.
- 비교기를 사용하여 수광부에 들어오는 빛에 따른 출력 전압이 기준 전압 보다 높은 것은 HIGH로 낮은 것은 LOW로 사용하는 방법과 수광부에 들어오는 빛에 따른 출력전압을 마이크로컨트롤러의 ADC를 통해서 아날로그 값을 디지털 값으로 변환시키는 본방법이다. 본 논문에서는 비교기를 사용한 적외선센서이다. 또한 초음파 센서는 T32-16CN을 사용하여 구현하였다.
- [그림 3]은 MICOM인 PIC16F73이다. 초음파센서와 적외선센서 그리고 전등을 제어하는 MICOM은 HC16F73 을 사용하였다E.
성능/효과
- 84m이며 16°, 25°, 60°, 90° 4방향으로 측정을 하였다. 90° 방향에서는 평균 87% 정도의 통신 성공률이 나왔으며 각도가 커질 수 록 통신 성공률이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 60° 일 때에는 약 73%정도로 나왔으며 25°일 때에는 약 53%, 16°일 때에는 약 17% 정도로 측정되었다.
- 최대 설치 가용 거리는 13m정도로 측정 되었다. 그리고 각각의 방문의 Open/Close 에 따라 통신 거리가 길어지고 감소하는 것도 알 수 있었다.
- 각각의 Enddevice를 [그림 7]에 표시된 거리에서 25번씩 Coordinator와 통신을 시도한 결과 [그림 7]과 같은 통신 성공 확률을 측정 할 수 있었다. 직선거리에서 Zigbee는 200m이상까지 통신이 가능했지만 본 실험 결과를 통해서 Zigbee는 장애물에 대해 영향을 많이 받는 다는 것을 알 수 있었다.
- 받는다. 직선거리에서의 통신 가능 거리는 이론과 같이 200m 이상의 거리에서도 통신이 가능한 것을 확인하였지만 Device간에 장애물이 있을 경우 Zigbee의 통신 가능거리는 10m 정도로 감소하는 것을 확인하였다. 건물이나 교실의 실내에서의 통신시 다수의 장애물로 인하여 1개의 Enddevice로는 장거리 통신이 미약하였고, 이에 대한 방안으로 Mesh 네트워크 방식으로 여러 개의 Enddevice를 설치한다면 장애물이 존재하는 경우에도 어느 정도 통신 장애를 해결할 수 있을 것으로 보여진다.
- 확률을 나타낸 그림이다. 최대 통신 가능 거리는 41m~43m까지 가능한 것으로 측정되었다. 각각의 Enddevice를 [그림 7]에 표시된 거리에서 25번씩 Coordinator와 통신을 시도한 결과 [그림 7]과 같은 통신 성공 확률을 측정 할 수 있었다.
후속연구
- 직선거리에서의 통신 가능 거리는 이론과 같이 200m 이상의 거리에서도 통신이 가능한 것을 확인하였지만 Device간에 장애물이 있을 경우 Zigbee의 통신 가능거리는 10m 정도로 감소하는 것을 확인하였다. 건물이나 교실의 실내에서의 통신시 다수의 장애물로 인하여 1개의 Enddevice로는 장거리 통신이 미약하였고, 이에 대한 방안으로 Mesh 네트워크 방식으로 여러 개의 Enddevice를 설치한다면 장애물이 존재하는 경우에도 어느 정도 통신 장애를 해결할 수 있을 것으로 보여진다. 또한 층간 통신의 경우 1층의 중앙 관제실까지 통신하기 위하여 중간에 Router를 사용하면 층간통신장애를 해결할 수 있을 것으로 판단된다.
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