최근에 초고속 네트워크 인프라가 빠른 속도로 발전하고 있어 기존의 가전기기들이 디지털화 되어 네트워크로 연동됨으로써 가전기기들이 원격제어 되어지는 단계로 진화되고 있다. 또한, 홈 네트워크와 초고속 네트워크 인프라를 연동하여 인터넷상에서 가전기기들을 제어하고 모니터링 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 무선센서와 마이크로컨트롤러를 이용한 실내 환경 자동제어 시스템에 대해서 기술한다. 저전력, Zigbee센서와 무선모듈을 이용하여 실내온도를 측정하였으며, ATmega128 마이크로컨트롤러를 이용해 댁내에 있는 각 장치(온도,조도,습도)등을 사용하였으며 가습기, 선풍기 등을 제어하는 시스템을 구현하였다. 이러한 무선센서와 마이크로컨트롤러의 기반으로 인해 홈 네트워크 분야에서 다양하게 사용할 수 있으며, 홈 네트워크 분야뿐만 아니라 여러 산업분야에서 다양하게 응용할 수가 있다.
최근에 초고속 네트워크 인프라가 빠른 속도로 발전하고 있어 기존의 가전기기들이 디지털화 되어 네트워크로 연동됨으로써 가전기기들이 원격제어 되어지는 단계로 진화되고 있다. 또한, 홈 네트워크와 초고속 네트워크 인프라를 연동하여 인터넷상에서 가전기기들을 제어하고 모니터링 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 무선센서와 마이크로컨트롤러를 이용한 실내 환경 자동제어 시스템에 대해서 기술한다. 저전력, Zigbee센서와 무선모듈을 이용하여 실내온도를 측정하였으며, ATmega128 마이크로컨트롤러를 이용해 댁내에 있는 각 장치(온도,조도,습도)등을 사용하였으며 가습기, 선풍기 등을 제어하는 시스템을 구현하였다. 이러한 무선센서와 마이크로컨트롤러의 기반으로 인해 홈 네트워크 분야에서 다양하게 사용할 수 있으며, 홈 네트워크 분야뿐만 아니라 여러 산업분야에서 다양하게 응용할 수가 있다.
Lately, superhigh speed network infra is developing with the fast speed, is evolved by step that existent appliances are digitalised and appliances are become remote control by being gear to network. Also, gearing in Home network and superhigh speed network infra, control appliances in Internet and ...
Lately, superhigh speed network infra is developing with the fast speed, is evolved by step that existent appliances are digitalised and appliances are become remote control by being gear to network. Also, gearing in Home network and superhigh speed network infra, control appliances in Internet and research that do monitering is proceed. Therefore, describe about indoor environment automatic control system that use Wireless sensor and Microcontroler in this paper. Because using that electric power, Zigbee sensor and Wireless module, embodied system that measured in the room temperature and use ATmega128 Microcontroler and use each device (temperature, illumination, humidity) back in house and control humidifier, electric fan etc. Can use variously in Home network field by this Wireless sensor and Microcontroler base, and also can apply variously to several industry fields as well as Home network field.
Lately, superhigh speed network infra is developing with the fast speed, is evolved by step that existent appliances are digitalised and appliances are become remote control by being gear to network. Also, gearing in Home network and superhigh speed network infra, control appliances in Internet and research that do monitering is proceed. Therefore, describe about indoor environment automatic control system that use Wireless sensor and Microcontroler in this paper. Because using that electric power, Zigbee sensor and Wireless module, embodied system that measured in the room temperature and use ATmega128 Microcontroler and use each device (temperature, illumination, humidity) back in house and control humidifier, electric fan etc. Can use variously in Home network field by this Wireless sensor and Microcontroler base, and also can apply variously to several industry fields as well as Home network field.
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문제 정의
본 논문에서 가상의 시나리오는 실내 환경에서 실제 ATmega128에 연결된 각 장치들의 동작 여부를 테스트하고 Zigbee에서 들어오는 실내 온도, 습도에 따라 각 장치가 상황에 맞게 동작하고 사용자가 PDA를 통해 원격으로 확인할 수 있는지를 테스트한다. 적정 온도는 상황에 따라 알맞게 설정할 수 있어, 여름철의 경우 실내 적정온도가 26~28℃ 이면 측정 온도가 적정 온도를 넘어서게 되어 선풍기가 동작하게 되며, 만약 측정 온도가 적정 온도 미만으로 내려가면 선풍기는 동작하지 않는다.
본 논문에서는 Zigbee와 같은 무선 모듈을 이용하여 실내 온도를 측정하고 ATmega128 마이크로컨트롤러를 이용하여 각종 장치들을 제어하는 시스템을 구현하고자 한다. 이를 위해 실내에 Zigbee 모듈이 설치된 MOTE센 서를 장착하고 센싱 값을 수신하는 HOST 시스템을 구현하고 ATmega128 보드에는 각종 장치들을 제어할 수있는 릴레이를 구현한다.
본 논문에서는 무선센서와 마이크로컨트롤러를 이용한 실내 환경 자동제어 시스템에 대해서 기술 하였다. 저전력, Zigbee 센서와 무선모듈을 이용하여 실내온도를 측정하였으며, ATmega128 마이크로컨트롤러를 이용해 댁내에 있는 각 장치(온도,조도,습도)등을 사용하여 가습기, 선풍기 등을 제어하는 시스템을 구현 하였다.
본 연구에서는 댁내의 실내 환경에 Zigbee와 마이크로컨트롤러를 이용하여 원격으로 자동제어 하는 것이 주목표이기 때문에 이절에서는 Zigbee의 하드웨어의 구성 요소와 Tmote 센서모듈 및 ATmega128에 대해서 소개한다.
제안 방법
표 2는 각 데이타 채널 별로 나타내는 데이터에 관한 표이다. Mote로부터 들어오는 연속적인 데이터를 처리하고 각 채널 별로 들어오는 데이터를 온도, 습도, 조도의 값으로 변환한다. 19byte에서 34byte까지의 실제 데이터를 계산한다.
노드와 노드간의 통신은 Zigbee 모듈의 RF 통신으로 이루어진다. TinyOS의 어플리케이션 중의 하나인 Oscilloscope RF를 모듈에 포팅하고 베이스 노드에는 TOS Base를 포팅 한다. 노드는 베이스 노드에 모듈에 탑재된 광학센서, 온도센서, 습도센서를 센싱하여 센싱 값을 RF 무선통신을 이용하여 베이스 노드에 센서 노드 값을 전달하게 한다.
본 논문에서 제안한 테스트 구현 환경으로 개발 툴로는 Microsoft Visual Studio NET 2003 C#, Zigbee에서이벤트가 발생하는 데이터 서버는 리눅스 운영체제에서 MYSQL을 이용하여 데이터를 구축하고, 이를 읽어 들여 시스템을 제어하는 방식을 구현 하였다. ATmega128 마이크로컨트롤러 키트는 청파 CPE-MP100 ATmega128 마이크로세서 키트를 사용하였다.
본 논문에서는 Zigbee와 같은 무선 모듈을 이용하여 실내 온도를 측정하고 ATmega128 마이크로컨트롤러를 이용하여 각종 장치들을 제어하는 시스템을 구현하고자 한다. 이를 위해 실내에 Zigbee 모듈이 설치된 MOTE센 서를 장착하고 센싱 값을 수신하는 HOST 시스템을 구현하고 ATmega128 보드에는 각종 장치들을 제어할 수있는 릴레이를 구현한다. 각 장치가 연결된 HOST PC는 각 장치들의 상태를 모니터링 할 수 있도록 테스트 한다.
본 논문에서는 무선센서와 마이크로컨트롤러를 이용한 실내 환경 자동제어 시스템에 대해서 기술 하였다. 저전력, Zigbee 센서와 무선모듈을 이용하여 실내온도를 측정하였으며, ATmega128 마이크로컨트롤러를 이용해 댁내에 있는 각 장치(온도,조도,습도)등을 사용하여 가습기, 선풍기 등을 제어하는 시스템을 구현 하였다. 따라서, 최근에 유비쿼터스 시스템이 각광을 받으면서 유비쿼터스 홈 네트워크의 기초가 되는 무선센서 네트워크가 크게 각광을 받고 있다.
대상 데이터
본 논문에서 제안한 테스트 구현 환경으로 개발 툴로는 Microsoft Visual Studio NET 2003 C#, Zigbee에서이벤트가 발생하는 데이터 서버는 리눅스 운영체제에서 MYSQL을 이용하여 데이터를 구축하고, 이를 읽어 들여 시스템을 제어하는 방식을 구현 하였다. ATmega128 마이크로컨트롤러 키트는 청파 CPE-MP100 ATmega128 마이크로세서 키트를 사용하였다. 여기서, 가습기와 선풍기는 일반 시중에서 구할 수 있는 220V 전압의 소형기기를 사용 하였다.
여기서, 가습기와 선풍기는 일반 시중에서 구할 수 있는 220V 전압의 소형기기를 사용 하였다. PDA는 Windows PocketPC가 탑재된 HP사의 HP-300 모델을 사용하였다.
Zigbee 모듈에는 온도, 습도, 조도 등 총 4개의 센서가 장착되어 있으며 이들 값을 베이스 노드에 전달 할 RF 관련 모듈이 장착이 되어 있다. 본 논문에 사용된 Zigbee 모듈은 Crossbow사의 Telos와 Moteiv의 Tmote 모듈을 사용하였다 [1,2,4,10].
본 시스템은 실내에 설치된 센서 값을 수신 받는 무선 센싱 모듈과 서비스 게이트웨이 역할을 하는 HOST PC, ATmega128을 이용한 제어 모듈, PDA 등으로 구성되어 있다. 센서 부분은 Zigbee 모듈을 사용하여 실내에 설치된 무선 노드 센서와 무선 센싱 값을 수신 받는 베이스 노드로 이루어져 있고, 각 센서 노드들로 부터 데이터를 수신 받는 베이스 노드는 USB 시리얼 통신을 통해 HOST PC에 센싱 값을 저장한다.
ATmega128 마이크로컨트롤러 키트는 청파 CPE-MP100 ATmega128 마이크로세서 키트를 사용하였다. 여기서, 가습기와 선풍기는 일반 시중에서 구할 수 있는 220V 전압의 소형기기를 사용 하였다. PDA는 Windows PocketPC가 탑재된 HP사의 HP-300 모델을 사용하였다.
후속연구
따라서, 최근에 유비쿼터스 시스템이 각광을 받으면서 유비쿼터스 홈 네트워크의 기초가 되는 무선센서 네트워크가 크게 각광을 받고 있다. 이에 따라 앞으로 Zigbee 무선 기술을 사용함에 있어서 홈 네트워크 분야에 다양하게 접목을 시킬 수 있을 것으로 볼수 있으며, 또한, 앞으로 센서 네트워크에 임베디드 시스템을 접목시킴으로써 홈 네트워크 분야뿐만 아니라 ,여러 산업 분야에 대해서 다양하게 응용 할 수가 있을 것으로 기대가 된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
홈 네트워크는 어떻게 지능화된 서비스들을 제공하는가?
이러한 홈 네트워크는 댁내에 설치되어 있는 조명기기나 냉·난방기구, 백색가전이나 AV가전, 컴퓨터 및 통신 기기, 홈 오토메이션 기계가 하나의 네트워크에 연결되어 지능화된 서비스들을 제공한다. 홈 네트워크를 구성하는 요소들은 사용자가 제어할 각종 장치, 즉, 위에서 열거한 각종 장치들과 장치를 제어할 수 있는 제어 모듈을 하나의 네트워크에 연결시키고, 이 두 장치들 간의 중간 역할을 해주는 홈 서버 즉, 홈 게이트웨이로 구성이 된다.
무선센서 네트워크 중 어떤 무선 기술을 사용함에 있어서 홈 네트워크 분야에 다양하게 접목시킬 수 있을 것으로 볼 수 있는가?
따라서, 최근에 유비쿼터스 시스템이 각광을 받으면서 유비쿼터스 홈 네트워크의 기초가 되는 무선센서 네트워크가 크게 각광을 받고 있다. 이에 따라 앞으로 Zigbee 무선 기술을 사용함에 있어서 홈 네트워크 분야에 다양하게 접목을 시킬 수 있을 것으로 볼수 있으며, 또한, 앞으로 센서 네트워크에 임베디드 시스템을 접목시킴으로써 홈 네트워크 분야뿐만 아니라 ,여러 산업 분야에 대해서 다양하게 응용 할 수가 있을 것으로 기대가 된다.
홈 네트워크를 구성하는 요소는 무엇인가?
이러한 홈 네트워크는 댁내에 설치되어 있는 조명기기나 냉·난방기구, 백색가전이나 AV가전, 컴퓨터 및 통신 기기, 홈 오토메이션 기계가 하나의 네트워크에 연결되어 지능화된 서비스들을 제공한다. 홈 네트워크를 구성하는 요소들은 사용자가 제어할 각종 장치, 즉, 위에서 열거한 각종 장치들과 장치를 제어할 수 있는 제어 모듈을 하나의 네트워크에 연결시키고, 이 두 장치들 간의 중간 역할을 해주는 홈 서버 즉, 홈 게이트웨이로 구성이 된다. 만약, 사용자가 실내 온도를 조절 하고 싶으면 사용자는 홈 네트워크 상에 설치되어 있는 단말기 등을 통해 홈 서버에 메시지를 보내게 되고, 홈 서버는 신호를 받으면 네트워크에 연결되어 있는 제어장치에게 신호를 보내므로써 온도를 낮추거나 올릴 수가 있다.
참고문헌 (10)
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Zigbee를 이용한 홈 네트워크. 전자부품연구원
김동균, 이명근, 전병찬, 이상정, "홈 네트워크 액세스 에이전트 및 테스트베드 설계 구현", 한국컴퓨터학회 논문지, 2006.
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정성욱, "전력선통신(PLC) 기술 및 표준화 동향", 한국표준협회, 2003.
나재훈, 채기준, 정교일, "센서 네트워크 보안 연구 동향", 한국전자통신, 2005.
윤성록, 서상호, 최호석, 황용석, 유형준, 박신종 "Zigbee : 저속-저가- 저전력의 무선 통신기술", 한국 정보통신대학교 시스템집적기술 연구소
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