[논문]Binary CDMA 기반의 무선 CCTV 시스템 설계 및 구현

최재원

doi:10.6109/jkiice.2012.16.1.072

Binary CDMA 기반의 무선 CCTV 시스템 설계 및 구현
Design and Implementation of a Wireless CCTV System based on the Binary-CDMA Technology 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.16 no.1, 2012년, pp.72 - 80

초록
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Binary CDMA는 음성 영상 등의 멀티미디어 데이터를 초고속으로 우수한 전송품질로 통신할 수 있는 우리나라가 개발한 새로운 표준 무선통신 기술이다. 본 논문에서는 케이블의 설치나 매설 작업 없이 원하는 장소에 자유롭게 설치할 수 있는 Binary CDMA 기반의 무선 CCTV 시스템 개발을 위한 시스템의 설계 및 구현방법에 관해 연구하였다. 멀티미디어 통신보드와 RF 모듈을 개발하고, 무선 영상전송기와 CCTV 중계기의 응용프로그램을 구현하여 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의 시제품을 개발하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Binary CDMA is a new standard technology for wireless communication developed by our country that makes high speed communications and good quality of services. In this paper we researched the design and implementation methods of a wireless CCTV System based on the Binary-CDMA technology that makes it freely installed in any place without cables and laying works. We implemented the hardware and software for the CCTV system and developed a Prototype Wireless CCTV system based on the Binary-CDMA technology.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Binary CDMA는 음성‧영상 등의 멀티미디어 데이터를 초고속으로 우수한 전송품질(QoS)로 통신할 수 있는 우리나라가 개발한 새로운 표준 무선통신 기술이다. 본 논문에서는 케이블의 설치나 매설 작업 없이 원하는 장소에 자유롭게 설치할 수 있는 Binary CDMA 기반의 무선 영상전송기와 무선 CCTV 중계기의 설계와 구현에 관해 연구하였다. 이를 위해 시스템 요구사항을 분석하고, TCP/IP 계층구조에 기초하여 시스템의 각 계층 별 주요 기술개발 내용을 정의한 후 이를 설계하고 구현하였다.
본 연구의 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의 목표는 케이블의 설치나 매설 작업 없이 원하는 장소에 자유롭게 설치할 수 있는 이동형 무선 영상전송기와 무선 CCTV 중계기를 개발하는 데 있다. 고속의 광대역 멀티미디어 통신으로 HDTV급 고화질 영상의 무선 송수신이 가능하도록 하고자 하며, 이의 구체적인 요구사항은 다음과 같다.
이에 본 논문에서는 Binary CDMA 기반 무선 CCTV 시스템 개발을 위한 시스템의 설계 및 구현방법에 관해 연구하였다. 이를 위해 먼저 시스템 요구사항을 분석하고, TCP/IP 계층구조에 기초하여 시스템의 각 계층별 주요 기술개발 내용을 정의한 후 이를 설계하고 구현하였다.

제안 방법

Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템 개발을 위해 TCP/IP 계층구조를 기초로 각 계층 별 주요 기술개발 내용을 아래와 같이 정의하고, 이의 개발방법과 설계에 대해 연구하였다.[3]
Binary-CDMA의 MAC 계층과 IP 계층의 망 연동은 개념적으로 기존 CSMA/CD의 Ethernet 혹은 CSMA/CA의 IEEE 802.11 무선 LAN과 IP 계층 간의 망 연동과 동일하므로 리눅스 커널의 망 연동 모듈을 수정한 후 재 컴파일하고 설치하여 Binary-CDMA MAC 계층과 IP 계층의 망연동을 실현한다.
CCTV 중계기는 MFC Stream Buffer에 수신된 압축 영상을 Decoding하여 MFC Frame Buffer에 저장하고, Post Processor에서 LCD 출력을 위한 위치지정과 Scaling 등의 변환작업을 수행한 후 LCD Frame Buffer에 저장하면 LCD Controller가 LCD 모니터로 출력한다. CCTV 중계기의 모니터 출력 모듈, 카메라 영상의 인코딩 절차, 구현 프로그램의 핵심 구현기술을 설명하였다.
고속의 광대역 멀티미디어 통신으로 고화질 영상의 무선 송수신을 가능하게 하는 Binary CDMA 통신기술에 대한 소개와 이를 기반으로 한 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의 개발을 위한 요구사항을 분석하였다.
고속의 동영상·음성 통신을 위한 멀티미디어 통신보드와 RF 모듈을 개발하고, Binary CDMA 드라이버와 망연동 모듈을 추가하여 리눅스 커널을 재구성 설치하고, MFC Codec API와 네트워크 소켓 API를 이용하여 무선 영상전송기와 CCTV 중계기의 응용프로그램을 구현하여 영상전송기와 중계기 세트로 구성된 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의 시제품을 개발하였다.
본 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템은 그림 3과 같이 자유롭게 설치된 CCTV 카메라들의 영상을 전송하는 다수의 이동형 무선 영상전송기와 영상전송기들로부터 수신된 영상을 DVR을 통해 녹화하고 영상 출력장치에 출력하여 실시간 모니터링이 가능하도록 하는 무선 CCTV 중계기로 구성된다.
삼성 제공의 MFC Codec API와 네트워크 소켓 API를 이용하여 무선 영상전송기와 CCTV 중계기의 응용프로그램을 구현하였다.
264로 Encoding한 압축 영상을 Stream Buffer를 거쳐 중계기로 전송한다. 영상전송기의 카메라 입력 모듈, 카메라 영상의 인코딩 절차, 구현 프로그램의 핵심 구현기술을 설명하였다.
이에 본 논문에서는 Binary CDMA 기반 무선 CCTV 시스템 개발을 위한 시스템의 설계 및 구현방법에 관해 연구하였다. 이를 위해 먼저 시스템 요구사항을 분석하고, TCP/IP 계층구조에 기초하여 시스템의 각 계층별 주요 기술개발 내용을 정의한 후 이를 설계하고 구현하였다.
264를 이용하여 실시간 영상압축과 전송을 한다. 이를 위해 삼성에서 제공한 Multimedia Acceleration 드라이버를 이용하여 인코딩과 디코딩을 하고, 네트워크 소켓 API를 이용하여 영상전송기와 중계기간에 통신을 한다.
본 논문에서는 케이블의 설치나 매설 작업 없이 원하는 장소에 자유롭게 설치할 수 있는 Binary CDMA 기반의 무선 영상전송기와 무선 CCTV 중계기의 설계와 구현에 관해 연구하였다. 이를 위해 시스템 요구사항을 분석하고, TCP/IP 계층구조에 기초하여 시스템의 각 계층 별 주요 기술개발 내용을 정의한 후 이를 설계하고 구현하였다.
① 노드 당 4채널의 동영상‧음성의 동시 통신을 지원하고, 고화질 영상의 다중 채널 동시 통신이 효율적이도록 멀티 쓰레드 기반의 다중 접속 서버로 구현한다. 제어용 채널과 데이터용 채널을 분리하여 통신 링크 설정 및 망 관리는 신뢰성 있는 TCP 소켓의 제어용 채널을 이용하고, 동영상과 음성은 빠른 실시간 전송을 위해 UDP 소켓의 데이터용 채널을 이용한다.

대상 데이터

Binary CDMA 기반의 음성‧동영상의 멀티미디어 통신을 지원하는 멀티미디어 통신 보드는 전자부품연구원(KETI)의 Binary CDMA SoC (KWPAN1200) 칩을 탑재한 대우전자부품의 RF 통합 모듈과 삼성의 S3C6410 멀티미디어 전용 CPU를 통합하여 제작한다. 이는 기존의 상용 CCTV 카메라 및 DVR / TV 등의 연결을 위한 표준 영상‧음성 인터페이스를 지원한다.
Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의 시제품을 제작하였고, 이의 설치 및 연결방법은 다음과 같다.

후속연구

Binary-CDMA MAC 계층과 기존의 IP 네트워크 계층 간의 망 연동이 이루어지면 네트워크 소켓 라이브러리와 삼성의 멀티미디어 코덱 라이브러리를 이용하여 무선 영상전송기와 CCTV 중계기의 응용 프로그램을 개발할 수 있다. 멀티미디어 코덱 라이브러리로 CCTV 영상을 인코딩/디코딩하고, 데이터 전송은 네트워크 소켓 라이브러리를 이용한다.
본 연구의 무선 CCTV 시스템은 유비쿼터스 시대에 국내 독자 표준의 Binary-CDMA 기술을 상용화한 것으로 무선영상전송, 홈네트워크, 로봇제어 등 다양한 분야에 응용될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	폐쇄회로텔레비전이란?	폐쇄회로텔레비전(CCTV: Closed Circuit Television)은 특정 공간에 설치된 카메라에 찍힌 영상정보를 폐쇄적인 유선 또는 무선 전송로를 통해 특정한 수신자에게 전송하는 시스템을 말한다. CCTV는 초기에 공장, 작업장, 백화점 등을 모니터링하기 위해 설치‧운영되었으나, 최근에는 범죄예방 등의 목적으로 주택가, 전철, 도서관 등 공공장소로 확대되고 있다.
	Binary CDMA가 제정되면서 어떠한 것이 가능하게되었는가?	Binary CDMA는 우리나라가 개발한 새로운 무선통신기술로 2009년 1월 국제표준(ISO)으로 최종 제정되었다. 이로 인해 2010년 125억불로 예상되는 세계 무선 네트워크 시장에 참여국이 아니 주도국으로 진출할 수 있는 기반을 마련하게 된 것이다. 과거 근거리 무선통신 제품 개발을 위해 비싼 로열티에도 불구하고 블루투스, 지그비와 같은 외국 표준 기술을 적용해오던 국내 기업들이 Binary CDMA 기술을 적용한 응용제품의 개발을 더욱 활발히 진행하게 될 것이다.
	CCTV는 어디에 설치되고 있는가?	폐쇄회로텔레비전(CCTV: Closed Circuit Television)은 특정 공간에 설치된 카메라에 찍힌 영상정보를 폐쇄적인 유선 또는 무선 전송로를 통해 특정한 수신자에게 전송하는 시스템을 말한다. CCTV는 초기에 공장, 작업장, 백화점 등을 모니터링하기 위해 설치‧운영되었으나, 최근에는 범죄예방 등의 목적으로 주택가, 전철, 도서관 등 공공장소로 확대되고 있다.

참고문헌 (8)

CCTV 저널, "CCTV 시장 동향", CCTV 저널, pp.102 - 117, 2010년 5월호.
KETI, "Binay CDMA Technology Overview", Wireless PAN Project Office, KETI, 2003년 2월.
최재원, "Binary CDMA 기반의 무선 CCTV 시스템의 개발방법 및 설계", 한국해양정보통신학회논문지, 제 15권 2호, 2011년 2월.

원문보기 상세보기
Samsung Electronics, "S3C6410X Application Notes", S3C6410X RISC Microprocessor, July 2008.
전자부품연구원, "Koinonia 표준 규격서 물리계층과 데이터링크계층 규격", 전자부품연구원 무선 PAN사업단, 2004년 10월.
Samsung Electronics, "S3C6400/6410 Scenario based Applications User's Manual", S3C6400/6410 RISC Microprocessor, 2008.
Samsung Electronics, "S3C6400/6410 Camera and Display Interface User's Guide", S3C6400/6410 RISC Microprocessor, 2008.
Samsung Electronics, "S3C6400/6410 HW Multimedia Codec(MFC) User's Guide", S3C6400/6410 RISC Microprocessor, 2008.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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