본 논문에서는 Esp8266 모듈과 Node.js, TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 소형경량 데이터 통합장치를 설계하였다. 본 장치는 Wifi연결 기능을 지원하는 Esp8266모듈을 사용하여 서버와 클라이언트를 구성하고, TCP/IP의 소켓 통신을 사용하여 양방향 데이터 전송을 지원하도록 구성하였다. 서버는 Node.js 운영체제를 사용하여 구성하고 Mysql을 사용하여 데이터를 통합할 수 있게 하였으며, 네트워크는 홈 네트워크와 같이 공유기를 중심으로 사설 IP를 부여하여 Esp8266이 각각 독립적인 IP를 가지게 설계하였다. 본 장치는 양방향으로 데이터를 전송 할 수 있고, 서버 측에서 각각의 클라이언트 데이터들을 저장할 수 있으며 또한 Wire-Shark를 통해 양방향으로 전송되어지는 데이터의 흐름을 확인할 수 있어서 소형의 실시간 데이터 통합 및 융합 장치로 활용할 수 있다.
본 논문에서는 Esp8266 모듈과 Node.js, TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 소형경량 데이터 통합장치를 설계하였다. 본 장치는 Wifi연결 기능을 지원하는 Esp8266모듈을 사용하여 서버와 클라이언트를 구성하고, TCP/IP의 소켓 통신을 사용하여 양방향 데이터 전송을 지원하도록 구성하였다. 서버는 Node.js 운영체제를 사용하여 구성하고 Mysql을 사용하여 데이터를 통합할 수 있게 하였으며, 네트워크는 홈 네트워크와 같이 공유기를 중심으로 사설 IP를 부여하여 Esp8266이 각각 독립적인 IP를 가지게 설계하였다. 본 장치는 양방향으로 데이터를 전송 할 수 있고, 서버 측에서 각각의 클라이언트 데이터들을 저장할 수 있으며 또한 Wire-Shark를 통해 양방향으로 전송되어지는 데이터의 흐름을 확인할 수 있어서 소형의 실시간 데이터 통합 및 융합 장치로 활용할 수 있다.
In this paper, Esp8266, Node.js, and TCP / IP socket communication are used to design a compact data integration device. This device is designed to configure server and client using Esp8266 module that supports Wifi connection and to support bidirectional data transmission using TCP / IP socket comm...
In this paper, Esp8266, Node.js, and TCP / IP socket communication are used to design a compact data integration device. This device is designed to configure server and client using Esp8266 module that supports Wifi connection and to support bidirectional data transmission using TCP / IP socket communication. The server is configured using the Node.js operating system, and the database is integrated using Mysql. The network is designed to have a separate IP address by assigning a private IP address to the router, such as a home network. This device can transmit data bidirectionally, store individual client data on the server side, and can check the flow of data transmitted bidirectionally through wire-shark, so that it can be used as a compact real-time data integration and convergence device.
In this paper, Esp8266, Node.js, and TCP / IP socket communication are used to design a compact data integration device. This device is designed to configure server and client using Esp8266 module that supports Wifi connection and to support bidirectional data transmission using TCP / IP socket communication. The server is configured using the Node.js operating system, and the database is integrated using Mysql. The network is designed to have a separate IP address by assigning a private IP address to the router, such as a home network. This device can transmit data bidirectionally, store individual client data on the server side, and can check the flow of data transmitted bidirectionally through wire-shark, so that it can be used as a compact real-time data integration and convergence device.
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제안 방법
염가로 구현하고, Wifi 연결과 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 소켓 통신을 이용하여 데이터의 양방향 통신 및 데이터 흐름을 실시간 감시할 수 있도록 하였다[4,5]. 또한 서버에 Mysql을 사용하여 각종 센서의 데이터를 저장하고 저장된 센서 데이터를 표준데이터 또는 과거 데이터와 비교하여 정상값과 경계값에 대한 상관값을 추출하여 데이터를 융합할 수 있도록 하여 실시간으로 현장의 상황을 판단을 할 수 있도록 설계하였다.
이런 장치들은 기존의 스탠드-온 컴퓨터(PC)를 이용하여 센서 데이터를 수집하는 방법에서 범용 프로세서나 암(ARM) 프로세서를 이용하여 데이터를 수집하는 단계로 소형화되어가는 추세이다. 본 연구에서 이러한 센서와 네트워크의 결합을 Esp8266 모듈과 DHT22센서 등을 이용하여 소형.염가로 구현하고, Wifi 연결과 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 소켓 통신을 이용하여 데이터의 양방향 통신 및 데이터 흐름을 실시간 감시할 수 있도록 하였다[4,5].
본 연구에서 이러한 센서와 네트워크의 결합을 Esp8266 모듈과 DHT22센서 등을 이용하여 소형.염가로 구현하고, Wifi 연결과 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 소켓 통신을 이용하여 데이터의 양방향 통신 및 데이터 흐름을 실시간 감시할 수 있도록 하였다[4,5]. 또한 서버에 Mysql을 사용하여 각종 센서의 데이터를 저장하고 저장된 센서 데이터를 표준데이터 또는 과거 데이터와 비교하여 정상값과 경계값에 대한 상관값을 추출하여 데이터를 융합할 수 있도록 하여 실시간으로 현장의 상황을 판단을 할 수 있도록 설계하였다.
3]과 같다. 제일 먼저 Wifi연결을 시도하여 서버와 연결 설정에 들어간 후 Socket.lua를 통해 TCP 클라이언트를 생성한 후에 센서(온도, 습도 등)를 측정한다. 그리고 센서 데이터는 TCP segment data로 전송되어지는데 TCP 헤더의 Push flag에 의해 바로 응용프로그램으로 전달된다.
js는 여러 모듈을 사용하여 서버구축이 가능한데, 이중 'net'모듈을 사용하여 TCP서버를 구축하였다. 클라이언트는 Esp8266 모듈과 각종 센서로 구축하였으며 ESPlorer 툴을 사용하여 운용 프로그램을 업로드 하였다.
대상 데이터
Esp8266은 내부는 Tensilica의 L106 Diamond 시리즈 32-bit 프로세스와 SRAM을 탑재하여 보다 저전력에서 고성능 동작이 가능하다. 센서와 같은 외부적인 데이터를 GPIO(General Purpose Input/Output)를 통해 제공 받고, 아날로그 데이터도 1 채널 받을 수 있다. 또한 내부 Flash memory에 특정 펌웨어를 업로드 하여 보다 쉬운 MCU(Micro Controller Unit) 컨트롤이 가능하다[9].
성능/효과
본 연구에서는 하나의 공유기로 연결되어지는 하나의 서버에 다수의 클라이언트들의 양방향 데이터 전송이 사용자의 개입이 없이도 사물간의 제어가 가능하다는 것이 소형의 Esp8266모듈을 이용하여서 설계가 가능하다는 것을 확인 하였다.
후속연구
또한 저장된 환경 데이터를 유사환경에서 측정한 표준데이터 또는 과거 데이터와 비교하여 각 항목에 대한 정상값과 경고값을 기준으로 메트릭스 형태로 데이터를 융합하면 화재, 장마 등 환경변화에 대한 중요한 정보도 도출할 수 있도록 설계되어 있다. 그러나 TCP/IP의 보안적인 요소와 데이터를 좀 더 가치 있는 정보로 융합하는 방법을 더욱 연구해야 할 것으로 사료된다.
이러한 데이터 통합장치는 APP이나 Web을 통해서 사용자에게 실시간으로 전기사용량, 수도사용량 등을 전달해 줄 수 있으며, 집안 내부의 각종 데이터(온도, 습도, 조도 등)를 서버에 전달함으로써 하나의 플랫폼으로 여러 데이터를 통합하는데 유용하게 사용될 수 있어서 소형 데이터 통합장치로도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
변수 데이터베이스에 mysql에 대한 유저이름, 비밀번호, 데이터베이스 이름 등을 설정하여 저장하고 데이터를 수신 받으면 query명령을 통해 특정 데이터 값을 DB에 저장한다. 저장된 데이터는 단독으로도 사용될 수 있지만 온도, 습도, 강수량, 풍속, 진동, 충격 등의 자료를 유사환경에서 측정한 표준데이터 또는 예년 데이터와 비교하여 각 항목에 대한 정상값과 경고값 기준에 따라서 메트릭스 형태로 데이터를 융합하면 화재, 장마, 지진, 홍수, 태풍 등 환경변화에 대한 중요한 정보를 도출할 수 있으며 이것을 각종 재해대책에 활용할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Esp8266 모듈의 장점은?
Espressif사에서 개발한 Esp8266 모듈은 Wifi 통신 기능을 독립적으로 지원하고 모바일 플랫폼 개발자를 위한 무선 SoC(System-on-Chip)로서 Esp8266EX을 기반으로 크기가 매우 작고 저 전력을 소모하므로 소형.염가로 IoT(Internet of Things) 장비를 설계할 수 있는 장점이 있으며 모듈의 중요 입출력 핀 구성은 [Fig. 2]과 같다[8].
소형 데이터 통합 장치는 어떤 일을 할 수 있는가?
이러한 데이터 통합장치는 APP이나 Web을 통해서 사용자에게 실시간으로 전기사용량, 수도사용량 등을 전달해 줄 수 있으며, 집안 내부의 각종 데이터(온도, 습도,조도 등)를 서버에 전달함으로써 하나의 플랫폼으로 여러 데이터를 통합하는데 유용하게 사용될 수 있어서 소형 데이터 통합장치로도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
소형 데이터 통합 장치는 어떻게 구성되는가?
소형 데이터 통합 장치는 [Fig. 1]과 같이 하나의 서버에 내부 공유기를 중심으로 여러 개의 센서들이 연결되어 서로 연관되는 동작을 할 수 있게 구성되어 있다. 서버는 Esp8266 모듈과 구글의 V8엔진을 기반으로 개발된 Node.
참고문헌 (15)
Jeong Lae Lee "Real time remote management for home network system using bio-physical sensor" Journal of the Korea Computer Information Society, Vol. 16, No. 1, pp. 117-124, 2011.
Joong-Soo Lim, "Design of High Speed Data Acquisition and Fusion System with STM32 Processor", Journal of Korea convergence Society, Vol. 7, No. 1, pp.9-15, 2016
Hong Gyu Kim, Seung Jin Moon, Jong Dae Lee "Cattle Shed Management System Based on Wireless Sensor Network with Bio and Environmental Sensors" The Institute of Electronics Engineers of Korea Information and Communications Society (ETRI) Vol. 38 No. 7(fusion technology), pp. 573-586, 2013.
Kwang Sin Shin, Joon Dal Kwon, Young Dong Lee, Wan Young Chung, "Ad-hoc home network system using wireless sensor network technology", Journal of the Korean Sensors Society, Vol. 16, No. 2, pp.142-149, 2007.
Joong-Soo Lim, "Design of Fusion Multilabeling System Controlled by Wi-Fi Signals", Journal of Korea convergence Society, Vol .6, No. 1, pp.1-5, 2015.
Dong Jo Kang, Hyun Ju Park, "A design and implementation of transmit/receive model to speed up the transmission of large string-data sets in TCP/IP socket communication" The Journal of the Korea Information Science and Technology Association, Vol. 17, No. 4, pp. 885-892, 2013.
Sung Jun Lee, Geun Taek Kang, Won Chang Lee, "Intelligent Refrigerated Container Monitoring System using TCP/IP", 2011 The 26th ICROS Conference, pp. 494-496, 2011.
Young Tae Jo, Jin Sup Choi, In Bum Jung "Traffic Information Acquisition System with Small Ultrasonic Sensors based on Wireless Sensor Networks", Journal of KISS: Computing Practices and Letters, Vol. 20, No. 7, pp. 408-424, 2014.
Chang Hyeon Lee, Ho-Guen Song, Hee-Dong Park, Do-Hyeon Kim "Implementation of Sensor Node Control Based on Sensed Data and Power Monitoring", Korea Multimedia Society Fall Conference Proceedings, Vol. 13, No. 2, 2010
Yong-Wook Nam, Yong-Hyuk Kim, "Speed estimation of sound-emitted objects through convergence of sound information analysis and smart device technology", Journal of Korea convergence Society, Vol. 6, No. 5, pp. 233-240, 2015.
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