무선 기반 네트워크와 인터넷 기술의 급속한 발전과 더불어, 주변의 모든 사물들이 인터넷으로 연결되어지는 초 연결 사회로 발전해 가고 있으며, 최근 사물인터넷에 기반한 스마트 응용 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 사물인터넷은 사람, 사물, 공간, 데이터 등이 유무선 네트워크로 연결되어, 정보의 생성, 수집, 공유 및 활용을 할 수 있는 초 연결망을 구축하는 것으로 여기에 다양한 센서들과 클라우드 기술을 이용하여 실시간 상황정보를 수집 저장하여 스스로 판단하고 결정할 수 있는 지능을 부여하여 서비스화 하는 스마트 응용 개발이 주류를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 시대적 조류에 맞춰 사물인터넷을 기반으로 하는 모바일 컴퓨팅 환경에서 센서와 클라우드 등 첨단 ICT 기술을 이용하여 특정 상황정보의 실시간 탐지와 인식을 바탕으로 현재 상황에 맞는 정확한 판단과 결정을 내릴 수 있는 지능을 기반으로 실시간 제어와 통제 및 처리를 할 수 있는 스마트 응용을 설계하고자 한다.
무선 기반 네트워크와 인터넷 기술의 급속한 발전과 더불어, 주변의 모든 사물들이 인터넷으로 연결되어지는 초 연결 사회로 발전해 가고 있으며, 최근 사물인터넷에 기반한 스마트 응용 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 사물인터넷은 사람, 사물, 공간, 데이터 등이 유무선 네트워크로 연결되어, 정보의 생성, 수집, 공유 및 활용을 할 수 있는 초 연결망을 구축하는 것으로 여기에 다양한 센서들과 클라우드 기술을 이용하여 실시간 상황정보를 수집 저장하여 스스로 판단하고 결정할 수 있는 지능을 부여하여 서비스화 하는 스마트 응용 개발이 주류를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 시대적 조류에 맞춰 사물인터넷을 기반으로 하는 모바일 컴퓨팅 환경에서 센서와 클라우드 등 첨단 ICT 기술을 이용하여 특정 상황정보의 실시간 탐지와 인식을 바탕으로 현재 상황에 맞는 정확한 판단과 결정을 내릴 수 있는 지능을 기반으로 실시간 제어와 통제 및 처리를 할 수 있는 스마트 응용을 설계하고자 한다.
With the rapid growth of the up-to-date wireless network and Internet technologies, huge and various types of things around us are connected to the Internet and build the hyper-connected society, and lots of smart applications using these technologies are actively developed recently. IoT connects hu...
With the rapid growth of the up-to-date wireless network and Internet technologies, huge and various types of things around us are connected to the Internet and build the hyper-connected society, and lots of smart applications using these technologies are actively developed recently. IoT connects human, things, space, and data with various types of networks to construct the hyper-connected network that can create, collect, share and appling realtime information. Furthermore, most of the smart applications are concentrated on the service that can collect and store realtime contexts using various sensors and cloud technology, and provide intelligence by making inferences and decisions from them nowadays. In this paper, we design a smart application that can accurately control and process the current state of the specific context in realtime by using the state-of-the-art ICT techniques such as various sensors and cloud technologies on the IoT based mobile computing environment.
With the rapid growth of the up-to-date wireless network and Internet technologies, huge and various types of things around us are connected to the Internet and build the hyper-connected society, and lots of smart applications using these technologies are actively developed recently. IoT connects human, things, space, and data with various types of networks to construct the hyper-connected network that can create, collect, share and appling realtime information. Furthermore, most of the smart applications are concentrated on the service that can collect and store realtime contexts using various sensors and cloud technology, and provide intelligence by making inferences and decisions from them nowadays. In this paper, we design a smart application that can accurately control and process the current state of the specific context in realtime by using the state-of-the-art ICT techniques such as various sensors and cloud technologies on the IoT based mobile computing environment.
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문제 정의
본 연구에서는 사물인터넷을 기반으로 하는 모바일 컴퓨팅 환경에서 센서와 클라우드 등 첨단 ICT 기술을 이용하여 특정 상황정보의 실시간 탐지와 인식을 바탕으로 현재 상황에 맞는 정확한 판단과 결정을 내릴 수 있는 지능을 기반으로 실시간 제어와 통제 및 처리를 할 수 있는 스마트 응용을 설계하고 구현하고자 한다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.
제안 방법
자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로 가로, 세로, 높이 축에 대해 회전하는 속도를 측정하여 각속도를 측정하는데 이때 측정되는 각속도를 적분하면 회전각을 얻을 수 있다. 가속도 센서와 자이로 센서를 조합하여 자세 상황정보의 가로축 X를 중심으로 회전각인 Roll, 세로축 Y를 중심으로 회전각인 Pitch, 그리고 높이축 Z를 중심으로 회전각 Yaw의 각도를 이용하여 정확한 이동체의 자세 상황정보를 구하게 된다
최근 사물인터넷은 다양한 센서들과 클라우드 기술을 이용, 실시간 상황정보를 수집 가공하여 스스로 판단하고 결정할 수 있는 지능을 부여한 서비스화된 스마트 응용 개발이 주류를 이루고 있다. 본 논문에서는 사물인터넷기반 센서와 클라우드 등 첨단 ICT 기술을 접목하여 특정 상황 정보의 실시간 탐지와 인식을 바탕으로 현재 상황에 맞는 정확한 판단과 결정을 내릴 수 있는 지능기반 실시간 제어와 통제 및 처리를 할 수 있는 스마트 응용을 설계하고 제안한 알고리즘의 성능 확인을 위해 프로토 타입 시스템을 구현하여 IoT 기반 클라우드 서비스를 통해 확인하였다. 향후 연구과제로는 본 논문에서 제안한 스마트 응용을 이용한 구현과 실세계 활용에 관한 것이다.
본 연구에서 설계한 IoT기반 응용은 입력 센서모듈, 상황정보 분석 처리모듈 그리고 actuator 제어모듈 등 세 부분으로 구성된다. 입력 센서모듈은 3축 중력 가속도계, 각속도계, 지자기계, 기압고도계 등을 사용하며, 이들 센서들이 수집하는 이동체의 실시간 자세 상황정보를 바탕으로 현재 이동체의 자세를 판단하는 근거가 된다.
입력 센서모듈에서는 3축 중력 가속도계와 각속도계 센서를 이용하여 주행하는 이동체의 자세 상황정보를 수집하고, 처리모듈에서 측정된 이동체의 자세정보를 바탕으로 실시간 균형 이탈정도를 계산하여 actuator 모듈에 자세제어를 위한 균형 복원작업을 수행하도록 한다. 이 과정은 실시간으로 이루어지며 외부요인으로 인한 이동체의 일시적 불균형을 즉시 해소할 수 있다.
표1에서는 각 컴포넌트에서 사용된 주요 시스템 환경을 보여준다. 표에 보인바와 같이 시스템 처리기는 인텔 에디슨 보드를 사용하였고, 센서는 MPU6050, 구동장치는 BLDC 모터, 그리고 실행 결과 확인을 위해 CleanFlight와 Ubidots 클라우드 서비스를 사용하였다.
이론/모형
[6] 여기서 K항은 상수이고 e(t)항은 각 항에 대한 오차를 나타낸다. 보다 안정적인 자세 제어를 위해 경험적 방법을 통해 gain값을 계산하는 Ziegler-Nicholas 튜닝방법을 적용하기도 한다.[5]
후속연구
본 논문에서는 사물인터넷기반 센서와 클라우드 등 첨단 ICT 기술을 접목하여 특정 상황 정보의 실시간 탐지와 인식을 바탕으로 현재 상황에 맞는 정확한 판단과 결정을 내릴 수 있는 지능기반 실시간 제어와 통제 및 처리를 할 수 있는 스마트 응용을 설계하고 제안한 알고리즘의 성능 확인을 위해 프로토 타입 시스템을 구현하여 IoT 기반 클라우드 서비스를 통해 확인하였다. 향후 연구과제로는 본 논문에서 제안한 스마트 응용을 이용한 구현과 실세계 활용에 관한 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
초 연결 사회란?
최근 무선기반 네트워크를 중심으로 하는 통신기술과 인터넷 응용기술의 급속한 발전과 스마트 폰 및 테블릿PC와 같은 휴대용 단말기술의 대중화와 더불어, 정보화 사회는 주변의 모든 사물들이 인터넷을 중심으로 연결되어지는 초 연결 사회로 급속히 발전해 가고 있으며, 인간 간의 소통뿐 아니라 인간과 사물 그리고 인간을 배제한 사물 간 직접 소통 형태의 새로운 패러다임으로 그 변화가 현실화되고 있다. 이와 같이 인터넷을 중심으로 “초 연결 사회”를 구성하고 서로 다양한 형태의 정보를 생산·가공·처리·유통과정을 통해 기존 재화의 가치를 높이는새로운 유형의 ICT 기술을 “사물 인터넷”이라 한다.
최근 IoT는 어떤 개발이 주류를 이루고 있는가?
무선 인터넷 기술의 급속한 발전과 더불어, 주변의 모든 사물들이 인터넷으로 연결되는 초 연결 사회로 급속히 발전하고 있으며, 이를 이용한 사물인터넷기반 스마트 응용의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 최근 사물인터넷은 다양한 센서들과 클라우드 기술을 이용, 실시간 상황정보를 수집 가공하여 스스로 판단하고 결정할 수 있는 지능을 부여한 서비스화된 스마트 응용 개발이 주류를 이루고 있다. 본 논문에서는 사물인터넷기반 센서와 클라우드 등 첨단 ICT 기술을 접목하여 특정 상황 정보의 실시간 탐지와 인식을 바탕으로 현재 상황에 맞는 정확한 판단과 결정을 내릴 수 있는 지능기반 실시간 제어와 통제 및 처리를 할 수 있는 스마트 응용을 설계하고 제안한 알고리즘의 성능 확인을 위해 프로토 타입 시스템을 구현하여 IoT 기반 클라우드 서비스를 통해 확인하였다.
사물 인터넷기반 스마트 응용을 위해 어떤 기술들이 요구되는가?
사물 인터넷기반 스마트 응용은 센서기술, 상황인식기술, 칩 디바이스 기술, 무선기반의 통신기술, 경량화된 임베디드 네트워크 기술, 자율적·지능형 플랫폼 기술, 클라우드 기술과 빅 데이터 기술, 데이터 마이닝 기술, 사용자 중심의 웹 서비스 기술 그리고 보안 및 프라이버시 보호 기술 등 다양한 융합 기술들이 요구된다.[4] 사물 인터넷의 주요 개념은 주변 사물이나 장치들을 네트워크로 연결하여 커넥티드 디바이스를 구성하고 여기에 다양한 센서들과 클라우드 기술을 이용하여 실시간 상황정보를 수집 저장하여 스스로 판단하고 결정할 수 있는 지능을 부여하여 서비스화 함으로써 새로운 가치를 창출하고자 하는데 있다.
참고문헌 (6)
H. Y. Kim, Internet of Things : Concept, Implementation, and Business, HongReung Science Pub. Co., 2014.
M. Koster, Data Models for the Internet of Things, 2012.
P. Pahlevani, M. Hundeboll, M. Pedersen, D. Lucani, H. Charf, F. Fitzek, H. Bagheri, M. Katz, "Novel Concepts for Device-to-Device Communication Using Network Coding", IEEE Communications Magazine, pp. 32 - 39, 2014.
S. J. Oh, "Design of a Smart Application for Remote Diagnosis in Ubiquitous Computing Environment", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication (IIBC), vol. 16, no. 4, pp. 81 - 87, August 2016.
Y. Kim, J. Shin, S. Lee, H. Lee, H. Lim, K. Kim, S. Lee, "Quadrotor Attitude Stabilization by Using PID Controller", Journal of Aerospace System Engineering, vol., 4, no., 4, pp. 18 - 27, 2010.
Y. W. Chang, S. T. Lim, T. H. Kim, K. H. Lee, S. J. Baek, K. T. Chong, "Design and Simulation Quadrotor Controller for Stable Positioning Control", Proceedings of the Conference on Information and Control System, pp. 205 - 206, 2011.
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