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IoT 빅데이터 수집을 위한 IP기반 이기종 네트워크 인터페이스 연동 게이트웨이
IP-Based Heterogeneous Network Interface Gateway for IoT Big Data Collection 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.23 no.2, 2019년, pp.173 - 178  

강지헌 (School of Electrical Engineering, Korea University)

초록
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최근 스마트 홈, 스마트 보안, 스마트 팩토리 등 IoT 환경에서 생성, 수집, 계측되는 데이터의 종류 및 양이 증가하고 있다. IoT 서비스를 위한 요소기술에는 원하는 정보를 측정하기 위한 센서 장치, 해당 장치를 컨트롤할 수 있는 임베디드 소프트웨어, 측정된 데이터를 송수신할 수 있는 네트워크 프로토콜, 수집된 데이터를 분석/저장할 수 있는 빅데이터 및 인공지능 기술이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 IoT 장치에서 활용되고 있는 다양한 네트워크 프로토콜을 하나의 통합된 장치에서 처리할 수 있는 장치 개발에 초점을 맞추고 있으며, 이를 실현하기 위한 이기종 네트워크 인터페이스 IoT 게이트웨이를 제안한다. OpenWrt 기반의 유무선 공유기를 활용하였으며, 무선 센서 네트워크 프로토콜의 IP기반 통신을 위해 6LoWPAN 스택을 이용하여 BLE와 IEEE 802.15.4 통신 모듈을 연동하였고, 자체 개발한 파이썬 기반 미들웨어를 이용하여 Z-Wave, LoRa 통신 모듈에서 송수신 되는 패킷을 IP 패킷을 변환하여 전송하는 기능을 개발하였다. 개발된 IoT 게이트웨이가 IoT 빅데이터를 효과적으로 수집할 수 있는 장치로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, the types and amount of data generated, collected, and measured in IoT such as smart home, security, and factory are increasing. The technologies for IoT service include sensor devices to measure desired data, embedded software to control the devices such as signal processing, wireless net...

주제어

#사물인터넷   #빅데이터   #지능형 게이트웨이  

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 OpenWrt 기반의 유무선 공유기에 총 6개의 (Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth(BLE), IEEE 802.15.4 (Zigbee), Z-Wave, and LoRa) 네트워크 인터페이스를 연결하여 각각의 이기종 네트워크 프로토콜에서 송수신 되는 데이터를 IPv4, IPv6 프로토콜로 변환하여 다양한 LR-WPAN 장치의 인터넷 연결성을 지원하는 것을 목표로 한다.
  • 현재 대부분의 IoT 시스템은 영역별 독립적으로 데이터를 생산해 내고 있으나, IoT 시스템의 활용 극대화를 위해서는 독립적으로 생성되는 대량 또는 다양한 정보가 공유되고 융합될 수 있는 환경 구축이 필수적이다. 본 논문에서는 영역별 독립적으로 사용되는 이기종 IoT 네트워크 인터페이스를 IP 기반으로 연동할 수 있는 IoT 게이트웨이를 제안한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
사물인터넷이란 무엇인가? 사물인터넷(IoT : Internet of Things)은 각종 사물에 센서와 유무선 통신 기능을 내장하여 모든 기기들 간의 연결성을 제공하는 기술이다. 사물인터넷에서 생성되는 데이터를 측정/전달/저장/분석하기 위해 빅데이터 기술이 중요해지고 있으며, 사물인터넷과 빅데이터 간의 관계는 기술의 발전과 홈/산업 현장의 요구에 따라 더욱 밀접해지고 있다[1,2].
Bluetooth classic의 한계점은 무엇인가? 대표적인 근거리 무선 통신 (LR-WPAN : low rate wireless personal area network) 기술인 bluetooth는 기기들 간의 point-to-point 관계를 형성하여 통신하는 bluetooth classic 방식을 사용한다. Bluetooth classic은 디바이스들 간의 무선으로 연결할 수 있는 편리함을 제공하지만, 연결되어 있는 동안에는 배터리를 빠르게 소모시키기 때문에 장시간 사용하는데 제약사항이 있었다. 새로운 bluetooth 표준으로 bluetooth 4.
Zigbee 기술의 특징은 무엇인가? 0 출시로 인해 기존 프로토콜의 inter operability 문제를 해결하기 위해 지속적으로 표준 기술 개발이 진행 중이다. 물리/링크 계층 표준으로는 IEEE 802.15.4를 적용하고 있으며, 최근 구글이 주도하는 openThread 그룹에서 또한 IEEE 802.15.4를 하위 계층으로 정의하고 있어 그 활용성이 증가할 것으로 기대된다[9].
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참고문헌 (9)

  1. A. Tiwary, M. Mahato, A. Chidar, M. K. Chandrol, M. Shrivastava, and M. Tripathi, "Internet of things (IoT): research, architectures and applications," International journal on Future Revolution in Computer Science and Communication Engineering, vol. 4, no. 3, pp. 23-27, Mar. 2018. 

  2. J. Priyanka, "Cloud-enable wireless body area network for pervasive health care," Asia-pacific Journal of Convergent Research Interchange, vol. 2, no. 3, pp. 43-51, Sep. 2016. 

  3. N. Shah, C. Bhatt, and D. Patel, "IoT gateway for smart devices," Internet of Things and Big Data Analytics Toward Next-Generation Intelligence, vol. 30, pp. 179-198, Aug. 2017. 

  4. F. Jalali, O. J. Smith, T. Lynar, and F. Suits, "Conginitive IoT gateways: automatic task sharing and switching between cloud and edge/fog computing," in Proceeding of ACM Special Interest Group on Data Communication, Los Angles, USA, Aug. 2017. 

  5. OpenWrt -Wirelss Freedom, OpenWrt.org [Internet]. Available: http://openwrt.org. 

  6. K. Kwon, and K.-H. Lee, "Implementation of home network services using OpenWRT-based wireless access point and Zigbee communications," Journal of the Korea Information and Communication Engineering, vol. 22, no. 2, pp. 375-381, Feb. 2018. 

  7. S. Yang, I. Kang, B. Goh, and H. Jung, "A realtime traffic shapping method for VPN tunneling on smart gateway supporing IoT," Journal of the Korea Information and Communication Engineering, vol. 21, no. 6, pp. 1121-1126, Jun. 2017. 

  8. A. E. Boualouache, O. Nouali, S. Moussaoui, and A. Derder, "A BLE-based data collection system for IoT," in Proceeding of the First Conference on New Technologies of Information and Communication, Mila, Algeria, 2016. 

  9. G. H. Kumar and G. P. Ramesh, "Novel gateway free device to device communication technique for IoT to enable direct communication between homogeneous devcies," International journal of Pure and Applied Mathematics, vol. 118, no. 16, pp. 565-578, 2018. 

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