초록

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본 논문은 기존의 단일 서버스와 고정된 특정 지역으로 한정된 센서네트워크 개념에서 탈피하여, 사용자가 휴대가능하여 어디서나 센서네트워크를 구성할 수 있고 센서네트워크에 접속할 수 있도록 하는 Zigbee 프로토콜을 이용하는 무선 센서 플랫폼(wireless sensor platform) 구조를 제안한다. 본 논문이 제안하는 무선센서플랫폼은 센서모듈을 이용하여 특정 종류의 물리량 또는 화학성분량을 검출하고 이를 무선통신으로 전달하거나 또는 자체 디스플레이에 표시하는 듀얼모드가 가능하다. 플랫폼의 구조는 휴대 폰과 접속하여 휴대폰으로부터 전원을 공급받고 상호간 데이터를 교환하기 위한 휴대폰 접속부와, 다른 센서노드나 PC 등에 데이터를 송수신하기 위한 Zigbee 무선통신부, 그리고 센서모듈 접속부로 구성되 며, 각각에 대한 구조를 설명한다. 휴대폰의 자원을 이용하여 센서노드의 휴대성을 극대화한 휴대폰 장 착 센서 노드들로 네트워크를 구성하는 방식의 제공은 개인 사용자의 센서네트워크 참여를 이끌고 환경 감시네트워크 등 다양한 서비스를 이끌어 낼 수 있다.

본 논문은 기존의 단일 서버스와 고정된 특정 지역으로 한정된 센서네트워크 개념에서 탈피하여, 사용자가 휴대가능하여 어디서나 센서네트워크를 구성할 수 있고 센서네트워크에 접속할 수 있도록 하는 Zigbee 프로토콜을 이용하는 무선 센서 플랫폼(wireless sensor platform) 구조를 제안한다. 본 논문이 제안하는 무선센서플랫폼은 센서모듈을 이용하여 특정 종류의 물리량 또는 화학성분량을 검출하고 이를 무선통신으로 전달하거나 또는 자체 디스플레이에 표시하는 듀얼모드가 가능하다. 플랫폼의 구조는 휴대 폰과 접속하여 휴대폰으로부터 전원을 공급받고 상호간 데이터를 교환하기 위한 휴대폰 접속부와, 다른 센서노드나 PC 등에 데이터를 송수신하기 위한 Zigbee 무선통신부, 그리고 센서모듈 접속부로 구성되 며, 각각에 대한 구조를 설명한다. 휴대폰의 자원을 이용하여 센서노드의 휴대성을 극대화한 휴대폰 장 착 센서 노드들로 네트워크를 구성하는 방식의 제공은 개인 사용자의 센서네트워크 참여를 이끌고 환경 감시네트워크 등 다양한 서비스를 이끌어 낼 수 있다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경에서 휴대폰에 접속 가능하여 사용자 휴대가 가능하고, 배터리 접속 시 stand-alone 형태로 기존 소형 무선센서의 역할도 가능한 듀얼모드의 센서 플랫폼 구조를 제안하고 실제 구현한 시스템에 대해 설명한다. 마이크로컨트롤러유닛 (Micro-Cont「olle「Unit, MCU)과 RF 트랜시버를 결합시킨 상용 SoC(System on Chip)를 사용하여 센서값 처리 및 무선 통신을 가능하게 하고, 한국정보통신기술협회 (TTA) 에서 규정 하고 있는 휴대폰 충전기 핀 규격과 휴대폰 연결 커넥터를 이용하여 휴대폰과의 접속이 가능한 하드웨어를 개발하였다.
• 지금까지 본 논문에서는 휴대宮 센서 플랫폼의 구조를 제안하고 3 동작 및 구현에 대해 기술하였다. 휴대폰 단말기에 장착가능한 구현된 센서 플랫폼은 휴대가 가능하고 사용자가 다양한 센서 모듈을 장착하여 이를 측정하고 휴대폰 디스플레이로 확인할 수 있다.

제안 방법

• 설명한다. 마이크로컨트롤러유닛 (Micro-Cont「olle「Unit, MCU)과 RF 트랜시버를 결합시킨 상용 SoC(System on Chip)를 사용하여 센서값 처리 및 무선 통신을 가능하게 하고, 한국정보통신기술협회 (TTA) 에서 규정 하고 있는 휴대폰 충전기 핀 규격과 휴대폰 연결 커넥터를 이용하여 휴대폰과의 접속이 가능한 하드웨어를 개발하였다. 또한, 플랫폼 간의 네트워크 구축과 통신을 위해 Z-Stack 소프트웨어를 이용하였다.
• 본 장에서는 구현한 센서 플랫폼의 기능을 검증하기 위해 두 가지 실험을 하였다. 첫번째는 플랫폼에 센서를 장착하고 센서값을 측정하여 확인하고, 두 번째로는 플랫폼 간의 네트워크를 구축하고 다른 센서 플랫폼을 통제하는 동작을 실험한다.
• 두 가지 실험을 하였다. 첫번째는 플랫폼에 센서를 장착하고 센서값을 측정하여 확인하고, 두 번째로는 플랫폼 간의 네트워크를 구축하고 다른 센서 플랫폼을 통제하는 동작을 실험한다.

대상 데이터

• 4GHz ISM 밴드안의 O-QPSK 변조 방식을 사용한다. 5MHz의 간격으로 대역을 분리하고 그 사이에서 주파수 도약을 지원하는 16 가지의 채널을 갖으며, RF 출력 파워는 250Kbps 데이터 속도에서 약 0 dBm 이다.
• 2ms 가 된다. 본 논문에서는 전세계적으로 사용 가능한 2.4GHz 밴드의 Zigbee 를 사용하였다.
• 4 의 특성 [4]을 요약한 것이다. 사용 주파수로 IEEE 802.15.4 에서 정의한 2.4Gh乙 868Mhz, 915Mhz의 주파수 대역을 사용하며 각각 250kbps, 20kbps, 40kbps 의 데이터 전송률을 제공한다. MAC 계층은 디바이스의 네트워크 연결 (Association) 및 탈퇴 (Disasso이ation), ACK 프레임 사용, 프레임의 유효성 검사, GTS(G너aranteed Time Slot) 사용,구조, CSMA-CA 메커니즘 등의 관리와 사용 방법을 제시함으로써 데이터의 손실과 전력 소모를 최소화하기 위한 구조로 되어있다.
• 있다. 휴대폰과의 연결 장치로는 24 핀 휴대폰 커넥터를 사용하였다. 한국정 보통신 기 술협 회 (TTA)에서 표준하고 있는 휴대폰 입출력단자를 사言함으로써 휴대폰에서 전원을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 이를 이言하여 휴대폰으로의 센서값 측정 데이터의 전달도 구현 가능하다.

이론/모형

• 구현한 센서플랫폼은 CC₂₄30 의 기본 구동과 통신을 위한 소프트웨어로 Z-Stack 소프트웨어를 사宮하였다. 그림 5는 소프트웨어의 구조를 보여주고 있다.
• 마이크로컨트롤러유닛 (Micro-Cont「olle「Unit, MCU)과 RF 트랜시버를 결합시킨 상용 SoC(System on Chip)를 사용하여 센서값 처리 및 무선 통신을 가능하게 하고, 한국정보통신기술협회 (TTA) 에서 규정 하고 있는 휴대폰 충전기 핀 규격과 휴대폰 연결 커넥터를 이용하여 휴대폰과의 접속이 가능한 하드웨어를 개발하였다. 또한, 플랫폼 간의 네트워크 구축과 통신을 위해 Z-Stack 소프트웨어를 이용하였다.
• 4 표준의 PHY 층과 MAC 층을 기반으로 하는 Zigbee 는 저전력, 저가격 및 안정성과 사용의 용이성을 필요로 하는 응용에 주안점을 둔 근거리 무선통신망 규격이다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에 활용 방안으로 Zigbee 프로토콜을 사용하였다. 이러한 적용은 사용자가 직접 센서 모듈로부터 읽어 들인 값을 디스플레이 장치로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 Zigbee 를 통해 네트워크에 참여하여 동작을 가능하게 해준다.

성능/효과

• 휴대폰 단말기에 장착가능한 구현된 센서 플랫폼은 휴대가 가능하고 사용자가 다양한 센서 모듈을 장착하여 이를 측정하고 휴대폰 디스플레이로 확인할 수 있다. 또한, 센서 네트워크의 활용 방안으로 Zigbee 무선통신 네트워크를 휴대용 센서플랫폼으로 구성하여 센서 네트워크를 구성할 수 있음을 보여주고 있다. 기존 센서 네트워크에서 무인으로 고정된 센서들이 자동으로 네트워킹하는 개념과 달리 인간이 센서노드를 휴대하여 네트워크에 직접 참여하는 개념으로 실생활에 있어 사용자 자신이 원하고 필요한 때에 외부로부터 정보를 얻고 이를 능동적으로 송신할 수 있다는 개념으로 새로운 서비스를 제공 할 수 있다.

후속연구

• 향후 연구과제로는 센서 플랫폼의 크기를 초소형화하여 더욱 휴대하기 편리한 모델을 제공할 계획이다. 또한, 사용자가 구성한 네트워크의 환경과 센서 플랫폼을 통해 읽어 들인 정보를 확인 가능한 GUKgraphical 너 interface)의 향상을 도모할 것이다.
• 이러한 기존의 시스템 환경을 이용할 때, 특정한 고정된 위치 및 목적에 대한 상태 측정만 가능하며, 시스템이 갖춰지지 않은 곳에서는 이용할 수 없다는 단점이 있다. 이러한 제약에서 벗어나기 위해 기존의 센서 노드에 이동성을 부여하고 사용자 환경에 맞는 센서 모듈의 선택적인 장착을 유도함으로써 사용자가 언제 어디서나 센서를 이용한 측정을 하고 이를 사용자에게 직접디스플레이 하거나, 또는 장/단거리 무선통신을 통하여 데이터를 전송하는 것도 가능하다면, 공간과 시간에 제약을 받지 않는 다양한 응용 서비스를 이용 가능하게 할 것이다. 가정 또는 대형 마켓에서 채소와 과일 등의 오염도를 직접 확인하여 물건을 선택 할 수 있으며, 사용자가 의심이 가는 환경의 대기.
• 기존 센서 네트워크에서 무인으로 고정된 센서들이 자동으로 네트워킹하는 개념과 달리 인간이 센서노드를 휴대하여 네트워크에 직접 참여하는 개념으로 실생활에 있어 사용자 자신이 원하고 필요한 때에 외부로부터 정보를 얻고 이를 능동적으로 송신할 수 있다는 개념으로 새로운 서비스를 제공 할 수 있다. 향후 발전된 센서를 장착 가능하도록 유연한 인터페이스를 제공하여 다양한 응용 서비스의 가능성을 가지고 있다. 향후 연구과제로는 센서 플랫폼의 크기를 초소형화하여 더욱 휴대하기 편리한 모델을 제공할 계획이다.
• 향후 발전된 센서를 장착 가능하도록 유연한 인터페이스를 제공하여 다양한 응용 서비스의 가능성을 가지고 있다. 향후 연구과제로는 센서 플랫폼의 크기를 초소형화하여 더욱 휴대하기 편리한 모델을 제공할 계획이다. 또한, 사용자가 구성한 네트워크의 환경과 센서 플랫폼을 통해 읽어 들인 정보를 확인 가능한 GUKgraphical 너 interface)의 향상을 도모할 것이다.

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