초록 ▼

$\cdot$ Global IP-USN Testbed 구축은 그림과 같이 싱가포르 IIR(Institute for Infocomm Research) 연구소와 독일 FOKUS 연구소, 경희대학교, 성균관대학교가 광대역통합망인 TEIN 3 - KOREN으로 연결된다. 이 연구망에서 Global IP-USN 통합관리 시스템 구축, 이기종 센서망 통합 미들웨어 설계, PMIPv6 기반 6LoWPAN 센서 노드의 게이트웨이 개발이 이루어지게 되며 응용 연구로 IP-USN 연동을 통한 위치추적 서비스 및 필요 기술을 개발한

$\cdot$ Global IP-USN Testbed 구축은 그림과 같이 싱가포르 IIR(Institute for Infocomm Research) 연구소와 독일 FOKUS 연구소, 경희대학교, 성균관대학교가 광대역통합망인 TEIN 3 - KOREN으로 연결된다. 이 연구망에서 Global IP-USN 통합관리 시스템 구축, 이기종 센서망 통합 미들웨어 설계, PMIPv6 기반 6LoWPAN 센서 노드의 게이트웨이 개발이 이루어지게 되며 응용 연구로 IP-USN 연동을 통한 위치추적 서비스 및 필요 기술을 개발한다. 본 연구를 통하여 궁극적으로는 이기종 센서망이 서로 유연하게 연동될 수 있으며 변화된 환경에 동적으로 적응하는 지능적 네트워크를 구성할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다.
$\cdot$ Global IP-USN 통합관리 시스템 구축
- Self-Configuration : 동적 토폴로지 구성, 노드 task 스케줄링, 에러 탐지 및 네트워크 복구
- Self-Adaptation : 상황인지 및 학습 시스템, traffic control
$\cdot$ 이기종 센서망 통합 미들웨어 설계
- 글로벌 IP-USN 원격 모니터링
- 다양한 응용의 이기종 센서망 연동
- NGN망을 통해 미들웨어간 연동 및 협업
- USN 통합 미들웨어 기능
$\cdot$ PMIPv6 기반 6LoWPAN 센서 노드의 이동성을 지원하는 게이트웨이 개발
- 센서 노드의 이동성 지원을 위한 에이전트 역할
- 경량화된 IPv6로 이기종 센서망 연동에 필수 기술
$\cdot$ 센서네트워크와 IP 네트워크와의 연동을 통한 위치추적 서비스
- 위치추적 서비스 개발
- PMIPv6 프로토콜 연구
- Localization 연구

Abstract

In this research, manage sensor network of all different kinds of sensor networks and monitoring, make orders to WSNs also. Easily combine using Sensor and Sensor Network.

목차 Contents

• 제 1 장 서론 ...21
• 제 1 절 개요 ...21
• 1. 연구목표 및 비전 ...22
• 제 2 절 관련 산업 동향 ...27
• 1. 산업동향 ...27
• 2. 시장예측 및 산업발전전망 ...31
• 제 3 절 관련 연구 동향 및 기술수준 ...33
• 1. 기술발전추세 ...33
• 2. 국내역량 ...51
• 제 2 장 본론 ...59
• 제 1 절 연구 목표 ...59
• 1. 연구 목표 ...59
• 제 2 절 연구 내용 및 결과 ...73
• 1. Global IP-USN 통합관리 시스템 ...74
• 2. USN 통합 미들웨어 명세 ...85
• 3. PMIPv6 기반 6LoWPAN 센서노드의 게이트웨이 개발 ...91
• 4. IP-USN 연동을 위한 PMIPv6 기법 연구 ...123
• 제 3 절 추진방법 ...134
• 1. 추진전략 ...134
• 2. 추진 체계 ...136
• 3. 추진 일정 ...137
• 제 4 절 응용연구 ...139
• 1. 위치추적 응용서비스 어플리케이션 ...139
• 제 5 절 기대 효과 ...144
• 제 6 절 자체평가 항목 ...145
• 1. 자체평가 기준 ...145
• 2. 자체평가 항목 ...146
• 3. 자체평가 결과 ...146
• 제 3 장 결론 ...152
• 그림 목차
• [그림 1] IP-USN 개요 및 활용범위 ...21
• [그림 2] 국내 u-City 사업 추진 현황 ...25
• [그림 3] IP-USN-Router 와 IP-USN Sensor Node ...28
• [그림 4] Sensinode ...30
• [그림 5] ArcRock ...30
• [그림 6] IP-USN 시장전망 (2007년, 정보통신부) ...32
• [그림 7] USN 미들웨어 플랫폼 구조 ...35
• [그림 8] 6LoWPAN의 범위 ...36
• [그림 9] IP-USN 연동 네트워크 ...37
• [그림 10] 6LoWPAN ...38
• [그림 11] uIPv6 데이터 전달 과정 ...38
• [그림 12] uIPv6 Stack ...39
• [그림 13] 핸드 오버 ...40
• [그림 14] IP 이동성 관리 범위 구조 ...41
• [그림 15] 실시간 국토모니터링을 위한 전체 시스템 구조도 ...48
• [그림 16] USN 미들웨어 구조 ...49
• [그림 17] 국내 USN 기업 경쟁력 ...54
• [그림 18] Global IP-USN 기반 구축 ...59
• [그림 19] 응용서비스를 위한 핵심기술 ...61
• [그림 20] IP-USN 관리 시스템 ...64
• [그림 21] Self-Configuration ...65
• [그림 22] Self Adaptation ...66
• [그림 23] USN 서비스 ...67
• [그림 24] IP-USN 서비스 구조 ...68
• [그림 25] USN의 미들웨어 ...69
• [그림 26] Global IP-USN 환경 ...74
• [그림 27] 센서 네트워크 매니지먼트 시스템 ...75
• [그림 28] Discovery 단계 ...76
• [그림 29] 토폴로지 탐색을 위한 정보수집과정 ...77
• [그림 30] Topology 설정 ...77
• [그림 31] Topology 재구성 ...78
• [그림 32] 혼잡 제어기법 ...81
• [그림 33] 원격 관리자 지원시스템 ...82
• [그림 34] MIB 구조 ...83
• [그림 35] Request message ...83
• [그림 36] Recovery message ...83
• [그림 37] 6LoWPAN frame format (UDP) ...84
• [그림 38] USN 서비스 미들웨어 모델 ...86
• [그림 39] 6LoWPAN 노드가 새로운 PAN으로 이동 한 후 이동성 지원을 위한 메시지 교환 시나리오 ...92
• [그림 40] PMIPv6 기반의 6LoWPAN 노드 이동성 지원을 위한 메시지 교환 흐름도 ...93
• [그림 41] Unicast RS 메시지 송신 시나리오 ...95
• [그림 42] RS 메시지 포맷 ...96
• [그림 43] Unicast RA 메시지 송신 시나리오 ...97
• [그림 44] RA 메시지 포맷 ...98
• [그림 45] RA 메시지에 포함되는 6LoWPAN 16-bit address 옵션 포맷 ...98
• [그림 46] 6LoWPAN Gateway 구성도 ...100
• [그림 47] AAA Request 메시지 포맷 ...101
• [그림 48] AAA Reply 메시지 포맷 ...101
• [그림 49] Proxy Binding Update 과정 ...102
• [그림 50] Proxy Binding Acknowledgement 과정 ...103
• [그림 51] 일반 센서 네트워크의 센서 노드와 6LoWPAN Mobile Node의 이동 판단차이 ...104
• [그림 52] 겹친 센서 네트워크에 위치한 Mobile Node ...105
• [그림 53] Test-Bed 환경 ...106
• [그림 55] Router Discovery Packet Capture ...108
• [그림 56] Router Discovery Test시의 Ping6 실행 화면 ...109
• [그림 57] Neighbor Discovery Packet Capture ...110
• [그림 58] Neighbor Discovery Test를 위한 ndisc6 실행 화면 ...110
• [그림 59] 시연 네트워크 구성 ...111
• [그림 60] 6LoWPAN의 경로 형성 ...111
• [그림 61] 경로 요청 (RREQ) 메시지의 전달 ...111
• [그림 62] 경로 응답 (RREP) 메시지의 전달 ...112
• [그림 64] 6LoWPAN 내 UDP 패킷 전달 ...112
• [그림 65] Main Server와 Mobile Node의 PING 테스트 ...113
• [그림 66] 6LoWPAN 센서 노드의 이동에 따른 Router Solicitaion 패킷 전달 ...114
• [그림 67] 센서 노드의 이동시 MAG의 패킷 캡쳐 화면 ...115
• [그림 68] 센서 노드가 진입한 MAG의 Routing Table ...115
• [그림 69] 센서 노드의 이동시 LMA의 패킷 캡쳐 화면 ...116
• [그림 70] 센서 노드의 이동시 LMA의 Routing Table ...117
• [그림 71] 센서 노드의 이동시 Ping 테스트 화면 ...117
• [그림 72] 6LoWPAN 센서 노드 ...118
• [그림 73] Pulse-Oximeter Sensor ...118
• [그림 74] 서버 어플리케이션 구조 ...120
• [그림 75] 윈도우 서버 네트워크 설정 (IPv6 주소 설정) ...121
• [그림 76] 윈도우 서버 네트워크 설정 (IPv6 라우팅 경로 설정) ...121
• [그림 77] 환자 상태 모니터링 프로그램의 구성 ...122
• [그림 78] Proactive 모드의 메시지 흐름 ...124
• [그림 79] Reactive 모드의 메시지 흐름 ...125
• [그림 80] 부하분산 신호 동작 과정 ...127
• [그림 81] 각 MAG의 부하 상태 ...128
• [그림 82] 모바일 센서노드가 앵커노드의 위치정보를 획득하는 과정 ...130
• [그림 83] 모바일 센서노드가 위치할 수 있는 지역을 계산하는 과정 ...131
• [그림 84] 그리드 스캔 알고리즘을 사용한 모바일 센서노드의 최종 위치를 계산하는 과정 ...132
• [그림 85] 모바일 센서노드의 위치측정 정확도 ...133
• [그림 86] 추진전략 ...135
• [그림 87] 추진체계 ...136
• [그림 88] 성균관대학교 추진체계 ...136
• [그림 89] 테스트베드에서 제공하는 서비스 구성도 ...139
• [그림 90] 테스트베드의 메시지 흐름도 ...141
• [그림 91] 구글 맵과 연동한 위치 추적 화면 ...142
• [그림 92] 실시간 영상 정보를 제공하는 위치 추적 화면 ...143
• 표 목차
• [표-1] 국내 u-City 특징 및 현황 ...24
• [표 2] USN 성장 추세 (ETRI, 사업화전략 연구팀, 2007) ...32
• [표 3] IEEE 1451 워킹그룹 ...33
• [표 4] NetMM 프로토콜의 설계상의 목표 ...42
• [표 5] 국외 주요 프로젝트 현황 ...45
• [표 6] 국내 프로젝트 현황 ...47
• [표 7] 선진국 대비 국내 기술개발 수준 ...55
• [표 8] 세부 기술의 국제경쟁력 ...56
• [표 9] 국내 전문가 및 전문기관 현황 ...57
• [표 10] 세부 연구 내용별 목표 ...62
• [표 11] Global IP-USN 통합관리 시스템 목표 ...66
• [표 12] PMIPv6 기반 6LoWPAN 센서노드의 게이트웨이 개발 목표 ...72
• [표 13] PMIPv6 기반 IP-USN 연구 목표 ...73
• [표 14] Parent node table ...78
• [표 15] 메타데이터의 종류 ...87
• [표 16] RS 메시지 주요 데이터 ...96
• [표 17] RA 메시지 주요 데이터 ...98
• [표 18] Test-bed IP 주소 설정사항 ...107
• [표 19] 센서와 서버간 UDP 소켓 통신 프레임 포맷 ...119
• [표 20] 센서와 서버간 UDP 소켓 통신 프레임의 각 속성 내용 ...119