초록 ▼

가. 연구 개발 목표
(1) 다중 무선환경(IR 및 ZigBee)을 갖는 유비쿼터스 리모콘 및 기기제어모듈 개발
(가) ZigBee 개발 목표
사용주파수 범위 : 2.4Ghz ISM 밴드 . 사용 채널 : 16 채널 . 모듈레이션 : O-QPSK
전송속도 : 250Kbps
전송 거리 : 10m 이상 . 전송 출력 : 15dBm/Channel
프로토콜 : ZigBee 표준화 프로토콜 (나) IR 개발 목표 . 사용주파수 범위 : 34Khz ~ 40Khz
모듈레이션 : FM
Frame Leng

가. 연구 개발 목표
(1) 다중 무선환경(IR 및 ZigBee)을 갖는 유비쿼터스 리모콘 및 기기제어모듈 개발
(가) ZigBee 개발 목표
사용주파수 범위 : 2.4Ghz ISM 밴드 . 사용 채널 : 16 채널 . 모듈레이션 : O-QPSK
전송속도 : 250Kbps
전송 거리 : 10m 이상 . 전송 출력 : 15dBm/Channel
프로토콜 : ZigBee 표준화 프로토콜 (나) IR 개발 목표 . 사용주파수 범위 : 34Khz ~ 40Khz
모듈레이션 : FM
Frame Length : 200msec 이내 . 전송 거리 : 2m 이내
(2) ZigBee 모듈(종단 장치)
사용주파수 범위 : 2.4Ghz ISM 밴드 . 사용 채널 : 16 채널 . 모듈레이션 : O-QPSK
전송속도 : 250Kbps
전송 거리 : 10m 이상 . 전송 출력 : 7dBm/Channel
프로토콜 : ZigBee 표준화 프로토콜
나. 연구 개발 내용
(1) 유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어 모듈 개발
(가) ARM9 이상의 프로세서를 적용한 베이스 보드 개발
유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어모듈의 효율적인 운용과 기기 제어의 확장 성을 고려하여 ARM9 이상의 코어가 적용된 프로세서를 사용하여 구현한다.
(나) 운용 RTOS Kernel 개발
Software의 이식성 및 확장성을 고려하여 RTOS는 Linux를 적용하여 설계한다.
(다) Touch Pad 인터페이스 개발
효율적인 사용자 편의를 제공하기 위해 기기 제어 인터페이스를 Key Pad 형태에서 진일보한 Touch Pad로 구현하여 유연한 사용자 제어 환경을 제 공한다.
(라) GUI 적용 개발
Touch Pad의 활용성을 높이고 사용자의 접근을 용이하게 제공하기 위해 메뉴 선택을 GUI를 통해 가능하도록 한다.
(마) ZigBee 프로토콜 개발
유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어모듈과 ZigBee 종단 장치 모듈의 상호 통 신의 신뢰성을 보장하기 위해 ZigBee Allance의 표준화 통신 프로토콜을 적용 구현한다.
(바) Ir 프로토콜 개발
가전 기기에 사용되는 FM Ir 제어 기능을 동일하게 적용하여 호환성을 제공하도록 설계 구현한다.
(사) 가전 제품 제어
ZigBee 모듈을 탑제한 에어컨, TV을 유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어 모 듈을 통해 ZigBee 무선 통신으로 제어 가능하도록 구현한다.
(2) ZigBee 모듈 개발
(가) ZigBee 프로토콜 개발
유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어모듈과 상호 통신의 신뢰성을 보장하기 위 해 ZigBee Allance의 표준화 통신 프로토콜을 적용 구현한다.
(나) 충전 Battery 접속 부 개발
범용 AA Size 1.5V 전지를 직렬로 3개 사용하여 종단 장치의 전원과 별 도로 동작 가능하도록 구현 하며 충전용 전지로 전환 가능하도록 한다.
(3) 기구물 개발
(가) 설계
유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어모듈의 Touch Pad를 기준으로 기구 크기을 정의 하며 Autocad Tool을 사용하여 구현 한다.
(나) 제작
판금 형태로 제작하며 Touch Pad를 상단에 배치하여 기기 제어의 편의성 을 제공 하며 ZigBee 및 Ir 무선 신호의 전달이 원활하도록 신호 전송 부는 아크릴 처리 하여 통신이 원활 하도록 구현한다.

목차 Contents

• 우수신기술 지정.지원사업 최종보고서 ...1
• 제출문 ...3
• 요약문 ...4
• 목차 ...9
• 제1장 서론 ...13
• 제1절 기술 개발의 개요 ...13
• 1. Zigbee 무선 통신 원천 기술 확보 ...13
• 2. Zigbee 무선 통신 응용 기술 축척 ...13
• 제2절 기술 개발의 배경 ...14
• 1. 기술적 배경 ...14
• 가. 가전 부문 ...14
• 나. 홈네트워크 부문 ...15
• 다. 가전, 홈네트워크 통합 부문 ...15
• 2. 경제적 배경 ...16
• 가. 가전 부문 ...16
• 나. 홈네트워크 부문 ...16
• 제3절 최근 연구 동향 ...17
• 1. Zigbee Alliance ...17
• 가. 표준화 작업 ...17
• 나. Zigbee 무선 통신 응용분야 확대 ...17
• 2. IEEE802.15 WG4 ...18
• 가. 표준화 작업 ...18
• 3. Solution 제조사 ...18
• 가. Chip 제작 ...18
• 나. Protocol Stack 제작 ...18
• 4. Zigbee Protocol Stack 구성 ...19
• 제4절 기술 개발의 목적 ...20
• 1. 실용성 ...20
• 가. 홈내 유비쿼터스 환경 제공 ...20
• 나. 홈네트워크 통합 환경 제공 ...20
• 2. 확장성 ...20
• 가. 댁내 센서 네트워크 응용 ...20
• 나. 건물 내 위치 추적 응용 ...20
• 다. 지역 내 근거리 통신망 구현 ...20
• 제5절 기술 개발의 중요성 ...21
• 제6절 시장성 전망 ...21
• 제2장 유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어 모듈 개발 ...22
• 제1절 RF 구현 ...22
• 1. IEEE802.15.4 부분 ...22
• 가. IEEE802. 15.4 Transceiver(PHY) ...22
• 나. Antenna ...26
• 다. IEEE802.15.4 MAC 제어부 ...30
• 2. Ir(Infrared) 부분 ...44
• 가. Ir 신호 ...44
• 나. Ir 제어부 ...47
• 제2절 Hardware 구현 ...51
• 1. 주제어(Main Controller) 부분 ...51
• 가. 주제어 프로세서(Main Processor) ...51
• 나. 주제어부 메모리(Main Memory) ...69
• 2. GUI(Graphical User Interface) 부분 ...71
• 가. LCD (LB064V02) ...71
• 나. Touch Panel ...74
• 3. IEEE802.3 Ethernet 통신 부분 ...75
• 가. Ethernet Controller(CS8900A) ...75
• 나. Ethernet Transformer ...76
• 4. 직렬통신 및 전원 부분 ...77
• 가. 직렬 통신 ...77
• 나. 전원 ...77
• 다. 초기화 ...78
• 제3절 회로 구현 ...79
• 1. 회로도 ...79
• 2. 블록도 ...85
• 제4절 PCB 구현 ...86
• 1. Gerber ...86
• 2. Bear PCB ...95
• 3. PBA Assembly ...96
• 제5절 Software 구현 ...100
• 1. Software 구조 ...100
• 가. Software Stack ...100
• 나. Software 모듈 ...100
• 2. GUI 부분 ...101
• 가. GUI 메뉴 정의 ...101
• 나. GUI 메뉴 구현 ...104
• 3. ZigBee 부분 ...109
• 가. ZigBee Network Topology ...109
• 나. ZigBee MAC/PHY Layer ...110
• 다. ZigBee Network Layer ...112
• 라. ZigBee Application Layer ...123
• 4. Ir 부분 ...128
• 가. Ir Protocol ...128
• 나. Ir Operation ...129
• 제6절 기구물 구현 ...135
• 1. 기구도면 ...135
• 2. 기구물 구성 ...142
• 3. 기구물 Assembly ...143
• 제7절 유비쿼터스리모콘 및 기기제어모듈 데이터 출력 신호 ...146
• 1. ZigBee 부분 ...146
• 2. Ir 부분 ...155
• 제3장 Zigbee 모듈 ...158
• 제1절 RF 및 Hardware 구현 ...158
• 1. IEEE802.15.4 Transceiver ...158
• 가. RF 송신 접속 ...158
• 나. RF 수신 접속 ...158
• 2. Antenna ...158
• 3. ZigBee 모듈 제어 및 IEEE802.15.4 MAC ...158
• 4. 종단 장치 제어 포트 ...159
• 5. Backup Battery ...161
• 제2절 회로 구현 ...162
• 1. 회로도 ...162
• 2. 블록도 ...163
• 제3절 PCB 구현 ...163
• 1. Gerber ...163
• 2. Bear PCB ...167
• 3. PBA Assembly ...168
• 제4절 Software 구현 ...169
• 1. Software Stack ...169
• 2. Software 모듈 ...169
• 제5절 ZigBee 모듈 데이터 출력 신호 ...170
• 제4장 결론 ...179
• 제1절 기술 개발 결과 ...179
• 1. 유비쿼터스 리모콘 및 기기 제어 모듈 ...179
• 가. 완성품 규격 ...179
• 나. 개발 목표 달성도 ...180
• 다. 개발 내용 달성도 ...181
• 2. ZigBee 모듈 ...183
• 가. 완성품 규격 ...183
• 나. 개발 목표 달성도 ...183
• 다. 개발 내용 달성도 ...184
• 제2절 연동 시험 및 결과 ...186
• 1. ZigBee 연동 시험 결과 ...187
• 2. Ir 연동 시험 결과 ...192
• 제3절 기술 활용 방안 및 기대 효과 ...193
• 제4절 상용화 계획 ...195
• 참고문헌 ...197
• 약어표 ...198