초록 ▼

□ 최종목표
○ 최종 목표
이기종 IoT 디바이스 및 이종망을 지원하는 범용 플랫폼 기반 실시간 모니터링 및 운영/관리 솔루션 개발
본 사업의 최종 목표인 “이기종 IoT 디바이스 및 이종망을 지원하는 범용 플랫폼 기반 실시간 모니터링 및 운영/관리 솔루션”은 IoT 디바이스를 개발하는 하드웨어 개발과 모니터링 및 운영/관리를 위한 소프트웨어 개발을 진행

○ 최종 목표 산출물
- 하드웨어
✔ BLE/LoRa 통신 모듈
✔ BLE 기반 자산/ID용 IoT 디바이스
✔ LoRa 기반 자

□ 최종목표
○ 최종 목표
이기종 IoT 디바이스 및 이종망을 지원하는 범용 플랫폼 기반 실시간 모니터링 및 운영/관리 솔루션 개발
본 사업의 최종 목표인 “이기종 IoT 디바이스 및 이종망을 지원하는 범용 플랫폼 기반 실시간 모니터링 및 운영/관리 솔루션”은 IoT 디바이스를 개발하는 하드웨어 개발과 모니터링 및 운영/관리를 위한 소프트웨어 개발을 진행

○ 최종 목표 산출물
- 하드웨어
✔ BLE/LoRa 통신 모듈
✔ BLE 기반 자산/ID용 IoT 디바이스
✔ LoRa 기반 자산용 IoT 디바이스
✔ LoRa 기반 차량용 IoT 디바이스
✔ 확장 모듈형(BLE/LoRa 기반) 정보 수집용 IoT 디바이스
✔ 확장 모듈형(BLE/LoRa 기반) 게이트웨이
- 소프트웨어
✔ 스마트 디바이스용 실시간 모니터링 앱 개발
✔ 범용성을 위한 Web 기반 실시간 모니터링 및 관리 프로그램 개발
✔ 임베디드 디바이스용 경량 실시간 통신 미들웨어 개발
✔ IoT 디바이스와 게이트웨이 간 보안 및 인증 라이브러리 개발
✔ 배터리 소모 및 인식률 향상 알고리즘 개발

□ 개발내용 및 결과
○ 소프트웨어 개발
- 스마트 디바이스용 실시간 모니터링 앱 개발
✔ Android/iOS용 모니터링 및 관리 앱 개발
✔ BLE 및 LoRA 클라이언트 라이브러리 개발
- Client/Server 기반 실시간 모니터링 및 관리 프로그램 개발
✔ 윈도우용 실시간 모니터링 및 관리 프로그램 개발(특수 대상 목적)
✔ 사용자 계정 관리 등 인증 모듈 개발
- 범용성을 위한 Web 기반 실시간 모니터링 및 관리 프로그램 개발
✔ HTML5 기반 범용 실시간 모니터링 및 관리 프로그램개발
✔ 사용자 계정 관리 등 인증 모듈 개발
- BaaS 기반 사용자 중시 관리 지원을 위한 소프트웨어 플랫폼 설계 및 구현
✔ 복수의 무선 통신 프로토콜 지원을 위한 소프트웨어 플랫폼 개발
✔ 사용자 중심의 시스템 운영 관리 시스템 및 인터페이스 개발
✔ 스마트 무선 게이트웨이를 위한 보안 및 인증 알고리즘 개발
✔ 경량화된 무선 게이트웨이용 DDS 모듈 개발
- SMS 및 푸쉬 메시지 연동 라이브러리 및 모듈 개발
✔ 푸시 기반 알림 서비스
○ 하드웨어 개발
- BLE 기반 자산/ID용 디바이스
- BLE/LoRa 기반 자산용 디바이스
- BLE/LoRa 기반 차량용 디바이스
- 확장/통합형 정보 수집용 디바이스
- 확장 모듈형 BLE/LoRa 게이트웨이

□ 기술개발 배경
○ 최근 국내외적으로 무선 센서 네트워크의 시장이 급속도로 커지고 있으며, 이에 대한 산업 표준화가 빠르게 진행되고 있음. 또한, 해외에서는 표준화와 함께, Emerson, Siemens 및 Honeywell 등의 대기업을 중심으로 활발히 연구 및 개발되고 있으며, 많은 제품들이 출시되고 있음. 반면, 국내에서는 해당분야에 대한 연구 및 개발이 미비한 상황임.
○ 특히 산업 IoT 서비스 특성상, 현재 사용되고 있는 무선 통신 프로토콜들은 저전력 기반으로 매쉬망을 지원할 수 있어야 하며, 확장성을 보장하여야 함. Bluetooth, Zigbee 등은 가정용 뿐만 아니라 산업용으로도 널리 사용되고 있는 저전력 무선통신 프로토콜로서, 모듈 및 장비의 공급가가 매우 저렴하지만 주로 단거리 기반의 서비스를 위한 기술로 하여 이용되고 있어서, 서비스의 범위를 확장할 경우 AP(Access Point) 개수증가 등 많은 비용이 발생하며 보안 등에 취약함.
○ WirelessHart, ISA100.11a는 Bluetooth, Zigbee 등 기술의 단점들을 보완하고 Field Bus 기능을 추가한 저전력 무선통신 프로토콜로서, 산업 설비에 대한 무선 모니터링 및 제어를 위하여 사용되고 있으나, 서비스 초기 단계이며 통신 모듈 및 장비의 공급이 매우 제한적이며 고가임. 또한, 서비스의 유지 보수 등에 추가 비용이 매우 큼.
○ 산업용 무선 센서 네트워크에 대하여, 대부분의 사용자는 많은 부분에서 만족하고 있으나, 아직까지는 가격, 신뢰도 그리고 배터리의 수명 등과 같은 중요한 특성들에 대하여, 사용자들의 만족도 수준과 여전히 큰 차이가 있음. 따라서 사용자의 편의와 요구를 만족시킬 수 있는 새로운 솔루션의 개발이 요구되고 있음.
○ 산업 IoT 서비스의 보편적 보급을 위해서는 범용성이 확보된 다양한 센서 및 제어 장비의 소량 측정 데이터를 원거리에서 신뢰성, 보안성을 확보하여 송수신할 수 있어야 하고 이를 위한 인프라 투자비용이 합리적이며 저전력 기반 설계가 가능하여야하기 때문에 기존 기술보다 진보된 새로운 무선통신 프로토콜을 채택한 장비 및 솔루션 개발이 매우 필요한 상황임
○ 본 사업에서는 BLE/LoRa 기반 IoT 디바이스에 사용자가 요구한 센서를 적용하여 사용자만의 IoT 디바이스를 제작할 수 있고, IoT 디바이스와 IoT 게이트웨이 사이의 취약한 무선 구간에 보안 기능을 적용하여 안전하게 데이터가 송수신 되며, 이를 기반으로 스마트폰 어플리케이션이나 웹을 통해 IoT 디바이스를 모니터링할 수 있는 범 산업용 IoT 서비스를 위한 응용 솔루션을 개발함.
○ 또한, 기존 IoT 플랫폼과의 연동을 통하여, 사용자가 언제 어디서든지 원하는 정보를 받아볼 수 있게 함으로써, IoT 디바이스와 스마트 무선 게이트웨이를 기반으로 산업 IoT 응용 서비스의 활용성과 시장성을 높이고자 함

□ 핵심개발 기술의 의의
○ BLE/LoRa 기반 IoT 디바이스 양산형 제품 개발
- BLE/LoRA 기반 IoT 디바이스 시제품에 기반하여, 사업화를 위한 양산화 개발 진행
✔ 산업현장의 설치 환경 및 운영 환경을 고려한 케이스 개선 (방수, 방진, 충격 등)
✔ 생산성을 높이기 위한 케이스 개선(양산성을 높이기 위하여, 제품의 조립성 개선)
✔ 가격 경쟁력을 높이기 위한 제작 공정 개선(조립 공정 단순화 및 지그 제작)
✔ 가변 주기 관련 배터리 소모 및 인식률 향상 알고리즘 개선
○ 경량 실시간 통신 미들웨어(경량 DDS) 개발
- IoT 게이트웨이를 위한 DDS 라이브러리 최적화 및 경량화
○ IoT 환경에 적합한 네트워크 계층 보안 프로토콜 개발
- 구축망에서의 테스트 결과를 기반으로한 범용망에서의 성능확인 및 검증
○ Context awareness을 이용한 지능형 서비스 추론 모듈 개발
- 다양한 IoT 디바이스에서 생성된 데이터를 기계학습의 학습 데이터에 적용
- 개발된 회선처리 신경회로망(CNN)의 학습속도를 향상하여 학습시간 단축과 추론 기능 강화
- 아날로그 계측기의 계측기 인식률 및 정확도 향상을 위한 최적화 작업 진행 필요
○ 범용성을 위한 Web 기반 실시간 모니터링 및 관리 프로그램 안정화 및 최적화 개선 작업 필요
○ 스마트 디바이스용 실시간 모니터링 앱 개발 (Android, iOS)
- 자재, 중기이외에 환경, 주유 등으로 기능별 앱 개발 필요

□ 적용 분야
○ BLE/LoRa에 대한 연구/개발 및 보급은 세계적으로 시작 단계에 있으며 최근 들어 사회 전반적으로 수요가 매우 커지고 있음.
○ LoRa는 기존 BLE나 WiFi에 비하여 전파 특성이 좋으며, 저전력 저비용으로 서비스를 운용할 수 있음. 또한 신호의 도달 거리가 평지에서는 21Km, 건물이 있는 곳에서는 2Km로 다양한 응용에 활용 가능함.
○ 서비스 적용 분야
- 학교 또는 공원 내에서 위급 또는 비상 상황시 알림 서비스 제공하는 비상벨 서비스
- 전기, 가스 검침 등과 같은 정보 모니터링 서비스
- 관내에 분포하고 있는 독거노인에 대한 상황 알림 서비스
- 휴대폰과 연동하여 비상 상황시 본인의 위치 알림 서비스
- 광범위한 공장 지역내에서 차량위치 추적관리, 차량의 제한지역 출입검출 관리 서비스
- 공장내 야적지 등 광범위한 지역에서의 자산 위치 정보 관리서비스

(출처 : 초록 - 3. 개발결과 요약 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 초록 ... 6
• 목차 ... 15
• 제 1 장 서론 ... 16
• 제 1 절 과제의 개요 ... 16
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 18
• 제 1 절 최종목표 및 결과 ... 18
• (1) 최종 목표 ... 18
• (2) 개발 결과 ... 19
• 제 2 절 세부목표 및 결과 ... 22
• (1) 주요기능 개발실적 ... 22
• (2) 핵심기술 개발실적 ... 30
• (3) 정량적 목표항목 달성 실적 ... 125
• (4) 정량적 성과 목표 실적 ... 125
• 제 3 절 연구개발 추진 체계 ... 129
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 136
• 제 3 장 경제적 파급효과 ... 137
• 제 1 절 사업화 실적 및 계획 ... 137
• (1) 주요 사업화 실적(사업화 실적 또는 사업화를 위해 추진한 내역 기재) ... 137
• (2) 향후 사업화 추진 계획(향후 관련기술, 제품을 활용한 사업화 계획 및 제품 개발계획 기재) ... 137
• 제 2 절 고용 창출 ... 138
• 기타 : 자체보안관리진단표 ... 139
• 끝페이지 ... 140