Design and Implementation of Factory Equipment Monitoring System using Grid-based Key Pre-Distribution

In this paper, we propose an Arduino-based plant monitoring system. The proposed system is based on the Arduino platform, using an environmental sensor and a pressure sensor for measuring temperature, humidity and illuminance in order to monitor the state of the environment and the facilities of the plant. Monitoring data are transmitted to a ZigBee coordinator connected to a server through a radio frequency transceiver. When using a pressure sensor and the environment sensor data stored on the host server, checking the pressure in the environment of the plant and equipment is intended to report any alarm status to the administrator. Using a grid line-based key distribution scheme, the authentication node dynamically generates a data key to protect the monitoring information. Applying a ZigBee wireless sensor network does not require additional wiring for the actual implementation of a plant monitoring system. Possible working-environment monitoring of an efficient plant can help analyze the cause of any failure by backtracking the working environment when a failure occurs. In addition, it is easy to expand or add a sensor function using the Arduino platform and an expansion board.

그리드 기반 키 선분배 방식을 사용하는 공장 설비 모니터링 시스템 설계 및 구현

본 논문에서는 아두이노 기반의 공장 설비 모니터링 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 아두이노 플랫폼을 기반으로 하며 온도, 습도 그리고 조도를 측정하는 환경 센서와 압력 센서를 이용하여 공장의 환경 및 설비의 상태를 모니터링 한다. 모니터링 데이터는 RF(Radio Frequency) 트랜시버를 통해 서버에 연결되어 있는 지그비 코디네이터로 전송된다. 호스트 서버에 저장된 환경 센서와 압력센서의 데이터를 이용하여 공장의 환경과 설비의 압력 상태를 확인하고 설정된 알람 상태에 도달하면 관리자에게 보고하도록 설계하였다. 그리드 기반 키 선분배 방식을 사용하여 센서 노드를 인증하고 데이터 키를 동적으로 생성하여 모니터링 정보를 보호한다. 추가적인 배선 작업이 필요 없는 지그비 무선 센서 네트워크를 적용하여 공장설비 모니터링 시스템을 실제 구현함으로서 효율적인 공장의 작업 환경 모니터링이 가능하다. 또한 불량이 발생한 경우, 작업 환경을 역으로 추적하여 불량 원인 분석에 활용할 수 있다. 아두이노 플랫폼과 확장 보드를 이용하여 평탄도나 진동 같은 센서를 추가하거나 확장 보드에 연결된 포트로 제어 하는 등의 기능 확장이 용이하다.