무선 정보 환경의 변화에 따라 다양한 정보에 대한 풍족감이 요구되고 이에 따라 많은 근거리 무선 통신 기술들이 연구 개발되어 왔으며, 그 중에서도 최근 근거리 무선 통신의 표준으로 각광받고 있는 블루투스와 무선랜은 많은 관심을 받고 있다. 그러나 근거리 무선 통신을 실제 무선 환경에 적용하기엔 많은 문제점들이 제기되고 있다. 따라서 본 논문에서는 현재 근거리 무선 통신의 보안적 취약점 뿐만 아니라 무선 환경이라는 특수한 환경에서 보안적 사항과 사용자의 프라이버시와 밀접한 관계가 있는 비보안적인 사항까지 고려한 일반화된 중앙 집중형 보안 모니터링 기법을 제안한다. 또한 제안된 방식을 근거리 무선 통신의 대표적인 기술인 블루투스와 무선랜에 적용시켜 사용자 중심으로 흩어져 있는 모바일 디바이스에 대한 안전한 보안 모니터링 기법을 제안한다.
노약자나 만성질환자를 위하여 가정에서 분산된 무선센서네트워크 노드를 사용하는 무선센서네트워크 기반의 생체신호 모니터링 시스템을 구현하였다. 본 논문에서의 생체신호 모니터링 시스템은 가장 중요한 생체 신호인 ECG와 체온을 계측하도록 구성하였으며, 무선센서 노드를 사용하여 원격지의 병원서버 또는 의사의 PC, PDA에 연결된 베이스스테이션으로 Ad-hoc 네트워크를 통해 환자 또는 노인의 건강정보를 전송하는 시스템 구현에 목적을 두고 있다. 본 시스템을 통해 환자의 의료장비 비용을 절약 할 수 있을 뿐만 아니라 센서 노드는 무선센서네트워크의 강점인 Ad-hoc 통신이 가능하면서 저전력으로 동작하여 배터리의 수명을 연장할 수 있는 특징을 가진다. 또한, 병원의 한층 전체의 환자나 여러 환자가 거주하는 가정 또는 시설에서 하나의 PC(또는 서버컴퓨터)로 시스템 구성이 가능하도록 시스템을 구현함으로서 베이스스테이션에서 멀리 떨어져 있는 환자의 생체 신호도 Ad-hoc 네트워크를 통해 베이스스테이션까지 전송이 가능하였으며, 이동성 제공 및 홈 환경에서 사용자에게 편리함을 가져올 수 있으리라 예상된다.
본 연구에서는 한강 상 교량인 올림픽대교를 대상으로 첨단 무선센서를 구조물 주요 부재에 설치하고 본 센서를 통해 취득되는 데이터를 활용하여 실시간 구조 건전도 모니터링 시스템을 구축하는 것을 목적으로 하였다. 본 시스템은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN, Ubiquitous Sensor Network)기술을 적용하여 림픽대교 주요 구조 부재 모니터링을 위한 센서 및 데이터 로깅 시스템으로 구성되어 운영된다. 본 연구에서는 1축 가속도계, 3축가속도계, 온도계, 경사계, 풍향풍속계 5종의 무선 센서를 총 10개 설치하였으며, 센서의 전원은 태양광 자가 전원공급 시스템으로 하였다. 데이터는 시스템 구축완료 후 9월1일부터 9월 7일까지의 일주일간의 데이터를 활용하여, 기존에 설치되어 있던 유선시스템으로부터 취득된 데이터와 비교분석하였으며, 이를 통행 USN 기반의 교량 계측시스템에 대한 실용성을 검증하였다.
최근 무선 센서 모니터링 네트워크가 성장하는 연구 분야가 되고 있다. 본 논문에서는 안드로이드 블루투스 프로토콜을 이용하여 원격 모니터링 시스템을 설계하고 개발하는 방안에 대하여 다루었다. 원격 모니터링 및 측정 H/W 시스템은 ATmega128 MCU와 블루투스 통신모듈을 사용하여 구현하였다.
구조물 안정성 평가를 위한 무선 모니터링 시스템의 경우 신뢰성을 확보할 수 있는 측정거리에 한계가 존재한다. 본 연구의 목적은 무선 모니터링 시스템에서 측정거리의 변화가 계측된 데이터의 미치는 영향을 파악하는 것이다. 이를 위해 데이터로거와 수신기 사이는 블루투스 규격을, 수신기와 화면출력장치 사이는 와이파이 규격을 이용하여 무선 모니터링 시스템을 구축하였다. 모노파일 구조물의 하중응답을 모사하기 위하여 나일론 재질로 모형 모노파일을 제작하였으며, 해머 타격장치를 이용하여 하중재하를 실시하였다. 모형 모노파일에 설치된 전기저항식 변형률계를 데이터로거에 연결하여 모니터링을 수행하였다. 데이터로거와 수신기 사이의 거리 그리고 수신기와 화면출력장치 사이의 거리를 변화시켜 거리에 따른 측정값을 비교하였다. 실험결과, 블루투스 규격과 와이파이 규격 모두 유효범위 내에서는 측정거리의 증가에 따라 데이터 수신율이 거의 일정하였으나, 유효범위를 넘어서는 데이터의 수신율이 급격히 감소하는 경향이 관찰되었다. 또한, 데이터의 수신율은 모노파일의 고유주파수 분석에도 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구에서 수행한 무선 모니터링 시스템의 유효범위 평가는 해상에 설치되는 모노파일과 같은 구조물의 안정성 평가를 위한 무선 모니터링 시스템 구성시 측정거리의 결정에 기초적 자료로 활용될 수 있음을 보여준다.
무선 실시간 모니터링 시스템은 무선 모뎀, 중앙 모니터, 이동단말기, 데이터베이스 서버로 구성되며 환자의 이동성, 설치시간의 감소, 장기간으로 본 비용절감 등의 잇점을 제공한다. 또한 이 시스템은 환자 위치추적 서비스를 제공한다. 환자 위치 추적 서비스는 무선 모니터링 시스템의 경우 환자 이동중 위급 상황 발생시 응급 처치를 위해 반드시 제공되어야 한다. 본 논문에서는 개선된 CSMA/CA프로토콜과 환자 위치 추적 알고리즘을 제안하고 이를 이용하여 무선 실시간 모니터링 시스템을 구현하였다.
본 기사에서 대형 비정형 건축물의 시공 중 자동 모니터링 사례를 소개하였다. 소개한 사례에서는 무선 자동 계측 시스템을 이용하여 변형률계, 경사계, 변위계 등이 총 88개 설치되어 약 13개월 동안 장기 모니터링이 수행되었다. 무선 자동 계측시스템은 장기간의 데이터를 확보하고 데이터 간의 상관성 및 이력분석을 용이하게 하였다. 이를 통해 대상 구조물의 시공 중 안전성 및 안정성을 확보하고, 정밀 시공을 구현하는데 기여할 수 있었다.
Ad Hoc망은 이동 호스트들로만 구성된 네트워크로서, 토폴로지의 작은 변화나 중앙 집중화 된 모니터링과 관리면에서의 기술 부족으로 인해 많은 취약점을 가지고 있다. 반면에 유선 네트워크에서 개발된 많은 침입 탐지 기술은 새로운 환경에서는 적절치가 않다. 따라서, 본 논문에서는 무선 Ad Hoc 네트워크상에서 이동 에이전트를 호스트 모니터링과 네트워크 모니터링의 기능을 분류하여 네트워크 망 내에서 연결된 개수에 따라 노드의 역할을 분담하여 침입을 감내 할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
본 논문은 와이파이 무선 인터페이스를 채택한 웹-기반 실시간 광생물 반응기 모니터링 시스템을 제안한다. 와이파이 무선 네트워크는 11Mbps의 고속 데이터 전송이 가능할 뿐만 아니라 기존 무선 랜 환경과 호환되기 때문에 쉽게 사용자의 요구에 따른 재구성형 광생물 반응기와 모니터링 시스템에 적용이 가능하다. 본 논문에서는 실제 상용 광생물 반응기에 와이파이 무선 데이터 전송 모듈을 탑재하여 무선 네트워크 환경을 구성하였고, 또한 여러 대의 광생물 반응기의 배양 환경을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 응용 S/W를 개발하여 동작을 검증하였다. 본 논문의 연구 결과는 미세조류 장치뿐만 아니라 다양한 바이오 장치 산업의 핵심 기기들을 무선 네트워크로 연결하고 모니터링 환경을 구축하는데 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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