최근 다양한 분야에 걸쳐 ICT 기술을 융합하여 지능적인 서비스를 제공하는 IoT에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 독일의 'Industry 4.0'의 등장으로 제조 산업에 ICT를 융합하여 생산능력을 극대화 하는 industrial IoT의 중요성이 강조되고 있다. 이에 국내에서도 industrial IoT의 근간이 되는 스마트 팩토리 보급을 위한 다양한 노력이 진행 중이다. 그러나 현재의 스마트 팩토리 시스템은 장비의 임베디드 시스템에 선언된 데이터를 통해 설비를 제어하며, 다수의 설비가 배치되어 있는 환경에 대처하기 어렵다. 본 논문에서는 industrial IoT를 위해 장비의 변수 정보를 DB화하여 장비를 제어하는 데이터베이스 접근 기반 장비 제어 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템을 다양한 변수가 존재하는 사출 시스템에 적용하여 데이터베이스의 수정으로 다수의 장비를 제어하는데 효율적임을 확인하였다.
Owing to various restrictions in-field application, the low-speed, low-power-based industrial Internet-of-Things (IoT) network built in extremely harsh industrial environment sites requires multi-hop, channel hopping, and low-latency transmission characteristics. In the past, wired networks were used in industrial facilities; however, network technologies based on the Industrial IoT Network standard standardized for industrial applications, such as WirelessIO link, WirelessHART, SmartMesh, and eStar Link satisfy industrial requirements. Recently, the use of industrial IoT networks in industrial facilities has rapidly expanded. This paper covers the developments in industrial IoT network technologies and summarizes the major industrial IoT standard technologies that meets the requirements of industrial sites.
산업용 IoT 환경에서 센서들은 감지하고 있는 대상의 데이터들을 연속으로 생성하며, IoT 게이트웨이에 전달한다. 따라서 대량의 실시간 센서 데이터를 관리하는 것은 IoT 게이트웨이에 필수적인 기능이며 이러한 센서 데이터를 관리하기 위해 키-값 스토리지 엔진들이 널리 사용되고 있다. 그러나 IoT 게이트웨이에 사용되는 키-값 스토리지 엔진들은 산업용 IoT 환경에서 생성되는 센서 데이터들의 특징을 고려하지 않고 있으며 이 때문에 제한된 성능을 보인다. 본 논문에서는 산업용 IoT 환경에서 센서 데이터의 특징을 활용하여 키-값 스토리지 엔진을 최적화한다. 제안하는 최적화 기법은 키-값 스토리지 엔진의 입력인 키를 분리하여 계층적인 색인화 작업을 하는 것이다. 이를 통해 과도하게 발생하는 쓰기 증폭을 줄이며 성능을 향상 시킬 수 있다. 이러한 최적화 기법을 LevelDB에 구현하였으며, 제안하는 기법을 평가하기 위해 TPCx-IoT의 워크로드를 사용했다. 실험 결과에 따르면 제안하는 기법의 성능은 기존의 방법보다 21배 더 좋으며 이는 제안하는 기법이 산업용 IoT 환경에서 데이터 수집을 고속으로 처리할 수 있음을 보인다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권8호
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pp.3224-3242
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2020
Internet of Things (IoT) networks composed of a large number of sensors and actuators generate a huge volume of data and control commands, which should be enforced by strong data reliability. The end-to-end data reliability of IoT networks is an essential industrial enabler. Blockchain technology can provide strong data reliability and integrity within IoT networks. We designed a lightweight end-to-end blockchain network that applies to common IoT applications. Its enhanced modular architecture and lightweight consensus mechanism guarantee its practical applicability for general IoT applications. In addition, the proposed blockchain network is highly software compatible because it adopts the Hyperledger development environment. Directly embedding the proposed blockchain middleware platform in small computing devices proves its practicability.
IoT 기술은 현재 다양한 산업 현장에서 적용되고 있으며, 제4차 산업혁명에서 핵심 기술로 발전되고 있다. IoT의 발전과 함께 IoT 보안에 대한 인식과 중요성이 증가하고 있으며, 이러한 보안 위협에 대응하기 위해 IoT 보안에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 거시적인 측면에서 IoT 보안 인식을 위한 연구 동향 분석은 미흡한 상황이다. 본 논문은 현재까지 진행된 국내외 IoT 및 IoT 보안에 대한 연구 동향을 분석하여 개선사항을 도출하는 탐색적 연구이다. 연구 범위는 보안 분야를 주요 주제로 다루는 국내외 저널의 229개 논문을 대상으로 분석하였다. 이 중에서 IoT 보안과 관련성이 높은 96개 논문에 대해서는 상세 분석을 수행하였다. 연구 결과 IoT 보안에 대한 동향 분석, 인증 및 키 관리, 프라이버시에 대한 연구가 많이 진행되고 있었다. IoT 기술을 적용하는 서비스 특성을 고려한 연구와 IoT 기기간 접근제어 및 인증 등에 대한 세부적인 연구가 필요하며, 국내의 경우 IoT 환경에서의 Privacy 이슈를 다루는 연구가 미흡한 것으로 나타났다.
Key technologies of Fourth Industrial Revolution and their innovative applications are expected to bring another technological revolution going forward. The present study takes a close look at the Internet of Things (IoT) among the key technologies of the Fourth Industrial Revolution. In particular, sensor devices, which serve as the core of IoT-based application systems, are analyzed. This study also examines various applications and solutions using IoT-based systems.
스마트 빌딩 (Smart Building)은 사물 인터넷 (IoT; Internet of Things) 장치와 클라우드 서비스에서 모두 사용될 수 있는 응응 프로그램을 의미한다. 최근 Amazon, Google 및 Microsoft와 같은 클라우드 서비스 제공 업체는 IoT 장치에서 클라우드 애플리케이션 서비스를 제공할 수 있는 IoT 클라우드 플랫폼을 제공하고 있다. Postscapes에 따르면 최근에 152 개의 IoT 클라우드 플랫폼이 존재하고 있으며 스마트 빌딩 구현을 위해 하나를 선택하는 것은 어려운 문제이다. 본 논문에서는 실험을 위해서 마이크로소프트 Azure IoT 허브와 아마존의 AWS(Amazon Web Services) IoT를 선택하였다. 두 개의 IoT 클라우드 플랫폼을 선택하고 스마트 빌딩 관점에서 평가하였다. IoT 클라우드 플랫폼을 평가하기 위해 두 가지 다른 IoT 클라우드 플랫폼을 활용하였고, 일반적인 스마트 빌딩 시나리오를 가정하여 프로토타입을 구현하였다. 실험은 IoT 클라우드 플랫폼을 사용하여 시스템을 개발하는 과정에서 얻은 정보와 경험을 기반으로 수행하였다. 이 평가 결과는 스마트 빌딩을 위해 IoT 클라우드 플랫폼을 선택할 때 활용될 수 있다.
Wireless communication technology has mainly been used to fulfill the demands of industrial sites at which performance is not a critical concern. However, ongoing discussions and efforts are now focused on securing core wireless communication technologies to enable the transformation or expansion of wired industrial IoT (Internet of Things) network technology into a flexible and dynamic smart manufacturing system. This paper provides an overview of current wireless industrial IoT network technology and the recent wireless time-sensitive networking technology. It outlines the challenging level of reliability required for wireless communication technology to coexist with or replace its wired counterpart in future smart manufacturing systems. Additionally, we introduce ultra-reliable time deterministic network as the core technology of wireless industrial communications and focus on its reliability and delay characteristics.
최근 4차 산업 혁명이 사회적으로 대두되면서 IoT 관련 제품에 대한 사용자들의 관심이 증가하고 있다. IoT 장치에 사용되고 있는 센서의 종류와 기능은 점점 다양화되고 있어 IoT 장치의 상호 인증 기술이 요구되고 있다. 본 논문에서는 서로 다른 종류의 IoT 장치들이 서로 상호 연계하여 원활하게 동작될 수 있도록 파스칼 삼각형 이론을 이용한 효율적인 이중 서명 인증 키 설립 기법을 제안한다. 제안 기법은 IoT 장치간 인증 경로를 2개(주경로와 보조 경로)로 구분하여 IoT 장치의 인증 및 무결성을 보장한다. 또한, 제안 기법은 IoT 장치를 인증할 때 추가적인 암호 알고리즘이 필요하지 않도록 키를 생성하기 때문에 적은 용량을 필요로 하는 IoT 장치에 적합하다. 성능 평가 결과, 제안 기법은 IoT 장치의 지연시간을 기존 기법보다 6.9% 향상되었고, 오버헤드는 기존 기법보다 11.1% 낮은 결과를 얻었다. IoT 장치의 인증 처리율은 기존 기법보다 평균 12.5% 향상되었다.
플랜트시설의 핵심부품인 산업용 밸브에 대한 기존안전관리는 인력에 의해 관리되고 있으며 점검 영역이 넓고 시설물의 특성상 제한된 접근성을 가지고 있기 때문에 어려움이 있다. 플랜트 시설의 수많은 산업용 밸브에서 누출 및 고장 발생 시 생산중단, 독성물질 및 가연성 가스의 누출 및 폭발로 인한 인명피해, 사고 위치 파악 어려움 등의 문제점이 발생되기 때문에 사물인터넷(IoT) 기술을 기반으로 한 안전관리 및 제어 시스템이 필요하다. 이 연구에서는 IoT 기반 무선통신을 통한 산업용 밸브의 안전관리 및 액츄에이터 제어 시스템 개발 내용 중에서 위험요소 예측기술 개발과 관련 된 내용이다. 밸브의 구조적 특성 분석을 하고 고장데이터, 문헌 등으로 부터 주요 위험요소 분석, 위험요소 원인분석 및 사고시나리오 분석을 통해 주요 위험요소로 인한 사고를 예방하기 위해 IoT 기반 산업용 밸브의 안전관리 기법을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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