본 논문에서는 인천공항 Airside와 Landside에 위치한 자산의 효율적인 관리를 위한 사물인터넷(IoT) 기반 스마트 자산관리 시스템의 구성과 실증을 제시한다. IoT기반 스마트 자산관리시스템은 위치정보를 생성하는 IoT 태그와 게이트웨이, 수집된 위치정보를 수신하고 표출하는 서버로 구성되어 있으며, IoT 태그를 자산에 부착하여 자산의 실내외 위치정보를 자산관리 시스템에서 실시간으로 확인할 수 있다. 실내 위치정보는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 통해 취득하며, 실외 위치정보는 GPS와 LoRa(Long Range)를 통해 취득 가능하다. 개발한 시스템의 성능 검증을 위해 인천공항 제1여객터미널 내 기설치된 AP를 활용하였으며, 공항 전역을 커버할 수 있는 LoRa Gateway를 설치하였다. 개발한 자산관리 시스템은 공항이 보유한 자산의 도난 방지 등 효율적인 관리 와 공항운영에 기여할 것으로 예상된다.
IoT의 주요 구성요소는 기존의 데스크 탑 외에 디바이스 즉, 단말 기기들이 주류를 이룬다. 이러한 IoT 디바이스들은 데이터의 유형이나 접근 방법이 다양하고, 실시간적 데이터 생산과 제어를 위한 양방향 데이터 접근 지원을 필요로 한다. 이러한 IoT 디바이스를 연결하여 클라우드 형 서비스로 개발하기 위해서는 디바이스 속성 관리가 용이한 도메인 관리 방법과 디바이스에 대한 일관된 접근 인터페이스를 제공하는 플랫폼이 필요하다. 이 논문에서는 리눅스 파일시스템 후면 즉, 사용자 영역에 리눅스 파일 시스템 스타일의 DB 기반 가상 파일시스템을 구축하여 IoT 디바이스를 연결하고 관리하는 프레임워크를 제시한다. 구현 가상 파일시스템은 계층적 디렉터리 체계를 DB에 유지하면서 단말 노드에는 지리적으로 산재한 IoT 디바이스들에 대한 속성 정보를 관리한다. 디렉터리 및 IoT 디바이스의 추가 삭제 검색 등 도메인 관리는 mkdir. mknod, ls, find 등 리눅스 고유 명령어로 이루어지고, 모든 IoT 디바이스에 대한 접근은 open(), read(), write(), close() 등 POSIX 인터페이스를 통해 가능하다.
통신 인프라를 공유하고 클라우드 자원을 유연하게 제공하는 개방형 IoT 플랫폼을 활용함으로써 스마트 서비스 개발 시간과 비용이 절약될 수 있다. 본 논문에서는 물리 IoT 디바이스를 가상의 IoT 디바이스로 구현하고 서비스 개발자가 가상 디바이스와 연동하도록 하는 엣지 컴퓨팅 기반 가상 IoT 시스템을 개방형 IoT 플랫폼으로 제안한다. 물리 IoT 디바이스 인근 엣지 클라우드 내 관리 서버는 물리 IoT 디바이스에 대응되는 가상 IoT 디바이스의 생성, 이동, 제거를 관리한다. 논문에서는 가상 IoT 시스템의 주요 구성 요소인 관리 서버와 물리 IoT 디바이스 그리고 가상 IoT 디바이스의 동작을 정의하고 동작을 수행하기 위해 필요한 통신 프로토콜을 설계한다. 마지막으로 모의실험을 통해 각 구성 요소가 정의된 상태와 동작을 설계된 것과 같이 수행함을 확인함으로써 엣지 클라우드 기반 가상 IoT 시스템 성능을 검증한다.
본 연구는 관광단지의 실태를 분석하고, 관광단지의 활용 및 관리를 개선하기 위해 IoT 기반 통합관리시스템을 관광단지에 적용하는 것을 목적으로 한다. 관광수요자들은 관광활동에서 관광지를 선책하기 위해서 다양한 필요하며 이러한 필요한 모든 정보는 인터넷이나 여행사, 신문, 주위의 경험자들의 정보 등 여러 경로로 통해 수집하게 된다. 최근 정보기술의 발달로 인터넷을 통한 정보 제공이 큰 비중을 차지하고 있으며, IoT 기술을 접목한 시스템들이 구축되고 있다. IoT 기술의 대중화로 인해 정보의 다양성과 접근성, 편리성이 향상되고 사용도 편리해지고 있기 때문이다. IoT 기반 시스템을 활용한 관광정보 서비스의 중요성과 향후 연구방향에 대해 제시하고자 한다. IoT 기술의 효율성을 고려하여 IoT 기반 시스템 구축에 대한 선행연구도 검토되었다. 관광단지의 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 IoT 기반 관광단지 운영체계를 개선하여 운영관리를 수행하였다. IoT 기반 경영시스템은 관광단지 플랫폼으로서 운영에 있어 개선될 것으로 기대되며, 전반적인 경영 사례와 경험으로 개선될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 어구의 정상 또는 유실 등의 상태 여부를 판단하기 위한 어구정보를 IoT 기반의 통신망을 이용하여 수신하고 분석하여, 어구의 현재 상태를 관리할 수 있고, 어구에 이상 상태 발생 시 이를 확인하고, 신속한 어구 회수 등의 관리를 수행할 수 있도록 지원하는 어구 부이 관리시스템을 개발하는 것에 관한 내용을 다룬다. IoT 기반의 통신망을 사용한 어구 관리 체계 및 통합 관리 구조 설계를 수행하였으며 이를 이용한 어구 부이 통합 관리 시스템을 개발하여 이에 대한 시스템 시험 및 검증을 수행하여 실효성을 확인하였다.
사물인터넷(IoT)은 다양한 디바이스가 유무선 네트워크를 통해 연결되어 정보를 수집, 처리, 교환, 공유하는 환경이다. 대표적 디바이스가 스마트폰 같은 모바일 IoT 디바이스인데, 사용자에게 고성능서비스를 제공하기 위해 파워를 많이 소비하지만 상시 공급할 수 없어서 주어진 IoT 환경에 적합하게 파워 관리를 하는 것이 필수적이다. 하지만 기존 모바일 IoT 디바이스의 파워 관리에는 AP, AP 내/외부 HW 모듈, OS, 플랫폼, 어플리케이션 등 다양한 요소가 복잡하게 얽혀 있어서 이 관계를 쉽게 파악하고 관리하는 체계적인 방법이 필요하다. 또한 파워 관리와 연관된 다양한 관리 정책, 운영 환경, 알고리즘 등 가변 요소를 분석하고 이를 파워 관리 개발에 반영하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고 모바일 IoT 디바이스 파워 관리를 체계적으로 개발하기 위한 공학 원칙과 이를 기반으로 한 방법을 제안한다. 실행가능성 검증을 위해 커넥티드 헬멧 시스템 파워 관리가 사례연구로 사용되었다.
이동통신 기반 IoT(Internet of Things) 관련 표준들은 3GPP와 ETSI를 중심으로 제정되어 왔으나 2012년부터 표준의 중복을 회피하고 단일화된 표준을 통해서 IoT 시장을 성장시키고자 oneM2M이라는 국제적 협의체가 구성되었으며, 최근 Release 1 표준을 발표하는 등 IoT 표준을 사실상 주도하고 있다. Mason과 Machina 리서치에 따르면 2020년에는 동시 연결된 M2M(Machine to Machine)/IoT 장치들의 수가 21억개에 달할 것이고, 이것들이 동시에 200억개의 통신 연결을 생성할 것이다. 이런 수많은 장치들을 관리하기 위한 표준으로 OMA(Open Mobile Alliance)에서는 LWM2M(Lightweight M2M)를 제정하였다. 또한 이런 장치들은 센서들과 같이 연산능력과 배터리에 제약이 많아서 이것을 극복할 수 있는 메시지 프로토콜로 IETF에서는 CoAP 표준을 제정하였다. oneM2M에서도 CoAP과 LWM2M 표준을 채택하였고, 이를 기반으로 한 단말과 응용서비스 관리 기능이 확대될 것으로 기대된다. 본고에서는 이동통신 기반 IoT 표준 동향과 LWM2M 기반 단말 관리 규격에 대해 살펴본다.
대다수의 IoT 기기들은 이미 AIoT를 사용하고 있지만, AI 애플리케이션을 구축하기 위해서는 아직 해결해야 할 문제가 많이 남아 있다. 본 연구에서는 IoT 에지 자원을 보다 효과적으로 분산하기 위해 머신러닝 기반의 IoT 에지 자원 관리 기법을 제안한다, 제안 기법은 머신러닝을 이용하여 IoT 에지 자원 동향을 파악함으로써 IoT 자원의 할당을 지속적으로 개선하며, 최적화된 IoT 자원은 머신러닝 컨볼루션을 활용하여 항상 변화하는 IoT 에지 자원을 안정적으로 유지한다, 제안 기법은 각각의 머신러닝 기반 IoT 에지 자원을 이전 패턴의 자원과 함께 해시값으로 저장함으로써 분산된 AIoT 맥락에서 공격 패턴으로 자원을 효과적으로 검증한다. 실험 결과에서는 IoT Edge 리소스의 무결성을 검증하기 위해서 이질적인 계산 하드웨어가 있는 복잡한 환경에서 잘 동작하는지 세 가지 다른 테스트 시나리오에서 에너지 효율성을 평가하였다.
최근 IoT 센서 즉, 사물 인터넷 기반 기술에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 다양한 제품들이 출시되고 있다. 대표적으로 홈 IoT 제품으로 가정에서 인터넷과 스마트폰 어플리케이션을 이용하여 가스 밸브, 보일러, 전등 등을 제어하는 것을 볼 수 있다. 하지만, 농업분야에서는 농작물 생산지의 환경 정보를 수집하고, 그에 맞춰 온습도 등을 제어하기 위해 관리자 혹은 생산자가 수동적으로 처리해야만 하는 단점이 존재하였다. 본 논문에서는 비닐하우스와 축산농가 등에서 사용할 수 있는 IoT 센서 기반 무인 관리 어플리케이션을 설계하고자 한다. 사용자가 비닐하우스 혹은 축산농가에 들어가지 않아도 사용자가 스마트폰 어플리케이션을 통해 모니터링 하면서 온습도를 조절하고, 센서의 고장 유무를 파악하여 교체시기를 알려 주는 등의 기능을 포함 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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