현재 및 미래에는 무선통신의 효용성이 증가되면서 다양한 분야에서 유선과 무선을 통합한 형태의 연결망이 구축되고 있으며, 이에 따라 저속, 저가, 저전력의 무선통신 분야의 필요성이 제기되고 있다. 본 논문에서는 저속, 저가, 저전력의 무선통신 분야인 Zigbee(IEEE 802.15.4)의 표준안과 이를 기반으로 한 Wireless Home Safety Supervisor System에 대해서 제안 고찰하였다.
본 논문에서는 디지털 선박을 위해 선박 내 무선 센서 네트워크 시스템을 구현하였다. 먼저, 선박 내 전파 환경을 고려한 전파 환경 분석을 수행하여 무선 센서 네트워크 시스템이 적용 가능함을 확인하였다. 선박 내 무선 센서 네트워크 시스템으로 IEEE 802.15.4 기술을 이용한 지그비 노드(Zigbee Node) 및 RFID 리더(Reader)를 설계/제작하여 선박 내 센싱 및 선원들의 출입 관리 시스템을 구현하였다. 센싱된 데이터와 출입 관리 데이터는 무선 게이트웨이(Wireless Gateway)와 AP를 통해 인터넷과 연결하여 선박 내 서버의 데이터베이스로 전송되며, 선박 내 데이터베이스에 저장된 정보는 인터넷을 통해 모니터링 하도록 하였다.
차세데 홈네트워크 환경하에서는 다양한 데이터 통신 무선기기들이 홈/오피스에서 공존할 것이다. 예를들어 무선랜, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 무선 USB, UWB(Ultra Wideband) 등이 함께 주파수를 공유하게 될 것이며, 특히 ISM 대역은 서비스, 산업, 의료용 등으로 다양한 응용이 가느하기 때문에 전파 간섭이 예상된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11b 무선랜(WLAN)과 IEEE 802.15.4 저전력 저속 무선팬(WPAN) 무선기기에 대하여 간섭실험을 하였으며 두 무선기기가 상호 공존할 수 있는 공유 조건에 대해 분석하였다. 무선랜(WLAN)과 무선팬(WPAN)의 주파수 대역이 완전히 오버랩된 경우 간섭 레벨과 무선팬의 패킷 전송 횟수를 변화 시켜 상호간의 간섭 영향 저도를 측정하고 상호 무선기기간의 간섭 결과를 바탕으로 상호 무선기기간의 주파수 공유 조건을 제시하고자 한다.
ZigBee devices are limited in resources especially on power and computational capacity but also require real-time operation at MAC layer. Therefore, it is important to take those requirement into consideration of system software design. In this paper, we proposed a compact system software design to support simultaneously ZigBee and IEEE802.15.4. The design strictly respects the resource and real-time constraints while being optimized for specific functions of both Zigbee and IEEE802.15.4. Various evaluations are done to show significant metrics of our design.
본 논문에서는 IoT 시스템을 위한 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 868/915 MHz 대역 ZigBee 송수신기를 설계하고 구현하였다. IEEE 802.15.4 LR-WPAN에서 권고하는 ${\pm}80ppm$의 주파수 오프셋에서도 동작이 가능한 비간섭성 방식의 복조 알고리즘을 적용하였으며, 모드에 따라 가변 데이터 전송률을 지원하도록 구현하였다. 또한 SPI 통신 모듈을 탑재하여 다양한 MCU에 연결하여 사용이 가능하다. 설계된 ZigBee 송수신기는 Verilog HDL로 기술하고 $0.18{\mu}m$ 공정에서 합성 및 검증하였으며 게이트 수는 약 32,000 게이트였다.
This paper is seeing as one big cause that reduce Life Time of sensor node become soft if BackOff Time is prolonged in CDMA/CA of competition way that consist at data transmission of each sensor nodes base sensor network environment. So solution method uses GTS, wish to reduce competition Node's, and minimise data transmission delay.
무선 저전력 통신과 매쉬 네트워크 기술로 대표되는 Zigbee 표준 기술은 스마트 홈과 스마트 빌딩, 대규모 센서 네트워크 등의 환경에서 Ad hoc 방식에 의하여 통신거리 확장을 목표로 개발되어왔다. 또한 Zigbee 표준 기술은 기본적으로 IEEE 802.15.4 표준 기술을 기반으로 개발되었으며, 네트워크를 구성하는 전체 노드는 IEEE에서 정의하는 48bit의 Unique한 노드 주소를 사용하여 매쉬 통신을 구성한다. 하지만 스마트 라이팅이나 넓은 지역의 센서 네트워크와 같이 광범위한 지역을 대상으로 동작하는 Zigbee 환경에서는 매우 많은 수의 노드가 필요하고 경우에 따라 설치를 담당하는 시공사가 다를 수 있으며, 이 경우 많은 수의 노드에 대하여 Unique한 노드 ID를 제공하기 힘들 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 고에서는 넓은 지역에 대규모로 설치되는 많은 노드들에 대하여 각각의 Personal Coordinator 들이 해쉬 기반으로 동적 PANID를 설정하고, 이에 따라 발생될 수 있는 PANID 충돌 문제를 해결하는 기법을 제안하며 이에 대한 성능을 검증한다.
IEEE 802.15.4를 기반으로 하는 Zigbee 센서 네트워크에서는 전송되는 패킷에는 2byte의 지역 주소가 존재한다. Ziebee 센서 네트워크 내에서 이 2byte의 주소를 가지고 각 센서의 주소를 식별한다. 이러한 Zigbee 센서 네트워크는 많은 센서들을 하나의 네트워크로 구성할 수 있어야 ubiquitous 시대를 뒷받침 할 수 있는 솔루션으로 자리매김할 수 있다. 그러나 Zigbee 계층 구조에서 표준에 제정되어 있는 알고리즘인 Cskip 알고리즘을 이용한 할당 방식에는 많은 수의 센서를 배치하는 것에 문제가 있다. Cskip 알고리즘을 이용하여 주소를 할당하기 위해서는 라우터나 코디네이터가 가질 수 있는 자식노드의 최대 개수, 자식노드가 라우터로 될 수 있는 최대 개수, 네트워크의 최대 깊이를 알아야 한다. 이러한 네트워크는 유연성이 없고 공간적이 측면으로 봤을 때 주소 할당에 있어서도 많은 낭비를 초래하게 된다. 본 논문에서는 이러한 주소 공간의 낭비를 최소화 할 수 있는 주소할당 알고리즘을 제안한다.
In this paper, a zigbee system is based on IEEE 802.15.4 is a technology. It is a wireless communication and Ubiquitous Sensor Network which we have been concern about. It attempts to provide a low data rate, low power, low cost and short sensor wireless networking on the device-level communication. These devices are likely to operate in offices and factories. In this paper, we introduce some receiver schemes and show a BER performance.
Journal of information and communication convergence engineering
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제5권3호
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pp.200-204
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2007
The release of IEEE 802.15.4 PHY-MAC standard represents a milestone in developing of commercial wireless sensor network pursuing low power and low cost. In this paper, IEEE 802.15.4 Medium Access Control (MAC) protocol was analysed at the point of power consumption. This analysis measured the amount of the rest of power after transmitting data with beacon enabled mode and the power consumption of each node in the time period. ns-2 simulation is used to verify the analysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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