Ⅲ. 산학연계 현장근무
2. 기술개발 경과 및 추진실적
2. 목표대비 기술개발 경과
IEEE 802.11s stack 오픈 소스 조사 및 최종 선정
IEEE 802.11s OpenWRT 소스코드를 이용한 일차적
IEEE 802.11 a/b/g 무선 랜 카드 및 IEEE 802.11s
2-2 2015 년 목표대비 기술개발 경과
IEEE 802.11ac stack 오픈 소스 조사 및 최종 선정
IEEE 802.11ac DDWRT/OpenWRT 소스코드를 이용한 일차적 개발
Wi-Fi 및 IEEE 802.11ac 메쉬 라우터용 임베디드
모듈 선정
IEEE 802.11ac 무선랜 카드 및 Porting 기술 연구 IEEE 802.11n 및 IEEE 802.11ac 적용 가능성 검토
3. 목표대비 기술개발 정량실적
천원 10,000천원 100% 10,000
천원 10,000천원 100%
11 참여자(학생)만족도 90점 91.2점 100% 90점 94.6점 100%
NO 1
주저자 Ashish Rauniyar 사업년도 2015
공동저자 Soo Young Shin 게재일자 2015.06.04
논문명 A Novel Energy-Efficient Clustering Based Cooperative Spectrum Sensing for Cognitive Radio Sensor
게재 학술지명 International Journal of Distributed Sensor Networks Vol(No.) 2015
논문 내용 요약
Cognitive radio has been proposed as a promising way to effectively utilize the scarce spectrum resources. A cognitive radio sensor network (CRSN) is a wireless sensor network that is equipped with cognitive radio capability.
Clustering is a popular technique that can be applied to wireless sensor networks, although it has been proven to be a challenge to implement it in CRSNs. Moreover, few proposals have successfully applied energy-efficient clustering techniques in CRSNs. Therefore, with the aim of increasing energy efficiency, network lifetime, network stability, and optimal cluster-head selection process, this paper proposes a novel energy-efficient clustering based on cooperative spectrum sensing (ECS) for CRSNs. The proposed ECS scheme utilizes the concept of pairing among sensor nodes and switches between Awake and Sleep modes for energy efficiency. A comprehensive simulation in MATLAB was carried out to validate the proposed method. The simulation results show that, compared with conventional methods, the proposed method is more energy efficient and that the overall CRSN’s lifetime is prolonged.
논문의 우수성
This paper developed a clustering method suitable for CRSN with low energy consumption, increasing the lifetime and stability of a CRSN network.
Moreover, this paper develop a novel approach to clustering by introducing
(FullName) ISSN ISBN Vol
(No.) 주저자 공동저자 Impact
14 SCI 2014 2014.2.20
Performance Analysis of ISA100.11a Under Interference From an IEEE 802.11b Wireless Network
Industrial Informatics, IEEE
Transactions on
14 SCI 2014 2014.9.
Joint Hadamard transform and Alamouti scheme for wireless communication system Original Research
Article
AEU - International Journal of Electronics and Communications
15 SCI 2015 2015.05.17
Cascaded Energy Detector and Matched Filter-Clear Channel Assessment for
Wireless Network
Wireless personal communications
0929-6212 - 84(4) Triwicakso no, D
15 SCI 2015 2015.06.04
A Novel Energy-Efficient Clustering Based Cooperative Spectrum Sensing for Cognitive
Radio Sensor
International Journal of Distributed Sensor Networks
연도 구분 사업
신수용 513-82-07067 신수용 10-2014-0091046 100%
신수용 513-82-07067 신수용 10-2014-0130255 100%
신수용 513-82-07067 신수용 10-2014-0150281 100%
신수용 513-82-07067 신수용 10-2015-0121866 100%
신수용 513-82-07067 신수용 10-2015-0156408 100%
연도 등록번호 등록 S/W 명 인증기관 등록
연도 시제품명 시제품 이미지 주요 내용 소요비용 (천원)
2014 무선 메쉬 네트워크 기반
무선 영상 전송 시스템 IEEE 802.11n 기반 무선 메쉬네트워크 기술 4,000
2015
드론을 활용한 무선 메쉬네트워크 서베일런스
시스템
IEEE 802.11ac 기반 군사용/재난용 무선 메쉬 네트워크 기술이전 진행예정
o 시제품 세부내역
3-2. 기술개발 정성실적 세부내용
3-2-1 2014년 개발내용
o 무선 메쉬 네트워크 기술 개발
- IEEE 802.11s 플랫폼 선정 : OpenWRT, GW2388-4 - 소프트웨어 선정 : OpenWRT https://openwrt.org/
- 게이트웨이 등의 임베디드 시스템용 펌웨어로 개발된 Linux 배포판으로서 유무선공유 기 회사 제품에 적용될 정도로 지속적으로 발전해 왔음.
- 시스템이 안정적이며, 뛰어난 패키지 관리 및 쉬운 개발 환경 툴을 제공하며, 문서화 및 커뮤니티 지원 등이 잘 되어 있음.
[그림 4-1] OpenWRT
o 하드웨어 선정 (라우터 및 Wi-Fi카드)
- 무선 메쉬 라우터 하드웨어 및 메쉬용 랜카드 선정 요구 사항 : 2개 이상의 miniPCI (Wi-Fi) 슬롯 및 처리 용량 보유, IEEE 802.11s 프로토콜 지원
- Board Gateway (GATEWEWORK-Laguna GW2388-4)
[그림 4-2] GATEWEWORK-Laguna GW2388-4
- PCI-Card
* IEEE 802.11 b/g : Ubiquiti SR2, Wistron CM9 * IEEE 802.11n : Wistron DNMA-92
[그림 4-3] PCI-Card
- Development Kit (Laguna GW2388-4 Dev Kit)
- 테스트 베드 구축 (구성도)
[그림 4-5] 테스트 베드 구성도
[그림 4-6] 테스트 베드 구성도
- 테스트 베드 구축 및 Ping test
[그림 4-7] 테스트 베드 핑 테스트
- IP 카메라 영상 전송 테스트 베드 구축
[그림 4-9] IP 카메라 영상 전송 테스트
[그림 4-10] IP 카메라 영상 전송 테스트
3-2-2 2015년 개발내용
o BATMAN(Better Approach To Mobile Ad-Hoc Networking) Protocol
- 802.11s 프로토콜 같은 IP Adress 기반 연결과는 달리 MAC Adress 기반 연결 - 간편한 통합 : 라우터 간의 연결이 쉽게 되고 자동적으로 진행됨.
[그림 4-11] Working of BATMAN protocol
o 하드웨어 선정 (라우터)
- 무선 메쉬 라우터 하드웨어 선정 요구사항 : 802.11n, 802.11ac 지원 - OM2P, OM2P-HS, OM5P-AN, MR900, MR1750
o MR1750 : 802.11ac
o OM2P-HS : 802.11n o OM5P-AN : 802.11n
[그림 4-13] OM2P-HS, OM5P-AN
[그림 4-14] Specification of mesh
o 메쉬 노드 수를 결정하기 위한 고려 사항 - 커버가 필요한 영역의 크기
- 메쉬 네트워크 신호가 통과해야할 벽/바닥의 두께 - 메쉬 네트워크 신호가 통과해야할 벽/바닥의 재질 - 사용자 환경에서 간섭의 양
- 네트워크 상에서 예상되는 동시 사용자 수
[그림 4-15] 메쉬 네트워크 Traffic regarding Clients
[그림 4-16] 클라이언트 접속 테스트
No. Name Description 1. Battery for motor, 6000mAh, 4 cell, 14.5V 400 gr 2. Battery for FC, 1800mAh, 2 cell, 6.6V 15 gr 3. APM 2.6 flight control full kit (GPS, Compas,
Telemetry module pair) 17 gr 4. Brushless motor (each 81g) 324 gr 5. Prop APC 1147 CW and CCW 50 gr
6. ESC , 30A 128 gr
7. Remote control, 2.4 Ghz 6 Ch, Tx&Rx -8. AA Battery
Total 934 gr
o 드론 제작
- 무선 메쉬 네트워크를 위한 설계 사양에 맞는 드론 제작 - Quadcopter specs
[그림 4-18] 드론 시스템 설계
[그림 4-20] 드론 GPS Test
o Spherical Camera
- USB compatible camera(720P) - Video Resolution : 640x320 - Frame Rate : 30 Fps
- Video Encoder : FFMPEG
- Battery : 7.2V (Parallel connection) with Charging Module - Processor : Intel Edison
- Breakout board : Intel mini breakout for Edison - Wi-Fi : Built in Wi-Fi in Intel Edison
- Lens : Fish eye lens with 180 Degree Viewing angle
[그림 4-21] Spherical Camera
[그림 4-22] 종합 테스트
3-2-1. 프로젝트 결과의 우수성 ( 기술력 , 시장성 )
o 산업용/군사용 무선 메쉬 네트워크 분야의 기반 기술 확보
o 드론을 활용한 군사용/재난용 무선 서베일런스 시스템 기술 확보
o 수행기업의 무선 영상 감시 관제 시스템 기술 경쟁력 강화 및 기반 마련
o 가격 경쟁력과 기술력을 바탕으로 내수시장 점유율 증대 기대
3-2-2. 프로젝트의 중소기업 R&D 기여도 ( 기술개발 및 기술이전 등 )
o 방학 중 참여기업에서의 현장근무를 운영하였으며 현장연수 유학생마다 멘토를 두어 현장연수를 지도하여 기술 개발에 기여하였음.
o 2014년 ‘IEEE 802.11n을 이용한 IEEE 802.11s 기반 무선 메쉬 네트워크 설계 및 구현’을 참여 기업에 기술 이전하였음.
o 2015년 참여 기업에 기술 이전은 현재 진행 예정임.
3-2-3. 프로젝트의 중소기업 인력활용 기여도 ( 취업 및 인력난 해소 등 )
o 수행기업을 위한 무선 메쉬 네트워크 및 관련 분야 맞춤형 인재 양성
o 기존 글로벌 IT 프로그램을 통해 배출된 1명의 외국인 석사 학생이 현재 참여 기업((주)유에이 종합통신)에 근무중 : MAKSUMOV Bakir (지도교수 김동성)
o 2014/2015년 수혜를 받은 졸업생 중 1명의 외국인 석사 학생이 현재 참여
4. 향후 기술개발 계획 및 활용계획 4.1 향후 기술개발 계획
o 헬륨 풍선을 이용한 Operation Time 증가
- 모터로 동작하는 기존의 드론과는 달리 헬륨 풍선을 이용하여 드론의 Mobility 증대
o Flexible 태양광 패널 사용
- 드론에 장착된 헬륨 풍선에 Flexible 태양광 패널을 부착
- 배터리의 전력 소모를 줄여주고 드론의 비행전력을 지원하여 드론의 비행시간을 증가 시킬 것으로 기대
[그림 4-23] 향후 드론 기술 개발
4.1 향후 활용 계획
o 평상 시에는 음성, 데이터 및 비디오 통신을 지원하는 일반적인 셀룰러 네트워크를 사용하여 통신
o 하지만, 사고 혹은 재해가 발생할 경우, 예를 들면, 산사태/지진 등이 발생할 경우 통신 장비에 큰 손상이 발생할 수 있으며 일반적인 셀룰러 네트워크 통신이 불가능할 상황이 발생
o 이러한 상황에서 사람들은 어떠한 도움도 요청할 수 없으며, 다른 지역의 사람들도 특정 지역의 상태를 알 수가 없음
o 이러한 경우에, 802.11ac 및 802.11 무선 랜 네트워크 기반의 통신을 제공하기 위해 드론을 배포
o 표적 영역에 도달 한 후, 드론은 제자리에서 머무르면서 특정 위치에 있을 사람들에게 인터넷 접속을 제공하여 음성, 비디오 및 데이터 통신을 지원
o 또한, 드론의 카메라를 통해 높은 기관에 라이브 비디오 스트림을 제공할 수 있음