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근거리 무선통신

목 차1. 지그비(ZigBee)...........2가) 지그비(ZigBee)란?..............2나) 지그비(ZigBee) 특징..........4다) Zigbee 표준 프로토콜의 개념............4라) 메시지 전송.......5마) 전송방식............6바) 지그비 프로파일7사) 지그비의 문제점8아) 토끼를 앞지른 거북이........9자) 지그비(zigbee) 자동화 시스템 및 서비스 개발 동향 ........102. rDA(Infrared Data Association)..163. 블루투스(Bluetooth).............. 표준의 2.4GHz 대역은 어떤 제한없이 전세계에서 자유롭게 사용이 가능하다. 특히 이 대역은 O-QPSK(offset quadrature phase shift keying) 변조 방식으로 하프-사인 펄스 세이핑(pulse shaping)을 하게 되는데, 이는 MSK(minimum shift keying) 방식과 동일하다. 각 기호는 2비트를 전송하고 채널 간격은 5MHz이며 최대 16개의 채널을 둘 수 있다. 비록 디바이스는 채널 간에 주파수 호핑이 불가능하지만, 채널 선택으로 수신 상태를 최적화할 수 있다.또한 2.4GHz 대역은 네트워크로 연결된 디바이스 간의 간섭을 최소화하고 데이터 보안을 강화하기 위해 2M chip/sec DSSS(direct sequence spread spectrum) 코딩 방식을 사용한다. 1GHz 미만의 대역에서는 BPSK(bipolar phase-shift keying) 제곱근 코사인 펄스 세이핑을 하게 되며, 915MHz 대역에서는 2MHz의 채널 간격을 두고 있다(868MHz 대역은 1개 채널에 대한 공간밖에 없다). BPSK는 기호당 1비트만 전송한다. 868MHz(유럽)와 915MHz(서반구와 오스트레일리아) 대역에서의 데이터 전송률은 각각 20kbps와 40kbps이며, DSSS 칩 전송률은 각각 300k, 600k chips/sec이다.802.15.4 MAC 계층은 이 세 가지 대역에서 모두 CSMA/CA(carrier-sense multiple access with collision avoidance)를 사용하는데, 이는 기본적으로 이더넷을 사용하는 것과 동일한 메커니즘이다. 디바이스는 송신이 필요할 때가 되면, 대기모드에서 활성화되어 디바이스 채널의 활동을 우선적으로 감지한다. 활동이 감지되면 임의의 간격으로 대기모드로 되돌아가고, 또다시 깨어나 활동을 감지한다. 아무것도 감지되지 않으면 메시지를 보낸다. 물론 동시에 2개 이상의 디바이스가 데이터를 전송하려는 것이 감지될 수도 있다. 이 경우에 디바이스는 전et QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를 사용하고, 868/915MHz에서는 BPSK(Binary Phase Shift Keying)방식을 사용한다.? QPSK : 들어오는 반송파를 90도씩 위상을 변화시켜 4가지 종류(00, 01, 10, 11)의 신 호를 만들어 낸다.㉮ QPSK변조기의 입력데이터열이 직병렬 변환기에 의해서 분배㉯ 2진 부호 나타내는 입력데이터열은 I채널과 Q채널로 나누어 들어감㉰ 주파수가 같고 위상이 90도 다른 2개의 반송파㉱ 각각 BPSK처럼 변조시킨 후 합성? BPSK : 들어오는 반송파를 180도씩 위상을 변화시켜 2가지 종류(0,1)의 신호를 만들어 낸다.입력에 들어오는 정보가 Acos(wt+0) 이나 Acos(wt+180)와 결합하여 출력값이 달라진다.도표에서 볼 수 있듯이 1일 때와 0일 때의 반송파는 180도 만큼 위상이 변화되어 있음을 알 수 있다.바) 지그비 프로파일프로파일(profile)은 지그비의 근간을 이룬다. 홈 제어 조명을 예로 들 수 있는데, 이 프로파일의 초기 버전에서는 제어 메시지 교환을 통해 6개 디바이스 타입으로 무선 홈오토메이션 애플리케이션을 구성할 수 있다. 이 디바이스들은 서로 인식할 수 있는 메시지를 교환함으로써 램프 켜기?끄기, 조명 컨트롤러에 조명 센서 측정값 보내기, 또는 재실 센서(occupancy sensor)가 움직임을 감지한 경우의 경고 메시지 발송하기 등의 제어를 수행한다. 또 다른 예로 지그비 디바이스의 공통적인 작동을 정의한 디바이스 프로파일이 있다. 예를 들어 다른 네트워크 디바이스 및 이러한 디바이스가 제공하는 서비스들을 검색하고, 네트워크에 결합한 자율적인 디바이스의 기능에 의존적인 무선 네트워크가 있다. 이 디바이스 프로파일은 디바이스 및 서비스 검색을 지원한다.지그비 사양은 디바이스 제조업체가 프로파일을 만들 수 있도록 허용하고 있기 때문에 독자적인 기능 구현이 가능하다. 하지만 지그비 얼라이언스는 이러한 독자적인 기능이 네트워크 내에서 다가 필요하기 직전 경고 메시지를 보내기 위한 루틴을 갖춘 지그비 IC를 지그비 사양에 포함시켜 제공하고 있다. 만일 지그비 센서가 있는 정확한 지점을 찾기가 어렵다면 사용자는 배터리 교체를 미루게 될 것이며, 결국 배터리의 수명으로 인해 오류가 일어나 사용자에게 많은 비용을 초래하게 될 것이다.따라서 배터리 수명을 연장하거나 처음부터 배터리 없이 사용할 수 있는 여러 방법들이 논의되고 있다. 만약 센서에 지능적인 기능을 추가할 수 있다면, 센서는 많은 에너지를 소모하지 않고서도 원격 시스템 요소의 개입 없이 독립적으로 데이터에만 의존해 결정을 내릴 수 있다. 결과적으로 센서의 통신 횟수를 줄임으로써, 센서가 통신하는데 필요한 에너지의 소모를 최소화할 수 있다. 하지만 이러한 지능형 센서에는 어려운 하드웨어 설계 문제뿐만 아니라 소프트웨어 설계 과제가 수반되어야 한다.다른 접근 방법으로는 ‘에너지 수확(energy harvesting)’이라는 기술을 통해 주변환경으로부터 적은 양의 에너지를 얻는 방식이 있다(참고자료 4). 예를 들어 조명이 밝은 공장 또는 사무실의 경우 태양열 셀을 사용해 지그비 디바이스를 구동할 수 있다. 지그비 조명 스위치는 토글의 움직임으로부터 에너지를 획득한 다음 이를 울트라 커패시터에 저장한다(AC 연결이 필요 없는 조명 스위치는 확실히 쓸모가 있다. 이러한 스위치는 배선 비용을 줄여주고 사무실의 배치 변경을 간단하게 해준다). 제조업체들은 모터 및 사무기기에 전원을 전달하는 전선 주변의 표유 AC 자기장으로부터 에너지를 채취할 수 있으며 또한 제조 장비의 진동에서도 에너지를 얻을 수 있다.짧다.(Zigbee에 비해) 동작속도가 느리다(무선랜에 비해) 그리고 전자상거래를 위한 보안성이 상대적으로 약하다.자) 지그비(zigbee) 자동화 시스템 및 서비스 개발 동향지그비 기술은 단순한 제어 및 모니터링을 넘어서 독거노인에 대한 원격 헬스케어 서비스 등에 적용되어 노령화 시대를 위한 서비스 등에 적용되는 등 기술 적용 및 확산이 빠른 속도 유지보수 시스템에도 지그비가 적용되어 있어 현장에서 실시간으로 지그비 시스템을 분석 및 통신장애를 진단하고 이를 해결할 수 있는 편리성이 있다. 한전 KDN은 또한 지그비 기술의 확장성을 이용하여 차세대 원격검침 자동화 시스템은 지속적 인 개발을 통해 차세대 원격검침 자동화 시스템에서 요구되는 통합검침, 홈 네트워크와의 연동 다른 지그비 어플리케이션을 수용할 수 있는 통합검침 자동화 시스템 개발을 추진 중에 있다. 통합검침 자동화 시스템은 전기검침 뿐만 아니라 다양한 부가서비스를 검침 네 트워크를 통해 제공할 수 있다는 측면에서 검침 인프라 망의 효율성을 높이고 고객지향적 인 다양한 부가 서비스 제공을 통해 전력서비스의 고객만족 수준을 높일 수 있는 Ki ler application으로의 발전 가능성을 전망할 수 좋은 예가 될 것이다.? 결론지그비 자동화 시스템은 설치 , 유지보수, 장애극복 등에서 기존의 유선 기술 비해 많 은 기술적 이점이 있다. 또한 데이터에 대한 암호화 지원 등을 통해 시스템 보안 부분에서 도 매우 앞서 있다. 지그비 기술은 공장자동화, 인테리전트 빌딩 자동화, 생산자동화, 원격 검침 자동화 등의 자동화 시스템 분야와 센서 기술과 연계된 다양한 무선 센서 네트워크 분야에 적용되어 시스템의 효율성을 높일 뿐만 아니라 부가서비스 개발을 통해 시스템의 부가 가치를 높이는 등 관련 산업의 발전에 크게 기여할 것으로 전망된다. 지그비 기술이 국내에 2004년에 도입 된 것을 고려할 때 지그비 자동화 시스템 및 서비스의 개발이 매우 빠른 속도로 다양한 분야에서 적용 및 개발 되고 있음을 알 수 있다 . 다국적 자동화 SI 업 체의 국내 연구소에서도 국내 지그비 기술을 이용한 다양한 자동화 시스템이 개발 중에 있 어 향후 국내 지그비 자동화 기술의 해외 수출도 전망할 수 있다.2.IrDA(Infrared Data Association)IrDA는 1990년대 초반에 실용화되어 현재에도 가장 사용되고 있는 근거리무선통신이다. 저가이면서, noteboo능하다.

공학/기술| 2008.12.02| 23페이지| 2,500원| 조회(856)

블루투스, 현재, 꿀벌, IrDA, Zigbee

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