USN

USN의 개념도를 작성하고, 센서시스템을 구성하는 과정을 설명하시오

1. 개요

2. USN의 구조 및 요소기술    

3. USN 요구사항

4. USN 센서시스템을 구성하는 과정

5. USN 전망

 

 

 

 

 

1.개요

  -  USN(Ubiquitous Sensor Network)란 기존 인간과 컴퓨터 간의 커뮤니케이션에 일상생활에 산재된 사물과 물리적 대상을 추가시켜 협력 네트워크를 구성하는 것

  - RFID/USN은 모든 사물에 부착된 RFID 또는 센싱기술을 초소형 무선장치에 접목하여 이들 간의 네트워킹과 통신으로 실시간 정보를 획득, 처리, 활용하는 네트워크 시스템

  - 필요로 하는 모든 곳에 수많은 센서 노드들을 부착해 자율적으로 정보를 수집, 관리, 제어하는 시스템, 즉 물리 공간에 센서 노드를 설치해 빛, 소리, 온도, 움직임 같은 환경 정보를 감지해 정보시스템으로 전달하는 구조를 가진 네트워크

  - USN을 우리 인체에 비교해 보면, 센서 노드는 인체의 신경세포로, 센서 네트워크는 신경망으로, USN 기반 정보시스템은 인체의 두뇌로 각각 비유할 수 있다

 

 

참조> USN과 WSN(Wireless Sensor Network)

  - 해외의 센서 네트워크 관련 연구를 보면, 일반적으로 USN 대신 WSN이라는 개념을 사용

  - 국내에서는 USN을 '전자태그(RFID)와 U-센서를  BcN과 연계해 사물의 정보를 인식, 관리하는 네트워크이며, 기존 사람 중심의 정보화를 사물에까지 확대해 유비쿼터스 사회를 구현하기 위한 기본 인프라로 정의하고 있다.

  - 반면 WSN은 기존 유선 기반의 센서 노드에 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi)와 같은 무선 RF 기술과 Ad-Hoc, Mesh 네트워크 기술을 접목해 무선기반의 센서 네트워크를 구현하는 것으로 정의

  - USN은 WSN을 포함하는 보다 광범위한 개념으로 이해할 수 있음

 

 

2. USN의 구조 및 요소기술

  가. USN의 구조

http://cafe.daum.net/_c21_/bbs_search_read?grpid=1LjCM&fldid=nH98&datanum=18&docid=1LjCMnH981820120114110924

 

나. USN의 구성요소

 

 1) 센서 노드

      - 센서를 이용해 주위 환경 정보를 획득(센싱)하는 일반적인 센서노드와 외부 네트워크 특히 인터넷과 연동을 위한 연동노드인 싱크 노드(Sink Node)또는 게이트 웨이로 구성된 다.

      - 지그비, 블루투스, 와이파이, UWB(Ultra Wide Band)등 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 맞게 무선네트워크 기술을 지원

      - 가격이 저렴하고 크기가 작아야 함

      - 한 번 배치되면 유지 보수가 어렵기 때문에 강인한 구조에 저전력으로 설계

      - 초기의 센서는 단순히 센싱을 하여 Reader장치에서 정보를 획득해가는 형태에서, 최근에는 임베디드 프로그램 과 H/W로 구성된 SOC 형태의 소형장치로 향상되고 있음

  2) 센서 네트워크

      - 다수의 U-센서 노드간 애드 혹(Ad Hoc), 멀티 홉(Multi Hop) 통신으로 구성

      - 무선(RF) 및 통신기술: 센서노드간 통신을 위한 무선 기술(지그비, 블루투스, 와이파이, UWB(Ultra Wide Band)) 및 라우팅 기술

  3) USN 미들웨어

      - 이기종 센서 네트워크로부터 수집한 센싱 데이터를 필터링, 통합, 분석해 의미 있는 상황정보를 추출, 저장, 관리, 검색하고 그 정보를 응용서비스로 전달해, USN 서비스간 연계, 통합을 용이하게 하는 기술

  4) USN 응용서비스 계층

     - 수많은 센서 노드에서 수집된 정보를 활용하는 애플리케이션

 

3. USN 요구사항

  - 센서의 초저전력, 저가격, 신뢰성 확보

  - 센서의 위치정보 파악 및 실시간 정보획득 가능에 따른 보안/개인정보 문제 해결

  - 표준화된 프로토콜 사용으로 데이터의 획득, 가공, 배포가 간편해야 함

  - USN 미들웨어 발전으로 이종망간 데이터 공유 가능

  - 고정형 센서>능동형 센서> 지능형 센서로 진화 필요

 

 

4. USN 센서시스템을 구성하는 과정

 - 고정형 센서>능동형 센서> 지능형 센서로 진화

 - 초기 USN 시스템 구성은 무선네트워킹 기술과 초소형 센서 노드 기술을 이용해 기존의 유선 센서 네트워크를 대체하는 형태(이는 설치 비용을 절감하고 원하는 위치에 손쉽게 센서를 설치할 수 있기 때문)

 - 초소형, 저전력, 멀티홉 네트워크를 지원하는 무선 센서 노드 상용화됨에 따라 애드 혹, 멀티 홉 메시 네트워크를 구성

 - 애드 혹, 메시 네트워크는 고정된 네트워크 구조를 가지지 않고 이동 단말 사이에 임의로 구성되는 형태(새로운 센서 노드가 추가되거나 제거되는 경우 자동으로 네트워크 재구성)

 

5. USN 전망

  - IEEE1451 센서네트워크 표준화 담당

  - -대표적인 센서네트워크로는 RFID, IEEE802.15계열이 있음

  -  USN은 초기에 RFID를 통해 개체를 식별하는 단계에서 센싱 기능을 부과하여 환경 정보를 동시에 취득하는 단계를 거쳐 태그 상호간 통신으로 Ad-hoc 네트워크를 구축하고 기능이 적은 다른 태그를 제어하는 것으로 발전할 것이다

  - USN의 궁극적인 목표는 IPv6를 기반으로 하는 BcN과 연동되어 모든 사물이 지능적으로 네트워크를 구성하여 통신하는 것이다

  - 사물의 정보화를 위한 첫걸음이며 USN을 기반으로 다양한 Application의 개발과 기능의 고도화가 가능

  - 신성장 동력 산업의 많은 부분이 사물 정보 인식, 센싱 및 통신 기능 등을 기반으로 하고 있어 중요

 

<출처>

http://cafe.daum.net/_c21_/bbs_search_read?grpid=1LjCM&fldid=nH98&datanum=18&docid=1LjCMnH981820120114110924

http://www.karus.or.kr/pds/data_files/(13)%20USN기술개념%20및%20분류,용어.pdf 

http://www.karus.or.kr/pds/data_files/(13)%20USN%EA%B8%B0%EC%88%A0%EA%B0%9C%EB%85%90%20%EB%B0%8

F%20%EB%B6%84%EB%A5%98,%EC%9A%A9%EC%96%B4.pdf

 

1-8._USN(Ubiquitous_Sensor_Network).hwp