표제지
국문요약
목차
제1장 서론 10
제2장 관련 연구기술 12
제1절 IEEE 802.15.4 (LR-WPAN) 12
제1항 IEEE 802.15.4 개요 12
제2항 네트워크 토폴리지 12
제3항 기기 구조 13
제4항 IEEE 802.15.4 프레임 구조 14
제2절 6LoWPAN 17
제1항 6LoWPAN 개요 17
제2항 6LoWPAN 프레임 구조 18
제3절 ZigBee 22
제1항 ZigBee 시스템 개요 22
제2항 네트워크 토폴리지 23
제3항 ZigBee 프레임 구조 23
제4절 ISA100.11a 24
제1항 ISA100.11a 개요 24
제2항 ISA100.11a 프레임 구조 26
제4절 WirelessHART 27
제1항 WirelessHART 개요 27
제2항 WirelessHART 프레임 구조 28
제5절 제어 및 모니터링 기술 29
제3장 실시간 데이터 모니터링 시스템 31
제1절 시스템 구성 31
제2절 산업환경에서의 간섭 33
제3절 센서 네트워크와 실시간 모니터링 네트워크의 차이점 35
제4장 IP-USN기반 실시간 데이터 모니터링 실험 39
제1절 실험환경 39
제2절 일반 전송방식에 따른 실시간성 실험 42
제3절 시간차 중복 데이터 전송방식에 따른 실시간성 실험 42
제5장 실험결과 및 종합분석 43
제1절 일반 전송방식에 따른 실험 43
제1항 0.5초 간격 일반 전송 43
제2항 1.0초 간격 일반 전송 45
제3항 2.0초 간격 일반 전송 46
제2절 시간차 중복 데이터 전송방식에 따른 실험 48
제1항 0.5초 간격 시간차 중복 전송 48
제2항 1초 간격 시간차 중복 전송 49
제3절 실험결과 종합분석 51
제6장 결론 및 향후 과제 53
참고문헌 54
ABSTRACT 55
표1. Dispatch 값에 따른 비트패턴 19
표2. ISM 대역의 주요 무선기술 비교 30
표3. 유선 모니터링 시스템과 무선 모니터링 시스템의 비교 33
표4. 여러 가지 간섭원들 34
표5. 센서 네트워크와 모니터링 네트워크의 비교 38
표6. 노드 수 증가에 따른 데이터 크기별 전송 에러율 43
표7. 노드 수 증가에 따른 데이터 크기별 전송 에러율 45
표8. 노드 수 증가에 따른 데이터 크기별 전송 에러율 46
표9. 시간차 중복전송에 따른 전송 에러율 48
표10. 시간차 중복전송에 따른 전송 에러율 49
그림1. IEEE 802.15.4 네트워크 토폴리지 13
그림2. LR-PAN device architecture 13
그림3. 일반적인 MAC 프레임 구조 14
그림4. 프레임 제어 필드 구조 15
그림5. 비콘 프레임 구조 15
그림6. 데이터 프레임 구조 16
그림7. ACK 프레임 구조 16
그림8. MAC 명령어 프레임 16
그림9. 6LoWPAN 워킹그룹 작업범위 17
그림10. Adaptation 계층에서의 프레임 18
그림11. Dispatch 타입과 헤더 19
그림12. 메쉬 타입과 헤더 20
그림13. 단편화 타입과 헤더 20
그림14. 브로드캐스트 헤더 21
그림15. 6LoWPAN의 압축된 UDP 프레임 구조 21
그림16. ZigBee Alliance 작업범위 22
그림17. ZigBee 네트워크 토폴리지 23
그림18. ZigBee 프레임 구조 24
그림19. ISA100.11a Reference Model 26
그림20. ISA100.11a 데이터링크 계층 프레임 구조 27
그림21. WirelessHART 데이터링크 계층 프레임 구조 28
그림22. 실시간 모니터링 시스템 전체 구조 31
그림23. 기본적인 모니터링 네트워크 구조 35
그림24. 센서 네트워크에서의 일반적인 데이터 전송 36
그림25. 실시간성 확보를 위한 중복데이터 전송 36
그림26. 실시간성 확보를 위한 데이터 전송 및 무선노드 버퍼 구조 37
그림27. 무선노드(CC2420EDU, PN2400)와 게이트웨이(PR2400) 40
그림28. 전체 실험환경 40
그림29. 게이트웨이 흐름도 41
그림30. 노드 수 증가에 따른 데이터 크기별 전송 에러율 43
그림31. 연속 3회 이상 데이터 소실 빈도율 44
그림32. 노드 수 증가에 따른 데이터 크기별 전송 에러율 45
그림33. 연속 3회 이상 데이터 소실 빈도율 46
그림34. 노드 수 증가에 따른 데이터 크기별 전송 에러율 47
그림35. 연속 3회 이상 데이터 소실 빈도율 47
그림36. 27바이트, 0.5초 전송간격에서의 전송 에러율 48
그림37. 51바이트, 0.5초 전송간격에서의 전송 에러율 49
그림38. 27바이트, 1초 전송간격에서의 전송 에러율 50
그림39. 51바이트, 1초 전송간격에서의 전송 에러율 50