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장기간 배치 가능한 무선센서 망의 에너지확보

전문가 제언: ○ 무선센서 망(WSN: Wireless Sensor Network)은 건물 또는 환경의 온도, 압력, 진동, 동작 및 오염과 같은 물리적 또는 환경적 조건을 여러 장소에서 검출한 자료를 기지국 또는 인터넷을 통하여 호스트 컴퓨터로 보내 감시하는 시스템이라고 할 수 있다. 무선 센서 노드는 아주 작은 컴퓨터라고 할 수 있다.

○ 무선 센서 노드는 신호처리 유닛(연산처리 및 메모리), 센서, 통신장치(라디오 트랜스시버 또는 광 트랜스시버) 및 전원(배터리)으로 구성되고 기타 에너지 수확 모듈, 2차 ASICS 및 2차 통신장치(RS-232 또는 USB)를 포함한다. 이러한 센서노드의 비용은 수백 달러에서 수 센트까지 센서망의 크기 및 개별 센서노드의 복잡성에 따라서 다르다. 센서노드 크기와 비용은 에너지, 메모리, 컴퓨팅 속도 및 대역폭과 같은 리소스에 따라 제한을 받게 된다.

○ WSN은 원래 군사용으로 개발되었으나 현재는 다양하여 감시, 추적 및 제어분야에서 사용되어 환경과 주거감시, 헬스케어응용, 홈 자동화, 화재감시 및 교통제어 등에 적용되고 있다. 또한 전형적인 응용에서는 WSN은 지역에 분산 배치되어 센서노드를 통하여 데이터를 수집한다.

○ WSN의 특징은 ① 주위환경에서 에너지 수확 또는 저장 가능한 전력공급 능력 ② 열악한 환경조건에 견딜 수 있는 능력 ③ 노드 고장에 대한 처리 능력 ④ 노드의 이동성 ⑤ 동적인 네트워크 토폴로지 ⑧ 대규모 배치가 가능 ⑨ 무인 운전 등을 들 수 있다. 플랫폼의 표준은 ZigBee, WirelessHART 또는 ISA100등이 이용되고 이들은 IEEE 802.15.4-2005에 기반 한다.

○ 따라서 이러한 무선센서망은 이 글에서 기술한 바와 같이 앞으로 우리 환경을 통하여 널리 설치되어 저렴하고, 지능적인 원격 환경감시 시스템을 구축하여 유비쿼터스 환경에서 급속히 확산될 것으로 전망된다. 그러나 이러한 WSN이 상용화되기 위해서는 장기적인 독립된 운전을 위해 장수명의 전원확보(주위환경에서 에너지 확보), 센서망의 소형화 및 유지보수가 거의 없는 저렴한 소자개발이 요구된다.

저자: Cian O Mathuna, Terence O Donnell, Rafael V. Martinez_Catala, James Rohan, Brendan O Flynn
자료유형: 학술정보