본 과제에서는 설정한 목표를 달성하기 위하여 수립한 추진전략 및 수행방법에 따라 연구 과제를 수행하였다. 과제 수행의 결과로서 정량적 및 정성적 목표를 모두 달성하였다. 먼저, 본 연구과제에서는 2차례의 전문가 초청 기술 세미나를 통하여 해양 IoT 서비스 시나리오 및 플 랫폼 요구사항을 분석하였고 해양 특성화 요구사항에 따른 활용방안을 도출하는 등 요구사항 분석을 통하여 수요자의 요구사항을 충족시킬 수 있는 연구 결과를 도출하였다. 특히, 해양 특 성화 요구사항에 따른 활용방안으로서 부이를 활용한 HNS 원격탐지기술을 2차 세미나에서 관 련 전문가와 논의하였고 향후 본 연구과제의 결과와 연관된 후속 연구 방안을 논의하는 등 과
트를 성실히 작성 및 관리하여 과제수행기간 동안 200여 쪽에 달하는 연구노트를 남겼다. 본 연구과제에서 목표로 하는 논문, 지적재산권 등의 정량적 성과를 100% 달성하였으며, 국외 논 문발표 1건(증빙4)은 당초 목표를 초과달성했다. 마지막으로, 실험실 내에서의 테스트뿐만 아니 라 실해역 해상 테스트까지 진행함으로써 실제 환경에서 동작을 검증하기 위한 노력을 기울였 다. 다음은 본 과제의 구체적인 목표 달성도를 기술한다.
가. 정량적 성과
본 과제에서는 다양한 학술활동과 지적재산권 출원을 통하여 <표 4-1>과 같이 과제 목표 를 초과 달성하였다.
<표 4-1> 과제 목표 정량적 성과 구 분 목표(건) 달성
실적(건) 주저자 실적 달성도 증빙자료(제출)* 비고 국외
논문
SCI - %
SCIE - %
국내 논문
SCI - %
SCIE - %
등재
지 3 3 3 100 % 증빙1(게재)
증빙2(게재) 증빙3(게재)
- 2016.6- 특 허출 원 2 2 2 100 % 증빙8(출원)
증빙9(출원) 한국
기 타 국외
학회발표 - 1 1 100 % 증빙4(발표) 2016.7.11 국내학회
발표 3 3 3 100 % 증빙5(발표)
증빙6(발표) 증빙7(발표)
-- 프로 -
그램등록 3 3 3 100 % 증빙10(등록) 증빙11(등록) 증빙12(등록)
공표년월일: 2016.5.4.
(등록일자: 2016.6.3.)
또한, 본 과제의 세부연구목표별 핵심기술개발 목표는 <표 4-2>와 같이 모두 달성하였다.
<표 4-2> 세부연구목표별 핵심기술개발 목표 달성도
구 분 목표 목표도출
근거 달성 평가(검증)
분야 유형 지표명 2015년 방법
과학기술적 성과
핵심기술 개발
동시접속센서
모듈 20개 해양관측용 부이 평균
다중접속 센서 노드수 30개* 설계도면 (실장실험) 통신도달
거리 5km 부이간 Ad-hoc 네트워크
도달 거리 6km** 실장실험
전송속도데이터 10Mbps LTE 기반 전송속도 10.168Mbps**
* 실장실험
소비전력 300W 최대출력 연속동작 시 < 15W**** 실측
* 현재 부이 게이트웨이에서 사용된 프로세서의 처리능력으로 인하여 5개 센서 모듈의 처리에 15%의 리소스가 사용되므로 30개의 센서 모듈 사용 시 90% 이내의 리소스를 사용하게 됨.
** 실외 필드 테스트를 통하여 4홉 네트워크 구성 시 대략 6km의 거리에서 통신이 가능함을 확인.
*** 부이 게이트웨이 시스템에서 촬영한 영상을 육상 모니터링 사이트의 서버로 영상을 전송 하여 상향링크 LTE 전송속도를 측정함(3장 3절 실험결과 참조).
**** 전체 시스템 동작 시 소비전력 측정 결과임(3장 3절 실험결과 참조).
나. 정성적 성과
본 연구과제에서는 세부연구목표를 <표 4-3>과 같이 모두 달성하였으며 과제 결과물은 논 문 및 지적재산권 출원을 통하여 대외적으로 발표하였다.
<표 4-3> 목표별 달성내용 및 달성도
목표 달성내용 달성도
증빙자료 설명/제출
(필요시)
○ 스마트 센 서 플랫폼 설 계
○ 스마트 해양관측 센서 모듈 설계 기술 확보 - 해양관측 센서의 설계 및 모듈화 기술
○ 센서 모듈의 다중접속 인터페이스 도출
- 다양한 해양관측 센서의 특성 및 I/O 인터페이 스 분석- 센서 모듈의 다중인터페이스 도출을 위한 기존 인터페이스 프로토콜의 분석
- 센서 모듈의 다중접속을 위한 CAN 기반의 인터 페이스 및 프로토콜 도출
○ 센서 모듈 구동 S/W 플랫폼 도출
- 센서 모듈 다중접속 인터페이스 프로토콜 및 구 동 S/W 구현
100 %
실적/결과보고서 증빙2(논문게재) 증빙5(논문발표) 증빙6(논문발표) 증빙9(특허출원) 증빙11(프로그 램등록)
○ 통신네트워 크모듈 설계
○ 실시간 영상 데이터 전송이 가능한 고속통신 모 듈 설계- LTE 기반의 고속통신을 지원할 수 있는 통신 네 트워크 플랫폼 설계
- 고성능 카메라모듈을 이용한 영상 기록 및 촬영 영상 전송 구현
○ 해양관측 부이들 간의 Ad-hoc 네트워크 구성 연 구- 해양관측 부이들 간의 mesh 네트워크 구성 및 통신 테스트
100 %
실적/결과보고서 증빙3(논문게재) 증빙9(특허출원) 증빙10(프로그 램등록)
○ IoT 플랫폼 통합관리 및 제어 시스템 설계
○ 플랫폼 구성 모듈들의 통합 인터페이스 방식 설 계- CAN기반의 센서 데이터 패킷 및 인터페이스 설 계○ IoT 플랫폼 동작상태 모니터링 및 자가진단 기능 설계- 부이 내부 모니터링 기능 및 센서의 등록 및 관 리를 위한 다중 접속 프로토콜 설계
○ 효율적 전원관리 방안 연구
- 전력소모 효율을 고려하여 각 센서로부터 필요한 데이터들만 추출 및 압축하여 전송할 수 있는 전송 방식 설계
100 %
실적/결과보고서 증빙4(논문발표) 증빙7(논문발표) 증빙8(특허출원) 증빙12(프로그 램등록)
○ IoT 플랫폼 시제품 제작
○ 개별 구성 모듈 구현
- 개별 구성 모듈 구현 및 수밀 가공 설계
○ 플랫폼 구성 모듈들의 최적 결합 연구 - 해양 관측용 부이의 제작
100 %
실적/결과보고서 증빙3(논문게재) 증빙4(논문발표) 증빙9(특허출원)
○ 개별 구성요소의 성능 확보를 위한 시험
- 스마트 센서 플랫폼, 통신네트워크, 제어 시스템 의 동작 시험
다. 결과의 우수성
(1) 한국모바일학회 2015 추계학술대회 우수논문상 수상 - 논문 제목: 해양관측 부이를 위한 해양 IoT 표준 플랫폼 (증빙5) - 일자: 2015년 11월 27일
본 논문은 다양한 해양관측 정보를 획득하는데 있어서 매우 중요한 역할을 하는 해양관측 부이의 기존의 문제점을 개선하고 활용범위를 넓히기 위하여 해양관측용 부이에 특화된 ‘해양 IoT 표준 플랫폼’의 기능과 시스템 구조를 도출함으로써 실용화 가능한 수준의 표준화된 플랫 폼을 구성할 수 있는 방안을 제시한 것으로서, 본 연구과제의 핵심 내용에 대한 학문적/실용적 우수성을 인정받은 것이라 할 수 있다.
(2) LTE 기반의 고속통신을 지원할 수 있는 통신 네트워크 플랫폼 설계 (증빙 3, 9 참조)
SKT와 KT에서 해상 LTE 서비스를 목적으로 커버리지 향상을 위한 노력을 많이 기울이 고 있으므로 LTE 기반의 고속통신을 지원할 수 있는 통신 네트워크 플랫폼을 설계하고 적용 함으로써 해상에서 부이의 통신 가능 거리의 확대와 데이터 전송 능력의 향상을 기대할 수 있 다. 따라서, 센서 측정 데이터뿐만 아니라 영상 등 대용량 데이터의 고속 전송이 가능하며 필 드 테스트를 통하여 동작을 확인하였다.
(3) 해양관측 부이들 간의 Ad-hoc 네트워크 구성 연구 (증빙 3, 9, 10 참조)
부이들 간에 mesh network를 구성함으로써 LTE 통신 가능 범위를 벗어나더라도 다수의 릴레이 부이를 통하여 측정 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 통신 기능을 이용하여 해상의 위 험유해물질 (HNS) 원격 탐지하는데 부이를 활용하는 방안을 논의하고 후속 과제 도출을 추진 하고 있다.
(4) 센서 다중 접속 프로토콜 및 게이트웨이 개발 (증빙 4, 7, 8, 12 참조)
기존 CAN 버스를 기반으로 센서의 인식 및 등록, 관리를 용이하게 할 수 있는 새로운 다 중 접속 프로토콜을 설계하고 구현하였다. 기존 CAN 버스를 기반으로 하므로 기존 인터페이 스와 역호환이 가능하다는 장점을 가진다.
(5) 해양 관측 센서의 개발 및 모듈 제작 (증빙2, 6, 11 참조)
해양 관측 센서를 실제로 제작하고 모듈화할 수 있는 기술을 축적하였다.
(6) 자세위치제어가 가능한 해양관측용 부이의 설계 및 제작 (증빙1 참조)
해양관측용 부이에 운동성을 부여하여 자세위치제어가 가능하게 함으로써 기존 부이에 비 해 다양한 임무 및 역할 수행이 가능할 것으로 기대된다.