KR20180107636A

KR20180107636A - 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템

Info

Publication number: KR20180107636A
Application number: KR1020170036239A
Authority: KR
Inventors: 심재용; 최은석; 노영빈; 최영준
Original assignee: (주)베텍
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2018-10-02
Also published as: KR101960707B1

Abstract

본 발명은 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소규모/저비용의 IoT 환경이 필요한 산업분야에 적용 가능한 시스템 구조를 제안하되, 센서 디바이스의 효율적인 전력관리 방안을 제시하며, 이를 통해 배터리 수명을 연장하여 궁극적으로 시스템의 Life Cycle 연장이 가능하도록 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 소규모/저비용의 IoT 환경이 필요한 산업분야에 적용 가능한 시스템 도입의 효율성을 제공하게 된다.

Description

무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템{IoT System Using Wireless Sensor Network and Gateway}

본 발명은 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소규모/저비용의 IoT 환경이 필요한 산업분야에 적용 가능한 시스템 구조를 제안하되, 센서 디바이스의 효율적인 전력관리 방안을 제시하며, 이를 통해 배터리 수명을 연장하여 궁극적으로 시스템의 Life Cycle 연장이 가능하도록 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템에 관한 것이다.

지금까지의 IoT 구현 방법은 단순한 중계망을 이용하여 사물인터넷 구현하는 방법으로 저속 무선망내에서 또는 이더넷망에서 단순한 IoT 중계 형태로 이루어지고 있었다.

이러한 종래기술로서, 특허공개번호 10-2006-0135187에 의한 홈게이트웨이장치는, 통신채널을 선택하기 위한 튜너, 케이블모뎀수단, TCP/IP통신 인터페이스를 수행하기 위한 데이터신호처리수단,시리얼통신 인터페이스를 제공하기 위한 RS-232처리수단을 구비한다.

하지만, 2G나 3G망으로는 HD급 대용량 영상정보나, 센서 연동을 위한 고속인터페이스 양방향 통신과 CPU점유율이 높은 보안기능과 개방형 미들웨어 적용시 정상적인 통신을 할 수 없는 문제점 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 고속데이터 전송을 위한 기가급랜 통신이나 LTE무선망을 자동 선택하여 고속데이터 서비스할 수 있는 기능이 요구되며, 회선 단절시 기존통신망을 자동 인식하여 망 단절 없이 안정된 망구성이 IoT분야에서는 중요한 문제로 부각되고 있다.

또한, ATM기기와 같이 유선으로 주로 운영하는 장비는 도난이 발생한 경우 위치 추적이 어려운 문제점이 있고, 폐기물운반 차량과 같이 중량정보센서를 실장하여 이동 중에 있는 차량의 실시간 이동 위치를 추적하는데 또한 문제점이 있다.

사물인터넷(IoT) 구현을 위한 센서 사양이 기존 아날로그에서 비디오 영상스트리밍까지 요구되므로 기존 2G나 3G망으로는 원활한 통신이 이루어질 수 없는 문제점이 있다.

이를 위해, HD급 영상서비스가 가능한 고속무선통신과 기가이더넷급의 게이트웨이 시스템 필요성이 증대되었다.

센서 연동을 위해서는 기존의 통신망 인터페이스뿐만 아니라 고속데이터서비스 양방향 통신과 CPU 점유율이 불가피하게 필요한 보안기능 적용 및 개방형 미들웨어를 지원하는 다양한 사물인터넷 분야에 프리미업급 게이트웨이 시스템이 요청된다.

또한, 고속데이터서비스를 하기 위해서는 LTE 인터페이스와 기가랜과 와이파이기반의 게이트웨이 지원과 이를 관리하기 위한 양방향 통신과 사물인터넷을 고려한 GMS(Gateway Management Server) 기능을 가진 시스템 개발이 요구되고 있다.

그리고, 이들 망의 서비스 신뢰성을 높이기 위하여 어떠한 환경에서도 안정적인 망 운영이 요구되고 있다.

한편, 현재 산업 분야 전반에 걸쳐 다양한 IoT 기술들이 연구되고 있으며 이 기술들을 효과적으로 적용하려 하고 있다.

그러나, IoT에 대한 대부분의 연구들은 센서 디바이스, 게이트웨이, 네트워크 서버, 그리고 어플리케이션 서버로 연결되는 복잡한 구조에 의존한다.

물론, 유연성과 확장성 측면에서 이들은 분명한 장점을 가지고 있다.

문제는 이와 같은 구성이 상대적으로 복잡하여 구현상의 어려움과 불필요한 비용을 초래하고 이로 인해 소규모 네트워크 환경이 필요한 산업 분야에서 IoT 도입을 저해하는 결과로 나타나고 있다.

예를 들어, IoT(Internet of Things: 사물인터넷)는 각종 사물에 센서와 통신기능을 부여하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미한다.

여기서 사물이란, 가전제품, 모바일 장치, 스마트 디바이스, 헬스 케어장비, 웨어러블 컴퓨터 등 다양한 임베디드 시스템이 된다.

또한, 각종 사물들의 센서 정보는 원격으로 위치하고 있는 서버로부터 통신 기능을 통해 취득되고 제어될 수 있다.

IoT는 광의의 개념인 LPWAN(Low Power Wide Area Network)에 종속되며 현재 LPWAN 기술은 크게 3개 표준화 그룹에서 주도하고 있다.

첫 번째는 세계 최초로 LPWAN 개념을 정의(2008년)하고 독점적 지위를 기반으로 세력을 확대 중인 SIGFOX 이다.

SIGFOX는 IoT를 위한 무선 기술로 UNB(Ultra Narrow Band)을 사용하며 Coverage로 최대 50Km을 지원 한다.

두 번째는 SemTech사와 IBM 리서치가 주도하고 있는 LoRa(Long Range) Alliance 이다.

LoRa는 무선 기술로 전파 간섭이 적고 Noise에 강한 간소화된 CDMA(Code Division Multiple Access)를 채택 하고 있다.

SIGFOX 대비 넓은 Coverage(최대 80Km)가 강점이다.

마지막으로 개방형 표준을 지향하고 있는 WEIGHTLESS 이다.

WEIGHTLESS는 다중접속 방식으로 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 TDMA(Time Division Multiple Access)의 조합을 사용하는 점이 특징이다.

위 기술들의 대표적인 공통점은 주파수 대역으로 ISM(Industrial Scientific and Medical) 밴드를 사용하며 도 1과 같은 시스템으로 구성된다.

도 1과 같은 구성은 다수의 센서 디바이스 및 게이트웨이(G/W)를 계속 추가할 수 있는 유연함 및 확장성을 보장한다.

그러나, 저비용/소규모 IoT환경을 자체적으로 구축하여 활용하려는 분야에서는 구조의 복잡성, 설치비용, 그리고 운영의 어려움 등으로 적합하지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 소규모/저비용의 IoT 환경이 필요한 산업분야에 적용 가능한 시스템 구조를 제안하되, 센서 디바이스의 효율적인 전력관리 방안을 제시하며, 이를 통해 배터리 수명을 연장하여 궁극적으로 시스템의 Life Cycle 연장이 가능하도록 하는 것이다.

대한민국공개특허공보 제10-2006-0135187호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 소규모/저비용의 IoT 환경이 필요한 산업분야에 적용 가능한 시스템을 제공하되, 센서 디바이스의 효율적인 전력관리 방안을 제시하며, 이를 통해 배터리 수명을 연장하여 궁극적으로 시스템의 Life Cycle 연장이 가능하도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템은,

온습도센서(10)로부터 온도 및 습도 정보를 획득하며, 조도센서(20)로부터 조도 정보를 획득하며, 배터리(30)로부터 배터리 전압을 획득하되, 획득된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 포함한 임시 데이터를 센서데이터송신수단(200)으로 제공하며, 센서데이터송신수단(200)으로부터 임시 데이터가 모두 전송되었는지에 대한 상태 정보를 획득하기 위한 센서데이터취득수단(100);과

센서데이터취득수단(100)으로부터 제공된 임시 데이터를 임시 저장시키며, 상기 임시 데이터를 게이트웨이로 송신하며, 임시 데이터를 모두 전송하였는지에 대한 상태 정보를 센서데이터취득수단으로 제공하기 위한 센서데이터송신수단(200);을 포함하여 구성되는 센서디바이스(1000)와,

센서디바이스에서 제공된 임시 데이터가 정상인지를 판단하여 체크섬 바이트를 제거하여 브릿지부로 임시 데이터를 제공하기 위한 게이트웨이중앙제어부(2100);와

게이트웨이중앙제어부와 무선통신부 간의 통신을 연결하여 상기 게이트웨이중앙제어부에서 제공된 임시 데이터를 무선통신부로 제공하기 위한 브릿지부(2200);와

상기 브릿지부에서 제공된 임시 데이터를 센서데이터관리서버(3000)으로 송출하기 위한 무선통신부(2300);을 포함하여 구성되는 게이트웨이(2000)와,

상기 게이트웨이에서 전송된 임시 데이터를 획득하여 전력관리디비(3100)에 주기적으로 저장시키기 위한 센서데이터관리서버(3000),를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

또한, 상기 센서데이터취득수단(100)은,

온습도센서(10)로부터 온도 및 습도 정보를 획득하기 위한 온습도획득부(110);와

조도센서(20)로부터 조도 정보를 획득하기 위한 조도획득부(120);와

배터리(30)로부터 배터리 전압을 획득하기 위한 배터리전압획득부(130);와

패킷 데이터를 저장하고 있는 메모리부(140);와

상기 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 획득하여 센서데이터송신수단(200)의 센싱데이터획득부(210)로 제공하기 위한 센싱데이터취합부(150);와

센서데이터송신수단(200)에서 제공된 임시데이터저장부(230)에 저장된 임시데이터가 모두 전송되었는지 혹은 새로운 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 획득하였는지에 대한 상태 정보를 획득하기 위한 상태정보획득부(160);와

상기 온습도획득부(110), 조도획득부(120), 배터리전압획득부(130), 메모리부(140), 센싱데이터취합부(150), 상태정보획득부(160)의 제어를 수행하기 위한 센서중앙제어부(170);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서데이터송신수단(200)은,

상기 센서데이터취득수단(100)의 센싱데이터취합부(150)에서 제공된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 수신받아 임시데이터저장부(230)에 임시 저장시키기 위한 센싱데이터획득부(210);와

상기 센싱데이터획득부에서 제공된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 임시 저장하는 임시데이터저장부(230);와

상기 임시데이터저장부에 저장된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보인 임시 데이터를 모두 전송하였는지에 대한 상태 정보를 센서데이터취득수단(100)의 상태정보획득부(160)로 제공하기 위한 상태정보체크부(220);와

상기 임시데이터저장부에 저장된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보인 임시 데이터를 게이트웨이(2000)로 송신하기 위한 센싱데이터송신부(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서데이터관리서버(3000)는,

센서디바이스에서 일정 시간 주기로 센서의 임시 데이터를 전송하도록 제어하며, 전송하는 시간을 제외한 나머지 시간은 슬립 모드로 동작하도록 슬립 인터벌 제어 정보를 게이트웨이로 전송하여 게이트웨이에 의해 센서디바이스로 제공하도록 하기 위한 슬립인터벌제어처리부(3200);와

센서디바이스에서 전송된 임시 데이터에 포함된 배터리 전압 정보를 참조하여 배터리의 교체 시점을 추정하기 위한 배터리전력관리부(3300);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 게이트웨이(2000)로,

전송되는 임시 데이터 포맷은,

패킷 데이터, 센서 데이터, 파워 데이터를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 센서데이터송신수단(200)의 센싱데이터송신부(240)는 RF 출력 파워 관리를 위하여 8단계의 Output Power[dBm] 설정을 위한 Power Table을 제공하며, RF 신호 수신 시 신호 세기를 알 수 있는 RSSI를 제공하는 것을 특징으로 하며,

상기 게이트웨이에서의 게이트웨이중앙제어부(2100)는 수신 세기에 따라 센서 디바이스의 RF Power Table Level을 조절하는 적응 전력 제어를 수행하게 되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템은, 소규모/저비용의 IoT 환경이 필요한 산업분야에 적용 가능한 시스템 도입의 효율성을 제공하게 된다.

또한, 센서 디바이스의 효율적인 전력관리 방안을 제공하게 되며, 이를 통해 배터리 수명을 연장하여 궁극적으로 시스템의 Life Cycle 연장이 가능한 효과를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 종래의 LPWAN 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 전체 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 전체 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 센서 디바이스의 전송 데이터 포맷 예시도이며, 도 6은 센서 디바이스 전송 데이터의 필드 상세도이며, 도 7은 게이트웨이 응답 데이터 포맷 예시도이며, 도 8은 게이트웨이 컨트롤 데이터 필드 상세도이며, 도 9는 센서데이터송신수단의 초기 RF 설정값의 예시도이며, 도 10은 전력관리를 위한 슬립 인터벌 제어 예시도이며, 도 11은 센서 디바이스 슬립 모드 시점의 소모 전류 그래프이며, 도 12는 최적의 파워 테이블 설정값 예시도이며, 도 13은 수신 세기에 따른 RSSI 단계 설정 예시도이며, 도 14는 센서 디바이스 적응 전력 제어 그래프이며, 도 15는 적응 전력 제어에 따른 전력 소모 그래프이며, 도 16은 전압 분배 회로도이며, 도 17은 측정 전압에 기반한 배터리 전압 추정 그래프이며, 도 18은 각 단계별 수행 시간 및 소모 전류 예시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템은,

상기 게이트웨이에서 전송된 임시 데이터를 획득하여 전력관리디비(3100)에 주기적으로 저장시키기 위한 센서데이터관리서버(3000),를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서데이터취득수단(100)은,

패킷 데이터를 저장하고 있는 메모리부(140);와

또한, 상기 센서데이터송신수단(200)은,

또한, 상기 센서데이터관리서버(3000)는,

이때, 센서디바이스(1000)의 센서데이터취득수단(100)은,

송신 출력에 따라 소모 전류가 급격히 상승하는 지점인 0 dBm 기준으로 송신 출력을 다수 단계로 분리하는 것을 특징으로 한다.

이때, 게이트웨이(2000)는,

센서 디바이스와의 통신을 통해 센서 디바이스의 송신 전력을 적응 제어하기 위하여, 수신세기 영역을 5단계로 구분하되, 0 dBm에 해당되는 수신 세기를 기준으로 임계 영역을 설정하여, 수신 세기가 상기 임계 영역 이하일 경우에 센서 디바이스의 송신 출력을 한 단계씩 증가시키고, 수신 세기가 상기 임계 영역 이상일 경우에 센서 디바이스의 송신 출력을 한 단계씩 감소시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 게이트웨이(2000)로, 전송되는 임시 데이터 포맷은,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에서 전반적으로 설명되고 있는 아이오티는 'IoT'를 의미하며, 사물 인터넷이라고 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 전체 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 시스템은 크게, 다수의 센서디바이스(1000)와, 게이트웨이(2000)와, 센서데이터관리서버(3000),를 포함하여 구성되게 된다.

이때, 일반적인 LPWAN 시스템은 센서디바이스의 가입 또는 해지를 용이하도록 하기 위해 게이트웨이를 관리하는 별도의 네트워크 서버를 가지고 있다.

그러나, 본 발명의 시스템은 네트워크 서버 없이 게이트웨이(2000)와 센서데이터관리서버(3000)의 직접 연결을 통해 소규모 그리고 저가 부품 사용이 가능한 장점을 제공할 수가 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 구성 요소 사이의 통신방식으로 센서디바이스(1000)와 게이트웨이(2000)는 바람직하게는 RF433 무선 통신을, 그리고 게이트웨이와 센서데이터관리서버(3000)는 Wi-Fi 무선 통신을 이용, 공중망과 접속하여 연결된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 전체 블록도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 센서디바이스(1000)는 온도, 습도, 조도 및 디바이스에 공급되는 배터리 전압 레벨을 취득하게 된다.

이때, 상기 센서디바이스(1000)는 센서데이터취득수단(100);과 센서데이터송신수단(200);을 포함하여 구성되게 된다.

상기 센서데이터취득수단(100)은 온습도센서(10)로부터 온도 및 습도 정보를 획득하며, 조도센서(20)로부터 조도 정보를 획득하며, 배터리(30)로부터 배터리 전압을 획득하되, 획득된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 포함한 임시 데이터를 센서데이터송신수단(200)으로 제공하며, 센서데이터송신수단(200)으로부터 임시 데이터가 모두 전송되었는지에 대한 상태 정보를 획득하는 기능을 수행하게 된다.

그리고, 상기 센서데이터송신수단(200)은 센서데이터취득수단(100)으로부터 제공된 임시 데이터를 임시 저장시키며, 상기 임시 데이터를 게이트웨이로 송신하며, 임시 데이터를 모두 전송하였는지에 대한 상태 정보를 센서데이터취득수단으로 제공하는 기능을 수행하게 된다.

상기와 같은 기능을 수행하기 위하여, 상기 센서데이터취득수단(100)은,

패킷 데이터를 저장하고 있는 메모리부(140);와

상기 온습도획득부(110), 조도획득부(120), 배터리전압획득부(130), 메모리부(140), 센싱데이터취합부(150), 상태정보획득부(160)의 제어를 수행하기 위한 센서중앙제어부(170);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 온습도획득부(110)를 통해, 온습도센서(10)로부터 온도 및 습도 정보를 획득하며, 상기 조도획득부(120)를 통해, 조도센서(20)로부터 조도 정보를 획득하며, 상기 배터리전압획득부(130)를 통해, 배터리(30)로부터 배터리 전압을 획득하게 된다.

그리고, 상기 센싱데이터취합부(150)는 상기 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 획득하여 센서데이터송신수단(200)의 센싱데이터획득부(210)로 제공하는 기능을 수행하게 된다.

이때, 상기 메모리부(140)에는 패킷 데이터를 저장하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고, 상태정보획득부(160)는 센서데이터송신수단(200)에서 제공된 임시데이터저장부(230)에 저장된 임시데이터가 모두 전송되었는지 혹은 새로운 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 획득하였는지에 대한 상태 정보를 획득하게 된다.

즉, 센싱데이터취합부(150)에 의해 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 포함한 임시 데이터를 센서데이터송신수단(200)의 센싱데이터획득부(210)로 제공하게 되면, 센서데이터송신수단(200)에서 제공된 임시데이터저장부(230)에 임시 저장한 후 주파수 433MHz로 변조하여 게이트웨이로 전송하게 된다.

이 과정에서 센서데이터송신수단(200)의 상태정보체크부(220)는 임시데이터저장부에 있는 임시 데이터가 모두 전송되었는지에 대한 상태 정보를 상태정보획득부(160)에 제공하게 된다.

이때, 게이트웨이(2000)로, 전송되는 임시 데이터 포맷은 패킷 데이터, 센서 데이터, 파워 데이터를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 센서디바이스(1000)에서 전송되는 정보는 총 23 바이트의 길이를 가지며, 크게 3가지 타입(패킷 자체의 정보를 알려주는 패킷 데이터, 센서 정보를 가지고 있는 센서 데이터, 그리고 전력관리를 위해 요구되는 파워 데이터)으로 분류된다.

도 6에서 패킷의 각 필드에 대한 자세히 설명하였다.

즉, 패킷 데이터는 Packet ID(RF433 전송 패킷 아이디), F/W 버전(펌웨어 버전 정보), Sensor Device ID(센서디바이스 아이디), Gateway ID(게이트웨이 아이디), Sequence Number(패킷 넘버)를 포함하고 있다.

그리고, 센서 데이터는 Payload Type(Payload Type 구분(데이터 혹은 커맨드)), Payload Length(Payload 길이(18바이트)), Temperature(온도 데이터), Humidity(습도 데이터), CDS(조도 데이터)를 포함하고 있다.

그리고, 파워 데이터는 Sleep Interval(센서 디바이스 슬립 시간), RF Power Level(RF433 출력 파워 1 단계 설정 레벨), Battery Power Level(배터리 전압 레벨), Checksum(센서 데이터와 파워 데이터의 체크섬 정보)을 포함하고 있다.

패킷 데이터의 Packet ID, F/W ver., Sensor Device ID, Gateway ID는 메모리부(140)에 사전 저장되어 있다.

전체 패킷의 송신 시점 시 이를 메모리부(140)로부터 읽어 전송하는데, 센서 데이터의 경우 송신 시점에 각 센서로부터 데이터를 취득하여 전송한다.

한편, 센서데이터송신수단(200)은,

상기 임시데이터저장부에 저장된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보인 임시 데이터를 게이트웨이(2000)로 송신하기 위한 센싱데이터송신부(240);를 포함하여 구성되게 된다.

즉, 센싱데이터획득부(210)는 센서데이터취득수단(100)의 센싱데이터취합부(150)에서 제공된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 수신받아 임시데이터저장부(230)에 임시 저장시키게 된다.

그리고, 임시데이터저장부(230)는 센싱데이터획득부에서 제공된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 임시 저장하게 된다.

상태정보체크부(220)는 임시데이터저장부에 저장된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보인 임시 데이터를 모두 전송하였는지에 대한 상태 정보를 센서데이터취득수단(100)의 상태정보획득부(160)로 제공하게 된다.

센싱데이터송신부(240)는 임시데이터저장부에 저장된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보인 임시 데이터를 게이트웨이(2000)로 송신하게 된다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 게이트웨이(2000)는,

상기 브릿지부에서 제공된 임시 데이터를 센서데이터관리서버(3000)으로 송출하기 위한 무선통신부(2300);을 포함하여 구성되게 된다.

상기한 게이트웨이(2000)는 IoT를 위한 솔루션들 중의 하나로 오픈 하드웨어 기반의 플랫폼이다.

센서디바이스들을 통해 정보를 취득할 수 있는 플랫폼에 인터넷 연결이 가능하도록 무선 통신 기능이 포함된 구성이다.

따라서, 본 발명에서 개시된 게이트웨이는 센서 디바이스에서 433MHz로 전송된 신호를 복조하기 위한 Shield 디바이스 및 수신된 데이터를 공중망을 통해 전송 가능한 패킷으로 변환할 수 있는 게이트웨이중앙제어부를 구성한다.

한편, 상기 무선통신부(2300)는 바람직하게는 리눅스 환경으로, IoT 시스템에 최적화되어 있는 OpenWRT를 사용하는데, OpenWRT는 무선랜 라우터를 위한 리눅스 기반의 오픈 소스 운영체제이다.

그리고, RF433으로 데이터가 수신되면, 센서데이터송신수단은 상태정보체크부를 통해 센서데이터취득수단의 상태정보획득부(160)에 새로운 데이터가 수신되었음을 알리고, 센서데이터취득수단의 센싱데이터취합부(150)를 통해 임시데이터저장부에 임시 저장되어 있는 데이터를 가져온다.

수신된 데이터는 이후 센서중앙제어부(170)에서 분석한 후 도 7과 같은 포맷으로 센서디바이스에 응답한다.

응답 데이터 포맷에서 패킷 데이터는 도 6과 동일하며, Checksum은 Control Data 중에서 Response Type 이후 데이터에만 적용된다.

도 8은 게이트웨이의 Control Data의 각 필드에 대한 성공/오류 응답을 구분하여 설명하고 있다.

즉, 공통은 Payload Type(센서디바이스에서 수신된 Payload Type), Payload Length(센서디바이스에서 수신된 Payload Length), Response Type(성공의 경우는 ACK, 오류의 경우는 NAK)의 필드를 포함한다.

그리고, 성공은 Sleep Interval(서버로부터 전달된 센서디바이스 슬립 시간), RF Power Level(센서디바이스에서 사용될 RF Power Level)의 필드를 포함한다.

그리고, 오류는 Error Code(Response Type이 NAK일 경우 사전에 정의된 오류 원인 코드), Padding(0x00)의 필드를 포함한다.

게이트웨이에서 센서 디바이스로부터 수신된 데이터가 정상으로 분석되면 도 5의 Checksum 2 바이트를 제거하고, 수신 세기인 RSSI(Receive Signal Strength Indicator) 1 바이트를 추가하여 UART를 통해 게이트웨이중앙제어부(2100)에 전달한다.

게이트웨이중앙제어부(2100)에 전달된 데이터는 브릿지부를 통해 무선통신부에 전달되고 무선통신부에서는 Wi-Fi 무선 AP(Access Point)에 접속하여 센서데이터관리서버(3000)에 최종적으로 전송한다.

예를 들어, 게이트웨이에서센서데이터관리서버(3000)로의 데이터 전송은 게이트웨이중앙제어부(2100)에서 리눅스 실행 명령어인 cURL을 호출하여 POST 방식으로 수행된다.

만약, 수신된 데이터가 오류로 분석되면 무선통신부(2300)에 데이터는 전달되지 않고, 응답 데이터 포맷에서 Control Data의 Response Type에 NAK, Error Code에 오류 코드, 그리고 Padding 필드에 0x00이 채워져서 센서 디바이스에 응답된다.

그 다음 센서디바이스는 이 오류 코드를 메모리부(140)에 저장하여 추후 오류 원인 분석에 사용된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템의 전체 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 센서데이터관리서버(3000)는,

게이트웨이에서 전송된 임시 데이터를 획득하여 주기적으로 저장하고 있는 전력관리디비(3100);와

센서디바이스에서 전송된 임시 데이터에 포함된 배터리 전압 정보를 참조하여 배터리의 교체 시점을 추정하기 위한 배터리전력관리부(3300);를 포함하여 구성되게 된다.

상기한 센서데이터관리서버(3000)는 웹 서버 형태로 정적 웹 페이지를 위한 Apache, 동적 웹 페이지를 위한 PHP, 그리고 전력관리디비(3100) 관리를 위해 MySQL을 설치하여 구현할 수 있다.

그리고, 예를 들어, 게이트웨이로부터 HTTP 프로토콜을 이용하여 POST 방식으로 전송된 정보는 PHP 페이지에서 해석되어 미리 정의되어 있는 전력관리디비(3100)의 특정 테이블에 주기적으로 저장된다.

전력관리디비(3100)에 저장된 정보는 효율적인 전력관리 전략을 수립하는데 활용된다.

무선 센서 네트워크에서 센서 디바이스(1000)는 배터리를 사용하기 때문에 효율적인 전력관리가 반드시 요구되며, 이에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다.

그러나, 대부분의 연구들이 이론적인 측면에 치우쳐 있다.

본 발명에서는 실제 적용 및 구현 가능한 센서 디바이스를 위한 2개의 전력제어 방식과 1개의 전력관리 방식에 대해 설명하고자 한다.

도 9는 실시예에 사용된 센서데이터송신수단의 RF 초기 설정 값을 나타내었다.

RF 설정 항목은 RF Frequency, RF Output Power, Rx Filter Bandwidth, Deviation, Data Rate, Modulation, Channel Spacing, Channel Number를 포함하게 된다.

RF 설정 항목으로, RF Frequency의 초기설정값은 433 MHz, RF Output Power의 초기설정값은 0 dBm, Rx Filter Bandwidth의 초기설정값은 541.666667 kHz, Deviation의 초기설정값은 127 kHz, Data Rate의 초기설정값은 250 kBaud, Modulation의 초기설정값은 GFSK, Channel Spacing의 초기설정값은 200 kHz, Channel Number의 초기 설정값은 0이다.

그리고, 상기 슬립인터벌제어처리부(3200)는 센서디바이스에서 일정 시간 주기로 센서의 임시 데이터를 전송하도록 제어하며, 전송하는 시간을 제외한 나머지 시간은 슬립 모드로 동작하도록 슬립 인터벌 제어 정보를 게이트웨이로 전송하여 게이트웨이에 의해 센서디바이스로 제공하도록 하기 위한 기능을 수행하게 된다.

예를 들어, IoT환경에서 센서 디바이스는 일정 시간 주기로 센서 정보를 센서데이터관리서버에 보고하게 된다.

보고하는 구간을 제외하고 나머지 시간은 Sleep Mode로 동작하도록 하여 전력 소모를 최소화하는 것이다.

따라서, 센서데이터관리서버에서 보고 주기를 가변적으로 운영하면 그만큼 전력을 감소시킬 수 있어 효과적이다.

도 10은 서버에 저장된 보고 주기를 센서 디바이스에 적용시키는 방법을 보여준다.

센서 디바이스의 센서중앙제어부(170)는 5가지 Sleep 모드 (Idle, ADC Noise Reduction, Power-down, Power-save, Standby)를 제어하게 된다.

이 중에서 가장 많이 전력을 저감할 수 있는 Power-down을 선택하고, Wake-Up 방식으로 Watchdog Timer를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 바람직한 실시예에 따라 센서 디바이스(1000)에서 Watchdog Timer는 예를 들어, 8초로 고정되었다면 센서데이터관리서버(3000)는 8의 배수 주기로 센서 데이터를 수신받도록 설정할 수 있다.

그리고, 슬립인터벌제어처리부(3200)의 Sleep Interval 제어를 위한 절차는 다음과 같다.

1) 센서 디바이스(1000)는 게이트웨이(2000)에 데이터를 전송하고 게이트웨이는 센서 디바이스에 정상적으로 응답한다.

2) 게이트웨이는 센서데이터관리서버에 센서 정보를 전송하는데 이때 센서데이터관리서버로부터 전력관리디비에 저장되어 있는 Sleep Interval을 수신하여 보관한다.

이를 위하여 추가적인 양상에 따라, 전력관리디비(3100)에는 슬립 인터벌 정보를 저장할 수 있다.

3) 다음번 센서 정보를 수신받을 때 게이트웨이는 응답으로 센서데이터관리서버로부터 수신된 Sleep Interval을 센서 디바이스에 전달한다.

4) 센서 디바이스는 게이트웨이로부터 응답받은 Sleep Interval을 메모리부에 저장하고 Sleep Mode에 진입한다.

그리고 8초 Watchdog Timer가 expire될 때 마다 Wake-up해서 Sleep Interval을 확인한다.

5) 새롭게 설정된 Sleep Interval과 동일한 시간이 경과 하면 1) 단계부터 반복한다.

만약 센서데이터관리서버로부터 전달받은 Sleep Interval이 16초이면 센서 디바이스는 Sleep 후 Wake-up 과정을 2번 수행 후 센서 데이터를 게이트웨이에 전송한다.

위와 같은 절차를 통한 방식은 Sleep Interval을 제어하고 소모 전력을 저감할 수 있다.

도 11은 약 200초 동안의 센서 디바이스 Sleep Mode와 Wake-Up의 동작 시퀀스를 보여 준다.

도 11에서 볼 수 있듯이 센서 디바이스는 Wake-up에서 약 8mA의 전력을 소모하고, RF 기능을 active 하기 위해 센서데이터송신수단(200)의 파워를 온 시키게 되면 약 28mA 의 전력을 소모한다.

그리고, 센서데이터송신수단(200)의 파워 오프 및 센서 디바이스의 Sleep Mode로 진입하면 최종적으로 약 0.9mA의 전력만을 사용하므로 효율적인 전력 저감을 달성할 수 있다.

한편, 상기 센서데이터송신수단(200)의 센싱데이터송신부(240)는 RF 출력 파워 관리를 위하여 8단계의 Output Power[dBm] 설정을 위한 Power Table을 제공한다.

또한, RF 신호 수신 시 신호 세기를 알 수 있는 RSSI를 제공한다.

따라서, 게이트웨이에서의 게이트웨이중앙제어부(2100)는 수신 세기에 따라 센서 디바이스의 RF Power Table Level을 조절하는 적응 전력 제어를 수행하게 되는 것을 특징으로 한다.

게이트웨이에서 센서 디바이스로부터 정보를 전달받을 때 수신 신호 세기를 측정하고 측정된 신호 세기가 사전에 지정한 Threshold보다 작을 경우 Power Level을 증가시키고 큰 경우에는 감소시켜서 게이트웨이 응답데이터 포맷(도 7)의 RF Power Level 필드에 값을 설정한 후, 센서 디바이스에 전송한다.

응답 시점에 게이트웨이는 자신의 송신 출력 파워를 센서 디바이스에 응답하는 Power Level과 동일하게 설정하여 전송한다.

이 과정을 게이트웨이와 연결된 모든 센서 디바이스에 대해 반복 수행함으로써 적응 전력 제어를 수행한다.

센서데이터송신수단(200)의 RF Output Power는 -30dBm ~ 10dBm 이고 이에 따른 소모 전류를 도 12에 도시하였다.

도 12는 RF 파워 0dBm 이상의 출력에서 전력 소모가 급격히 증가함을 보여준다.

따라서, 배터리 수명과 통신 품질을 고려하여 최초 Power Level은 0dBm으로 설정한다.

Data Rate이 250kBaud인 경우 RSSI는 -110dBm에서 -10dBm 까지 측정된다.

게이트웨이에서는 도 13과 같이, 이를 5단계로 구분하며 Threshold는 4단계로 설정하였다.

따라서, RSSI가 4단계 이하이면 도12에 따라 Power Level을 한 단계씩 증가 시키고 4단계 이상이면 Level을 한 단계씩 감소시키는 방법을 통해 센서 디바이스의 전력을 제어한다.

위와 같은 적응 전력 제어를 수행하면 RSSI가 3단계와 4단계에서 반복적으로 측정되기 때문에 최적의 통신 품질을 유지하면서 효율적인 전력 관리가 가능하다.

본 발명의 센서디바이스(1000)의 센서데이터취득수단(100)은,

바람직하게는, 도 12에 도시한 바와 같이, 송신 출력에 따라 소모 전류가 급격히 상승하는 지점인 0 dBm 기준으로 송신 출력을 다수 단계로 분리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 게이트웨이(2000)는,

바람직하게는, 도 13에 도시한 바와 같이, 센서 디바이스와의 통신을 통해 센서 디바이스의 송신 전력을 적응 제어하기 위하여, 수신세기 영역을 5단계로 구분하되, 0 dBm에 해당되는 수신 세기를 기준으로 임계 영역을 설정하여, 수신 세기가 상기 임계 영역 이하일 경우에 센서 디바이스의 송신 출력을 한 단계씩 증가시키고, 수신 세기가 상기 임계 영역 이상일 경우에 센서 디바이스의 송신 출력을 한 단계씩 감소시키는 것을 특징으로 한다.

도 14는 적응 전력 제어를 통해 센서 디바이스가 RF 출력 파워를 제어하는 파형을 보이고 도 15는 가변하는 RF 출력 파워에 따라 변화하고 있는 소모 전류의 파형을 보인다.

도 15는 도 14의 RF Output Power에 따라 소모되는 전력이 증가하거나 감소하는 추세를 보인다.

따라서, 감소하는 부분에서 적응 전력 제어에 의한 전력 절약이 수행되므로 효율적인 전력관리가 가능하다.

한편, 상기 배터리전력관리부(3300)는 센서디바이스에서 전송된 임시 데이터에 포함된 배터리 전압 정보를 참조하여 배터리의 교체 시점을 추정하기 위한 기능을 수행하게 된다.

IoT 환경에서 사용되는 배터리는 소모성 부품으로 충전은 되지 않고 방전만 계속해서 이루어지므로 적절한 시점에 교체가 요구된다.

도 5의 데이터 포맷에서 Battery Power Level 필드에 ADC(Analog-Digital Converter)를 통해 측정된 배터리 전압이 전송되므로 센서데이터관리서버는 이를 기준으로 교체 시점을 추정할 수 있어 배터리 관리가 가능하다.

Battery 잔여 전압 측정은 배터리전압획득부(130)를 통해 수행하여, 예를 들어, 설정된 Voltage reference는 1.1V 이다.

따라서 배터리전압획득부(130)를 통해 측정 가능한 전압 레벨은 1.1V 이하이고 도 16과 같은 저항을 이용한 전압 분배 회로를 통해 측정한다.

배터리전압획득부는 V_IN(입력전압)XR1/(R1+R2) 로 계산되기 때문에 입력전압이 3.3V인 경우 1.1V로 측정된다.

도 17은 이렇게 측정된 배터리 전압을 1차 다항식으로 Poly-nominal Curve Fitting한 모습을 보인다.

수많은 실험 결과, 배터리 전압이 2.55V 까지 센서 디바이스는 게이트웨이와 정상적으로 센서 데이터를 취득하면서 통신이 가능하다.

따라서, 배터리 전압이 2.55V 도달하면 센서데이터관리서버는 운영자에게 센서 디바이스의 배터리를 교체하도록 알람(경고)을 줄 수 있도록 구성할 수도 있다.

즉, 배터리전력관리부(3300)는 배터리의 교체 시점을 추정하되, 교체 시점으로 판단될 경우에 관리자단말기로 알람 신호를 송출하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, RF Output Power를 0dBm으로 적용할 경우 각 단계에서 걸리는 시간 및 소모전류는 도 18과 같이 측정된다.

본 발명의 IoT 시스템을 도 18을 기반으로 운영하면 1 시간동안 62.5회가 수행되며 이를 기반으로 전류 소모량을 계산하면 다음과 같다.

[(0.97mA X 3500s) + (8mA X 75s) + (8.2mA X 12.5s) + (26 X 12.5s)]/3600s

1.2285mA

일반적인 AA 배터리의 용량은 2850mAh로 사용 시간은 다음과 같이 계산된다.

2850mAh/1.2285mA

2320 hour/24 hour

96일

따라서, 상기와 같이 전력을 관리하게 되면 약 3달 정도를 배터리 교체 없이 사용 가능하며 Sleep Interval을 더 길게 적용하면 그 이상의 기간 동안 사용이 가능하다.

또한, 필요시에 배터리를 교체할 수 있으므로 연속성 있는 IoT 통신의 유지가 가능하다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1000 : 센서디바이스
2000 : 게이트웨이
3000 : 센서데이터관리서버

Claims

무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템에 있어서,
온습도센서(10)로부터 온도 및 습도 정보를 획득하며, 조도센서(20)로부터 조도 정보를 획득하며, 배터리(30)로부터 배터리 전압을 획득하되, 획득된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 포함한 임시 데이터를 센서데이터송신수단(200)으로 제공하며, 센서데이터송신수단(200)으로부터 임시 데이터가 모두 전송되었는지에 대한 상태 정보를 획득하기 위한 센서데이터취득수단(100);과
센서데이터취득수단(100)으로부터 제공된 임시 데이터를 임시 저장시키며, 상기 임시 데이터를 게이트웨이로 송신하며, 임시 데이터를 모두 전송하였는지에 대한 상태 정보를 센서데이터취득수단으로 제공하기 위한 센서데이터송신수단(200);을 포함하여 구성되는 센서디바이스(1000)와,

센서디바이스에서 제공된 임시 데이터가 정상인지를 판단하여 체크섬 바이트를 제거하여 브릿지부로 임시 데이터를 제공하기 위한 게이트웨이중앙제어부(2100);와
게이트웨이중앙제어부와 무선통신부 간의 통신을 연결하여 상기 게이트웨이중앙제어부에서 제공된 임시 데이터를 무선통신부로 제공하기 위한 브릿지부(2200);와
상기 브릿지부에서 제공된 임시 데이터를 센서데이터관리서버(3000)으로 송출하기 위한 무선통신부(2300);을 포함하여 구성되는 게이트웨이(2000)와,

상기 게이트웨이에서 전송된 임시 데이터를 획득하여 전력관리디비(3100)에 주기적으로 저장시키기 위한 센서데이터관리서버(3000),를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 센서데이터취득수단(100)은,
온습도센서(10)로부터 온도 및 습도 정보를 획득하기 위한 온습도획득부(110);와
조도센서(20)로부터 조도 정보를 획득하기 위한 조도획득부(120);와
배터리(30)로부터 배터리 전압을 획득하기 위한 배터리전압획득부(130);와
패킷 데이터를 저장하고 있는 메모리부(140);와
상기 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 획득하여 센서데이터송신수단(200)의 센싱데이터획득부(210)로 제공하기 위한 센싱데이터취합부(150);와
센서데이터송신수단(200)에서 제공된 임시데이터저장부(230)에 저장된 임시데이터가 모두 전송되었는지 혹은 새로운 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 획득하였는지에 대한 상태 정보를 획득하기 위한 상태정보획득부(160);와
상기 온습도획득부(110), 조도획득부(120), 배터리전압획득부(130), 메모리부(140), 센싱데이터취합부(150), 상태정보획득부(160)의 제어를 수행하기 위한 센서중앙제어부(170);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 센서데이터송신수단(200)은,
상기 센서데이터취득수단(100)의 센싱데이터취합부(150)에서 제공된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 수신받아 임시데이터저장부(230)에 임시 저장시키기 위한 센싱데이터획득부(210);와
상기 센싱데이터획득부에서 제공된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보를 임시 저장하는 임시데이터저장부(230);와
상기 임시데이터저장부에 저장된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보인 임시 데이터를 모두 전송하였는지에 대한 상태 정보를 센서데이터취득수단(100)의 상태정보획득부(160)로 제공하기 위한 상태정보체크부(220);와
상기 임시데이터저장부에 저장된 온도 및 습도 정보, 조도 정보, 배터리 전압 정보인 임시 데이터를 게이트웨이(2000)로 송신하기 위한 센싱데이터송신부(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 센서데이터관리서버(3000)는,
센서디바이스에서 일정 시간 주기로 센서의 임시 데이터를 전송하도록 제어하며, 전송하는 시간을 제외한 나머지 시간은 슬립 모드로 동작하도록 슬립 인터벌 제어 정보를 게이트웨이로 전송하여 게이트웨이에 의해 센서디바이스로 제공하도록 하기 위한 슬립인터벌제어처리부(3200);와
센서디바이스에서 전송된 임시 데이터에 포함된 배터리 전압 정보를 참조하여 배터리의 교체 시점을 추정하기 위한 배터리전력관리부(3300);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템.
제 1항에 있어서,
센서디바이스(1000)의 센서데이터취득수단(100)은,
송신 출력에 따라 소모 전류가 급격히 상승하는 지점인 0 dBm 기준으로 송신 출력을 다수 단계로 분리하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 게이트웨이(2000)는,
센서 디바이스와의 통신을 통해 센서 디바이스의 송신 전력을 적응 제어하기 위하여,
수신세기 영역을 다수 단계로 구분하되, 0 dBm에 해당되는 수신 세기를 기준으로 임계 영역을 설정하여, 수신 세기가 상기 임계 영역 이하일 경우에 센서 디바이스의 송신 출력을 한 단계씩 증가시키고, 수신 세기가 상기 임계 영역 이상일 경우에 센서 디바이스의 송신 출력을 한 단계씩 감소시키는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 게이트웨이(2000)로,
전송되는 임시 데이터 포맷은,
패킷 데이터, 센서 데이터, 파워 데이터를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크와 게이트웨이를 이용한 아이오티 시스템.