Home Network 응용을위한 센서기술 우문균상무 1/24
Technology Trend Various Services In-home Multiple Nodes Context base Service Service/Device Seamless Service Home Control/Automation Home Entertainment Remote Access/Services (Meter Reading/Healthcare/ Management (AS)/Monitoring/ Security/On Demand/etc.) Internet/Modem Sharing Resource Sharing (File/Printer/ ) 1세대 Service 2세대 Service Broadband Internet Access Search/email Online-games Shopping/Banking Internet 2/24 차세대 Service
Life Style 변화 거실중심가족문화. 기본적인네트워크인프라적용. 운동공간 / 놀이방확보. 공용시설을활용한 단지공동체구성. 단지내문화공간. 온라인을이용한 단지공동체형성주생활변화주생활변화 홈뱅킹, 홈쇼핑 교육서비스 멀티미디어공유 엔터테인먼트서비스 여가여가생활생활 가치관가치관변화변화 라이프라이프스타일스타일 편리한생활 생활속보안 편안한생활 미래지향적디자인 정보분산환경 관심관심분야분야 3/24 인터넷서비스. 방송서비스. 커뮤니티서비스 방통통신서비스 PVR 서비스 Interactive User Interface 인터넷서비스 커뮤니티서비스 고용량의콘텐츠저장서비스 손쉬운콘텐츠검색서비스 Home Network Usage Pattern
Future Home Service Image 센서를통해기기및사용자를자동으로인지할수있다. Bio 센서를통해건강상태를측정하고, HS 를통해적절한조치를받을수있다. 거실에서보던영화를자동으로화장실의거울을통해서볼수있다. Sensor 인지된각종정보를수집한다 Sensor Home Server 집안에서내가원하는교육은언제나가능 상황에맞는조치를기기와사용자에게제공한다 Mobile Device 4/24
사용자요구사항의변화 (1) Needs 내가필요로하는서비스를시간과공간의제약없이누리고싶다. 현재 오늘도길이막힌다!! 늦었는데어쩌지? 앗!! 출발시간이지났구나!! 약속장소가어디였더라?? 5/24
사용자요구사항의변화 (2) Needs 내가필요로하는서비스를시간과공간의제약없이누리고싶다. 출발할시간입니다. 장소는강남역이며약속장소까지고속도로가많이혼잡하오니판교에서우회하시기바랍니다. 소요시간은약 40 분입니다. 내일있을 meeting 잘돼야되는데.. 앗!! 출발시간이드라마가이구나. TV는이렇게끝나는동중에계속봐구나.. 야지!! 알림 Message 전송 사용자인식위치및 Tracking Schedule 하여자동 Seamless 등록 Service 수행 6/24 향후
Home Service 와 Context Aware 접목 Needs 내가필요로하는서비스를시간과공간의제약없이누리고싶다. 기존의 Device Connectivity를기본으로사람이동작명령을내리는수동적인 Home Service에서보다진보적인 Application 필요성대두집안상황에실시간적으로적절히대처할수있는능동적인 Service 개념등장집안구성원누구나같이누릴수있는공동 Service에서집안구성원각각의특색에맞는구성원맞춤형 Service 필요집안에서발생하는 Event (Context) 에대한정보를Gathering 할수있는 Sensor Network의접목 7/24
Future Home Environment 위치 센서 TV/VCR Camcorder AV Net Multimedia/ Entertainment Stereo Digital Camera MP3 HDTV VoIP PAN Printer Preference/Profile Heater IT Net PC MP3 IT/Computing Control Net Location Status/Condition Sensor Temperature Net Air Conditioner Bio Signal Environment Info 8/24 Washer Status/Control Refrigerator
Smart Home Environment Remote Service Intelligent Services Sensor Environmental Home Devices Context Info Home Sensor Nodes Remote Service Remote Service Remote Service WAN Cable Smart Home Server Users LAN AV Control IT AV Home Devices Home Appliances IT Devices 9/24
Context-aware Application 관련연구동향 Cyberguide (Georgia Tech) 위치기반해당목적지까지의안내시스템 GPS 또는 infrared를사용하여위치 Tracking 사용자휴대 Display에위치표시사용자가먼저지정한관심주변영역에도착시알림 System 작동 Context : User s Location, Time 10/24
Context-aware Application 관련연구동향 StartleCam (MIT Media Lab) 사용자행동을캠을이용하여저장및적절한정보제공손가락착용형 Sensor를통하여사용자의감정 check 사용자의감정변화발생시 (event) Digital Cam. 을이용하여 image촬영및사용자가소지한wearable Computer 로 Image 및 Data 전송 Wearable Computer는원격의Server로 Image 및 Data 전송전송된 Image를기반으로사용자의상태파악 Context : User Status 11/24
Context-aware Application 관련연구동향 MemoClip (MIT Media Lab) 오브젝트ID 기반사용자의신원및위치추적사용자가소지하는 Sensor를통하여사용자의위치인식사용자의위치가특정공간에도달할경우사용자의 ID를구분하여사용자에게맞는 Message 전달 Context : User s Location, Time 12/24
Context info 를위한 Sensor 분류 in Home Object 인식 Sensor Object 정보식별 (RFID등) 사용자상태인식 Sensor 동적상태인식 Sensor ( 압력, IR, 초음파, 3D 영상추출 Sensor 등 ) Object 위치정보인식 Sensor (802.15.3 LR-UWB, Activity Bat 등 ) Bio Sensor ( 인체착용형 Bio Sensor, 인체매립형 Bio Sensor) Home 환경변화 Sensor 물리Sensor 화학Sensor 13/24
Context info 를위한 Sensor 기술 (1-1) in Home Object 인식 Sensor Object 정보식별 Home 환경을출입하는 User 및 Device 등등 Home에존재하는인식가능한 Object에대한정보Sensing RFID Tag Sensor -RFID node가담고있는정보를추출하는 Sensing 기술 - 현재가장활발한연구개발이이루어지고있음 - 능동형 RFID Tag, 수동형 RFID Tag 다른 Tag 방식들에비해비접촉성이라는편리한사용강점을가지고있음사용자의인식뿐만이아니라물류, 유통, 제고관리등다양한분야에서의활용이가능 14/24
Context info 를위한 Sensor 기술 (1-2) 주파수 저주파 125.134KHz 고주파 13.56MHz 433.92MHz 극초단파 860~960MHz 마이크로파 2.45GHz 인식거리 60cm 이내 ~ 50 ~ 100m ~ 3.5 ~ 10m 1m 이내 일반특성 비교적고가 환경영향에의한성능저하거의없음 저주파보다저가 짧은인식거리와대중 Tag 인식이필요한응용분야에적합 긴인식거리 실시간추적및컨테이너내부환경변화, 습도, 충격등환경 Sensing IC 기술발달로가장저가로생산가능 다중 Tag 인식거리와성능이가장뛰어남 900MHz Tag 와유사한특성 Tag 주변에대한환경의영향을가장많이받음 동작방식 적용분야인식속도환경영향 Tag 크기 수동형 공정자동화 출입통제 / 보완 동물관리 저속 강인 대형 수동형 수동형 능동 / 수동형 능동 / 수동형 수하물관리 대여물품관리 교통카드 출입통제 / 보완 컨테이너관리 실시간위치추적 공급망관리 자동통행료징수 고속 민감 소형 위조방지 주파수별 RFID 구분및특성 15/24
Context info 를위한 Sensor 기술 (2-1) 사용자상태인식 Sensor 동적상태인식 Sensor 사용자의이동및위치를파악하는 Sensor 압력 Sensor - 압력, 보폭, 걸음걸이등의추출되는 Data를이용하여사용자식별가능 IR Sensor - 상대적 Low cost이나상대적으로낮은신뢰도 - 간섭, IR 반사등의영향초음파 Sensor - 물체에반사되어오는반사파의강약과지연시간을이용하여물체의위치, 크기측정 3D 영상추출위치인식 Sensor - 다수의 Sensor 필요없이 Camera의입력영상으로위치측정가능 - 상대적으로큰 Calculation power 필요 16/24
Context info 를위한 Sensor 기술 (2-2) Object 위치정보인식 Sensor Home 환경위치한 User 및 Device 등등 Home에존재하는인식가능한 Object에대한정보위치정보Sensing 802.15.3 Low rate UWB - 정지하여있거나낮은속도로움직이는물체에만적용가능 -TX와 RX 사이의거리와도달시간의차를조합, 계산하여위치정보추출 - cm정도까지의오차를보장하는비교적신뢰성이높은위치정보인 식가능 t 0 TX RX1 t 1 d 1 d 2 d 3 t 2 RX2 d 4 t 3 t 4 RX3 17/24 RX4
Context info 를위한 Sensor 기술 (2-3) Context info 를위한 Sensor 기술 (3) Active Bat System -3 차원으로위치를찾아내는저전력, 저비용시스템 -Object 에대한거리, 위치및방향에대한정보까지추출할수있 는장점이있음. - 위치정보추출방법은 Object 에부착된송신기로부터전송된초음 파를다수의수신기가감지하여도달시간을측정한후이 data 를이용 하여위치정보 BAT Ultrasonic System 18/24
Context info 를위한 Sensor 기술 (2-4) Bio Sensor 사용자의건강, 감정상태등의측정및사용자의도예측분자인식기능을가진생체재료 (Bioreceptor) 와인식한결과를전기적신호로변환하는물리적트랜스듀서 (Transducer) 로구성실시간사용자건강 check, 재택진료등의 Service를위해서는 Home Network에적합한Wireless Bio Sensor 기술개발요구인체착용형 Bio Sensor 인체매립형 Bio Sensor 19/24
Context info 를위한 Sensor 기술 (3-1) Home 환경변화 Sensor 크게물리적변화와화학적변화를감지하는기능으로분류물리Sensor 정의측정대상물로부터물리량을검출하고검출된물리량을전기적신호로변환해주는소자물리적변화에따른상황정보를 Sensing 압력센서, 가속도센서, 유량센서, 자기센서, 온도센서, 이미지센서등화학Sensor 정의집안의화학물질또는화학량을선택적으로감지하여전기신호로변환하는소자화학적변화에따른상황정보를 Sensing 자동차용산소센서, 이산화탄소센서, 일산화탄소센서, 질소산화물센서등 20/24
Context info 를위한 Sensor 기술 (3-2) 환경변화감지용 Sensor 는 Home 을 target 이아닌산업용으로선개발 따라서 Home Application 에적용하기위해서는가격, Data 전송방법등 많은선결문제들이있음 21/24
결 론 Needs 내가필요로하는서비스를시간과공간의제약없이누리고싶다. 기존의 Device Connectivity를기본으로하는수동적인 Home Service에서보다능동적인 Home Service로의발전을위해서는집안의상황정보를활용해야함이러한집안의상황정보를 Gathering 할수있는Sensor와 Sensor들간의통신을보장해줄수있는 Sensor network의 Home Network 연동은필연적임기존의 Sensor Module은 Home 환경을고려하지않은산업사회기반의구조를가짐다양한 Service Application의창출을위한개발노력과 Sensor 개발은분야간많은협업이필요함 22/24
결 론 홈넷은단위기술이아니고다양한기술 / 서비스가결합하는것임. Home network 은 9 대신성장의기술의집합체라할수있어모든 IT 관련 기술변화는물론 NT, BT 및인간의생활패턴의변화를예측함은물론 이것들이 Home 이라는공간에서어떻게융합될지를파악해야하기때문이다. IT 389정책과연계추진필요 - BcN과유비쿼터스네트워크와연계 - Home Network과센서네트워크의연계 - 센서네트워크와 RFID 연계 ==> 궁극적으로상황인지 / 처리를통한지능형 Network 구축 ==> 9대신성장통합방안 (Roadmap) ==> 국가 T/F 구성필요 (IT, SoC) 23/24
감사합니다. 24/24