IoT-센서망에서 신뢰평가 모델 기반 노드 상호인증

김홍섭 한국지식정보기술학회 2018 한국지식정보기술학회 논문지 Vol.13 No.6

Interest in IoT technology is increasing these days, and core of IoT technology is sensor network technology. Although ZigBee network is widely used in IoT-sensor network, it is vulnerable to various security threats such as wiretapping of sensor information, abnormal packet flow, data forgery and denial of service attack. However, ZigBee IoT-sensor networks should operate in resource environments with limited computing capabilities. Therefore, it is imperative that IoT-sensor network security technologies be researched for lightweight design. In this paper proposed an algorithm for mutual authentication of IoT-sensor networks based on a trust assessment model that enables safe IoT-sensor network construction even with small security operations. The proposed trust-based authentication algorithm is designed with direct trust relationships between ZC-Sensor nodes belonging to the ZigBee Pico-Net and performs a trust assessment between nodes based on probability calculation and logic calculation. In addition, the proposed mutual authentication algorithm can support confidentiality, anonymity, mutual authentication and freshness in terms of security safety of the IoT-sensor network and increase the lightweight-ness of the existing authentication methods. And it will be possible to extend safety and survival period of IoT-sensor network by reducing the use of limited batteries in sensor nodes.

클러스터링 기반의 3D 위치표시용 스마트 플랫폼설계

강민구 통신위성ㆍ우주산업연구회 2015 한국위성정보통신학회논문지 Vol.10 No.1

본 논문에서는 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 사용자가 안드로이드 플랫폼 기반의 홈 허브가 유니티 3D 모델링으로 사물인터넷 센서의 3D 위치표출 방안이 제안되었다. 특별히, 3차원 공간에서 IoT 센서는 설치 공간별로 클러스링을 통해 IoT센서 속성과배터리 상태를 모니터링 방식을 설계한다. 또한, 3차원 공간상에서 신규 설치한 IoT 센서가 인접 센서들의 무선신호의 비콘신호및 도착시간 분석에 따른 센서의 위치를 추적하는 방식은 센서의 무선신호세기(RSSI, received signal strength indicator)와 방위각을 기반으로 3차원 공간상에서 수신 각도에 따른 센서의 3D 위치를 표출할 수 있다. 이때 유니티 런쳐가 탑재된 스마트 허브 플랫폼은 사물인터넷 센서의 동작상태 모니터링이 가능하며, 다양한 센서의 생애주기를 관리할 수 있도록 동영상이 3차원 텍스쳐가 동시에연동하도록 활용할 수 있다. In this paper, the 3D positioning of IoT sensors with the Unity engine of android platform based home-hub was proposdefor IoT(Internet of Things) users. Especially, the monitoring of IoT sensor and battery status was designed with the clusteringof IoT sensor's position. The 3D positioning of RSSI(received signal strength indicator) and angle for new IoT sensoraccording to clustering method was described with the cooperation of beacon and received arrival signal time. This unityengine based smart hub platform can monitor the working situation of IoT sensors, and apply 3D video with texture forthe life-cycling of many IoT sensors simultaneously. rs was described with RSSI(received signal strength indicator) and received angle.

IoT센서를 이용한 3D시뮬레이터 기반 실시간 선박 배관 모니터링 시스템에 대한 기초 연구

이기택(Ki-Taek Lee),김현철(Hyun-Cheol Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.9

LNG연료추진선박에서 엔진룸의 가스배관 파손 및 가스누출은 치명적인 구조손상 혹은 폭발, 화재와 직결되므로 항상 실시간 모니터링과 진단이 필요한 분야 중의 하나이다. 검사자가 아날로그 센서를 사용하여 직접 이중배관의 파손 혹은 가스누출여부를 확인하는 방법은 예기치 못한 상황에서 이상 발생시 정확한 위치 파악이 어려워 신속한 대응이 어려운 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 해결하고 배관 모니터링 및 진단 효율성의 극대화를 위해, 본 논문에서는 유·무선통신이 가능한 IoT센서와 위치 동기화가 가능하도록 3D시뮬레이터를 기반으로 하는 실시간 배관 모니터링 및 진단 시스템 구성과 적용 방법에 대한 기초 연구를 수행하였다. 연구 내용으로는 AVEVA Marine 설계 정보와 동일한 배관 모델링이 가능하도록 3D 시뮬레이터를 개발하여 모니터링 GUI 표준 프레임에 적용하고, IoT센서로부터 측정된 데이터는 유·무선통신을 통해 MS-SQL 데이터베이스에 저장되어 시스템 내에서 정량적인 값과 그래프로 표현되어 직관적 진단 분석이 가능하게 하였다. 또한, 개발된 시스템은 성능시험을 통해 효율성을 검토하였다. 그리고 가스배관 전용 IoT센서모듈장치에 대한 개념설계 내용을 소개하였다. In LNG-fueled ships, damage to gas pipes and gas leakage is an area that always requires real-time monitoring and diagnosis because it is associated directly with fatal structural damage, explosion, or fire. Currently, an inspector uses an analog sensor to check whether the double pipe is damaged or leaks gas. On the other hand, this method makes it difficult to respond quickly because it is difficult to determine the precise location when an abnormality occurs in an unexpected situation. This study attempted to solve these shortcomings and maximize the efficiency of pipe monitoring and diagnosis by examining the configuration and application of a real-time piping monitoring and diagnosis system based on a 3D simulator to enable location synchronization with an IoT sensor with a wired and wireless communication function. As content, a 3D simulator that enables piping modeling identical to that of AVEVA Marine design information was developed and applied to the monitoring GUI standard frame. The data measured from the IoT sensor was stored in the MS-SQL database through wired/wireless communication and was expressed in quantitative values and graphs within the system, enabling intuitive diagnostic analysis. The efficiency of the developed system was reviewed through performance tests. In addition, the conceptual design of the IoT sensor module device specialized in gas piping conditions was introduced.

IoT 비콘기반의 3차원 위치표출 위한 유니티 런처의 플랫폼 설계

강민구(Min-Goo Kang) 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.4

본 논문에서는 사물인터넷 사용자가 유니티 기반의 스마트 미디어에서 3차원 형태로 표출하고자 유니티 런처플랫폼을 제안하였다. 안드로이드 기반의 홈 게이트웨이는 유니티 엔진을 연동하는 플랫폼에서 동영상과 3차원무비 텍스쳐가 동시에 연동하게 되었다. 유니티 런처 기반의 플랫폼은 3차원 공간에서 IoT 센서의 위치를 표출하는 유니티 활용 방안을 설계하였다. 제안한 스마트 게이트웨이 플랫폼에서 3차원 사물인터넷 센서의 위치를 추적하는 방식은 센서의 무선신호세기인 RSSI 신호와 방위각 정보를 활용함으로서 3차원 공간 상에서 IoT 센서의 3D 위치를 표출할 수 있다. 유니티 런쳐가 탑재된 스마트 게이트웨이 플랫폼은 3차원 입체모형으로 IoT 센서의 위치를 표출하기 위해 2D 평면도를 3차원으로 변환할 수 있다. 이러한 플랫폼은 3차원 큐브 형태로 센서의 위치 표시함으로서 IoT 센서의 동작 상태를 모니터링 할 수 있으며, 설치에서 폐기까지의 생애 주기를 표시할 수 있다. In this paper, an android platform with Unity engine was proposed for the effective 3D presentation of IoT sensor's position to IoT(Internet of Things) users. This android platform based home-gateway was designed with the cooperation of 3D unity engine for 3D texture according to MovieTexture simultaneously. As a result, the 3D presentation technology of IoT sensors was described with Unity based 3D modeling. In this proposed smart gateway, the 3D position was presented with the received RSSI(Received Signal Strength Indicator) and angle of IoT sensors. This 3D Unity launcher can be used for the 3D position, monitoring, and the life managing of IoT sensors with the beacon and 3 dimensional cube-style after the 3D conversion of 2D.

대규모 IoT 센서의 연결 신뢰성 보장을 위한 센서 게이트웨이에 관한 연구

신승혁(Seung-Hyeok Shin) 한국정보기술학회 2015 한국정보기술학회논문지 Vol.13 No.9

A sensor and server that collects data, and sensor gateway are components of the IoT environments. The scale of Iot environment is determined by the number of sensors. Previous studies that manages the IoT sensors has been in progress for a dynamic and connection state management by a network signal sensitivity of the sensor. Studies on the sensor gateway to ensure reliable connection to the sensor is required to operate the service environment, consisting of a large IoT efficiently. In this study, we propose suitable sensor gateway on the large scale IoT environment. To do this, survey the requirements for the configuration of the sensor gateway, and compose sensor gateway could manage the connection of sensors that using hash table with chaining algorithms. Finally, verify the performance using JMeter that is a network test tool.

IoT 스마트 네트워크를 위한 토큰-기반 복제 관리

변시우 국제차세대융합기술학회 2022 차세대융합기술학회논문지 Vol.6 No.7

With the recent development of small computing devices, IoT sensor network can be widely deployed and is now readily available with sensing, calculation and communication functions at low cost. Since sensor nodes have narrow bandwidth and fault-prone wireless channels, sensor-based logistics systems are subject to incomplete data services. The surest way to minimize the this unstable service is data replication at multiple sensor nodes. In this research, we devise a new replication control scheme called Token-based Replication Control(TbRC) to get high data availability in fault-prone mobile sensor networks such as smart networks. TbRC provides temporary token of replica access even to the disconnected wireless cell and handles the access opportunity via one temporary privilege called WLanBridge. We are going to propose a simulation model to show the performance of TbRC. 최근 소형 컴퓨팅 기기의 개발로 인하여 IoT 센서 네트워크가 광범위하게 구축될 수 있고, 적은 비용으 로도 센싱, 컴퓨팅, 전송 기능을 쉽게 사용할 수 있게 되었다. 센서 노드는 대역폭이 좁고 결함이 발생하기 쉬운 무선 채널을 사용하기 때문에 센서 기반 물류 시스템은 불가피하게 불완전한 데이터 서비스를 받게 된다. 이러한 불안정한 서비스를 큰 부담 없이 최소화하는 가장 확실한 방법은 로지스틱스 네트워크에 존재하는 여러 센서 노 드에서 필요한 데이터를 복제하는 것이다. 본 연구에서는 스마트 물류와 같이 네트워크상에서 통신 장애가 빈번히 발생하는 센서 네트워크에서, 충분한 데이터 가용성을 달성하기 위해 TbRC(Token-based Replication Control)라 는 새로운 복제 제어 체계를 고안하였다. TbRC 기법은 단절된 무선 셀에게도 복제본 접근의 기회를 제공하는데, WLanBridge 토큰이라는 하나의 임시 권한을 통해 처리하였다. 추후 성능 실험 모델과 평가 결과를 통하여 TbRC 기법은 기존 기법보다 우수함을 보이고자 한다.

IoT기반, 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치 구현성능분석

김치욱(Chi-Wook Kim) 한국컴퓨터정보학회 2019 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.24 No.12

현재 군에서 운용하고 있는 지뢰탐지 방법은 다양하나 통상 야전에서는 육안탐지, 탐침에 의한 탐지, 탐지기에 의한 탐지, 기타탐지 방법 등으로 지뢰를 탐지하며, 탐지기에 의한 탐지방법은 GPR센서를 이용한 탐지기로 금속탐지는 가능하나 비금속탐지가 곤란하며, 탐지를 실시한 곳과 실시하지 않은 지역을 구분할 수 없고, 많은 인력과 시간이 낭비되는 문제점이 있으며, 사용자가 센서를 일정한 속도로 움직이지 않거나, 너무 빨리 움직이는 경우 지뢰를 정확히 탐지하기가 곤란하다. 따라서 이러한 단방향 초음파 센싱 신호를 이용한 지뢰탐지 오류의 문제점을 개선하고자 Human Body 안테나부, 메인마이크로프로세서 유닛부, 스마트안경부, 바디장착형 LCD모니터부, 무선데이터 송수신부, 벨트형 전원공급부, 블랙박스 카메라부, 보안통신 헤드셋부로 구성한 스마트 웨어러블 지뢰탐지 장치를 연구하였다. 이 연구결과를 토대로 IoT(Internet of Things) 기반으로도 지하에 있는 지뢰를 탐지할 수 있는 가능성을 확인하기 위해 실험을 진행하고자 한다. 본 논문은 서론, 실험환경 구성, 시뮬레이션 분석, 결론 순으로 구성 하였으며, 서론에서는 지뢰, 지뢰 탐지기, 연구진행 등 연구내용을 소개 하고, 실험 환경 구성은 야전과 동일한 환경과 매설방법을 기초로 M14폭풍형 대인지뢰, M16A1파편형 대인지뢰, M15 및 M19대전차 지뢰, 지뢰와 유사한 플라스틱 병, 알루미늄 캔으로 구성하였으며, 시뮬레이션 분석은 지뢰탐지 장치 구현 성능을 분석하기 위해 매트랩을 이용한 시뮬레이션을 진행하여, IoT 신호를 생성 및 전송하고, 각각의 수신된 신호를 분석하여 지뢰의 탐지 성능을 확인한 후 IoT 기반 지뢰탐지 알고리즘 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하여 지하에 있는 지뢰를 탐지할 수 있는 가능성을 IoT기반으로 입증하려고 한다. In this paper, we analyzed the performance of IoT based smart wearable mine detection device. There are various mine detection methods currently used by the military. Still, in the general field, mine detection is performed by visual detection, probe detection, detector detection, and other detection methods. The detection method by the detector is using a GPR sensor on the detector, which is possible to detect metals, but it is difficult to identify non-metals. It is hard to distinguish whether the area where the detection was performed or not. Also, there is a problem that a lot of human resources and time are wasted, and if the user does not move the sensor at a constant speed or moves too fast, it is difficult to detect landmines accurately. Therefore, we studied the smart wearable mine detection device composed of human body antenna, main microprocessor, smart glasses, body-mounted LCD monitor, wireless data transmission, belt type power supply, black box camera, which is to improve the problem of the error of mine detection using unidirectional ultrasonic sensing signal. Based on the results of this study, we will conduct an experiment to confirm the possibility of detecting underground mines based on the Internet of Things (IoT). This paper consists of an introduction, experimental environment composition, simulation analysis, and conclusion. Introduction introduces the research contents such as mines, mine detectors, and research progress. It consists of large anti-personnel mine, M16A1 fragmented anti-mine, M15 and M19 antitank mines, plastic bottles similar to mines and aluminum cans. Simulation analysis is conducted by using MATLAB to analyze the mine detection device implementation performance, generating and transmitting IoT signals, and analyzing each received signal to verify the detection performance of landmines. Then we will measure the performance through the simulation of IoT-based mine detection algorithm so that we will prove the possibility of IoT-based detection landmine.

센서 기반의 IOT 시스템의 FPGA 설계 교육용 장비

조병우 ( Byung-woo Cho ),김남영 ( Nam-young Kim ),유윤섭 ( Yun-seop Yu ) 한국실천공학교육학회 2016 실천공학교육논문지 Vol.8 No.2

여러 가지 센서를 이용한 IOT(Internet Of Thing) 시스템의 FPGA 설계용 교육장비를 소개한다. 센서들은 다양한 출력 방식을 가지고 있어서 출력 방식에 따른 센서 인터페이스 컨트롤러를 FPGA 상에서 설계가 필요하다. 본 장비는 아날로그 출력인 경우에 FPGA(Field Programmable Gate Array)내에 있는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 방식과 디지털 출력인 경우에 I²C(Inter-Integrated Circuit), SPI(Serial Peripheral Interface Bus) 통신 방식 및 GPIO(General-Purpose Input/Output)를 통해 사용한 방식에 따른 여러 가지 센서 인터페이스 컨트롤러의 설계가 가능하다. 이미지 센서를 이용해서 영상 처리 하드웨어 설계 가 가능하고 더불어 영상 및 영상처리 결과를 모니터에 출력하는 VGA(Video Graphics Array) 컨트롤러 설계도 가능하다. 본 장비는 유,무선 네트워크에 통신이 가능한 IOT 시스템을 위해서 한 칩에 디지털 하드웨어와 Linux System을 결합한 SOC(System on Chip) 설계가 가능하다. 이 장비를 이용해서 “이미지센서 기반의 하드웨어 설계와 가속도센서 기반의 하드웨어 설계”의 사례를 소개하고 그 설계를 기반으로 “FPGA를 이용한 디지털시스템 설계” 교과목의 교육 가능한 사례를 소개한다. 학생들에 의해서 새롭게 설계한 하드웨어를 본 FPGA를 이용해서 하드웨어 장비에 적용시키는 능력을 배양할 수 있고, 또한 개념 설계, 부분설계, 상세설계를 통해서 FPGA 기반 하드웨어의 창의적 종합설계 능력을 키울 수 있다. Education equipment for field programmable gate array (FPGA) design of sensor-based IOT (Internet Of Thing) system is introduced. Because sensors have different interfaces, several types of interface controller on FPGA need. Using this equipment, several types of interface controller, which can control ADC (analog-to-digital converter) for analog sensor outputs and I²C (Inter-Integrated Circuit), SPI (Serial Peripheral Interface Bus), and GPIO (General-Purpose Input/Output) for digital sensor outputs, can be designed on FPGA. Image processing hardware using image sensors and display controller for real and image-processed images or videos can be design on FPGA chip. This equipment can design a SOC (System On Chip) consisting of a hard process core on Linux OS and a FPGA block for IOT system which can communicate with wire and wireless networks. Using the education equipment, an example of hardware design using image sensor and accelerometer is described, and an example of syllabus for “Digital system design using FPGA” course is introduced. Using the education equipment, students can develop the ability to design some hardware, and to train the ability for the creative capstone design through conceptual, partial-level, and detail designs.

IoT 센서 기반 돌봄서비스를 이용한 독거노인의 일상생활 변화와 만족도 연구

김수완(Soo Wan Kim),박화옥(Hwa-Ok Park),윤수인(Su-In Yoon) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.9

본 연구의 목적은 IoT 센서 기반 돌봄서비스를 이용한 독거노인의 일상생활 변화를 분석하고 사용자 만족도를 평가하는 것이다. 본 연구에서 다룬 IoT 센서 기반 돌봄서비스는 IoT 기술과 돌봄코디네이터의 대인 · 대면 서비스를 접목한 통합적 돌봄서비스이다. 수도권 3개 도시의 지역복지관을 통하여 65세 이상 독거노인을 연구대상자로 모집하였고, 비동일 통제집단 전후 비교조사 설계를 적용하였다. 실험집단(32명)은 레이더 센서를 통해 수집된 자신의 건강정보와 환경정보 데이터를 앱으로 확인하며 스스로 자신의 일상생활 습관을 실시간으로 모니터링하였고, 돌봄코디네이터는 정기적으로 데이터 기반 상담 등의 정서적 지원을 제공하였다. 통제집단(32명)은 댁내 장비를 설치하지 않은 상태에서 코디네이터의 일반적인 안부 확인과 말벗 서비스만 제공받았다. 3개월간의 서비스 이용 전후 설문조사 분석 결과, 실험집단 참여자들은 식사 패턴과 충분한 수면시간, 하루 중 활동 시간의 적절성과 관련하여 통계적으로 유의한 수준에서 긍정적인 인식 변화를 보였다. 반면 통제집단에서는 이러한 변화가 관찰되지 않았다. IoT 센서 기반 돌봄서비스는 조도, 습도, 온도 등의 실내 환경을 이해하는데 유용성이 높았으며, 돌봄서비스에 대한 전반적 만족 수준과 코디네이터 서비스에 대한 지각된 유용성, 앱 서비스의 만족 수준 간에는 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 독거노인을 위한 ICT 기반 돌봄서비스를 구성할 때 대인·대면 서비스를 통합적으로 고려해야 할 필요성을 강조하였다. This study aimed to analyze changes in daily life and user satisfaction of elderly people living alone attributable to IoT sensor-based care services. The care service subject of this study was an integrated service that combined IoT technology with interpersonal and face-to-face contact with care coordinators. Elderly people aged 65 or older living alone were recruited in three cities; a non-equivalent group design was applied. The experimental group (n=32) had regular contact with a coordinator who had access to health and environmental data collected using radar sensor equipment. The control group (n=32) received only regular safety checks and chatting service contact with a coordinator. Analysis after 3 months of service showed significant positive changes in self-perceptions of eating patterns and sleep adequacies and daily activity times in the experimental group. However, no such changes were observed in the control group. The IoT sensor-based care service, as assessed by subjects, was considered very useful for understanding indoor environments, including illumination, humidity, and temperature. Overall user satisfaction was found to be highly correlated with coordinator service usefulness and app service satisfaction. This study emphasizes the need to combine ICT-based services and face-to-face services for elderly living alone.

IoT 서비스 활용사례 분석 및 산업 활성화 이슈

임철수 한국차세대컴퓨팅학회 2015 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.11 No.6

기존 인간 중심의 통신 패러다임에서 사물(Thing)이 통신의 주체로 참여하는 사물인터넷(IoT: Internet of Things)의 시대가 본격화되고 있다. IoT는 자동차, 냉장고, 의류 및 신발까지 정보의 생성과 통신 기능이 탑재되면서 새로운 IT 기반의 융합서비스를 창출하고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 모바일 대중화 이후 성장 둔화 우려에있는 국내 ICT 산업계에 새로운 성장동력 발굴에 참조할 수 있도록, IoT의 국내 및 해외 활용사례들을 분석하고, IoT 서비스 활성화에 장애가 되는 기술적․산업적 주요 이슈들을 제시하고자 한다. The Internet of Things(IoT) periods whose principal agents are things have a full scale from the existing human-oriented communication paradigm. IoT creates the new IT-based convergence services as the emerging vehicle, refrigerator, clothing, shoes are embedded with information generation and communication function. In theses regards, we present several significant the domestic and foreign IoT application cases and suggest technological and industrial issues that are impeding to IoT promotion so that the domestic ICT industries can discover new growth engines.