Search

책소개

최근 주변 환경과 사람의 행동 패턴을 예측하고 얻을 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크 (Ubiquitous Sensor Networks)의 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다. 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 센싱된 정보는 사용자가 원하는 서비스 및 주변 상황을 자동으로 인지하고 보다 편리하고 정확한 서비스를 제공할 수 있도록 도와준다. 이러한 센서 네트워크는 MIT 공대의 테크놀로지 리뷰지에서 선정한 ‘앞으로 세상을 바꿀 10대 이머징(Emerging) 기술’ 중의 하나로서 크게 주목받고 있다. 이러한 상황 속에서 (주)한백전자 기술연구소는 지금까지 연구된 센서 네트워크의 특징을 분석하고 그것을 토대로 실제 무선 센서 노드인 Zigbex를 활용할 수 있는 본 교재를 집필하였다.

본 교재의 초반부는 유비쿼터스 센서 네트워크의 특징 및 기존 연구들 그리고 TinyOS 및 응용 프로그램들에 대해 설명한 이론편이 기술되어 있으며, 중반부와 후반부에는 (주)한백전자의 실습 장비와 이를 응용한 여러 예제들이 기술되어 있다. 실습 과정의 모든 예제 소스가 (주)한백전자의 홈페이지에 제공되어 있어 누구나 다운로드받아 책의 설명 순서를 따라가면서 프로젝트 예제들을 수행할 수 있으며, 공개된 소스를 통해 다양한 응용을 할 수 있다.

개정판에서는 ZigbeX 위에서 동작되는 다양한 옵션 보드들의 사용법 및 실습 예제들이 첨가되었다.

목차

[이론]
1. USN 소개
1.1 유비쿼터스 센서 네트워크 2
1.2 센서 네트워크에서의 연구 주제 5
1.3 센서 네트워크 하드웨어 및 운영체제 기술 7
1.4 센서 네트워크를 위한 여러 프로토콜들 11
1.5 센서 네트워크 클록 동기 및 위치 인식 기술 22
1.6 센서 네트워크 미들웨어 기술 26
1.6.1 대표적인 센서 네트워크 미들웨어 연구 27

2. ZigbeX 소개
2.1 ZigbeX 패키지 31
2.2 장비의 데모 프로그램 확인 41
2.3 데모 프로그램의 분석 44

3. 개발자 킷 설치
3.1 Cygwin과 avr 개발환경 설치 46
3.2 ISP 프로그래머 설치 54
3.3 zigbex 애플리케이션 환경 설치 58

4. TinyOS와 NesC
4.1 NesC 60
4.2 기본적인 TinyOS 응용 프로그램 74
4.3 TinyOS 서브시스템 및 툴 75
4.4 TinyOS의 디렉토리 구조 80

5. ZigbeX 모트 프로그램
5.1 센서 노드 프로그래밍 방법 81
5.2 ISP 프로그래머를 이용한 프로그래밍 83
5.3 ISP 프로그래머를 이용한 ZigbeX 예제 애플리케이션 다운로드 86
참고 JTAG 인터페이스를 이용한 프로그래밍 90

6. 자바 애플리케이션의 구동
6.1 TinyOS의 시리얼 통신 메시지 형식 93
6.2 ListenRaw 95
6.3 Listen 97
6.4 Oscilloscope 97
6.5 Tossim & TinyViz 102
참고문헌 107

[실습]
실습 1 Task를 이용한 LED 제어
1.1 기본 지식 112
1.2 LED 제어 예제 실습 117

실습 2 Timer를 이용한 LED 제어
2.1 기본 지식 121
2.2 BlinkTimer 예제 실습 127

실습 3 조도 센서 제어
3.1 기본 지식 130
3.2 Oscilloscope 예제 실습 138

실습 4 온도 및 습도 센서 제어
4.1 기본 지식 143
4.2 OscilloscopeSHT_Sensor을 이용하여 습도값 측정하기 146
4.3 OscilloscopeSHT_Sensor 예제 실습 153

실습 5 적외선 센서 제어(RF 통신)
5.1 ZigbeX의 적외선 센서 158
5.2 OscilloscopeUltraredRF 예제를 이용한 적외선 측정 및 RF 무선 통신 실습 160
5.3 OscilloscopeUltraredRF 예제 실습 165

실습 6 바이오센서 제어
6.1 기본 지식 169
6.2 바이오센서 모듈 제어 예제 실습 179

실습 7 인터럽트를 이용한 EEPROM 제어
7.1 기본 지식 185
7.2 EEPRom 예제를 이용하여 EEPROM 제어하기 188
7.3 EEProm 예제 실습 195

실습 8 시리얼 ID 읽어오기
8.1 기본 지식 197
8.2 Ds2410P 예제를 이용하여 시리얼 ID 읽기 201
8.3 Ds2410P 예제 실습 207

실습 9 RTC(Real Time Clock)의 활용
9.1 기본 지식 211
9.2 RTC4513test 예제를 통해 시간 정보 얻기 215
9.3 rtc4513test 예제 실습 220

실습 10 기본 무선 MAC 프로토콜(MAC I)
10.1 기본지식 223
10.2 BasicMAC 예제 실습 229
10.3 BasicMAC 예제 실습방법 233

실습 11 에너지 효율적 MAC 프로토콜 설계(MAC II)
11.1 sleep 기법 및 주요 통신 에너지 소모 요소들 236
11.2 SleepMAC 예제 실습 240

실습 12 Flooding 프로토콜을 이용한 무선 ad-hoc 네트워크 구축
12.1 기본 지식 250
12.2 TOSSIM을 이용한 Flooding 예제 실습 261

실습 13 Gossiping 프로토콜을 이용한 무선 ad-hoc 네트워크 구축
13.1 기본 지식 267
13.2 TOSSIM을 이용한 Gossiping 예제 실습 278

실습 14 LEACH 프로토콜을 이용한 무선 ad-hoc 네트워크 구축
14.1 기본 지식 283
14.2 TOSSIM을 이용한 LEACH 예제 실습 293

실습 15 USN 네트워크 애플리케이션
15.1 기본 지식 297
15.2 USN 프로그램 작성 실습 298
15.3 작성한 예제 실습 306

실습 16 RFID 실습
16.1 기본 지식 308
16.2 RFID 예제 실습 311

실습 17 GPS 실습
17.1 기본 지식 318
17.2 TestGPS 예제를 통해 위치 및 시간 정보 얻기 323
17.3 TestGPS 예제 실습 328

실습 18 Weather 옵션 보드상의 기압센서 제어
18.1 기본 지식 330
18.2 TestPressure 예제를 통해 기압 정보 얻기 334
18.3 TestPressure 예제 실습 343

실습 19 Weather 옵션 보드상의 가속도 센서 제어
19.1 기본 지식 345
19.2 TestAccel 예제를 통해 가속도 정보 얻기 347
19.3 TestAccel 예제 실습 351

실습 20 Home I 옵션 보드상의 PIR 센서 제어
20.1 기본 지식 353
20.2 TestPIR 예제를 통해 움직임 감지 정보 얻기 356
20.3 TestPIR 예제 실습 360

실습 21 Home I 옵션 보드상의 Reed 스위치 제어
21.1 기본 지식 362
21.2 TestReed 예제를 통해 정보 얻기 364
21.3 TestReed 예제 실습 368

실습 22 RLY 옵션 보드상의 Relay 제어
22.1 기본 지식 370
22.2 TestRelay 예제를 통해 Relay 제어하기 372
22.3 TestRelay 예제 실습 375
참고문헌 376

부록 한백전자의 USN 장비 및 추가 센서 모듈 378
소개 378
ZigbeX 사양의 개요 378
ATMega128L 380
RF Transceiver 382
안테나 383
Sensor 385
Power 388
커넥터 388
옵션 센서 모듈들 390

찾아보기 409