ZIGBEX를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템

3 판

한백전자 기술연구소 저자(글)

ITC · 2008년 12월 04일

책 소개

작가정보

저자(글) 한백전자 기술연구소

서창수 ㈜한백전자 기술연구소 전임연구원
이철희 ㈜한백전자 기술연구소 책임연구원
박종훈 ㈜한백전자 기술연구소 CTO

목차

• 이론편
  
  이론 1 USN 소개 2
  1.1 서 론 2
  1.2 센서 네트워크를 위한 라우팅 프로토콜 8
  1.2.1 평면 라우팅(Flat Routing) 8
  1.2.2 위치 기반 라우팅(Location Based Routing) 11
  1.2.3 계층적 라우팅(Hierarchical Routing) 13
  1.2.4 지역 기반 멀티 캐스팅 13
  1.3 센서 네트워크를 위한 MAC 프로토콜 15
  1.4 센서 네트워크를 위한 Cross Layer 기법 21
  1.5 센서 네트워크의 표준화 동향 23
  1.6 센서 네트워크 클럭 동기 및 위치 인식 기술 27
  1.6.1 클럭 동기화 27
  1.6.2 위치 인식 28
  1.7 센서 네트워크 미들웨어 기술 30
  참고문헌 33
  
  이론 2 ZigbeX 소개 37
  2.1 ZigbeX 패키지 37
  2.1.1 ZigbeX 모트 37
  2.2 ZigbeX 모트 세트 이외의 옵션 장비들 41
  2.2.1 ZigbeX 서버(HBE?EMPOS II) 41
  2.2 장비의 데모 프로그램 확인 44
  2.3 Hanback_TestTree 프로그램 분석 48
  
  이론 3 개발자 환경 설치 및 다운로드 49
  3.1 TinyOS 2.X 설치 전 주의 사항 49
  3.2 Cygwin 설치하기 50
  3.2.1 # Cygwin이란? 50
  3.3 TinyOS2X 및 ZigbeX 프로그램 설치하기 54
  3.4 이미 TinyOS2X가 설치된 PC에서 ZigbeX 프로그램 설치하기 55
  3.5 Graphviz 설치하기 56
  3.6 설치 프로그램 목록 및 구조 56
  3.7 ZigbeX를 위한 다운로드 프로그램 설치 58
  3.7.1 패러럴 포트를 이용한 다운로드 58
  3.7.2 AVR?ISP 혹은 USB?ISP를 이용한 다운로드 65
  
  이론 4 TinyOS 2.X와 NesC 71
  4.1 TinyOS의 특징 및 디렉터리 구조 71
  4.1.1 TinyOS의 특징 71
  4.1.2 TinyOS 2.0 72
  4.1.3 디렉터리 구조 83
  4.2 NesC 84
  4.2.1 인터페이스 85
  4.2.2 컴포넌트 88
  4.2.3 Task와 이벤트 93
  4.2.4 레이스 컨디션 94
  4.2.5 TinyOS 명명법 94
  4.3 TinyOS 서브시스템 및 툴 96
  4.3.1 NesC 소스 문서화 96
  4.3.2 TOSSIM 96
  
  
  실습편
  
  실습 1 Task를 이용한 LED 제어 100
  1.1 기본 지식 100
  1.1.1 모트의 LED의 일반적인 사용 용도 100
  1.1.2 LedsC 컴포넌트 101
  1.2 Blink 예제의 구성 101
  1.2.1 Blink.nc 파일 102
  1.2.2 BlinkM.nc 파일 103
  1.3 Blink 실습 105
  1.3.1 실습 준비물 105
  1.3.2 실습 시스템 구성 105
  1.4 실습 결과 108
  
  실습 2 Timer를 이용한 LED 제어 109
  2.1 BlinkTimer 예제 109
  2.1.1 BlinkTimer 예제의 구성 109
  2.1.2 BlinkTimer.nc 파일 110
  2.1.3 BlinkTimerM.nc 파일 112
  2.2 BlinkTimer 실습 113
  2.2.1 실습 준비물 113
  2.2.2 실습 시스템 구성 113
  2.3 실습 결과 116
  
  
  실습 3 LED를 이용한 HelloWorld 117
  3.1 모스부호와 LED 117
  3.2 HelloWorld 예제 118
  3.2.1 HelloWorld.nc 파일 118
  3.2.2 HelloWorldM.nc 파일 119
  3.3 HelloWorld 실습 122
  3.3.1 실습 준비물 122
  3.3.2 실습 시스템 구성 122
  3.4 실습 결과 125
  
  
  실습 4 조도 센서 제어 126
  4.1 기본 지식 126
  4.1.1 조도 센서 126
  4.1.2 Oscilloscope 예제를 이용하여 조도값 측정 127
  4.2 Oscilloscope 예제 128
  4.2.1 OscilloscopeAppC.nc 파일 128
  4.2.2 OscilloscopeC.nc 파일 129
  4.2.3 OscopeMsg.h 파일 134
  4.3 Oscilloscope 실습 135
  4.3.1 실습 준비물 135
  4.3.2 실습 시스템 구성 135
  4.3.3 자바 애플리케이션 실행 137
  4.4 실습 결과 139
  
  
  실습 5 온/습도 센서 제어 140
  5.1 기본 지식 140
  5.1.1 USN에서의 온/습도 센서의 활용 140
  5.1.2 온습도 센서 SHT11 141
  5.2 OscilloscopeSHT11 예제 143
  5.2.1 OsilloscopeAppC.nc 파일 144
  5.2.2 OscilloscopeC.nc 파일 145
  5.3 OscilloscopeSHT11 실습 148
  5.3.1 실습 준비물 148
  5.3.2 실습 시스템 구성 148
  5.3.3 자바 애플리케이션 실행 149
  5.4 실습 결과 151
  
  실습 6 Photo 센서 제어(RF 통신) 152
  6.1 적외선 센서 152
  6.2 OscilloscopeUltraredRF 예제 153
  6.2.1 OscilloscopeAppC.nc 파일 154
  6.2.2 OscilloscopeC.nc 파일 155
  6.2.3 BaseStation 프로그램 159
  6.3 OscilloscopeUltraredRF 실습 159
  6.3.1 실습 준비물? 159
  6.3.2 실습 시스템 구성 159
  6.3.3 BaseStation 예제 실습 방법 160
  6.3.4 자바 애플리케이션 실행 160
  6.4 실습 결과 162
  
  실습 7 인터럽트를 이용한 EEPROM 제어 163
  7.1 기본 지식 163
  7.1.1 EEPROM의 필요성 163
  7.1.2 ZigbeX의 EEPROM과 제어 레지스터 164
  7.2 EEPRom 예제 167
  7.2.1 EEPromC.nc 파일 168
  7.2.2 EEPromM.nc 분석 169
  7.3 EEProm 실습 172
  7.3.1 실습 준비물 172
  7.3.2 실습 시스템 구성 172
  7.4 실습 결과 173
  
  실습 8 시리얼 ID 읽어오기(RF 통신) 174
  8.1 기본 지식 174
  8.1.1 DS2401이란 무엇인가 174
  8.1.2 DS2401의 필요성 175
  8.1.3 DS2401 칩 175
  8.2 SerialIdRF 예제 178
  8.2.1 Ds2401P.nc 파일 179
  8.2.2 Ds2410PM.nc 파일 180
  8.2.3 BaseStation 프로그램 182
  8.3 SerialIdRF 예제 실습 182
  8.3.1 실습 준비물 182
  8.3.2 실습 시스템 구성 183
  8.3.3 BaseStation 예제 실습 방법 183
  8.4 실습 결과 184
  
  실습 9 PC와의 시리얼 통신 186
  9.1 기본 지식 186
  9.1.1 PC와의 시리얼 통신 포멧(TinyOS → PC) 186
  9.1.2 PC와의 시리얼 통신 포맷(PC → TinyOS) 191
  9.1.3 무선통신을 위한 message_t 포멧 192
  9.2 Serial_Echo_Test 예제 193
  9.2.1 Serial_Echo_TestC.nc 파일 193
  9.2.2 Serial_Echo_TestM.nc 파일 194
  9.2.3 Serial_Echo_PC_Program 프로그램 196
  9.2.4 Serial_Echo_Test와 Serial_Echo_PC_Program 프로그램의 연동 198
  9.3 Serial_Echo_Test 실습 199
  9.3.1 실습 준비물 199
  9.3.2 실습 시스템 구성 199
  9.3.3 Serial_Echo_PC_Program 컴파일 방법 199
  9.4 실습 결과 200
  
  실습 10 기본 무선통신 프로토콜 201
  10.1 기본 지식 201
  10.1.1 ISO 참조 모델에서의 프로토콜 계층 201
  10.1.2 MAC 프로토콜 203
  10.1.3 무선 RF 칩과 기본 MAC 프로토콜 203
  10.1.4 무선 RF 통신 컴포넌트 206
  10.2 BasicMAC 예제 207
  10.2.1 BasicMAC.nc 파일 207
  10.2.2 BasicMACM.nc 파일 208
  10.2.3 BMAC.h 파일 211
  10.2.4 BasicMAC 예제에서 Unicast 211
  10.3 BasicMAC 실습 212
  10.3.1 실습 준비물 212
  10.3.2 실습 시스템 구성 212
  10.4 실습 결과 213
  
  실습 11 에너지 효율성을 고려한 통신 214
  11.1 기본 지식 214
  11.1.1 무선통신에서의 주요 에너지 소모 요소들 215
  11.1.2 패킷 충돌 문제 215
  11.1.3 Overhearing 문제 216
  11.1.4 컨트롤 패킷 오버헤드 217
  11.1.5 Idle Listening 문제 217
  11.1.6 TinyOS에서 Sleep 기법 구현 217
  11.2 SleepMAC 예제 218
  11.2.1 SleepMAC.nc 파일 219
  11.2.2 SleepMACM.nc 파일 220
  11.3 SleepMAC 실습 224
  11.3.1 실습 준비물 224
  11.3.2 실습 시스템 구성 224
  11.4 실습 결과 225
  
  실습 12 RF Power Control & Multichannel 226
  12.1 기본 지식 226
  12.1.1 Power Control 226
  12.1.2 Multichannel 228
  12.1.3 RSSI 228
  12.2 MCH_PTRSSI 예제 229
  12.2.1 MCH_PTRSSI.nc 파일 230
  12.2.2 MCH_PTRSSIM.nc 파일 231
  12.2.3 MCH_PTRSSIM.h 파일 236
  12.3 MCH_PTRSSI 실습 237
  12.3.1 실습 준비물 237
  12.3.2 실습 시스템 구성 237
  12.4 실습 결과 238
  
  실습 13 무선 Ad-hoc Flooding 네트워크 실습 239
  13.1 Flooding 프로토콜 개요 239
  13.1.1 기본 지식 240
  13.1.2 Flooding 프로토콜 관련 연구 및 응용 동향 242
  13.2 Adhoc_Flooding 프로그램 243
  13.2.1 Adhoc_APP.nc 파일 243
  13.2.2 Adhoc_APPM.nc 파일 244
  13.2.3 FloodingC.nc 파일 248
  13.2.4 FloodingM.nc 파일 249
  13.2.5 Adhoc_App.h 파일 254
  13.2.6 Adhoc_Route.h 파일 254
  13.3 Flooding 실습 255
  13.3.1 실습 준비물 255
  13.3.2 실습 시스템 구성 255
  13.4 실습 결과 256
  
  실습 14 무선 Ad-hoc Gossiping 네트워크 실습 257
  14.1 기본 지식 257
  14.2 Adhoc_Gossiping 프로그램 260
  14.2.1 GossipingC.nc 파일 260
  14.2.2 GossipingM.nc 파일 261
  14.2.3 Adhoc_App.h와 Adhoc_Route.h 파일 266
  14.3 Gossiping 실습 266
  14.3.1 실습 준비물 266
  14.3.2 실습 시스템 구성 266
  14.4 실습 결과 267
  
  실습 15 Tree 라우팅을 이용한 멀티 홉 268
  15.1 기초 지식 268
  15.1.1 Tree 라우팅 269
  15.1.2 한백전자 모트에서의 Tree 라우팅 컴포넌트 270
  15.2 Hanback_TestTree 예제 270
  15.2.1 Hanback_TestTreeAppC.nc 파일 270
  15.2.2 Hanback_TestTreeAppM.nc 파일 272
  15.2.3 Hanback_TreeRouting.nc 파일 276
  15.2.4 Hanback_TreeRoutingM.nc 파일 278
  15.2.5 Hanback_TestTree.h 파일 288
  15.2.6 Hanback_TreeRouting.h 파일 288
  15.3 Hanback_TestTree 실습 289
  15.3.1 실습 준비물 289
  15.3.2 실습 시스템 구성 289
  15.4 실습 결과 290
  
  실습 16 RFID 실습 291
  16.1 기초 지식 291
  16.1.1 RFID 소개 291
  16.1.2 RFID 네트워크 구성 292
  16.2 testRFIDwithUSN 예제 294
  16.2.1 testRFIDwithUSNC.nc 파일 295
  16.2.2 testRFIDwithUSN.nc 파일 296
  16.3 TestRFIDwithUSN 실습 301
  16.3.1 실습 준비물 301
  16.3.2 실습 시스템 구성 301
  16.4 실습 결과 302
  
  참고문헌 304
  찾아보기 305

출판사 서평

이 책의 내용 및 특징
센서 네트워크 교재 중 최고의 서적으로 평가받고 있는 [ZigbeX를 이용한 유비쿼터서 센서 네트워크 시스템] 제3판 출간!!!

센서 네트워크는 MIT 공대의 테크놀로지 리뷰지에서 선정한 “앞으로 세상을 바꿀 10대 이머징 (Emerging) 기술” 중의 하나이며, 세계적으로도 많은 시도가 이루어지고 있다. 이러한 센서 네트워크는 최근의 ‘삶의 질 향상’이라는 사회적 이슈와 웰빙의 열풍을 타고 다양한 프로젝트가 진행되고 있으며, 정부 주도로 이루어지는 수많은 시범사업들에 사용되면서 그 활용도를 높여가고 있다.

최근 정부가 U-에코시티, 스마트 하이웨이, 지능형 국토정보 등 미래 유망기술 5개 사업테스트 베드를 연내 선정함에 따라 다양한 응용에 대한 수요가 증대되리라 예상된다. 본 교재는 센서 네트워크의 개발환경부터 MAC과 응용까지 다루고 있는 센서 네트워크의 기본서이며, 다양한 툴을 제공하고 있으므로 유비쿼터스 컴퓨팅 연구에 긍정적 영향을 미치리라 기대된다.

* 이 책의 실습 내용은 한백전자 ZigbeX 장비와 이와 함께 제공되는 CD가 있어야지만 제대로 따라할 수 있다.

제3판의 주요 내용은 다음과 같다.
- 센서 네트워크 개발에 필요한 개발환경 이해
- 센서 네트워크의 구성 요소 이해
- 다양한 MAC 프로토콜 경험
- 보다 큰 센서 네트워크 구축 능력 배양
- 센서 네트워크 응용 프로그램 개발
- 다양한 센서 경험
- 다양한 센서 인터페이스 경험

기본정보

ISBN	9788990758125
발행(출시)일자	2008년 12월 04일
쪽수	312쪽
크기	187 * 257 mm
총권수	1권