표제지
국문초록
목차
약어표 10
1. 서론 12
2. 기술적 배경 13
2.1. 사물인터넷(IoT) 환경 13
2.1.1. 사물인터넷의 무선 네트워크 구성 15
2.2. LPWAN 17
2.2.1. 주요 기술 17
2.2.2. 기술 비교 18
2.2.3. 활용 분야 19
2.3. LoRaWAN 20
2.3.1. 망구조 20
2.3.2. 주요 기술 22
2.3.3. 프로토콜 23
2.4. 활용 인프라 28
3. 시스템 설계 및 구현 30
3.1. 수자원 원격 관측 시스템(셀룰러+USN) 30
3.1.1. 시스템 구조 30
3.1.2. H/W 구성 31
3.1.3. 기능 설계 35
3.1.4. 네트워크 설계 39
3.1.5. 한계점 및 개선사항 도출 42
3.2. LoRaWAN 적용 설계 43
3.2.1. 시스템 구조 43
3.2.2. H/W 구성 43
3.2.3. 기능 설계 45
3.2.4. 네트워크 설계 45
3.3. 셀룰러 - LoRaWAN간 설계 변경 정리 46
4. 성능평가 및 분석 48
4.1. 성능 분석 48
4.1.1. 네트워크 커버리지 평가 48
4.1.2. 소비 전력 평가 49
4.2. 가치 분석 51
4.2.1. 네트워크 구축비용 51
4.2.2. 데이터 서비스 비용 분석 51
4.2.3. 시스템 구현 모듈 원가 분석 53
4.3. 집적도에 따른 데이터 품질 예측 54
5. 결론 57
참고문헌 58
Abstract 59
표 1. 기관별 IoT의 정의 14
표 2. IoT 무선 네트워크 구성 16
표 3. LPWA통신 기술비교 18
표 4. MODBUS 프로토콜 데이터 동작 흐름 41
표 5. 시스템 소비전류 측정 51
표 6. 데이터 전송량 52
표 7. SKT 네트워크 요금제 53
표 8. 모듈 비교 표 54
그림 1. IoT네트워크 기술위치 16
그림 2. 전용망 상용화 커버리지 18
그림 3. LoRa네트워크 개념도 20
그림 4. 네트워크 블록도 21
그림 5. 장치 측면에서 블록도 21
그림 6. 최적의 기지국 선택 절차 22
그림 7. ADR 기술 모식도 23
그림 8. LoRa계층 구조 24
그림 9. Class A 단말 수신 슬롯 타이밍 24
그림 10. Class B 수신 슬롯 및 핑 슬롯 타이밍 25
그림 11. 비콘 없는 임시 동작 25
그림 12. Class C의 단말 수신 슬롯 타이밍 26
그림 13. LoRa 메시지 형식 27
그림 14. ID개통 절차 27
그림 15. 사설망 28
그림 16. 공공망 29
그림 17. 수자원 관측 시스템 개념도 30
그림 18. 시스템 H/W 구성 블록도 31
그림 19. Power Module 구성 32
그림 20. Main Module 구성 33
그림 21. Interface Module 구성 34
그림 22. Network Module 구성 35
그림 23. 디스플레이 절전 순서도 36
그림 24. 센서 측정 절전 순서도 36
그림 25. 이미지 촬영 순서도 37
그림 26. 이벤트 동작 순서도 38
그림 27. M2M 네트워크 구성 39
그림 28. 데이터 전송 40
그림 29. 원격 설정 40
그림 30. LoRaWAN 모뎀 블록 다이어그램 43
그림 31. LoRa모뎀 적용 Main Module 블록도 44
그림 32. LoRaWAN 모뎀 블록도 44
그림 33. 핀 타입 Main Module 연결 45
그림 34. 통신사 공공 LoRa 네트워크 시스템 구성 46
그림 35. Zigbee 네트워크 옥외시험 48
그림 36. 해안도로 직선거리 통신 시험 49
그림 37. 해돋이공원 높이 통신 시험 49
그림 38. LoRa시스템 설계 49
그림 39. 네트워크 방식 선택 49
그림 40. 셀룰러 시스템 소모전류 50
그림 41. LPWA시스템 소모전류 50
그림 42. 농어촌 공사 동진지사 물 관리 시스템 54
그림 43. 밀집도 증가에 따른 데이터 측정 개념도 55
그림 44. 대푯값 산정 시뮬레이션 차트 56