본 기술이전은 도시 지하 공간 내 지하매설물(상하수도)의 상태와 지하공간상황(지하구조물, 지하수, 지반변형)을 실시간 모니터링하여, 이상 징후를 사전에 감지, 예측 대응하는 사물인터넷(IoT) 기반 지하공간 그리드 시스템 개발에서, 상시 감시를 위한 무선통신망 구축에 필요한 저전력 광역 WPAN 시스템의 핵심 기술인 IEEE 802.15.4g/4k SUN(Smart Utility Network)/LECIM(Low Energy Critical Infrastructure Monitoring) 통합 표준기반 UGS(Underground Safety) FSK 무선통신 칩 기술에 관한 것으로 크게 FSK RF Transceiver 기술, FSK Modem 기술 및 MAC HW/HAL 기술로 이루어져 있음
- 도시시설물의 다양화 및 복잡화, 노후화가 급속도로 진행되고 있는 상황에서 최근 빈발하는 지하 공동으로 인한 도로 함몰과 지반 침하 등 지하공간 관련 재난사고 건수가 급증하고 있으며 인명 및 경제적 피해가 커지고 있음
- 사람이 접근하기 어려운 광범위한 영역에 분포된 센서들로부터 재난재해 감지정보를 저전력으로 신뢰성 있게 수집할 수 있는 중/장거리 무선 통신 기술이 요구되고 있음
- 저전력 광역 SUN/LECIM 기반 UGS FSK 무선기술은 지하공간상황(지하구조물, 지하수, 지반변형)을 실시간 모니터링하여 조기에 감지, 예측, 대응하는 IoT 기반 지하공간 그리드 시스템 개발의 핵심 무선통신 기술로 부각되고 있음
- 특히 IEEE 802.15.4g SUN 및 IEEE 802.15.4k LECIM FSK PHY 표준은 1Km의 통신거리와 Scalable한 전송속도를 제공하는 저가격/저전력의 비면허 무선 전송기술로 IoT 통신 기술의 핵심이 될 것으로 예상됨
- IEEE 802.15.4g/4k 표준기반 UGS FSK 무선 전송 기술은 IoT 기반 재난재해 감지를 위한 통신 기술의 핵심일 뿐만 아니라, 스마트 그리드와 연계된 에너지 절약 지능형 그린 홈 개발, ZigBee 무선 전송기술을 대체하여 센서 네트워크, 홈오토메이션, 홈네트워크 분야 등에서 다양하게 활용될 전망임
- 본 기술은 상기와 같은 IEEE 802.15.4g/4k 표준기반 FSK 무선 통신 기술에 관한 것으로, 지하안전 및 다양한 응용서비스에서 12.5Kbps~200Kbps의 응용 데이터 패킷을 무선으로 송수신하기 위한 기술을 제공하는데 그 목적이 있음
2.4GHz 대역을 사용하는 다른 무선기기들(WiFi, Bluetooth)과의 주파수 간섭 문제와 페이딩 환경에서의 성능 저하 문제가 존재하는 기존의 ZigBee 무선 전송기술에 비하여 2012년 4월 표준 완료된 IEEE 802.15.4g 및 2013년 6월 표준 완료된 IEEE 802.15.4k FSK 기술은 주파수 혼잡도가 낮고 전파특성이 우수한 900MHz 대역을 이용하여 1km 정도의 전송거리를 지원 하면서 응용에 맞게 12.5Kbps ~ 200Kbps까지 다양한 데이터 전송율을 제공할 수 있는 저전력/저가격/고신뢰의 장점으로 IoT 서비스 구축에 유리함.
특히 2011년부터 Analog Device, CISCO, NICT, Silver Spring등이 주도하여 스마트 유틸리티 네트워킹 상호 운용성을 위한 기술로 IEEE 802.15.4g SUN 기술을 채택하여 WI-SUN을 결성하고 관련 작업을 진행 중이며, 원격검침시스템(AMI) 서비스를 위한 기존의 비표준 무선 전송 기술에 비해 IEEE 802.15.4g SUN 표준 기반 FSK 기술은 제품간 호환성을 가지므로 스마트 그리드의 응용 제품 상용화에 유리함
A. 기술명 : UGS FSK RF 기술
B. 기술명 : UGS FSK Modem 기술
C. 기술명 : UGS MAC 하드웨어 및 HAL 기술
A. 기술명 : UGS FSK RF 기술
- FSK RF 상세설계서
- FSK RF schematic DB
- FSK RF layout DB
- FSK RF 시험 절차서
- FSK RF 시험 결과서
B. 기술명 : UGS FSK Modem 기술
- FSK Modem 상세설계서
- FSK Modem RTL 하드웨어 소스 코드
- FSK Modem 시뮬레이터 소스 코드
- FSK Modem 시험 절차서
- FSK Modem 시험 결과서
C. 기술명 : UGS FSK MAC 하드웨어 및 HAL 기술
- FSK MAC 하드웨어 및 HAL 상세설계서
- FSK MAC 하드웨어 및 HAL 소스 코드
- FSK MAC 하드웨어 및 HAL 시험 절차서
- FSK MAC 하드웨어 및 HAL 시험 결과서
- 본 이전 기술은 상수도, 하수도, 도시철도, 지하수 등 지하공간 상황을 조기에 감지, 예측, 대응하는 IoT 기반 지하공간 그리드 시스템 개발에서 광역 저전력 고신뢰 IoT 통신 기술로 활용
- 사물간 통신을 통한 다양한 지능적 서비스를 제공하는 전연결사회(All Connected Society)의 기반기술로 활용이 가능하고, 본 기술은 대기, 하천 등의 환경 모니터링, 산불, 제방붕괴 등 재난재해 분야 등 다방면에 활용 가능함
- 본 이전 기술은 스마트 그리드 기반 그린홈 네트워킹 기술의 핵심요소로서 전기, 가스, 수도 등의 유틸리티 사용량을 무선으로 검침하는 원격무선검침시스템(AMI) 뿐만 아니라 건물에서 에너지 사용을 모니터링하여 효율적으로 관리하는 BEMS 등에 활용될 수 있음
- 전기자동차와 연계하여 심야전기 충전 예약, 스마트 미터기와 연계된 부하관리 및 충전 장소에 관계없는 과금 부과 등 다양한 스마트 그리드에서의 통신 시스템으로 활용 가능함
- 현재 포화 상태인 2.4GHz ISM 대역 대신 전파전파 특성이 우수한 900MHz 대역을 사용하므로 건물 주변의 열악한 전파환경과 원거리 통신 기능 보장 및 저전력/저가격의 장점으로 인해 향후 ZigBee 무선 전송기술을 대체하여 센서네트워크, 홈오토메이션, 홈네트워크 분야 등에서 다양하게 활용될 전망임