14. 유비쿼터스 기술.

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1 14. 유비쿼터스 기술

2 목차(1/1) 1. 유비쿼터스란? 2. 유비쿼터스 네트워크 기술은 어떤 것이 있나요? 3. 유비쿼터스 정보기술
유비쿼터스가 뭔가요? 유비쿼터스 네트워킹과 컴퓨팅이란? 2. 유비쿼터스 네트워크 기술은 어떤 것이 있나요? 광대역 네트워크와 상시접속 모바일과 상시접속 간단한 사용자 인터페이스 IPv6 3. 유비쿼터스 정보기술 무선 식별(RFID) 기술 센서 기술 유비쿼터스 센서 네트워크

3 유비쿼터스란? 유비쿼터스가 뭔가요? 유비쿼터스의 개념
언제, 어디서나(anytime, anywhere) 동시에 널리 존재한다 유비쿼터스라 용어는 제록스사의 마크 와이 저가 1988년에 시작한 ‘쉬운 컴퓨터 연구’ 프 로젝트를 추진하면서 등장 어디에서든지 컴퓨터에 액세스할 수 있는 차 세대 컴퓨팅 비전을 제시하기 위하여 유비쿼 터스 컴퓨팅이라는 용어를 착상한 데서 비롯 목표 컴퓨터가 주변의 생활환경이나 업무 활동의 기본 도구가 되도록(pervasive computing)하 여 인간 중심적인 컴퓨터 환경을 구현 마크와이저

4 유비쿼터스란? 컴퓨팅 환경의 흐름

5 유비쿼터스 컴퓨팅의 특징 네트워크에 연결되지 않은 컴퓨터는 유비쿼터스 컴퓨팅이 아님
네트워크에 연결되지 않은 컴퓨터는 유비쿼터스 컴퓨팅이 아님 인간화된 인터페이스(calm technology)로서 눈에 보이지 않아야 (invisible) 함 가상공간이 아닌 현실 세계의 어디서 나 컴퓨터의 사용이 가능해야 함 사용자 상황(장소, ID, 장치, 시간, 온 도, 명암, 날씨 등)에 따라 서비스가 변할 수 있어야 함 INFOCOP – 휴대폰 번역 서비스

6 유비쿼터스 컴퓨팅의 특징 그는 1996년에 발표한 자신의 논문“The coming age for calm technology”에서 많은 사람이 대형 컴퓨터 한 대를 공유하던 메인 프레임 시대에서부터 80년대부터 시작된 PC시대, 90년대 중반 이후 광역 분산 컴퓨팅을 제공하는 인터넷 시대 모든 개인이 다양한 컴퓨터에 둘러싸이는 유비쿼터스 컴퓨팅 시대가 올 것이라고 예측 즉, 컴퓨터 진화 과정을 컴퓨터 기술과 인간과의 관계 변화에 초점을 맞춰 새롭게 정의 제1의 물결은 1대의 고가 컴퓨터를 다수가 공유하는 메인 프 레임의 시대 제2의 물결은 한 사람이 한 대의 컴퓨터를 사용하는 퍼스널 컴 퓨터의 시대

7 유비쿼터스 컴퓨팅의 특징 그리고 다양한 형태의 내장형 컴퓨터를 의식하지 않고 통신과 컴퓨팅을 즐길 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅의 시대로 정의 2005~2020년경에 전혀 새로운 유비쿼터스 문화가 탄생할 것 으로 예견 이 같은 유비쿼터스 컴퓨팅을 구현하기 위해서는 가시성(visibility), 복잡성(complexity), 간결성(abstraction), 연결성(connection), 비가시성(invisibility)과 같은 다섯 가지 주제에 대한 연구 가 필요하다고 주장

8 유비쿼터스 5대 연구 주제

9 유비쿼터스 5대 연구 주제 간결성을 확보하기 위해서는 현재 설계 집적도의 한계인 10만개 정도의 컴포넌트 수준을 뛰어넘어 100만개 이상의 요소로 구성 되는 고집적 컴포넌트 설계 기술이 요구 1,000개 이상의 프로세서를 병렬로 연결할 수 있는 병렬 시스템 기술의 발전도 필요 연결성 확보 측면에서는 네트워크에서 제공하는 채널 수의 확대 모든 채널의 멀티미디어화 등과 같은 서비스의 질적 측면과 서 비스 환경에 있어서의 변화가 요구 일상 생활의 모든 객체가 서로 연결되기 위해 가상공간의 주소 가 128비트의 길이를 지닌 IPv6 주소 체계로의 전환

10 유비쿼터스 5대 연구 주제 개인과 주변 환경을 자연스럽게 연결하기 위해서는 증강 현실 (Augmented Reality) 기술과 웨어러블 컴퓨팅 기술이 필요 광대역 통신망의 대역폭 확대를 통해 기존의 컴퓨팅 공간 확장 표정, 제스처, 음성, 신체 변화 등을 인식할 수 있도록 다양한 형 태의 사용자 중심의 인터페이스의 구현 곳곳에 편재되어 있는 센서 및 컴퓨터들이 수집한 각종 정보를 이용하여 사용자 및 주변 환경의 상황에 적합한 서비스를 제공 하는 유비쿼터스 에이전트 기능 개발이 요구 다양한 형태의 데이터 저장 및 유무선 네트워킹 기술의 상호 연 동 이 밖에도 유비쿼터스의 근간이 될 정보 보호와 개인화, 무선기 기의 에너지 공급, 칩, 통신료, 에너지의 저가격화, 그리고 나노 기술보다 더욱 미세한 페르미(fermi) 기술로 구현해야 할 양자 장치의 상용화 등 아직도 해결해야 할 많은 과제가 남음

11 유비쿼터스 사회의 예

12 레이저 키보드와 손가락 키보드

13 강남구청 U-프린트 지원 민원발급 서비스

14 유비쿼터스 네트워크 유비쿼터스 네트워크는 우리가 살고 있는 보이는 세상과 보이지 않는 세상의 도처에 편재
유비쿼터스 네트워크는 우리가 살고 있는 보이는 세상과 보이지 않는 세상의 도처에 편재 이를 통해 언제, 어디서, 어떠한 기기를 이용하더라도 고속으로 네트워크 이용 가능 유비쿼터스 네트워크는 사람을 중심으로 가상공간과 물리공간을 연결하는 핵심체 유비쿼터스 네트워크는 센서와 태그 등을 통해 수집된 정보들을 이용자에게 전달하는 동시에 이용자의 정보를 로봇이나 구동 장 치, 칩 등에도 전달 유비쿼터스 네트워크를 통해 칩과 칩, 센서와 센서 간의 긴밀한 연결도 이루어짐 가입자 영역에서 최소한 수십에서 수백 Mbps급 정보 처리가 가능 해야 함

15 유비쿼터스 네트워크 대용량 트래픽과 고속 무선 접속 지원, 고도의 이동성 관리 등을 구현하는 초고속 무선 LAN 또는 초광대역 무선 기술이 요구 개인의 요구나 특성에 따라 이용 환경을 설정할 수 있는 지능형 단말기와 자체에 인증 및 안전성 기능을 내장한 고신뢰, 고내성 단말기가 요구됨 감각 기관과 지능적 처리, 운동 및 행동체로서의 역할을 부여 하는 방향으로 더욱 발전해 나갈 것 가상공간과 물리공간 간의 상황 정보 연결도 필수적 물리공간에서 일어나는 모든 상황 변화에 대한 인식이 센서 등을 통해 지속적으로 수행되고 센서와 센서, 센서와 사람 간에 정보가 실시간으로 공유되어야 함

16 유비쿼터스 네트워크 가상공간과 물리공간의 공통된 주소와 위치 정보를 이용하여 네 트워크를 통해 추적할 수 있어야 함
지리 정보 시스템(GIS)과 위치 측정 시스템(GPS), 그리고 물리 공간에서의 주소 등이 목적에 따라 다양한 방식으로 연결되어 야 함 가상공간과 물리공간의 윤리적, 법ㆍ제도적 업무 절차 등도 유비 쿼터스 환경의 연결 체계에서 매우 중요한 문제 가상공간과 물리공간을 연결하는 다리는 차세대 컴퓨팅 기술을 통해 실현

17 유비쿼터스 네트워크 차세대 컴퓨팅 기술의 새로운 패러다임 웨어러블(wearable) 노매딕(nomadic)
퍼베이시브(pervasive) 조용한(silent) 감지(sentient) 1회용(disposable) 임베디드(embedded) 이그조틱(exotic)

18 웨어러블 컴퓨팅 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 출발점
컴퓨터를 옷이나 안경처럼 착용할 수 있게 함으로써 컴퓨터를 인간 몸의 일 부로 만드는 기술 앞으로 체내 이식형 컴퓨팅(implant computing) 기술로 발전해 나갈 것임

19 노매딕 컴퓨팅 네트워크의 이동성을 극대화하여 특정 장소가 아니라 어디서든 지 컴퓨터를 사용할 수 있게 하는 기술
“어디서든 연결된(always connected)” 환경을 실현 퍼베이시브 컴퓨팅 모든 사물에 컴퓨터를 심어 도처에 컴퓨터가 편재될 수 있도 록 하는 기술 조용한 컴퓨팅 사물에 심어진 컴퓨터들이 주인이 의식하지 않아도 마치 하 인처럼 정해진 일을 묵묵히 수행하는 것을 실현하는 컴퓨팅 기술

20 감지 컴퓨팅 감지 컴퓨팅 센서 등을 통해 컴퓨터가 미리 정보를 감지해 사용자가 필요 로 할 때 정보를 제공하는 기술
1회용 컴퓨팅 모든 사물에 컴퓨터를 심을 수 있도록 컴퓨터를 1회용 종이 만큼이나 저렴하게 만드는 기술

21 유비쿼터스 네트워크 기술 5가지 기술 광대역 네트워크 모바일 단말기 상시 접속 아주 간단한 인터 페이스 IPv6를 채용

22 유비쿼터스 네트워크 기술 광대역 네트워크와 상시접속
광대역 네트워크는 한 가정당 100Mbps 이상의 대역폭을 제 공하는 환경으로 발전할 것임 고화질 영상, 고음질 음악 콘텐츠를 네트워크를 통해 쾌적 하게 즐길 수 있는 환경이 마련 모바일과 상시접속 모바일 통신환경은 IMT-2000 서비스의 시작으로 통신 속도 가 384Kbps~2Mbps 이상으로 빨라졌음 휴대전화에 음악 콘텐츠를 다운로드하거나 휴대전화와 무 선 PDA에 뉴스 프로그램 등의 영상을 스트리밍으로 송신하 는 것이 가능 휴대 전화는 소위 ‘스마트폰’, 즉 다양한 데이터 처리 기능 을 가진 휴대전화로 고기능화됨

23 유비쿼터스 네트워크 기술 블루투스(Bluetooth) 기술을 이용하여 노트북, PDA, 그리고 다른 휴대전화 등과 케이블 없이도 접속하여 음성과 데이터 를 주고받을 수 있음 블루투스 기술은 단거리에 있는 기기의 데이터통신을 무선으 로 가능하게 해줌 이러한 모바일 기술은 유비쿼터스 네트워크의 진전에 중요한 요소가 될 것임 무선 LAN을 호텔이나 역, 혹은 길가에 설치하여 100Mbps 속 도의 서비스를 제공하는 것이 보편화 되었고 이를 위한 고속 이동통신 환경이 구축되고 있음

24 휴대전화와 유비쿼터스 혁명

25 유비쿼터스 네트워크 기술 간단한 사용자 인터페이스
다양한 계층의 사람들이 사용하기 위해서는 아주 쉬운 사용 자 인터페이스가 필수적 거의 모든 가전기기에 네트워크 접속 기능이 내장되어 집 안은 조그마한 네트워크가 될 것임 거추장스러운 배선이나 설치 없이도 실외에서 에어컨이나 가스레인지 같은 가전기기를 제어할 수 있게 됨 집 안에 카메라를 달아 무인 경비 등에도 응용할 수 있음 자동차에 휴대전화와 차량탑재용 서버를 차내 네트워크에 접속시켜 이동 중에도 외부와 정보교환을 할 수 있음 GPS 기술과 고화질 영상을 완비한 카 내비게이션 기능도 가 능하여 향후에는 텔레매틱스 시스템으로 발전할 것임

26 세브란스 병원의 유비쿼터스 시스템

27 유비쿼터스 네트워크 기술 IPv6 유비쿼터스 네트워크의 확장성에 가장 중요한 요소
향후 RFID 태그, 센서 자체에 IP 주소를 할당하여 독립된 IP 주소로 외부와 데이터를 송수신하는 형태로까지 발전할 가 능성 존재

28 무선 식별(RFID) 기술 넓은 의미의 RFID는 비접촉 IC 카드까지도 포함하여 사물, 사람 그리고 가격, 운송 정 보 등의 유지를 통하여 제조 관리, 물류 관 리, 상품 관리 등의 분야에 사용되고 있음 RFID는 IC 칩과 안테나를 통하여 데이터를 교환하거나 기록하는 매체 태그형 RFID나 카드형 RFID를 시작으로 이 동형 RFID로 발전될 것으로 추정 제품의 제조, 물류, 판매, 이용, 폐기의 흐 름 중에 어떤 목적으로 RFID를 활용할 것 인가에 따라 RFID 구성 요소가 달라짐 철도, 버스, 지하철 등에 비접촉식 RFID 카 드가 이미 보급, 휴대폰에도 탑재

29 유비쿼터스 정보기술 ㈜한국스마트카드사의 RFID 교통 카드

30 무선 식별(RFID) 기술 이동형 RFID는 POS 결제, 자판기 결제 등의 무현금 혹은 무티켓 도구로도 이용, 장차 공 공 분야를 중심으로도 보급 RFID 주파수 대역은 13.56MHz, 860~930MHz, 915MHz의 UHF와 2.45GHz, 5.8GHz의 마이크로파 대역 등이 사용 무전원으로 5m~8m의 거리에서도 사용 가능 한 RFID도 존재 근접통신이라고 부르는 인터페이스에 따라 RFID의 정보를 휴대폰이나 PDA가 읽거나 쓸 수 있게 될 것임 RFID의 가격은 바코드에 비하여 비싼 편이지 만 이용 분야가 확대되면 급속히 저가격화가 이루어질 것임 RFID를 이용한 자가대출기 시스템

31 무선 식별(RFID) 기술 여러 가지 방식들이 갖는 특성 때문에 하나의 방식으로 RFID가 통 합되기는 무리가 있으며 응용에 따라 선택적으로 설계해야 함 기존의 바코드 등과는 달리 RFID는 데이터의 읽기와 쓰기가 가능 하며 다수의 RFID가 존재할 경우에 순차적으로 데이터를 읽어 들 일 수 있음

32 센서 기술 넓은 의미로서의 센서란 외부로부터의 자극이나 각종 신호를 감 지, 검출할 수 있는 모든 수단
좁은 의미에서 센서란 ‘검지 대상의 양을 선택적으로 포착하여 전 기적 신호로 변환, 출력하는 장치’ 라고 정의 센서는 가장 기본적인 정보를 수집하는 장치나 수단으로서 감지기 또는 감지 소자 센서의 정의에 포함된 변환의 뜻은 여러 가지 신호를 전기적 신호 로 변환한다는 제한된 개념만으로 사용 센서는 기본적으로 감도(sensitivity), 안정도(stability), 복귀도 (reversibility), 선택도(selectivity)가 우수하여야 함 동시에 기능성, 적용성, 규격성, 생산성, 보존성, 경제성 등이 좋 아야 함

33 센서 기술 센서가 작동한 후에는 즉시 원 상태로 복귀하여 다음 동작을 수행해야 함. 원상회복하는 데는 어느 정도의 시간을 소요
센서가 작동한 후에는 즉시 원 상태로 복귀하여 다음 동작을 수행해야 함. 원상회복하는 데는 어느 정도의 시간을 소요 센서의 이력 특성이나 기억 특성 때문에 발생하는 현상 이러한 이력 특성이나 기억 특성은 센서의 반응 속도와 관련 센서 기술은 기계 장치에 감각 기능을 부여하는 기술이며 인 간의 감각 기능을 확장하는 기술 기계 장치에 센서 기술이 접목된다면 엄청난 고부가가치를 유발하게 될 것 사람의 오감으로는 감지할 수 없는 부분들을 센서를 통하여 감지해 낼 수 있게 됨 즉, 센서 기술은 인간의 감각 기능까지로 확장할 수 있음

34 센서 기술 센서 기술은 계측/자동화 기술의 핵심 이며, 고도 시스템 기술의 관건
모든 측정은 센서를 통해서 가능하고, 정밀 계측 기술 없이 고도의 제어 기 술 또는 고도의 자동화 기술은 구현하 기 어려움 센서 기술은 소량, 다품종이지만 그 파급 효과는 큼 가정에서부터 산업 현장에까지, 학교 연구실에서부터 군사 작전이나 우주 탐사에까지 대단히 광범하게 활용됨 센서는 운용 방식이나 사용처에 따라 서 얼마든지 그 활용 범위가 확장 온도센서 터치 센서

35 센서 기술 스마트 센서 어떠한 환경에서나 신속한 반응을 하며,
사용자가 원하는 정보를 적절하게 제시할 수 있는 지능적이 고 다차원적인 센서 (주)콘트론의 2차원 CMOS 레이저 타입 스마트 센서

36 유비쿼터스 센서 네트워크 RFID/센서 기술과 IPv6 기반의 광대역 통합망(Broadband Convergence Network)의 결합으로 이루어지는 차세대 네트워 크 여러 개의 센서 네트워크 영역이 게이트웨이를 통해 외부 네트 워크에 연결되는 구조 센서 노드들은 가까운 싱크(Sink) 노드로 데이터를 전송 싱크 노드로 모아진 데이터는 게이트웨이로 전송 게이트웨이에서 관리자에게 전달되는 데이터는 위성통신, 유무 선 인터넷 등을 통해 전송 센서 네트워크의 애플리케이션 지원을 위해 미들웨어 플랫폼이 제공 사용자는 이를 통해 차세대 네트워크인 지능형 센서 네트워크를 자유롭게 이용 가능

37 유비쿼터스 센서 네트워크

38 유비쿼터스 센서 네트워크 네트워크를 구성하는 일정 지역에 크기가 1mm3 정도의 작은 노 드들을 수 백 개에서 수천 개까지 설치하여 정보를 전달하는 구 조 각각의 노드들이 주고받는 데이터는 크기도 작고 데이터의 발생 빈도 또한 매우 낮음 센서 노드의 제약 조건 배터리의 크기 작은 노드의 크기는 메모리의 크기에도 영향을 줌 많은 데이터를 저장하는 것은 어려움 통신 거리와 방법의 한계

39 유비쿼터스 센서 네트워크 활용분야