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저전력 장거리 전송 기반 원거리 선박 무선식별 단속선 통신시스템(IoT 게이트웨이) 기술

키워드

기술개요

저전력 장거리 전송 기반의 단속선 통신시스템은 IoT 게이트웨이 기술로써 해상환경에서 원거리에 있는 어선들을 감시하기 위하여 어선에 대한 정보 요청과 수신을 통하여 선박을 식별한다. 이를 위하여 이 시스템은 저전력 장거리 무선 전송, 멀티채널 무선 제어, ADR(Adaptive Data Rate) 등과 같은 핵심 기술들을 가진다.

기술이전 목적 및 필요성

본 기술이전의 목적은 해상환경에서의 소출력의 장거리 전송 기반의 기지국(게이트웨이) 기술을 활용하여 원거리 어선 식별 및 관리에 적용할 수 있다. 또한 소출력(10mW~200mW) 장거리 IoT통신 기술을 활용하여 해양산업 분야에 해양 IoT 제품의 조기 상용화와 LPWA 기반의 IoT 시장 선점을 목적으로 하고 있으며, 본 기술의 응용을 통하여 기타 양식장 관리, 어구 관리 등 수산 IoT 분야와 구명 조끼 등 해양 안전 산업분야 등에 기여하도록 하는 것이다.

- 게이트웨이의 어선 단말로부터 IoT 정보(위치 및 ID정보 등) 수집과 추적관리 시스템으로의 연동 기능을 제공함으로써 어선에 대한 실시간 추적 모니터링 서비스가 가능함.

- 단속선 통신 시스템으로부터 어선 단말(전자허가증)과의 원거리 통신을 통하여 직접 승선하여 조업허가 유무를 확인하지 않고 원거리(~20Km)에서 조업 허가 유무 상태를 판단할 수 있음

- 비면허 주파수 대역인 900MHz 대역에서 사용가능하므로 야외환경의 소출력 장거리 전송이 요구되는 LoRa 기반의 다양한 응용에 적용 가능함.

- 최대 8개의 채널을 동시에 사용할 수 있도록 설계되어 있기 때문에 IoT 기지국의 성능 향상 및 단말 수용 용량 증대가 가능함.

- 단속선의 기지국 및 레이더 연계 시스템과 연동하여 중국 어선의 불법 조업 단속에 활용 가능함.

- 해양환경에서 IoT 단말과 연동한 단속선 통신 시스템은 해양 재난시 어선의 식별 및 위치 추적에 활용 가능함.

기술의 특징 및 장점

- LoRa 규격의 소출력 장거리 무선 데이터 송수신
- LoRa 기반의 IoT 게이트웨이 기능 수행
- 해상환경에서 어선 위치 및 어선 식별자 정보 수집 및 제공
- 900MHz 비면허 주파수 대역 기반의 LPWA(Low Power Wide Area) 소출력 장거리 무선 전송 지원
- 대역확산 방식 기반의 ADR(Adaptive Data Rate) 지원
- 브로드캐스트 및 유니캐스트 통신 프로토콜 지원
- 대용량 단말 수용을 위한 멀티채널 통신 프로토콜 지원
- 레이더 연동 추적관리 시스템과의 연계 프로토콜 지원
- 원거리 선박 식별 알고리즘 및 프로토콜
- 고감도 안테나 연동 저전력 장거리(~30Km) 무선통신 지원

기술의 성숙도

단계 : 6

활용방안 및 기대성과

본 기술은 해상 환경에서 비면허 주파수 대역을 활용한 장거리 무선 통신 기술을 필요로 하는 어선 조업 (전자)허가 관리 시스템, IoT 기반 양식장 원격 관리 시스템등 수산 관리 시스템, 원거리 지능형 어구관리 시스템, 해양 안전 장비 시스템 등 해양수산 분야의 다양한 응용뿐만 아니라 육상에서의 IoT 단말과 연동하는 IoT 기지국(게이트웨이) 기술로도 적용가능 하다.

● 기술/시장 경쟁력 확보
- LoRa 기반의 비면허 주파수 대역에 기반한 소출력 장거리 무선 통신 기술 선점 및 조기 상용화 적용으로 국내외 시장 경쟁력 강화

● IoT 센서노드 시스템 및 부품 관련 산업의 내수 창출, 수출 촉진

● 소출력 장거리 통신 기반의 다양한 서비스에 적용 가능
- 중국어선에 원거리 선박 식별 어선 단말을 적용하여 조업 어선에 대한 불법 여부를 확인하는 모니터링 서비스에 적용
- 양식장의 어류 양식 관리를 위하여 실시간 센싱 정보 수집 및 관리로 인한 양식 피해에 대한 신속한 대처 및 피해의 최소화에 활용 가능
- 해상 및 육상에서 움직이는 사물 및 이동 시설물에 대한 트래킹이 요구되는 분야
- 국내 통신사가 구축한 LoRa LPWA 네트워크(기지국)에 연동한 다양한 서비스 진출
- 위치 정보 인식과 소출력 장거리 통신 기술이 결합된 안심 단말 및 노약자 위치 인식 서비스 응용

● IoT를 위한 저전력(소출력) 장거리 전송 기술로 활용
- 급속한 확산되고 있는 IoT 기반 센서네트워크의 저전력 장거리 통신 핵심 요소 기술로 활용 가능

기술이전 내용 및 범위

● LoRa 기반 저전력 장거리 무선통신 기술
● 선박식별 브로드캐스트 및 유니캐스트 프로토콜 기능
● 900MHz 비면허 주파수 대역 장거리(~30Km) 무선 전송 기능
● 900MHz 멀티 채널 무선 전송 제어 기술
● 장거리 전송 기지국(게이트웨이) 시스템 설계 기술
● 어선 단말 위치 정보 획득 및 어선 식별자 요청 및 획득 기능
● 무선 채널 자원 관리 및 동적 변경 기능
● 선박 추적 관리 모니터링 시스템 연동 프로토콜 기능
● LoRa 기반 저전력 장거리 게이트웨이 제어 및 운영 소프트웨어
- LoRa기반 저전력 장거리 통신 게이트웨이 MAC 제어 소프트웨어
- LoRa기반 저전력 장거리 통신 게이트웨이 물리층 제어 소프트웨어
- LoRa기반 대규모 단말 연동 소프트웨어
- loRa기반 저전력 장거리 게이트웨이 운영 소프트웨어
- 원거리 선박식별 프로토콜 소프트웨어
- 원거리 선박식별 게이트웨이 유지보수 및 진단 소프트웨어
- 선박 추적 관리 모니터링 시스템 연동 프로토콜 소프트웨어
● 사용자 및 시스템 요구사항 정의서
● 시험 절차서/시험 결과서
- LoRa기반 단속선 통신시스템(겡트웨이) 시험 절차 및 결과 항목
● 원거리 선박식별 통신 시스템(게이트웨이) 회로도
- LoRa기반 게이트웨이(기지국) 통신시스템 모듈 회로
- 선박식별 제어, 멀티채널 제어, 유지보수 및 전원관리 모듈 회로
● 원거리 선박식별 통신 시스템(게이트웨이) 설계서
- LoRa기반 저전력 장거리 통신 시스템 설계