자동차와 IOT 기술의 융합

IOT 개념

IoT 사물인터넷은 2000년대 초 캐빈 아스톤이 MIT의 AutoID 연구소에서 IoT가 될 수 있는 토대를 마련하였으며 Proctor 앤 Gambl미국 다국적 회사의 RFID 정보를 인터넷에 연결 상용화하는 것을 고안하였으며 그 개념은 일상생활의 모든 물체에 식별장치가 있어 그 식별장치와 인터넷 이유 무선으로 연결되어 있으면 다른 컴퓨터에서 처리하고 관리할 수 있다는 것이고 오늘날 그 기술은 발전하여 유비쿼터스 헬스케어 시스템 센서 네트워크 시스템 Sensor NetworkSystem 네트워크 임베디드 시스템 Network Embedded System 정보처리 시스템 information processing system 커넥티드 카 Connected Car 등 일상생활에 그 영역이 빠르게 확대되어가고 있습니다.

 

자동차와 IOT 융합

미래 모바일 기술의 핵심이 자동차와 연결되면서 스마트카에 대한 다양한 개념들이 등장하고 있는데 대표적으로 커넥티드 카와 자율주행 자동차가 중요한 키워드 중 하나로 떠오르고 있는데 자동차 제작사는 통신 사업자와의 제휴를 통해 소비자에게 통신비용 추가 비용 부담 없이 모든 자동차 차량에 내장된 스마트폰 설루션을 통한 연결성에 연결성을 제공하게 될 것으로 기대되며 2020년경에는 100프로 커넥티드 카에 대한 비전을 달성할 것으로 보이고 오늘날 자동차는 더 이상 어느 지점에서 다른 지점으로 단순히 이동하는 단순 기계가 아니고 주택 및 작업장만큼이나 기능적 일 것으로 예상하며 사용자는 자동차에 저장된 데이터 및 서비스에 쉽게 액세스 하게 될 것이기에 그래서 미래의 차량은 IP 네트워크를 통해 바퀴가 달린 슈퍼컴퓨터이며 IoT와 자동차 기술이 융합하여 발전해가는 과정이다 자동차와 IoT가 융합된 자동차의 주요 구성 요소는 탑승자가 필요로 하는 각종 정보와 서비스를 제공하는 장치 및 플랫폼 자동차 내부의 각종 장치나 외부 네트워크에 접속할 수 있도록 하는 네트워크 지원 장치 등을들 수 있습니다.

 

통신기술

WAVE는 무선 기술 IEEE 802 11a g를 차량 환경에 맞게 수정하여 100ms 이내에서 송 수신할 수 있도록 설계된 표준 프로토콜이고 가용 범위가 넓은 광대역 주파수를 사용하기 때문에 고속 주행에서도 차량과 차량 또는 차량과 인프라 간에 대용량의 정보를 편리하게 전송할 수 있다는 장점이 있으며 V2X에 사용되는 WAVE 통신 기술은 미국 유럽 한국 일본 등에서 사용되고 있으며 유럽의 V2X 기술은 기본적으로 미국의 WAVE를 사용하고 있으므로 기존 이동통신 서비스와 연계하여 끊어짐 없는 차량과 차량 차량과 인프라 간 교통 통신 서비스를 제공하고 우리나라의 경우에도 국토부에서 교통사고 예방과 교통체증 해소를 위하여 2014년 스마트 하이웨이 사업을 완료하고 2015년부터 C ITS 시범사업을 추진 중에 있으며 그 내용은 WAVE 통신 및 서비스에 대한 표준과 인증 그리고 주파수 지정 등 2017년부터 상용화를 추진하여 차세대 교통 통신 체계를 지향하고 있습니다.

 

센서 기술

스마트 센서는 지능형 센서라고도 불리며 센서의 출력 신호를 유지하며 신호를 통해 낮은 수준의 처리를 수행할 수 있고 스마트 센서는 중앙처리장치 즉 마이크로프로세서를 포함하고 있고 대부분 통신 인터페이스를 가지고 있어 디지털화된 신호를 네트워크로 전송할 수 있으며 장점으로는 많은 배선을 필요로 하지 않고 아날로그 신호보다 정확하고 또한 출력 신호에 정보를 삽입할 수 있어 교정 편차 보상 오류 감지 등에 사용할 수 있어 센서 자체에서 신호를 조절하고 신호를 사전 처리할 수 있고 세부 시스템별로 동력제어 안전 제어 편의 제어 등이 있으며 거리 가속도 각속도 진동 압력 유량 위치 회전 속도 전류광 온도 센서 등이 부착되며 일반적으로 차량에 들어가는 센서의 수는 2010년에 1대당 160개의 센서가 장착되었고 2015년 이후에는 200여 개로 증가하였습니다.

해외 연구 사례

차량탑재 장치를 통해 원격으로 엔진 기타 시스템들의 상태를 실시간 모니터링하고 그것을 종합 평가하는 시스템을 IVMS라고 하고 매우 다양한 연구논문들이 존재하는데 여기서 본 논문이 다루고자 하는 시스템 설계사상과 내용 유사성이 높고 실제로 상용 운용된 KOMATSU 사의 기술 연구 보고서 Development of Vehicle Health 모니터링 System for Large Sized Construction Machine의 주요 내용들을 살펴보면 다음과 같은데 이 시스템의 활용 목적은 365일 무중단 운영을 해야 하는 광산용 차량들을 상시 모니터링 평가함으로써 채굴작업 중단시간을 최소화하는 데 있고 이것은 승객 운송에 있어서 무고장 무중단을 염두에 두어야 하는 경기도 버스의 목표와 다를 것이 없고 이 시스템의 기본 사상은 엔진제어기 변속기 바디 시스템에 있어서 기존 제어시스템이 제공하는 정보와 Blow By Gas Pressure Sensor Exhaust Temperature Sensor Engine Oil Temperature Sensor와 같은 추가 센서들이 제공하는 정보를 위성통신을 통해 서버로 전달하고 서버 WEBcare가 실시간 모니터링 데이터와 축적된 데이터 통계 루틴 등에 의해 추출한 예방정비정보를 시스템적으로 제공한다는 것입니다.

 

※ 참조문헌 : IOT 기반 공공교통부문 자동차 운행 상태 모니터링 및 평가분석 시스템에 대한 연구 (김현배 2018)