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이방래 한국과학기술정보연구원

김태효 경남대학교

재난재해대응분야의무선 센서

네트워크 응용

이방래-내지 2013.11.15 04:58 PM 페이지1 001 PDF변환목록

재난재해 대응분야의무선 센서 네트워크 응용

2013년 10월 30일 인쇄

2013년 11월 1일 발행

발 행 인 | 박 서

지 은 이 | 이방래·김태효

펴 낸 곳 | 한국과학기술정보연구원 정보분석연구소

주 소 | (분원)서울특별시 동대문구 회기로 66

주 소 | (본원)대전광역시 유성구 대학로 245

전 화 | 02-3299-6052

팩 스 | 02-3299-6117

ISBN | 978-89-294-0351-5 93560

이 책은 저작권법에 따라 보호받는 저작물이므로 무단전재와 무단복제를 금지하며,이 책 내용의 전부 또는 일부를 이용하려면 반드시 저작권자와 한국과학기술정보연구원의서면동의를 받아야 합니다.

이 의 내용은 필자의 견해이며, 한국과학기술정보연구원의 공식적인 의견이 아님을 밝힙니다.


산업의발달과기후변화등으로인하여각종재난재해및안전사고의발생가능성이증가

하고 있는 실정이다. 그러나 정보통신기술의 발달로 인하여 이에 대비할 수 있는 재난재

해 모니터링 및 예측 기술도 발전하고 있다. 특히 무선 센서 네트워크 기술은 위험한 환

경에서의 설치의용이성, 케이블 불필요, 고장시 수리의 용이성 등의 특성을 갖는다. 이러

한 이유로 재난 및 안전사고 대응분야에서 기반기술로자리매김할 것으로 기대된다. 다만

무선센서네트워크기술은다른컴퓨팅기술분야보다는기술의표준화가미흡하여표준

화 관련 연구가 지속적으로 추진되고 있다. 논문 분석을 통해서 재난재해 대응분야 무선

센서네트워크기술의연구활동을분석하 다. 분석 결과최근 10여년간논문수가연평균

52.8%로 급속히 증가하고 있고, 국가별로는 중국과 미국, 대한민국이 나란히 1~3위를

차지하고 있었다. 또한 각 논문들에 대한 클러스터링 및 전략 다이어그램 분석을 진행하

는데, ‘명령 필터, 나노기술 기반의 WSN 기술, 오일, 가스, 자원, 보안, 선적, 산업 및

비소비자 분야에서의 응용 등을 다루고 있는 기술군’과‘클러스터링 알고리즘, 유전자 알

고리즘을 이용한 위치 탐색(localization) 및 MAC(Medium Access Control) 프로토콜

을 다루는 기술군’이 해당분야에서 가장 폭넓게 연구되고 있는 것으로 파악되었다. 미국

특허를살펴본결과재난재해대응분야의무선센서네트워크기술이단지해당분야로한

정된기술이아니며센서네트워크분야및이와유사한시스템분야전반에걸쳐서다양

하게응용되고파급되는양상을발견하 다.

요약문



PART 01 재난재해및사회안전관리의개념과전망 05

PART 02 무선센서네트워크기술의기회 09

PART 03 표준화동향 15

PART 04 기술의응용사례 25

PART 05 주요기술군탐색 33

PART 06 핵심특허의파급경로분석 41

PART 07 시사점및결론 59

PART 01 참고문헌 63

차 례



PART 01

재난재해 및사회 안전관리의개념과 전망


현대 사회는 정보 통신의 발달과 관계기관의 노력으로 태풍이나 폭설과 같

은 자연재난에 의한 인명피해는 감소하는 추세이다. 그러나 산업화와 기후

변화 등의 요인으로 재난 및 안전관리에 대한 여건이 크게 바뀌어 가고 있

다. 우리나라의 중앙안전관리위원회는 재난 및 안전관리에 대한 환경변화를

다음과 같이 전망하고 있다.1) 먼저 사회시스템의 변화를 살펴보면, 고령화

사회로 나아감에 따라 노인 등 안전취약계층에 대한 안전수요가 증가할 것

으로 예상되고, 도시인구 집중으로 인해 재난사고가 복잡화될 개연성이 높

고, 철도 및 고속도로 등 사회기반시설이 대형화되고 고속화되면서 생활안

전과 관련한 대형사고의 발생가능성이 증대할 것으로 예상된다. 또한 산업

화 및 기술의 첨단화로 인해서도 재난관리의 여건이 변하고 있다. 사이버테

러, 개인정보 유출, 금융사고 등 과거에는 접하지 못했던 유형의 사이버 재

난이 자주 발생하고 있으며, 산업시설의 고도화 및 도시의 집화로 인해

주거단지와 산업단지간의 거리 축소로 인하여 재난발생시 대형 인명피해의

발생가능성이 증대되고 있다. 관계기관의 지속적인 노력으로 자연재난에 의

한 사망자수는 대폭 감소하고 있으나 각종 안전사고로 인한 사망자수는 큰

변화가 없는 실정이다. 한편 경제발전에 따라 일반 국민의 안전에 대한 욕

구와 민감성이 매우 높아지고 있고 이에 따라 재난 및 사고에 대한 국가

6 7

재난재해 및사회 안전관리의개념과 전망

PART 01

1) 중앙안전관리위원회, 국가안전관리기본계획 [2010-2014]


적·사회적 책임이 강조되고 있다. 세계화로 인해 인구 및 물적 자원의 이

동이확대됨에따라전 병, 환경오염, 마약, 테러 등의위험발생가능성도

증대되고 있는 실정이다. 또한 기후변화로 인해서 폭염, 폭설, 게릴라성 호

우 등 자연재난의 빈도와 강도가 높아지고 있다. 이처럼 각종 재난 및 안전

사고의 형태가 복잡화·다양화되고 예측하기 힘들어 짐에 따라 과거와는 다

른 형태의 관리 대책이 필요하게 되었다. 즉 과거에는 복구 중심이었다면

최근에는 재난에 대한 예측, 모니터링 및 대응 형태로 진화하고 있다. 이와

관련된 기술의 발전이 재난에 대한 대응 능력을 키워주고 있으며, 국가적

측면 이외에도 일반 기업에서도 산업재해 및 금융위기에 대한 예방 및 대응

력을향상시키는노력이진행되고있다.

이처럼 재난 및 안전사고의 유형이 복잡해짐에 따라 제2차 국가안전관리

기본계획에서는‘OECD 수준의 안전 선진국 실현’이라는 비전을 제시하며

다음과같이 9개의추진전략을제시하 다.

국민의안전의식제고

안전디자인개념의전 역확산

예방중심의국가재난안전관리정책추진

자치단체중심의자율적안전관리체계마련

기업의안전관리참여와활동 역확대

능동적인국가기반체계관리

신속·정확한재난상황보고체계정립

즉각대응및긴급복구체계확립

미래재난환경변화에적극대응

특히 재난 발생시 피해규모 대비 복구비용이 더 많이 든다는 사실에 근거

하여 복구 중심보다는 예방중심의 국가 재난안전관리정책을 추진하고 이를

위해서 국가기반시설 정비, 연구개발 및 법제도 보완 등 사전예방사업의 투

자확대를 통해 재난에 따른 피해 규모를 최소화하도록 명시한 점이 주목할

만하다.

지금까지 중앙안전관리위원회는 풍수해, 가뭄 등 자연재난 중심의 방재계

획(1977~2004년), 화재, 폭발, 붕괴 등 인적재난 중심의 국가재난관리계

재난재해및사회안전관리의개념과전망


획(1996~2004년), 재난관리 대책 중심의 제1차 국가안전관리기본계획

(2005~2009년), 재난 및 안전관리 정책방향 중심의 제2차 국가안전관리기

본계획(2010~2014년)을 수립하고 관련 정책을 추진해 왔다. 특히 가장

최근에 수립된 제2차 국가안전관리기본계획에서는 재난관리, 국가기반보

호, 안전관리, 전염병대책등을다루고있다.

국가안전관리기본계획에는 각 재난 유형별로 주관기관이 정해져 있는데,

자연재난 및 인적재난 분야는 주로 소방방재청이 담당하고 있고, 안전관리

분야는 행정안전부, 소방방재청, 문화체육관광부, 해양경찰청 등이 담당하

고 있다. 재난관리의 대표기관인 송방방재청은 국가재난관리정보시스템을

운 하고 있는데, 세부적으로는 국가재난정보센터, 지진재해대응시스템, 중

앙 및 재난관리시스템, 상황전파시스템, 재난정보공동활용시스템, CCTV통

합연계시스템을구축하여운 하고있다.2)

8 9

재난관리유형 재난의종류

자연재난 풍수해, 낙뢰, 가뭄, 지진, 황사, 적조

인적재난산불, 교통재난, 폭발·대형화재, 건축물등시설물재난, 독극물·환경오염, 산업재해

해외재난 해외재난재난지원 재난방송, 방재기상

국가기반보호체계에너지(전력, 가스, 석유), 정보통신(통신망, 전산망), 교통수송, 금융전산시스템, 보건의료서비스, 원자력, 환경(소각장, 매립장), 식용수(댐, 정수장)보행자안전, 승강기안전, 어린이놀이시설안전, 여름철물놀이안전,

안전관리 사회복지시설안전, 교육시설안전, 유도선안전, 자전거이용안전, 문화체육시설안전, 등산사고안전, 수상레저안전, 문화재안전, 사이버안전

전염병 전염병, 가축질병

표 1-1 재난관리유형및재난의종류

자료. 중앙안전관리위원회, 국가안전관리기본계획 [2010-2014]

재난관리

2) 소방방재청, SAFE KOREA 국가재난관리정보시스템 홍보책자, 소방방재청 웹사이트


PART 02

무선 센서 네트워크기술의 기회


재난재해 및 안전관리에 대한 대책이 복구중심에서 예방 중심으로 전환됨

에 따라서 국가기반시설 정비, 연구개발 및 법제도 보완 등 사전예방사업의

투자확대 정책이 추진되고 있다. 따라서 고속도로, 철도, 항구 등 국가기반

시설과 해안, 산 등 자연재해 발생위험이 높은 지역 및 안전사고 위험이 높

은 지역 등에서의 재난재해 및 안전사고 예방을 위해 인프라 구축 및 연구

개발사업이 지속적으로 확대될 것으로 기대된다. 재난 및 안전사고 대비를

위해서 관련 당사자에 대한 예방 교육 이외에 주로 많이 사용되는 인프라

구축방법은 CCTV 등 각종센서를이용한위험환경모니터링방법이다.

재난 발생 대상 지역을 살펴보면 매우 척박한 환경이 많다. 즉 기존의 유

선으로 설치되는 재난 대비 모니터링 시스템은 대형 구조물이나 산악 지역

에서는 설치하기가 어려운 경우가 많고, 설치가 가능하더라도 비용적인 측

면과 유지관리의 어려움 등이 존재한다. 이에 반해 무선 센서로 작동하는

모니터링 시스템은 위험한 환경에서의 설치의 용이성, 케이블 불필요, 고장

시 수리의 용이성 등으로 재난 및 안전사고 대응분야 뿐만 아니라 거의 모

든 산업분야에서 환경 및 작업공정 모니터링 시스템으로 활용가능하다. 이

러한 장점으로 인해서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network;

WSN) 기술이 재난재해 및 사회안전 인프라 구축분야에서 기반기술로 자리

매김할것으로기대된다.

10 11

무선 센서 네트워크기술의 기회

PART 02


무선센서네트워크란?

무선 센서 네트워크를 간단히 말하자면 무선으로 작동하는 센서가 네트워

크를 이루어서 데이터 전송이 이루어지는 것을 말한다. 위키피디아는‘공간

적으로분산된자동센서들이온도, 소리, 압력 등물리적또는환경적상태

를 모니터링하고 또한 이러한 센서들이 네트워크를 이루어서 그들의 데이터

를 주요 위치로 전달하는 센서 네트워크’로 정의하고 있다. 또한 최신의 무

선 센서 네트워크 기술은 양방향 통신이 가능하고 센서 활동에 대한 제어가

가능하다. <그림 2-1>은 위키피디아에서 소개하는 무선 센서 네트워크의

가장 기본적인 개념을 도식한 그림이다. 각각의 무선 센서가 데이터를 입수

하면 무선 센서 노드간의 네트워크를 통해서 주요 위치(게이트웨이)로 입수

된 데이터가 전송되며, 이는 다시 다른 통신 수단을 통해서 사용자 또는 분

석센터로전달되는모습을나타내고있다.

<그림 2-2>는 무선센서네트워크가활용되는다양한사례와확보된데이

터가 서비스 되는 형태를 제시하고 있다. 기계의 작업공정 모니터링, 차량

모니터링, 선적 모니터링 등의 분야에서 데이터를 수집하고, 이를 관리센터

에서 분석하여 가공된 정보를 유무선 통신망을 이용해서 컴퓨터나 휴대폰

등사용자기기로전달할수있다.

무선센서네트워크기술의기회

자료. 위키피디아 (http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network)

그림 2-1 기본적인무선센서네트워크의체계


무선센서네트워크기술의향후전망

무선 센서 네트워크 기술은 군대에서 전쟁터를 감시하는 등의 목적으로 기

술개발이 시작되었다. 경제발전에 따른 사회안전에 대한 일반인의 수요 증

가, 저가격·저전력 센서 소자 및 무선통신 기술의 발달에 힘입어서 재난재

해 대비 및 구조물 감시 분야로 응용되고 있다. 실제로 미국의 경우 9.11

테러 이후 대테러 보안 시스템으로 급속도로 확산되었다. 재난재해 대응분

야에서 무선 센서 네트워크 기술이 기반기술로 점차 확대되는 추세이며, 특

히 인구 도가 높은 도시 및 산업단지에서 환경 모니터링을 통해 재해 및

안전사고를 감축하는 효과가 기대된다. 최근에는 IPv6 또는 인터넷 기반의

무선센서 개발이 주요 이슈가 되고 있다. 인터넷에 연결된 무선 센서가 상

용화고 널리 활용되면 스마트폰의 경우와 같이 우리의 일상에 커다란 변화

를 일으킬 것으로 기대된다. 그러나 무선 센서 네트워크 기술도 단점이 존

재한다. 이 기술은 다수의 센서를 사용하기 때문에 센서에 대한 전원 공급

이이슈가된다. 따라서저전력센서의개발, 태양전지의활용및주변의열

12 13

자료. Lewis, F.L., “Wireless sensor networks”Smart environments: technologies, protocols, and applications, pp.11-46., 2004.

그림 2-2 무선센서네트워크에서의데이터수집과공급


을 에너지로 전환하는 장치에 대한 연구개발이 꾸준히 뒷받침되어야 한다.

한편 무선 센서 네트워크 기술은 이와 유사한 개념의 사물인터넷(Internet

of Things; IoT) 및 사물지능통신(Machine to Machine; M2M) 기술과 연

계되어발전할것으로기대된다3).

무선센서네트워크기술의기회

3) 사물지능통신(M2M)은 사물이 서로 간에 통신을 한다는 의미와 지능통신이 결합되어 있다. 이 기술은 사람이 접근

하기 힘든 지역에서 이동통신사가 사용하는 기존 셀룰러 주파수(800MHz~2.4GHz)를 활용하고 수십 km 이내에

서 활용된다. 한편 RFID/USN 기술은 주로 홈네트워킹 분야에서 900MHz 주파수 대역을 사용하고 100m 이내에

서 주로 활용된다는 차이점이 있다. 무선 센서 네트워크 (WSN)는 유비쿼터스 센서 네트워크 (USN)로 불리기도 하

는데 USN이 WSN을 포함하는 개념이라고 할 수 있다. 한편 사물인터넷, 사물기반인터넷, 사물통신망 등으로 호칭

되는‘Internet of Things’는 센서, 지능이 물리적인 소비자 장치 및 인터넷 등과 상호 연결되는 것으로 정의되고

있다(권오상, 2012). 따라서 사믈 인터넷의 여러 요소 중에서도 무선 센서 네트워크 기술이 핵심을 이루고 있다.



PART 03

표준화 동향


최근에 USN(Ubiquitous Sensor Network) 또는 WSN(Wireless Sensor

Network) 기술은 사물인터넷(Internet of Things; IoT)으로 이야기되고 있

다. 즉, 사물(Things)의 네트워크를통해통신하는기술이며, 다양한위치에

설치된 태그 및 센서 노드를 통해 사람·사물 및 환경 정보를 인식하고, 인

식된 정보를 통합·가공하여 언제 어디서나 누구나 자유롭게 이용할 수 있

게 하는 정보 서비스 인프라이다. 다시 말하자면 모든 사물에 컴퓨팅 기능

과 네트워크 기능을 부여하여 인간의 편리성과 안전성을 고도화할 수 있는

센서 노드 기술이다. 최근에는 저가격의 센서 소자 분야가 눈부시게 발전하

여 수백 혹은 수천 곳의 센서노드들과 연결되는 대규모의 센서 네트워크의

구성이 가능하여 여러 가지 기술적 도전과 광범위한 응용 가능성을 열게 되

었다. 이에 따라 센서 네트워크는 국방, 의료, 산업, 재난, 홈네트워크 등

거의모든분야에서응용되고있다.

무선센서네트워크의기본구성형태와필요조건

무선센서네트워크의기본적인구성은 <그림 3-1>과 같이각클러스터내

에 존재하는 센서 노드에서 이벤트가 발생할 경우 그 이벤트 상황정보와 자

신의 위치정보를 해당 클러스터의 헤드로 전송하고, 해당 클러스터의 헤드

는즉시베이스-스테이션(BS)으로모든정보를보내도록구성된다.

16 17

표준화 동향PART 03


무선센서 네트워크를 구현함에 있어서 몇 가지 핵심적인 문제는 대량의 노

드수에 대한 네트워크 프로토콜의 가변성, 다른 네트워크 동작들에 대한 간

단하고 효율적인 프로토콜 설계, 저전력의 프로토콜, 데이터의 조회, 데이

터 융합 및 보급, 국소적 처리기술, 시간의 동기화 등이다. 무선 센서 네트

워크 구성에 필요한 조건을 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다(C. Siva

Ram Murthy et al., 2004).

센서 네트워크의 노드들은 임의로 전개되고 어떤 특정한 형태의 토폴로지

로 한정되지 않아야 한다. 일단 전개된 후에는 인간의 간섭이나 중재를 필

요로 하지 않아야 한다. 그래서 해당 네트워크의 셋업 및 관리가 전적으로

자율적이어야한다.

센서 네트워크는 하부조직이 없고 따라서 모든 경로 탐색 및 관리 알고리즘들

은분산시스템이어야한다.

센서 노드의 동작에서 하나의 중요한 장애요소는 에너지 공급을 위한 배터리의

문제이다. 센서들은 공통으로 전력에 의존하며, 이것은 대개 재충전 및 교환을

할 수 없다. 따라서 해당 노드들에 대한 에너지 공급은 설계하는 프로토콜들의

중요한구속조건으로고려되어야한다.

표준화동향

그림 3-1 무선센서네트워크의기본구성

자료. C. Siva Ram Murthy et al., “Ad Hoc Wireless Networks Architecture and Protocols”, Prentice Hall, 2004.


센서 네트워크에 대한 하드웨어 설계의 일차적인 요구로서 역시 에너지 효율을

염두에 두어야 한다. 즉, 마이크로-제어기, 운용 시스템 및 응용 소프트웨어가

에너지효율에반 되어야한다.

센서 노드들은 완전한 분산 형태에서 서로 동기화할 수 있어야 한다. 그래서

검출이벤트들의시간적순서가확실하게수행되어야한다.

센서 네트워크는 노드의 동작 실패 및 새로운 노드들의 동작과 관련된 연결의

변화에 적응할 수 있어야 한다. 프로토콜들의 라우팅이 그들의 경로들에 포함

혹은회피하는센서노드들을동적으로제어할수있어야한다.

센서 네트워크에서 실시간 통신에 있어서 최대의 지연, 최소의 대역폭 혹은 다

른파라미터들에대한대책이보장되어야한다.

무선 센서 네트워크가 정상적으로 작동하기 위해서는 두 개의 요건이 만족

되어야 하는데, 첫째는 센서 노드에서 발생된 이벤트의 확인이고, 둘째는

그 이벤트 행위에 대한 싱크 혹은 베이스-센터로 그 이벤트 정보를 신뢰성

있고 효율적으로 전달하는 것이다. 한편 응용 형태별로 필요에 따라서 이벤

트 데이터의 전송에 대한 서비스품질(Quality of Service; QoS) 요구사항들

이 정의될 수 있다. 예를 들면 패킷 전송율, 네트워크 에너지의 최적화, 베

이스 센터로 정보의 가장 빠른 전송 및 전송된 정보의 신뢰성 등이 요구될

수있다.

기술의표준화동향

다른 컴퓨팅 시스템보다 무선 센서 네트워크 분야는 기술의 표준화가 더딘

분야이다. 상황이 이렇다 보니 서로 다른 시스템간의 통신이 힘든 경우가

많다. 그러나 이 분야에도 주로 거론되는 표준 기술이 존재하는데

WirelessHART, IEEE 1451, 802.15.4 / ZigBee, ZigBee IP,

6LoWPAN 등이다. 미국의 전기전자공학회인 IEEE의 표준화 위원회

(Standard Committee) 는 IEEE 802.15.x 기술표준을 정했다. 1993년

NIST(National Institute of Standards and Technology)와 IEEE가 공동으

로시작하여발표된 IEEE 1451은 센서네트워크를위한새로운표준화그

룹으로 첫 번째 표준은 I997년 IEEE 1451.2로 발표되었다. IEEE

18 19


1451.2에는 하드웨어적인 데이터 시트와 여기에서 액세스하기 위한 디지

털 인터페이스, 센서의 동작 등을 표준화하 다. ISO’IEC에서 JTC1/SC31

의 AIDC(Automatic Identification and Data Capture) 표준화 조직 내에

WG4(Work_group)이 구성되어 RFID/USN과 관련된 내용으로 표준화 작업

을 진행하며, WG4는 4개의 SG(Sub-Group)으로 구성되어 있다. 각 SG가

하는 역할은 Data Semantic, Tag Identification, Air Interface,

Application의 4개 분야로 분류되어, 각 분야의 필수 기술들을 표준화하고

있다. <그림 3-2>는 무선 센서 네트워크 기술분야에서 필요한 요소기술들

을제시하고있다.

이러한 표준화에서 USN의 근거리 네트워크 환경 구성에 필요한 IEEE

802.15.1 기술표준의 경우 블루투스(Bluetooth) 기술을 이용하여 100m

이내의 거리에서 최고 1Mbps급의 무선 개인통신망(wireless personal area

networks, WPANs)을 구축하여 데이터 및 멀티미디어 통신이 가능하다. 그

리고 IEEE 802.15.4 기술표준은 저속 무선 개인통신망(low-rate

WPANs)으로 지칭되며, 지그비(ZigBee) 기술을 이용하여 10m 이내의 거리

에 구축된 센서통신망을 이용하여 블루투스에 비하여 비교적 저속인

표준화동향

그림 3-2 USN 표준화분야요소기술

자료. ICT 중점기술 표준화전략맵 Ver.2011.


256kbps의 속도로 자동화시스템의 제어 및 감시정보의 전송에 이용된다.

이들은 현재 전 세계적으로 광범위하게 운용되고 있는 IEEE 802.11 기술

표준인 무선 근거리통신망(wireless local area networks, WLANs)과 공존

하거나 이를 대체할 수 있는 가장 현실적인 수단으로 인식되면서 최근 활발

히연구및개발되고있다.

따라서 이들은 현재 우리나라에서 구축되고 있는 유비쿼터스 도시

(ubiquitous city, U-City) 및 홈네트워크(home networks)를 지원할 수 있

는 가장 기본적인 무선 통신기술이다. 이러한 무선 통신 기술의 사용 주파

수 대역은 <그림 3-3>에 나타내었고, 이를 활용한 USN(Ubiquitous

Sensor Network) 환경 구성은 여러 개의 센서 네트워크 필드가 게이트웨이

를 통해 외부 네트워크에 연결되는 구조를 갖는다. 센서 노드들은 가까운

싱크(Sink) 노드로 데이터를 전송하고 싱크 노드로 집적된 데이터는 게이트

웨이로 전송된다. 게이트웨이에서 관리자에게 전달되는 데이터는 위성통신,

유무선 인터넷 등을 통해 전송될 수 있으며, 이런 접속 네트워크는 기존의

인프라를이용한다.

20 21

그림 3-3 무선통신적용주파수대역

자료. 윤두 , “UWB 기술 개요 및 주파수 정책 동향”, 정보통신정책 제 18권 13호


<그림 3-4>와 <그림 3-5>는 각각 전체적인 USN의 아키텍처와 미들웨어

구성도를나타내고있다.

USN 환경 구성에 적용되는 대표적인 무선 기술은 WLAN(WiFi), 블루투

스, UWB, 지그비(ZigBee) 등이 있는데, 앞서 언급한 IEEE 802.15.X에

표준화동향

그림 3-4 센서네트워크의기본플랫폼

자료 제공. 경남대학교 정보통신공학과 김태효 교수

그림 3-5 센서네트워크의기본미들웨어플랫폼


USN 응용서비스미들웨어

USN 응용서비스미들웨어

USN 미들웨어 (USN 게이트웨이)

▶사용자에게통합된서비스정보를제공하고자할때사용

▶이기종 센서 네트워크로부터 수집한 센싱 데이터를 필터링/통합/분석하여의미있는상황정보를추출/저장/관리/검색

▶센서 노드 및 싱크 노드에서 측정되는 센싱 데이터에 대한DB, 데이터 보관관리, 다양한 응용에 적합한 데이터 운용및처리기능

응용서비스B

응용서비스A

....USN 미들웨어

센서노들미들웨어

센서노들미들웨어 (센싱/싱크노드)


정의되어 있다. WLAN(Wireless Local Area Network)은 액세스 포인트

(AP)를 통해 다른 네트워크로 연결되거나, 점-대-점 혹은 애드혹(Ad-hoc)

네트워킹을 만들 수 있는 광범위한 무선네트워크 기술이다. 블루투스는 모

바일 폰, 컴퓨터, 핸드헬드, PDA, 해드셋 등의 기기들및프린터등을 포함

한 컴퓨터 주변장치, 데이터 패드와 마우스 같은 휴먼 인터페이스 장치를

위한 근거리 무선 접속용 로벌 산업 표준으로 전력 소모량이 높은 반면,

수십 개의 싱크노드를 네트워크화 할 수 있다. 초광대역(Ultra Wideband)의

약자인 UWB는 매우 넓은 주파수 대역(대역폭: 500MHz이상, 일반 사용대

역 : 3.1~10.6 GHz)에 걸쳐 전력 스펙트럼이 존재하는 통신 방식으로 타

통신 시스템에 간섭을 주지 않고, 대역폭을 광대역으로 취할 수 있기 때문

에 데이터 전송 면에서 기존의 무선통신 방식에 비해 유리한 장점을 가진

통신 방식이다(M.X. Win et al., 2000). 지그비는 무선 컨트롤이 되는 전

등, 센서 등에 사용할 수 있도록 매우 작은 크기, 저전력, 저가격을 주목표

로 개발된 기술로서, 블루투스의 단점인 네트워크, 전력소모, 가격 등의 문

제점을 개선하며, 가정, 빌딩 및 공장 자동화, 가전 원격제어, PC 주변기기

등광범위하게활용되고있는무선통신방식이다(IEEE, 1997). <그림 3-

6>은 대표적인무선통신의주파수대역과표준을비교한것이다.

22 23

그림 3-6 대표적인무선통신의주파수대역과표준비교

자료. 윤두 , “UWB 기술 개요 및 주파수 정책 동향”, 정보통신정책 제 18권 13호


다음은USN 환경구축에요구되는주요핵심기술을제시하고있다.

USN 미들웨어플랫폼

RFID 미들웨어플랫폼

에이전트기반커뮤니티컴퓨팅모델및개발도구구현기술

토플로지기반추론엔진및편집도구개발기술

센서노드용 900MHz/2.45GHz PHY 기술

IEEE 802.X.X MAC 기술

ZigBee 및 ZigBee Pro Stack 기술

ZigBee용 SoC Chip 기술(PHY+HW MAC +MCU)

IEEE 802.X.X 표준화기술

WiFi/Bluetooth/HSDPA 기술

Low Power Wake-Up RF 기술

비동기식 USN 저전력 MAC SW 기술

Tree/Mesh Routing 기술

6LoWPAN 센서 네트워크및 SNMP 연동 게이트웨이기술

무선다운로딩(OTA) 기술

USN Topology 구성 기술

USN 통합 개발환경(IDE) Tool 제작 기술

USN 센서 응용기술

센서노드및게이트웨이제작기술

USN 테스트베드기술

유비쿼터스 센서 네트워크(USN)는 센서 네트워크 또는 무선 센서 네트워

크(WSN) 기술과 별다른 구분없이 사용되곤 한다. 그러나 엄 히 말하면

USN 기술은 WSN 기술뿐만 아니라 유선에 의한 센서 기술까지 포함하고

있다. 한편 우리나라에서는 무선 센서 네트워크 기술에 대해서 근거리 무선

개인통신망 국제표준과 관련된 IEEE 802.15.4/지그비의 기술을 주로 연

구개발 및 활용하고 있는 실정이다. 이와 관련된 무선 센서 네트워크 기술

을좀더살펴보자. 이 분야로한정하면무선센서네트워크기술은크게스

마트 센서 노드(H/W), 센서 플랫폼(S/W), 무선 네트워킹, 응용서비스를 위

표준화동향


한 서버 시스템으로 구분할 수 있다(김석우, 2007). 많은 연구자료를 살펴

보면 이 분야는 대부분 미국 버클리대학의 연구결과를 응용한 결과들이다.

이러한 배경에는 버클리 대학이 개발한 하드웨어 플랫폼인 Mote 시리즈와

TinyOS라는 초소형 운 체제를 공개하 기 때문이다. 스마트 센서노드는

버클리 대학의 Mote 시리즈가 근간이 되고 있는데, 센서노드를 위한 RF 모

듈로는 IEEE 802.15.4/지그비가 있다. 센서 노드 S/W 플랫폼은 크게

O/S, 데이터베이스 및 미들웨어로 구분할 수 있다. O/S 분야도 버클리 대

학이 공개한 TinyOS가 가장 널리 활용되고 있는데, 사실상 업계 표준으로

자리매김하 다. 무선 네트워킹 분야는 IEEE 802.15.4가 표준인데, 저속

도 무선 개인 통신망(Low-Rate Wireless Personal Area Networks; LR-

WPANs)을 의미한다. IEEE 802.15.4 표준의 가장 최신 버전은 2011년

버전인데, 물리계층(PHY)과 미디어 엑세스 콘트롤(MAC) 계층을 정의하고

있고, 그 상위 계층은 정의하지 않았는데 지그비가 주로 활용되고 있다. 한

편 최근에는 한국전자통신연구원이 개발한‘고정 지연 동기다중채널 확장

(DSME, De-terministic and Synchro-nous Multi-channel Exte-nsion)

MAC 기술’이 국제표준으로 채택되었다. 이 기술은“외부 전파의 간섭과 다

양한 통신 매체에서 기인하는 물리적 손상에도 무선 센서 네트워크 접속의

안정성을 유지하고 단말기 간 데이터 전달에 소요되는 지연시간을 일정하게

해 수집된 정보의 시의성을 지원하는 저전력의 미디어 액세스 제어(MAC)

기술이다.”(대전일보, 2012.6.27.)

24 25


PART 04

기술의응용 사례


무선 센서 네트워크 기술은 거의 모든 산업에서 주변 환경 및 작업공정 모

니터링 시스템으로 응용가능하다. 여기에서는 자연재해 및 사회 안전과 연

관된응용사례들에대해서살펴본다.

자연재난분야사례

【해안의 지진, 해일 및 너울성 파도 모니터링 시스템】

해안을 따라 센서 노드를 설치하고 지진 혹은 해일이나 너울성 파도가 몰

아치는 경우 신호를 싱크(허브) 노드에 있는 카메라에서 그 상황을 촬 하며

무선통신으로주무관청에전송하는방식으로시스템이작동한다.

26 27

기술의 응용 사례PART 04

그림 4-1 USN을 이용한해안모니터링시스템사례

자료 제공. ㈜쏘우웨이브, 경남대학교 정보통신공학과 김태효 교수

무선 3차원진동센서와초고해상도카메라및무선네트워크를이용한진동및재난, 재해예측시스템


【지진 모니터링 시스템】

이 사례는 건축물에 7 개의 센서노드와 하나의 싱크노드를 설치하여 지진

발생시에 각 노드의 값을 비교하여 지진의 강도를 측정하는 시스템이다(M.

Suzuki et al., 2007).

인적재난분야사례

【산불 감시 모니터링 시스템】

산불을 초기에 발견하고 진압하기 위하여 그림과 같이 배치하고 산불 발생

시 센서노드는 싱크(허브)노드로 신호를 보내며, 싱크 노드는 광대역 무선통

신으로주무관청으로그상황정보를알려준다.

기술의응용사례

그림 4-2 WSN을이용한지진모니터링사례

자료. M. Suzuki et al., “Demo Abstract: A High-Density Earthquake Monitoring System using WirelessSensor Networks”, SenSys’07, November 6-9, 2007.

그림 4-3 산불감시모니터링의사례



【지하 광산 모니터링 시스템】

지하 광산에서 자주 발생하는 광산 붕괴에 대비하여 지하의 환경 상태를

모니터링 하여 지상으로 전송함으로써 광산 붕괴를 예측하고 인명손실을 최

소하하기 위한 시스템이다. 구체적으로 지하 석탄 광산 사고의 주요 원인으

로 메탄 가스에 있다고 보고 메탄가스의 폭발을 탐지하는데 초점을 두고 있

다(AMRITA 웹사이트).

국가기반보호체계분야사례

【교량 모니터링시스템】

1993년 준공된 부산 구포대교에 USN 기반의 진동, 변형, 온ㆍ습도 센서

를 설치해 과적차량 및 교량의 진동에 대해 실시간으로 정보를 수집하고 교

량의안전을모니터링하는것이다.

28 29

그림 4-4 지하광산모니터링시스템사례

자료. http://www.amrita.edu/awna/research-PowerIssues.php


【터널 상태 모니터링 시스템】

터널 내의 화재 및 사고 발생 시 경보신호를 발생시켜서 터널내로 진입하

는차량을통제함으로써추가적인사고를방지하는데활용될수있다.

기술의응용사례

그림 4-5 USN의 건설분야적용사례


그림 4-6 터널상태의모니터링시스템사례



【석유화학 산업단지 모니터링 시스템】

석유화학 산업단지에서 산소 농도, 온도?습도, 조도, 불꽃, 연기, 적외선,

가스 등을 실시간으로 측정함으로써 배관 부위에서의 가스 누출 및 화재 등

산업환경의 안전 상태를 실시간으로 모니터링하고 있다(울산광역시중소기업

종합지원센터, 2008).

안전관리분야사례

【어린이 보호구역 안전 시스템】

스쿨존에 차량의 과속 및 불법 주·정차 단속을 위한 USN 기반 속도,

주·정차감시센서를설치하여운 하고있다.

【문화재 관리시스템】

문화재 보존·관리에 필요한 온·습도 등의 정보 수집과 화재 및 도난 감

지에USN을활용하게된다.

30 31

그림 4-7 USN의 문화재관리적용형태



유관분야사례

【u-Defense 및 군수물자 관리시스템 구축】

현재 수립중인 u-Defense 마스터플랜을 바탕으로 전투력 향상을 위한 세

부 과제를 추진 중에 있는데, 항공기 부품 등 군수물자 100만 여점에

RFID 태그를부착하여활용하고있다.

【주요 청사 무인경비 시스템】

정부종합청사 및 경찰청에 체온 및 동작행위 등을 감지하는 USN 센서와

CCTV 등을설치하여외곽경비및출입통제에활용하고있다.

【독거노인 u-Care 시스템】

지자체의 독거노인을 대상으로 활동상태 감지, 응급구조 등 독거노인 관리

서비스를제공하고있다.

【기상·해양 통합관측 시스템】

제주도 등에 USN 기반의 자동 기상관측장비 및 유향·유속 등 해양 관측

을 위한 센서를 설치 및 활용하고 있다. 또한 기상·해양관측 정보의 실시

간공유를위한시스템간연계도추진하고있다.

그림 4-8 USN의 해양분야적용사례



【도시기반 시설 관제시스템】

USN을 활용해지하매설물, 교통량, 대기환경정보등을통합관리하고주

요정보를시민들에게제공하는형태이다.

【하천의 범람 및 수질 오염 모니터링 시스템】

홍수로 인한 하천의 범람과 수질 오염 여부의 모니터링 시스템도 USN 기

술을이용하여구현할수있다.

32 33

그림 4-9 USN의 하천의범람및수질오염모니터링시스템사례



PART 05

주요기술군 탐색


무선 센서 네트워크가 여러 방면에서 응용되고 있고 연구성과가 많이 도출

되고 있으나 이를 재난재해 대응분야로 한정하면 연구성과물을 많이 발견하

기가 어렵다. 이에 본 장에서는 좀 더 많은 정보를 대상으로 하기 위해서 논

문뿐만 아니라 학술대회 정보까지도 포함하고 있는 SCOPUS를 분석대상으

로선정하여전체적인연구현황과연구활동을살펴보기로한다.

논문의제목, 초록 등텍스트를대상으로재난재해분야무선센서네트워크

를 검색하 고, 검색기간은 2003년부터 2013년 10월 현재까지로 설정했

으며, 총 1,489건이검색되었다.

연구현황분석

논문분석 결과 2003년 이후 2012년까지 52.8%의 연평균증가율을 보

이면서 급속하게 논문수가 증가하고 있다. 이는 무선 센서 네트워크를 이용

한 기술이 재난재해 및 사회 안전분야의 인프라 구축분야에서 널리 활용되

고있음을반증한다고할수있다.

34 35

주요기술군 탐색

PART 05

TITLE-ABS-KEY (“wireless sensor network”AND (disaster OR accident OR safet*)) AND PUBYEAR > 2002


주요국가를살펴보면중국, 미국, 한국의순서를나타내고있다.

주요 기관으로는 China University of Mining Technology가 논문수 기준

으로 1위를 차지하고 있고, Huazhong University of Science and

Technology, National Taiwan University가 뒤를 잇는 등 상위 10위권 기

관중에서도중국기관들이많은연구를수행하고있는것으로나타났다.

이러한선천성면역과후천성면역의특성을살펴보면표 4와같다.

주요기술군탐색

그림 5-1 연도별논문발생추이

순위 국가 논문수

1 China 4042 United States 2463 South Korea 934 India 845 Taiwan 74

순위 국가 논문수

6 Japan 657 Germany 608 United Kingdom 609 Italy 5410 Canada 48

표 5-1 논문수기준상위국가


클러스터링을통한주요기술군탐색

방법론 소개

재난재해 대응분야 무선 센서 네트워크 기술이 주로 어떤 분야에서 연구활

동이 이루어지고 있는 지를 확인하기 위해 논문 문서 집단을 클러스터링 기

법을 이용하여 다수의 기술군으로 클러스터링하여 살펴보았다. 여기에서 사

용한 방법론은 논문의 동시인용(cocitation) 관계를 사용함으로써 비슷한 인

용패턴을 보이는 논문끼리 그룹화하고 이를 통해서 분석 대상이 되는 다수

의 논문들을 몇 개의 기술군(클러스터)로 요약하여 살펴보는 것이다. 이러한

클러스터링 기법은 동일한 참고문헌들을 참조했다면 참고한 논문들이 유사

한 내용을 다루고 있을 것이라는 가정에 바탕을 두고 있다. 이와 같은 방법

론은 일본 과학기술정책연구소(NISTEP) 및 한국과학기술정보연구원 등에서

채택하여 급부상연구 역 발굴 등에 활용하고 있다. 한편 본 연구에서는 클

러스터링 된 문서집단에 대해서 전략 다이어그램(Strategic Diagram) 분석

기법을 추가하 다. 전략 다이어그램 분석기법은 연구단계에서 각 기술군

이차지하는상대적인위치를나타내는분석기법이다 (<그림 5-2>).

36 37

순위 기관 논문수

1 China University of Mining Technology (중국) 232 Huazhong University of Science and Technology (중국) 153 National Taiwan University (대만) 144 University of Electronic Science and Technology of China (중국) 135 University of Twente (네덜란드) 125 Amrita Vishwa Vidyapeetham University (인도) 127 Universita degli Studi di Trento (이탈리아) 117 Wuhan University of Technology (중국) 119 Beijing University of Posts and Telecommunications (중국) 109 Waseda University (일본) 109 University of Maryland, Baltimore County (미국) 109 UC Berkeley (미국) 10

표 5-2 논문수기준상위기관


전략다이어그램을 설명하면 다음과 같다. 각 기술군들의 중심성

(Centrality)과 도(Density)를 계산하고, 이들의 평균값을 좌표축으로 하여

각 기술군의 위치를 표시한다. 여기서 도는 각 기술군 내에서 문서간 연

계된 비율을 나타내며 중심성은 서로 다른 기술군의 문서들과 연계된 정도

를 나타낸다. 달리 표현하면 도는 해당 기술군내 논문들의 연결강도를 나

타내며 중심성은 전체 연구 역에서 해당하는 기술군이 얼마나 중심에 위치

하는 가를 나타낸다. 본 연구에서는 도, 중심성, 기술군 논문들의 평균년

도등을중심으로주요기술군만을살펴보기로한다.

클러스터링을 통한 주요 기술군 탐색 결과

재난재해 대응분야 무선 센서 네트워크 기술에 대한 2003년~2013년

10월 현재까지 총 1,489건의 SCOPUS 논문에 대해서 클러스터링 분석을

적용한 결과 총 44개의 유의미한 기술군이 도출되었다. 이를 전략다이어그

램에 표시하면 <그림 5-3>과 같다. 본 연구에서는 특별히 도, 중심성,

기술군의 최신성(평균년도) 측면에서 주목할만한 기술군만을 선별하여 해당

기술군이어떠한내용에관한것인지를확인하 다.


그림 5-2 전략다이어그램에서각기술군의위치에대한해석

자료. Xin Ying An, “Co-word analysis of the trends in stem cells field based on subject heading weighting”, Scientometrics (2011) 88:133~144


전략다이어그램에서 평균값을 좌표축으로 했을 때, 1사분면에 위치하는

data_9 및 data_3 기술군은 기술군 내부와 외부 모두에서 연계가 잘 되는

기술군임을 나타낸다. 2사분면에 위치하는 data_45 및 data_113 기술군

은 다른 기술군과의 연계는 매우 약하지만 해당 기술군 내부에서는 연계가

높거나 매우 유사한 논문들이 클러스터링된 기술군이라 할 수 있다. 또한 2

사분면에 위치한 data_91 및 data_75 기술군은 평균연도 측면에서 가장

최신의 기술군이다. 4사분면에 위치한 data_26 과 data_28 기술군은 중심

성이 높아서 다른 기술군과의 연계가 높지만 해당 기술군 내에서는 상대적

으로 연계가 엉성한 기술군이라 할 수 있다. 다음 표에 이를 요약하여 정리

하 다. 표에서 기술군의 크기는 같은 기술군으로 클러스터링된 논문수를

의미한다.

38 39

그림 5-3 재난재해대응분야WSN 기술군의전략다이어그램


중심성과 도관점의핵심기술군

data_9 기술군은 명령 필터, 나노기술 기반의 WSN 기술, 오일, 가스,

자원, 보안, 선적, 산업 및 비소비자 분야에서의 응용 등을 다루고 있는

기술군이므로 핵심기술및다양한응용분야가혼합된특성을보인다. 한

편 data_3 기술군은 무선 센서 네트워크의 클러스터링 알고리즘, 유전자

알고리즘을 이용한 위치 탐색(localization) 및 MAC(Medium Access

Control) 프로토콜을다루는기술군이다.

중심성관점의핵심기술군

data_28 기술군은 무선 센서 네트워크의 보안을 다루는 기술군이다.

data_26 기술군은 날씨, 가뭄, 화재 및 기타 재난 감시 분야에서의 무선

센서네트워크와관련된것이다.

도관점의핵심기술군

data_45 기술군은 주로 WSN을 이용한 손상 모니터링(damage

monitoring)을 다루는 기술군이다. data_113 기술군은 접속 및 데이터

관리등의분야에서네트워크최적화알고리즘을다룬다.

최신성관점의핵심기술군

data_91 기술군은 무선 센서 네트워크 기술이 지그비(zigbee) 통신을

이용하여 화학 플랜트, 산업플랜트, 석탄 광산 및 유독가스 시설 등에 응

용된 사례를 다루는 기술군이다. data_75 기술군은 클러스터 헤드 선택


관점 기술군색인 중심성 도 평균년도 기술군크기

중심성- 도 data_9 0.947 0.490 2008.9 21data_3 0.885 0.408 2008.5 50

중심성 data_28 0.980 0.210 2009.9 24data_26 0.970 0.182 2010.3 22

도 data_45 0.212 0.733 2010.2 6data_113 0.077 0.700 2007.6 5

최신성 data_91 0.183 0.400 2011.8 5(평균년도) data_75 0.173 0.400 2011.4 5

표 5-3 재난재해대응분야WSN의핵심기술군


기법 및 고속도로나 무인 항공기 등에서의 재난사고 모니터링에 관한 기

술군이다.

40 41


PART 06

핵심 특허의파급 경로 분석


본장에서는미국등록특허를대상으로하여주요핵심특허들의연대기적인

흐름을 살펴보았다. 이러한 분석작업을 통해서 재난재해 분야 무선센서 네

트워크 기술이 산업적 측면에서 어떤 분야로 파급되어 활용되고 있는 지를

가늠할수있다. 분석대상특허에대한검색식과검색결과는아래와같다.

미국특허의 제목, 초록, 청구항 등 텍스트를 대상으로 재난재해 분야 무선

센서네트워크를검색하 고, 검색기간은 2003년부터 2013년 10월 현재

까지로설정했으며, 총 109건이검색되었다.

미국특허현황분석

연도별 특허수

분석 대상 기간의 연평균 증가율은 특허 수 기준 36.89%, 누적 특허 수

기준 56.69%인 것으로 나타났다. 덧붙이자면 무선 센서 네트워크가 재난

재해 대응분야에 응용된 특허로만 한정하다 보니 특허건수 자체가 많이 검

색되지는않았으나연평균증가율이매우높게나타났다.

42 43

핵심 특허의파급 경로 분석

PART 06

text:(“wireless sensor network”AND (disaster OR accident OR safet*))


출원인 국적별 특허수

특허의 출원인 국적을 분석한 결과 미국이 전체 109건의 특허 중

52.29%(57건)를 점유하여 가장 많은 특허를 발표한 것으로 나타났다. 다

음으로는일본이 10.09%(11건), 대만과독일이 5.5%(6건)을 점유하여각

각 2, 3위를차지하 고한국은 5편 (4.59%)의 특허를발표하여 5위를차

지하 다.

핵심특허의파급경로분석

그림 6-1 연도별특허출원추이

(전체 특허 수는 막대 그래프, 한국의 특허 수는 꺾은선 그래프 참조)

그림 6-2 출원인국적별특허수


주요 출원인

특허의 출원인을 분석한 결과 International Business Machines

Corporation이 전체 109건의 특허 중 5.5%(6건)를 점유하여 가장 많은

특허를 발표한 것으로 나타났고 Sensoria Corporation은 4.59%(5건)을

점유하여 2위를 차지하 다. 한국 출원인을 분석한 결과 Samsung

Electronics Co., Ltd.이 전체 109건의 특허 중 1.83%(2건)를 점유하여

한국기관으로는가장많은특허를발표한것으로나타났다.

파급경로분석의개요

본 연구에서 제시하는 파급 경로 분석은 최초에 유진 가필드(Eugene

Garfield)가 연구개발한 Histograph에서 유래되었다. 이는 기존의 문헌 분

석을 새로운 차원에서 접근했는데, 피인용수 차원에서 핵심적인 문헌들을

44 45

순위 출원인 특허수 비중 (%)

1 International Business Machines Corporation 6 5.52 Sensoria Corporation 5 4.593 Stryker Corporation 4 3.673 Industrial Technology Research Institute 4 3.673 Terahop Networks, Inc. 4 3.673 Hitachi, Ltd. 4 3.677 Innovative Wireless Technologies, Inc. 3 2.757 Eaton Corporation 3 2.759 National Chiao Tung University 2 1.839 National Semiconductor Corporation 2 1.839 Robert Bosch GmbH 2 1.839 Telecom Italia S.p.A. 2 1.839 Alcoa Technical Center 2 1.839 Samsung Electronics Co., Ltd. 2 1.839 Optotrace Technologies, Inc. 2 1.839 Honeywell International Inc. 2 1.839 The Board of Trustees of the Leland Stanford Jr. University 2 1.839 Olympus Corporation 2 1.83

표 6-1 출원인별특허수


연대기적으로 연결시켜서 시각화한 그래프이다. 최근에는 HistCite라는 이

름으로 Thomson Reuters사에서 서비스되고 있다. 그러나 본 연구에서는

한국과학기술정보연구원이 자체 개발한 알고리즘과 시스템을 활용하 다.

이는 GCDGraph (Genealogical Core Document Graph)라는 이름으로 명명

되었다4). GCDGraph에서 각 문서 노드의 중요도를 측정하는 방식을 사례를

통해서 확인해 보자. 다음 그림은 윗부분에 있는 1번 문서가 아랫부분의 2

번 문서에 인용되는 세가지 형태를 예로 들고 있는데, 일반적으로 네트워크

에서 인용관계를 나타내는 것과는 방향을 반대로 표시했다. 즉 1번 문서가

2번 문서에 인용된 경우이기 때문에 인용관계를 표시하는 경우에는 화살표

를 1번 문서로 가도록 표시하는 경우가 일반적이지만 본 연구를 최초에 진

행할 때는 그런 관점보다는 1번 문서의 내용이 2번 문서로 향을 주거나

파급된다는 관점에서 진행하 기 때문에 화살표가 2번 문서를 가르키는 방

향으로표시하 다.


4) Ohjin Kwon et al., "A method to make the genealogical graph of core documents from the directed

citation network," Information-an International Interdisciplinary journal, 12(4), pp.875-888, 2009.

그림 6-3 GCDGraph의 네트워크사례

자료. Ohjin Kwon et al., “A method to make the genealogical graph of core documents from the directedcitation network,”Information-an International Interdisciplinary journal, 12(4), pp.875-888, 2009.


세 가지 모든 형태에서 1번 문서의 중요도는 다른 모든 경로들에 대한 거

리의 역수값 합계로 정의하 다. 각각의 문서는 네트워크에서 하나의 노드

로 정의된다. 여기서 거리란 노드간의 최단 거리를 말하는데, 최단 경로의

시작과 끝의 두 노드 사이에 다른 노드가 없으면 거리가 1이고 두 노드 사

이에다른노드가 n개존재하면경로거리가 (n+1)이 된다. 중앙의사례에서

는 각각 1번과 2번 노드 사이에 2개의 노드가 서로 별개로 존재하므로 중

앙 2개의 노드를 경유하는 경로로 인한 중요도가 각각 1씩 추가된다. 또한

1번에서 2번 노드까지의 경로거리는 2가 되므로 각각 1/2이 추가되므로

결과적으로 1번 노드의 중요도 값은 3이된다. 동일한 방식으로 오른쪽 사

례에서 1번노드의중요도는 6.5로계산된다.

이렇게 분석 대상이 되는 네트워크에서 모든 노드들에 대해서 중요도값을

정하고 연도별로 최대값을 갖는 상위 몇 개의 문서 또는 특정 임계값 이상

의 문서들을 추출하면 핵심 문서들로 구성된 GCDGraph를 추출해 낼 수 있

다. 다만 이러한 분석에서는 분석의 시발점이 되는 1번 문서를 사용자가 정

해야 하는데, 보통 특정 분야에서 피인용수가 가장 높아서 질적으로 우수한

문서를선택한다.

46 47

사례 각사례의 1번문서의중요도

왼쪽 1중앙 1+1+1/2+1/2=3오른쪽 1+1+1+1/2+1/2+1/2+1/3+1/3+1/3=6.5

표 6-2 GCDGraph의 네트워크사례에대한노드중요도계산


이런한 알고리즘을 현장 연구에 적용함에 있어서 대상이 되는 문서집합을

특정 연구 분야로 정해 놓고 하면 해당 분야의 핵심 계보도를 그려낼 수 있

다. 그러나 만약 시작문서만 정하고 그 이하의 문서는 인용관계만을 놓고

핵심문서를 추출해 내면 시작문서가 어떤 분야로 파급되는 지를 확인할 수

있다. 분야에 따라서는 시작문서와 동일한 분야에서만 핵심문서 계보가 추

출될 수도 있으나 어떤 경우에는 전혀 무관한 분야로도 파급되는 양상을 발

견할 수 있다. 본 연구에서는 무선 센서 네트워크의 미국 특허 문서들 중에

서 피인용수가 높은 몇 개의 문서를 시작문서로 선택하고, 이 특허들이 무

선 센서 네트워크를 포함하여 다른 어떤 분야로 파급되고 활용되는 지를 분

석하고자한다.

주요특허의파급경로분석

본 절에서는 피인용수를 기준으로 주요 핵심특허를 우선 살펴보았다. 피인

용수 상위 10개 특허 중에서 Sensoria Corporation이 상위 5위까지 차지하


그림 6-4 GCDGraph 그림 형태

자료. Ohjin Kwon et al., “A method to make the genealogical graph of core documents from the directed citation network,”Information-an International Interdisciplinary journal, 12(4), pp.875-888, 2009.


고 있는데 거의 내용이 대동소이 하여 Sensoria Corporation가 출원한 특허

중 하나의 특허만 선별하고, Innovative Wireless Technologies, Inc. 및

Agilent Technologies, Inc가 출원한 특허까지를 포함하여 총 3개의 특허를

선별하 다. 이렇게 선별된 특허들은 재난재해 분야의 무선 센서 네트워크

특허 기술이다. 이들을 인용한 다른 특허들 중에서 피인용수 기준으로 핵심

특허들을연대기적으로살펴봄으로써재난재해대응분야무선센서네트워크

특허기술들이주로어떤분야에어떤경로로파급되는지를살펴볼수있다.

미국특허 6735630의 파급경로

미국특허 6735630은 인터넷에 연결된 무선 통합 네트워크 센서를 이용

하여 데이터를 수집하는 기법에 관한 특허로서 Sensoria Corporation이

48 49

번호 특허제목(미국특허번호) 출원인 피인용수

1Method for collecting data using compact internetworked Sensoria Corporation

260wireless integrated network sensors (WINS) (6735630) (San Diego, CA, US)

2Method and apparatus for internetworked wireless Sensoria Corporation

165integrated network sensor (WINS) nodes (6859831) (San Diego, CA, US)

Method for collecting and processing data using Sensoria Corporation

3 internetworked wireless integrated network sensors(San Diego, CA, US)

152(WINS) (7020701)

Method and apparatus for distributed signal processing Sensoria Corporation

4 among internetworked wireless integrated network (San Diego, CA, US)

106sensors (WINS) (6832251)

5Apparatus for internetworked hybrid wireless integrated Sensoria Corporation

79network sensors (WINS) (6826607) (San Diego, CA, US)

Method and apparatus for multi-waveform wireless Innovative Wireless

6sensor network (7119676)

Technologies, 45Inc. (Forest, VA, US)

7System and method for using mobile collectors for Agilent Technologies, Inc

22accessing a wireless sensor network (7242294) (Santa Clara, CA, US)

8Distributed topology control for wireless multi-hop Microsoft Corporation

19sensor networks (6990080) (Redmond, WA, US)

9Wireless UWB-based space-time sensor networks

14communications (7002470)

Method for enabling a wireless sensor network by International Business

10mote communication (7475158)

Machines Corporation 12(Armonk, NY, US)

표 6-3 피인용수기준핵심특허목록


2000년에출원하여 2004년에등록된특허이다. 이 센서네트워크기법은

수송, 제조, 보건, 환경 모니터링, 보안 및 안전분야에 응용될 수 있는 모니

터링및제어기법을다룬다. 이 기법은초소형센서기술, 저전력분산신호

처리, 저전력계산, 저가의유무선네트워킹기법을결합하고있다.


그림 6-5 미국특허 6735630의 대표그림

자료. 미국특허 6735630

그림 6-6 미국특허 6735630의 파급경로도


50 51

색인 특허번호 제목 출원인 가중치

1 6735630Method for collecting data using compact internetworked Sensoria

944wireless integrated network sensors (WINS) Corporation

2 6914893System and method for monitoring and controlling StatSignal

286remote devices IPC, LLC

3 6978182Advanced patient management system including Cardiac

120interrogator/transceiver unit Pacemakers, Inc.

4 7020701Method for collecting and processing data using Sensoria

252internetworked wireless integrated network sensors (WINS) Corporation

5 7103511Wireless communication networks for providing StatSignal

178remote monitoring of devices IPC, LLC

Providing management functions in decentralized International

6 7039701networks

Business Machines 144Corporation

Managing storage resources in decentralized International

7 7251689networks

Business Machines 99Corporation

8 7174277 Product integrity systems and associated methodsPhatRat

63Technology LLC

9 7424527System and method for transmitting pollution

Sipco, LLC 39information over an integrated wireless network

10 7339469 Shipping container monitoring and tracking systemMaersk Logistics

31USA, Inc.

11 7397907 Multi-function general purpose transceiver Sipco, LLC 30

12 7480501System and method for transmitting an emergency Statsignal

37message over an integrated wireless network IPC, LLC

13 7528711 Portable monitoring unit 34

14 7627451 Movement and event systems and associated methods Apple Inc. 15

System and method for controlling communication

15 7650425between a host computer and communication

Sipco, LLC 35devices associated with remote devices in an automated monitoring system

16 7400928Methods and devices for detection of context Cardiac

75when addressing a medical condition of a patient Pacemakers, Inc.

17 7253731Apparatus and method for providing Joao, Raymond

82shipment information Anthony

18 7484008 Apparatus for vehicle internetworks Borgia/Cummins, LLC 36

19 7222187Distributed trust mechanism for decentralized Sun Microsystems,

71networks Inc.

20 7383433Trust spectrum for certificate distribution in Sun Microsystems, 42distributed peer-to-peer networks Inc.

21 7730216System and method of sharing content among multiple

Qurio Holdings, Inc. 31social network nodes using an aggregation node

표 6-4 미국특허 6735630의 파급경로목록


[1→2→(5, 9, 11, 12, 15)] 파급 경로

색인번호 2 (미국특허 6914893)는 패킷 메시지 프로토콜을 통해 원격

시스템과 게이트웨이 인터페이스 사이에서 데이터를 전송함으로써 원격 장

치를 모니터링 및 제어하는 컴퓨터 시스템을 다룬다. 이 특허를 경유하여

색인번호 5, 9, 11, 12, 15번 특허들로파급되는경로를확인할수있다.

색인번호 5번 특허는 다수의 원격 장치를 모니터링 및 제어하는 무선 통신

네트워크 기법이며, 색인번호 9번 특허는 통합 무선 네트워크를 이용한 공

해정보생성및전송기법이다. 색인번호 11번특허는미리지정한장소에

정보를 송수신하는 기법을 다루는데, 공중교환전화망(public switched

telephone network, PSTN)과 관련된 기술이다. 색인번호 12번 특허는 무

선 네트워크를 이용하여 비상 신호를 보내는 기법을 다룬다. 색인번호 15

번 특허는 네트워크에 연결된 호스트 컴퓨터를 이용하여 다수의 원격 장치

를모니터링및제어하기위한자동화된모니터링시스템기술이다.

[1→3→16→25] 파급 경로

색인번호 3 (미국특허 6978182)은 환자에 이식된 장치를 통해서 환자의

생리적인 특성을 측정하고 환자에게 치료법을 제공하는 환자 관리 시스템이

다. 이 시스템은 장치 및 네트워크와 통신을 위해 호출기 및 송수신기를 포

함하는 경우도 있다. 색인번호 16번 특허도 환자의 질병 정보가 주어졌을

때 그 내용을 확인하는 기법이다. 색인번호 25번 특허는 유무선 네트워크

상에서 가설 기반으로 특정 객체의 발생 신호 데이터를 요청하는 기법이다.

전체적으로 이 파급경로는 통합 무선 센서 네트워크 기법이 환자 관리 시스



22 7680959P2P network for providing real time media Napo

32recommendations Enterprises, LLC

23 7970922 P2P real time media recommendationsNapo

13Enterprises, LLC

24 7865522System and method for hyping media recommendations Napo

12in a media recommendation system Enterprises, LLC

25 8103613Hypothesis based solicitation of data indicating The Invention

3at least one objective occurrence Science Fund I, LLC


템에 응용되고 다시 유무선 네트워크의 데이터 전송기법으로 연결된 모양을

이루고있다.

[1→4→(17, 18)] 파급 경로

색인번호 4번 특허의 출원인은 시발점이 된 색인번호 1번 특허의 출원인

과동일한 Sensoria Corporation이다. 특허 내용도 색인번호 1번특허와거

의 동일한다. 색인번호 17번 특허는 선적 수송 장치에서 선적 정보를 제공

하는기법및장치를다룬다. 색인번호 18번 특허는차량내부에서의전자

장치간의 통신과 차량 외부와의 통신 장치를 다룬다. 전체적으로 이 파급경

로는 통합 무선 센서 네트워크 기술이 선적 및 차량에서의 정보의 전송으로

파급된형태를띠고있다.

[1→6→19→(22,23,24) || 1→6→7→21→23 || 1→6→20] 파급 경로

이 파급경로는 6번 색인특허 및 19번 색인특허가 핵심적인 경로에 있는

특허로 보이면서 3개 정도의 경로로 분할된 양상을 보이지만 특허 내용을

살펴보면 파급경로를 하나로 해석해도 무방한 것으로 보인다. 먼저 색인번

호 6번 특허는 분산 네트워크에서의 관리 함수 생성 기법을 다룬다. 색인번

호 19번 특허도 분산 네트워크에서의 분산 신뢰 메카니즘을 다룬다. 색인

번호 22~24번 특허들은 네트워크 상에서 P2P(peer-to-peer) 미디어 추

천 기법을 다루고 있다. 색인번호 7번 특허는 분산 네트워크에서의 저장 자

원 관리를 다루는데 색인번호 6번 특허와 동일하게 IBM이 출원인이다. 색

인번호 21번 특허는 이종 P2P 네트워크를 이용해서 다수의 소셜 네트워크

노드 멤버간의 정보 공유기법을 다루고 있다. 색인번호 20번 특허는 분산

된 P2P(peer-to-peer) 네트워크에서 인증 배포를 위한 신뢰 스펙트럼을 다

루고 있다. 파급경로를 전체적으로 다시 살펴보면 무선 통합 센서 네트워크

기술이분산네트워크로파급된양상을보인다.

[1→8→14] 파급 경로

색인번호 8번특허는제품의선적과정에서가속도센서등을이용하여주

변 환경정보, 제품의 보존 상태를 모니터링하고 무선으로 통신하는 기법을

52 53


다루고 있다. 색인번호 14번 특허는 사람 및 객체에 부착된 센서(가속도센

서등)를 통해센서주변의움직임과환경정보를탐지하고원격수신기와무

선 통신을 하는 기법을 다룬다. 전체적으로 이 파급경로는 무선 통합 센서

네트워크 기술이 사람이나 객체의 움직임 또는 보존 상태를 모니터링하는

분야로활용된양상을보이고있다.


미국특허 7119676은 넓게 분산된 센서 노드에 기반하여 다중 파형 무선

센서 네트워크를 다루는 기법이며 무선 센서 지역 네트워크(WLAN)와 게이트

웨이 연결을 활용한다. 이 기술은 무선 지역 네트워크 안에서 애드혹(ad hoc)

프로토콜을 이용하여 센서의 여러 계층을 형성하고 중앙 센터에 연결하기 위

해 각 지역 네트워크에서 게이트웨이 노드를 활용한다. 이러한 센서 네트워크

기술은화학, 생물학, 방사능, 핵 및고폭탄의추적에활용될수있다.



자료. 미국특허 7119676


54 55

그림 6-8 미국특허 7119676 파급 경로도

자료. 미국특허 7119676


1 7119676Method and apparatus for multi-waveform wireless Innovative Wireless

75sensor network Technologies, Inc.

2 7224642 Wireless sensor data processing systems Tran,Bao Q. 21

3 7269527 System integration module for CBRNE sensorsInnovative American

5Technology, Inc.

Light management system having networked 4 7333903 intelligent luminaire managers with enhanced Acuity Brands, Inc. 7

diagnostics capabilities

5 7433648System and a node used in the system for Symbol

5wireless communication and sensory monitoring Technologies, Inc.

6 7529594 Activation device for an intelligent luminaire manager ABL IP Holding LLC 12

7 7546168Owner/operator control of a light management

ABL IP Holding LLC 5system using networked intelligent luminaire managers

Distributional alert system for disaster prevention Electronics and

8 7825791utilizing ubiquitous sensor network

Telecommunications 4Research Institute

9 7447612Appendable system and devices for data Fisher Rosemount

6acquisition, analysis and control Systems, Inc.

10 7586888Method and system for mesh network Mobitrum

11embedded devices Corporation

표 6-5 미국특허 7119676 의 파급경로특허목록


[1→2→9→14] 파급 경로

색인번호 2번 (미국특허 7224642) 특허는무선전신국(wireless station)

과 다수의 무선 센서간의 통신기법을 다루는데, 각각의 전신국은 메쉬 네트

워크의 일부이기에, 이에 기반하여 각 전신국이 각 센서의 삼차원 좌표를

자동으로 계산한다. 색인번호 9번특허는통신 네트워크를이용하여 다수의

상호연동된 부가장치간 또는 부가장치와 워크스테이션과의 통신을 통해 프

로세스를 모니터링 또는 제어하는 시스템을 다루며 부가 장치는 다수의 센

서들과 연결되어 있다. 색인번호 14번 특허는 냉난방 및 환기장치(HVAC)

의 제어 기법을 다룬다. 전체적으로 이 파급경로는 무선 센서 네트워크 기

법이위치추적및모니터링, 제어분야로파급된양상을보인다.

[1→2→(10, 11)→12] 파급 경로

색인번호 10, 11, 12번 특허의 출원인이 모두 Mobitrum Corporation이

라는 점이 눈에 띈다. 색인번호 10번 특허는 메쉬 네트워크가 내장된 장치

를 위한 기법인데 전체 또는 일부 메쉬 네트워크 토폴로지에서 메쉬 네트워

크를 관리하는 기법을 다룬다. 색인번호 11번 특허는 무선 송수신기를 이

용하여 공간 데이터 입력 및 조정기법을 다루는데 무선 송수신기는 단거리

와 장거리에 대해서 동시에 작동가능하고 무선 장치는 네트워크 상에서 실

시간으로 다양한 소스로부터 디지털과 아날로그 데이터를 송수신할 수 있



Method and system for spatial data input, Mobitrum

11 7630736 manipulation and distribution via an adaptive Corporation

9wireless transceiver

12 7801058Method and system for dynamic information Mobitrum

4exchange on mesh network devices Corporation

13 8183538 Sensor interface systemInnovative American

1Technology Inc.

14 8078326 HVAC system controller configurationJohnson Controls

2Technology Company

15 7671718Method and apparatus for detection and tracking

3of objects within a defined area

16 7994732Intensity changing with reduced flicker for Zulch

1digitally-controlled lighting Laboratories, Inc.


다. 색인번호 12번 특허는 메쉬 네트워크 장치에서 서로 다른 메쉬 네트워

크 장치와 동적으로 정보를 교환하는 기법을 다룬다. 전체적으로 이 파급경

로는무선센서네트워크기법이메쉬네트워크에적용된양상을보인다.

[1→3→13] 파급 경로

색인번호 3, 13번 특허의 출원인이 모두 Innovative American Technology

Inc.라는 특징을 발견하게 된다. 색인번호 3번과 13번 모두 센서 인터페이

스 및 센서 통합 모듈에 관한 내용인데, 화학, 생물학, 방사능, 핵 및 고폭

탄분야에서아날로그및디지털센서를다룬다.


미국특허 7242294는 Agilent Technologies, Inc가 2005년에 출원하여

2007년에 등록된 특허로서 파급경로가 아직까지는 크게 활성화 되지 않은

것으로 보이므로 별도의 파급 경로 분석은 생략한다. 이 특허는 모바일 컬렉

터를 통해서 무선 센서 네트워크에 접속하는 기법을 다룬다. 특정 환경에서는

모바일컬렉터가무선센서네트워크로의접속이예측불가능하므로무선센서

네트워크로의 접속기법으로 확실성에 기반한 접속방법보다는 통계 확률에 기

반한 접속 기법을 활용한다. 예를 들면 다수의 모바일 컬렉터를 배치하면 특

정 시점에서는 적어도 하나의 모바일 컬렉터가 무선 센서 네트워크상에서 접

속가능한통계적확률을갖도록설계된다.

56 57




자료. 미국특허 7242294

그림 6-10 미국특허 7242294 관련 핵심특허계보


58 59


1 7242294System and method for using mobile collectors for Agilent

29accessing a wireless sensor network Technologies, Inc

2 7457676 Vehicle for recording and reproducing digital dataMarvell

5International Ltd.

International Business

3 7430186Spatial-driven context zones for sensor networks Machines Corporation;

1and device infrastructures Institute For Information

Technology Advancement

4 7522039Apparatus, method, and computer program for Marvell

4an alarm system International Ltd.

5 7596152Apparatus, system and method capable of low

Intel Corporation 4duty cycle hierarchical AD HOC networks

6 7546172Apparatus, method, and computer program Marvell

2product for recording and reproducing digital data International Ltd.

7 7826373 Wireless routing systems and methodsHoneywell

1International Inc.

8 7848223Redundantly connected wireless sensor Honeywell

1networking methods International Inc.

9 8023441Method for reporting and accumulating data

Sensicast Systems 1in a wireless communication network

표 6-6 미국특허 7242294 관련 핵심특허목록


PART 07

시사점 및결론


산업의 발달과 기후변화 등으로 인하여 각종 재난재해 및 안전사고의 발생

가능성이 증가하고 있는 실정이다. 그러나 정보통신기술의 발달로 인하여

이에 대비할 수 있는 재난재해 모니터링 및 예측 기술도 발달되고 있다. 특

히 최근에는 재난재해에 대한 대응 시스템이 과거의 복구중심으로부터 예방

및 모니터링 중심으로 전환됨에 따라서 이와 관련된 연구개발 활동 및 인프

라 구축이 크게 확산되는 중이다. 이와 관련하여 무선 센서 네트워크 기술

은 위험한 환경에서의 설치의 용이성, 케이블 불필요, 고장시 수리의 용이

성 등의 특성을 보유하고 있어 재난 및 안전사고 대응분야에서 기반기술로

자리매김할 것으로 기대된다. 여기에는 재난 및 안전관리 대상 지역의 많은

부분이 기존 유선으로 작동하는 센서 시스템을 활용하기에는 제약사항이 존

재한다는 점이 크게 작용하고 있다. 구체적으로 언급하자면, 대상지역이 위

험한 환경이거나 설치시 비용부담이 너무 크고 또한 고장 및 관리시에 불편

한 점이 있는데, 무선 센서 네트워크 기술은 이러한 여러가지 제약사항에

구속되지 않기 때문이다. 이러한 장점으로 인하여 무선 센서 네트워크 기술

은 재난재해 분야 뿐만 아니라 거의 모든 산업 분야에서 환경 및 작업공정

모니터링 시스템으로 활용되면서 응용분야를 넓혀 가고 있다. 다만 무선 센

서 네트워크 기술은 다른 컴퓨팅 기술 분야보다는 기술의 표준화가 더딘 분

야이다. 통신 주파수 대역도 다양한데, 근거리 개인 통신망은 주로

900MHz 대역을 사용하며 IEEE 802.15.4 / 지그비 규격이 표준처럼 적

60 61

시사점 및 결론PART 07


용되고 있으나 개별 시스템 사례로 들어가면 기존 통신사가 사용하는 주파

수 대역도 사용되는 경우가 많다. 국가 재난관리가 예방 및 모니터링 중심

으로 진행되고 있지만, 각 개별 시스템간의 연계가 필수적이고 이를 위해서

도기술표준화에대한연구가꾸준히뒷받침되어야한다.

재난재해 대응분야에서 무선 센서 네트워크 기술에 관한 연구활동을 분석

하 다. 그러나 분석에 활용된 논문 내용이 단지 재난재해 대응분야에만 적

용되는 기술은 아니며 다른 분야에도 적용될 수 있는 기술이다. 분석 결과

최근 10여년간 논문수가 연평균 52.8%로 급속히 증가하고 있고, 국가별

로는 중국과 미국, 대한민국이 나란히 1~3위를 차지하고 있었다. 또한 각

논문들에 대한 클러스터링 및 전략 다이어그램 분석을 통해 클러스터 내부

의 연결강도를 나타내는 도와 외부와의 연결강도를 나타내는 중심성 지표

로 살펴본 결과, ‘명령 필터, 나노기술 기반의 WSN 기술, 오일, 가스, 자

원, 보안, 선적, 산업 및 비소비자 분야에서의 응용 등을 다루고 있는 기술

군’과‘클러스터링 알고리즘, 유전자 알고리즘을 이용한 위치 탐색

(localization) 및 MAC(Medium Access Control) 프로토콜을다루는기술군’

이 클러스터 내외부적으로 모두 강한 연결관계를 보임에 따라 이 기술군들

이 가장 폭넓게 연구되고 있는 것으로 파악하 다. 최신성 관점에서도 살펴

보았는데‘지그비(zigbee) 통신을 이용하여 화학 플랜트, 산업플랜트, 석탄

광산 및 유독가스 시설 등에 응용된 사례를 다루는 기술군’과‘클러스터 헤

드 선택 기법 및 고속도로나 무인 항공기 등에서의 재난사고 모니터링에 관

한기술군’이가장최신의기술군으로확인되었다.

마지막으로 본 연구에서는 피인용수가 높은 미국특허들 중에서 기술이 서

로 상이한 세 개의 핵심특허를 선정하고 이러한 기술이 동종 기술 및 타 분

야 기술로 파급되는 경로를 분석하 다. 첫 번째 특허는 Sensoria

Corporation이 출원한‘인터넷에 연결된 무선 통합 네트워크 센서를 이용하

여 데이터를 수집하는 기법’에 관한 특허인데, 다 섯개의 주요 파급경로가

발견되었다. 그 중에서 일부만 소개하자면, ‘통합 무선 센서 네트워크 기법

시사점및결론


이 환자 관리 시스템에 응용되고 다시 유무선 네트워크의 데이터 전송기법

으로 파급된 경로’, ‘통합 무선 센서 네트워크 기술이 선적 및 차량에서의

정보의 전송으로 파급된 경로’및‘무선 통합 센서 네트워크 기술이 사람이

나 객체의 움직임 또는 보존 상태를 모니터링하는 분야로 활용된 경로’등

이 발견되었다. 두 번째 특허는 Innovative Wireless Technologies, Inc. 가

출원한 특허로‘넓게 분산된 센서 노드에 기반하여 다중 파형 무선 센서 네

트워크를다루며, 무선센서지역네트워크(WLAN)와 게이트웨이연결을활

용하는 기법’이다. 이 특허의 경우 세 개의 주요 파급경로가 발견되었는데,

‘무선 센서 네트워크 기법이 위치추적 및 모니터링, 제어 분야로 파급된 경

로’, ‘무선 센서 네트워크 기법이 메쉬 네트워크에 적용된 형태’및‘화학,

생물학, 방사능, 핵 및고폭탄분야에서아날로그및디지털센서로의활용’

등의 파급경로들이다. 세 번째 특허는 Agilent Technologies, Inc가 출원한

특허로‘모바일 컬렉터를 통해서 무선 센서 네트워크에 접속하는 기법’에

관한 특허인데, 파급경로가 크게 활성화되지는 않았다. 결과적으로 재난재

해 대응분야의 무선 센서 네트워크 기술이 단지 해당분야로 한정된 기술이

아니며 센서 네트워크 분야 및 이와 유사한 시스템 분야 전반에 걸쳐서 다

양하게 응용되고 파급되는 양상을 발견하 다. 다시 말하자면 무선 센서 네

트워크 기술은 다양한 산업에서 폭넓게 응용분야를 넓혀 가고 있으며, 재난

재해 대응분야에서는 예측 및 모니터링 시스템의 기반기술로 자리매김할 것

으로기대된다.

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