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경북대학교 & ㈜유양디앤유

sjkoh@knu.ac.kr

사물인터넷(IoT) 기반가시광통신(VLC) 서비스

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IoT 기반 VLC 서비스 개요사물인터넷(IoT, Internet of Things) 환경에서 가시광 무선통신(VLC, Visible Light Communication) 기술을 적용하여 다양한 서비스 제공

사무 공간

병원박물관

공공 장소

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빠른 전송 속도

(Li-Fi)

(위치 기반)

보안 기능

전자기파 간섭

없음

기존 통신기술

(WiFi 등) 보완

기존 무선통신 주파수 대역보다 1만 배 넓은 가시광 대역을 이용하므로 와이파이의

100배가 넘는 전송 속도 구현 가능

장소, 시간 등에 맞춰 의도적으로 빛을 차단해 원하지 않는 곳으로 흘러나가는 신호를

방지함으로써 보안성이 높음

기존 통신 기술들이 전자기파 간섭 문제로 병원, 항공기, 원자력발전소 등에서 사용이

극히 제한되는데 반해 제약이 전혀 없음

LED 조명이 구비된 특정 환경에서 기존 통신 기술(4G/5G, WiFi, Bluetooth, NFC 등)의

한계를 보완하여 사물인터넷 서비스 제공의 효율성(사업성) 제고

위치 기반 서비스 LED 조명의 위치 정보를 기반으로 하는 IoT 서비스에 적합

VLC 통신기술의 특징

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인텔, 보스톤대, GE

라이파이 고속통신

ZTE, 푸단대, 칭와대 등

한국전자통신연구원유양디앤유서울과기대, 영남대, 연세대, 국민대 등

Oledcomm, EDF 옵티멀 솔루션스Luciom, Thomson Lighting

라이파이 고속통신

VLCC, Casio, Lampserve 등

옥스포드, 에딘버러, 캠브리지대라이파이 고속통신

필립스

①

① ②

②

③ ④

⑤ ⑤

⑥

⑥

⑦

⑦

⑧

⑧⑨

⑨

The Edge 사무실 빌딩, 암스텔담

Boerhaave Museum, 네덜란드

까르프(Carrefour) VLC 마트

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VLC 통신기술 개발 동향

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VLC 단말 제품• VLC 송신용 조명 • 스마트 컴팩트형 수신기

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IoT 기반 VLC 서비스 구조

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Cellular Network

Actuator Network

VLC Network

Sensor Network

온도 센서

미세먼지 센서

카메라 센서열감지 센서

수료 검지 센서

연기 감지 센서

전력 센서압력 센서

AggregatorVLC Gateway (AA)

VLC Data

User Equipment (UE)

IoT PlatformServer (PS)

Gateway

Gateway

Internet

GW(AA)

CoAP

UDP

IPv6

6LoWPAN

MAC

PHY

CoAP

UDP

IPv6

MAC

PHY

LED

CoAP

UDP

IPv6

6LoWPAN

MAC

PHY

CoAP

UDP

IPv6

6LoWPAN

VLC / MAC

PHY

UE

CoAP

UDP

IPv6IPv4

6LoWPAN

VLC MAC / MAC LTE MAC

VLC PHY / PHY LTE PHY

PS

HTTP / MQTT CoAP

TCP UDP

IPv4 IPv6

MAC

PHY

IoT-VLC 서비스 네트워크

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IoT-VLC 서비스 동작 절차

UE (1)LEDGW(AA)PS UE (2)

1. AA Registration

2. AA Registration ACK3. LED Discovery

4.1 LED Advertisement 4.2 LED Advertisement

5.1 UE Registration

6.1 UE Registration ACK7.1 LED Discovery Report

5.2 UE Registration

7.2 LED Discovery Report 6.2 UE Registration ACK8. AA Discovery Report

PS: Platforn Sever, AA: Aggregation Agent, LED: Light Emitting Diode, UE: User Equiment

IoT Data IoT Data IoT Data IoT Data

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IoT-VLC 서비스 적용 분야

(스마트빌딩) LED 조명제어

(스마트카) 안전거리확보

표준화교통

에너지

(스마트팜) 식물재배환경제어

농업

(스마트공장) 무인운송장치

건설

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작업모니터#1

작업모니터#2

작업모니터#3

VLC송신

VLC송신

VLC송신

작업케이스#1

작업케이스#2

작업케이스#3

Network

작업지시

작업DB

<실시간 작업 정보 전달> <이동대차 위치 정보 전달 ><복잡한 유선 케이블을 무선화 >

IoT-VLC 서비스 예제 (스마트 공장)