재난환경에서 원격진료를 위한 WSN 기반의 실시간 모니터링 시스템 설계 및 구현

Abstract

논문은 기반시설이 파괴된 재난 현장에서 원격진료를 위해 독립적인 Wireless Sensor Network망을 이용한 실시간 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다. 이러한 시스템을 재난상황에 적용하기 위해서 IEEE 802.15.4 센서 네트워크 표준을 이용한다. 이는 독립 망으로서 이를 구축하기 위해 다수의 TinyOS기반 센서들을 사용하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하였다. 데이터들은 센서 및 카메라들을 이용하여 수집되며 이를 관제센터로 전송하도록 하였다. 관제센터는 수집된 데이터들을 이용하여 상황을 파악하고 구조대원의 구조활동을 지원할 수 있도록 설계하였다.

IEEE 802.15.4 센서네트워크 독립망의 대역폭은 최대 256kbps로서 실시간 데이터를 전송하기에는 낮은 대역폭이다. 이를 극복하기 위해서 상시 송수신되는 음성패킷의 딜레이로 네트워크 품질을 판단하고, 제안한 패킷 스케줄링 기법을 사용한다. 또한 음성 패킷을 통해 들어온 딜레이 정보를 통해 남는 자원을 계산하고 남는 자원만큼 영상 패킷을 Segment하여 전송하도록 하였다. 그 결과로 낮은 대역폭의 WSN망에서 실시간 음성대화와 분할된 현장이미지를 100ms 안에 전송할 수 있었다. 분할된 이미지는 수신측에서 합성하여 받는 즉시 Display되고, 여러 장의 사진을 받아 원격지에서 현장상황을 파악할 수 있는 효과적인 실시간 모니터링 기능을 수행 할 수 있었다.

본 연구를 통해 구현한 시스템은 재난상황에 처한 이들을 위해 고안한 시스템으로 IEEE 802.15.4 센서 네트워크를 원격진료와 결합함으로서 NO-infra 상황에 적합하도록 설계하였다. 원격진료를 위해서는 환자의 상황을 알 수 있도록 음성데이터, 생체 데이터, 영상데이터의 송수신이 필수적이며 본 시스템을 통하여 이를 효율적으로 가능하도록 하였다. 따라서 본 시스템을 이용하여 실제 재난상황에 적용한다면 구조대원들의 인명구조나 재난현장의 상황파악 등의 구조 활동에 효율적으로 활용될 것이다.