지능형 서비스 로봇을 위한 무선기반의 로봇 플러그 앤 플레이 설계

Abstract

현재 대부분의 로봇 플러그 앤 플레이 기술은 유선 범용직렬버스 인터페이스(USB)로 호스트 플랫폼에 센서와 엑츄에이터,디바이스를 하드웨어적으로 직접 연결하는 형태로 구현되고 있으며, 플랫폼과 요소사이에서만 플러그 앤 플레이가 가능하고 요소들 사이의 플러그 앤 플레이는 실현되지 못하고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 근거리 무선 상호연결 기술을 이용하여 지능형 서비스 로봇을 위한 무선 네트워크 구성 방법과 IEEE 802.15.4 무선 네트워크 기반 로봇 플러그 앤 플레이를 제안한다. 무선기반 로봇 플러그 앤 플레이는 로봇이 IEEE 802.15.4 무선 주파수 기술을 사용하는 노드와 네트워크를 구성할 수 있고 노드 내 장치를 스스로 검색하여 자동으로 인식할 수 있는 기술을 의미한다. 로봇 플러그 앤 플레이를 구현하기 위하여 로봇을 위한 IEEE 802.15.4 무선 전송 패킷을 제시하였으며, 무선 플러그 앤 플레이의 장치 인식 알고리즘과 장치 간 상호인식 방법을 구체화하였다. IEEE 802.15.4 무선 전송패킷은 무선 노드의 역할(로봇, 센서, 엑츄에이터)에 따라 각 기능에 맞게 특성화하였으며 로봇 플러그 앤 플레이는 이 무선 전송 패킷의 장치정보 등으로 장치를 인식하고, 각 장치가 가지고 있는 다양한 정보와 기능을 로봇이 사용할 수 있도록 원격제어와 통제 기능을 제공한다. 로봇 플러그 앤 플레이는 IEEE 802.15.4 무선통신이 가능한 장치를 동적으로 인식하기 위하여 장치검색, 정보추출, 서비스 검색, 장비제어 기능을 6개의 모듈(장치 발견 모듈, 이벤트 관리 모듈, 장리 리스트 관리 모듈, 서비스 발견 모듈, 제어 모듈)로 구성하였다. 구현된 로봇 플러그 앤 플레이는 새로운 장치를 인식하는데 까지 약 0.5 ~ 1초가 걸리며, 인식된 장치의 리스트는 0.5 ~ 1.5초 간격으로 업데이트 된다. 제안된 무선 기반 로봇 플러그 앤 플레이는 IEEE 802.15.4 무선 모듈을 장착한 다양한 정보통신기기의 효과적인 검색과 인식을 보장하는 동작을 한다.