DASH7
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1. 개요
DASH7은 active RFID 시장의 성장을 촉진하고 장비 간 상호 운용성을 확보하기 위해 개발된 무선 데이터 기술이다. 2009년 DASH7 얼라이언스가 설립되어 ISO/IEC 18000-7 표준을 기반으로 시작되었으며, 무선 센서 네트워크 기술로 발전했다. DASH7은 433MHz ISM 대역을 사용하며, 전력 효율성, 글로벌 로밍, 센서 지원, 보안 등의 장점을 갖는다. 물류, 유통, 스마트 빌딩, 위치 기반 서비스, 모바일 광고, 자동차 등 다양한 분야에 적용 가능하며, DASH7 Alliance에서 상호운영성 테스트 및 인증 프로그램을 제공하고, 오픈 소스 스택과 펌웨어 라이브러리를 통해 개발을 지원한다.
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| DASH7 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
| 이름 | DASH7 |
| 종류 | 오픈 소스 무선 센서 및 액추에이터 네트워크 프로토콜 |
| 기반 | ISO/IEC 18000-7 |
| 개발 | DASH7 얼라이언스 |
| 버전 | v1.1 (2017년 1월) |
| 산업 분야 | 자동화, 산업, 군사 |
| 웹사이트 | DASH7 얼라이언스 |
2. 역사
RFID 시장은 정부 주도의 사업으로 꾸준한 성장세를 보여왔으나, 액티브(active) RFID 시장은 패시브(passive) RFID 시장에 비해 아직 시장성이 미약했다. 이는 액티브 RFID 장비의 높은 가격, 기대 이하의 활용성, 실제 적용 사례 부족 등의 문제점을 안고 있었기 때문이다. 특히 433MHz 장비 통신 규격을 제시하는 ISO/IEC 18000-7의 모호한 해석(Grey Area)으로 인해, 같은 표준에 따라 개발된 장비임에도 불구하고 완성된 RFID 장비들 간의 상호운영성이 보장되지 않는 문제가 있었다.[1]
DASH7은 이러한 배경 속에서 ISO/IEC 18000-7 표준에서 시작되었으며, 초기에는 주로 군수 물류 분야에서 활용되었다. 2009년 1월, 미국 국방부는 DASH7 장치에 대한 대규모 RFID 계약을 발표했는데, 그 규모는 4.29억달러에 달했다.[2]
2. 1. DASH7 Alliance 설립
2009년 2월, RFID 업체, 관련 연구 기관 및 고객사들이 모여 active RFID 시장의 성장을 촉진하고 장비 간 상호운영성을 확보하기 위해 새로운 무선 데이터 기술인 DASH7을 명명하고 이를 운영하기 위한 [https://web.archive.org/web/20090321090926/http://www.dash7.org/ DASH7 Alliance]를 설립하였다. DASH7의 어원은 433MHz 대역의 air interface 통신을 정의하는 국제 표준인 ISO/IEC 18000-7의 '-7(dash seven)'에서 따온 것이다. DASH7 Alliance는 ISO/IEC 18000-7을 기반으로 한다는 점에서 IEEE 802.11 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)와 비슷한 성격을 지니고 있다.DASH7 Alliance의 주요 목적은 RFID 태그와 리더를 개발하는 업체들의 제품 간 상호운영성 및 안정성을 보장하고 현재 몇몇 분야에만 제한되어 있는 RFID 사업 영역을 확장하여 전체 RFID 시장 확장에 기여하는 데에 있다.
DASH7 Alliance는 Business Working Group, Technical Working Group, Test and Certification Working Group의 세 개의 WG 분야로 활동하고 있다.
DASH7 Alliance에는 20여개의 RFID 하드웨어 업체와 관련 연구기관이 참여하고 있으며, 창립 멤버로는 한국의 [http://www.kpcnet.com KPC(케이피씨)], 미국의 [http://www.savi.com Savi Technology], [https://web.archive.org/web/20180808003022/http://rfind.com/ RFind], [http://www.evigia.com evigia], [http://www.identecsolutions.com IDENTEC Solutions], [http://www.higtek.com Hi-G-Tek]이 있다.
2009년 3월, DASH7 호환 장치 간의 상호 운용성을 촉진하기 위한 비영리 산업 컨소시엄인 DASH7 얼라이언스가 발표되었으며, 2010년 7월 기준으로 23개국에서 50개 이상의 참여업체가 활동하고 있다.
2. 2. 기술 발전
DASH7 얼라이언스는 2011년에 원래의 18000-7 기술을 상업적 응용 분야를 위한 무선 센서 네트워크 기술로 발전시켰다.[1] 새로운 프로토콜 이름은 원래 표준 문서의 -7로 표시된 일곱 번째 섹션에서 파생되었다.2011년 4월, DASH7 얼라이언스는 더 빠른 처리량, 멀티 홉, 더 낮은 대기 시간, 더 나은 보안, 센서 지원 및 내장된 쿼리 프로토콜을 달성하기 위해 최신 실리콘을 더 잘 활용하는 ISO/IEC 18000-7 표준 기반의 DASH7 모드 2 채택을 발표했다.
2015년 5월, DASH7 얼라이언스는 DASH7 얼라이언스 프로토콜 v1.0을 공개했으며, 2017년 1월에는 보안 및 상호 운용성 분야에서 v1.0을 업데이트한 DASH7 얼라이언스 프로토콜 v1.1을 공개했다.
3. 특징
DASH7은 DASH7 Alliance에서 상호운영성 확보를 위해 제시하는 기술로, 기존의 active RFID 통신 규격인 ISO/IEC 18000-7의 문제점을 해결할 수 있다. WiFi, ZigBee, passive RFID, GPRS 등 기존의 무선 데이터 기술과 비교했을 때, 전력 효율성, 배터리 수명, 글로벌 주파수 유효성(글로벌 로밍), 위치 및 센싱 애플리케이션 활용 면에서 더 나은 성능을 제공하며, 저렴한 장비 공급이 가능하다는 장점이 있다.
DASH7은 국제 표준을 준수하며, RTLS(Real-Time Location System, 실시간 위치 추적 시스템)로 활용될 수 있다. 또한, 태그 간 통신, 센서 지원 및 보안 측면에서도 다른 무선 기술 표준에 비해 강점을 보인다. 특히, 대부분의 액티브 RFID 또는 LPWAN 기술과는 달리, DASH7은 태그 간 통신을 지원한다.
3. 1. 기술적 특징
DASH7은 ISO/IEC 18000-7 표준을 기반으로 하며, 433MHz ISM 대역을 사용하는 액티브 RFID 기술이다.[11] 이 주파수 대역은 액체 및 콘크리트 투과성이 우수하여 장거리 통신에 유리하다.[6]DASH7은 BLAST (Bursty, Light, Asynchronous, Stealth, Transitive) 네트워킹 기술을 사용하여 기존 무선 네트워크와 차별화된다. BLAST의 특징은 다음과 같다.
- Bursty (버스티): 데이터 전송이 간헐적으로 발생하며, 비디오나 오디오와 같은 연속적인 데이터는 포함하지 않는다.
- Light (라이트): 패킷 크기는 일반적으로 256바이트로 제한된다.
- Asynchronous (비동기): 주요 통신 방식은 명령-응답 형태로, 주기적인 동기화가 필요 없다.
- Stealth (스텔스): 통신 응답을 위해 주기적인 비콘을 필요로 하지 않는다.
- Transitive (이동성): 장치가 이동성을 가지며, 고정된 인프라에 얽매이지 않는다.
DASH7은 태그 간 통신을 지원하여 다른 액티브 RFID 기술과 차별화된다.[7] 또한, 위치 추정 기술을 적용할 수 있으며, 실험실 환경에서 1m 정확도의 위치 추정 기술이 구현되었다.[7] 통합 쿼리 프로토콜을 지원하여 네트워크 처리량 향상 및 대기 시간 감소에 기여한다.
DASH7은 최대 140dB의 링크 예산과 27dBm의 전송 전력을 제공하여 중거리 기술로 분류된다. 가시거리 환경에서 1km 이상의 통신 범위를 제공하며, 사비 기술의 테스트에서는 최대 10km까지 도달했다.
다음은 DASH7과 ZigBee 기술의 비교표이다.
| 기술 | 국제표준 | 주파수대역 | 글로벌 사용 | 액체 투과 | 콘크리트 투과 | 범위 | 평균 전력 소모 | 평균 지연 시간 | 장비 가격 | 멀티홉 | 센서 지원 | 보안 지원 | 최대 비트 전송률 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DASH7 | ISO/IEC 18000-7 | 433 MHz | Yes | Yes | Yes | 1000m | 30–60 mw | 2.5–5 seconds | $10+ | Yes | Yes | Yes | 28 kbps |
| ZigBee | IEEE 802.15.4 | 2.4 GHz, 915 MHz, 868 MHz | 2.4 GHz – yes; 915 MHz – no; 868 MHz – no | No | No | 10–75 m | 300–600 mw | typ <100ms potentially minutes | $10+ | Yes | Yes | Yes | 20–240 kbps |
3. 2. 다른 무선 기술과의 비교
DASH7은 Wi-Fi, ZigBee, LoRaWAN, SigFox 등 다른 무선 기술과 비교했을 때, 통신 범위, 전력 소비, 데이터 전송 속도 등에서 뚜렷한 차이를 보인다.| 기술 | 국제 표준 | 주파수 대역 | 액체 투과 | 콘크리트 투과 | 범위 | 평균 전력 소모 | 평균 지연 시간 | 장비 가격 | 멀티홉 | 센서 지원 | 보안 지원 | 최대 비트 전송률 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DASH7 | ISO/IEC 18000-7 | 433 MHz | Yes | Yes | 1000m | 30–60 mw | 2.5–5 초 | $10+ | Yes | Yes | Yes | 28 kbps |
| ZigBee | IEEE 802.15.4 | 2.4 GHz, 915 MHz, 868 MHz | No | No | 10m–75m | 300–600 mw | 일반적으로 100ms 미만, 잠재적으로 몇 분 | $10+ | Yes | Yes | Yes | 20–240 kbps |
4. 응용 분야
DASH7은 국방 고등 연구 계획국(DARPA)에서 개발한 ARPANET처럼 개발되었으며, 다음과 같은 광범위한 응용 분야에 적합하다.
- '''모바일 광고''': "스마트" 광고판 및 키오스크에 활용되어 새로운 전자 상거래 기회를 창출하고, 위치 기반 광고 및 프로모션에 필요한 인프라를 제공한다.[9]
- '''자동차''': 차세대 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS)으로 인식되고 있으며, 연비 향상, 타이어 마모 감소, 안전성 향상에 기여한다. 공급망 관리와 같은 다른 자동차 응용 분야에도 사용된다.
4. 1. 물류 및 유통
DASH7은 운송 컨테이너, 팔레트, 롤 케이지, 트럭, 철도 차량, 해상 선박 및 기타 공급망 자산의 소재를 추적하는 데 사용되어 기업에 일상적인 운영에 대한 전례 없는 가시성을 제공한다.[9] 또한 DASH7은 백신, 신선한 농산물, 잘린 꽃 등 운송 중 온도 및 기타 환경 요인이 민감한 제품의 무결성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 콜드 체인 관리에도 사용된다.[9]4. 2. 스마트 빌딩
DASH7의 신호 전파 특성은 2.45 GHz에서 작동하는 다른 기술의 방해물 역할을 하는 벽, 창문, 문 및 기타 물질을 통과할 수 있도록 한다.[8] 스마트 에너지 및 건물 자동화 애플리케이션의 경우 DASH7 네트워크는 경쟁 기술보다 훨씬 적은 인프라로 구축할 수 있으며 총 소유 비용이 훨씬 저렴하다. 출입 통제, 스마트 미터 등에 적용될 수 있다.4. 3. 위치 기반 서비스
DASH7은 스마트 카드, 키 팝, 티켓, 시계 등 다양한 DASH7 지원 장치를 사용하여 새로운 위치 기반 서비스를 개발하는 데 사용되고 있다. 이러한 장치들은 Wi-Fi나 블루투스와 같은 기술에 비해 전력 소모가 적고, 장거리 통신이 가능하며, 비용이 저렴하다는 장점을 가진다.[8]DASH7을 사용하면 GPS와 같은 기존의 체크인 기술로는 실용적이지 않은 방식으로 장소에 "체크인"할 수 있다. GPS는 전력 소모가 많고 실내 및 도시 환경에서 실패하는 경우가 많기 때문이다. Foursquare, Novitaz 또는 페이스북과 같은 위치 기반 서비스는 DASH7의 이러한 기능을 활용하여 로열티 포인트를 제공하거나, 사용자가 지나가는 사람들의 페이스북 또는 트위터 주소를 볼 수 있도록 하는 등의 기능을 제공할 수 있다.[8]
4. 4. 기타
- '''건물 자동화, 출입 통제, 스마트 미터''' - DASH7은 벽, 창문 등 장애물을 통과할 수 있어 스마트 에너지 및 건물 자동화에 유리하다.
- '''위치 기반 서비스''' - 스마트 카드, 키 폽 등 다양한 DASH7 지원 장치를 활용하여 새로운 위치 기반 서비스를 개발할 수 있다. 사용자는 전력 소모가 많은 GPS 대신 DASH7을 사용하여 장소에 "체크인"할 수 있다.[8]
- '''모바일 광고''' - "스마트" 광고판 및 키오스크에 활용되어 전자 상거래 기회를 창출하고, 위치 기반 광고 및 프로모션에 필요한 인프라를 제공한다.[9]
- '''자동차''' - 차세대 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS)으로 인식되고 있으며, 연비 향상, 타이어 마모 감소, 안전성 향상에 기여한다. 공급망 관리와 같은 다른 자동차 응용 분야에도 사용된다.
- '''물류''' - 운송 컨테이너, 팔레트 등의 소재 추적에 사용되어 기업 운영에 대한 가시성을 제공한다. 콜드 체인 관리에도 사용되어 온도 및 기타 환경 요인을 모니터링한다.
5. 상호운영성
RFID 장비 간 상호운영성을 확보하기 위해 2009년 2월, RFID 업체, 관련 연구 기관 및 고객사들이 모여 DASH7 Alliance를 설립하였다. 이 연합은 ISO/IEC 18000-7 표준을 기반으로 장비 간 상호운영성 및 안정성을 보장하고, RFID 사업 영역을 확장하여 전체 RFID 시장을 넓히는 것을 주요 목적으로 한다.
DASH7 Alliance는 일반 상호운영성, 저주파 wake-up 상호운영성, 센서 상호운영성, 화물보안 상호운영성 등 4개 분야의 상호운영성을 확보하기 위해 노력하며, 이를 위해 Business, Technical, Test and Certification의 세 가지 Working Group(WG) 분야로 나누어 활동하고 있다.
DASH7 기술의 상호운영성 테스트는 피츠버그 대학교(University of Pittsburgh)의 RFID Center of Excellence 연구소에서 시행된다. 이 연구소는 ISO/IEC 18000-7 기반 제품들의 상호운영성 테스트를 위한 시설 및 장비를 갖추고 있으며, DASH7 Alliance에 가입된 업체들을 대상으로 제품 테스트를 시행한다. 테스트를 통과한 제품은 ISO/IEC 18000-7 상호운영성이 보장된다는 증명의 로고를 부착할 수 있다.
DASH7 얼라이언스는 현재 DASH7 장치를 기능적으로 테스트하는 인증 프로그램을 개발하고 있다. 이 인증은 다양한 스택 구성(채널, QoS, 보안)에서의 트랜잭션을 다루는 일련의 테스트 시나리오로 구성된다. 물리적 무선 인터페이스는 인증 범위에 포함되지 않으며, 현지 무선 규정을 준수해야 한다.
6. 개발 지원
DASH7 모드 2 개발자는 OpenTag라는 오픈 소스 펌웨어 라이브러리를 통해 "C" 기반 환경에서 DASH7 애플리케이션을 빠르게 개발할 수 있다. OpenTag는 오픈 소스 프로젝트이지만, RAND 라이선스 허용 조항이 포함되어 있어 사용료가 부과될 가능성도 있다.[10]
DASH7 개발은 반도체 산업의 지원을 받는다. 텍사스 인스트루먼트, ST마이크로일렉트로닉스, 실리콘 랩스, 셈테크, 아나로그 디바이스 등 여러 회사에서 DASH7 지원 하드웨어 개발 키트 또는 SoC (System on Chip) 제품을 제공한다.
참조
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간행물
Information technology. Mobile item identification and management
http://dx.doi.org/10[...]
BSI British Standards
2023-10-27
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2008-01-09
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웹사이트
Low power wide-area networking alternatives for the IoT
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2015-09-15
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웹사이트
Ground breaking world record! LoRaWAN packet received at 702 km (436 miles) distance
https://www.thething[...]
2019-05-16
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Free Space Loss Calculator, 155 dB Linkbudget (14 dBm TX, -141 dBm RX)
https://www.allabout[...]
2019-05-16
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논문
DASH7_Alliance_Protocol_10_Low-Power_Mid-Range_Sensor_and_Actuator_Communication
https://www.research[...]
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웹사이트
Robot localization with DASH7 technologyI
http://anet.uantwerp[...]
2013-09-29
[8]
웹사이트
ReadWrite – DASH7: Bringing Sensor Networking to Smartphones
http://www.readwrite[...]
2010-05-17
[9]
웹사이트
Contribute a Guest Article to RFID Journal
https://www.rfidjour[...]
2023-06-06
[10]
웹사이트
DASH7 Alliance Protocol version 1.0
http://www.dash7-all[...]
2015-12-08
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서적
Introduction to DASH7 Technologies, 1st Edition
http://www.dash7.org[...]
DASH7 Alliance
2009-03-16
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