휴대 전화망 기반의 원격 차량 진단 및 제어 서비스에 관한 연구 = A Vehicle Diagnosisand Control System via Cellular Phone

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Telematics, which is a compound word of a telecommunication and informatics, provides drivers with useful driving information such as driving path guidance, accident or robbery detection, traffic conditions and other valuable data at real time. As the number of vehicles on the road has steadily risen during the last 10 years, the traffic accidents, the congestion, and road damage have also increased dramatically. Telematics are considered as a promising way of reducing these kinds of problems. Recently, good-quality contents and cheap terminals with good performance and communication capability are required to offer various network services.
This paper proposes and implements how to build a telematics terminal equipped with CDMA and GPS running embedded Linux, to check a vehicle’s state through communication between telematics server and vehicle terminals using a cellular phone and to control a vehicle using SMS as shown in Figure 1. In order to do this, we use the SK-VM platform which is mobile terminal platform based on JAVA to design, implement and evaluate it.
The proposed system is divided into diagnosis and control systems. The diagnosis system is for confirming the status and location of vehicle using cellular phone, which is implemented based on the SK-VM. The control system, using an embedded CDMA modem in telematics terminal, is designed to use SMS to control the vehicle. The components of the vehicle diagnosis and control system consist of a cellular phone, a server for the telematics services, and an in-vehicle terminal. A cellular phone can connect to the telematics server and receive the status and location data of the vehicle via HTTP and displays this information to the user. On the other hand, the SMS code is transmitted to the in-car terminal to control it. Telematics server offers information stored in its database to the user after authorization process when a request from user’s cellular phone is received. It also stores or renews the information depending on new data received from the terminal. The in-vehicle terminal offers vehicle status and location information via an embedded CDMA network to the telematics server.

국문 초록 (Abstract)

텔레매틱스란 통신(Telecommunication)과 정보과학(Informatics)의 합성어로 운전경로 안내, 차량 사고나 도난감지, 교통상황 및 각종 생활 편의정보를 운전자에게 실시간으로 제공한다. 지난 10년간 국내 자동차 보유 대수가 급격히 증가 하면서 고통사고 증가, 교통 정체, 도로 파손등과 같은 문제점을 유발하였고, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 방안으로 텔레매틱스 서비스가 주목 받고 있다.
본 논문에서는 텔레매틱스 서비스를 위하여 내장형 리눅스 기반의CDMA 및 GPS를 장착한 텔레매틱스 단말기를 제작하고, 휴대 전화를 이용하여 원격지에서 인터넷에 연결된 텔레매틱스 서버와 차량 단말기간의 통신을 통해 차량의 상태를 확인하고, SMS(Short Message Service)를 이용하여 차량을 제어하는 방법을 제안하고 구현한다. 이를 위해 JAVA기반의 휴대 전화 단말 플랫폼인 SK-VM을 이용하여 제안하는 시스템을 설계 및 구현하고 이를 검증한다. 제안하는 시스템은 차량 진단 시스템과 제어 시스템으로 구분된다. 차량 진단시스템은 휴대 전화를 이용해 차량의 현재 상태와 위치를 확인 할 수 있는 시스템으로 SK-VM을 이용하여 구현하였다. 차량 제어시스템은 텔레매틱스 단말기에 내장되어 있는 CDMA 모뎀을 이용하여 휴대 전화의 SMS로 직접 차량을 제어 할 수 있도록 설계 하였다. 차량 원격 진단 및 제어 시스템을 구성하는 각각의 요소들은 사용자 휴대 전화기, 서비스 제공을 위한 관제 서버, 그리고 차량에 장착되는 텔레매틱스 단말기로 구성된다.
휴대 단말기의 경우 무선 인터넷 서비스를 이용하여 텔레매틱스 서버에 접속하여 차량의 상태와 위치 정보를 HTTP로 전송 받아 사용자에게 필요한 정보를 제공하는 역할을 수행하며, SMS를 이용하여 차량 제어를 위해 정의된 규정대로 생성된 SMS 코드를 단말기로 전송하여 차량을 제어하는 역할을 수행한다. 서버는 사용자 휴대전화에서 정보 제공 요청이 있을 시 인증 과정을 거친 후 데이터베이스에 저장되어 있는 정보를 사용자에게 제공하는 역할을 수행하며, 또한 텔레매틱스 단말기로부터 수신되는 데이터가 있는지 확인하여 전송된 데이터를 데이터베이스에 저장, 갱신하는 역할을 수행한다. 텔레매틱스 단말기는 차량의 각종 상태 정보와 위치 정보를 내장되어 있는 CDMA 모뎀을 이용해 서버에 정보를 제공하는 역할을 수행한다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 = 1
• 1.1. 텔레매틱스의 개요 = 1
• 1.2. 텔레매틱스 서비스 발전 전망 = 3
• 1.3. 논문의 구성 = 5
• 제 2 장 관련 연구 = 6
• 2.1. 차량 진단 및 제어방법 = 6
• 2.1.1 음성인식 = 6
• 2.1.2 DTMF = 7
• 2.1.3 Remote Control System = 7
• 2.2. 모바일 플랫폼 = 8
• 2.2.1 BREW = 8
• 2.2.2 WIPI = 9
• 2.2.3 SK-VM = 10
• 제 3 장 차량 원격 진단 및 제어 서비스를 위한 임베디드 리눅스 기반의 단말기 설계 및 제작 = 12
• 3.1. 임베디드 시스템의 개요 = 12
• 3.2. 임베디드 시스템 개발 방법 = 13
• 3.3. 임베디드 프로세서 = 15
• 3.3.1 Intel Xscale 프로세서 = 16
• 3.4. 임베디드 리눅스 시스템 = 20
• 3.4.1 임베디드 리눅스 시스템의 일반적인 아키텍처 = 21
• 3.4.2 커널 Boot Process = 23
• 3.4.3 루트 파일 시스템 = 23
• 3.4.4 GUI 프로그래밍 = 25
• 3.5. 텔레매틱스 서비스를 위한 단말기 설계 및 제작 = 28
• 제 4 장 휴대전화망을 이용한 차량 원격 진단 및 제어 방법 = 31
• 4.1. 시스템 구성 = 31
• 4.2. SK-VM을 이용한 휴대전화 어플리케이션 제작 = 33
• 4.3. 차량 원격 진단 및 제어 시스템 설계 = 38
• 4.3.1 CDMA 모뎀을 위한 디바이스 드라이버 제작 = 38
• 4.3.2 디바이스 드라이버 커널 삽입 = 44
• 4.3.3 SMS를 이용한 차량 제어 메시지 프레임 설계 = 46
• 4.4. 차량 원격 진단 및 제어 서비스를 위한 모바일 통신 = 49
• 제 5 장 실험 및 결과 = 51
• 5.1. 실험 환경 = 51
• 5.2. 결과 = 52
• 제 6 장 결론 = 55
• 참고 문헌 = 56
• 영문 초록 = 58