• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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• 2005.11a
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• pp.108-112
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• 2005

유비쿼터스 컴퓨팅의 기반 설비인 센서 네트워크는 많은 수의 센서 노드들로 구성되며, 각 센서 노드의 하드웨어는 매우 작은 규모이다. 또한 센서 네트워크는 구축 목적에 따라 네트워크 토폴로지 및 라우팅 방식이 결정되어야 하고, 이와 더불어 센서 노드의 하드웨어와 소프트웨어도 필요에 따라 다양하게 변경되어야 한다. 따라서 센서 네트워크가 구현되기 전에 시스템 동작과 성능을 예측할 수 있는 센서 네트워크 시뮬레이터가 필요하다. 기존의 센서 네트워크 시뮬레이터들은 특별한 응용을 위한 특정 기반의 하드웨어와 운영체제에 국한되어 개발되었기 때문에 다양한 센서 네트워크 환경을 지원하기에는 한계가 있으며, 센서 네트워크 설계상의 주요 요소인 전력소모량과 실행 시간에 대한 분석이 포함되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 특정한 응용이나 운영체제에 제한을 받지 않으면서 다양하게 센서 네트워크 환경을 설계 및 검증할 수 있고, 더불어 전력소모량과 실행시간 추정도 가능한 시뮬레이터를 개발하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 본 연구에서 개발한 시뮬레이터는 기계명령어-레벨(machine instruction-level)의 이산-사건 시뮬레이션(discrete-event simulation) 기법을 이용함으로써 실제 센서 노드의 프로그램 실행 및 관련 동작들을 세부적으로 예측하는 데 사용될 수 있도록 하였다. 시뮬레이션의 작업부하(workload)인 명령어 트레이스(instruction trace)로는 ATmega128L 마이크로컨트롤러용으로 크로스 컴파일된 인텔 핵스-레코드(.hex) 형식을 사용한다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.13 no.9
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• pp.1928-1934
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• 2009

This paper proposes a power management scheme for sensor nodes in wireless sensor networks based on sensor node operating system supporting the sensor transparency, which can turn off the sensors when the MCU is in sleep mode. We classify the sensors in two types, that is, event sensors and polling sensors, to be able to decide whether the sensor is a type of sensors whose power supply can be turned off or not, and we design a new scheduler to support recognition of those different types of sensors. Implementing and evaluation of the scheduler and the power manager supporting sensor transparency are shown based on Nano-Q+.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.9
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• pp.626-633
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• 2006

The wireless sensor networks are sensing, computing and communication infrastructures that allow us to monitor, instrument, observe, and respond to phenomena in the harsh environment. Sensor operating systems that run on tiny sensor nodes are the key to the performance of the distributed computing environment for the wireless sensor networks. Therefore, sensor operating systems should be able to operate efficiently in terms of energy consumption and resource management. In this paper, we present an efficient memory allocation scheme to improve the time and space efficiency of memory management for the sensor operating systems. Our experimental results show that the proposed scheme performs efficiently in both time and space compared with existing memory allocation mechanisms.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06c
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• pp.217-219
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• 2006

일반적으로 수십 개에서 많게는 수백 수천 개의 센서노드로 구성된 센서네트워크 환경에서 각 노드들은 제한된 저장 공간과 효율적인 에너지자원소비 등의 제약사항을 가지고 있다. 따라서 센서노드에서 응용모듈에 대한 형상관리를 수행하기에는 어려움이 있다. 본 논문은 한국전자통신연구원(ETRI)에서 개발된 나노큐플러스 운영체제(Nano-Qplus OS)기반의 센서네트워크 환경에서 각 노드들의 저장 공간이나 에너지 자원 등의 여러 제약조건을 고려한 버전동기화 도구를 제안한다. 이것은 윈도우즈 기반의 eclipse개발환경과 버전관리도구인 CVSNT와 연동하여 각 응용모듈의 버전을 관리하고, 이를 이용하여 본 논문에서 소개하는 센서노드와 버전정보 저장소간의 버전동기화 도구인 NVSync(Nano-Qplus Version Synchronization)를 사용하여 센서노드의 응용모듈과 동기화함으로써 동적으로 노드들의 응용모듈을 재구성할 수 있게 한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11b
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• pp.355-357
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• 2005

본 논문은 한국전자통신연구원에서 개발된 나노큐플러스 운영체제기반의 센서네트워크에서 각 노드의 응용모듈에 대한 버전을 관리하기 위한 기법을 제안한다. 제안한 기법을 응용모듈의 버전을 관리하기 위하여 고유식별번호를 각 노드의 헤더파일에 저장한다. 관리자 또는 개발자가 헤더파일에 저장되어 있는 각 노드의 고유한 식별번호를 사용하여 별도의 저장소에 저장되어 있는 노드의 형상정보를 한눈에 알아볼 수 있는 버전관리 기법을 제시하였다. 제안한 버전관리 기법을 나노큐플러스 운영체제기반의 센서네트워크 응용모듈에 적용하면 개발자 입장에서 각각의 응용모듈 변경에 대한 버전관리가 용이해지고, 형상항목인 소스코드간의 연관관계 및 변경된 소스코드의 버전에 대한 가시성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.16 no.2
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• pp.85-97
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• 2011

Wireless sensor networks have emerged as one of the key enabling technologies for ubiquitous computing since wireless intelligent sensor nodes connected by short range communication media serve as a smart intermediary between physical objects and people in ubiquitous computing environment. We recognize the wireless sensor network as a massively distributed and deeply embedded system. Such systems require concurrent and asynchronous event handling as a distributed system and resource-consciousness as an embedded system. Since the operating environment and architecture of wireless sensor networks, with the seemingly conflicting requirements, poses unique design challenges and constraints to developers, we propose a very new operating system for sensor nodes based on finite state machine. In this paper, we clarify the design goals reflected from the characteristics of sensor networks, and then present the heart of the design and implementation of a compact and efficient state-driven operating system, SenOS. We describe how SenOS can operate in an extremely resource constrained sensor node while providing the required reactivity and dynamic reconfigurability with low update cost. We also compare our experimental results after executing some benchmark programs on SenOS with those on TinyOS.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2008.06b
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• pp.313-317
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• 2008

센서 네트워크는 여러 분야에서 활용할 수 있는 기술이다. 센서 노드가 외부에서 채취한 데이터를 실시간으로 사용자에게 전달하는 것은 매우 중요하다. UC 버클리에서 개발된 TinyOS는 센서 노드에서 동작하는 운영체제 중 가장 많이 사용되고 있다. TinyOS는 Event-driven 방식이며 Component 기반의 센서 네트워크 운영체제이다. 기본적으로 비선점 방식의 스케줄러를 사용함으로써 TinyOS의 실시간성을 보장하기 어렵다. 최근 연구에서 TinyOS의 빠른 반응성을 위해 Priority Level Scheduler라는 선점 기능이 제안되었다. 여기서 본 논문은 TinyOS의 실시간성의 보장을 위해 Priority Level Scheduler에 EDF(Earliest Deadline First)를 적용한 선점형 EDF 스케줄링 방식을 제안하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2008.06d
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• pp.191-195
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• 2008

센서 노드 미들웨어는 다양한 센서 응용 소프트웨어와 운영체제 및 네트워크 기능 사이에 존재하며, 유지보수, 설치, 배포, 응용 수행에 필요한 제반 사항을 지원하며, 센서 노드에 탑재되어 센서 네트워크의 프로그램 갱신, 응용 변화에 따른 프로그래밍 조정을 수행한다. 본 논문에서는 센서 노드 미들웨어가 센서 노드의 응용 모듈을 동적으로 재구성하기 위한 방법으로 속성 값 단위의 동적 재구성 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 센서 노드의 응용 모듈을 변경해야 할 필요가 있을 경우, 응용 모듈과 관련된 속성의 값을 변경시켜 줌으로써 응용 모듈을 재구성하는 방법이다. 논문에서는 제안하는 동적 재구성의 개념과 동적 재구성을 위한 프로세스 및 알고리즘을 설명한다. 제시하는 기법은 각처에 설치되어 동작중인 센서 노드들을 무선 통신을 이용하여 재구성함으로써 직접 센서 노드들을 떼어내거나 동작을 중단시키지 않고도 재구성함으로써 운영의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다. 또한 속성 값을 통한 동적 재구성방법을 통하여 용량이 큰 이미지 파일 전송으로 인한 통신 오버헤드를 줄이고 그로인해 배터리 소모를 줄 일수 있다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.16 no.4
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• pp.437-441
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• 2010

A new application area in which wireless sensor networks are applied requires the performance of more elaborated and complicated task and the completion of those tasks within a time limit. Until now, it is, however, insufficient to do research on the mechanism of handling interrupt based on real-time sensor operating systems which carefully consider the limitation of resources of sensor nodes and the property of tasks which is executed in a wireless sensor network area. In this paper, the requirements satisfying real-time in sensor operating systems are analyzed and based on this, a system is designed and implemented. In addition, the proposed mechanisms are confirmed by several verification methods, and the efficiency of the performance and the satisfaction of those requirements for real-time are verified by simulation.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11b
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• pp.487-489
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• 2005

본 논문에서는 센서 네트워크를 위한 운영체제인 Nano-Qplus를 기반으로 수행되는 센서 네트워크를 위한 프로그램의 코드를 자동으로 생성하는 기법을 제시한다. 즉, 센서 네트워크를 구성하는 센서, 라우터, 싱크, 엑츄에이터와 같은 노드들이 수행해야 하는 기능에 대한 코드를 자동으로 생성하도록 하는 기법을 제시한다. 센서 네트워크에 대한 모델을 작성하고, 이를 바탕으로 센서 네트워크의 각 노드에 대한 속성을 스크립트를 통하여 설정하면 각 노드를 동작시킬 수 있는 프로그램이 자동으로 생성된다. 이를 위하여 각 노드의 속성을 설정할 수 있는 스크립트와 프로그램을 자동으로 생성하는 알고리즘을 제공한다. 본 논문에서 제시한 기법을 이용하면 센서 네트워크를 구성하는 각 노드에 대한 속성설정만으로 실행코드를 자동으로 생성함으로써 센서 네트워크를 이용하는 어플리케이션을 개발하는데 소요되는 노력을 줄일 수 있으며, 신속한 코드생성을 통해 조기에 테스트를 수행하여, 오류를 찾아내어 수정함으로써 검증된 코드를 생성할 수 있다.