유비쿼터스 센서네트워크는 저 전력 무선통신, 초소형 마이크로프로세서, Ad-Hoc네트워크, MEMS등 다양한 종류의 센서들과 임베디드 시스템의 기술 발전을 기반으로 모든 사물에 컴퓨팅 능력 및 무선통신 능력을 부여하여 "언제", "어디서나" "어느 것"과도 사물들끼리의 통신이 가능한 환경을 구현하는 것이다. 이러한 무선센서네트워크의 응용 분야는 산업 전반에서 일상생활에 이르기 까지 수많은 분야에 응용되어지며, 군사용. 교통, 환경 감시, 의료분야, 홈 네트워크, 빌딩 제어 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 이에 본 논문에서는 무선 센서네트워크 노드인 MicaZ와 자기센서를 이용하여 자기장을 감지하고, 얻어진 데이터를 MS-SQL 데이터베이스에 저장하고 저장된 데이터를 이용하여 자성체의 이동경로 추적 및 위치제어에 관하여 연구하였다.
유비쿼터스 센서네트워크는 저 전력 무선통신, 초소형 마이크로프로세서, Ad-Hoc네트워크, HEMS등 다양한 종류의 센서들과 임베디드 시스템의 기술 발전을 기반으로 모든 사물에 컴퓨팅 능력 및 무선통신 능력을 부여하여 언제, 어디서나, 어느 것과도 사물들끼리의 통신이 가능한 환경을 구현하는 것이다. 이러한 무선센서네트워크의 응용 분야는 산업 전반에서 일상생활에 이르기까지 수많은 분야에 응용되어지며, 군사용, 교통, 환경 감시, 의료분야, 홈 네트워크, 빌딩 제어 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 이에 본 논문에서는 무선 센서네트워크 노드인 MicaZ와 자기센서를 이용하여 자기장을 감지하고, 얻어진 데이터를 MS-SQL 데이터베이스에 저장하고 저장된 데이터를 이용하여 자성체의 이동경로 추적 및 위치제어에 관하여 연구하였다.
센서 네트워크에서 집계(aggregation) 연산은 센서 네트워크를 데이터베이스로 구현하는데 있어서 중요하게 제공되어져야 하는 서비스이다 현재 연구되고 있는 것으로 집계 연산을 센서 네트워크의 특징상으로 분류하여 근접한 결과값을 받는 것을 허용하고 집계 값을 자식노드가 부모노드로 보내는 기간을 부모노드가 자식노드에게 나누어 할당하여 센서 네트워크상에 적절히 구현하는 것에 대해 알아보고 집계 그루핑을 하는 과정에서 데이터웨어하우징 연구의 최신기술인 점진적인 덜 관리 기법을 통해 센서노드들의 평균값에 대해 새로운 값이 추가될 때 다시 모든 값을 계산하기 않고 변경된 값만 적용하여 계산함으로 좀더 에너지 효율적으로 확장하는 것을 제안하였다.
실시간 데이터 마이닝 기법은 다양한 종류의 센서에서 수집된 다차원 스트림 데이터들 사이에 존재하는 의미있는 정보를 탐사할 수 있다. 전통적인 데이터베이스 시스템에서의 마이닝 기법은 정적인 데이터베이스에 기초하므로 실시간으로 수집되는 스트림 데이터는 시간 속성을 갖는 인터벌 이벤트로 요약되어야 한다. 이 논문은 다차원 스트림 데이터 환경에서 스트림 데이터를 요약하고 이들 사이에 존재하는 인과 관계를 탐사하는 실시간 데이터 마이닝 기법을 제안한다. 제안 기법은 센서에서 수집되는 데이터의 대부분이 객체의 정상적인 상태 데이터임을 고려하여 의미있는 이상 이벤트를 선별하여 전송한다. 그리고 스트림 데이터의 연속성을 고려하며 스트림 데이터를 세 가지 상태의 이벤트로 요약하고 인과 관계 규칙을 탐사한다. 인과 관계 규칙은 시간에 따라 이벤트 발생에 영향력을 미치는 원인 이벤트를 발견함으로써 이벤트의 발생을 미리 예측할 수 있다.
본 논문에서는 다선형 PCA(Principal Component Analysis)를 이용한 키넥트 센서 기반 댄스 모션분류방법을 제안한다. 댄스 모션 분류를 수행하기 위해서, 먼저 키넥트 데이터 깊이 영상과 이진영상을 보간법을 통해 데이터의 크기를 정렬시켜준다. 다음으로 다선형 주성분 분석 기법 (MPCA)을 이용하여 연속된 댄스모션영상들에 대한 특징을 추출하고, 유클리디안 분류기를 통해 클래스 분류한다. 본 실험에 사용된 데이터베이스는 키넥트 센서를 기반으로 전문 댄서 4명을 통해 취득된다. 총 100곡의 K-POP을 선정하였고, 곡마다 2개의 포인트 안무를 통해 총 200개의 포인트 댄스모션 데이터베이스를 구축하였다. 실험결과 제안된 방법은 89.5%의 성능을 나타낸다.
건물, 공장, 사무실, 대형마트 등 다양한 분야에서 에너지 절감이나 사용자의 편의성 제공을 위한 센서 설치를 통해서 다양한 측정값을 서버까지 송수신하고 사용자 편의성을 고려하는 서비스가 증가하는 추세이다. 본 논문에서는 다양한 전력 사용량을 측정하는 디지털 전력량계의 데이터에 대해 - 오라클 서버와 시계열 데이터베이스 연동 및 데이터 분석을 위해- 실시간 시계열 데이터 처리에 대해서 논하고자 한다. 본 논문을 통해서, 다양한 분야에 센서 네트워크와 실시간 데이터 처리를 접목하는데 손쉽게 접근할 수 있을 것으로 기대한다.
유비쿼터스 화재 방재 시스템은 온도, 습도, CO, CO2 등의 다양한 센서로부터 얻는 값을 이용해 화재를 판별하여 관리자에게 전달하고 시스템 설정 값에 따라 소화설비를 동작시키는 지능형 화재 탐지 시스템이다. 기존의 시스템은 센서로부터 얻는 값을 서버의 데이터베이스에 저장하였으며, 모니터링 시스템은 모든 정보를 MS-SQL, MySql, Oracle 등의 서버측의 데이터베이스에 의존하였다. 앞선 방법들을 분석하고, 서버의 부하를 줄이기 위하여 HTML5부터 지원하는 Web SQL Database를 이용하는 방법을 제안한다.
센서 네트워크는 센싱(sensing), 연산(computation), 통신(communication) 능력을 갖춘 센서 노드들의 무선 네트워크라고 할 수 있다. 각각의 센서 노드들은 노드에 있는 하나 이상의 센서들에 의해 얻어지는 데이터아이템들을 생성한다. 이러한 특징은 센서 네트워크가 분산 데이터베이스 시스템과도 유사한 특징을 가지고 있음을 알 수 있다. 그러나 센서 네트워크에서 센서 노드의 제한된 전력(power)과 메모리 자원은 가장 큰 단점이며 주요 연구 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 이러한 센서 네트워크 환경에서 발생되는 데이터 즉, 센서 데이터 스트림을 제한된 자원을 효율적으로 활용하면서 질의에 대해 효율적으로 응답하는 방안을 여러 가지 측면에서 모색해 보았다.
본 논문에서는 사회재난 안전사고 중 수상 안전사고를 예방 및 사고 발생시 즉각 대응을 위한 센서 융복합 상황인지 기술을 개발하였다. 실제 현장에서의 위험상황을 전문가 컨설팅을 통하여 정의하였으며 이를 영상 분석을 이용한 객체의 검출 및 객체의 추적을 통한 위험상황 검출을 개발하였다. 기존 패턴인식 기술에 비하여 우수한 성능을 보이는 인공지능 기반 딥러닝 기술을 적용하였으며 딥러닝 기술을 적용하기 위하여는 많은 수의 데이터베이스 확보가 필수적이고 이를 위하여 기존 데이터베이스의 확보 및 현장에서의 실제 데이터베이스 구축을 위한 작업을 통하여 충분한 데이터베이스를 확보하였다. 객체 검출은 최적의 속도를 확보하기 위하여 SSD 구조를 이용하였으며 객체 추적을 위해서는 Re-identification 기법을 적용하여 Tied convolution 구조를 이용하였다.
실시간으로 심장 질환의 진단을 위하여 심전도 신호의 스트림 처리 및 데이터 마이닝 프로토타입을 구현하였다. 신체부착형 센서로부터 전송되는 심전도를 전처리하여 심장질환의 진단 지표를 추출하였고 실시간 진단을 위한 출현 패턴 마이닝 알고리즘을 구현 및 적용하였다. 이를 기반으로 심혈관계 질환에 대하여 실시간 자동 진단 및 예측이 가능한 생체 신호 스트림 데이터 처리 분석 프로토타입을 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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