• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2006.10a
• /
• pp.167-171
• /
• 2006

무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활 환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 동작 환경적 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 센서 노드는 제약적인 자원을 가지고 있지만 데이터 수집, 데이터 프로세싱, 다른 노드로부터 수신된 데이터의 전달 등 여러 가지 작업들이 동시에 발생된다. 기존의 범용 센서네트워크 운영체제에서는 극도로 제한된 자원을 최대한 효율적으로 사용할 수 있는 방법에 대하여 주로 연구해 왔다. 무선 센서 네트워크의 응용 범위가 점차 넓어지고 있다. 방사능 감지와 같이 실시간성을 요구하는 응용분야들이 생겨나기 시작하면서 센서 네트워크에서도 실시간성의 필요성이 대두되게 되었다. 실시간 센서 네트워크 연구 분야에서 실시간 통신 프로토콜의 연구 결과가 발표되고 있지만, 실시간 운영체제의 지원없이 완전한 실시간성을 보장하기 힘들다. 하지만 센서 노드용 실시간 운영체제에 대한 연구는 아직까지 활발히 진행되지 않고 있다. 본 논문에서는 정시성을 보장하는 분산 객체 모델인 TMO를 센서네트워크의 제한된 자원 환경에 알맞도록 경량화 시킨 $\mu$TMO 모델을 제시하고, 센서 노드용 운영체제에 $\mu$TMO 모델 을 적용하여 실시간성 지원에 따른 오버헤드를 감소시킨 실시간 센서 네트워크 운영체제의 구조를 제안한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2007.06b
• /
• pp.223-227
• /
• 2007

무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 또한 센서 네트워크는 외부 물리 환경의 변화에 반응하여 동작하는 시스템이기 때문에 여러 이벤트를 동시에 재빠르게 처리 할 수 있는 기능을 제공해야 하며, 센서네트워크 어플리케이션 프로그래머에게 이러한 반응형 어플리케이션 개발이 용의하도록 하는 프레임워크를 제공해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 반응형 시스템에 적합한 상태머신 프레임 워크를 멀티쓰레드 기반의 Nano-Qplus 운영체제 상에서 센서 네트워크의 자원적 제약을 준수하면서 효율적으로 이벤트를 처리 할 수 있는 프레임워크를 지원하는 센서네트워크용 운영체제의 구조를 제안한다.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
• /
• v.16 no.1
• /
• pp.37-48
• /
• 2011

Sensor networks monitor the environment, collect sensed data, and relay the data back to a collection point. Although sensor nodes have very limited hardware resources, they require an operating system that can provide efficient resource management and various application environments. In addition, the wireless sensor networks require the code update previously deployed to patch bugs in program and to improve performance of kernel service routines and application programs. This paper presents EPRCU (Easy to Perform Remote Code Update), a new operating system for wireless sensor nodes, which has enhanced functionalities to perform remote code update. To achieve an efficient code update, the EPRCU provides dynamic memory allocation and program memory management. It supports the event-driven kernel, which uses priority-based scheduling with the application of aging techniques. Therefore, the proposed operating system is not only easy to perform wireless communication with the remote code update but also suitable for various sensor network applications.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2009.04a
• /
• pp.853-855
• /
• 2009

센서 노드를 위한 운영체제는 제한된 시스템 자원 하에서 동작하므로 전력 소모량을 최소화 시킬 수 있는 시스템 레벨의 저전력 기법과 함께 실시간성을 지원해야 한다. 이에 본 논문에서는 저전력 마이크로프로세서인 ATmega128L 기반의 센서 노드 하드웨어 플랫폼을 설계하고, 센서노드 플랫폼에서 동작하는 멀티스레드 기반의 실시간 운영체제인 RT-UNOS를 개발하였다. 제안한 센서 노드 플랫폼의 동작 검증을 위하여 기존의 센서노드용 운영체제인 TinyOS와 MANTIS, cc-EDF와의 성능을 구현한 센서노드 상에서 실험을 진행하여 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2006.10a
• /
• pp.390-394
• /
• 2006

센서 노드는 정보 수집, 데이터 통신, 협력을 통한 모니터링과 같은 작업들을 수행하기 위해 군사 작전 지역, 산업 시설, 생태 환경 등에 배치된다. 응용 프로그램과 운영체제가 설치된 센서 노드를 센서 필드에 배치하고 나면 센서 노드는 쉽게 수거되기 어렵고 재프로그래밍을 위한 물리적인 연결이 힘들게 되어 응용의 변화에 따른 새로운 응용 프로그램의 설치, 수정과 같은 업데이트가 쉽지 않다. 또한 제한적인 시스템 자원을 가진 센서 노드의 특성상 이러한 재구성 기능은 업데이트에 사용되는 비용이 고려 되어야한다. 본 논문에서는 유한 상태 머신 (finite state machine) 기반의 운영체제인 SenOS에서 응용의 변화에 대처할 수 있도록 동적 재구성 기능이 구현된 형태와 특징을 기술한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2005.07a
• /
• pp.874-876
• /
• 2005

무선 센서 네트워크는 최근 대두되고 있는 유비쿼터스 컴퓨팅의 연구에 힘입어, 군사용의 목적으로만 사용되던 과거와는 달리 다양한 분야에서 많은 연구가 진행되고 있다. 센서 네트워크는 제한적인 자원을 가진 노드에서 데이터 감지로 인한 이벤트, 데이터 프로세싱 그리고 노드들 간의 통신이 동시에 발생하므로 병렬처리 기능과 실시간성을 가진 운영체제가 필수적으로 요구된다. 하지만 현재 연구되고 있는 센서 네트워크를 위한 운영체제들은 이러한 요구를 만족시켜 주지 못하고 있는 실정이다. 우리는 본 논문에서 정시보장, 분산환경의 특징을 갖는 분산 실시간 객체모델인 TMO 모델을 적용하여 실시간성을 보장해주는 센서네트워크 운영체제를 제안 한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
• /
• v.34 no.12
• /
• pp.630-640
• /
• 2007

As the range of sensor network's applicability is getting wider, it creates new application areas which is required real-time operation, such as military and detection of radioactivity. However, existing researches are focused on effective management for resources, existing sensor network operating system cannot support to real-time areas. In this paper, we propose the ${\mu}TMO$ model which is lightweight real-time distributed object model TMO. We design the real-time sensor network operation system ${\mu}TMO-NanoQ+$ which is based on ETRI's sensor network operation system Nano-Q+. We modify the Nano-Q+'s timer module to support high resolution and apply Context Switch Threshold, Power Aware scheduling techniques to realize lightweight scheduler which is based on EDF. We also implement channel based communication way ITC-Channel and periodic thread management module WTMT.

• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.108-112
• /
• 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 Korea Society of Industrial Information Systems
• /
• v.16 no.2
• /
• pp.85-97
• /
• 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 Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2009.04a
• /
• pp.670-673
• /
• 2009

TinyOS는 현재 가장 널리 사용되는 센서 노드용 운영체제이지만, 태스크의 실시간성을 지원하지 않는다는 단점이 있다. 이에 TinyOS에 실시간성을 부여하기 위한 다양한 연구가 진행되었다. 그러나 이들 연구는 TinyOS의 사용자 태스크에 대한 실시간성만을 고려하여, TinyOS 플랫폼이 제공하는 태스크가 포함된 실제의 센서 노드 작업에 대해서는 실시간성을 만족시키지 못한다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 TinyOS에서 센서 노드 작업의 실시간성을 지원하는 새로운 스케줄링 기법을 제안하고자 한다. 이를 위해 기존 연구의 스케줄링 기법을 센서 노드 작업에 적용했을 때 나타나는 작업 중첩 현상과 우선순위 조정 현상을 분석하고, 이를 효율적으로 해결하는 비선점형 EDF(Earliest Deadline First) 작업 스케줄링 기법을 구현하였다. 그리고 제안한 스케줄링 기법은 TinyOS의 이벤트 기반 비선점형 속성을 유지하여 제한된 하드웨어 자원을 가지는 센서 노드에 적합하다는 것을 확인하였다.