• 제목/요약/키워드: 센서 노드 배치 전략

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무선 센서네트워크의 에너지 효율적 배치에 관한 연구 (A Study on Energy-Efficient Deployment for Wireless Sensor Networks)

  • 문준수;이상학;이승관;정태충
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (3)
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    • pp.10-12
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    • 2004
  • 무선 센서네트워크는 센싱 지역에 분산되어 있는 초소형 센서 노드들이 감지/처리한 데이터를 수집노드로 전송하여 원격의 사용자가 센싱 지역의 상황인지를 가능하게 하는 유비쿼터스 컹퓨팅의 기반 네트워크이다. 전력 사용이 극히 제한된 센서 노드를 이용하여 무선 센서 망을 구성, 유지하며 데이터를 수집하기 위해서는 효율적인 망의 형태와 이에 따른 네트워크 배치 전략을 필요로 한다. 클러스터 기반 네트워크의 형태는 밀집도가 높은 센서네트워크에서 데이터병합을 수행하고 노드간 에너지 소비 균형을 이루기 위한 효과적인 구조이다. 본 논문에서는 클러스터 기반의 단일 홉 전송 구조에서 데이터 수집률을 높이고 노드간 에너지 사용의 균형을 이루게 하여 네트워크의 생존시간을 최대화할 수 있는 네트워크 배치 방법을 제안하였다. 클러스터링 기법에 따른 에너지 소비 모델을 분석하고 이를 통해 노드의 적절한 밀집도를 산출하였다. 싱크로부터 멀어질수록, 센서필드의 중앙보다는 외곽에 노드의 배치를 조밀하게 배치하여 네트워크의 생존시간을 늘렸다. 시뮬레이션을 통해 효율적인 네트워크의 배치가 노드간 에너지 소비의 균형을 이루도록 하여 네트워크의 생존시간을 늘일 수 있음을 확인하였다.

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감시정찰 센서네트워크에서 환경요소와 노드수량을 고려한 노드 배치 전략 (A Node Deployment Strategy Considering Environmental Factors and the Number of Nodes in Surveillance and Reconnaissance Sensor Network)

  • 김용현;정광수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권12B호
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    • pp.1670-1679
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    • 2011
  • 무선 센서네트워크에서 센서 커버리지와 네트워크 연결성 문제는 노드의 제한된 탐지거리와 통신거리로 인해 발생한다. 커버리지와 연결성 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 진행되었지만 대부분의 연구가 무선 센서네트워크 배치에 영향을 주는 다양한 환경요소를 고려하고 있지 않기 때문에 실환경에 적용되는데 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 감시정찰 센서네트워크에서 지형, 식생, 기상 등 환경요소와 제한된 노드 수량을 고려하여 노드를 배치하는 방법을 제안한다. 제안방법은 감시정찰 센서네트워크 시스템의 설치 절차를 IPB분석을 통한 배치영향 요소파악, 센서 탐지범위 기반 센서노드 배치, 모니터링 장소 선정, RF 통신범위 기반 중계노드 배치와 같이 4단계로 구분하고, 감시정찰 센서네트워크 시스템 특정과 환경 영향요소를 고려하여 센서노드와 중계노드를 배치하는 것이다. 시뮬레이션을 통해 제안방법을 검증하였으며, 커버리지와 네트워크 연결성에서 성능이 향상됨을 확인하였다.

산업융합환경에서 조직의 보안성 향상을 위한 센싱시스템 구축 연구 (A Study on Construction of Optimal Wireless Sensor System for Enhancing Organization Security Level on Industry Convergence Environment)

  • 나원철;이효직;성소영;장항배
    • 한국융합학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.139-146
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    • 2015
  • 융합환경의 대표적인 도구인 WSN은 환경 구성의 기본 인프라에서부터 기업의 재고-생산-유통 관리에 이르는 비즈니스 모델까지 다양한 방향으로 활용되고 있다. 그러나, 안전하게 보호되어야 할 조직의 고유정보가 WSN과 같은 ICT와 융합되어 정보화 되면서 외부로 손쉽게 유출될 수 있는 위험에 놓여져 있다. 이에 따라, 안정적인 기업의 비즈니스를 위하여 보안성 있는 센서노드의 배치 전략이 필요한 시점이다. 조직의 보안현황을 고려하지 않은 단편적인 보안성 강화전략의 수립은 보안사고 발생 시 조직의 비즈니스 연속성에 큰 영향을 미친다. 그러나 그간의 조직의 보안성 진단을 위한 보안 수준평가 모형들은 대부분 기술적 중심의 측정방법이 진행되고 있으며, 관리적 요인과 환경적 요인에 대한 연구는 매우 부족한 상태이다. 따라서, 본 연구에서는 보안성 있는 센서노드 배치전략을 수립하기 위하여 융합환경을 기반으로 조직의 보안성을 진단하고 이에 따르는 전략수립방안을 연구하고자 한다.

센서네트워크 상의 노드 밀집지역 간 상호연결을 위한 문제 (Interconnection Problem among the Dense Areas of Nodes in Sensor Networks)

  • 김준모
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권2호
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    • pp.6-13
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    • 2011
  • 본 논문은 ad-hoc 네트워크 또는 센서 네트워크상에서, 주어진 노드들 사이를 상호연결하기 위해 중간노드들을 추가 배치시키는 형태의 상호연결 문제에 대한 연구이다. 이 문제는 NP-hard problem으로 변환된다. 네트워크의 노드들은 응용시스템 또는 지형적인 요인에 의해 일부지역에서는 밀집하여 분포되고, 그 외의 지역에서는 희박하게 분포될 수 있다. 이러한 경우, 노드들이 밀집한 지역의 상호연결을 무시함으로써, 보다 짧은 실행시간 안에 추가노드들의 최적배치에 근접하도록 하는 방법을 만들 수 있다. 그러나 이러한 경우라 하더라도 여전히 NP-hard이므로, 동적프로그래밍을 구현함으로써 다항시간 근사전략(PTAS)을 구성하는 것이 타당하다. 실행결과 등에 대한 분석은 목적함수를 적절하게 정의함으로써 가능해 진다. 목적함수는 노드 밀집지역을 추상화시킴에 의해 발생하게 되는 문제점에 대처할 수 있도록 정의되어야 한다.

무선 센서 네트워크에서 훼손 감내하는 터널된 패킷 여과 기법 (A Compromise-Resilient Tunneled Packet Filtering Method in Wireless Sensor Networks)

  • 김형종
    • 융합보안논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.19-26
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    • 2008
  • 무선 센서 네트워크에서 공격자는 한 위치에서 패킷을 획득하여 획득한 패킷을 재전송하는 공모 모드에게 터널하는 웜홀 공격을 가할 수 있다. 공격자는 이웃 발견 단계 동안에 웜홀 공격을 가할 수도 있으므로, 웜홀 공격은 라우팅 프로토콜에게 매우 위험하다. 웜홀의 전략적인 배치는 네트워크를 통한 통신에서의 심각한 붕괴를 가져올 수 있다. 본 논문은 센서 네트워크를 위한 훼손 감내하는 터널된 패킷 여과 기법을 소개한다. 제안 기법은 메시지의 홉 수와 메시지에 덧붙여진 암호화된 홉 수와의 비교를 통하여 홉 수가 조작된 메시지를 탐지할 수 있다. 제안 기법은 각 노드에 할당된 보안 정보의 양을 제안함으로써 훼손된 노드를 사용하는 웜홀 공격의 영향을 줄일 수 있다.

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플라스틱온실 내부 환경 인자 다중센서 설치 위치 최적화 전략 (Strategies about Optimal Measurement Matrix of Environment Factors Inside Plastic Greenhouse)

  • 이정규;강동현;오상훈;이동훈
    • 생물환경조절학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.161-170
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    • 2020
  • 국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO2, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO2의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다.

U-항만 환경에서 금속부착을 위한 인셋 급전 마이크로패치 안테나 설계 (Design of Microstrip Patch Antenna using Inset-Fed Layered for Metallic Object in u-Port)

  • 최용석;성현경
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.80-85
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    • 2015
  • 최근 전 세계적으로 ITC 기술을 이용한 항만 물류 분야의 경쟁력이 심화되는 추세를 보이고 있으며 현재 우리나라도 국가 전략적 차원에서 생산성 향상 및 서비스의 개선을 통한 고부가 가치를 획득하기 위한 u-Port(항만 물류) 사업이 진행 중이다. u-Port 사업에서 주된 기술 요소로 RFID/USN 기술이 사용되는데, 이 기술은 금속 환경에서의 태그 인식률이 좋지 않고, 인식거리가 짧다는 문제점들을 이유로 센서 노드들의 추가적인 배치를 통하여 관리를 하고 있다. 그러나 이러한 방법은 오차 범위가 크고 시스템 구축 초기비용 및 유지보수 비용이 많이 들어 U-Port용 시스템 구축에 여러 가지 문제점을 초래하고 있다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 본 논문에서는 금속 태그 제작에 사용되는 급전의 문제점을 개선하고, 주변 환경 요소인 금속 물질로 인한 영향을 줄여 태그를 금속 물체에 부착 할 경우에도 장거리 인식율을 높일 수 있도록 인셋 급전을 적용한 산업용 RFID 적층형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 인셋 급전은 기존의 유도결합 급전을 이용한 구조와는 다르게 방사체와 급전선이 서로 분리되어 있지 않은 것이 가장 큰 특징이다. 이런 특징의 구조는 낮은 안테나 높이와 태그 칩에 임피던스 정합이 가능한 형태를 생산할 수 있게 해준다. 그러나 무조건 태그 안테나의 높이를 줄이면 안테나의 임피던스는 접지면과 방사체 사이의 기생 캐패시턴스가 증가하여 임피던스 정합의 어려움이 발생할 수 있으므로 단락 구조를 급전에 적용시켜 안테나의 임피던스를 인덕티브하게 만드는 방법을 이용하여 태그 안테나 설계 시 단점을 최소화하고 장점을 극대화 시켰다[1][2]. 이러한 기술적 요소들을 적용하여 본 논문에서는 마이크로스트립 패치 안테나를 변형된 형태로 설계하였고, 부착되는 금속물질의 영향을 줄이기 위해 인셋 급전을 이용하였으며, 안테나의 구성을 단일 층이 아닌 멀티층, 즉 방사체와 접지면 사이에 금속판을 삽입하여 특성저하를 감소시켰다.