• 센서학회지
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• 제16권4호
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• pp.247-253
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• 2007

Low power consumption sensor network platform (sensor node) for sensor networking with IEEE 802.15.4 protocol was fabricated. The sensor node used ceramic bar type antenna for increasing RF signal performance and decreasing PCB size occupied by antenna. The communication range of the fabricated sensor node was about $20{\sim}30$ m in open environment with 915 MHz frequency bandwidth and well supported by Tiny OS. The sensor node have good connectivity with various external devices by RS-232, I2C, analogue and digital expansion board, hence, this sensor node can be applied to various applications in wireless sensor network and ubiquitous sensor network.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1718-1720
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• 2010

저 전력 무선 센서 네트워크와 마이크로 센서를 결합하여 환경이나 상황을 인지하고 모니터링을 통해 수집된 정보를 사람에게 전하는 WSN(Wireless Sensor Network) 기술에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문은 바이너리 모델을 사용하여 단순 탐지 확률을 표현하는 기존 시뮬레이터들의 Coverage 표현의 한계를 극복하기 위해 Heat-map을 이용한 시뮬레이터를 개발했다. 이 시스템은 기존 바이너리 모델을 확장하고, GIS를 사용하여 지형정보를 함께 가시화함으로써 서비스 지형에 대한 센서 네트워크 구성뿐만 아니라 수명예측 메커니즘을 이용한 에너지 소모에 따른 노드의 수명을 가시화 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1589-1597
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• 2016

본 논문에서는 사막, 해양과 같은 개활지역에서 모바일 센서 네트워크에서 사용하는 전력량을 감소시킬 수 있는 시스템을 제안한다. 무선 센서 네트워크에서 데이터 전송 전력 소모는 거리의 제곱에 비례하다는 특징이 있다. 따라서 배터리로 동작하는 모바일 센서의 위치가 센서 데이터를 수집하는 싱크 노드와 멀리 떨어져 있을 경우, 데이터를 전송하는데 요구되는 전력 사용량이 높아지게 되어 센서의 동작 시간이 짧아지는 문제가 발생한다. 이에 따라 본 논문에서는 기존 모바일 센서의 전송 가능 거리보다 짧은 전송 거리를 설정하여 센서가 해당 거리 이내에 존재할 때만 데이터를 보내게 함으로써 필요한 전력량을 감소시키는 시스템에 대하여 제안하였다. 뿐만 아니라, 싱크노드에서는 압축 센싱을 이용하여 센서로부터 수집한 데이터를 더 적은 전송 횟수로 게이트웨이에 전송함으로써 전체 네트워크의 에너지 효율을 증가시켰다. 본 논문에서 제안한 시스템은 라즈베리 파이와 아두이노를 이용하여 실제로 구현하였으며, 싱크노드로부터 적은 데이터를 수신하여도 게이트웨이에서 원 데이터와 매우 근사적으로 복호가 가능함을 실험을 통하여 확인하였고 실제 실험 환경에서 제안된 시스템의 성능을 이론적으로 검증하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권7호
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• pp.597-602
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• 2007

본 논문에서는 WSN(Wireless Sensor Network)에서 복호 후 재전송(Decode-and-forward) 협력통신 방식에서 데이터 전송률이 1/2가 되는 것을 극복하여, 최대전송률이 되는 협력 프로토콜을 제안하였다. 기존의 협력프로토콜 시스템에서는 소스가 두 타임 슬롯 동안 두 데이터를 전송하게 되면 다이버시티 이득은 얻지 못하고, 다이버시티 이득을 얻기 위하여 타임 슬롯을 증가시키면 전송률이 낮아지게 된다. 본 논문의 알고리즘은 각각의 데이터를 직교주파수로 구분하고 좌표회전 기법을 이용하여 최대전송률과 다이버시티 이득을 동시에 얻을 수 있다. 또한, 센서노드와 릴레이의 거리에 따른 성능분석을 하였고 시스템의 성능에 영향을 끼치는 요소들을 컴퓨터 모의실험을 통하여 최적화 시켰다. 최적의 거리 d=0.2에서 BER이 10-2일 때 직접 전송일 경우보다 7dB까지 멀티 홉보다 5dB 정도의 네트워크 전력이 절약되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 무선 센서네트워크의 전력을 감소시며 데이터 전송률을 증가시키는 시스템을 제안하였다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권2호
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• pp.213-222
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• 2017

최근 IoT 기술의 확산으로 인해 산업 무선 센서 네트워크 분야에서도 IoT 기술이 적용되고 있다. 특히 스마트 팩토리는 유연한 공정 변화 및 맞춤형 제조를 위해 제조 설비에 무선 통신 및 네트워크 기술을 적용하는 것으로 무선 노드의 이동과 빈번한 네트워크 변동에도 적응적으로 네트워킹을 지원하는 것이 중요하다. 대표적인 산업 무선 센서 네트워크 기술인 IEEE 802.15.4e는 TSCH와 DSME의 2가지 MAC 모드를 사용하고 있으며, 그 중 DSME는 네트워크 변동에 강한 저 지연 실시간 전송을 위한 기능을 제공하고 있다. 본 논문에서는 DSME에 기반한 분산 스케줄링 기법을 제안한 것으로 이동성이 높은 산업 무선 센서 네트워크에서 트래픽에 적응적으로 통신 슬롯을 할당하여 산업 무선 센서 네트워크의 시의성과 전송 신뢰성을 확보하고 있다. 제안 알고리즘은 Coordinator 노드의 Local queue의 길이와 Global queue의 길이를 비교하며, Slot stealing 기법에 기반한 Traffic-aware 분산 스케줄링을 수행한다. Slot stealing 기법을 통해 개별 통신 노드의 전송 기회를 효율적으로 보장하면서, Slot stealing을 통해 야기되는 충돌로 인한 성능 저하 및 재전송 문제를 극복하기 위해 GroupACK 기법 적용 및 CAP 구간에 재전송 예약 슬롯을 할당하였다. 이 논문에서는 제안 알고리즘을 TSCH, DSME, legacy IEEE 802.15.4 slotted CSMA/CA와 비교하였고, 다양한 이동성 실험에서 성능 우위를 확인하였다. 실험을 통해 30개 이상의 노드로 구성된 토폴로지에서는 전송 대역폭이 15% 이상 개선됨을 확인하였다. 또한, slotted CSMA/CA에 비해서는 약 40%, TSCH 및 DSME 표준기법에 비해서는 제안 알고리즘을 탑재한 DSME가 15%의 전력 소모 절감이 나타나는 것을 실험적으로 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.733-736
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• 2009

전력선 통신은 별도의 통신선로가 필요 없어 저렴한 설치비용과 설치가 용이하고 접근이 간편해 다양한 응용시장 하부 네트워크가 가능하나 제한된 전송 데이터와 통신 장애 요소인 높은 부하 간섭과 잡음 문제가 있으며 무선 센서 네트워크는 기반 시설이 불필요하고 센서 노드들 간의 자체적 네트워크 구축이 가능하여 짧은 시간에 구현이 가능하나 QoS의 향상을 위한 능동적 센싱과 불필요한 정보전송으로 인한 전력소모의 증가로 인해 센서 노드의 수명 단축 문제로 저전력 설계와 개선된 프로토콜의 필요성이 언급되고 연구되고 있다. 본 연구에서는 전력선 통신과 무선 센서 네트워크의 문제를 상호 보완하고 장점은 더하여 연동 통합제어 시스템을 구축함으로써 두 기술의 시너지 효과를 이용해 보다 제약이 없고 원활한 네트워크 환경구축을 위해 개선된 제어 네트워크를 구조적으로 접근해보려 한다. 하니웰 사의 하이브리드 센서 네트워크를 비교 분석하고 네트워크 티밍(Teaming)을 제안하며 제안된 전력선 통신과 무선 센서 네트워크의 연동 통합제어 시스템(Linkage Intergration Control System)의 성능 향상의 정도를 시물레이션을 통해 새롭게 제안한 방식의 네트워크 및 개선안이 기존의 네트워크보다 서비스 지연이 줄어들고 성능 향상이 있었음을 확인하려 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.89-99
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• 2011

본 논문에서는 WBAN 환경에서의 저전력 사용과 신뢰성 있는 전송을위한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 의료 서비스와 비의료 서비스가 공존하는 WBAN 환경에서 의료용 장치의 에너지 소모를 최대한 줄이고 수명 및 안정성을 최대한 높이는 방법이다. 또한 의료용 장치 뿐 만 아니라 비의료용 장치도 에너지 소모를 최소화하고, 장치의 수명도 최대화 할 수있다. 경로 선택 시 이전 노드와의 거리와 잔존 에너지량을 고려하여 가중치를 계산하고 가중치의 값을 합하여 전체 경로의 가중치를 계산한다. 전체 경로의 가중치가 가장 작은 것을 경로로 설정한다. 또한 이 알고리즘은 노드간의 링크 상태를 파악해서 링크 에러 및 혼잡 상황이 발생 했을 때 에러 경로를 회피하여 다음 가중치의 경로를 선택할 수 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 라우팅 알고리즘인 홉 카운트 기반 최단 거리 라우팅 알고리즘과 EAR 라우팅 알고리즘을 비교 대상으로 하여 WBAN의 특성인 저전력과 높은 신뢰성 보장을 시뮬레이션을 통해 확인한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1854-1855
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• 2007

계측 및 정보기술의 발달로 지하전력구 내에 설치된 송전 케이블에 대한 감시를 위해 다양한 기술을 활용하여 감시시스템을 구축하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 대표적인 방식으로 광섬유를 이용하여 전력케이블의 온도를 측정하는 방식이 있으며 이러한 방식의 궁극적인 목적은 전력케이블의 온도를 측정하고 과열개소를 실시간으로 파악하는 것이다. 그러나 이러한 시스템을 구축하기 위해서는 케이블을 설치하고 고가의 감시 장치를 설치, 운영해야 하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 설치비용을 최소화할 수 있도록 무선 통신을 기반으로 하는 감시시스템을 고려하였다. 본 연구에서는 저가형 저전력 무선센서노드를 이용하여 케이블의 표면온도를 측정하고 이를 감시할 수 있는 무선감시시스템을 개발하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (D)
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• pp.255-260
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• 2007

무선통신과 하드웨어 기술의 발전에 의해 센서 네트워크에 사용되는 센서 노드의 성능은 점차 향상되어 가고 있다. 분만 아니라 최근에는 CMOS 이미지 센서 기술의 발전에 의해 센서 네트워크에 멀티미디어 데이터를 활용한 멀티미디어 센서 네트워크 연구가 활발히 진행 되고 있다. CMOS 이미지 센서는 기존의 CCD에 비해 저가격으로 생산이 가능하고 저전력의 특징을 가진다. 이러한 CMOS 이미지 센서를 활용한 멀티미디어 센서 네트워크는 기존의 센서 네트워크를 이용한 화재강시, 방법 시스템 등의 어플리케이션에 영상 데이터를 제공함으로써 보다 신뢰성있는 정보를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 CMOS 이미지 센서를 이용한 이미지 센서 모듈과 이를 활용한 멀티미디어 센서네트워크를 설계 및 구현한다. 구현된 멀티미디어 센서 네트워크를 통해 이미지 데이터 수집을 테스트하고 그 성능을 분석한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.147-152
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• 2016

배선 작업이 어려운 공장 환경에서 설비의 상태를 모니터링하는 시스템을 구축하기위해 배포와 설치가 쉬운 무선센서 네트워크가 적합하다. 지그비는 다른 무선 통신 프로토콜에 비해 저가격, 저전력 특징을 가지고 있어 다수의 노드를 필요로 하는 모니터링 시스템에 적용하기 적합하다. 지그비 통신은 모든 프로토콜 계층이 서로 신뢰하는 OTM을 기반으로 하고 있기 때문에 디바이스 간에 암호화 보안이 필요하다. 각 노드간의 통신에 있어서 노드 인증을 보장하고, 각 노드가 관리하고 있는 비밀 정보의 노출을 최소화 해야 한다. 공장의 설비는 배포 위치가 규칙적이고 고정적이다. 공장 환경에서 센서로부터 수집되는 정보와 센서 노드에 연결되어 있는 엑츄에이터 제어 정보를 보호하기 위해 설비의 배포 환경과 유사한 이차원 그리드 기반 키 선분배 기법을 기반으로 하는 암호화 기법을 제안한다.