• 한국분무공학회지
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• 제27권4호
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• pp.195-202
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• 2022

Recently, the global automobile market is rapidly changing from internal combustion engine vehicles to eco-friendly vehicles including electric vehicles. Among eco-friendly vehicles, LPG vehicles are low in fine dust and are suggested as a realistic way to replace diesel vehicles. In addition, it is more economical than gasoline in its class, showing a cost-saving effect. In Korea, the business of converting gasoline into LPG is active. Research is being conducted to apply this to hybrid vehicles. In this study, the difference in energy consumption efficiency was analyzed when LPG fuel was applied by selecting a 2-liter GDI hybrid electric vehicle. The operation of the hybrid system according to various driving characteristics was confirmed by selecting the WLTC mode. As a result, it was confirmed that the BSFC was about 5% lower than that of gasoline fuel when using LPG fuel. This is due to the active operation of the motor while driving. Optimization is required as battery consumption increases from an energy perspective.

• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.155-160
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• 2022

Recently, major developed countries have strengthened automobile fuel efficiency regulations and carbon dioxide emission allowance standards to curb climate change caused by global warming worldwide. Accordingly, research and manufacturing on electric vehicles that do not emit pollutants during actual driving on the road are being conducted. Several automobile companies are producing and testing electric vehicles to commercialize them, but it takes a lot of manpower and time to test and evaluate mass-produced electric vehicles with driving mileage of more than 300km on a per-charge. Therefore, in order to reduce this, a simulation model was developed in this study. This study used vehicle information and MCT speed profile of small electric vehicle as basic data. It was developed by applying Simulink, which models the system in a block diagram method using MATLAB software. Based on the vehicle dynamics, the simulation model consisted of major components of electric vehicles such as motor, battery, wheel/tire, brake, and acceleration. Through the development model, the amount of change in battery SOC and the mileage during driving were calculated. For verification, battery SOC data and vehicle speed data were compared and analyzed using CAN communication during the chassis dynamometer test. In addition, the reliability of the simulation model was confirmed through an analysis of the correlation between the result data and the data acquired through CAN communication.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권11호
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• pp.3680-3693
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• 2022

The handover procedure of IEEE 802.11 wireless local area networks (WLANs) introduces significant delay, which can degrade the quality of service (QoS) especially for delay-sensitive applications. Although studies have been conducted to support handover in SDN-based WLAN, there is no research to reduce the channel scanning procedure that takes up the most delay time in the handover process. The channel scanning procedure is essential to determine the appropriate access point (AP). To mitigate this problem, this paper proposes a SWITCH: SDN-WLAN integrated handover scheme for QoS-Guaranteed mobile service. In SWITCH, each AP periodically broadcasts beacon frames through different channels in a predetermined order that includes the operating channel information of the AP. This allows mobile stations (MSs) to receive the beacon frames of nearby APs, and therefore they can determine the appropriate APs for handover without the channel scanning procedure. By reporting the information of the newly moved AP to the SDN controller, a flow rule is installed in advance to provide fast handover, and packet loss is reduced by buffering data destined for MS. In addition, the proposed scheme can adaptively operate SWITCH to consider the user location and QoS requirement of flow to save radio resource overhead. Performance evaluation results demonstrate that SWITCH can reduce the handover delays, flow table utilization ratio and radio resource overhead while improving the network throughput.

• 정보보호학회지
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• 제32권4호
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• pp.7-17
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• 2022

운전자 보조 시스템을 통한 차량의 전자적인 제어를 위하여, 최근 차량에 탑재된 전자 제어 장치 (ECU; Electronic Control Unit)의 개수가 급증하고 있다. ECU는 효율적인 통신을 위해서 차량용 내부 네트워크인 CAN(Controller Area Network)을 이용한다. 하지만 CAN은 기밀성, 무결성, 접근 제어, 인증과 같은 보안 메커니즘이 고려되지 않은 상태로 설계되었기 때문에, 공격자가 네트워크에 쉽게 접근하여 메시지를 도청하거나 주입할 수 있다. 악의적인 메시지 주입은 차량 운전자 및 동승자의 안전에 심각한 피해를 안길 수 있기에, 최근에는 주입된 메시지를 식별하기 위한 침입 탐지 시스템(IDS; Intrusion Detection System)에 대한 연구가 발전해왔다. 특히 최근에는 AI(Artificial Intelligence) 기술을 이용한 IDS가 다수 제안되었다. 그러나 제안되는 기법들은 특정 공격 데이터셋에 한하여 평가되며, 각 기법에 대한 탐지 성능이 공정하게 평가되었는지를 확인하기 위한 평가 프레임워크가 부족한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 machine learning/deep learning에 기반하여 제안된 차랑용 IDS 5가지를 선정하고, 기존에 공개된 데이터셋을 이용하여 제안된 기법들에 대한 비교 및 평가를 진행한다. 공격 데이터셋에는 CAN의 대표적인 4가지 공격 유형이 포함되어 있으며, 추가적으로 본 논문에서는 메시지 주기 유형을 활용한 공격 유형을 제안하고 해당 공격에 대한 탐지 성능을 평가한다.

• 정보보호학회지
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• 제33권4호
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• pp.13-22
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• 2023

Controller area network (CAN) 네트워크로 대표되는 자동차 내부네트워크와 비교하여 자동차 스마트키 시스템은 상대적으로 소수의 연구가 진행되어오고 있다. 하지만, 현실 세계에서는 스마트키 시스템의 취약점으로 인해 많은 피해사례가 발생하고 있다. 대표적으로, 2010년 NDSS 학회에 소개된 신호 중계 공격 (signal relay attack)은 현재까지도 수많은 자동차 절도 사건들에 악용되고 있다. 이와 같은 문제를 근본적으로 해결하기 위해 초광대역 통신(ultra-wideband communication, UWB)을 사용한 디지털 키 (Digital Key) 기술이 일부 최신 자동차들에 탑재되고 있다. 하지만, 2022년USENIX Security 학회에서 애플, 삼성과 같은 글로벌 기업이 채택한 high rate pulse repetition frequency (HRP) UWB 측위 시스템에 대한 거리 단축 공격 (distance reduction attack)이 가능함이 소개되었다. 이는 디지털 키 시스템 또한 신호중계 공격과 같은 보안 위협에 노출될 수 있다는 점을 시사한다. 본 논문에서는 자동차 스마트키 시스템을 대상으로 수행된 공격 연구 사례들을 살펴본다. 먼저, remote keyless entry (RKE) 시스템 및 passive keyless entry and start (PKES) 시스템으로 대표되는 기존 스마트키 시스템을 대상으로 하는 보안 위협에 대해 살펴본다. 다음으로 차세대 스마트키 시스템으로 주목받고 있는 디지털키 시스템을 구성하는 초광대역 통신기술의 동작 원리 및 이에 대한 보안위협 연구 동향을 살펴본다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.279-280
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• 2024

본 논문에서는 주행 중 차량의 상태를 실시간으로 모니터링함과 동시에, 페달 조작 여부를 확인할 수 있는 영상 촬영 및 저장 시스템을 제안한다. 개발된 차량 운행 정보 블랙박스는 블루투스 OBD2 커넥터를 통해 차량의 PID 값을 식별하고 수집한다. 이 데이터는 비동기 방식으로 처리되며, 라즈베리파이와 7인치 터치 디스플레이를 이용해 운전자에게 한눈에 보일 수 있는 형태로 정보를 제공한다. 특히, 멀티스레드를 활용하여 ECU 정보를 페달 조작 여부 영상에 표시하는 동시에 녹화하고, CSV 파일로 SD 카드에 실시간으로 저장한다. 수집된 차량 데이터와 영상 데이터는 예기치 못한 사고 발생 시 운전자의 과실 비율 측정과 대처행동을 입증하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대되며, 차량 정비 시 참고 자료로 활용될 수 있다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제3권3호
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• pp.181-189
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• 2001

The software components of embedded control systems get extremely complex as they are designed into distributed systems get extremely complex as they are designed into distributed systems consisting of a large number of inexpensive microcontrollers interconnected by low-bandwidth real-time networks such as the controller area network (CAN). While recently emerging middleware technologies such as CORBA and DCOM address the complexity of distributed programming, they cannot be directly applied to distributed control system design due to their excessive resource demand and inadequate communication models. In this paper, we propose a CORBA-based middleware design for CAN-based distributed embedded control systems. Our design goal is to minimize its resource need and make it support group communication without losing the IDL (interface definition language) level compliance to the OMG standards. To achieve this, we develop a transport protocol on the CAN and a group communication scheme based on the well-known publisher/subscriber model. The protocol effectively realizes subject-based addressing and supports anonymous publisher/subscriber communication. We also customize the method invocation and message passing protocol, referred to as the general inter-ORB protocol (GIOP), of CORBA so that CORBA method invocations are efficiently serviced on a low-bandwidth network such as the CAN. This customization includes packed data encoding and variable-length integer encoding for compact representation of IDL data types. We have implemented our CORBA-based middleware on the mArx real-time operating system we have developed at Seoul National University. Our experiments clearly demonstrate that it is feasible to use CORBA in developing distributed embedded control systems possessing severe resource limitations. Our design clearly demonstrates that it is feasible to use a CORBA-based middleware in developing distributed embedded systems on real-time networks possessing severe resource limitations.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1957-1963
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• 2017

본 논문은 지하수 수질을 모니터링하기 위한 다중센서기반의 센서 디바이스를 제작 및 성능을 제시하고자 한다. 신규로 제작된 시스템은 데이터 수집을 위하여 원격 제어기반의 다중센서 디바이스를 채택하였으며 원격모니터링 관리를 위하여 윈도우 모바일을 사용하였습니다. 지하 수질 센서장치와 모니터링 시스템 간의 통신 인터페이스로 직렬 포트 CAN 및 RS485를 채택하였고 신규 제작된 직렬 연결형 다중 센서 장치를 사용하여 지하수의 깊이에 따른 기존 센서와의 성능 비교 분석(온도계 오차범위 ${\pm}0.2^{\circ}C$, 수소이온농도(pH) < 0.85unit ) 결과를 제시하였다. 무선 연결된 센서 네트워크를 기반으로 한 지하수 모니터링 시스템을 위한 설계 및 통신방법을 제시하여 장치의 성능을 비교 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7A호
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• pp.814-827
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• 2004

WCDMA 시스템에서는 다른 주파수 또는 다른 시스템의 신호 세기를 측정하기 위하여 압축 모드(Compressed Mode)를 사용한다. 압축 모드로 동작하는 동안에는 처리 이득(Processing Gain)이 낮아지기 때문에 단말의 QoS(Quality of Service)에 영향을 끼친다. 그러므로 기지국은 단말이 요구하는 QoS를 만족시키기 위해서 전송 전력량을 증가시킨다. 한편 압축 모드의 전송 간격(Transmission Gap) 동안에는 내부 회로 전력 제어가 동작하지 않고 인터리빙(Interleaving)의 영향도 줄어들기 때문에 단말은 더 높은 Eb/No을 요구하게 된다. 따라서 시스템의 전체적인 성능 저하를 초래하게 된다. 성능에 미치는 영향 때문에, 압축 모드는 RNC(Radio Network Controller)에 의해서 다른 주파수 또는 다른 시스템의 신호 측정이 필요한 경우에만 동작하여야 한다. 그러나 3GPP는 압축 모드 동작을 결정할 수 있는 방법을 정의하지 않았다. 그러므로 성능 저하를 줄이기 위해서 압축 모드 동작을 결정할 수 있는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 서비스 셀과 같은 주파수를 사용하는 인접 셀과 다른 주파수 또는 다른 시스템을 사용하는 인접 셀로 구성된 셀 환경에서 압축 모드가WCDMA 순방향 링크의 성능에 미치는 영향을 수식적으로 분석하고 압축 모드 사용에 따른 성능 저하를 줄이기 위하여 압축 모드가 필요하지 않은 단말의 압축모드 동작을 제한할 수 있는 단말 측정에 의한 압축 모드 방법을 제안한다. 수치적 분석 결과, 압축 모드를 사용할 때의 성능은 압축 모드를 사용하지 않을 때의 성능에 비해 급격하게 감소하는 것을 확인하였다. 그리고 제안하는 방법을 적용하였을 때, 압축 모드 사용에 따른 성능 감소를 크게 줄임을 확인하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권3호
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• pp.353-359
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• 2020

본 연구에서는 욕창 예방과 치유를 위해 개발된 의료용 로봇 침대의 제어기 구조와 제어 알고리즘에 대해 기술한다. 상용의 기존 욕창 예방 매트리스는 수동으로 동작하고 잔존 최대 체압이 욕창 발생 임계 체압을 넘어서기 때문에 이론적으로는 항상 욕창이 발생할 여지가 있지만, 본 연구에 개발된 시스템은 능동형 전기구동 건반을 사용하여 침대의 건반이 하강하면 체압이 0으로 떨어져서 욕창이 발생하지 않는다. 또한, 침대의 건반이 상승하여 욕창 임계 체압 이상이더라도 지속시간을 욕창 발생 임계시간 이내로 하도록 기구와 제어 알고리즘이 설계되어 있어서 욕창 발생 자체가 일어나지 않으며, 이는 바로 상용화가 가능한 욕창 예방 로봇 침대임을 뜻한다. 침대 건반의 모터는 의료용으로 적합한 BLDC 서보 드라이버를 설계한 모터로 되어있고 전장이 단순하여 쉽게 사용할 수 있도록 설계되었으며, CAN(Car Area Network)방식으로 서로 통신한다. 제작된 시스템은 욕창 예방에 효과적인 새로운 의료용 로봇 침대로 욕창으로 고통받는 많은 환자들에게 제공될 수 있도록 보급할 예정이다.