• KNOM Review
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• 제23권1호
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• pp.51-62
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• 2020

통신 인프라를 공유하고 클라우드 자원을 유연하게 제공하는 개방형 IoT 플랫폼을 활용함으로써 스마트 서비스 개발 시간과 비용이 절약될 수 있다. 본 논문에서는 물리 IoT 디바이스를 가상의 IoT 디바이스로 구현하고 서비스 개발자가 가상 디바이스와 연동하도록 하는 엣지 컴퓨팅 기반 가상 IoT 시스템을 개방형 IoT 플랫폼으로 제안한다. 물리 IoT 디바이스 인근 엣지 클라우드 내 관리 서버는 물리 IoT 디바이스에 대응되는 가상 IoT 디바이스의 생성, 이동, 제거를 관리한다. 논문에서는 가상 IoT 시스템의 주요 구성 요소인 관리 서버와 물리 IoT 디바이스 그리고 가상 IoT 디바이스의 동작을 정의하고 동작을 수행하기 위해 필요한 통신 프로토콜을 설계한다. 마지막으로 모의실험을 통해 각 구성 요소가 정의된 상태와 동작을 설계된 것과 같이 수행함을 확인함으로써 엣지 클라우드 기반 가상 IoT 시스템 성능을 검증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.676-678
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• 2021

본 논문은 해상 및 산업용 IoT 서비스를 위한 에지 기기의 설계에 대해 설명한다. 에지 기기는 IoT 센싱 데이터를 수집하여 외부 망을 전달하는 역할만을 수행하도록 설계되었고, 통신 방식은 사용 LoRa와 LTE Cat.M1을 적용하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1688-1696
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• 2020

기존 클라우드 기반 Internet-of-Things(IoT) 시스템의 네트워크 정체와 서버 과부하로 인한 지연, 데이터 이동으로 인한 보안 및 프라이버시 이슈를 해결하기 위하여 엣지 기반의 IoT 시스템으로 IoT의 패러다임이 움직이고 있다. 하지만 엣지 기반의 IoT 시스템은 여러 제약으로 인하여 처리 성능과 동작의 유연성이 부족한 치명적인 문제점을 가지고 있다. 처리 성능을 개선하기 위하여 응용 특화 하드웨어를 엣지 디바이스에 구현할 수 있지만, 고정된 기능으로 인하여 특정 응용 이외에는 성능 향상을 보여줄 수 없다. 본 논문은 엣지 디바이스의 제한된 하드웨어 자원에서 다양한 응용 특화 하드웨어를 주문형 부분 재구성을 통해 사용할 수 있고, 이를 통해 엣지 디바이스의 처리 성능과 동작의 유연성을 증가시킬 수 있는 엣지 중심의 Metamorphic IoT(mIoT) 플랫폼을 소개한다. 실험 결과에 따르면, 재구성 알고리즘을 엣지에서 실행하는 엣지 중심의 mIoT 플랫폼은 재구성 알고리즘을 서버에서 실행하는 이전 연구에 비해 엣지의 서버 접근 횟수를 최대 82.2% 줄일 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.418-420
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• 2019

다양하게 요구되고 있는 해양 사물 인터넷 서비스 제공을 위하여 필요한 복합 센서 장치와 edge device를 제안하였다. 특히 통신 3사의 상용망 외에 폐쇄망을 통해 센싱 정보의 관리와 처리가 가능하도록 설계 제안하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.159-164
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• 2023

Solar energy harvesting IoT devices prioritize maximizing the utilization of collected energy due to the periodic recharging nature of solar energy, rather than minimizing energy consumption. Meanwhile, research on edge AI, which performs machine learning near the data source instead of the cloud, is actively conducted for reasons such as data confidentiality and privacy, response time, and cost. One such research area involves performing various audio AI applications using audio data collected from multiple IoT devices in an IoT edge computing environment. However, in most studies, IoT devices only perform sensing data transmission to the edge server, and all processes, including data preprocessing, are performed on the edge server. In this case, it not only leads to overload issues on the edge server but also causes network congestion by transmitting unnecessary data for learning. On the other way, if data preprocessing is delegated to each IoT device to address this issue, it leads to another problem of increased blackout time due to energy shortages in the devices. In this paper, we aim to alleviate the problem of increased blackout time in devices while mitigating issues in server-centric edge AI environments by determining where the data preprocessed based on the energy state of each IoT device. In the proposed method, IoT devices only perform the preprocessing process, which includes sound discrimination and noise removal, and transmit to the server if there is more energy available than the energy threshold required for the basic operation of the device.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1258-1269
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• 2020

The IoT(Internet of Things) service provides users with valuable services by collecting and analyzing data using Internet-connected IoT devices. Currently, IoT service platforms are accomplished by using edge computing to reduce the delay time required to collect data from IoT devices. However, if a user moves to another network with IoT device, the connection will be lost and IoT service will be suspended. To solve this problem, we proposes a service that automatically roaming IoT service when IoT device makes move. IoT roaming service provides a device automatic tracking management technique designed to continue receiving IoT services even if users move to other networks. To check if the proposed roaming service was effective, we implemented IoT roaming service and measured the data transfer time while move between networks along with devices while using IoT service. As a result, the average data transfer time was 124.62ms, and the average service interrupt time was 812.12ms. with this result, we can assume that the user could feel service interruption time very shortly and it will not affect the service experience. with IoT roaming service, we expect that it will present a method that stably providing IoT services even if user moves networks.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제17권1호
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• pp.191-202
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• 2021

In an Internet of Things (IoT)-configured system, each device executes on-chip software. Recent IoT devices require fast execution time of complex services, such as analyzing a large amount of data, while maintaining low-power computation. As service complexity increases, the service requires high-performance computing and more space for embedded space. However, the low performance of IoT edge devices and their small memory size can hinder the complex and diverse operations of IoT services. In this paper, we propose a remote on-demand software code execution unit using the cloudification of on-chip code memory to accelerate the program execution of an IoT edge device with a low-performance processor. We propose a simulation approach to distribute remote code executed on the server side and on the edge side according to the program's computational and communicational needs. Our on-demand remote code execution unit simulation platform, which includes an instruction set simulator based on 16-bit ARM Thumb instruction set architecture, successfully emulates the architectural behavior of on-chip flash memory, enabling embedded devices to accelerate and execute software using remote execution code in the IoT environment.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1075-1084
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• 2022

Internet of Things(IoT) has become a key available technology for efficiently implementing device to device(D2D) services in various domains such as smart home, healthcare, smart city, agriculture, energy, logistics, and transportation. A lightweight publish/subscribe(Pub/Sub) messaging protocol not only establishes data dissemination pattern but also supports connectivity between IoT devices and their applications. Also, a Pub/Sub broker is deployed to facilitate data exchange among IoT devices. A scalable edge-based publish/subscribe (Pub/Sub) broker overlay networks support latency-sensitive IoT applications. In this paper, we design a hypercube grid quorum(HGQ) for distributed Pub/Sub systems based IoT applications. In designing HGQ, the network of hypercube structures suitable for the publish/subscribe model is built in the edge layer, and the proposed HGQ is designed by embedding a mesh overlay network in the hypercube. As their applications, we propose an HGQ-based mechansim for dissemination of the data of sensors or the message/event of IoT devices in IoT environments. The performance of HGQ is evaluated by analytical models. As the results, the latency and load balancing of applications based on the distributed Pub/Sub system using HGQ are improved.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.258-264
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• 2022

정보 통신 기술 (ICT)이 축사와 접목된 스마트 축사는 대부분 클라우드 컴퓨팅 패러다임에 기반하고 있다. 클라우드 기반 스마트 축사는 응답 시간 증가, IoT 센서 증가에 따른 클라우드의 자원 부담, 망의 트래픽 부담과 같은 단점이 있고 인접한 IoT 디바이스와의 협업을 통한 장애 회복 메커니즘이 거의 없는 실정이다. 본 논문에서는 에지 컴퓨팅 기반 IoT 협업 시스템을 제안한다. 에지 디바이스의 비교적 제한적인 컴퓨팅 자원으로 클라우드의 웹 서버 기능을 분담하게 하여 클라우드에 필요한 자원을 절감하며, 사용자 요청에 대한 응답 시간을 개선하고자 한다. 또한 heartbeat 기반 장애 회복 메커니즘을 통하여 IoT 디바이스의 장애를 감지하고 그에 따른 적절한 조치를 하도록 하였다.

• 융합정보논문지
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• 제12권2호
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• pp.23-29
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• 2022

최근 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 기기 사용 증가로 인해 클라우드 컴퓨팅 서버로 전송해 처리하는 데이터양이 급증하고, 그 결과 네트워크 관련 문제점(지연, 서버의 과부하 및 보안 위협)들이 크게 대두되고 있다. 특히, 연산 능력이 클라우드 컴퓨팅보다 낮은 에지 컴퓨팅은 수많은 IoT 기기들을 손쉽게 인증할 수 있는 경량화된 인증 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 IoT와 에지 장치 간 익명성과 순방향·역방향의 비밀성을 보장하고 중간자 공격과 재전송 공격에 안정적이며, 에지 장치와 IoT 기기 특성에 적합한 경량화 알고리즘의 키 동의 프로토콜을 제안하였고, 제안한 키 동의 프로토콜을 기존 연구와 비교·분석한 결과 IoT 기기와 에지 장치에서 효율적으로 사용 가능한 경량화 프로토콜임을 보였다.