• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
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• pp.223-224
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• 2018

Internet of Things (IoT) 특성상 경량 디바이스를 사용하기 때문에 한정된 메모리 용량과 컴퓨팅 파워를 효율적으로 활용하기 위한 경량 통신 프로토콜이 요구된다. 본 논문에서는 IoT 기기에서 사용하는 경량 프로토콜인 MQTT를 이용해 센서 노드들이 보내는 데이터의 양을 최소화하여 트래픽 효율을 높이는 broker 캐싱을 제안한다. Broker 캐싱은 MQTT에서 센서 노드가 보낸 데이터를 broker가 캐싱해두고, 센서 노드로부터 중복 처리형 패킷을 받았을 때 캐싱한 데이터를 subscriber에게 전송한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1090-1098
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• 2018

MQTT is a lightweight messaging protocol that can be used for low power IoT devices. The MQTT basically uses single MQTT broker to indirectly share message information between publishers and subscribers. This approach has a weakness in regard to traffic overflow, connection fault, security, etc. In this paper, we propose a distributed MQTT broker architecture that solves the problems in single MQTT broker structure. The distributed MQTT broker architecture is expected to support new application services that cannot be supported by a conventional MQTT architecture. We have designed and implemented a distributed MQTT broker architecture based on the RPL protocol that has been widely used for IoT network. The experiment results show that the proposed MQTT broker architecture represents better publishing/subscribing latency and network stability than the conventional MQTT broker architecture.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1320-1326
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• 2017

최근 IoT는 제한된 네트워크 환경에서의 디바이스 통신을 충족시키기 위해 경량화 프로토콜에 대한 연구가 진행중이다. MQTT는 대표적인 경량화 프로토콜이며, 오버헤드를 최소화하기 위해 작은 고정 헤더를 지원하고, publish/subscribe구조를 채택함으로써 실시간성을 보장한다. 하지만 MQTT는 중요 데이터에 대한 우선순위 처리를 지원하지 않아 특정 IoT 서비스에서의 QoS를 제공할 수 없다. 본 논문에서는 MQTT에서 다양한 IoT 서비스의 우선 순위를 고려하기 위한 메시지 처리 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 노드에서 MQTT의 고정헤더에 우선순위 플래그를 추가하여 메시지를 전송하며, broker에서는 해당 메시지에 대한 우선순위를 확인하여 우선적으로 처리한다. 실험 및 평가를 통해 우선순위에 따라 노드간의 종단 간 지연의 감소를 확인하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.133-141
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• 2018

There are increasing interests on smart home systems. However, most of the existing works focus on the functionality itself. In this paper, we propose an extensible smart home system based on low power networking such as CoAP, 6LoWPAN, and Zigbee. The proposed home IoT system consists of Home APP, Home Server, Home Broker, and Power Devices. Each component of the system is connected by the low-power network technologies aforementioned. As the end device, Power Device senses the current consumption of the attached appliance and controls the power to it. Power Device reports the sensing data to Home Server via Home Broker. The Home Broker enhances the scalability of the system. Home Broker extends the service area and the user's services, and it manages the connection of the underlying devices and processes, and transmits data to Home Server from Power Devices. Through the experimental evaluation, we show that the proposed system achieves the design goals such as extensibility and low power networking.

• 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.

• KNOM Review
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• 제22권1호
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• pp.30-41
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• 2019

MQTT 프로토콜은 IoT 정보 전송을 위한 오픈 Publish / Subscribe 시스템 중 하나이다. 본 논문에서는 MQTT 클러스터링 시스템에 동적으로 참여하는 가입자를 적절한 브로커에 배정하는 알고리즘을 제안한다. 중앙 집중식 브로커가 있는 MQTT 시스템에서는 가입자와 중개자 간의 연결 및 메시지 손실이 발생한다. 이 논문에서는 확장 가능한 개방형 IoT 시스템을 개발하고 SDN 인프라에서 MQTT 브로커 클러스터링을 고려하여 이 문제를 해결한다. 특히 이 논문은 SDN 기반 MQTT 클러스터에서 브로커의 부하 및 통신비용을 줄이기 위해 브로커의 주제 공유에 따라 브로커에 가입자를 할당하는 문제에 중점을 둔다. 실험 결과는 제안 된 알고리즘이 기존의 방법에 비해 부하 및 비용을 감소시킴을 보여준다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.112-118
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• 2023

IoT 기술은 인터넷과 사물이 연결되고, 사물 스스로가 데이터를 분석, 판단하여 실세계와 가상세계를 실시간으로 상호 연결하는 단계로 발전하고 있다. 이러한 IoT 기술은 센서, 액추에이터, 장치, 네트워크로 구성되어 다양한 분야에 적용되고 있으며, IoT 디바이스와 애플리케이션 수가 증가함에 따라 데이터 트래픽도 증가하고 있다. 본 논문에서는 IoT 환경에서의 IoT 디바이스와 브로커 간 성능 분석을 위해 IoT 디바이스에서 센서 데이터를 수집하고 MQTT 프로토콜을 통해 MQTT 브로커에 전달하는 시스템을 구현하였다. MQTT 기반 RTT 측정과 IoT 디바이스와 브로커 간 메시지 전송 시간을 측정하는 실험을 수행한 결과 패킷 손실은 발생하지 않았으며, 전파 지연이 RTT에 영향을 주는 것으로 실험을 통해 알 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.859-870
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• 2020

MQTT-SN(Message Queuing Telemetry Transport - Sensor Network) 프로토콜은 센서 기반의 IoT(Internet of Things)환경에서 사용되는 메시지 전송 프로토콜이다. 이 MQTT-SN 프로토콜은 메시지 전송 중간에 중개자(Broker)를 둔 발행-구독 모델(Publish-Subscribe Model)로 각 IoT 장치들이 메시지를 전달 할 때 반드시 중개자를 통해 메시지를 주고 받는 모델이다. 하지만 MQTT-SN 프로토콜은 메시지 보안, 상호 인증, 접근 제어, 중개자 보안등을 만족하는 보안 관련된 기능을 제공하고 있지 않다. 이에 따라 최근 다양한 보안 문제가 발생하고 있으며, 보안이 필요한 상황이 대두되고 있다. 본 논문에서는 MQTT-SN의 보안 요구사항을 다시 한번 살펴보고, 이 프로토콜이 적용되는 IoT의 자원이 제한된 환경에서의 제약 조건을 만족하면서 보안을 향상시키는 수정된 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 기존과 다르게, 보안 필드와 인증 서버가 추가되었으며 이를 통해 보안 요구사항을 만족시키도록 한다. 더불어 제안된 프로토콜을 실제 구현 및 테스트하고 에너지 소모 관점에서 제안된 프로토콜이 실제 사용이 가능한지 평가하도록 한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권6호
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• pp.807-816
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• 2015

최근 주목 받고 있는 사물인터넷(Internet of Things)환경에서는 와이파이와 블루투스 같은 다양한 무선 표준들이 공존한다. 이러한 사물인터넷(IoT) 환경에서는 이종 무선 통신망 간의 핸드오버를 통하여 보다 안정적이고 효율적인 패킷 전송이 가능하다. 이에 본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 다양한 무선표준과 통신프로토콜을 지원하는 IoT 브로커를 이용하여 와이파이와 블루투스 사이의 이종망 간 수직 핸드오버(Vertical handover) 시스템을 구현하였다. 핸드오버 시점 결정을 위하여 블루투스 프로토콜 스택(BlueZ)에서 제공하는 함수를 이용한 LQ(Link Quality)및 RSSI(Received Signal Strength Indication)측정 실험과 리눅스에서 제공하는 네트워크 정보를 활용한 사용자의 실시간 트래픽 측정 실험을 통해 최적의 Threshold값을 선정하였다. 실제 하드웨어를 사용한 실험을 통해 제안 방법이 에너지 효율을 향상시키고 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.2047-2053
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• 2015

본 논문에서 제안하는 사물인터넷 브로커 (게이트웨이) 플랫폼은 개발자와 사용자 측면을 고려하여서 설계하였다. 제안 플랫폼은 주변 디바이스를 Virtual-Entity로 서비스화하고 온톨로지를 이용하여 소유자를 추론함으로써 개발자가 쉽게 서비스를 조립할 수 있게 하는 한편 사용자 입장에서는 서비스가 자동으로 설치 및 설정될 수 있도록 한다. 또한 로컬 네트워크의 다양한 플랫폼과 프로토콜을 통합하는 방안으로 개발자 어댑터를 개발하여 플러그인 할 수 있게 하였다. 실험을 통하여 AllJoyn 플랫폼 플러그 인을 Node-RED에 추가하여 서비스 플로우를 테스트 하였다.