• 제목/요약/키워드: Low Power Wide Area

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IoT Delegate: Smart Home Framework for Heterogeneous IoT Service Collaboration

  • Kum, Seung Woo;Kang, Mingoo;Park, Jong-Il
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권8호
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    • pp.3958-3971
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    • 2016
  • With Internet of Things (IoT) technology, home environment becomes smarter than ever. Not only smart devices such as smart phone or smart TV, but also various IoT devices including sensor, smart thermostat, and smart scale has now become very common on the market. These devices have connectivity to the Internet, so that user can read data from the device or control the device using Internet technology. However, due to diversity of smart home requirements, device collaboration in smart home remains a challenging task still. Usually smart home is built with various technologies to fulfill its own purpose, and these purposes cover very wide area from controlling low-power sensor devices to controlling high-performance devices like smart TV and smart phone. This variety of smart home requirements makes smart home very complicated due to mixed network architecture, protocol and technology. In this paper, a framework to enable managing and collaborating heterogeneous IoT devices in smart home environment is proposed. Several programming models are defined in the proposed framework to make application development for heterogeneous devices more intuitive. The proposed framework has been implemented as a web service, and a case study with real-world smart home IoT devices is presented.

A High-Performance Sensorless Control System of Reluctance Synchronous Motor with Direct Torque Control

  • Kim Min-Huei;Kim Nam-Hun;Choi Kyeong-Ho;Kim Dong-Hee;Hwang Dong-Ha
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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    • pp.355-359
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    • 2001
  • This paper presents an implementation of digital control system of speed sensorless for Reluctance Synchronous Motor (RSM) drives with DTC. The control system consists of stator flux observer, rotor position/speed/torque estimator, two hysteresis band controllers, an optimal switching look-up table, IGBT voltage source inverter, and TMS320C31 DSP controller by using fully integrated control software. The stator flux observer is based on the combined voltage and current model with stator flux feedback adaptive control that inputs are current and voltage sensing of motor terminal with estimated rotor angle for wide speed range. The rotor position is estimated by observed stator flux-linkage space vector. The estimated rotor speed is determined by differentiation of the rotor position used only in the current model part of the flux observer for a low speed operating area. It does not require the knowledge of any motor parameters, nor particular care for motor starting, In order to prove the suggested control algorithm, we have a simulation and testing at actual experimental system. The developed sensorless control system is shown a good speed control response characteristic results and high performance features in 50/1000 rpm with 1.0Kw RSM having 2.57 ratio of d/q reluctance.

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내수면 양식장을 위한 LPWA망 기반 스마트 급이 시스템 설계 (Design of the Smart Feeding System based on the LPWA network for Inland Fish Farms)

  • 독고세준
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.31-35
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    • 2016
  • IoT기술은 최근 수년간 급격히 발달하였고, 많은 분야에 적용되고 있다. 수산업 분야에서는 IoT 플랫폼을 활용한 양식장 수질관리 시스템이 개발되어 생산성 향상과 근로 환경 개선에 많은 도움을 주고 있다. 본 연구에서는 내수면 양식장 수질관리 시스템에서 더욱 발전하여, 수질 연동형 자동 급이 시스템을 설계함으로써 보다 효율적이고 체계적인 양식장 관리 시스템을 제안한다. IoT 전용망인 LPWA를 활용하여 내수면 양식장 환경에 적합하고, 저전력과 낮은 통신비용으로 상용화를 위한 경제성을 확보하였다. 본 연구를 통하여 내수면 양식 산업의 발전은 물론, 빅데이터 분석을 통한 양식 기술 발전에 일조할 것으로 기대한다.

출력전류 제어 기능이 향상된 고휘도 LED 구동 IC 설계 (Design of the High Brightness LED Driver IC with Enhanced the Output Current Control Function)

  • 한석붕;송기남
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.9-9
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    • 2010
  • In this paper, High Brightness LED driver IC using new current sensing circuit is proposed. This LED driver IC can provide a constant current with high current precision over a wide input voltage range. The proposed current-sensing circuit is composed of a cascode current sensor and a current comparator with only one reference voltage. This IC minimizes the voltage stress of the MOSFET from the maximum input voltage and has low power consumption and chip area by using simple-structured comparator and minimum bias current. The LED current ripple of the designed IC is in ${\pm}5%$ and a tolerance of the average LED current is lower than 2.43%. This shows much improved feature than the previous method. Also, protections for input voltage and operating temperature are designed to improve the reliability of the designed IC. Designed LED driver IC uses $1{\mu}m$ X-Fab. BiCMOS process parameters and electrical characteristics and functioning are verified by spectre(Cadence) simulation.

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A Delta-Sigma Fractional-N Frequency Synthesizer for Quad-Band Multi-Standard Mobile Broadcasting Tuners in 0.18-μm CMOS

  • Shin, Jae-Wook;Kim, Jong-Sik;Kim, Seung-Soo;Shin, Hyun-Chol
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권4호
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    • pp.267-273
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    • 2007
  • A fractional-N frequency synthesizer supports quadruple bands and multiple standards for mobile broadcasting systems. A novel linearized coarse tuned VCO adopting a pseudo-exponential capacitor bank structure is proposed to cover the wide bandwidth of 65%. The proposed technique successfully reduces the variations of KVCO and per-code frequency step by 3.2 and 2.7 times, respectively. For the divider and prescaler circuits, TSPC (true single-phase clock) logic is extensively utilized for high speed operation, low power consumption, and small silicon area. Implemented in $0.18-{\mu}m$ CMOS, the PLL covers $154{\sim}303$ MHz (VHF-III), $462{\sim}911$ MHz (UHF), and $1441{\sim}1887$ MHz (L1, L2) with two VCO's while dissipating 23 mA from 1.8 V supply. The integrated phase noise is 0.598 and 0.812 degree for the integer-N and fractional-N modes, respectively, at 750 MHz output frequency. The in-band noise at 10 kHz offset is -96 dBc/Hz for the integer-N mode and degraded only by 3 dB for the fractional-N mode.

무인차량용 3차원 영상처리를 위한 16-채널 CMOS 인버터 트랜스임피던스 증폭기 어레이 (A 16-channel CMOS Inverter Transimpedance Amplifier Array for 3-D Image Processing of Unmanned Vehicles)

  • 박성민
    • 전기학회논문지
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    • 제64권12호
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    • pp.1730-1736
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    • 2015
  • This paper presents a 16-channel transimpedance amplifier (TIA) array implemented in a standard $0.18-{\mu}m$ CMOS technology for the applications of panoramic scan LADAR (PSL) systems. Since this array is the front-end circuits of the PSL systems to recover three dimensional image for unmanned vehicles, low-noise and high-gain characteristics are necessary. Thus, we propose a voltage-mode inverter TIA (I-TIA) array in this paper, of which measured results demonstrate that each channel of the array achieves $82-dB{\Omega}$ transimpedance gain, 565-MHz bandwidth for 0.5-pF photodiode capacitance, 6.7-pA/sqrt(Hz) noise current spectral density, and 33.8-mW power dissipation from a single 1.8-V supply. The measured eye-diagrams of the array confirm wide and clear eye-openings up to 1.3-Gb/s operations. Also, the optical pulse measurements estimate that the proposed 16-channel TIA array chip can detect signals within 20 meters away from the laser source. The whole chip occupies the area of $5.0{\times}1.1mm^2$ including I/O pads. For comparison, a current-mode 16-channel TIA array is also realized in the same $0.18-{\mu}m$ CMOS technology, which exploits regulated-cascode (RGC) input configuration. Measurements reveal that the I-TIA array achieves superior performance in optical pulse measurements.

LoRa 통신의 설정 인자가 직교성과 성능에 미치는 영향 (The Impact of Configuration Factors on Orthogonality and Communication Quality)

  • 변승규
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.86-88
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    • 2022
  • LoRa 통신 프로토콜은 근 10년간 사물인터넷 네트워크를 위한 유망 기술로 평가받고 있다. 이론적으로, 처프 대역 확산 프로토콜을 사용하여 장거리 통신에 강인하고 하나의 물리 채널에 서로 직교하는 여러 논리채널을 제공할 수 있으며 중첩 성형의 망구조로 공간 다양성을 활용할 수 있는 것이 대표적 이유이다. 최근의 몇몇 연구들은 이러한 특징 중 논리 채널 사이의 불완전한 실질적인 준직교성을 지적한다. 그러나 직교하는 논리 채널을 형성하는 것은 확산 인자와 대역폭 두 가지 설정 인자임에도 불구하고 대부분의 연구는 확산 인자만을 요소로 직교성을 평가한다. 본 연구에서는 두 설정 인자를 모두 고려하여 논리 채널 사이의 준 직교성을 정리한다. 또한, 이에 따른 논리 채널 사이의 간섭으로 인해 변화하는 통신 품질을 정리한다.

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LPWA 기반 산업현장의 무선 데이터 전송 시스템 개발 (Development of Wireless Data Transmission System for LPWA-based Industrial Sites)

  • 권혁;조경우;오창헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.37-42
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    • 2018
  • 최근 장비에 부착된 센서들이 네트워크를 통해 실시간으로 현장 정보를 전송하고 처리하여 장비를 제어하는 과정을 자동으로 수행하는 IoT 환경에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 이러한 시스템의 핵심은 데이터 송수신을 위한 네트워크가 필수적인데 넓은 전송 거리를 가진 유선 네트워크가 우선 선택이 된다. 하지만 유선 네트워크의 경우 통신을 구성하기위해 소모되는 시간과 비용이 무선 보다 높은 문제가 존재한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 LPWA와 BLE 통신을 이용한 LPWA 기반 산업현장의 무선 데이터 전송 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 BLE를 통해 장비로부터 데이터를 수집하고 LPWA를 이용하여 서버로 데이터를 전송하는 시스템이다. 실험결과 LPWA로 전송할 수 있는 최대 길이의 확산인자(Spreading Factor)는 8인 것을 확인하였으며, 최소 길이에 대한 Spreading Factor는 9인 것을 확인할 수 있었다.

Private LoRa 기반 어구 자동식별 시스템의 거리 측정 시험 (Test of Communication Distance Measurement of Fishing Gear Automatic System Based on Private LoRa)

  • 이성렬;김세훈
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.61-66
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    • 2020
  • 해양은 지구 표면의 70.8%를 차지하기 때문에 해양산업에서 IoT 기술의 적용은 넓은 영역에 배치된 수많은 장치로부터 다양한 정보를 수집하고 활용하는 것이다. LPWA는 통신 거리가 넓은 특징으로 해양에 배치하기에 매우 적합한 통신이다. 본 논문에서는 전자 어구 실명제를 실행하기 위한 핵심기술인 private LoRa를 기반으로 실해역 성능 거리 실험은 진행하였다. sx1276을 기반으로 한 private LoRa 모듈을 개발하였고, 게이트웨이는 private LoRa로 수신 받은 데이터를 SKT Cat. M1을 이용하여 서버로 데이터를 전송하도록 개발하였다. 해발 599 m에 게이트웨이를 설치하고 25 km, 40 km, 60 km에서 데이터 송수신 실험을 한 결과, 각각 96.1%. 97.1%, 96.2%의 통신 성공률을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

800MHz~5.8GHz 광대역 CMOS 저잡음 증폭기 설계 (A 800MHz~5.8GHz Wideband CMOS Low-Noise Amplifier)

  • 김혜원;탁지영;이진주;신지혜;박성민
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권12호
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    • pp.45-51
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    • 2011
  • 본 논문에서는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 800MHz~5.8GHz 대역 내 다양한 무선통신 표준을 포함하는 광대역 저잡음 증폭기(wideband-LNA)를 구현하였다. 저잡음 특성을 개선하기 위하여 제작한 LNA는 두 단으로 구성되었으며, 입력캐스코드 단 및 잡음신호만을 상쇄시키는 출력 버퍼단으로 구성하였다. 또한, 피드백 저항을 이용함으로써, 광대역 임피던스 매칭 효과 및 넓은 대역폭을 구현하였다. 측정결과, 811MHz~5.8GHz의 주파수 응답과 대역폭 내에서 최대 11.7dB의 전력이득 및 2.58~5.11dB의 잡음지수(NF)를 얻었다. 제작한 칩은 $0.7{\times}0.9mm^2$의 면적을 가지며 1.2V의 전원전압에서 12mW의 낮은 전력을 소모 한다.