• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권6호
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• pp.2709-2734
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• 2020

The growing demand to make wireless data services 5G compatible has necessitated the development of an energy-efficient approach for an effective new wireless environment. In this paper, we first propose a cognitive sensor node (CSN) based game theory for deriving energy via a primary user-transmitted radio frequency signal. Cognitive users' time was segmented into three phases based on a time switching protocol: energy harvest, spectrum sensing and data transmission. The proposed model chooses the optimal energy-harvesting phase as the effected factor. We further propose a distributed energy-harvesting model as a utility function via pricing techniques. The model is a non-cooperative game where players can increase their net benefit in a selfish manner. Here, the price is described as a function pertaining to transmit power, which proves that the proposed energy harvest game includes Nash Equilibrium and is also unique. The best response algorithm is used to achieve the green connection between players. As a result, the results obtained from the proposed model and algorithm show the advantages as well as the effectiveness of the proposed study. Moreover, energy consumption was reduced significantly (12%) compared to the benchmark algorithm because the proposed algorithm succeeded in delivering energy in micro which is much better compared to previous studies. Considering the reduction and improvement in power consumption, we could say the proposed model is suitable for the next wireless environment represented in 5G.

• 한국광학회지
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• 제5권1호
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• pp.138-143
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• 1994

거친 표면을 가진 물체의 미소변위를 1차원 CCD소자와 레이저 스펙클(laser speckle) 방법을 이용하여 측정하였다. 거친 표면에서 산란된 레이저 광이 이루는 스펙클 무늬를 물체의 이동 전후에 얻고, 그것의 상호상관함수(cross-correlation)를 계산하여 스펙클 변위를 계산한다. 1차원 CCD소자를 이용하여 물체이동 전후의 스펙클 무늬를 측정하고, 레이저 스펙클 변위값을 386 PC로 인터페이스하여 PC에서 계산한다. 사용한 CCD 소자의 화소 간격은 $15\mu\textrm{m}$이고, 화소의 개수는 1728개이다. 스펙클 변위와 물체의 이동거리와는 비는 레이저 빔의 파면의 곡률에따라 1.03으로부터 5.20까지 변화한다. CCD 픽셀의 간격이 $15\mu\textrm{m}$이므로 물체의 $3\mu\textrm{m}$ 이동을 감지해 낼 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권10호
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• pp.40-45
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• 2009

본 논문에서는 사용자의 일상적인 동작 분석자료를 기반으로 실시간으로 사용자의 움직임 추정이 가능한 휴대형 센서 디바이스 및 활용 결과를 소개한다. 센서 디바이스는 3차원 가속센서와 GPS를 장착하고 있으며 센서 데이터 처리 및 움직임 추정을 위한 32비트 마이크로컨트롤러, 그리고 센서 데이터 및 추정결과를 전송하기 위한 블루투스 타입의 무선 통신 모듈을 포함한다. 완성된 디바이스는 50*47*14(mm)의 크기이며 리튬이온 소형 배터리 기준으로 연속 사용시 최대 10시간, 대기시간은 약 160시간 정도의 소형/저전력 형태로 구현되었다. 추정 가능한 사용자 움직임의 종류는 크게 3가지("서기", "달리기", "걷기")이며 피실험자군에 의한 동일 동작에 대한 가속센서 변화량을 학습하여 결정 트리 형식으로 사용자 움직임을 결정한다. 실험 결과 사용자 움직임 추정에 대한 정확도는 90% 이상인 것으로 확인되었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제20권1호
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• pp.65-72
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• 2012

MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술이 발전하여 작고 저렴한 IMU(Initial Measurement Unit)와 GPS(Global Positioning System)통합센서가 생산되어 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 모바일매핑시스템을 경량화하기 위해서 MEMS 기반 IMU/GPS 통합센서가 적합할 것으로 판단하고 XSens사 MEMS 기반 IMU/GPS 통합센서(MTi-G)의 특성 분석을 위한 실험을 수행하였다. 차량 대시보드에 통합센서를 고정하고 인천 송도 국제도시 도로구간과 터널구간을 주행하여 후처리 과정을 거치지 않은 좌표성과를 취득하였다. 전반적으로 위치결정 성과가 양호했지만 일부 구간(정지구간, 과속방지턱, 터널구간 등)에서 센서 특성, XKF(칼만필터) 특성 및 GPS 신호 수신환경 제한으로 인해 양호하지 못한 부분이 확인되었다. 실험결과 경량 모바일매핑시스템의 활용 가능성을 확인할 수 있었으며, 향후 다양한 GPS 신호 수신환경과 주행 조건에서의 실험과 보다 정밀한 정확도 분석이 요구된다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.58-67
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• 2003

본 연구에서는 구조의 건전성을 실시간으로 모니터링하기 위해 변형률 및 파손을 동시에 감지할 수 있는 두 가지 형태의 광섬유 센서 시스템을 제안하였다. 구성된 광섬유 센서 시스템은 파손신호 취득에 사용되는 단파장 광원의 형태에 따라 EDFA에 FBG 사용한 것과 Fabry-Perot 필터를 사용한 것으로 나뉘며 EFPI센서를 통해 복합재 시편의 인장실험을 모니터링 하는데 적용되었다. 먼저, 복합재의 초기파손모드에 해당하는 모재균열 신호의 특징을 알기 위해 압전세라믹 센서를 이용하여 시편의 두께와 폭의 변화에 따른 신호특성을 파악하였다. 정량적 파손신호의 특성 분석을 위해 STFT와 Wavelet Transform과 같은 시간 주파수 변환방법을 사용하였으며, 시편의 형상변화에 따라 모재균열 신호의 주파수영역 특성이 변화함을 확인하였다 광섬유 센서로 취득 된 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전세라믹 센서와 변형률게이지의 결과 값과 서로 비교하였다. 광섬유 센서 시스템들을 이용한 장시간동안의 인장실험 결과 변형률의 값은 변형률게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또한 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.160-165
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• 2014

본 연구에서는 MEMS 기반 3축 가속도 센서 모듈을 제작하여 성능 시험을 수행하였고, 지진 모니터링 시스템을 구성하였다. 3축 가속도 센서 모듈의 성능 향상을 위하여 데이터 수집장치를 24bit ADC (Analog to Digital Converter)가 내장된 NI-9239를 사용하였고, 잡음을 줄이기 위해 100Hz LPF (Low Pass Filter)를 통과시킨 데이터를 사용하였다. 또한 지진 모니터링 소프트웨어를 개발하여 구조물에 유의한 진동을 감지하는데 초점을 맞추었다. 진동을 감지하기 위한 방법으로 각 축의 가속도 크기 뿐만 아니라 3축 가속도의 벡터 합을 구하여 이 벡터 합이 미리 설정한 값을 초과할 때의 수치를 별도로 표시하고 이를 파일로 저장하는 알고리즘을 사용하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권3호
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• pp.383-399
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• 2015

Today, as railways increase their capacity and speeds, it is more important than ever to be completely aware of the state of vehicles fleet's condition to ensure the highest quality and safety standards, as well as being able to maintain the costs as low as possible. Operation of a modern, dynamic and efficient railway demands a real time, accurate and reliable evaluation of the infrastructure assets, including signal networks and diagnostic systems able to acquire functional parameters. In the conventional system, measurement data are reliably collected using coaxial wires for communication between sensors and the repository. As sensors grow in size, the cost of the monitoring system can grow. Recently, auto-powered wireless sensor has been considered as an alternative tool for economical and accurate realization of structural health monitoring system, being provided by the following essential features: on-board micro-processor, sensing capability, wireless communication, auto-powered battery, and low cost. In this work, an original harvester device is designed to supply wireless sensor system battery using train bogie energy. Piezoelectric materials have in here considered due to their established ability to directly convert applied strain energy into usable electric energy and their relatively simple modelling into an integrated system. The mechanical and electrical properties of the system are studied according to the project specifications. The numerical formulation is implemented with in-house code using commercial software tool and then experimentally validated through a proof of concept setup using an excitation signal by a real application scenario.

• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.423-428
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• 2004

320${\times}$240 배열의 중적외선 대역(3.7 $\mu\textrm{m}$∼4.8 $\mu\textrm{m}$) MCT(HgCdTe) 검출기를 이용하여 분해능과 신뢰도가 대폭 향상된 소형$.$고성능의 적외선 열상센서를 설계, 제작하였다. 개발된 열상센서는 1∼20배의 고배율 줌 광학계로 설계하고 미세주사 기법을 적용하여 640${\times}$480의 화소를 재현하여 항공기의 항법 보조로부터 표적획득에 이르기까지 다양한 활용이 가능하다. 적용된 적외선 줌 광학계는 릴레이 형태의 재결상계로 설계되었으며 미세주사 장치의 개발로 7.6 cycles/mrad 까지 분해가 가능하며 최저배율에서 40$^{\circ}$${\times}$30$^{\circ}$의 초광각(super wide field of view)의 시계를 갖는다. 또한 불균일 보정기법과 히스토그램 가변방식의 결합을 통한 첨단 열 영상처리 기법을 제안하여 열상센서에 적용함으로써 고성능의 실시간 디지털 영상처리를 가능케 하였다. 본 신호처리기의 개발을 통해 획득된 열영상의 최소분해가능 온도차는 고배율에서 0.05K(＠1cycles/mrad) 이하의 우수한 결과를 보였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제47권3호
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• pp.41-46
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• 2010

무선 센서 네트워크는 다수의 센서들로 구성되며 일단 배치되면 전원의 교환 충전이 어렵기에 한정된 센서의 배터리를 효율적으로 이용하여 전체 네트워크의 수명을 최대한 길게 하는 것이 중요한 문제이다. 네트워크를 계층적으로 분할하여 관리하는 클러스터링 기법으로 대표적인 LEACH 프로토콜은 전체 네트워크의 수명을 연장시키기 위한 좋은 방법 중 하나이며 셋업과 안정 상태로 분할되는 라운드 단위로 구성된다. 본 논문에서는 셋업 단계 자체를 최소화하여 셋업 단계 시 소비하는 에너지를 절약하며 데이터의 특성을 고려할 수 있는 비교 기법을 적용하여 에너지 효율성을 높이는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방식을 적용하여 시뮬레이션 수행한 결과 기존 LEACH에 비해 시간 흐름에 따른 생존 노드 수가 증가하였으며 노드의 평균 에너지 소비량도 감소함을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.11-18
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• 2017

본 논문은 소비자에게 공급되는 수돗물의 공급시설(Water Supply Network)에 IoT 기술을 활용하여 소비자의 물 사용량을 원격으로 검침하고, 공급시설의 누수를 줄여서 원가를 절감하는 스마트 물관리(Smart Water Management) 기술의 적용효과를 검증하였다. SWM 실증모형은 수돗물 공급시설에 원격 누수감지센서, 스마트 미터링(Smart Metering), 초소형 멀티센서를 설치하고, 원격에서 운영현황을 실시간으로 감시하고 소비자에게 수돗물 사용량과 수질을 스마트폰 앱으로 제공하였다. 이때, 소비자가 수돗물 사용량 정보를 이용하여 수돗물을 아껴 쓰는지, 수돗물 수질정보를 이용하여 직접 음용하는지를 조사하였다. 특히, 본 연구에서는 SWM을 실증 적용함으로써 공급시설의 유수율 향상, 수돗물 음용률 향상, 소비자 민원 감소, 운영비용 절감, 수돗물 사용량 절감이 달성되는지를 검증하는데 목적이 있다. 또한 수돗물 공급시설의 IoT 센서, 운영자 모니터링 시스템, 이상발생시 탐사복구 솔루션이 융합된 하나의 SWM 모델을 수립하였으며, 관련 기술 개발을 통해 국내 물산업을 육성하고, SWM을 선진수준으로 확산하였다는데 의의가 있다고 하겠다.