• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.167-172
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• 2017

무선 센서 네트워크의 수명 연장을 위해서 이동 노드를 활용하는 방법들이 제안되었고 최근 드론 기술의 발달로 드론을 활용한 데이터 수집에 관련된 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 지상의 무선 센서 네트워크와 드론을 연동할 경우 데이터 수집의 실시간성과 효율성이 높아지는 장점이 있다. 그러나 기존의 연구들은 드론의 에너지 소모를 줄이기 위해 비행 거리를 최소화하는 문제만을 집중하고 있어 노드들의 에너지 소모가 균일하지 못하는 문제를 발생 시킨다. 이러한 불균형적인 노드의 에너지 소모는 각 네트워크의 단절을 가속화하고 이로 인해 드론의 비행거리가 증가하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 각 클러스터의 내용을 수집하여 드론과 직접 통신하는 랑데부 노드 선정 시 드론의 예상 비행거리와 노드의 수명을 고려한 기법을 제안하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.13-26
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• 2009

유비쿼터스 사회에서 u-서비스를 구현하기 위한 핵심기술 중의 하나인 무선센서네트워크는 대규모망에서 관리가 어렵고 안정성 및 이동성이 취약하다는 단점을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 센서네트워크와 IP망과의 연동을 위한 6LoWPAN에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 논문에서는 6LoWPAN을 이용한 위치 추적 시스템 LTSGM(Location Tracking Service Based on Google Map)을 제안한다. LTSGM 시스템은 IP 인프라 서비스인 구글맵과 연동하여 센서노드의 위치를 시각적으로 제공함으로써 대규모 센서네트워크에서의 유지, 보수, 관리를 보다 용이하게 한다. 또한 모바일노드의 위치를 추적할 수 있으므로 향후 각종 재난, 범죄 등의 응용서비스에 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 본 논문에서 구현한 LTSGM 시스템은 향후 6LoWPAN연구를 위한 시험적인 플랫폼이 될 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.623-628
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• 2009

최근 정보화를 기반으로 급변하는 사회 현상과 함께 관심을 끌고 있는 USN프로젝트는 아직까지 미흡한 점들이 많이 존재하고 있는 상황이다. 현재의 연구 진행은 정보이용의 효율성을 추구하는 움직임이 주를 이루고 있으며, 네트워크 기술과 나노기술의 발달 등으로 인하여 USN 시장의 확대와 활성화에 많은 영향을 끼치고 있다. 우리나라의 경우 USN 구축 계획의 시행과 급변하는 네트워크 시장 등의 영향으로 수많은 연구가 진행되고 있으며, 무선센서를 이용한 분야의 확대 움직임이 활성화되고 있다. 본 논문에서는 우리나라의 USN 프로젝트의 기반이 되는 센서 네트워크에 대한 연구를 위하여 일반적으로 구성 가능한 센서노드, 싱크노드와 임베디드 시스템을 이용한 무선 센서 네트워크의 모델을 설계하고 ST사의 STR711FR2 프로세서 칩과 Sensirion사의 SHT11센서 모듈 그리고 Chipcon사의 CC2420 통신모듈을 사용하여 센서 노드를 설계하였다. 이후 제작된 센서노드에 임베디드 시스템을 이용하여 목적에 맞는 프로그램을 탑재하고 이를 이용하여 센서네트워크를 구현하였으며, 센서노드와 호스트 PC간의 데이터 전송실험을 위하여 센서로부터 센싱된 온도와 습도 데이터의 전송실험을 하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권11호
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• pp.256-264
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• 2020

산업용 무선 센서 네트워크는 여러 산업 분야에서의 생산성 향상, 비용 절감 등을 위해 사용되고 있으며, 저지연, 고신뢰 데이터 전송과 같은 성능을 요구한다. 이를 달성하기 위해서, 산업용 무선 센서 네트워크에서는 네트워크 매니저를 통해 네트워크 위상에 대한 그래프 생성 및 자원 할당을 수행하여, 각 장치의 전송 주기 및 경로를 미리 결정한다. 하지만, 이러한 네트워크 관리 방법은 네트워크 위상 변화 시에 그래프 재생성 및 자원 재할당을 수행해야 하므로, 잦은 위상 변화가 발생하는 네트워크 환경에서는 관리비용 증가와 요구성능의 일시적 저하와 같은 현상이 발생하므로 적합하지 않다. 즉, 최근에 다양한 이동 장치를 활용하는 산업용 무선 센서 네트워크에서는 이동 장치로 인한 경로 단절 및 경로 재구성 과정에서 발생하는 지연 전송과 전송 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 네트워크 관리 방안에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 기계학습을 이용하여 이동 장치의 시간별 위치 및 이동 주기를 분석하고, 이에 기반한 이동 패턴을 추출한다. 또한, 추출된 이동 패턴 정보를 기반으로 예측되는 시간별 네트워크 위상에 대한 그래프 생성 및 자원 할당을 수행하는 네트워크 관리 기능을 제안함으로써, 이동 장치의 이동으로 인한 성능 저하의 문제를 방지한다. 성능평가 결과는 제안 방안이 추출한 이동 패턴과 실제 이동 패턴을 비교하였을 때 약 86%의 예측 정확도를 보이고, 기존의 방법에 비해 높은 전송 성공률 및 낮은 자원 점유율의 성능을 보여준다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.519-527
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• 2010

유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network) 기술은 새로운 컴퓨팅 패러다임인 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 분야로 센서 네트워크를 이용한 상황정보 모니터링 시스템에 적합한 기술이다. 최근 대학들은 유비쿼터스 컴퓨팅을 기반으로 하는 유비쿼터스 캠퍼스 환경을 구축하기 위해 힘을 기울이고 있다. 본 논문에서는 각종 센서를 통해 상황인식을 위한 컨텍스트 정보를 획득하고, 장애학생의 모바일 기기를 통하여 장애유형별 학사 및 안전서비스를 제공할 수 있는 상황인지 모니터링 시스템을 구축한다. 유비쿼터스 센서 시스템을 기반으로 한 u-캠퍼스 기술은 특히 장애인과 비장애인을 위한 맞춤형 정보 제공에 활용될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.750-757
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• 2011

센서 네트워크는 보통 넓은 지역에 조밀하게 센서 노드들이 분포되어 있는 형태로 구성된다. 이런 센서 노드들은 광활한 지역에 분포되는 관계로 초기에 헬기 등 기타 항공기를 이용해서 뿌려지는 것이 일반적이다. 각 센서 노드들은 특정 임무를 수행하며 획득된 정보를 자신의 위치 정보와 함께 최종 사용자에게 전달되는 형태로 운용된다. 여기서 노드들의 위치 정보가 필요하다. 본 논문은 센서 네트워크에서 헬기의 비콘 신호를 이용하여 센서 노드 사이의 거리정보를 필요로 하지 않는 알고리즘을 제안하였다. 센서 노드들은 위치를 계산하기 위해 헬기가 보내주는 주기적인 비콘 신호를 수신한다. 비콘 신호를 메모리에 저장하고 있다가 조건에 만족하는 다른 비콘 신호가 수신되면 이를 통해 자신의 위치를 추측한다. 이를 위해 본 논문에서는 기하학적 성질(현의 수직이등분)을 이용하였다. 기존에 존재하는 range-free 방식의 알고리즘과 비교 분석을 통해 제안하는 알고리즘의 정밀성을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권7호
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• pp.1-13
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• 2006

본 논문에서는 계층적인 이동 센서 네트워크에서 하위 센서 노드의 인증이나 센싱된 정보의 암호화를 위해 사용할 수 있는 키를 관리하기 위하여 키 선분배를 기본으로 키 재분배 방법을 제공하는 키 관리 메커니즘을 제안한다. 본 키 관리의 특징은 첫째, 중앙 관리의 약점을 극복하기 위해 키 관리를 sink 노드뿐 아니라 aggregator 노드들에 분산시켰다. 둘째, sink 노드는 회귀모델을 사용해 키를 생성 관리하여 이미 분배된 키에 대해서는 어느 노드에게 어떤 키를 분배했는지 또는 그 키 자체를 저장하지 않고, 노드가 메시지에 첨부하여 전해주는 키 정보를 이용해 사용된 키를 간단히 계산하기 위한 정보만 저장하고 있다. 한편 기존 키 선분배에서는 키 선분배 후 키의 갱신에 대한 메커니즘이 제공되지 않았고, 네트워크 내 센서 노드가 확장되는 경우 이를 지원하도록 키 정보를 확장하기가 용이하지 않다는 단점이 있다. 이에 본 논문의 세 번째 특정으로써 기존 키 선분배 방식에서 제공되었던 센서 포획에 대한 탄력성(resilience), 즉 ${\lambda}$-security 특성을 제공하면서, 넷째 기존 방법의 단점을 보완하기 위해 노드 확장 시 키 풀의 확장이 용이하고, 배치된 노드에 대한 주기적인 키 재분배를 통해 키의 신규성(freshness)을 제공하며, 이동 노드에 대해 새로운 키 분배 방법을 제공하는 특징을 갖고 있다. 다섯째, 본 메커니즘은 키와 노드간의 매핑관계를 고정시키지 않음으로써 노드의 익명성 및 노드 이동 시 불추적성을 제공하고 있다. 마지막으로 본 논문에서는 기존 키 관리와의 특정 비교와 통신 계산 메모리 측면에서의 오버헤드 분석을 통해 제안된 키 관리의 성능을 분석한다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.234-242
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• 2010

Two-way ranging methods such as TWR and SDS-TWR have been considered for many ranging systems because these methods are useful in the absence of synchronization. To estimate the location of a mobile node, complicated ranging procedures consisting of ranging frames between an anchor node and the mobile node are performed. Supporting multiple mobile nodes such as a few hundreds or thousands and several anchor nodes, the ranging procedures have the fatal disadvantage of processing delay and inefficient traffic bandwidth. On the other hand, the one-way ranging method is simple and fast, but susceptible to network synchronization. In this paper, we propose a method to modify asynchronous ranging equations to establish exact frequency or frequency offset, a method to estimate frequencies or frequency offsets, and a method to establish post-facto synchronization with anchor nodes. The synchronization for a node pair is adapted using instantaneous time information and corresponding difference of distances can be determined. We evaluate the performance of TWR, SDS-TWR and proposed ranging algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.3889-3903
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• 2017

Fast and accurate localization of randomly deployed nodes is required by many applications in wireless sensor networks (WSNs). However, mobile nodes localization in WSNs is more difficult than static nodes localization since the nodes mobility brings more data. In this paper, we propose a Range-based Monte Carlo Box (RMCB) algorithm, which builds upon the Monte Carlo Localization Boxed (MCB) algorithm to improve the localization accuracy. This algorithm utilizes Received Signal Strength Indication (RSSI) ranging technique to build a sample box and adds a preset error coefficient in sampling and filtering phase to increase the success rate of sampling and accuracy of valid samples. Moreover, simplified Particle Swarm Optimization (sPSO) algorithm is introduced to generate new samples and avoid constantly repeated sampling and filtering process. Simulation results denote that our proposed RMCB algorithm can reduce the location error by 24%, 14% and 14% on average compared to MCB, Range-based Monte Carlo Localization (RMCL) and RSSI Motion Prediction MCB (RMMCB) algorithm respectively and are suitable for high precision required positioning scenes.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권1호
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• pp.63-71
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• 2013

무선 센서 네트워크에서 이동 싱크 그룹은 같은 임무를 수행하기 위해 지리적으로 공통적인 움직임을 가지며 동일한 데이터를 필요로 한다. 이들 그룹에 데이터를 전달하기 위해서는 이동 싱크 그룹의 현재 위치를 파악하고, 이를 소스에게 제공하는 기법이 중요해진다. 기존 연구에서는 영역 정보를 제공하기 위해 플러딩을 사용하여 모든 멤버 싱크들을 포함하는 영역을 계산하고 이 정보를 소스에게 전달하였다. 그러나 멤버 싱크들의 위치를 수집하기 위해 영역 안에서 매번 주기적으로 수행되는 플러딩과 소스로의 위치 업데이트는 에너지 소모 측면에서 상당한 오버헤드이다. 본 논문에서는 주기적인 플러딩과 위치 업데이트 없이 에너지 효율적으로 이동 싱크 그룹을 지원하는 방안을 제안한다. 제안 방안은 플러딩 없이 싱크 그룹의 고유한 성질을 이용하여 멤버 싱크 일부의 움직임으로 그룹 전체의 움직임을 근사하여 그룹의 위치를 계산할 수 있다. 또한, 제안 방안에서는 무선 통신 환경의 오버히어링(overhearing) 특성을 활용한 역전파 학습 방법으로 소스로의 지속적인 위치 업데이트 비용 없이 위치 정보를 전달한다. 시뮬레이션 결과는 이전 연구에 비해 에너지 소모 측면에서 상당히 개선되었음을 보여준다.