• Journal of Communications and Networks
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• 제18권4호
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• pp.540-550
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• 2016

Since energy efficiency has become a significant concern for network infrastructure, next-generation network devices are expected to have embedded advanced power management capabilities. However, how to effectively exploit the green capabilities is still a big challenge, especially given the high heterogeneity of devices and their internal architectures. In this paper, we introduce a hierarchical power management architecture (HPMA) which represents physical components whose power can be monitored and controlled at various levels of a device as entities. We use energy aware state (EAS) as the power management setting mode of each device entity. The power policy controller is capable of getting information on how many EASes of the entity are manageable inside a device, and setting a certain EAS configuration for the entity. We propose the optimal local control policy which aims to minimize the router power consumption while meeting the performance constraints. A first-order Markov chain is used to model the statistical features of the network traffic load. The dynamic EAS configuration problem is formulated as a Markov decision process and solved using a dynamic programming algorithm. In addition, we demonstrate a reference implementation of the HPMA and EAS concept in a NetFPGA frequency scaled router which has the ability of toggling among five operating frequency options and/or turning off unused Ethernet ports.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권4호
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• pp.559-566
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• 2016

Software defined network (SDN) can effectively improve the performance of traffic engineering and will be widely used in backbone networks. Therefore, new energy-saving schemes must take SDN into consideration; this action is extremely important owing to the rapidly increasing energy consumption in telecom and Internet service provider (ISP) networks. Meanwhile, the introduction of SDN in current networks must be incremental in most cases, for technical and economic reasons. During this period, operators must manage hybrid networks in which SDN and traditional protocols coexist. In this study, we investigate the energy-efficient traffic engineering problem in hybrid SDN/Internet protocol (IP) networks. First, we formulate the mathematical optimization model considering the SDN/IP hybrid routing mode. The problem is NP-hard; therefore, we propose a fast heuristic algorithm named hybrid energy-aware traffic engineering (HEATE) as a solution. In our proposed HEATE algorithm, the IP routers perform shortest-path routing by using distributed open shortest path first (OSPF) link weight optimization. The SDNs perform multipath routing with traffic-flow splitting managed by the global SDN controller. The HEATE algorithm determines the optimal setting for the OSPF link weight and the splitting ratio of SDNs. Thus, the traffic flow is aggregated onto partial links, and the underutilized links can be turned off to save energy. Based on computer simulation results, we demonstrate that our algorithm achieves a significant improvement in energy efficiency in hybrid SDN/IP networks.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.265-271
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• 2018

DC-DC buck converter is a critical building block in the power management integrated circuit (PMIC) architecture for the portable devices such as cellular phone, personal digital assistance (PDA) because of its power efficiency over a wide range of conversion ratio. To ensure a safe operation, avoid unexpected damages and enhance the reliability of the converter, fully-integrated protection circuits such as over voltage protection (OVP), under voltage lock out (UVLO), startup, and thermal shutdown (TSD) blocks are designed. In this paper, these three fully-integrated protection circuit blocks are proposed for use in the DC-DC buck converter. The buck converter with proposed protection blocks is operated with a switching frequency of 1 MHz in continuous conduction mode (CCM). In order to verify the proposed scheme, the buck converter has been designed using a 180 nm CMOS technology. The UVLO circuit is designed to track the input voltage and turns on/off the buck converter when the input voltage is higher/lower than 2.6 V, respectively. The OVP circuit blocks the buck converter's operation when the input voltage is over 3.3 V, thereby preventing the destruction of the devices inside the controller IC. The TSD circuit shuts down the converter's operation when the temperature is over $85^{\circ}C$. In order to verify the proposed scheme, these protection circuits were firstly verified through the simulation in SPICE. The proposed protection circuits were then fabricated and the measured results showed a good matching with the simulation results.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제41권4호
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• pp.313-318
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• 2016

Purpose: This study measured and analyzed the PTO (power take off) torque of a transplanter according to the planting conditions during field operation. Methods: A torque measurement system was constructed with torque sensors to measure the torque of a PTO shaft, a measurement device to acquire sensor signals, and a power controller to provide power for a laptop computer. The field operation was conducted at four planting distances (26, 35, 43, and 80 cm) and two planting depths using the transplanter on a field with similar soil conditions. One-way ANOVA with planting distance and Duncan's multiple range test at a significance level of 0.05 were used to analyze the PTO torque. The torque ratio was calculated based on the minimum torque using the average PTO torque measured under each planting condition. Results: The average torques on the PTO shaft for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a low planting depth were 11.05, 9.07, 7.04, and 3.75 Nm, respectively; the same for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a middle planting depth were 12.20, 9.86, 7.94, and 4.32 Nm, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at a low planting depth increased by 88, 142, and 195%, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at the middle planting depth increased by 84, 128, and 182%, respectively. Conclusions: PTO torque fluctuated by planting distance and depth. Moreover, the PTO torque increased for short planting distances. Therefore, farmers should determine the planting conditions of the transplanter by considering the load and durability of the machine. The results of this study provide useful information pertaining to the optimum PTO design of the transplanter considering the field load.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권8호
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• pp.551-557
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• 2022

군용항공기는 노후화로 인해 LRU 개조가 필요한 경우가 많다. 최근 KA-O 공중통제기에 대해 사출좌석 교체 및 항공전자장비 추가 등 LRU 개조가 진행되면서 연료소비곡선 상의 항공기 운용 무게중심이 요구 사양 범위를 벗어나게 되었다. 이러한 범위를 벗어난 무게중심은 적절한 방법을 도입하여 수정해야 한다. 본 연구에서는 KA-O와 같은 군용 소형항공기의 LRU 개조로 인해 변경된 공허중량 무게중심을 수정하고 검증하는 절차를 제안한다. 제안하는 방법에서는 LRU 수정에 따른 공허중량 무게중심의 변화를 종합적으로 관찰한 뒤, 다수의 밸러스트를 엔진 설치대에 추가되어 연료소비곡선의 공허중량 무게중심을 안전한 작동 범위로 복원시킨다. 제안된 밸러스트 배치는 다양한 작동 조건에 대한 응력 및 피로해석을 통해 설치를 검증한다. 공허중량 무게중심 수정에 대한 공개 정보가 많지 않은 점을 고려할 때 본 연구는 항공기 개조 시 공허중량 무게중심을 수정하고 검증하기 위한 절차를 제시한다는 점에서 큰 의의가 있다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권3호
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• pp.151-160
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• 2003

삼차원 입체조형방사선치료나 세기조절방사선치료와 같은 다엽시준기(Multileaf Collmator, MLC)를 이용하는 보다 복잡한 방사선 치료 기술은 다엽시준기의 위치 및 운동의 검증의 중요성을 증가시키고 있다. 이러한 다엽시준기의 검증은 신뢰성과 그동안 축척된 경험적 검증능력으로 인하여 주로 필름을 가지고 수행되어왔다. 그러나 전자포탈영상장치(Electornic Portal Imaging Device, EPID)의 사용의 편이성과 디지털 영상 제공 능력은 낮은 임상편이성, 효율성, 비용대 수익률에도 불구하고 정기적인 정도확립(Quality Assurance, QA)에 현실적인 필름의 대체재로 관심을 모아왔다. 본 연구에서는 EPI를 활용한 다엽시준기의 정기적인, 특히 일간 정도확립법을 개발하였다. 정기적 정도확립을 위한 전자포탈영상(Electronic Portal Imaing, EPI)의 적용가능성에 대한 검증은 방사선 조사시 동시에 획득된 필름과 다엽시준기의 제어장치에 입력한 다엽시준기의 처방과의 비교를 통해 수행되었다. 특별히 설계된 두가지 형태의 시험형(test pattern)이 영상 획득 및 비교에 적용되었다. 정성적인 온라인 육안 검증과 함께 윤곽 검출 알고리듬을 이용한 정량적인 오프라인 분석이 검증 절차에 이용되었다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 EPI를 이용한 다엽시준기의 일간 정도확립법은 필름의 정확도를 가지고 편리하게 수행될 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.55-64
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• 2013

본 논문에서는 전투기에 탑재되어 지상표적을 추적하고 레이저를 조사하여 레이저유도 폭탄을 유도하는 등의 기능을 수행하는 타겟팅파드의 성능분석 및 검증을 위한 HILS(Hardware In-the-Loop Simulation) 시스템 구축에 대하여설명한다. 타겟팅파드의실시간 성능분석을위해서는 주간카메라와IR카메라의 모의영상생성기술, 서보제어기술 및 레이저 전달 특성 분석기술이 필요하다. 실시간 모의 영상생성과 레이저 전달 특성 분석에는 검증된 상용 소프트웨어 개발 키트(SDK)인 OKTAL-SE를 활용하였고, 서보구동은 실제 유사과제에서 적용된 서보구동의 메커니즘을 적용하여 정확도를 높였다. 또한, 실제 전투기 인터페이스와 동일한 조건의 성능분석을 위하여 1553B, ARINK818 등의 인터페이스를 실제 구현하여 적용하였다. 본 논문에서 구축한 HILS 시스템을 적용하면 현재 운용되는 전투기 장착 탑재전자체의 성능분석과 검증은 물론 실제 장비 개발 중 각 모듈의 성능이 시스템 전체 성능에 미치는 영향도 분석가능하다. 향후 다양한 비행체의 비행역학을 적용하여 광범위한 분야에 활용가능 함으로 개발요구사항 도출 및 개발 위험을 줄이는 데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.557-565
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• 2021

경로추종 제어는 대양에서 선박의 자율운항을 위한 가장 기본적인 연구 중에 하나로 여겨진다. 본 연구는 선수미방향, 횡방향 및 회두방향으로 외력이 작용하는 경로추종 제어를 다룬다. 가상의 선박에서 발생하는 항로를 자선이 추종하는 문제를 해결하기 위해서 유도 원리와 백스테핑 기법을 활용하였다. 경로추종 제어에서 가장 중요한 기술 중에 하나는 오차 동역학에 관한 것으로서, 이 개념은 선박의 자동 충돌 회피 및 자동 접안 제어 등과 같은 연구 영역에서도 활용이 가능하다. 유도 원리와 오차 변수의 알고리즘은 수치 시뮬레이션을 통해 증명하였다. 그 결과, 회두각의 오차를 제외한 대부분의 오차 변수는 제어기를 통하여 제로 값으로 수렴하였다. 기존에 근거리 통항선박의 간섭력을 고려한 안전통항거리의 값보다 두 선박 간의 경로추종 제어의 트래킹 오차의 값이 더 작은 점이 가장 흥미로운 결과 중에 하나로 여겨진다. 또한 프로펠러, 핀이나 러더와 같은 엑츄에이터의 손상을 줄이기 위해서는 수렴의 성능과 선박의 안전을 절충하여 적합한 제어 파라미터를 결정할 필요가 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권2호
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• pp.37-42
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• 2003

목 적 : 전산화 단층촬영장치는 방사선을 이용한 질병의 진단에 중추적인 역할을 하는 장비이다. 시대의 흐름과 과학기술의 발달로 전산화 단층촬영장치도 그 발전을 거듭해왔고 앞으로도 전산화 단층촬영장치를 이용한 검사는 더욱더 증가하리라 생각된다. 검사의 증가와 함께 산란선에 노출될 기회가 많아질 것이라는 생각 또한 사실이다. 이에 전산화 단층촬영실의 제어실내 환자 보기창 앞과 환자 및 보호자들이 출입하는 출입문 외측 그리고 환자 검사 시 촬영실내에서의 산란선 발생률을 측정하였고 산란선의 피폭을 가장 최소화 할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 2001년 11월부터 서울소재 13개 종합병원 및 대학병원에 설치 운용중인 전산화 단층촬영장치 25를 대상으로 하였다. 촬영조건은 피폭선량 측정시 제조업소에서 권고 하고있는 촬영조건을 사용하였고, 이때 피사체는 피폭선량 측정용 DALI CT 피폭선량 측정용 두부용 팬톰(${\phi}16\;cm$ Plexglas)과 복부용 팬톰(${\phi}32\;cm$ Plexglas)을 사용하였다. 산란선의 측정은 환경방사선 측정용 Survey Meter인 Radical Corporation, model $20{\times}5-1800$, Electrometer/Ion chamber, S/N 21740에 Reader(Radiation Monitor Controller model 2026)과 G-M Survey를 이용하였다. 산란선의 측정위치는 전산화 단층촬영실에서 방사선 작업종사자가 주로 활동하는 제어실내 환자 보기창 앞과 환자 및 보호자들이 출입하는 출입문 외측 그리고 피사체 스캔시 등선량중심점(isocenter)으로부터 100 cm되는 지점에서 측정하였다. 결 과 : 각 병원에서 설치 운용중인 전산화 단층촬영실내 작업환경은 해당병원의 상황에 따라 많은 차이를 보이고 있었고 산란선의 발생유무는 다음과 같았다. 1) 전산화 단층촬영장치의 등선량중심점(isocenter)에서부터 제어실내 환자 보기창 사이의 거리는 평균 377 cm이였고 이때 산란선은 거의 검출되지 않은 곳에서부터 약 100 mR/week까지 다양한 분포를 보였으나 주당 허용선량인 $2.58{\times}10^{-5}\;C/kg$(100 mR/week)이내의 조건을 만족하고 있었다. 2) 전산화 단층촬영장치의 등선량중심점(isocenter)에서부터 환자 및 보호자가 출입하는 출입문 외측까지의 거리는 평균 439cm이었고, 이때 산란선은 거의 검출되지 않은 곳부터 다양한 분포를 보였으나 대부분의 병원에서 주당허용선량인 $2.58{\times}10^{-6}\;C/kg$(10 mR/week)이내의 조건을 만족하고 있었다. 3) 피사체를 스캔할 때 등선량중심점(isocenter)에서부터 100 cm되는 곳에서의 산란선량은 장비에 따라 많은 차이가 있었다. 결 론 : 진단용 방사선발생장치에서 전산화 단층촬영장치의 이용은 나날이 증가하고 있고 다른 일반 X-선 촬영과 비교했을 때 진단영역이 매우 높지만 방사선으로 인한 피폭과 산란선에 노출될 가능성이 매우 높다. 전산화 단층촬영실에서 산란선으로부터 조금이라도 자유로워지기 위해서는 설계단계에서부터 충분한 공간 확보가 우선되어야하고 모든 검사에서 방사선사는 최소의 선량으로 최상의 영상을 제공할 수 있는 다양한 기술개발에 더욱 노력을 아끼지 말아야 할 것으로 생각된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.252-252
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• 2017

Nowadays water shortage is becoming one of the biggest problems in the Korea. Many different methods are developed for conservation of water. Soil water management has become the most indispensable factor for augmenting the crop productivity especially on soybean (Glycine max L.) because of their high susceptibility to both water stress and water logging at various growth stages. The farmers have been using irrigation techniques through manual control which farmers irrigate lands at regular intervals. Automatic irrigation systems are convenient, especially for those who need to travel. If automatic irrigation systems are installed and programmed properly, they can even save you money and help in water conservation. Automatic irrigation systems can be programmed to provide automatic irrigation to the plants which helps in saving money and water and to discharge more precise amounts of water in a targeted area, which promotes water conservation. The objective of this study was to determine the possible effect of automatic irrigation systems based on soil moisture on soybean growth. This experiment was conducted on an upland field with sandy loam soils in Department of Southern Area Crop, NICS, RDA. The study had three different irrigation methods; sprinkle irrigation (SI), surface drip irrigation (SDI) and fountain irrigation (FI). SI was installed at spacing of $7{\times}7m$ and $1.8m^3/hr$ as square for per irrigation plot, a lateral pipe of SDI was laid down to 1.2 m row spacing with $2.3L\;h^{-1}$ discharge rate, the distance between laterals was 20 cm spacing between drippers and FI was laid down in 3m interval as square for per irrigation plot. Soybean (Daewon) cultivar was sown in the June $20^{th}$, 2016, planted in 2 rows of apart in 1.2 m wide rows and distance between hills was 20 cm. All agronomic practices were done as the recommended cultivation. This automatic irrigation system had valves to turn irrigation on/off easily by automated controller, solenoids and moisture sensor which were set the reference level as available soil moisture levels of 30% at 10cm depth. The efficiency of applied irrigation was obtained by dividing the total water stored in the effective root zone to the applied irrigation water. Results showed that seasonal applied irrigation water amounts were $60.4ton\;10a^{-1}$ (SI), $47.3ton\;10a^{-1}$ (SDI) and $92.6 ton\;10a^{-1}$ (FI), respectively. The most significant advantage of SDI system was that water was supplied near the root zone of plants drip by drip. This system saved a large quantity of water by 27.5% and 95.6% compared to SI, FI system. The average soybean yield was significantly affected by different irrigation methods. The soybean yield by different irrigation methods were $309.7kg\;10a^{-1}$ from SDI $282.2kg\;10a^{-1}$ from SI, $289.4kg\;10a^{-1}$ from FI, and $206.3kg\;10a^{-1}$ from control, respectively. SDI resulted in increase of soybean yield by 50.1%, 7.0% 9.8% compared to non-irrigation (control), FI and SI, respectively. Therefore, the automatic irrigation system supplied water only when the soil moisture in the soil went below the reference. Due to the direct transfer of water to the roots water conservation took place and also helped to maintain the moisture to soil ratio at the root zone constant. Thus the system is efficient and compatible to changing environment. The automatic irrigation system provides with several benefits and can operate with less manpower. In conclusion, improving automatic irrigation system can contribute greatly to reducing production costs of crops and making the industry more competitive and sustainable.