• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권11호
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• pp.2901-2919
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• 2012

Recent research in MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) and wireless communication has enabled tracking of continuous objects, including fires, nuclear explosions and bio-chemical material diffusions. This paper proposes an energy-efficient scheme that detects and tracks different dynamic shapes of a continuous object (i.e., the inner and outer boundaries of a continuous object). EBCO (Efficient Boundary detection and tracking of Continuous Objects in WSNs) exploits the sensing capabilities of sensor nodes by automatically adjusting the sensing range to be either a boundary sensor node or not, instead of communicating to its neighboring sensor nodes because radio communication consumes more energy than adjusting the sensing range. The proposed scheme not only increases the tracking accuracy by choosing the bordering boundary sensor nodes on the phenomenon edge, but it also minimizes the power consumption by having little communication among sensor nodes. The simulation result shows that our proposed scheme minimizes the energy consumption and achieves more precise tracking results than existing approaches.

• 산업공학
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• 제23권2호
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• pp.108-117
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• 2010

Wireless sensor network may be installed where it is hard to access or where one has to constantly gather data without any human's monitoring. Sensors which compose a sensor network are usually small with poor battery capacities and thus energy-efficient usage is very important because of difficulties in replacing or recharging the batteries to make the lifetime of the whole sensor network longer. LEACH protocol, a well-known hierarchical routing protocol, may resolve this problem by distributing the role of cluster header evenly to the sensor nodes in the whole area of network at each round. In this thesis, we introduce a variant of LEACH protocol which considers the distance between base station and sensors in the way that if a node is far from the base station then the probability that this node becomes a cluster header is low. Experiments to evaluate the energy efficiency and the ability to collect the information show that the proposed method in this paper has maintained much wider sensing area while keeping the energy efficiency same as LEACH.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.52-61
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• 2013

무선 센서 네트워크에서 재난, 환경 모니터링 등에 대한 응용으로써 센서 노드의 지리학적 위치 측정은 매우 중요하다. 이를 위해 무선 센서 네트워크 분야는 Range-free 위치 측정 기법에 대한 연구가 활발하게 진행 중이며, 비 균일 네트워크 환경에서 위치 정확도를 향상하기 위한 중심 극한 정리와 정규 분포에 근거한 위치 측정 기법인 밀집 확률 기법이 제안되었다. 밀집 확률 기법의 경우 노드 통신을 통해 거리를 추정 후 최종 위치를 측정하지만 거리 추정 시 주위 인근 모든 노드가 동일한 1-홉 추정 거리를 갖는 문제점이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 오차를 최소화하기 위해 각 노드마다 거리 추정 후 센싱 반경을 조절하여 2차 지역 거리 평가를 통해 센서의 위치를 측정하는 기법을 제안한다. 성능평가 결과, 제안하는 기법은 밀집 확률 기법에 비해 9% 더 높은 정확도를 보였다. 또한 대표적인 Range-free 위치 측정 기법인 DV-HOP에 비해 48% 더 우수한 위치 정확도를 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.60-68
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• 2012

무선 센서 네트워크의 응용분야가 확장됨에 따라 대용량 측정 데이터의 전송에 대하여 에너지 효율성과 실시간성이 요구되고 있다. 본 논문에서는 센서 노드의 수집 데이터가 갖는 시간적 상관관계를 이용하여 센서 노드의 데이터 전송량을 감소시킴으로써, 에너지 효율성을 높이고 통신 지연을 단축시킬 수 있는 적응적 데이터 제한기법을 제안한다. 센서 노드에서는 적응적 데이터 제한기법을 이용하여 전송하는 측정값의 개수를 줄이고, 싱크 노드에서는 선형 보간법을 통하여 누락된 데이터를 복원한다. 제안하는 기법은 전송량 감소효과가 높아지더라도 데이터 품질의 큰 저하 없이 측정된 신호의 특성을 복원할 수 있다. 이 기법은 센서 데이터를 일정 구간으로 나누고, 그 구간 안에서 신호의 복잡도에 따라 싱크 노드로 전송하는 측정값의 개수를 다르게 한다. 측정 윈도우 내에서 신호의 복잡도는 기울기 변화량의 절대값이 임계치를 벗어나는 측정점의 개수를 기준으로 하였다. 제안하는 기법의 유효성을 확인하기 위해 4개의 샘플 데이터에 대하여 시뮬레이션을 통한 성능평가를 수행하였으며, 그 결과 3종의 샘플에서 6.8% 왜곡율에서 전송되는 측정값의 개수가 90%감소하는 효과를 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11B호
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• pp.1169-1177
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• 2009

본 논문은 센서 네트워크상에서 지연시간에 민감한 데이터 전송을 위한 에너지 효율적인 MAC 프로토콜을 제안한다. 비 동기식 센서 네트워크에서는 소비되는 에너지와 지연시간이 채널 모니터링 주기(Channel Monitoring Interval)와 데이터 센싱 주기(Sensing Data Interval)에 따라 변화한다. 이러한 사실을 기반으로 본 논문에서는 오버히어링(Overhearing)으로 발생하는 에너지 소비를 줄이기 위해 자신의 채널 모니터링 주기를 이웃노드에 알리는 새로운 프리엠블 구조와 낮은 연산 복잡도를 가지는 채널 모니터링 주기를 결정하는 알고리즘을 제안한다. 실험결과에서는 다른 센서 MAC 프로토콜과 제안한 MAC 프로토콜과의 성능비교를 보여준다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.38-50
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• 2011

최근 한정된 에너지를 기반으로 동작하는 센서 네트워크 환경에서 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 대표적인 연구로써 이벤트 발생 여부에 따른 노드의 가변 센싱 및 전송 기법의 경우, 특정 노드에서 네트워크 혼잡을 야기하여 전송 패킷의 손실 및 전송 모듈의 과다 사용으로 인한 네트워크의 수명이 감소하게 된다. 이를 해결하기 위해, 유전자 알고리즘을 기반으로 네트워크 패킷을 주변 노드로 분산시키는 TARP가 제안되었다. 하지만 TARP의 경우, 유전자 알고리즘의 핵심 단계인 적합도평가에서 사용되는 적합도 함수에 인접 노드의 평균 데이터 전송량 및 데이터 분산만을 고려하여 트래픽을 분산하기 때문에, 전체 네트워크 수명에 대한 추가적인 고려가 필요하다. 제안하는 기법은 적합도 평가에서 잔여 에너지량 및 단일 노드의 데이터 전송량을 추가적으로 고려함으로써, 보다 효율적인 트래픽 분산을 수행하여 네트워크 수명을 증가시킨다. 제안하는 기법은 기존 기법에 비해 평균 27% 이상의 네트워크 수명의 향상을 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.493-495
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• 2016

본 논문에서는 zigbee로 구성된 무선 센서 네트워크 기반의 재난재해 감지 시스템에서 쿼드콥터를 이용한 영상 데이터 수집 및 노드 대체 방법을 제안한다. 기존의 영상을 이용한 무선 센서 네트워크 기반의 시스템에서는, 카메라가 고정되어 있어 넓은 지역을 관측하지 못한다. 기존의 시스템은 노드가 재난재해로 인해 누락되는 상황에서 대체방안이 제시되지 않는 문제점이 있다. 본 논문에서는 쿼드콥터에 IP 카메라와 통신 노드를 장착하여 센서 노드의 신뢰성 향상과 대체 노드로 활용하는 방법을 제안한다. 기존의 시스템보다 쿼드콥터의 영상을 통한 센서노드 및 실시간 상황 정보의 신뢰성을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권6호
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• pp.731-736
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• 2009

무선 센서 네트워크는 여러 개의 센서 노드들이 분산 배치되어 서로 통신하고 중계하여 데이터를 수집한다. 센서 노드에서 수집한 데이터를 싱크까지 전달하는 방식을 정의하는 라우팅 프로토콜은 구성 방식에 따라 센서 네트워크 전체의 수명에 영향을 준다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 단일 플러딩에 의한 라우팅 트리를 구축하는 알고리즘인 RTAF를 제안한다. RTAF는 플러딩 전파 과정에서 정방향 플러딩 패킷으로 노드의 부모 노드를 선택하고, 역방향 플러딩 패킷으로 자식노드들을 결정함으로써 라우팅 트리를 구축한다. 에너지가 많은 노드가 라우팅 트리의 부모 노드가 되도록 만들어 주고, 일정 시간 간격으로 라우팅 트리를 다시 구성하여 부하를 분산한다. RTAF는 라우팅을 위한 트리를 구성하는 Modified-LEACH와 성능을 NS2 네트워크 시뮬레이션 도구로 실험하여 비교하였다. 라우팅 트리를 구축하는 시간이 짧고, 라우팅 트리 구축 패킷량은 40-80%로 감소하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.123-131
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• 2009

센서 웹은 무선 네트워크 환경의 기술 발전과 센서의 소형화로 물리적 환경에 대해 실질적인 모니터링이 가능하다. 본 논문에서는 센서 네트워크의 센서와 원격 센싱 서버가 무선 연결을 통하여 데이터 저장소로 데이터를 전송하고, 센서 노드에 의해 수집된 정보에 대한 모바일 웹 서비스를 위해 지그비 (ZigBee) RF 기반의 프레임워크를 설계한다. 본 논문의 제안 시스템은 센서의 관리와 SOA 기반의 센서 웹 접근 제공을 위한 센서 네트워크의 통합 플랫폼이다. 본 논문은 SOA 기술과 센서 네트워크를 결합하고 센서 노드를 웹 관점으로 구성하고 센서 웹에 접근하는 사용자에게 높은 성능, 확장성, 신뢰성과 유용성을 제공한다. 본 논문에서 제안한 프레임워크의 성능 향상을 위해 모바일 메시지 변환 모듈, SOAP 메시지 처리 모듈, WSDL 메시지 생성기 그리고 모바일 웹 서비스 모듈을 센서 웹서버에 각각 구현하였다. 본 논문에서 제안한 근거리 무선 통신 시스템의 성능 평가는 NS-2 시뮬레이션을 통해서 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.2091-2098
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• 2006

본 논문에서는 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드들을 위 한 자원 적응형 데이터 확산 프로토콜을 제안하였다. 무선 센서 네트워크의 각 센서 노드들은 배터리 전력에 의존하여 센싱, 연산, 통신 등 협업 작업을 통해 최종 목적지에 요구된 정보를 전달한다. 따라서 센서 노드들이 수집한 정보를 사용자에게 전달하기 위해 사용되는 프로토콜들은 센서 노드의 전력 소비를 최소화 할 수 있어 야 한다. 이를 위해서는 특히 브로드캐스트와 같은 전송 방식 때문에 발생하는 내부 네트워크 내파, 데이터 중칩 전송, 과다한 메시지 전송 등의 문제를 해결하여 전체 전력 소비를 최소화는 것이 매우 중요하다. 각 센서 노드들간의 최단 경로 유지와 네트워크 생존시간의 연장 및 통신비용 절감을 위해 본 논문에서는 이벤트 지 역에서의 협의를 통한 전송 노드 선출, 홉과 에너지정보를 이 한 최적의 전송경로 유지 기법을 제안하였다. 마지막으로, 본 논문에서는 제안된 기법을 기존의 방향성 확산 및 SPIN 프로토콜과 비교하기 위해 이벤트 발생 주변에 이웃한 센서 노드 수의 증가에 따른 에너지 소비율, 네트워크에 유포되는 메시지 비율, 센서 노드 수의 증가에 따른 전체 네트워크 에너지 소비율 측면에 대한성능 평가를 수행하여 이것들의 성능이 향상됨을 보였다.