• 센서학회지
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• 제17권3호
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• pp.168-177
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• 2008

An indoor environmental monitoring system using IEEE 802.15.4 based wireless sensor network is proposed to monitor the amount of pollutant entering to the room from outside and also the amount of pollutant that is generated in indoor by the building materials itself or human activities. Small-size, low-power wireless sensor node and low power electrochemical sensor board is designed to measure the condition of indoor environment in buildings such as home, offices, commercial premises and schools. In this paper, two query models, the broadcasting query protocol and flooding query protocol, were designed and programmed as a query-based routing protocol in wireless sensor network for an environment monitoring system. The flooding query routing protocol in environment monitoring is very effective as a power saving routing protocol and reliable data transmission between sensor nodes.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권2호
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• pp.76-85
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• 2017

We investigate the indirect-fed magnetic resonant wireless power transfer (MR-WPT) system for wireless charging for mobile devices by rearranging the loops and coils. Conventional MR-WPT is difficult to apply to consumer electronic products because of the arrangement of the resonators. In addition, there are restrictions for charging using a wireless technology, which depend on the circumstances of the usage scenarios. For practical applications, we analyzed the transfer efficiency of the MR-WPT system with various combinations and positions of resonators. Three rearranged configurations (Out-Out, Out-In, In-In) have been considered and experimentally investigated using hollow pipe loops and wire copper coils. There were four types of loops and two types of coils; each one had a different diameter and thickness. The results of the measurements show that the trends of the transfer efficiencies for the three configurations were similar. A transfer efficiency of 82.5% was achieved at a 35-cm distance between the 60-cm diameter transmitter (Tx) and receiver (Rx) coils.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권5호
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• pp.433-446
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• 2022

Despite efforts to reduce unexpected accidents at confined construction sites, choking accidents continue to occur. Because of the poorly ventilated atmosphere, particularly in long, confined underground spaces, workers are subject to dangerous working conditions despite the use of artificial ventilation. Moreover, the traditional monitoring methods of using portable gas detectors place safety inspectors in direct contact with hazardous conditions. In this study, a long-range (LoRa)-based wireless safety monitoring system that features the network organization, fault-tolerant, power management, and a graphical user interface (GUI) was developed for underground construction sites. The LoRa wireless data communication system was adopted to detect hazardous gases and oxygen deficiency within a confined underground space with adjustable communication range and low power consumption. Fault tolerance based on the mapping information of the entire wireless sensor network was particularly implemented to ensure the reliable operation of the monitoring system. Moreover, a sleep mode was implemented for the efficient power management. The GUI was also developed to control the entire safety-monitoring system and to manage the measured data. The developed safety-monitoring system was validated in an indoor testing and at two full-scale water pipeline construction sites.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2A호
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• pp.128-137
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• 2006

본 논문에서는 이종무선 네트워크 환경에서 다중모드 단말의 네트워크 간 핸드오버를 위한 무선 네트워크 탐지기법을 제안한다. 제안하는 무선 네트워크 탐지기법은 중첩 무선 네트워크 환경에서 매크로 셀에 접속되어 있는 단말이 핫스팟(hot-spot) 무선랜 모뎀을 활성화하지 않고도 핫스팟 서비스 가능 여부를 탐지할 수 있도록 참조 정보로 사용되는 핫스팟 지역 맵을 구축한다. 이를 위해 LCS 서버는 위치에 따른 전파환경 정보를 수집하여 핫스팟의 실제 서비스 영역과 근사하게 이상적 서비스 영역을 설정하고 그 맵을 단말에게 제공한다. 다중모드 단말은 이를 바탕으로 핫스팟 탐지를 위한 모뎀 활성화를 제어하여 배터리 전원을 효율적으로 사용하면서 신속하고 정확하게 서비스 가능한 무선 네트워크를 인지 할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 제안한 기법과 기존의 기법들의 성능을 비교$\cdot$분석한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.36-45
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• 2010

본 논문에서는 가전기기 등에 무선으로 전력을 전송하는 것을 목표로 루프 안테나를 이용한 무선 전력 전송 시스템의 새로운 설계 방법을 제안하였다. 본 설계 방법은 복잡한 전자기 시뮬레이션 없이 간단한 결합 계수의 측정과 루프 안테나의 등가 회로 모델에 대한 근사식만으로 무선 전력 전송 시스템을 설계할 수 있다. 본 논문에서 제시한 설계 방법에 따라 13.56 MHz에서 동작하는 $50{\times}50\;cm^2$ 크기를 갖는 루프 안테나 쌍을 설계하고, 거리에 따른 입력 반사 계수, 결합 계수, 효율 및 임피던스 변화를 측정하였다. 측정 결과, 본 논문에서 제안한 설계 방법이 입력 임피던스 특성을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한 50 cm 이하의 거리에서 본 논문의 설계 방법을 이용하여 임피던스 정합한 무선 전력 전송 시스템이 일반적인 $50\;{\Omega}$ 임피던스 정합 회로를 갖도록 설계된 경우보다 효율이 2배 정도 개선되는 것을 확인하여 제안한 설계법의 유용성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.883-891
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• 2013

스마트폰 무선 충전 시나리오에서는 송신 패드에 비해 수신 패드의 크기가 작으므로 수신 패드의 위치에 상관없이 일정한 전력을 부하에 공급하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 송신 패드와 수신 패드의 크기가 각각 $16cm{\times}18cm$와 $6cm{\times}8cm$의 직사각형 구조를 갖는 경우, 무선 전력 전송 송신부에 위치한 E급 증폭기의 Drain 바이어스 전압만을 조정하여 수신 패드의 위치에 상관없이 일정한 전력이 부하에 공급되는 방식을 제안하였다. 설계된 LF-대역 무선 전력 시스템의 구성은 PWM IC인 TL494로 제어되는 Buck converter 구조의 전원 회로, 저가의 IRF510 power MOSFET을 이용한 E급 증폭기, 송신 패드 및 수신 패드, 그리고 Schottky 다이오드를 이용한 풀 브릿지 정류기로 구성된다. 제작된 무선 전력 전송 시스템은 바이어스 조정을 하지 않는 경우 240 kHz에서 최대 4 W 출력과 67 % 이상의 시스템 효율을 가지며, 바이어스 조정을 하는 경우에는 수신 패드의 위치에 상관없이 수신 전력을 2 W로 일정하게 유지할 수 있다.

• 한국IT서비스학회지
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• 제14권1호
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• pp.159-173
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• 2015

This paper presents a study on the Internet of Things based low-power wireless sensor networks for remote monitoring of wildlife ecosystem due to climate change. Especially, it is targeting the wild vegetation communities ecological monitoring. First, we performed a pre-test and analysis for selecting the appropriate frequency for the sensor network to collect and deliver information reliably in harsh propagation environment of the forest area, and selected for sensors for monitoring wild vegetation communities on the basis of considerations for selecting the best sensor. In addition, we have presented the platform concept and hierarchical function structures for effectively monitoring, analyzing and predicting of ecosystem changes, to apply the Internet of Things in the ecological monitoring area. Based on this, this paper presents the system architecture and design of the Internet of Things based low-power wireless sensor networks for monitoring the ecosystem of the wild vegetation communities. Finally, we constructed and operated the test-bed applied to real wild trees, using the developed prototype based on the design.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.1808-1815
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• 2016

TPSN(Timing-sync Protocol for Sensor Networks), the representative of time synchronization protocol, has been already developed to provide time synchronization among nodes in wireless sensor networks. Even though the TPSN's method has been referenced by so many other time synchronization schemes for resource-constrained networks like wireless sensor networks or low power personal area networks, it has some inefficiency in terms of power consumption and network-wide synchronization time (or called convergence time). The main reason is that each node in TPSN needs waiting delay to solve the collision problem due to simultaneous transmission among competing nodes, which causes more power consumption and longer network convergence time for a network-wide synchronization. In this paper an improved scheme is proposed by changing message exchange method among nodes. The proposed scheme not only shortens network-wide synchronization time, but also reduce collision traffic which lead to needless power consumption. The proposed scheme's performance has been evaluated and compared with an original scheme by simulation. The results are shown to be better than the original algorithm used in TPSN.

• Journal of Magnetics
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• 제21권3호
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• pp.442-449
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• 2016

In this paper, an effective numerical analysis method is proposed for calculating dosimetry of the wireless power transfer system operating low-frequency ranges. The finite-difference time-domain (FDTD) method is widely used to analyze bio-electromagnetic field problems, which require high resolution, such as a heterogeneous whole-body voxel human model. However, applying the standard method in the low-frequency band incurs an inordinate number of time steps. We overcome this problem by proposing a modified finite-difference time-domain method which utilizes a quasi-static approximation with the surface equivalence theorem. The analysis results of the simple model by using proposed method are in good agreement with those from a commercial electromagnetic simulator. A simulation of the induced electric fields in a human head voxel model exposed to a wireless power transmission system provides a realistic example of an application of the proposed method. The simulation results of the realistic human model with the proposed method are verified by comparing it with the conventional FDTD method.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.35-40
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• 2011

본 논문에서는, 무선 전력전송 방식을 이용한 이동로봇의 자동 충전 시스템을 개발한다. 기존 이동로봇의 자동 충전이 기구적 접촉에 의해 이루어졌던 것에 비해, 무선 전력전송을 이용한 충전 방법은 전자기 유도 방식에 의한 비접촉 충전시스템이다. 이 방식은 송수신 코일이 바른 위치에 정렬되어야만 효율적인 충전이 가능하다. 이 문제를 해결하기 위하여, 영상정보를 통해 충전시스템의 원형 송신 코일의 변형률을 인식하여, 효율적인 자동충전이 가능하도록 이동로봇의 자세를 제어한다.