• Smart Structures and Systems
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• 제6권3호
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• pp.197-209
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• 2010

The structural state of a bridge is currently examined by visual inspection or by wired sensor techniques, which are relatively expensive, vulnerable to inclement conditions, and time consuming to undertake. In contrast, wireless sensor networks are easy to deploy and flexible in application so that the network can adjust to the individual structure. Different sensing techniques have been used with such networks, but the acoustic emission technique has rarely been utilized. With the use of acoustic emission (AE) techniques it is possible to detect internal structural damage, from cracks propagating during the routine use of a structure, e.g. breakage of prestressing wires. To date, AE data analysis techniques are not appropriate for the requirements of a wireless network due to the very exact time synchronization needed between multiple sensors, and power consumption issues. To unleash the power of the acoustic emission technique on large, extended structures, recording and local analysis techniques need better algorithms to handle and reduce the immense amount of data generated. Preliminary results from utilizing a new concept called Acoustic Emission Array Processing to locally reduce data to information are presented. Results show that the azimuthal location of a seismic source can be successfully identified, using an array of six to eight poor-quality AE sensors arranged in a circular array approximately 200 mm in diameter. AE beamforming only requires very fine time synchronization of the sensors within a single array, relative timing between sensors of $1{\mu}s$ can easily be performed by a single Mote servicing the array. The method concentrates the essence of six to eight extended waveforms into a single value to be sent through the wireless network, resulting in power savings by avoiding extended radio transmission.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권9B호
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• pp.1381-1389
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• 2010

동적인 전력 공급을 통해 에너지 효율을 높여줄 것으로 기대되는 스마트 그리드 기술은 최근 전기자동차 기술의 발달과 함께 차량의 배터리를 가정용 축전지로 활용하는 Vehicle-to-Grid(V2G) 기술에 대한 관심으로 이어지고 있다. 한편, 무선으로 전력을 공급해주는 비접촉 충전 방식은 직접 사용자가 전기 플러그를 콘센트에 꽂지 않고도 자기장 유도 기반으로 전력을 공급해줌으로써 사용자의 안전과 편의성을 보장해 줄 수 있다. 더욱이 이러한 무선 충전과 동시에 자기장을 활용한 통신 시스템이 구축되면 스마트 그리드의 동적 전력 공급의 영역을 이동하는 전기자동차까지 확장함으로써 보다 실용적인 V2G 기술을 제공할 수 있다. 본 논문에서는 이를 위한 자기장 통신 시스템을 제안한다. 자기장 통신 시스템은 데이터 통신 기능과 위치 인식 기능을 제공하며 비접촉식 충전인프라를 그대로 활용할 수 있는 장점이 있기 때문에 V2G 활용에 있어서 핵심적인 기술이라고 할 수 있다. 제안하는 시스템의 데이터 통신을 전력 공급 관련 정보를 패킷화하여 송수신하고, 위치 인식을 통해 차량과 충전인프라의 위치에 따른 충전 효율 및 통신 성능을 향상시킨다. 또한 테스트 베드를 개발하여 다양한 환경에서 성능 검증을 수행하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제5권3호
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• pp.117-130
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• 2009

By providing ubiquitous Internet connectivity, wireless networks offer more convenient ways for users to surf the Internet. However, wireless networks encounter more technological challenges than wired networks, such as bandwidth, security problems, and handoff latency. Thus, this paper proposes new technologies to solve these problems. First, a Security Access Gateway (SAG) is proposed to solve the security issue. Originally, mobile terminals were unable to process high security calculations because of their low calculating power. SAG not only offers high calculating power to encrypt the encryption demand of SAG's domain, but also helps mobile terminals to establish a multiple safety tunnel to maintain a secure domain. Second, Robust Header Compression (RoHC) technology is adopted to increase the utilization of bandwidth. Instead of Access Point (AP), Access Gateway (AG) is used to deal with the packet header compression and de-compression from the wireless end. AG's high calculating power is able to reduce the load on AP. In the original architecture, AP has to deal with a large number of demands by header compression/de-compression from mobile terminals. Eventually, wireless networks must offer users "Mobility" and "Roaming". For wireless networks to achieve "Mobility" and "Roaming," we can use Mobile IPv6 (MIPv6) technology. Nevertheless, such technology might cause latency. Furthermore, how the security tunnel and header compression established before the handoff can be used by mobile terminals handoff will be another great challenge. Thus, this paper proposes to solve the problem by using Early Binding Updates (EBU) and Security Access Gateway (SAG) to offer a complete mechanism with low latency, low handoff mechanism calculation, and high security.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.296-301
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• 2016

Using high magnetic flux from a 60 Hz high-current cable, a 2 W wireless-powered energy harvesting receiver for sensor operation, internet of things (IoT) devices, and LED lights inside electrical cable tunnels is proposed. The proposed receiver comprises a copper coil with a high number of turns, a ring-shaped ferromagnetic core, a capacitor for compensating for the impedance of the coil in series, and a rectifier with various types of loads, such as sensors, IoT devices, and LEDs. To achieve safe and easy installation around the power cable, the proposed ring-shaped receiver is designed to easily open or close using a clothespin-shaped handle, which is made of highly-insulated plastic. Laminated silicon steel plates are assembled and used as the core because of their mechanical robustness and high saturation flux density characteristic, in which the thickness of each isolated plate is 0.3 mm. The series-connected resonant capacitor, which is appropriate for low-voltage applications, is used together with the proposed receiver coil. The concept of the figure of merit, which is the product weight and cost of both the silicon steel plate and the copper wire, is used for an optimized design; therefore, the weight of the fabricated receiver and the price of raw material is 750 gf and USD $2 each, respectively. The 2.2 W powering capability of the fabricated receiver was experimentally verified with a power cable current of $100A_{rms}$ at 60Hz.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권2호
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• pp.75-80
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• 2005

본 논문에서는 5.8GHz 무선랜에 적용할 수 있는 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제작된 전력증폭기는 2단으로 구성되며 측정결과 중심주파수 5.8GHz에서 21.6dBm의 PldB 출력전력과 100MHz 대역에서 17.6dB 이득과 -17.8dB 이하의 입력반사손실을 얻었다. 설계된 전력증폭기의 왜곡과 출력 ACPR 관계를 분석하기위해, 최대 54Mbps의 전송속도를 가지는 IEEE 802.11a OFDM 변조부와 송신부를 모델링하였다. 전력증폭기의 비선형특성은 behavioral model을 이용하여 AM-to-AM과 AM-to-PM으로 모델링하였으며, 위상 왜곡에 따른 출력스펙트럼 특성을 해석하였다. IEEE 802.11a 무선랜 시스템의 요구 출력스펙트럼 마스크를 만족하기위한 PldB로부터 back-off값을 구하기 위하여 위상왜곡에 따른 전력증폭기의 ACPR 특성을 시뮬레이션하고 사전왜곡방식을 이용하여 증폭기의 위상왜곡을 변화시키며 측정한 결과와 시뮬레이션 특성을 비교 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.466-474
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• 2014

무선 네트워크 기술과 모바일 프로세서의 성능이 향상됨에 따라 스마트 폰과 같은 무선통신이 가능한 소형 단말이 널리 활용되고 있다. 이러한 이동형 장치는 GPS를 이용하여 위치정보의 활용이 가능하여 위치정보를 기반으로 하는 서비스가 증가하고 있다. GPS는 위성신호를 수신할 수 없는 실내와 전파음영지역에서 위치 정보를 제공하지 못하며, 근거리 통신기술을 이용하는 시스템은 인프라의 구축이 필수적이다. IEEE 802.11을 기반으로 하는 추적 시스템은 널리 보급된 AP 인프라를 기반으로 위치 측정이 가능하나 표준 동작을 따를 때 심각한 전력소모의 문제가 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 저전력 위치 추적 장치를 제안한다. 저전력 동작을 위해 채널 검색 및 연결유지로 인한 전력소모를 최소화하여 동작시간을 극대화 하였다. 성능평가를 위해 저전력 태그 장치를 설계 및 구현하여 전력소모를 측정하였으며, 시뮬레이션 결과 기본 방법에 비해 제안 방법의 전력소모가 46% 감소함을 확인하였다.

• 전기저널
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• 통권442호
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• pp.64-66
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• 2013

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.89-94
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• 2018

본 논문에서는 IoT (Internet of Things) 서비스 구현을 위한 스마트센서의 설계 방안을 연구하였다. 지속적인 데이터 수집을 위한 센서의 전원 공급부는 에너지 하베스팅 (Energy Harvesting) 기술을 적용하였으며, 주변 환경으로부터 영향을 줄일 수 있는 압전소자 (piezoelectric transducer)를 선택하여 전원 공급부를 설계하였다. 데이터 전송을 위한 무선통신 인터페이스는 BLE (Bluetooth Low Energy) 기술을 적용하여 설계하였다. BLE는 저전력 단거리 무선 통신에 적합하며, 주요 응용분야인 BLE 비콘 (beacon)은 O2O (Online to Offline) 서비스, 실내 측위 기반의 내비게이터, 도난/미아 방지 서비스에서 모바일 게임 등으로 활용 범위가 확대되고 있다. BLE 무선통신의 짧은 전송 거리를 보완하기 위해 무선 커버리지를 확대할 수 있는 방안을 연구하였으며, 네트워크 구축이 용이하고 무선 커버리지 확대할 수 있는 CATV 망을 활용한 BLE 센서 네트워크 구축 방안을 제안하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.1038-1041
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• 2009

온도, 습도, 조도 또는 토양 센서 등을 탑재한 무선 센서 노드들을 네트워크로 구성하여 자연 환경 정보를 획득하고 분석하여 다양하게 활용하고 있다. 이러한 무선 센서 네트워크는 저전력 무선트랜시버를 탑재한 다수의 노드들이 근거리 무선 통신과 멀티-홉 기법으로 구성된다. 따라서 무선센서 네트워크를 통하여 수집된 데이터의 특징은 한정된 범위 내에 밀집된 노드들로부터 얻어진다는 것이다. 그러나 넓은 범위에 흩어져있는 무선 센서 노드들로부터 데이터를 얻기 위해서는 장거리로 데이터를 송신할 수 있도록 고전력을 소비하는 무선 트랜시버를 사용하거나 중계 노드를 많이 필요로 하여, 무선 센서 네트워크 가지고 있는 장점인 저전력과 저비용이라는 특징이 희석된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 넓게 산재되어 있는 각각의 센서 네트워크 그룹 들을 순회하여 데이터를 수집하는 자율 주행 로봇을 이용한 환경 모니터링 시스템을 제안한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.47-51
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• 2014

본 논문에서는 공진형 무선전력전송 시스템의 효율 개선을 위해 메타구조 기반의 단위 셀 및 배열 된 구조를 제안하였다. 자기장 집속을 위해 제로 굴절률 특성을 이용하였으며, 이를 구현하기 위해 유효 투자율의 실수가 0의 값을 갖도록 설계하였다. 제안된 단위 셀의 크기는 $70mm{\times}70mm{\times}3.2mm$이며, 동작 주파수는 13.56 MHz 이다. 또한, 배열된 구조의 크기는 $400mm{\times}400mm{\times}3.2mm$이며, 2-layer 구조로 이루어져 있다. 본 논문에서 제안한 공진형 무선전력전송 시스템의 효율은 송수신 공진기 사이의 거리가 100 mm ~ 400 mm에서 각각 94.8 %, 93.2 %, 91.4 %, 90.8 % 이며, 전체 거리에서 90 % 이상의 고효율 특성을 얻을 수 있었다.