• Smart Structures and Systems
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• 제11권3호
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• pp.261-282
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• 2013

Structural health monitoring (SHM) is an application area of Wireless Sensor Networks (WSNs) which usually needs high data communication rate to transfer a large amount of monitoring data. Traditional sink node can only process data from one communication channel at the same time because of the single radio chip structure. The sink node constitutes a bottleneck for constructing a high data rate SHM application giving rise to a long data transfer time. Multi-channel communication has been proved to be an efficient method to improve the data throughput by enabling parallel transmissions among different frequency channels. This paper proposes an 8-radio integrated sink node design method based on Field Programmable Gate Array (FPGA) and the time synchronization mechanism for the multi-channel network based on the proposed sink node. Three experiments have been performed to evaluate the data transfer ability of the developed multi-radio sink node and the performance of the time synchronization mechanism. A high data throughput of 1020Kbps of the developed sink node has been proved by experiments using IEEE.805.15.4.

• 융합보안논문지
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• 제13권6호
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• pp.69-76
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• 2013

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성을 높이려는 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 현재 이루어지고 있는 대부분의 연구는 클러스터 헤드와 싱크 노드들 사이의 직접적인 통신에 바탕을 두고 있다. 앞에서 이루어진 연구들은 노드들 사이의 거리에 따라 에너지를 계산하는 방식에 기초를 두고 있다. 거리에 따라 에너지를 계산하여 알고리즘을 구현하는 것은 어려운 문제가 된다. 이 논문에서는 싱크 노드에서 다른 모든 노드들까지 고정된 전파 파장의 반경을 갖는 다단계 라우팅 알고리즘을 제안한다. 이 논문에서는 시뮬레이션을 이용하여 WSN이 에너지를 효율적으로 줄이는 것과 WSNdp 활용 방안을 제시한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권12호
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• pp.4451-4466
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• 2014

We present joint radio selection and relay scheme that delivers data from a source to a sink in heterogeneous stationary sensor networks consisting of various radio interfaces. The proposed scheme finds the optimal relay nodes and their corresponding radio interfaces that minimize energy consumption throughout the network while satisfying the end-to-end packet deadline requirement. We formulate the problem of routing through radio interface selection into binary integer programs, and obtain the optimal solution by solving with an optimization solver. We examine a trade-off relationship between energy consumption and packet delay based on network level simulations. We show that given the end-to-end deadline requirement, our routing algorithm finds the most energy-efficient routing path and radio interface across mesh hops. We demonstrate that the proposed routing scheme exploits the given packet delivery time to turn into network benefit of reducing energy consumption compared to routing based on single radio interface.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권8B호
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• pp.630-635
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• 2008

최근 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)의 에너지 효율성을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 그러나 지금까지 제안된 기법들은 일반 센서노드에서 싱크노드로의 직접통신이나 인접 센서노드 간에 발송에너지를 발송거리에 따라 능동조절 가능 등 가정들을 기반으로 하고 있어 이런 기법들은 실제 실현하기 어렵다. 이 논문에서는 모든 센서 노드들은 일정한 전파범위와 데이터 전송률이 유지한다고 가정을 기반으로 다단계 라우팅 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안기법이 기존기법보다 에너지 효율이 향상되었고 또한 실제 무선센서네트워크 적용하기 용이함을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.682-684
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• 2007

본 논문은 USN 구현을 위한 무선 노드를 실제로 제작하여 센서 네트워크 시스템을 구성하는데 그 목적이 있다. 노드는 Xilinx사의 CPLD와 FPGA, UHF RF 송수신모듈(Bim-433-F), Micronas사의 Hall Sensor로 구현하였으며 CPLD와 FPGA는 ISE를 사용하여 Verilog-HDL로 설계하였다. 네트워크는 PC와 게이트웨이 역할을 하는 싱크노드 1대 그리고 센서 노드 3대로 구성하였다. 개발된 노드들은 다중경로 네트워크를 통해 빌딩 내에서 40m까지 데이터전송이 가능하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.481-504
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• 2010

Wireless smart sensor networks (WSSNs) have been proposed by a number of researchers to evaluate the current condition of civil infrastructure, offering improved understanding of dynamic response through dense instrumentation. As focus moves from laboratory testing to full-scale implementation, the need for multi-hop communication to address issues associated with the large size of civil infrastructure and their limited radio power has become apparent. Multi-hop communication protocols allow sensors to cooperate to reliably deliver data between nodes outside of direct communication range. However, application specific requirements, such as high sampling rates, vast amounts of data to be collected, precise internodal synchronization, and reliable communication, are quite challenging to achieve with generic multi-hop communication protocols. This paper proposes two complementary reliable multi-hop communication solutions for monitoring of civil infrastructure. In the first approach, termed herein General Purpose Multi-hop (GPMH), the wide variety of communication patterns involved in structural health monitoring, particularly in decentralized implementations, are acknowledged to develop a flexible and adaptable any-to-any communication protocol. In the second approach, termed herein Single-Sink Multi-hop (SSMH), an efficient many-to-one protocol utilizing all available RF channels is designed to minimize the time required to collect the large amounts of data generated by dense arrays of sensor nodes. Both protocols adopt the Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) routing protocol, which provides any-to-any routing and multi-cast capability, and supports a broad range of communication patterns. The proposed implementations refine the routing metric by considering the stability of links, exclude functionality unnecessary in mostly-static WSSNs, and integrate a reliable communication layer with the AODV protocol. These customizations have resulted in robust realizations of multi-hop reliable communication that meet the demands of structural health monitoring.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.33-40
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• 2010

이동 무선 환경에서 핸드오버 특히, 이종 망이 중첩된 네트워크 환경에서의 핸드오버는 서로 다른 서비스 특성과 서비스영역의 영향을 받는다. 따라서 본 논문에서는 관리 단위가 분리된 여러 지역에 걸친 다양한 벤더의 무선랜 접속장비와 그 운영 망을 모니터링, 제어할 수 있는 모바일 싱크 무선랜 네트워크 통합 관리제어 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 멀티벤더와 무선랜 특화 관리 항목들에 대해 모니터링, 제어가 가능한 지역센터서버 연동 관리구조로 설계되었다. 본 논문에서 제시한 방법은 기존의 시스템보다 MAP 도메인 크기가 5일 때 무선단말의 이동속도가 약 10%의 성능 향상을 보였다. 또한, 데이터 설계 및 메시징 방식 계층적 관리구조를 통해 분산된 망 위에 존재하는 이기종 무선랜 장비에 대해 관리 접근 방법이 일관적이고 안정된 망 관리 시스템이 되도록 설계하였다.