Recently, ubiquitous computing and sensor networks are making a rapid development. These technology can enable a new way of biomedical signal processing and healthcare. that is, they can improve care giving by a more flexible acquisition of relevant vital sign data, and by providing more convenience for patients. In this paper, we realize the biomedical sensor networks by applying IEEE 802.15.4/Zigbee networks to some various biomedical sensing unit. For address this, we developed minimized zigbee module and set-up procedure using PDA. The main advantages that we achieve are interference-free operation of different body sensor networks in the vicinity, as well as intuitive usage by the nontechnical personnel.
유비쿼터스 홈네트워크 ( uHome-net) 구현을 위해서는 다양한 센서들이 통합된 유무선 센서 네트워크에 연결될 수 있어야 한다. 본 논문은 제어 네트워크에 널리 사용되고 있는 LonWorks 기술을 uHome-net의 유무선 센서 네트워크에 적용한 사례를 소개하고, LonTalk 프로토콜이 탑재된 뉴런칩, 433.92MHz RF 트랜시버, 센서와 응용 프로그램으로 구성되는 LonRF 디바이스의 설계 및 응용 서비스 구현 결과를 설명한다. LonRF 디바이스의 응용 예로 실내에서 물체의 3차원 좌표를 측정할 수 있고 uHome-net과 연동되는 LonRF 스마트배지를 개발하였다. LonRF 디바이스 기반의 위치인식 서비스, 원격검침서비스, 원격경비서비스 등의 홈네트워크 서비스를 uHome-net 테스트베드에 구현하였다. 본 연구는 LonWorks 기술 기반의 센서 네트워크가 유비쿼터스 홈네트워크의 제어 네트워크로 적용할 수 있고, 개발된 LonRF 디바이스가 센서 네트워크의 무선 노드로 사용될 수 있음을 보였다.
센서 네트워크는 다양한 응용분야에 적용될 수 있다. 환경 센서와 무선 네트워크를 이용하여 환경정보를 수집하고 생태계를 감시하는 시스템은 대표적인 센서 네트워크 응용 시스템이다. 그러나 센서 노드의 제한된 배터리 용량은 네트워크와 시스템의 수명을 결정하는 핵심 요소이며, 수집되는 정보의 품질에도 영향을 미친다. 우리는 캠퍼스에 구축된 환경정보 시스템의 실험을 통해 환경 센서 노드의 수명에 영향을 미치는 요소를 식별하고 향후 센서 네트워크 응용 시스템 구축에 유용한 몇 가지 제안을 제시하고자 한다.
한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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pp.207-210
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2005
Ubiquitous computing is one of the key technology areas in the "Project on Development of Ubiquitous computing and network technology" promoted by the Ministry of Science and Technology as a frontier business of the $21^{st}$ century in Korea, which is based on the new concept merging physical space and computer-based cyber space. With recent advances in Micro Electro Mechanical System (MEMS) technology, low cost and low-power consumption wireless micro sensor nodes have been available. Using these smart sensor nodes, there are many activities to monitor real world, for example, habitat monitoring, earthquake monitoring and so on. In this paper, we introduce web-based real environment monitoring system incorporating wireless sensor nodes. It collects sensing data produced by some wireless sensor nodes and stores them into a database system to analyze. Our environment monitoring system is composed of a networked camera and environmental sensor nodes, which are called Mica2 and developed by University of California at Berkeley. We have modified and ported network protocols over TinyOS and developed a monitoring application program using the MTS310 and MTS420 sensors that are able to observe temperature, relative humidity, light and accelerator. The sensed data can be accessed user-friendly because our environment monitoring system supports web-based user interface. Moreover, in this system, we can setup threshold values so the system supports a function to inform some anomalous events to administrators. Especially, the system shows two useful pre-processed data as a kind of practical uses: a discomfort index and a septicity index. To make both index values, the system restores related data from the database system and calculates them according to each equation relatively. We can do enormous works using wireless sensor technologies, but just environment monitoring. In this paper, we show just one of the plentiful applications using sensor technologies.
센서 네트워크는 많은 센서 노드들을 산개시켜 놓은 다음 노드들끼리 통신망을 구성하고 주위 환경 정보를 수집하고 분석한다. 각 노드들은 제한된 자원 내에서 지정된 일을 수행해야 하기 때문에 효율성이 극대화되어야 하고 하드웨어 자체의 성능도 뛰어나야 한다. 지금까지 기술적인 제약이 있었지만 최근 If 제조 기술과 무선 네트워크 기술의 급속한 발달로 인해 저렴하면서 전력소비가 적고 다양한 기능을 하는 소형 임베디드 시스템을 구성할 수 있게 되었다. 기술 발전과 함께 무선 센서 네트워크는 새로운 연구 분야로서 자리매김하였고 현재 여러 연구실에서 연구되어지고 있으며, 제각기 다른 이름으로 다양하게 불리고 있다. Wireless Integrated Network Sensors (WINS), Mobile Ad hoc NETwork (MANET), Ubiquitous Sensor Network (USN). 현재 센서 네트워크 분야에서 TinyOS가 널리 이용되고 있다. 본 논문에서는 TinyOS와 그 플랫폼을 이용해서 가정 내에서 컨텍스트 인식을 위한 센서 네트워크를 구성하고자 한다.
이 논문은 임펄스 UWB 시스템을 위한 새로운 일정진폭 프리코딩을 제안한다. IEEE 802.15.4a 표준에 따르면 임펄스 UWB는 실내측위와 센서 데이터 전달에 사용될 수 있다. 대부분의 USN(ubiquitous sensor network)은 다중접속을 필요로 한다. 그러나 UWB 시스템은 다중접속으로 야기되는 중첩신호를 검출하는데 있어 제약성이 있다. 이를 극복하기 위하여 Wada 및 Kim의 CAMC(constant amplitude multi-code) 개념을 응용하였다. 제안하는 시스템은 체계적 일정진폭 프리코딩과 LDPC 디코딩으로 구성된다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 BER성능이 우수함을 확인하였다.
최근에 다양한 유비쿼터스 서비스는 Push와 Pull 서비스 형태로 제공되고 있으며, 이와 같은 Pull/push 서비스를 제공하기 위한 OpenAPI(Application Program Interface)에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 아직 Push와 Pull 서비스와 이를 지원하기 위한 OpenAPI에 대한 연구가 아직 미비하다. 이에 본 논문에서는 Pull 서비스와 Push 서비스를 이용하여 센서 네트워크 기반의 응용 인터페이스를 제공하는 Push 서비스와 Pull 서비스 모델을 제시하고, Push 서비스와 Pull 서비스를 제공하는 OpenAPI를 설계하고 구현한다. 이를 위하여 웹 서비스 기반의 Pull 서비스 구조를 제시하고, .Net 프레임워크 기반의 원격 서비스(Remote Service)를 이용하여 센서 네트워크에 수집된 온도, 습도 등의 상황 데이터를 Pull 서비스 형태로 제공하는 OpenAPI를 설계하고 구현한다. 더불어 TCP/IP 소켓 인터페이스를 이용한 Push 서비스 구조를 제안하고, 이 서비스를 제공하는 OpenAPI를 설계하고 구현한다. 이를 통해서 기존의 특정 데이터베이스 중심의 센서 네트워크의 폐쇄적인 응용 인터페이스를 개방적인 표준 인터페이스로 전환하여 사용자가 여러 곳에 널려 있는 많은 상황 데이터를 쉽게 접근하여 확인할 것으로 기대한다.
실시간으로 악취 유발 물진의 배출원에 대한 데이터를 구축하여 악취 민원에 효율적으로 대처할 수 있는 악취 정보 관리 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network : USN)기반의 악취 측정 시스템을 통하여 실시간적으로 수집된 악취 데이터를 데이터베이스에 축적 및 주기적으로 데이터를 조회하여 지도상에 표시함으로서 즉각적인 악취 배출상황을 확인할 수 있는 시스템을 구축하였다. 또한, 지도상의 센서노드 아이콘을 클릭함으로서 센서노드 주변의 업체 목록을 지도상 좌표 기준으로 조회, 강한 악취가 발생한 부근의 주변 업체 종류와 배출물질 종류를 파악할 수 있도록 하였다. 제안된 시스템은 이러한 정보로 부터 업체관리 방안을 계획하여 악취배출 업체에 대한 관리 효율을 높일 수 있을 것으로 사료된다.
유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network)는 사람의 접근이 어려운 다양한 환경에 무선 센서들로 구성된 네트워크이다. 그러므로 센서 노드들은 스스로 라우팅 하는 네트워크로 구성되며, 전력(power) 교체가 어렵다는 특징을 가지고 있다. 따라서 전력 소모를 줄이는 다양한 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 클러스터를 이용한 계층적 구조의 라우팅 방식은 평면적 구조의 라우팅 방식에 비해 센서 노드들의 전력소모가 균등하며, 전력 소모가 적어 네트워크의 사용 주기가 길다. 본 논문은 초기 클러스터를 계속 유지하여 클러스터를 구성하는셋업 과정을 초기 한번만 함으로써 센서노드들의 에너지 소모를 줄이도록 하였으며, 다음 라운드의 헤더 선출은 클러스터내의 멤버 노드들 중 에너지가 가장 많은 노드를 선정함으로써 클러스터내의 모든 노드의 에너지 소모를 균등하게 하는 방법을 제안하였다. 이 방식은 클러스터의 모든 노드들의 에너지소모를 줄여 네트워크의 생명주기를 늘리며, 센서들의 에너지 소모를 균등하게 하여 에너지 홀(energy hole) 문제를 개선하고자 하였다. 본 제안방식의 타당성을 모의실험을 통해 확인하였다.
유비쿼터스 서비스가 운용되기 위해서는 유비쿼터스 네트워크가 우선적으로 구축되어야 하며, 이 중에서 유비쿼터스 센서 네트워크는 매우 큰 부분을 차지하고 있다. 본 논문에서는 유비쿼터스 센서 네트워크가 독자적으로 운용되는 것은 물론, 유비쿼터스 서비스의 인프라로써 동작하기 위한 성능을 가지는 전송기법을 제안한다. 제안하는 방법은 데이터 전송의 신뢰성을 확보하여 성능을 향상시킨다. 특히 데이터 전송상의 오류를 부가적인 데이터 생성과 통신과정 없이 검출함으로써 통신비용을 줄이고, 네트워크의 트래픽을 감소시켜 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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