• Smart Structures and Systems
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• 제7권3호
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• pp.229-240
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• 2011

Recent developments in Smart Structures with very large scale embedded sensors and actuators have introduced new challenges in terms of data processing and sensor fusion. These smart structures are dynamically classified as a large-scale system with thousands of sensors and actuators that form the musculoskeletal of the structure, analogous to human body. In order to develop structural health monitoring and diagnostics with data provided by thousands of sensors, new sensor informatics has to be developed. The focus of our on-going research is to develop techniques and algorithms that would utilize this musculoskeletal system effectively; thus creating the intelligence for such a large-scale autonomous structure. To achieve this level of intelligence, three major research tasks are being conducted: development of a Bio-Inspired data analysis and information extraction from thousands of sensors; development of an analytical technique for Optimal Sensory System using Structural Observability; and creation of a bio-inspired decision-making and control system. This paper is focused on the results of our effort on the first task, namely development of a Neuro-Morphic Engineering approach, using a neuro-symbolic data manipulation, inspired by the understanding of human information processing architecture, for sensor fusion and structural diagnostics.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.79-86
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• 2009

원격계측기술의 발달에 따라 실내 및 실외의 환경에 대한 날씨, 온도 등을 센서를 통하여 모니터링이 가능할 뿐만 아니라 신체의 생화학적 상태를 모니터링 할 수 있다. 센서로부터 측정된 데이터는 제어실로 무선 공중 데이터 망을 통하여 전송될 수 있다. 본 논문에서는 다양한 형태의 여러 센서 데이터를 측정하여 이를 한 시스템에 원격으로 전송하여 처리를 한다. 측정되는 센서의 데이터는 시설물, 장비 등의 동특성 및 정특성에 따라 제어도 가능하도록 구현하였다. 본 논문에서 구현한 시스템은 유선 및 무선을 통한 데이터 수집으로 여러 분야에 적용할 수 있으며 가정이나 사무실 등의 장소에 구애없이 공중망이 제공되는 어느 곳에서 데이터의 수집 및 제어가 가능한 시스템을 구성하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권2호
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• pp.406-423
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• 2014

The recent advances in wireless communication systems and semiconductor technologies are paving the way for new applications over wireless sensor networks. Health-monitoring application (HMA) is one such emerging technology that is focused on sensing and reporting human vital signs through the communication network comprising sensor devices in the vicinity of the human body. The sensed vital signs can be divided into two categories based on the importance and the frequency of occurrence: occasional emergency signs and regular normal signs. The occasional emergency signs are critical, so they have to be delivered by the specified deadlines, whereas the regular normal signs are non-critical and are only required to be delivered with best effort. Handling the occasional emergency sign is one of the most important attributes in HMA because a human life may depend on correct handling of the situation. That is why the underlying network protocol suite for HMA should ensure that the emergency signs will be reported in a timely manner. However, HMA based on IEEE 802.15.4 might not be able to do so owing to the lack of an appropriate emergency-handling mechanism. Hence, in this paper, we propose a new emergency-handling mechanism to reduce the emergency reporting delay in IEEE 802.15.4 through the modified superframe structure. A fraction of an inactive period is modified into three new periods called the emergency reporting period, emergency beacon period, and emergency transmission period, which are used opportunistically only for immediate emergency reporting and reliable data transmission. Extensive simulation is performed to evaluate the performance of the proposed scheme. The results reveal that the proposed scheme achieves improved latency and higher emergency packets delivery ratio compared with the conventional IEEE 802.15.4 MAC.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.708-713
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• 2004

This research develops a sensorless hydraulic servo system of Parallel-Typed robot for harbour construction. Purpose of the robot is to mechanize the construction, which is accomplished through a joystick's operating by a stoneworker (or diver). The robot is attached on the end of an excavator as its attachment or transported by a crane to reach the desired place. The embedded compact controller is installed on the robot body and controlled by wireless telecommunication. For underwater work, it is necessary to waterproof the robot and its sensors. Especially, a sensor waterproof is a main drawback for the underwater robot. This leads us to develop a hydraulic robot position controller using an observer which gives the position information without any position sensor. We design a neural network to identify the displacement change according to the command voltage to servo valve. To verify the sensorless controller, this paper presents the performance of the sensorless control for which the position is given by the observer comparing with that of the sensor control for which the position is measured by LVDT sensors.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.132-137
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• 2004

On-Board Diagnostic(OBD) systems are in most cars and light trucks on the load today. During the 1970's and early 1980's manufacturers started using electronic means to control engine functions and diagnose engine problems. The CARB's diagnostic requirements to meet EPA emission standards have been designated as OBD with a goal of monitoring all of the emissions-related components, as well as the chassis, body, accessory devices and the diagnostic control network of the vehicle for proper operation. In this paper, we present a remote measurement system for the wireless monitoring of diagnosis signal and sensors output signals of ECU adopted KWP2000, united the OBD communication protocol, on OBD-compliant vehicle using the wirless communication technique of Bluetooth. In order to measure the ECU signals, the interface circuit is designed to communicate ECU and designed terminal wirelessly according to the ISO, SAE regulation of communication protocol standard. A microprocessor S3C3410X is used for communicating ECU signals. The embedded system's software is programmed to measure the ECU signals using the ARM compiler and ANCI C based on MicroC/OS kernel to communicate between bluetooth modules using bluetooth stack. The diagnostic system is developed using Visual C++ MFC and protocol stack of bluetooth for Windows environment. The self-diagnosis and sensor output signals of ECU is able to monitor using PC with bluetooth board connected in serial port of PC. The algorithms for measuring the ECU sensor output and self-diagnostic signals are verified to monitor ECU state. At the same time, the information to fix the vehicle's problem can be shown on the developed monitoring software. The possibility for remote measurement of self-diagnosis and sensor signals of ECU adopted KWP2000 in embedded system verified through the developed systems and algorithms.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.99-106
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• 2011

유비쿼터스 컴퓨팅 기술과 헬스케어 기술이 접목되어 시간과 장소에 구애받지 않고, 지속적인 건강관리가 가능한 u-헬스케어 기술이 급부상하고 있으며, 한국의 최첨단 정보 환경을 기반으로 하여 향후 급증할 의료수요에 대처하기 위한 u-헬스케어 기반기술이 절실한 실정이다. 특히, u-헬스케어 분야에서 다루는 정보는 주로 건강이나 생명과 밀접한 관계가 있는 관련 정보로서 극히 개인적인 사항을 주로 포함한다. u-헬스케어 서비스가 보안 및 프라이버시 측면에서 많은 취약점과 위협이 존재한다는 점을 볼 때, 데이터 보호를 위한 기술적 대안이 기본적으로 요구된다. 이에 본 논문에서는 안전한 u-헬스케어 시스템을 위해 u-헬스케어 센서모듈을 설계 및 제작하고, USN의 안전성 및 데이터 보호를 위해 NLM-128 알고리즘을 TinyOS상에서 소프트웨어적으로 구현하여 USN 센서노드에 탑재하였다. 그리고 NLM-128 알고리즘에 고속 병렬형 PS-LFSR을 적용하여 암호화 시간을 단축 시켰다. u-헬스케어 응용을 위한 USN 보안센서노드는 환자의 몸에 부착되어 각종 생체 신호를 계측할 수 있으며, 계측된 생체신호들은 무선메쉬네트워크(Wireless Mesh Network)를 통해 통합서버로 전송되며, 그 결과는 실시간으로 모니터링이 가능하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.55-61
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• 2008

본 논문에서는 의학적 센서 모듈과 무선 통신 기술이 결합된 멀티 에이전트 기반 원격 헬스케어 시스템을 제안한다. 제안된 헬스케어 시스템은 멀리 떨어진 곳에서도 환자 모니터링, 의사의 진단과 처방, 환자와 의사, 병원 관계자 사이의 정보 교환 등 폭 넓은 서비스를 지원한다. 또한 Body Area Network(BAN)과 병원의 의사와 관계자들과 연결되며, 이에 대한 유기적이고 병원 서버의 중앙 부하를 감소시키는 확장된 JADE기반 헬스케어 시스템을 디자인하고 개발했다. 에이전트들은 센서로부터 수집된 환자의 정보를 수집, 통합, 전달하고 모바일(PDA)에 표현하기도 한다. 제안된 시스템은 모바일(PDA)과 같은 모바일 디바이스 등을 통하여 섬과 같이 병원과 멀리 떨어진 지역에서도 긴급 상황을 판단하여 원격으로 처리할 수 있다는 장점을 얻게 된다. 또한 환자(노인)의 상태를 실시간으로 모니터링 함으로써 요구되는 시간과 비용을 많이 단축하게 되고, 의료 서비스의 지원에 대한 효율성을 높이게 된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권12호
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• pp.1318-1327
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• 2012

최근 가축 전염병에 대한 확산과 인체 감염에 대한 위험성 증대로 말미암아 가축 질병 관리의 중요성이 커짐에 따라 가축 생체 내의 상황을 실시간 감시할 수 있는 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 가축 축사의 열악한 환경에서도 무선통신과 동시에 무선전력전송이 가능한 MFAN 기술과 배터리 없이 생체 내에 삽입된 센서 태그로부터 무선으로 데이터를 수집할 수 있는 900MHz RFID 기술을 융합하여 MFAN/RFID 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템을 개발하였다. MFAN/RFID 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템은 센서 융합 UHF 태그를 생체 내에 삽입하여 외부 환경의 영향을 받지 않고 체온 등 가축의 생체 변화를 실시간 모니터링하는 시스템으로, 태그에게 공급할 전력을 확보하기 위해서 가축의 목 부위에 설치하는 통신 및 전력전송을 위한 MFAN/RFID 중계기를 사용한다. MFAN 코디네이터는 MFAN 노드와 RFID 리더가 융합된 MFAN/RFID 중계기를 거쳐 생체 삽입된 센서 태그와 데이터 및 전력을 송수신한다. MFAN 코디네이터에 수집된 가축 데이터는 인터넷을 통해 가축 이력 관리 시스템으로 전달되어 관리된다. 본 시스템의 개발을 통해 가축 질병 관리에 대한 문제가 크게 개선될 것이라 기대된다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.92-105
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• 2015

WBAN (Wireless Body Area Network)은 센서 노드를 신체에 삽입 또는 부착하여 생체 신호를 지속적으로 모니터링하기 위해 사용하는 네트워크이다. 특히 의료서비스에서 사용하는 센서 노드는 교체가 어렵기 때문에 배터리 전력 소비가 적어야하며, 지속적으로 생체 신호를 모니터링하기 위해서는 데이터의 높은 전송률과 짧은 전송지연 시간을 보장해야 한다. 본 논문에서는 액티브 노드 개수를 추정하여 슈퍼프레임 내 임의접근구간의 길이와 센서 노드의 데이터 전송확률을 동적 할당함으로써 전송지연시간과 에너지 소모량을 감소시키고 안정적인 처리량을 보장하는 알고리즘을 제안한다. 추정한 액티브 노드 수는 이전 슈퍼프레임의 채널상태에만 의존하기 때문에 잘못 추정될 가능성이 있다. 따라서 액티브 노드 개수를 추정하여 패턴을 정의한다. 그리고 슈퍼프레임의 임의접근구간 길이와 전송확률을 결정하기 위해 정의된 패턴을 이용하여 추정한 액티브 노드 개수를 보정한다. 제안하는 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 Matlab을 통해 WBAN과 동일한 환경을 구성하였다. 실험 결과, IEEE 802.15.6 표준의 Slotted ALOHA 방식과 비교한 결과 처리량은 향상되고 전송지연시간과 에너지 소모량은 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권4C호
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• pp.338-346
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• 2012

무선센서네트워크 기술은 환자의 생체신호를 측정하고 전송할 수 있도록 도와 다양한 메디컬과 헬스케어 솔루션을 제공한다. 그러나 무선센서네트워크 기반의 데이터 신뢰성은 센서노드의 하드웨어 리소스 제약으로 인해서 헬스케어 라우팅 프로토콜에 상당한 영향 미칠 수 있다. 이러한 이유 때문에 본 연구에서는 무선센서네트워크 환경에서 헬스케어 시스템에 적용 가능한 모바일 헬스케어 라우팅 프로토콜에 성능향상을 시킬 목적으로 RF 세기, 배터리 상태, 배치 상태 등의 조건을 이용하여 다양한 통신실험을 수행하였다. 이 실험은 노드 간 거리와 수신율의 관점에서 몇몇 중요한 파라멘트를 획득하기 위해서 수행하였다. 배터리 상태와 RF 세기와의 관계, 노드 배치 상태와 RF 세기와의 관계 등에 따라 최적 통신 거리를 평가하고, 또한 노드 간 배치 상태와 RF 세기 따른 패킷 수신율 평가하였다. 이 실험결과를 바탕으로 본 연구에서 개발한 모바일 헬스케어 라우팅 프로토콜의 최적 노드 전력제어 및 배치 방법을 제안하였다.