• 제목/요약/키워드: 노드 에너지

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스마트 모니터링 시스템의 배치 방식 분석 (An Analysis on the Deployment Methods for Smart Monitoring Systems)

  • 허노정
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.55-62
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    • 2010
  • 모니터링 시스템은 특정 영역에서 발생하는 사건을 신속히 보고하여 적절한 대응을 할 수 있도록 해주는 시스템을 말한다. 로봇화된 산업 생산라인의 공정 모니터링에서부터 산불감지, 침입탐지, 스마트그리드, 환경오염 경보에 이르기 까지 다양한 산업군에서 널리 사용되고 있으며 무선통신의 발달과 저가의 센서를 활용가능하게 되면서 센서네트워크로 대표되는 지능형 또는 스마트 모니터링 시스템으로 발전하게 되었다. 모니터링 시스템의 목적이 다양하고 구축비용, 구성 방식, 구축 후 효과 등 많은 부분이 센서 또는 모니터링 디바이스가 설치된 장소에 영향을 받게 되지만 제한된 방식에 대해서만 배치 기법에 대해 관심을 받아 왔다. 모니터링 시스템의 종류에 따라 활용할 수 있는 다양한 방식의 배치 기법을 소개하고 배치 시의 성능을 객관적으로 비교할 수 있는 성능척도들 또한 소개하여 기존의 모니터링 시스템을 평가하고 개선할 수 있는 지점을 확인가능하게 하며 모니터링 시스템 설계 시에도 활용가능하다. 성능 척도는 배치과정에서의 효율성과 배치된 이후의 모니터링 시스템의 유용성을 평가할 수 있어야 한다. 배치과정에서의 효율성은 배치에 소요된 시간, 에너지 소모량, 비용, 안전성, 센서노드 손상율, 확장성(Scalability) 등이며 배치 이후의 모니터링 시스템의 유용성은 목표지역(ROI) 커버리지(Coverage), 연결성(Connectivity), 균일도(Uniformity), 목표 밀도(target density) 유사성, 단위기간 에너지 소모율 등이다.

수중 음파 센서 네트워크에서 우선순위 기반의 PR-MAC 포로토콜 (PR-MAC Protocol based on Priority in Underwater Acoustic Sensor Networks)

  • 조희진;남궁정일;윤남열;박수현;류영선
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.258-268
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    • 2011
  • 수중 음파 센서 네트워크는 수종환경에서 재해방지, 환경 감시 시스템 등의 용도로 이용될 수 있다. 그러나 수중환경에서는 지상과는 다른 긴 전파 지연과 낮은 전송 속도, 제한된 대역폭파 같은 특성을 고려하여야 한다. 본 논문은 수중 음파 센서 네트워크에서 우선순위에 따라 슬롯이 각 노드에 맞게 할당되는 비경쟁방식의 슬롯 예약 구간을 통해 충돌 및 에너지 손실을 최소화하는 Priority Reservation MAC(PR-MAC) 프로토콜을 제안한다. 또한 성능을 평가하기 위해 수학적 분석 모델을 제시하고 그 결과로 충돌 확률, 충돌에 의한 에너지 소모량, 처리율, 채널 효율을 기존 프로토콜과 비교 평가하여 제안된 프로토콜의 우수성을 보인다.

무선 센서네트워크에서 상황인식기반 실시간 감시시스템 개발 (Development of Real Time Monitoring System based on Context-awareness for Wireless Sensor Networks)

  • 조경진;김희대;이현조;심춘보;장재우
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.101-111
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    • 2011
  • 최근 유무선 통신 기술의 발전 및 모바일 정보기기의 보편화에 힘입어, 시간과 장소에 제약 없이 서비스를 제공할 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous computing)기술이 각광받고 있다. 이에 따라, 무선 센서네트워크(Wireless Sensor Network: WSN) 기술과 상황인식(Context-awareness) 기술에 대한 관심이 크게 고조 되고 있으며, WSN과 상황인식을 접목하여 다양한 분야에서 활용할 수 있는 응용시스템의 개발이 활발하다. 하지만 기존 상황인식 기술을 WSN에 적용할 경우, 첫째, 불필요한 데이터를 전송하여 에너지효율성을 저하시키는 단점이 존재한다. 둘째, 새로운 응용 서비스를 구현할 경우, 특정 응용에 의존적이 기 때문에, 새로운 상황인식 모듈을 구현해야 하는 문제점이 있다. 이를 위해 본 연구에서는 무선 센서 네트워크에서 상황인식에 근거한 새로운 실시간 감시시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 센서노드에서 상황인식을 수행하여 불필요한 데이터 전송을 줄여 에너지 효율성을 높이고, 모듈화를 통해 새로운 상황인식 기능을 지원할 수 있는 확장성을 지닌다.

주기성과 산발성 태스크가 혼합된 시스템을 위한 전력절감 스케줄링 기법 (Power-Aware Scheduling for Mixed Real-Time Tasks)

  • 공민식;정근재;송예진;정명조;조문행;이철훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.83-93
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    • 2007
  • 본 논문에서는 주기적으로 생성(release)되는 주기성 태스크(Periodic Task)들과 산발적으로 생성되는 산발성 태스크(Sporadic Task)들이 혼합된 실시간 시스템을 위한 전력관리 스케줄링 기법을 제안한다. 각각의 태스크는 최소주기, 최악수행요구시간과 마감시간 등으로 정의된다. 본 논문에서 제안한 동적 전압조정(Dynamic Voltage Scaling : DVS) 알고리즘인 DVSMT(DVS for mixed tasks)는 태스크의 실시간 마감시간을 보장하면서 작업이 종료됐을 때, 수행하는 동안 사용한 사이클 중 다른 태스크들이 할당한 수행 사이클을 자신의 마감시간까지 온라인 상태에서 균등 분배함으로써 공급전압(또한 동작 주파수)을 동적으로 조정한다. 이러한 기법으로 더 많은 에너지를 절감할 수 있다. 제안한 알고리즘은 실시간 운영체제에 쉽게 통합될 수 있기 때문에 제한된 배터리 전력을 이용하는 휴대용 기기 및 센서망 노드 등에 적용할 수 있다. 시뮬레이션 결과들은 DVSMT가 주기성 태스크들로만 구성된 시스템과 주기성 태스크들 및 산발성 태스크들이 혼합된 시스템에서 기존의 알고리즘보다 대략 60% 까지 에너지가 절감됨을 보였다.

광어노드의 수소 제조와 광전기 특성에 관한 상관관계 연구 (Study on Relation between $H_2$ Evolution and Photoelectrical Properties of Photoanode)

  • 배상현;강준원;심은정;윤재경;주현규
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.244-249
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    • 2007
  • The present work considers the concept of enzymatic photoelectrochemical generation of hydrogen through water splitting using a Xe lamp as a source of light. A solar cell was applied to the system in order to shift the level of electrochemical energy of the system, resulting in the rate of hydrogen production at $43\;{\mu}mol/(cm^2{\times}hr)$ in cathodic compartment with an anodized tubular $TiO_2$ electrode(ATTE, $5^{\circ}C$/1hr in 0.5 wt% HF-$650^{\circ}C$/5hr). The trend of the rate of hydrogen production, for the ATTEs with different annealing temperature from $350^{\circ}C$ to $850^{\circ}C$, fairly well coincided with the photoelectrical properties measured by potentiostat. The actual chemical bias through imposition of two electrolytes of different pHs between anode(13.68) and cathode(7.5) was 0.24eV.

무선 센서 네트워크에서 분산 클러스터링을 이용한 안전한 에너지 효율적인 라우팅 기술 (A Secure Energy-Efficient Routing Scheme Using Distributed Clustering in Wireless Sensor Networks)

  • 천은홍;이연식
    • 융합보안논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.3-9
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    • 2016
  • 무선 센서 네트워크은 폭넓은 다양한 응용에서 경제적으로 성공할 수 있는 모니터링 솔루션이다. 그러나 악의적이거나 감시하는 사람이 없는 환경에서 침입을 인식하고 방지하며 안전하고 에너지 효율적인 것을 보장하는 네트워크를 통한 정보의 안전한 전송은 주된 도전이다. 이에 따라, 이 논문은 집적된 데이터의 무결성, 인증성과 비밀성을 보장하기 위하여 안전한 무선 센서 네트워크에 필수적인 보호를 포함하는 분산 클러스터링 프로세스를 제안한다. 안전한 키 관리 스킴을 위하여 대칭형과 비대칭형 키의 전단계 분산의 개념을 사용하고, 클러스터 내에 있는 각 센서 노드가 배치되기 전에 암호화를 위한 전단계 분산 매개변수를 사용하는 센서 네트워크 토폴로지에 기초한 계층적 클러스터에 대한 상세한 스킴에 대하여 기술한다. 마지막으로 무선 센서 네트워크에서 제안된 스킴의 성능 시험 결과를 보인다.

센서 네트워크를 위한 싱크 위치 기반의 적응적 클러스터링 프로토콜 (An Adaptive Clustering Protocol Based on Position of Base-Station for Sensor Networks)

  • 국중진;박영충;박병하;홍지만
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.247-255
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    • 2011
  • 무선 센서 네트워크에서 클러스터 기반의 계층적 라우팅 프로토콜들은 모든 노드들의 수명을 균등하게 유지하여, 센서 네트워크의 수명을 최대로 연장하는 것을 목표로 하고 있다. 본 논문에서는 싱크의 위치 변화를 고려한 적응적 클러스터링 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 클러스터링 프로토콜의 특징은 클러스터 트리의 레벨에 따라 클러스터의 크기를 제한하는 대칭형 계층적 클러스터를 구성함으로써 싱크의 위치 변화에 적응적으로 대응 가능하며, 모든 클러스터의 생존 시간을 향상시킴과 동시에 균등한 생존 시간을 보장할 수 있다. 이 기법의 효율성을 입증하기 위해 기존의 대표적인 클러스터링 프로토콜들인 LEACH, EEUC와 본 논문에서 제안하는 적응적 클러스터링 프로토콜의 에너지 소비 정도를 시뮬레이션을 통해 비교하였으며, 그 결과 에너지 소비와 네트워크 수명의 균형에 대해 더 나은 성능을 얻어낼 수 있었다.

광량 및 TiO2 나노튜브 길이별 광활성 연구: Cr(VI)환원 및 수소제조 (Effect of TiO2 Nanotube Length on Photocatalytic Activity with Different Light Intensities: Cr(VI) Reduction and Hydrogen Production)

  • 주현규;심은정;이재민;윤재경
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.432-442
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    • 2011
  • Anodized tubular $TiO_2$ electrodes (ATTEs) with three noticeably different lengths are prepared to determine their optimum length for the photo-driven activity in the reaction of Cr(VI) reduction and hydrogen evolution. The ATTEs with ethylene glycol have longer $TiO_2$ tubes (7-15.6 ${\mu}m$) than those with hydrfluoric acid (0.6-0.8 ${\mu}m$). These samples, which differ only in the length of the tubes, with a wall thickness of ca. 20 nm, consist mainly of an anatase crystalline phase after heat treatment at $650^{\circ}C$, since the anatase crystallites at the tube walls do not undergo transformation into rutile phase, due to the constraints imposed by the wall thickness. Among them, the medium size (ca. 8 ${\mu}m$) tubes provide the optimum conditions, irrespective of the light intensity, which is explained in terms of the correlation between the amount of photons and the adsorbed electron acceptors and their location. Photocatalytic Cr(VI) reduction leads to ca. 60% reduction of Cr(VI) even under 1 sun irradiation with the medium-sized anodized $TiO_2$ tubes, but only ca. 20% with the short- and long-sized tubes. For hydrogen evolution, tubes longer than 8 ${\mu}m$ do not exhibit better performance with any light intensity.

석탄 열분해 생성물이 직접탄소연료전지에서 애노드 반응에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on Effect of Thermal Decomposition Products of Coal on Anodic Reactions in Direct Carbon Fuel Cell)

  • 이영훈;엄성용;안성율;최경민;김덕줄
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.413-420
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    • 2013
  • Effect of inherent volatile matters in fuels on electrochemical reactions of anode was investigated for a single direct carbon fuel cell (DCFC). Raw coals used as power source in the DCFC release light gases into the atmosphere under the operating temperature of DCFC ($700^{\circ}C$) by thermal decomposition and only char remained. These exhausted gases change the gas composition around anode and affect the electrochemical oxidation reaction of system. To investigate the effect of produced gases, comparative study was conducted between Indonesian sub-bituminous coal and its char obtained through thermal treatment, carbonizing. Maximum power density of raw coal ($52mW/cm^2$) was appeared higher than that of char ($37mW/cm^2$) because the gases produced from the raw coal during thermal decomposition gave additional positive results to electrochemical reaction of the system. The produced gases from coals were analyzed using TGA and FT-IR. The influence of volatile matters on anodic electrolyteelectrode interface was observed by the equivalent circuit induced from fitting of impedance spectroscopy data.

센서 네트워크에서 시놉시스와 인코딩을 이용한 에너지 효율적인 인-네트워크 조인 질의 처리 (An Energy-Efficient In-Network Join Query Processing using Synopsis and Encoding in Sensor Network)

  • 여명호;장용진;김현주;유재수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.126-134
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    • 2011
  • 최근 많은 연구자들은 서로 다른 영역에 저장된 센서 데이터를 이용한 조인 질의에 관심을 갖고 있다. 기존 기법은 예비 조인 조정자가 센서 노드로부터 시놉시스를 수집하고, 조인 질의 처리에 필요한 센서 데이터를 결정한다. 기지국은 전체 데이터를 수집하는 대신 일부 센서 데이터를 수집하여 최종 조인 처리를 수행한다. 하지만, 예비 조인을 수행하는 과정에서 통신 오버헤드를 발생시키는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하는 새로운 에너지 효율적인 인-네트워크 조인 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 네트워크 내부에서 예비 조인 조정자를 선정한다. 예비 조인 조정자는 조인의 초기 단계에서 조인 결과에 포함되지 않는 데이터를 제거하고 센서 데이터의 압축을 수행한다. 기지국은 압축된 데이터의 일부와 데이터 압축을 위한 인코딩 테이블을 수집하고 조인 결과를 결정한다. 그 결과, 제안하는 기법은 예비 조인 처리를 위한 통신 비용을 줄이고 네트워크 수명을 연장시킨다.