• 센서학회지
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• 제16권4호
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• pp.247-253
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• 2007

Low power consumption sensor network platform (sensor node) for sensor networking with IEEE 802.15.4 protocol was fabricated. The sensor node used ceramic bar type antenna for increasing RF signal performance and decreasing PCB size occupied by antenna. The communication range of the fabricated sensor node was about $20{\sim}30$ m in open environment with 915 MHz frequency bandwidth and well supported by Tiny OS. The sensor node have good connectivity with various external devices by RS-232, I2C, analogue and digital expansion board, hence, this sensor node can be applied to various applications in wireless sensor network and ubiquitous sensor network.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.73-82
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• 2008

센서 정보의 효율적인 활용과 관리를 위해서는 인터넷을 통한 센서 정보의 수집과 관리가 절대적으로 필요하다. 이를 위해서는 센서 네트워크와 인터넷을 연동하는 기술이 절대적으로 필요하다. 센서 네트워크와 인터넷을 연동하는 방법은 게이트웨이를 통한 변환 방법이 주로 연구되었지만 최근에는 센서 노드에 IP기반 인터넷 프로토콜들을 직접 탑재하는 기술이 크게 주목받고 있다. 특히 IPv6는 풍부한 주소공간과 주소 자동생성과 같은 특성이 센서 네트워크와 잘 부합되기 때문에 센서 네트워크용 통신 프로토콜로 아주 적합하다. 본 논문에서는 센서 네트워크 환경에 적합한 초소형 UDP/IPv6 프로토콜 기능을 설계하고, 이를 TinyOS 기반의 nesC로 구현하였다. 구현된 프로그램은 TOSSIM과 TinyViz를 이용하여 시뮬레이션 결과를 확인하였고, 센서 노드(Mote)에 직접 탑재하여 시험적인 성능 테스트를 수행하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.11-19
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• 2010

ZigBee는 WPAN(Wireless Personal Area Networks)을 위해 IEEE 802.15.4 표준에 근거하여 저비용, 저전력 소모를 위해 만들어진 표준이다. ZigBee 표준에서 라우팅을 위해 AODV(Ad-hoc On-Demand Distance Vector)와 트리 라우팅(Tree Routing) 두 가지 방법이 제시되었다. 트리 라우팅은 IEEE 802.15.4 MAC 계층의 토폴로지 형성 과정 동안에 만들어진 부모-자식 관계에 근거하여 센서 노드로부터 싱크 노드(Sink node)로 데이터를 전송한다. 이 방법에서 새로운 노드가 네트워크에 가입하기 위해 RSSI(Received signal strength indicator) 신호가 가장 강한 노드를 부모 노드로 선택한다. 그러므로 트래픽 분산이 이루어지지 않아 일부 노드는 많은 트래픽 양을 전달하게 되고 에너지는 빠르게 고갈된다. 본 논문에서는 트래픽 분산을 위해 링크 품질과 트래픽 양 정보를 이용하는 새로운 메트릭(Metric)을 제시한다. 제안되는 방법은 RSSI 신호 세기를 사용하는 대신에 새롭게 제안된 메트릭을 사용하여 부모 노드를 선택하여 네트워크에 가입한다. TinyOS TOSSIM(TinyOS mote SIMulator) 환경에서 시험을 통하여 제안한 방법이 기존 트리 라우팅 방법에 비해 우수한 성능을 가짐을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9A호
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• pp.884-891
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• 2006

무선 센서 네트워크에서의 센서 노드는 배터리로 동작하기 때문에 에너지에 대한 제약이 있다. 따라서 무선 센서 노드를 위한 효율적인 전력 관리 기법과 스케줄링 기법 설계가 중요한데, 본 논문에서는 운영체제 레벨의 소비 에너지를 줄이기 위한 알고리즘을 제안한다. 효율적인 배터리 사용을 위해 상황에 따라 필요한 컴포넌트에만 전원을 인가함으로써 센서노드의 에너지 소비를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘을 시뮬레이션 한 결과 기존의 duty 사이클과 비교하여 최대 56%의 에너지가 절약되었음을 알 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권11호
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• pp.1021-1030
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• 2010

센서 네트워크의 특성상 설치 후, 사람이 직접 초소형의 센서 노드들을 일일이 관리할 수 없기 때문에, 센서 노드를 직접 설치하기 이전에 시뮬레이션을 통해 각 센서노드들의 네트워크 환경을 미리 확인하고 점검하는 작업은 매우 중요하다 센서네트워크 통신 프로토콜이나 어플리케이션은 데이터의 송수신 타이밍이 매우 중요하다. 하드웨어의 동작타이밍을 정확히 모델링 하여 시간에 데이터를 처리 송수신하는 사이클이 정확한 시뮬레이션이 요구된다. 이를 위해 잘 알려진 방법은 명령어 수준의 시뮬레이션 방법이다. 본 연구에서는 Telos형 센서노드를 위한 명령어 수준의 센서네트워크 시뮬레이터인 TeloSIM을 구현했다. Telos는 중앙처리장치인 MSP430과 라디오모듈인 CC2420를 사용하며 최근 가장 많이 쓰이고 있는 센서노드이다. MSP430은 센서노드에서 사용되고 있는 중앙처리장치 가운데 가장 적은 에너지를 소모하며, CC2420은 Zigbee를 지원하기 때문이다. 하지만 현재까지 개발된 명령어 수준의 센서네트워크 시뮬레이터는 대부분 Atmega128을 지원하는 시뮬레이터이거나 CC2420을 지원하지 못하는 시뮬레이터들이다. 따라서 본 논문에서는 소개하는 TeloSIM은 Telos를 이용하여 센서네트워크를 연구하는 개발자에게 도움을 줄 수 있다. TeloSIM은 명령어 수준의 시뮬레이터로 사이클이 정확한 장점을 갖고 있고 하드웨어를 정확히 모델링 하여 운영체제나 특정 기능 구현에 상관없이 하드웨어를 직접 이용하는 것과 동일하게 사용할 수 있으며, 다수의 센서노드를 동시에 시뮬레이션 할 수 있다. 그리고 GUI 도구를 제공하여 사용자가 시뮬레이션 결과를 쉽게 볼 수 있도록 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.223-225
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• 2010

최근 국지적 지형이나 지역에서 급작하게 나타나는 기상현상에 대한 정보의 수집으로 인명피해 및 재난피해를 최소화시키기 위한 재해예방 모니터링 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 기존의 재해예방 시스템은 일정한 국지적 장소에 배치되어 재해요소를 무선센서네트워크를 적용하여 베이스 스테이션으로 일정한 시간 간격을 두고 연속적으로 전송함으로써 효율적인 전력에 대한 문제점들이 제기되어 왔다. 본 논문에서는 재해예방 모니터링 시스템의 효율적인 데이터 전송을 위하여 일정 시간 간격으로 측정되는 온도, 습도, 조도 등의 기상데이터들을 센서노드의 플래시 메모리에 순차적이고 신속하게 저장한 후 한 번에 버스트(Burst) 형태로 전송하는 방법을 제시하고, 이를 Telosb 계열의 센서노드에 nesC 언어를 사용한 초소형 무선센서네트워크 플랫폼인 TinyOS로 프로그램 하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2008년도 동계학술대회
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• pp.95-98
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• 2008

센서네트워크는 넓은 지역에 무선 인프라로 묶여 설치된 센서들을 사용하여 상황 인지로 감지된 데이터를 응용서비스 서버와 연동하는 기술이다. 이는 환경 감시, 대상 추적, 환자 모니터링, 군사적 목적 등 매우 다양한 분야에 사용될 수 있다. 센서네트워크 역시 기존 네트워크에서 필요로 하는 보안 기능을 요구한다. 그러나 센서네트워크에 사용되는 노드들이 사용할 수 있는 자원에 제약이 있어, 기존의 암호기술을 그대로 적용하는데 어려움이 있다. 이러한 센서네트워크에서의 키 분배 문제를 해결하기 위하여 인증센터를 사용하는 기법, 랜덤 키 사전 분배 기법, q-합성수 랜덤 키 사전 분배 기법, Blom 스킴, 위치 기반 키 사전 분배 기법 등이 제안되어 있다. 한편, 공개키 연산의 많은 부하로 인하여 공개키 기법을 센서네트워크에 적용하기에 적합하지 않으리라 여겨져 왔으나, 최근의 연구결과들에 의하면 PKI처럼 복잡한 시스템을 구현하는 것은 부적합할지라도 공개키를 이용한 키 분배 기법을 센서네트워크에 적용하는 것이 실효성이 있다는 것을 보여준다. 본 논문에서는 TinyOS 플랫폼에서 공개키를 이용하여 센서 노드 간 상호 인증 및 세션키를 생성하여 암호 데이터 통신을 수행하는 센서네트워크 플랫폼을 구현한 결과를 제시한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.13-18
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• 2014

무선 센서 네트워크에서 센서 노드는 주변 환경을 감시하고 데이터를 수집하는 용도로 사용되고 있다. 여러 센서 노드들로 구성된 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅 분야에 핵심 기술로 주목 받고 있다. 센서 노드는 수집된 정보를 처리하기 위한 MCU와 작은 용량의 메모리를 가지고 있다. 배터리로 동작하는 센서 노드는 한번 배치되면 추가적인 에너지 공급이 불가능하기 때문에 전원 관리 능력이 반드시 필요하다. 또한 ISM 밴드 대역의 주파수를 사용하고 다수의 센서 노드들이 배치된 장소에서 동작하여야 하기 때문에 같은 센서 노드와 같은 대역을 사용하는 이종 기기간의 전파 간섭이 발생하는 열악한 통신환경에서 가지고 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 오류 제어 기법으로 사용되는 ARQ 기법의 문제점인 오류가 발생 했을 시 재전송으로 인한 추가적인 에너지 소비를 줄이기 위해 오류정정기법인 컨벌루션 부호의 적용을 제안하였다. 제안된 컨벌루션 부호를 센서 네트워크 OS를 통하여 센서 노드에 적용하여 전송전력 -19.2dbm과 -25dbm 에서 거리를 10m, 15m, 20m로 두고 BER을 측정하였다. 측정된 BER을 통해 패킷손실률과 평균 재전송 횟수를 계산하여 컨벌루션 부호를 적용하였을 때 그 성능을 분석하였다. 실험결과 -19.2dbm에서는 9~12%의 평균 재전송 횟수 이득을 -25dbm에서는 12%~19%의 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.227-232
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• 2011

현재 무선센서노드 기반의 헬스케어 모니터링 시스템이 활발히 연구되고 있다. 하지만 생체신호의 모니터링을 위한 전체 데이터의 전달은 무선센서네트워크 내의 데이터 트래픽과 에너지 소모가 증가하게 된다. 본 연구에서는 경량의 전처리 과정 및 알고리즘을 통해 ECG신호에서 의미있는 파라미터만을 검출하여 전송하였다. 본 연구에서는 정상적인 ECG에서 무선센서노드에서 R피크, RR간격을 검출할 수 있는 TinyOS 기반 어플리케이션을 구현하였으며 결과로 dECG, R피크, RR간격, HRV를 그래프로 확인 할 수 있었다. 따라서 본 연구를 이용하면 ECG신호 전체 데이터가 아닌 주요 정보만을 보냄으로서 에너지 소모, 데이터량을 줄일 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.1955-1961
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• 2009

유비쿼터스 세상을 실현하기 위한 핵심 기술로 최근 무선 센서 네트워크에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 유비쿼터스 환경에서 요구되는 가장 근본적인 요구사항 중의 하나가 센서 네트워크와 인터넷의 상호동작임에도 불구하고, 대다수의 연구 결과들은 센서 네트워크 자체의 기술에만 집중되어 있다. 본 논문에서는 센서네트워크 노드를 IPv6 인터넷에 연결할 수 있게 하는 초경량 TCP/IPv6 프로파일을 설계하였다. 설계된 프로파일의 동작을 확인하기 위하여 TinyOS 상에 구현하고, 성능을 시험하였다. 성능 시험 결과는 본 논문의 초경량 TCP/IPv6의 전송률이 TinyOS의 컴포넌트를 이용한 전송률에 비해 크게 저하되지 않음을 나타내었다.