• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.108-112
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• 2005

유비쿼터스 컴퓨팅의 기반 설비인 센서 네트워크는 많은 수의 센서 노드들로 구성되며, 각 센서 노드의 하드웨어는 매우 작은 규모이다. 또한 센서 네트워크는 구축 목적에 따라 네트워크 토폴로지 및 라우팅 방식이 결정되어야 하고, 이와 더불어 센서 노드의 하드웨어와 소프트웨어도 필요에 따라 다양하게 변경되어야 한다. 따라서 센서 네트워크가 구현되기 전에 시스템 동작과 성능을 예측할 수 있는 센서 네트워크 시뮬레이터가 필요하다. 기존의 센서 네트워크 시뮬레이터들은 특별한 응용을 위한 특정 기반의 하드웨어와 운영체제에 국한되어 개발되었기 때문에 다양한 센서 네트워크 환경을 지원하기에는 한계가 있으며, 센서 네트워크 설계상의 주요 요소인 전력소모량과 실행 시간에 대한 분석이 포함되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 특정한 응용이나 운영체제에 제한을 받지 않으면서 다양하게 센서 네트워크 환경을 설계 및 검증할 수 있고, 더불어 전력소모량과 실행시간 추정도 가능한 시뮬레이터를 개발하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 본 연구에서 개발한 시뮬레이터는 기계명령어-레벨(machine instruction-level)의 이산-사건 시뮬레이션(discrete-event simulation) 기법을 이용함으로써 실제 센서 노드의 프로그램 실행 및 관련 동작들을 세부적으로 예측하는 데 사용될 수 있도록 하였다. 시뮬레이션의 작업부하(workload)인 명령어 트레이스(instruction trace)로는 ATmega128L 마이크로컨트롤러용으로 크로스 컴파일된 인텔 핵스-레코드(.hex) 형식을 사용한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (D)
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• pp.383-386
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• 2008

기존 개발되어 왔던 센서 네트워크 시뮬레이터는 외부 환경적인 영향요소를 고려하지 않고 네트워크 중심적으로 설계 및 구현되어 왔다. 하지만 센서 네트워크의 사용 목적이 다양해지면서 센서 네트워크를 실내뿐만 아니라 실외 환경에도 적용하려 하고 있다. 실내보다 실외 환경에 센서 네트워크를 구축할 경우 가장 먼저 고려해야 할 사항은 초소형, 저전력의 특징을 가지고 있는 센서들을 배치하는 것이기 때문에 센서가 배치되는 지리적 요소를 고려해야 한다. 따라서 기존 센서 네트워크 시뮬레이터는 지리적 요소가 배제되어 있기 때문에 외부 환경에 적용하여 센서 네트워크를 시뮬레이션하게 되면 상당히 많은 차이점을 보일 수 밖에 없다. 따라서 본 연구에서는 외부 환경에 센서 네트워크를 구축 시 고려되는 핵심 영향요소 중 지리적 요소를 고려하여, 시뮬레이터에 접목시킬 수 있도록 세분화 및 분석하였다. 이를 통해 외부 환경에 센서 네트워크 구축 시 효율적으로 센서를 배치할 수 있도록 앞에서 분석한 지형 정보를 고려하여 센서 탐지 영역 감소율 분석을 위한 시뮬레이터 모듈을 설계한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.743-746
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• 2013

기존의 센서 네트워크 시뮬레이터는 배터리 기반의 센서를 모델링 하고, 이를 기반으로 한 MAC프로토콜 및 라우팅 프로토콜 등을 제공하고 있다. 최근에 에너지 수집형 센서들이 활발히 연구되면서 이를 위한 시뮬레이터의 필요성이 증가하고 있는데 비해, 해당하는 연구는 미미한 수준이다. 에너지 수집형 센서 시스템을 위한 시뮬레이터들은 기존 시뮬레이터의 에너지 모델과는 달리 에너지 수집 모델과 재충전 가능 배터리 모델, 에너지 소비 모델이 결합된 새로운 에너지 모델을 필요로 한다. 아울러 태양 에너지 기반 센서 네트워크를 위해 제안된 잘 알려진 MAC 및 라우팅 프로토콜들도 기본적으로 제공하여야 하고, 사용자가 쉽게 시뮬레이터를 활용할 수 있도록 사용자 친화형 인터페이스도 제공되어야 한다. 본 연구에서는 기존의 Castalia 시뮬레이터를 분석하여, 이를 기반으로 사용자 친화형 태양 에너지 기반 센서 네트워크 시뮬레이터를 제안한다.

• 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 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.845-848
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• 2008

무선 센서 네트워크를 이용한 어플리케이션을 테스트할 경우 무선 센서 노드의 전원 공급, 설치 및 배포, 유지 보수 및 디버깅에 어려움이 있다. 따라서 무선 센트 네트워크 기반의 어플리케이션의 효율적인 개발과 유지 보수를 위해서는 시뮬레이터가 필수적으로 필요하다. 그러나 기존의 무선 센서 네트워크 시뮬레이터들은 무선 네트워크 구성과 유지에 관련된 MAC 주소 배분, 라우팅, 전원 관리 측면을 주요한 테스트 요소로 보았기 때문에 싱크 노드를 통하여 사료를 수집하고 처리하는 호스트 어플리케이션의 기능을 테스트하기에 부적합하다. 본 연구에서는 싱크 노드와 연결된 호스트에서 동작하는 어플리케이션을 테스트할 수 있도록 무선 센서 네트워크 상에서 전달되는 전문을 로깅하고 시뮬레이터에서 전문을 조회하여 테스트 할 수 있는 로그 기반의 무선 센서 네트워크 시뮬레이터 제안하고 설계 및 구현하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.169-171
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• 2006

센서네트워크의 전력소모를 최소화, 최적화하기 위해서는 센서노드들을 실제 환경에 설치하기 이전에 시뮬레이터를 이용하여 센서네트워크의 전력상황을 정확히 추정해야 한다. 이러한 시뮬레이터를 위해서는 센서노드의 소모에너지를 정확히 분석할 수 있는 전력모델이 반드시 요구된다. 본 논문은 센서노드의 소비전력을 정확하게 측정할 수 있는 환경과 방법을 제시하며, 이 환경과 방법을 이용하여 센서노드의 소모전력을 명령어기반과 동작상태기반으로 정확히 측정 분석하고, 센서네트워크 시뮬레이터에 적용할 수 있는 전력모델 개발과정에 대해 소개한다. 전력모델링에 사용된 센서노드는 ATmega128L과 CC2420으로 구성된 Nano-24노드이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.733-739
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• 2011

최근 무선센서 네트워크의 연구 활동은 매우 활발히 이루어지고 있지만, 네트워크 시뮬레이터는 NS2 나 Mathlab 과 같이 기존에 개발된 시뮬레이터를 이용하여 결과를 분석하게 된다. 그러나 기존의 시뮬레이터는 분석할 수 있는 결과가 한정되어 있어 무선 센서 네트워크를 분석하기에는 미흡한 실정이다. 각 노드들의 데이터 송수신, 전력 소모량 등 필요한 분석결과를 도출하기가 어렵다. 논문에서는 네트워크의 동작레벨에서 각 노드의 전력소모량, 성능, 이동성, 지리적 정보를 시뮬레이션 할 수 있는 무선센서 네트워크 전용 시뮬레이터 플랫폼을 제안한다. 제안한 시뮬레이터는 기존에 개발된 네트워크 라우팅 알고리즘 분석이 가능하기 때문에 새로운 네트워크 라우팅 알고리즘 개발에 활용할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권6호
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• pp.358-370
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• 2007

유비쿼터스 컴퓨팅의 인프라가 되는 무선 센서 네트워크의 설계 및 응용 개발을 위하여 소프트웨어 시뮬레이션이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 센서 네트워크 응용프로그램의 동작을 확인할 수 있고, 실행시간 및 전력소모량을 예측할 수 있으며, 많은 수의 센서노드들을 시뮬레이션 할 수 있는 센서 네트워크 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터는 명령어 수준의 병렬 이산 사건 시뮬레이션 방법을 이용하여 구현되었다. 명령어 수준의 시뮬레이션은 실제 센서보드에 적재되는 실행이미지를 시뮬레이션 작업부하로 사용하기 때문에 시뮬레이션 정밀도가 높다. 병렬 시뮬레이션은 여러 대의 컴퓨터를 사용하여 작업부하를 분산 처리하므로 대규모의 센서 네트워크를 시뮬레이션 할 수 있게 해준다. 구현된 시뮬레이터는 센서보드 내의 모듈 별 동작시간 및 실행된 명령어 수를 근거로 하여 전력소모량을 예측할 수 있다. 또한 다양한 시나리오의 유비쿼터스 응용프로그램의 수행 과정을 시뮬레이션 할 수 있으며, 디버깅도 가능하다. 이 연구에서 시뮬레이션의 작업부하인 명령어 트레이스로는 ATmega128L 마이크로컨트롤러용 크로스컴파일러에 의해 생성된 실행이미지를 사용하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.354-365
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• 2013

무선 센서 네트워크의 QoS (Quality of Service)에 큰 영향을 미치는 요소들 중 하나는 센서 노드의 배치이다. 본 연구는 감시정찰 센서 네트워크에서 센서 필드 설계시에 사용자의 의사결정을 효과적으로 지원하기 위하여 다양한 변수들을 고려한 배치 결과를 제공하고, 정량적인 분석을 실시하며, 또한 세밀한 센서 배치 시뮬레이션을 제공하는 시스템을 개발하는 것이다. 배치 형태를 영역 채우기, 경로 감시, 그리고 장벽 감시의 3가지 형태로 분류하여 격자 기반의 초기 배치 알고리즘을 제공하고, 배치 영역의 비정형성과 센서들의 감지 범위의 상이성을 고려하여 초기 배치를 수정하는 알고리즘을 제공한다. 배치된 노드들에 대해서 경로 커버리지와 장벽 커버리지를 분석하는 기능과 네트워크 시뮬레이션을 제공한다. 제안된 시뮬레이터는 감시 정찰용 센서네트워크 시스템의 개발 환경의 일부로 활용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.477-485
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• 2015

최근 무선 센서 네트워크(Wireless sensor network, WSN)의 제한된 수명을 근본적으로 해결하기 위하여 에너지 수집형 노드를 사용한 WSN 연구가 진행되고 있다. 하지만, 이러한 연구를 원활히 지원하기 위한 에너지 수집형 WSN 시뮬레이터는 거의 없는 상태이다. 에너지 수집형 WSN을 위한 시뮬레이터들은 기존의 배터리 기반 WSN 시뮬레이터의 에너지 모델과는 달리, 에너지 수집 모델과 소비 모델이 결합된 새로운 에너지 모델을 필요로 한다. 아울러 새로운 프로토콜 제안 시, 제안된 프로토콜의 성능과 비교할 수 있는 대표적인 에너지 수집형 WSN을 위한 라우팅 및 MAC 프로토콜들이 포함되어 있어야 한다. 본 논문에서는 다양한 환경 에너지 중 가장 널리 사용되는 태양 에너지 기반의 센서 노드 및 네트워크를 지원하는 시뮬레이터를 설계하고 구현하였다. 제안하는 시뮬레이터는 날씨 및 계절 등의 외부환경과 솔라셀 및 에너지 저장 장치 등의 내부 환경 특성을 고려하여 설계된 에너지 수집 모듈이 구현 되어있고, 태양 에너지 기반 무선 센서 네트워크를 위한 대표적인 라우팅 및 MAC 프로토콜 기법들이 구현 되어 있다. 아울러 사용자 친화형 GUI를 제공하여 손쉬운 사용이 가능하다.