기존의 섬유부자재 생산은 피도물의 접점(고리자국)으로 핀홀(pine-hole)에 녹의 발생하여 제품고급화가 어렵고 작업 시 분진 발생 및 유기물질 배출로 열악한 실정이다. 국내 생산방식은 대부분 위와 같은 방식으로 생산하고 있으나 이는 불량률이 높고 열효율이 떨어지는 단점이 있다. 기존의 저가제품은 중국 및 후발국가의 추격으로 세계시장에서 경쟁력을 잃어가고 있으며 선진국의 경우 섬유부자재의 고급화를 위한 무접점 대형코팅 설비 생산 및 연구개발을 하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 무접점 코팅설비의 개발로 피도물에 접점이 없어 녹발생의 원인인 핀홀이 근본적으로 발생하지 않으며, 일괄생산체제를 도입하여 기존의 작업방법 대비 생산성이 향상되고 불량률 및 에너지사용이 감소되며, 또한 원천적으로 분진 및 유기용제 등의 유해물질 배출이 없는 기술을 확보하고자 한다. 개발된 장비의 평가 및 실제 생산현장에서 요구되는 성능을 반영하기 위해 기존 생산설비를 조사하였고, 기존 작업환경에 따른 불량률 및 생산성을 조사하였다. 새로 개발되는 무접점 코팅설비는 기존의 문제점이 보완되며, 에너지 효율 향상 및 작업환경 개선된 One-stop 공정으로 설계하였으며 그 특징은 아래와 같다. 도료 코팅을 위한 파우더 공급 및 제거 공정의 단일화로 생산성을 향상 시키면서 기존보다 분진발생이 거의 없는 도입부 개발 및 밀폐형 코팅부 도입을 통하여 불필요한 열원 낭비를 최소화 시킬 예정이다. 향후 개발된 각 단위 유닛의 최적화를 통한 생산성 향상 및 One-stop 공정에 따른 열효율 개선 및 에너지 사용 절감 효과를 알아보고 피드백하여 최종 개발품에 적용할 예정이다.
본 논문에서는 협력 통신의 다중 중계기 모델에 에너지 하베스팅 기법을 적용하여 수신단에서 다이버시티 이득을 극대화함과 동시에 중계기의 전력 낭비를 줄일 수 있는 방안을 제안하였다. 송신단은 에너지 하베스팅 기법이 적용된 다중 중계기 중 가장 우수한 중계기를 선택해 메시지를 전송하게 되며 나머지 중계기는 전력으로 변환하여 저장하게 된다. 또한 기존에 선택된 중계기의 전력량이 일정 수준 이하일 경우 차선의 중계기를 선택해 전송을 유지함으로서 수신단의 다이버시티 이득을 유지할 수 있다. 따라서 제안하는 프로토콜을 일반적인 네트워크에 적용할 경우 중계기의 잔여 전력량에 따라 중계기의 교체가 지속적으로 이루어지게 되어 네트워크의 활용도 및 효율성을 증가시킬 수 있다. 마지막으로, 제안한 프로토콜을 레일리 페이딩 환경에서 전력 수집 효율 및 중계기 활용률, 비트 오류율(Bit Error Rate)을 통해 시스템의 성능을 평가한다.
다양한 분야가 IT 기술과 접목되어 인간 생활의 질적인 향상을 도모하고 있다. 전 세계적으로 유비쿼터스 기술이 각종 분야에 적용되고 있으며, 이와 같은 유비쿼터스 사회 실현을 위해 센서 네트워크가 점차 다양한 응용 분야에서 활용되고, 그 중요성이 부각되고 있다. 특히 u-사회의 실현을 위해 점차 QoS 요구사항이 증가하고 있으며, 데이터의 정확하고 신뢰성있는 전송이 중요한 문제로 대두되고 있다. 이에 본 논문에서는, 무선 센서 네트워크의 특성을 고려하여 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 기법을 제시하고자 한다. 전송 신뢰성 향상을 위해 경로별로 신뢰도를 계산하며, 전송 성공 여부를 판단하기 위해 직접 ACK를 경로 품질에 따라 선택적으로 사용한다. 경로 품질이 좋은 경우에는 오버히어링을 역으로 묵시적 ACK로 사용하여 직접 ACK 사용을 줄이고, 직접 ACK를 위임할 수 있는 방법을 제시함으로써 일반 ACK의 사용으로 인한 에너지 소비 및 트래픽 낭비를 줄이는 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과, 제안 기법은 기존 ACK 기법의 신뢰성은 유지하면서 약 30% 에너지 효율적인 데이터 전송을 하였다.
무선 센서 네트워크에서 싱크(sink) 노드의 브로드캐스트는 네트워크 관리 또는 질의를 통한 데이터 수집 및 시간 동기화 등 다양한 응용에 활용된다. 가장 단순한 형태의 브로드캐스트 방식인 플러딩(flooding)은 과도한 잉여 트래픽을 발생 시켜 브로드캐스트 스톰(broadcast storm) 문제를 야기하기 때문에 효율적인 브로드캐스트를 수행하지 못한다. 과도한 잉여 트래픽을 줄여 주는 브로드캐스트 기법으로 MPR (Multi-Point Relay)을 활용한 브로드캐스트 방식이 있다. MPR은 2 홉(hop)범위에 브로드캐스트 메시지를 전달하기 위해 메시지를 중계하여야 하는 1 홉 범위의 노드 집합을 의미한다. MPR을 최소로 선발할 경우 잉여 트래픽을 크게 줄일 수 있으나, 브로트캐스트 메시지의 충돌과 중복된 수신으로 인한 에너지 낭비문제는 해결하지는 못 한다. 본 논문에서는 무선 센서네트워크에서 3 개의 채널을 사용하는 MPR 기반의 싱크 브로드캐스트 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 브로드캐스트 메시지의 충돌 가능성을 크게 줄여 신뢰성을 향상시킴과 동시에 중복된 메시지 수신을 배제함으로써 에너지 소모를 줄인다. 성능 평가 결과는 제안하는 기법이 MPR을 이용한 브로드캐스트와 비교하여 에너지 효율적이고 전송 지연이 짧으며 전송 신뢰도가 높음을 보여준다.
현재 국내에서 사용되고 있는 신호등용 전구는 전량 해외에서 수입되는 백열전구로써, 낮은 발광효율($8.0{\sim}8.4lm/W$)과 짧은 수명(약 4,000 hours)으로, 지방 자치단체의 경우 전기에너지의 과소비와 과중한 전력요금 부담 잦은 유지보수로 관리비용이 증가하고 교통환경을 악화시키는 원인이 되고 있으며, 국가적으로는 첨두부하 증가, 귀중한 에너지 낭비 및 석유, 가스 등 발전용 화석연료 사용증가에 따른 환경오염을 유발하고 있다. LED(Light Emitting Diode. 발광다이오드)는 발광 특성상 열 발생이 적고, 특정 파장대의 단색광을 발광하는 광원으로써 전력소비가 매우 작고, 긴 수명, 양호한 환경 특성을 가지고 있다. 옥외에 노출되고, 점등이 길고 소등 횟수가 많으며 단색광을 필요로 하는 신호등에 적합한 것으로 평가되고 있다. 그러나 LED 신호등은 발광 원리 및 발광 방식이 기존의 전구식과 달라 현재 규정된 시험방법으로 직접 평가가 불가능하다. 따라서 우리나라의 경우 LED 제조기술은 세계적인 수준이나 LED 신호등에 대한 기술개발 및 보급은 현실적으로 어려운 실정이다. 본 논문에서는 국내 보급환경 구축을 위해 LED 신호등에 대한 시제품의 특성을 장시간의 옥외 시험을 통해 우리나라 환경 특성에 적합한 LED 교통 신호등 규격을 연구하고자 한다.
빛공해란, 불필요하거나 필요 이상의 인공빛이 야생 동식물들과 우리 인간들에게 악영향을 미치는 현상을 말하며, 실생활에서 인공빛 에너지를 목적에 맞지 않게 사용하는 것이 이 현상의 주요 원인이라고 할 수 있다. 빛공해 현상은 야생 동식물들에게 악영향을 주어 개체수를 감소시킬뿐만 아니라 멸종에까지 이르게 할 수 있으며, 지구 자전의 영향으로 하루 24시간 주기로 설정되어 있는 우리 인간의 생체리듬을 교란시켜 암, 비만, 당뇨병, 그리고 우울증 등과 같은 인간의 목숨을 위협할 수 있는 질병들을 일으키기도 한다. 하지만 인공빛을 목적에 맞게 올바르게 사용한다면 그로 인해 절약된 에너지와 그 비용을 다른 필요한 분야에 대체하여 사용할 수 있을 것이다. 우리는 과거의 빛공해 관련 논문과 보고서의 설문조사 결과를 통하여 빛공해로 인한 피해와 에너지 낭비 문제가 빛공해에 대한 일반 시민들의 무관심으로부터 발생하고 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 따라서 우리는 빛공해에 대한 일반 시민들의 인식 변화를 알아보기 위하여 기존에 진행된 설문조사와 같은 문답내용의 설문조사를 올해 다시 실시하였다. 그 설문조사의 결과를 통하여 우리는 과거보다 빛공해에 대한 인식이 많이 확산되어 있다는 사실을 알 수 있었으며, 그 이유로는 최근 빛공해와 관련된 많은 뉴스 기사들과 함께 웹상의 소셜네트워크와 같은 다양한 경로의 정보매체들을 통하여 빛공해에 대한 정보를 보다 빠르고 쉽게 접할 수 있는 환경이 조성되었기 때문이라고 분석하였다. 빛공해 인식 확산에 더욱 더 기여하기 위하여 최근에 우리는 국제 어두운 밤하늘 협회 한국 지부 (Korean Chapter, International Dark-Sky Association) 인가를 받아 그 단체 이름으로 빛공해 방지 홍보 사업을 온라인과 오프라인을 통하여 보다 더 활발히 진행하기 위하여 많은 노력을 하고 있다.
센서네트워크는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 센서네트워크 노드들이 모바일 환경으로 진화함에 따라 클러스터를 구축하고 클러스터 헤더를 선정함에 있어 이에 적합한 방법으로 구축해야 한다. 본 논문에서는 동적 스카이라인 질의 속성 중 방향, 앵글, 홉을 메트릭스로 이용한 동적 예측클러스터링 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 이동 센서노드를 중심으로 클러스터를 형성하고 클러스터 헤더를 선정하는 알고리즘이다. 제안 알고리즘에서는 "Adv"메시지 발생으로 이동 센서노드의 불필요한 에너지 낭비를 줄이고 효율적인 클러스터링을 위한 센서노드의 밀집도에 따라 동적 클러스터를 형성하여 센서노드의 평균 에너지를 2.9배 줄여 네트워크 생명주기를 연장해 준다. 또한 동적 클러스터를 유지함으로 클러스터 내 홉 수를 최적화하여 노드의 평균 에너지 소비율이 14% 감소하였다.
무선 센서 네트워크에서 독립된 센서 노드는 보안 위험에 노출되어 있다. 공격자는 센서 노드를 물리적으로 포획할 수 있고 보안 정보를 얻을 수 있다. 또한 공격자는 포획한 노드를 통해 네트워크에 허위 보고서를 주입할 수 있다. 만약 이러한 허위보고서가 검출되지 않는 다면 허위 보고서는 기지 노드까지 전달될 것이다. 이러한 허위보고서 주입공격은 잘못된 경보를 울릴뿐만 아니라 제한된 배터리로 동작하는 센서 노드의 에너지를 낭비하게 만든다. 이러한 허위 보고서 주입 공격에 대응하기 위해서 제안된 기법 중 통계적 여과기법은 허위보고서를 전달 과정 중에 검출하고 제거하기 위한 기법이다. 통계적 여과 기법에서 메시지 인증 코드의 수(보안 경계값)는 허위 보고서 검출과 에너지 절약에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서는 무선센서 네트워크에서 통계적 여과 기법의 에너지 효율 향상을 위한 퍼지논리를 적용한 동적 경계값 결정 기법을 제안한다. 제안기법은 허위 보고서 비율과 훼손된 파티션의 수, 노드의 잔여 에너지 수준을 고려하여 경계값을 결정한다. 만약 허위 보고서의 비율이 낮다면, 시스템은 네트워크의 경계값을 낮게 설정할 것이고 그렇게 하여 에너지 소모를 최소화 한다. 반대로 허위 보고서의 비율이 높다면, 경계값 역시 높게 설정하여 네트워크에 충분한 보안 수준을 제공한다.
오늘날의 디지털 방송은 DVB-SI 표준을 기반으로 한 양방향 방송을 서비스하고 있다. 하지만 전력을 사용하는 셋톱박스의 경우 사용자가 사용하지 않는 시간대에 소비되는 대기전력의 낭비가 매우 심각해지고 있다. 이에 따라 국내외 모두 에너지 절감을 위한 녹색 정책을 적극적으로 추진하고 있지만, 고기능성 셋톱박스의 경우 내부 소프트웨어를 자동으로 업데이트 하기위해 적절한 스케줄링 기술이 나와 있지 않으며, 전력사용량 또한 기준치에 부합되지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 현재 셋톱박스에 대한 기술 및 문제점을 분석하고, 전력사용 기준치에 합당한 셋톱박스 설계 방안과 자동 소프트웨어 설치 운영방법을 제시한다.
무선 센서 네트워크는 특정지역에서 데이터를 수집하여 처리는 작은 센서 노드들로 구성된다. 이러한 센서들은 최초로 설치된 이후에는 배터리로 동작되며, 동작기간이 수개월에서 수년까지 지속되어야 함으로 제한된 자원을 효율적으로 활용할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 데이터 중심개념을 적용한 Directed Diffusion의 기본동작구조에 RHC(rounting history cache)를 적용하여, 데이터 전송경로 설정에 신뢰성과 효율성을 높인다. 제안하는 RHC 알고리즘은 각 센서 노드가 자신의 RHC를 주기적으로 업데이트 하여 최적화경로를 저장하고 있기 때문에, 이벤트 발생시마다 경로를 재설정하여 에너지가 낭비되는 것을 최소화하였고, 중복메시지의 최소화로 신뢰성을 향상시켰다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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