• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.1721-1726
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• 2014

유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 기술인 센서 네트워크 기술이 각광을 받으면서 다양한 종류의 센서 노드로 구성된 센서 네트워크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 센서 네트워크 어플리케이션들의 주요 트래픽 패턴은 몇몇의 센서 노드들로부터 싱크 노드로 패킷을 전송하는 타입의 단일 방향성 데이터 수집형태로 구성되어있으며 소스 노드, 중간 노드, 싱크 노드에 이르기 까지 각각 자신의 상위 노드를 곧 바로 깨움으로써 지연의 감소와 에너지 효율성을 이끌어냈다. 본 논문에서는 센서 노드의 지연 감소를 위해 2계층 클러스터 구조를 제시하고 이에 기존에 사용한 라우팅 프로토콜을 네트워크 시뮬레이션을 통해 비교 분석하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.749-756
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• 2015

본 논문에서는 동기식 디지털 통신 프로토콜을 사용하여 노드 간 견고한 링크를 유지하고 초 저 전력 통신을 수행할 수 있는 고유의 시스톨릭(systolic) 구조 및 통신 알고리즘을 제안한다. 이 시스템은 CC2500 RF 트랜시버, CC2590 RF 프론트 엔드 및 C8051F330 저 전력 마이크로컨트롤러를 사용하여 설계 및 평가 되었고 구현된 링크 노드의 전력소모는 320bps의 데이터 전송 속도에서 $400{\mu}W$ 이하로 측정되었다. 구현된 시스템은 각각 센서 노드 8개를 연결할 수 있는 링크 노드 7개로 구성된 저 전력 무선 센서 네트워크를 구성하는 기본 장치의 기능을 가지고 있다. 실험을 통해 링크 노드는 4Ah의 배터리를 사용하는 경우 4초의 주기로 3년 이상의 배터리 무교체 동작을 구현할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권6호
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• pp.59-68
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• 2004

반도체기술과 무선통신기술 그리고 센서기술의 비약적인 발전에 힘입어 검출기능, 프로세싱 기능, 무선통신기능, 배터리 등을 탑재한 초소형 저가의 정보취득 노드를 양산하는 것이 가능해지면서 센서 네트워크가 보편화되기 시작하였다. 센서 네트워크는 노드를 배치하는 것만으로 자체 라우팅 경로를 설정하고 의미 있는 데이터를 목적지 노드로 전송할 수 있는 자발적인 망이다. 센서 노드들은 대부분 배터리를 구동 전원으로 사용하기 때문에 저전력 동작이 중요하다. 센서 노드는 검출한 데이터를 목적지로 전송하는 역할과 다른 센서 노드들의 라우터 역할을 겸하고 있다. 많은 경우 센서 노드가 검출한 데이터를 전송하는 경우보다 라우터로서의 역할에 더 많은 에너지를 소비하기 때문에 저전력 라우팅은 무엇보다 중요하다. 센서 네트워크에서는 일반 무선 Ad-Hoc 네트워크와 같은 표준이 없기 때문에 본 논문에서는 센서 네트워크에 적용할 수 있는 전력 잔량에 따른 확률적 RREQ 폐기 방법을 적용한 저전력 라우팅 기법을 제안하고 모의실험을 통하여 결과를 전력 잔량에 따른 지연결과와 비교하여 살펴보았다. 실험 결과 제안 방법은 $10-20\%$ 정도 에너지 소모를 줄일 수 있었고 노드들 간에 에너지를 균등하게 소모하는 효과를 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.1753-1756
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• 2005

센서 네트워크 환경에서 센서 노드에게 가장 큰 이슈는 저전력이다. 이러한 센서 노드에서 저전력화를 제공하는 것은 하드웨어 뿐만 아니라 소프트웨어에서도 중요하다. 유휴 시간에 마이크로 컨트롤러가 활성 상태로 대기 하는 대신 마이크로 컨트롤러가 제공하는 파워 슬립 모드를 이용하여 모든 주변 장치의 전원을 차단함으로서 저전력을 실현할 수 있다. 그러나 빈번한 슬립 모드 진입은 오히려 더 많은 전력을 소비하기 때문에 슬립 모드로 들어가는 시기와 나오는 시기를 적절하게 제어 하는 것은 쉬운 일이 아니다. 그러므로 본 논문에서는 타이머 인터럽트를 활용하여 슬립 모드 제어 정책을 포함하는 컴포넌트 기반의 멀티 스레드 지원 센서 OS를 구현하였다. 코드 크기의 최적화로 성능 향상을 꾀하였으며, 이로서 전력 소비도 줄일 수 있다. 또한, 컴포넌트 기반의 구조는 다양한 하드웨어를 쉽게 지원할 수 있으며, 응용 분야에 따라 다양한 어플리케이션을 쉽게 제작할 수 있도록 설계하였다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.367-369
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• 2009

본 논문은 저전력 무선 임피던스 기반 구조물 건전성 감시 USN 시스템을 활용하여 electro-mechanical Impedance 센서의 일종인 PZT센서를 부착한 배관 구조물의 건전성을 진단하는 방법과 그 실험 결과에 대해 소개 한다. 기존에는 건설구조물에 가해지는 전기적인 입출력비에 해당하는 임피던스를 계측하기 위해서 비교적 고가의 대형 계측 장비가 필요로 했으며, 구조물에 설치된 센서를 계측장비에 연결하기 위한 유선의 케이블 작업 역시 추가로 필요했었다. 대형 배관 구조물의 경우에는 이러한 문제점 때문에 임피던스를 이용한 능동형 센서가 제대로 활용되지 못하고 있고 비정기적인 비파괴검사에만 국한되어 사용되어 왔다. USN기술은 저전력 소출력 무선통신을 통해 기존의 계측시스템과는 다른 상시모니터링의 장점을 가지고 있는 기술로서 최근 토목/건설 분야에서 적극적으로 활용이 되는 융합기술이다. 본 논문에서 구조물 건전성 감시 분야와 저전력 무선 계측 기술의 통합을 통해 얻어진 최적화된 배관 건전도 진단 센서 노드의 효율성을 정량적 실험 데이터를 통해 입증하고, 앞으로의 연구 방향에 대한 제안으로 끝을 맺는다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.187-197
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• 2005

유비쿼터스 센서 네트워크에서 모든 센서노드들은 한정된 배터리로 통신에 참여하게 된다 기존의 인증방식을 사용하는 경우 많은 연산 수행이 필요하여 센서노드의 배터리를 과다하게 소모하여 센서노드의 동작 기간이 상대적으로 짧아지므로 네트워크 유지에 많은 어려움이 존재한다. 이 논문에서는 센서노드의 인증과정에서 전력 소비문제를 해견하기 위해 RM (RegisterManager)과 AM (AuthenticationManager)을 도입한 네트워크 구조를 제시하고, 노드의 상호인증을 통한 세션키를 발급하는 저전력 상호인증 프로토콜을 제안한다. RM과 AM은 개댈 센서노드에서 안전성을 보장하기 위해 수행되는 키 생성 및 암/복호화, 인증 과정을 센서노드 대신 처리하여 빠른 연산속도로 알고리즘을 처리한다. 따라서 센서노드의 인증에 소요되는 알고리즘 수행시간이 동일 서브넷에 존재하는 경우 평균 2.96$\%$, 서로 다른 서브넷에 존재하는 경우 평균 12.91$\%$ 빠르게 수행된다. 따라서 제안 방식은 센서 노드가 더 오랜 시간 통신에 참여할 수 있도록 하며, 센서네트워크의 크기가 증가할수록 효율적이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.182-185
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• 2009

무선 센서 네트워크의 목적은 특정 지역에 뿌려져 있는 센서 노드를 통해서 센서 정보를 수집하는 것이다. 지역 내 센서 노드는 환경 값을 측정, 수집, 처리하여 싱크 노드로 전송된다. 이러한 과정은 센서네트워크를 구성하는 센서 노드의 제한된 능력 때문에 센서 노드의 저전력 동작 기법을 고려해야 한다. 인접한 센서 노드는 유사한 데이터를 가지기 때문에, 로컬 클러스터를 형성하고 클러스터 헤드로 데이터 가공 처리하는 클러스터링 기법이 저전력 동작 기법에 효과적이다. 또한 제한된 전송 범위에 따라 다중 홉 방식의 클러스터 형성 기법요구 된다. 클러스터 형성 시 클러스터 내 멤버 노드의 개수는 균형적인 클러스터 형성에 영향을 주기 때문에 클러스터를 균등하게 분할하는 방법이 필요하다. 이에 본 논문은 클러스터 헤드의 재선정을 통해 불균형하게 형성된 클러스터를 균등한 클러스터로 형성할 수 있는 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (D)
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• pp.440-444
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• 2007

센서 네트워크를 구성하는 각 노드는 AA형 건전지를 사용하여 2년 6개월 이상 동작하는 것을 목표로 하며, 따라서 저전력을 고려하여 설계되어야 한다. 본 논문에서는 저전력 센서 네트워크를 위한 분산 컴퓨팅 모델을 제안한다. 제안된 모델은 우선 센서 노드에서 처리를 위한 에너지 소비와 통신을 위한 에너지 소비의 크기를 분석한다. 그리고 처리 에너지 비용을 지불하여 통신 에너지 감소라는 이득을 얻을 수 있음을 보인다. 한편, 이 기법은 특정 센서 노드의 에너지를 집중적으로 소비할 수 있음을 보이고, 이를 해결할 수 있는 에너지 균형 분산 컴퓨팅 모델을 제안한다. 시뮬레이션 기반 실험 결과 제안된 모델이 전체적인 에너지 소비를 낮추었을 뿐 아니라 센서 노드들 간에 에너지 균형도 이루고 있음을 알 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (3)
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• pp.271-273
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• 2004

소형, 저가, 저전력의 센서노드와 무선 네트워크가 접목된 센서 네트워크 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 기존의 센서 네트워크는 인터넷에 접속되지 않으므로 센서 네트워크의 서비스를 원격으로 이용할 수 없다는 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 센서 네트워크와 인터넷 망을 연동하여 센서 네트워크 서비스를 제공하는 센서 네트워크 게이트웨이를 설계하고 구현하였다. 센서 네트워크 게이트웨이는 인터넷 망의 IT 주소 및 소켓 정보를 센서 노드들의 주소와 맵핑함으로써 외부의 인터넷 망에서도 센서 네트워크에 접근할 수 있게 한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.244-246
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• 2005

센서 네트워크는 다수의 센서 노드들을 이용하여 특정위치의 물리적 데이터를 수집함으로써 이를 베이스 스테이션에게 전달해 주는 초소형, 저가, 저전력 무선 통신 기술이다. 센서 네트워크의 센서 노드들은 제한된 전력을 가지기 때문에 센서 노드의 에너지 소모를 줄이며 신뢰성 있게 데이터를 전송하는 프로토콜의 설계가 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 센서 네트워크 환경의 특성을 고려하여 대칭키(Symmetric key)방식을 기반으로 플랫 구조의 센서 네트워크 환경에 적용 가능한 키 합의 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 세션키 생성 단계에서 센서의 ID와 랜덤수를 이용하여 세션키를 생성하고 통신하는 노드 중 한 노드가 세션키를 확인한다. 이 노드는 세션키 확인 단계를 통해 데이터 전송 시 세션키 확인에 필요한 정보를 전송하여 상호 세션키 확인이 이루어지게 하며, 세션키 생성 단계와 확인 단계가 정당하게 이루어지면, 이후에 발생하는 세션키는 서브 프로토콜을 이용하여 생성함으로써 효율적으로 통신함을 보인다.