• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.896-905
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• 2010

유비쿼터스 센서 네트워크 환경은 다양한 이기종의 센서와 센서들 상호간의 통신을 통해 데이터를 수집하고 제공하여 물리공간의 지능화된 환경을 제공한다. 이러한 상태감지를 위한 센서노드들은 싱크노드와 센서노드로 구성되는데 이기종 센서 노드들간의 시간동기화를 고려하지 않고 전체 센서네트워크의 시간 동기화가 불가능 하게 된다는 문제점이 발생한다. 이러한 이기종 센서노드들간의 시간동기화 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 싱크노드 아래의 센서노드들 중 싱크노드와 클럭소스가 같은 센서노드를 시간동기 마스터로 설정하고, 싱크노드와 다른 클럭소스를 가지는 센서노드를 마스터 아래에 속하는 시간동기 슬레이브로 설정하여 시간동기 마스터가 동작을 개시 할 때에만 시간동기 슬레이브 노드들이 동작하도록 하는 마스터 슬레이브 시간동기화 기법을 제안한다. 제안하는 마스터-슬레이브 토폴로지 기반 시간 동기화 기법은 센서의 설치가 용이하지 않은 USN환경에서 최대 슬립타임을 유지함으로써 센서의 전력소모를 최소화 할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권5호
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• pp.413-424
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• 2009

센서 네트워크는 많은 센서 노드들이 환경 정보를 수집하는 이벤트 기반의 네트워크 시스템이다. 에너지를 효율적으로 사용하기 위해, 센싱 주기를 길게 하며 특정한 이벤트가 발생한 경우에는 짧은 주기로 센싱하여 전송한다. 이러한 센서 네트워크 환경에서 지역적인 이벤트 발생은 네트워크의 혼잡을 야기하여 중요한 정보의 손실이 일어날 수 있으며, 과다한 전송 모듈의 사용으로 네트워크의 수명이 단축될 수 있다 본 논문에서는 지역적인 이벤트가 발생하여 네트워크 트래픽이 증가할 때, 트래픽이 집중된 노드의 트래픽을 분산하기 위한 유전자 알고리즘 기반의 흔잡 제어 기법(CCGA)을 제안한다. CCGA는 트래픽이 집중된 노드의 자식 노드들로부터 주변 노드들의 정보를 수집하고 유전자 알고리즘을 수행하여 포워딩노드를 선택하고 트래픽을 분산시킨다. CCGA의 유전자 알고리즘은 주변 노드들의 데이터 전송률을 염색체로 표현하였다. 이벤트 발생 지역 주변노드들의 데이터 전송률이 고르게 분포될 수 있도록 이벤트 발생지역 노드들의 전송률 평균과 표준편차를 이용한 적합도 함수를 설계하였다. 실험을 통하여 CCGA 알고리즘이 센서 노드들의 데이터 전송률을 균등하게 유지시키며 이러한 결과가 특정 노드의 전력 소모 집중을 방지함을 보인다. 이러한 결과는 센서 네트워크의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하며 센서 네트워크의 수명 연장에 기여한다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제11D권4호
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• pp.783-798
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• 2004

제한된 무선통신 대역폭 및 불완전한 무선통신 인프라, 이동 단말기의 배터리 용량 등과 같은 이동 컴퓨팅 환경의 고유한 특성으로 인해 이동 단말기에서 실행되는 e-비즈니스 응용은 잦은 접속단절에 직면하게 된다. 또한 고가의 무선통신 비용이나 잦은 무선 통신으로 인해 급격하게 소모되는 이동 단말기 전력을 절약하기 위해 자발적인 접속단절 상태에서 동작하기도 한다. 본 연구에서는 데이터비축을 이용하여 대부분 접속 단절 상태에서 이동 단말기에서 자치적으로 이동 트랜잭션을 처리하면서도 데이터 중복과 네트워크 분할로 인해 발생가능한 일관성 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 분할 동기화 이동 트랜잭션 모델을 제안한다. 분할 동기화 이동 트랜잭션 모델은 이동 트랜잭션을 컴포넌트 단위로 분할한 후, 서버에서의 사용 가능성과 충돌 가능성을 고려하여 컴포넌트 트랜잭션들로 동기화 우선순위를 할당하고 우선순위가 높은 컴포넌트 트랜잭션들부터 동기화를 우선 실시하여 부분 결과를 공개한다. 결과적으로 이동 클라이언트에서 변경한 데이터에 대한 서버에서의 가용성을 높이고, 중요도가 낮은 부분은 이동 단말기의 제한된 자원 및 무선 대역폭과 고가의 통신 요금 등을 고려하여 서버에 늦게 반영함으로써 무선 대역폭 및 컴퓨팅 자원의 활용도를 극대화시키는 효과를 기대할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권4호
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• pp.339-350
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• 2009

무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 한정된 배터리 자원은 네트워크 수명에 직접적인 영향을 끼친다. 따라서 불필요한 전력 소모를 줄이기 위해, 많은 경우 최소한의 센서 노드만을 활성 모드로 유지하고 나머지는 휴면 모드로 유지한다. 그러나 이러한 경우, 예상하지 못한 결함으로 인해 센서 노드가 감지 및 전송 기능을 수행하지 못하게 되면 네트워크 서비스를 안정적으로 제공할 수가 없다. 따라서 센서노드의 결함에도 불구하고 감지수준을 일정하게 유지하는 것은 신뢰성 있는 감지환경을 제공하는 데 있어 매우 중요하다. 본 논문에서는 센서 노드의 결함으로 인한 감지수준 저하의 문제를 효과적으로 극복하기 위해 FCP(Fault-tolerant Coverage Preserving) 기법을 제안한다. FCP 기법에서는 각 활성 노드에 대해 백업 노드 집합을 미리 선정하여, 활성 노드의 결함 시 결함 노드를 대신하도록 한다. 성능 평가 결과, FCP 기법이 기존 결함 허용 기법들에 비해 평균 87.2% 향상된 감지범위 보존 성능을 보일 뿐 아니라, 추가 백업 노드 수와 추가 제어 메시지 전송량 측면에서도 각각 평균 57.6%, 평균 99.5% 향상된 효율성을 제공함을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.422-429
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• 2007

위치 인식 기능은 U-city를 구성하는 핵심 요소로서 U-city 기반 아파트 단지 등에서 상용화를 목적으로 활발히 연구, 개발되고 있다. 능동태그를 부착한 거주자나 자동차가 단지 내를 이동할 때 태그는 주기적으로 자신의 식별자를 방송하고 이를 받은 수신기들은 RSSI를 이용하여 태그의 위치를 계산한다. 문제는 수천세대 규모의 아파트 단지의 경우 동시 사용되는 태그수가 수 만개에 이르며 배터리 교체 없이 1년 이상 사용될 수 있어야 하므로 저전력 소모가 매우 중요하다는 것이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 고려한 U-city의 1) 위치 인식 시스템의 구성을 제안하고, 2) 능동 태그 방식으로 구현할 때 기술적 이슈를 제시하며, 3) 특히, 수만개의 태그들이 동작할 때의 성능을 수학적으로 모델링하고 실제 실험을 통해 비교 분석하였다. 이를 통하여 능동태그 시스템에서 발생하는 충돌확률의 이론적 최저값을 구하고 현장 적용시 적정 수준의 태그의 갯수를 제시하였다. 연구결과는 실제 U-city 위치인식 시스템의 상세 설계에 활용될 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.581-584
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• 2009

최근 우범 지역, 어린이 보호 구역, 방범 지역 등에 인명과 재산을 보호하기 위하여 감시용 카메라가 설치되고, 그 효과가 인정되어 점점 많이 설치되고 있다. 일반적인 감시용 카메라는 한 곳만 촬영할 수 있기 때문에 다수의 장소를 상세히 감시하기 위하서는 여러 대의 카메라를 설치해야 하는 비용적인 문제가 있다. 팬, 틸트 그리고 줌 기능을 갖춘 PTZ 카메라는 내부 스케쥴 또는 원격 조정으로 카메라의 초점을 이동시켜서 여러 장소를 감시할 수 있는 장점이 있지만, 감시 이벤트가 발생한 지점을 인식할 수는 없기 때문에 이벤트가 발생한 지점으로 카메라의 초점을 자동으로 이동시킬 수 없는 단점이 있다. 본 연구는 다수의 장소를 능동적이면서 저비용으로 감시하기 위하여 각각의 감시 지역에 온도, 조도, 인체 감지 또는 가스 센서 등을 탑재한 무선 센서 노드를 설치하고, 감시지역에 설치된 무선 센서로부터 수신한 각종 센서 데이터를 분석하여 이상 징후로 판단될 경우, 사전에 설정된 위치로 PTZ 카메라의 초점을 자동으로 이동시키고 촬영한 영상을 사용자에게 전송하여 다중 지역을 효율적으로 모니터링할 수 있는 시스템을 연구하였다. 또한 야간에 적외선을 이용하여 촬영할 수 있지만, 해상도를 높이기 위하여 사용된 조명 장치의 전력 소모를 줄이기 위하여 이벤트가 발생한 경우에만 조명 장치의 전원을 공급함으로써 절전형 그린 모니터링 시스템을 구현할 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.282-289
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• 2019

반사형 및 태양광 LED 도로 표지병은 도로 환경에 대한 시인성 확보 방법 중 하나로 사용되고 있다. 도로 표지병은 반사형 과 태양광 LED의 개별 제품으로는 범용성, 효율성, 간편성 및 시인성에 대한 장, 단점이 존재 하나 해당 부분 이외에 사고 후 2차 사고 방지 및 기타 교통 시스템과의 연계를 통한 확장성을 가지기 어렵다는 공통적인 단점을 가지고 있다. 본 논문은 기존 태양광 LED 도로 표지병에 RF 방식의 통신을 사용한 무선 제어 기능을 내장한 도로 표지병과 이를 제어하는 시스템에 대해 제안하였다. 제안된 시스템을 스마트 도로 표지병 시스템이라 하였으며 기존 태양광 LED 도로 표지병에 RF 방식의 통신 기능을 내장하여 중앙 통제실과 연계된 중앙제어장치 및 중계기를 통하여 해당 기기를 제어 할 수 있다. 또한 도로 상태에 따라 점등 방법, 색상 등의 제어가 가능하기 때문에 도로의 상태를 운전자에게 제공하여 사고 후 2차사고 방지에 대한 기능을 수행할 수 있다. 또한 LED 및 RF통신의 지속적인 전력 소모량을 최소화 하는 기능을 추가 하였다. 제안된 시스템의 유효성을 검증하기 위해 시작품을 제작 하였으며 기존의 시인성 확보를 통한 사고 방지 기능 외에 기타 교통 시스템과의 연계에 의한 사고 후 2차사고 방지 기능에 대학 역할이 가능함을 확인 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.565-568
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• 2014

본 논문에서는 열전에너지 하베스팅을 위한 안정화된 출력을 갖는 0.2V DC/DC 변환기를 설계하였다. 열전소자의 저전압을 이용하기 위해 native NMOS 트랜지스터와 저항으로 이루어진 시동회로가 0.2V의 입력전압을 내부 컨트롤 블록 회로가 동작할 수 있는 VDD까지 승압한다. VDD가 원하는 전압 값에 도달하면 전압감지기가 이를 감지하고 시동회로에 공급되는 전류를 차단하여 전류소모를 최소화 한다. 이후 비교기의 출력에 따라 VDD를 일정전압 이상으로 유지하기 위한 부스트 변환기와 VSTO를 승압하기 위한 부스트 변환기를 번갈아가며 동작시켜서 VSTO를 벅 변환기가 동작하는 전압까지 승압해준다. VSTO가 2.4V 이상이 되면 벅 변환기가 동작하여 안정화된 최종 출력 VOUT을 얻는다. 모의실험 결과 설계한 변환기는 0.2V의 입력으로부터 1.8V의 안정화된 전압을 출력하며, 최대 전력효율은 60%이다. $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계한 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $1.1mm{\times}1.0mm$이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.35-43
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• 2019

본 논문은 10비트 비동기 SAR ADC에 사용되는 CDAC의 선형성을 개선하기 위한 커패시터 자체 보정 기법을 제안한다. 제안된 커패시터 자체 보정 기법은 10비트 CDAC의 상위 5비트의 각각의 커패시터의 값이 하위 커패시터의 값들의 합과 같아지도록 수행된다. Behavioral 시뮬레이션의 결과에 의하면, CDAC의 커패시터의 최대 부정합 오류가 4%일 때, 제안한 커패시터 자체 보정 기법은 DNL과 INL를 각각 -0.810/+0.194LSB와 -0.832/+0.832LSB에서 -0.235/+0.178LSB와 -0.227/ +0.227LSB로 개선시킨다. 1.2V 공급전압과 110nm CMOS 공정을 이용하여 제작된 10비트 비동기 SAR ADC의 면적과 전력소모는 각각 $0.205mm^2$와 1.25mW이다. 20MS/s의 샘플율과 96.13kHz 입력 주파수에 대해 제안한 10비트 비동기 SAR ADC의 측정된 ENOB는 9.194비트이다.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.327-333
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• 2020

대기 중 미량의 휘발성 유기화합물을 실시간으로 측정할 수 있는 휴대형 GC의 성능을 평가하였다. 휴대형 GC의 크기는 35 × 26 × 15 ㎤, 무게는 5 kg으로 소형·경량이고, 24 VDC, 1 A (최대 3.2 A)의 저전력을 소모하며 공기를 운반 기체로 사용하므로 별도의 가스 실린더를 필요로 하지 않는다. 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 1 ppmv와 20 ppmv 시료의 크로마토그램에 대한 피크 면적의 상대표준편차(RSD)는 각각 3.79%, 0.48% 이하이고, 머무름 시간의 RSD는 각각 0.40%와 0.08% 이하로 우수한 재현성을 보였다. 또한 방법검출한계(MDL)는 0.09 ppmv로 낮은 검출한계를 나타냈다. 길이 30 m, 내경 0.28 mm의 분리 컬럼을 사용하여 10분 이내의 측정 조건에서 구한 피크용량과 분해능은 다양한 혼합 샘플도 정량 및 정성 분석이 가능함을 입증하였다. 특히 27시간 동안 연속적으로 80회의 분석을 수행하였을 때 관찰된 크로마토그램의 피크 세기와 머무름 시간의 RSD가 각각 2.4%, 0.5% 이하로 좋은 재현성을 보였다. 따라서 본 연구의 휴대형 GC는 실내외 그리고 산업 현장에서 배출되는 휘발성 유해가스의 탐지는 물론 화학 물질의 유출사고에 대응하여 실시간 모니터링 할 수 있는 측정 장비로 활용될 수 있으리라 기대된다.