본 논문에서는 센서 네트워크 환경에서 에너지 효율적인 mobile sink node의 최적의 경로를 설정 할 수 있는 방법인 AMSP(Adaptive Mobile Sink Path)를 제안한다. 기존의 논문들은 mobile sink node 이동시 random way point 방식을 사용하여 불필요한 데이터 전송으로 인한 에너지 소모를 야기했다. 또한, sink node의 이동이 random으로 이동하기 때문에 같은 지역을 중복으로 이동할 수 있는 단점이 있다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서 제안하는 방법은 센서 노드가 설치되어진 필드의 크기에 따라 정적인 그리드를 생성하고 그리드 안에서 mobile sink node가 이동하는 최적의 경로를 설정하여 준다. 이 경로는 네트워크의 크기, 밀도에 따라 효율적인 경로 탐색을 위해 이동 경로를 변경하여 준다. 또한 각각의 노드가 mobile sink node의 주행 경로 및 속도를 인지하고 있음으로 데이터 전송에 대한 에너지 소모량을 감소시킬 수 있다. 이렇게 sink node의 위치를 예상할 수 있기 때문에 에너지의 추가적인 절약을 위해 일정 시간 동안 sleep상태로 두고 active와 교대하는 duty cycle을 사용한다. 이 기법을 사용하여 본 논문에서는 기존의 방법들인 TTDD나 CBPER에 비해 최대 80% 이상의 에너지 소모량을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.
In image processing and robotic applications, two-dimensional (2D) black and white patterned planar markers are widely used. However, these markers are not detectable in low visibility environment and they are not changeable. This research proposes an active and adaptive marker node, which displays 2D marker patterns using light emitting diode (LED) arrays for easier recognition in the foggy or turbid underwater environments. Because each node is made to blink at a different frequency, active LED marker nodes were distinguishable from each other from a long distance without increasing the size of the marker. We expect that the proposed system can be used in various harsh conditions where the conventional marker systems are not applicable because of low visibility issues. The proposed system is still compatible with the conventional marker as the displayed patterns are identical.
급증하는 인터넷 관련 기술들과 사용자들을 현재의 네트워크 기반 구조로 포용하기에는 한계가 있다. 사용자들은 끊임없이 새로운 서비스들을 요구하고 현재의 망은 그러한 다양한 서비스들을 제공하기 위한 하부구조들이 정의되어 있진 않은 실정이다. 새로운 네트워크 하부 구조를 정의하는데 소요되는 비용과 새로운 서비스들을 제공하기 위해 개발될 프로토콜의 적용 비용을 줄이기 위해서 제안된 것이 액티브 네트워크의 개념이다. 사용자 기반의 네트워크환경을 제공하는 액티브 네트워크는 실행 환경과 노드 운영체제로 구성되어 있는 구조를 제공하며 바로 이 실행 환경을 이용해 노드 사용자들은 가상 액티브 노드를 만들어 새로운 서비스를 생성할 수 있다. 본 논문에서는 노드 사용자에 의해서 생성되는 가상 액티브 노드를 위한 MIB의 관리 구조에 대해서 제안하였으며 마크업 언어인 XML을 적용하여 기존의 표준 망 관리 프로토콜인 SNMP와도 호환성을 가질 수 있고 다양한 MIB 표현을 지원할 수 있는 구조를 제안하였다.
In this letter, we propose a one-way ranging algorithm that is based on wireless synchronization with measured timestamps and clock frequency offsets. In our proposed algorithm, an active mobile node initiates a ranging procedure by transmitting a ranging frame, and the anchor nodes report their timestamps for the received ranging frame to a reference anchor node. The synchronization of a pair of nodes is provided with instantaneous time information, and the corresponding difference of distances can be calculated.
Control systems have been greatly studied in recent years and can be classified as: passive, active, semi-active or hybrid systems. Most forms of control systems have been applied in a centralized manner where all the information is sent to a central node where control the algorithm is then calculated. One of the possible problems of centralized control is the difficulty to scale its application. In this paper, a completely decentralized control algorithm is analytically implemented. The algorithm considers that each of the control systems makes the best decision based solely on the information collected at its location. Semi-active control is used in preference to active control because it has minimal energy consumption, little to no possibility of destabilization, a reduction in the possibility of data saturation, and a reduction in the response time in comparison to centralized control.
최근에 대표적인 센서 노드 운영체계인 TinyOS를 이용하여 센서 네트워크를 개발하여 다양한 유비쿼터스 응용 서비스를 개발하고 있다. 이들 TinyOS 기반의 센서 네트워크에서는 상황 정보를 획득하기 위해 센서로부터 센싱된 정보의 전달과 수집을 집중적으로 수행한다. 이에 본 논문에서는 센서 노드의 전력 상태를 파악하여 이를 토대로 센서 노드를 수면, 활동, power off 모드로 전환하는 센서 노드 제어 알고리즘을 제시한다. 그리고 이 알고리즘을 토대로 센서 네트워크의 센서 노드, 싱크, 서버에서 센서 제어 모듈을 설계하고 구현한다. 이를 위하여 센서 노드의 센서 전력제어 모듈과, USN 서버의 센싱 데이터 수신 및 도시 모듈과 센서 제어 모듈을 설계하고 TinyOS와 자바 언어를 이용하여 구현한다. 이를 통하여 센서 노드의 전력 상태를 확인하여 데이터 수집이 어려울 경우 수면이나 power off 모드로 전환하여 전력 손실을 방지하고, 주변 환경이 정상적일 경우 활동 모드로 변경함으로써 효과적으로 센서 노드의 전력을 제어할 수 있을 것으로 사료된다.
유비쿼터스 센서 네트워크 구현을 위한 하드웨어와 소프트웨어에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문은 현재 널리 사용되고 있는 블루투스 접속 방식을 사용하면서 RF 무선 접속을 제공하는 이중 접속 방식의 무선 센서 노드를 개발하는 내용이다. 이 센서 노드는 Atmega32 마이크로콘트롤러, 블루투스 모듈, UHF RF 송수신 모듈, 그리고 온습도 및 광도 센싱 IC를 사용하였다. 또한 각 모듈의 동작을 제어 할 F/W를 GCC 컴파일러를 사용하여 C 언어로 개발하였다. 개발된 센서 노드는 블루투스 접속이 15m까지, RF 접속이 60m 까지 가능하였다. 공급 전압 5V 이상에서 안정적인 동작을 하였으며 소비 전류는 대기 시 평균 21mA, 동작 시 평균 63mA가 되었다.
Mobile ad hoc networks (MANET) refers to a network designed for special applications for which it is difficult to use a backbone network. In MANETs, applications are mostly involved with sensitive and secret information. Since MANET assumes a trusted environment for routing, security is a major issue. In this paper we analyze the vulnerabilities of a pro-active routing protocol called optimized link state routing (OLSR) against a specific type of denial-of-service (DOS) attack called node isolation attack. Analyzing the attack, we propose a mechanism called enhanced OLSR (EOLSR) protocol which is a trust based technique to secure the OLSR nodes against the attack. Our technique is capable of finding whether a node is advertising correct topology information or not by verifying its Hello packets, thus detecting node isolation attacks. The experiment results show that our protocol is able to achieve routing security with 45% increase in packet delivery ratio and 44% reduction in packet loss rate when compared to standard OLSR under node isolation attack. Our technique is light weight because it doesn't involve high computational complexity for securing the network.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권10호
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pp.5149-5167
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2017
Reducing energy consumption in a wireless video sensor network (WVSN) is a crucial problem because of the high video data volume and severe energy constraints of battery-powered WVSN nodes. In this paper, we present an adaptive dynamic resizing approach for a SRAM communication buffer in a WVSN node in order to reduce the energy consumption and thereby, to maximize the lifetime of the WVSN nodes. To reduce the power consumption of the communication part, which is typically the most energy-consuming component in the WVSN nodes, the radio needs to remain turned off during the data buffer-filling period as well as idle period. As the radio ON/OFF transition incurs extra energy consumption, we need to reduce the ON/OFF transition frequency, which requires a large-sized buffer. However, a large-sized SRAM buffer results in more energy consumption because SRAM power consumption is proportional to the memory size. We can dynamically adjust any active buffer memory size by utilizing a power-gating technique to reflect the optimal control on the buffer size. This paper aims at finding the optimal buffer size, based on the trade-off between the respective energy consumption ratios of the communication buffer and the radio part, respectively. We derive a formula showing the relationship between control variables, including active buffer size and total energy consumption, to mathematically determine the optimal buffer size for any given conditions to minimize total energy consumption. Simulation results show that the overall energy reduction, using our approach, is up to 40.48% (26.96% on average) compared to the conventional wireless communication scheme. In addition, the lifetime of the WVSN node has been extended by 22.17% on average, compared to the existing approaches.
능동 네트워크 기술은 차세대 프로토콜 개발 방식으로 등장한 기술로서, 현재 여러 연구소와 대학에서 능동 노드의 구조와 능동 패킷의 형식을 제안하고 있다. 그렇지만, 현재까지 제안된 능동 노드의 구조와 능동 패킷의 형식을 살펴보면, 능동 패킷의 특성을 고려하지 않고 있다. 최근 인터넷은 사용자들의 요구사항을 보장하기 위해 패킷의 특성을 구분하고, QoS를 보장하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며, 능동 네트워크 영역에서도 이러한 기술이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 이를 위해 능동 패킷의 특성에 따라 패킷의 형태를 네가지로 구분하고, 라우팅 방법을 세가지 형태로 구분하여 반영시킨 능동노드의 구조와 능동 패킷의 형식을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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