• 제목/요약/키워드: Advanced ZigBee

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Cognitive Beamforming Based Smart Metering for Coexistence with Wireless Local Area Networks

  • Lee, Keonkook;Chae, Chan-Byoung;Sung, Tae-Kyung;Kang, Joonhyuk
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제14권6호
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    • pp.619-628
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    • 2012
  • The ZigBee network has been considered to monitor electricity usage of home appliances in the smart grid network. ZigBee, however, may suffer from a coexistence problem with wireless local area network (WLAN). In this paper, to resolve the coexistence problem between ZigBee network and WLAN, we propose a new protocol constructing a cognitive smart grid network for supporting monitoring of home appliances. In the proposed protocol, home appliances first estimates the transmission timing and channel information of WLAN by reading request to send/clear to send (RTS/CTS) frames of WLAN. Next, based on the estimated information, home appliances transmit a data at the same time as WLAN transmission. To manage the interference between WLAN and smart grid network, we propose a cognitive beamforming algorithm. The beamforming algorithm is designed to guaranteeing zero interference to WLAN while satisfying a required rate for smart metering. We also propose an energy efficient rate adaptation algorithm. By slowing down the transmission rate while satisfying an imperceptible impact of quality of service (QoS) of the receiver, the home appliance can significantly save transmit power. Numerical results show that the proposed multiple antenna technique provides reliable communications for smart metering with reduced power comparing to the simple transmission technique.

지그비(ZigBee) 응용을 위한 고선형, 저잡음 2.4GHz CMOS RF 프론트-엔드(Front-End) (A High Linear And Low Noise COMOS RF Front-End For 2.4GHz ZigBee Applications)

  • 이승민;정춘식;김영진;백동현
    • 한국항행학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.604-610
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    • 2008
  • 본 논문은 지그비(ZigBee) 응용을 위한 2.4 GHz CMOS RF 프론트-엔드(front-end) 설계에 관한 기술이다. Front-End는 저잡음 증폭기(LNA), 주파수 변환기(Mixer)로 구성 되며, 2 MHz의 중간 주파수 (IF : intermediate frequency)를 사용 한다. LNA는 피드백저항을 사용한 Common-Source(CS with resistive feedback) 구조와 축퇴(degeneration) 인덕터를 사용 하였고, 20db의 전압 이득을 디지털신호로 조절할 수 있다. Mixer는 저전류 소모를 고려하여 수동(passive) 구조로 설계하였다. RF front-end는 $0.18{\mu}m$ 1P6M CMOS 공정을 이용하여 구현하였으며 1.8V의 전압으로부터 3.28 mA의 전류 소모를 하며 측정 결과 NF는 4.44 dB, IIP3는 -6.5 dBm을 만족시킨다.

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M2M Gateway 시스템을 위한 저전력 지그비 센서 구현 및 성능평가에 관한 연구 (A study on the implementation and performance evaluation of low-power ZigBee sensor in the M2M gateway system)

  • 전중성;김남환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권7호
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    • pp.629-634
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    • 2016
  • 본 논문에서는 다중통신용 다중 대역 M2M 게이트웨이 등에 활용할 수 있는 지그비 센서 노드를 구현하였다. 센서 노드용 무선 네트워크 주파수 대역 및 표준은 IEEE 802.15.4-2003로서 지그비 주파수이며 통신기능을 수행할 송 수신소자로서 Ember사의 SoC Type EM357을 사용하였다. M2M 게이트웨이 본체와 센서 노드에 동일 소자를 사용하였으며 운용 프로토콜은 Ember사가 제공하는 EmberZNet Stack 4.5.4을 사용하여 구현하였다. M2M 게이트웨이에 지그비 센서를 장착하여 패킷을 전송시켜 수신모듈의 특성을 측정하였다. 지그비 주파수의 수신감도인 -98 dBm에서 패킷 오류율이 0%임을 나타였으며, 또한 저전력회로 구현으로 지그비 모듈은 우수한 전류특성을 보였다.

Design and Implementation of Wireless Sensor Network for Freeze Dryer

  • Cho, Young Seek;Kwon, Jaerock;Choi, Seyeong
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.21-26
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    • 2015
  • A wireless sensor network (WSN) is designed and implemented for a freeze dryer. Freeze-drying technology is widely used in the fields of pharmacy and biotechnology as well as the food and agriculture industries. Taking into account the demand for high-resolution pressure and temperature measurements in a freeze dryer, the proposed WSN has a significant advantage of creating a monitoring environment in a freeze dryer. The proposed WSN uses a ZigBee/IEEE 802.15.4 network with an altimeter module that contains a high-resolution pressure and temperature sensor with a serial digital data interface. The ZigBee network is suitable for low-energy and low-data-rate applications in the field of wireless communication. The altimeter module is capable of sensing pressure in the range of 7.5-975 Torr (10-1300 mbar) and temperature in the range of $-40^{\circ}C$ to $125^{\circ}C$ with a DC power consumption of $3{\mu}W$. The implemented WSN is installed in a commercial laboratory freeze dryer in order to demonstrate its functionality and efficiency. A comparison with the temperature profile measured by a thermocouple installed in the freeze dryer reveals that the resolution of the temperature profile measured by WSN is superior to that measured by the thermocouple.

2.4GHz대역 ZigBee 송수신기를 사용한 과학화 전투훈련 시스템에서 최소송신전력과 간섭에 관한 연구 (A Study on Minimum Transmit Power and Interference in ZigBee Transceivers at 2.4GHz in Multiple Integrated Laser Engagement System)

  • 곽현상;유호준;김영호;전상현;김종헌;이찬주;임승찬
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.47-54
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    • 2008
  • In this paper, interference analysis has been performed between RF receiver and transmitters on each soldier for Multiple Integrated Laser Engagement System(MILES) which are following ZigBee standard. In order to obtain minimum transmit power without interference, 1% Packet Error Rates(PER) from 14 transmitters attached on a soldier to a receiver are measured with the scenarios for simple transmitting and receiving network configuration and for repeating network configuration. Based on this transmit power, the available distance for interference free among soldiers is simulated using Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool(SEAMCAT). Later scenario gives the benefit of 10dB lower transmit power, smaller and lighter power source, and better activity of trainee.

2.4GHz 지그비 모듈용 소형화된 폴디드 슬롯 안테나 (Miniaturized folded-slot antenna for 2.4 GHz ZigBee module)

  • 이영순;유진하
    • 한국항행학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.171-176
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    • 2013
  • 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 규격에서 제시하는 2.4 GHz 대역의 지그비 모듈용으로, 안테나의 크기를 줄이기 위하여 접지면의 모서리에서 절단되어진 마이크로스트립 급전 소형화된 폴디드 슬롯 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반적인 지그비 모듈의 PCB크기인 $35mm{\times}35mm$ 내에서 가장자리의 $35mm{\times}9mm$로 제한된 공간 내에서 제작되었다. 측정된 임피던스 대역폭과 안테나 최대 이득은 각각 120 MHz (2.37~2.49 GHz), 2.4 dBi이고, 방사패턴은 일반적인 폴디드 슬롯 안테나와 유사하며 통과대역 내에서 일정한 경향을 보인다. 이와 같은 안테나의 특성과 단순한 구조는 지그비 모듈에 적용하기 적합한 안테나로 제공되는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

전류 재사용 기법을 이용한 저전력 CMOS LNA 설계 (Design of Low Power CMOS LNA for using Current Reuse Technique)

  • 조인신;염기수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.1465-1470
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    • 2006
  • 본 논문에서는 단거리 무선 통신의 새로운 국제 표준으로 부상하고 있는 2.4 GHz ZigBee 응용을 위한 저전력 CMOS LNA(Low Noise Amplifier)를 설계하였다. 제안한 구조는 전류 재사용 기법을 이용한 2단 cascade구조이며 회로의 설계에서 TSMC $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였다. 전류 재사용단은 두 단의 증폭기 전류를 공유함으로써 LNA의 전력 소모를 적게 하는 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 LNA설계 과정을 소개하고 ADS(Advanced Design System)를 이용한 모의실험 결과를 제시하여 검증하였다. 모의실험 결과, 1.0V의 전압이 인가될 때 1.38mW의 매우 낮은 전력 소모를 확인하였으며 이는 지금까지 발표된 LNA 중 가장 낮은 값이다. 또한 13.83dB의 최대 이득, -20.37dB의 입력 반사 손실, -22.48dB의 출력 반사 손실 그리 고 1.13dB의 최소 잡음 지수를 보였다.

Advanced Metering Infrastructure를 이용한 Consumer Portal 개발 (A Development on Consumer Portal System based on Advanced Metering Infrastructure)

  • 진성일;정남준;유인협;김선익;고종민
    • 전기학회논문지
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    • 제56권11호
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    • pp.1903-1909
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    • 2007
  • As the electric power industry has been revolutionarily transformed such that the distributed energy resources have been interconnected with power systems and a variety of energy service providers have been appeared, the need of Consumer Energy Portal as a core of two-way communication and service infrastructure between power suppliers and consumers has been gradually increased. Consumer Energy Portal can be thought of as a combination of hardware and software enabling two-way communication between energy service providers and equipment within the consumers' premises or a physical and logical link between consumers' in-building networks and wide-area access networks. In other words, Consumer Energy Portal can make the way the power industry has been traditionally operated the web-based way, enabling two-way interactions between energy service providers and consumers and mutual networking between end users' equipment. Thus, Consumer Energy Portal can be a kind of Service portal that provides new value-added services and efficient power operations that in the past. In this paper, for ESPs' integrated resources management, demand side management and value-added service provision, we have established the two-way access network that can gather real-time metering data using ZigBee technology and control physically networked equipment.

AODV 알고리즘을 이용한 정수시설의 모니터링 (Monitoring of The Advanced Water Treatment Using AODV Algorithm)

  • 배종일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.2015-2016
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    • 2011
  • Detection of data cleaning bed of because method of communication uses AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector) Zig-Bee communication though communication method is important being separated by several part structurally data monitor ring do it way to understand be. Although data that detect in transmitter will get into several kinds, data of each senses is detected by 4 - 20 mA conclusively and remainder data is consisted of temperature data. That is measured in transmitter in mast baud via conversion relation to do monitorring norm of data being decided to PC mistake of measured value so that can do control between enforcement compose. Speak that can manage equipment of cleaning bed by number of persons who write if detect data detection in wide cleaning bed through Zig-Bee communication and is easy because also administration of data consists of real time.

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무인 항공 시스템 데이터링크 기술 동향 및 성능 분석 (Technology Trends and Performance Evaluation for Unmanned Aircraft System Datalink)

  • 황현수;정용철;정윤호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.329-335
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    • 2016
  • 무인 항공 시스템 (UAS)은 무인 항공기 운용에 필요한 장비, 네트워크 및 운용 인원을 포함하는 시스템을 통칭한다. 이러한 무인 항공 시스템은 과거 군사적인 목적으로 주로 이용되었으나, 최근 기술 발전에 힘입어 점차 민간용 시장으로 확대되고 있으며, 국가 공역내 통합되어 시장 규모가 급격히 성장할 것으로 예상된다. 따라서, 공역내 안정적인 통합을 위해 표준화된 무인기 제어 및 비임무용 (CNPC; control and non-payload communication) 통신시스템의 구축 필요성이 증대되고 있으며, 미국, 유럽을 비롯한 선진국에서는 높은 신뢰성을 제공 가능한 제어용 통신 기술 개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 무인 항공 시스템의 CNPC 데이터링크의 기술개발 동향을 기술하고, IEEE 802.15.4 ZigBee 시스템을 개량한 CNPC 시스템의 성능 분석 결과를 제시한다.