• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제15권12호
• /
• pp.4385-4399
• /
• 2021

The Internet of Things (IoT) eHealth systems composed by Wireless Body Area Network (WBAN) has emerged recently. Sensor nodes are placed around or in the human body to collect physiological data. WBAN has many different applications, for instance health monitoring. Since the limitation of the size of the battery, besides speed, reliability, and accuracy; design of WBAN protocols should consider the energy efficiency and time delay. To solve these problems, this paper adopt the end-edge-cloud orchestrated network architecture and propose a transmission based on reinforcement algorithm. The priority of sensing data is classified according to certain application. System utility function is modeled according to the channel factors, the energy utility, and successful transmission conditions. The optimization problem is mapped to Q-learning model. Following this online power control protocol, the energy level of both the senor to coordinator, and coordinator to edge server can be modified according to the current channel condition. The network performance is evaluated by simulation. The results show that the proposed power control protocol has higher system energy efficiency, delivery ratio, and throughput.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.137-143
• /
• 2017

IoT 카스토퍼 기반의 스마트주차 안내 시스템을 제안하고 구현하였다. IoT 센서 모듈을 내장한 카스토퍼 감지센서는 기존의 매립형 주차센서에 비해 시공이 용이한 장점을 가진다. 순차적 점대점 통신을 통해 카스토퍼에서 전송된 주차상태 데이터는 IoT 게이트웨이를 통해 웹서버에 저장되고, 스마트기기의 안드로이드 앱을 통해 원격으로 주차공간을 확인할 수 있다. 배터리로 구동되는 IoT 카스토퍼는 소모 전력을 줄이기 위해 워치독 타이머와 연동한 액티브/슬립 싸이클 방식을 사용한다. 카스토퍼의 소모전력은 액티브 모드와 슬립 모드에서 각각 80mW와 25mW로 측정되었다. 슬립 모드에서 발생하는 전력 소모를 최소화 할 수 있는 초저전력 IoT 센서모듈 구조를 제안하였다. 실제 주차장에서 구현된 시스템의 동작을 검증하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.649-658
• /
• 2018

In this paper, we propose a mechanical contact inner tap inspection system that can inspect the defect of the inner tap immediately after inner tap is processed within the machining center. The inspection module has the collet chuck structure, so it can mounted on the main spindle of the machining center during inspection. It was developed with a focus on inspection for tap having 20 mm depth which is primarily fabricated in automotive parts and has a double sided PCB-type control system including sensing function based on Zigbee module, micom and IR sensor for wireless transmission of measured data with low power operation, and also a battery for supplying electric power. The current consumption is 46.8mA in the inspection operation mode and 0.0268mA in the power saving mode for 3.7V of the applied power source, so that 30,000 times or more inspection can be performed with assumed 5 seconds inspection time for one tap. Experiments in test jig system and actual machining center confirm that the proposed inner tap inspection system can be applied to the batch process of simultaneous inspection after tapping in the machining center.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.74-82
• /
• 2019

4차 산업혁명을 통해 지능형 연결 사회를 기반으로 한 스마트 시티가 형성되고 있다. 스마트 시티에서 태양 에너지를 비롯한 신재생 에너지의 사용이 증가하고 있으나, 신재생 에너지의 모니터링 및 관리의 어려움으로 인한 시스템 수요가 증가하고 있다. 또한 환경 및 물리적 요인에 대한 데이터를 수집하고 모니터링하기 위한 무선 센서네트워크 기반 IoT 기술이 접목되고 있으나, 실시간 측정을 위한 안정적인 전원 공급이 필수적인 상황이다. 이에 본 논문에서는 LoRaWan을 비롯한 IoT 기술 기반의 스마트 시티에 적용할 수 있는 효율적인 태양 에너지 기반 전력 관리 기법에 대하여 제안하였으며, 이를 기반으로 태양광 패널 시스템의 오동작 방지 및 모니터링을 수행할 수 있다. 제안한 기술을 통해 태양광 패널 시스템에서 생성된 전력을 최대로 출력하여 각 그리드에 분배할 수 있으며, Simulink 기반 시스템 모델링과 실시간 에뮬레이션을 기반으로 효율성을 입증하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
• /
• pp.35.3-36
• /
• 2008

The ground-based spacecraft simulator is a useful tool to realize various space missions and satellite formation flying in the future. Also, the spacecraft simulator can be used to develop and verify new control laws required by modern spacecraft applications. In this research, therefore, Hardware-in-the-loop (HIL) simulator which can be demonstrated the experimental validation of the theoretical results is designed and developed. The main components of the HIL simulator which we focused on are the thruster system to attitude control and automatic mass-balancing for elimination of gravity torques. To control the attitude of the spacecraft simulator, 8 thrusters which using the cold gas (N2) are aligned with roll, pitch and yaw axis. Also Linear actuators are applied to the HIL simulator for automatic mass balancing system to compensate for the center of mass offset from the center of rotation. Addition to the thruster control system and Linear actuators, the HIL simulator for spacecraft attitude control includes an embedded computer (Onboard PC) for simulator system control, Host PC for simulator health monitoring, command and post analysis, wireless adapter for wireless network, rate gyro sensor to measure 3-axis attitude of the simulator, inclinometer to measure horizontality and battery sets to independently supply power only for the simulator. Finally, we present some experimental results from the application of the controller on the spacecraft simulator.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2011

주차정보시스템은 주차 대기시간을 줄이고 운전자의 편의를 증진시킬 수 있지만, 다수의 검지기, 표출장치, 제어장치 등을 포함하는 특성에 기인하여 항구적인 전력을 소비하는 특징을 갖는다. 근래에 국내외에서 환경 친화적 그린 빌딩을 위한 저 전력 소비 형 주차정보시스템의 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 가상 빌딩의 주차장을 대상으로, 소비전력 저감을 특징으로 하는 주차정보시스템을 설계하였다. 본 설계를 위한 주차검지기로는 기 상용화된 배터리방식 주차 검지기인 무선루프식검지기와 지자기방식 검지기를 적용하고, 시스템 구성 및 통신 네트워크, 운전자 정보서비스 시나리오, 배터리 수명 평준화 등에 대한 설계를 진행하였다. 이어서, 설계된 주차정보시스템의 운영 소비전력을 추정하고 이를 종래의 일반적인 초음파방식 시스템의 동작 소비전력과 비교 하였다. 또한, 주기적 배터리 교체비용을 고려한 전력 유지비용을 환산하여 비교하였다. 7년의 배터리 교체주기를 기준으로 하였을 때, 설계된 시스템의 운영 소비전력은 기존 초음파센서 기반 시스템의 13% 수준으로, 전력 운영비용 환산 값은 기존시스템과 유사한 수준인 94.9%로 추정되었다. 본 연구의 시스템은 소비전력의 괄목할 만 한 경감에 따라, CO2발생의 저감을 기대할 수 있다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.6-11
• /
• 2016

본 논문은 무전원의 백스케터 통신이 결합된 RF 에너지 하비스팅 시스템에서 주파수 자원의 효율을 높이기 위한 스펙트럼 센싱 알고리즘을 연구했다. 송신기 측에 스팩트럼 센싱 알고리즘을 이용해서 유휴주파수 대역을 찾고, 찾은 유휴주파수 대역 중에서 페이딩 영향이 적은 채널을 선택한다. 알고리즘을 적용한 송신기는 페이딩의 영향이 적은 신호를 송신하여, 수신측에서 수신신호의 간섭을 완화시키고, 수신신호강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 백스케터 통신이 결합된 RF 에너지 하비스팅에 스팩트럼 센싱 알고리즘이 적용된 송신기를 사용하고, 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 통해 백스케터 통신의 BER과 수신거리별 수신세기, 그리고 RF 에너지 하비스팅의 성능이 이전보다 향상하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권1호
• /
• pp.86-92
• /
• 2022

최근 COVID-19 팬데믹 등 다양한 이유로 인해 바이오 헬스케어 시장이 전세계적으로 활성화되고 있다. 그 중, 생체정보 측정 및 분석 기술은 앞으로의 기술적 혁신성과 사회경제적 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 기존의 시스템은 생체 신호를 받아 신호 처리를 하는 과정에서 신호 송×수신부, 운영체제, 센서, 그리고 인터페이스를 구동하기 위한 대용량 배터리를 필수적으로 요구한다. 하지만, 배터리 용량의 한계가 인해 시×공간적인 기기 사용의 제한을 야기하며, 이는 사용자의 헬스케어 모니터링에 필요한 데이터의 단절에 대한 원인으로 작용할 수 있으므로 헬스케어 디바이스의 큰 걸림돌 중의 하나이다. 본 연구에서는 생체정보 측정 장치에 접촉대전 효과(Triboelectric effects)와 전자기유도 효과(Electro-magnetic effects)를 융합하여, 외부 전원을 요구하지 않는 독립 구동이 가능한 시스템을 구성하여 시×공간적으로 사용 제한이 없는 소형 생체정보 측정 모듈을 설계 및 검증했다. 특히, 다양한 헬스케어 모니터링 중 족압 계측을 통해 사용자의 보행 습관 등을 파악할 수 있는 무선 족압 계측 모니터링 시스템을 검증했다. 보행 시 발생하는 접촉×분리 움직임에서 접촉대전 효과를 이용한 효과적인 압력 센서와 압력에 따른 전기적 출력신호를 통해 족압 센서를 만들고, 축전기를 이용한 신호처리 회로를 통해 이의 동적 거동을 계측할 수 있다. 또한, 출력된 전기신호의 무선 송×수신용 전원으로 사용하기 위해 전자기 유도 효과를 이용하여 보행 시 생기는 생체역학적 에너지를 전기에너지로 수확했다. 따라서, 이번 연구는 사용자가 제한적인 배터리 용량 때문에 생기는 충전에 대한 불편함을 줄일 수 있고, 뿐만 아니라 데이터 단절에 대한 문제점을 극복할 수 있는 방법으로서 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권7호
• /
• pp.12-19
• /
• 2020

클러스터된 이기종 무선 센서 네트워크는 서로 다른 목적을 가지는 노드들이 계층적 구조를 이루어 링크를 구성하는 네트워크를 의미한다. 무선 센서 네트워크에서는 한정적인 메모리나 배터리 용량 내에서 운용되는 경우가 많기 때문에 이러한 자원을 효율적으로 관리해야만 네트워크의 수명, 커버리지, 연결성 등의 성능을 길게 유지할 수 있다. 예를 들어 특정 센서들의 부근에서 관심을 가지는 이벤트가 빈번하게 발생하여 계측되는 데이터가 증가하게 되면, 특정 클러스터 그룹의 클러스터 헤드로 전송되는 데이터의 양도 동시에 기하급수적으로 증가하게 된다. 특히 해당 클러스터 헤드에서 전송하는 데이터양보다 센서들로부터 수신하는 데이터양이 많을 경우나 링크가 끊어져 데이터 전송이 불가능한 경우 메모리 총 용량을 초과하는 데이터 혼잡 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 데이터 혼잡 문제를 해결하기 위해 모바일 싱크로서 드론을 이용한다. 네트워크, 센서 노드, 클러스터 헤드에 대한 모델링 후 데이터 혼잡도를 계산하기 위한 비용 함수와 혼잡 인디케이터를 정의한다. 이를 바탕으로 데이터 혼잡 지도 인덱스를 계산하여 데이터 혼잡 지도를 작성 후 지도를 기반으로 드론을 최적의 위치에 배치한다. 시뮬레이션을 통하여 드론의 배치에 따른 네트워크의 혼잡도가 감소하는 양상을 다양한 접근을 통해 보여준다. 제어 변수 α를 이용하여 배치되는 드론 수에 따른 데이터 혼잡도의 변화, 요구하는 데이터 혼잡도를 만족시키기 위한 통신 범위와 드론 수와의 관계를 알아본다. 또한 기존 연구와의 오버플로우 관점에서 비교를 통해 제안하는 알고리즘이 최소 20 %의 향상이 있음을 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
• /
• pp.1545_1546
• /
• 2009

This paper reports a novel wireless love-wave biosensor on $41^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ piezoelectric substrate and $SiO_2$ guiding layer for Immunoglobulin G (IgG) detection by protein binding. Different from the traditional biosensors based on surface acoustic wave (SAW) oscillator structured by delay line/resonators, a 440MHz reflective delay line consists of SPUDTs and three reflectors placed on $41^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ in a row was fabricated as the sensor element. Good linearity, reproducibility, and high sensitivity were observed in the IgG concentration range 1~65nM. Unique advantages as high sensitivity, passive and simple measurement system are present over currently available other biosensors.