• ETRI Journal
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• 제42권1호
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• pp.108-117
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• 2020

This study proposes a robust range-only beacon mapping method for registering the locations of range-only beacons automatically. The proposed method deals with the multipath propagation of signals from range-only beacons using the range-only measurement association (RoMA) and an unscented Kalman filter (UKF). The RoMA initially predicts the candidate positions of a range-only beacon. The location of the range-only beacon is then updated using the UKF. With the proposed method, the locations of range-only beacons are accurately estimated in a multipath environment. The proposed method also provides the location uncertainty of each range-only beacon. Simulation results using the model for multipath propagation and experimental results in a real indoor environment verify the performance of the proposed method.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.1-7
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• 2021

본 연구에서는 대형 시설물의 재난 모니터링을 위해 시설물에서 발생 가능한 붕괴 및 화재 사고를 감지하고, 재난 상황 발생 시 IoT 기반의 시설물 내부 상황 인지를 위한 커스터마이징 비콘을 개발하고자 하였다. 기존 변형률 센서를 이용한 데이터 계측의 경우 유선으로 변형률 센서를 연결하여 계측하였지만, 본 연구는 이를 무선으로 변경하여 실시간으로 구조물 변형의 유·무를 모니터링이 가능하도록 하였다. 이 과정에서 휘트스톤 브릿지를 이용하기 위해 커스터마이징 비콘에 연결이 가능한 변형률 센서 모듈을 제작하였으며, 계측 데이터를 원격으로 확인하기 위한 시스템 구성을 진행하였다. 계측 데이터 검증을 위해 차세대융합기술연구원 15층 내에 10개의 커스터마이징 비콘과 2개의 게이트웨이를 설치하였으며, 계측 데이터 분석 결과 변형률 데이터값이 7~8 사이에 분포하는 것을 확인하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제9권4호
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• pp.391-407
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• 2019

Tracking the location (position) of a surface or underwater marine vehicle is important as part of guidance and navigation. While the Global Positioning System (GPS) works well in an open sea environment but its use is limited whenever testing scaled-down models of such vehicles in the laboratory environment. This paper presents the design, development and implementation of a low energy ultrasonic augmented single beacon-based localization technique suitable for such requirements. The strategy consists of applying Extended Kalman Filter (EKF) to achieve location tracking from basic dynamic distance measurements of the moving model from a fixed beacon, while on-board motion sensor measures heading angle and velocity. Iterative application of the Extended Kalman Filter yields x and y co-ordinate positions of the moving model. Tests performed on a free-running ship model in a wave basin facility of dimension 30 m by 30 m by 3 m water depth validate the proposed model. The test results show quick convergence with an error of few centimeters in the estimated position of the ship model. The proposed technique has application in the real field scenario by replacing the ultrasonic sensor with industrial grade long range acoustic modem. As compared with the existing systems such as LBL, SBL, USBL and others localization techniques, the proposed technique can save deployment cost and also cut the cost on number of acoustic modems involved.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권4호
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• pp.330-338
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• 2009

유비쿼터스 컴퓨팅 시대로 진입하면서 사물의 위치 정보를 기반으로 다양한 응용이 개발되고 있다. 무선 센서 네트워크는 저전력, 저가, 배치의 용이성 등이 주된 특징으로서 실내 위치 인식 시스템에 적합하다. 크리켓과 같은 실내 위치 인식 시스템에서는 노드간의 거리를 인식하기 위해서 초음파 신호와, 라디오 신호를 주기적으로 전송한다. 하지만 배치되는 센서 노드의 수가 증가할수록 신호간의 간섭 및 충돌 횟수가 증가하여 위치 인식 시스템의 정확도가 저하된다. 본 논문에서는 On-demand 비콘 관리 기법을 제안하여 리스너와 물리적으로 근접한 비콘 노드가 비콘 신호를 전송하여 간섭 및 충돌 현상을 최소화 시키고, 초음파 신호의 특성으로 인한 오차율을 감소시키는 알고리즘을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.9-14
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• 2017

In this paper, we propose the smart belt system for preventing loss of items using Beacon. The proposed system monitors the distances of the registered items via the belt that is always worn. The belt determines the loss of the items by measuring the relative distance via RSSI (Received Signal Strength Indicator) value of the signals received from the BLE (Bluetoothl Low Energy) sensor, which is attached on the items such as bags and wallets. If the registered item is determined to be lost, the belt rings to remind the user of the loss. The missing status could be known to users through the smartphone application connected to the belt. The smartphone application communicates with the belt using Beacon, and provides users with a quick and easy way to check the status of their items.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.570-574
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• 1993

This paper proposes a new method of estimating the position and heading angle of a mobile robot moving on a flat surface. The proposed localization method utilizes two passive beacons and a single rotating ultrasonic sensor. The passive beacons consist of two cylinders with different diameters and reflect the ultrasonic pulses coming from the sonar sensor mounted on the mobile robot. The geometric parameter set of beacon is acquired from the sonar scan data obtained at a single mobile robot location using a new data processing algorithm. Form this parameter set, the position and heading angle of the mobile robot is determined directly. The performance and validity of the proposed method are evaluated using two beacons and a single sonar sensor attached at the pan-tilt device mounted on a mobile robot, named LCAR, in our laboratory.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.211-217
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• 2009

This paper proposes a way of expanding the use area of localization technique by using a beacon. In other words, we have developed the auto-calibration algorithm that recognizes the location of this beacon by attaching the beacon on an arbitrary position and by using the information of existing beacon under this situation. By doing so, the moving robot can overcome the limitation that the localization of moving robot is only possible within the area that has installed the existing beacon since the beacon cannot be installed on the accurate location when passing through a danger zone or an unknown zone. Accordingly, the moving robot can slowly move to the unknown zone according to this auto-calibration algorithm and can recognize its own location at a later time in a safe zone. The localization technique is essentially needed in using a moving robot and it is necessary to guarantee certain degree of reliability. Generally, moving robots are designed in a way to work well under the situation that the surroundings is well arranged and the localization techniques of using camera, laser and beacon are well developed. However due to the characteristics of sensor, there may be the cases that the place is dark, interfering radio waves, and/or difficult to install a beacon. The effectiveness of the method proposed in this paper has been proved through an experiment in this paper.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.15-21
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• 2011

무선 센서 네트워크(WSN)에서 센서 노드의 위치 추정 기술 중 거리 기반의 위치 추정 기술은 거리 측정에 따라 센서 노드의 위치 추정의 정확성이 달라진다. 거리 기반의 위치 추정 기술에서 거리를 측정하는 많은 기술 중에 추가적인 장비 없이 쉽게 구현이 가능한 기술 중 하나는 수신 신호 세기이다. 그러나 수신신호세기 기반의 위치 추정 기법은 몇 가지 문제점을 고려해야 한다. 하나는 수신된 신호는 채널 환경에서 페이딩, 쉐도잉 그리고 장애물 등으로 인해서 거리 추정의 오차가 생긴다. 이로 인해서 센서 노드의 위치 추정의 정확성은 낮게 된다. 또 다른 하나는 거리 기반의 위치 추정 기술은 대부분 센서 노드에 의해서 자신의 위치를 추정한다는 것이다. 하지만 센서 노드의 한정된 배터리 용량 때문에 무선 센서 네트워크의 동작 시간이 감소하게 된다. 반면에 비콘 노드는 센서 노드보다 처리 능력과 배터리 용량이 더 높기 때문에 비콘 노드 기반 위치 추정 기법은 무선 센서 네트워크의 동작 시간을 연장 할 수 있다. 본 논문에서는 비콘 노드에서 수신 신호 세기와 전력손실지수 추정을 활용하여 센서 노드의 위치를 추정하는 알고리즘을 제안함으로써 위의 문제점을 극복한다. 시뮬레이션을 통해서 제안한 기법을 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권4호
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• pp.2223-2242
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• 2019

Distance Vector-Hop (DV-Hop) algorithm is widely used in node localization. It often suffers the wormhole attack. The current researches focus on Double-Wormhole-Node-Link (DWNL) and have limited attention to Multi-Wormhole-Node-Link (MWNL). In this paper, we propose a security DV-Hop algorithm (AMLDV-Hop) to resist MWNL. Firstly, the algorithm establishes the Neighbor List (NL) in initialization phase. It uses the NL to find the suspect beacon nodes and then find the actually attacked beacon nodes by calculating the distances to other beacon nodes. The attacked beacon nodes generate and broadcast the conflict sets to distinguish the different wormhole areas. The unknown nodes take the marked beacon nodes as references and mark themselves with different numbers in the first-round marking. If the unknown nodes fail to mark themselves, they will take the marked unknown nodes as references to mark themselves in the second-round marking. The unknown nodes that still fail to be marked are semi-isolated. The results indicate that the localization error of proposed AMLDV-Hop algorithm has 112.3%, 10.2%, 41.7%, 6.9% reduction compared to the attacked DV-Hop algorithm, the Label-based DV-Hop (LBDV-Hop), the Secure Neighbor Discovery Based DV-Hop (NDDV-Hop), and the Against Wormhole DV-Hop (AWDV-Hop) algorithm.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.755-761
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• 2013

무선 센서 네트워크에서 다중접근제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜은 센서 노드들이 필요할 때만 on 상태에 머물게 함으로 에너지를 효율적으로 사용하도록 하게한다. 본 논문에서는 에너지 수확 무선 센서 네트워크에서 우선순위에 기반을 둔 에너지 효율적인 MAC 프로토콜(EEPB-MAC)을 제안한다. 제안된 EEPB-MAC은 기존의 IEEE 802.15.4의 비콘 프레임에 우선순위 비트, 전송 노드 주소, NAV 값을 가지는 필드를 추가하여 이를 통하여 우선순위 데이터 전송을 지원한다. 데이터 전송을 원하는 전송자로부터 비콘 프레임을 수신한 수신 노드는 수신된 비콘 프레임의 우선순위 비트에 기반으로 데이터를 전송할 전송자를 선택한다. 데이터의 특성에 따라 우선순위 전송을 지원할 뿐 만 아니라, 수신 노드의 잔여 에너지 레벨에 따라 전송 주기를 조절하는 등 데이터 전송에 참여하는 노드에서의 에너지 소모를 줄인다. EEPB-MAC 프로토콜은 기존에 제안된 다른 프로토콜에 비해 우선순위가 높은 데이터에 대한 전송지연을 줄이며, 각 노드에서의 에너지 소모를 개선시켰다.