• 제목/요약/키워드: Bio-Sensor Network

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Mobile Sink Path Planning in Heterogeneous IoT Sensors: a Salp Swarm Algorithm Scheme

  • Hamidouche, Ranida;Aliouat, Zibouda;Ari, Ado Adamou Abba;Gueroui, Abdelhak
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권6호
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    • pp.2225-2239
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    • 2021
  • To assist in data collection, the use of a mobile sink has been widely suggested in the literature. Due to the limited sensor node's storage capacity, this manner to collect data induces huge latencies and drop packets. Their buffers will be overloaded and lead to network congestion. Recently, a new bio-inspired optimization algorithm appeared. Researchers were inspired by the swarming mechanism of salps and thus creating what is called the Salp Swarm Algorithm (SSA). This paper improves the sink mobility to enhance energy dissipation, throughput, and convergence speed by imitating the salp's movement. The new approach, named the Mobile Sink based on Modified Salp Swarm Algorithm (MSSA), is approved in a heterogeneous Wireless Sensor Network (WSN) data collection. The performance of the MSSA protocol is assessed using several iterations. Results demonstrate that our proposal surpass other literature algorithms in terms of lifespan and throughput.

유비쿼터스 센서 네트워크 기술을 활용한 무인감시체계 연구 (A study on unmanned watch system using ubiquitous sensor network technology)

  • 위겸복
    • 안보군사학연구
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    • 통권7호
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    • pp.271-303
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    • 2009
  • "Ubiquitous sensor network" definition is this-Someone attaches electro-magnetic tag everything which needs communication between man to man, man to material and material to material(Ubiquitous). By using attached every electro-magnetic tag, someone detects it's native information as well as environmental information such as temperature, humidity, pollution and infiltration information(Sensor). someone connects it realtime network and manage generated information(Network). 21st century's war is joint combined operation connecting with ground, sea and air smoothly in digitalized war field, and is systematic war provided realtime information from sensor to shooter. So, it needs dramatic development on watch reconnaissance, command and control, pinpoint strike etc. Ubiquitous computing and network technologies are essential in national defense to operate 21st century style war. It is possible to use many parts such as USN combined smart dust and sensor network to protect friend unit as well as to watch enemy's deep area by unmanned reconnaissance, wearable computer upgrading soldier's operational ability and combat power dramatically, RFID which can be used material management as well as on time support. Especially, unmanned watch system using USN is core part to transit network centric military service and to get national defense efficiency which overcome the dilemma of national defense person resource reducing, and upgrade guard quality level, and improve combat power by normalizing guardian's bio rhythm. According to the test result of sensor network unmanned watch system, it needs more effort and time to stabilize because of low USN technology maturity and using maturity. In the future, USN unmanned watch system project must be decided the application scope such as application area and starting point by evaluating technology maturity and using maturity. And when you decide application scope, you must consider not only short period goal as cost reduction, soldier decrease and guard power upgrade but also long period goal as advanced defense ability strength. You must build basic infra in advance such as light cable network, frequency allocation and power facility etc. First of all, it must get budget guarantee and driving force for USN unmanned watch system project related to defense policy. You must forwarded the USN project assuming posses of operation skill as procedure, system, standard, training in advance. Operational skill posses is come from step by step application strategy such as test phase, introduction phase, spread phase, stabilization phase and also repeated test application taking example project.

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나노 센서를 이용한 구조물 건전성 감시 기법 (Structural Heal th Monitoring Based On Carbon Nanotube Composite Sensors)

  • 강인필;이종원;최연선
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.613-619
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    • 2006
  • This paper introduces a new structural health monitoring using a nano sensor. The sensor is made of nano smart composite material based on carbon nanotubes. The nano sensor is fabricated as a thin and narrow polymer film sensor that is bonded or deposited onto a structure. The electrochemical impedance and dynamic strain response of the neuron change due to deterioration of the structure where the sensor is located. A network of the long nano sensorcan form a structural neural system to provide large area coverage and an assurance of the operational health of a structure without the need for actuators and complex wave propagation analyses that are used with other methods.

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헬스케어 센서 네트워크에서 데이터 보안을 지원한 자기구성 라우팅 프로토콜 설계 (Design Self-Organization Routing Protocol for supporting Data Security in Healthcare Sensor Network)

  • 남진우;정영지
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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    • pp.517-520
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    • 2008
  • 헬스케어 환경을 지원하는 무선 센서 네트워크는 사람이나 이동성을 가진 사물에 대하여 연속적인 위치변화와 상태정보 등 해당 상황정보에 따른 맞춤형 서비스를 제공해야 한다. 또한 센서 네트워크를 통해 제공되는 사람의 생체정보와 개인 프라이버시 보안을 보장할 수 있는 데이터 전송을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 노드 간 계층적 클러스터의 구성을 통한 동적 자기구성, 에너지 효율성을 보장하는 LEACH 프로토콜과 노드 간 데이터 전송에 대한 보안을 위해 사용되는 키 분배 프로토콜에 대해 분석한다. 이 분석 결과를 기반으로 센서노드에 메모리 소모량이 적은 키 풀 사전 분배 방식과 클러스터 단위 공용키 방식을 적용함으로써 보안을 강화한 데이터 전송 방식과 기존 LEACH 프로토콜의 취약점인 노드 이동성을 지원하는 자기구성 라우팅 프로토콜을 제안한다.

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ZigBee와 무선 네트워크를 이용한 생체신호 검출 모니터링 시스템 (Bio-Signal Detection Monitoring System Using ZigBee and Wireless Network)

  • 김국세;방선광;이정기;안성수;이준
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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    • pp.477-481
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    • 2007
  • 유비쿼터스 시대에 병원뿐만 아니라 가정과 요양 시설 내에서도 불규칙적이고 다양한 장소에서 발생하는 응급 환자는 신속한 처리가 이루어 져야 한다. 특히 노인 인구가 늘어나는 현${\cdot}$미래 시대에는 환자나 노인의 몸에 생체 신호 센서를 부착하여 환자의 상태를 실시간으로 모니터링 하여 환자나 노인의 몸에 이상이 생겼을 경우 실시간으로 대처하여 응급 환자에 대한 신속한 처리가 이루어지게 한다. 병원 내에서는 무선 네트워크 인프라를 최대한 이용하고 인프라를 보완하기 위해서는 근거리 무선 통신 프로토콜을 기반으로 하는 센서네트워크인 저 전력 지그비(ZigBee) 시스템을 활용한다. 전체적 시스템은 무선 통신망을 이용하고 심전도, 혈압, 혈당 그리고 체온 등의 바이오센서 모니터링을 위해 ZigBee(IEEE 802.15.4)를 이용하여 응급환자 및 노인 등의 이동시 생체신호를 모니터링 할 수 있게 한다. 본 논문에서는 환자 및 노인의 실시간 생체신호 전송 시스템을 구축하고 무선 센서 네트워크 구축 시 전송세션의 수와 노드 발생률에 따른 전송률 및 지연을 통해 그 효율성을 검증한다.

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WSN 을 위한 초저전력 MICS RF 송수신기 기술 개요 및 설계 기법 (Ultra-Low Power MICS RF Transceiver Design for Wireless Sensor Network)

  • 김규원;김유정;한정환
    • 반도체공학회 논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.9-16
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    • 2024
  • 본 논문에서는 무선 센서 네트워크를 위한 생체이식형 초저전력 MICS RF 트랜시버 설게에 대해 다룬다. 400 MHz MICS 표준은 WBAN 무선 센서 시스템 구현을 위해, 인체 내 전파적 특성 및 주변 네트워크와의 간접 최소화하며 고려되었다. 본 논문은 MICS 표준에 부합하는 시스템 및 송수신기 설계를 위한 link budget 및 다양한 송수신 아키텍쳐, 초저전력 송수신기 회로기법을 포함한다.

Minimum LQI 기반의 On-demand 센서 네트워크 라우팅 프로토콜 (Minimum LQI based On-demand Routing Protocol for Sensor Networks)

  • 이완직;이원열;허석렬
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권11호
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    • pp.3218-3226
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    • 2009
  • 지금까지 다수의 센서 네트워크를 위한 on-demand 라우팅 프로토콜들이 제안되었다. 하지만 제안된 센서 네트워크용 on-demand 라우팅 프로토콜들은 대부분 hop count를 라우팅 메트릭으로 사용하기 때문에 상대적으로 열악한 무선 환경과 신뢰성을 요구하는 센서 응용에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 이러한 환경에 적합한 minimum LQI(Link Quality Indicator) 기반의 on-demand 센서 네트워크 라우팅 프로토콜을 제안하였다. 또한 제안한 라우팅 프로토콜을 TinyOS 상에서 구현하였고, 멀티 홉 테스트 환경에서 hop count 기반의 라우팅 프로토콜과 성능을 비교, 측정하였다. 실험 결과, 제안된 라우팅 프로토콜이 열악한 무선 환경에서 더 나은 데이터 전송 성공률을 보임을 확인할 수 있었다.

EBCO - Efficient Boundary Detection and Tracking Continuous Objects in WSNs

  • Chauhdary, Sajjad Hussain;Lee, Jeongjoon;Shah, Sayed Chhattan;Park, Myong-Soon
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제6권11호
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    • pp.2901-2919
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    • 2012
  • Recent research in MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) and wireless communication has enabled tracking of continuous objects, including fires, nuclear explosions and bio-chemical material diffusions. This paper proposes an energy-efficient scheme that detects and tracks different dynamic shapes of a continuous object (i.e., the inner and outer boundaries of a continuous object). EBCO (Efficient Boundary detection and tracking of Continuous Objects in WSNs) exploits the sensing capabilities of sensor nodes by automatically adjusting the sensing range to be either a boundary sensor node or not, instead of communicating to its neighboring sensor nodes because radio communication consumes more energy than adjusting the sensing range. The proposed scheme not only increases the tracking accuracy by choosing the bordering boundary sensor nodes on the phenomenon edge, but it also minimizes the power consumption by having little communication among sensor nodes. The simulation result shows that our proposed scheme minimizes the energy consumption and achieves more precise tracking results than existing approaches.

생체신호 모니터링 스마트 홈 모니터링에 관한 연구 (The research for human bio-signal monitoring smart home system)

  • 김국세;권영선;이호영;이준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권11호
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    • pp.2097-2104
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    • 2008
  • 오늘날 가정은 더 이상 의식주를 해결하는 곳이 아니다. 이제 홈 네트워크는 예전 말이 되었고 가정 내 디지털 가전기기들은 OSGi나 UPnP 등이 확장되어 언제 어디서나 인터넷을 통해 자동 제어되고 있다. 본 연구는 OSGi나 UPnP 확장을 통해 디지털 홈 네트워크 미들웨어를 기본 제공하고 JESS 추론 엔진을 통해 스마트 홈 네트워크를 구성한다. 그리고 휴대용 심전도, 혈압, 맥박, 체온 등의 생체 신호 측정 센서를 통하여 생체 인식 기반스마트 홈 미들웨어를 제공하여, 사용자가 집에서 머무르는 동안 사용자와 근접하여 사용자가 요구하는 홈서비스를 예측하여 자동으로 제공해 주며, 제공된 홈서비스가 사용자에게 미치는 스트레스를 분석하여 사용자가 가장 편안하게 느끼는 홈서비스를 추천하고 사용자의 건강 상태를 실시간으로 모니터링 하여 사용자의 건강 상태가 나빠지면 자동으로 사용자, 가족 그리 고 의사에게 자동으로 알려 주는 시스템을 구축한다.

A Bio-inspired Hybrid Cross-Layer Routing Protocol for Energy Preservation in WSN-Assisted IoT

  • Tandon, Aditya;Kumar, Pramod;Rishiwal, Vinay;Yadav, Mano;Yadav, Preeti
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권4호
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    • pp.1317-1341
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    • 2021
  • Nowadays, the Internet of Things (IoT) is adopted to enable effective and smooth communication among different networks. In some specific application, the Wireless Sensor Networks (WSN) are used in IoT to gather peculiar data without the interaction of human. The WSNs are self-organizing in nature, so it mostly prefer multi-hop data forwarding. Thus to achieve better communication, a cross-layer routing strategy is preferred. In the cross-layer routing strategy, the routing processed through three layers such as transport, data link, and physical layer. Even though effective communication achieved via a cross-layer routing strategy, energy is another constraint in WSN assisted IoT. Cluster-based communication is one of the most used strategies for effectively preserving energy in WSN routing. This paper proposes a Bio-inspired cross-layer routing (BiHCLR) protocol to achieve effective and energy preserving routing in WSN assisted IoT. Initially, the deployed sensor nodes are arranged in the form of a grid as per the grid-based routing strategy. Then to enable energy preservation in BiHCLR, the fuzzy logic approach is executed to select the Cluster Head (CH) for every cell of the grid. Then a hybrid bio-inspired algorithm is used to select the routing path. The hybrid algorithm combines moth search and Salp Swarm optimization techniques. The performance of the proposed BiHCLR is evaluated based on the Quality of Service (QoS) analysis in terms of Packet loss, error bit rate, transmission delay, lifetime of network, buffer occupancy and throughput. Then these performances are validated based on comparison with conventional routing strategies like Fuzzy-rule-based Energy Efficient Clustering and Immune-Inspired Routing (FEEC-IIR), Neuro-Fuzzy- Emperor Penguin Optimization (NF-EPO), Fuzzy Reinforcement Learning-based Data Gathering (FRLDG) and Hierarchical Energy Efficient Data gathering (HEED). Ultimately the performance of the proposed BiHCLR outperforms all other conventional techniques.