• 한국통신학회논문지
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• 제32권8B호
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• pp.509-520
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• 2007

본 논문에서는 멀티 태스크 기반의 확장성과 주기 및 비주기 태스크 관리 기법을 효율적으로 제공할 수 있는 실시간 센서 노드 플랫폼을 설계하고 구현하였다. 기존의 센서 네트워크 운영체제는 주기 및 비주기 태스크간의 효율적인 스케줄링 기법을 제공하지 않기 때문에 우선순위가 높은 비주기 태스크의 실행 선점으로 인해 주기 태스크의 마감시한을 보장할 수 없다. 이에 본 논문에서 제안한 주기 및 비주기 태스크 관리 기법은 운영체제 수준에서 주기 태스크의 마감시한 보장과 더불어 비주기 태스크의 평균 응답시간을 최소화할 수 있다. 또한 센서 노드 플랫폼에 용이한 확장성을 제공하기 위하여 멀티 태스크 기반의 동적 컴포넌트 실행 환경이 보장되는 센서 노드 플랫폼을 초경량 8비트 마이크로프로세서인 Atmel사의 Atmega128L이 탑재된 센서 보드에서 구현하였다. 구현된 실시간 센서 노드 플랫폼의 동작을 시험한 결과, 주기 태스크의 마감시한 보장을 제공함과 동시에 향상된 비주기 태스크의 평균 응답시간과 효율적인 시스템의 평균 처리기 이용률을 확인할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.274-280
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• 2011

최근 연구가 활발히 전행되고 있는 IP기반 무선 센서네트워크 기술은 현대인들 삶의 질적 향상이나 요구사항을 만족시키기 위해 반드시 필요한 기술 중의 하나이다. IP기반 무선 센서네트워크의 대표 기술로는 6LoWPAN 프로토콜이 있다. 기존 6LoWPAN 프로토콜 상에서 제공되는 기능 중 단편화 기법은 여러 개의 IEEE 802.15.4 프레임이 나뉘어져 도착하는 것을 말하는데, 센서네트워크의 프로토콜 데이터 단위가 102바이트인데 반해 IPv6의 최대 전송 단위가 1280바이트로 큰 차이를 보이기 때문에 이를 극복하기 위한 기술로 단편 패킷 전송의 특성상 많은 에너지 소모가 일어난다. 본 논문에서 제안한 ID 기반 단편 패킷 전송 기법을 적용한 결과 주소 방식(16, 64bit)에 따라 약 7-22% 정도 전송횟수가 감소되었다. 뿐만 아니라, 기존 LOAD 라우팅 프로토콜을 사용하여 경로 설정을 할 경우 센서노드가 통신을 할 수 없는 경우가 아니면 한번 설정된 경로는 변하지 않는다. 이는 특정 노드의 에너지 고갈을 야기 시키고 네트워크 전체에 영향을 주기 때문에 적절한 에너지 분배가 이루어져야 한다. 에너지 분배를 고려할 수 있도록 제안한 LOAD 라우팅 프로토콜은 통신이 이루어질수록 전체 네트워크 내에 모든 노드들의 에너지는 균등하게 유지됨을 보였다. 또한 한 번의 라우팅 수행 시 이웃 노드들의 정보를 획득할 수 있어 원 홉 데어터 전송에 소모되는 에너지를 절약할 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안된 6LoWPAN 프로토콜은 에너지 제약 조건이 심한 무선 센서네트워크 환경에 매우 적합하다 할 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.143-149
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• 2016

최근 독극물로 인한 사고가 빈번하게 발생하여 사회적인 문제가 발생하고 있어 독극물관리를 철저히 해야 할 필요성이 대두되고 있다. 2010년 기준으로 국내에는 약 10만 여종의 독극물이 유통되어 사고 시 중증 중독환자 혹은 대량으로 환자를 발생시킬 수 있고 국제적으로도 NBC에 의한 대량 재해의 심각성이 대두되고 있다. 그래서 생산지에서 부터 관리 할 수 있도록 독극물이 들어 있는 유리병에 13.56MHz 대역의 RFID 시스템을 사용하였고, 인식된 태그 데이터는 IEEE 802.15.4 기반의 통신으로 메인 시스템에 데이터를 전송한다. 전송 된 데이터는 스마트 디바이스를 통하여 독극물의 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 시스템을 구현하였다. 그러나 독극물을 관리하는 시스템의 고장은 예측 할 수 없는 결과를 발생시킨다. 그래서 고장의 원인이 되는 오류를 하드웨어 여분을 이용한 방법으로 검출하였고 검출된 오류가 전체 시스템에 영향을 주지 않도록 이중화 시스템을 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권3호
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• pp.84-94
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• 2006

본 논문은 UWB (Ultra Wide Band) 시스템의 성능 개선을 위해서 Superframe 주기를 이용한 MAC(Medium Access Control) 계층 time slot 동기 알고리즘을 제안한다. Multi-band ORM Alliance (MBOA) 에서 제안한 UWB시스템에서는 Time Slot의 동기를 위해서 Medium Access Slot (MAS) 와 MAS사이의 guard time에 단말기들 간의 MAC 계층 주파수 오프셋으로 야기될 수 있는 시간 오차의 최대값인 MaxDrift를 더해주게 된다. MaxDrift를 더한 만큼 MAS에서 데이터를 전송할 수 있는 시간이 줄어들게 되므로 각각의 MAS에 MaxDrift를 더해주는 방식은 전체 시스템 성능의 저하를 가져오게 된다. 본 논문에서는 시스템의 성능을 높이고자 time slot동기를 guard time을 증가시키는 방식이 아닌, Superframe주기로 전송되는 연속된 Beacon Frame을 수신하여 주파수 오프셋 값을 estimation하여 보정해주는 방법을 제안한다. Piconet을 초기화시킨 Device는 내부 clock을 이용해서 Superframe주기로 Beacon을 전송을 하므로, Piconet에 접속하려는 단말기들은 연속된 Beacon을 수신하여 Piconet을 생성한 단말기의 MAC계층과 수신한 단말기와의 MAC계층 주파수 오프셋을 구할 수 있다. 각각의 수신 단말기에서 측정한 상대적 주파수 오프셋 값을 내부적으로 estimation한 각각의 MAS의 position에 가감시켜 Piconet을 생성한 단말기에서 estimation한 MAS position에 동기를 맞출 수 있다. 제안된 알고리즘을 통해서 단말기들 간의 최대 주파수 오프셋 값과 관계없이 MaxDrift로 인해서 낭비되는 시간을 각 MAS당 1clock 이내로 줄일 수 있다. 제안된 알고리즘을 하드웨어로 합성한 결과 390개의 Logic Cell이 소모되었으며, 시뮬레이션 결과 최대주파수 오프셋이 20ppm, 40ppm, 80ppm일 때 MAS당 오차범위가 main clock의 1clock이내였으며 기존의 방법에 비해서 각각 1%, 2%, 4%의 throughput이 향상되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.422-429
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• 2007

위치 인식 기능은 U-city를 구성하는 핵심 요소로서 U-city 기반 아파트 단지 등에서 상용화를 목적으로 활발히 연구, 개발되고 있다. 능동태그를 부착한 거주자나 자동차가 단지 내를 이동할 때 태그는 주기적으로 자신의 식별자를 방송하고 이를 받은 수신기들은 RSSI를 이용하여 태그의 위치를 계산한다. 문제는 수천세대 규모의 아파트 단지의 경우 동시 사용되는 태그수가 수 만개에 이르며 배터리 교체 없이 1년 이상 사용될 수 있어야 하므로 저전력 소모가 매우 중요하다는 것이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 고려한 U-city의 1) 위치 인식 시스템의 구성을 제안하고, 2) 능동 태그 방식으로 구현할 때 기술적 이슈를 제시하며, 3) 특히, 수만개의 태그들이 동작할 때의 성능을 수학적으로 모델링하고 실제 실험을 통해 비교 분석하였다. 이를 통하여 능동태그 시스템에서 발생하는 충돌확률의 이론적 최저값을 구하고 현장 적용시 적정 수준의 태그의 갯수를 제시하였다. 연구결과는 실제 U-city 위치인식 시스템의 상세 설계에 활용될 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.552-558
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• 2014

본 논문에서는 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈 설계방법을 제안한다. 제안된 ZigBee 원칩형 통신모듈 설계는 ZigBee 시스템 구성을 위해 일반적으로 사용되는 2개의 칩 제어 프로세서와 ZigBee RF 디바이스로 구성되는 방식을 한 개의 칩 모듈로 설계한다. 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈은 무선통신 통합제어부, 센서 및 고전압 발생부, 충전 및 전원회로부, 유선통신부, RF 회로부 및 안테나부 등으로 구성된다. 무선통신 통합제어부는 ZigBee를 위한 무선통신 제어 기능 및 방사선 측정 및 제어를 위한 기능을 수행한다. 센서 및 고전압 발생부는 2차에 걸쳐 500V의 고전압을 생성하여 GM Tube를 통해 감지된 방사선에 대한 펄스를 증폭 필터링 하는 기능을 수행한다. 충전 및 전원회로부는 리튬이온 배터리의 충전 및 원칩 프로세서에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 유선통신부는 PC와의 인터페이스 및 디버깅을 위한 USB 인터페이스 및 원거리 유선 통신이 가능하도록 RS-485/422 인터페이스 기능을 수행한다. RF 회로부 및 안테나부는 칩안테나를 적용할 수 있도록 RLC 수동소자를 적용하여 BALUN 및 안테나 임피던스 매칭 회로를 구성하여 무선통신이 가능하도록 한다. 제안된 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈을 설계 실험한 결과, 10m, 100m 구간에서 모두 데이터가 정상적으로 전송되어서 원격 방사선량 측정이 되었음을 확인할 수가 있었다. 또한 낮은 소비전류와 적은 비용으로 원격 방사선량 측정환경을 구축할 수 있었다. 따라서 방사선 측정장치의 선형성 확보 및 장치의 소형화를 통해 안정적인 방사선 측정 및 실시간 모니터링 환경을 구축할 수가 있었다.