• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권12호
• /
• pp.2392-2400
• /
• 2015

무선 저전력 통신과 매쉬 네트워크 기술로 대표되는 Zigbee 표준 기술은 스마트 홈과 스마트 빌딩, 대규모 센서 네트워크 등의 환경에서 Ad hoc 방식에 의하여 통신거리 확장을 목표로 개발되어왔다. 또한 Zigbee 표준 기술은 기본적으로 IEEE 802.15.4 표준 기술을 기반으로 개발되었으며, 네트워크를 구성하는 전체 노드는 IEEE에서 정의하는 48bit의 Unique한 노드 주소를 사용하여 매쉬 통신을 구성한다. 하지만 스마트 라이팅이나 넓은 지역의 센서 네트워크와 같이 광범위한 지역을 대상으로 동작하는 Zigbee 환경에서는 매우 많은 수의 노드가 필요하고 경우에 따라 설치를 담당하는 시공사가 다를 수 있으며, 이 경우 많은 수의 노드에 대하여 Unique한 노드 ID를 제공하기 힘들 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 고에서는 넓은 지역에 대규모로 설치되는 많은 노드들에 대하여 각각의 Personal Coordinator 들이 해쉬 기반으로 동적 PANID를 설정하고, 이에 따라 발생될 수 있는 PANID 충돌 문제를 해결하는 기법을 제안하며 이에 대한 성능을 검증한다.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제10권4호
• /
• pp.337-342
• /
• 2012

The medical industries are integrated with information technology with mobile devices and wireless communication. The advent of mobile healthcare systems can benefit patients and hospitals, by not only providing better quality of patient care, but also by reducing administrative and medical costs for both patients and hospitals. Security issues present an interesting research topic in wireless and pervasive healthcare networks. As information technology is developed, many organizations such as government agencies, public institutions, and corporations have employed an information system to enhance the efficiency of their work processes. For the past few years, healthcare organizations throughout the world have been adopting health information systems (HIS) based on the wireless network infrastructure. As a part of the wireless network, a mobile agent has been employed at a large scale in hospitals due to its outstanding mobility. Several vulnerabilities and security requirements related to mobile devices should be considered in implementing mobile services in the hospital environment. Secure authentication and protocols with a mobile agent for applying ubiquitous sensor networks in a healthcare system environment is proposed and analyzed in this paper.

• 정보통신설비학회논문지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.102-106
• /
• 2010

Recently process industries from oil and gas procedures and mining companies to manufactures of chemicals, foods, and beverages has been exploring the USN (Ubiquitous Sensor Networks) technology to improve safety of production processes. However, to apply the USN technology in the large-scale plant industry, reliability and security issues are not fully addressed yet, and the absence of the industrial sensor networking standard causes a compatibility problem with legacy equipment and systems. Although this situation, process industry such as energy plants are looking for the secure wireless plant solution to provide detailed, accurate safety monitoring from previously hard-reach, unaccordable area. In this paper, SPSF (Smart Plant Safety Framework based on Reliable-Secure USN) is suggested to fulfill the requirements of high-risk industrial environments for highly secure, reliable data collection and plant monitoring that is resistant to interference. The SPSF consists of three main layers: 1) Smart Safety Sensing Layer, 2) Smart Safety Network Layers, 3) Plant Network System Layer.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제19권3호
• /
• pp.136-141
• /
• 2021

Research on wireless sensor networks has focused on the monitoring and characterization of large-scale physical environments and the tracking of various environmental or physical conditions, such as temperature, pressure, and wind speed. We propose a stochastic mobility model that can be applied to a MANET (Mobile Ad-hoc NETwork). environment, and apply this mobility model to a newly proposed clustering-based routing protocol. To verify its stability and durability, we compared the proposed stochastic mobility model with a random model in terms of energy efficiency. The FND (First Node Dead) was measured and compared to verify the performance of the newly designed protocol. In this paper, we describe the proposed mobility model, quantify the changes to the mobile environment, and detail the selection of cluster heads and clusters formed using a fuzzy inference system. After the clusters are configured, the collected data are sent to a base station. Studies on clustering-based routing protocols and stochastic mobility models for MANET applications have shown that these strategies improve the energy efficiency of a network.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제20권2호
• /
• pp.163-173
• /
• 2017

Structural health monitoring (SHM) of civil infrastructure using fiber Bragg grating sensor networks (FBGSNs) has received significant public attention in recent years. However, there is currently little research on the health-monitoring technology of high-piled wharfs in coastal ports using the fiber Bragg grating (FBG) sensor technique. The benefits of FBG sensors are their small size, light weight, lack of conductivity, resistance corrosion, multiplexing ability and immunity to electromagnetic interference. Based on the properties of high-piled wharfs in coastal ports and servicing seawater environment and the benefits of FBG sensors, the SHM system for a high-piled wharf in the Tianjin Port of China is devised and deployed partly using the FBG sensor technique. In addition, the health-monitoring parameters are proposed. The system can monitor the structural mechanical properties and durability, which provides a state-of-the-art mean to monitor the health conditions of the wharf and display the monitored data with the BIM technique. In total, 289 FBG stain sensors, 87 FBG temperature sensors, 20 FBG obliquity sensors, 16 FBG pressure sensors, 8 FBG acceleration sensors and 4 anode ladders are installed in the components of the back platform and front platform. After the installation of some components in the wharf construction site, the good signal that each sensor measures demonstrates the suitability of the sensor setup methods, and it is proper for the full-scale, continuous, autonomous SHM deployment for the high-piled wharf in the costal port. The South 27# Wharf SHM system constitutes the largest deployment of FBG sensors for wharf structures in costal ports to date. This deployment demonstrates the strong potential of FBGSNs to monitor the health of large-scale coastal wharf structures. This study can provide a reference to the long-term health-monitoring system deployment for high-piled wharf structures in coastal ports.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제18권3호
• /
• pp.340-350
• /
• 2016

The performance of large-scale cognitive radio (CR) networks with secondary users sustained by opportunistically harvesting radio-frequency (RF) energy from nearby primary transmissions is investigated. Using an advanced RF energy harvester, a secondary user is assumed to be able to collect ambient primary RF energy as long as it lies inside the harvesting zone of an active primary transmitter (PT). A variable power (VP) transmission mode is proposed, and an energy-based opportunistic spectrum access (OSA) strategy is considered, under which a secondary transmitter (ST) is allowed to transmit only if its harvested energy is larger than a predefined transmission threshold and it is outside the guard zones of all active PTs. The transmission probability of the STs is derived. The outage probabilities and the throughputs of the primary and the secondary networks, respectively, are characterized. Compared with prior work, the throughput can be increased by as much as 29%. The energy-based OSA strategy can be generally applied to a non-CR setup, where distributed power beacons (PBs) are deployed to power coexisting wireless signal transmitters (WSTs) in a wireless powered sensor network.

• 국제학술발표논문집
• /
• The 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management
• /
• pp.592-595
• /
• 2013

Advent of Wireless Sensor Networks (WSN) has provided potentials to a variety of construction applications. It is well appreciated that WSNs have advantages over traditional wired system, such as ease of installation and maintenance with increased cost savings and efficiencies. However, the obstruction of wireless signal from physical objects in the heterogeneous construction environment often brings challenges to WSN measurement system. This paper analyzed the obstruction characteristic of construction environment where construction materials, equipment, and built structures obstruct the wireless signal yielding negative effect of measurement system. By adopting evaluation criteria, such as packet reception rate, field experiments have been implemented to quantitatively identify the interference of wireless signal from penetration, reflection, and network traffic under the construction environment. The results show that reliable performance of wireless sensor in construction environment depends on the optimal separation distance between a receiver and a transmitter, obstruction types, obstruction thickness, and transmission interval. In addition, the methodology and experimental results of this paper could be used in the practical design of network topology when hundreds of sensor nodes form a mesh network in the large scale construction applications.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
• /
• pp.913-916
• /
• 2010

무선 센서 네트워크는 한정된 에너지 자원과 전원 공급 장치, 그리고 소형 배터리로 구성되어 있다. 센서 노드는 설치가 되면 사용자가 다시 접근할 수 없고 에너지 소스의 배포 및 교체가 가능하지 않다. 따라서, 네트워크의 수명 향상을 위해서는 에너지효율성이 네트워크 디자인의 핵심 요소가 된다. BCDCP 에서는 모든 센서는 CH (클러스터 헤드)로 데이터를 보내며 CH 는 BS(베이스 스테이션)로 이를 전송한다. BCDCP 는 소규모 네트워크에서는 잘 작동하지만 대규모 네트워크에서는 장거리 무선 통신을 위해 많은 에너지를 사용하기 때문에 적합하지 않다. 본 논문에서는 균형 잡힌 에너지 소비를 통해 네트워크 수명을 연장할 수 있는 삼각형 클러스터링 라우팅 프로토콜(TCRP)을 제안하였다. TCRP 는 삼각 모양으로 클러스터 헤드를 선택한다. 센서 필드는 에너지 레벨을 기준으로 지역을 나누게 되며 나뉘어져 있으며 모든 레벨에서 게이트 노드를 하나 선택하여 이 노드가 그 레벨 내에 있는 노드들의 데이터를 수집하고 리더 노드로 보낸다. 마지막으로 리더 노드가 BS 로 집계된 데이터를 보낸다. TCRP 는 몇 가지 실험을 통하여 BCDCP 보다 훌륭한 성능을 보여주었다.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제48권4호
• /
• pp.35-42
• /
• 2011

대규모 무선센서네트워크 시스템을 안정적으로 운영하기 위해서는 네트워크를 구성하는 각 링크의 링크 품질(link quality)을 기반으로 네트워크를 구성하는 것이 필요하다. 두 노드 사이의 링크 품질은 해당 링크를 포함하는 모든 경로의 품질에 영향을 준다. 따라서 데이터 전송을 위한 경로 수립 과정에서 링크의 품질을 정확히 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 대규모 무선센서네트워크를 구성하고, 운영에 들어가기까지 필요한 시간 및 에너지 소비를 최소화하기 위하여 통신 칩에서 제공하는 LQI(Link Quality Indication)와 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 동시에 활용하여 각 링크의 링크 품질을 평가할 수 있는 HLQM(Hybrid Link Quality Metric)을 제안한다. HLQM을 사용하여 링크 품질을 평가하면, 다수의 패킷 전송과정을 거친 후 얻어진 결과를 링크 품질 평가에 다시 이용하는 기존의 방법들이 가지는 네트워크를 구성하고 운영에 들어가기까지 많은 set-up time과 비용이 소요되는 문제점과 LQI 또는 RSSI를 각 각 사용하는 방법들이 가지는 문제점도 개선되어 보다 효율적으로 링크 품질을 평가할 수 있게 된다. 제안된 방법의 타당성과 효율성을 검정하기 위하여 실제 다수의 메시지 전송에서 얻어진 PDR과 비교하는 실험을 수행하였다. 실험의 결과에서 HLQM을 사용하면 다른 메트릭을 사용하여 얻어진 결과에 비해 정확도, 재현율 및 일치율이 상대적으로 우수하다는 것을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지C
• /
• 제12C권4호
• /
• pp.473-480
• /
• 2005

센서 네트워크는 다양한 환경에 설치되어 대상 탐지나 환경 감시 등, 유용한 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 센서 네트워크에서 센서 노드 간 키를 설정하는 것은 안전한 통신을 위한 가장 기본적인 요구 사항이다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크에서의 효율적 키 설정을 위해 클러스터에 기반한 구조와 다항식(polynomial)을 사용한 pairwise key 설정 방법을 제안하였다. 제안한 메커니즘에서는 네트워크를 클러스터링하여 각 클러스터 별로 유일한 다항식을 할당하고, 동일 클러스터에 있는 센서들은 클러스터헤드로부터 분배받은 다항식 부분정보(polynomial share)를 사용하여 자신의 전송 범위에 있는 이웃 노드들과 pairwise key를 생성할 수 있다. 그러나 통신하고자 하는 두 센서가 서로의 전송 범위 내에 있으나 다른 클러스터에 존재할 경우 클러스터헤드를 통하여 두 센서 간의 경로키를 전송하여 공유함으로써 두 센서는 안전하게 통신할 수 있다. 경로키의 수가 많아지는 경우 오버헤드가 높아지므로 경로키 수가 적을수록 유리한데, 그 수는 클러스터의 크기, 센서 노드의 수, 센서의 전송 범위, 센서의 밀집도에 따라 다르게 나타나고 시간도 이에 따라 다르기 때문에 적절한 조건을 제공함으로써 경로키 설정을 줄일 수 있다. 따라서 적절한 클러스터 크기와 센서의 전송 범위를 고려하면 제안한 메커니즘의 효율성을 더욱 높일 수 있음을 시뮬레이션을 통해서 확인할 수 있었다.