• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.451-453
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• 2007

This paper describes the design of an asynchronous implementation of a sensor network processor. The main purpose of this work is the reduction of power consumption in sensor network node processors and the research presented here tries to explore the suitability of asynchronous circuits for this purpose. The Handshake Solutions toolkit is used to implement an asynchronous version of a sensor processor. The design is made compact, trading area and leakage power savings with dynamic power costs, targeting the typical sparse operating characteristics of sensor node processors. It is then compared with a synchronous version of the same processor. Both versions are then compared with existing commercial processors in terms of power consumption.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권4호
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• pp.617-641
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• 2014

The energy constraint is still a common issue for the practical application of wireless sensors, since they are usually powered by batteries which limit their lifetime. In this paper, a practical compound energy efficiency strategy is proposed and realized in the implementation of a real time wireless sensor platform. The platform is intended for wireless structural monitoring applications and consists of three parts, wireless sensing unit, base station and data acquisition and configuration software running in a computer within the Matlab environment. The high energy efficiency of the wireless sensor platform is achieved by a proposed adaptive radio transmission power control algorithm, and some straightforward methods, including adopting low power ICs and high efficient power management circuits, low duty cycle radio polling and switching off radio between two adjacent data packets' transmission. The adaptive transmission power control algorithm is based on the statistical average of the path loss estimations using a moving average filter. The algorithm is implemented in the wireless node and relies on the received signal strength feedback piggybacked in the ACK packet from the base station node to estimate the path loss. Therefore, it does not need any control packet overheads. Several experiments are carried out to investigate the link quality of radio channels, validate and evaluate the proposed adaptive transmission power control algorithm, including static and dynamic experiments.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.910-917
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• 2016

Sensors have limited resources in sensor networks, so efficient use of energy is important. Representative clustering methods, LEACH, LEACHC, TEEN generally use direct transmission methods from cluster headers to the sink node to pass collected data. However, the communication distance of the sensor nodes at low cost and at low power is not long, it requires a data transfer through the multi-hop to transmit data to the sink node. In the existing cluster-based sensor network studies, cluster process and route selection process are performed separately in order to configure the routing path to the sink node. In this paper, in order to use the energy of the sensor nodes that have limited resources efficiently, a cluster-based multi-hop routing protocol which merges the clustering process and routing process is proposed. And the proposed method complements the problem of uneven cluster creation that may occur in probabilistic cluster methods and increases the energy efficiency of whole sensor nodes.

• 전기학회논문지
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• 제68권1호
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• pp.98-101
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• 2019

In this paper, we propose the power-based pipelined-forwarding MAC protocol which can select relay nodes according to the residual power and energy harvesting rate in EH-WSN (energy-harvesting wireless sensor networks). The proposed MAC follows a pipelined-forwarding scheme in which nodes repeatedly sleep and wake up in an EH-WSN environment and data is continuously transmitted from a high-level node to a low-level node. The sleep interval is adaptively controlled so that nodes with low energy harvesting rate can be charged sufficiently, thereby minimizing the transmission delay and increasing the network lifetime. Simulation shows that the proposed MAC protocol improves the balance of residual power and network lifetime.

• Smart Structures and Systems
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• 제10권3호
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• pp.271-298
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• 2012

Researchers have made significant progress in recent years towards realizing effective structural health monitoring (SHM) utilizing wireless smart sensor networks (WSSNs). These efforts have focused on improving the performance and robustness of such networks to achieve high quality data acquisition and distributed, in-network processing. One of the primary challenges still facing the use of smart sensors for long-term monitoring deployments is their limited power resources. Periodically accessing the sensor nodes to change batteries is not feasible or economical in many deployment cases. While energy harvesting techniques show promise for prolonging unattended network life, low power design and operation are still critically important. This research presents the WiSeMote: a new, fully integrated ultra-low power wireless smart sensor node and a flexible base station, both designed for long-term SHM deployments. The power consumption of the sensor nodes and base station has been minimized through careful hardware selection and the implementation of power-aware network software, without sacrificing flexibility and functionality.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권6호
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• pp.616-625
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• 2011

Ensuring the designed prestress force is very important for the safety of prestressed concrete bridge. The loss of prestress force in tendon could significantly reduce load carrying capacity of the structure. In this study, an automated prestress-loss monitoring system for prestressed concrete girder using PZT-interface and wireless impedance sensor node is presented. The following approaches are carried out to achieve the objective. Firstly, wireless impedance sensor nodes are designed for automated impedance-based monitoring technique. The sensor node is mounted on the high-performance Imote2 sensor platform to fulfill high operating speed, low power requirement and large storage memory. Secondly, a smart PZT-interface designed for monitoring prestress force is described. A linear regression model is established to predict prestress-loss. Finally, a system of the PZT-interface interacted with the wireless sensor node is evaluated from a lab-scale tendon-anchorage connection of a prestressed concrete girder.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.43-49
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• 2009

본 논문에서는 무선 센서 노드의 다양한 전력 소모 유형을 고려한 배터리 수명 계산 방법을 제시하였다. 무선센서 노드의 전력 소모 유형을 일회성 및 주기성으로 구분하고 여러 가지 동작 모드에 따른 소비 전력의 차이를 고려함으로써 전체 전류 소모량을 계산 할 수 있다. 여기에 배터리의 자기 방전율을 추가적으로 고려함으로써 센서노드의 배터리 수명을 계산하는 일반화된 식을 제시하였다. 제시된 계산 방식은 Zigbee등 임의의 센서노드에서 배터리 수명을 계산하는데 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.187-197
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• 2005

유비쿼터스 센서 네트워크에서 모든 센서노드들은 한정된 배터리로 통신에 참여하게 된다 기존의 인증방식을 사용하는 경우 많은 연산 수행이 필요하여 센서노드의 배터리를 과다하게 소모하여 센서노드의 동작 기간이 상대적으로 짧아지므로 네트워크 유지에 많은 어려움이 존재한다. 이 논문에서는 센서노드의 인증과정에서 전력 소비문제를 해견하기 위해 RM (RegisterManager)과 AM (AuthenticationManager)을 도입한 네트워크 구조를 제시하고, 노드의 상호인증을 통한 세션키를 발급하는 저전력 상호인증 프로토콜을 제안한다. RM과 AM은 개댈 센서노드에서 안전성을 보장하기 위해 수행되는 키 생성 및 암/복호화, 인증 과정을 센서노드 대신 처리하여 빠른 연산속도로 알고리즘을 처리한다. 따라서 센서노드의 인증에 소요되는 알고리즘 수행시간이 동일 서브넷에 존재하는 경우 평균 2.96$\%$, 서로 다른 서브넷에 존재하는 경우 평균 12.91$\%$ 빠르게 수행된다. 따라서 제안 방식은 센서 노드가 더 오랜 시간 통신에 참여할 수 있도록 하며, 센서네트워크의 크기가 증가할수록 효율적이다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권1호
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• pp.11-14
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• 2015

저전력 기술에 기반한 무선 센서 네트워크 (Wireless Sensor Networks, WSN) 기술은 유비쿼터스 사회에서 핵심 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 WSN환경에서의 국경 감시 및 제어 시스템을 제안한다. 시스템은 고정 센서노드, 모바일 센서노드, 고정 게이트웨이, 모바일 게이트웨이, 서버, 모바일 애플리케이션으로 구성된다. 이 시스템의 유용성은 모바일 애플리케이션은 사용자모드와 관리자모드로 나뉘어, 일반 사람들도 시간과 공간의 제약 없이 스마트폰을 통해 국경 침범을 감시하고 국경 망 환경에 대한 데이터를 얻을 수 있다. 관리자모드에서는 노드들의 유동적 작동을 위해 관리자가 원격으로 소프트웨어 업데이트를 할 수 있고, 모바일 노드의 위치를 조정할 수 있다. 또한 저전력 센서노드의 확장성을 위해 시스템에 적합한 멀티 홉 라우팅 프로토콜을 적용하여 구현하였으며 제안한 시스템이 한정된 자원과 저사양의 하드웨어로 동작하는 WSN환경에서도 신속하고 정확하게 동작함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.517-520
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• 2009

헬스케어 분야에 무선센서네트워크를 적용하기 위해서 저비용, 저전력, 초소형 사이즈인 이동성 센서노드들에 의한 헬스케어 응용시스템에 대한 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 특히, 헬스케어 센서노드는 환자가 쉽게 착용해서 환자의 건강상태를 모니터링을 하는데 주된 목적으로 하고 있으나, 센서노드 특성상 통신할 수 있는 전송범위를 극복하기 위해 멀티 홉 기반으로 문제를 해결해 왔지만 센서노드가 이동시 멀티 홉 형성에 다소 많은 시간적인 지연이 요구된다. 이런 문제로 인해 본 연구에서는 주변센서노드와 이동형 헬스케어 센서노드에 신속한 라우팅 변화를 위한 질의 기법을 구현했다. 무선 센서네트워크 노드의 라우팅 프로토콜이 노드의 이동성이나 패킷 전송 등을 처리하기 위해서 노드들 사이에 신속한 링크 연결에 대한 효율적인 컨트롤이 가능하기 위해서 비컨(Beacon) 메시지를 헬스케어 센서노드를 휴대한 환자의 활동 상태에 따라 비컨 메시지의 주기적인 질의를 부여하무로써 주변 센서노드와 헬스케어 센서노드 사이의 네트워크 형성이 신속하게 형성할 수가 있다.