• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (D)
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• pp.291-296
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• 2008

Wireless network technologies are becoming more widely used in industrial environment. The industrial communication system requires a real-time delivery of messages. The sensors periodically senses the physical environment and wants to deliver the data in real-time to the sink. This paper proposes a real-time protocol for periodic messages on wireless sensor and actor networks to be used in industrial communications. The proposed protocol delivers the data message using the shortest path from the source and the nearest actor. The protocol considers the energy consumption by reducing the number of broadcast messages during flooding. We have evaluated the performance of the proposed protocol using QualNet simulator. The simulation results show that the data messages have been delivered in real-time and the number of broadcast messages is reduced from 90% to 35% compared the existing protocols.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.99-107
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• 2008

저 전력 기술에 기반한 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks, WSN)는 유비쿼터스 시대의 중요한 핵심 요소로 자리잡고 있다. 본 논문은 이러한 WSN에 기반한 응용으로서 복지 관리 시스템을 제시하였다. 특히 저가격과 저 전력을 달성할 수 있도록 S-MAC(Sensor Medium Access control)인 프로토콜을 적용하여 구현하였으며, TOSSIM 시뮬레이터를 이용해 성능을 평가하였다. 복지 대상자의 집에는 여러 센서와 소형 데이터베이스 서버를 설치하여 집안의 환경을 조사하고 저장하였다. 소형 서버는 무선 애드혹 네트워크를 구성하여 상호간 연결하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.901-923
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• 2017

Efficient key distribution and management mechanisms as well as lightweight ciphers are the main pillar for establishing secure wireless sensor networks (WSN). Several symmetric based key distribution protocols are already proposed, but most of them are not scalable, yet vulnerable to a small number of compromised nodes. In this paper, we propose an efficient and scalable key management and distribution framework, named KMMR, for large scale WSNs. The KMMR contributions are three fold. First, it performs lightweight local processes orchestrated into upward and downward tiers. Second, it limits the impact of compromised nodes to only local links. Third, KMMR performs efficient secure node addition and revocation. The security analysis shows that KMMR withstands several known attacks. We implemented KMMR using the NesC language and experimented on Telosb motes. Performance evaluation using the TOSSIM simulator shows that KMMR is scalable, provides an excellent key connectivity and allows a good resilience, yet it ensures both forward and backward secrecy. For a WSN comprising 961 sensor nodes monitoring a 60 hectares agriculture field, KMMR requires around 2.5 seconds to distribute all necessary keys, and attains a key connectivity above 96% and a resilience approaching 100%. Quantitative comparisons to earlier work show that KMMR is more efficient in terms of computational complexity, required storage space and communication overhead.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.365-368
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• 2008

This paper presents a new concept of IP-based wireless sensor networks and also introduces a routing protocol that is based on clustering for global healthcare information system. Low-power wireless personal area networks (LoWPANs) conform the standard by IEEE 802.15.4-2003 to IPv6 that makes 6lowpan. It characterized by low bit rate, low power, and low cost as well as protocol for wireless connections. The 6lowpan node with biomedical sensor devices fixed on the patient body area network that should be connected to the gateway in personal area network. Each 6lowpan nodes have IP-addresses that would be directly connected to the internet. With the help of IP-address service provider can recognize or analysis patient biomedical data from anywhere on globe by internet service provider equipments such as cell phone, PDA, note book. The system has been evaluated by technical verification, clinical test, user survey and current status of patient. We used NS-2.33 simulator for our prototype and also simulate the routing protocols. The result shows the performance of biomedical data packets in multi-hope routing as well as represents the topology of the networks.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.108-112
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• 2005

유비쿼터스 컴퓨팅의 기반 설비인 센서 네트워크는 많은 수의 센서 노드들로 구성되며, 각 센서 노드의 하드웨어는 매우 작은 규모이다. 또한 센서 네트워크는 구축 목적에 따라 네트워크 토폴로지 및 라우팅 방식이 결정되어야 하고, 이와 더불어 센서 노드의 하드웨어와 소프트웨어도 필요에 따라 다양하게 변경되어야 한다. 따라서 센서 네트워크가 구현되기 전에 시스템 동작과 성능을 예측할 수 있는 센서 네트워크 시뮬레이터가 필요하다. 기존의 센서 네트워크 시뮬레이터들은 특별한 응용을 위한 특정 기반의 하드웨어와 운영체제에 국한되어 개발되었기 때문에 다양한 센서 네트워크 환경을 지원하기에는 한계가 있으며, 센서 네트워크 설계상의 주요 요소인 전력소모량과 실행 시간에 대한 분석이 포함되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 특정한 응용이나 운영체제에 제한을 받지 않으면서 다양하게 센서 네트워크 환경을 설계 및 검증할 수 있고, 더불어 전력소모량과 실행시간 추정도 가능한 시뮬레이터를 개발하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 본 연구에서 개발한 시뮬레이터는 기계명령어-레벨(machine instruction-level)의 이산-사건 시뮬레이션(discrete-event simulation) 기법을 이용함으로써 실제 센서 노드의 프로그램 실행 및 관련 동작들을 세부적으로 예측하는 데 사용될 수 있도록 하였다. 시뮬레이션의 작업부하(workload)인 명령어 트레이스(instruction trace)로는 ATmega128L 마이크로컨트롤러용으로 크로스 컴파일된 인텔 핵스-레코드(.hex) 형식을 사용한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1604-1617
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• 2014

This paper proposes RIX-MAC (Receiver-Initiated X-MAC), a new energy-efficient MAC protocol based on an asynchronous duty cycling. RIX-MAC improves energy efficiency through utilizing short preambles and adopting the receiver-initiated approach, where RIX-MAC minimizes sender nodes' energy consumption by enabling transmitters to predict receiver nodes' wake-up times. It also reduces receiver nodes' energy consumption by decreasing the number of control frames. We use the network simulator to evaluate RIX-MAC's performance. Compared to the prior asynchronous duty cycling approaches of X-MAC and PW-MAC, the proposed protocol shows a remarkable improvement in energy-efficiency and end-to-end delay.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권3호
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• pp.285-298
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• 2009

유비쿼터스 기술의 발전과 함께 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그 중 특히 의료 분야는 중요한 응용 분야 중의 하나로 바디 센서 네트워크의 표준화 동향과 함께 관심이 집중되고 있다. 의료 센서 네트워크는 기존의 일반적인 환경의 센서 네트워크와는 다른 의료 환경만의 특징들을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 특징들을 반영하여 계층적인 의료 센서 네트워크 구조를 제안하였고, 계층적인 구조를 바탕으로 하여 센싱 데이터 전송 방식을 소개하였다. 즉, 효율적인 센싱 데이터 전송을 위해서는 환자들의 요구 사항과 건강 상태를 고려하여 각 센서 노드들에게 우선 순위(Priority)와 경계값(Threshold Value)을 주었다. 이를 통해 클러스터 헤드에서 응급 데이터를 우선적으로 빠르게 베이스스테이션으로 전송하도록 하였다. 또한 이와 같은 구조와 전송 방식을 바탕으로 센서 네트워크를 위해 Eschenauer와 Gligor가 제안한 키 메커니즘을 기반으로 하여 새로운 키 관리 기법을 제안하였다. 이는 각 클러스터 헤드들이 높은 우선 순위를 갖는 응급 노드들에 대해서 이웃 클러스터로 응급 노드와의 키를 미리 전송해주는 Key Provisioning 방법을 사용하여 응급 노드들에 대해서 키 설립을 준비하도록 하여 키 설립이 보다 빠르게 이루어지도록 하였다. 이를 통해 키 설립 지연으로 인한 데이터 전송의 기다림 없이 바로 응급 노드들의 데이터를 클러스터 헤드로 전송할 수 있도록 한다. 이와 같은 계층적인 구조에서의 데이터 전송 방식과 이를 바탕으로 제안한 키 관리 기법은 수식 및 QualNet 시뮬레이터를 사용한 시뮬레이션을 통하여 네트워크 트래픽 오버헤드와 에너지 소모량을 분석하였으며, TmoteSKY 센서보드를 사용해 구현함으로써 그 효율성을 증명하고 실제 응용환경에서의 실현가능성을 입증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.151-157
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• 2010

MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 분야의 급격한 발전은 저비용의 정보 처리 센싱 능력을 갖춘 센서의 발전에 박차를 가했다. 이러한 기술의 흐름은 강력하고 높은 확장성을 가지는 WSNs(Wireless Sensor Networks)을 위하여 더 많은 센서 간 연결을 위한 연구가 진행되고 있는 실정이다. WSNs의 자원부족, Ad-hoc 배치방법, 보다 광대해지는 규모는 센서 간 통신에서 안전성을 보다 중요한 문제로 인식하게 하고 있다. 센서 네트워크의 주요 고려사항은 에너지 효율이기 때문에, 보안 기술은 통신에서의 보안 특징과 그것을 수행하기 위해 계산해야하는 오버헤드 간 균형을 맞춰야한다. 본 논문에서는 새로운 보안 인식 다중경로 위치기반 라우팅 프로토콜을 개발하기 위하여 위치정보와 전송확률을 결합한다. 네트워크 시뮬레이터(ns-2)를 실행한 결과 보다 나은 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제42권3호
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• pp.351-365
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• 2020

Directional sensor networks (DSNs) can significantly improve the performance of a network by employing energy efficient communication protocols. Neighbor discovery is a vital part of medium access control (MAC) and routing protocol, which influences the establishment of communication between neighboring nodes. Neighbor discovery is a challenging task in DSNs due to the limited coverage provided by directional antennas. Furthermore, in these networks, communication can only take place when the beams of the directional antennas are pointed toward each other. In this article, we propose a novel multiple token-based neighbor discovery (MuND) protocol, in which multiple tokens are transmitted based on an area exploration algorithm. The performance of the protocol is evaluated using the Cooja simulator. The simulation results reveal that the proposed MuND protocol achieves lower neighbor discovery latency, with a 100% neighbor discovery ratio, and has a relatively low communication overhead and low energy consumption.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.124-129
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• 1992

The goal of the proposed Intelligent Assisting System - IAS is to assist human operators in an intelligent way, while leaving decision and goal planning instances for the human. To realize the IAS the very important issue of manipulation skill identification and analysis has to be solved, which then is stored in a Skill Data Base. Using this data base the IAS is able to perform complex manipulations on the motion control level and to assist the human operator flexibly. We propose a model for manipulation skill based on the dynamics of the grip transformation matrix, which describes the dynamic transformation between object space and finger joint space. Interaction with a virtual world simulator allows the calculation and feedback of appropriate forces through controlled actuators of the sensor glove with 10 degrees-of-freedom. To solve the sensor glove calibration problem, we learn the nonlinear calibration mapping by an artificial neural network(ANN). In this paper we also describe the experimental system setup of the skill acquisition and transfer system as a first approach to the IAS. Some simple manipulation examples and simulation results show the feasibility of the proposed manipulation skill model.