• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권3호
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• pp.127-136
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• 2010

무선 센서네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서네트워크 운영체제가 요구된다. 또한 센서네트워크는 외부 물리 환경의 변화에 반응하여 동작하는 시스템이기 때문에 여러 이벤트를 동시에 신속하게 처리 할 수 있어야 한다. 이러한 요구조건을 만족시킬 수 있도록 TinyOS나 MANTIS, NanoQplus 등 센서네트워크용 운영체제에서 다양한 기법들이 제시되고 있다. 하지만, 센서네트워크 응용 프로그램을 개발하는 프로그래머 입장에서는 제약이 심한 개발 환경과 개발을 용이하게 할 수 있도록 하는 프레임워크가 부족한 문제점도 매우 크다. 이를 위해 본 논문에서는 반응형 시스템에 적합한 상태머신 프레임워크를 멀티쓰레드 기반의 센서네트워크운영체제인 NanoQplus에 구현하였다. 또한 효과적인 이벤트 처리를 위한 이벤트 브로커 모듈 및 상태머신간 메시지 공유를 위한 메시지 자료구조와 메시지 및 메시지큐를 핸들링하고 상태머신의 전이를 수행하는 실행 모듈을 제안한다. 추가적으로 상태머신 프레임워크기반의 응용 프로그램을 좀 더 용이한 개발을 지원할 수 있는 CASE(Computer-aided software engineering)툴을 개발하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권4호
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• pp.371-382
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• 2007

본 논문에서는 주기 및 비주기 태스크의 효율적인 관리를 제공하는 실시간 센서 노드 플랫폼을 설계하고 구현하였다. 기존 센서 노드의 소프트웨어 플랫폼은 제한된 센서 노드의 자원을 효율적으로 사용하기 위하여 메모리 및 전력 소비량의 최소화에만 초점을 두었기 때문에 태스크의 실시간성과 빠른 평균 응답시간을 보장하는 실시간 센서 노드의 소프트웨어 플랫폼에는 적합하지 않다. 이에 본 논문에서는 센서 노드의 소프트웨어 플랫폼으로 많이 사용되고 있는 TinyOS 기반에서 태스크의 실시간성과 빠른 평균 응답시간을 보장할 수 있는 기법과 한계를 분석하였으며, 모든 주기 태스크가 마감시한 내에 실행이 완료되는 것을 보장하고 비주기 태스크의 응답시간을 최소화하는 실시간 센서 노드 플랫폼을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 플랫폼은 Atmel사의 초경량 8비트 마이크로프로세서인 Atmega128L이 탑재된 센서 보드에서 구현되었다. 구현된 실시간 센서 플랫폼의 성능을 분석한 결과, 모든 주기 태스크의 마감시한 보장을 제공함과 동시에 향상된 비주기 태스크의 평균 응답시간과 낮은 시스템의 평균 처리기 이용률을 확인할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권1호
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• pp.79-88
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• 2006

본 논문에서는 RFID와 근거리 무선 통신 기술인 ZigBee를 접목시켜 유비쿼터스 u-Health 시스템을 구현하였다. RFID 태그인식 기술, ZigBee의 데이터 송수신 기술을 이용하는 무선 프로토콜 키트를 만들었고 TinyOS에서 ZigBee의 소프트웨어를 구현하였다. RFID와 접목 가능한 무선 통신 기술들은 Bluetooth, ZigBee, 802.11x WLAN 등이 있다. 논문에서 제시한 환경은 무인간병과 같은 u-Health 시스템으로서, 조밀한 sensor 네트워크 환경을 갖게 되는 병원 등의 환경에 적합하도록 ZigBee를 사용한 것이다. RFID와 ZigBee가 부착되는 디바이스들은 앞으로 팔찌, 손목시계, 반지 등의 크기로 소형화 될 것이다. 본 논문에서 제안하는 RFID와 ZigBee 통합 환경은 WBAN(Wireless Body Area Network) 및 WPAN(Wireless Person Area Network)환경에서 상태 정보를 인식하여 원하는 action들로 반응하도록 요구되는 응용에 활용될 수 있다. 태그의 정보와 환자의 상태에 따라 여러 가지 제약사항을 두어 환자의 단말기에 문자정보의 형태로 LCD에 표시하거나, 음성정보로 메시지를 전송하도록 설계하고 구축하였다 RFID는 어플리케이션의 목적에 맞춰 다양한 무선통신 기술과의 결합을 이루어 나갈 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.120-130
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• 2012

최근 장대 교량 및 복잡한 교량의 형상이 자주 건설됨에 따라, 교량의 안전도 및 건전성 평가에 많은 관심이 집중되고 있다. 장대교량의 경우 다양한 종류의 계측기 들이 설치되어, 측정된 센싱(Sensing)자료를 신호처리를 통해 케이블을 이용하여 장거리 전송하거나, Smart Health 모니터링 개념으로 교량 현장에서 게이트웨이(Gateway)를 통해 외부 무선통신망에 연결하여 정보를 전송하는 최신 무선통신 기술을 적용하고 있다. 하지만, 전 세계적으로 발생한 교량 관련 안전사고의 경우 위험 또는 사고인지에 따른 실시간 예방적, 지능적 조치가 미흡하여 대형사로를 유발한 것으로 보고되고 있다. 이런 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 첨단 무선통신인 RFID(Radio Frequency Identification)/USN (Ubiquitous Sensor Network)기술의 기본 개념인 "Communication Among things" 사물 간 통신 개념을 교량 계측모니터링에 적용하여, 교량에 탑재된 다양한 계측 센서 노드로부터 내구성/안전성에 관련된 위험신호를 추출하여 긴박한 안전사고 등이 인지된 경우 사고예방개념에서 사물 간 통신개념으로, 교량의 센서노드가 바로 교량 인근의 교통신호등에 RF 무선 전파를 송신하여 교량의 교통을 차단하며, 대형 사고를 예방할 수 있는 USN기반의 지능형 교량 시스템을 구축을 위한 센서노드모듈을 설계 하였으며, TinyOS 기반 미들웨어 설계와 센서 자유공간 송수신거리 테스트를 실시하여 센서의 성능을 검증 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.114-123
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• 2007

집적회로 기술, 무선 통신 기술, 그리고 마이크로 컴퓨팅 등의 기술 발전에 힘입어, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 실현하고 차세대 IT산업을 이끌 새로운 기술로서 센서 네트워크 기술이 점차 주목 받고 있으며 많은 연구가 활발히 수행되고 있다. 향후 센서 네트워크는 이를 구성하는 각각의 센서 노드들, 그리고 더 나아가 센서 네트워크 자체도 지속적으로 생성되거나 소멸되면서 기존의 네트워크와 상호 통신하고 주위환경에 맞추어 변화하며 동적으로 진화해 나갈 전망이며, 서로 다른 주소 체계를 사용하고 있는 이들의 상호 연동이 요구되어지고 있다. 따라서 본 논문은 센서 네트워크와 인터넷과의 상호 통신을 위해 TCP 포트번호 기반 주소 연동 방안을 제안한다. 제안된 연동 방안은 Zigbee 기반 센서 네트워크의 주소 체계와 인터넷의 주소체계인 IP 기반 인터넷 주소 체계가 서로 통신할 수 있도록 주소를 연동하는 방안이며, Berkeley TinyOS와 mica motes,그리고 IP 프로토콜을 이용하여 제안된 주소 연동 방안을 구현하였다. 또한 실험을 통해 제안된 연동 방안을 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제37권2호
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• pp.359-368
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• 2015

In this paper, we investigate the capture effect through experiments conducted with Iris nodes equipped with AT86RF230 radio transceivers. It is shown that the first arriving packet in a collision can capture the radio channel for equal power transmissions and may be decoded depending on the amount of overlap. A new 3-packet-capture scenario is introduced and implemented. To be able to understand the impact of capture on the throughput performance of wireless sensor networks, we present an analysis of the capture coefficient using our practical results. For real-world implementations, the throughput of pure ALOHA considering a finite number of users is presented in analytical form. The capture coefficient is then applied to pure ALOHA as a case study. Using analytical and practical implementations of the capture effect on ALOHA, a very good match in channel throughput performance enhancement is demonstrated over the non-capture effect case. TinyOS-2.x is used to program the nodes and to observe data exchange on a computer through a base station.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권1호
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• pp.221-237
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• 2016

The wireless body area networks (WBANs) consist of wearable computing devices and can support various healthcare-related applications. There exist two crucial issues when WBANs are utilized for healthcare applications. One is the protection of the sensitive biometric data transmitted over the insecure wireless channels. The other is the design of effective medical management mechanisms. In this paper, a secure medical information management system is proposed and implemented on a TinyOS-based WBAN test bed to simultaneously address these two issues. In this system, the electronic medical record (EMR) is bound to the biometric data with a novel fragile zero-watermarking scheme based on the modified visual secret sharing (MVSS). In this manner, the EMR can be utilized not only for medical management but also for data integrity checking. Additionally, both the biometric data and the EMR are encrypted, and the EMR is further protected by the MVSS. Our analysis and experimental results demonstrate that the proposed system not only protects the confidentialities of both the biometric data and the EMR but also offers reliable patient information authentication, explicit healthcare operation verification and undeniable doctor liability identification for WBANs.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.703-706
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• 2007

인체의 실시간 활동 모니터링은 활동량과 활동능력에 대한 중요한 정보를 제공한다. 본 연구에서 3축 가속도 센서와 무선센서노드를 활용하여 인체의 활동을 평가하고 응급상황을 인지할 수 있는 시스템을 개발하였다. 본 연구에 의해 구현된 실시간 시스템은 구현된 분류알고리즘을 통해 다양한 자세와 자세변화를 분류할 수 있으며, 추가적으로 낙상을 감지할 수 있다. 구현된 시스템의 성능평가 결과 높은 분류 정확성을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.227-232
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• 2011

현재 무선센서노드 기반의 헬스케어 모니터링 시스템이 활발히 연구되고 있다. 하지만 생체신호의 모니터링을 위한 전체 데이터의 전달은 무선센서네트워크 내의 데이터 트래픽과 에너지 소모가 증가하게 된다. 본 연구에서는 경량의 전처리 과정 및 알고리즘을 통해 ECG신호에서 의미있는 파라미터만을 검출하여 전송하였다. 본 연구에서는 정상적인 ECG에서 무선센서노드에서 R피크, RR간격을 검출할 수 있는 TinyOS 기반 어플리케이션을 구현하였으며 결과로 dECG, R피크, RR간격, HRV를 그래프로 확인 할 수 있었다. 따라서 본 연구를 이용하면 ECG신호 전체 데이터가 아닌 주요 정보만을 보냄으로서 에너지 소모, 데이터량을 줄일 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.1040-1044
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• 2012

We design a NCS (Networked Control System) where the communication between sensors and controllers takes place over a USN (Ubiquitous Sensor Network). In order to measure time delays between sensors and controllers in real time, we design an algorithm to measure RTT (Round Trip Time) between USN nodes, and implement it into TinyOS of USN. By using the measured time delays, we construct the Smith predictor to compensate the time delays between sensors and controllers in real-time. For the real time experiment, we simulate the dynamic plant model, controller, and USN interface using Real-Time Windows Target provided in MATLAB. The USN interface in the Simulink model consists of serial ports, which connect the plant output and controller with USN nodes. The experiment results show that the time delays between sensors and controllers are precisely measured in real time; the Smith predictor appropriately compensates the time delays; and the stability is achieved in the closed-loop of the NCS.