• 전자공학회논문지
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• 제49권11호
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• pp.118-131
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• 2012

기존 전자발찌 시스템은 GPS 위성 및 휴대폰 기지국 통신을 통해 성범죄자의 위치를 추적하고 재범을 방지하는 장치이다. 하지만 GPS 위성통신 방식은 위성 신호 수신이 어려운 도심 건물의 실내나 지하철에서는 제대로 작동하지 않는다. 이러한 경우 휴대폰 기지국 통신을 통해 위치추적을 할 수 있다. 그러나 휴대폰 기지국은 설치범위가 수백 미터 간격으로 넓기 때문에, 위치추적을 할 경우 오차범위가 최대 2 km일 만큼 정확도가 떨어진다. 만약 도심의 5층 건물에서 유치원이 2층에 위치해 있고 커피숍과 성범죄자가 3층에 위치해 있다면, 기존 전자발찌는 건물 내부로 인해 GPS 위성통신으로 위치추적이 안되고 휴대폰 기지국 통신으로도 정확한 층에 대한 위치인식이 안 된다. 전자발찌는 위치인식 기반의 시스템으로 이러한 현상은 커다란 문제가 된다. 따라서 본 논문은 이런 위치인식 불가의 극한환경에서 USN을 이용하여 성범죄자들을 감시할 수 있는 스마트 전자발찌 시스템을 제안한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.76-85
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• 2011

본 논문에서는 외적요인에 따른 RSS 특성을 분석하고, RSS를 이용한 효율적인 실시간 실외 위치 추적 알고리즘과 그에 기반 한 시스템을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 지정된 공간 내에서의 위치별 신호 세기를 DB화하여 칼만 필터 이론을 적용한 예측을 통한 정확한 좌표를 선별하는 방법을 적용하여 위치 추적의 정확도를 높였다. 제안된 알고리듬의 검증을 위한 하드웨어 장치로는 802.15.4(ZigBee) 네트워크 환경에서 위치 정보를 전송하기 위해 태그(Tag), AP(Access Point), 데이터 수집기(Data Receiver) 등으로 구현하였다. 각각의 하드웨어는 Texas Instrument(TI)사의 MSP430 마이크로프로세서와 CC2420 무선통신 칩을 사용하여 구현되었다. 또한 태그 위치를 2차원 평면상에 나타내기 위한 실시간 위치 추적 프로그램을 구현하였다. 제안된 알고리즘에 기반 한 실시간 위치추적 시스템을 구축하여 태그의 위치를 추적한 결과 외적요인에 비교적 안정한 RSS 값을 갖는 실외 환경에서는 19.12cm의 평균 거리 오차와 5.31cm의 표준편차를 갖는 실시간 위치 추적 시스템의 효율성과 정확성이 나타남을 확인 할 수 있었다. 한편, 외적요인에 의해 불안정한 RSS 값을 갖는 실내 환경에서는 제안한 알고리즘과 그에 기반 한 시스템이 정확한 실시간 위치 추적에 다소 어려움이 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11B호
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• pp.1346-1356
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• 2011

운송은 우리 사회에서 사람들과 화물, 정보의 이동을 제공함으로서 중요한 역할을 해왔다. 하지만 교통사고와 교통 체증, 대기 오염 등을 유발하는 부정적인 면도 가지고 있다. 이러한 문제의 주원인은 차량 수의 급격한 증가에 있다. 이러한 문제들을 완화시키는 가장 쉬운 방법은 새로운 도로 기반 시설을 건설하는 것이지만, 시간과 비용, 공간 등과 같은 자원의 제약이 있다. 따라서 기존 도로 기반 시설을 효율적이고 안전하게 관리할 필요가 있다. 본 논문에서는 유비쿼터스 센서 네트워크를 사용한 도로에서 긴급 차량 출동을 위한 빠르고 안전한 도로 예약 방식을 제안한다. 또한 앰블런스나 소방차, 경찰차와 같은 긴급차량들이 목적지에 빠르고 안전하게 도착할 수 있도록 세가지 예약 방법에 대한 비교분석을 하고 다양한 도로 상태에서 예약되지 않은 경우에 비해 예약을 한 경우 약 1.09 ~ 1.2 배 빠른 속도를 낼 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보여준다. 도로 예약을 사용하는 경우 긴급차량의 속도를 줄이지 않으면서 안전하게 운행할 수 있으며, 교통 체증을 완화시키는 데도 도움을 줄 수 있음을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.96-101
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• 2015

최근 NFC(Near Field Communication)기능을 내장한 스마트폰의 급속한 보급과 더불어 다양한 응용분야와 서비스들이 생겨나고 있다. 기존 비접촉식 스마트카드의 주요 기능이었던 전자식 잠금장치(DDL; Digital Door Lock)와 전자결제를 휴대폰으로 대체할 수 있을 뿐 아니라, Bluetooth 나 Wifi 등의 통신기술에서 초기 setup 과정의 번거로움을 덜어주는 페어링(Pairing) 기능, 가전제품들을 휴대폰으로 모니터링하고 컨트롤하는 기능, 최근 수요가 급격히 증가하고 있는 다양한 센서들의 데이터를 휴대폰으로 수집하여 통신망으로 연결시켜 주는 기능 등 수요가 급격히 증가하고 있다. 이 다양한 센서들과 NFC가 접목됨으로써 한동안 국가적으로 추진해 왔던 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 한층 활성화 할 것으로 기대된다. 또한 이는 최근에 큰 화두가 되고 있는 사물인터넷(IoT; Internet of Things) 기술의 핵심이라고 할 수 있는데, IoT 의 최종단에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 이러한 기능들을 수행하기 위해서는 NFC 브릿지라고 하는 즉, 각종 디바이스와 휴대폰의 NFC 컨트롤러칩을 연결시켜 주는 기능을 하는 칩이 필요하게 된다. 기존의 Passive 태그 칩 기능에 다양한 디바이스들과의 인터페이스 기능을 추가함으로써 간단하면서도 저렴한 NFC 브릿지 기능을 수행할 수 있도록 하는 칩이다. 본 연구에서는 NFC Forum에서 만든 NFC 표준을 기반으로 하여 NFC 브릿지 칩을 설계하고 구현하였다. 이 칩은 크게 디지털 파트와 아날로그 파트로 구성이 되어 있어서, RF 신호 처리와 이를 디지털 신호로 변환하여 디바이스와 인터페이스가 가능하도록 하였다. 특히 RF 감지를 통하여 디바이스의 호스트 프로세서를 깨우는 기능을 추가함으로써 디바이스의 전력손실을 최소화 할 수 있다. 이 기능은 무전원 혹은 저전력 디바이스에 주로 사용되기 때문에 아주 중요한 기능이라고 할 수 있다. 캐리어 주파수는 13.56MHz를 사용하고 있고, 데이터 전송속도는 212kbps 및 424kbps를 지원하고 있으며, SMIC 180nm mixed-mode 공정을 사용하여 제작되어졌다. 제작된 칩의 기능과 성능을 검증하기 위하여 혈당측정기에 적용을 하여 NFC 혈당측정기 시스템을 구현하였는데, 이 구현된 시스템도 본 논문에 기술하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권2호
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• pp.220-226
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• 2013

최근 공장자동화 및 물류시스템의 발전은 대형선박이나 물류창고 등과 같은 넓은 작업현장을 소수의 작업자가 관리할 수 있게 되었다. 기존의 무선 실내 위치인식 시스템에서 이러한 작업자들의 정확한 위치를 추정하기 위해서 일반적으로 셋 또는 그 이상의 고정노드가 하나의 노드로 이루어진 이동노드의 위치를 인식하는 방식이 주로 사용되고 있다. 하지만 이러한 방법은 작업자(이동노드)에 비하여 넓은 작업현장에 많은 고정노드가 필요하므로 노드 배치 측면에서는 비효율적이다. 따라서 소수의 작업자를 요구하는 이러한 작업환경에서 효율적으로 노드를 배치하기 위하여 본 논문에서는 세 개의 노드로 구성된 이동노드가 고정노드 두 개의 상대좌표를 효율적으로 인식함으로써 고정노드의 개수를 저감하는 새로운 추정 알고리즘과 이동노드와 고정노드 사이의 거리오차를 최소화하기 위하여 Rounding estimation(RE) 기법을 제안한다. 실험 결과 제안한 RE기법은 자유공간에서 기존의 삼변측량법의 오차율 대비 90.9% 개선된 위치인식 결과를 나타냈다. 또한 실내 자유공간에서 고정노드 수를 최대 50%까지 감소시킬 수 있음에도 불구하고 제안한 추정 알고리즘은 평균 오차 0.15m의 정밀한 위치인식이 가능하였다.

• 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.

• 지능정보연구
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• 제17권4호
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• pp.143-155
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• 2011

본 논문에서는 RFID 기반의 전자 팔찌를 이용한 전자 출석부 및 어린이 보호팔찌 시스템을 제안한다. 제안된 시스템에서는 임베디드시스템 기반의 RFID 기술을 응용한 전자 출석부가 필요하며, 위치 추적과 동시에 범인의 전자 팔찌와 반응할 수 있는 GPS 시스템이 있어야 한다. 또한 이동 통신 모듈을 이용한 RFID 전자 팔찌와 임베디드시스템 기반의 RFID 출입 통제 시스템이 필요하며 상황정보를 전송 받을 수 있는 스마트폰 등의 모바일 시스템이 있어야 한다. 이렇게 동시에 연동될 수 있는 장비와 시스템들을 융합하여 사용한다면 아이들이 안전하게 유치원이나 학교를 다닐 수 있을 것이다. 본 논문의 구성은 RFID 리더기와 임베디드시스템 기반의 전자 출석부(고정용 리더기) 및 출입 통제 시스템, RFID 태그와 리더기, GPS 및 이동 통신 모듈(CELL 방식)를 활용한 추적 시스템을 가진 전자 팔찌로 이루어져 있다.