본 논문에서는 멀티 태스크 기반의 확장성과 주기 및 비주기 태스크 관리 기법을 효율적으로 제공할 수 있는 실시간 센서 노드 플랫폼을 설계하고 구현하였다. 기존의 센서 네트워크 운영체제는 주기 및 비주기 태스크간의 효율적인 스케줄링 기법을 제공하지 않기 때문에 우선순위가 높은 비주기 태스크의 실행 선점으로 인해 주기 태스크의 마감시한을 보장할 수 없다. 이에 본 논문에서 제안한 주기 및 비주기 태스크 관리 기법은 운영체제 수준에서 주기 태스크의 마감시한 보장과 더불어 비주기 태스크의 평균 응답시간을 최소화할 수 있다. 또한 센서 노드 플랫폼에 용이한 확장성을 제공하기 위하여 멀티 태스크 기반의 동적 컴포넌트 실행 환경이 보장되는 센서 노드 플랫폼을 초경량 8비트 마이크로프로세서인 Atmel사의 Atmega128L이 탑재된 센서 보드에서 구현하였다. 구현된 실시간 센서 노드 플랫폼의 동작을 시험한 결과, 주기 태스크의 마감시한 보장을 제공함과 동시에 향상된 비주기 태스크의 평균 응답시간과 효율적인 시스템의 평균 처리기 이용률을 확인할 수 있었다.
센서 네트워크 기술로서 스마트 태그 기술을 이용한 RFID 기술이 최근 각광을 받고 있다. 그러나 누구든지 태그 정보를 쉽게 읽어 볼 수 있는 점, 태그와 리더기 간의 상호 인증 문제, 저렴한 가격의 스마트 태그 구현을 위하여 보안적인 구현의 커다란 제약이 존재하는 등 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 적용하기엔 여전히 문제점들이 발생되고 있다. 따라서 제안방식은 사용자 주변의 신뢰된 RFID 태그를 기반으로 RF 네트워크에서 요구되는 다양한 서비스와 관련된 보안과 효율성을 향상시키기 위해 기존 논문에서 인증만을 위해 사용하던 수동형 RFID 태그를 이용해 임시 그룹을 설정하여 동적인 환경에 다양한 서비스를 제공하기에 적합한 관리 방식을 제안하였다. 또한 RFID 관리 방식에서 RFID 그룹화, 서비스별 임시 그룹 설정, 보안 서비스를 제공하며, 통신의 효율성을 향상 시켰다.
본 논문에서는 유비쿼터스 환경 구축을 위한 센서 네트워크에서 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 멀티홉(multi-hop) 릴레이 (Relay) 전송 시스템을 고려한다. ISM 주파수 대역을 사용하는 DBO-CSS (Differentially Bi-Orthogonal Chirp Spread Spectrum) 방식의 확산대역 신호 중 하나인 첩 (Chirp) 신호를 이용하여 구축된 센서 네트워크를 기반으로 센서 거리 및 사물 위치인식을 위한 효율적인 릴레이 프로토콜을 제안한다. 효율적인 네트워킹 접속을 위하여 Zone information packet, Hop information packet, Tag information packet 및 Application serial packet 의 4종류의 패킷구조를 설계하여 구현하였으며, 구축된 센서 네트워크를 기반으로 사물의 위치인식의 효율성을 높이기 위한 구현 알고리즘을 제안하였다. 최종적으로 $15m{\times}15m$ 멀티셀 및 10 홉으로 구성된 테스트베드 시스템에서 제안한 프로토콜의 성능의 우수성을 검증한다.
최근 유비쿼터스 컴퓨팅과 유비쿼터스 네트워크를 활용하여 새로운 서비스들을 개발하려는 노력이 활발히 진행 중이며, 이에 관련된 기술의 중요성도 급증하고 있다. 특히 감시정찰 센서네트워크의 핵심 구성요소인 저가의 경량 센서노드에서 측정한 미가공 데이터(raw data)를 사용하여 침입 물체의 실시간 탐지, 식별, 추적 및 예측하기 위한 디지털 신호처리 기술은 주요 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 감시정찰 센서네트워크의 핵심 구성요소인 센서노드의 적외선 센서에서 측정한 척외선 미가공 데이터를 사용하여 사람과 차량을 탐지할 수 있는 디지털 신호처리 알고리즘을 설계 및 구현한다. 알고리즘의 주 목표는 감사정찰용 센서노드의 탐지 신뢰성을 높이기 위하여 높은 침입물체 탐지 성공률(success rate)과 낮은 허위신고(false alarm) 횟수를 갖도록 하는 것이다. 성능평가 결과에 의하면 제안한 APIDA 알고리즘은 평지일 경우 90% 이상의 탐지 성공률과 2회 이하의 허위신고 횟수를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
Khan, Murad;Silva, Bhagya Nathali;Jung, Changsu;Han, Kijun
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권2호
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pp.1057-1069
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2017
The applications of Wireless Sensor Networks (WSN) are progressively adopting for various smart home services such as home automation, controlling smart home household appliances, constrained application services in a smart home, etc. However, enabling a seamless and ubiquitous WSN communication between the smart home appliances is still a challenging job. Therefore, in this paper, we propose a smart home control system using an Actuator based ZigBee networking (AZNET). The working of the proposed system is further divided into three phases, 1) an interference avoidance system is adopted to mitigate the effect of interference caused due to the co-existence of IEEE 802.11x based wireless local area networks (WLAN) and WSN, 2) a sensor-based smart light control system is used to fulfill the light requirement in the smart home using the sunlight with light source, and 3) an autonomous home management system is used to regulate the usage time of the electronic appliances in the smart home. The smart is tested in real time environment to use the sunlight with light sources in a various time of the day. Similarly, the performance of the proposed smart home is verified through simulation using C# programming language. The results and analysis revealed that the proposed smart home is less affected by the interference and efficient in reducing the energy consumption of the appliances available in the smart home scenario.
Since the late 20th century, digital technology has changed our environment in many ways. The representative advanced homes today embed digital facilities such as a sensor infrastructure, a networking system, and ubiquitous display. In this point of view, this study was intended to define the apartment residents' diverse needs for digital home design. The subjects are 400 wives who live in Busan. The findings are as follows; (1) The factors of the housing activities are extracted as 'guest hosting,' 'family entertaining,' 'digital network,' 'daily domestic affair,' 'non-daily domestic affair,' 'media using,' and 'bathing & exercising' activities. (2) The 'digital network activities' occurred more frequently in the households with non-employed wife and preschool children, and with employed wife and preschool and elementary school children. (3) The factors of the digital home system were extracted as 'safety & maintenance,' 'health & convenience,' 'educational & housekeeping,' and 'cultural & entertaining' systems. (4) The needs of non-employed wives for the safety & maintenance and the educational & housekeeping systems are varied by family life cycle and wife age. While, the needs of employed wives for the educational & housekeeping and the culture & entertaining systems are varied by dwelling-size and wife age.
최근 컴퓨터 네트워킹 기술을 텔레미터/텔레컨트럴 시스템에 적용하여 고성능의 스마트 제어기능을 제공하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문은 온실 모델에 다양한 적용을 위하여 특별히 설계된 리모트 및 로칼 제어 소프트웨어를 갖는 클라이언트/서버 구조를 제안한다. 서버 장치는 센서나 액튜에이터에 관련되는 각종 데이터를 수집, 집적하고 고품질의 원격 I/O 제어동작을 유지하기 위하여 데이터베이스에 저장한다 이에 대해 클라이언트 장치는 인터넷 웹브라우저 상에서 제어 판넬과 같이 간단히 동작한다. 구현된 장치는 멀티미디어 정보가 포함된 온실의 감시 및 제어상태 모두를 대 화형으로 원활하게 통신하였다. 본 연구에서는 패킷 크기에 의해 영향 받는 종합적인 스루풋과 전송시간에 관계되는 성능 증대의 한계도 분석하였다.
식물공장은 센서네트워크를 비롯한 U-IT 기술이 접목된 미래 농업기술 중 하나로서 기존 온실재배 기술의 한계인 외부 환경적 요인의 영향을 최소화 할 수 있는 장점을 갖고 있다. 식물공장의 자동화된 재배 시스템은 작물 재배에 대한 편의 제공이라는 단순한 범위을 벗어나 식물공장에서 취득된 정보을 기반으로 하는 지식베이스의 구축과 이를 활용한 교육, 기타 응용 서비스 개발이 가능한 플랫폼으로서의 확장성을 제공한다. 본 논문에서는 식물공장의 서비스 확장을 위하여 식물공장 간 작물생육과 연관된 정보의 효율적 공유를 위한 Plant Factory Interworking Service(PFIS) 를 설계하고 이에 대한 구현 및 서비스 테스트에 대한 연구를 수행하였다.
미아문제는 아이를 가진 모든 부모들이 고민해야 되는 사회적 문제가 되고 있다. 이러한 문제는 아이에 국한되지 않고 치매노인, 정신장애자 등 노약자의 경우에 있어서도 보호자가 없을 시에 동일한 문제를 안고 있다. 이러한 사회적 공공부문의 문제들은 시급히 개선해야 할 필요가 있으며, 세계적으로도 미아방지 문제는 관심이 높아지고 있는 분야로서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 USN 기반 RFID와 통신망(유선망, 이동통신망, 유/무선 인터넷, 휴대인터넷 등) 기술을 융합하여 보호대상 이동체의 위치를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있는 이동체 위치확인 서비스 시스템 및 그 방법에 대한 연구이다. 미아 관련 범죄를 예방하기 위해서는 보호 대상체(어린이, 노인, 정신장애자, 애완동물, 상품, 미술품, 그 외 보호 대상자 및 대상물품)의 정확한 위치 추적을 통한 실시간 모니터링이 필요하다. 본 논문에서 제안하는 미아방지 서비스 시스템은 정확한 위치 추적 기술을 통해 그 실효성을 높일 수 있는 방법을 제시하였다. 구체적으로 RFID 시스템 적용방안, 시설물 선정 및 설치방법, 위치추적 방법, 서비스 솔루션 수행과정을 중심으로 기술하였다. 제안하는 방법은 테스트베드를 통한 실험을 통해 활용가능성을 검증하였다.
현재 홈 네트워크, 센서 네트워크, 유비쿼터스 네트워크 등에 대한 활발한 연구가 진행되면서 무선 이동 애드-혹 네트워크에 대한 관심이 높아지고 있다. 무선 이동 애드-혹 네트워크란 기존의 유선하부구조의 도움 없이 이동 호스트들만으로 구성되는 임시적인 네트워크로, 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 이용할 수 있도록 하는 개념의 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 적합한 네트워크이다. 본 논문에서는 다중 경로의 수를 제한하는 소스 라우팅 프로토콜을 기반으로 무선 이동 애드-혹 네트워크의 확장 기법을 제안한다. 이 기법은 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 이동 호스트들 간 또는 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 이동 호스트와 유선 네트워크 서비스를 지원하는 기지국 간에 링크 및 중간 호스트의 중복을 허용하는 다중 경로를 유지함으로써 경로 재설정 및 재등록으로 인한 오버헤드를 줄이는 기법이다. 이와 같이 다중 경로를 유지함으로써 출발지와 목적지간 데이타 패킷 전송 지연 및 패킷 손실을 줄일 수 있으며, 따라서 보다 신뢰적인 방법으로 무선 이동 애드-혹 네트워크를 유선 네트워크로 확장시킬 수 있다. 성능 평가를 통해, 본 논문에서 제안하는 기법이 단일 경로를 사용하는 일반적인 확장 기법들보다 이동 속도 증가에 따른 처리량 및 단대단 지연이 보다 안정적이며, 노드/링크가 전혀 중복되지 않는 다중 경로를 사용하는 기법에 비해 낮은 오버헤드를 가짐을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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