• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.641-648
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• 2009

Currently several kinds of sensor localization methods have been developed for terrestrial wireless sensor networks. This study, in order to extend the field to underwater environments, a localization technique is studied for UWSNs (Underwater Wireless Sensor Networks). In underwater environments, RF (Radio Frequency) signal is not suitable for underwater usage because of extremely limited propagation. Because of that reason UWSNs should be constituted with acoustic modems. But, to realize underwater application, we can borrow many design principles from ongoing research for terrestrial environments. So, in this paper we introduce the modified localization algorithm using ToA method which is based on the terrestrial research. First of all, we study the localization techniques for terrestrial environments where we investigate possible methods to underwater environment. And then the appropriate algorithm is presented in the underwater usage. Finally the proposed underwater based localization algorithm is evaluated by using computer.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.1657-1666
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• 2010

수중 센서 네트워크(UWSN: Underwater Wireless Sensor Networks)는 수중 센서 노드들의 에너지 자원의 제약이 심하고, 제한된 통신 대역폭과 다양한 전파지연 등의 환경적인 특성 때문에 효율적이고 안정적인 데이터전송 방법이 요구된다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크의 센서 노드들이 해양 바닥에 고정된 2차원 구조(2D: two-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 이상적인 셀 크기의 육각 모자이크 구조를 이용한 향상된 하이브리드 전송 방법을 설명하고, 또한 센서 노드를 해양 바닥의 닻에 매달아 움직임이 가능한 3차원 구조(3D: three-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 효과적인 데이터전송을 위한 에너지 효율적인 인식 및 통신범위를 확장하는 방법을 제안한다. 2D 및 3D 구조에서 제안된 방법들은 시뮬레이션 결과에 의해 기존의 전송 방법보다 높은 에너지 효율성을 가지는 것이 확인되었다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.93-98
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• 2020

Research on underwater sensor networks is increasing due to such reasons as marine resource management, maritime disaster prediction and military protection. Many underwater sensor networks performs wireless communication using an acoustic sound wave band signal having a relatively low frequency. So the digital part of their modem can take charge of carrier band signal processing. To enable this, the sampling rate of the baseband band signal should be increased to a sampling rate at which carrier band signal processing is possible. In this paper, we designed a sampling rate increasing circuit based on a CIC interpolator for underwater sensor nodes. The CIC interpolator has a simple circuit structure. However, since the CIC interpolator has a large attenuation of the pass band and a wide transition band, an inverse sinc LPF is added to compensate for frequency response of the CIC interpolator. The proposed interpolator was verified in time domain and frequency domain using ModelSim and Matlab.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.187-191
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• 2012

In these days, there are huge increases of concerning underwater acoustic sensor networks (UWASNs) to explore marine resources and to monitor climate change. To collect information from sensor nodes which are randomly deployed in underwater, Multi-Dimensional Scaling (MDS) based locating methods have been recently introduced, which consider sound speed to be constant in underwater. However, underwater sound speed tends to vary depending on underwater environment factors, such as depth, temperature, and salinity. In this paper, we propose a method considering environment factors, can influence upon sound speed in underwater, and introduce experimental setup which can follow up environmental factors.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7B호
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• pp.886-891
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• 2011

본 논문은 수중 센서 네트워크에서 효율적인 하향링크 멀티캐스트 데이터 전송기법을 제시하였다. 기존에 센서 네트워크에서 많은 멀티캐스트 전송 기법이 제안되었지만, 배터리를 지속적으로 공급받거나 충전시키기 어려운 환경에 있는 수중 센서 네트워크에 특화된 멀티캐스트 기법은 없었다. 본 논문에서는 이를 위하여 수중 센서 네트워크에서의 멀티캐스트 두 가지 특성을 파악하여 이를 알고리즘에 적용하였다. 싱크 노드에서 목적지 노드들의 위치 정보를 가공하여서 각도 정보를 추출하였고, 이렇게 추출한 목적지 노드들의 각도 정보를 바탕으로 가상의 유클리디언 스테이너 포인트를 이용한 최적의 멀티캐스트 전송 알고리즘을 제안하였다. 본 알고리즘은 저 계산 능력과 제한된 전송파워를 가지는 수중 센서 네트워크에서 구동하기에 알맞음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 제안한 방식은 기존의 방식들에 비하여 감소된 전송 전력과 감소된 라우팅 계산량을 보였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제50권7호
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• pp.324-325
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• 2001

In this study, the characteristics of ultrasonic sensor fabricated with PZT-Polymer 1-3 type composites are investigated. The 3-D Underwater object recognition using the self-made ultrasonic sensor and SOFM neural network is presented. The ultrasonic sensor is satisfied with the required condition of commercial ultrasonic sensor in underwater. The 3-D underwater object recognition for the training data and the testing data are 100[100%], respectively. The experimental results have shown that the ultrasonic sensor fabricated with PZT-Polymer 1-3 type composites can be applied for sonar system.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권2호
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• pp.837-856
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• 2016

Underwater image enhancement has received considerable attention in last decades, due to the nature of poor visibility and low contrast of underwater images. In this paper, we propose a new automatic underwater image enhancement algorithm, which combines nonsubsampled contourlet transform (NSCT) domain enhancement techniques with the mechanism of the human visual system (HVS). We apply the multiscale retinex algorithm based on the HVS into NSCT domain in order to eliminate the non-uniform illumination, and adopt the threshold denoising technique to suppress underwater noise. Our proposed algorithm incorporates the luminance masking and contrast masking characteristics of the HVS into NSCT domain to yield the new HVS-based NSCT. Moreover, we define two nonlinear mapping functions. The first one is used to manipulate the HVS-based NSCT contrast coefficients to enhance the edges. The second one is a gain function which modifies the lowpass subband coefficients to adjust the global dynamic range. As a result, our algorithm can achieve contrast enhancement, image denoising and edge sharpening automatically and simultaneously. Experimental results illustrate that our proposed algorithm has better enhancement performance than state-of-the-art algorithms both in subjective evaluation and quantitative assessment. In addition, our algorithm can automatically achieve underwater image enhancement without any parameter tuning.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권4호
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• pp.337-344
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• 2008

음파를 이용한 수중 센서 네트워크는 지상에서의 무선 네트워크 환경과 다르게 긴 전파 지연과 낮은 전송 속도를 가진다. 따라서 기존의 선 네트워크에서 사용되는 프로토콜을 수중 센서 네트워크에 적용될 경우 매우 제한적이며 비효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크에서 에너지 효율과 처리율 향상을 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 슬롯 기반의 경쟁 기법을 사용하며 데이타 패킷을 전송하기 위해 사전에 슬롯을 예약하게 된다. 제안된 프로토콜에서는 경쟁방식에 의하여 노드간의 충돌이 발생할 수 있으나 예약방식에 의하여 인접 노드의 채널을 미리 인지함으로써 충돌을 최소화하고 노드의 불필요한 에너지 소모를 줄임과 동시에 처리율 향상을 가져온다. 제안된 프로토콜에 대한 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션을 수행하며 소모된 에너지, 충돌횟수, 채널효율, 처리율과 전송지연시간에 대하여 평가한다. 또한 기존의 MAC 프로토콜과 비교함으로써 제안된 프로토콜이 기존의 프로토콜에 비해 성능이 우수함을 보인다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.694-701
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• 2013

This paper deals with the problem of accurately tracking a single target moving through UWSNs (Underwater Wireless Sensor Networks) by employing underwater acoustic sensors. This paper addresses the issues of estimating the states of the target, and improving energy efficiency by applying a Kalman filter in a distributed architecture. Each underwater wireless sensor nodes composing the UWSNs is battery-powered, so the energy conservation problem is a critical issue. This paper provides an algorithm which increases the energy efficiency of each sensor node through WuS (Waked-up/Sleeping) and VM (Valid Measurement) selecting schemes. Simulation results illustrate the performance of the distributed tracking filter.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권6A호
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• pp.437-444
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• 2009

최근 해양개발 및 재난 재해 방지 시스템에 대한 관심이 높아지면서 수중 센서네트워크 관련 연구가 시작되고 있으며, 다수의 노드 간 효율적인 통신을 위해 고속, 저가의 수중 통신 모뎀의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 저가의 초음파 센서를 이용하여 수중 통신 모뎀을 설계 및 구현하였고 실내와 실외 환경에서 구현한 모뎀의 성능을 검증하였다. 실험 결과에 의하면, 개발한 모뎀은 실내의 수조에서 1.5kbps, 연못에서 2kbps로 통신이 가능하였으며 모뎀 간의 최대 통신 거리는 30m이었다. 또한, 수중 센서네트워크의 기능 구현을 고려하여 싱크노드용 모뎀과 센서노드용 모뎀들 간의 일대다 통신 실험을 수행하였다.