Since WSNs (Wireless Sensor Networks) applied to their application areas such as smart home, smart factory, environment monitoring, etc., depend on sensor data, the sensor data is the most important among WSN components. The resources of each node consisting of WSN are extremely limited in energy, hardware and so on. Due to these limitation, communication failure probabilities become much higher and the communication failure causes data loss to occur. For this reason, this paper proposes 2MC (Maximum/Minimum Compression) that is a method to compress sensor data by selecting circular queue-based maximum/minimum sensor data values. Our proposed method reduces sensor data losses and value errors when they are recovered. Experimental results of 2MC method show the maximum/minimum 35% reduction efficiency in average sensor data accumulation error rate after the 3 times compression, comparing with CQP (Circular Queue Compression based on Period) after the compressed data recovering.
무선 센서 네트워크는 다양한 센서 기술의 발전으로 환경 분석이나 산업현자에서 다양하게 적용되고 있다. 또한 무선 센서 네트워크는 설치된 지역에서의 센서를 자동적으로 모니터링 한다. 특히 매우 작은 센서들은 최근환경 분석을 위해 보다 많은 전은을 요구하며 개발되고 있다. 이러한 이유로 보다 상세한 측정 방법을 위해 다양한 재료와 어플리케이션에 의해 개발되었다. 또한 센서노드들은 저가의 저전력을 요구하는 필드를 위해 적은 전원으로 동작한다. 전원 효율은 무선 센서 네트워크의 생존시간에 매우 중요한 요소이다. 때문에 센서 노드들은 복구되기 어렵고 광범위한지역에 설치된다. 본 논문에서는 저전력과 효율을 고려한 센서 노드에 적용된 무선 센서 네트워크 알고리즘을 제안하였다.
열악한 자연환경에 무작위로 배포되는 무선센서 네트워크(Wireless Sensor Networks : WSNs)의 센서 노드(node)에서의 고장은 필수적으로 발생하며, 무선센서 네트워크의 설계시 고려되어야 할 핵심과제이다. 본 논문에서는 센서노드에서 발생 가능한 고장모델을 분류하였다. 특히 CH(Cluster Head) 노드에 고장이 발생할 경우 고장을 복구 가능한 새로운 코드방식을 제안하고, 고장 복구 알고리즘을 제시하였다. 제안한 코드 방식은 기존 해밍코드대비 정보길이 16비트 이하에서 동등한 크기의 패리티 비트를 가지며, 코드 발생이 아주 간단한 장점을 가진다. 이것은 전력효율을 높이면서 WSN의 안정성을 유지하는 데 매우 중요하다.
WSN(Wireless Sensor Network)에 대한 인증은 많은 연구가 이루어지고 있다. 인증하는 방법에는 인증서를 사용하는지 여부에 따라 구분할 수 있다. 본 논문에서는 인증서를 사용하지 않는 프로토콜을 제안한다. 인증의 처리과정을 단순화하여 처리속도가 전반적으로 빨라지고, 센서 노드의 부하를 줄일 수 있다. 또한 HMAC(Keyed Hash Authentication Code)을 사용하는 대신에 단순 해쉬 함수를 사용하기 때문에 에너지 소비도 감소될 수 있다. 이 연구는 극히 한정된 자원과 낮은 처리 능력을 가진 센서 노드상에서도 작동할 수 있음을 확인했다.
4차 산업혁명에 있어 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks; WSNs)는 사람의 개입 없이 다양한 환경에서 데이터를 수집하고 분석하는 중요한 요소이다. 센서 네트워크는 토폴로지와 라우팅 프로토콜에 따라 네트워크 수명에 크게 영향을 받는데, 그중 라우팅 프로토콜은 일단 한 번 구축되면 운영 중에 변경하기 위해 많은 자원(에너지 등)이 소모된다. 네트워크 구축 전 동작과 성능을 예측하기 위해 다양한 시뮬레이터들이 제안되었음에도 불구하고, 라우팅 프로토콜들에 초점을 맞춰 시뮬레이션할 수 있는 도구는 부족한 현실이다. 본 논문은 DEVS(discrete event system specification)를 사용하여 다수의 라우팅 프로토콜을 시뮬레이션할 수 있는 WSN 모델을 제안한다. DEVS 기반의 제안 모델은 코디네이터 모델에 라우팅 프로토콜의 알고리즘을 구현하게 되면 모델의 구조와 변경 없이 다양한 상황에 대하여 시뮬레이션할 수 있다. 제안 모델의 정상적인 동작 확인을 위해 WSN의 대표적인 프로토콜인 LEACH와 Dijkstra를 사용하여 보고서 전달 수와 네트워크의 에너지 소모를 비교하였다. 그 결과 제안 모델은 두 라우팅 프로토콜에서 정상적으로 동작함을 확인하였다.
최근의 기술발전과 함께 무선 센서 네트워크 (Wireless Sensor Network, WSN)는 수많은 작고 저렴한 센서 노드로 구성된 센서네트워크이다. 무선 센서 네트워크는 공동으로 배치된 지역 내에서 정보감지, 수집, 처리 및 전송임무를 수행한다. 또한, 지능형교통, 의료구조, 환경감시, 정밀농업 및 공업 자동화 등 다양한 방면에 응용할 수 있다. 그래서 센서 네트워크 환경에서 데이터 유지관리 기술은 센서 네트워크의 핵심 기술 중 하나이다. 본 논문은 현재 무선 센서 네트워크 데이터 관리를 위한 기술을 분석하고 이들의 문제점에 대해 살펴보았다. 향후 본 연구를 통해 센서 네트워크의 체계적인 개발 접근을 시도해볼 수 있을 것이다.
IEEE 802.15.4는 저전력, 낮은 가격이지만, 긴 생애의 응용에 있어서는 무선센서네트워크를 포함한다. 현재, IP 아키텍쳐인건 아니건 WSN에서 사용되는 802.15.4의 연결은 통신속도 이하이다. 그러한 논거는 어떤 IP의 실제 효율성의 경우의 실험 측정의 확신없이 오랜 기간동안 지속되어 왔다. RFC944에서는 IETF는 저전력, 개인영역네트워크상의 IPv6 통신을 가능하게 하는 6LoWPAN의 규격을 제안하였다. 본 논문에서는 이러한 통신의 방향과 미래의 값진 주제로서 이에 대한 제안을 한다.
This study proposes a multi-level damage localization strategy to achieve an effective damage detection system for civil infrastructure systems based on wireless sensors. The proposed system is designed for use of distributed computation in a wireless sensor network (WSN). Modal identification is achieved using the frequency-domain decomposition (FDD) method and the peak-picking technique. The ASH (angle-between-string-and-horizon) and AS (axial strain) flexibility-based methods are employed for identifying and localizing damage. Fundamentally, the multi-level damage localization strategy does not activate all of the sensor nodes in the network at once. Instead, relatively few sensors are used to perform coarse-grained damage localization; if damage is detected, only those sensors in the potentially damaged regions are incrementally added to the network to perform finer-grained damage localization. In this way, many nodes are able to remain asleep for part or all of the multi-level interrogations, and thus the total energy cost is reduced considerably. In addition, a novel distributed computing strategy is also proposed to reduce the energy consumed in a sensor node, which distributes modal identification and damage detection tasks across a WSN and only allows small amount of useful intermediate results to be transmitted wirelessly. Computations are first performed on each leaf node independently, and the aggregated information is transmitted to one cluster head in each cluster. A second stage of computations are performed on each cluster head, and the identified operational deflection shapes and natural frequencies are transmitted to the base station of the WSN. The damage indicators are extracted at the base station. The proposed strategy yields a WSN-based SHM system which can effectively and automatically identify and localize damage, and is efficient in energy usage. The proposed strategy is validated using two illustrative numerical simulations and experimental validation is performed using a cantilevered beam.
최근 과학의 발달로 사물에 대한 다양한 센서와 통신 기능을 부여하여 사람 대 사람 또는 사물 대 사물 서로 교류하는 개념인 IoT(Internet of Things)가 화제이다. IoT를 구성하는 요소 중에 하나인 Wireless Sensor Networks(WSN)에 대한 연구를 한다. WSN은 전쟁터의 정찰과 같은 가혹한 환경에 적용되며 이를 구성하는 센서는 제한된 자원을 가지고 있기 때문에 고장에 취약한 특성이 있다. 따라서 상호 통신이 외부 요인에 의해 단절된 네트워크의 연결 복구에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 WSN 네트워크의 연결 복구 방식, 연결 복구기법 및 알고리즘의 연구 동향에 대해서 서술한다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제22권10호
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pp.67-72
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2022
A wireless sensor network (WSN), with its constrained sensor node energy supply, needs an energy-efficient routing technique that maximises overall system performance. When rumours are routed using a random-walk routing algorithm, which is not highly scalable, spiral pathways may appear. Because humans think a straight line is the quickest route between two sites and two straight lines in a plane are likely to intersect, straight-line routing (SLR) constructs a straight path without the aid of geographic information. This protocol was developed for WSNs. As a result, sensor nodes in WSNs use less energy when using SLR. Using comprehensive simulation data, we show that our upgraded SLR systems outperform rumour routing in terms of performance and energy conservation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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