최근 무선 통신과 전자 기기의 발전으로 초소형이고 고성능이며 저렴한 센서 노드 개발이 가능해졌다. 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks: WSN)는 환경 감지 및 데이터 처리를 할 수 있으며 무선 통신이 가능한 많은 센서 노드들로 구성된다. 본 논문은 WSN에서 사용자의 질의들을 처리하기 위한 복합 질의 처리(Hybrid Query Processing: HQP) 알고리즘을 제안한다. 연속 질의만을 고려한 기존 연구와는 달리, HQP는 연속 질의 (continuous query)와 순간 질의(ad-hoc query)를 모두 지원한다. 구체적으로, HQP는 앞서 실행된 연속 질의의 실행 결과로 각 센서 노드에 캐싱된 데이터를 이용하여 순간 질의의 실행에 사용되는 에너지 소비를 줄일 수 있도록 한다. 뿐만 아니라 질의 결과의 정확도와 소비된 에너지 수준 사이에서 적절한 trade-off를 제공한다. 다양한 WSN 환경에서 모의실험을 수행하여 HQP의 성능을 분석한다.
In drone-assisted wireless sensor networks, drones collect data from sensors in an energy-efficient manner and quickly distribute urgent information to sensor nodes. This article introduces recent communication and security schemes for drone-assisted wireless sensor networks. For the communication schemes, we introduce data collection optimization schemes, drone position and movement optimization schemes, and drone flight path optimization schemes. For the security schemes, we introduce authentication and key management schemes, cluster formation schemes, and cluster head election schemes. Then, we present some enhancement methodologies for these communication and security schemes. As a conclusion, we present some interesting future work items.
In this paper two protocols of Wireless Sensor Networks (WSN) are examined through both a simulation and a case study. The simulation was performed with the optimized network (OPNET) simulator while comparing the performance of the Ad-Hoc on demand Distance Vector (AODV) and the Dynamic Source Routing (DSR) protocols. This is compared and shown with real-world measurement of deflection from eight wireless sensor nodes. The wireless sensor response results were compared with accelerometer sensors for validation purposes. It was found that although the computer simulation suggests the AODV protocol is more accurate, in the case study no distinct difference was found. However, it was shown that AODV is still more beneficial in the field as it has a longer battery life enabling longer surveying times. This is a significant finding as a large factor in determining the use of wireless network sensors as a method of assessing structural response has been their short battery life. Thus if protocols which enhance battery life, such as the AODV protocol, are employed it may be possible in the future to couple wireless networks with solar power extending their monitoring periods.
저 전력 기술에 기반한 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks, WSN)는 유비쿼터스 시대의 중요한 핵심 요소로 자리잡고 있다. 본 논문은 이러한 WSN에 기반한 응용으로서 복지 관리 시스템을 제시하였다. 특히 저가격과 저 전력을 달성할 수 있도록 S-MAC(Sensor Medium Access control)인 프로토콜을 적용하여 구현하였으며, TOSSIM 시뮬레이터를 이용해 성능을 평가하였다. 복지 대상자의 집에는 여러 센서와 소형 데이터베이스 서버를 설치하여 집안의 환경을 조사하고 저장하였다. 소형 서버는 무선 애드혹 네트워크를 구성하여 상호간 연결하였다.
선박의 상태를 공간 제약 없이 광범위하게 측정하고 이를 정밀히 분석하기 위한 수단들 중 하나로 무선 네트워크의 활용이 하나의 방법이 될 수 있다. 여러 개의 센서들을 적절한 곳에 배치하고 이들 간 네트워크가 자동으로 구성이 되고나면 선박의 상태를 한 장소에서 모니터링 할 수 있다. 아울러 배치된 모든 센서들이 동일한 시각정보를 갖는다면, 이들로부터 감지된 동일한 이벤트에 대하여 위치 또는 이동방향 등도 알아낼 수 있다. 따라서 동기화된 센서들의 활용은 메타정보의 생산을 위한 중요한 요소가 될 수 있다. 이 논문은 선박에서의 효율적 활용을 위한 센서 간 시각동기 알고리즘을 제안한다.
Wireless sensor network(WSN) is being used in various fields such as reconnaissance, echelon scale identification, weather observation, etc. using small sensors in an environment without a network infrastructure environment. In addition, WSN uses limited battery power, so study on routing protocols to extend the lifetime of the network is important. PEGASIS, a hierarchical routing protocol, accounts for the majority of energy-efficient routing protocol studies and is well known as a representative protocol. In this study, based on PEGASIS, we propose a protocol that constructs multiple chains rather than one chain using the AoA of nodes. The proposed protocol has the advantage of reducing the transmission distance of nodes and eliminating unnecessary transmissions, thereby increasing energy efficiency compared to the existing protocols.
Wireless sensor network (WSN) can be usefully used in battlefields requiring rapid installation and operation by enabling surveillance and reconnaissance using small sensors in areas where any existing network infrastructure is not formed. As WSN uses battery, energy efficiency acts as a very important issue in network survivability. Layer-based routing protocols have been studied a lot in the aspect of energy efficiency. Many research selected LEACH and PEGASIS protocols as their comparison targets. This study examines the two protocols and LECEEP, a protocol designed by combining their advantages, and proposes a new protocol, A-LECEEP, which is more energy efficient than the others. The proposed protocol can increase energy efficiency compared to the existing ones by eliminating unnecessary transmissions with multiple chains configuration.
WSN(Wireless Sensor Network)의 기술 요소 중의 하나는 센서 노드의 위치 관리이다. GPS, 초음파 센서, RSSI 등이 전형적인 노드의 위치 관리 방법이다. 본 논문에서는 센서 노드 위치 측정의 정확성을 향상시키기 위해 RSSI 측정에 회귀분석을 적용한 새로운 위치 관리 방식을 제안한다. 또한 기존 방식의 실험적인 결과와의 비교를 통해 제안된 방식의 성능을 평가한다. 결과에 따르면 우리 의 제안된 방식인 LM-RAR은 RSSI와 Friis 공식을 사용한 기존의 위치 관리 방식보다 향상된 정확성을 보인다.
최근 무선 센서 네트워크(Wireless sensor network, WSN)의 제한된 수명을 근본적으로 해결하기 위하여 에너지 수집형 노드를 사용한 WSN 연구가 진행되고 있다. 하지만, 이러한 연구를 원활히 지원하기 위한 에너지 수집형 WSN 시뮬레이터는 거의 없는 상태이다. 에너지 수집형 WSN을 위한 시뮬레이터들은 기존의 배터리 기반 WSN 시뮬레이터의 에너지 모델과는 달리, 에너지 수집 모델과 소비 모델이 결합된 새로운 에너지 모델을 필요로 한다. 아울러 새로운 프로토콜 제안 시, 제안된 프로토콜의 성능과 비교할 수 있는 대표적인 에너지 수집형 WSN을 위한 라우팅 및 MAC 프로토콜들이 포함되어 있어야 한다. 본 논문에서는 다양한 환경 에너지 중 가장 널리 사용되는 태양 에너지 기반의 센서 노드 및 네트워크를 지원하는 시뮬레이터를 설계하고 구현하였다. 제안하는 시뮬레이터는 날씨 및 계절 등의 외부환경과 솔라셀 및 에너지 저장 장치 등의 내부 환경 특성을 고려하여 설계된 에너지 수집 모듈이 구현 되어있고, 태양 에너지 기반 무선 센서 네트워크를 위한 대표적인 라우팅 및 MAC 프로토콜 기법들이 구현 되어 있다. 아울러 사용자 친화형 GUI를 제공하여 손쉬운 사용이 가능하다.
In a wireless sensor network (WSN) setting, this paper presents a distributed decision-making framework and illustrates its application in an online structural health monitoring (SHM) system. The objective is to recover a damage severity vector, which identifies, localizes, and quantifies damages in a structure, via distributive and collaborative decision-making among wireless sensors. Observing the fact that damages are generally scarce in a structure, this paper develops a nonlinear 0-norm minimization formulation to recover the sparse damage severity vector, then relaxes it to a linear and distributively tractable one. An optimal algorithm based on the alternating direction method of multipliers (ADMM) and a heuristic distributed linear programming (DLP) algorithm are proposed to estimate the damage severity vector distributively. By limiting sensors to exchange information among neighboring sensors, the distributed decision-making algorithms reduce communication costs, thus alleviate the channel interference and prolong the network lifetime. Simulation results in monitoring a steel frame structure prove the effectiveness of the proposed algorithms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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