• Smart Structures and Systems
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• 제14권1호
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• pp.39-54
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• 2014

Node layout optimization of structural wireless systems is investigated as a means to prolong the network lifetime without, if possible, compromising information quality of the measurement data. The trade-off between these antagonistic objectives is studied within a multi-objective layout optimization framework. A Genetic Algorithm is adopted to obtain a set of Pareto-optimal solutions from which the end user can select the final layout. The information quality of the measurement data collected from a heterogeneous WSN is quantified from the placement quality indicators of strain and acceleration sensors. The network lifetime or equivalently the network energy consumption is estimated through WSN simulation that provides realistic results by capturing the dynamics of the wireless communication protocols. A layout optimization study of a monitoring system on the Great Belt Bridge is conducted to evaluate the proposed approach. The placement quality of strain gauges and accelerometers is obtained as a ratio of the Modal Clarity Index and Mode Shape Expansion values that are computed from a Finite Element model of the monitored bridge. To estimate the energy consumption of the WSN platform in a realistic scenario, we use a discrete-event simulator with stochastic communication models. Finally, we compare the optimization results with those obtained in a previous work where the network energy consumption is obtained via deterministic communication models.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제2권1호
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• pp.48-51
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• 2006

To achieve security in wireless sensor networks (WSN), it is important to be able to encrypt messages sent among sensor nodes. We propose a new cryptographic key management protocol, which is based on the clustering scheme but does not depend on the probabilistic key. The protocol can increase the efficiency to manage keys since, before distributing the keys by bootstrap, the use of public keys shared among nodes can eliminate the processes to send or to receive keys among the sensors. Also, to find any compromised nodes safely on the network, it solves safety problems by applying the functions of a lightweight attack-detection mechanism.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.213-220
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• 2015

저렴한 다수의 센서들로 구성되는 WSN(Wireless Sensor Network)은 운용 특성상 한 번 배치되면 전원의 교체가 불가능하기에 효율적인 에너지 관리는 중요한 문제이다. 에너지 효율성을 위한 방법 중 네트워크를 몇 개의 클러스터로 나누고 모든 센서들을 클러스터 헤드와 멤버 노드로 구분하는 클러스터링은 에너지 효율적인 WSN을 위한 매우 좋은 라우팅 기법이다. 최초의 클러스터 기반 라우팅 프로토콜인 LEACH는 정해진 확률에 따라 랜덤하게 클러스터 헤드를 선출한다. 하지만 선출된 헤드의 네트워크 내 분포가 적절하지 못 한 경우 클러스터 헤드들의 균일한 에너지 소비를 보장할 수 없고 이로 인해 시간에 따른 생존 노드 수 성능이 많이 감소할 수 있다. 이러한 점에 착안하여 논 본문에서는 클러스터 헤드 선택 시 모든 노드의 잔존 에너지를 비교한 뒤 최대 잔존 에너지를 갖는 노드를 헤드로 선택하는 방법을 제안한다. 노드 간 잔존 에너지 차이를 감소시켜 헤드였던 노드가 더욱 오랫동안 멤버 노드로서 역할을 할 수 있고 이로 인해 더욱 향상된 네트워크 생존 기간과 더 많은 데이터가 기지국으로 도착함을 확인할 수 있었다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제6권3호
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• pp.59-64
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• 2017

A wireless sensor network is a network in which nodes equipped with sensors capable of collecting data from the real world are configured wirelessly. Because the sensor nodes are configured wirelessly, they have limited power such as batteries. If the battery of the sensor node is exhausted, the node is no longer usable. If more than a certain number of nodes die, the network will not function. There are many wireless sensor network protocols to improve energy efficiency, among which LEACH Protocol is a typical example. The LEACH protocol is a cluster-based protocol that divides sensor space into clusters and transmits and receives data between nodes. Therefore, depending on how the cluster is structured, the shape of the energy cow may decrease or increase. We compare the network lifetimes of the existing LEACH protocols and the three types of protocols that have been improved using fuzzy methods for cluster selection.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.245-252
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• 2020

예상치 못한 장비들의 결함은 우리 사회 전반에 막대한 경제적 손실을 초래하고, 이런 상황에서 상태 모니터링은 해결 가능한 방법을 제시할 수 있다. 상태 모니터링은 부착된 다양한 센서 데이터로부터 기계 고장을 예측하기 위해 신호 처리 알고리즘의 개발이 요구된다. 상태 모니터링에 사용되는 신호 처리 알고리즘은 높은 계산 효율과 고해상도를 요구하고 있다. 무선 센서 네트워크상(WSN)에서 상태 모니터링을 개선하기 위해서 데이터의 시각화는 데이터의 특징적인 표현을 극대화할 수 있다. 따라서 본 논문은 대규모 기반 시설에서 장비의 환경 상태를 식별하기 위해 WSN 기반의 상태 모니터링을 위한 온도 데이터의 시각적인 특징 추출을 제안한다. 실험 결과, 시간-주파수 분석은 시간에 따른 온도 변화를 시각적으로 확인할 수 있으며 온도 데이터 변화의 특징을 추출하는데 용이하였다.

• 센서학회지
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• 제21권1호
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• pp.46-52
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• 2012

The rapid water pollution in stream, river, lake and sea in recent years raises an urgent need for continuous monitoring and policymaking to conserve the global clean environment. In particular, the increasing water pollution in coastal marine areas adds to the importance of the environmental monitoring systems. In this paper, the mobile server is designed to gathers information of the water quality at coastal areas. The obtained data by the server is transmitted from field servers to the base station via multi-hop communication in wireless sensor network. The information collected includes dissolved oxygen(DO), hydrogen ion exponent(pH), temperature, etc. By the information provided the real-time monitoring of water quality at the coastal marine area. In addition, wireless sensor network-based flooding routing protocol was designed and used to transfer the measured water quality information efficiently. Telosb sensor node is programmed using nesC language in TinyOS platform for small scale wireless sensor network monitoring from a remote server.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.62-70
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• 2015

The energy of a sensor in a Wireless Sensor Network (WSN) puts a limit on the lifetime of the network. To prolong the lifetime, a clustering plan is used. Clustering technology gets its energy efficiency through reducing the number of communication occurrences between the sensors and the base station (BS). In the distributed clustering protocol, LEACH-like (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy - like), the number of sensor's cluster head (CH) roles is different depending on the sensor's residual energy, which prolongs the time at which half of nodes die (HNA) and network lifetime. The position of the CH in each cluster tends to be at the center of the side close to BS, which forces cluster members to consume more energy to send data to the CH. In this paper, a protocol, pseudo-LEACH, is proposed, in which a cluster with a CH placed at the center of the cluster is formed. The scheme used allows the network to consume less energy. As a result, the timing of the HNA is extended and the stable network period increases at about 10% as shown by the simulation using MATLAB.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.101-111
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• 2011

WSN기반 주차관리 시스템에서 대부분의 연구는 주차장에서 사건을 통제하기 위해 무선 센서를 이용하지만, 주차장에서의 차량충돌에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 시간에 따른 자세한 차량의 위치는 충돌 사건을 분석하는데 매우 중요하다. 본 연구는 주차장에서 차량 충돌사건을 감지하여 분석하고, 이를 차주에게 통보하는 충돌감지 방법을 제시한다. 차량의 위치 및 이동 방향을 감지하기 위해, 움직임 센서로부터의 정보를 활용하며, 빠른 OBB 교차 테스트를 사용하여 검증을 위한 객체를 추적한다. 성능평가 결과 위치추적 기법은 센서를 추가함에 따라 좀 더 정확함을 보였고, 제안한 OBB 충돌 테스트가 일반적인 OBB 교차테스트에 비해 속도가 향상됨을 나타내었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.459-470
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• 2013

${\mu}TESLA$는 WSN(Wireless Sensor Network)에서 대표적인 에너지 효율적 브로드캐스트 인증 방법이다. 지금까지 ${\mu}TESLA$의 문제점을 파악하고 이를 해결한 많은 연구들이 존재하지만, 그들 대부분은 자신들의 성능 입증을 위해 현실과는 거리가 먼 실험 환경에서 검증되었다. 우리는 현실에서 실제 WSN을 사용할 법한 실험 환경을 가정하고 이 바탕 위에서 ${\mu}TESLA$가 가진 실체적인 성능에 대해서 고찰해볼 필요가 있다고 생각하였다. 이 논문에서는 BS가 네트워크에 상주하지 않는 UWSN(Unattended WSN) 환경에서 동면과 활동을 반복하는 센서 노드들이 멀티홉으로 통신을 수행하는 경우를 가정하였다. 이러한 환경에서 우리는 다양한 모의실험을 통하여 ${\mu}TESLA$의 성능을 새로이 검증 및 분석하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제44권3호
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• pp.68-73
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• 2007

최근 무선센서 네트워크는 센서 영역 안에 수많은 센서 노드로 구성되어 있으며, 각각의 센서들은 강제적인 에너지 구속조건을 가지고 있으므로 효율적인 에너지 관리는 중요하다. WSN 응용 시스템에서 FEC(Forward error correction)는 데이터 전송의 에너지 효율성과 데이터 신뢰성을 증가시킨다. LDPC 코드는 FEC 코드중 하나로 코드워드의 길이가 커지면 다른 FEC 코드 보다 많은 부호화 작업을 필요로 하지만, 샤논의 용량 한계에 접근되어 있으며, 전송에너지의 감소와 데이터 신뢰도를 증가시키는데 사용되어진다. 본 논문에서는 WSN(Wireless Sensor Network)에서의 에너지 효율성 증가와 부호화의 복잡도를 줄이기 위하여 LDPC(Low-density parity-check) 코드의 패리티 체크 행렬의 생성에 Linear-Congruence 방법을 적용하였다. 결과적으로 본 논문에서 제안된 알고리즘은 부호화 에너지 효율성과 데이터의 신뢰도를 증가시켰다.