• Journal of Communications and Networks
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• 제16권4호
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• pp.465-474
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• 2014

Wireless sensor network (WSN) is considered to be one of the most important research fields for ubiquitous healthcare (u-healthcare) applications. Healthcare systems combined with WSNs have only been introduced by several pioneering researchers. However, most researchers collect physiological data from medical nodes located at static locations and transmit them within a limited communication range between a base station and the medical nodes. In these healthcare systems, the network link can be easily broken owing to the movement of the object nodes. To overcome this issue, in this study, the fast link exchange minimum cost forwarding (FLE-MCF) routing protocol is proposed. This protocol allows real-time multi-hop communication in a healthcare system based on WSN. The protocol is designed for a multi-hop sensor network to rapidly restore the network link when it is broken. The performance of the proposed FLE-MCF protocol is compared with that of a modified minimum cost forwarding (MMCF) protocol. The FLE-MCF protocol shows a good packet delivery rate from/to a fast moving object in a WSN. The designed wearable platform utilizes an adaptive linear prediction filter to reduce the motion artifacts in the original electrocardiogram (ECG) signal. Two filter algorithms used for baseline drift removal are evaluated to check whether real-time execution is possible on our wearable platform. The experiment results shows that the ECG signal filtered by adaptive linear prediction filter recovers from the distorted ECG signal efficiently.

• 국제학술발표논문집
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• The 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.592-595
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• 2013

Advent of Wireless Sensor Networks (WSN) has provided potentials to a variety of construction applications. It is well appreciated that WSNs have advantages over traditional wired system, such as ease of installation and maintenance with increased cost savings and efficiencies. However, the obstruction of wireless signal from physical objects in the heterogeneous construction environment often brings challenges to WSN measurement system. This paper analyzed the obstruction characteristic of construction environment where construction materials, equipment, and built structures obstruct the wireless signal yielding negative effect of measurement system. By adopting evaluation criteria, such as packet reception rate, field experiments have been implemented to quantitatively identify the interference of wireless signal from penetration, reflection, and network traffic under the construction environment. The results show that reliable performance of wireless sensor in construction environment depends on the optimal separation distance between a receiver and a transmitter, obstruction types, obstruction thickness, and transmission interval. In addition, the methodology and experimental results of this paper could be used in the practical design of network topology when hundreds of sensor nodes form a mesh network in the large scale construction applications.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권3호
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• pp.237-252
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• 2015

This paper addresses the issue of reliability and performance in wireless sensor networks (WSN) based structural health monitoring (SHM), particularly with decentralized damage identification techniques. Two decentralized damage identification algorithms, namely, the autoregressive (AR) model based damage index and the Wiener filter method are developed for structural damage detection. The ambient and impact testing have been carried out on the steel beam structure in the laboratory. Seven wireless sensors are installed evenly along the steel beam and seven wired sensor are also installed on the beam to monitor the dynamic responses as comparison. The results showed that wireless measurements performed very much similar to wired measurements in detecting and localizing damages in the steel beam. Therefore, apart from the usual advantages of cost effectiveness, manageability, modularity etc., wireless sensors can be considered a possible substitute for wired sensors in SHM systems.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권7B호
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• pp.1098-1104
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• 2010

최근 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)에서 센서노드의 에너지 소모 균등성과 효율성을 향상시켜 전제 네트워크의 수명을 최대화하기 위한 다양한 멀티 홉 라우팅 프로토콜들이 제안되고 있다. 특히, 멀티홉기법이 향상된 에너지 효율성과 실제 적용 가능한 모델로 큰 각광받고 있다. 기존 멀티-홉 기법에서는 센서노드사이 거리에 따라 발송 에너지 능동조절 가능하다는 가정을 전제로 한다. 그러나 무선센서의 물리적 특성을 고려해보면 멀티-홉 기법의 이 가정은 현재 무선통신시스템기술로 실현하기 어렵다. 이 논문에서는 모든 센서노드는 일정한 전파범위를 유지한다는 물리특성을 기초로 에너지 효율성을 향상시킨 저 전력 클러스터링 기법을 제안한다. 제안기법은 기존기법보다 실제 무선센서네트워크 적용하기 용이하다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.747-754
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• 2023

다양한 환경에 배치된 센서 노드(Sensor Node)로부터 획득한 정보들을 무선으로 수집하여 감시 및 제어 등의 용도로 활용되고 있는 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜은 중요한 과제이다. 이에 대한 다양한 라우팅 기법이 연구가 되었으나, 특정 상황과 조건이 있는 WSN 환경에 대한 고려 또한 필요하다. 특히, 지형적 특성이나 특정 장애물로 인해 센서 노드가 배치되어 있지 않은 장소(Hole)는 대다수의 WSN 환경에서 존재할 수 있고 이는 비효율적인 라우팅 또는 라우팅 실패가 있을 수 있다. 이 경우 GPS 기능을 활용한 지리적 라우팅 기반의 홀 우회 라우팅 방식이 가장 효율적인 경로를 형성하겠지만 GPS 기능을 가지고 있는 센서는 비용이 많이 들고 에너지 소모가 크다는 단점이 있다. 따라서 최소한의 센서 기능을 통해 홀이 있는 WSN 환경에서 홀의 경계 노드를 찾아 경계선 형성을 통한 홀 우회 라우팅을 제안하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제53차 동계학술대회논문집 24권1호
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• pp.65-66
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• 2016

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 Internet, Broadcasting and Communication
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• 제9권4호
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• pp.38-43
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• 2017

Sensor Networks (WSNs) can be defined as a self-configured and infrastructure-less wireless networks to monitor physical or environmental conditions, such as temperature, sound, vibration, pressure, motion or pollutants and to cooperatively pass their data through the network to a main location or base-station where the data can be observed and analyzed. Typically a wireless sensor network contains hundreds of thousands of sensor nodes. The sensor nodes can communicate among themselves using radio signals. A wireless sensor node is equipped with sensing and computing devices, radio transceivers and power components. The individual nodes in a wireless sensor network (WSN) are inherently resource constrained: they have limited processing speed, storage capacity, communication bandwidth and limited-battery power. At present time, most of the research on WSNs has concentrated on the design of energy- and computationally efficient algorithms and protocols In order to extend the network life-time, in this paper we are looking into a routing protocol, especially LEACH and LEACH-related protocol. LEACH protocol is a representative routing protocol and improves overall network energy efficiency by allowing all nodes to be selected to the cluster head evenly once in a periodic manner. In LEACH, in case of movement of sensor nodes, there is a problem that the data transmission success rate decreases. In order to overcome LEACH's nodes movements, LEACH-Mobile protocol had proposed. But energy consumption increased because it consumes more energy to recognize which nodes moves and re-transfer data. In this paper we propose the new routing protocol considering nodes' mobility. In order to simulate the proposed protocol, we make a scenario, nodes' movements randomly and compared with the LEACH-Mobile protocol.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.61-69
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• 2014

무선 센서 네트워크 응용에서도 다른 유선 네트워크나 애드혹 네트워크의 응용과 마찬가지로 시간 관계를 유지하는 것이 중요하기 때문에 무선 센서네트워크의 특성을 고려한 다양한 시각 동기화 프로토콜이 개발되어 왔다. 특히, 무선센서네트워크 환경에서는 동기화 정확도뿐 아니라 전력 소모도 함께 고려되어야 한다. 본 논문에서는 지금까지 개발된 무선센서네트워크용 시각 동기화 프로토콜들을 새로운 기준(즉, 전력 소모)으로 분류하고 분석하였다. 따라서 이 방법은 무선센서네트워크용 시각 동기화 프로토콜들을 전력 소모 관점에서 평가하거나 비교할 때 유용할 것이다.

• ETRI Journal
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• 제33권5호
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• pp.791-801
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• 2011

Security in wireless sensor networks (WSNs) is an upcoming research field which is quite different from traditional network security mechanisms. Many applications are dependent on the secure operation of a WSN, and have serious effects if the network is disrupted. Therefore, it is necessary to protect communication between sensor nodes. Key management plays an essential role in achieving security in WSNs. To achieve security, various key predistribution schemes have been proposed in the literature. A secure key management technique in WSN is a real challenging task. In this paper, a novel approach to the above problem by making use of elliptic curve cryptography (ECC) is presented. In the proposed scheme, a seed key, which is a distinct point in an elliptic curve, is assigned to each sensor node prior to its deployment. The private key ring for each sensor node is generated using the point doubling mathematical operation over the seed key. When two nodes share a common private key, then a link is established between these two nodes. By suitably choosing the value of the prime field and key ring size, the probability of two nodes sharing the same private key could be increased. The performance is evaluated in terms of connectivity and resilience against node capture. The results show that the performance is better for the proposed scheme with ECC compared to the other basic schemes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.942-948
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• 2016

WSN은 센서 노드에 의해 구성된 네트워크로, 센서 노드는 한번 배치되면 재충전하거나 위치적으로 재배치가 불가능하다. 또한 센서노드들은 제한된 에너지를 가지고 통신에 참여하게 된다. 그러나 기존 제안되었던 클러스터링 기법들은 불균일한 분포로 배치된 WSN환경에 적용 시 지역적 특징으로 통신 단절이 발생되는 문제점으로 네트워크의 신뢰성에 문제점을 갖는다. 따라서 제안 알고리즘에서는 WSN환경에서 센서노드의 불균형 배치를 고려해 센서필드를 분할하고 분할영역의 센서노드 밀집도에 따라 고정, 정적, 동적 클러스터링 알고리즘을 선별적으로 적용함으로 센서노드의 통신 참여율을 25% 향상시켰다. 그리고 전체 네트워크 생명주기는 14%연장하여 네트워크의 신뢰성을 보장하였다.