• 대한임베디드공학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.104-112
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• 2006

ZigBee is the emerging industrial standard for ad hoc networks based on IEEE 802.15.4. It is used for low data rate and low power wireless network applications. Expected applications of ZigBee include wireless sensor networks for remote monitoring, home control, and industrial automation. Since one of the most important design goals of ZigBee is to reduce the installation and running costs, the ZigBee stack is embedded in the cheap and small micro-controller unit. The hierarchical routing algorithm is used for ZigBee end devices which have very limited resources. Using the block addressing scheme, end devices can send data to the destination without a routing table. However, hierarchical routing has the problem that the packets follow the tree hierarchy to the destination even if the destination is located nearby. In this paper, we propose a scheme to improve the hierarchical routing algorithm in ZigBee networks by employing the neighbor table that is originally used together with the routing table. We suggest selecting the neighbor node that has the minimum remaining hops to the destination as the next hop node. Simulation result shows that the proposed scheme saves more than 30% of the hop counts compared with the original hierarchical routing.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.154-156
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• 2006

These days wireless sensor networks receive much attention from industry and researchers on various fields. The challenge is that wireless sensor networks have limited resources. Nevertheless, the route discovery in ZigBee sensor networks is performed by simple flooding when the original racket is rebroadcasted at least once by every node in a network. Such uncontrolled flooding generates an excessive number of packets competing for the media and causes a high collision rate. In this article, we propose a suitable packet Time-To-Live value to solve problems of uncontrolled flooding in ZigBee networks. It is shown that more sufficient route discovery in a ZigBee network can save network resources and lengthen the life of a sensor network.

• ETRI Journal
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• 제28권4호
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• pp.537-540
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• 2006

When multiple ZigBee wireless personal area networks (WPANs) are in close proximity to each other, contentions and collisions in transmissions will lead to increased packet delays. However, there is no existing study on how delay performance would be affected in a crowded real-life environment where each person walking down a busy street would be wearing a ZigBee WPAN. This letter studies the use of ZigBee WPANs in such a real-life environment for real-time heart beat monitoring. To be pragmatic, we derived a mobility pattern from the analysis of a real-life video trace. Then, we estimated the delay performance from the video trace by combining data collected from ZigBee experiments. The results show that the 300 ms packet delay requirement will not be met for only 11% of the time. When failure occurs, it will last for an average duration of 1.4 s.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.1939-1946
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• 2012

IEEE 802.15.4 Zigbee 네트워크와 같은 USNs(Ubiquitous Sensor Networks)은 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 주파수 대역을 WiFi 네트워크와 공동으로 사용을 하고 있다. 동일 지역 내에서 두 개의 네트워크가 동작하게 되면 주파수가 겹침으로 인하여 패킷 충돌이 발생 할 수 있다. 이를 확인하기 위해 WiFi와 ZigBee 통신 네트워크을 한 지역에 설치하여 실험을 수행하였다. 실험결과 WiFi 와 ZigBee 간 주파수 간섭으로 인해 데이터 전송률이 저하됨을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 주파수 충돌회피 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘에서는 주파수 충돌이 감지되면 각 노드에 다른 주파수를 갖는 새로운 통신 채널을 할당한다. 제안된 주파수 충돌 회피 알고리즘의 성능을 평가하고 결과를 기술하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권5호
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• pp.980-997
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• 2013

Nowadays, wireless communication has a great advantage in technology. We use wireless devices almost in all expected life such as: entertainment, working and recently in the healthcare area, where Wireless Body Area Networks (WBANs) become a hot topic for researchers and system designers. Recent work on WBANs focus on related issues to communication protocol, especially ZigBee network is fine tuned to meet particular requirements in healthcare area. For example, some papers present real-time patient monitoring via ZigBee communication given the short distance between body sensors and remote devices, while the other work solve the limited coverage problem of Zigbee by designing mechanisms to relay Zigbee data to other types of wire or wireless infrastructure. However, very few of them investigate the scenarios of ZigBee coexisting or integrated with other networks. In this paper, we present the real-time data transmission from ZigBee end devices to Wide Area Network (WAN), Worldwide interoperation for microwave access network (WiMAX) and Long Term Evolution network (LTE). We provide in detail the ZigBee gateway components. Our simulation is conducted by OPNET, we visualize many topology network scenarios in ZigBee hybrid system. The results in simulation show that ZigBee end devices can successfully transmit data in real-time to other network end devices.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권2호
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• pp.73-80
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• 2009

군사용이나 환경 감시등의 영역에서 응용되고 있는 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network)는 센서 정보의 도청이나, 비정상적 패킷의 유통, 메시지의 재사용 등 데이터의 위 변조와 같은 외부의 공격에 쉽게 노출되는 환경에서 동작하기 때문에, 보안은 필수적으로 갖추어져야 하는 중요한 기능이다. 저전력, 초소형, 저비용의 장점을 갖는 ZigBee는 유비쿼터스 센서 네트워크를 구현하는 최적의 기술로 주목받고 있다. 그러나 ZigBee 보안 시스템에는 심각한 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 USN의 대표적인 예로 ZigBee 보안 시스템이 가지고 있는 문제점들을 자세히 분석하고, 이를 해결하여 USN에 적합한 보안 프로토콜을 새롭게 제안하고 그 효율성을 비교 분석한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.73-83
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• 2010

본 논문에서는 ZigBee/IEEE 802.15.4 기반 무선 센서 네트워크와 TCP/IP 기반 네트워크를 서로 연결할 수 있는 웹-센서 게이트웨이의 아키택처를 제안한다. 제안한 게이트웨이의 주요 역할은 인터넷을 통하여 센서 노드에게 질의 또는 명령을 내리고 센서 데이터를 취득하도록 도와주는 기능이다. 다만, 인터넷과 센서 네트워크의 통신 프로토콜은 서로 불통함으로 양방향 프로토콜 변환이 필요하다. 본 논문에서는 이 변환 기능을 두 통신 프로토콜 APP 계층 위에 위치하도록 설계하여 인터넷 어프리케이션과 ZigBee 어프리케이션이 양 방향으로 변환 될 수 있도록 하였다. CGI 프로그램을 사용하여 변환 계층을 구현하였으며 인터넷의 사용자가 언제 어디서나 웹 페이지를 열어서 검색 요청이나 명령 등을 센서 노드에 전달할 수 할 수 있는 방식을 채택하였다. 이종 네트워크 연결을 위하여 TCP/IP 프로토콜을 센서 노드에 오버레잉 하는 기법도 가능하나 구현의 복잡성, 에너지 효율, 통신 오버헤드 측면에서 제한적이다. 부족한 자원을 가진 센서 노드 환경에서는 본 논문에서 제안한 변환 기반 웹-센서 게이트웨이 방식이 이종 통신 프로토콜 연결 문제를 해결하는 비교적 효과적이며 우수한 방법임을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.101-110
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• 2011

스마트 그리드 네트워크(Smart Grid Networks)는 기존의 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 전력망이다. 고압 전력망과 IT 영역에서 응용되고 있는 스마트 그리드 네트워크(Smart Grid Networks)는 정보의 도청이나, 비정상적 패킷의 유통, 메시지의 재사용등 데이터의 위 변조와같은외부의공격에쉽게노출되는환경에서동작함으로보안은필수적으로갖추어져야 하는 중요한 기능이다. 저전력, 초소형 저비용 장점을 갖는 Zigbee는 스마트 그리드 네트워크를 구현하는 최적의 기술로 주목 받고 있다. 그러나 Zigbee 보안 시스템에는 심각한 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 스마트 그리드의 Zigbee 보안 시스템이 가지고 있는 문제점들을 자세히 분석하고, 이를 해결하여 스마트 그리드에 적합한 보안 프로토콜을 새롭게 제안하고 그 효율성을 비교 분석한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.117-119
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• 2006

BACnet(Building Automation and Control networks) is a standard data communication protocol designed specifically for building automation and control systems. BACnet provides five options for datalink layer protocols and these five datalink layer options can be applied with various transmission media. Recently wireless technology prevails in automation area. ZigBee is a standard protocol based on IEEE 802.15.4 for low-speed wireless communication network. In this study, we propose a BACnet/ZigBee model that uses ZigBee wireless technology in a BACnet communication network system as a wireless datalink layer protocol. We also applied this model to a lighting control system to evaluate the feasibility of proposed technology. The technology proposed in this paper can extend the application of BACnet not only for building automation but also for home automation by taking the advantages of ZigBee wireless communication technology in BACnet communication network systems.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권12B호
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• pp.1514-1523
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• 2009

현재 무선 센서 네트워크의 주소 할당 기법들은 수백 개 이상의 노드로 구성된 대규모 센서 네트워크를 지원함에 있어 한계를 갖고 있다. WSNs 관련 대표적인 표준화 단체인 ZigBee Alliance에서는 균형 트리 기반의 주소 영역을 구성한 후, 트리 구조에 맞추어 네트워크의 주소를 할당하는 분산 주소 할당 기법이 제시되었다. 하지만 일반적으로 실제 배치된 네트워크는 균형 트리 구조를 갖지 않으며 이로 인해 주소의 낭비 및 고갈이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기 위해 다수의 균형 트리를 동적으로 구성하는 계층적 클러스터 트리 기반 분산 주소 할당 기법을 제시한다. 제안된 방안에서는 16-bit 주소 영역을 클러스터 식별자 영역과 클러스터 내 주소 영역으로 구분하여 각 클러스터 내부에서는 균형 트리 기반 분산 주소 할당 기법을 사용하고, 주소 고갈 발생시에는 동적으로 새로운 클러스터를 형성하여 주소를 할당한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석에서는 제안된 프로토콜이 기존의 기법보다 주소 사용의 효율 및 고아 노드 발생 부분에서 향상된 결과를 보여준다.