본 연구에서는 소형, 저전력 센서와 센서 인터페이스를 구현하여 빌딩내의 실내 공조시스템과 함께 연동하고자 하였다. 빌딩 내 공조시스템은 저비용인 저전력 무선센서 노드간의 네트워크를 형성하여 각 룸마다 오염농도를 분석하여 룸의 오염 상태를 확인 한 후 실내 공조시스템에 있는 팬을 자동으로 조절해서 최적의 환경을 조성할 수 있게 하였다. 또한 GUI 인터페이스를 통해 각 룸의 있는 센서노드의 배터리 상태를 확인할 수 있는 것은 물론 모니터링이 필요한 가스의 농도와 온도 등을 확인 할 수도 있었다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4와 Zigbee를 지원하는 근거리 통신망을 갖는 저전력 무선센서 노드를 이용하여 무선센서 네트워크를 형성하기 위해 Ad-hoc 기능을 갖는 Simple forwarding routing을 구현하였다. 그리고 가스센서의 전력소모를 줄이기 위해서 전기화학적으로 환원 또는 산화하여 외부회로에 흐르는 전류를 측정하는 저전력 전기화학식 가스센서를 사용하였으며, 가스센서 인터페이스를 저전력으로 동작하도록 설계하였다.
본 논문은 IEEE 802.15.4 slotted CSMA/CA기반 무선센서네트워크의 성능 향상을 위한 충돌 해결 문제를 다룬다. 기존 연구에서는 센서 노드의 Backoff Exponent (BE) 값의 설정이나 Backoff Period (BP)를 조절하여 센서 노드 간 충돌을 줄이고자 하였다. 기존 논문의 해결책과 달리 본 논문에서 제안하는 기법은 Preamble Address (PA)를 이용해 충돌의 가능성을 제거함으로써 시스템 전체 throughput을 향상시킬 뿐만 아니라 동시에 센서 노드의 소모 에너지를 효율적으로 절감하는 효과를 얻는다. 이를 위해 제안 기법에서는 노드가 data 패킷을 전송하기 전, PA 경쟁 단계를 수행함으로써 오직 한 노드만이 패킷을 전송하도록 한다. 실험 결과를 통해 제안 기법이 보다 효율적으로 에너지를 소모함과 동시에 시스템의 throughput을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.
현재 운영 중인 주요하천과 강의 수질오염 측정시스템은 대부분이 단순한 원격 모니터링 시스템이거나 독립적인 모니터링 시스템으로서, 다양한 수집정보의 동시 분석능력이나 통합적인 관리 관제시스템이 극히 미흡하다. 정보를 발생시키는 각종 센서들도 정확하지를 않아 개선의 여지를 남겨놓고 있다. 또한 정 취수장 및 하 폐수처리장의 관련 정화시설이 있으나, 이를 통합하여 측정 관리 관제할 수 있는 체계가 부족한 상태에 있다. 본 논문의 결과로서 전국적인 수질오염 및 수변환경을 모니터링 할 수 있다. 또한 USN과 지그비 또는 RFID 등 다양한 센서들, 그리고 서비스들을 통합 수용할 수 있는 미들웨어와 서비스 플랫폼 구축으로 확장성이 뛰어 난 서비스플랫폼의 표준화 방안을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 RSS(Received Signal Strength) 기반 무선 센서네트워크에서의 거리 식별코드를 이용한 거리측정 알고리즘(LAtu)을 제안하고 이를 기반으로 위치인식시스템을 설계 및 구현하였다. 또한 제안한 거리측정 알고리즘의 Ranging 정확도 성능과, 제안한 거리측정 알고리즘을 적용해서 개발한 위치인식시스템(System(LAtu))의 위치측정 오차 성능을 실제 위치인식 실험을 통해 IEEE 802.15.4 표준규격의 채널모델(LAieee)을 적용한 위치인식 시스템(System(LAieee))과 비교분석하였다. 성능분석의 결과, Ranging 정확도의 성능은 이동모듈과 비콘모듈간의 거리($D_{MM-BM}$)가 2m의 경우는 LAtu가 IEEE 802.15.4 표준규격의 채널모델(LAieee) 보다 34%정도 더 우수하였고, $D_{MM-BM}$가 5m 이상인 경우에서도 LAtu가 LAieee 보다 평균 5% 정도 더 정확하였다. System(LAtu)의 위치측정 오차 성능은 System(LAieee)에 비해 강당에서 1cm, 강의실에서 4cm 정도로 근소하게 낮았다.
최근 그린 IT 기술이 이슈화 되면서 전 세계적으로 탄소 배출을 낮추고 에너지 효율을 높일 수 있는 환경 친화적인 광원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 고유가와 환경오염 등의 문제로 기존의 백열등이나 형광등을 대체하기 위한 새로운 광원으로 LED가 크게 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 저전력, 고효율, 고휘도의 LED 모듈에 온도, 습도, 조도, 그리고 이동 감지 센서를 포함한 복합 센서 모듈을 조합하여 가로등을 지능화하고, ZigBee 모듈을 이용하여 가로등 간에 IT기술인 USN 망 융합을 통하여, 가로등 시스템을 중앙에서 모니터링하고 지역 특성에 따라 선택적으로 가로등의 점멸을 원격으로 제어함으로써 효과적으로 에너지 절약을 극대화할 수 있는 Ad-Hoc망 기반 LED-IT-Sensor 통합 가로등을 설계하고 구현하였다.
Home health care with compact wearable units sounds to be a convenient solution for the elderly people living independently. This paper presents a method to detect fall from the other activities of daily living and also to classify those activities. This kind of ambulatory monitoring enables them to get an emergency help in the case of the fatal fall event and can provide their general health status by observing the activities being performed in daily life. A tri-axial accelerometer sensor is used to get the acceleration anomalies associated with the user's movements. The three axis acceleration data are transferred to the base station sensor node via an IEEE 802.15.4 compliant zigbee module. The base station sensor node sends the data to base station PC for an offline processing. This work shows the feature set preparation using the principal component analysis (PCA) for the designing of neural network. The work includes the most common activities of daily living (ADL) like Rest, Walk and Run along with the detection of fall events from ADL. The angle from the vertical is found to be the most significant feature parameter for classification of fall while mean, standard deviation and FFT coefficients were used as the feature parameter for classifying the other activities under consideration. The accuracy for detection of fall events is 86%. The overall accuracy for ADL and fall is 94%.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권7호
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pp.629-634
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2016
본 논문에서는 다중통신용 다중 대역 M2M 게이트웨이 등에 활용할 수 있는 지그비 센서 노드를 구현하였다. 센서 노드용 무선 네트워크 주파수 대역 및 표준은 IEEE 802.15.4-2003로서 지그비 주파수이며 통신기능을 수행할 송 수신소자로서 Ember사의 SoC Type EM357을 사용하였다. M2M 게이트웨이 본체와 센서 노드에 동일 소자를 사용하였으며 운용 프로토콜은 Ember사가 제공하는 EmberZNet Stack 4.5.4을 사용하여 구현하였다. M2M 게이트웨이에 지그비 센서를 장착하여 패킷을 전송시켜 수신모듈의 특성을 측정하였다. 지그비 주파수의 수신감도인 -98 dBm에서 패킷 오류율이 0%임을 나타였으며, 또한 저전력회로 구현으로 지그비 모듈은 우수한 전류특성을 보였다.
TinyOS기반의 u-헬스케어를 위한 무선센서노드 어플리케이션을 구현하였으며 이를 이용하여 기존의 지속적인 데이터 전송방식과 성능 비교를 하였다. 무선센서노드에서 QRS-complex 넓이와 R-R간격을 이용하여 비정상적인 ECG를 감지하였다. 사용된 ECG 데이터는 MIT/HIB Database 100, 112, 119번을 이용하였다. 정상적인 ECG 데이터를 가지고 있는 100레코드를 기준으로 지속적인 데이터 전송 시 발생되는 패킷량과 전원 소모율을 측정 후, 본 연구에서 구현된 문선센서노드 어플리케이션을 이용하여 각각의 ECG데이터를 이전과 같은 방법으로 성능 평가하여 비교분석 하였다. 비교분석 결과, ECG 데이터 발생량, 전원 소모율이 획기적으로 감소된 것을 알 수 있었다.
최근 전 세계적으로 인류의 건강을 위협하는 요소로 대기오염이 대두되고 있는 가운데 세계보건기구(WHO : World Health Organization)의 발표에 의하면 대기오염으로 인해 사람의 건강을 해친다고 발표했으며, 서울시의 '2011~2014년 7월 다중이용시설 실내 공기 질 측정 결과'에 의하면 대부분의 다중이용시설에서 실내공기오염도 기준을 위반한 것으로 조사되었다. 이러한 실내에서 발생하는 대기오염은 폐 질환, 천식, 기관지염 등의 질병을 유발하며 본 논문에서는 이와 관련하여 환경센서를 이용하여 실내공기질을 측정하고, 측정된 데이터를 분석하여 환기 개선에 필요한 액츄에이터 신호를 생성하고 실시간으로 실내 공기 질 측정 모니터링 시스템을 구현하여, 우리 생활에서 대기오염을 자율적으로 관리할 수 있도록 한다.
본 논문에서는 스마트그리드나 AMI, Zigbee 기반 홈네트워크와 같은 대표적인 IT 융합 환경 상에서 그 환경을 구성하는 주요 디바이스들에 대하여 내부에 존재하는 비밀키 값과 같은 중요한 정보를 쉽게 찾아낼 수 있는 효율적인 2차 차분전력분석 기법을 제안한다. 이 기법은 1차 차분전력분석 기법에 대한 공격 방지 기법이 적용된 디바이스에서도 쉽게 그 키 값을 찾아내는 기법으로 먼저 기존의 사전처리함수를 이용한 2차 차분전력분석 공격 기법을 실제로 구현하여 성능을 분석하고 이후 마스킹이 적용된 알고리즘에 대하여 더 강화된 사전처리함수를 제안한다. 그리고 제안한 사전처리함수를 이용하여 2차 CPA 공격을 수행하고 그 결과를 분석함으로 마스킹 대응 기법에 대한 2차 차분전력분석 공격이 IT융합 보안 기술 분야에 있어 매우 위협적인 공격임을 실험적으로 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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