• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.116-120
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• 2008

Wireless Personal Area Network 기술 중 하나인 지그비는 네트워크를 구성할 때 기본적으로 모든 채널에 대해 에너지를 측정한 후 이를 바탕으로 채널을 선택하는 방법을 사용한다. 지그비가 사용하는 주파수 대역인 ISM Band는 특별한 라이센스 없이 누구나 사용할 수 있는 주파수 대역이므로 다양한 간섭 요인들이 존재하게 되며, 이 간섭 요인들 중 지그비의 통신 성능에 가장 큰 영향을 미치는 것은 무선랜으로 알려져 있다. 본 논문에서는 무선랜의 채널 사용 패턴을 사전정보로 활용하여 지그비 채널 선택 과정을 효율적으로 수행할 수 있는 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안된 알고리즘에 의하면 지그비 채널 선택 시 일부 지그비 채널에 대해서만 측정하여도 되므로 지그비 네트워크 구성 시 채널 선택에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권7호
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• pp.2444-2452
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• 2022

The field-programmable gate array (FPGA) is gaining popularity in industrial automation such as nuclear power plant instrumentation and control (I&C) systems due to the benefits of having non-existence of operating system, minimum software errors, and minimum common reason failures. Separate functions can be processed individually and in parallel on the same integrated circuit using FPGAs in comparison to the conventional microprocessor-based systems used in any plant operations. The use of FPGAs offers the potential to minimize complexity and the accompanying difficulty of securing regulatory approval, as well as provide superior protection against obsolescence. Wireless sensor networks (WSNs) are a new technology for acquiring and processing plant data wirelessly in which sensor nodes are configured for real-time signal processing, data acquisition, and monitoring. ZigBee (IEEE 802.15.4) is an open worldwide standard for minimum power, low-cost machine-to-machine (M2M), and internet of things (IoT) enabled wireless network communication. It is always a challenge to follow the specific topology when different Zigbee nodes are placed in a large network such as a plant. The research article focuses on the hardware chip design of different topological structures supported by ZigBee that can be used for monitoring and controlling the different operations of the plant and evaluates the performance in Vitex-5 FPGA hardware. The research work presents a strategy for configuring FPGA with ZigBee sensor nodes when communicating in a large area such as an industrial plant for real-time monitoring.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.2221-2231
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• 2017

본 논문에서는 원전용 계측 제어기기를 진단하고 유지 보수하기 위한 무선통신기술의 국내외 적용 사례, 프로토콜(Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, WirelessHart 등) 및 그에 따른 전파특성을 조사하였다. 또한, 원전 내 무선통신기술 적용시 우려되는 전자파 간섭(EMI/RFI)과 관련하여 국내 규제지침 KINS/RG-N03.09(개정 2판)에서 승인한 RG. 1.180(Regulatory Guide 1.180 rev.1), MIL-STD 461E, 및 IEC 61000-4의 차이를 분석하였다. 추가적으로 기존의 EMC 관련 규제에 포함되어 있지 않았던, 실내 환경에서의 구조적 특징, 전파산란 및 차폐효과, 실내 감쇄모델을 고려한 전자파 영향성 평가요소에 대해서도 연구하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권2호
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• pp.96-105
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• 2011

유비쿼터스 센서 네트워크(USN: Ubiquitos Sensor Network)는 우리 생활 전반적으로 다양하게 적용되고 있는 기술이다. 본 논문은 온도와 습도를 일정하게 유지해야 할 필요가 있는 공간을 효율적으로 관리할 수 있는 USN 기술 기반의 시스템에 대한 설계 및 이의 구현 사례를 소개한다. 본 시스템은 온 습도 센서가 내장된 다수의 센서 모듈을 이용하여 대상 공간에 무선 센서 네트워크를 구성하고, 각 모듈의 센서로부터 감지된 온 습도 정보를 실시간으로 수집하여 Database에 기록함과 동시에 사용자가 그래픽 인터페이스를 통해 대상 공간의 온 습도 현황을 Monitoring 할 수 있는 시스템이다. 또한, 각 온 습도 센서 모듈의 관리 대상 공간에 대하여 특정 온 습도 값을 지정하고 이 값과 일정 수준 이상의 오차가 발생하면 경고를 발생토록 한다. 본 논문에서 소개하는 시스템은 수동적이었던 기존의 데이터 수집 및 관리 방식을 자동화함으로서 보다 편리하고 효율적으로 대상 공간의 온 습도를 관리할 수 있으며, 저장된 데이터를 이용하여 온 습도로 인해 발생된 문제점에 대한 사후 분석 및 환경의 개선에 필요한 정보를 얻을 수 있다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제15권6호
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• pp.663-673
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• 2014

WBAN은 인체 내부 및 외부에 부착한 디바이스를 무선으로 연결하여 통신하는 근거리 무선통신 기술로 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리, 데이터 링크, 네트워크, 응용계층에서 표준화가 진행되고 있다. WBAN 기술은 전력제한 및 생체특성을 반영하여 센서와 지그비 디바이스를 사용하여 에너지 효율적으로 구성한다. 무선 센서 네트워크는 다수의 센서노드와 센서노드가 전송하는 센싱 데이터를 수집하는 싱크노드로 구성된다. 센서노드는 넓은 지역에 정해진 형태없이 배치되어 프로토콜에 의해 자가구성 능력을 가진다. 본 논문에서는 WBAN 환경에서 적용되고 있는 ZigBee 무선 통신 환경의 주소 지정방식과 라우팅 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 새로운 좌표 값 알고리즘을 제안하였다. 기존 Cskip 알고리즘을 이용한 분산 주소 할당 기법의 낭비되는 주소공간의 문제를 해결하기 위해 (x,y,z) 3개의 좌표 축을 제안하여 16bit 주소공간을 분할하여 사용한다. 각 노드에서 라우팅 시 좌표 값을 이용하여 적은 비트별 연산이 수행되며 멀티 홉을 감소시킬 수 있다. 이에 대한 성능 분석으로 제안한 알고리즘은 수학적 분석 모델을 사용하였고 ZigBee 무선 통신 환경의 계층적 라우팅에서 사용하는 경로 벡터를 사용하여 센서 노드의 멀티 홉 카운트 결과를 도출하였다. 수학적 분석 결과 ZigBee 분산 주소 할당 기법과 기존 알고리즘에 비해 평균 멀티 홉의 수가 감소함으로써 에너지 효율이 향상됨을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권6호
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• pp.10-21
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• 2010

많은 노드와 넓은 지역을 커버하기 위해 클러스터-트리 형태로 구성된 모니터링 네트워크는 싱크 주변에 트래픽이 집중된다. IEEE 802.15.4가 이러한 센서 네트워크에 적용 되었을 때 싱크 주변지역에서의 트래픽 집중으로 인하여 데이터의 전송지연이 길어지고, 데이터를 잃어버릴 가능성이 높다. 본 논문에서는 LR-WPAN에서 채널을 동적으로 할당하여 채널 사용률을 높이고, 데이터 전송 성공률을 높이는 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘의 성능평가를 위하여 IEEE 802.15.4의 액티브 구간길이를 다양하게 설정하여 실험하였다. 실험 환경은 클러스터-트리 형태의 모니터링 네트워크를 가정하고, 트래픽이 집중되는 지역인 싱크와 1홉 거리에서 발생하는 트래픽을 분석했다. 실험결과 트래픽이 많을수록 DCA가 우수한 성능을 보였다. 트래픽이 가장 적은 상황에 대한 실험에서 IEEE 802.15.4는 최소한의 액티브길이인 14.40ms로 동착하여 90.3%의 데이터 전송 성공률을 보이고, DCA는 11.8ms의 액티브 구간을 유지하며 98.9%의 데이터 전송 성공률을 보였다.

• 농촌계획
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• 제21권3호
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• pp.171-179
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• 2015

The objectives of this research have been focussed on 1) developing prediction techniques for the flash flood and landslide based on rainfall prediction data in agricultural area and 2) developing an integrated forecasting system for the abrupt disasters using USN based real-time disaster sensing techniques. This study contains following steps to achieve the objective; 1) selecting rainfall prediction data, 2) constructing prediction techniques for flash flood and landslide, 3) developing USN and communication network protocol for detecting the abrupt disaster suitable for rural area, & 4) developing mobile application and SMS based early warning service system for local resident and tourist. Local prediction model (LDAPS, UM1.5km) supported by Korean meteorological administration was used for the rainfall prediction by considering spatial and temporal resolution. NRCS TR-20 and infinite slope stability analysis model were used to predict flash flood and landslide. There are limitations in terms of communication distance and cost using Zigbee and CDMA which have been used for existing disaster sensors. Rural suitable sensor-network module for water level and tilting gauge and gateway based on proprietary RF network were developed by consideration of low-cost, low-power, and long-distance for communication suitable for rural condition. SMS & mobile application forecasting & alarming system for local resident and tourist was set up for minimizing damage on the critical regions for abrupt disaster. The developed H/W & S/W for integrated abrupt disaster forecasting & alarming system was verified by field application.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권5호
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• pp.271-279
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• 2014

이 논문에서는 임시 애드 혹 네트워크 기반 무선 영상 관측이 가능한 임베디드 시스템의 두 가지 설계 기법을 제안하고 구현한다. 첫 번째 방법은 실시간에 가까운 단기 관측 적용 서비스를 위한 임베디드 시스템 설계 기법에 기반을 둔 것으로 $160{\times}128$ 영상을 최대 1 fps(초당 프레임) 속도의 무선 영상 전송 능력을 가지며, 영상처리 기능이 내장된 특수한 원격 관측노드를 가진다. 두 번째 방법은 일반 무선 영상 장기 관측을 위한 임베디드 시스템을 사용하며, 1/3 fps 무선 영상 전송 능력을 가지고, 영상처리가 내장된 시스템 제어기, 주노드, 관측노드로 구성이 된다. 제안 시스템은 저전력 근거리 양방향 디지털 통신 방식으로 잘 알려진 애드 혹 무선 네트워크를 사용하며, 제안 시스템의 하드웨어는 일반 개발 보드, 소형 카메라, 그리고 시스템 제어를 위해 PC로 구성되며, 지그비 스택에 기반을 둔 임베디드 소프트웨어와 시스템 제어용 사용자 인터페이스 소프트웨어가 개발되고 구현된 하드웨어 모듈에 내장되어 동작된다. 또한 프로토콜 분석기를 사용해 무선 환경 분석을 수행한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권12A호
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• pp.982-990
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• 2009

IEEE 802.15.4 무선 센서 네트워크는 물리적 또는 환경적 조건을 모니터링하고 수집 하기 위해 센서를 사용하는 독자적인 디바이스로 구성된 무선 네트워크 이다. 최근 센서기술과 정보통신 인프라의 발전으로 환경 모니터링 기술의 하나인 위치추적 기술에 대한 관심이 증가되고 있다. 센서네트워크에서의 일반적인 수신신호 세기 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 활용한 위치인식 시스템은 장애물이나 RF의 전파지연 및 멀티패스에 의해 정확한 위치 추적이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 RSSI 기반의 위치 추적 시스템이 가지고 있는 이러한 문제를 해결하기 위해 Gaussian Filter algorithm을 적용하여 위치 인식 성능을 개선한다. 이에 RSSI 값에 따른 전파 감쇠 특성을 논의한 후, 노드마다 개별 RSSI 값에 따른 확률적 거리 테이블을 작성한 후 생성된 모델을 통해, 센서 노드로부터 추출된 데이터를 본 논문에서 제안한 Gaussian Filter Algorithm을 적용하여 오차개선을 하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.259-266
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• 2013

근거리 무선 통신은 전송 거리에 제약이 있어 마스터 주변의 노드만이 통신이 가능하다. 기존의 블루투스와 지그비와 같은 통신은 ad hoc을 위한 기술을 제공함에도 불구하고 실시간 대화를 위한 멀티 홉 전송에는 적절하지 못하다. 본 논문은 TDMA을 이용하여 소규모의 여러 사용자들이 서로 대화할 수 있는 릴레이 프로토콜을 제안한다. 제안한 릴레이 프로토콜은 TDMA를 이용하여 실시간으로 데이터 또는 음성의 다중 홉 재전송이 가능하다. 제안하는 프로토콜은 라우팅 경로에 따라 주파수를 달리하여 패킷을 전송하는 방법으로 이동에 따른 채널 효율의 감소를 줄여 네트워크의 성능을 높이고 있다. NS-2 시뮬레이션을 통하여 제안한 프로토콜이 실시간 음성 전달에서 전송 지연과 패킷 손실률에 있어 우수한 성능을 가지고 있음을 보인다.