• 대한임베디드공학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.158-166
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• 2008

These days, mobile embedded systems adopt flash memory capable of XIP feature since they can reduce memory usage, power consumption, and software load time. XIP provides direct access to ROM and flash memory for processors. However, using XIP incurs unnecessary degradation of applications' performance because direct access to ROM and flash memory shows more delay than that to main memory. In this paper, we propose a memory management framework, dynamic XIP, which can resolve the performance degradation of using XIP. Using a constrained RAM cache, dynamic XIP can dynamically change XIP region according to page access pattern to reduce performance degradation in execution time or energy consumption resulting from native XIP problem. The proposed framework consists of a page profiler gathering applications' memory access pattern using PMU and an XIP manager deciding that a page is accessed whether in main memory or in flash memory. The proposed framework is implemented and evaluated in Linux kernel. Our evaluation shows that our framework can reduce execution time at most 25% and energy consumption at most 22% compared with using XIP-only case adopted in general mobile embedded systems. Moreover, the evaluation shows that in execution time and energy consumption, our modified LRU algorithm with code page filters can reduce more than at most 90% and 80% respectively compared with applying just existing LRU algorithm to dynamic XIP.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권9B호
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• pp.1322-1329
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• 2010

As body sensor network (BSN) research becomes mature, the need for managing power consumption of sensor nodes has become evident since most of the applications are designed for continuous monitoring. Real time Electrocardiograph (ECG) analysis on sensor nodes is proposed as an optimal choice for saving power consumption by reducing data transmission overhead. Smart sensor nodes with the ability to categorize lately detected ECG cycles communicate with base station only when ECG cycles are classified as abnormal. In this paper, ECG classification algorithms are described, which categorize detected ECG cycles as normal or abnormal, or even more specific cardiac diseases. Our Euclidean distance (ED) based classification method is validated to be most power efficient and very accurate in determining normal or abnormal ECG cycles. A close comparison of power efficiency and classification accuracy between our ED classification algorithm and generalized linear model (GLM) based classification algorithm is provided. Through experiments we show that, CPU cycle power consumption of ED based classification algorithm can be reduced by 31.21% and overall power consumption can be reduced by 13.63% at most when compared with GLM based method. The accuracy of detecting NSR, APC, PVC, SVT, VT, and VF using GLM based method range from 55% to 99% meanwhile, we show that the accuracy of detecting normal and abnormal ECG cycles using our ED based method is higher than 86%.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권5호
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• pp.509-525
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• 2018

Sensors and systems in Civionics technology play an important role for continuously facilitating real-time structure monitoring systems by detecting and locating damage to or degradation of structures. An advanced materials, design processes, long-term sensing ability of sensors, electromagnetic interference, sensor placement techniques, data acquisition and computation, temperature, harsh environments, and energy consumption are important issues related to sensors for structural health monitoring (SHM). This paper provides a comprehensive survey of various sensor technologies, sensor classes and sensor networks in Civionics research for existing SHM systems. The detailed classification of sensor categories, applications, networking features, ranges, sizes and energy consumptions are investigated, summarized, and tabulated along with corresponding key references. The current challenges facing typical sensors in Civionics research are illustrated with a brief discussion on the progress of SHM in future applications. The purpose of this review is to discuss all the types of sensors and systems used in SHM research to provide a sufficient background on the challenges and problems in optimizing design techniques and understanding infrastructure performance, behavior and current condition. It is observed that the most important factors determining the quality of sensors and systems and their reliability are the long-term sensing ability, data rate, types of processors, size, power consumption, operation frequency, etc. This review will hopefully lead to increased efforts toward the development of low-powered, highly efficient, high data rate, reliable sensors and systems for SHM.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.408-416
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• 2016

본 연구에서는 선내 수집데이터를 활용하는 선박 및 육상 서비스를 위한 선박용 어플리케이션 시스템과 해상 데이터 통합관리 및 상호교환을 위한 선육 간 통합 시스템을 활용한 선박 에너지효율 모니터링 시스템을 설계하였다. 선박 에너지효율 모니터링 시스템은 윈도우 기반의 응용프로그램으로 file base EDI 통신을 이용하도록 구성하였다. 주요기능으로 연료소모량 최소화를 위한 항로 계획, 에너지 소모 및 배출가스 배출 모니터링, 선박 에너지 효율 분석 및 분석데이터 분석을 구현하고 실 운항선박에 적용하여 시스템의 정상 동작을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.264-266
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• 2005

Recently, on-line diagnosis methods through wired and wireless networks are widely adopted in the diagnosis of industrial Electric Facilities, such as generators, transformers and motors. Also smart sensors which includes sensors, signal conditioning circuits and micro-controller in one board are widely studied in the field of condition monitoring. This paper suggests an self-powered system suitable for condition-monitoring smart sensors, which uses parasitic vibrations of the facilities as energy source. First, vibration-driven noise patterns of the electric facilities are presented. And then, an electromagnetic generator which uses mechanical mass-spring vibration resonance are suggested and designed. Finally energy consumption of the presented smart sensor, which consists of MEMS vibration sensors, signal conditioning circuits, a low-power consumption micro-controller, and a ZIGBEE wireless tranceiver, are presented. The usefulness and limits of the presented electromagnetic generators in the field of electric facility monitoring are also suggested.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권3호
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• pp.293-308
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• 2014

In the aeronautical environment, numerous regulatory and communication protocols exist that cover interconnection of on-board equipment inside the aircraft. Developed and implemented by the airlines since the 1960s, these communication systems are reliable, strong, certified and able to contact different sensors distributed throughout the aircraft. However, the scenario is slightly different in the structural health monitoring (SHM) field as the requirements and specifications that a global SHM communication system must fulfill are distinct. The number of SHM sensors installed in the aircraft rises into the thousands, and it is impossible to maintain all of the SHM sensors in operation simultaneously because the overall power consumption would be of thousands of Watts. This design of a new communication system must consider aspects as management of the electrical power supply, topology of the network for thousands of nodes, sampling frequency for SHM analysis, data rates, selected real-time considerations, and total cable weight. The goal of the research presented in this paper is to describe and present a possible integration scheme for the large number of SHM sensors installed on-board an aircraft with low power consumption. This paper presents a new communications system for SHM sensors known as the Bi-Instruction Link Bi-Operator (BILBO).

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11B호
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• pp.1169-1177
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• 2009

본 논문은 센서 네트워크상에서 지연시간에 민감한 데이터 전송을 위한 에너지 효율적인 MAC 프로토콜을 제안한다. 비 동기식 센서 네트워크에서는 소비되는 에너지와 지연시간이 채널 모니터링 주기(Channel Monitoring Interval)와 데이터 센싱 주기(Sensing Data Interval)에 따라 변화한다. 이러한 사실을 기반으로 본 논문에서는 오버히어링(Overhearing)으로 발생하는 에너지 소비를 줄이기 위해 자신의 채널 모니터링 주기를 이웃노드에 알리는 새로운 프리엠블 구조와 낮은 연산 복잡도를 가지는 채널 모니터링 주기를 결정하는 알고리즘을 제안한다. 실험결과에서는 다른 센서 MAC 프로토콜과 제안한 MAC 프로토콜과의 성능비교를 보여준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.17-23
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• 2020

반려 동물을 키우는 가구가 늘어나면서 원격지에서 반려동물의 상태를 파악하려는 수요가 늘어나고 있다. 우리는 웨어러블 디바이스를 반려동물에게 착용시켜서 심박신호를 원격지에서 모니터링 할 수 있는 것을 목표로 한다. 그러나 블루투스를 이용한 모니터링 방식은 근거리에서만 접속할 수 있는 단점이 있고, WiFi를 통해 받아보는 방식은 전력 소모량이 크다는 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해서 사용자가 필요로 하지 않는 시점에는 블루투스를 이용하여 사용자의 요청을 간접적으로 받고, 사용자가 모니터링 요청을 한 경우 WiFi를 통해 센서 데이터를 보내는 방식으로 전력 소비량을 줄이는 시스템을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권7호
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• pp.469-477
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• 2009

제한된 용량의 배터리로 동작해야 하는 모바일 시스템에서는 소프트웨어 설계시 성능뿐만 아니라 전력소모도 고려해야 한다. 따라서 소프트웨어의 실행 중에 전력소모를 정확하게 예측할 수 있으면 전력과 성능을 고려한 효율적인 소프트웨어의 설계가 가능해진다. 본 논문에서는 모바일 프로세서의 전력소모 예측을 위해 정량적으로 프로세서의 동작을 분석하고 모델링 하는 통계적인 분석 방법을 제안한다. 제안된 방식은 다양한 벤치마크 프로그램들을 실행하여 프로세서의 성능 모니터링 이벤트들과 전력소모 데이터를 수집한 후 계층적 클러스터링(hierarchical clustering) 분석 등을 적용하여 서로 중복되지 않으면서 전력소모에 크게 기여하는 대표적인 성능 모니터링 이벤트들을 추출한다. 전력 예측 모델은 선택된 성능 모니터링 이벤트들이 독립변수가 되고 전력소모가 종속변수가 되는 회귀분석(regression analysis)을 수행하여 개발한다. 전력 예측 모델은 Intel XScale 아키텍처 기반의 PXA320 모바일 프로세서에 적용하여 평균 4% 이내의 에러율로 전력소모를 예측할 수 있음을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.137-146
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• 2011

에너지 소모에 대한 증가되는 소비자의 관심을 지원하기 위하여 가전기기의 에너지 모니터링과 예측 방식을 제안한다. 제안한 시스템은 0.5초마다 전류 센서를 지나가는 전류량을 측정하는 스마트 플러그라는 일반 전기 콘센트로 설계하고, 신경회로망의 훈련과 시험 데이터를 얻기 위해 평균기온, 최저기온, 초고기온, 습도, 일조시간의 날씨 정보를 입력 데이터로 사용하고, 스마트 플러그를 통한 전기 사용량을 목표값으로 사용하였다. 훈련을 위한 실험데이터를 사용하여 역전파 알고리즘을 기반으로 한 신경회로망을 구성하였다. 입력과 출력 데이터의 비선형 매핑을 위해 다층신경회로망을 사용하였다. 제안한 신경회로망 모델은 상관관계 계수가 0.9965로 우수하게 전기 사용량을 예측할 수 있는 것을 확인하였으며, 예측의 평균 제곱 오차는 0.02033이다.