본 논문에서는 배터리 외에 별도의 전력원이 없거나 전력이 부족한 사물인터넷 환경에서 스마트 비디오 디바이스에 에너지 공급을 위한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템을 설계한다. 에너지 하비스팅 모듈은 태양전지판에서 하비스팅 된 태양광 에너지를 스마트 비디오 디바이스에 전달하고, 에너지 프로파일링 모듈은 디바이스 내부 배터리 유출 전류와 전압, 프로세스 소비 에너지를 측정하고 이를 이용하여 에너지 하비스팅 모듈로부터 디바이스 내부로 유입된 에너지와 디바이스 내부 소비 에너지를 계산한다. 실제 환경에서 측정한 하비스팅 된 에너지를 기상청이 제공하는 지역 일사량으로부터 계산한 에너지와의 비교를 통해 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템의 적합성을 검증한다. 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템은 지속 가능한 스마트 비디오 디바이스나 사물인터넷용 센서 설계에 활용될 수 있다.
Conventional electroexplosive devices (EED) commonly use a very small metal bridgewire to ignite explosive materials i.e. pyrotechnics, primary and secondary explosives. The use of semiconductor devices to replace “hot-wire” resistance heating elements in automotive safety systems pyrotechnic devices has been under development for several years. In a typical 1 amp/1 watt electroexplosive devices, ignition takes place a few milliseconds after a current pulse of at least 25 mJ is applied to the bridgewire. In contrast, as for a SCB devices, ignition takes place in a few tens of microseconds and only require approximately one-tenth the input energy of a conventional electroexplosive devices. Typically, when SCB device is driven by a short (20 $\mu\textrm{s}$), low energy pulse (less than 5 mJ), the SCB produces a hot plasma that ignites explosive materials. The advantages and disadvantages of this technology are strongly dependent upon the particular technology selected. To date, three distinct technologies have evolved, each of which utilizes a hot, silicon plasma as the pyrotechnic initiation element. These technologies are 1.) Heavily doped silicon as the resistive heating initiation mechanism, 2.) Tungsten enhanced silicon which utilizes a chemically vapor deposited layer of tungsten as the initiation element, and 3.) a junction diode, fabricated with standard CMOS processes, which creates the initial thermal environment by avalanche breakdown of the diode. This paper describes the three technologies, discusses the advantages and disadvantages of each as they apply to electroexplosive devises, and recommends a methodology for selection of the best device for a particular system environment. The important parameters in this analysis are: All-Fire energy, All-Fire voltage, response time, ease of integration with other semiconductor devices, cost (overall system cost), and reliability. The potential for significant cost savings by integrating several safety functions into the initiator makes this technology worthy of attention by the safety system designer.
이 논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.
최근에 출시되는 모바일 단말기들은 여러 개의 무선 통신 네트워크 인터페이스를 갖는 멀티모드 형태이다. 따라서, 특정 무선 통신 인터페이스에 종속되지 않고 에너지의 소비를 줄이기 위하여 네트워크의 환경에 따라 좀 더 에너지 효율적인 네트워크 인터페이스를 선택하여 사용할 수 있다. 본 논문에서는 다수의 무선 통신 인터페이스를 갖는 휴대 장치를 위한 에너지 효율적인 네트워크 인터페이스 선택 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 데이터 통신을 위해 폴링을 이용하여 좀 더 에너지 효율적인 네트워크 인터페이스를 선택한다. 또한, 제안하는 기법이 에너지 소비 측면에서 더욱 효율적임을 보인다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권1호
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pp.1-17
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2017
Mobile Cloud Computing has become a promising computing platform. It moves users' data to the centralized large data centers for users' mobile devices to conveniently access. Since the data storage service may not be fully trusted, many public verification algorithms are proposed to check the data integrity. However, these algorithms hardly consider the huge computational burden for the verifiers with resource-constrained mobile devices to execute the verification tasks. We propose an energy-efficient algorithm for assigning verification tasks (EEAVT) to optimize the energy consumption and assign the verification tasks by elastic and customizable ways. The algorithm prioritizes verification tasks according to the expected finish time of the verification, and assigns the number of checked blocks referring to devices' residual energy and available operation time. Theoretical analysis and experiment evaluation show that our algorithm not only shortens the verification finish time, but also decreases energy consumption, thus improving the efficiency and reliability of the verification.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권8호
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pp.3090-3102
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2015
The accuracy of an augmented reality (AR) application is highly dependent on the resolution of the object's image and the device's computational processing capability. Naturally, a mobile smart device equipped with a high-resolution camera becomes the best platform for portable AR services. AR applications require significant energy consumption and very fast response time, which are big burdens to the smart device. However, there are very few ways to overcome these burdens. Computation offloading via mobile cloud computing has the potential to provide energy savings and enhance the performance of applications executed on smart devices. Therefore, in this paper, adaptive mobile computation offloading of mobile AR applications is considered in order to determine optimal offloading points that satisfy the required quality of experience (QoE) while consuming minimum energy of the smart device. AR feature extraction based on SURF algorithm is partitioned into sub-stages in order to determine the optimal AR cloud computational offloading point based on conditions of the smart device, wireless and wired networks, and AR service cloud servers. Tradeoffs in energy savings and processing time are explored also taking network congestion and server load conditions into account.
스마트 디바이스의 보급과 함께 컨텍스트 인지 애플리케이션에 대한 수요가 증가하는 추세이다. 하지만, 센서를 통한 컨텍스트의 수집은 추가적인 배터리 소비가 요구된다. 이것은 제한된 배터리 수명을 가진 모바일 디바이스에서 다수의 컨텍스트 인지 애플리케이션을 구동하는데 큰 제약사항이 된다. 그러므로 에너지 효율적인 컨텍스트 모니터링 기법이 요구된다. 본 논문에서는 안드로이드 디바이스에서 가능한 네 가지 컨텍스트 모니터링 기법을 제시하고, 각 기법 간의 에너지 소모량을 분석하여 적합한 적용 지침을 제안한다. 본 논문에서 제안된 기법을 컨텍스트 모니터링 애플리케이션에 적용하면 컨텍스트 모니터링에 소비되는 에너지 소모량을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 제안된 기법을 검증하기 위해 적용하여 사용자 행동 인지 애플리케이션을 개발하여 각 기법에 대한 에너지 소모량을 정량적으로 비교한다.
Visco-Plastic Damper (VPD) as a passive energy dissipation device with dual behavior has been recently numerically studied. It consists of two bent steel plates and segments with a viscoelastic solid material in between, combining and improving characteristics of both displacement-dependent and velocity-dependent devices. In order to trust the performance of VPD, for the 1st time this paper experimentally investigates prototype damper behavior under a wide range of frequency and amplitude of dynamic loading. A high-axial damping rubber is innovatively proposed as the viscoelastic layer designed to withstand large axial strains and dissipate energy accordingly. Test results confirmed all assumptions about VPD. The behavior of VPD subjected to low levels of excitation is elastic while with increasing levels of excitation, a significant source of energy dissipation is provided through the yielding of the steel elements in addition to the viscoelastic energy dissipation. The results showed energy dissipation of 99.35 kN.m under a dynamic displacement with 14.095 mm amplitude and 0.333 Hz frequency. Lateral displacement at the middle of the device was created with an amplification factor obtained ranging from 2.108 to 3.242 in the rubber block. Therefore, the energy dissipation of viscoelastic material of VPD was calculated 18.6 times that of the ordinary viscoelastic damper.
Background: Various solar energy collecting systems have been developed and analyzed for agricultural applications. They include solar thermal and electric devices such as solar crop dryers, solar water pumps, solar greenhouse heating, ventilation for livestock, solar aeration pumps, solar electricity, and many more. Purpose: This review provides the current status of research and development in the field as well as the solar energy systems that are currently in use in the agriculture sector across the globe. Review: Solar energy is the largest and cheapest energy resource on earth; one hour of solar radiation exceeds the complete global energy consumption in one year. The potential annual total solar radiation in South Korea is $3.58-5.4 kWh/m^2/day$. The available solar energy is sufficient for agricultural applications across the entire country. Conclusion: The scope of solar energy utilization in agricultural machinery engineering in South Korea and in other countries is promising.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권3호
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pp.579-587
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2017
Spaceborne cryocoolers produce undesirable micro-vibration disturbances during their on-orbit operation, which are a primary source of image-quality degradation for high-resolution observation satellites. Therefore, to comply with the strict mission requirement of high-quality image acquisition, micro-vibration disturbances induced by cooler operation have always been subjected to an isolation objective. However, in this study, we focused on the applicability of energy harvesting technology to generate electrical energy from micro-vibration energy of the cooler and investigated the feasibility of utilizing harvested energy as a power source to operate low-power-consumption devices such as micro-electromechanical system (MEMS) devices. A tuned mass damper (TMD)-type electromagnetic energy harvester combined with a conventional passive vibration isolator was proposed to achieve this objective. The system performs the dual functions of electrical energy generation and micro-vibration isolation. The effectiveness of the strategy was evaluated through numerical simulations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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