• 제목/요약/키워드: energy-efficient communication

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무선 센서 망에서 위치 정보를 이용한 에너지 효율적인 통신 프로토콜 (An Energy Efficient Communication Protocol using Location Information in Wireless Sensor Networks)

  • 진민숙;박호성;이의신;김태희;이정철;김상하
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제36권4호
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    • pp.322-329
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    • 2009
  • 많은 연구자들은 무선 센서 망에서 싱크들과 소스들간의 효율적인 데이터 전송을 위한 지리정 보라우팅을 설명해왔다. 지리 정보를 알기 위해, 지리정보라우팅은 두 가지 방법을 제공해왔다. 싱크가 자신의 위치 정보를 주변에 뿌려 위치 정보 플러딩을 하는 sink-initiated와 소스가 자신의 위치 정보를 주변에 뿌려 위치 정보를 플러딩하는 source-initiated가 있다. 그러나, 그 방법들은 두 가지 문제를 가지고 있다. 첫 번째는 싱크와 소스가 움직일 때마다 그들의 위치 정보를 플러딩한다. 두 번째는 그들 위치 정보는 실제적으로 데이터를 보내고 받는 노드 이외에 불필요한 노드들까지 전달된다. 그래서, 망 전체에 불필요한 에너지 소비문제가 있다. 그러므로, 이 논문은 소수의 싱크들과 소수의 소스들 사이에 데이터를 효율적으로 전달하여 에너지 소비문제를 해결할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 싱크들과 소스들의 이동에 대하여 위치 정보를 관리하는 위치 정보 매니저를 이용한다. 실험은 기존에 제안된 프로토콜들과 성능 분석하였다.

이동 환경에서 다중점 질의를 위한 효율적인 방송 데이타 클러스터링 (Efficient Broadcast Data Clustering for Multipoint Queries in Mobile Environments)

  • 방수호;정연돈;김명호
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제28권4호
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    • pp.715-722
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    • 2001
  • 최근 뛰어난 성능의 휴대용 컴퓨터들이 등장하고 무선 통신 기술이 발달함에 따라 이동 컴퓨팅에 대한 관심이 급격히 증가하고 있다. 이동 컴퓨팅에서는 무선 통신이 가지는 통신 대역과 에너지의 제약 때문에 방송 기법을 많이 사용한다. 본 논문은 다수의 데이타를 참조하는 다중 점 질의에 대한 방송 데이타 클러스터링 기법에 대해 기술한다. 방송 데이타의 클러스터링을 통해 사용자는 보다 빨리 필요로 하는 데이타를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 먼저 데이타 친화도와 세그먼트 친화도라는 기준을 제시하며 이에 기반한 클러스터링 방법을 제안한다. 데이타 친화도는 두 데이타 개체가 질의에서 같이 참조되는 정 도를 나타내며, 세그먼트 친화도는 두 데이타 집합(세그먼트)이 질의에서 같이 참조되는 정도를 나타낸다.제안하는 방법은 질의의 수가 증가에도 성능이 크게 저하되지 않는 특징을 지닌다.

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무선 센서 네트워크에서 데이터 수집의 정확성 향상을 위한 Delta 기반의 데이터 병합기법 (A Delta-based Data Aggregation Scheme for Enhancing the Correctness of Data Aggregation in Wireless Sensor Networks)

  • 김변곤;유태영;나인호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.840-845
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    • 2007
  • 무선 센서 네트워크에서 효율적인 데이터 처리와 신속한 전송을 위해 사용되는 미들웨어는 순간적인 데이터 밀집현상으로 발생하는 중간 노드의 데이터 손실 문제를 해결해야한다. 본 논문에서는 계산 능력, 소비 전력 등 극히 한정된 자원만을 사용하여 데이터를 전달해야 하는 무선 센서 네트워크 환경에서 수집된 데이터의 효율성 및 정확성을 향상시킬 수 있는 Delta-Average 기법을 제시하였다. 제안된 기법을 통해 데이터의 상이성과 평균화 방식을 이용함으로써 순간적인 데이터 밀집현상으로부터 중복된 데이터에 대한 불필요한 전송을 방지하면서 정확성을 높이도록 하였다. 마지막으로 제안된 기법의 성능을 평가하기 위해 TinyDB에서 TOSSIM 시뮬레이션을 수행하였으며 성능분석 결과를 통해 데이터 정확성이 향상되었음을 검증하였다.

Concrete structural health monitoring using piezoceramic-based wireless sensor networks

  • Li, Peng;Gu, Haichang;Song, Gangbing;Zheng, Rong;Mo, Y.L.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제6권5_6호
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    • pp.731-748
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    • 2010
  • Impact detection and health monitoring are very important tasks for civil infrastructures, such as bridges. Piezoceramic based transducers are widely researched for these tasks due to the piezoceramic material's inherent advantages of dual sensing and actuation ability, which enables the active sensing method for structural health monitoring with a network of piezoceramic transducers. Wireless sensor networks, which are easy for deployment, have great potential in health monitoring systems for large civil infrastructures to identify early-age damages. However, most commercial wireless sensor networks are general purpose and may not be optimized for a network of piezoceramic based transducers. Wireless networks of piezoceramic transducers for active sensing have special requirements, such as relatively high sampling rate (at a few-thousand Hz), incorporation of an amplifier for the piezoceramic element for actuation, and low energy consumption for actuation. In this paper, a wireless network is specially designed for piezoceramic transducers to implement impact detection and active sensing for structural health monitoring. A power efficient embedded system is designed to form the wireless sensor network that is capable of high sampling rate. A 32 bit RISC wireless microcontroller is chosen as the main processor. Detailed design of the hardware system and software system of the wireless sensor network is presented in this paper. To verify the functionality of the wireless sensor network, it is deployed on a two-story concrete frame with embedded piezoceramic transducers, and the active sensing property of piezoceramic material is used to detect the damage in the structure. Experimental results show that the wireless sensor network can effectively implement active sensing and impact detection with high sampling rate while maintaining low power consumption by performing offline data processing and minimizing wireless communication.

국내 및 미국 시방서에 따라 시공된 지중매설관의 동적거동 (Dynamic Behavior of Buried Pipelines Constructed by Domestic and USA Specifications)

  • 전상수;김재민
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.59-66
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    • 2011
  • 지진재해로 인한 라이프라인의 피해는 구조물의 손상뿐만 아니라, 통신장애, 전력 가스 수자원 등 다양한 생활에너지의 공급에 장애를 발생시킨다. 이러한 지진재해에 효율적으로 대응하기 위해 미국과 일본에서는 HAZUS 및 HERAS와 같은 지진재해평가 시스템을 구축하여 활용하고 있다. 국내에서도 이러한 시스템 구축을 위해 노력하고 있으나, 근본적으로 구조물의 지진 해석을 통한 평가자료가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 구조물 중 국내에 시공된 수많은 매설관을 조사하여 관 재질 특성에 따라 연성관과 취성관으로 분류하고 이에 대한 동적 거동을 분석하였다. 다양한 지진하중 하에서 국내 및 미국의 시공기준에 따라 매설관의 동적 거동을 비교 평가하였다. 본 연구를 통하여 미국 HAZUS 프로그램의 알고리즘에 따른 국내의 매설관 손상평가의 적정성을 조사하였다.

ML 기반의 전기추진시스템을 위한 PCS에 관한 연구 (A Study on PCS for ML-Based Electrical Propulsion System)

  • 이종학;이헌석;오진석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권9호
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    • pp.1025-1031
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    • 2019
  • 본 연구는 선박용 해수펌프를 ML 기반으로 한 알고리즘을 구현하여 효율적으로 운용할 수 있는 PCS를 제안한다. PCS가 탑재된 2척의 선박에서 해수온도, RPM, 전력 소모 데이터를 취득하여 회귀 분석법으로 분석하고, 새로운 알고리즘을 제시한다. 제시하는 알고리즘을 적용하였을 때 Ship A는 PCS를 적용하지 않았을 때 대비하여 약 36%를 절감하였고, 특정 해역온도인 $19{\sim}27^{\circ}C$$32^{\circ}C$ 이상의 해역에서 ML 기반의 알고리즘이 Ship A의 PCS보다 약 1% 더 절감하였다. Ship B는 PCS를 적용하지 않았을 때 대비하여 약 50%를 절감하였고, 특정 해역온도인 $19^{\circ}C$ 이상의 해역에서 Ship B의 PCS보다 약 2%더 절감하였다. 도출된 데이터를 이용하여 최적의 펌프 속도와 항로를 제안할 수 있다. 추가적으로, 취득 데이터의 추세를 활용하여 효율이 낮아졌을 시에 펌프의 성능이나 MGPS의 소제 시기를 유추할 수 있다.

비정상 ECG 진단의 에너지 효율적인 재구성 가능한 가속을 위한 OpenCL 기반 FPGA-GPU 혼합 계층 적응 처리 알고리즘 할당 (Adaptive Processing Algorithm Allocation on OpenCL-based FPGA-GPU Hybrid Layer for Energy-Efficient Reconfigurable Acceleration of Abnormal ECG Diagnosis)

  • 이동규;이승민;박대진
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권10호
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    • pp.1279-1286
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    • 2021
  • Electrocardiogram (ECG) 신호는 심장의 이상을 조기에 진단하기 위한 좋은 지표이다. ECG 신호는 사람마다 기준이 되는 정상 신호의 형태가 다르고, 진단에 많은 데이터가 필요하다. 본 논문에서는 ECG 신호 진단을 효율적으로 가속하기 위한 OpenCL을 기반 FPGA-GPU 혼합 계층 적응형 플랫폼을 제안한다. 플랫폼에서 MIT-BIH 부정맥 신호데이터의 19870개 ECG 신호를 진단한 결과 FPGA 가속기는 진단 시간이 1.15s로 소프트웨어로 실행했을 때보다 89.94% 감소하였고, 전력 소모는 84.0% 감소하였다. GPU 가속기는 실행 시간이 소프트웨어 대비 83.56% 감소한 1.87s였으며, 전력 소모는 62.3% 감소하였다. 제안하는 FPGA-GPU 혼합 플랫폼은 FPGA 가속기보다 진단 속도가 느리지만 GPU를 이용하여 상황에 따라 유연한 알고리즘을 동작할 수 있다.

불규칙한 대상 시스템 제어를 위하여 부분 펌웨어 업데이트 기법을 이용한 저전력 변성적 MCU (Low-Power Metamorphic MCU using Partial Firmware Update Method for Irregular Target Systems Control)

  • 백종헌;정지웅;김민성;권지수;박대진
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.301-307
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    • 2021
  • 사물인터넷의 부흥과 더불어, 사물인터넷의 핵심인 임베디드 시스템은 상황의 변화에 따른 지능적 제어 능력이 요구되고 있다. 하지만 임베디드 시스템은 하드웨어, 메모리, 시간, 전력 등 자원의 제약이 많다. 이때, 임베디드 시스템에서 펌웨어에 변경이 필요할 때는 플래시 메모리를 초기화하고 다시 전체 펌웨어를 업로드 해야 한다. 따라서, 수정의 필요성이 없는 부분도 초기화하고 다시 작성해야 한다는 점에서 시간 및 에너지적으로 비효율적이다. 본 논문에서는 플래시 메모리 각 섹터에 펌웨어를 분할하여 펌웨어의 수정이 필요할 때 수정이 필요한 부분의 섹터만을 교체하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 실제 타겟 보드를 사용하여 제안하는 방법을 검증하였고, 그 결과 약 절반의 시간을 단축할 수 있었다.

만성질환 관리를 위한 PDA폰 기반 이동형 방문건강관리 시스템 개발 (A Study on a PDA-Based Ubiquitous Healthcare System for the Management of Chronic Diseases)

  • 손성용;황원숙;이양희;김창섭;임채승;박길홍
    • 가정간호학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.18-22
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    • 2007
  • Purpose: The rapid change to an aging society generates an increase in the incidence of chronic diseases. Many chronic patients have been facing their illnesses without enough preparation. In order to solve these problems, we designed and tested a public healthcare service based on ubiquitous technology. Method: Telemedicine has emerged as new medical care system of chronic disease. However, public potential of its technology is difficult to know under current traditional health care system. In this work, we developed a Personal Digital Access (PDA) phone based healthcare system by trained visiting nurses for elderly patients. A field test was performed by SeongBuk Public Health Center in Seoul, Republic of Korea (ROK). Result: Surveys were generated to assess the effects of this system compared to conventional public health system. Findings of trials demonstrate that healthcare coordination enhanced by PDA phone technology is satisfactory to the patients and nurses compared to previous one because prompt responses arouse their recognition of health. Conclusion: Ubiquitous healthcare system applied to public health service proved to be efficient and time-saving to monitor and control the chronic illnesses of large population.

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RFID를 활용한 안전 스쿨버스 시스템 설계 (Design of Safety School Bus System Using RFID)

  • 김지연
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권11호
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    • pp.1741-1746
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    • 2022
  • 스쿨버스 사용이 보편화됨에 따라 통학버스 운전자 및 동승 보호자의 과실로 인한 사고 발생이 빈번하여 어린이들의 스쿨버스 하차 확인을 의무화하는 등의 관련 법안이 제정되고 있다. 본 논문에서는 에너지 활용도와 비용 측면에서 효율적인 RFID(Radio-Frequency Identification)와 모바일 APP을 연동한 안전한 스쿨버스 시스템을 제안 한다. 스쿨버스 시스템은 RFID 카드를 이용해 스쿨버스에 탑승하는 어린이들의 승·하차 정보를 확인하고, 실시간 SMS 전송으로 학부모들은 아이들을 안심하고 등·하원 시킬 수 있다. 스쿨버스에 동승한 지도교사들은 아이들의 하차 정보를 APP을 통해 한 번 더 확인 할 수 있어 버스 내에 남겨진 아이들에게 일어날 수 있는 각종 사고를 예방할 수 있다. 어린이집 선생님들은 스쿨버스 운행일지의 자동화로 인해 더욱 효율적으로 승·하차 정보 확인뿐만 아니라 원생들의 등·하원 정보까지 관리 할 수 있다.