• 정보교육학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.461-467
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• 2019

융복합 응용의 일반화로 라즈베리파이나 아두이노 임베디드형 제어 보드의 활용이 늘고 있다. 이러한 제어장치 설치는 상시 전력이 부재한 상황에서도 운영되어야 하는 경우가 많다. 이러한 경우에 흔히 태양광을 이용하기 때문에 충분한 전력 확보가 쉽지 않다. 본 논문에서는 이러한 저전력 환경 하에서도 작동할 수 있는 효과적인 제어 체계를 제안하고자 한다. 본 논문에서 구성한 실험 기기는 일정한 주기별로 DSLR 카메라 촬영하는 장치이다. 장치의 제어 모듈은 라즈베리파이와 아두이노 보드를 결합한 복합물이며, 아두이노 보드가 정해진 주기별로 라즈베리파이 보드를 동작시키도록 구성하였다. 본 논문에서는 이러한 전력 제어를 위한 프로그램을 개발하였고 이 펌웨어에 의하여 라즈베리파이의 전력 소모를 일자별, 시간별로 측정하여 전체 시스템의 효율성을 검증하였다. 아두이노 보드는 정한 간격마다 라즈베리파이에 전력을 공급하여 카메라에 슈팅 신호를 전송하도록 하였다. 실험결과, 10일간의 실험 기간 동안 일정하고 안정적인 전력 소모가 측정되었다. 결국 아두이노를 결합하여 절전하는 경우 라즈베리의 소비전력량을 약 81% 절감한 것으로 조사되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.439-459
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• 2010

Structural health monitoring (SHM) of civil infrastructure using wireless smart sensor networks (WSSNs) has received significant public attention in recent years. The benefits of WSSNs are that they are low-cost, easy to install, and provide effective data management via on-board computation. This paper reports on the deployment and evaluation of a state-of-the-art WSSN on the new Jindo Bridge, a cable-stayed bridge in South Korea with a 344-m main span and two 70-m side spans. The central components of the WSSN deployment are the Imote2 smart sensor platforms, a custom-designed multimetric sensor boards, base stations, and software provided by the Illinois Structural Health Monitoring Project (ISHMP) Services Toolsuite. In total, 70 sensor nodes and two base stations have been deployed to monitor the bridge using an autonomous SHM application with excessive wind and vibration triggering the system to initiate monitoring. Additionally, the performance of the system is evaluated in terms of hardware durability, software stability, power consumption and energy harvesting capabilities. The Jindo Bridge SHM system constitutes the largest deployment of wireless smart sensors for civil infrastructure monitoring to date. This deployment demonstrates the strong potential of WSSNs for monitoring of large scale civil infrastructure.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.1-14
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• 2016

본 논문은 사물 무선 서브 망을 모바일 망과 인터넷을 차례로 연계하는 무선 게이트웨이 처리 방식을 중심으로 데이터 유실이 있는 전송 방법과 데이터 무손실 전송 방법으로 구분하여 각 방법에 대한 일반적 전송 방식들을 두 가지 씩 4가지 타입을 제안하고, 각 타입의 일반적 처리 절차를 상태천이모델(Sate Transition Model)을 이용하여 설계한다. 도출된 각 상태천이도를 기반으로 각 타입들의 기능들을 실제로 구현하고 테스트함으로써 이들 방식들의 성능을 평가한다. 평가 결과로서, 다른 타입들과 비교해 볼 때, 여러 대기 상태들에서 데이터 혹은 응답 수신을 위해 저전력 Sleep모드-인터럽트와 폴링을 조합한 타입이 폴링만 사용하거나 Sleep모드-인터럽트만을 사용하는 방법보다 데이터 전송 실시간성, 데이터 유실도, 에너지 소모 등에서 가장 좋은 성능을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.1-9
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• 2020

본 논문에서는 데이터 압축을 통해 메모리 시스템의 에너지 효율 및 성능을 향상시키는 동적랭크 서브세팅 기법 (Dynamic Rank Subsetting, DRAS)을 제안한다. DRAS 기법은 하나의 메모리 랭크 (Rank)를 두 개의 서브랭크 (Sub-rank)로 동작되도록 하여, 데이터가 절반 크기로 압축될 경우 압축된 데이터를 하나의 서브랭크에만 저장한다. 이를 통해 DRAS 기법은 압축된 데이터에 대한 읽기 및 쓰기 동작의 메모리 대역폭을 두 배로 높일 수 있고, 동적 전력 소모도 절반으로 감소시킬 수 있다. 만약 데이터가 절반 크기로 압축되지 않는다면 기존 메모리 시스템에서와 같이 데이터를 두 서브랭크에 저장한다. 따라서 DRAS 기법은 데이터가 압축되지 않는 경우에 대해서는 기존 메모리 시스템 수준의 메모리 대역폭과 전력 효율성을 보장한다. 메모리 시뮬레이터를 사용한 실험 평가를 통해 DRAS 기법이 컴퓨터 시스템 성능을 평균 12% 향상시키고 메모리 시스템의 전력소모를 평균 24% 감소시킬 수 있음을 보인다.

• 소성∙가공
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• 제31권6호
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• pp.344-350
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• 2022

Extruded Mg-Bi binary alloys are known to have an undesirable bimodal grain structure containing a large amount of coarse unrecrystallized grains. Accordingly, to improve the microstructural homogeneity of extruded Mg-Bi alloys, it is necessary to promote the dynamic recrystallization (DRX) behavior during hot extrusion. An effective way to promote DRX is an increase in nucleation sites for DRX through a pre-deformation process before extrusion, such as cold pre-forging and hot pre-compression. However, the application of these pre-deformation processes increases the cost of final extruded Mg products because of an increase in energy consumption and decrease in productivity. Therefore, a low-cost new continuous process with high productivity is required to improve the microstructural homogeneity and mechanical properties of extruded Mg alloys without a drastic increase in the entire process cost. This study proposes a new extrusion method using an extrusion billet with a truncated cone shape (i.e., tapered billet) instead of a conventional extrusion billet with a cylindrical shape. When the hot extrusion of a Mg-5Bi alloy is conducted using the tapered billet, the DRX behavior during extrusion is considerably promoted. The DRX fraction and average grain size of the extruded alloy significantly increase and decrease from 65% to 91% and from 225 ㎛ to 49 ㎛, respectively. Consequently, the extruded Mg-5Bi alloy fabricated using the tapered billet has a finer homogeneous grain structure and higher tensile elongation than the extruded counterpart fabricated using the cylindrical billet.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.315-323
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• 2021

터널은 주·야간 모두 인공조명을 사용해야 되는 특성으로 인해 에너지 소비가 가장 많이 발생하는 도로 공간으로, 전기요금 절감 등을 위해 기존 터널조명 광원 대비 낮은 소비전력, 장수명의 장점을 갖는 LED램프로 교체 중에 있다. 터널구조물은 공용 중 부속시설 교체라는 일련의 중장기적이고 지속적인 과정이 수반되므로, 시설물 공용기간 동안의 생애주기비용을 고려해야 사회간접자본의 효율적인 활용을 기대할 수 있다. 따라서 본 연구에서 터널 조명광원을 고압나트륨램프에서 LED램프로 교체 시 LCC측면의 절감효과를 정량적으로 분석하였으며, 터널 조명 광원을 LED램프로 교체 시 램프의 수명증대에 의한 교체주기 감소 및 이로 인한 유지관리 비용 감소효과가 매우 큰 것으로 나타났다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제21권12호
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• pp.1-8
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• 2021

In Mobile Ad-Hoc Network (MANET) Application, routing protocol is essential to ensure successful data transmission to all nodes. Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) Protocol is a reactive routing protocol that is mostly used in MANET applications. However, the protocol causes Route Request (RREQ) message flooding issue due to the broadcasting method at the route request stage to find a path to a particular destination, where the RREQ will be rebroadcast if no Request Response (RREP) message is received. A scalable neighbor-based routing (SNBR) protocol was then proposed to overcome the issue. In the SNBR protocol, the RREQ message is only rebroadcast if the number of neighbor nodes less than a certain fix number, known as drop factor. However, since a network always have a dynamic characteristic with a dynamic number of neighbor nodes, the fix drop factor in SNBR protocol could not provide an optimal flooding problem solution in a low dense network environment, where the RREQ message is continuously rebroadcast RREQ message until reach the fix drop factor. To overcome this problem, a new broadcasting method as Dynamic SNBR (DSNBR) is proposed, where the drop factor is determined based on current number of neighbor nodes. This method rebroadcast the extra RREQ messages based on the determined dynamic drop factor. The performance of the proposed DSNBR is evaluated using NS2 and compared with the performance of the existing protocol; AODV and SNBR. Simulation results show that the new routing protocol reduces the routing request overhead, energy consumption, MAC Collision and enhances end-to-end delay, network coverage ratio as a result of reducing the extra route request messages.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.165-171
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• 2019

컴퓨터 구조의 연구 결과, 특정 영역의 하드웨어를 개발하는 과정에서 가격 대 에너지 성능의 획기적인 개선이 이뤄진다고 알려져 있다. 본 논문은 인공신경망(NN)의 추론을 가속화시킬 수 있는 텐서 처리부(TPU) ASIC에 대한 분석을 수행하였다. 텐서 처리부의 핵심장치는 고속의 연산이 가능한 MAC 행렬곱셈기와 소프트웨어로 관리되는 온칩 메모리이다. 텐서 처리부의 실행모델은 기존의 CPU와 GPU의 실행모델보다 인공신경망의 반응시간 요구사항을 제대로 충족시킬 수 있으며, 수많은 MAC과 큰 메모리를 장착함에도 불구하고 면적이 작고 전력 소비가 낮다. 텐서플로우 벤치마크 프레임워크에 대하여 텐서 처리부를 활용함으로써, CPU 또는 GPU보다 높은 성능과 전력 효율을 나타낼 수가 있다. 본 논문에서는 텐서 처리부를 분석하고, 파이썬을 이용하여 모델링한 OpenTPU에 대하여 모의실행을 하였으며, 그 핵심장치인 행렬 곱셈부에 대한 합성을 시행하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.1158-1164
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• 2020

국내의 경우 수입 에너지에 대한 의존도가 매우 높아 낭비되는 전력을 저하시키고 전력 효율성을 향상시키기 위해 저전력 기술인 Zigbee를 기반으로 대기전력 저감 연구가 이루어지고 있다. 그러나 Zigbee는 IoT 표준 프로토콜이 아니고, 네트워크 기반이 아니기 때문에 별도의 게이트웨이를 두어 네트워크를 구축해야 하며, 국제적으로 제시하고 있는 기기 전력 소비량에 대한 기준도 모호하기 때문에 대기전력에 대한 연구는 미흡한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 기존 Zigbee 기술에 IoT 표준 프로토콜인 MQTT를 적용하여 별도의 게이트웨이 없이 네트워크망을 구축하고, 대기전력 저하 및 사용자의 패턴을 수집하는 대기전력 저감 시스템을 설계 및 구현하였다. 기존 시스템과 평가한 결과 기존 시스템 대비 약 7.11%의 대기전력이 소모된 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권5호
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• pp.459-465
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• 2022

This paper reports a method to use a wireless sensor network deployed in the field to real-time monitor soil moisture, warning when the moisture level reaches a specific value, and wirelessly controlling an additional device (LED or water supply system, etc.). In addition, we report all processes related to wireless irrigation system, including field deployment of sensors, real-time monitoring using a smartphone, data calibration, and control of additional devices deployed in the field by smartphone. A commercially available open-source Internet of Things (IoT) platform, NodeMCU, was used, which was combined with a 9V battery, LED and soil humidity sensor to be integrated into a portable prototype. The IoT-based soil humidity sensor prototype deployed in the field was installed next to a tree for on-site demonstration for the measurement of soil humidity in real-time for about 30 hours, and the measured data was successfully transmitted to a smartphone via Wifi. The measurement data were automatically transmitted via e-mail in the form of a text file, stored on the web, followed by analyses and calibrations. The user can check the humidity of the soil real-time through a personal smartphone. When the humidity of a soil reached a specific value, an additional device, an LED device, placed in the field was successfully controlled through the smartphone. This LED can be easily replaced by other electronic devices such as water supplies, which can also be controlled by smartphones. These results show that farmers can not only monitor the condition of the field real-time through a sensor monitoring system manufactured simply at a low cost but also control additional devices such as irrigation facilities from a distance, thereby reducing unnecessary energy consumption and helping improve agricultural productivity.