본 논문에서는 센서 노드의 에너지 소모의 효율성을 증대시키는 무선 센서 네트워크에 대한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 각 센서 노드는 멀티 홉 센서 필드에서 최초의 플러딩 과정을 통해 싱크 노드로의 최소 홉수를 나타내는 플러딩 레벨 값을 얻는다. 이 값은 싱크 노드로의 연결을 보장하고 클러스터를 구성하는 동안 사용되며 라우팅 과정에서 효과적으로 사용되어 에너지 효율성을 증가시킨다. 이 알고리즘은 분석과 많은 실험을 통해 성능평가가 이루어진다.
There are now many different commercial weather sensors suitable for smart farms, and various smart farm devices are being developed and distributed by companies participating in the government-led smart farm expansion project. However, most do not comply with standard specifications and are therefore limited to use in smart farms. This paper proposed the connecting structure of operating non-standard node devices in smart farms following standard specifications supporting smart greenhouse. This connecting structure was proposed as both a virtual node module method and a virtual node wrapper method. In addition, the SoftFarm2.0 system was experimentally operated to analyze the performance of the implementation of the two methods. SoftFarm2.0 system complies with the standard specifications and supports non-standard smart farm devices. According to the analysis results, both methods do not significantly affect performance in the operation of the smart farm. Therefore, it would be good to select and implement the method suitable for each non-standard smart farm device considering environmental constraints such as power, space, distance of communication between the gateway and the node of the smart farm, and software openness. This will greatly contribute to the spread of smart farms by maximizing deployment cost savings.
This paper proposes a dual addressing scheme (DAS) for IPv6 over IEEE 802.15.4 wireless sensor networks (WSN). DAS combines a global unicast address to cope with association link changes and node mobility, and it links local addresses to lighten the overhead of the system to save energy and resources. This paper describes DAS address formats, address autoconfiguration, and address translation tables in the gateway. A detailed description of DAS is provided through examples. Simulations are performed to demonstrate the performance improvements of the DAS compared with the IPv6-based WSN, which uses the conventional single address.
메디컬 센서노드에서 측정된 생체정보는 홈 헬스 게이트웨이가 장애중이더라도 분실되지 말아야 서비스를 정상적으로 제공할 수 있다. 장애 중에 데이터를 수신할 수 없다면 메디컬 센서노드가 임시로 로컬저장소에 저장하거나 다른 센서노드와 상호 교신하여 저장 공간이 가장 많을 것으로 예상되는 센서노드를 선정한 후 분산 보관한다면 생체정보의 분실을 최소화 할 수 있다. 뿐만 아니라 정보의 측정주기는 생체정보의 유형에 따라 다르기 때문에 분산 보관에 필요한 공간이 기기마다 다르므로 보다 효율적인 보관기법이 필요하다. 이에 본 연구에서는 각각의 다양한 측정주기를 갖는 생체정보 센서노드간의 효율적 분산보관 프로토콜(DAP)을 제안하였다. 또한 DAP의 효용성을 확인하기 위해 센서노드와 게이트웨이 간에 DAP을 설계하고 구현하였다. 구현한 프로그램을 이용하여 실험을 한 결과, 99.3%의 높은 회수율과 적중률을 구할 수 있어 일시적인 장애에는 센서노드가 그 역할을 할 수 있음을 확인할 수 있었다.
This paper implements a weather monitoring system based on wireless sensor network. The wireless sensor network protocol proposed in this paper adopts a TDMA styled MAC. The protocol is designed to balance the energy consumption among sensor nodes. Other purposes of the protocol are to avoid the hidden terminal problem in 2-hop star topology, and to allow a CSMA styled communication in a given time slot to support emergent messages. Also, this paper develops the hardware of sensor node, gateway and electric generator based on solar and windy energy. The test results on the implemented system show that the time slot of each node is shifted in circular manner to balance the waiting time for transmission, and the reliability of wireless communication is over 99%.
본 논문에서는 무선 센서 네트워크들을 위한 통합된 관리 시스템을 제안한다. 이질적인 센서 네트워크들의 각 싱크 노드는 게이트웨이에 연결된다. 게이트웨이는 다양한 하드웨어 플랫폼과 네트워킹 모델들을 지원함으로써 여러 네트워크들로부터 관리 정보를 수집하여 MIB(Management Information Base)에 저장한다. 관리 시스템은 SNMP(Simple Network Management Protocol)를 이용하여 게이트웨이의 MIB으로부터 관리 정보를 얻고 이를 분석한다. 사용자는 인터넷을 사용할 수 있는 곳이라면 어디서든지 웹을 통하여 관리 시스템에 접속하고 센서 노드들과 네트워크들을 관리할 수 있다. 본 논문에서 우리는 제안하는 관리 시스템을 직접 구현하여 실용성을 보인다.
실시간 위치 인식 및 추적 시스템에서 다수의 이동노드가 존재하는 경우 매우 복잡한 데이터 흐름이 발생한다. 단일 게이트웨이가 존재하는 네트워크에서 센서 노드가 수집한 각 종 데이터는 시간이 경과함에 따라 일정한 경로를 따라 전송된다. 멀티게이트웨이가 존재하는 네트워크 구성에서는 수집된 데이터가 단순한 경로가 아닌 다양한 경로를 따라 전송된다. 이러한 데이터는 많은 노드에서 혼잡을 발생시켜 네트워크 성능을 크게 저하 시킨다. 본 논문에서는 기존의 연구와 달리 멀티 게이트웨이를 갖는 수중센서 네트워크 환경에서 효율적인 통신을 위하여 각 노드들 간의 데이터 충돌을 최소화하고 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 MAC(Media Access Control) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜에서 데이터 전송을 원하는 소스 노드는 하나의 RTS 패킷을 이용하여 다수의 목적 노드와 한번에 채널 예약을 한다. 소스 노드는 이웃 노드와의 측정된 전파지연 정보를 이용하여 CTS 응답 시간을 스케쥴링(Scheduling) 함으로써 충돌 없이 채널을 예약한다. 예약이 완료된 후 소스 노드는 여러 목적 노드에서 순차적으로 DATA 패킷을 충돌 없이 전송한다. 제안된 프로토콜은 시뮬레이션을 통해 기존 연구에서 제안된 방법과 성능을 비교하고 결과를 분석 및 평가한다. 성능 비교 분석결과, 제안된 방법이 더 좋은 효율과 지여 등의 성능을 가짐을 확인하였다.
최근 언제 어디서나 사람과 사물 같은 객체의 위치를 인식하고, 이를 기반으로 유용한 서비스를 제공하는 LBS(Location Based Service)가 대두되고 있다. LBS를 제공하기 위해 Cricket, Ubisense 등의 많은 연구가 진행되고 있지만, 이들은 노드들로만 구성된 네트워크를 이용하기 때문에 위치추적과 같은 복잡한 연산을 수행하는데 적합하지 않다. 본 연구는 위치 인식이 가능하고, 계산 능력이 높은 게이트웨이 노드를 구현하여 복잡한 연산을 가능하게 하였다.
Typically a wireless sensor network consists of a number of nodes that sense surrounding environment and collaboratively work to process and route the sensing data to a sink or gateway node. We propose an architecture with support of multiple routers in IPv6-based Low-power Wireless Personal Area Network (6LoWPAN). Our architecture provides traffic load balancing and increases network lifetime as well as self-healing mechanism so that in case of a router failure the network still can remain operational. Each router sends its own Router Advertisement message to nodes and all the nodes receiving the messages can select which router is the best router with the minimum hop-count and link information. We have implemented the architecture and assert our architecture helps in traffic load balancing and reducing data transmission delay for 6LoWPAN.
ZigBee technology that is observed to radio network of low electric power with latest WPAN's IEEE 802.15 .4 technologies is evaluated as best technology for sensor network and digital home network construction. This need exclusive use application for monitoring, managing, controlling and organizing this nodes. However, these program has weaknesses that is hard to construct flexible system with Internet. This paper will use web server linked with gateway to manage sensor network that is consisted of ZigBee node and design system that manages ZigBee device with relative fast responsibility using AJAX web technology.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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