한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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pp.311-315
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2006
Precision location and positioning of Asset within a network is an attractive feature with various applications, especially in indoor environments. Such a demand is met by the standard task group, IEEE 802.15.4a. Several methods, that is, pulse, chirp and chaotic communications have been proposed so far to satisfy the requirements of the standard. Among them, ultra wideband direct chaotic communications has advantageous features such as low hardware complexity, low cost, lower power consumption and flexible frequency band plan. In this paper, the feasibility of the ranging system using non-coherent chaotic transceiver is investigated by designing and implementing the system and the performance is proved by conducting location experiments in real indoor environments.
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network: WSN)의 응용서비스 모델은 센서, 마이크로 컨트롤러, 무선 통신 칩셋을 결합한 센서 하드웨어에 의한 센서 네트워크, 데이터 처리를 위한 미들웨어, 사용자 서비스의 형태로 구성된다, 이러한 WSN응용은 환경모니터링, 공장자동화와 같은 분야에 적용되어 왔고, 주로 사람이 감시하기 힘든 원격 모니터링을 기반으로 하는 응용서비스에 집중되어 왔다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 응용모델을 기반으로 유비쿼터스 방재 시스템에 적용하기 위한 구축 고려요소에 대해 서술하고, 그 응용 범위의 적합성을 논한다. 제안하는 모델은 무선 센서 네트워크 하드웨어, 라우팅 기술, 미들웨어 구성요소, 보안정책에 관한 내용이 포함되어 있다.
최근 몇 년간, 홈 네트워킹에 관한 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 홈 네트워킹을 위한 대부분의 기술들은 유선을 기반으로 하지만, 무선 연결을 위한 기술도 필요하다. 본 논문은 홈 네트워크 분야 중에서 무선 네트워크에 초점을 맞추고 있다. 무선 LAN, 블루투스, HomeRF와 같은 많은 무선 통신 기술중에서, 본 논문은 특히 무선 센서 네트워크라는 새로운 기술을 무선 홈네트워크에 적용하는 것을 제안한다. 본 논문은 무선 센서 노드와 무선 센서 네트워크를 위한 하드웨어 및 프로토콜 스택 설계시 필요한 고려 사항을 제시하고, 홈 네트워킹에 무선 센서 네트워크를 적용하기 위한 방법과 다양한 센서 노드로 무선 홈 네트워킹을 구성하는 방법을 제시한다. 마지막으로, 본 논문은 자체적으로 설계된 무선 센서 노드 시스템을 소개하고 이 글을 맺는다.
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.
This paper describes a design of AES-based CCM Protocol for IEEE 802.11i Wireless LAN Security. The CCMP core is designed with 128-bit data path and iterative structyre which uses 1 clock cycle per round operation. To maximize its performance, two AES cores are used, one is for counter mode for data confidentiality and the other is for CBC(Cipher Block Chaining) mode for authentication and data integrity. The S-box that requires the largest hardware in AES core is implemented using composite field arithmetic, and the gate count is reduced by about 23% compared with conventional LUT-based design. The CCMP core designed in Verilog-HDL has 35,013 gates, and the estimated throughput is about 768Mbps at 66-MHz clock frequency.
IEEE 802.11 WLAN 표준에 근거한 수신 신호세기 측정치에 기반하여 무선 측위를 수행함에 있어서 이기종 이동기기 수신 감도 문제는 이동기기의 종류가 다양해짐에 따라 중요한 문제로 인식되고 있다. 본 논문에서는 이기종 이동기기 수신 감도 문제를 효과적으로 극복할 수 있는 Hybrid Kriging 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 분석하였다. 시뮬레이션과 실험 결과에 의하면 동일한 기준 측정치가 주어진 경우 제안된 Hybrid Kriging 알고리즘이 현제 널리 활용되고 있는 위치 지문 알고리즘에 비하여 이동기기 수신 신호세기 바이어스가 존재하는 경우에도 보다 더 정확한 위치해를 생성할 수 있음을 알 수 있었다.
The ground-based spacecraft simulator is a useful tool to realize various space missions and satellite formation flying in the future. Also, the spacecraft simulator can be used to develop and verify new control laws required by modern spacecraft applications. In this research, therefore, Hardware-in-the-loop (HIL) simulator which can be demonstrated the experimental validation of the theoretical results is designed and developed. The main components of the HIL simulator which we focused on are the thruster system to attitude control and automatic mass-balancing for elimination of gravity torques. To control the attitude of the spacecraft simulator, 8 thrusters which using the cold gas (N2) are aligned with roll, pitch and yaw axis. Also Linear actuators are applied to the HIL simulator for automatic mass balancing system to compensate for the center of mass offset from the center of rotation. Addition to the thruster control system and Linear actuators, the HIL simulator for spacecraft attitude control includes an embedded computer (Onboard PC) for simulator system control, Host PC for simulator health monitoring, command and post analysis, wireless adapter for wireless network, rate gyro sensor to measure 3-axis attitude of the simulator, inclinometer to measure horizontality and battery sets to independently supply power only for the simulator. Finally, we present some experimental results from the application of the controller on the spacecraft simulator.
Nagayama, T.;Spencer, B.F. Jr.;Mechitov, K.A.;Agha, G.A.
Smart Structures and Systems
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제5권2호
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pp.119-137
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2009
Smart sensors densely distributed over structures can use their computational and wireless communication capabilities to provide rich information for structural health monitoring (SHM). Though smart sensor technology has seen substantial advances during recent years, implementation of smart sensors on full-scale structures has been limited. Hardware resources available on smart sensors restrict data acquisition capabilities; intrinsic to these wireless systems are packet loss, data synchronization errors, and relatively slow communication speeds. This paper addresses these issues under the hardware limitation by developing corresponding middleware services. The reliable communication service requires only a few acknowledgement packets to compensate for packet loss. The synchronized sensing service employs a resampling approach leaving the need for strict control of sensing timing. The data aggregation service makes use of application specific knowledge and distributed computing to suppress data transfer requirements. These middleware services are implemented on the Imote2 smart sensor platform, and their efficacy demonstrated experimentally.
본 논문은 IEEE 802.11 주파수 호핑방식 무선 LAN 규격에 적합한 프로토콜 프로세서 설계 연구의 일환으로, 물리계층의 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 프로토콜 기능을 하드웨어로 설계하였다. 설계 환경으로는 UNIX 환경하에서 COMPASS 틀을 사용하였으며, $0.8\mu\textrm{m}$ CMOS 공정인 cmn8a technology를 이용하였다. 결과적으로 사용된 전체 게이트 수는 약 6300 게이트 정도이며, 전체 칩 면적은 약 $2.5{\times}2.5mm^2$ 정도이다. 개발된 PLCP 부계층 회로는 IEEE 802.11 무선 LAN 주파수 호핑방식 규격에서 규정한 내용을 만족시키도록 설계되었으며, 전송속도는 1Mbps를 갖는다. 설계된 회로의 기능 검증을 위해 COMPASS 틀 상에서 2개의 PLCP 칩을 상호 연결한 회로를 구성하고 시뮬레이션을 통해 데이터를 송수신 하도록 함으로써 모든 기능이 정상적으로 동작함을 확인하였다.
소프트웨어 라디오는 기존에 특화된 하드웨어 칩으로 구현되던 무선 통신 프로토콜을 소프트웨어로 구현하여 실행하는 기술이다. 새로운 프로토콜의 적용과 기존 프로토콜의 수정이 동적인 프로그래밍만으로 가능해지기 때문에 무선 통신 기술의 새로운 패러다임의 변화를 가져왔다. 하지만, 소프트웨어 라디오 시스템은 범용 프로세서와 통신 하드웨어를 동시에 장착하고 있기 때문에 그만큼 전력 소모가 크다. 본 논문에서는 이러한 소프트웨어 라디오 시스템을 위한 전력 관리 기법인 복합 변조/전압 스케일링 기법을 제안한다. 그리고 제안된 기법의 전력 절감 효과를 수치적인 결과를 통해 분석한다. 결과적으로 복합 변조/전압 스케일링 기법은 주어진 데이터 전송률을 충족시키면서 무선 통신의 변조 레벨과 프로세서의 전압을 효율적으로 조절하여 전력 소모를 최소화시킨다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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