무선 인체 센서 네트워크용 시각 동기화 프로토콜

배시규 ( Shi Kyu Bae ) 한국정보처리학회 2016 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.5 No.6

무선인체센서네트워크(WBSN: Wireless Body Sensor Network)은 일반적으로 무선인체네트워크(WBAN: Wireless Body Area Networks) 라고도 불리는데, 일종의 무선센서네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)의 응용 중에 하나로, 인간의 신체에 이식되거나 착용하는 형태의 감지노드들로 인체 가까이에 설치된다. WBSN에 설치된 각 노드로부터 측정된 데이터는 싱크 노드에서 인체 상태를 분석하기 위하여 사용되는데, 다른 무선센서네트워크 응용과 마찬가지로 노드와 싱크 노드는 서로 동기화되어야 한다. 무선센터네트워크에서 동작하는 여러시각 동기화 프로토콜이 제안되어왔으나 WBSN에 적용하기에는 부적합하다. 이 논문에서는 WBSN의 특성을 고려하여 새로운 시각 동기화 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 간단할뿐만 아니라 전력 소모가 작아 네트워크의 수명을 오랫동안 유지할 수 있게 한다. 제안 방안의 성능을 시뮬레이션을 통해 평가하였으며, WBSN에서 구현하기에 적합함을 보였다. WBSN (Wireless Body Sensor Network), also called WBAN (Wireless Body Area Networks) generally, is a kind of WSN (Wireless Sensor Network) applications, which is composed of the various sensor nodes residing in human body embodied or in wearable way. The measured data at each sensor node in WBSN requires being synchronized at sink node for exact analysis for status of human body, which is like WSN. Although many time synchronization protocols for WSN has been already developed, they are not appropriate to WBSN. In this paper, a new time synchronization protocol for WBSN considering the characteristics of WBSN is proposed. The proposed scheme is not only simple, but also consumes less power, leading to increasing network life time. We will show that the proposed scheme is appropriate to WBSN by evaluating its performance by simulation.

모바일 디바이스를 사용한 멀티센서 기반 스마트 센서 네트워크의 설계 및 구현

구본현(Bonhyun Koo),최효현(Hyohyun Choi),손태식(Taeshik Shon) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.5

무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network : WSN)는 U-City 같은 우리 삶의 편의성 향상을 위한 서비스에 활용은 물론이거니와 환경오염, 터널 및 건축물의 붕괴, 태풍, 지진 등의 재난 감시, 위험물 진단 시스템 등에 다양하게 적용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 WSN을 다양한 형태의 휴대 단말 및 네트워크 카메라와 연동하여 보다 효율적이고 가치 있는 정보 서비스 제공을 위한 MUSNEMO(Multi-sensor centric Ubiquitous Smart sensor NEtwork using MObile devices) 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 IEEE 802.15.4 표준을 기반으로 스마트 센서 네트워크를 구성하며, 또한 제안한 시스템 구조의 활용성 검증을 위하여 다섯가지 응용 센서(자기, 조도, 소리, 모션, 진동)를 가진 망을 구성하여 센싱 이벤트 요청 및 제공 테스트를 수행하였다. Wireless Sensor Networks is applied to improvement of life convenience or service like U-City as well as environment pollution, tunnel and structural health monitoring, storm, and earthquake diagnostic system. To increase the usability of sensor data and applicability, mobile devices and their facilities allow the applications of sensor networks to give mobile users and actuators the results of event detection at anytime and anywhere. In this paper, we present MUSNEMO(Multi-sensor centric Ubiquitous Smart sensor NEtwork using MObile devices) developed system for providing more efficient and valuable information services with a variety of mobile devices and network camera integrated to WSN. Our system is performed based on IEEE 802.15.4 protocol stack. To validate system usability, we built sensor network environments where were equipped with five application sensors such magnetic, photodiode, microphone, motion and vibration. We also built and tested proposed MUSNEMO to provide a novel model for event detection systems with mobile framework.

Analytical Approach of Multicasting-supported Inter-Domain Mobility Management in Sensor-based Fast Proxy Mobile IPv6 Networks

Jang, Ha-Na,Jeong, Jong-Pil The Institute of Internet 2012 Journal of Advanced Smart Convergence Vol.1 No.2

IP-based Wireless Sensor Networks (IP-WSNs) are gaining importance for their broad range of applications in health care, home automation, environmental monitoring, industrial control, vehicle telematics, and agricultural monitoring. In all these applications, a fundamental issue is the mobility in the sensor network, particularly with regards to energy efficiency. Because of the energy inefficiency of network-based mobility management protocols, they can be supported via IP-WSNs. In this paper, we propose a network-based mobility-supported IP-WSN protocol called mSFP, or the mSFP: "Multicasting-supported Inter-Domain Mobility Management Scheme in Sensor-based Fast Proxy Mobile IPv6 Networks". Based on [8,20], we present its network architecture and evaluate its performance by considering the signaling and mobility cost. Our analysis shows that the proposed scheme reduces the signaling cost, total cost, and mobility cost. With respect to the number of IP-WSN nodes, the proposed scheme reduces the signaling cost by 7% and the total cost by 3%. With respect to the number of hops, the proposed scheme reduces the signaling cost by 6.9%, the total cost by 2.5%, and the mobility cost by 1.5%. With respect to the number of IP-WSN nodes, the proposed scheme reduces the mobility cost by 1.6%.

유비쿼터스 센서 망에서의 에너지 절약형 매체접근 제어 프로토콜

양현호(Hyun-Ho Yang) 한국콘텐츠학회 2008 한국콘텐츠학회논문지 Vol.8 No.1

응용분야를 계속 확장해가고 있는 무선 센서네트워크에서 매체접근제어 (MAC)에 관한 연구는 주로 에너지 효율을 높이는데 집중되어왔으며 전송지연(Latency)에 관한 연구는 상대적으로 적다. 그러나 센서네트워크의 특성상 다중 홉(multi-hop) 전송이 빈번하게 일어나는 환경에서 종단 간 전송지연은 특히 시간 종속적인 응용분야에서는 중요한 성능상 제약이 될 수 있다. 본 논문에서는 분산적인 전송전력제어방식을 이용하여 다중 링크를 동시에 개설할 수 있도록 함으로써 센서네트워크의 전송 전력을 줄임과 동시에 네트워크의 공간 활용도를 향상시키고 전송지연시간을 개선 할 수 있는 매체접근제어(MAC) 방식을 제안하였다. 시뮬레이션을 통한 성능 검증 결과 제안하는 방식인 TPCS-MAC은 센서노드의 전력소모를 줄임과 동시에 특히 다중 홉(multi-hop) 센서네트워크에서 발생하는 종단 간 지연 (end-to-end latency) 문제를 개선하는 것으로 판명되었다. Research on media access control (MAC) scheme for Wireless Sensor Network (WSN) has been mainly focused on energy efficiency improvement, while interest on latency is relatively weak. However, end-to-end latency could be a critical limitation specifically in the multi-hop network such as wireless multimedia sensor networks. In this paper we propose a media access control scheme with distributed transmission power control to improve end-to-end transmission latency as well as reduce power consumption in multi-hop wireless sensor networks. According to the simulation results, the proposed scheme is turned out to be an energy efficient scheme with improved end-to-end transmission latency.

유비쿼터스 센서네트워크에서 균일한 에너지 소모를 유도하는 경로설정기법

윤미연,이광겸,Yoon Mi-Youn,Lee Kwang-Kyun 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.2B

USN(Ubiquitous Sensor Network)은 감지기능을 수행하기 위해서는 센서노드에서 싱크로의 라우팅 기법이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 데이터의 전달을 위한 경로설정시 에너지의 효율성 및 균일성을 제공하는 제어메시지의 확률적 플러딩을 제안하며 에너지의 소모를 되도록이면 균일하도록 유도하는 에너지확률을 이용하고 경로를 은닉할 수 있는 분산 라우팅기법을 제안하였다. 에너지효율성을 측정하기 위하여 수학적 모델링과 NS-2 시뮬레이터를 이용하였다. 각 기법은 기존의 관련연구와 비교분석하여 본 논문에서 제안한 기법이 우수함을 증명하였다. WSN(Wireless Sensor Network) performs to detect and collect environmental information for one purpose. As examples, WSN is applicable for home network, patient management of a hospital, logistics management, status detection during the war and so on. The WSN is composed of a sink node and several sensor nodes and has a constraint in an aspect of energy consumption caused by limited battery resource. So many required mechanisms in WSN should consider the remained energy condition. A routing mechanism is requested to deliver the collected information to a sink considering energy efficiency in WSN. There have been many researches to establish (a) route(s) for data delivery to the sink. In this paper, we propose establishment of efficient routes. We proposed a uniform routing mechanism together with considering energy efficiency. For the routing, we define energy probability as routing metrics information and Performs suppression of exchange of control messages. In addition, we derive to uniformly consume the energy of the sensor node when establishing the routes. Also, we evaluate and analyze the energy efficiency for proposed mechanisms through NS-2 simulator.

A Comparative Study of Existing Cluster-Based Routing Protocols in Wireless Sensor Networks

Pooja Mishra,Sanjiv Sharma 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of Future Generation Communi Vol.9 No.7

Wireless Sensor Network (WSN) has grown vastly in the past few years and pointing out the crucial need for scalable and energy efficient network. Routing in WSN is challenging task because of limited resources of available energy and processing power. On the basis of network structure, routing protocol in WSN can be classified into two different categories such as flat routing and cluster-based or hierarchical routing. In literature review, researchers proposed a number of routing protocols in WSN. In which cluster-based routing protocols shows better performance as compare to other routing protocols. Therefore, the objective of this paper is to provide a review on some efficient cluster-based routing protocols with advantages and limitations.

WSN 기반 국경 감시 및 제어 시스템 설계

황보람 ( Bo Ram Hwang ),안순신 ( Sun Shin An ) 한국정보처리학회 2015 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.4 No.1

저전력 기술에 기반한 무선 센서 네트워크 (Wireless Sensor Networks, WSN) 기술은 유비쿼터스 사회에서 핵심 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 WSN환경에서의 국경 감시 및 제어 시스템을 제안한다. 시스템은 고정 센서노드, 모바일 센서노드, 고정 게이트웨이, 모바일 게이트웨이, 서버, 모바일 애플리케이션으로 구성된다. 이 시스템의 유용성은 모바일 애플리케이션은 사용자모드와 관리자모드로 나뉘어, 일반 사람들도시간과 공간의 제약 없이 스마트폰을 통해 국경 침범을 감시하고 국경 망 환경에 대한 데이터를 얻을 수 있다. 관리자모드에서는 노드들의 유동적 작동을 위해 관리자가 원격으로 소프트웨어 업데이트를 할 수 있고, 모바일 노드의 위치를 조정할 수 있다. 또한 저전력 센서노드의 확장성을 위해 시스템에 적합한 멀티 홉 라우팅 프로토콜을 적용하여 구현하였으며 제안한 시스템이 한정된 자원과 저사양의 하드웨어로 동작하는 WSN환경에서도 신속하고 정확하게 동작함을 확인하였다. WSN (Wireless Sensor Network) based on low-power is one of the core technologies in the ubiquitous society. In this paper, we present a border surveillance and control system in WSN environment. The system consists of static sensor node, mobile sensor node, static gateway, mobile gateway, server and mobile application. Mobile applications are divided into user mode and manager mode. So users monitor border surveillance through mobile phone and get information of border network environment without time and space constraints. In manager mode, for the flexible operation of nodes, manager can update to the software remotely and adjust the position of the mobile node. And also we implement a suitable multi-hop routing protocol for scalable low-power sensor nodes and confirm that the system operates well in WSN environment.

센서네트워크 동작 및 센싱 알고리즘 검증을 위한 소프트웨어 프레임워크

유성은(Seong-eun Yoo) 한국산업정보학회 2012 한국산업정보학회논문지 Vol.17 No.1

대부분의 센서네트워크는 물리적인 세계에 대규모로 설치되기 때문에 일단 현장에 설치되면 디버깅이나 검증이 어렵다. 따라서 센서네트워크가 현장에 설치되기 전에 테스트베드 형태로 충분한 테스트와 검증이 이루어져야 한다. 테스트베드에서 센서네트워크를 테스트하고 검증할 때, 센서네트워크의 특성상 물리적인 세계와 상호작용을 해야 하기 때문에 물리적인 세계를 제어하여 자원제약적인 센서노드 수준에서 센서네트워크를 검증하는 것은 굉장한 비용과 시간을 필요로 한다. 본 논문에서는 센서네트워크의 네트워크 측면의 동작뿐만 아니라 응용 측면의 동작(즉, 센싱알고리즘)을 보다 효율적으로 검증하고 평가하기 위한 소프트웨어 프레임워크를 제안한다. 본 논문은 제안된 소프트웨어 프레임워크를 적용해 센서네트워크 기반의 지능형 주차장 응용을 위한 시뮬레이터를 구현하여 평가함으로써 제안된 소프트웨어 프레임워크의 가능성을 검증한다. Most of sensor networks are difficult to be debugged, verified, and upgraded once they are deployed in the fields, for they are usually deployed in real world and large scale. Therefore, before deploying the sensor networks, we should test and verify them sufficiently in realistic testbeds. However, since we need to control physical environments which interact with sensor networks, it takes much of time and cost to test and verify sensor networks at the level of resource-constrained sensor nodes in such environments. This paper proposes an efficient software framework for evaluating and verifying sensor networks in the view points of network and application operations (i.e., accuracy of sensing algorithms). Applying the proposed software framework to the development of a simulator for a smart parking application based on wireless sensor network, this paper verifies the feasibility of the proposed framework.

무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 클러스터 라우팅 프로토콜

임규근 ( Gyugeun Lim ) 조선대학교 공학기술연구원 2016 공학기술논문지 Vol.9 No.3

A wireless sensor network (WSN) is an emerging field comprising of sensor nodes as basic units. These sensor nodes have limited resources like power, memory etc. WSNs can be used to monitor the remote areas where recharging or replacing the battery power of sensor nods is not possible. Because of limited resources, The main issue of WSNs are to reduce the energy consumption and to extend the lifetime of network. Many flat and hierarchical protocols have been projected to energy-efficient routing protocol. Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) protocol is a basic energy efficient hierarchical routing protocol in WSN. In LEACH, cluster heads are selected and cluster is formed by joining non cluster head nodes. Member nodes transmit the data to respective cluster head and then, the cluster head is to transmit the gathered and aggregated data directly to the base station. This paper examines the performance of the existing LEACH protocol and gives an enhancement to it for energy efficiency. The proposed protocol improved existing LEACH algorithm by solving inverse transmission from nodes to cluster head for more shorten base station. Simulation results using Matlab show the proposed LEACH algorithm relatively reduce energy consumption and increase total lifetime of the wireless sensor network.

WSN의 네트워크 계층에서의 공격과 탐지 및 대응 방안

이다은,이유진 한국전기전자학회 2019 전기전자학회논문지 Vol.23 No.2

Attacks on existing sensor networks include sniffing, flooding, and spoofing attacks. The basic countermeasuresinclude encryption and authentication methods and switching methods. Wormhole attack, HELLO flood attack, Sybilattack, sinkhole attack, and selective delivery attack are the attacks on the network layer in wireless sensor network(WSN). These attacks may not be defended by the basic countmeasures mentioned above. In this paper, newcountermeasures against these attacks include periodic key changes and regular network monitoring. Moreover, wepresent various threats (attacks) in the network layer of wireless sensor networks and new countermeasuresaccordingly. 기존의 센서 네트워크 상의 공격에는 Sniffing(도청) 공격, Flood 공격, Spoofing(위조)공격 등이 있고, 이에 대한 기본적인대응 방법에는 암호화 및 인증 방법, 스위칭 방법 등이 있다. 무선 센서 네트워크(WSN)에서 네트워크 계층에서의 공격에는Wormhole 공격, HELLO Flood 공격, Sybil 공격, 싱크홀 공격, 선택적 전달 공격 등이 있다. 이러한 공격들은 앞서 말한 기본적인 대응방안으로 방어 되지 않는 경우가 있다. 이러한 공격들에 대한 새로운 대응방안에는 정기적인 키 변경, 정기적인 네트워크 모니터링 등의 여러 가지 방안들이 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 네트워크 계층의 여러 가지 위협(공격)들과 그에 따른 새로운 대응방안들에 대해 제시한다.