RF-Coverage를 고려한 에너지 효율적인 클러스터 헤드 선출 알고리즘

이두완,한연희,장경식,Lee, Doo-Wan,Han, Youn-Hee,Jang, Kyung-Sik 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.4

무선 센서노드들은 초기에 대량으로 랜덤하게 배치되어 스스로 클러스터를 구성하고, 각 클러스터 헤드 노드를 선출하여 정상적인 통신이 이루어져야 한다. 이러한 일련의 작업을 무선 센서노드 설치시 관리자가 직접적으로 관여할 수 없기 때문에 자가 구성 라우팅 기능이 가능하여야 한다. 논문에서 제안하는 통신영역을 고려한 클러스터 헤드 노드 선출 알고리즘은 계층구조를 형성하는 무선센서 네트워크 환경에서 적용되며, 베이스 스테이션의 통신 영역을 계산하여 클러스터 헤드 노드를 선정하고 클러스터를 구성한다. In WSN, at the initial stage, sensor nodes are randomly deployed over the region of interest, and self-configure the clustered networks by grouping a bunch of sensor nodes and selecting a cluster header among them. Specially, in WSN environment, in which the administrator's intervention is restricted, the self-configuration capability is essential to establish a power-conservative WSN which provides broad sensing coverage and communication coverage. In this paper, we propose a communication coverage-aware cluster head election algorithm for Herearchical WSNs which consists of communication coverage-aware of the Base station is the cluster head node is elected and a clustering.

RHC(Routing History Cache)를 사용한 저전력 소모 라우팅 알고리즘

이두완,장경식,Lee, Doo-Wan,Jang, Kyung-Sik 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.11

무선 센서 네트워크는 특정지역에서 데이터를 수집하여 처리는 작은 센서 노드들로 구성된다. 이러한 센서들은 최초로 설치된 이후에는 배터리로 동작되며, 동작기간이 수개월에서 수년까지 지속되어야 함으로 제한된 자원을 효율적으로 활용할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 데이터 중심개념을 적용한 Directed Diffusion의 기본동작구조에 RHC(rounting history cache)를 적용하여, 데이터 전송경로 설정에 신뢰성과 효율성을 높인다. 제안하는 RHC 알고리즘은 각 센서 노드가 자신의 RHC를 주기적으로 업데이트 하여 최적화경로를 저장하고 있기 때문에, 이벤트 발생시마다 경로를 재설정하여 에너지가 낭비되는 것을 최소화하였고, 중복메시지의 최소화로 신뢰성을 향상시켰다. Wireless Sensor Network collects a data from the specific area and the control is composed of small sensor nodes. Like this sensors to after that is established at the beginning are operated with the battery, the operational duration until several years must be continued from several months and will be able to apply the resources which is restricted in efficiently there must be. In this paper RHC (rounting history cache) applies in Directed Diffusion which apply a data central concept a reliability and an efficiency in data transfer course set. RHC algorithms which proposes each sensor node updated RHC of oneself with periodic and because storing the optimization course the course and, every event occurrence hour they reset the energy is wasted the fact that a reliability with minimization of duplication message improved.

무선센서네트워크용 동작레벨 시뮬레이터 설계

이두완,김민제,이강환,장경식,Lee, Doo-Wan,Kim, Min-Je,Lee, Kang-Whan,Jang, Kyung-Sik 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.3

최근 무선센서 네트워크의 연구 활동은 매우 활발히 이루어지고 있지만, 네트워크 시뮬레이터는 NS2 나 Mathlab 과 같이 기존에 개발된 시뮬레이터를 이용하여 결과를 분석하게 된다. 그러나 기존의 시뮬레이터는 분석할 수 있는 결과가 한정되어 있어 무선 센서 네트워크를 분석하기에는 미흡한 실정이다. 각 노드들의 데이터 송수신, 전력 소모량 등 필요한 분석결과를 도출하기가 어렵다. 논문에서는 네트워크의 동작레벨에서 각 노드의 전력소모량, 성능, 이동성, 지리적 정보를 시뮬레이션 할 수 있는 무선센서 네트워크 전용 시뮬레이터 플랫폼을 제안한다. 제안한 시뮬레이터는 기존에 개발된 네트워크 라우팅 알고리즘 분석이 가능하기 때문에 새로운 네트워크 라우팅 알고리즘 개발에 활용할 수 있다. Recently, a lots of research proposals and results on mobile sensor network are actively announced. The most of such works are based on general-purposed network simulators such as ns-2, mathlab, etc. But, It is not easy to model and simulate the detail activities of each sensor node, data deliveries between them, and its cost such as power consumption and resource utilization, so that the simulation results of those simulators show the limited aspects of overall networks features or performance metrics. In this paper proposed, power consumption of each node, performance, mobility, and location information in operation-level of the network that can simulate a wireless sensor network simulator platform. Because the network routing algorithm analysis of being developed in an existing becomes available, the proposed simulator can usability in the new network routing algorithm development.

무선 센서네트워크에서 노드 정보 테이블을 이용한 자가구성 라우팅 알고리즘

이두완(Doo-Wan Lee),김용(Yong Kim),장경식(Kyung-Sik Jang) 대한전기학회 2010 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2010 No.10

무선 센서 네트워크는 군사적인 목적에서부터 시작하여 환경 및 생태 감시, 에너지 관리, 유헬스(u-health)모니터링 시스템 등 다수의 IT 응용분야에 적용되고 있으며 실용성이 매우 크기 때문에 관심을 받고 있다. 현재 많이 사용되고 있는 고정형 무선 센서 네트워크는 처음 무선센서노드를 관심영역에 배치할 때 환경변수나 특정상황을 예측하여 데이터의 수집이 용이하거나, 네트워크의 오류 발생시 관리자가 접근하여 오류수정이 용이하도록 효율적인 배치를 하게 된다.[1] 하지만 관리자가 직접 작업을 수행하기 어렵거나 무선센서노드의 추가 및 고장, 접근하기 어려운 곳의 데이터를 수집하고자 할 경우의 고정형 무선 센서네트워크는 비효율적인 네트워크 구성이다. 본 논문에서는 고정형 무선 센서네트워크의 단점을 보안하여 자가망 구성이 가능한 무선 센서 네트워크를 제안한다. 무선 센서노드들은 전원이 인가되어 관심영역에 무작위로 배치되고, 스스로 H/W를 검사하여 베이스스테이션과 통신을 함으로써 다양한 주변 환경변화에 적합한 능동적인 연결구조 형태의 네트워크를 구성한다. 모든 노드들은 자신의 현재 정보, 하위 노드와 상위 노드에 대한 정보를 가지고 있는 NRT를 가지고 있고, NRT의 업데이트를 통하여 네트워크 구성을 유지, 수정할 수 있다. 고정형 무선센서네트워크에 비해 자가구성 무선센서네트워크는 네트워크의 오류, 센서노드의 추가, 삭제, 기타 다양한 환경 변수 상황에서 적절하게 대응할 수 있다는 장점이 있다.

무선 센서네트워크에서 계층구조 자가구성 라우팅 기법 설계

이두완(Doo-Wan Lee),김용(Yong Kim),장경식(Kyung-Sik Jang) 대한전자공학회 2010 대한전자공학회 학술대회 Vol.2010 No.6

WSN is composed of a lot of small sensors with the limited hardware resources. In WSN, at the initial stage, sensor nodes are randomly deployed over the region of interest, and self-configure the clustered networks by grouping a bunch of sensor nodes and selecting a cluster header among them. Specially, in Mobile-WSN environment, in which the administrator"s intervention is restricted, the self-configuration capability is essential to establish a power-conservative Mobile-WSN which provides broad sensing coverage and communication coverage. In this paper, we propose a self-configuration routing protocol for Mobile-WSN, which consists of step-wise novel protocols for initial deployment, effective joining and removal of sensor nodes, which result in reducing overall power consumption, and extending the lifetime of network.

무선센서 네트워크에서 RF-Coverage를 고려한 클러스터 헤드선출 알고리즘

이두완(Doo-Wan Lee),김민제(Min-Je Kim),장경식(Kyung-Sik Jang) 한국통신학회 2011 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.2

노드의 위치정보를 이용한 중복노드 제거 알고리즘

이두완(Doo-Wan Lee),김민제(Min-Je Kim),한연희(Youn-Hee Han),장경식(Kyung-Sik Jang) 한국통신학회 2011 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

i-LEACH : 랜덤배치 고정형 WSN에서 헤더수 고정 클러스터링 알고리즘

김창준,이두완,장경식,Kim, Chang-Joon,Lee, Doo-Wan,Jang, Kyung-Sik 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.1

무선센서 네트워크의 계층구조형 클러스터링 알고리즘은 센서노드의 효율적인 관리를 위해서 다양한 분야에 사용하고 있다. 계층형 클러스터링 구조에 많이 사용되는 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)는 확률 함수식을 사용하기 때문에 클러스터 헤드노드의 선출 개수가 일정하지 않다. 본 논문에서는 LEACH 알고리즘의 단점을 보완하여 매 라운드마다 고정된 개수의 클러스터 헤드노드를 선출하는 i-LEACH 알고리즘을 제안한다. i-LEACH(improved-LEACH)는 BS이 고정된 개수의 클러스터 헤드노드를 선출하여 네트워크 전체에 통보하기 때문에 클러스터링 구성과정의 네트워크 트래픽량을 줄일 수 있고, 네트워크의 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다. 제안한 i-LEACH와 LEACH를 시뮬레이션 한 결과 i-LEACH에서는 클러스터 헤드노드의 선출과정이 제외되었기때문에 LEACH 보다 소비된 전력량은 25%, 네트워크 트래픽 량은 16% 향상되었다. Generally, the clustering of sensor nodes in WSN is a useful mechanism that helps to cope with scalability problem and, if combined with network data aggregation, may increase the energy efficiency of the network. The Hierarchical clustering routing algorithm is a typical algorithm for enhancing overall energy efficiency of network, which selects cluster-head in order to send the aggregated data arriving from the node in cluster to a base station. In this paper, we propose the improved-LEACH that uses comparably simple and light-weighted policy to select cluster-head nodes, which results in reduction of the clustering overhead and overall power consumption of network. By using fine-grained power model, the simulation results show that i-LEACH can reduce clustering overhead compared with the well-known previous works such as LEACH. As result, i-LEACH algorithm and LEACH algorithm was compared, network power-consumption of i-LEACH algorithm was improved than LEACH algorithm with 25%, and network-traffic was improved 16%.

가상센서를 활용한 고장 허용 시스템에 관한 연구

송민우,최원석,이두완,장경식,Song, Min-Woo,Choi, Won-Seok,Lee, Doo-Wan,Jang, Kyung-Sik 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.7

본 논문에서는 자동화설비에서 가장 많이 사용되는 근접센서와 실린더를 기준으로 두 가지 모델을 적용하여 "고장허용 시스템 구축"에 관한 연구를 진행하였다. Free Flow 컨베이어 상에서 센서의 고장발생 시 가상센서모드 (Virtual Sensor Mode)로 전환되어 정상동작 하는 것을 시뮬레이션을 통해 구현을 하였으며, 실린더의 내압(압력강하)을 이용하여 실린더의 동작 시 부하에 따른 아날로그 데이터변화를 확인함으로써 고장허용 시스템을 다양하게 적용할 수 있는 토대를 마련하였다. 이러한 방법은 실린더의 수명예상은 물론 Grease 주입예상시기와 실린더의 불량유무판단 등 개발자의 능력에 따라 여러 가지 응용이 가능할 것이라 생각된다. In this paper, I studied the "Establishment of Fault Tolerant System" as well as the sensor and cylinder that are general components being used in automation equipments. I design a system that when the sensor breaks down on free flow conveyor, it will be converted to virtual sensor system mode by simulation, also I design IPC(Internal Pressure Cylinder), a basis of various applicable fault tolerant system by analyzing the changing of analog data according to the load of operation. With IPC and the increasing ability of developer, the Fault Tolerant System will be widely applied in the increasment of service time of cylinder, grease pouring time expection, fault recognition of cylinder and etc.

센서노드의 기능별 소비전력 예측 모델

김민제(Min-Je Kim),이두완(Doo-Wan Lee),장경식(Kyung-Sik Jang) 한국통신학회 2011 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.2