사물인터넷에서 표준 시각 관리 방안

황소영,Hwang, Soyoung 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.6

The Internet of Things (IoT) is the network of devices embedded with electronics, software, sensors, actuators, and connectivity which enables these objects to connect and exchange data without any human intervention. The importance of time information is increased in order to impose order on scattered sensor data streams, resolving conflicts through time stamp information and so on. Time information and time synchronization are critical building blocks in the IoT. They allow devices to share a consistent notion of time and it is easier to build efficient and robust collaborative services. This paper proposes a standard time management scheme in the Internet of Things. Many IoT applications involve collection and forwarding of event data. It is useful to know when an event occurs for the purposes of triggering an action. In order to verify the feasibility of the proposed scheme, it is implemented and evaluated in the Arduino development environment. 기존의 유선통신을 기반으로 한 인터넷이나 모바일 인터넷보다 진화된 단계로 인터넷에 연결된 기기가 사람의 개입 없이 상호간에 알아서 정보를 주고받아 처리하는 사물인터넷의 등장으로 흩어져 있는 센서 데이터 스트림에 순서를 부과하고 타임스탬프 정보로부터 충돌을 해결하는 등 사물인터넷 데이터 처리에 시각 정보의 중요성은 더욱 증대되었다. 시각 정보와 시각동기 기술은 사물인터넷을 구성하는 다양한 센서와 액츄에이터의 동작을 실현하는데 기반이 되며 사물인터넷을 구성하는 모든 장치들이 일관된 시각 체계를 공유하게 할 경우 보다 효율적이고 견고한 협업 서비스의 구축을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 표준 시각 정보를 표현하고 유지하기 위한 방안을 제시한다. 사물인터넷을 통해 발생하는 다양한 데이터의 분석 및 활용과 연계된 제어를 위해서 시각 정보는 기반이 되기 때문이다. 제안된 기법의 실현 가능성을 검증하기 위하여, 아두이노 개발 환경에서 구현과 성능 평가를 수행하였다.

무선 센서 네트워크에서 시각 동기 정확도 분석

황소영,Hwang, Soyoung 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.6

센서 네트워크의 여러 핵심 기술 요소 중에서 시각 동기 기술은 센서 네트워크 응용에 필수 요소이다. 여러 노드들로부터 같은 이벤트의 중복 감지 인식, 기록된 이벤트의 발생순서 구분, 이동체의 이동 속도 계산 등에 시각 정보는 기저 데이터가 된다. 본 논문에서는 다양한 무선 센서 네트워크 시각 동기 기법 중 대표적인 시각 동기 모델인 pair-wise 시각 동기 알고리즘을 대상으로 시각 동기 오류 요소를 추출하고 이러한 오류 요소가 시각 동기 정확도에 끼치는 영향을 이론적으로 분석하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 이론적 분석 결과를 검증하였다. 이러한 결과는 향후 센서 네트워크 시각 동기 알고리즘의 성능 개선이나 개발에 활용될 것으로 기대된다. Time synchronization is a prerequisite in wireless sensor network applications such as object tracking, consistent state update, duplication detection, and temporal order delivery. This paper analyze time synchronization accuracy of pair-wise time synchronization algorithm which is a typical time synchronization model of time synchronization method in wireless sensor networks. In addition, the analyzed results are verified by simulations. These results can be utilized for performance improvement or development of time synchronization in wireless sensor networks.

TDMA 기반 저전력 애드혹 네트워크를 위한 메쉬 라우팅 알고리즘

황소영,Hwang, Soyoung 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.8

저전력 애드혹 네트워크 환경에서 명령 및 데이터의 전달을 위해 라우팅 기법은 필수적이며 최근에는 신뢰성과 확장성을 고려한 네트워킹 기법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 저전력 네트워킹 기술에서 네트워크 계층의 성능은 하위 데이터 링크 계층의 동작과 밀접한 연관이 있으며 신뢰성과 확장성을 지원하기 위해 TDMA 기반의 메쉬 라우팅 기법이 고려되고 있다. 본 논문에서는 TDMA 기반 저전력 애드혹 네트워크에서 TDMA MAC의 특성과 토폴로지 기반으로 할당된 주소를 활용한 메쉬 라우팅 알고리즘을 제안한다. 또한, TDMA MAC이 동작하는 센서 네트워크 플랫폼에서 제안한 기법을 구현한 결과를 제시한다. Many routing protocols have been proposed for low-power and ad-hoc networks to deliver command or data among nodes and recently, various researches are carried out about networking scheme considering reliability and scalability. In low-power networking technology, the performance of network layer is closely connected with the operation of data link layer and mesh routing mechanisms based on TDMA MAC are considered for reliability and scalability. This paper proposes mesh routing algorithm utilizing the characteristics of TDMA MAC and topological addressing in TDMA based low-power and ad-hoc networks and implementation results are presented.

사물인터넷에서 시각 정보 관리 체계

황소영,Hwang, Soyoung 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.6

사물인터넷 (Internet of Things: IoT)은 기존의 유선통신을 기반으로 한 인터넷이나 모바일 인터넷보다 진화된 단계로 인터넷에 연결된 기기가 사람의 개입 없이 상호간에 알아서 정보를 주고받아 처리한다. 이를 구현하기 위한 기술 요소로는 유형의 사물과 주위 환경으로부터 정보를 얻는 센싱 기술, 사물이 인터넷에 연결되도록 지원하는 유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술, 각종 서비스 분야와 형태에 적합하게 정보를 가공하고 처리하거나 기술을 융합하는 서비스 인터페이스 기술이 핵심이며 이러한 기술을 실현하는데 있어 시각 정보 및 시각 동기 기술은 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 시스템과 기존 인터넷에서 시각 유지 기법을 분석하고 사물인터넷에서 시각 정보 관리에 필요한 요소 기술과 시각 관리 체계를 제시한다. The Internet of Things (IoT) is the interconnection of uniquely identifiable embedded computing devices within the existing Internet infrastructure. IoT is expected to offer advanced connectivity of devices, systems, and services that goes beyond machine-to-machine communications and covers a variety of protocols, domains, and applications. Key system-level features that IoT needs to support can be summarized as device heterogeneity, scalability, ubiquitous data exchange through proximity wireless technologies, energy optimized solutions, localization and tracking capabilities, self-organization capabilities, semantic interoperability and data management, embedded security and privacy-preserving mechanisms. Time information is a critical piece of infrastructure for any distributed system. Time information and time synchronization are also fundamental building blocks in the IoT. The IoT requires new paradigms for combining time and data. This paper reviews conventional time keeping mechanisms in the Internet and presents issues to be considered for combining time and data in the IoT.

센서 네트워크에서 고장 허용 시각 관리 기법

황소영,백윤주,Hwang So-Young,Baek Yun-Ju 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.9A

센서 네트워크에서 시각 동기 기술은 위치 추적, 암호화 기술에서의 타임 스탬프, 타 노드들로부터의 같은 이벤트 중복 감지 인식, 기록된 이벤트들의 발생 순서 구분 등 다양한 응용을 위해 필수적이다. 그리고 최근 센서 네트워크에서 신뢰성 및 고장 허용성에 대한 문제가 최근 연구의 주요한 영역으로 대두되고 있다. 본 논문에서는 네트워크 고장과 클럭 고장이라는 두가지 고장 모델을 가정하여 센서 네트워크에서 고장 허용 시각 관리 기법에 대해 제시한다. 제안한 기법은 노드 클럭의 불안정한 동요나 표류율에 심각한 변화가 발생하는 등의 고장이 발생했을 때 이러한 클럭 오류의 네트워크 전파를 제한하며 토폴로지 변화에 대응한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 동기 기법이 기존의 TPSN과 비교하여 클럭 고장이 있을 때 동기화 비율이 $1.5{\sim}2.0$배 나은 성능을 보인다. Sensor network applications need synchronized time to the highest degree such as object tracking, consistent state updates, duplicate detection, and temporal order delivery. In addition, reliability issues and fault tolerance in sophisticated sensor networks have become a critical area of research today. In this paper, we proposed a fault tolerant clock management scheme in sensor networks considering two cases of fault model such as network faults and clock faults. The proposed scheme restricts the propagation of synchronization error when there are clock faults of nodes such as rapid fluctuation, severe changes in drift rate, and so on. In addition, it handles topology changes. Simulation results show that the proposed method has about $1.5{\sim}2.0$ times better performance than TPSN in the presence of faults.

도로 기반 이동 애드 혹 망에서 질의 처리 방법

황소영,김경숙,이기준,Hwang So-Young,Kim Kyoung-Sook,Li Ki-Joune 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지D Vol.12 No.2

최근 데이터 중심 라우팅 및 응용 분야에 기반한 라우팅 프로토콜이 이동 애드 혹 망에 다양하게 적용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 이동 애드 혹 망에서 질의 처리를 위한 라우팅 기법을 제안한다. 이는 도로 네트워크를 기반으로 실시간 교통 정보를 획득하기 위한 라우팅 방법으로 중앙 서버 없이 도로 위를 움직이는 이동 노드들이 자율적으로 애드 혹 망을 형성하여 질의를 처리한다. 즉, 라우팅 메시지 내에 도로 연결성을 고려한 질의 속성을 포함시키고 도로 위를 순회하는 이동 노드들로부터 실시간으로 정보를 획득하는 것이다. 본 기법에서는 경로 설정 단계와 데이터 전달(질의 처리) 단계를 단일화 하고, 도로 정보를 이용하여 불필요한 라우팅 메시지의 전달을 줄이는데 초점을 두었다. 제안한 라우팅 기법의 응용을 위해 도착 시간에 의존한 최단 경로 검색 질의를 적용하였고 성능 평가를 위해 실제 도로 네트워크와 도로 위를 순회하는 이동 노드들로 구성된 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 주요 측정 요소는 경로 선정 및 질의 처리에 필요한 메시지 수로 이는 에너지 효율성 및 무선 대역 효율성에도 영향을 미친다. 시뮬레이션 결과는 라우팅 메시지 수 감소에 도로 정보가 지배적인 요인이 됨을 보여준다. Recently data centric routing or application dependent routing protocols are emerged in mobile ad hoc networks. In this paper, we propose a routing method for query processing in MANET(Mobile Ad hoc NETwork) environment, called road-based query routing, with consideration on real time traffic information of large number of vehicles. In particular, we focus on the method that process arrival time dependent shortest path query in MANET without a central server on the road networks. The main idea of our approach lies in a routing message that includes query predicates based on the road connectivity and on data gathering method in real time from vehicles on the road by ad-hoc network. We unify route discovery phase and data delivery(query processing) phase in our mechanism and reduce unnecessary flooding messages by pruning mobile nodes which are not on the same or neighboring road segments. In order to evaluate the performances of the proposed method, we established a model of road networks and mobile nodes which travel along the roads. The measurement factor is the number of nodes to whom route request is propagated according to each pruning strategy. Simulation result shows that road information is a dominant factor to reduce the number of messages.

무선 센서 네트워크를 위한 인터넷 시각 동기 프로토콜 확장

황소영,Hwang, So-Young 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.12

스마트 센서 및 임베디드 시스템, 저전력/저가격의 무선 통신, 애드 혹 (ad hoc) 네트워크, MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) 기술의 발달은 센서 네트워크의 개발을 가능하게 하였다. 센서 네트워크에서 이동체 트래킹, 상태 정보 관리 및 이벤트 순서화와 같은 기본적인 응용 서비스를 제공하기 위해서 시각 정보 제공 및 시각 동기는 기본적으로 요구되는 요소 중 하나이다. 제한된 자원과 에너지를 갖는 센서 네트워크의 특성을 고려하여 다양한 시각 동기 기법이 제시되어 왔으나, 시각 표현 방법에 대한 고려를 한 사례는 거의 없는 실정이다. UTC TOD와 같은 전역 시각 표현 방식은 센서 네트워크의 응용을 위해 매우 유용한 방식으로 볼 수 있다. 본 논문에서는 인터넷 시각 동기 프로토콜 확장을 통해 센서 네트워크에서 전역 시각 정보를 관리할 수 있는 기법을 제시하였다. Advances in smart sensors, embedded systems, low-power design, ad-hoc networks and MEMS have allowed the development of low-cost small sensor nodes with computation and wireless communication capabilities that can form distributed wireless sensor networks. Time information and time synchronization are fundamental building blocks in wireless sensor networks since many sensor network applications need time information for object tracking, consistent state updates, duplicate detection and temporal order delivery. Various time synchronization protocols have been proposed for sensor networks because of the characteristics of sensor networks which have limited computing power and resources. However, none of these protocols have been designed with time representation scheme in mind. Global time format such as UTC TOD (Universal Time Coordinated, Time Of Day) is very useful in sensor network applications. In this paper we propose network time protocol extension for global time presentation in wireless sensor networks.

센서 네트워크에서 신뢰성 있는 시각 동기 프로토콜

황소영,정연수,백윤주,Hwang So-Young,Jung Yeon-Su,Baek Yun-Ju 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.3A

센서 네트워크에서 시각 동기 기술은 동기 기반 통신 프로토콜 개발뿐만 아니라, 암호화 기술에서의 타임 스탬프, 타 노드들로부터의 같은 이벤트 중복 감지 인식, beamforming, 기록된 이벤트들의 발생 순서 구분 등 다양한 응용을 위해 필요하다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서 신뢰성 있는 시각 동기 프로토콜(RTSP: Reliable Time Synchronization Protocol)을 제안한다. 제안하는 기법은 깊이가 낮은 계층적 트리 형태의 네트워크 토폴로지를 구성하여 동기 오류를 줄이고, 후보 부모 노드의 정보를 유지함으로써 노드의 이동, 에너지 소진 및 물리적 결함으로 인한 토폴로지 변화에 대응한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과는 RTSP가 기존의 TPSN(Timing-sync Protocol for Sensor Networks)과 비교하여 동기 정확도에 있어 20% 가량 향상됨을 보인다. 또한, 네트워크 내 노드의 결함으로 토폴로지 변화 시 동기화에 필요한 메시지 수를 $20%{\sim}60%$ 감소시키는 효과를 보인다. 노드의 무선 전송 거리를 서로 다르게 설정했을 경우에도 RTSP의 통신 부하는 TPSN에 비해 최대 40% 이상 감소된다. Sensor network applications need synchronized time extremely such as object tracking, consistent state updates, duplicate detection, and temporal order delivery. This paper describes reliable time synchronization protocol (RTSP) for wireless sensor networks. In the proposed method, synchronization error is decreased by creating hierarchical tree with lower depth and reliability is improved by maintaining and updating information of candidate parent nodes. The RTSP reduces recovery time and communication overheads comparing to TPSN when there are topology changes owing to moving of nodes, running out of energy and physical crashes. Simulation results show that RTSP has about 20% better performance than TPSN in synchronization accuracy. And the number of message in the RTSP is $20%{\sim}60%$ lower than that in the TPSN when nodes are failed in the network. In case of different transmission range of nodes, the communication overhead in the RTSP is reduced up to 40% than that in the TPSN at the maximum.

섬유소재의 미세먼지 오염도 평가 방법 개발에 관한 연구

황소영(So-Young Hwang),권진경(Jin-Kyung Kwon),김영실(Young-Sil Kim),최은진(Eun-Jin Choi),김다진(Da-Jin Kim),김민(Min Kim),육세진(Se-Jin Yook) 한국기계가공학회 2021 한국기계가공학회지 Vol.20 No.11

Recently, functional clothes that can reduce deposition and/or penetration of fine dust have been developed. However, there are no methods to quantitatively evaluate the performance of these clothes. In this study, we developed a method to contaminate a fabric using fine dust and established an approach to quantitatively assess the degree of particle contamination on the fabric surface. Silicate powder was chosen as the particle to simulate fine dust because silicate particles are fluorescent under UV light; therefore, they can be distinguished from any color of non-fluorescent fabric surface. A camera with a high-resolution lens system was used to scan the surface of the contaminated fabric surface, and the degree of particle contamination of the fabric surface was analyzed in terms of the pixels corresponding to the area of the fabric surface contaminated by silicate particles. Finished or unfinished nylon fabrics as well as cotton fabrics were contaminated with silicate particles, and their surfaces were scanned using the established camera. The proposed assessment method was found to be useful for quantitatively comparing the degree of particle contamination of the fabrics.

유아교사학습공동체 운영지원을 위한 놀이중심 보육과정 컨설팅 경험 탐색

황소영(Hwang So Young) 학습자중심교과교육학회 2020 학습자중심교과교육연구 Vol.20 No.21

본 연구의 목적은 유아교사들이 경험한 놀이중심 보육과정 컨설팅과 교사학습공동체 참여 과정 및 이 과정에서 나타나는 교사의 변화를 탐구하는 것이다. 연구 참여자는 경기도육아종합지원센터에서 주관하는 놀이중심 보육과정 컨설팅 사업의 교사학습공동체 소모임을 신청한 경기도 소재의 어린이집에 근무하는 7명의 교사들이다. 이들을 대상으로 온라인 사전 컨설팅 1회, 현장방문 컨설팅 2회, 교사학습공동체 소모임 4회와 소모임 컨설팅 2회를 진행하였다. 컨설팅과 교사학습공동체 소모임 과정 중 놀이 관찰을 통해 작성한 현장노트, 교사 면담기록, 일일보육계획안, 연구자 저널 등의 자료를 수집하고 요약하여 분석하였다. 연구결과, 유아교사들의 놀이중심 보육과정 컨설팅과 교사학습공동체 참여 경험은 사전이해 및 준비하기, 실행 및 지원하기, 종료 및 평가하기의 과정으로 진행되었다. 또한 컨설팅과 학습공동체에 참여하는 과정에서 교사들의 놀이에 대한 기대와 인식이 변화하면서 관찰을 통해 놀이의 관심과 요구에 집중하고, 교사학습공동체를 통해 만남의 관계형성을 통해 동반자로서 함께 소통하게 되었다. 뿐만 아니라 지원자와 촉진자로서의 교사의 역할을 재정립하고, 일상에서 영유아들과 함께 놀이하며 놀이의 본질이 살아있는 보육과정 운영을 지속해 나가게 되었다. The purpose of this study is to explore the process of participation in the consulting and the teacher-learning community experienced by early childhood teachers and the changes of teachers in this process. Participants of the study were 7 teachers working at daycare centers located in Gyeonggi-do who applied for a teacher-learning community for a play-centered curriculum consulting project managed by Gyeonggi Support Center for Childcare. For them, 1 online pre-consulting, 2 on-site visit consulting, 4 teacher learning community small groups and 2 small group consulting were conducted. During the course of consulting and teacher-learning community small groups, data such as field notes prepared through play observation, teacher interview records, daily childcare plans, and researcher journals were collected, summarized, and analyzed. As a result of the study, early childhood teachers experience of participation in the consulting on play-centered curriculum and teacher learning community proceeded to the process of pre-understanding and preparation, implementation and support, and termination and evaluation. Also, as teachers expectations and perceptions of play change in the course of participation in the consulting and the learning community, they focus on the interests and demands of play through observation and communicate together as partners through the formation of a relationship of encounters through the teacher-learning community. In addition, the role of teachers as volunteers and facilitators has been re-established, playing with infants and toddlers in daily life, and continuing to operate a curriculum in which the essence of play is alive.