무선 센서 네트워크에서 병렬 처리를 위한 태스크 스케쥴링

박총명 ( Chong-myung Park ),정인범 ( In-bum Jung ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1

무선 통신, 제한된 자원 (전력, 프로세서, 메모리 등), 신뢰성, 동적인 토폴로지 등의 특성을 갖는 센서 네트워크는 기존의 실시간 시스템과는 많은 차이가 있다. 이러한 센서 네트워크에서 멀티미디어 데이터 처리와 같은 많은 계산을 필요로 하는 어플리케이션이나 실시간 어플리케이션을 개발하기 위해서는 센서 노드들의 데이터 병렬 처리가 필요하다. 비선점형 스케쥴러를 갖는 센서 노드에서 데이터 전송량이 많을 경우 통신을 위한 태스크 생성이 증가하므로 일반 태스크의 실행에도 지연이 발생하게 된다. 자원 제한적인 센서 네트워크에서 에너지 소모나 지연과 같은 성능은 각 센서 노드들에 태스크를 할당하는 방법에 영향을 받는다. 본 연구에서는 병렬 처리에 참여하는 센서 노드들의 에너지 소모량과 지연을 고려한 노드 스케쥴링 기법을 제안한다.

응용프로그램의 특성에 따른 무선센서 네트워크의 에너지 소모와 처리 지연 분석

박총명(Chong Myung Park),한영탁(Young Tak Han),전수빈(Soobin Jeon),정인범(Inbum Jung) 한국정보과학회 2015 정보과학회논문지 Vol.42 No.3

무선 센서네트워크는 다양한 응용 프로그램들을 위하여 주변 환경으로부터 데이터수집 또는 처리를 위하여 사용된다. 무선 센서네트워크는 저 수준 계산 능력, 제한적인 배터리 용량, 낮은 네트워크 대역폭을 기반으로 운영되므로, 무선센서 네트워크의 구조 모델은 응용 프로그램의 성능에 큰 영향을 미친다. 응용 프로그램이 높은 계산 복잡도를 요구하거나, 실시간 처리를 필요로 하는 경우, 무선센서 네트워크의 중앙집중형 구조는 데이터 처리에 있어서 지연을 발생하게 되므로, 응용 프로그램의 성능 요구사항을 만족시키지 못하는 결과를 가져온다. 반면에, 응용 프로그램이 단순한 데이터 수집을 장기간 수행하는 경우, 분산 형으로 무선센서 네트워크를 구성한다면, 무선 센서들에서 불필요한 에너지 소모를 피할 수 없게 된다. 이 논문에서는 중앙집중 형 구조와 분산 형 구조에서 에너지 소모와 데이터 처리 지연을 분석, 평가한다. 또한, 본 논문에서는 무선 센서 네트워크를 위한 새로운 융합 형 구조를 제안하고 평가한다 제안된 방식은 응용 프로그램의 특성에 따라서 무선센서 네트워크에서 최적의 무선센서 노드 개수를 찾을 수 있게 한다. Wireless sensor networks are used for data collection and processing from the surrounding environment for various applications. Since wireless sensor nodes operate on low computing power, restrictive battery capacity, and low network bandwidth, their architecture model has greatly affected the performance of applications. If applications have high computation complexity or require the real-time processing, the centralized architecture in wireless sensor networks have a delay in data processing. Otherwise, if applications only performed simple data collection for long period, the distributed architecture wasted battery energy in wireless sensors. In this paper, the energy consumption and processing delay were analyzed in centralized and distributed sensor networks. In addition, we proposed a new hybrid architecture for wireless sensor networks. According to the characteristic of applications, the proposed method had the optimal number of wireless sensors in wireless sensor networks.

유전자 알고리즘 기반의 센서 네트워크 토폴로지 제어

박총명(Chong-Myung Park),김동국(Dong-Gug Gim),이좌형(Joa-Hyoung Lee),김윤(Yoon Kim),정인범(In-Bum Jung) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.2D

많은 센서 노드가 환경정보를 수집하는 이벤트 기반의 센서 네트워크는 국부적인 이벤트 발생에 따라 혼잡이 발생할 수 있다.네트워크의 혼잡으로 인해 중요한 정보의 손실이 일어날 수 있으며, 과다한 RF 모듈의 사용으로 네트워크의 수명이 단축될 수 있다. 본 논문에서는 이벤트가 발생하여 네트워크 트래픽이 증가할 때, 트래픽이 집중된 노드에서 주변 노드들의 데이터 전송률을 고려하여 자식 노드들의 트래픽을 분산 시키는 유전자 알고리즘 기반의 트래픽 분산 기법을 제안한다.

센서 네트워크를 이용한 교량 안전진단 시스템 구현

박총명 ( Chong-myung Park ),허난숙 ( Nan-sook Heo ),김동국 ( Dong-gook Kim ),서동만 ( Dong-mahn Seo ),이좌형 ( Joa-hyoung Lee ),김윤 ( Yoon Kim ),정인범 ( In-bum Jung ) 한국정보처리학회 2005 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.12 No.1

무선 센서 네트워크는 교량 안전진단(Structural Health Monitoring, SHM)을 위한 효율성, 신뢰성 등의 특징들을 제공한다. 그러나 현재 교량 안전진단은 아날로그 센서를 이용하여 데이터를 수집하고, 유선망을 사용하여 관리프로그램으로 전송하고 있다. 본 논문에서는 무선망에서 동작하는 센서 네트워크를 이용하여 교량 및 노면을 모니터링하기 위한 안전진단 시스템을 구현하였다.

유비쿼터스 기반 전자액자의 설계 및 구현

이좌형,박총명,허난숙,조영태,권영완,한우람,선주호,김종욱,유제욱,이강희,정인범,Lee, Joa-Hyoung,Park, Chong-Myung,Heo, Nan-Sook,Jo, Young-Tae,Kwon, Young-Wan,Han, Woo-Ram,Seon, Ju-Ho,Kim, Jong-Wook,Yoo, Jae-Wook,Lee, Kang-Hee,Jung, In-B 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.9

디지털 이미지의 증가로 인해 최근에는 디지털 이미지을 보관하고 감상하기 위한 목적의 전자액자가 등장하였고 전자액자의 가격도 점차 낮아져 새로운 사진 감상용 매체로 떠오르고 있다. 하지만 현재의 전자액자는 주로 사진 출력과 로컬의 동영상 재생의 기능만을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 사용자에게 보다 다양한 서비스를 제공할 수 있는 유비쿼터스 기반의 새로운 전자액자를 설계하고 구현한다. 본 논문에서 제안하는 유비쿼터스 전자액자는 멀티미디어 센서 네트워크와 연동하여 주위 환경 정보 및 특정 지역의 이미지 정보를 사용자에게 제공하여 다양한 응용이 가능하고 네트워크 대역폭에 따른 동적인 동영상 스트리밍을 통해 사용자에게 끊김 없는 동영상을 제공할 수 있다. 또한 웹과 연동하여 인터넷이 되는 곳이라면 언제 어디서든지 사용자가 원하는 컨텐츠를 업로드 하고 전자액자로 출력시킬 수 있다. As the performance of digital camera keeps going on, the digital camera becomes into wide use recently so that the number of digital images taken by digital camera is increased rapidly. Given the augmentation of digital images, the digital photo frame has appeared for storing and enjoying the digital image and receives attention as the price of digital frame becomes down. However, users with the existing digital frame only could display the digital images and stream media stored in local disk. In the paper, we design and implement a new digital photo frame baled on ubiquitous which could provide a more variety of service to the user. With the proposed digital photo frame, the user could obtain the environment information and the digital image from multimedia sensor network. The users also could enjoy the various stream media stored in the remote streaming server seamlessly. In addition, the user could update the digital image through the web site at anywhere.

무선 센서 네트워크에서 이동 객체의 위치인식을 위한 게이트웨이 노드설계 및 구현

이좌형,박총명,조영태,권영완,정인범,Lee, Joa-Hyoung,Park, Chong-Myung,Jo, Young-Tae,Kwon, Young-Wan,Jung, In-Bum 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.7

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. Recently, LBS(Location Based Service) which provides useful service based on the location of objects or human has drawn the attention of the research community. To provide LBS, many researchers have proposed many localization systems such as Cricket or Ubisense, however, these systems have the limit that it is very hard to perform the complicated computation on these systems because these systems consist of sensor nodes which have very limited computing power. In the paper, we propose a new localization system with the gateway node which has very high computing power and resource which is suitable for the complicated computation needed for localization.

무선 센서 네트워크 기반의 구조물 안전 감시 시스템

임화정,이좌형,박총명,정인범,Lim, Hwa-Jung,Lee, Joa-Hyoung,Park, Chong-Myung,Jung, In-Bum 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.2

최근 센서 네트워크의 발전으로 구조물 안전 시스템에 관한 관심이 증대되고 있다. 구조물 안전 감시 시스템이란 교량이나 도로 등의 구조물이 받는 진동, 외부의 충격, 하중 등의 환경 정보를 감지하는 시스템이다. 구조물 안전 감시 시스템은 이벤트를 감지 및 처리하고, 구조물의 안전 상태를 예상하는 것을 목적으로 하여 운영된다. 현재 구조물 안전 감시 시스템은 아날로그 센서를 이용하여 데이터를 수집하고, 유선망을 사용하여 분석 프로그램으로 전송하고 있다. 이러한 유선 시스템은 높은 정확성을 가지지만, 무선 시스템에 비해 초기 설치비용이 비싸고 연결이 복잡하며 연결선이 유실되는 등의 문제가 있다. 또한 센서 노드의 추가, 삭제가 어렵다. 이러한 유선 구조물 안전 감시 시스템의 문제점을 해결하기 위해 무선 센서 네트워크 기술을 적용한 구조물 안전 관리 시스템을 설계 및 구현하였다. There has been increasing interest in developing Structure Health Monitoring(SHM) system based on wireless sensor network(WSN) due to recent advancement in sensor network technologies. SHM is the continuous monitoring of the condition such a acceleration or load of a structure. The SHM system works, which measure key structure parameters systematically, provide information in evaluation of structure integrity, durability and reliability. Currently SHM system collects data via analog sensor and then sends to analysis application through the wired network. The wire system support high accuracy, but suffers the disadvantages in installation costs, complexity of connection and loss of line. It's also difficult to add new sensor nodes. We design and implement the SHM system based on WSN technology to solve those problems.

무선 센서 네트워크에서 압축을 이용한 네트워크 트래픽 감소 기법

김동국,이좌형,박총명,권영완,정인범,Gim, Dong-Gug,Lee, Joa-Hyoung,Park, Chong-Myung,Kwon, Young-Wan,Jung, In-Bum 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.8

무선 센서 네트워크는 소형의 무선 센서노드들로 구성된 네트워크이다. 무선으로 구성된 센서 네트워크는 사물과 환경의 변화를 감지하여 싱크로 전송한다. 무선 센서 네트워크에서 센서 노드는 무선으로 데이터를 전송할 때 가장 많은 에너지를 소모한다. 한정된 에너지 자원을 효율적으로 사용하기 위해서는 데이터 전송에 이용하는 라디오모듈의 사용을 최소화하여 네트워크 전체의 데이터 전송량을 감소시켜야 한다. 본 논문에서 제안하는 NRMC는 에너지 소모를 줄이기 위해 DPCM, 웨이블릿, 양자화, 가변 길이 부호화를 사용하여 전송되는 데이터의 양을 줄여 라디오모듈을 통한 데이터 전송 횟수를 줄였고, 결과적으로 센서네트워크의 트래픽을 감소시켜 에너지 소모를 줄였다. Wireless sensor network is a network that consists of small wireless sensor nodes. Sensor nodes transfer the sensed data about the objects or environment to the sink through wireless channel. The energy dissipation by wireless transmission is the primary factor of energy dissipation in the sensor node. To utilize the limitted resource at the sensor node, it is required to reduce the number of wireless transmission. In the paper, we proposes a new energy efficient method, NRMC, to reduce the energy dissipation by using the compression technique - DPCM, Wavlet, Quantization, RLC. With NTRC, the life time of sensor network could be increased.

싱글 홉 센서 네트워크에서 모바일 싱크를 위한 데이터 가중치 기반 스케줄링 기법

조영태(Young-Tae Jo),박총명(Chong-Myung Park),이좌형(Joa-Hyoung Lee),김윤(Yoon Kim),정인범(In-Bum Jung) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.2D

센서 네트워크는 데이터를 수집하는 싱크 주변에 있는 센서 노드가 극심한 에너지 소비를 보이는 문제가 있다. 이러한 싱크 주변 센서 노드의 에너지 소비 분산을 위해 모바일 싱크를 사용한 데이터 수집방법에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 모바일 싱크를 사용하여 데이터를 수집하기 위해서는 각 센서 노드별 데이터 수신 순서를 스케줄링하여 각 센서 노드에게 균등한 데이터 전송 기회를 부여하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 싱글 홉 센서 네트워크에서 모바일 싱크를 이용한 균등한 데이터 수집을 위한 데이터 가중치 기반 스케줄링기법인 DWEDF를 제안한다. 또한 시뮬레이션을 통해 여러 다른 스케줄링 기법들에 비해 약 1.5배에서 3배가량 높은 성능을 보임으로써 그 효율성을 검증하였다.

무선 센서네트워크에서의 데이터 전송속도 향상 기법

선주호 ( Ju-ho Seon ),박총명 ( Chong-myung Park ),이좌형 ( Joa-hyoung Lee ),김윤 ( Yoon Kim ),정인범 ( In-bum Jung ) 한국정보처리학회 2006 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.13 No.2

무선 센서네트워크는 사람을 대신해 복잡한 환경에서 감시와 정보수집 역할을 한다. 무선 센서네트워크에서 사용하는 센서노드는 제한된 하드웨어 성능과 낮은 무선 네트워크 대역폭 사용으로 응용에 제한적이다. 센서노드를 효율적으로 사용하기 위하여 낮은 성능을 최대한으로 사용하기 위한 연구가 필요하다. 센서노드의 통신에서 타이머를 이용하여 전송하는 방법의 사용은 전송속도 향상에 한계가 있어 이를 개선하기 위한 방법이 필요하다. 본 논문에서는 구현 방식에 따른 데이터 전송속도의 향상 방안을 알아보며 실험을 통해 이를 확인한다.