유비쿼터스 홈네트워크를 위한 LonRF 디바이스 기반의 센서 네트워크 설계 및 응용

노광현,박애순,이병복 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.9 No.1

For realizing an ubiquitous home network(uHome-net), various sensors should be able to be connected to an integrated wire/wireless sensor network. This paper describes an application case of applying LonWorks technology being widely used in control network to wire/wireless sensor network in uHome-net and the design and application of LonRF device that consists of a neuron chip including LonTalk protocol, a 433.92MHz RF transceiver, a sensor, and application programs. As an application example of the LonRF device, the LonRF smart badge that can measure the 3D location of objects in indoor environment and interwork with the uHome-net was developed. LonRF device based home network services were realized on the uHome-net testbed such as indoor positioning service, remote surveillance service and remote metering service were realized. This research shows that LonWorks technology based sensor network could be applicable to the control network in an ubiquitous home network and the LonRF device can be used as a wireless node in various sensor networks. 유비쿼터스 홈네트워크(uHome-net) 구현을 위해서는 다양한 센서들이 통합된 유무선 센서 네트워크에 연결될 수 있어야 한다. 본 논문은 제어 네트워크에 널리 사용되고 있는 LonWorks 기술을 uHome-net의 유무선 센서 네트워크에 적용한 사례를 소개하고, LonTalk 프로토콜이 탑재된 뉴런칩, 433.92MHz RF 트랜시버, 센서와 응용 프로그램으로 구성되는 LonRF 디바이스의 설계 및 응용 서비스 구현 결과를 설명한다. LonRF 디바이스의 응용 예로 실내에서 물체의 3차원 좌표를 측정할 수 있고 uHome-net과 연동되는 LonRF 스마트배지를 개발하였다. LonRF 디바이스 기반의 위치인식서비스, 원격검침서비스, 원격경비서비스 등의 홈네트워크 서비스를 uHome-net 테스트베드에 구현하였다. 본 연구는 LonWorks 기술 기반의 센서 네트워크가 유비쿼터스 홈네트워크의 제어 네트워크로 적용할 수 있고, 개발된 LonRF 디바이스가 센서 네트워크의 무선 노드로 사용될 수 있음을 보였다.

A Ubiquitous Home Network System for Managing Environment-Information Sensors using Image Processing

홍성화(Hong, Sung-Hwa),정석용(Jung, Suk-Yong) 한국산학기술학회 2010 한국산학기술학회논문지 Vol.11 No.3

홈 네트워크는 사용자에게 많은 정보서비스를 제공하여 준다. 특히, 다양한 센서 데이터를 활용함으로써 그 서비스의 종류와 질을 풍부하게 한다. 하지만 홈네트워크는 현재 멀티미디어 서비스에 집중함으로써 그 서비스의 활 용폭을 스스로 제한하고 있는 실정이다. 특히 댁내 통신망에 집중함으로써 실내의 여러 가전기기를 제어하는 데는 많 은 성과를 얻고 있으나 실외의 여러 기기를 제어하는 데는 큰 성과가 나오지 않고 있다. 실외의 여러 기기는 실내의 가전기기와 다르게 특정 기능을 강조하는 형태로 구성되는 경우가 많기 때문에 여러 기능을 가진 센서보다는 한 두 가지 기능을 가진 센서를 활용하여 시스템을 구성하면 되기 때문에 실내에서 센서 노드를 사용하는 것보다 훨씬 경 제성도 높다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 가장 많은 사용 목적을 가진 여러 가지 기능 중 동작 센서를 선택하 여 이를 활용할 시스템으로 주차장 관리 시스템을 선택하여 이를 홈 네트워크에 접목하여 구현하여 보았다. A home network provides users with a variety of information services. The kind and quality of the services can be substantially enhanced by utilizing a variety of data from sensors. However, home networks currently limit their potential by focusing on providing multimedia services rather than services utilizing sensor data. Outdoor electronics are frequently made in a form that emphasizes only certain limited functions in contrast to home appliances. Thus, sensors with one or two functions rather than many can be used in outdoor systems and their use will be more economical than using sensor nodes indoors with more complex home appliances. In this study, we chose to work with motion sensors as they have many potential uses, and we selected a parking lot control system with to use the motion sensors. This parking lot control system was implemented and applied as part of a home network. For this purpose, we defined and implemented a protocol to manage the network in a ubiquitous sensor network environment for the wireless home network in this study. Although a network management system in a Ubiquitous Sensor Network (USN) related to this study is being advanced for other projects, the protocol interface and message system have not yet been clearly defined for use in a general purpose network or in an extension into heterogeneous kinds of networks, communication support, etc. Therefore, USN network management should be conducted for management of faults, composition, power, and applications. To verify the performance of the protocol interface designed in this study, we designed and implemented the necessary units (sensor nodes, sensor gateway, and server) for each network section and, with them, proved the validity of this study

u-EMS : 바이오 센서 네트워크 기반의 응급 구조 시스템

김홍규(Kim Hong Kyu),문승진(Moon Seung Jin) 한국정보과학회 2007 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.13 No.7

바이오센서는 생명공학 또는 의학 분야에서 사용되는 인간의 생체 신호를 감지할 수 있는 센서들로 의료기기에 주로 사용되는데, 최근 MEMS 기술의 발달로 작은 크기의 하드웨어에 센서 인터페이스, 프로세서, 무선통신, 배터리 등을 포함한 모듈을 센서노드(모트 : Mote)들로 구성된 센서기반 네트워크에서 바이오센서 네트워크로 응용분야를 확장하고 있다. 이에 본 논문에서는 바이오센서 기술과 센서네트워크 기술을 융합한 기술인 바이오 센서네트워크를 활용한 응급 구조 시스템의 설계 및 구현을 제안한다. 제안된 시스템에 사용된 바이오센서는 근전도(EKG), 혈압(Blood Pressure), 맥박(Heart Rate), 산소포화도(Pulse Oximeter), 혈당(Glucose)센서들로, 바이오센서에서 측정된 생체 신호를 센서네트워크 모트를 통해 데이타를 수집하고, 수집된 데이타를 이용하여 건강관리 측정 데이타로 활용하였으며 측정된 데이타는 무선단말기(PDA, 휴대폰), 전자액자 디스플레이장치 등에서 확인 가능하도록 구성하였다. 아울러, 제안한 u- 응급 구조 시스템의 유효성을 실험하기 위해서 사용자의 바이탈사인 정보와 주변 환경정보를 고려한 실험을 수행하였다. The bio-Sensors, which are sensing the vital signs of human bodies, are largely used by the medical equipment. Recently, the sensor network technology, which composes of the sensor interface for small-seize hardware, processor, the wireless communication module and battery in small sized hardware, has been extended to the area of bio-senor network systems due to the advances of the MEMS technology. In this paper we have suggested a design and implementation of a health care information system(called u-EMS) using a bio-sensor network technology that is a combination of the bio-sensor and the sensor network technology. In proposed system, we have used the following vital body sensors such as EKG sensor, the blood pressure sensor, the heart rate sensor, the pulse oximeter sensor and the glucose sensor. We have collected various vital sign data through the sensor network module and processed the data to implement a health care measurement system. Such measured data can be displayed by the wireless terminal(PDA, Cell phone) and the digital-frame display device. Finally, we have conducted a series of tests which considered both patient's vital sign and context-awared information in order to improve the effectiveness of the u-EMS.

유비쿼터스 홈네트워크를 위한 LonRF 디바이스 기반의 센서 네트워크 설계 및 응용

노광현,이병복,박애순,Ro Kwang-Hyun,Lee Byung-Bog,Park Ae-Soon 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.3

For realizing an ubiquitous home network(uHome-net), various sensors should be able to be connected to an integrated wire/wireless sensor network. This paper describes an application case of applying LonWorks technology being widely used in control network to wire/wireless sensor network in uHome-net and the design and application of LonRF device that consists of a neuron chip including LonTalk protocol, a 433.92MHz RF transceiver, a sensor, and application programs. As an application example of the LonRF device, the LonRF smart badge that can measure the 3D location of objects in indoor environment and interwork with the uHome-net was developed. LonRF device based home network services were realized on the uHome-net testbed such as indoor positioning service, remote surveillance service and remote metering service were realized. This research shows that LonWorks technology based sensor network could be applicable to the control network in an ubiquitous home network and the LonRF device can be used as a wireless node in various sensor networks. 유비쿼터스 홈네트워크 ( uHome-net) 구현을 위해서는 다양한 센서들이 통합된 유무선 센서 네트워크에 연결될 수 있어야 한다. 본 논문은 제어 네트워크에 널리 사용되고 있는 LonWorks 기술을 uHome-net의 유무선 센서 네트워크에 적용한 사례를 소개하고, LonTalk 프로토콜이 탑재된 뉴런칩, 433.92MHz RF 트랜시버, 센서와 응용 프로그램으로 구성되는 LonRF 디바이스의 설계 및 응용 서비스 구현 결과를 설명한다. LonRF 디바이스의 응용 예로 실내에서 물체의 3차원 좌표를 측정할 수 있고 uHome-net과 연동되는 LonRF 스마트배지를 개발하였다. LonRF 디바이스 기반의 위치인식 서비스, 원격검침서비스, 원격경비서비스 등의 홈네트워크 서비스를 uHome-net 테스트베드에 구현하였다. 본 연구는 LonWorks 기술 기반의 센서 네트워크가 유비쿼터스 홈네트워크의 제어 네트워크로 적용할 수 있고, 개발된 LonRF 디바이스가 센서 네트워크의 무선 노드로 사용될 수 있음을 보였다.

서비스 로봇을 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 위치 인식 시스템

최형윤,박진주,문용선,Choi, Hyoung-Youn,Park, Jin-Joo,Moon, Young-Sun 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.10

서비스 로봇의 사회 적 관심으로 인하여 서비스 로봇의 개발에 있어 많은 연구가 실시되고 있으나, 단일 플랫폼의 한계에 봉착해 있다. 이 한 한계를 극복하기 위하여 유비쿼터스 네트워크와 연계한 유비쿼터스 기반 서비스로 봇이 대안으로 자리 잡고 있다. 이를 위하여 유비쿼터스 센서 네트워크를 통하여 주변 환경에 대한 상황인식 및 위치 인식과 같은 기능을 위하여 RFID 및 초음파 센서를 이용한 시스템이 등장하여 실제 로봇에 적용되어 좋은 결과를 낳고 있다. 하지만 RFID의 경우 수동형 센서를 이용할 경우 거리에 따른 인식률의 제한이 따르며 초음파 센서의 경우 이를 구동하기 위하여 높은 전압을 요구하므로 저 전력 기반의 센서 네트워크에 응용하기에는 많은 한계가 따른다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크 기반 위치인식을 위하여 센서 네트워크 모듈을 구현하고 이를 기반으로 RSSI 위치인식 시스템을 구현하고자 한다. 이러한 RSSI 위치인식 시스템의 경우 각 센서 노드에서 들어오는 신호의 RSSI만을 측정하고 이에 따른 거리로 환산하여 위치를 산출함으로 인하여 저 전력의 센서 네트워크를 그대로 활용할 수 있으며, Ad-Hoc 네트워크 설계시 거리에 따른 제한도 극복할 수 있을 것이다. With social interest, there hie been a lot of research on the Service Robot but now we are faced with the limitation of single platform. The alternative plan is the Ubiquitous-based Service Robot connected with a Ubiquitous network to overcome this limitation. Systems using RFID(Radio frequency Identification) and supersonic waves appeared for functions such as recognition of surroundings through Ubiquitous Sensor Networks. This was applied to the real robot and we have got good results. However, this has several limitations to applying to low power-based Sensor Network For example, if RFID uses a passive Sensor, the rate of recognition with the distance is limited. In case of supersonic waves, high power is required to drive them. Therefore, we intend to develop RSSI position recognition system on the basis of embodying a Sensor Network Module in this thesis. This RSSI position recognition system only measures RSSI of signals from each sensor nod. then converts them into distances and calculates the position. As a result, we can still use low power-based Sensor Network and overcome the limitation according to distance as planning Ad-Hoc Network.

유비쿼터스 그린하우스를 위한 무선 메쉬 네트워크를 이용한 에너지 효율적인 센서 네트워크

임혁진,주휘동,이명훈,여현,Im, Hyuk-Jin,Ju, Hui-Dong,Lee, Meong-Hun,Yoe, Hyun 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.12

유비쿼터스 센서 네트워크는 현재 다양한 분야로 활용되고 있는 추세이다. 이러한 유비쿼터스 센서 네트워크를 그린 하우스에 적용하여 작물생장정보 및 환경데이터 수집 등 유용한 정보를 모니터링 할 수 있다. 하지만 센서노드의 한정된 에너지 자원으로 네트워크 확장을 통한 대규모 네트워크를 구성하여 운영하기에는 부적절하다. 본 논문에서는 상기 문제점을 해결하기 위해 유비쿼터스 센서 네트워크에 무선 메쉬 네트워크 기술을 적용하여 시뮬레이션을 구현하였다. 도출된 결론을 통해 유비쿼터스 센서 네트워크에 무선 메쉬 네트워크 기술을 적용했을 때 에너지 측면에서 효율성이 높아진 것을 확인할 수 있었다. The study that automates the variety of equipment using the USN(Ubiquitous Sensor Networks) has been executed, and the research field is ranged to almost all fields including a road, harbors. building, military affairs, agriculture and home. By deploying these sensors into the greenhouse environment, we can monitor the environmental change and the growth of plants 24 hours a day. However, the limited resources of a sensor node like limited energy, short transmission range etc, make it difficult to expand the size of the sensor networks. In this paper, we studied to expand the site of sensor networks by using WMN(Wireless Mesh Networks) with simulation. With this simulation, we could validate that using the Wireless Mesh Networks technology for expanding sensor networks is more efficient in the energy aspect than the normal sensor network.

유비쿼터스 환경에서 센서 네트워크의 속성 값 변경 미들웨어 모델

정현준(Hyunjune Jung),이석훈(Sukhoon Lee),백두권(Doo-Kwon Baik) 한국정보과학회 2012 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.39 No.1

유비쿼터스 센서 네트워크(USN; Ubiquitous Sensor Network) 미들웨어는 각 센서 노드에 탑재되어 다양한 센서 응용 소프트웨어와 운영체제 및 네트워크 기능 사이에 존재하며, 유지보수, 설치, 배포, 응용 수행에 필요한 제반 사항을 지원하고, 센서 네트워크 수행을 위한 프로그램 갱신, 응용 변화에 따라 프로그래밍 조정을 수행한다. 센서 네트워크에서 센서 노드의 수집 형태를 변경하는 동작과 행동이 빈번히 일어난다. 이를 지원하는 센서 노드는 설정 한 개를 변경하기 위해 직접 분포되어 있는 센서 노드를 수집하고 외부 저장공간을 이용하여 변경한다. 기존의 변경 미들웨어에서는 프로그램 이미지 전체를 전송하여 변경하거나 통신을 이용하여 메인 이미지를 분할 전송하기 때문에 통신 오버헤드가 발생하기 때문에, 분할된 이미지에 대한 신뢰성 확보가 필요하다. 이 논문은 센서 노드에 저장되어있는 속성 값의 변경이 필요할 때 빈번히 변경되는 속성들을 EEPROM에 저장하고 변경할 속성 값이 포함된 패킷을 전송하여 속성 값이 변경하는 미들웨어 모델을 제안한다. 또, 제안한 미들웨어의 구현을 위하여 센서 노드에서 변경할 수 있는 노드의 속성들을 제시하고, 속성 값 변경 프로세스, 미들웨어의 구조를 제시한다. A Middleware for Ubiquitous Sensor Network(USN) exists between sensor software and operating system, and supports maintenance, installation, deployment and software execution. Also, the middleware updates a program and reconfigures software program according to the change of the program. Sensing data type of sensor nodes is often changed in the sensor network. To support change of sensing data type, distributed sensor nodes are collected and the setting of the nodes is updated using external storage. Recent middleware for change updates setting of a sensor node by transmitting the program image. The middleware divides whole program image into several images and trasmits the images using wireless communication, so resource overhead is occurred. Also it is necessary to ensure reliability of divided images. This paper implemented a middleware for updating. In the proposed middleware, attributes for change of sensing data type are stored in EEPROM and updated by transmitting a packet which includes the values of the attributes. For implementation of middleware, this paper defines attributes which can be changed in the sensor node. This paper also proposes a process for updating of attributes values and the structure of the middleware model.

u-Healthcare를 위한 바이오 단말기의 개발 현황

이태수,홍주현,Lee, Tae-Soo,Hong, Joo-Hyun 대한의용생체공학회 2009 의공학회지 Vol.30 No.3

Biomedical mobile devices for ubiquitous healthcare consist of biomedical sensors and communication terminal. They have two types of configuration. One is the sensor-network type device using wired or wireless communication with intelligent sensors to acquire biomedical data. The other is the sensor embedded type device, where the data can be acquired directly by itself. There are many examples of sensor network type, such as, fall detection sensor, blood glucose sensor, and ECG sensors networked with commercial PDA phone and commercial phone terminal for ubiquitous healthcare. On the other hand, sensor embedded type mounts blood glucose sensor, accelerometer, and etc. on commercial phone. However, to enable true ubiquitous healthcare, motion sensing is essential, because users go around anywhere and their signals should be measured and monitored, when they are affected by the motion. Therefore, in this paper, two biomedical mobile devices with motion monitoring function were addressed. One is sensor-network type with motion monitoring function, which uses Zigbee communication to measure the ECG, PPG and acceleration. The other is sensor-embedded type with motion monitoring function, which also can measure the data and uses the built-in cellular phone network modem for remote connection. These devices are expected to be useful for ubiquitous healthcare in coming aged society in Korea.

The Sensor Network based Home Control System

Young-Choong Park,Yang-Keun Ahn,Kwang-Soon Choi,Kwang-Mo Jung,Seong-Dong Kim 대한전자공학회 2007 JUCT : Journal of Ubiquitous Convergence Technolog Vol.1 No.1

Fruition for a diverse UIT(Ubiquitous Information Technology) service is currently required through the convergence of what is known as ubiquitous computing technology. In recent years, with the rapid growth of the need for information services, heavier demands have been made upon the supply of high-quality multimedia services that require a high bandwidth. Today, various home network solutions have been proposed to manage these service smoothly and a system able to deal with various types of network traffic without delays. In addition, in established home network environments that mix wired and wireless networks, along with the steady evolution of wireless network technology and the earnest development of ubiquitous computing technology, sensor-based wireless networks have emerged as a core solution for home networks. In this paper, a sensor network-based home control system supporting the next generation home gateway system for ubiquitous home environments is designed and implemented.

무선센서네트워크에 의한 콘크리트 양생온도 계측에 관한 현장 적용성 연구

이성복,배기선,이도헌 한국건축시공학회 2011 한국건축시공학회지 Vol.11 No.3

As the construction industry has recently been transformed by the emergence of ubiquitous and intelligent technology, there have been major changes in the management methods employed. Specifically, next-generation construction management systems have been developed that collect and analyze many pieces of information in real time by using various wireless sensors and networks. The purpose of this study is to understand the current status of Ubiquitous Sensor Networks (USN) in the construction sector, and to gain fundamental data for a system of measuring concrete curing temperature in a construction site that employs a USN. By investigating the application status of USN, it was confirmed that USN has mainly been applied to the maintenance of facilities, safety management, and quality control. In addition, a field experiment in which the curing temperature of concrete was measured using a USN was carried out to evaluate two systems with wireless sensor networks, and the applicability of these systems on site was confirmed. However, it is estimated that the embedded wireless sensor type is affected by metal equipment on site, internal battery of sensor and concrete depth, and studies to provide more stable system by USN are thus required. 본 연구는 건설공사 현장에 적용되고 있는 무선센서네트워크 관련 기술현황을 검토하고, USN 기반의 콘크리트 양생온도 관리방법에 대한 현장적용성 실험을 통하여 그 개선방안을 도출하는데 목적이 있다. 건설분야에서의 USN 관련연구는 주로 공사의 품질관리 및 시설물 유지관리, 안전관리를 중심으로 이루어지고 있으나, 현장여건 및 통신네트워크 등 실용화를 위한 세부적인 연구가 필요한 것으로 나타났다. 또한 현장사무실에서의 실시간 원격모니터링에 의한콘크리트의 온도관리가 콘크리트내 소형의 무선센서를 활용하여 USN 환경에서도 가능한 것을 알 수 있었다. 다만, 센서의 매립깊이에 따른 전파인식정도나 내장건전지의 전력소모 및 전송방식 등 현장에서의 가변적 상황에 대응할 수 있는 보다 안정화된 다양한 시스템 구축을 위한 연구가 필요한 것으로 나타났다.