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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

허지영 (인천대학교, 인천대학교 대학원)

지도교수
박문주
발행연도
2018
저작권
인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

태양광 전원 임베디드 장치를 위한 QoS 기반 스케줄링
허지영 컴퓨터공학과 2018.01 학위논문

2017

태양광 전원 임베디드 장치를 위한 스케줄링 시뮬레이터 개발
허지영 ,  박문주 한국정보과학회 학술발표논문집 2017.06 학술대회자료

초록· 키워드

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최근 사물 인터넷(Internet-of Things)의 보급으로 사물 인터넷 기술을 적용한 임베디드 시스템(Embedded System)은 여러 방면에서 성장하고 있다. 사물 인터넷은 언제 어디서나 접근과 설치가 가능해야 하는데, 이런 사물 인터넷과 결합된 임베디드 장치를 사용하기 위해서는 어떻게 전원을 공급하고, 공급된 전원을 어떻게 효과적으로 관리하여 사용할 것인지에 대한 근본적인 문제가 제기된다. 이 문제에 대한 해결책으로 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술이 고려되고 있다. 그러나 현재의 수준에서는 사물 인터넷 디바이스를 위한 에너지 공급 기술은 한계가 있기 때문에 에너지 하베스팅 기술과 함께 다른 에너지 공급 기술을 조합하여 사용하는 연구들이 진행되고 있다.
논문에서는 임베디드 장치의 전원으로 에너지 하베스팅 기술 중 하나인 태양광 에너지를 사용한다. 태양광 에너지의 경우, 태양이 존재하지 않는 이상 거의 무제한의 에너지를 공급받을 수 있지만 태양광 패널에서 생성되는 에너지를 제어할 수 없으며 날씨 및 대기 상태나 주변 환경에 따라 생산되는 에너지 양에 변화가 있다. 따라서 이런 특징을 가진 태양광 에너지의 단점을 보완하기 위해 태양광 에너지를 저장할 수 있는 충전 가능한 배터리(Rechargeable Battery)를 사용하게 된다. 그러나 태양광 에너지의 발전량은 계속 변하기 때문에 배터리의 충/방전 횟수가 높아 수명이 단축될 수 있어 다른 대안으로 슈퍼 캐패시터(Super-Capacitor)를 사용하는데, 캐패시터의 경우 누전 량이 많아 에너지 효율이 떨어지기 때문에 충전 가능한 배터리와 슈퍼 캐패시터를 연결하여 임베디드 시스템의 전원 장치에 함께 적용하여 사용하였다. 논문에서는 기존 연구와는 달리 에너지 소모량을 최소화하는 것이 아니라, 에너지가 충분할 때는 임베디드 장치의 활동, 즉 서비스 품질(QoS)를 최대화하고, 에너지가 충분하지 않은 경우에는 임베디드 장치의 전원을 유지하면서 최소 QoS 수준을 최대로 만들면서 생존성을 최대화하는 QoS 기반 스케줄링 프레임워크를 제안하고, 이를 시뮬레이터로 구현하였다.
#태양광 에너지 #에너지 관리 #임베디드 시스템 #스케줄링 #전원유지

목차

국문초록…………………………………………………………………………………… i
목 차…………………………………………………………………………………… iii
서 론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 2
1.3 연구내용 3
1.4 논문의 구성 3
배경 지식 및 관련 연구 5
2.1 IoT 장치의 에너지 공급 기술 5
2.1.1 태양광 에너지 5
2.1.2 충전 가능한 배터리 7
2.1.3 슈퍼 캐패시터 7
2.1.4 하이브리드 에너지 저장 장치 8
2.2 기존의 에너지 관리 기법 관련 연구 11
2.2.1 Earliest Deadline First Scheduling 11
2.2.2 QoS를 고려한 실시간 스케줄링 12
2.2.2.1. Weakly hard real-time system 12
태양광 전원 임베디드 장치를 위한 QoS 기반 스케줄링 방법 15
3.1 QoS 제어 실시간 스케줄링 프레임워크 15
3.1.1 QoS 제어를 위한 실시간 스케줄링 프레임워크 설계 15
3.1.2 QoS 제어 실시간 스케줄링 프레임워크 성능 21
3.2 QoS 기반 스케줄링 방법 제안 27
3.2.1 QoS 제어 프레임워크 설계 27
실험 및 평가 31
4.1 실험 환경 구성 및 시뮬레이터 31
4.1.1 GENUINO 101 31
4.1.2 전력 사용량 측정 31
4.1.3 태양광 에너지 측정 38
4.1.4 실험 시뮬레이터 42
4.2 실험 및 결과 분석 45
4.2.1 실험 수행 45
4.2.2 실험 결과 비교 및 분석 47
결론 및 향후 계획 51
참고문헌 52
Abstract 55

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