Comparison and Evaluation of Data Collection System Database for Edge-Based Lightweight Platform

엣지 기반 경량화 플랫폼을 위한 데이터 수집 시스템의 데이터베이스 비교 및 평가

Factory energy management system is rapidly growing and evolving due to factors such as the 3rd Basic Energy Plan and global energy cost increases, as well as environmental issues. However, implementing an essential data collection system for energy management in factory settings, which have limited space and unique characteristics, presents spatial, environmental, and energy-related challenges. This paper endeavors to mitigate these challenges by devising a data collection system implemented through an edge-based lightweight platform. A comparison and evaluation of database operation on edge devices are conducted. To conduct the evaluation, a benchmarking tool called CDI Benchmark is developed, utilizing the characteristics of existing factories involved in practical applications. The evaluation results revealed that RDBMS systems like MySQL encountered errors in the database due to high data insertion loads, making them inoperable. On the other hand, InfluxDB, thanks to its highly efficient compression algorithm, demonstrated compression rates about 6 times higher than MyRocks according to the evaluation. However, it was observed that MyRocks outperformed InfluxDB by a significant margin, recording a maximum processing time approximately 80 times faster compared to InfluxDB.

에너지 관리 시스템 중 공장 에너지 관리 시스템은 제 3차 에너지 기본 계획과 전세계적 에너지 비용 증가, 환경·기후 문제등에 의해 급격히 성장하고 발전하고 있다. 하지만 이러한 공장 에너지 관리 시스템은 한정된 공간 등의 공장의 특성 상 에너지 관리 시스템의 데이터 수집을 위해 필수적인 데이터 수집 시스템의 구축이 공간적, 환경적, 에너지적으로 어려움을 지닌다. 본 논문은 이러한 공간, 환경, 에너지 관련 문제를 개선하기 위해 엣지 기반 경량화 플랫폼으로 데이터 수집 시스템을 구축하여 엣지 디바이스에서 데이터베이스 구동에 대한 비교 및 평가를 진행한다. 이를 평가하기 위하여 기존 실증 중에 있었던 공장의 특성을 활용하여 CDI Benchmark라는 평가 도구를 개발하여 평가를 진행한다. 평가 결과 MySQL과 같은 RDBMS는 대량 데이터 삽입 시 구동 문제가 발생하여 사용에 부적합 하며, InfluxDB의 경우 높은 압축률을 지닌 압축 알고리즘으로 인해 평가에 따라 MyRocks보다 최대 6배 작은 데이터베이스 크기를 지니지만, MyRocks의 경우 InfluxDB에 비해 최대 80배가량 적은 시간을 소모하는 것을 확인하였다.