• Title/Summary/Keyword: Sensor Network Clustering

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An Energy-efficient Topology Control for Sensor Networks (센서 네트워크를 위한 효율적인 토폴로지 제어)

  • Son, Tae-Hwan;Chang, Kyung-Bae;Shim, Il-Joo;Park, Gwi-Tae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.07d
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    • pp.2122-2123
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    • 2006
  • 본 논문에서는 멀티 홈 패킷 무선통신 네트워크를 위한 An Energy-efficient Topology Control 을 제안한다. 센서 네트워크의 기본적인 형태에 따라 네트워크 망의 구성 방식은 큰 차이를 가져온다. 현재 센서 네트워크의 topology control 의 많은 부분에서는 clustering을 이용하여 센서 네트워크의 lifetime 을 연장시키는 연구가 진행 되고 있다. 그러나 cluster 로의 노드의 연합과 분리는 네트워크 topology 의 안정성을 혼란시킬 뿐만 아니라, BS(Base Station)가 시스템의 외부에 존재하는 경우 더 적합한 방식이라고 볼 수 있다. 본 논문에서는 BS 가 시스템의 내부에 존재하는 경우에 대한 sensor network의 lifetime 을 연장시키는 방안에 대해 제안 하고 있다. 이러한 시스템의 경우 BS에 가까운 지역일수록 Black-hole effect 가 발생할 가능성이 증가하게 되고 이는 네트워크의 수명을 단축시키게 된다. 따라서 노드의 energy를 균등하게 사용 함 으로서 lifetime을 연장 하는 on-demand 방식의 topology control을 제시하고 이를 시뮬레이션으로 확인하였다.

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Monitoring Platform of Clustering Resource Management as Supporting 3D Viewer with Smart Interface (스마트 환경연동 3D 뷰어제공 사용자정의 클러스터링 자원관리 모니터링 플랫폼)

  • Choi, Sung-Ja;Lee, Gang-Soo
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.10 no.12
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    • pp.77-83
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    • 2010
  • Recently, IT-based environment is changing rapidly as changing in web services platform, evolution of cloud computing environments and expanding the base of a smart market. Accordingly, monitoring development of environment is changing quickly. So a customizable SaaS-based monitoring tool is required to provide monitoring services. It has to support a variety of environmental monitoring and a resource managers with requested information, and by an enhanced monitoring framework in clouding environment of management system. In this paper, the 3D viewer for the management of sensor node management system was designed and built. Through the 3D viewer by enhancing the accessibility and visibility, the sensor network will allow resources to be used efficiently.

Delay-Constrained Energy-Efficient Cluster-based Multi-Hop Routing in Wireless Sensor Networks

  • Huynh, Trong-Thua;Dinh-Duc, Anh-Vu;Tran, Cong-Hung
    • Journal of Communications and Networks
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    • v.18 no.4
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    • pp.580-588
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    • 2016
  • Energy efficiency is the main objective in the design of a wireless sensor network (WSN). In many applications, sensing data must be transmitted from sources to a sink in a timely manner. This paper describes an investigation of the trade-off between two objectives in WSN design: minimizing energy consumption and minimizing end-to-end delay. We first propose a new distributed clustering approach to determining the best clusterhead for each cluster by considering both energy consumption and end-to-end delay requirements. Next, we propose a new energy-cost function and a new end-to-end delay function for use in an inter-cluster routing algorithm. We present a multi-hop routing algorithm for use in disseminating sensing data from clusterheads to a sink at the minimum energy cost subject to an end-to-end delay constraint. The results of a simulation are consistent with our theoretical analysis results and show that our proposed performs much better than similar protocols in terms of energy consumption and end-to-end delay.

Monitoring of Chemical Processes Using Modified Scale Space Filtering and Functional-Link-Associative Neural Network (개선된 스케일 스페이스 필터링과 함수연결연상 신경망을 이용한 화학공정 감시)

  • Park, Jung-Hwan;Kim, Yoon-Sik;Chang, Tae-Suk;Yoon, En-Sup
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.6 no.12
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    • pp.1113-1119
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    • 2000
  • To operate a process plant safely and economically, process monitoring is very important. Process monitoring is the task to identify the state of the system from sensor data. Process monitoring includes data acquisition, regulatory control, data reconciliation, fault detection, etc. This research focuses on the data recon-ciliation using scale-space filtering and fault detection using functional-link associative neural networks. Scale-space filtering is a multi-resolution signal analysis method. Scale-space filtering can extract highest frequency factors(noise) effectively. But scale-space filtering has too large calculation costs and end effect problems. This research reduces the calculation cost of scale-space filtering by applying the minimum limit to the gaussian kernel. And the end-effect that occurs at the end of the signal of the scale-space filtering is overcome by using extrapolation related with the clustering change detection method. Nonlinear principal component analysis methods using neural network have been reviewed and the separately expanded functional-link associative neural network is proposed for chemical process monitoring. The separately expanded functional-link associative neural network has better learning capabilities, generalization abilities and short learning time than the exiting-neural networks. Separately expanded functional-link associative neural network can express a statistical model similar to real process by expanding the input data separately. Combining the proposed methods-modified scale-space filtering and fault detection method using the separately expanded functional-link associative neural network-a process monitoring system is proposed in this research. the usefulness of the proposed method is proven by its application a boiler water supply unit.

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Efficient-Clustering using the Dynamic Sky line Query in Sensor Network Environment (센서 네트워크 환경에서 동적 스카이라인 질의를 이용한 효율적인 클러스터링)

  • Jo, Yeong-Bok;Lee, Sang-Ho
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.287-291
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    • 2007
  • 기존 센서네트워크 환경의 노드들이 모바일 환경으로 바뀌면서 클러스터를 구축하고 클러스터 헤더를 선정함에 있어 기존 방법은 정적 노드를 대상으로 구축되어 있기 때문에 이를 동적 노드에 적합한 방법으로 구축하기 위해 기존 연속적인 스카이라인 질의방법을 이용하여 클러스터를 구축하고 클러스터헤더를 선정함으로 센서네트워크의 효율적인 환경을 구축하고자 한다. 기존은 클러스터 헤드 선정을 클러스터를 구축하고 구축된 클러스터 내에서 에너지 잔여량을 비교 하여 가장 에너지가 많은 노드를 헤드로 선정하여 라우팅을 고려하는 기법을 사용하였다. 그러나 센서 노드가 모바일 노드일 경우 위치도 함께 고려되어야 할 속성 중 하나일 것이다. 따라서 이 논문에서는 클러스터 헤더 선정기법에서 기존 방식과 달리 클러스터 헤더를 선정하고 클러스터 헤더를 선정하고 클러스터 헤더를 기준으로 R hop 까지를 하나의 클러스터로 설정하는 효율적인 영역 결정 기법을 제안하였다.

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Analysis of clustering in sensor network with mobile agents (모바일 에이전트를 가진 센서 네트워크에서 클러스터의 성능 분석)

  • Hwang, Jae-Ryong;Woo, Hee-Kyoung;Kim, Chong-Kwon
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.424-426
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    • 2005
  • 본 논문에서는 센서 네트워크에서 수명을 늘리기 위한 기존의 통신 프로토콜 중에서 모바일 에이전트가 있는 환경에서 전체 네트워크 트래픽 량을 줄여 더욱더 수명을 늘리기 위해서 클러스터를 도입한다. 고정된 위치에서 싱크가 데이터를 수집할 경우 싱크 한 홉 내에 있는 노드들이 에너지를 빨리 쓰기 때문에 네트워크 파티션이 일어나기 쉽다. 이를 해결하기 위해 모바일 에이전트를 이용하여 네트워크 수명을 연장하는 방법이 연구되었다. 하지만, 모바일 에이전트가 이동을 하게 되면 전체 네트워크의 트래픽 양이 많아진다. 늘어난 트래픽을 줄이기 위해 모바일 에이전트가 있을 때 클러스터링의 성능을 분석하고 에너지 효율적인 클러스터 방법에 대해서 제안한다.

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A Hierarchical Clustering Method based on RF Transmission Levels in Sensor Network Environment (센서 네트워크 환경에서 RF 전송 레벨 기반의 계층적 클러스터링 기법)

  • Kim, Byung-Kwan;Kim, Jin-Hwan;Lee, Kwang-Mo
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2008.06d
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    • pp.397-401
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    • 2008
  • 센서 네트워크는 주변 데이터를 수집하기 위해 널리 퍼뜨려진 작고 저렴한 센서 노드를로 구성된 무선 네트워크 환경이다. 이러한 센서 네트워크는 배치의 편리성과 ad-hoc 적인 연결성, 저렴한 비용의 이 유로 다양한 목적의 응용프로그램에서 사용되고 있다. 그러나 센서 노드의 크기가 제한되기 때문에 센 서 노드의 유용한 전체적인 파워나 전력량의 크기에 제약을 가져온다. 그러므로, 센서 네트워크의 일반 적인 목적은 에너지 효율성을 고려하여 전체 네트워크의 성능을 저하시키지 않고 데이터를 수집하는 것이다. 본 논문에서는 에너지 효율성 증대 및 전체 네트워크의 유지 시간을 증가시키기 위해 각 센서가 가지는 RF 전송 레벨을 이용하여 노드 간의 거리를 통한 계층적 클러스터링 방법을 제안하고 비교 실험을 통해 전체 네트워크에 대한 에너지 효율성을 측정하고자 한다.

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Geography-aware Node Clustering in Wireless Sensor Network with Fault Tolerance Method (위치 인식 노드 클러스터 기반 무선 센서 네트워크의 결함 허용 기법)

  • Park, Su-Yong;Kim, Sung-Soo
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2005.05a
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    • pp.1725-1728
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    • 2005
  • 무선 센서 네트워크는 컴퓨팅 용량 및 전력 자원이 매우 제약적인 특징을 가지고 있으며, 이로 인하여 동작시 실패하려는 경향(Error-prone)을 지닌다. 이를 해결하기 위하여 센서 네트워크에 적용 가능한 결함 허용 기법이 요구되며, 현재 노드의 참가(Join), 삭제(Delete), 사망(Death) 및 상태 오염(State Corruption)으로 인하여 발생하는 결함을 처리하기 위하여 노드의 물리적 위치를 기반으로 클러스터를 구성한 후 발생 결함을 지역화하여 처리하는 기법이 제안되었다[1]. 본 논문에서는 결함을 처리하기 위한 기존의 위치 인식 노드 클러스터 시스템에서 발생할 수 있는 헤드 노드의 결함을 효율적으로 처리하기 위한 개선된 기법을 제안하여 전체 센서 네트워크 시스템의 실질적인 가용도(Availability)를 높이고자 하며, 이를 위한 간단한 분석을 수행한 후 효용성을 검증한다.

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Fault tolerant clustering based on local reconfiguration in sensor network (센서 네트워크의 지역적 재구성에 기반한 오류허용 클러스터링)

  • Kim, Huey-In;Kim, Sung-Cheon
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.28-30
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    • 2005
  • 센서들은 제한된 자원으로 구동되므로 오류가 나기 쉽다. 특히 구조적 라우팅의 경우 클러스터 헤드의 오류시 많은 수의 센서가 네트워크에서 분리되어 네트워크 성능에 악영향을 미친다. 따라서 오류 처리에 관한 연구들이 이루어져 왔으나 기존의 연구들은 망을 최적으로 유지하기 위해 재구성시 전체 네트워크를 재구성 하며 고정된 주기를 사용하여 전체적인 망이 최적의 상태임에도 불구하고 재구성 되거나, 클러스터에 오류가 생겨도 재구성되기까지 기다려야 한다는 단점이 있었다. 따라서 본 논문에서는 지역적인 재클러스터링을 통하여 네트워크를 최적으로 유지하며 클러스터들의 부하를 고려하여 망을 동적으로 재구성 하는 방법을 제안하였다. NS-2를 이용한 시뮬레이션을 통하여 기존의 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 알고리즘이 네트워크 유지시간을 연장시켜 더 많은 양의 데이터가 수집됨을 확인 할 수 있었다.

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Energy efficient Cluster-head Selection Method in Wireless Sensor Network (무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 클러스터 헤더선출 방법)

  • Kim, Yo-Sup;Lee, Jong-Yong;Lee, Sang-Hun
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.45-48
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    • 2010
  • 에너지 효율성이 중요한 무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기술은 클러스터 헤드 노드가 클러스터 멤버 노드의 데이터를 병합하여 싱크노드로 전송함으로써 센서노드들과 싱크노드 사이의 통신 횟수를 줄여 에너지 효율을 얻는다. 이와 관련된 연구로 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy) 프로토콜은 센서 네트워크의 데이터 처리 및 전송 부하를 센서 노드 전체에 분산 시켜 무선 센서 네트워크의 수명을 연장 하였다. 본 논문에서는 분산형 클러스터링 라우팅 기법 중 가장 대표적인 LEACH의 클러스터 헤드 결정 방법에 대한 고찰과 이를 토대로 새로운 확률적 클러스터 헤드 결정 방법의 도출을 이루어 내고자 한다.

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