센서 레지스트리 시스템(Sensor Registry System, SRS)은 이기종 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터의 즉각적 활용 및 끊김 없는 해석을 위해 사용자에게 센서 메타데이터를 제공한다. 하지만 기존 SRS는 네트워크 연결이 지원되지 않거나 신호가 불안정한 경우에 센서 메타데이터를 안정적으로 제공할 수 없다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 네트워크 커버리지 정보를 이용한 센서 레지스트리 시스템 확장 방법을 제안한다. 제안 방법은 예측한 경로와 네트워크 커버리지에 대한 오픈 데이터(통신사, 신호 강도, 통신 타입)를 이용하여 사용자가 불안정한 네트워크 지역에 도착하기 전에 해당 지역의 센서 메타데이터를 추가로 송신한다. 이 논문에서 제안한 확장된 SRS는 사용자에게 보다 안정적으로 센서 메타데이터를 제공함으로써 응용서비스의 품질을 향상시킨다.
센서 레지스트리 시스템은 이기종 센서 네트워크에 독립적으로 센서 데이터 의미를 해석하고 처리하기 위해 제안되었다. 그러나 기존 센서 레지스트리 시스템 구조는 정적 처리 방법을 제공한다. 즉, 이용할 데이터 영역을 고려하지 않고 불필요한 연산을 수행함으로써 전체적인 처리 성능을 저하시킨다. 이 논문에서는 기존 센서 레지스트리 시스템 구조의 문제점을 해결하기 위해 센서 메타데이터 영역화와 재사용성에 기반한 성능 개선 모델을 제안한다. 제안 모델은 센서 레지스트리 시스템에서 모바일 디바이스로 전송되는 센서 메타데이터의 영역을 상황 맞게 결정할 수 있는 기능을 제공한다. 또한 센서 메타데이터의 재사용성을 지원함으로써 전체적인 성능을 향상시킨다. 마지막으로 이 논문에서는 성능 비교 평가를 통해 제안 모델의 장점을 보인다.
사물인터넷(Internet of Things, IoT) 패러다임이 대두되며 센서의 개체수가 폭발적으로 증가할 것으로 예상됨에 따라 센서 네트워크 및 센서 플랫폼 기술들이 변화되고 있다. 센서 플랫폼 중 하나인 센서 레지스트리 시스템(Sensor Registry System, SRS)은 이기종 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터의 일관성 있는 의미 해석을 위하여 센서 메타데이터를 등록하고 관리하는 시스템이다. 하지만 기존의 SRS는 IoT 환경에 적합한 데이터 구조를 지니고 있지 않다. 따라서 이 논문은 IoT 환경에서 센서 정보들을 관리하고 등록하기 위하여 센서 레지스트리 데이터 모델을 제안한다. 기존의 SRS를 개선하기 위하여 시맨틱 센서 네트워크 온톨로지(Semantic Sensor Network Ontology, SSNO)을 분석하고, 이에 기반한 메타모델을 설계한다. 또한 설계한 메타모델을 이용하여 관계형 데이터베이스의 테이블로 구축하고 SRS를 웹 애플리케이션으로 구현한다. 이 논문은 제안하는 센서 레지스트리 데이터 모델의 적합성을 검증하기 위하여 SSNO 및 센서 온톨로지 예제들을 변환하여 제안 모델에 적용한다. 평가 결과 제안 모델이 기존 연구들보다 더 풍부한 의미 표현이 가능함을 보인다.
센서 레지스트리 시스템은 이기종 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터의 즉시적 활용 및 끊김 없는 해석을 위해 개발되었다. 그러나 기존 센서 레지스트리 시스템은 불안정한 네트워크 상황에서 센서 데이터 해석을 위한 정보를 제공하지 못하며, 이로 인해 센서 데이터의 손실, 처리 결과의 부정확성, 서비스 품질 저하 등의 문제를 야기한다. 이 논문에서는 소프트웨어 관점에서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시한다. 사용자의 이동 경로를 예측하여 사전에 센서 정보를 이동 단말기에 제공함으로써 불완전한 네트워크 접속 시점에 안정적으로 센서 정보를 활용할 수 있는 확장된 센서 레지스트리 시스템을 제안하고 실험 및 평가 결과를 보인다. 이 논문에서 제안한 확장된 센서 레지스트리 시스템은 센서 정보의 안정적 활용성 증가와 더불어 센서 기반 서비스 품질을 향상시킨다.
센서 레지스트리 시스템(Sensor Registry System, SRS)은 이기종 센서 네트워크에서 의미적 상호운용성 유지를 위해 개발되었다. SRS는 위치 정보를 기반으로 주변 센서와 모바일 기기와의 연결 여부를 확인하며, 연결이 되었을 때 센서의 메타데이터를 제공한다. 성공적으로 연결되는 주위의 센서를 식별하는 과정을 센서 필터링이라고 정의한다. 이러한 센서 필터링의 성능 개선이 SRS 연구의 핵심 주제 중 하나이다. 실제 상황에서, GPS에서 제공된 잘못된 위치 정보로 인해 센서 필터링이 실패하는 경우가 발생한다. 따라서 이 논문에서는 지리적 임베딩과 뉴럴 네트워크 기반 경로 예측을 이용한 새로운 센서 필터링 방법을 제안하고 몬테카를로 접근방법을 통해 서비스 제공률을 평가한다. 실증 연구에서, 제안 방법이 위치 정보 이상 문제를 개선하고 SRS 센서 필터링에 효과적인 모델임을 보였다.
센서 레지스트리 시스템은 센서와 디바이스 간 상호운용성 문제를 해결하기 위하여 모바일 디바이스의 위치 정보에 기반하여 센서에 대한 의미적 메타데이터를 제공한다. 하지만 모바일 디바이스의 GPS가 잘못 수신되면 센서 레지스트리 시스템은 잘못된 센서 정보를 받게 되며 센서와 연결할 수 없다는 문제를 지닌다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 모바일 장치와 센서 간의 성공적인 요청확률을 향상시키기 위해 지리적 임베딩 및 LSTM 기반 경로 예측을 기반으로 한 이중 협업 전략을 제안하고 몬테카를로 방법을 이용하여 평가한다. 실험을 통하여, 제안한 방법이 위치 이상 문제를 개선하고 효과적인 멀티캐스팅 메카니즘임을 보였다.
이 논문에서는 센서 레지스트리 시스템을 위한 다양한 아키텍처에 대해 기술한다. 센서 레지스트리 시스템은 이기종 센서 네트워크 환경에서, 다양한 센서에서 수신한 센서 정보를 모바일 기기에서 직접 해석하여 처리할 수 있는 기능을 제공한다. 기존 연구에서 제안한 아키텍처는 모바일 기기가 센서 데이터 및 센서와 관련된 다양한 정보를 서버에 반복적으로 요청하여 처리한다. 이러한 아키텍처는 성능 저하를 초래할 수 있으며, 또한 센서 웹 정보를 활용을 고려하지 않은 아키텍처이다. 따라서 이 논문에서는 성능과 센서 웹 정보 활용이 가능한 다양한 센서 레지스트리 시스템 아키텍처를 제안하고, 각각의 특징에 대하여 서술한다. 이 연구의 결과는 상황에 따라 적합한 시스템 아키텍처 설계 및 구현을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.
유비쿼터스(Ubiquitous) 환경에서는 다양한 공간에 RFID, 센서 네트워크 등으로부터 지속적이고, 주기적으로 사용자 및 사물에 관한 다양하고 방대한 양의 센서 데이터 정보가 발생한다. 이러한 센서 서비스를 제공하는 수많은 제공자들 중에서 사용자는 자신이 원하는 서비스를 찾을 수 있어야 하며, 해당 서비스를 사용 시, 사용자의 요구에 맞는 서비스를 제공받아야 한다. 그러나 현재의 USN(Ubiquitous Sensor Network) 응용 서비스 환경에서는 이런 일련의 서비스들을 검색할 수 있는 레지스트리가 거의 없으며, 있더라도 비즈니스 위주의 UDDI(Universal desccription discovery, and integration)만이 존재한다. 또한, 서비스를 사용시 사용자의 요구에 맞는 서비스를 제공해야 하지만, 현재의 서비스들은 하나의 조건 또는 이벤트에 따른 서비스만 제공한다. 따라서 여러 조건이나 이벤트에 따라 서비스를 제공할 수 있는 룰 기반의 서비스 이벤트 처리 시스템이 필요하다. 이에 본 논문에서는 기존 UDDI를 참고한 센서 서비스 검색을 위한 서비스 레지스트리 시스템 및 WS-ECA(Web Service Event Conditon Action)와 같은 웹서비스(Web Service) 기반의 이벤트 룰을 참고한 USN 응용 서비스를 위한 이벤트처리 시스템에 대한 연구를 하였다.
일반적인 네트워크를 통한 공장 내 관리와 달리 무선 센서 네트워크를 이용한 공장 내 관리를 위해서는 장치의 발견, 확인, 검증의 과정이 자동으로 수행되어야 한다. 이에 대한 방안으로 본 논문에서는 장치 등록 서버를 제안하고 이를 이용한 관리 시스템을 설계한다. 장치의 발견단계에서는 무선 센서 망에서 사용되는 라우팅 기술의 특성을 이용하고 식별 및 검증 단계에서는 장치를 식별할 수 있는 일반적인 정보를 장치 등록 서버에 저장하여 활용한다. 제안하는 관리 시스템은 구현의 복잡성을 낮추고 여러 종류의 장치들이 분산되어 있는 공장 내에서의 장치 관리를 용이하게 해준다.
경로 예측 기반의 센서 레지스트리 시스템(Path Prediction-based Sensor Registry System, PP-SRS)는 이기종 환경에서 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터의 즉각적인 활용과 끊김 없는 해석을 위해 사용자에게 센서 정보를 제공한다. PP-SRS는 사용자의 위치를 경로 단편으로 사상하여 표현한다. 그리고 경로 단편기반으로 사용자의 경로를 예측한다. 그러나 도로 정보에 대한 경로 단편을 미리 구성해야 사용할 수 있으며 구성된 도로 정보를 무시한 경로가 발생하는 문제점을 가지고있다. 이 논문에서는 이 문제점을 해결하기 위하여 PP-SRS를 위한 격자를 이용한 개선방안을 제안한다. 이 논문은 기존의 경로 단편 표현방법과 제안하는 격자 기반 경로 표현방법에 대하여 비교한 후 PP-SRS에 개선 방법에 대하여 서술한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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