센서 네트워크기반 환경 모니터링 시스템에서 예측모델을 활용한 효율적인 에너지 관리 Efficient energy management utilizing prediction model in the sensor network based environment monitoring system원문보기
센서 네트워크는 제한된 컴퓨팅 자원과 무선 통신기능을 가진 센서 노드들을 이용하여 네트워크를 구성하고 있으며, 현재 다양한 분야에서 적용되고 있다. 군사적 목적, 환경 감시 및 스마트 홈 구축 등의 분야에서 다양한 응용모델이 설계되고 있으며, 특히 가정 자동화를 위한 센서감지기술은 상당히 성숙한 수준에 이르고 있다[1,2]. 경량화된 ...
센서 네트워크는 제한된 컴퓨팅 자원과 무선 통신기능을 가진 센서 노드들을 이용하여 네트워크를 구성하고 있으며, 현재 다양한 분야에서 적용되고 있다. 군사적 목적, 환경 감시 및 스마트 홈 구축 등의 분야에서 다양한 응용모델이 설계되고 있으며, 특히 가정 자동화를 위한 센서감지기술은 상당히 성숙한 수준에 이르고 있다[1,2]. 경량화된 마이크로프로세서를 사용한 센서 노드는 무선통신 기능, 한정된 자원 및 제한된 컴퓨팅 기능을 가지는 것을 특징으로 하며, 관심지역에 배치되어 주변의 환경을 감시하고, 수집한 데이터를 게이트웨이 역할을 수행하는 싱크노드에게 전송한다. 현재 센서 노드가 수집하는 데이터에는 온도, 습도, 조도, 소리 및 가속도 등의 물리적 성질의 요소와 환경감시를 위한 화학적 성질의 요소가 있다. 이와 같은 환경요소의 수집을 위한 센서 네트워크가[3] 다양한 분야에서 구축되고 있으며, 이와 관련한 다양한 형태의 응용기술이 소개되고 있다. 실내온도, 습도, 미세먼지 및 산소농도 등 다양한 데이터를 모니터링하는 센서 네트워크는 사용자 인터페이스를 통해 측정 결과를 제공하고, 이와 연계하여 가전기기들을 제어하고 있다. 또한 실내가스와 연기를 검침하여 가스밸브를 제어하거나 화재를 감시하기도 한다. 스마트 홈서비스 분야에서 적용되는 센서 네트워크는 실내환경을 감시하는 서비스에 머물지 않고, 가전기기를 제어하는 서비스로까지 확장되고 있다. 예를 들면, 청소기 또는 보일러에 센서 노드를 추가하여 원격으로 제어하기도 하며, 다른 가전기기와 네트워크를 통해 통신을 수행하고 있다. 그러나, 산업분야에서 센서 네트워크를 활용하는 기술은 초보적인 수준에 머물러 있다. 수동으로 운영되는 설비에 센서를 추가하여 자동으로 제어하거나 온도, 습도 및 조도 등과 같은 환경 데이터를 수집하여 사용자에게 제공하기도 한다. 산업분야의 경우 산업의 특성상 무선 통신이 어려운 환경들이 존재하기도 한다. 예를 들면 주로금속인 기계들이 많은 산업현장의 경우 다양한 구조물과 장애물에 의하여 무선 통신에 많은 장애가 발생 할 수 있다. 따라서 산업분야에서 센서 네트워크를 구축할 경우 무선 통신에 장애가 없도록 센서 노드의 설치위치가 중요한 부분을 차지하게 된다. 본 논문에서는 센서 네트워크기반 환경 모니터링 시스템에서 예측모델을 활용한 효율적인 에너지 관리 방법에 대하여 제안한다. 제안하는 환경 모니터링 시스템에서의 에너지 관리 방법은 센서 네트워크의 단점인 센서 노드의 배터리 사용으로 인한 에너지 효율의 문제점을 해결하기 위하여 예측모델을 이용한 데이터 전송알고리즘과 센서 노드의 장애검출 알고리즘 그리고 센서 노드의 효율적인 배치방법을 통해 센서 노드의 에너지 효율을 높이고 신뢰성 있은 정보를 제공한다. 제안하는 환경 모니터링 시스템에서의 효율적인 에너지 관리방법은 NS-2[4,5]를 이용한 시뮬레이션과 실제 구축된 테스트 베드에서 실험을 진행하고 이에 따른 결과분석을 통하여 시스템의 성능을 평가하고 검증한다.
센서 네트워크는 제한된 컴퓨팅 자원과 무선 통신기능을 가진 센서 노드들을 이용하여 네트워크를 구성하고 있으며, 현재 다양한 분야에서 적용되고 있다. 군사적 목적, 환경 감시 및 스마트 홈 구축 등의 분야에서 다양한 응용모델이 설계되고 있으며, 특히 가정 자동화를 위한 센서감지기술은 상당히 성숙한 수준에 이르고 있다[1,2]. 경량화된 마이크로프로세서를 사용한 센서 노드는 무선통신 기능, 한정된 자원 및 제한된 컴퓨팅 기능을 가지는 것을 특징으로 하며, 관심지역에 배치되어 주변의 환경을 감시하고, 수집한 데이터를 게이트웨이 역할을 수행하는 싱크노드에게 전송한다. 현재 센서 노드가 수집하는 데이터에는 온도, 습도, 조도, 소리 및 가속도 등의 물리적 성질의 요소와 환경감시를 위한 화학적 성질의 요소가 있다. 이와 같은 환경요소의 수집을 위한 센서 네트워크가[3] 다양한 분야에서 구축되고 있으며, 이와 관련한 다양한 형태의 응용기술이 소개되고 있다. 실내온도, 습도, 미세먼지 및 산소농도 등 다양한 데이터를 모니터링하는 센서 네트워크는 사용자 인터페이스를 통해 측정 결과를 제공하고, 이와 연계하여 가전기기들을 제어하고 있다. 또한 실내가스와 연기를 검침하여 가스밸브를 제어하거나 화재를 감시하기도 한다. 스마트 홈서비스 분야에서 적용되는 센서 네트워크는 실내환경을 감시하는 서비스에 머물지 않고, 가전기기를 제어하는 서비스로까지 확장되고 있다. 예를 들면, 청소기 또는 보일러에 센서 노드를 추가하여 원격으로 제어하기도 하며, 다른 가전기기와 네트워크를 통해 통신을 수행하고 있다. 그러나, 산업분야에서 센서 네트워크를 활용하는 기술은 초보적인 수준에 머물러 있다. 수동으로 운영되는 설비에 센서를 추가하여 자동으로 제어하거나 온도, 습도 및 조도 등과 같은 환경 데이터를 수집하여 사용자에게 제공하기도 한다. 산업분야의 경우 산업의 특성상 무선 통신이 어려운 환경들이 존재하기도 한다. 예를 들면 주로금속인 기계들이 많은 산업현장의 경우 다양한 구조물과 장애물에 의하여 무선 통신에 많은 장애가 발생 할 수 있다. 따라서 산업분야에서 센서 네트워크를 구축할 경우 무선 통신에 장애가 없도록 센서 노드의 설치위치가 중요한 부분을 차지하게 된다. 본 논문에서는 센서 네트워크기반 환경 모니터링 시스템에서 예측모델을 활용한 효율적인 에너지 관리 방법에 대하여 제안한다. 제안하는 환경 모니터링 시스템에서의 에너지 관리 방법은 센서 네트워크의 단점인 센서 노드의 배터리 사용으로 인한 에너지 효율의 문제점을 해결하기 위하여 예측모델을 이용한 데이터 전송 알고리즘과 센서 노드의 장애검출 알고리즘 그리고 센서 노드의 효율적인 배치방법을 통해 센서 노드의 에너지 효율을 높이고 신뢰성 있은 정보를 제공한다. 제안하는 환경 모니터링 시스템에서의 효율적인 에너지 관리방법은 NS-2[4,5]를 이용한 시뮬레이션과 실제 구축된 테스트 베드에서 실험을 진행하고 이에 따른 결과분석을 통하여 시스템의 성능을 평가하고 검증한다.
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