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문제 정의
- 본 연구팀은 수질 센서 데이터 발생기[10]를 이용하여 미들웨어에서의 클러스터링 기법을 적용한 데이터 마이닝 모델을 제안한바가 있다[11, 12]. 본 논문에서는 이전의 연구[11, 12]를 보다 구체화하여 세부적인 알고리즘을 추가하고 실험을 통해 그 성능을 평가한다.
- 본 논문에서는 1장에서 소개된 USN환경에서 수질 모니터링 시스템이 갖추어야 될 주요 기능 중 센싱 데이터의 수집 및 분석과 수집된 데이터의 마이닝 기능에 초점을 두고 그림1과 같은 수질 모니터링 시스템을 제안한다. 시스템의 대표적인 기능은 인-네트워크 단의 센서노드와 싱크노드에서 구현된다.
- 센서노드에서는 한정된 배터리를 유용하게 사용할 수 있도록 센싱타임, 센싱횟수, 전송타임, 전송횟수 등을 조절해주어야 한다[13]. 따라서 센서 매니지먼트 시스템을 도입하여 센서노드의 수명을 연장하고, 불필요한 센싱을 줄이며, 급변하는 상황에서 보다 빠르고 정확하게 센싱한 결과를 사용자에게 전달하고자 한다.
- 클러스터링의 목적은 많은 센서노드들로부터 짧은 시간동안 대량의 스트림 데이터가 들어 올 때, 수집된 전체 데이터를 호스트로 전송하는 대신 주의가 필요한 이상치 데이터는 모두 전송하고 그렇지 않은 일반 데이터는 클러스터의 센터값만 전송함으로써 전송양을 줄이고자 하는 것이다.
- 본 논문에서는 USN환경에서의 수질모니터링 시스템을 위하여 센서노드에서의 매니지먼트 시스템과 싱크노드에서의 클러스터링 방법을 제안하였다. 제안된 센서노드에서의 매니지먼트는 매우 실용적으로 센서노드의 수명을 연장시키면서도, 환경의 변화에 빠르게 대처하여 데이터를 전송하는 방법이다.
가설 설정
- - 센싱 간격을 늘이고, 센싱을 반복하지 않는다. 이때 데이터는 일정 시간(예를 들면, 10분)동안 센싱된 것을 묶어서 전송한다.
- 실험 방법은 하루에 10곳의 강과 호수에서 수집되는 약 480여개의 수질데이터를 K-means 클러스터링 기법을 사용하여 30개의 클러스터로 클러스터링하였다. 정확한 실험을 위해서 짧은 시간동안 많은 센서노드들로부터 수집된 데이터가 필요하지만 그와 같은 실험데이터를 구하기가 어려워 인접한 10곳의 측정 사이트로부터 하루에 수집된 데이터를 묶어서 짧은 시간동안 수집된 것으로 가정하고 실험을 진행하였다.
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