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센서 필드 설계를 위한 배치 시뮬레이터
Sensor Deployment Simulator for Designing Sensor Fields 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.16 no.3, 2013년, pp.354 - 365  

권오흠 (부경대학교 컴퓨터멀티미디어공학부) ,  송하주 (부경대학교 IT융합응용공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

무선 센서 네트워크의 QoS (Quality of Service)에 큰 영향을 미치는 요소들 중 하나는 센서 노드의 배치이다. 본 연구는 감시정찰 센서 네트워크에서 센서 필드 설계시에 사용자의 의사결정을 효과적으로 지원하기 위하여 다양한 변수들을 고려한 배치 결과를 제공하고, 정량적인 분석을 실시하며, 또한 세밀한 센서 배치 시뮬레이션을 제공하는 시스템을 개발하는 것이다. 배치 형태를 영역 채우기, 경로 감시, 그리고 장벽 감시의 3가지 형태로 분류하여 격자 기반의 초기 배치 알고리즘을 제공하고, 배치 영역의 비정형성과 센서들의 감지 범위의 상이성을 고려하여 초기 배치를 수정하는 알고리즘을 제공한다. 배치된 노드들에 대해서 경로 커버리지와 장벽 커버리지를 분석하는 기능과 네트워크 시뮬레이션을 제공한다. 제안된 시뮬레이터는 감시 정찰용 센서네트워크 시스템의 개발 환경의 일부로 활용될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Node deployment is one of the important problems in achieving good quality of service in wireless sensor network. The purpose of this paper is to develop an interactive system that supports user's decision makings in designing sensor fields. The system provides grid-based initial deployment algorith...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
노드 배치 전략은 어디에 초점을 두는가? 비용을 줄이고 신뢰할만한 통신 QoS를 제공하면서 센서필드를 효율적으로 커버하도록 노드를 배치하는 것은 센서네트워크에 있어서 매우 중요한 문제의 하나이며, 따라서 다양한 형태의 배치 알고리즘들이 연구되어져 왔다. 노드 배치 전략들은 센서 네트워크의 커버리지(coverage)를 최적화하고 연결성을 보장하는데 초점을 둔다[8]. 가장 기본적이면서 현실 적인 노드 배치 전략은 노드들을 격자(grid)의 형태로 배치하는 것이다.
감시 정찰을 위한 센서 필드의 설계는 어떠한 변수를 고려해야 하는가? 감시 정찰을 위한 센서 필드의 설계는 수없이 다양한 변수들을 고려해야하는 매우 복잡하고 어려운 과제이다. 탐지대상의 특성, 센서 및 노드의 기기적 특성, 센싱 프로세스와 통신에 대한 환경적 영향, 그리고 네트워크의 운영 정책 등 매우 다양한 요소들을 고려해야 한다. 또한 배치의 적합성을 평가하는 방법에 있어서 한두 가지의 정량적인 기준을 최적화하는 것이 항상 최선은 아니다.
무선 센서 네트워크의 QoS에 큰 영향을 미치는 요소는? 무선 센서 네트워크의 QoS (Quality of Service)에 큰 영향을 미치는 요소들 중 하나는 센서 노드의 배치이다. 본 연구는 감시정찰 센서 네트워크에서 센서 필드 설계시에 사용자의 의사결정을 효과적으로 지원하기 위하여 다양한 변수들을 고려한 배치 결과를 제공하고, 정량적인 분석을 실시하며, 또한 세밀한 센서 배치 시뮬레이션을 제공하는 시스템을 개발하는 것이다.
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참고문헌 (16)

  1. P. Cai, L. Hou, Y. Shi, and Y. Shen, "Optimal Base- Station Locations in Two-Tiered Wireless Sensor Networks," IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol. 4, No. 5, pp. 458-473, 2005. 

  2. X. Cheng, D. Du, L. Wang, and L. Xu, "Relay Sensor Placement in Wireless Sensor Networks," IEEE Transactions on Computers, Vol. 56, No. 1, pp. 134-138, 2007. 

  3. S.S. Dhillon and K. Chakrabarty, "Sensor Placement for Effective Coverage and Surveillance in Distributed Sensor Networks," Proc. IEEE Wireless Communications and Networking Conference, pp. 1609-1614, 2003. 

  4. A. Efrat, S. Har-Peled, and J.S.B. Mitchell, "Approximation Algorithm for Two Optimal Location Problems in Sensor Networks," Proc. the 3rd International Conference on Broadband Communications, Networks and Systems, pp. 714-723, 2005. 

  5. S.R. Grandham, M. Dawande, R. Prakash, and S. Venkatesan, "Energy Efficient Schemes for Wireless Sensor Networks with Multiple Mobile Base Stations," Proc. the IEEE Globecom, pp. 377-381, 2003. 

  6. M. Younis and Kemal Akkaya, "Strategies and Techniques for Node Placement in Wireless Sensor Networks: A Survey," Ad Hoc Networks, Vol. 6, Issue 4, pp. 621-655, 2008. 

  7. 이기욱, 성창규, "에너지 효율 제약조건을 가진 센서 네트워크 모니터링 시스템 구현," 멀티미디어학회논문지, 제13권, 제1호, pp. 10-16, 2010. 

  8. Y. Zou and K. Chakrabarty, "Sensor Deployment and Target Localization based on Virtual Forces," Proc. IEEE INFOCOM, pp. 1293-1303, 2003. 

  9. Y. Zou, K. Chakrabarty, "Sensor Deployment and Target Localization in Distributed Sensor Networks," Transactions on IEEE Embedded Computing Systems, Vol. 3, No. 1, pp. 61-91, 2004. 

  10. S. Ferrari and Guoxian Zhang, "Probabilistic Track Coverage in Cooperative Sensor Networks," IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Vol. 4, No. 6, pp. 1492-1504, 2010. 

  11. S. Meguerdichian, F. Koushanfar, G. Qu, and M. Potkonjak, "Exposure in wireless ad-hoc sensor networks," Proc. the 7th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, Mobicom'01, pp. 139-150, 2001. 

  12. S. Meguerdichian, F. Koushanfar, M. Potkonjak, and M.B Srivastava, Coverage Problems in Wireless Ad-Hoc Sensor Networks, INFOCOM, pp. 1380-1387, 2001. 

  13. G. Veltri, Q. Huang, G. Qu, and M. Potkonjak, "Minimal and Maximal Exposure Path Algorithms for Wireless Embedded Sensor Networks," Proc. the 1st International Conference on Embedded Networked Sensor Systems, pp. 40-50. 2003. 

  14. A. Howard and M. Mataric, "G. Sukhatme, Mobile Sensor Network Deployment using Potential Fields: A Distributed Scalable Solution to the Area Coverage Problem," Proc. the 6th International Symposium on Distributed Autonomous Robotic Systems, pp. 299-308, 2002. 

  15. T. Cox and M. Cox, Multidimensional Scaling, 2nd Edition, Chapman & Hall, Boca Raton, 2001. 

  16. A. Boulis, Castalia: A Simulator for Wireless Sensor Networks and Body Area Networks, NICTA, v.2.3, 2011. 

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