[논문]RFID 물류 시스템을 위한 계층적 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜의 설계 및 구현

이치영; 이신형; 유혁

RFID 물류 시스템을 위한 계층적 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜의 설계 및 구현
Design and Implementation of Routing Protocol based on Hierarchical Cluster for RFID Physical Distribution System 원문보기

이치영 (고려대학교 컴퓨터학과) , 이신형 (고려대학교 컴퓨터학과) , 유혁 (고려대학교 컴퓨터학과)

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문제 정의

본 논문에서는 RFID 물류시스템에서 필요한 라우팅 프로토콜을 설계하고 구현하였다. 기존 ad-hoc 라우팅 프로토콜을 기반으로 컨트롤 메시지로 인한 브로드 캐스트 오버헤드를 줄이고 네트워크의 효율성을 향상시키고자 하였다. 이를 위해 계층적 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜을 구현하였다.
본 논문에서는 RFID 물류시스템에서 각 리더의 연결 상태를 확인하고 리더에서 읽은 태그 정보를 서버에 전달할 수 있는 라우팅 프로토콜을 설계하고, 이를 구현한다. 해당 라우팅 프로토콜은 기본적으로 AODV[3, 4] ad-hoc 라우팅 프로토콜을 기반으로 하고, 계층적 클러스터 구조를 갖도록 한다.
본 논문에서는 RFID 물류시스템에서 필요한 라우팅 프로토콜을 설계하고 구현하였다. 기존 ad-hoc 라우팅 프로토콜을 기반으로 컨트롤 메시지로 인한 브로드 캐스트 오버헤드를 줄이고 네트워크의 효율성을 향상시키고자 하였다.

제안 방법

구현한 프로토콜이 제대로 동작하는지 검증하기 위해 간단한 실험을 진행하였다. 무선 ad-hoc 네트워크 환경을 구성하기 위해 802.
이를 해결하기 위한 한 가지 방법으로 이동이 가능한 RFID 리더를 이용한다. 그리고 각 리더간의 통신을 지원하기 위해 무선 ad-hoc 네트워크을 구성하고, 브로드 캐스트로 인한 오버헤드를 줄이기 위해 계층적 클러스터링 기법을 이용한다.
우선 각 노드의 라우팅 프로토콜 화면을 통해 이웃 노드가 제대로 인식하는지를 확인하였다. 그리고 서버를 제외한 각 클러스터 헤더에서 클라이언트 프로그램을 사용해 메시지를 보내고, 메시지가 서버로 잘 전달되는지를 확인하였다. 두 번째 실험으로 리더의 이동에 따른 동작을 검증하기 위해 클러스터 멤버 노드를 이동시키며, 클라이언트에서 서버로 메시지를 전송하고 이를 확인하였다.
그리고 서버를 제외한 각 클러스터 헤더에서 클라이언트 프로그램을 사용해 메시지를 보내고, 메시지가 서버로 잘 전달되는지를 확인하였다. 두 번째 실험으로 리더의 이동에 따른 동작을 검증하기 위해 클러스터 멤버 노드를 이동시키며, 클라이언트에서 서버로 메시지를 전송하고 이를 확인하였다. 위의 두 실험을 통해 구현된 라우팅 프로토콜이 처음 의도한 대로 동작함을 검증할 수 있었다.
서버에는 서버 응용 프로그램이 실행된다. 두 응용프로그램은 라우팅 프로토콜과 일반적인 소켓 인터페이스를 이용하여 통신한다. 클라
출력한다. 우선 각 노드의 라우팅 프로토콜 화면을 통해 이웃 노드가 제대로 인식하는지를 확인하였다. 그리고 서버를 제외한 각 클러스터 헤더에서 클라이언트 프로그램을 사용해 메시지를 보내고, 메시지가 서버로 잘 전달되는지를 확인하였다.
기존 ad-hoc 라우팅 프로토콜을 기반으로 컨트롤 메시지로 인한 브로드 캐스트 오버헤드를 줄이고 네트워크의 효율성을 향상시키고자 하였다. 이를 위해 계층적 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜을 구현하였다.

이론/모형

헤더와 멤버가 1홉으로 통신이 가능하기 때문에 헤더와 헤더간의 통신은 최대 3홉으로 가능하다. 또한, 라우팅 경로 유지를 위한 주기적인 컨트롤 메시지 전송으로 인한 오버헤드를 줄이기 위해 on-demand 방식인 AODV[3, 4]를 기반으로 한다.
그러나 브로드 캐스트는 네트워크을 구성하는 모든 노드 에게 메시지를 전송함으로써 큰 오버헤드를 갖는다.이를 해결하기 위해 CBRP(Cluster Based Routing Protocol)[8]과 유사 한 계층적 클러스터링 기법을 사용한다. 본 논문에서는 그림 1과 같은 계층적 클러스터 구조를 구성한다.

성능/효과

두 번째 실험으로 리더의 이동에 따른 동작을 검증하기 위해 클러스터 멤버 노드를 이동시키며, 클라이언트에서 서버로 메시지를 전송하고 이를 확인하였다. 위의 두 실험을 통해 구현된 라우팅 프로토콜이 처음 의도한 대로 동작함을 검증할 수 있었다.

후속연구

또한, 실제 RFID 물류시스템에 적용했을 경우에 대한 충분한 검증이 없었기 때문에 실제 리더와의 연동이 요구된다. 향후, 위의 문제점들을 보완하고 개선하여 실제 RFID 물류시스템에 구현한 라우팅 프로토콜을 적용하고자 한다.

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