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무선 센서 네트워크에서 듀얼 모바일 싱크 기반 효율적인 데이터 수집 기법

An Effective Data Collection Method Based on Dual Mobile Sink in Wireless Sensor Networks

초록/요약

제한된 자원을 가진 무선 센서네트워크에서 에너지 효율적으로 네트워크를 구성하기 위해 모바일 싱크를 적용한 데이터 수집 기법이 연구 되었다. 본 연구에서는 사용자나 디바이스로서의 모바일 싱크가 아니라 데이터 수집을 목적으로 물리적으로 이동 가능한 모바일 싱크의 효율적 운영을 제안한다. 그리드 기반 클러스터링 기법에서 클러스터 헤더가 지역마다 센서 데이터를 수집하면 모바일 싱크가 물리적으로 헤더사이를 이동하여 모든 지역의 정보를 수집하는 기법을 제안하고, 성능을 분석하였다. 또한 에너지와 모바일 싱크의 이동비용을 모두 고려한 비용 효율적인 클러스터 크기를 구하는 방법을 연구하였다. 또한 민간 분야의 드론(Drone)을 활용한 다양한 응용서비스가 연구되어지고 있으며 드론 산업 생태계 역시 빠르게 조성되어지고 있다. 드론과 무선 센서 네트워크 간의 통신 관련하여 이론적 배경으로 싱크 노드의 이동성을 적용시킨 모바일 싱크에 관한 연구를 들 수 있다. 기존에 연구 되어진 모바일 싱크 기반 데이터 수집 기법에 대하여 분석하고 신속하고 효율적인 데이터 수집을 위하여 그리드와 클러스터 기반 이벤트 중심 기반의 하이브리드 듀얼 모바일 싱크 데이터 수집 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 다중 이벤트 발생 시에 신속하고 빠른 데이터 수집으로 인하여 데이터 실시간성 상승과 클러스터링을 적용하여 이벤트 지역과 이벤트 외 지역의 데이터 신뢰성이 향상 되어 기존 연구보다 전체적인 QoS를 향상 시킬 수 있는 것을 증명하고자 한다.

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목차

제 1 장 서 론
제 1 절 연구 배경 및 목적 1
제 2 절 논문 구성 4

제 2 장 관련연구
제 1 절 센서 네트워크 5
제 1 항 센서 네트워크 개요 5
제 2 항 센서 네트워크 설계 및 고려사항 5

제 2 절 센서 네트워크 데이터 수집 기법 7
제 1 항 고정 싱크 기반 데이터 수집 기법 7
제 2 항 모바일 싱크 기반 데이터 수집 기법 11
제 3 항 듀얼 싱크 기반 데이터 수집 기법 13

제 3 장 모바일 싱크 기반 비용 효율적인 네트워크 구성 제안 14

제 1 절 모바일 싱크 이동 및 클러스터링 최소비용 산출 14

제 1 항 최소비용 산출 요구사항 14
제 2 항 모바일 싱크 위치에 따른 메시지 전달 홉수 공식 15
제 3 항 모바일 싱크 이동 거리 공식 16
제 4 항 전체 네트워크 상에서 발생하는 에너지 총비용 계산 18

제 2 절 성능 평가 19

제 1 항 실험 결과 및 분석 20

제 4 장 효율적인 데이터 수집을 위한 듀얼 모바일 싱크 기법 21

제 1 절 제안하는 기법의 특징 21

제 2 절 배경 지식 24

제 3 절 듀얼 모바일 싱크 기반 이벤트 중심 데이터 수집 기법 25
제 1 항 일반 모드 데이터 수집 기법 25
제 2 항 이벤트 발생에 따른 데이터 수집 기법 27

제 5 장 실험 및 평가 33

제 1 절 실험 환경 및 시나리오 33
제 1 항 실험 환경 33
제 2 항 실험 시나리오 34

제 2 절 실험 결과 및 분석 35

제 6 장 결론 및 향후 계획 38

참고문헌 39

Abstract 42

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