산업용 무선 센서 네트워크에서 이동 장치로 인한 경로 파손을 방지하기 위한 라우팅 그래프 생성 방안 (Routing Graph Construction Scheme to Prevent Path Failure Due to Mobile Devices in Industrial Wireless Sensor Networks)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 44권 / 3호 / 528 ~ 539페이지
· 저자명 : 김상대, 정관수, 조현종, 김천용, 양태훈, 김상하

초록

산업용 사물 인터넷은 모니터링, 재고관리 및 장치 제어 등 다양한 산업 분야에서 생산성 향상 및 비용 절감을위해 사용되고 있다. 이러한 산업 분야에서 사용되는 다양한 어플리케이션에서의 목적을 달성하기 위해서, 각각의장치 및 주변 환경에서 탐지된 데이터가 유효한 시간 내에 수집되어야한다. 데이터 수집을 위한 산업용 네트워크는 과거 유선으로부터 무선으로 연구가 진행되었고, 특히, WirelessHART로 대표되는 산업용 무선 센서 네트워크는 과거 유선 네트워크의 비용을 대폭 절감할 수 있었다. 또한, 전체 네트워크 위상에 대한 그래프 생성 및 자원할당을 통해 전송 간 충돌 및 간섭을 방지함으로써, 산업 분야에서 요구하는 저 지연, 고 신뢰 데이터 수집을 가능하게 했다. 하지만, 산업용 무선 센서 네트워크는 배선으로 인한 문제를 해결하는데만 초점을 맞추고 있기 때문에, 오늘날 이동 장치가 공존하는 환경을 고려하지 않고 설계되었다. 이로 인해 이동 장치의 이동은 네트워크 그래프의 변화 및 이로 인한 경로 파손 문제를 야기한다. 즉, 경로 파손으로 인해 데이터 및 명령의 누락이 발생하고 이는 저 지연, 고 신뢰를 요구하는 산업 환경에서 치명적인 문제를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본논문에서는 고정 장치와 이동 장치를 구분하여 고정 장치로 구성된 뼈대 그래프에 이동 장치를 접붙임으로써, 이동 장치의 이동으로 인한 다른 장치들의 경로 파손을 방지하는 방법을 제안한다. 또, 이를 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 기존의 연구에 비해 이동 장치로 인한 경로 파손의 피해를 감소시킴을 보인다.

영어초록

Industrial Internet of Things have been exploited to improve productivity and reduce the cost in various industrial fields such as manufacturing, logistics and control. To achieve the objective of the applications, sensing data from the device and environment should be collected in a valid time. An industrial network for collecting data has been started from a wired network to a wireless network, especially, Industrial Wireless Sensor Networks(IWSNs) could reduce the cost of wiring. In addition, it prevents an interference and collision by constructing network graph and allocating resource. However, IWSNs only focus mitigating the problem of the wiring, it does not consider the mobile device. Thus, the mobile device causes the network changes and a path failure. This phenomenon leads to loss of the data, it brings about a critical problem in the industrial environment where requires high-reliability and low-delay. To solve this problem, we propose the graph construction scheme to prevent the path failure caused by the mobile device by attaching the mobile device to the skeleton graph consists of the static devices. The simulation results show that the proposed scheme significantly reduces the damage of the path failure by the mobile device rather than the existing studies.

참고자료

· 없음