• Title/Summary/Keyword: 센서 클러스터링

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On Generating Backbone Based on Energy and Connectivity for WSNs (무선 센서네트워크에서 노드의 에너지와 연결성을 고려한 클러스터 기반의 백본 생성 알고리즘)

  • Shin, In-Young;Kim, Moon-Seong;Choo, Hyun-Seung
    • Journal of Internet Computing and Services
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    • v.10 no.5
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • Routing through a backbone, which is responsible for performing and managing multipoint communication, reduces the communication overhead and overall energy consumption in wireless sensor networks. However, the backbone nodes will need extra functionality and therefore consume more energy compared to the other nodes. The power consumption imbalance among sensor nodes may cause a network partition and failures where the transmission from some sensors to the sink node could be blocked. Hence optimal construction of the backbone is one of the pivotal problems in sensor network applications and can drastically affect the network's communication energy dissipation. In this paper a distributed algorithm is proposed to generate backbone trees through robust multi-hop clusters in wireless sensor networks. The main objective is to form a properly designed backbone through multi-hop clusters by considering energy level and degree of each node. Our improved cluster head selection method ensures that energy is consumed evenly among the nodes in the network, thereby increasing the network lifetime. Comprehensive computer simulations have indicated that the newly proposed scheme gives approximately 10.36% and 24.05% improvements in the performances related to the residual energy level and the degree of the cluster heads respectively and also prolongs the network lifetime.

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A Cluster-Organizing Routing Algorithm by Diffusing Bitmap in Wireless Sensor Networks (무선 센서 네트워크에서의 비트맵 확산에 의한 클러스터 형성 라우팅 알고리즘)

  • Jung, Sangjoon;Chung, Younky
    • Journal of Korea Multimedia Society
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    • v.10 no.2
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    • pp.269-277
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    • 2007
  • Network clustering has been proposed to provide that sensor nodes minimize energy and maximize a network lifetime by configuring clusters, Although dynamic clustering brings extra overhead like as head changing, head advertisement, it may diminish the gain in energy consumption to report attribute tasks by using cluster heads. Therefore, this paper proposes a new routing algorithm which configures cluster to reduce the number of messages when establishing paths and reports to the sink by way of cluster heads when responding sens ing tasks. All sensor nodes only broadcast bitmap once and maintain a bitmap table expressed by bits, allowing them to reduce node energy and to prolong the network lifetime. After broadcasting, each node only updates the bitmap without propagation when the adjacent nodes broad cast same query messages, This mechanism makes nodes to have abundant paths. By modifying the query which requests sensing tasks, the size of cluster is designed dynamically, We try to divide cluster by considering the number of nodes. Then, all nodes in a certain cluster must report to the sub- sink node, The proposed routing protocol finds easily an appropriate path to report tasks and reduces the number of required messages for the routing establishment, which sensor nodes minimize energy and maximize a network lifetime.

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A Study on Deep Learning Methodology for Bigdata Mining from Smart Farm using Heterogeneous Computing (스마트팜 빅데이터 분석을 위한 이기종간 심층학습 기법 연구)

  • Min, Jae-Ki;Lee, DongHoon
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.162-162
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    • 2017
  • 구글에서 공개한 Tensorflow를 이용한 여러 학문 분야의 연구가 활발하다. 농업 시설환경을 대상으로 한 빅데이터의 축적이 증가함과 아울러 실효적인 정보 획득을 위한 각종 데이터 분석 및 마이닝 기법에 대한 연구 또한 활발한 상황이다. 한편, 타 분야의 성공적인 심층학습기법 응용사례에 비하여 농업 분야에서의 응용은 초기 성장 단계라 할 수 있다. 이는 농업 현장에서 취득한 정보의 난해성 및 완성도 높은 생육/환경 모델링 정보의 부재로 실효적인 전과정 처리 기술 도출에 소요되는 시간, 비용, 연구 환경이 상대적으로 부족하기 때문일 것이다. 특히, 센서 기반 데이터 취득 기술 증가에 따라 비약적으로 방대해진 수집 데이터를 시간 복잡도가 높은 심층 학습 모델링 연산에 기계적으로 단순 적용할 경우 시간 효율적인 측면에서 성공적인 결과 도출에 애로가 있을 것이다. 매우 높은 시간 복잡도를 해결하기 위하여 제시된 하드웨어 가속 기능의 경우 일부 개발환경에 국한이 되어 있다. 일례로, 구글의 Tensorflow는 오픈소스 기반 병렬 클러스터링 기술인 MPICH를 지원하는 알고리즘을 공개하지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 심층학습 기법 연구에 있어서, 예상 가능한 다양한 자원을 활용하여 최대한 연산의 결과를 빨리 도출할 수 있는 하드웨어적인 접근 방법을 모색하였다. 호스트에서 수행하는 일방적인 학습 알고리즘과 달리 이기종간 심층 학습이 가능하기 위해선 우선, NFS(Network File System)를 이용하여 데이터 계층이 상호 연결이 되어야 한다. 이를 위해서 고속 네트워크를 기반으로 한 NFS의 이용이 필수적이다. 둘째로 제한된 자원의 한계를 극복하기 위한 메모 공유 라이브러리가 필요하다. 셋째로 이기종간 프로세서에 최적화된 병렬 처리용 컴파일러를 이용해야 한다. 가장 중요한 부분은 이기종간의 처리 능력에 따른 작업을 고르게 분배할 수 있는 작업 스케쥴링이 수행되어야 하며, 이는 처리하고자 하는 데이터의 형태에 따라 매우 가변적이므로 해당 데이터 도메인에 대한 엄밀한 사전 벤치마킹이 수행되어야 한다. 이러한 요구조건을 대부분 충족하는 Open-CL ver1.2(https://www.khronos.org/opencl/)를 이용하였다. 최신의 Open-CL 버전은 2.2이나 본 연구를 위하여 준비한 4가지 이기종 시스템에서 모두 공통적으로 지원하는 버전은 1.2이다. 실험적으로 선정된 4가지 이기종 시스템은 1) Windows 10 Pro, 2) Linux-Ubuntu 16.04.4 LTS-x86_64, 3) MAC OS X 10.11 4) Linux-Ubuntu 16.04.4 LTS-ARM Cortext-A15 이다. 비교 분석을 위하여 NVIDIA 사에서 제공하는 Pascal Titan X 2식을 SLI로 구성한 시스템을 준비하였다. 개별 시스템에서 별도로 컴파일 된 바이너리의 이름을 통일하고, 개별 시스템의 코어수를 동일하게 균등 배분하여 100 Hz의 데이터로 입력이 되는 온도 정보와 조도 정보를 입력으로 하고 이를 습도정보에 Linear Gradient Descent Optimizer를 이용하여 Epoch 10,000회의 학습을 수행하였다. 4종의 이기종에서 총 32개의 코어를 이용한 학습에서 17초 내외로 연산 수행을 마쳤으나, 비교 시스템에서는 11초 내외로 연산을 마치는 결과가 나왔다. 기보유 하드웨어의 적절한 활용이 가능한 심층학습 기법에 대한 연구를 지속할 것이다

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A Dual Processing Load Shedding to Improve The Accuracy of Aggregate Queries on Clustering Environment of GeoSensor Data Stream (클러스터 환경에서 GeoSensor 스트림 데이터의 집계질의의 정확도 향상을 위한 이중처리 부하제한 기법)

  • Ji, Min-Sub;Lee, Yeon;Kim, Gyeong-Bae;Bae, Hae-Young
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.17 no.1
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    • pp.31-40
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    • 2012
  • u-GIS DSMSs have been researched to deal with various sensor data from GeoSensors in ubiquitous environment. Also, they has been more important for high availability. The data from GeoSensors have some characteristics that increase explosively. This characteristic could lead memory overflow and data loss. To solve the problem, various load shedding methods have been researched. Traditional methods drop the overloaded tuples according to a particular criteria in a single server. Tuple deletion sensitive queries such as aggregation is hard to satisfy accuracy. In this paper a dual processing load shedding method is suggested to improve the accuracy of aggregation in clustering environment. In this method two nodes use replicated stream data for high availability. They process a stream in two nodes by using a characteristic they share stream data. Stream data are synchronized between them with a window as a unit. Then, processed results are merged. We gain improved query accuracy without data loss.

Smartphone-User Interactive based Self Developing Place-Time-Activity Coupled Prediction Method for Daily Routine Planning System (일상생활 계획을 위한 스마트폰-사용자 상호작용 기반 지속 발전 가능한 사용자 맞춤 위치-시간-행동 추론 방법)

  • Lee, Beom-Jin;Kim, Jiseob;Ryu, Je-Hwan;Heo, Min-Oh;Kim, Joo-Seuk;Zhang, Byoung-Tak
    • KIISE Transactions on Computing Practices
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    • v.21 no.2
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    • pp.154-159
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    • 2015
  • Over the past few years, user needs in the smartphone application market have been shifted from diversity toward intelligence. Here, we propose a novel cognitive agent that plans the daily routines of users using the lifelog data collected by the smart phones of individuals. The proposed method first employs DPGMM (Dirichlet Process Gaussian Mixture Model) to automatically extract the users' POI (Point of Interest) from the lifelog data. After extraction, the POI and other meaningful features such as GPS, the user's activity label extracted from the log data is then used to learn the patterns of the user's daily routine by POMDP (Partially Observable Markov Decision Process). To determine the significant patterns within the user's time dependent patterns, collaboration was made with the SNS application Foursquare to record the locations visited by the user and the activities that the user had performed. The method was evaluated by predicting the daily routine of seven users with 3300 feedback data. Experimental results showed that daily routine scheduling can be established after seven days of lifelogged data and feedback data have been collected, demonstrating the potential of the new method of place-time-activity coupled daily routine planning systems in the intelligence application market.

A Key Management Technique Based on Topographic Information Considering IoT Information Errors in Cloud Environment (클라우드 환경에서 IoT 정보 오류를 고려한 지형 정보 기반의 키 관리 기법)

  • Jeong, Yoon-Su;Choi, Jeong-hee
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.18 no.10
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    • pp.233-238
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    • 2020
  • In the cloud environment, IoT devices using sensors and wearable devices are being applied in various environments, and technologies that accurately determine the information generated by IoT devices are being actively studied. However, due to limitations in the IoT environment such as power and security, information generated by IoT devices is very weak, so financial damage and human casualties are increasing. To accurately collect and analyze IoT information, this paper proposes a topographic information-based key management technique that considers IoT information errors. The proposed technique allows IoT layout errors and groups topographic information into groups of dogs in order to secure connectivity of IoT devices in the event of arbitrary deployment of IoT devices in the cloud environment. In particular, each grouped terrain information is assigned random selected keys from the entire key pool, and the key of the terrain information contained in the IoT information and the probability-high key values are secured with the connectivity of the IoT device. In particular, the proposed technique can reduce information errors about IoT devices because the key of IoT terrain information is extracted by seed using probabilistic deep learning.