센서 웹

Sensor web

"센서 웹"의 개념은 특히 환경 모니터링에 적합한 센서 네트워크의 일종이다.[1][2][3] "센서 웹"이라는 문구는 월드 와이드 웹을 많이 활용하는 센싱 시스템과도 관련이 있다. OGC의 SWE(Sensor Web Enablement) 프레임워크는 센서(네트워크) 통신의 이질성에서 추출한 일련의 웹 서비스 인터페이스와 통신 프로토콜을 정의한다.[4]

정의

"센서 웹"이라는 용어는 나사의 케빈 델린이 1997년에 처음 사용했는데,[5] 이 용어는 개별 조각들이 전체적으로 작용하고 조정할 수 있는 새로운 무선 센서 네트워크 아키텍처를 묘사하기 위해 사용되었다. 이러한 의미에서 용어는 특정한 유형의 센서 네트워크, 즉 서로 무선으로 통신하는 공간적으로 분산된 센서 플랫폼(팟)의 비정형 네트워크를 설명한다. 이 비정형 아키텍처는 동기식 및 라우터 없는 구조여서 더욱 전형적인 TCP/IP와 같은 네트워크 체계와 구별된다. 센서를 위한 물리적 플랫폼으로서의 포드는 궤도 또는 지상, 고정 또는 이동일 수 있으며 인터넷을 통해 실시간 접근성을 가질 수 있다. 포드-팟 간 통신은 전방향 및 양방향으로 각각의 포드가 네트워크의 다른 모든 포드에 수집된 데이터를 전송한다. 그러므로 이 아키텍처는 모든 팟이 각 측정 주기마다 센서 웹 전체에 걸쳐 다른 팟에 무슨 일이 일어나고 있는지 알 수 있게 해준다. 개별 포드(노드)는 모두 하드웨어 등가였고[1], 델린의 아키텍처는 각각의 개별 피스가 서로 또는 최종 사용자와 통신하기 위해 특별한 게이트웨이나 라우팅을 필요로 하지 않았다. 센서 웹에 대한 Delin의 정의는 독립적이고 독립적이며, 측정된 데이터를 해석하고 반응할 수 있는 감지 개체로서, 월드 와이드 웹의 존재가 반드시 필요한 것은 아니다.[6] 결과적으로, 거짓 양성 식별 및 플럼 추적과 같은 즉각적인 데이터 융합이 센서 웹 자체 내에서 발생할 수 있으며, 시스템은 이후 들어오는 데이터 스트림에 조정되고 집합적인 전체로서 반응한다. 예를 들어, 조정되지 않은 연기 감지기를 갖는 대신에, 센서 웹은 공간적으로 분산된 단일 화재 로케이터로 반응할 수 있다.

"센서 웹"이라는 용어는 때때로 월드 와이드 웹에 센서를 연결하는 추가 레이어와 연관되기도 한다.[7][8] [9] [10] OGC(Open Geospatial Consortium)의 SWE(Sensor Web Enablement) 이니셔티브는 센서 리소스의 검색, 액세스, 작업, 이벤트 및 알림 기능을 지원함으로써 센서 리소스의 상호운용 가능한 사용을 가능하게 하는 서비스 인터페이스를 정의한다.[11] 표준화된 서비스 인터페이스를 정의함으로써, SWE 서비스를 기반으로 하는 센서 웹은 그 위에 구축된 애플리케이션으로부터 기본 센서 네트워크의 이질성, 그것의 통신 상세 정보 및 다양한 하드웨어 구성요소를 숨긴다.[5] OGC의 SWE 이니셔티브는 "센서 웹"이라는 용어를 표준 프로토콜과 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 사용하여 검색하고 접근할 수 있는 센서 네트워크와 아카이브된 센서 데이터에 대한 액세스를 가능하게 하는 인프라로 정의한다. 센서 디테일의 추상화를 통해 응용분야에서의 사용이 촉진된다.

델린 센서 웹 아키텍처의 특성

델린은 센서 웹을 상호 연결된 포드의 거미줄로 설계했다. 센서 웹의 모든 포드는 하드웨어에서 동등하다(특별한 "게이트웨이" 또는 "슬레이브" 포드는 없다). 그럼에도 불구하고 일반 센서 웹 기능에 참여하는 것 외에 팟이 수행할 수 있는 추가 기능이 있다. 센서 웹의 모든 포드는 포털 포드가 될 수 있으며 사용자에게 센서 웹(입력 및 출력 모두)에 대한 액세스를 제공한다.[12] RF 모뎀, 휴대폰 연결, 랩톱 연결 또는 인터넷 서버로 접속할 수 있다. 경우에 따라 포드에는 수집된 데이터를 저장하는 이동식 메모리 장치(USB 스틱이나 노트북 등)가 부착된다.[13][14]

마더팟(mother pod)이라는 용어는 동기식 센서 웹 시스템의 마스터 클럭이 들어 있는 포드를 말한다. 어미 포드는 특별한 하드웨어를 가지고 있지 않으며, 어미 포드의 명칭은 단지 포드와 관련된 ID 번호에 기초한다.[15] 종종 어미 포드는 인터넷을 가리키는 주요 포털 지점 역할을 하지만, 이것은 배치 편의를 위해서만 이루어진다. 초기 논문에서는 특정 유형의 입력/출력 장치(예: RF 모뎀)를 위한 특수 하드웨어가 추가로 포함된 경우 모태 포드를 "주요 노드"로 언급하였다.

센서 웹 내에서 데이터가 고유하게 깡충깡충 뛰기 때문에, 센서가 부착되지 않은 포드는 다른 포드들 간의 통신을 용이하게 하고, 통신 범위를 특정 엔드 포인트(예: 마더 포드)로 확장하는 하나의 목적을 가진 릴레이로서 전개될 수 있다.[14] 센서는 나중에 릴레이 포드에 부착할 수 있으며 릴레이는 포털 포드의 역할도 할 수 있다.

각 포드는 일반적으로 다음을 포함한다.[2]

  • 하나 이상의 데이터 채널로 연결되는 하나 이상의 센서,
  • 마이크로프로세서 또는 마이크로프로세서와 같은 처리 장치
  • 라디오 및 안테나 같은 양방향 통신 구성요소(무선 범위는 일반적으로 정부 주파수 요건에 의해 제한된다. 무면허 대역은 시야가 요구 사항은 아니지만 방해받지 않는 구역에서 수백 야드의 통신을 허용한다.)
  • 태양 전지와 결합된 배터리와 같은 에너지 자원,
  • 때로는 가혹한 환경으로부터 구성품을 보호하기 위한 패키지

또한 각 포드는 전형적으로 기둥이나 삼각대와 같은 지지대를 필요로 한다.[14] 팟의 수는 12~30개의 팟을 가진 센서 웹의 예와 함께 다양할 수 있다.[12] 예를 들어 각 포드가 적어도 두 개의 다른 포드와 통신할 수 있는 범위 내에 있는지 확인한 특정 배치와[14] 같이 센서 웹의 모양은 그 유용성에 영향을 미칠 수 있다. 센서 웹 측정 주기는 지금까지 배치된 시스템의 경우 일반적으로 30초에서 15분 사이였습니다.[16]

포드로 구성된 센서 거미줄은 수 마일에 걸쳐 수 년 동안 지속적으로 작동되는 형태로 배치되어 왔다.[17] 센서 거미줄은 환경과학을 목적으로 혹독한 환경(사막, 산악 스노우팩, 남극 포함)[18]에 배치되어 있으며, 도시 수색과 구조, 인프라 보호에서도 가치가 있는 것으로 입증되었다.[19] 이 기술은 환경을 감시할 뿐만 아니라 때로는 장치를 작동시켜 환경을 통제하기도 한다.[12]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Delin, Kevin; Shannon Jackson (2000). "Sensor Web for In Situ Exploration of Gaseous Biosignatures" (PDF). IEEE Aerospace Conference.
  2. ^ a b Delin, Kevin (2005). "Sensor Webs in the Wild" (PDF). Wireless Sensor Networks: A Systems Perspective. Artech House.
  3. ^ Torres-Martinez, Eduardo; Granville Paules; Mark Schoeberl; Mike Kalb (August–November 2003). "A Web of Sensors: Enabling the Earth Science Vision". Acta Astronautica. 53 (4–10): 423–428. Bibcode:2003AcAau..53..423T. doi:10.1016/S0094-5765(03)00133-4.
  4. ^ Botts, Mike; George Percivall; Carl Reed; John Davidson (2008). "OGC Sensor Web Enablement: Overview and High Level Architecture". GSN 2006, LNCS, Volume 4540. pp. 175–190. {{cite web}}: 누락 또는 비어 있음 url= (도움말)
  5. ^ a b Botts, Mike; Alex Robin (Oct 2007). "Bringing the Sensor Web Together". Geosciences. pp. 46–53.
  6. ^ Delin, Kevin; Shannon Jackson (2001). "The Sensor Web: A New Instrument Concept" (PDF). SPIE's Symposium on Integrated Optics.
  7. ^ Gibbons, P. (2003). "Irisnet: An Architecture for a Worldwide Sensor Web". IEEE Pervasive Computing. pp. 22–33. {{cite web}}: 누락 또는 비어 있음 url= (도움말)
  8. ^ Moodley, Deshendran; Ingo Simonis (2006). "A New Architecture for the Sensor Web: The SWAP Framework". Semantic Sensor Networks Workshop. A workshop of the 5th International Semantic Web Conference ISWC 2006, Athens, Georgia. {{cite web}}: 누락 또는 비어 있음 url= (도움말)
  9. ^ Moodley, Deshendran; Ingo Simonis; Jules Tapamo (2012). "An architecture for managing knowledge and system dynamism in the worldwide Sensor Web". International Journal of Semantic Web and Information Systems: Special issue on Semantics-enhanced Sensor Networks, Internet of Things and Smart Devices; 8 (1). pp. 64–88. {{cite web}}: 누락 또는 비어 있음 url= (도움말)
  10. ^ Nittel, Silvia (2009). "A Survey of Geosensor Networks: Advances in Dynamic Environmental Monitoring". Sensors. 9 (7): 5664–5678. Bibcode:2009Senso...9.5664N. doi:10.3390/s90705664. PMC 3274151. PMID 22346721.
  11. ^ Bröring, Arne; Johannes Echterhoff; Simon Jirka; Ingo Simonis; Thomas Everding; Christoph Stasch; Steve Liang; Rob Lemmens (2011). "New Generation Sensor Web Enablement". Sensors, Volume 11, Number 3. pp. 2652–2699.
  12. ^ a b c 생각하는 RF 센서를 만든 NASA
  13. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2009-02-26. Retrieved 2009-03-31.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  14. ^ a b c d 남극의 센서 웹: 극저온 환경에서 생물학적 번식을 찾을 수 있는 지능형 자율 플랫폼 개발
  15. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2007-03-11. Retrieved 2006-07-25.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  16. ^ 헌팅턴 식물원 – 센서 웹 5.0
  17. ^ Sensor Web: Wayback Machine에 보관된 2007-03-11 집단 행동을 위한 분산 감지
  18. ^ 센서 웹: Wayback Machine에 보관된 2007-03-12 분산 무선 모니터링 시스템
  19. ^ Delin, Kevin; Edward Small (2009). "The Sensor Web: Advanced Technology for Situational Awareness" (PDF). Wiley Handbook of Science and Technology for Homeland Security. John Wiley & Sons.

추가 읽기

  • Sensor Webs, K.A. Delin, S.P. Jackson 및 R.R. 일부 NASA Tech Briefs 1999, 23, 90 [1] 공개 액세스 간행물
  • 센서 웹: 집단 행동을 위한 분산 감지, Kevin A. Delin Sensors Online 2006년 7월, 18 [2]개의 공개 액세스 출판물.
  • 센서 웹: A 분산 무선 모니터링 시스템, Kevin A. Delin Sensors Online 2004년 4월, 21 [3] 공개 액세스 간행물.
  • New Generation Sensor Web Enablement, Arne Bröring, Yohanes Echterhof, Simon Jirka, Ingo Simonis, Thomas 에버딩, Christoph Stasch, Steve Liang, Rob Lemens Sensors 2011, Volumber 3, 2652-269 [4] 오픈 액세스 간행물.
  • 센서 웹을 이용한 환경 연구: Kevin A의 원칙과 실천 델린, 섀넌 P. 잭슨, 데이비드 W. 존슨, 스콧 C. 벌리, 리처드 R.우드로, J. 마이클 맥아울리, 제임스 M. 도옴, 펠리페 입, 타이 P.A. 페레, 데일 F. Rucker, Victor R. Baker Sensors 2005, 5, 103-117 [5] 공개 액세스 간행물.
  • OGC 센서 웹 활성화: OGC 백서 [6] OGC 2006년 7월, 개요 및 상위 레벨 아키텍처, Botts, Percivall, Reed 및 Davidson이 발간한 OGC 백서.
  • 개방형 센서 웹 아키텍처: Core Services, Xingchen Chu, Tom Kobialka, Bohdan Durnota, 그리고 Rajkumar Buya, 인텔리전트 센싱 및 정보 처리에 관한 제4차 국제 회의의 진행 (ICISIP 2006,IEEE 프레스, 미국 뉴저지 피스카타웨이, ISBN 1-4244-0611-0, 98-103pp), 2006년 12월 15-18일 인도 방갈로르. [7] 공개 액세스 게시.
  • A SensorWeb Middleware with Stateful Services for Heterogeneous Sensor Networks,Tom Kobialka, Rajkumar Buyya, Christopher Leckie, and Rao Kotagiri, Proceedings of the 3rd International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing (ISSNIP 2007, IEEE Press, Piscataway, New Jersey, USA), Dec. 3-6, 2007, Melbourne, Australia. [8] 공개 액세스 출판물.

외부 링크

  • SensorWare Systems - 이 회사는 센서 웹 기술을 상용화하기 위해 NASA를 떠났다.
  • Sensor Web Alliance – SWA(Sensor Web Alliance)라는 협업 연구 플랫폼을 개발하고 있는 조직. 목표는 SWA에 자원을 모으고, 연구를 조정하고, 참여 기관이 IP를 공유할 수 있도록 하는 것으로 리스크를 분산시키고, 진입 비용을 낮추는 것이다.
  • SenseWeb Project – 사용자가 Windows Live Local과 같은 지리적 인터페이스를 사용하여 실시간 데이터를 시각화하고 조회할 수 있으며 데이터 소유자가 웹 서비스 인터페이스를 사용하여 자신의 라이브 데이터를 쉽게 게시할 수 있는 마이크로소프트 Research 프로젝트.
  • GeoSensor Web Lab, University of Calgary – 센서 웹과 그 응용 프로그램을 위한 GIS 인프라를 개발하고 있는 대학 연구실. 몇몇 센서 웹 어플리케이션이 환경 및 농업 어플리케이션을 위해 개발되고 배치되었다. 프로젝트 정보, 출판물 및 데모 비디오는 이 사이트에서 찾을 수 있다.
  • 52°North – SDI(Space Data Infrastructure)의 기술적 구성 요소를 구성하는 상호운용 가능한 웹 서비스와 데이터 인코딩 모델을 제공하는 개방형 파트너십 조직.
  • Muenster 대학의 지리정보학 연구소(IFGI)의 SWSL – 센서 웹, 웹 기반 지프로세싱 및 시뮬레이션 랩(SPSL)은 상호운용 가능한 방식으로 모든 종류의 센서를 발견, 접근 및 작업할 수 있도록 하기 위해 지오센서 웹의 구성 블록을 연구하고 있는 대학 실험실이다.
  • OGC SWE – 2002년부터 OGC(Open Geospatial Consortium)는 SWE(Sensor Web Enablement) 활동을 해왔다. OGC 관점에서 센서 웹은 표준 프로토콜과 응용 프로그램 인터페이스(API)를 사용하여 검색하고 접근할 수 있는 웹 액세스 가능한 센서 네트워크와 아카이브된 센서 데이터를 말한다.
  • 오픈 센서웹 아키텍처 프로젝트 – 이 프로젝트는 센서 네트워크와 컴퓨터 그리드 등 분산 컴퓨팅 환경을 통합한 센서웹용 서비스 지향 미들웨어 개발에 초점을 맞추고 있다.
  • Sensorweb Research Laboratory – Georgia State University의 연구소로, 센서 웹 시스템을 개발하여 환경 모니터링, 스마트 환경, 스마트 그리드 애플리케이션과 같은 과학 및 사회 애플리케이션에 적용.
  • SEPS 프로젝트 – 자체 적응형 지구 예측 시스템(SEPS) 개념은 표준 웹 서비스를 통해 지구 시스템 모델(ESM)과 지구 관측(EO)을 하나의 시스템으로 통합한다. 조지메이슨대 공간정보시스템센터(CSISS) 소속 과학자들과 나사 GSFC, UMC 등이 참여하는 협업 프로젝트다.
  • 의미론적 센서 웹 – SSW 프로젝트는 상황 인식에 필수적인 상황별 정보를 제공하기 위해 의미론적 메타데이터로 센서 데이터에 주석을 달기 위한 시도다. 특히 공간적, 시간적, 주제적 의미 메타데이터로 센서 데이터에 주석을 달기 위한 접근방식이다.