A Middleware System for Efficient Acquisition and Management of Heterogeneous Geosensor Networks Data

Abstract

최근 센싱정보와 위치정보 그리고 주변의 공간정보를 융합한 지오센서 정보를 원활하게 수집하여 분석할 수 있는 미들웨어에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 미들웨어 개발과 관련하여 지오센서 네트워크 환경에서 공간-센싱정보의 에너지 효율적인 수집을 위한 다양한 방법들이 제안되었으며, 웹에서 공간-센싱정보를 효율적으로 매쉬업 할 수 있는 Geosensor Web 기술도 제안되었다. 공간-센싱정보 수집 방법과 Geosensor Web 기술은 단일 지오센서 네트워크에서의 에너지 효율성과 OpenAPI의 제공에서 기여가 있었으나, 다양한 지오센서 네트워크와 물리적 연결을 필요로 하는 u-GIS 응용시스템의 쉽고 빠른 개발을 지원할 수는 없었다. 이에 본 논문에서는 이질적인 지오센서 네트워크들을 연계하는 u-GIS 시스템의 개발 과정에서 소요되는 시간 및 비용을 크게 감소시킬 수 있는 지오센서 네트워크 미들웨어를 제안하고자 한다. 제안된 미들웨어는 SWE와 확장 SQL 인터페이스를 이용하여 이질적인 지오센서 정보를 수집할 수 있고, 다양한 비교 및 공간 연산을 서버와 In-network 사이에서 최적화하여 수행할 수 있고, 다양한 유형의 센서 네트워크와의 쉽고 빠른 물리적 연결을 지원할 수 있는 장점을 가지고 있다. 끝으로, 온도, 습도, 조도, 속도, 영상, 위치 정보를 수집하는 지오센서를 동시에 연결하고 공간정보와 융합하여 환경정보를 실시간 감시할 수 있는 Prototype을 개발함으로써 제안된 미들웨어의 효용성을 검증하고자 한다. Recently, there has been much interest in the middleware that can smoothly acquire and analyze Geosensor information which includes sensor readings, location, and its surrounding spatial information. In relation to development of the middleware, researchers have proposed various algorithms for energy-efficient information filtering in Geosensor networks and have proposed Geosensor web technologies which can efficiently mash up sensor readings with spatial information on the web, also. The filtering algorithms and Geosensor Web technologies have contributions on energy-efficiency and OpenAPI, however the algorithms and technologies could not support easy and rapid development of u-GIS applications that need various Geosensor networks. Therefore, we propose a new Geosensor network middleware that can dramatically reduce the time and cost required for development of u-GIS applications that integrate heterogeneous Geosensor networks. The proposed middleware has several merits of being capable of acquiring heterogeneous Geosensor information using the standard SWE and an extended SQL, optimally performing various attribute and spatial operators, and easily integrating various Geosensor networks. Finally, we clarify our middleware's distinguished features by developing a prototype that can monitor environmental information in realtime using spatial information and various sensor readings of temperature, humidity, illumination, imagery, and location.

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