지능적인 RFID 미들웨어 시스템을 위한 적응형 윈도우 슬라이딩 기반의 유연한 데이터 정제

Abstract

Over the past years RFID/SN has been an elementary technology in a diversity of applications for the ubiquitous environments, especially for Internet of Things. However, one of obstacles for widespread deployment of RFID technology is the inherent unreliability of the RFID data streams by tag readers. In particular, the problem of false readings such as lost readings and mistaken readings needs to be treated by RFID middleware systems because false readings ultimately degrade the quality of application services due to the dirty data delivered by middleware systems. As a result, for the higher quality of services, an RFID middleware system is responsible for intelligently dealing with false readings for the delivery of clean data to the applications in accordance with the tag reading environment. One of popular techniques used to compensate false readings is a sliding window filter. In a sliding window scheme, it is evident that determining optimal window size intelligently is a nontrivial important task in RFID middleware systems in order to reduce false readings, especially in mobile environments. In this paper, for the purpose of reducing false readings by intelligent window adaption, we propose a new adaptive RFID data cleaning scheme based on window sliding for a single tag. Unlike previous works based on a binomial sampling model, we introduce the weight averaging. Our insight starts from the need to differentiate the past readings and the current readings, since the more recent readings may indicate the more accurate tag transitions. Owing to weight averaging, our scheme is expected to dynamically adapt the window size in an efficient manner even for non-homogeneous reading patterns in mobile environments. In addition, we analyze reading patterns in the window and effects of decreased window so that a more accurate and efficient decision on window adaption can be made. With our scheme, we can expect to obtain the ultimate goal that RFID middleware systems can provide applications with more clean data so that they can ensure high quality of intended services.

RFID는 유비쿼터스 환경의 다양한 응용분야에서 기본적인 기술로 사용되어 왔다. 특히, 사물 인터 넷을 위한 향후 RFID 기술의 폭 넓은 활용의 장애물중의 하나는 태그 리더기에 의한 RFID 데이터의 근본적인 비 신뢰성이다. 특히, 읽기 손실과 잘못된 읽기 같은 읽기오류 문제는 RFID 시스템이 적절히 처리해야 할 필요가 있다. 왜냐하면, 미들웨어 시스템이 전달한 오류 데이터는 궁극적으로 응용 서비 스의 품질을 저하시킬 수 있기 때문이다. 따라서 높은 품질의 서비스를 위해서 지능형 RFID 미들웨어 시스템은 응용에 깨끗한 데이터를 전달하기 위해 읽기오류를 상황에 따라 적절하게 처리하여야 한다. 읽기 오류를 해결하기 위한 보편적인 방법 중의 하나는 슬라이딩 윈도우 필터의 사용이다. 따라서 최 적의 윈도우 크기를 결정하는 것은 특히 모바일 환경에서는 읽기 오류를 줄이기 위해 쉽지 않은 중요 한 일이다. 본 논문에서는 지능형 윈도우 크기 조정을 통해 읽기 오류를 줄이기 위하여 단일 태그를 위한 RFID 데이터 정제 방안을 제안한다. 이항 샘플링을 기반으로 한 기존 연구와 달리, 본 논문에서 는 가중치 평균을 사용한다. 이는 최근의 읽기가 더 정확한 현재의 태그 전이를 나타낼 수 있으므로 과거와 현재의 읽기를 차별화하는 일이 필요하다는 것에 기반을 두고 있다. 가중치 평균을 사용하므로 이질적인 읽기 패턴을 갖는 모바일 환경에서도 효율적으로 적응하여 윈도우 크기를 동적으로 조정할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 윈도우 내의 읽음 패턴과 감소되는 윈도우 크기의 효과를 분석함으로서 더욱 효율적이고 정확한 크기 조정 결정을 할 수 있도록 한다. 제안한 방안을 사용하면 RFID 미들웨어 시스템이 응용에 좀 더 정확하고 무결점의 데이터를 제공함으로써 본래의 응용 서비스 품질을 보장할 수 있도록 한다는 궁극적인 목적을 달성할 수 있을 것으로 기대한다.