KR20210083117A - Edge computing processing method based on data type and sensitivity - Google Patents

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KR20210083117A
KR20210083117A KR1020190175764A KR20190175764A KR20210083117A KR 20210083117 A KR20210083117 A KR 20210083117A KR 1020190175764 A KR1020190175764 A KR 1020190175764A KR 20190175764 A KR20190175764 A KR 20190175764A KR 20210083117 A KR20210083117 A KR 20210083117A
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두석배
이희철
강오식
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주식회사 코웰테크
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Abstract

The present invention relates to a method for processing edge computing based on a data type and sensitivity, capable of assigning a priority based on attributes of data input from a sensor and a controller and of transmitting the data to a cloud server based on priority. According to the present invention, the method for processing edge computing based on the data type and the sensitivity includes: a first step of collecting sensor data and control data generated from a plurality of Internet of Thing (IoT) devices and a plurality of controllers; a second step of verifying the validity of the sensor data and the control data collected in the first step or of determining whether previous sensor data and previous control data are changed; a third step of assigning a weight based on urgency and sensitivity of each effective data and of classifying data; and a fourth step of classifying the data classified in the third step into priorities in at most (NxM) stages, of producing at most (N×M) number of queues with respect to each priority, and of storing the data into the queue based on the priorities. According to the present invention, in the method for processing edge computing based on data type and sensitivity, the conventional IoT or automatic control service operation is maintained while a data traffic is minimized, and cloud service costs are minimized.

Description

데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법{EDGE COMPUTING PROCESSING METHOD BASED ON DATA TYPE AND SENSITIVITY}EDGE COMPUTING PROCESSING METHOD BASED ON DATA TYPE AND SENSITIVITY

본 발명은 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 센서디바이스 및 제어장치로부터 입력되는 데이터의 속성에 따라 우선순위를 부여하고, 우선순위에 따라 데이터를 클라우드서버로 전송하는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data type and sensitivity-based edge computing processing method, and more specifically, to give priority according to the properties of data input from a sensor device and a control device, and to transmit data to a cloud server according to the priority It relates to a data type and sensitivity-based edge computing processing method.

급격히 발전하는 IoT(Internet of Thing) 시장에서 폭발적으로 늘어나는 종단 디바이스의 트래픽 양과 늘어나는 사용자들의 요구를 만족시키기엔 현재의 클라우드 컴퓨팅(cloud computing) 모델로는 한계점이 보인다. 클라우드 컴퓨팅은 부하의 집중, 실시간 연결의 한계, 보안문제, 복잡한 DB설계의 필요 등 많은 문제점이 있다. 이런 문제점들을 극복하기 위한 엣지컴퓨팅(edge computing) 모델이 제시되고 있다. 엣지컴퓨팅 모델은 물리적으로 가까운 게이트웨이(gateway)나 PC, Phone, 셋탑박스(set top box) 등에서 연산 과정을 거치고 실시간으로 빠른 응답을 해주고 편리한 인터페이스를 제공하며 클라우드 서버의 부하를 분산시켜주고 보안성도 향상시켜 준다.In the rapidly developing Internet of Thing (IoT) market, the current cloud computing model has limitations in satisfying the explosively increasing traffic volume of end devices and the increasing demands of users. Cloud computing has many problems such as concentration of load, limitation of real-time connection, security problems, and the need for complex DB design. An edge computing model has been proposed to overcome these problems. The edge computing model performs calculations at a physically nearby gateway, PC, phone, set top box, etc., and responds quickly in real time, provides a convenient interface, distributes the load on the cloud server, and improves security do it

클라우드에 설치되어 있는 IoT서버나 자동제어서버는 현장에 설치되어 있는 수 많은 센서디바이스 및 제어장치에서 수집되는 데이터를 실시간으로 처리하는데 통신 트래픽이 부담될 뿐만아니라 데이터 처리를 위한 컴퓨팅 자원에 대한 부담도 가지고 있다.The IoT server or automatic control server installed in the cloud processes data collected from numerous sensor devices and control devices installed in the field in real time, and not only communication traffic but also computing resources for data processing are burdened. Have.

따라서, 엣지컴퓨팅 개념을 이용하여 현장에서 클라우드로 전달되는 데이터를 줄이고자 하는 노력이 제기되고 있으나, 대부분 게이트웨이 성격으로 구현되어 센서디바이스 및 제어장치에서 발생하는 데이터가 클라우드로 전달되면서 데이터 트래픽 및 서비스 부하가 증가하는 문제점을 지니고 있었다.Therefore, efforts are being made to reduce the data transmitted from the field to the cloud using the edge computing concept, but most are implemented as a gateway, so data generated from sensor devices and control devices are delivered to the cloud, resulting in data traffic and service load. had an increasing problem.

한국공개특허 제10-2018-0047070호 (2018.05.10. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2018-0047070 (published on May 10, 2018)

본 발명의 목적은 클라우드로 전달되는 데이터 트래픽을 줄임으로써 클라우드 서버 이용료의 절감 및 서버에서 발생되는 서비스 부하를 줄일 수 있는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a data type and sensitivity-based edge computing processing method that can reduce cloud server usage fees and service load generated in the server by reducing data traffic delivered to the cloud.

본 발명에 따른 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법에 의하면, 종래 IoT 또는 자동제어서비스 동작을 유지하면서 데이터 트래픽을 최소화하면서 클라우드 서비스 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 엣징컴퓨팅을 이용하여 클라우드서버로 전송되는 불필요한 데이터의 수집이나 불필요하게 자주 수집되는 데이터를 줄임으로써 클라우드서버의 오버로드를 줄여 서버에서 수행해야하는 고유 기능에 집중할 수 있는 효과가 있다.According to the data type and sensitivity-based edge computing processing method according to the present invention, there is an effect of minimizing the cloud service cost while minimizing data traffic while maintaining the operation of the conventional IoT or automatic control service. In addition, there is an effect of reducing the overload of the cloud server by reducing the collection of unnecessary data transmitted to the cloud server or the data that is frequently collected unnecessarily by using edge computing to focus on the unique functions that the server needs to perform.

본 발명에 의해서 데이터의 유형에 따라 긴급도와 민감도에 따라 전송우선순위가 결정되므로 중요하지 않은 데이터 전송 때문에 중요한 데이터의 전송이 지연되는 문제를 해결할 수 있게 되었다.According to the present invention, since transmission priority is determined according to urgency and sensitivity according to data type, it is possible to solve the problem of delay in transmission of important data due to transmission of insignificant data.

본 발명에서는 데이터 큐를 보유하고 있으므로 클라우드 서버로 전송되는 과정에서 전송선로의 문제로 인해 또는 클라우드 서버의 시스템 다운으로 인해 데이터전송에 문제가 발생한 때도 데이터를 지속적으로 긴급도와 민감도에 의해 큐에서 데이터 업데이트가 이루어지므로, 전송선로가 복구되거나 클라우드서버가 정상적으로 가동하는 경우 최신의 데이터를 중요도 우선순위에 따라 전송이 가능하다는 이점이 있다.Since the present invention has a data queue, data is continuously updated in the queue according to urgency and sensitivity even when there is a problem in data transmission due to a transmission line problem or a system down of the cloud server in the process of being transmitted to the cloud server. is performed, there is an advantage that the latest data can be transmitted according to the priority when the transmission line is restored or the cloud server is operating normally.

또한 본 발명에서는 엣지컴퓨터에 전달되는 정책을 실시간으로 변경할 수 있으므로 IoT서버나 자동제어 서버에서 시간대별, 요일별에 따른 긴급도 및 민감도 정책 변경을 통해 시스템 운영을 정해진 하나의 정책이 아닌 실시간 정책변경을 통해 기존의 정해진 시스템 운영 방식에서 유연성있는 시스템으로 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, since the policy delivered to the edge computer can be changed in real time, the IoT server or automatic control server can change the urgency and sensitivity policy according to the time zone and the day of the week to change the system operation in real time, not a single policy. This has the effect of improving the existing fixed system operation method into a flexible system.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 엣지컴퓨팅 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 엣지컴퓨터의 구성도.
도 3은 엣지컴퓨터에서 수행되는 데이터 처리 흐름을 보여주는 흐름도.
1 is a block diagram of an edge computing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an edge computer according to the present invention.
3 is a flowchart showing a data processing flow performed in an edge computer.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In addition, in this specification, "on or on top of" means to be located above or below the target part, and does not necessarily mean to be located above the direction of gravity. Also, when a part of a region, plate, etc. is said to be “on or on” another part, it is not only when another part is in contact with or spaced “on or on” another part, but also when another part is in the middle. Including cases where there is

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, when a component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It should be understood that, unless there is a description to the contrary, it may be connected or connected through another element in the middle.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Also, in this specification, terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명에서는 엣지컴퓨터는 센서디바이스 및 제어장치에서 수집되는 각각의 값들을 이미 설정한 중요도 단계별로 분류하고, 분류된 중요도 유형별로 데이터 전달의 긴급도를 N 단계로 정하고, 수집한 현재값에 대해 민감도 검증을 통해 데이터가 시스템에 미치는 민감도를 M 단계를 정하고, 이들 N단계의 긴급도와 M단계의 민감도의 조합에 따라 (N x M) 개의 전송 큐를 생성한다. 생성한 큐는 클라우드 서버로 전달하는 데이터 우선순위를 결정한다. 즉, N 단계의 긴급도에 각각 긴급도가 높은 유형에 최대값을 긴급도가 낮은 유형에 최소 가중치를 부여하며, M 단계의 민감도에도 긴급도와 동일한 방식으로 가중치를 부여하여 최종적인 우선순위는 데이터 유형별 긴급도 가중치와 민감도 가중치의 곱으로 판단하며, 값이 클수록 높은 전송 우선순위를 가져 데이터 전송의 우선권을 가지게 되도록 구현하였다.In the present invention, the edge computer classifies each value collected from the sensor device and the control device into previously set importance levels, sets the urgency of data transmission to N levels for each classified importance type, and provides sensitivity to the collected current values. Through verification, M level is determined for the sensitivity of data to the system, and (N x M) transmission queues are created according to the combination of these N level urgency and M level sensitivity. The created queue determines the priority of data delivered to the cloud server. In other words, the maximum value is given to the type of high urgency and the minimum weight is given to the type with low urgency, respectively, and the sensitivity of the M level is weighted in the same way as the urgency, so that the final priority is the data. It is judged by the product of the urgency weight and the sensitivity weight for each type, and the larger the value, the higher the transmission priority, so that data transmission has priority.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments, advantages and features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

소장님. 아래 밑줄 친 부분 체크해 주시고, 필요하사면 수정하시고 보충설명해 주세요.Warden. Please check the underlined parts below, and if necessary, make corrections and supplementary explanations.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 엣지컴퓨팅 시스템의 구성도이다. 복수 개 센서디바이스(10), 복수 개 제어장치(20), 하나 또는 복수 개 엣지컴퓨터(30) 및 클라우드서버(50)로 구성된다.1 is a block diagram of an edge computing system according to an embodiment of the present invention. It consists of a plurality of sensor devices 10 , a plurality of control devices 20 , one or a plurality of edge computers 30 and a cloud server 50 .

센서디바이스(10)는 통신 모듈을 구비하고 주위의 온도, 압력 등의 물성치를 센싱하여 전송하는 장치이다. 제어장치(20)는 통신 모듈을 구비하고, IoT 기기의 동작을 제어하는 장치이다. 제어장치(20)의 예로는 서보 모터를 들 수 있다. 센서디바이스(10) 및 제어장치(20)는 로컬 유선 또는 무선 네트워크를 통해서 센싱데이터 및 제어데이터를 엣지컴퓨터(30)로 전송한다.The sensor device 10 is a device that includes a communication module and senses and transmits physical properties such as ambient temperature and pressure. The control device 20 is a device that includes a communication module and controls the operation of the IoT device. An example of the control device 20 may be a servo motor. The sensor device 10 and the control device 20 transmit sensing data and control data to the edge computer 30 through a local wired or wireless network.

엣지컴퓨터(30)는 복수 개 센서디바이스(10) 및 복수 개 제어장치(20)에서 발생하는 데이터를 클라우드와 같은 중앙 집중식 데이터센터로 보내지 않고 데이터가 발생한 현장 혹은 근거리에서 실시간 처리하는 방식으로 데이터 흐름 가속화를 지원하는 컴퓨팅 방식에 사용되는 컴퓨터를 의미한다. 엣지컴퓨터(30)는 데이터 처리 능력을 보유하면 되므로 형태는 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 임베디드 시스템 이외에 스마트폰 또는 개인용 컴퓨터도 엣지컴퓨터로도 활용할 수 있다. 엣지컴퓨터(30)는 처리 가능한 대용량 데이터를 발생지(소스) 주변에서 효율적으로 처리함으로써 클라우드 서버의 데이터 처리 시간이 큰 폭으로 단축되고 통신에 사용되는 인터넷 대역폭 사용량이 감소하는 장점이 있다.The edge computer 30 does not send the data generated from the plurality of sensor devices 10 and the plurality of control devices 20 to a centralized data center such as the cloud, but processes the data in real time at the site or near field where the data is generated. A computer used in a computing method that supports acceleration. The edge computer 30 may be implemented in various forms because it only needs to have data processing capability. For example, in addition to embedded systems, smartphones or personal computers can also be used as edge computers. The edge computer 30 efficiently processes large-capacity data that can be processed in the vicinity of the source (source), thereby significantly shortening the data processing time of the cloud server and reducing the Internet bandwidth usage used for communication.

본 발명에 따른 엣지컴퓨터(30)는 현장의 센서디바이스, 제어장치에서 수집되는 데이터를 수신한 후, 데이터의 긴급도와 민감도를 분류하고, 분류된 긴급도와 민감도에 따라 우선순위를 정하고 우선순위에 따른 데이터 전송 큐를 생성하여 우선순위에 따라 클라우드서버로 정해진 주기를 가지고 인터넷망을 통해 클라우드컴퓨터(50)에 전송하는 컴퓨터 장치이다.The edge computer 30 according to the present invention receives data collected from a sensor device and a control device in the field, classifies the urgency and sensitivity of the data, sets a priority according to the classified urgency and sensitivity, and according to the priority It is a computer device that creates a data transmission queue and transmits it to the cloud computer 50 through the Internet network with a predetermined period to the cloud server according to the priority.

클라우드서버(50)는 복수 개 엣지컴퓨터(30)로부터 입력되는 데이터를 처리하는 서버 컴퓨터로서, IoT디바이스로부터 입력되는 센서데이터를 처리하고 제어하는 IoT서버(51)와 제어장치로부터 입력되는 제어데이터를 처리하고 제어하는 자동제어서버(55)를 구비한다.The cloud server 50 is a server computer that processes data input from a plurality of edge computers 30, and controls data input from the IoT server 51 and the control device that processes and controls sensor data input from the IoT device. An automatic control server 55 for processing and controlling is provided.

이하, 본 발명에 따른 엣지컴퓨터(30)에서 수행되는 데이터 처리에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 엣지컴퓨터의 구성도이며, 도 3은 엣지컴퓨터에서 수행되는 데이터 처리 흐름을 보여주는 흐름도이다. 엣지컴퓨터(30)는 데이터 수신부, 데이터 필터링부, 긴급도 분류부, 민감도 분류부, 우선순위 분류부, 큐 생성부, 전송주기 결정부 및 데이터 전송부로 구성된다.Hereinafter, data processing performed by the edge computer 30 according to the present invention will be described. 2 is a block diagram of an edge computer according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart showing a data processing flow performed in the edge computer. The edge computer 30 includes a data receiving unit, a data filtering unit, an urgency classifying unit, a sensitivity classifying unit, a priority classifying unit, a queue generating unit, a transmission period determining unit, and a data transmitting unit.

1. 데이터 수집단계1. Data collection stage

데이터 수집단계는 데이터 수신부에서 수행되며, 센서디바이스 및 제어장치로부터 측정된 센서데이터 또는 제어가 이루어진 제어데이터(이하, '센서데이터' 및 '제어데이터'를 통칭하여 '데이터'라고도 함)를 로컬 네트워크를 통하여 수집하는 단계이다. 데이터 수집에 사용되는 통신망 형태는 도 1에 도시된 바와 같이 유선 또는 무선 통신을 모두 이용할 수 있다.The data collection step is performed by the data receiving unit, and the sensor data measured from the sensor device and the control device or the controlled control data (hereinafter, 'sensor data' and 'control data' collectively referred to as 'data') are transferred to the local network. It is the step of collecting through As a communication network type used for data collection, both wired and wireless communication may be used as shown in FIG. 1 .

수집되는 데이터는 값이 서서히 연속적으로 변화하는 아날로그 형태의 데이터와 1과 0(On과 Off)처럼 값이 이산적으로 변화하는 디지털 형태의 데이터를 모두 포함할 수 있다. 엣지컴퓨터로 수집되는 데이터는 정해진 프로토콜을 사용하여 통신을 통하여 취득되는 것을 기본으로 하며, 필요시 엣지컴퓨터에 직접 센서가 연결되는 것도 기능하다.The collected data may include both analog data in which values change gradually and continuously, and digital data in which values change discretely, such as 1 and 0 (On and Off). The data collected by the edge computer is basically acquired through communication using a set protocol, and it also functions to connect the sensor directly to the edge computer if necessary.

2. 데이터 필터링 단계2. Data Filtering Steps

데이터 필터링 단계는 데이터 필터링부에서 수행되며, 수집된 센서데이터 및 제어데이터가 센서 또는 제어장치 속성에서 가져야 하는 값의 범위 안에 있는지를 확인하는 유효성 검증단계와 유효성 검증이 완료된 이후에 해당 센서 데이터 및 제어데이터가 이전값과 현재값간의 변경 여부를 확인하여 데이터 전송 필요성을 검증하는 단계이다. 즉, 이전값과 동일한 값은 기본적으로 전송하지 않으며, 만약 전송로상의 문제 또는 클라우드 서버 시스템의 다운으로 인해 전송이 이루어지지 않은 경우에는 모든 값을 전송하도록 한다.The data filtering step is performed by the data filtering unit, and the validation step of checking whether the collected sensor data and control data is within the range of values that should be in the sensor or control device property, and the corresponding sensor data and control after validation is completed This is the step of verifying the necessity of data transmission by checking whether the data has changed between the previous value and the current value. That is, the same value as the previous value is not transmitted by default, and if transmission is not performed due to a problem in the transmission path or the cloud server system is down, all values are transmitted.

모든 센서디바이스 및 제어장치로부터 수집되는 데이터별로 데이터의 유효성 검증을 위한 정책을 엣지 컴퓨팅 내부의 저장장치에 미리 정하여 두고, 수집된 값과 설정된 입력값 범위 비교를 통해 데이터의 유효성을 결정하고, 변화분의 크기가 정해진 기준값을 초과하는 경우에만 데이터 필터링 단계를 통과하도록 하는 기능을 수행한다.The policy for data validation for each data collected from all sensor devices and control devices is preset in the storage device inside the edge computing, and the validity of the data is determined by comparing the collected values with the set input value range, and the amount of change It performs a function of passing the data filtering step only when the size of .

유효성 검증을 위한 정책은 IoT서버 또는 자동제어서버에서 설정하고 이를 엣지컴퓨터로 다운로드하여 활용한다. 만약 다른 센서디바이스가 추가되거나 검증 방안이 변하게 되는 경우 IoT서버 또는 자동제어서버에서 검증을 위한 정책을 재설정하고 이를 엣지컴퓨터로 다운로드하면 새로운 정책에 의한 데이터 필터링이 가능하게 된다.The policy for validation is set in the IoT server or automatic control server, and it is downloaded to the edge computer and used. If another sensor device is added or the verification method is changed, reset the policy for verification in the IoT server or automatic control server and download it to the edge computer to enable data filtering according to the new policy.

3. 긴급도 분류단계3. Urgency classification stage

긴급도 분류단계는 긴급도 분류부에서 수행되며, 유효성이 검증된 데이터에 대해 중요도를 기반으로 데이터의 긴급도 분류를 N 개의 레벨로 분류하는 단계이다.The urgency classification step is performed by the urgency classification unit, and is a step of classifying the data urgency classification into N levels based on the importance of the validated data.

긴급도가 높은 데이터는 가중치를 높게 할당하고 긴급도가 낮은 데이터는 가중치를 낮게 할당하여 수집되는 모든 데이터는 N개의 레벨중에 오직 하나의 레벨만을 가지도록 처리한다.Data with high urgency is assigned a high weight, and data with low urgency is assigned a low weight, and all collected data is processed to have only one level among N levels.

긴급도는 IoT서버나 자동제어서버의 운영상에 미치는 영향이 크고 낮음을 정량화 하는 것으로서 단순히 감시의 목적으로 사용되는 데이터는 긴급도가 낮은 순위에 해당하며, 값의 변화를 시스템 운영자가 즉시 감지하여야 하는 데이터의 경우 긴급도가 높은 데이터에 포함된다.The urgency quantifies the large and low impact on the operation of the IoT server or automatic control server. Data used for the purpose of monitoring simply corresponds to the low priority, and the system operator must immediately detect a change in the value. In the case of data, it is included in data with high urgency.

4. 민감도 분류단계4. Sensitivity Classification Step

민감도 분류단계는 민감도 분류부에서 수행되며, 유효성이 검증된 데이터에 대해 데이터가 가지는 값과 시스템에서 중요하게 감시하여야 할 값의 범위와 비교하여 센서데이터나 제어데이터가 시스템의 운영에 미치는 민감도를 M개의 레벨로 분류하는 단계이다.The sensitivity classification step is performed in the sensitivity classification unit, and the sensitivity of the sensor data or control data on the operation of the system is evaluated by comparing the value of the data with the value of the validated data and the range of the value to be monitored in the system. It is a step of classifying into dog levels.

민감도가 높은 데이터는 가중치를 높게 할당하고 민감도가 낮은 데이터는 가중치를 낮게 할당하여 긴급도로 구분된 데이터를 각각의 레벨별로 M개의 레벨 중 하나의 단계를 가지도록 분류한다.By assigning a high weight to data with high sensitivity, and assigning a low weight to data with low sensitivity, data classified by urgency is classified to have one stage among M levels for each level.

동일한 긴급도를 가진 데이터라고 할지라도 데이터가 민감도가 높은 범위에 있지 않은 데이터는 상대적으로 민감도가 높은 범위에 있는 데이터보다 클라우드 서버로 전송되어지는 우선순위가 낮아져도 되므로, 긴급도와 더불어 민감도를 통해 데이터를 클라우드 서버로 전송하는 우선순위를 결정할 수 있다.Even for data with the same urgency, data that is not in the high sensitivity range may have a lower priority transmitted to the cloud server than the data in the relatively high sensitivity range. You can determine the priority of sending to the cloud server.

도 3에 도시된 바로는 필터링된 데이터에 대해서 긴급도 분류를 먼저 수행한 후 민감도 분류를 나중에 처리하는 것으로 도시되어 있으나, 긴급도 분류와 민감도 분류는 수행 순서와 무관하게 처리할 수 있다. 예를 들어 민감도 분류를 먼저 수행한 후 긴급도 분류를 나중에 수행할 수 있음은 물론이다.As illustrated in FIG. 3 , urgency classification is first performed on the filtered data and then sensitivity classification is processed later. However, urgency classification and sensitivity classification can be processed regardless of the execution order. For example, it goes without saying that sensitivity classification may be performed first and then urgency classification may be performed later.

5. 우선순위 분류단계5. Priority classification stage

우선수위 분류단계는 우선순위 분류부에서 수행되며, 긴급도에 의해 나누어진 N개의 레벨과 민감도에 의해 분류된 M개의 레벨별로 할당된 가중치에 따라 긴급도와 민감도를 고려한 데이터 전송을 위한 우선순위를 결정하는 단계이다.The priority level classification step is performed in the priority classification unit, and the priority for data transmission considering urgency and sensitivity is determined according to weights assigned to N levels divided by urgency and M levels classified by sensitivity. is a step to

긴급도와 민감도의 가중치 설계 정책에 따라 동일한 우선순위가 생성될 수 있으므로 우선순위는 최대 (N개의 긴급도 레벨 x M개의 민감도 레벨) 로 산정될 수 있다.Since the same priority can be generated according to the weight design policy of urgency and sensitivity, the priority can be calculated as a maximum (N urgency levels x M sensitivity levels).

우선순위가 높을수록 데이터 전송에 경쟁이 발생할 경우 우선순위를 가지며, 데이터 전송주기에 있어서도 우선순위가 낮은 데이터에 비해 짧은 전송 주기를 가지도록 설계하여 시간당 클라우드로 전송되는 데이터수가 많아진다.The higher the priority, the higher the priority when contention occurs in data transmission, and the number of data transmitted to the cloud per hour increases by designing the data transmission cycle to have a shorter transmission period compared to the low-priority data.

6. 큐 생성 및 데이터 적재단계6. Queue creation and data loading phase

큐 생성 및 데이터 적재단계는 큐 생성부에서 수행되며, 우선순위가 결정되면 데이터를 전송하기 위해 우선순위별로 별도 큐를 생성하고 생성된 큐에 수집되는 데이터별로 산정된 우선순위에 맞는 큐에 적재가 이루어지는 단계이다.The queue creation and data loading steps are performed by the queue generator, and when the priority is determined, a separate queue is created for each priority in order to transmit data, and loading is performed on the queue that matches the priority calculated for each data collected in the created queue. step is made.

최대 (N x M) 개의 큐가 생성되면 전송주기 결정부는 우선순위가 높을수록 큐에 적재되어 머무는 시간보다는 바로 전송이 이루어지도록 설계하였으며, 우선순위가 낮아질수록 우선순위가 높은 데이터를 모두 전송된 후 이루어지도록 설계할 수 있다.When a maximum of (N x M) queues are created, the transmission period determining unit is designed to transmit immediately rather than being loaded into the queue as the priority is higher, and as the priority decreases, after all data with higher priority is transmitted. can be designed to do so.

또한 클라우드 서버로 전송되는 데이터 트래픽을 줄이기 위해 우선순위가 낮은 데이터는 개별적으로 전송되기보다는 여러 개 데이터를 모아서 한꺼번에 전송되도록 할 수 있다. In addition, in order to reduce data traffic transmitted to the cloud server, data with low priority can be collected and transmitted at once rather than individually transmitted.

이를 위해서 우선순위별로 서로 다른 전송주기를 가지며, 정해진 전송 주기안에 도착한 센서데이터 및 제어데이터는 전송시점이 될 때까지 계속 큐에 쌓이게 되며 전송주기가 되어 전송할 시점이 되면 현재까지 전송 큐에 저장되어 있는 모든 데이터를 하나의 전송단위로 묶여져 클라우드로 전송될 수 있다.For this purpose, each priority has a different transmission period, and sensor data and control data that arrive within a predetermined transmission period are continuously accumulated in the queue until the transmission time comes, and when the transmission period reaches the transmission time, the data stored in the transmission queue until now are stored in the transmission queue. All data can be bundled into one transmission unit and transmitted to the cloud.

7. 데이터 전송 단계7. Data transfer steps

데이터 전송단계는 데이터 전송부에서 수행되며, 큐에 적재되어 있는 데이터를 우선순위별로 차례대로 클라우드에 전송하는 단계이다. 엣지컴퓨터(30)는 우선순위와 전송주기에 따라 반복적으로 전송 작업을 무한 반복하면서 클라우드에 전송하게 된다.The data transmission step is performed by the data transmission unit, and the data loaded in the queue is sequentially transmitted to the cloud by priority. The edge computer 30 transmits to the cloud while repeatedly repeating the transmission task indefinitely according to the priority and the transmission period.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above using specific terms, such terms are only for clearly describing the present invention, and the embodiments and described terms of the present invention depart from the spirit and scope of the following claims. It is self-evident that various changes and changes can be made without being performed. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be considered to fall within the scope of the claims of the present invention.

10: 센서디바이스
20: 제어장치
30: 엣지컴퓨터
50: 클라우드서버
51: IoT서버
55: 자동제어서버
10: sensor device
20: control device
30: edge computer
50: cloud server
51: IoT server
55: automatic control server

Claims (5)

복수 개 IoT디바이스 및 복수 개 제어장치로부터 발생되는 센서데이터 및 제어데이터를 입력받은 후 우선순위를 정하고, 우선순위에 따라 클라우드서버로 전송하는 엣지컴퓨터에서 데이터를 처리하는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법으로서,
복수 개 IoT디바이스 및 복수 개 제어장치로부터 발생되는 센서데이터 및 제어데이터를 수집하는 제1단계와,
상기 제1단계에서 수집된 센서데이터 및 제어데이터의 유효성을 검증하거나 또는 이전 센서데이터 및 제어데이터와의 변경 여부를 확인하여 유효한 데이터를 검증하는 제2단계와,
상기 각 유효 데이터를 중요도에 따라 데이터를 분류하는 제3단계 및
상기 제3단계에서 분류된 데이터를 최대 (N×M) 단계의 우선순위로 분류하고, 각 우선순위별로 최대 (N×M)개의 큐를 생성하고 우선순위별 큐에 저장하는 제4단계
- 최대 (N×M)번째 큐에 가장 우선순위가 높은 데이터가 저장되고, 첫번째 큐에는 가장 우선순위가 낮은 데이터가 저장됨 -
를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법.
Edge computing processing based on data type and sensitivity that receives sensor data and control data generated from multiple IoT devices and multiple control devices, sets priorities, and processes data from edge computers that are transmitted to the cloud server according to the priority As a method,
A first step of collecting sensor data and control data generated from a plurality of IoT devices and a plurality of control devices;
a second step of verifying the validity of the sensor data and control data collected in the first step, or verifying the valid data by checking whether there is a change with the previous sensor data and control data;
A third step of classifying the data according to the importance of each valid data, and
A fourth step of classifying the data classified in the third step with the priority of the maximum (N×M) step, creating a maximum of (N×M) queues for each priority, and storing the queues according to the priority
- The highest priority data is stored in the maximum (N×M)th queue, and the lowest priority data is stored in the first queue -
Data type and sensitivity-based edge computing processing method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 각 유효 데이터를 긴급도에 따라 제1가중치를 적용하여 1~ N 개의 긴급도를 갖는 데이터로 분류하는 제3-1단계와,
- 제1가중치는 전체 N개의 차등 가중치로 구성되며, 긴급도가 높은 유효 데이터일수록 높은 가중치가 부여되도록 수행됨 -
상기 제3-1단계에 의해 긴급도에 따라 분류된 각 데이터를 민감도에 따라 제2가중치를 적용하여 1~M 개의 민감도를 갖는 데이터로 분류하는 제3-2단계
- 제2가중치는 전체 M개의 차등 가중치로 구성되며, 민감도가 높은 유효 데이터일수록 높은 가중치가 부여되도록 수행됨 -
를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법.
According to claim 1,
The third step is
a step 3-1 of classifying each valid data into data having 1 to N urgency by applying a first weight according to the degree of urgency;
- The first weight is composed of a total of N differential weights, and the higher the urgency, the higher the weight is given to valid data -
Step 3-2 of classifying each data classified according to urgency by step 3-1 into data having 1 to M sensitivities by applying a second weight according to sensitivity
- The second weight consists of all M differential weights, and is performed so that the more sensitive the valid data, the higher the weight is given -
Data type and sensitivity-based edge computing processing method, characterized in that configured to include.
제1항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 각 유효 데이터를 민감도에 따라 제2가중치를 적용하여 1~ M 개의 민감도를 갖는 데이터로 분류하는 제3-3단계와,
- 제2가중치는 전체 M개의 차등 가중치로 구성되며, 민감도가 높은 유효 데이터일수록 높은 가중치가 부여되도록 수행됨 -
상기 제3-1단계에 의해 민감도에 따라 분류된 각 데이터를 긴급도에 따라 제1가중치를 적용하여 1 ~ N 개의 긴급도를 갖는 데이터로 분류하는 제3-4단계
- 제1가중치는 전체 N개의 차등 가중치로 구성되며, 긴급도가 높은 유효 데이터일수록 높은 가중치가 부여되도록 수행됨 -
를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법.
According to claim 1,
The third step is
Step 3-3 of classifying each valid data into data having 1 to M sensitivities by applying a second weight according to the sensitivity;
- The second weight consists of all M differential weights, and is performed so that the more sensitive the valid data, the higher the weight is given -
Step 3-4 of classifying each data classified according to sensitivity in step 3-1 into data having 1 to N urgency by applying a first weight according to urgency
- The first weight is composed of a total of N differential weights, and the higher the urgency, the higher the weight is given to valid data -
Data type and sensitivity-based edge computing processing method, characterized in that configured to include.
제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제4단계 이후에 수행되는 단계로서,
높은 우선순위 큐에 저장된 데이터는 낮은 우선순위 큐에 저장된 데이터보다 짧은 주기로 상기 클라우드서버에 전송되는 제5단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법.
4. according to any one of claims 2 or 3,
As a step performed after the fourth step,
Data type and sensitivity-based edge computing processing method, characterized in that the data stored in the high-priority queue is transmitted to the cloud server at a shorter period than the data stored in the low-priority queue.
제4항에 있어서,
상기 제5단계에서 낮은 우선순위 큐에 저장된 데이터는 복수 개 모아서 상기 클라우드서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 유형 및 민감도 기반 엣지컴퓨팅 처리 방법.
5. The method of claim 4,
Data type and sensitivity-based edge computing processing method, characterized in that the data stored in the low priority queue in the fifth step is collected and transmitted to the cloud server.
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KR20230013374A (en) * 2021-07-19 2023-01-26 한국과학기술원 Cross Layer-based IoT Device Transmission Interval Management Scheme for Efficient IoT Device Operation in LoRa Network
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KR20180047070A (en) 2016-10-31 2018-05-10 제주대학교 산학협력단 Method and apparatus for perforiming dynamic edge computing

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