국립부경대학교 미래 인터넷 및 빅데이터 응용 연구실

Wireless Networked Control System에서 Actuator 기반 Direct Actuation Update 방법

Direct Actuation Update Scheme based on Actuator in Wireless Networked Control System

경연웅 /Yeunwoong Kyung 1 ,  김태국 /KIM, TAEKOOK 2 ,  김영준 /Youngjun Kim 3

사물인터넷융복합논문지

약어 : JKIOTS

2023, vol.9, no.1, pp. 125-129 (5 pages)

DOI : 10.20465/KIOTS.2023.9.1.125

발행기관 : 한국사물인터넷학회

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MLA Style

경연웅, 김태국, and 김영준. "Wireless Networked Control System 에서 Actuator 기반 Direct Actuation Update 방법." 사물인터넷융복합논문지 9.1 (2023): 125-129.

Kyung, Yeunwoong, Tae-Kook Kim, and Youngjun Kim. "Direct Actuation Update Scheme based on Actuator in Wireless Networked Control System." Journal of Internet of Things and Convergence 9.1 (2023): 125-129.

APA Style

경연웅, 김태국, & 김영준. (2023). Wireless Networked Control System 에서 Actuator 기반 Direct Actuation Update 방법. 사물인터넷융복합논문지, 9(1), 125-129.

Kyung, Y., Kim, T. K., & Kim, Y. (2023). Direct Actuation Update Scheme based on Actuator in Wireless Networked Control System. Journal of Internet of Things and Convergence, 9(1), 125-129.

ISO 690 Style

경연웅; 김태국; 김영준. Wireless Networked Control System 에서 Actuator 기반 Direct Actuation Update 방법. 사물인터넷융복합논문지, 2023, 9.1: 125-129.

KYUNG, Yeunwoong; KIM, Tae-Kook; KIM, Youngjun. Direct Actuation Update Scheme based on Actuator in Wireless Networked Control System. Journal of Internet of Things and Convergence, 2023, 9.1: 125-129.

초록 (Abstract)

최근 Internet of Things (IoT) 기반 Wireless Networked Control System (WNCS)에서 Sensor의 Status Update 및 Actuator로의 Actuation Update 분석을 위해 정보의 신선도를 측정하는 지표인 Age of Information (AoI)가 고려되고 있다. 또한 WNCS에 Edge Computing (EC)이 도입되면서 기존의 Cloud Computing 기반 아키텍처보다 낮은 AoI를 보장할 수 있다. 하지만 Controller가 관리하는 Sensor의 수가 증가하면서 Controller에 부하가증가하여 AoI 요구사항을 만족시키지 못하는 문제점이 발생하게 되었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해Actuator의 컴퓨팅 능력을 활용하여 Sensor의 Status Update를 해당 지역의 Actuator가 가용할 때 직접적으로 전송하여 Actuator가 직접 Actuation Update를 수행함으로써 AoI 요구사항을 만족시키고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 AoI 분석을 위한 분석 모델을 제시하였고 시뮬레이션을 통해 제안하는 방법이 기존 방법 대비 AoI를 줄일 수 있음을보였다.

Age of Information (AoI) has been introduced in wireless networked control systems (WNCSs) to guarantee timely status updates. In addition, as the edge computing (EC) architecture has been deployed in NCS, EC close to sensors can be exploited to collect status updates from sensors and provide control decisions to actuators. However, when lots of sensors simultaneously deliver status updates, EC can be overloaded, which cannot satisfy the AoI requirement. To mitigate this problem, this paper uses actuators with computing capability that can directly receive the status updates from sensors and determine the control decision without the help of EC. To analyze the AoI of the actuation update via EC or directly using actuators, this paper developed an analytic model based on timing diagrams. Extensive simulation results are included to verify the analytic model and to show the AoI with various settings.

키워드 (keyword)

무선 네트워크 기반 제어 시스템, 정보의 신선도, 엣지 컴퓨팅, 상태 업데이트, 부하 분배 

Wireless Networked Control System, Age of Information, Edge Computing, Status Update, Load Distribution

논문 파일 첨부 (pdf file):

Direct Actuation Update Scheme based on Actuator in Wireless Networked Control System.pdf