RFID 데이터의 일관성을 위한 재수행 트랜잭션 모델

류우석,홍봉희,권준호 한국정보과학회 2012 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.39 No.5

RFID 데이터는 RFID 태그의 메모리에 저장된 데이터로서 RFID 태그를 부착한 물품의 상세정보를 기록/조회하는데 사용된다. RFID 데이터를 접근하기 위해 미들웨어에 등록된 태그 연산들은 태그가 RFID 리더를 통해 인식되었을 때 RF 통신을 이용하여 실행된다. 하지만, 이때 통신의 간헐성 및 불확실성으로 인해 연산이 완전히 실행되지 않을 수 있다. 즉, 통신 메시지가 유실되거나 태그가 통신 영역에서 벗어나는 경우 연산의 일부만 실행되거나 태그 상태가 불분명해지는 경우가 발생하며, 이로 인해 데이터의 불일치 문제가 발생한다. 본 논문에서는 태그 연산들을 RFID 트랜잭션으로 모델링하고 트랜잭션 처리를 통해 RFID 데이터의 일관성을 보장하는 기법을 제시한다. 이를 위해 본 논문에서는 먼저 RFID 트랜잭션을 정의하고 기존의 트랜잭션과의 차이점을 분석한다. 트랜잭션이 불완전하게 실행된 경우, 이를 재처리하기 위한 재수행 트랜잭션을 정의하고 태그가 임의의 리더에서 다시 인식되었을 때 트랜잭션의 완료를 보장하기 위한 재수행 트랜잭션 모델을 제안한다. 또한, RFID 데이터의 일관성을 보장하기 위하여 연속 질의를 기반으로 한 동시성 제어 메커니즘을 제시함으로써 RF 통신의 특성으로 인해 발생하는 데이터 불일치 문제를 해결한다. 시뮬레이션 실험을 통해 제안하는 재수행 모델이 트랜잭션의 일관성을 유지함과 동시에 트랜잭션의 완료 성능 또한 증가시킴을 입증한다. RFID data are stored in the memory of RFID tag for recording/retrieving detailed information of tagged objects. Tag operations are registered in the RFID middleware to access RFID data, and can be executed when the corresponding tag is identified by the corresponding RFID reader. However, volatility and uncertainty of RF communication interferes complete execution of the tag operations. Communication errors, such as message loss or tag’s disappearance from the RF-field of the reader, cause partial writes or the indeterminate state of RFID data. As a result, RFID data remain inconsistent. The idea of this paper is to model tag operations as RFID transaction and provide consistency of RFID data in point of transaction processing. To do this, this paper first defines RFID transaction and discusses unique characteristics of RFID transaction compared from other transactions. This paper also proposes a reprocessing transaction model to ensure commit of incomplete transactions. The proposed model creates a reprocessing transaction for an incomplete transaction and resumes execution of the transaction when the corresponding tag is re-observed by any reader. This paper also proposes a continuous-query based concurrency control mechanism to provide consistency of RFID data during the reprocessing. Experimental study shows that the proposed model increases the number of successful executions of RFID transactions as well as preserves consistency of RFID data.

Techniques for Efficient Reading of Semi-Passive Sensor Tag Data

김수한(Soohan Kim),류우석(Wooseok Ryu),홍봉희(Bonghee Hong) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.46 No.3

본 논문은 반수동형 센서 태그의 센서 데이터를 효율적으로 읽기에 대한 주제를 고찰한다. 콜드 체인 관리 시스템에서는 데이터의 손실이 없이 센서 데이터가 완전하게 읽히고 빠른 처리 시간 안에 센서 태그 데이터를 읽는 것을 요구한다. 하지만, 센서 태그 데이터를 읽을 때 전파방해나 장애물과 같은 RF 환경에 의한 간섭을 받게 된다. 본 연구에서는 이러한 원인이 센서 데이터의 손실을 발생시키고 데이터 손실이 발생하였을 때 센서 데이터를 읽는데 더 많은 시간이 걸리는 것을 알아냈다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 우리는 센서 데이터의 효율적인 읽기를 보장해주는 트랜잭션 처리 메커니즘을 제안한다. 이를 위해, 우리는 읽기 트랜잭션 실행을 위해 동적 패킷 크기 기법과 데이터 복구 기법을 설명한다. 이러한 기법은 대용량의 데이터를 위한 처리시간 단축뿐만 아니라 읽기 연산의 신뢰성 또한 개선시킨다. 본 논문에서 데이터의 손실도 없고 많은 시간 소요도 없는 센서 데이터의 효율적인 읽기 수행의 개선에 기여함을 확인 하였다. This paper investigates the issue of efficient reading for sensor data of semi-passive sensor tag. The Cold Chain management system requires complete sensor data without data loss and the short processing time of reading sensor tag data. However, reading the sensed data could be interfered by RF environment such as a jamming, obstacle and so on. This study found that it could lead to loss of the sensed data and takes much time to read it when data loss is occurred. To solve this problem, we propose the transaction processing mechanism that guarantees efficient reading of the sensed data. To do this, we present the technique of dynamic packet size and technique of data recovery to execute read transaction. These techniques improve the reliability of reading operation as well as speed up of read process for the large capacity data. This paper contributes to the improvement of efficient reading of sensed data without any loss of data and large time required.

Techniques for Efficient Reading of Semi-Passive Sensor Tag Data

김수한,류우석,홍봉희,Kim, Soo-Han,Ryu, Woo-Seok,Hong, Bong-Hee The Institute of Electronics and Information Engin 2009 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.37 No.9

본 논문은 반수동형 센서 태그의 센서 데이터를 효율적으로 읽기에 대한 주제를 고찰한다. 콜드 체인 관리 시스템에서는 데이터의 손실이 없이 센서 데이터가 완전하게 읽히고 빠른 처리 시간 안에 센서 태그 데이터를 읽는 것을 요구한다. 하지만, 센서 태그 데이터를 읽을 때 전파방해나 장애물과 같은 RF 환경에 의한 간섭을 받게 된다. 본 연구에서는 이러한 원인이 센서데이터의 손실을 발생시키고 데이터 손실이 발생하였을 때 센서 데이터를 읽는데 더 많은 시간이 걸리는 것을 알아냈다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 우리는 센서 데이터의 효율적인 읽기를 보장해주는 트랜잭션 처리 메커니즘을 제안한다. 이를 위해, 우리는 읽기 트랜잭션 실행을 위해 동적 패킷 크기 기법과 데이터 복구 기법을 설명한다. 이러한 기법은 대용량의 데이터를 위한 처리시간 단축뿐만 아니라 읽기 연산의 신뢰성 또한 개선시킨다. 본 논문에서 데이터의 손실도 없고 많은 시간 소요도 없는 센서 데이터의 효율적인 읽기 수행의 개선에 기여함을 확인하였다. This paper investigates the issue of efficient reading for sensor data of semi-passive sensor tag. The Cold Chain management system requires complete sensor data without data loss and the short processing time of reading sensor tag data. However, reading the sensed data could be interfered by RF environment such as a jamming, obstacle and so on. This study found that it could lead to loss of the sensed data and takes much time to read it when data loss is occurred. To solve this problem, we propose the transaction processing mechanism that guarantees efficient reading of the sensed data. To do this, we present the technique of dynamic packet size and technique of data recovery to execute read transaction. These techniques improve the reliability of reading operation as well as speed up of read process for the large capacity data. This paper contributes to the improvement of efficient reading of sensed data without any loss of data and large time required.

태그 메모리 접근을 위한 RFID 미들웨어의 쓰기 프로토콜

류우석,홍봉희,최병운 한국정보과학회 2009 데이타베이스 연구 Vol.25 No.2

The RFID tag provides additional memory to store various information about the tagged item. The application can get business specific information more efficiently by accessing tag memory data without accessing global network. However, RFID system uses wireless network between the reader and the tag, communication message between middleware and tag would be lost because of interferences. If the message is missed during tag writing, middleware cannot determine whether tag information was updated or not. To solve this problem, we define UNSURE state for message loss during writing operation and propose protocol to handle UNSURE state. If a reader doesn’t receive reply from the tag, it generates UNSURE and middleware repeat writing until tag was not observed or succeed. When application terminates transaction, middleware determines whether transaction has unsure operation or not. If transaction has unsure operation, transaction would be pre committed and transaction remains as state of ‘PRECOMMIT’. When tag, which is in UNSURE_LIST, would be observed after pre committed, middleware continue previous operation and solve the state of UNSURE. If transaction doesn’t have operation of UNSURE state, transaction would be committed. 무선인식 기술이 발전함에 따라 전자태그는 다양한 정보들을 저장할 수 있는 추가적인 메모리 공간을 제공함으로써, 응용에서 태그 메모리 공간에 각 응용이 필요로 하는 정보를 기록하여 무선인식 기술을 보다 효율적으로 활용할 수 있다. 그러나 무선인식 기술은 무선 네트워크 망을 사용하기 때문에 전파 장애와 다수의 태그로 인한 상호간섭이 발생할 수 있다. 특히 이러한 장애로 인한 메시지 유실 문제로 인해 쓰기 과정 중 태그의 상태를 알 수 없는 불확실한 상태가 발생하게 된다. 이 논문에서는 무선인식 미들웨어가 태그에 정보를 기록하고자 할 때 발생할 수 있는 문제점을 제시하고 이를 효과적으로 해결하기 위한 프로토콜과 트랜잭션 기법을 제안한다. 이를 위하여 메시지 유실이 갖는 의미를 분석하여 태그의 정보 기록시 발생하는 불확실 상태를 정의하고 해결책으로써 불확실 상태가 발생했을 때의 프로토콜을 제시한다. 그리고 태그와 미들웨어의 정보 사이에 일관성 유지를 위해 무선인식 트랜잭션에서의 준완료와 준완료 후의 추가 작업을 통한 트랜잭션 완료 기법을 제시한다.