유비쿼터스 센서 네트워크 환경에서 온톨로지와 규칙을 이용한 지능형 서비스 미들웨어

박종현(Jong-Hyun Park),강지훈(Ji-Hoon Kang) 한국컴퓨터정보학회 2010 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.15 No.10

USN 미들웨어에 대한 몇몇 연구가 이미 존재하지만 아직까지 미들웨어 표준이 정의되지는 않은 상태이므로 어떠한 미들웨어가 가장 효과적일지는 알 수 없다. 특별히 본 논문에서는 미들웨어의 많은 기능들 가운데 센서 네트워크 환경에서 지능형 서비스를 제공하는 것을 목표로 한다. 센서를 기반으로 하는 많은 응용들은 단순히 센서의 값을 취하거나 모니터링 하기 위해서센서를 사용하기보다는이를기반으로 상황을인지하고 지능형서비스를 제공하기를 원한다. 그러나 현재 센서 네트워크 미들웨어 수준에서 지능형 서비스를 지원하기 위한 필요성은 인식하고 있으나, 구체적으로 어떻게 지능형 서비스를 제공할 것 인지에 대한 연구는 찾아보기 힘들다. 그러므로 본 논문에서는 범용의 USN 미들웨어에서 지능형 서비스를 지원하기 위한 컴포넌트를 설계하고 구체적인 서비스지원 방법을 제안한다. 이러한 목적을 위하여 본 논문에서는USN 미들웨어 응용에서 제공하는 서비스와 센서 네트워크를 정의하고 두 개념들을 연계하기 위해서 센서-서비스 온톨로지를 제안한다. 센서-서비스 온톨로지는 저수준의 정보로부터 고수준의 정보를 추론하기 위하여 사용된다. 또한 응용의 상황 정보를 추론에 반영하기 위하여 규칙을 이용한 추론방법을 제안한다. 논문은 제안한 지능형 서비스 미들웨어는 프로토타입을 구현하고 성능평가를 통하여 다양한 응용을 위해서 사용될 수 있음을 보인다. There are some of the studies on sensor middleware. However the standard middleware has not yet been defined. Especially, this paper focuses on the processing an intelligent service of the main functions of middleware. Several applications in the sensor network environment support not only monitoring services, but also sensor-based context-awareness and intelligent services based on sensors. However, the previous studies about USN middleware only mentioned the need for intelligent service and did not discuss the architecture and method for supporting the intelligent service in detail. Therefore this paper designs a USN middleware for providing intelligent services and proposes the method for processing the services. For this purpose, this paper proposes the Sensor-Service ontology to define the concept of services and sensors for USN applications and the relationship between them. The Sensor-Service ontology is used to infer high-level information from low-level information. To apply a variety of environmental context to intelligent services, the paper uses the rule-based reasoning. This paper implements the proposed intelligent service middleware as a prototype and then shows that the middleware can be used for a variety of USN applications through the performance evaluation.

의료환경에서 효율적인 이벤트 처리를 위한 RFID/USN 통합 미들웨어 설계에 관한 연구

박주희(Joo-Hee Park),박용민(Yong-Min Park) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.34 No.12D

현재 RFID와 USN에 대한 많은 연구와 개발이 이루어지고 있으며, 특히 의료분야는 u-Healthcare와 결합된 보건의료산업과 서비스에서 국제적인 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대되고 있다. RFID와 USN은 짧은 시간에 많은 양의 데이터를 발생한다. 이러한 많은 양의 데이터를 효과적으로 처리하기 위해서는 데이터의 패턴을 정의하여 의미 있는 데이터를 필터링 할 수 있는 통합 미들웨어 기술이 필수적이다. 본 논문에서는 의료환경에서 RFID와 USN에서 발생하는 데이터를 효율적으로 처리하기 위해 이벤트 기반의 통합 미들웨어를 제안한다. 본 연구를 통해 현재 보건의료 환경에서 각각 적용되어 있는 RFID와 USN 환경을 통합하여 효율적인 데이터 전송 및 관리가 가능하게 될 것으로 전망한다. Nowadays there are many studies and there's huge development about RFID and USN which have great developmental potential to many kinds of applications. In particular, the healthcare field is expected to could be securing international competitive power in u-Healthcare and combined medical treatment industry and service. Wide deployment of RFID and USN will generate an unprecedented volume of primitive data in a short time. Thus, emerging applications must filter primitive data and correlate them for complex pattern detection and transform them to events that provide meaningful, actionable information to end application. In this paper, we design a integrated RFID/USN middleware base on the event processing. Integrate RFID and USN system had applied each now in medical treatment through this study and efficient data transmission and management forecast that is possible.

Design and Implementation of a USN Middleware for Context-Aware and Sensor Stream Mining

Jin, Cheng-Hao,Lee, Yang-Koo,Lee, Seong-Ho,Yun, Un-il,Ryu, Keun-Ho Korea Spatial Information Society 2011 한국공간정보학회지 Vol.19 No.1

Recently, with the advances in sensor techniques and net work computing, Ubiquitous Sensor Network (USN) has been received a lot of attentions from various communities. The sensor nodes distributed in the sensor network tend to continuously generate a large amount of data, which is called stream data. Sensor stream data arrives in an online manner so that it is characterized as high-speed, real-time and unbounded and it requires fast data processing to get the up-to-date results. The data stream has many application domains such as traffic analysis, physical distribution, U-healthcare and so on. Therefore, there is an overwhelming need of a USN middleware for processing such online stream data to provide corresponding services to diverse applications. In this paper, we propose a novel USN middleware which can provide users both context-aware service and meaningful sequential patterns. Our proposed USN middleware is mainly focused on location based applications which use stream location data. We also show the implementation of our proposed USN middleware. By using the proposed USN middleware, we can save the developing cost of providing context aware services and stream sequential patterns mainly in location based applications.

USN 기반 다중 프로토콜 게이트웨이 미들웨어 설계

홍성일(Sung-Il Hong),인치호(Chi-Ho Lin) 한국통신학회 2013 韓國通信學會論文誌 Vol.38 No.11(네트워크)

본 논문에서는 USN 기반 다중 프로토콜 게이트웨이 미들웨어의 설계를 제안한다. 제안된 다중 프로토콜 게이트웨이 미들웨어는 송신 메시지 형식을 정의하고, UART를 사용하여 MCU 외부 응용 프로그램에 연결을 위하여 USN 모듈 인터페이스 프로토콜을 사용하였다. 이 경우, 게이트웨이는 설정정보와 함께 지그비 모듈과의 통신 상태를 확인하고, 지그비 시리얼 PDU 형식을 설정한다. 제안된 다중 프로토콜 게이트웨이 미들웨어 실험 결과, 전력제어 및 통신제어 실험을 통해 재생 중계 장치를 사용하는 게이트웨이보다 다중 프로토콜 게이트웨이를 사용하는 통합 프로토콜 게이트웨이의 효율성을 입증하였다. In this paper we propose design of a multi-protocol gateway middleware based on USN. The proposed multi-protocol gateway middleware defined the transmit messages format, and were used the USN module interface protocol for connect to external application MCU using the UART. In this case, the gateway was checks the communication state of Zigbee module with settings information, and setting Zigbee serial PDU format. The experimental results of the proposed multi-protocol gateway middleware were proved the efficiency of integrate protocol gateway to use the multi-protocol gateway than gateway to using the repeater through the power control and communications a controlled experiment.

이질적인 지오센서 네트워크 데이터의 효율적인 수집 및 관리를 위한 미들웨어 시스템

김민수,이충호 대한공간정보학회 2012 Spatial Information Research Vol.20 No.1

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. 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.

유비쿼터스 센서 네트워크 기술에 관한 연구

이현재(Hyeon-jae Lee),이헌택(Houn-taek Lee),신현식(Hyun-sik Shin) 한국전자통신학회 2009 한국전자통신학회 논문지 Vol.4 No.1

본 논문에서는 21세기의 사회적 환경적 그리고 기술 발전의 방향까지도 대표하는 유비쿼터스 환경에 적합한 센서 네트워크 기술에 대해 발전 동향을 살펴본다. 지금 연구되고 있는 다양한 유비쿼터스 센서 네트워크의 기술들을 이해하고 앞으로의 발전 방향을 예측하기 위해 센서 네트워크 기술 개요를 살펴보고, 센서네트워크의 요소기술인 하드웨어 플랫폼과 센서 OS 기술을 알아보며, 센서 인터페이스 기술과 센서 미들웨어에 대해 연구한다. In this paper, we study the development trend of Ubiquitous Sensor Network Technologies which represent social, environmental and technical development at 21century. To understand and forecast various Ubiquitous Sensor Network Technologies, we introduce element technic; hardware platforms, sensor operating system sensor interface and sensor middleware.

A Study of the Middleware System for the Construction of u-Healthcare System

김의창,Kim, Yei-Chang The Society of Digital Policy and Management 2008 디지털융복합연구 Vol.6 No.3

-Healthcare란 건강관련 정보를 시간과 공간의 제약 없이 수집, 처리, 전달, 관리할 수 있게 해줌으로써 원격지 의료서비스를 제공하는 것을 말한다. 본 논문은 USN을 활용하여 원격에서 측정된 의료정보를 수집하여 서버에 전달하는 미들웨어 시스템을 시뮬레이션 했다. 헬스 케어기기에서 측정된 데이터를 USN을 통해 원격지의 서버로 전송하는데, 데이터의 전송에는 근거리 무선통신기술인 Zigbee를 사용하였다. 이러한 과정에서 헬스 케어기기와 서버사이에 미들웨어를 두어 측정된 이진코드 데이터를 텍스트데이터로 변환하여 서버의 헬스케어 시스템에 저장한다. 서버에 저장된 환자들의 의료정보는 의료진이 활용할 수 있도록 했다. 또한, 미들웨어 시스템에서는 데이터의 필터링을 통해 불필요한 데이터를 삭제해 서버의 부하를 줄여서, 외부 어플리케이션의 질의에 대한 정보제공을 용이하게 했다.

USN기반 다중접속 프로토콜 및 미들웨어에 적합한 알고리즘에 관한 연구

강정용(Jeong-yong Kang) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.1A

유비쿼터스 센서 네트워크를 위한 USN 메타데이터 정의 및 메타데이터 관리 시스템

박종현(Jong-Hyun Park),강지훈(Ji-Hoon Kang) 한국컴퓨터정보학회 2011 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.16 No.6

유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 환경은 다양한 센서들을 기반으로 사용자에게 고급의 서비스를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이러한 환경에서 센서 및 센서 노드, 그리고 센서 네트워크는 이종으로 존재하며 그 특성 또한 매우 다양하다. 그러므로 이들 사이에 상호운용성을 위하여 단일의 메타데이터를 정의하고 이를 효과적으로 관리하는 것은 매우 중요한 일이다. 이를 위하여 OGC(Open Geospatial Consortium) 에서는 센서를 모델링하기 위한 표준 언어로 SensorML(Sensor Model Language)을 제안하고 있다. 그러나 SensorML은 센서들 사이의 처리 모델을 기술하고, 이 때 필요한 각 센서들의 정보를 기술할 수 있는 프레임워크를 제공하는 것이 그 목적이다. 그러므로 SensorML이 USN 메타데이터를 기술하기 위해서 최적화 되었다고 보기는 어렵다. 본 논문에서는 센서 장치, 센서 노드 그리고 센서 네트워크 정보를 응용 입장에서 바라보고 기술하기 위한 USN 메타데이터를 정의한다. 또한 논문은 제안된 USN 메타데이터를 효과적으로 저장하고 검색하기 위한 방법을 제안하고 이를 기반으로 하는 USN 메타데이터 관리 시스템을 구현한다. 메타데이터 관리 시스템은 성능평가를 통해 그 유효성을 보인다. 논문에서 제안하는 센서 메타데이터는 SensorML을 기반으로 하므로 USN 환경에서 상호운용성을 유지할 수 있을 것이며, 메타데이터 관리 시스템은 USN 미들웨어나 응용에서 메타데이터 관리를 위해 직접 활용될 수 있을 것이다. The goal of Ubiquitous Sensor Network(USN) environments is to provide users high quality services based on a variety of sensors. In this environment, sensor devices, sensor nodes and sensor networks are heterogeneous and have various characteristics. Therefore it is important for interoperability to define a metadata for describing USN resources. The OGC(Open Geospatial Consortium) proposes SensorML(Sensor Model Language) as a standard language for modeling sensors. However, SensorML provides a framework for describing a processing model among sensors rather than describing information of sensors. Therefore, to describe a USN metadata is not main purposes of SensorML. This paper defines a USN metadata which describes information about sensor device, sensor node, and sensor network. Also the paper proposes a method for efficiently storing and searching the USN metadata and implements a USN metadata management system based on our method. We show that our metadata management system is reasonable for managing the USN metadata through performance evaluation. Our USN metadata keeps the interoperability in USN environments because the metadata is designed on SensorML. The USN metadata management system can be used directly for a USN middleware or USN application.

센서 네트워크의 정보검색 및 통신프로토콜 성능향상 알고리즘에 관한 연구

강정용(Jeong-Yong Kang) 한국통신학회 2010 韓國通信學會論文誌 Vol.26 No.9

정보 검색서비스 모델 도출 영역에서는 정보 검색시스템을 각 센서 네트워크의 서비스로의 추상화를 기반으로 동적으로 필요한 센서 네트워크 서비스의 검색서비스로 제공하는 시스템으로 정의하였다. 이어 효율적인 정보 검색서비스의 요구사항을 정의하였으며 이러한 요구사항을 만족시킬 수 있는 성능 분석 모델을 개발하였으며 마지막으로 효과적인 설계 공간을 도출하였다. USN 기술 현황 분석 영역에서는 USN 시스템 기술, USN 네트워킹 기술, 그리고 USN 미들웨어 및 서비스플랫폼 부문으로 분류한 후 각 기술부분별로 세부기술에 대하여 국내외 대표적인 기술개발의 내용과 현황을 조사. 분석 결과를 제시한다. 이러한 기술 분석의 결과를 바탕으로 USN 소프트웨어 모델 도출 영역에서는 센서 네트워크의 센싱, 데이터 저장, 데이터 네이밍, 네임서비스 부문에 대하여 모델을 도출한다. 이러한 모델 도출은 USN 하드웨어 및 소프트웨어의 참조 모델을 제시한다. 정보 검색서비스 아키텍처프레임워크 개발 영역에서는 입력 쿼리 명세, Lookup, 분산 레졸루션을 위한 성능확장성 측면에서 효과적인 시스템 구축 프레임워크로 DNS 기반 정보 검색서비스 아키텍처와 DHT 기반 정보 검색서비스 아키텍처 프레임워크를 제시하였다. Recently research efforts for ubiquitous technology that includes RFID(Radio Frequency Deification and sensor networks are conducted very actively The architectural framework of the USN sensor network discovery service. The survey of the USN technology is conducted on four technological visions that contain USN system technology USN networking technology and USN middleware along with the service platform, With respect to each technological division domestic and worldwide leading research projects are primarily explored with their technical features and research projects are primarily explored with their technical features and research outputs. Boasted on the result of the survey we establish a USN software model that includes data sensing, sensor data storage sensor data storage sensor data naming and sensor feed name service. This main objective of this model is to provide a reference model for the facilitation of USN application developments.