홈 네트워크 환경에서의 동적 확장성과 부하분산을 위한 다중 미들웨어 브리지

김연우,장현수,송창환,엄영익 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.16 No.4

For implementing the ubiquitous computing environments with smart home infrastructures, various research on the home network have been performed by several research institutes and companies. Due to the various home network middleware that are developed recently, the standardization of the home network middleware is being delayed and it calls for the middleware bridge which solves the interoperability problem among the heterogeneous middlewares. Now the research on the scheme for interoperability and the development of the various bridges are in progress, such as one-to-one bridge supporting interoperability between two middlewares and one-to-many bridge supporting interoperability among the multi-middlewares. However, existing systems and schemes does not consider the dynamic extensibility and performance that is particularly needed in the smart home environments. The middleware bridge should provide bridge extensibility with zero-configuration for non-expert users. It should also provide the load balancing scheme for efficient and proper traffic distribution. In this paper, we propose a Multi-Middleware Bridge(MMB) for dynamic extensibility and load balancing in home network environments. MMB provides bridge scalability and load balancing through the distributed system structure. We also verify the features such as interoperability, bridge extensibility, and the performance of the load balancing algorithm. 스마트 홈 인프라를 기반으로 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 구축하기 위해, 여러 연구기관과 산업체에서는 홈 네트워크에 대한 다양한 연구를 진행하고 있다. 이로 인해 다수의 홈 네트워크 미들웨어들이 제안되었으며, 이는 홈 네트워크 표준화를 지연시켰고, 이러한 표준화의 지연은 이기종 미들웨어 간 상호운용성 문제를 해결할 수 있는 미들웨어 브리지를 요구하였다. 현재 두 미들웨어에 대한 상호운용성을 지원하는 일대일 브리지, 다수의 미들웨어에 대한 상호운용성을 지원하는 일대다 브리지 등 여러 미들웨어 브리지에 대한 개발과 상호운용성 지원 기법에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 기존의 시스템과 기법들은 특히 스마트 홈 환경에서 요구되는 동적 확장성과 성능에 대한 고려가 부족하다. 미들웨어 브리지는 전문적인 지식이 없는 사용자를 위해 브리지의 수정 없이 쉽게 새 미들웨어를 추가할 수 있는 브리지 확장성을 제공해야 한다. 또한 브리지는 메시지 집중을 해결할 수 있는 부하 분산 기법 역시 제공해야 한다. 본 논문에서는 홈 네트워크 환경에서의 동적 확장성과 부하분산을 위한 다중 미들웨어 브리지(Multi-Middleware Bridge, MMB)를 제안한다. MMB는 분산 구조를 통해 브리지 확장성과 부하 분산 기능을 제공한다. 또한 이에 대한 구현과 평가를 통해, 상호운용성 지원 기능과 브리지 확장성, 부하분산 알고리즘의 성능을 검증한다.

Reader level filtering for efficient query processing in RFID middleware

Kabir, Muhammad Ashad,Han, Jun,Hong, Bonghee Elsevier 2015 JOURNAL OF NETWORK AND COMPUTER APPLICATIONS - Vol.48 No.-

<P><B>Abstract</B></P> <P>In RFID systems, middleware is used to filter a large amount of streaming data gathered continuously from readers to process application requests. The high volume of data makes the middleware often in a highly overloaded situation. The reader filtering capability can be used to reduce data volume and middleware work-load. However, if the middleware dispatches query conditions to readers without any adjustment, it may generate a huge amount of duplicate data and imposes considerable load on the middleware. As such, an appropriate schema for data volume reduction is required. In this paper, we propose a query decomposition technique to divide queries into sub-queries for middleware and reader level execution. This new approach of query execution resolves the problem of duplicate data generation. Our experiments show that the proposed approach considerably improves the performance of middleware by reducing query processing time and network traffic between reader and middleware.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> We exploit RFID readers' filtering capability for processing query efficiently. </LI> <LI> We present query models for RFID middleware and reader. </LI> <LI> We present algorithms to decompose query to process by middleware and reader. </LI> <LI> Our approach resolves the problem of duplicate data generation and improves the performance of middleware. </LI> </UL> </P>

Design of the Middleware for Wireless Sensor Node Based on IEEE1451.5

Joung-Han Lee 제어로봇시스템학회 2009 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2009 No.8

Ubiquitous Sensor Network (USN) systems require a mutually well combinable sensor middleware while maintaining system independence. These middleware are provided differently according to the system characteristics ofeach producer. Due to these proprietary APIs, Middleware are not applicable for compatibility between a variety of applications and Hardware platforms. National Institute of Standards and Technology (NIST) has offered IEEE1451 which provides common interface and API to maintain independence and compatibility between a network and a transducer such as an actuator and a sensor. This paper suggests the Simple middleware for the Wireless sensor node using a standard API of IEEE1451.5 This middleware can keep the transducer and network module mutuallyindependent and compatible because it uses IEEE1451.5 API between application and hardware platform. Network Capable Application Processor (NCAP) and Wireless Transducer Interface Module (WTIM) required for the connection of the Ubiquitous is designed with this middleware and a data transmission is checked after understanding an order of apreviously suggested simple middleware-mounted wireless connection protocol of WTIM.

Middleware-based Cooperative Context Dissemination for Smart Home Application

M. Robiul Hoque,M. Humayun Kabir,Dong-Hyuk Lim,Sung-Hyun Yang 보안공학연구지원센터 2015 International Journal of Smart Home Vol.9 No.10

A smart home service is provided by following several contexts of environment and user activities. Moreover, some contexts are common for different services. So, it is unwise to separately compute the same context for different services due to the processing time cost, here a context reusable mechanism can significantly reduce the context computing cost. For this purpose, middleware-based implementation is a good alternative. Middleware uses raw data through sensors and user profiles from database then generates context using these data, and finally conveys context to applications. In this paper, we propose a middleware architecture that shares context in a cooperative manner so that it can be reused among applications. Basically, this middleware generates a particular context at once for a time interval and disseminates among registered applications using a new mechanism. Measuring inequality of the context computing time over application-based implementation exposes the effectiveness of this middleware.

ALE 미들웨어를 위한 KKR 코드 변환

변지웅,변영철,이동철,Byun, Ji-Woong,Byun, Yung-Cheol,Lee, Dong-Cheol 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.10

RFID 미들웨어는 RFID 리더 장치에서 들어오는 EPC 데이터를 응용이 원하는 형태로 가공하여 응용으로 전송하는 시스템 소프트웨어이다. 한편, 사실상 국제 표준을 선도하는 EPCglobal에서 제안한 RFID 미들웨어 스펙인 ALE 미들웨어는 EPC 코드 체계만을 고려하고 있다. 따라서 국내 RFID 산업의 활성화를 위하여 NIDA에서 발표한 KKR이라는 새로운 코드 체계는 ALE 미들웨어에서 처리할 수 없는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 ALE 미들웨어에서 KKR 코드를 처리할 수 있는 방법을 제안하였으며, 이를 실제로 구현하여 ALE 미들웨어에 적용하여 테스트하였다. 또한 KKR 코드를 ALE 미들웨어에서 적절히 처리할 수 있도록 URN 데이터형식을 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 KKR 코드 변환 방법 및 데이터 표현 형식을 사용할 경우, 국제 표준을 따르는 기존의 ALE 미들웨어에서 KKR 코드를 효과적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 RFID 미들웨어 및 기존 시스템과의 연동도 효과적으로 지원할 수 있다. RFID middleware is the system software that converts EPC data collected from RFID reader devices into meaningful data, that users want, and transfers the result to the users with a variety of protocols. ALE specification, the RFID middleware specification proposed by EPCglobal that is a leading group of do facto international standards with respect to RFID, can handle only EPC code. Meanwhile, a new code system which is called KKR was proposed by NIDA in order to represent RFID tag data in a specific manner and cultivate the domestic RFID industry. In this case, the existing RFID middleware can not process KKR code system because of inherent attributes of the system. In this paper, we proposed a method of KKR code conversion to properly process KKR code in ALE middieware, implemented our method in real, and adopted it into existing ALE middleware. Also, we proposed a new URN format for RFID tag data to manipulate KKR code in ALE middleware. By using the proposed method, the existing ALE middleware conforming to international specification can handle KKR code effectively, and the integration among RFID middleware and legacy systems can be easily supported also.

Development of RFID Middleware for Small and Medium Enterprises

Soon Goo Hong,Hyun Soo Kim,Hyung Rim Choi,Dae Hyung Lee,Yang Suk Kang,Jae Young Park 한국로고스경영학회 2008 한국로고스경영학회 학술발표대회논문집 Vol.2008 No.5월

The RFID technology enabling traceability of products has influenced to even Small and Medium sized Entrepreneurs. A RFID system consists of such RF equipments as readers. antennas and tags, and middleware. The main functions of middleware are to identify massive tag data and then filter them into the meaningful data for the various applications. Major IT companies including Oracle and IBM have developed RFID middlewares for their commercial purposes. However, those middlewares that can deal with many readers and massive tags at once are not appropriate for the SMEs, because of high costs and unnecessary functions. Thus, in this study we developed the middle that was suitable to the SMEs. To this end, user requirements were identified through the interview and then, system design was conducted. Finally, the middleware developed in this study was tested for its validity.

RFID 미들웨어 검증을 위한 온라인 가상 리더 도구

박제관(Jekwan Park),류우석(Wooseok Ryu),홍봉희(Bonghee Hong) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.9

RFID 기술이 적용되는 응용환경이 다양해 짐에 따라, 물류, 제조, 의약 분야의 다양한 기업들이 RFID 솔루션 도입을 적극 검토하고 있다. 이러한 기업환경의 RFID 솔루션에서는 리더와 응용 서비스간의 독립성을 보장해주며, 대량의 데이터 수집 및 정제 기능을 가진 RFID 미들웨어가 필수 적인 요소이다. 대량의 데이터와 질의를 처리하는 미들웨어 시스템에서는 데이터 수집 능력과 질의 처리 능력이 매우 중요한 요소이며, 다수의 리더에서 Tag Data가 동시에 전송되는 환경에서의 테스트가 반드시 필요하다. 실제로 RFID 리더가 설치된 환경에서 테스트를 수행하기에는 금전적, 인적 비용이 너무 많이 소모되므로, RFID 미들웨어는 반드시 소프트웨어적인 방법으로 테스트 되어야 한다. 그러나, 기존의 테스트 방법들은 단순히 리더의 프로토콜을 에뮬레이션 하였기 때문에, 미들웨어의 능력을 테스트 할 수 없었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 이 논문에서는 RFID 미들웨어의 검증을 위한 온라인 가상 리더 도구를 제안한다. RFID 미들웨어의 데이터 수집 능력을 테스트 하기 위해 다수의 파라미터를 제안하였고, 가상 리더 도구는 이러한 파라미터를 통해 가상 데이터를 생성하는 리더환경을 에뮬레이션 해준다. 또한 이 논문에서는 RFID 미들웨어의 질의 능력을 검증하는 방법과 그를 위한 하나의 파라미터를 제안한다. RFID has become one of the necessary technologies for a wide area of application such as logistics, manufacture and medicine. RFID middleware is an essential system for collecting and filtering mass data in RFID system, which ensures independency between various readers and applications. Scalability about diverse readers and query processing are important element in RFID middleware so that these capabilities should be tested in numerous readers environment. RFID middleware should be tested by testing software because constructing test environment by RFID devices spend high expense about money and human resource. However, previous testing method can’t test those capabilities because it is just emulate reader’s protocol. To resolve this problem, this paper proposes an on-line virtual readers toolkit for evaluating RFID middleware. On-line virtual reader toolkit provides reader environment emulation for generating test data through parameters, we propose for testing data collection capability of RFID middleware. We also propose a parameter and a method for evaluating query processing capability of RFID middleware.

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.

홈 네트워크 서비스 구축을 위한 미들웨어 설계 및 구현

이승주,Lee, Seung-Joo 한국정보기술전략혁신학회 2007 情報學硏究 Vol.10 No.4

In this paper, we propose a design and implementation of Home Network Middleware which offer integrated service of electronic products. Most senior nations setting to core paradigm to ubiquitous computing techniques and effort to get the novel information and making more power about information techniques. But, they don't have a skill to Home Network Middleware in electronic products. It is a more important in Home Network Middleware. So, we will try to study about Home Network Middleware skill. And suggest to proposition that is a novel Home Network Middleware.

Reader Level Filtering for Query Processing in an RFID Middleware

카빌무하마드아샤드(Muhammad Ashad Kabir),류우석(Wooseok Ryu),홍봉희(Bonghee Hong) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.45 No.3

RFID 환경에서 미들웨어는 응용프로그램의 질의에 따라 리더로부터 끊임없이 들어오는 태그 데이터 스트림을 여과하고 수집하는 역할을 수행한다. 이때, 태그 데이터가 많을수록 미들웨어의 부하가 증가한다. 따라서 본 논문에서는 미들웨어의 부하를 줄이기 위해 리더 단계 여과 기법을 제안한다. 먼저 리더에서의 여과기능을 분석하고 응용프로그램에서 전달된 질의를 미들웨어에서 처리할 질의와 리더에서 처리할 질의로 분류한다. 또한 응용에서 전달되는 질의들을 분석하여 중복된 질의들을 단일 질의로 변환하여 리더로 전달되는 질의의 수를 감소시킴으로서, 리더로부터 전송되는 태그 데이터 수를 최소화한다. 본 논문에서 제안한 질의 계획을 토대로 RFID 미들웨어를 설계 구현하였으며, 제안한 질의 계획이 미들웨어에서의 처리 시간 및 리더에서 미들웨어로 전송되는 데이터 트래픽을 감소시키는 것을 실험을 통해 입증하였다. In RFID system, Middleware collects and filters streaming data gathered continuously from readers to process applications requests. The enormous amount of data makes middleware in highly overloaded. Hence, we propose reader level filtering in order to reduce overall middleware load. In this paper, we consider reader filtering capability and define query plan to minimize number of queries for processing into middleware and reader level. We design and implement middleware system based on proposed query plan. We perform several experiments on implemented system. Our experiments show that the proposed query plan considerably improves the performance of middleware by diminishing processing time and network traffic between reader and middleware.