상황 인식을 통한 지능적인 시스템은 홈 자동화 서비스를 제공하기 위하여 매우 중요한 요소로서 강조된다. 본 논문에서 홈 자동화를 구현하기 위하여 홈 내부에서 일어나는 여러 가지 사건들을 사용자 각각에 대하여 다양한 장치를 이용하여 케이스 별로 수집하여 데이터를 저장하고, 케이스 별로 저장된 데이터를 트레이닝 데이터로 이용하여 신경회로망 알고리즘으로 학습을 시켜서 지능적인 홈 자동화 시스템을 구현한다. 이러한 지능적인 홈 자동화 시스템은 사용자에게 적절한 상황에 적절한 서비스를 스스로 판단하여 제공함으로서 거주자의 편의를 제공할 수 있다.
기존의 홈 자동화 시스템은 유선 전화망을 이용하여 사용자는 집으로 전화를 걸어 안내방송에 따라 서비스 코드를 입력하는 방식이었다. 하지만 이러한 음성 제어 방식은 사용자가 서비스 코드를 인식해야 하는 경우 주위 환경이나 통화 상태에 따라 사용이 불편할 수 있고 신뢰도가 떨어질 수 있으며 유지 보수적인 면에서 확장성이 낮은 단점을 갖는다. 본 논문에서는 WAP을 이용한 무선 홈 자동화 제어 시스템을 소개하며 이 시스템은 WAP 서비스를 이용하여 집안의 가전기기를 제어하거나 기기의 상태 정보 등을 사용자의 무선 핸드폰으로 전달해 주는 시스템이다. 즉, 무선인터넷 프로토콜인 WAP을 이용하여 시각적으로 사용자에게 시스템 정보를 전달해 주도록 했으며, 운영체제가 포팅(porting)된 임베디드 시스템을 사용함으로써 홈 자동화 제어 시스템이 쉽게 확장 가능하도록 설계 및 구현하였다.
본 논문에서는 홈 자동화 네트워크의 대표적으로 자리잡고 있는 론웍스(Lonworks) 시스템의 하드웨어 플랫폼인 뉴론칩(Neuron) 기반의 노드를 대신하는 새로운 구조를 갖는 홈 자동화 제어기를 제안한다. 기존의 론웍스 해답(Solution)은 8비트 프로세서인 뉴론칩을 모든 노드들이 중앙처리장치로 사용하므로 고성능의 처리를 필요로 하는 응용 프로그램은 구현할 수 없었다. 또한 뉴런C(Neuron C) 언어를 사용하여 응용 프로그램을 개발하므로 C 언어에서 파생된 언어인 뉴런C 언어를 새롭게 배워야 하는 번거로운 점을 가지고 있으며, 뉴런C 컴파일러(Compiler)를 비롯한 LonMaker 등의 고가의 개발 장비를 구비해야 하므로 개발자로 하여금 개발비용에 대한 부담이 컸다. 이에 본 논문에서는 처리능력이 뛰어나며 저전력 특성을 갖춘 스트롱암(SA1110)칩을 메인 프로세서로 사용한 홈 자동화 제어기인 ECONICS를 개발했다. 이 ECONICS는 홈 제어 네트워크를 구성하기 위해 통신 하드웨어 및 ANSI 표준 프로토콜인 EIA709.1 통신 프로토콜 스택을 가지고 있다. 제안된 홈 자동화 제어기를 통하여 기존의 론웍스 노드에서 구현하기 힘든 다양하고 복잡한 응용프로그램을 구현할 수 있게 되었고, 제안된 홈 자동화 제어기의 상업적 유용성을 증명하기 위해 기존의 론웍스 노드들과의 호환성을 확인하였으며 개발자로 하여금 기존의 C 언어를 통하여 응용프로그램을 개발하게 함으로써 추후 홈 자동화 제어기로써 파급효과가 클 것이다.
본 논문에서는 마이크로 컨트롤러를 사용한 다기능 스위치에 대하여 설명한다. 21세기 정보화 시대에 발 맞추어 산업 현장에서는 공장 자동화를 더불어 가정에서는 흠 자동화 시스템이 확산되고 있다. 공장 자동화 및 홈 자동화를 구현하기 위해서 컴퓨터의 사용은 불가피하다. 따라서 사용자와 컴퓨터간 인터페이스 기술과 컴퓨터와 제품간 인터페이스 기술을 요하게 된다. 본 논문의 다기능 스위치는 자동화 시스템 구현에 필요한 인터페이스를 제공해 준다. 또한 마이크로 컨트롤러가 탑재되어 있기 때문에 독립적으로 사용할 수 있다. 따라서 가정에서 간단한 홈 자동화를 구현 할 수 있으며 산업현장에서는 간단한 시퀀스 제어를 이용한 자동화 시스템에 사용될 수 있다. 또한 각종 시스템에 복합적으로 또는 독립적으로 사용이 가능하다.
본 논문에서는 스마트 홈과 홈 자동화 시스템을 위한 개인화된 헬스케어 서비스를 자동으로 선택하여 제공하기 위한 온톨로지 기술 및 OSGi 플랫폼 기반의 스마트 홈 상황 인지 서비스를 제안한다. OSGi와 같은 표준 프레임워크와 온톨로지와 같은 정교한 모델링 기술의 채택은 단순한 홈 자동화를 뛰어 넘어 가정 내에서의 추론 기반 지식 정보를 통해 헬스케어와 같은 개인화 서비스를 가능하게 해준다. 이를 위해 정보가전 기기와 RFID 및 센서 기기들로 구성되는 유비쿼터스 홈 네트워크 테스트 베드를 구축하고, 구축된 테스트 베드 상에서 상황 인지 개인화 서비스를 제공하는 프레임워크를 구현한다.
본 논문에서는 홈 자동화 네트워크으로 가장 각광을 받고있는 론웍스(Lonworks) 시스템을 구성 관리하는 홈 서버 플랫폼의 새로운 구조를 제안한다. Echelon사에서 제안하는 Lonworks 시스템의 구성관리 도구로서의 LonMaker는 자체적으로 개발한 LNS (Lonworks Network Service)라고 하는 비 표준화된 구성 관리 기술을 통해서 네트워크를 관리하도록 지원하며, 상기한 LNS를 인프라로 활용하는 도구로서, LNS는 빌딩 혹은 가정 내에 Lonworks 네트워크로 연결되어 있는 디바이스들에 대한 정보를 DB화하여 구축된 자료를 기반으로 하여 디바이스들간에 연동이 가능하도록 지원한다. 그러나 고가이며, 구성 관리를 한 디바이스 개수당 가격을 별도로 지불해야 하는 로열티가 있고, 이 역시도 하드웨어 제약사양인 뉴런칩(Neuron Chip)을 사용해야 한다는 점에서 개발자로 하여금 많은 부담을 주고 있다. 이에 본 논문에서는 홈 자동화 네트워크 개발 시에 노드 구조를 각 응용목적에 맞도록 보다 유연성 있게 구현할 수 있도록 하는 네트워크 구성 관리 기능을 갖춘 흠 서버 플랫폼을 제안한다 제안된 흠 서버 플랫폼을 통해 제어 네트워크의 다양화와 고성능 처리의 장점을 얻을 수 있었고, 기존의 고가의 론웍스 LonMaker 소프트웨어를 사용하지 않고도 단지 리눅스 상의 무료 컴파일러인 gcc 컴파일러를 통해 홈 서버 노드를 구성할 수 있으므로 시스템 개발에 대한 비용을 많이 줄일 수 있으며, 리눅스 OS를 사용하는 홈 자동화 홈 서버 시스템으로의 파급효과가 클 것이다.
본 시스템은 홈 CCTV 를 이용해 집 안 사용자의 감정인식, 행동인식을 통해 스마트홈 자동화할 수 있는 시스템으로, 인식된 감정에 맞춰 음악 재생, 조명 조절을 하거나 간단한 동작만으로 IoT 단말을 컨트롤 한다. 또한 실시간으로 IoT 장비들이 동작할 수 있도록 마이크로 서비스 아키텍처로 감정인식과 행동인식 서비스를 설계하여 구현하는 것이 특징이다. 이는 스마트홈 내에서 더 편리하고 가치 있는 집안 환경을 구현할 수 시스템을 제공한다.
사물인터넷 기술은 다양한 제품과 서비스를 통해 우리생활 곳곳에서 빠르게 현실화되고 있으며, 특히 사물인터넷을 기반으로 하는 스마트홈 시장이 급속도로 성장하고 있는 중이다. 여러 글로벌 제조사들은 이러한 흐름에 따라 스마트홈 서비스를 주축으로 소비자 중심의 다양한 스마트홈 제품들을 출시하고 있다. 그러나 현재 스마트홈은 제조사마다 독립적인 플랫폼을 개발하고 이에 연동되는 특정 디바이스 및 서비스만 제공하기 때문에 소비자 입장에서는 폐쇄적인 시스템이라 할 수 있다. 본 논문에서는 단순히 스마트홈 디바이스의 제어뿐만 아니라 IFTTT 플랫폼과 연동하여 자동화 서비스를 지원하고, DIY 제품을 등록하여 사용자 환경에 따라 커스텀 디자인이 가능하도록 하는 스마트 홈서비스 서버를 설계하였다.
본 연구에서 개발한 홈 자동화 시스템은 임베디드 시스템에 LabVIEW PDA 모듈을 사용해 원거리 제어가 가능하고, PDA 장비 프로그래밍이 가능한 데모 장비이다. 모든 작동 프로그램은 LabVIEW로 이루어져 있다. 또한, 각 임베디드 시스템은 개인용 PC와의 배선 없이 스스로 동작하는 모드로 이루어져 있다. 이 홈 자동화 시스템은 무선 랜(802.11b)을 통한 PDA의 LabVIEW에 의해서 통제된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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