현대사회는 산업화로 인해 다양한 재해를 접하게 되고, 그 피해를 최소화하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 재난의 예방을 위해서는 위험 상황에 대한 정확한 판단과, 그 상황 발생에 즉각적인 대처가 가능한 시스템의 개발이 필요하다. 현재 유비쿼터스 환경하의 상황정보시스템에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 그러나 다중 상황에 대한 모니터링 및 처리가 가능한 시스템에 대한 연구가 미흡하며, 이로 인해 다중상황에 대한 신속한 대처가 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 다중상황의 처리를 위해 각종 센서로부터 데이터를 취득하여 시간 마킹 처리 후 데이터베이스에 저장하고, 사용자의 요구에 따라 추상화된 Context를 사용자에게 제공할 수 있는 다중상황 처리를 위한 RFID/USN 미들웨어를 시스템을 설계한다.
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.
정보통신부는 우리나라의 IT 산업을 총체적으로 발전시킬 수 있는 8대 서비스와 3대 인프라, 9대 신 성장 동력을 주요 골자로 하는 "IT 839 전략"을 추진하고 있다. 이 중 RFID/USN 활용 서비스는 우리의 삶과 밀접한 분야에서부터 국방, 조달, 건설, 교통, 물류, 제조, 유통, 서비스에 이르기까지 산업전반에 걸쳐 큰 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상되고 있다. 국내의 경우 RFID/USN 분야는 선진국에 비해 출발이 다소 늦은 편이며, 2년 정도의 기술 격차를 나타내고 있다. 이러한 상황에서 RFID 태그와 연동된 다양한 분야의 미들웨어를 효율적으로 개발하기 위해서는 미들웨어에서 공통으로 사용되는 사용자 인터페이스 및 데이터 분석기법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 사용자 인터페이스 분야의 최신기법으로 등장하고 있는 WPF에 대해 알아보고, WPF를 활용하여 3차원 시각화 정보 시스템을 구현한다.
RFID 기술은 동시에 여러 개의 사물을 자동으로 인식할 수 있어 유비쿼터스 응용 서비스를 제공하는데 활용할 수 있으며, 이 경우 응용 서비스와 RFID 리더 장치 사이의 교량 역할을 하는 RFID 미들웨어가 필요하다. 본 논문은 기존 EPCglobal의 ALE 미들웨어에서 다양한 RFID 리더를 처리하기 위하여 미들웨어 내부에 소스 코드 형태로 RFID 리더의 스트림 정보 등을 하드 코팅하여 처리하고 있어, 새로운 RFID 리더를 처리하기 위하여 다시 RFID 미들웨어의 소스를 수정해야 하는 단점을 해결하고자 다양한 유형의 RFID 리더 장치들을 효과적으로 처리하기 위한 방법을 제안한다. 이를 위하여 다양한 RFID 리더들의 미들웨어 접속 정보, 데이터 프로토콜 정보, 스트림 정보 등을 온톨로지 메타 데이터로 구축하여 데이터베이스에 저장한 후 리더 장치에서 읽은 데이터를 해석하기 위하여 활용한다. 본 방법을 이용하면 새로운 유형의 RFID 리더 장치가 등장하여도 이에 대한 온톨로지만 추가함으로써 미들웨어 변경 없이 리더 장치를 처리할 수 있음은 물론, RFID리더 온톨로지 재사용을 통하여 미들웨어를 효과적으로 확장할 수 있다.
There are many efforts toward the development of next generation gas safety management systems to improve the assurance, availability, and efficiency of the extant systems. Among them, the application of ubiquitous technology, such as RFID and USN, to the system is regarded as a promising approach for enabling such an innovation. Recently the ubiquitous technology became much affordable and available than before thanks to the reduced production cost and wide proliferation of the ubiquitous devices. In this paper, we analyze the core requirements for the next generation gas safety management systems based on the ubiquitous technology, and present an architectural design of a middleware to facilitate the realization of the system. We formally define an event model and present how to specify various situations related to gas safety management using the proposed event model.
RFID 관련 기술은 다른 산업에 상당한 영향을 미치는 기술이다. 또한 짧지 않은 미래에 물류와 계산대를 포함하여 전 문화에 걸쳐서 인류의 생활에 상당한 변화를 불러올 기술로 여겨지고 있다. 하지만 현재 RFID 태그나 리더에 대한 기술개발과 연구는 활발히 이루어지고 있지만 RFID 미들웨어에 대한 연구는 아직도 완전한 표준이 정해져 있지 않으며 아직도 연구가 진행 중에 있다. 더욱이 임베디드 기반의 RFID 미들웨어에 대한 기술연구는 전무한 실정이다. USN 플랫폼에서 RFID 미들웨어가 임베디드 시스템 상에서 이루어져야 하는 이유는 RFID 리더나 RFID 관련 시스템들이 분산 된 환경과 열악한 환경에서 실시간으로 업무를 처리하고 작업환경이 특수한 곳에서 쓰여질 것이며 RFID 미들웨어 또한 이와 같은 환경에서 동작되어 질 것이다. 따라서 범용의 서버나 PC 환경으로 미들웨어를 설계하고 구성하는 것보다 임베디드 시스템으로 설계와 구성하여 사용하는 것이 RFID 시스템에서 더 적절하다고 생각된다. 그런데 RFID 미들웨어는 여러 개의 다양한 RFID 리더로부터 수집 된 RFID 태그 데이터를 한군데로 모아 오류가 없는지 분석하고 이를 원하는 외부 애플리케이션에 제공하는 것이 목적이다. 본 연구에서는 RFID 태그 정보를 수집하는 컴포넌트와 RFID 태그에 오류가 없는지를 검사하고 데이터베이스 서버로 전송하는 컴포넌트를 임베디드 시스템으로 구현하였다. 그리고 RFID 태그 정보를 저장하는 데이터베이스와 외부의 애플리케이션에 필요 하는 RFID 태그 정보를 송신하는 부분은 일반적인 서버나 PC의 OS상에서 구동 될 수 있도록 설계하고 구현하였다. 외부 애플리케이션과 소통은 Web-Service 기술을 이용하도록 구현하여 멀티플랫폼에서 사용 될 수 있도록 하였다 우리는 임베디드 시스템 상에서 구현되어 질 수 있는 RFID 미들 웨어의 구조에 대해 제안하였으며, 구조에 맞게 RFID 미들웨어 시스템을 구현하여 다양한 RFID 리더로 실험을 진행하였다.
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 아키텍처 프레임워크 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.
RFID 태그 인식 정보와 센서 데이터는 지속적으로 변화하고, 위치에 따라 구분되며, 시간에 따라 변화하는 대량의 정보라는 면에서 유사한 자료라고 할 수 있으며, 두 자료가 함께 관리된다면 환경 변화에 따른 객체 인식 등의 융합 처리가 가능하다. RFID 미들웨어와 EPCIS 저장소가 통합된 시스템을 구현한다면 미들웨어의 기능과 저장소의 기능을 동시에 사용할 수 있으며, 미들웨어로부터 정보를 받아 가공 처리할 필요 없이 실시간 인식 정보 검색이 가능해진다. 본 논문에서는 일반적인 객체 인식과 환경 정보 변화에 의존하는 객체 검색을 실시간으로 가능하게 하기 위해, 장치로부터 정보를 지속적으로 읽어 데이터베이스에 저장하고, 수집된 자료를 기반으로 EPCglobal에서 표준으로 제안하는 ALE 기반 미들웨어와 EPCIS 저장소를 RFID와 센서 데이터를 함께 처리할 수 있도록 설계하고 구현한다.
유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 구현하기 위해서 가장 핵심이 되는 기술은 USN(Ubiquitous Sensor Network)기술로써 RFID(Radio Frequency Identification)와 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network WSN)를 이용한 다양한 센서 기술과 프로세서 집적 기술 그리고 무선 네트워크 기술을 이용해서 실제 물리적 환경 정보를 원격에서 손쉽게 수집하고 모니터링 하는 것을 가능하게 함으로써 기존 가상 공간의 IT 기술을 다양한 실제 환경에서 확대할 수 있도록 한다. 그러나 RFID와 WSN은 이러한 기술적 유사성과 상호 영향에도 불구하고 별 개의 연구로 인식되었으며 RFID와 WSN의 기술적인 융합에 대한 연구는 미비한 수준이다. 이러한 문제점을 인식한 EPCglobal에서는 국제 표준인 EPCglobal Network를 기반으로 RFID와 WSN 기술을 효율적으로 통합/연동할 수 있는 EPC 센서 네트워크(EPC Sensor Network)를 제안하였다. 제안된 EPC 센서 네트워크는 미들웨어에서 복합 이벤트 처리(Complex Event Processing) 기법을 이용하여 RFID와 WSN을 통해 발생되는 데이터를 단일 환경에서 통합하고, 발생된 이벤트를 EPCglobal Network를 기반으로 연동하는 기술이다. 하지만 이러한 EPC 센서 네트워크는 미들웨어에서 복합 이벤트를 검출하기 위해 복합 이벤트를 구성하는 모든 기본 이벤트가 발생하지 못하는 경우에도 계속적인 검사를 수행하기 때문에 연산 비용이 증가되는 문제점이 있다. 또한 센서 데이터의 표현을 위해 RFID 태그의 EPC를 기반으로 센서 데이터를 하나의 결합된 쌍으로 표현한다. 이것은 센서 데이터를 처리하는데 있어 반드시 EPC가 있어야 함을 의미한다. 즉, 센서 데이터만을 위한 관리 기능은 제공하지 못하는 문제점이 있다. 이러한 EPC 센서 네트워크의 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 RFID/WSN 통합 관리 시스템을 제안한다. 제안하는 RFID/WSN 통합 관리 시스템은 첫 번째, RFID와 WSN 데이터를 인터넷 표준 프로토콜인 SIP(Session Initiation Protocol) 기반의 통합 관리 시스템을 제안하였다. 두 번째, 미들웨어에서 불필요한 복합 이벤트 검출 연산을 위하여 복합 이벤트의 최소 조건을 정의하고 조건을 만족하는 경우에만 복합 이벤트를 검출하는 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 기법들의 성능을 평가하기 위하여 SIP 기반의 통합관리시스템을 구현하여 성능을 평가하였다.
최근 다양한 분야에서 안전한 RFID 애플리케이션 개발에 대한 필요성이 증가함에도 불구하고 초기의 많은 개발 비용과 전문적 보안 지식의 부재로 인해 중소 규모의 기업체에서는 안전한 애플리케이션 개발이 어려운 상황이다. 본 논문에서는 쉽고 효율적으로 RFID 미들웨어에 보안기능을 구현할 수 있는 Security Manager를 제안한다. Security Manager는 다양한 암/복호화 알고리즘을 제공하며 새로운 알고리즘을 구현할 경우 쉽게 Security Manager에 추가 및 확장이 가능하다. 또한 Security Manager는 Diffie-Hellman 키 일치 알고리즘, PKI 환경 구축 밀 인증기능을 제공한다. Security Manager는 API형태로 제공되므로 적은 비용으로 쉽고, 효율적으로 RFID 미들웨어에 보안기능을 제공할 수 있으며 개발자가 보인 전문지식이 부족하더라도 API를 이용하여 쉽게 보안 애플리케이션 작성이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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