최근 정보기술, 가전기술, 그리고 통신기술이 융합된 정보가전 기기들이 가정 내에 나타나고 있으며, 이러한 환경에서는 흠 네트워크를 통해 이들 기기들 사이의 상호작용 및 실시간 제어를 지원하는 모니터링 기술이 요구된다. 본 논문에서는 실시간 서비스를 지원하는 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 스킴을 적용하여 정보가전 동작객체들을 구현하고, TMOSM(TMO Support Middleware)을 이용한 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼 구조에서 이들의 원격제어 및 모니터링 서비스를 제공하는 실시간 정보가전 제어 시뮬레이터를 구축했다. TMO로 구현된 정보가전기기들은 자치적인 동작으로 주거정보의 교환이 가능하며, 새로운 기기의 추가로 인한 정보가전들의 수행환경을 편리하게 재구성 할 수 있다. 본 시뮬레이터를 구축하기 위해, 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼 상에서 가정 내 온도관리, 조도관리, 시간관리 제어서비스를 수행하는 정보가전 동작 TMO들의 기능과 그들 간의 원격 상호작용을 설계했다. 마지막으로 분산 플랫폼 상에서 정보가전기기들의 시뮬레이션 환경을 구현하여 실제 기기들로 대응되는 정보가전 동작객체들의 실시간 제어 및 모니터링 서비스 과정이 주어진 수행조건에 따라 정확하게 수행하는지를 보였다.
최근 정보기술, 가전기술, 그리고 통신기술이 융합된 정보가전 기기들이 가정 내에 나타나고 있으며, 이러한 환경에서는 흠 네트워크를 통해 이들 기기들 사이의 상호작용 및 실시간 제어를 지원하는 모니터링 기술이 요구된다. 본 논문에서는 실시간 서비스를 지원하는 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 스킴을 적용하여 정보가전 동작객체들을 구현하고, TMOSM(TMO Support Middleware)을 이용한 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼 구조에서 이들의 원격제어 및 모니터링 서비스를 제공하는 실시간 정보가전 제어 시뮬레이터를 구축했다. TMO로 구현된 정보가전기기들은 자치적인 동작으로 주거정보의 교환이 가능하며, 새로운 기기의 추가로 인한 정보가전들의 수행환경을 편리하게 재구성 할 수 있다. 본 시뮬레이터를 구축하기 위해, 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼 상에서 가정 내 온도관리, 조도관리, 시간관리 제어서비스를 수행하는 정보가전 동작 TMO들의 기능과 그들 간의 원격 상호작용을 설계했다. 마지막으로 분산 플랫폼 상에서 정보가전기기들의 시뮬레이션 환경을 구현하여 실제 기기들로 대응되는 정보가전 동작객체들의 실시간 제어 및 모니터링 서비스 과정이 주어진 수행조건에 따라 정확하게 수행하는지를 보였다.
Recently, the information appliance devices integrating information technology, appliance technology, and communication technology are appeared in home. And this environment requires that the monitoring technology should include the interaction and the real-time controlling among these devices using...
Recently, the information appliance devices integrating information technology, appliance technology, and communication technology are appeared in home. And this environment requires that the monitoring technology should include the interaction and the real-time controlling among these devices using home network. In this paper, we implemented the active objects for information appliances by applying the Time-triggered Message-triggered Object(TMO) scheme supporting real-time service. Based on distributed real-time services supporting platform using the TMO Support Middleware(TMOSM), we also constructed the real-time information appliance controlling simulator supporting the remote controlling and monitoring service among active objects. The information appliance devices implemented by the TMO scheme can exchange the housing information by autonomous triggering. And we can conveniently reconfigure the executing environment for information appliances when new devices were inserted. For constructing the simulator on the distributed real-time service supporting platform, we described the functions of the active TMOs for information appliances that execute the temperature management, the illuminance management, and the time management controlling services, and designed the remote interaction among them. Finally, by implementing the simulating environment of information appliance devices on distributed platform, we showed whether the procedures of the real-time controlling and the monitoring service for the active objects of information appliances corresponding to physical devices are processed in given executing conditions correctly.
Recently, the information appliance devices integrating information technology, appliance technology, and communication technology are appeared in home. And this environment requires that the monitoring technology should include the interaction and the real-time controlling among these devices using home network. In this paper, we implemented the active objects for information appliances by applying the Time-triggered Message-triggered Object(TMO) scheme supporting real-time service. Based on distributed real-time services supporting platform using the TMO Support Middleware(TMOSM), we also constructed the real-time information appliance controlling simulator supporting the remote controlling and monitoring service among active objects. The information appliance devices implemented by the TMO scheme can exchange the housing information by autonomous triggering. And we can conveniently reconfigure the executing environment for information appliances when new devices were inserted. For constructing the simulator on the distributed real-time service supporting platform, we described the functions of the active TMOs for information appliances that execute the temperature management, the illuminance management, and the time management controlling services, and designed the remote interaction among them. Finally, by implementing the simulating environment of information appliance devices on distributed platform, we showed whether the procedures of the real-time controlling and the monitoring service for the active objects of information appliances corresponding to physical devices are processed in given executing conditions correctly.
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문제 정의
10]. 본 논문에서는 이러한 TM0가 실시간 정보가전 제어시뮬레이터를 위해 동작되는 정보가전 서비스 객체들로 구현되며, 각각이 가지는 실시간 동작 특성에 따라 제어서비스를 수행하도록 설계했다.
에서 제안한 실시간 특성을 자체적으로 가지고 동작하는 실시간 객체(TM0라 부름)와 이들의 상호 동작을 지원하는 실시간 미들웨어이다[8, 9, 10]. 본 시뮬레이터의 구축목적은 홈 네트워크를 통해 연결된 정보가전들의 지원 서비스를 하나의 논리적인 그룹서비스로 고려하여 이들의 효율적인 제어 및 관리를 지원하고, 원격에서 주택 내의 정보가전들의 동작을 모니터링 및 필요에 따라 원격제어가 가능토록 함이다.
제안 방법
구현한다. 그리고 물리적 분산시스템 환경에서 주어진 제어 서비스별로 정보가전 동작 TMO들을 서버 시스템들에 구현하여 그들의 상호동작을 통한 수행결과를 확인한다.
마지막으로 시간관리서비스로서 방범카메라인 Camera TM。의 작동은 사용자가 설정한 시간에 따라 동작 및 정지하거나, 또는 항시 동작상태를 유지시키도록 하였다. Window TM。는 매 30분마다 5 분 동안 창문을 열도록 한다. 각 TMO들의 수행조건은<표 4>와 같다.
또한 본 논문의 시뮬레이터에서 제시한 온도관리, 조도관리, 시간 관리 제어서비스별로 구현된 정보가전 동작 TMO들의 효율적 그룹관리와 실시간 서비스를 지원하기 위해 분산 객체 그룹 관리 모델을 적용하고자 한다.
3장에서 TM0 기반 실시간 정보가전 제어 환경을 기술하고, 시뮬레이터를 구성하는 정보가전 동작 TMO들의 기능과 TMOSM을 통한 이들 간에 상호작용을 설계 및 구현한다. 또한, 구현된 정보가 전동작 TM0들과 TMOSM을 사용하여 실시간 정보가전 제어시뮬레이터를 구축한다. 4장에서는 시뮬레이터의 수행 결과를 통해, 가정 공간 내 각 정보가전들의 실시간 제어 및 모니터링 기능을 수행하여 그들 간에 상호작용이 주어진 수행 .
마지막으로, 구축된 정보가전 제어 시뮬레이터를 물리적 분산시스템 환경에서 시뮬레이션 했다. 시뮬레이터의 실행결과로부터 TMO 스킴에 의해 구현된 정보가전 동작 TMO들은 온도, 조도 및 시간특성을 이용하여 각각의 AAC내에 설정된 수행조건이 만족할 때, 자발적인 동작으로 자신의 능동적 기능을 정확히 수행함을 보였다.
고려하고 있지 못하다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 극복하기 위해 정보가전기기들이 최소의 컴퓨팅 능력으로 사용자의 요구사항을 충족시킬 수 있도록 자치적 동작 특성과 실시간 특성을 함께 지원하는 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 스킴을 사용하여 정보가전 동작 객체들을 구현하고, 통신 하부구조에 독립적으로 미들웨어 레벨에서 분산 실시간 서비스를 지원할 수 있는 TMOSM (TMO Support Middleware)을 이용한 분산 시뮬레이션 환경에서 실제 정보가전기기들과 대응되는 정보가전 동작 TMO들 사이의 수행과정을 제어 및 모니터링 할 수 있는 정보가전 제어 시뮬레이터를 구축한다. 여기서 사용한 TM0 스킴과 TMOSM은 각각 University of California at Irvine 의 DREAM Lab.
우리는 이와 같은 서비스 별 객체그룹 모델링을 통한 효율적인 분산응용 관리기술들을 연구해왔다[14, 15, 16]. 본 논문에서도 응용을 하나의 그룹 개념인 제어 서비스별로 관리하도록 한다. (그림 3)은 본 논문에서 고려한 실시간 정보가전 제어 서비스를 위한 물리적 환경을 보여준다.
본 시뮬레이터에서 각 정보가전 TMO들의 동작은 아래와같이 시간의 경과에 따른 자연조건의 온도와 조도 상승 또는 감소 변화량을 측정하여 수행시키도록 하였다.
(그림 6) 은실시간 정보가전 제어 시뮬레이터의 실행결과 GUI를 보인다. 본 시뮬레이터의 화면구성은 ① 홈 자동화 패널, ② TMO 수행정보 패널, ③ TMO 수행상태 패널, ④ 정보가전기기 동작 세기 조절 패널 및 맞춤형 환경제어 패널, 그리고 ⑤ 환경정보(온도계, 조도계 및 현재시간) 패널들로 이루어졌다.
본 장에서는 홈 네트워크 환경에서 실시간 정보가전 제어 서비스를 위한 시뮬레이터 구성요소들인 정보가전 동작 TMO들과 이를 그룹관리 및 제어하는 Home Server TMO 를 구현한다. 그리고 물리적 분산시스템 환경에서 주어진 제어 서비스별로 정보가전 동작 TMO들을 서버 시스템들에 구현하여 그들의 상호동작을 통한 수행결과를 확인한다.
UC at h5ne의 DREAM Lab.에서 개발된 TMO 스킴과 TMOSM을 기반으로 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼 상에서 정보가전들의 동작과 그들 간의 원격 상호 동작을 설계했고, 물리적 분산시스템 상에 시뮬레이션 환경을 구축했다. 본 시뮬레이터의 수행 의미는 실시간 정보가전 제어 및 모니터링 서비스의 성능보다는 서비스별 동작 제어되는 정보가전들의 수행과 그들 간의 원격호출에 대한 요청 및 응답이 정확하게 수행하는지를 보이기 위함이다.
온도관리 제어서비스를 위해 동작하는 Air Conditioner TMO, Fan TMO, Heater TMO는 하나의 서버시스템(Blue) 에, 조도관리 및 시간관리 제어 서비스를 위해 동작하는 Light TMO 및 Camera TMO, Window TMO 는 다른 서버시스템 (Red) 에, 그리고 이들을 관리하고 제어할 Home Server TMO는 세 번째 서버시스템(Sky) 상에 각각 구현하여 실행되도록 하였다. (그림 5)는 본 실시간 정보가전 제어 시뮬레이터의 수행을 위해 각 서비스를 지원하는 서버시스템들로 이루어진 물리적 분산시스템 수행환경을 나타낸다.
이러한 문제점을 해결하고자, 우리는 분산 실시간 서비스를 지원하는 TMO 스킴을 기반으로 정보가전 서비스 객체들의 구조와 기능을 명세했고 객체 간의 상호작용을 설계했으며, 정보가전기기들의 제어 및 관리 서비스를 수행하기 위해 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼인 TMOSM 상에서 실시간 정보가전 제어 시뮬레이터를 구축하였다. 마지막으로, 구축된 정보가전 제어 시뮬레이터를 물리적 분산시스템 환경에서 시뮬레이션 했다.
최근에는 단체 표준을 준수하는 HAVi, UPnP, Jini, OSGi와 같은 정보가전제어 미들웨어관련 제품들이 발표되고 있으나, 아직 이들 미들웨어와 연동할 수 있는 정보가전 기기들은 미비한 실정이다[2丄 정보가전 제어 미들웨어에서는 다양한 형태의 정보가전기기에 편리하게 적용할 수 있고 소프트웨어 적으로 기기의 기능 갱신이 가능하도록 플랫폼 독립적인 수행 환경이 제공되어야만 한다. 이러한 요구사항을 지원하기 위해, 본논문에서 정보가전기기 및 이들의 제어를 위해 사용된 TMO 스킴과 TMOSM은 실시간 지원 분산 서비스 플랫폼으로, TMO 모델이 가지고 있는 간단하고 강력한 객체지향 프로그래밍 기술을 이용하여 정보가전으로 동작되는 객체를 임베디드 또는 독립된 객체들로 구현하여 기기 사이의 자치적인 동작과 실시간 서비스를 동시에 제공할 수 있도록 한다.
이후 연구로 다른 정보가전들을 추가하여 수행과정을 시뮬레이션하고, 실제 주거환경에 적용하여 유/무선 기반 홈네트워크 환경에서 필드 테스트를 수행하고자 한다. 또한 본 논문의 시뮬레이터에서 제시한 온도관리, 조도관리, 시간 관리 제어서비스별로 구현된 정보가전 동작 TMO들의 효율적 그룹관리와 실시간 서비스를 지원하기 위해 분산 객체 그룹 관리 모델을 적용하고자 한다.
홈서버 객체를 통하여 주거생활 정보인 온도, 조도 및 시간정보와 정보가전 동작 TMO들의 상태정보가 관리되며, 정보가전들의 서비스 결과를 수집하여 모니터링한다. Home Server TMO로부터 정보가전 동작객체들에게 전달되는 입력 파라메타는 구조체 정보(온도, 시간, 조도)로서 각 동작객체별 수행특성에 따라 필요한 정보를 사용한다.
이론/모형
본 논문에서는 정보가전 동작객체들로 구현된 TMO 사이의 상호통신 및 동작을 지원하는 실시간 미들웨어로 TMOSM 을 사용했다. 현재, 정보가전 제어를 위한 미들웨어 기술들은 다양한 단체 표준으로 정의되고 있으며, 아직 우위를 선점할 기술에 대한 예측이 어려운 실정이다.
성능/효과
즉, 본 시뮬레이션 환경은 중앙제어식 환경을 탈피하여 Home Server TMO가 수행되는 서버시스템의 병목현상을 제거할 수 있었다. 결과적으로 본 시뮬레이터로부터, 실시간 TMO 스킴을 기반으로 한 분산 실시간 서비스지원 플랫폼 환경에서 실시간지원, 분산 객체지원, 원격제어서비스 지원을 통해 실시간 정보가전 제어 환경을 편리하게구축할 수 있음을 보였으며, 구축된 분산 플랫폼 상에서 정보가전기기들의 실시간 제어 및 모니터링 서비스가 주어진 수행조건에 따라 그 과정이 정확하게 수행하는지를 확인하였다. 따라서 우리가 구축한 시뮬레이션 환경은 실제 가정환경에 적용 및 확장 시킬 수 있는 표준 정보가전 제어 모델로 채택이 가능하다.
Heater TMO는 12°C에서 동작을 시작하여 18°C에서 동작이 멈추도록 하였다. 둘째, 조도관리 제어서비스에서 Light TMO의 수행조건은 40Zx 미만일 때 전등이 켜지고, 그 이상일 때 꺼지도록 동작된다. 기준조도 40伐는 가정 내에서 사물의 구분이 명확하지 못할 정도의 어두운 상태를 의미한다.
시뮬레이터의 실행결과로부터 TMO 스킴에 의해 구현된 정보가전 동작 TMO들은 온도, 조도 및 시간특성을 이용하여 각각의 AAC내에 설정된 수행조건이 만족할 때, 자발적인 동작으로 자신의 능동적 기능을 정확히 수행함을 보였다. 또한 TMOSM 지원 하에서 Home Server TMO는 다른 정보가전 동작 TMO들과 일대다의 원격 상호동작 인터페이스를 제공함은 물론, 홈 서버의 개입 없이 정보가전 동작 TMO들(예, Air Conditioner TMO와 Fan TMO) 간에 직접 원격 상호작용이 가능함을 확인하였다. 즉, 본 시뮬레이션 환경은 중앙제어식 환경을 탈피하여 Home Server TMO가 수행되는 서버시스템의 병목현상을 제거할 수 있었다.
마지막으로, 구축된 정보가전 제어 시뮬레이터를 물리적 분산시스템 환경에서 시뮬레이션 했다. 시뮬레이터의 실행결과로부터 TMO 스킴에 의해 구현된 정보가전 동작 TMO들은 온도, 조도 및 시간특성을 이용하여 각각의 AAC내에 설정된 수행조건이 만족할 때, 자발적인 동작으로 자신의 능동적 기능을 정확히 수행함을 보였다. 또한 TMOSM 지원 하에서 Home Server TMO는 다른 정보가전 동작 TMO들과 일대다의 원격 상호동작 인터페이스를 제공함은 물론, 홈 서버의 개입 없이 정보가전 동작 TMO들(예, Air Conditioner TMO와 Fan TMO) 간에 직접 원격 상호작용이 가능함을 확인하였다.
시간 값에 의해 정의된다. 실시간 정보가전 제어 시뮬레이터의 수행결과로부터 TMO 정보가전 동작객체들의 자치적인 동작상태와 환경정보를 확인할 수 있다. 본 시뮬레이터에서 각 정보가전 TMO들의 동작은 아래<표 1, 2>와같이 시간의 경과에 따른 자연조건의 온도와 조도 상승 또는 감소 변화량을 측정하여 수행시키도록 하였다.
실시간 정보가전 제어 시뮬레이터의 실행결과로부터, TMO 스킴에 의해 구현된 정보가전 동작 TMO들이 온도, 조도 및 시간특성을 이용하여 개별 TMO의 AAC내에 설정된 수행조건이 만족할 때 능동적으로 동작하여 자신의 기능을 정확히 수행함을 보였다.
먼저 온도, 조도 및 시간별 제어서비스를 지원하는 정보가전 동작 TMO들의 수행조건 및 과정을 설명한다. 첫째, 온도관리 제어서비스에서 Air Conditioner TMO의 수행조건은 실내 온도가 27°C 이상이되면 동작을 시작하고 23°C 이하가 되면 수행을 정지한다. Fan TMO는 25°C에서 동작을 수행하고 27°C이상 또는 20°C 이하에서 동작을 정지하도록 하였다.
참고문헌 (16)
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K. H. Kim, Juqiang Liu, and Masaki Ishida, 'Distributed Object-Oriented Real-Time Simulation of Ground Transportation Networks with the TMO Structuring Scheme,' In Proc. of the IEEE CS 23rd International Computer Software&Applications Conference(COMPSAC' 99), pp.130-138, 1999
K. H. Kim, 'The Distributed Time-Triggered Simulation Scheme: Core Principles and Supporting Execution Engine,' The International Journal of Time-Critical Computing Systems, Vol.26, No.1, pp.9-28, 2004
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