위치 및 RFID 기반의 물류 환경을 위한 이벤트 통지 시스템의 설계 및 구현 Design and Implementation of Event Notification System for Location-and RFID-based Logistics Environment원문보기
유무선 통신기기 및 센서 기술의 발달은 물류 환경에서도 화물 및 주변 환경의 온도, 습도, 무게, 위치 등의 상황 정보를 실시간으로 수집하는 것을 가능하게 한다. 또한, 사용자는 언제 어디서든 자신이 관심 있는 화물에 대한 상황 정보를 실시간으로 얻기 원한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해, 응용은 상황 정보를 실시간으로 수집하여 분석하고, 원하는 사용자에게 전달할 수 있는 서비스를 제공하여야 한다. 이벤트 기반의 서비스는 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 방법 중의 하나이다. 이 논문에서는 위치 및 RFID 기반의 물류 환경에 초점을 맞추어 이벤트 통지 시스템을 설계한다. 이를 위해, XML 기반의 이벤트의 표현 모델과 ECA 기반의 프로파일 정의 모델을 제시하고, 2단계로 분리된 효율적인 이벤트 필터링 기법을 제안한다. 또한, 이를 기반으로 구현된 시스템은 물류 환경뿐만 아니라, RFID나 GPS 장치를 기반으로 하는 지능형 교통관리 시스템 등에 광범위하게 적용할 수 있다.
유무선 통신기기 및 센서 기술의 발달은 물류 환경에서도 화물 및 주변 환경의 온도, 습도, 무게, 위치 등의 상황 정보를 실시간으로 수집하는 것을 가능하게 한다. 또한, 사용자는 언제 어디서든 자신이 관심 있는 화물에 대한 상황 정보를 실시간으로 얻기 원한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해, 응용은 상황 정보를 실시간으로 수집하여 분석하고, 원하는 사용자에게 전달할 수 있는 서비스를 제공하여야 한다. 이벤트 기반의 서비스는 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 방법 중의 하나이다. 이 논문에서는 위치 및 RFID 기반의 물류 환경에 초점을 맞추어 이벤트 통지 시스템을 설계한다. 이를 위해, XML 기반의 이벤트의 표현 모델과 ECA 기반의 프로파일 정의 모델을 제시하고, 2단계로 분리된 효율적인 이벤트 필터링 기법을 제안한다. 또한, 이를 기반으로 구현된 시스템은 물류 환경뿐만 아니라, RFID나 GPS 장치를 기반으로 하는 지능형 교통관리 시스템 등에 광범위하게 적용할 수 있다.
Advanced wireless network and sensor technologies are capable of collecting information such as temperature, humidity, weight, and location about objects at real time in logistics area. Besides, users want to be notified of contextual information about interest of objects whenever they want it and w...
Advanced wireless network and sensor technologies are capable of collecting information such as temperature, humidity, weight, and location about objects at real time in logistics area. Besides, users want to be notified of contextual information about interest of objects whenever they want it and wherever they want it. To satisfy these requirements, applications should collect and analyze contextual information at real time, and must support a service that can notify it to wanted users. Event-based service is one of the way to satisfy these requirement of users. In this paper, we design an event notification system focused on location- and RFID-based logistics area. To do this, we present XML-based event expression model, ECA-based profile definition model, and an algorithm that has high scalability by distinguishing event filtering in two steps. Based on these designs, our implemented system can apply to not only logistics area but also intelligent traffic control system based on RFID or GPS devices.
Advanced wireless network and sensor technologies are capable of collecting information such as temperature, humidity, weight, and location about objects at real time in logistics area. Besides, users want to be notified of contextual information about interest of objects whenever they want it and wherever they want it. To satisfy these requirements, applications should collect and analyze contextual information at real time, and must support a service that can notify it to wanted users. Event-based service is one of the way to satisfy these requirement of users. In this paper, we design an event notification system focused on location- and RFID-based logistics area. To do this, we present XML-based event expression model, ECA-based profile definition model, and an algorithm that has high scalability by distinguishing event filtering in two steps. Based on these designs, our implemented system can apply to not only logistics area but also intelligent traffic control system based on RFID or GPS devices.
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문제 정의
마찬가지로, 물류 환경에서도 GPS나 RFID와 같은 센서 기반 기술을 이용한다면, 실시간으로 객체에 대한 상황 정보를 수집하고, 사용자가 원하는 정보를 전달할 수 있다. 따라서 이 논문에서는 변화된 환경에서 실시간으로 수집되는 물류 환경의 상황 정보를 분석하여 서비스할 수 있는 이벤트 통지 시스템을 제안하였다.
반면에, 메모리 기반의 필터링 기법은 프로파일의 수가 메모리의 크기에 제한을 많이 받기 때문에, 프로파일의 수가 많은 응용에는 적합하지 않다. 따라서 이 논문에서는 시스템이 미들웨어 수준의 서비스라는 것을 고려하여, 이벤트 필터링의 효율성을 높이기 위해 데이터베이스 기반의 필터링을 제안한다.
이벤트와 마찬가지로, 객체에 대한 관심을 정의하는 프로파일도 특정한 형식의 모델로 표현할 수 있다. 이 논문에서는 프로파일을 정의하기 위한 모델로서 능동 데이터베이스의 규칙에 사용되는 ECA(Event-Condition-Action) 패러다임에 기반을 둔 프로파일 정의 모델을 설명한다. 이 패러다임에서는 어떠한 객체에 대한 이벤트(E)가 발생하면, 평가되어야 할 조건(C)과 결과로 취해져야 할 액션(A)이 기술된다.
제안 방법
<표 2>는 이 논문에서 제안하는 RFID와 GPS 기반의 이벤트 통지 시스템과 이전의 A-MEDIAS[2], ELvin4[9], SIFT[16] 등의 이벤트 통지 시스템들을 이벤트, 프로파일, 서버, 통지 방법으로 나누어 비교한 것이다.
첫째, 이벤트 메시지의 유연한 표현을 위해 센서 중심의 XML 구조를 가진 이벤트 표현 모델을 제시하였고, 셀렉션 프리디킷과 함수 프리디킷을 모두 필터링의 조건으로 기술할 수 있는 ECA 기반의 프로파일 정의어를 제시하였다. 둘째, 데이터베이스 기반의 2단계 필터링 기법을 제시하였다. 1단계에서는 이벤트에 포함된 속성만으로 조건을 평가하는 셀렉션 부분에 대한 필터링을 수행한다.
첫째, 이기종의 플랫폼 간에 상호운용성(interoperability)을 보장할 수 있는 API로서 가장 많이 사용되는 XML에 기반한 이벤트 표현 모델과 이벤트 발생시 평가되어야 할 조건 및 그 결과로서 취해져야 하는 행위를 기술할 수 있는 ECA 패러다임에 기반한 프로파일 정의 모델을 제시한다. 둘째, 이벤트 통지 시스템의 내부 구조를 설계하고, 셀렉션 프리디킷과 함수 프리디킷을 분리한 2단계 이벤트 필터링 기법을 제안한다. 이 기법은 데이터베이스 기반의 필터링 기법을 사용함으로써 비교 연산자(comparison operator)들을 폭넓게 수용할 수 있을 뿐만 아니라, 좀 더 복잡한 계산을 요구하는 부분을 분리함으로써 필터링에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
따라서 이 논문에서는 RFID 및 GPS 장치에 기반한 물류 환경에 응용 가능한 이벤트 통지 시스템을 위한 이벤트 및 프로파일의 표현, 알고리즘, 시스템 구조의 설계 및 구현에 초점을 맞춘다. 첫째, 이기종의 플랫폼 간에 상호운용성(interoperability)을 보장할 수 있는 API로서 가장 많이 사용되는 XML에 기반한 이벤트 표현 모델과 이벤트 발생시 평가되어야 할 조건 및 그 결과로서 취해져야 하는 행위를 기술할 수 있는 ECA 패러다임에 기반한 프로파일 정의 모델을 제시한다.
따라서 이 논문에서는 좀 더 많은 표현력을 제공할 수 있는 XML 기반의 이벤트 표현 모델과 ECA 패러다임에 기반을 둔 셀렉션 프리디킷의 연산자들(>=, >, <, <=, ==, ) 및 함수 프리디킷을 수용하는 프로파일 정의 모델을 고려한다.
제1장에서 기술한 바와 같이, 이 논문에서는 물류 상황 정보를 관찰하기 위한 방법으로 RFID와 GPS의 두 가지 센서기반 기술을 고려한다. 물류 차량에 대한 이동 정보는 GPS위성으로부터 객체의 위치를 수신하는 GPS 기반 기술을 이용하고, 화물에 대한 상황 정보는 모든 화물에 RFID 태그를 부착하여 RFID 리더가 감지하는 신호를 객체에 대한 상황정보인 이벤트로 식별하도록 한다. RFID 태그를 각 화물과 차량에 부착하고 RFID 리더를 차량과 창고에 배치한다고 가정할 때, 물류 환경에서 발생할 수 있는 이벤트의 유형 및 상태는 <표 1>과 같다.
이 논문에서는 단순화를 위해 ‘<Function>’의 유형으로 Distance()와 Interval(#)만을 고려한다.
이에 반해, 제안된 시스템은 비교연산자(==, !=, >=, >, <, <=) 및 시간과 거리를 계산할 수 있는 함수연산들을 제공하여 물류 환경에서의 위치에 관한 상황정보를 인식할 수 있도록 한다.
제1장에서 기술한 바와 같이, 이 논문에서는 물류 상황 정보를 관찰하기 위한 방법으로 RFID와 GPS의 두 가지 센서기반 기술을 고려한다. 물류 차량에 대한 이동 정보는 GPS위성으로부터 객체의 위치를 수신하는 GPS 기반 기술을 이용하고, 화물에 대한 상황 정보는 모든 화물에 RFID 태그를 부착하여 RFID 리더가 감지하는 신호를 객체에 대한 상황정보인 이벤트로 식별하도록 한다.
이벤트 통지 시스템은 사용자가 정의한 프로파일에 대하여 새롭게 발생한 이벤트와의 효율적인 필터링을 제공해야 한다. 제안된 시스템에서 Filter는 데이터베이스 기반의 필터링을 위해 셀렉션 프리디킷과 함수 프리디킷의 평가를 분리한다. 이것은 이벤트 필터링에서 셀렉션 프리디킷만으로 처리 가능한 조건을 1단계에서 미리 처리함으로써 필터링의 성능 향상을 의도하려는 것이다.
따라서 이 논문에서는 RFID 및 GPS 장치에 기반한 물류 환경에 응용 가능한 이벤트 통지 시스템을 위한 이벤트 및 프로파일의 표현, 알고리즘, 시스템 구조의 설계 및 구현에 초점을 맞춘다. 첫째, 이기종의 플랫폼 간에 상호운용성(interoperability)을 보장할 수 있는 API로서 가장 많이 사용되는 XML에 기반한 이벤트 표현 모델과 이벤트 발생시 평가되어야 할 조건 및 그 결과로서 취해져야 하는 행위를 기술할 수 있는 ECA 패러다임에 기반한 프로파일 정의 모델을 제시한다. 둘째, 이벤트 통지 시스템의 내부 구조를 설계하고, 셀렉션 프리디킷과 함수 프리디킷을 분리한 2단계 이벤트 필터링 기법을 제안한다.
첫째, 이벤트 메시지의 유연한 표현을 위해 센서 중심의 XML 구조를 가진 이벤트 표현 모델을 제시하였고, 셀렉션 프리디킷과 함수 프리디킷을 모두 필터링의 조건으로 기술할 수 있는 ECA 기반의 프로파일 정의어를 제시하였다. 둘째, 데이터베이스 기반의 2단계 필터링 기법을 제시하였다.
대상 데이터
0GHz, RAM 1GB, Windows XP Professional을 기반으로 구현하였다. 또한, 시스템은 XML 구조를 가진 이벤트 메시지의 파싱을 위해 트리 기반의 파서보다는 상대적으로 가벼운 이벤트 기반의 SAX 파서를 사용하였다. XML기반의 문서를 파싱할 때, 트리 기반의 파서는 문서를 탐색하기 위해 많은 양의 메모리 맵을 만드는 반면, 이벤트 기반의 파서는 문서의 시작과 끝, 요소의 시작과 끝, 텍스트와 같은 특성들을 이벤트로 인식하여 특정한 코드를 실행시킨다.
제안된 시스템은 제4장에서 제안한 시스템의 설계를 기반으로 JDK 1.5, DBMS로는 Oracle 10i를 사용하였으며, 펜티엄 IV 2.0GHz, RAM 1GB, Windows XP Professional을 기반으로 구현하였다. 또한, 시스템은 XML 구조를 가진 이벤트 메시지의 파싱을 위해 트리 기반의 파서보다는 상대적으로 가벼운 이벤트 기반의 SAX 파서를 사용하였다.
(그림 10)은 프로파일의 수를 1000 단위씩 증가시켰을 때 셀렉션 프리디킷과 함수 프리디킷 기반의 이벤트에 대한 필터링 시간을 보여준다. 평가를 위해 이벤트는 모든 프로파일을 만족하도록 하였으며, 프로파일은 셀렉션 프리디킷과 함수 프리디킷에 대한 조건을 모두 가진 GPS 기반의 프로파일을 사용하였다. (그림 10)에서 볼 수 있듯이, 함수 프리디킷을 평가하는데 걸리는 시간이 셀렉션 프리디킷을 평가하는데 걸리는 시간의 두배 정도인 것을 볼 수 있다.
성능/효과
정의된 프로파일들은 수정 및 삭제가 용이하도록 DOM 트리 기반의 XML 구조로 변환하여 관리된다. 또한, 제안된 시스템에서는 필터링된 결과(notification)가 SMS 메시지로도 통지될 수 있도록 하여 좀 더 빠르게 사용자가 원하는 정보를 전달 받을 수 있도록 하였다.
마찬가지로, 이벤트는 모든 프로파일을 만족하도록 실험을 진행하였다. 실험의 결과는 함수 프리디킷 기반의 프로파일의 필터링 시간이 셀렉션 프리디킷 기반의 프로파일의 필터링 시간의 두 배이상 증가함을 볼 수 있다. 이것은 이벤트 필터링에서 함수 프리디킷을 평가하기 위한 시간이 셀렉션 프리디킷을 평가하는 시간보다 훨씬 많은 시간이 소요된다는 것을 의미한다.
함수(Function) 프리디킷의 평가: 이 단계에서는 (그림 8)의 (b)와 같이 첫 번째 단계에서 참으로 평가되어 ResultSet에 있는 프로파일들만이 함수의 평가에 참여하고, 필요한 함수들이 내부적으로 호출된다. 이 논문에서는 (그림 7)에 기술된 알고리즘에서 보는 바와 같이, 물류 환경에 적합한 이벤트 필터링을 위해 거리 기반 함수인 CompDistance(posX1, posY1, posX2, posY2)와 시간 기반 함수인 CompInterval(time1, time2)이 내부적으로 호출된다. 이 때, 거짓으로 평가된 프로파일의 ID가 ResultSet으로부터 삭제되고, ResultSet이 결과로서 반환된다.
Notifier는 필터링의 결과(ResultSet)를 바탕으로 프로파일 레파지토리로부터 수신자 정보를 추출해내고, 통지 메시지(notification)를 생성하는 역할을 한다. 제안하는 시스템에서는 통지 메시지를 시스템뿐만 아니라, 휴대전화의 SMS(Short Message Service) 메시지나 전자메일(e-mail)을 이용하여 전달할 수 있으며, 그 결과는 (식 6)과 같이 통지 메시지 레파지토리인 NREP(Notification REPository)에 저장된다.
후속연구
따라서 동등 연산자(==)를 포함하는 모든 비교 연산자(!=, >=, >, <, <=)를 지원하는 것이 가능해진다. 또한, 제안된 필터링 기법은 함수 프리디킷을 고려함으로써 추가적인 연산을 필요로 하는 환경에 적합한 유연성을 제공할 수 있다.
제안된 이벤트 통지 시스템은 변화된 물류 환경뿐만 아니라, 지능형 교통관리 시스템, 통합 물류관리 시스템, 국가 재난 관리 시스템, u-의료 시스템 등과 같은 USN 기반의 여러 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
이벤트 통지 서비스는 어떻게 원하는 사용자에게 통지 메시지를 전달하게 되는가?
이러한 요구들은 객체에 대한 상황 정보를 수집하기 위해 RFID 외에 위치 정보를 인식할 수 있는 GPS 장치를 도입하고, 응용이 이벤트 통지 서비스(Event Notification Service)를 지원함으로써 해결이 가능하다. 이 서비스에서는 사용자가 원하는 정보를 프로파일로 정의하면, 시스템은 각객체로부터 발생한 이벤트를 수집하고 사전에 정의된 프로파일과의 필터링을 통하여 원하는 사용자에게 통지 메시지를 전달하게 된다[2, 3, 4].
이벤트 기반의 서비스를 제공하는 시스템은 어떤 프로파일 정의 모델을 제공해야 하는가?
이벤트 기반의 서비스를 제공하는 시스템은 다양한 이벤트소스를 정확하게 표현하고 전달할 수 있는 이벤트 표현 모델과 객체에 대한 프로파일을 단순하고 정확하게 정의할 수 있는 프로파일 정의 모델을 제공하여야 한다. 또한, 시스템은 성능을 저하시키는 원인 중의 하나인 이벤트 필터링의 비용을 감소시킬 수 있는 효율적인 알고리즘을 제공하여야 한다.
이벤트 통지 시스템을 설계하고 구현하는 데 있어서 연구되어야 할 내용은 무엇인가?
이벤트 통지 시스템을 설계하고 구현하는 데 있어서 연구되어야 할 내용은 응용이 물리적인 환경으로부터 객체에 대한 상황 정보인 이벤트를 어떻게 표현하고 수집할 것인가, 사용자의 관심인 프로파일을 어떻게 정의하도록 할 것인가, 그리고 그 데이터들을 바탕으로 시스템 내부에서 어떤 필터링 기법을 사용할 것인가에 관한 것이다. 이것은 대용량의 연속적인 데이터를 실시간으로 수집해야만 하는 환경에서는 이러한 요인들이 시스템의 성능에 많은 영향을 끼칠 수 있기 때문이다.
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