[논문]실시간 임베디드 시스템 상황 정보 서비스를 위한 확장된 Petri-Net 모델링

양승원; 이재봉

doi:10.5392/jkca.2011.11.1.016

실시간 임베디드 시스템 상황 정보 서비스를 위한 확장된 Petri-Net 모델링
Expanded Petri-Net Modeling for Real Time Embedded System Context-awareness Service 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.11 no.1, 2011년, pp.16 - 25

양승원 (우석대학교 게임콘텐츠학과) , 이재봉 (우석대학교 게임콘텐츠학과)

초록
AI-Helper

컴퓨터 환경에서 한 가지 사건으로 상황이 특징 지워지기도 하지만, 일반적 상황 인식은 공간과 시간을 포함하는 다양한 사건들에 의해서 결정되어 진다. 상황 인식 서비스 관계 설정 방법으로 임베디드 시스템 상황 인식을 시공간적으로 취급하는 것이 요구된다. 물리 공간과 연동되는 시스템의 예외적 동작은 임베디드 시스템의 운영에 심각한 위험과 피해를 초래 할 수 있다. 본 논문은 상황 인식 모델에 시공간적 특성과 예외 관리가 포함 되도록 하는 방법을 제안하고, 이를 확장된 Petri-Net을 이용하여 효과를 확인한다. 실시간 임베디드 시스템 상황 인식을 위해 기본 Petri-Net, 패턴화된 Petri-Net 및 예외 동작을 위한 시공간 Petri-Net 모델 특성을 연구한다. 이 방법을 이용하여 응급의료지원 서비스에 적용 예를 보였다. 본 연구를 통해 시공간 Petri-Net을 사용한 응용 개발 뿐 만아니라 예외 처리를 위한 시공간 상황 인식 모델링에 기여 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Some context is characterized by a single event in computing environment, but many other contexts are determined by a lot of things which occur with a space and a time. The Realtime Embedded System context-awareness service that interacts with the physical space can have property such as time. The exceptional behaviors of the system that interact with physical space can result in critical damage and cause danger to the operation of an embedded system. we propose an approach which should include spatio-temporal property and exceptional management in the context model, and verify its effectiveness using an expanded Petri-Net. The context-awareness service modeling of an embedded system is discussed the properties of model such as basic Petri-Net, patterned Petri-Net, or Spatio-temporal Petri-Net for the exceptional behaviors of the system. The proposed methodology demonstrated using an example that is emergency medical service. The use of expanded Petri-Net will contribute not only to develop the application but also to model the spatio-temporal context awareness for the exceptional handling.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문은 실시간 임베디드 시스템 상황 정보의 응급의료지원 서비스를 위해 확장된 Petri-Net을 제안하고 모델링하였으며 상황 추록을 위해 windowsXP 운영체제하에서 JAVA언어 기반 알고리즘을 구현하였다. 센심 상황 이력 자료와 분석 상황 저장, 관리 및 검색을 위해 Oracle을 사용하였다.
본 논문은 실시간 임베디드 시스템의 상황 정보를 하드웨어와 소프트웨어 환경을 고려하여 구분하고 Petri-Net을 확장하고자 한다. 확장된 Petri-Net은 물리적 공간의 예외 상황 뿐 만 아니라 시공간 요소를 포함하여 모델링하는 것이 목적이다.
본 논문은 임베디드 상황 정보 서비스 응용을 개발하기 위한 모델링 방법과 구현에 관한 것이다. 모델링 방법은 임베디드 상황 정보 서비스 자료에 시공간 속성을 포함하기 위해 개선된 Petri-Net을 이용하여 표현하고 예외 상황 정보의 처리를 위해 확장된 Petri-Net으로 기능을 추가하여 모델링 하였다.
Qi는 임베디드 상황 정보 서비스 개발에서 상황을 처리 시작점으로 취급하였다. 본 논문은 임베디드 상황 정보의 정밀한 서비스를 위해 시공간 속성을 일반 속성과 구분하고 예외 상황 정보를 별도로 처리하여 시스템의 신뢰성과 효율성을 재고하였다.
본 논문은 확장된 Petri-Net을 이용하여 임베디드 상황 정보 인식 모델링에 시공간 자료를 명확히 구분하고 일어날 수 있는 예외 상황의 관리를 모델링 단계부터 적용되는 임베디드 시스템을 구축하고자 한다.
실시간 임베디드 시스템의 상황인식 서비스는 수집된 자료를 바탕으로 정보를 구성하고 다양한 상황을 인식하며 적절한 서비스를 제공하는데 목표가 있다.
Qi[9]는 플랫폼 기반 컨텍스트(context)의 관리 방법을 제시하였다. 위의 연구들은 시나리오 중심의 상황 정보를 수집하는 방법을 제시하고자 하였으며, 상황 정보의 서비스를 위하여 상황 정보의 요소를 구분하고자 하였다. 이러한 연구들은 실시간 임베디드 시스템을 통한 상황 정보 수집에서 이동 및 고정 등의 실제적 상황 인식 서비스 모델이 제시되지 않았기 때문에 적절한 서비스 제공이 곤란하다.
본 논문은 실시간 임베디드 시스템의 상황 정보를 하드웨어와 소프트웨어 환경을 고려하여 구분하고 Petri-Net을 확장하고자 한다. 확장된 Petri-Net은 물리적 공간의 예외 상황 뿐 만 아니라 시공간 요소를 포함하여 모델링하는 것이 목적이다.

제안 방법

모든 정보를 값 기반으로 정의하여 시간과 공간에 독립적인 속성으로 처리하여 동시적으로 진행하는 모델링 방법이다. 둘째, 상황 속성 자료를 특성에 따라 분류하여 표현하는 방법으로 시간 기능, 공간 기능 및 일반 속성 기능의 패턴에 따라 재사용적 방법으로 모델링하여 병행적으로 진행되어 진다. 마지막으로 임베디드 시스템 상황 정보의 특성이상황 정보 인식의 처리 방식과 일치 시키는 모델링 표기 방법으로 시간 요소가 필요한 임베디드 시스템 상황의 경우, 공간 요소의 접목이 필요한 임베디드 시스템 상황의 경우, 시공간 임베디드 시스템 상황이 요구되는 경우, 마지막으로 시공간 독립적인 일반적 상황의 경우를 구분하여 상황 인식 서비스가 적절히 제공 될 수 있는 기반을 갖추도록 한다.
둘째, 상황 속성 자료를 특성에 따라 분류하여 표현하는 방법으로 시간 기능, 공간 기능 및 일반 속성 기능의 패턴에 따라 재사용적 방법으로 모델링하여 병행적으로 진행되어 진다. 마지막으로 임베디드 시스템 상황 정보의 특성이상황 정보 인식의 처리 방식과 일치 시키는 모델링 표기 방법으로 시간 요소가 필요한 임베디드 시스템 상황의 경우, 공간 요소의 접목이 필요한 임베디드 시스템 상황의 경우, 시공간 임베디드 시스템 상황이 요구되는 경우, 마지막으로 시공간 독립적인 일반적 상황의 경우를 구분하여 상황 인식 서비스가 적절히 제공 될 수 있는 기반을 갖추도록 한다. 첫 번째와 두 번째의 경우 임베디드 시스템 자료가 상황 수집 단계에서 시간과 공간이 동시 이루어지나 상황 인식이 단계에서 규칙의 적용을 위해 병행적으로 처리되도록 모델링되어 진다.
본 논문은 임베디드 상황 정보 서비스 응용을 개발하기 위한 모델링 방법과 구현에 관한 것이다. 모델링 방법은 임베디드 상황 정보 서비스 자료에 시공간 속성을 포함하기 위해 개선된 Petri-Net을 이용하여 표현하고 예외 상황 정보의 처리를 위해 확장된 Petri-Net으로 기능을 추가하여 모델링 하였다.
실시간 임베디드 상황 정보 모델링을 이용해 응급 의료지원 서비스 위한 임베디드 시스템 상황 정보 서비스를 모델링 한다. 응급 의료 지원이 필요한 상황 정보 서비스를 위해 생체 정보로 맥박, 혈압 등을 수집한다.
실시간 임베디드 상황 정보 모델링을 이용해 응급 의료지원 서비스 위한 임베디드 시스템 상황 정보 서비스를 모델링 한다. 응급 의료 지원이 필요한 상황 정보 서비스를 위해 생체 정보로 맥박, 혈압 등을 수집한다.
임베디드 상황 정보가 시공간 속성에 종속되어 있는 경우 효과적 상황 정보 서비스의 제공이 명확하고 정밀하게 이루어 질 수 있으며, 예외 상황을 물리적 환경과 논리적 환경 등으로 구분하고 이를 상황 정보 서비스의 종료나 재개를 결정하기 위한 방법으로 이용하였다.
임베디드 시스템 상황 정보 서비스 실행 순서에서 흐름 변화 특징을 구체화하기 위해 시공간에 대한 상태 변화의 특징을 명시적으로 기술하여 모델링하고 각각의 상황에서 발생할 수 있는 예외 상황 정보를 물리적 종료 상황, 논리적 종료 상황 및 논리적 재개 상황으로 구체화여 규정한다. 임베디드 시스템 상황 정보 서비스 상황 규칙, 관계 조건 및 예외 상황 정보 표현을 위한 서비스 모델은 다음과 같다.
예외 정보의 명확한 구분은 상황 정보 처리 알고리즘의 결정적 요인이 된다. 제안하는 방법은 임베디드 시스템 상황 정보에 예외 상황 및 시공간 상황 정보 인식에서 최적의 서비스를 제공하는데 초점을 두고 있다. 실시간 임베디드 시스템 예외 상황 모델에 사용되는 정보는 다음과 같다.

대상 데이터

) 등이다. 상황 정보를 파악하는 상황 자료(P)은 혈압(BP), 맥박(PS ), 호흡(BT) 및 뇌파(BW) 등이다. 상황 인식판단 처리에는 공간정보 판단(T_S), 시간정보판단(T_T), 상황 속성 변화판단(T_A), 시공간 독립 속성 변환 판단(T_D) 및 예외상황 속성 판단(T_X) 등이다.
[그림 2]는 실시간 임베디드 시스템의 상황 정보의 서비스 흐름도이다. 수집되는 상황 자료로는 혈압, 맥박, 호흡 및 뇌파 등이다. 지료의 수집을 위해 CollecManagement를 정의한다.

이론/모형

본 논문은 실시간 임베디드 예외 상황 서비스에 확장된 Petri-Net의 모델링을 이용하였다. 임베디드 시스템의 상황 정보에 시공간 속성의 포함 여부는 상황 정보 서비스의 정확성에 대한 의미 있는 결과를 내포한다.
시공간 데이터를 위해 ContextDB를 정의하고 이용한다. 응급상황 인식을 위해 시공간적으로 수집된 자료가 시간과 공간을 포함 하는 인식을 위해 ContextManagement를 사용한다. 실시간 응급 상황 정보는 사용자의 요구나 응급 상황 사건의 발생에 의해 서비스되며, 공간적 요소를 표현하는 서비스가 제공되도록 응용이 구현된다.

후속연구

향후 연구 방향으로 추론 엔진에 대한 임베디드 상황 정보 시스템에 시공간 예외 상황 정보가 고려된 모바일 임베디드 시스템의 연구에 관한 것이다. 더불어 임베디드 상황 정보 시스템의 개발의 효과적 방법의 제공을 위해 툴킷에 대한 연구가 필요하다.
본 연구는 거대화되고 지능화되는 임베디드 상황 정보 서비스 개발에 예외 정보 처리가 고려되도록 하여 신뢰성과 효율성이 개선된 시스템 개발에 기여 할 것으로 기대되지만 임베디드 상황인식에서 예외 정보의 시공간적 연구가 부족하다.
이 방법을 이용하여 응급 의료 지원 체계에 대한 적용 예를 보인다. 본 연구를 통해 시공간 Petri-Net을 사용한 응용 개발 뿐 만 아니라 시공간 임베디드 상황 정보 서비스 개발에 기여 할 수 있다.
향후 연구 방향으로 추론 엔진에 대한 임베디드 상황 정보 시스템에 시공간 예외 상황 정보가 고려된 모바일 임베디드 시스템의 연구에 관한 것이다. 더불어 임베디드 상황 정보 시스템의 개발의 효과적 방법의 제공을 위해 툴킷에 대한 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	임베디드 시스템은 어떤 특징을 지니고 있는가?	임베디드 시스템은 망의 발전과 실시간 처리로 점점 거대해 지고 다양한 기능들의 요구에 따라 점차적으로 복잡해지고 있다. 물리적 세계의 자원과 전자적인 세계가 상호 연동에 의해 작동되는 임베디드 시스템은 제어 흐름에 의해서 자원과 자료의 흐름이 결정되므로 소프트웨어와 하드웨어가 동시에 설계되고 구현되어야 하는 특징이 있다[1].
	임베디드 시스템은 어떻게 변화하고 있는가?	임베디드 시스템은 망의 발전과 실시간 처리로 점점 거대해 지고 다양한 기능들의 요구에 따라 점차적으로 복잡해지고 있다. 물리적 세계의 자원과 전자적인 세계가 상호 연동에 의해 작동되는 임베디드 시스템은 제어 흐름에 의해서 자원과 자료의 흐름이 결정되므로 소프트웨어와 하드웨어가 동시에 설계되고 구현되어야 하는 특징이 있다[1].
	임베디드 소프트웨어의 개발은 물리적 세계와 상호 작용하면서 다이나믹하게 실시간으로 동작되므로 예외 사항은 물리적인 손상 등과 같이 심각한 문제가 발생 할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 무엇을 해야하는가?	다른 소프트웨어 개발 방법과 달리 임베디드 소프트웨어의 개발은, 물리적 세계와 상호 작용하면서 다이나믹하게 실시간으로 동작되므로 예외 사항은 물리적인 손상 등과 같이 심각한 문제가 발생 할 수 있다. 따라서 하드웨어에 의존된 기능적 요구사항을 설계단계부터 고려하여야 구현 시 소프트웨어와 하드웨어 차이점을 해결하는데 도움이 될 수 있고 구현 시 발생 될 수 있는 물리적 문제를 발견하는데 중요한 역할을 할 수 있다.

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