[논문]유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 원격진단을 위한 스마트 응용의 설계

오선진

doi:10.7236/jiibc.2016.16.4.81

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 원격진단을 위한 스마트 응용의 설계
Design of a Smart Application for Remote Diagnosis in Ubiquitous Computing Environment 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.16 no.4, 2016년, pp.81 - 87

초록
AI-Helper

최근 스마트 폰과 무선 기반 네트워크 기술의 급속한 발전과 더불어, 이를 이용한 스마트 응용의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히 다양한 센서를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크 기술 발달과 시간 장소에 구애 없이 자유롭게 이동하면서 원하는 경우 언제든지 네트워크에 접속하여 시스템의 서비스를 받을 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 기술이 급속히 발전하면서 첨단 스마트 폰을 이용한 다양한 형태의 스마트 응용들이 속속 개발되어 보급되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 시대적 조류에 발맞춰 유비쿼터스 센서 네트워크를 기반으로 하는 모바일 컴퓨팅 환경에서 첨단 스마트 폰을 이용하여 거리상 멀리 떨어져 있는 지역의 생태계나 사물 및 사람의 실생활 환경, 의료, 건강관리 등 상황정보와 실시간 음성 및 영상을 기반으로 그 지역 환경, 사물 또는 사람의 현재 상황을 원격으로 실시간 진단하고 처리할 수 있는 스마트 응용을 설계하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

With the rapid growth of the up-to-date smartphone and wireless network technologies, huge and various types of smart applications using these technologies are actively developed recently. Especially, multiplex types of smart applications using smartphone are developed and diffused with the rapid development of the ubiquitous sensor network technology using various sensors and the mobile computing technology that enables us to get network services at any time in any places. In this paper, we design a smart application that can accurately diagnose and process the current state of the local environment, objects, and persons remotely based on the context information such as local ecology, circumstances, medical or healthcare records and realtime sound or motion pictures using up-to-date samrtphone technology on the USN based mobile computing environment.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 이러한 특징을 가지는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 휴대용 단말을 이용하여 원격지에 떨어져 있는 지역의 생태계나 사물 또는 사람의 실생활 환경, 의료, 헬스케어 등 상황정보와 실시간 음성 및 영상을 기반으로 그 지역, 사물, 또는 사람의 현재 상황에 대한 상태를 원격으로 실시간 진단하고 처리할 수 있는 스마트 응용을 설계하였다. 향후 연구과제로는 본 논문에서 제안한 스마트 응용에 대한 구현과 개인정보의 보안 등을 고려한 암호화에 관한 것이다.
본 연구에서는 빠르게 진화하는 휴대용 단말 기술과 더불어 최근 컴퓨팅 트랜드인 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 접목하여 무선 기반의 센서 네트워크를 구성하고, 다양한 기능의 센서를 이용하여 원격지에 떨어진 지역의 환경, 위생, 생태계, 사물, 사람 등을 하나의 유비쿼터스 센서 네트워크로 묶어 실시간으로 그곳의 상황정보를 수집하고 그 지역이나 환경, 사물, 사람에 대한 현재 상태를 원격으로 모니터링하고 진단하며, 필요하면 그 지역의 실시간 음성 및 영상을 받아서 분석하고 처방하여 적절한 형태의 관리와 처리가 이루어 질 수 있도록 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 기반 원격 진단을 위한 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 휴대용 단말을 위한 스마트 응용을 설계하고자 한다. 이 연구를 위해 우선 무선 기반의 유비쿼터스 센서 네트워크를 구축하고, 원격에서 그 지역의 해상도 높은 영상을 실시간으로 전송할 수 있는 네트워크 통신기능을 설계하며, 센서들로부터 실시간으로 센싱되는데이터를 USN을 통해 수집하여 분석하고 진단하는 알고리즘을 설계한다.
본 연구에서는 이러한 특징을 가지는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 첨단 단말을 이용하여 원격지에 떨어져 있는 지역의 생태계나 사물 또는 사람의 실생활 환경, 의료, 헬스케어 등 상황정보와 실시간 음성 및 영상을 기반으로 그 지역, 사물, 또는 사람의 현재 상황에 대한 상태를 원격으로 실시간 진단하고 처리할 수 있는 스마트 응용을 설계하고 구현하고자 한다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.

가설 설정

1. 네트워크에 연결되지 않은 컴퓨터는 유비쿼터스 컴퓨팅이 아니다. 즉, 항상 네트워크에 접근이 가능해야 한다
3. 가상공간이 아닌 현실세계의 어디서나 컴퓨터의 사용이 가능해야 한다. 즉, 현실세계의 구체화된 어떠한 장소에서도 컴퓨팅이 가능해야 한다.

제안 방법

이 연구를 위해 우선 무선 기반의 유비쿼터스 센서 네트워크를 구축하고, 원격에서 그 지역의 해상도 높은 영상을 실시간으로 전송할 수 있는 네트워크 통신기능을 설계하며, 센서들로부터 실시간으로 센싱되는데이터를 USN을 통해 수집하여 분석하고 진단하는 알고리즘을 설계한다. 또한, 이렇게 분석 처리된 데이터를 이용하여 현재의 상태를 정확히 진단하고 이에 따른 적절한 처리를 할 수 있는 시스템을 설계한다.
이 프로토콜은 실제 미디어 스트리밍 데이터를 전송하는 것이 아니라 멀리 떨어진 미디어 서버를 원격으로 접속하고 제어하며 양방향 통신을 지원하는데 현재 네트워크상에서 높은 신뢰성을 보장한다. 본 논문에서는 영상과 음성 정보의 스트리밍을 RTSP를 이용하여 설계하였다. 상황정보와 연산 및 음성 정보에 대한 전송은 각기 다른 채널을 통해 독립적으로 이루어지도록 설계하였으며 각 미디어의 조작 역시 독립적으로 이루어 질 수 있도록 설계하여 상황 정보에 대한 모니터링을 자유롭고 편리하게 수행 할 수 있도록 구성하였다.
본 논문에서는 영상과 음성 정보의 스트리밍을 RTSP를 이용하여 설계하였다. 상황정보와 연산 및 음성 정보에 대한 전송은 각기 다른 채널을 통해 독립적으로 이루어지도록 설계하였으며 각 미디어의 조작 역시 독립적으로 이루어 질 수 있도록 설계하여 상황 정보에 대한 모니터링을 자유롭고 편리하게 수행 할 수 있도록 구성하였다.
이 모듈은 상황정보 전송 모듈로부터 전송되는 상황 데이터와 관련 영상 및 음성 데이터에 대한 독립적인 수신과 처리를 실시간으로 수행하게 된다. 우선 수신되는 상황 정보에 대한 처리는 기존에 수신된 상황정보에 대한 변화량을 기준으로 그 변화 추이를 알기 쉽게 인식할 수 있어 주변 환경에 대한 신속하고 정확한 진단이 이루어 질 수 있도록 설계하였고, 관련 영상이나 음성 데이터의 조작과 처리는 실시간 스트리밍 방식으로 이루어지게 하면서 버퍼에 저장 관리 할 수 있도록 설계하였다. 이렇게 함으로써 실시간으로 진행되고 있는 영상과 음성 데이터에 대한 일시정지, 화상 복사 및 확대, 과거 영상 재생 및 되감기 기능 등의 간단한 조작이 가능하게 설계하여 상대 목적지에서 원격의 지역이나 상황에 대한 진단의 정확도를 높일 수 있게 섬세한 원격 조작이 가능하도록 하였다.
본 연구에서는 빠르게 진화하는 휴대용 단말 기술과 더불어 최근 컴퓨팅 트랜드인 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 접목하여 무선 기반의 센서 네트워크를 구성하고, 다양한 기능의 센서를 이용하여 원격지에 떨어진 지역의 환경, 위생, 생태계, 사물, 사람 등을 하나의 유비쿼터스 센서 네트워크로 묶어 실시간으로 그곳의 상황정보를 수집하고 그 지역이나 환경, 사물, 사람에 대한 현재 상태를 원격으로 모니터링하고 진단하며, 필요하면 그 지역의 실시간 음성 및 영상을 받아서 분석하고 처방하여 적절한 형태의 관리와 처리가 이루어 질 수 있도록 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 기반 원격 진단을 위한 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 휴대용 단말을 위한 스마트 응용을 설계하고자 한다. 이 연구를 위해 우선 무선 기반의 유비쿼터스 센서 네트워크를 구축하고, 원격에서 그 지역의 해상도 높은 영상을 실시간으로 전송할 수 있는 네트워크 통신기능을 설계하며, 센서들로부터 실시간으로 센싱되는데이터를 USN을 통해 수집하여 분석하고 진단하는 알고리즘을 설계한다. 또한, 이렇게 분석 처리된 데이터를 이용하여 현재의 상태를 정확히 진단하고 이에 따른 적절한 처리를 할 수 있는 시스템을 설계한다.
이 장에서는 본 논문에서 제안한 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 원격 진단을 위한 스마트 응용을 각 컴포넌트 모듈별로 주요 알고리즘을 설계하고 고찰하였다.
우선 수신되는 상황 정보에 대한 처리는 기존에 수신된 상황정보에 대한 변화량을 기준으로 그 변화 추이를 알기 쉽게 인식할 수 있어 주변 환경에 대한 신속하고 정확한 진단이 이루어 질 수 있도록 설계하였고, 관련 영상이나 음성 데이터의 조작과 처리는 실시간 스트리밍 방식으로 이루어지게 하면서 버퍼에 저장 관리 할 수 있도록 설계하였다. 이렇게 함으로써 실시간으로 진행되고 있는 영상과 음성 데이터에 대한 일시정지, 화상 복사 및 확대, 과거 영상 재생 및 되감기 기능 등의 간단한 조작이 가능하게 설계하여 상대 목적지에서 원격의 지역이나 상황에 대한 진단의 정확도를 높일 수 있게 섬세한 원격 조작이 가능하도록 하였다. 그림 7은 원격지로부터 보내오는 실시간 스트리밍 영상 정보를 제어하여 재생하고 버퍼에 이 영상 정보를 저장하여 일시정지, 되감기, 정지화상 복사와 확대 등 간단한 영상 조작을 할 수 있는 기능을 수행하는 알고리즘의 일부를 보여준다.

후속연구

본 논문에서는 이러한 특징을 가지는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 휴대용 단말을 이용하여 원격지에 떨어져 있는 지역의 생태계나 사물 또는 사람의 실생활 환경, 의료, 헬스케어 등 상황정보와 실시간 음성 및 영상을 기반으로 그 지역, 사물, 또는 사람의 현재 상황에 대한 상태를 원격으로 실시간 진단하고 처리할 수 있는 스마트 응용을 설계하였다. 향후 연구과제로는 본 논문에서 제안한 스마트 응용에 대한 구현과 개인정보의 보안 등을 고려한 암호화에 관한 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	사물인터넷이란?	최근 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 가장 이슈가 되고있는 스마트 응용분야로는 단연 사물 인터넷을 들 수 있다. 지금 우리가 살고 있는 정보화 사회는 인터넷을 중심으로 주변의 모든 사물들이 서로 연결되어 “초연결 사회”를 구성하며, 이를 기반으로 인간과 사물 그리고 사물과 사물 간 서로 다양한 형태의 데이터 정보를 생산∙가공∙처리∙유통을 통해 기존의 재화의 가치를 높이고 창의적인 생산 방식으로 부를 창출하는 새로운 ICT 기술을“사물인터넷(IoT: Internet of Things)”이라 한다. 이러한 새로운 패러다임의 변화는 우리들의 기본적인 삶의 모습뿐만 아니라 주변의 환경, 안전, 공공 서비스 등 모든 분야의 모습을 바꾸어 가고 있다.
	사물인터넷을 구현하기 위해 필요한 기술은?	[11, 12, 13] 그림 2는 미국의 MS사가 cloud 기반 IoT 플랫폼으로 제안한 Azure의 주요 컴포넌트 구성을 보여주고 있다. 사물인터넷을 구현하기 위해서는 센서 기술, 상황인식 기술, 칩 디바이스 기술, 무선 기반의 통신 기술, 경량화된 임베디드 네트워크기술, 자율적∙지능형 플랫폼 기술, 대용량 데이터를 처리할 수 있는 빅 데이터 기술, 데이터 마이닝 기술, 사용자 중심의 응용 및 웹 서비스 기술 그리고 보안 및 프라이버시 보호 기술 등 다양한 형태의 기술들이 요구된다. 사물인터넷은 다른 디바이스와 연결되는 새로운 장치를 만드는 개념이 아니라 기존에 사용되어 온 아날로그 분야에 ICT 기술을 접목시킴으로써 기존에 없던 새로운 가치를 창출하는 것이다.

참고문헌 (15)

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상세보기
P. Pahlevani, M. Hundeboll, M. Pedersen, D. Lucani, H. Charf, F. Fitzek, H. Bagheri, M. Katz, "Novel Concepts for Device-to-Device Communication Using Network Coding", IEEE Communications Magazine, pp. 32-39, 2014.
L. Atzori, A. Lera, G. Morabito, "The Internet of Things: A Servey", Computer Networks, vol. 54, no. 15, pp. 2788-2805, 2010.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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