[논문]워크플로우 기반 스마트 빌딩 서비스 구현

이재희; 김두영; 송세헌; 이상일; 박재현

doi:10.3745/ktccs.2017.6.6.289

[국내논문] 워크플로우 기반 스마트 빌딩 서비스 구현
Implementation of Workflow Based Smart Building Services 원문보기

정보처리학회논문지. KIPS transactions on computer and communication systems 컴퓨터 및 통신 시스템, v.6 no.6, 2017년, pp.289 - 296

이재희 (부올(주)) , 김두영 (부올(주)) , 송세헌 (메타빌드(주)) , 이상일 (국방과학연구소) , 박재현 (국방과학연구소)

초록
AI-Helper

IoT 기술 발전으로 사물 제어와 센서 정보 영역이 확대되고 서비스 또한 다양해지면서 에너지 소비가 높은 빌딩에서의 에너지 절감 노력이 점차 증가하고 있으며 생활 안전, 보안, 편의에 이르기까지 서비스가 확대되고 있다. 하지만 기존 스마트 빌딩 서비스들은 IoT 다바이스에 종속적이고, 사용 중인 서비스 변경 또는 확장이 어렵다. 본 논문에서는 사용자의 요구에 따라 서비스를 변경하거나 확장할 수 있도록 워크플로우 기반의 스마트 빌딩 서비스를 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

With the development of IoT technology, the scope of object controls and sensor information has expanded and services have been diversified. Energy saving efforts in buildings with high energy consumption is increasing, and services are being extended over life safety, security and convenience. However, Existing smart building services are dependent on IoT devices and are difficult to change or expand. In this paper, we have implement of workflow based smart building services to modify or extend services according to user's needs.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

스마트 빌딩 서비스 수정 및 확장에 대한 요구사항을 충족시키고 개발시간 단축과 비용절감을 위해서는 디바이스의 재사용과 함께 수정 및 확장에 대한 유연성을 제공할 수 있는 스마트 빌딩 서비스 개발 방법이 필요하다. 이런 요구사항을 만족할 방안으로 워크플로우 기반으로 동작하는 스마트 빌딩 서비스 개발 및 실행 방법을 제안한다.

제안 방법

스마트 빌딩 서비스에서도 사용자에게 서비스 변경 및 확장기능을 쉽게 제공하기 위해 서비스의 가시화가 필요하였으며 제작된 스마트 빌딩 서비스를 실행할 수 있도록 워크플로우 기술을 사용하였다.
Table 1은 제안하는 워크플로우 기반의 스마트 빌딩 서비스와 연구된 서비스를 비교 설명하고 있으며 본 논문에서는 전문적인 소프트웨어 지식이 없더라도 서비스가 개발 완료된 이후에도 사용자의 필요에 따라 스마트 빌딩 서비스를 수정 및 확장할 수 있도록 하였다.
제안하는 스마트 빌딩 서비스 모델링 방법은 스마트 빌딩 서비스 가시화를 위해 서술 수준(descriptive level)의 모델링 기법과 실행 엔진에 배포되어 실행할 수 있도록 실행 수준(executable level)의 모델링 기법을 사용하였다.
스마트 빌딩 서비스는 소프트웨어 지식이 없는 사용자도 모델링이 가능하도록 스마트 빌딩 서비스 가시화를 위해 서술 수준의 모델링을 BPMN 2.0 element[7] 중 Table 3의 element만을 테일러링하여 사용하였으며 Task의 캡슐화를 통해 모델링을 단순화하였고 실행 수준의 모델링에서는 게이트웨이와 연결할 수 있도록 했다.
서술 수준의 모델링 방법은 스마트 빌딩 서비스를 가시화하는 과정으로 BPMN2.0의 모든 element를 사용하여 모델링을 하면 복잡성 증가와 자유도가 높아 각 개인에 따라 모델링이 달라지며 이해 또한 쉽지 않아 Table 3의 element만을 이용하여 정형화된 템플릿 형태의 Task를 미리 정의하고 사용자의 용도에 맞도록 적절히 사용하는 모델링 방법을 제안하게 되었으며 Fig. 3과 Fig. 4의 예시를 통해 element 중 Sub-Process를 이용하여 모델링을 단순화하는 방법을 설명하고 있다.
본 연구에서 제안하는 워크플로우 기반 스마트 빌딩 시스템은 Fig. 5와 같이 스마트 빌딩 서비스를 실행할 수 있는 실행 엔진, 스마트 빌딩 서비스를 가시화하고 제작할 수 있으며 실행 엔진에 배포할 수 있는 기능의 모델러, 디바이스 연결 및 관리를 위한 게이트웨이로 구성된다.
테스트베드 구축을 위해 일반 빌딩에 설치할 IoT 디바이스를 제작하였다. 제작된 디바이스는 센서/액추에이터를 제어하는 게이트웨이, 전등 전력 제어기, 출입문 제어기, 인체 감지기 등이며 Table 4와 같다.
테스트베드 구축 범위는 Fig. 14와 같이 1개의 층에 게이트웨이 및 전등 전력제어 디바이스와 출입문 제어 디바이스, 인체감지 센서를 각 배전반과 출입문에 설치하고 스마트 빌딩 서비스 실행 엔진 탑재를 위한 서버를 설치하였다.
또한, 인체감지와 출입문 제어 디바이스 서비스를 활용하여 사용자 비콘 정보가 수신된 직후 출입구에 설치된 인체감지 센서에 인체가 감지되면 출입문까지 열리는 기능을 추가하였다.

성능/효과

시나리오를 기반으로 테스트베드를 이용하여 스마트 빌딩 서비스를 확장하는 것으로 검증한다.
스마트 빌딩 서비스 중 재실감지 서비스, 특정 시간 전등 전력제어(Light On)서비스가 스마트 빌딩 서비스 실행 엔진에 배포되어 실행 중이며 재실 인원 감지 서비스에 특정 시간 전등 전력제어(Light On)서비스를 결합하여 새로운 스마트 빌딩 서비스 모델을 제작하는 것으로 검증한다.
이처럼 Fig. 17을 통해 본 논문에서 제안하는 방법인 워크플로우 기반의 스마트 빌딩 서비스를 사용자의 요구에 따라 개발이 완료된 이후에도 변경 및 확장할 수 있는 것을 검증하였다.
본 논문에서 제시한 워크플로우 기반의 스마트 빌딩 서비스는 스마트 빌딩 서비스의 변경 및 확장에 대한 한계를 극복하고 스마트 빌딩 서비스 모델러를 이용하여 요구사항을 반영한 사용자 중심의 스마트 빌딩 서비스를 제작하거나 서비스 변경 및 확장 시 스마트 빌딩 서비스 모델을 정의, 수정하는 것만으로 가능하다는 것을 확인하였다.

후속연구

본 연구를 활용한다면 사용자 중심의 스마트 빌딩 서비스를 제작하여 에너지 절감, 생활안전, 보안, 편의 등 다양한 분야에 적용할 수 있으며 사용 중인 스마트 빌딩 서비스 또한 요구 조건에 따라 변경 및 확장이 자유로워 유연한 대처가 가능할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	스마트 빌딩 서비스 모델러란 무엇인가?	스마트 빌딩 서비스 모델러는 사용자가 스마트 빌딩 서비스를 제작 및 수정할 수 있는 웹 기반 모델링 도구이다.
	워크플로우 기반으로 동작하는 스마트 빌딩 서비스 개발 및 실행 방법을 제안한 배경은 무엇인가?	스마트 빌딩 서비스 수정 및 확장에 대한 요구사항을 충족시키고 개발시간 단축과 비용절감을 위해서는 디바이스의 재사용과 함께 수정 및 확장에 대한 유연성을 제공할 수 있는 스마트 빌딩 서비스 개발 방법이 필요하다. 이런 요구사항을 만족할 방안으로 워크플로우 기반으로 동작하는 스마트 빌딩 서비스 개발 및 실행 방법을 제안한다.
	기존 스마트 빌딩 서비스들의 단점은 무엇인가?	IoT 기술 발전으로 사물 제어와 센서 정보 영역이 확대되고 서비스 또한 다양해지면서 에너지 소비가 높은 빌딩에서의 에너지 절감 노력이 점차 증가하고 있으며 생활 안전, 보안, 편의에 이르기까지 서비스가 확대되고 있다. 하지만 기존 스마트 빌딩 서비스들은 IoT 다바이스에 종속적이고, 사용 중인 서비스 변경 또는 확장이 어렵다. 본 논문에서는 사용자의 요구에 따라 서비스를 변경하거나 확장할 수 있도록 워크플로우 기반의 스마트 빌딩 서비스를 구현하였다.

참고문헌 (7)

Gartner's Top 10 Strategic Technology Trends for 2017 [Internet], http://www.gartner.com/smarterwithgartner/gartners-top-10-technology-trends-2017/.
Y. C. Baek, and H. S. Kim, "Construction IT Convergence Technology: Smart Building Technology Development Case," Korean Institute of Communications and Information Sciences, Vol.30, No.10, pp.25-31, 2013.
Business Process Model And Notation Version 2.0 Release Date : January 2011 [Internet], http://www.omg.org/spec/BPMN/2.0/.
S. I. Hwang, T. J. Park, Y. K. Sohn, and G. P. Jeon, "Smart Grid Use Case and Service Requirement Based on M2M : Energy Management System for Public Buildings," The Journal of The Korean Institute of Communication Sciences, Vol.38C, No.7, pp.612-620, 2013.

원문보기 상세보기
H. Y. Bahn, "Efficient Scheduling of Sensor-based Elevator Systems in Smart Buildings," Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.17, No.10, pp. 367-372, 2016.
Y. J. Kim, Y. K. Jeon, and I. Y. Chong, "Device objectification and orchestration mechanism for IoT intelligent service," The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences, Vol.38, No.1, pp.19-32, 2013.
BPMN 2.0 - Business Process Model and Notation [Internet], http://www.bpmb.de/images/BPMN2_0_Poster_EN.pdf.

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