[논문]IoT 디바이스를 위한 아두이노 타이머 콜백 분석

공동환; 신승중

doi:10.7236/jiibc.2018.18.6.139

초록
AI-Helper

오픈 소스 하드웨어 기반의 아두이노는 많은 IoT 디바이스로 사용되고 있으며 IoT 디바이스들은 다양한 입출력을 위한 멀티태스킹을 필요로 한다. 아두이노 기반의 멀티태스킹을 위해 많이 사용되는 몇 가지 방법 중 세 가지 방법인 millis()를 사용한 타이밍 호출 방법, SimpleTimer 라이브러리 사용 방법, Timer 라이브러리 사용 방법을 비교 분석한다. 각 방법의 측정과 시간지연으로 발생되는 실행 오류를 측정하기 위해 두 가지 상황을 생성하여 분석한다. 첫 번째 상황은 일정한 크기의 임의 작업을 10개 생성하여 각 방법의 시간지연을 측정하고 두 번째 상황은 일정하지 않는 크기의 임의 작업을 10개 생성하여 Timer 라이브러리의 시간지연으로 발생되는 실행 오류를 비교 분석하였다. 첫 번째 상황에서 millis() 타이밍 호출 방법과 Simple Timer 라이브러리 사용 방법은 비슷한 시간지연이 발생하였고 Timer 라리브러리 사용 방법은 더 많은 시간지연이 발생하였다. 두 번째 상황에서는 크기가 작은 작업들이 시간지연으로 정확한 타이밍에 콜백되지 않는 실행 오류가 발생되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Arduino, based on open source hardware, is used in many IoT devices, and IoT devices require multitasking for various inputs and outputs. Among the several methods used for multitasking based on Arduino, we compare three methods: Timing Call by using millis(), Simple Timer library method, and Timer ...

Arduino, based on open source hardware, is used in many IoT devices, and IoT devices require multitasking for various inputs and outputs. Among the several methods used for multitasking based on Arduino, we compare three methods: Timing Call by using millis(), Simple Timer library method, and Timer library method. In order to measure the execution error caused by measurement and time delay of each method, two situations are created and analyzed. In the first case, 10 random tasks of a certain size are generated to measure the time delay of each method. In the second situation, 10 random tasks of a certain size are generated to compare execution errors caused by the time lag of the Timer library. In the first case, the millis() timing call method and the Simple Timer library method have a similar time delay and the Timer library method has more time delay. In the second situation, an execution error occurred in which small-size tasks were not called back at the correct timing due to the time delay.

주제어

표/그림 (5)

표 표 1. 실험 환경 Table 1. Experiment Environment
그림 그림 1. 2초의 콜백 이벤트 발생에 따른 모든 함수 실행 시간 비교(ms) Fig. 1. Comparison of all function execution times according to 2 seconds callback event
표 표 2. 2초의 콜백 이벤트 발생에 따른 모든 함수 실행 시간 비교(ms) Table 2. Comparison of all function execution times according to 2 seconds callback even
그림 그림 2. 콜백 함수 8번의 실행 지연을 확인하기 위한 시리얼 모니터링(ms) Fig. 2. Serial monitoring to check the time delay of callback function 8
그림 그림 3. 콜백 함수 6, 7, 8번의 실행 오류 측정(ms) Fig. 3. Measuring Execution Errors in Callback Functions 6, 7, and 8

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 사물인터넷 디바이스로 널리 사용되고있는 오픈 소스 하드웨어인 아두이노의 멀티태스킹에 사용되는 타이머 콜백 라이브러리의 성능을 측정하고 분석한다.
본 논문에서는 사물인터넷(Internet of Things) 디바이스로 많이 사용되는 오픈하드웨어 아두이노의 멀티태스킹을 위한 세 가지 방법의 시간지연을 실험하고 Timer라이브러리 사용에서 여러 가지 크기의 작업들이 동시에 수행될 때 작은 크기의 작업이 시간지연으로 어떻게 실행되는지 확인하였다.

제안 방법

Timer 라이브러리를 사용하여 타이밍이 정밀한(빠른)상태의 콜백에서 호출 시간을 측정하기 위해 10개의 콜백 함수 중 6, 7, 8번 콜백 함수는 0.1초마다 콜백되도록 설정하고 나머지 콜백 함수는 1초마다 콜백되도록 설정하였다. 0.
두 가지 상황에서 실험을 진행하였으며 첫 번째 상황은 다음과 같은 세 가지 멀티태스킹 방법을 선택하여 조건에 따라 기능을 수행하고 수행 시간을 비교 분석한다.세 가지 멀티태스킹 방법은 기능을 수행하는 함수를millis() 타이밍에 따라 직접 함수를 호출하는 방법과SimpleTimer 라이브러리를 사용하여 콜백으로 기능을 호출하는 방법, 마지막으로 Timer 라이브러리를 사용하여 콜백으로 기능을 호출하는 방법을 사용한다.
세 가지 멀티태스킹 방법은 기능을 수행하는 함수를millis() 타이밍에 따라 직접 함수를 호출하는 방법과SimpleTimer 라이브러리를 사용하여 콜백으로 기능을 호출하는 방법, 마지막으로 Timer 라이브러리를 사용하여 콜백으로 기능을 호출하는 방법을 사용한다. 두 번째 상황은 빠른 타이밍에 따라 콜백 이벤트를 발생하여 실행시간지연에 따른 콜백 시간을 측정하고 분석한다.
두 가지 상황에서 실험을 진행하였으며 첫 번째 상황은 다음과 같은 세 가지 멀티태스킹 방법을 선택하여 조건에 따라 기능을 수행하고 수행 시간을 비교 분석한다.세 가지 멀티태스킹 방법은 기능을 수행하는 함수를millis() 타이밍에 따라 직접 함수를 호출하는 방법과SimpleTimer 라이브러리를 사용하여 콜백으로 기능을 호출하는 방법, 마지막으로 Timer 라이브러리를 사용하여 콜백으로 기능을 호출하는 방법을 사용한다. 두 번째 상황은 빠른 타이밍에 따라 콜백 이벤트를 발생하여 실행시간지연에 따른 콜백 시간을 측정하고 분석한다.
콜백 이벤트 발생 시간을 2초로 설정하고 세 가지 멀티태스킹 방법에 따라 13번 포트에 digitalWrite()를 7000번 호출하는 기능의 함수 10개를 1번부터 10번까지 만들어 호출되도록 구성하였다.

성능/효과

1초마다 콜백되도록 설정하고 나머지 콜백 함수는 1초마다 콜백되도록 설정하였다. 0.1초의 빠른 상태의 콜백 호출 시간으로 설정된 6, 7, 8번 콜백 함수가 호출될 때는 세 함수의 호출시간만큼 시간지연 오차가 발생하여 0.1초마다 콜백이 정상적으로 호출되지 않는 실행 오류가 발생되었다.
10개의 모든 콜백 함수가 호출되는 시점에서는 0.1초의 빠른 콜백은 정상적인 콜백이 호출될 수 없을 정도로 시간지연이 발생하여 그림 3의 화살표처럼 실행 오류를 확인할 수 있다.
일정한 크기의 여러 작업을 수행할 때 millis()를 사용한 타이밍 함수 호출 방법과 SimpleTimer 라이브러리를사용한 방법은 시간지연이 비슷하게 발생되었고 Timer라이브러리를 사용한 방법은 더 많은 시간지연이 발생되었다. 또 Timer 라이브러리를 사용할 때 시간지연보다 작은 크기의 작업은 일정한 간격으로 정확한 타이밍에 호출되지 않는 실행 오류가 발생되는 것을 확인하였다.
아두이노 타이머 라이브러리는 모두 콜백 함수를 사용하여 구현되었으며 타이머에 콜백 함수를 등록하면millis()를 사용하여 시간을 계산하고 등록한 이벤트 시간이 되면 등록된 콜백 함수를 호출하는 형태로 구현되었다.

후속연구

향후 계획에서는 RTOS로 동작하는 사물인터넷 오픈하드웨어의 멀티태스킹 작업들은 어떤 시간지연을 가지며 동작하는지 실험하고 분석하고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	사물인터넷이란 무엇인가?	사물인터넷(Internet of Things)은 ICT 분야를 이끄는 핵심 성장 동력으로 사물과 사물을 연결하고 사람과 사물을 연결하여 초연결 사회를 구축하고 여러 가지 지능형 서비스를 바탕으로 각 사용자에게 맞는 여러 서비스를 제공한다. 사물인터넷은 수많은 사물에서 수집된 센서 정보를 IoT플랫폼을 통해 실시간으로 저장, 가공, 분석하여 사용자에게 맞는 맞춤형 서비스 제공이 가능하도록 한다.
	아두이노의 멀티태스킹을 위한 세 가지 방법의 시간지연 실험의 결과로 알 수 있는 사실은 무엇인가?	일정한 크기의 여러 작업을 수행할 때 millis()를 사용한 타이밍 함수 호출 방법과 SimpleTimer 라이브러리를사용한 방법은 시간지연이 비슷하게 발생되었고 Timer라이브러리를 사용한 방법은 더 많은 시간지연이 발생되었다. 또 Timer 라이브러리를 사용할 때 시간지연보다 작은 크기의 작업은 일정한 간격으로 정확한 타이밍에 호출되지 않는 실행 오류가 발생되는 것을 확인하였다.
	사물인터넷의 기술은 어떻게 구분할 수 있는가?	사물인터넷은 크게 사물들의 정보를 수집하기 위한 센서기술, 네트워크 인프라를 위한 네트워크 기술, 정보의 생성, 수집, 공유, 활용을 위한 서비스 인터페이스 기술, 해킹, 정보 유출, 서비스 거부 등을 방지하기 위한 보안 기술인 4가지로 구분할 수 있다.[1],[9]

참고문헌 (12)

Ho-Tae Lee, "Analysis of Security Technology for Internet of things", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication(IIBC) Vol. 17, No. 4, pp. 43-48, Aug 2017.
Chang-Gyu Seong, Keel-Soo Rhyu, "Internet of things application service system with open source hardware", Journal of the Korean Society of Marine Engineering 40(6), pp. 542-547, Jul 2016.

원문보기 상세보기
Yangja Jang, "IoT Platform Technology Review", Communications of the Korean Institute of Information Scientists and Engineers 32(6), pp. 19-24, Jun 2014.
Internet of Things: Wireless Sensor Networks White Paper(IEC, 2014).
Sung-Yoon Chae, Jinhee Park, "A Design and Implementation of Testing and Management System for IoT Sensors", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication(IIBC), Vol. 16, No. 5, pp. 151-156, Oct 2016.
Galadima and A. Adamu, "Arduino as a learning tool", 2014 11th International Conf. on Electronics, Computer and Computation, pp. 1-4, Sep. 2014.
Y. Chemin, N. Sanjaya, P. K. N. C. Liyanage, "An Open Source Hardware & Software online raingauge for real-time monitoring of rainwater harvesting in Sri Lanka." Symposium on Mainstreaming Rainwater Harvesting as a Water Supply Option, 2014.
Yumi Oh, Sungwon Lee, "IoT and Open Source Development Platform" Communications of the Korean Institute of Information Scientists and Engineers 32(6), pp. 25-30, Jun 2014.
S. H. Kim, "Internet Of Things Technology", The Institute of Electronics and Information Engineers, Vol. 43, No. 3, pp. 67-71, 2016.
OSHA(Open Source Hardware Association), https://www.oshwa.org/
Arduino Playground. http://playground.arduino.cc/
Wikipedia, https://www.wikipedia.org/

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

IoT 디바이스를 위한 아두이노 타이머 콜백 분석
Analysis of Arduino Timer Callback for IoT Devices 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (5)

표/그림 (5)

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (12)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

IoT 디바이스를 위한 아두이노 타이머 콜백 분석 Analysis of Arduino Timer Callback for IoT Devices 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (5) 모든 표/그림 보기

표/그림 (5) 슬라이드로 보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (12)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

공동환 (1) 신승중 (52)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

IoT 디바이스를 위한 아두이노 타이머 콜백 분석
Analysis of Arduino Timer Callback for IoT Devices 원문보기

초록
AI-Helper

표/그림 (5)

표/그림 (5)

AI 본문요약
AI-Helper