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문제 정의
- 본 논문은 프로젝트 일환으로 지하 주차장과 집안을 대상으로 5명의 사람에게 필요한 서비스를 제공해 주는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 조성한 시나리오를 기반으로 모니터링 시스템을 검증하였다. 예를 들어 <그림 7>과같이 공간은 거실, 침실, 지하주차장으로 설정하여 센서를 통해 위치 정보를 얻게 된다.
- 이 논문에서는 다양한 기기로부터 들어오는 환경 정보를 수집하여 컨텍스트 처리 레벨 조절 기능을 가진 컴퓨팅 시스템에 적합하게 가공하는 모니터링 시스템에 대해 설명한다.
제안 방법
- 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 구성하는 다양한 기종의 디바이스 및 센서들은 상황에 따라 추가 및 삭제 될 수 있다. 따라서 다양한 이 기종 기기와 접속이 유연하도록 interface를 만들어 정의하고 기기들과 쉽게 연동이 가능하도록 설계하였다.
- 유비쿼터스 환경을 구축하는 디바이스들은 구성이 자주 바뀌어 디바이스들 간의 연계가 중요하다고 강조한다. 따라서 디바이스들이 서로 협동 및 상호작용을 하는 등 기기들이 서로 유연하게 연계할 수 있도록 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 소프트웨어 인프라를 연구 및 구축하였다. RCSM[3]은 다 기종 어플리케이션들이투명하게 상호작용을 & 수 있도록 오브젝트 기반컨 텍스트 프로세싱 시스템을 제공하는 미들웨어이다.
- 또한 정보처리 속도 보다 많은 양의 정보가 들어올 경우 환경인지 속도가 느려져 이는 곧 서비스의 지연을 가져오는 문제가 있다. 따라서 컨텍스트 위젯은 이러한 유비쿼터스의 2가지 요구사항을 반영하여 4가지 모듈로 나누어 설계 및 구현되었다. 또한 이러한 환경 및 사용자, 제공자의 정보를 저장하여 차후 말생 할 수 있는 해당 양식에 대해 예측 할 수 있고, 유비쿼터스 컴퓨팅에서 에러가 생겼을 때 확인 요소가 될 수 있다.
- 더욱 정확한 추론을 위해 사용자 정보, 디바이스 및 센싱정보 등을 다양하게 활용하며 그에 맞는 추론 알고리즘을 적용하고 있다. 또한 각사 용자에게 필요한 상황을 추론하기 위해 동적 룰을 생성하여 환경 적응적인 추론을 하도록 하였다.
- 따라서 많은 양의 정보 중에 추론엔진이 필요로하지 않는 정보를 필터링 하여 추론엔진이 처리해야 할 정보의 양을 줄여, 처리부담을 줄여주어야 한다. 또한 독립적으로 오는 센서의 위치, 시간 등 정보 각각 과 사용자 정보 및 시스템이 미리 정의한 정보(ID) 들과 혼합하여 어그리게이션을 하여, 추론엔진이 신속하고 정확하게 추론할 수 있는 컨텍스트로 변환시킨다.
- 포맷으로 변환하는 작업이 필요하다. 또한 센서 및 디바이스 정보는 string 형태 이외에 xml의 형태로도 받을 수 있어야 하기 때문에 컨버터 안에 xml 파서를 두어 Xml문서는 따로 관리하도록 설계하였다. xml파서는 xml문서를 분석한 두 I, 필요한 정보만 추출하여 string포맷으로 재구성한다.
- 이러한 컨텍스트에는 추론에 전혀 사용되지 않거나 현재 사용되지 않지만 나중에 사용할 필요가 있거나 잘못된 정보 등 다양한 정보가 들어오기 때문에 추론엔진에게 불필요한 정보는 걸러낼 필요가 있다. 또한 환경 및 사용자의 정보가 다양한 독립적인 포맷으로 들어오기 때문에 유비쿼터스 컴퓨팅에 필요한 포맷으로 가공해야 할 필요가 있기 때문에 필터링 및 어그리게이션 모듈에서 처리하도록 하였다. 이렇게 처리된 정보는 통신 모듈을 통해추론엔진에게 전송되고 차후 데이터의 사용을 위해 데이터베이스에 저장한다.
- 아답터는 <그림 3>과 같이 통신 기기의 종류에 따라 인터페이스를 제공하고 각 센서 및 사용자와 디바이스 정보를 <표 1>과 같은 포맷으로 전송 받는다. 또한아답터모듈에서 기초적인 에러 검출이 이루어 진다. 포맷 형태가 다르거나 수집시간오류 등을 검출하여 이를 로그에 남긴 후, 삭제한다.
- 이러한 전송 빈도가 낮으면 컨텍스트 위젯의 필터링 및어그리게이션은 레벨1 단계로 처리하고 높으면 레벨 3단계로 처리하였다. 본 시나리오에서는 입력 정보량을 변화 시켜 레벨애서부터 3까지 테스트 하였다. 컨텍스트 위젯은 입력 정보를 빠르게 필터링 및 가공하여 정보를 이용하는 추론엔진에게 적절한 상황 정보를 제공함으로써 추론엔진의 성능향상에 도움을 주었다.
- 이를 위해 수집된 정보를 가공하여 상황인지 및 판단 미들웨어가 가용할 수 있는 상태의 컨텍스트로 변환하는 기능이 요구된다. 우리는 유비쿼터스 프로젝트를 바탕으로 실시간으로 전송되는 환경 및 사용자 정보를 이용해 컴퓨팅 시스템 인 추론 엔진이 현재 상황을 정확하게 인지 및 제공해야 하는 서비스를 판단할 수 있도록 기반 모니터링 시스템을 설계 및 구현하였다. 즉, 유비쿼터스 미들웨어의 요소 중 하나인 모니터링 시스템에서는 센서 및 유무선 디바이스로부터 다양한 형태의 환경 정보를 제공 받아 컴퓨팅 시스템이 사용할 수 있는 컨텍스트로 가공하여 상황 정보를 구성한다.
- 모니터링 시스템은 다양한 종류의 센서 및 디바이스가 쉽게 등록할 수 있도록 아답터기능을 제공하고, 다양한 포맷으로 들어오는 정보를 일정한 포맷으로 변형시키는 컨버터 기능 및 수집한 정보를 컴퓨팅 시스템이 원하는 정보로 가공하는 필터링 및 어그리게이션 기능, 추론엔진에게 환경 정보들을 전달하고 데이터베이스에 저장하는 기능으로 구성되어있다. 우리는 이러한 기능을 가진 모니터링 시스템을컨텍스트 위젯이라 부르고, 설계 및 구현 하였다.
- 추론엔진에서는 모니터링 된 환경 컨텍스트를이용하여 상황을 판단하고 사용자나 주변환경의 패턴을 추론한다. 더욱 정확한 추론을 위해 사용자 정보, 디바이스 및 센싱정보 등을 다양하게 활용하며 그에 맞는 추론 알고리즘을 적용하고 있다.
- 컨텍스트 위젯은 상황 판단을 하는 추론엔진에게 적합한컨텍스트로 가공하여 환경 정보를 상황정보를 만들어 전송한 후, SQL을 사용해 데이터베이스에 저장하였다. 데이터베이스 저장 시 각 센서 및 디바이스, 어플리케이션에서 받은 정보를 필터링 후 의 각 정보를추론엔진에게 전송하는 단계가 끝난 후 데이터베이스에 저장하였다.
- [4]는 상황인지 시스템을 위한 온톨로지를 제공한다. 특히 웹 언어들을 하나로 통합하여 정보를 공유하고 이들의 사실적인 정보들을 의미로 바꾸어 제공해주는 서비스를 구현하였다. [5] 는유비쿼터스 상황인지 시스템을 컨텍스트 온톨로지 및 추론 엔진, 컨텍스트 레벨조절 모듈, 컨텍스트 관리 모듈 등 3가지 구성요소로 나누었다.
- 또한 이러한 환경 및 사용자, 제공자의 정보를 저장하여 차후 말생 할 수 있는 해당 양식에 대해 예측 할 수 있고, 유비쿼터스 컴퓨팅에서 에러가 생겼을 때 확인 요소가 될 수 있다. 프로젝트의 일환으로 구현된 모니터링 시스템으로 약 7종류의 센서정보와 2종류의 사용자 정보, 3가지의 디바이스 정보를 모니터링 하고, 이를 필터링 및어그리게이션 하여 다른 시스템에게 적합한 형태의컨텍스트로 제공하였다. 컨텍스트 위젯은 더 많은 종류의 정보들을 쉽게 추가 할 수 있는 구성으로 구현되었다.
- 우선 각 정보는 크게 세가지로 분류된다. 환경 정보를 수집하는 센서정보, 사용자 정보를 수집하는 무선 기기, 서비스를 제공하는 어플리케이션 시스템 리 소스로 나누어 연결된 기기들의 리스트를 관리하도록 한다. 아답터는 <그림 3>과 같이 통신 기기의 종류에 따라 인터페이스를 제공하고 각 센서 및 사용자와 디바이스 정보를 <표 1>과 같은 포맷으로 전송 받는다.
대상 데이터
- 다양한 센서로부터 오는 수많은 환경 정보와 무선 기기로부터 전송되는 사용자 정보, 오디오 및 PC 등 유선 디바이스 정보를 아답터 모듈을 통해 수집된다. 다양한 포맷의 정보는 빠른 정보해석 및 처리를 위해 일정한 양식으로 변환될 필요가 있다.
- 아답터는 다양한 센서로부터 오는 수많은 환경 정보와 무선기기로부터 전송되는 사용자 정보, 오디오 및 PC 등 유선으로 전송되는 디바이스 정보를 수집한다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 구성하는 다양한 기종의 디바이스 및 센서들은 상황에 따라 추가 및 삭제 될 수 있다.
성능/효과
- 본 시나리오에서는 입력 정보량을 변화 시켜 레벨애서부터 3까지 테스트 하였다. 컨텍스트 위젯은 입력 정보를 빠르게 필터링 및 가공하여 정보를 이용하는 추론엔진에게 적절한 상황 정보를 제공함으로써 추론엔진의 성능향상에 도움을 주었다.
후속연구
- 향후 연구과제로는 많은 양의 데이터를 데이터베이스에 효율적으로 저장하기 위해 컨텍스트 정보 포맷을 결정하는 연구가 필요하며 상황에 따른 환경 모니터링의 효과적인 빈도 조절 연구가 필요하다. 또한 본 논문에서 구축된 상황인지 모니터링 시스템을 광역적인 유비쿼터스 환경에서 다양한 통신 방법에 쉽게 적용가능하고 및 많은 양의 데이터 정보를 처리 가능하도록 확장 연구 및 개발이 필요하다.
- 또한 종류에 따라 처리 하는 아답터 및 필터링을 하고 있기 때문에 더 많은 양의 정보를 신속하고 정확하게 가공, 위 시스템에 전달 할 수 있다. 향후 연구과제로는 많은 양의 데이터를 데이터베이스에 효율적으로 저장하기 위해 컨텍스트 정보 포맷을 결정하는 연구가 필요하며 상황에 따른 환경 모니터링의 효과적인 빈도 조절 연구가 필요하다. 또한 본 논문에서 구축된 상황인지 모니터링 시스템을 광역적인 유비쿼터스 환경에서 다양한 통신 방법에 쉽게 적용가능하고 및 많은 양의 데이터 정보를 처리 가능하도록 확장 연구 및 개발이 필요하다.
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