[논문]FOTA기술을 적용한 TR-069기반의 스마트홈 디바이스 관리 시스템

손민재; 박수빈; 배성원; 문대진; 조대수

FOTA기술을 적용한 TR-069기반의 스마트홈 디바이스 관리 시스템
Smart Home Device Management System Using FOTA Technique based on TR-069 Protocol 원문보기

손민재 (동서대학교) , 박수빈 (동서대학교) , 배성원 (동서대학교) , 문대진 ((주)더블피) , 조대수 (동서대학교)

현재 스마트홈과 관련된 디바이스들이 증가함에 따라 다양한 디바이스를 통합하여 관리하고자 하는 홈 오토메이션 시스템들이 많아지고 있다. 하지만 기존의 시스템들에서는 각각의 디바이스에 대한 펌웨어 관리가 미비한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 컴퓨터에 연결하지 않고 Wi-Fi 등을 사용하여 무선으로 펌웨어를 업데이트 하는 기술인 FOTA(Firmware Over The Air)를 적용하여 펌웨어에 대한 관리 및 업데이트가 용이하며, TR-069 프로토콜 방식을 활용하여 HTTP기반으로 서버와 디바이스와 연결 매개체가 되는 허브(CEP)의 통신을 통해 각 디바이스들을 제어 및 관리를 하는 시스템을 제안하고자 한다.

It is currently associated with the increase in smart home devices. So they are getting a lot IoT platform for managing and integrating these devices. However, existing platforms lack the firmware management for each device. In this paper, We will make easier the management of firmware, using a technique called POTA. This technology is a technology that allows you to update the firmware using a wireless internet without a computer and Utilizing the TR-069 protocol, we propose a system for controlling each device in CPE.

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문제 정의

본 논문에서는 FOTA기술을 적용하여 TR-069기반의 스마트홈 디바이스를 관리를 하는 시스템에 대한 관련 연구와 설계 및 구현에 대해 제안하였다. 향후에는 더욱 다양한 디바이스들을 적용시키는 것과 이로 인해 수집된 데이터를 분석하여 새로운 서비스를 창출하는 것을 목표로 하고 있다.
본 논문에서는 기존의 홈 오토메이션 시스템에서의 펌웨어 관리에 대한 문제점을 보안하고자 FOTA방식을 적용한 TR-069기반의 스마트홈 디바이스 관리 시스템을 제안하고자 한다. 그림 1은 본 시스템의 구성도이다.
본 논문에서는 홈 오토메이션[2] 시스템에서 사용되는 디바이스들을 통합하여 관리하고, 디바이스 별 펌웨어를 관리해주는 시스템을 소개하고자 한다. 본 시스템은 TR-069방식[3]으로 구현하여 HTTP통신을 기반으로 하고 있으며, Node.
본 논문에서는 FOTA기술을 적용하여 TR-069기반의 스마트홈 디바이스를 관리를 하는 시스템에 대한 관련 연구와 설계 및 구현에 대해 제안하였다. 향후에는 더욱 다양한 디바이스들을 적용시키는 것과 이로 인해 수집된 데이터를 분석하여 새로운 서비스를 창출하는 것을 목표로 하고 있다.

제안 방법

사용자는 Web상에서 접속할 경우 ID에 등록되어 있는 디바이스의 상태를 확인 할 수 있도록 구현하였다. 더 나아가 그림 6처럼 각각의 디바이스는 대시보드 형태로 객체화되어 있어 위치와 크기의 조절이 가능하도록 구현하였고, 수집된 데이터들은 그래프를 통해 시각화시켰다.
js기반의 허브를 통해 디바이스들을 통합관리 및 제어를 한다[4]. 또한 디바이스 별 펌웨어의 정보는 지속적으로 수집되어 업데이트가 필요한 경우 별도의 컴퓨터 연결 없이 FOTA방식[5]으로 펨웨어 업데이트를 하도록 구현하였다.
웹 대시보드는 AngularJS의 양방향 데이터 바인딩을 통해 서버의 데이터가 수정되면 브라우저에서도 리플레쉬 없이 즉각적으로 반영되도록 하였다. 또한 부트스트랩 라이브러리의 그리드 기능을 적용하여 모바일 환경에서도 볼 수 있도록 하였다.
그림 5 . 대시보드 서브모듈

모듈들을 html상에 랜더링되는 뷰 중에서 반복적으로 사용하는 것을 기준으로 분류하여 재사용이 가능하도록 하였다. 웹 대시보드는 AngularJS의 양방향 데이터 바인딩을 통해 서버의 데이터가 수정되면 브라우저에서도 리플레쉬 없이 즉각적으로 반영되도록 하였다.
사용자는 Web상에서 접속할 경우 ID에 등록되어 있는 디바이스의 상태를 확인 할 수 있도록 구현하였다. 더 나아가 그림 6처럼 각각의 디바이스는 대시보드 형태로 객체화되어 있어 위치와 크기의 조절이 가능하도록 구현하였고, 수집된 데이터들은 그래프를 통해 시각화시켰다.
기존의 펌웨어를 업데이트 하는 방식은 PC에서 디바이스에 맞는 최신 펌웨어를 다운을 받은 상태에서 디바이스와 연결하여 펌웨어를 업데이트시키는 방식이었다. 이러한 절차를 줄이고자 본 시스템에서는 FOTA방식을 사용하여 PC에 연결 없이 인터넷만 되면 업데이트를 할 수 있게 하였고, 펌웨어 업데이트의 자동화를 위해 그림 4와 같이 서버에서는 주기적으로 등록된 디바이스의 최신 펌웨어 정보를 가져와 데이터베이스에 갱신하도록 하였다. 디바이스 연동시 디바이스 상태와 펌웨어 버전 정보를 서버에 함께 보내게 되는데, 이때 서버 데이터베이스에 저장된 펌웨어 버전과 디바이스에 가져온 버전 정보가 다르면 CEP에서 FOTA 방식으로 디바이스에 펌웨어 업데이트를 하는 메소드를 실행시킨다.

대상 데이터

사용자가 사용하는 웹 대시보드에는 AngularJS를 사용하여 메인 모듈과 그림 5에 보이는 12개의 서브 모듈로 구성하였다.
그림 1은 본 시스템의 구성도이다. 시스템은 크게 세 부분으로, 수집 된 데이터를 통합해서 관리하는 메인 서버와 디바이스의 정보를 수집하고 서버와 통신을 하는 허브, 사용자가 서버와 통신하여 디바이스의 제어와 모니터링을 할 수 있는 웹/앱 클라이언트로 구성되어 있다.

이론/모형

본 논문에서는 홈 오토메이션[2] 시스템에서 사용되는 디바이스들을 통합하여 관리하고, 디바이스 별 펌웨어를 관리해주는 시스템을 소개하고자 한다. 본 시스템은 TR-069방식[3]으로 구현하여 HTTP통신을 기반으로 하고 있으며, Node.js기반의 허브를 통해 디바이스들을 통합관리 및 제어를 한다[4]. 또한 디바이스 별 펌웨어의 정보는 지속적으로 수집되어 업데이트가 필요한 경우 별도의 컴퓨터 연결 없이 FOTA방식[5]으로 펨웨어 업데이트를 하도록 구현하였다.

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