KR100874652B1 - 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그방법 - Google Patents

이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그방법 Download PDF

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권혜은
박주상
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 다양한 이기종 센서네트워크에 접근할 수 있는 통합 인터페이스를 제공함으로써, 응용시스템에서 다양한 이기종 센서네트워크의 접근을 용이하게 하고 또한 이로 인해 다양한 응용서비스 개발을 촉진하고 센서네트워크 인프라의 활용성을 높일 수 있는, 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 통합 인터페이스 장치에 있어서, 응용시스템의 질의 명령을 공통 메시지 규격에 따라 센서네트워크용 명령으로 변환하고, 상기 센서네트워크용 명령에 대한 응답메시지를 해석하여 상기 응용시스템으로 전송하기 위한 응용시스템 인터페이스 수단; 및 상기 센서네트워크용 명령을 해당 센서네트워크의 특성에 맞게 변환하여 상기 해당 센서네트워크로 전송하고, 각 센서네트워크에서 측정된 측정데이터를 기 정의된 데이터 표준 형식에 맞게 변환하여 상기 센서네트워크용 명령에 대한 응답메시지에 실어 상기 응용시스템 인터페이스 수단으로 전송하기 위한 센서네트워크 인터페이스 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 등에 이용됨.
USN 미들웨어, 센서 네트워크 추상화, 디렉토리 서비스, 센서네트워크 어댑터, 센서네트워크 응용시스템

Description

이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그 방법{INTEGRATED INTERFACE APPARATUS AND METHOD FOR VARIOUS SENSOR NETWORK}
도 1 은 종래의 응용/센서네트워크 어댑터를 이용한 센서네트워크 서비스 프레임 워크의 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 센서네트워크 서비스 프레임 워크의 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 도 2의 응용시스템 인터페이스부의 일실시예 상세 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 방법 중 센서네트워크 연결 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 센서 데이터의 값 유형 정의표에 따라 측정데이터를 변환시키는 과정에 대한 일실시예 예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 네트워크 인터페이스부에서의 자율적 센서네트워크 모니터링 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
22: 응용시스템 인터페이스부 221: 통합질의 처리부
222: 네트워크 인터페이스부 223: 디렉토리 서비스부
23: 센서네트워크 인터페이스부
본 발명은 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 이기종 센서네트워크에 접근할 수 있는 통합 인터페이스를 제공함으로써, 응용시스템에서 다양한 이기종 센서네트워크의 접근을 용이하게 하고 또한 이로 인해 다양한 응용서비스 개발을 촉진하고 센서네트워크 인프라의 활용성을 높일 수 있는, 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 센서네트워크 응용 기술에서는 센서네트워크 응용시스템(응용 서비스)에 특화된 센서네트워크를 구성하여 센서네트워크 응용시스템과 센서네트워크의 관계가 일 대 일의 관계로 개발되어 오고 있다.
도 1 은 종래의 응용/센서네트워크 어댑터를 이용한 센서네트워크 서비스 프레임 워크의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 서비스 프레임 워크는, 센서네트워크 응용시스템(11), 응용/센서네트워크 종속 어댑터(Application/sensor network- dependent Adapter)(12) 및 센서네트워크(Application-Specific Sensor Network)(13)를 포함한다.
상기 센서네트워크 응용시스템(11)은 센서네트워크(13)로부터 센싱(sensing) 데이터를 받기 위한 질의를 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)로 전송한다.
그리고 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)는 센서네트워크 응용시스템(11)으로부터 전송된 질의를 해당 센서네트워크의 특성에 맞게 변환하여 해당 센서네트워크(13)로 전송한다. 이후, 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)는 해당 센서네트워크(13)에서 측정되거나 감지된 센싱 데이터 또는 발생된 특정 이벤트 결과를 센서네트워크 응용시스템(11)으로 전송한다.
여기서, 센서네트워크(13)는 해당 응용 서비스가 필요로 하는 센서 및 구동기를 포함하고 있고, 센싱 데이터를 전송된 질의에 따라 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)로 전달한다. 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)는 센서 데이터에 대한 질의, 센싱 정보 보고, 특정 이벤트 발생 등의 모든 인터페이스를 지원하는 기능을 수행한다.
하지만, 이러한 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)의 인터페이스 기능은 센서네트워크 응용시스템(11)과 해당 센서네트워크(13) 간에만 의존적으로 관련되게 정의되어 있다. 즉, 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)는 단순히 센서네트워크(13)와 센서네트워크 응용시스템(11)을 연결시키는 기능만을 수행한다. 따라서 센서네트워크 응용시스템(11)이 다른 센서네트워크와 연결하고자 하는 경우에는 그때마다 다른 응용/센서네트워크 종속 어댑터(12)와 연결되어야 한다.
한편, 다양한 센서네트워크를 개념적 데이터베이스로 이용하여 다양한 질의를 처리할 수 있도록 하는 미들웨어가 국내외적으로 다양하게 연구되고 있는 실정이다. 하지만, 이러한 연구에서는 이기종 센서네트워크에 대한 다양한 속성들은 논외로 다루어지고 있다. 현재까지는 다양한 센서네트워크 인프라를 이용해서 몇몇의 응용 서비스(예를 들면, 바다 목장, u-헬스케어 등) 검증 작업들이 이루어지고 있지만, 다양한 응용 서비스를 위한 응용시스템들이 다양한 이기종 센서네트워크를 공유해서 사용하지 못하고 있다. 특히, 서로 다른 센서 유형 또는 통신 프로토콜을 사용하는 다수의 이기종 센서네트워크가 광역의 서비스 지역에 분포되어 있는 경우에는 더욱 각각 다른 센서네트워크에 접근하지 못하고 있다.
즉, 종래의 서비스 프레임 워크에서는, 다양한 응용시스템들이 다양한 이기종 센서네트워크를 공유하고 있지 못하기 때문에 응용시스템이 복수의 이기종 센서네트워크에 접근하는 경우, 각각의 센서네트워크를 위한 어댑터를 통해서만 접근이 가능한 바, 다양한 응용 서비스를 개발하기 곤란하다는 문제점이 있다.
더 나아가, 이기종 센서네트워크를 공유하지 못하는 바, 센서네트워크 응용시스템마다 이용가능한 센서네트워크 인프라를 효율적으로 운영하지 못해서 USN 인프라 설치 또는 관리 비용이 증가하게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다양한 이기종 센서네트워크에 접근할 수 있는 통합 인터페이스를 제공함으로써, 응용시스템에서 다양한 이기종 센서네트워크의 접근을 용이하게 하고 또한 이로 인해 다양한 응용서비스 개발을 촉진하고 센서네트워크 인프라의 활용성을 높일 수 있는, 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통합 인터페이스 장치에 있어서, 응용시스템의 질의 명령을 공통 메시지 규격에 따라 센서네트워크용 명령으로 변환하고, 상기 센서네트워크용 명령에 대한 응답메시지를 해석하여 상기 응용시스템으로 전송하기 위한 응용시스템 인터페이스 수단; 및 상기 센서네트워크용 명령을 해당 센서네트워크의 특성에 맞게 변환하여 상기 해당 센서네트워크로 전송하고, 각 센서네트워크에서 측정된 측정데이터를 기 정의된 데이터 표준 형식에 맞게 변환하여 상기 센서네트워크용 명령에 대한 응답메시지에 실어 상기 응용시스템 인터페이스 수단으로 전송하기 위한 센서네트워크 인터페이스 수단을 포함한다.
한편, 본 발명의 방법은, 통합 인터페이스 방법에 있어서, 응용시스템의 질의 명령을 공통 메시지 규격에 따라 센서네트워크용 명령으로 변환하는 질의 변환 단계; 상기 센서네트워크용 명령을 해당 센서네트워크의 특성에 맞게 변환하여 상기 해당 센서네트워크로 전송하는 명령 전송 단계; 각 센서네트워크에서 측정된 측정데이터를 기 정의된 데이터 표준 형식에 맞게 변환하는 데이터 변환 단계; 및 상기 변환된 측정데이터를 상기 질의 명령에 맞게 해석하여 상기 해석 결과를 상기 응용시스템으로 전송하는 응답 전송 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 센서네트워크 서비스 프레임 워크의 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서네트워크 서비스 프레임 워크(즉, 본 발명에 따른 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치)는, USN(Ubiquitous Sensor Network) 미들웨어 기능을 수행하는 응용시스템 인터페이스부(22)와, 센서네트워크 어댑터 기능을 수행하는 센서네트워크 인터페이스부(23)를 포함한다. 여기서, 응용시스템 인터페이스부(22)는 통합질의 처리부(221), 네트워크 인터페이스부(222) 및 디렉토리 서비스부(223)를 포함한다.
우선, 센서네트워크 서비스 프레임 워크와 관련하여 복수 개의 센서네트워크 응용시스템과 복수 개의 센서네트워크를 각각 살펴보면, 복수 개의 센서네트워크 응용시스템 n(21)은 복수 개의 이기종 센서네트워크를 이용하여 다양한 응용 서비스(예를 들어, 상하수도 관리, 의료 서비스 또는 건물 관리 등)를 제공한다.
그리고 복수 개의 센서네트워크 n(24)은 다양한 센싱 타입을 지원하는 센서들과 구동기를 포함한다. 센서네트워크 n(23)에서의 센서와 구동기는 센서네트워크 응용시스템(21)의 질의 명령(질의)에 따라 센싱하거나 동작한다.
그리고 응용시스템 인터페이스부(22)는 센서네트워크 응용시스템 n(21)의 통합질의를 표준화된 인터페이스(공통 메시지 규격)에 따라 센서네트워크용 명령으로 변환하여 센서네트워크 인터페이스부(23)에 전달한다. 그리고 응용시스템 인터페이스부(22)는 센서네트워크용 명령에 따른 측정데이터(센싱 데이터)를 센서네트워크 인터페이스부(23)로부터 전달받아 센서네트워크 응용시스템 n(21)으로 전송한다.
즉, 응용시스템 인터페이스부(22)는 센서네트워크 응용시스템 n(21)과 센서네트워크 인터페이스부(23) 간의 통합 인터페이스를 지원하는 기능을 수행한다. 응용시스템 인터페이스부(22)는 센서네트워크 응용시스템 n(21)이 요구하는 측정데이터를 요청해서 수집하거나 가공처리하고, 측정데이터를 센서네트워크 응용시스템 n(21)에 제공한다.
그리고 센서네트워크 인터페이스부(23)는 다양한 이기종 센서네트워크 n(24)과 응용시스템 인터페이스부(22) 간의 인터페이스 기능을 수행한다. 센서네트워크 인터페이스부(23)는 응용시스템 인터페이스부(22)로부터 전달된 센서네트워크용 명령을 해당 센서네트워크의 특성 정보(예를 들어, 센서네트워크의 센서 정보, 구동기 정보를 비롯하여 통신 프로토콜, 버퍼링 파라미터 등)에 맞게 변환하여 해당 센서네트워크로 전달하고, 그에 대한 응답으로 해당 센서네트워크로부터의 측정 데이터 등을 응용시스템 인터페이스부(22)로 전달한다.
이하, 응용시스템 인터페이스부(22)를 상세하게 살펴보면, 디렉토리 서비스부(223)는 각 센서네트워크 n(24)의 접근 및 관리를 위한 센서네트워크 메타데이터를 저장한다. 그리고 디렉토리 서비스부(223)는 저장하고 있는 센서네트워크 메타데이터를 통합질의 처리부(221), 네트워크 인터페이스부(222) 또는 센서네트워크 인터페이스부(23)의 요청에 따라 제공한다.
그리고 통합질의 처리부(221)는 센서네트워크 응용시스템 n(21)의 통합질의를 각 센서네트워크별로 스케줄링한다. 통합질의 처리부(221)는 스케줄링에 따라 통합질의를 네트워크 인터페이스부(222)로 전달한다. 이후, 통합질의 처리부(221)는 센서네트워크 응용시스템 n(21)이 요구하는 측정데이터를 수집하고 수집된 측정데이터를 센서네트워크 응용시스템 n(21)으로 전송한다. 여기서, 통합질의 처리부(221)는 센서네트워크 응용시스템 n(21)이 요구하는 응용 서비스의 목적에 맞게 측정데이터를 가공하여 센서네트워크 응용시스템 n(21)으로 전달한다.
그리고 네트워크 인터페이스부(222)는 통합질의 처리부(221)의 스케줄링에 따라 통합질의를 표준화된 인터페이스(공통 메시지 규격)에 따라 센서네트워크용 명령으로 변환하여 센서네트워크 인터페이스부(23)로 전달한다. 다시 말하면, 네트 워크 인터페이스부(222)는 공통 메시지 규격을 정의하여 다양한 센서네트워크 n(24)에 대한 통합 인터페이스를 통해 센서네트워크 추상화를 제공하는 기능을 수행한다. 이후, 네트워크 인터페이스부(222)는 센서네트워크 인터페이스부(23)로부터 센서네트워크용 명령에 따른 측정데이터를 전달받아 통합질의 처리부(221)로 전달한다.
한편, 응용시스템 인터페이스부(22)는 통합질의 처리부(221), 네트워크 인터페이스부(222) 및 디렉토리 서비스부(223) 외에 다양한 기능의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 응용시스템 인터페이스부(22)는 정의된 컴포넌트 외에도 수집된 측정데이터로부터 사용자에게 필요한 수준 높은 데이터를 추출해내는 센서 데이터 마이닝부(도면에 미도시), 주어진 상황정보를 획득하고 획득된 상황정보에 따른 처리를 제공하는 상황정보 처리부(도면에 미도시), 또는 센서네트워크 응용시스템이 요구하는 다양한 이벤트를 처리하는 이벤트 처리부(도면에 미도시) 등을 위한 컴포넌트를 포함할 수 있다.
한편, 센서네트워크 응용시스템(21)은 USN 미들웨어 기능을 수행하는 응용시스템 인터페이스부(22)에 연결된 다양한 센서네트워크 n(21) 중 자신의 목적에 맞는 센서네트워크를 통해서 정보를 수집하고 그 센서네트워크의 구동기를 구동시킬 수 있다.
복수의 이기종 센서네트워크는 각 센서네트워크의 센서, 구동기, 통신 프로토콜 및 버퍼링 파라미터 등에 대한 센서네트워크 특성 정보들을 네트워크 인터페이스부(222)에 투명하게(transparent) 연결시키는 센서네트워크 어댑터(sensor network adapter)를 통해서 응용시스템 인터페이스부(22)에 연결된다.
본 발명에서는 센서네트워크 응용시스템 n(21)이 다양한 센서네트워크 n(21)에 대하여 추상화된 형태로 센서네트워크에 접근 가능하도록, 응용시스템 인터페이스부(22)와 센서네트워크 인터페이스부(23) 간의 공통 메시지 규격을 정의한다. 각 센서네트워크 n(23)은 본 발명에서 정의된 공통 메시지 규격에 따라서 연결되고, 센서질의 처리 및 보고, 모니터링 등의 연산을 처리할 수 있도록, 센서네트워크 인터페이스부(23)를 통해 응용시스템 인터페이스부(22)에 연결된다.
하기의 [표 1]은 센서네트워크 인터페이스부(23)와, 응용시스템 인터페이스부(22) 내의 네트워크 인터페이스부(222) 간 표준화된 통합 인터페이스(공통 메시지 규격)를 나타내고 있다. 그리고 네트워크 인터페이스부(222)는 하기의 [표 1]에 정의된 다양한 공통 메시지를 이용해서 측정데이터(센싱 데이터)의 요청/처리 및 지속적인 모니터링 작업을 수행한다.
Figure 112007046441684-pat00001
응용시스템 인터페이스부(22)와 센서네트워크 인터페이스부(23) 간의 공통 메시지 규격을 상기 [표 1]을 참조하여 살펴보면, 공통 메시지 규격은 요청/응답 그룹, 명령/보고 그룹, 연결제어 그룹, 메시지 확인 그룹으로 나누어진다. 각 그룹별로 세부적인 명령의 종류가 나타나 있다. 예를 들면, 요청/응답 그룹에는 노드 목록 정보 요청, 노드 목록 정보 응답, 버퍼데이터 요청, 버퍼데이터 응답, 명령 제어 요청, 명령 제어 결과에 대한 명령이 포함되어 있다. 상기 [표 1]에는 각 명령에 대한 이름이 정해져 있고, 이러한 명령의 전송 흐름이 표시되어 있다. 일례로, '
Figure 112008048494663-pat00002
'는 응용시스템 인터페이스부(22)에서 센서네트워크 인터페이스부(23)로의 메시지 흐름을 나타내고, 반대로 '
Figure 112008048494663-pat00003
'는 센서네트워크 인터페이스부(23)에서 응용시스템 인터페이스부(22)로의 메시지 흐름을 나타낸다.
도 3 은 본 발명에 따른 도 2의 통합 인터페이스 장치의 일실시예 상세 구성도이다.
센서네트워크 응용시스템(21)은 센서네트워크(24) 내의 센서로부터 센싱 데이터를 전송받기 위한 통합질의를 응용시스템 인터페이스부(22)로 전송한다.
그리고 통합질의 처리부(221)는 여러 개의 센서네트워크 응용시스템(21)에서 전송된 센서네트워크에 대한 질의를 스케쥴링한다. 통합질의 처리부(221)는 센서네트워크에 대한 질의를 센서네트워크의 센서네트워크 메타데이터에 맞는 질의로 변환하여 생성하고, 생성된 질의를 네트워크 인터페이스부(222)로 전달한다.
네트워크 인터페이스부(222)는 센서네트워크에 대한 질의를 측정데이터(센싱 데이터) 요청 명령으로 변환하여 센서네트워크 인터페이스부(23)에 전송한다. 네트워크 인터페이스부(222)는 센싱 데이터 요청 명령으로 변환하기 위하여 디렉토리 서비스부(223)로부터의 센서네트워크 메타데이터를 참조한다.
센서네트워크 인터페이스부(23)는 네트워크 인터페이스부(222)로부터 전달받은 측정데이터(센싱 데이터) 요청 명령을 센서네트워크의 특성 정보(예를 들어, 센서, 구동기, 통신프로토콜, 버퍼링 파라미터 등)에 맞게 변환하여 센서네트워크(24)에 전송한다.
이후, 센서네트워크 인터페이스부(23)는 측정데이터(센싱 데이터) 요청 명령에 따라 측정데이터를 센서네트워크(24)로부터 전송받고, 센서네트워크 메타데이터에 따라 측정데이터를 변환하여 네트워크 인터페이스부(222)로 전송한다.
그리고 공통 메시지 규격에 따라 변환된 측정데이터(센싱 데이터)는 통합질의 처리부(221)를 거쳐 센서네트워크 응용시스템(21)에 전송된다. 이러한 변환 과정을 통하여 센서네트워크 응용시스템(21)은 센서네트워크(24)의 특성에 구애받지 않고 공통 메시지를 이용하여 센서네트워크(24)에 측정데이터(센싱 데이터)를 요청하고, 공통 메시지 규격에 따라 변환된 측정데이터(센싱 데이터)를 전송받는다.
도 4 는 본 발명에 따른 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 동작 방법 중 센서네트워크 연결 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
센서네트워크 인터페이스부(23)는 공통 메시지 규격에 정의된 연결설정 요청 명령(ConnReqCtrl)을 이용하여 네트워크 인터페이스부(222)에 연결확인을 요청한다(402).
그리고 네트워크 인터페이스부(222)는 네트워크 인터페이스부(222)로부터의 연결확인 요청에 따라 디렉토리 서비스부(223)에 등록정보 확인을 요청한다(404). 그러면, 디렉토리 서비스부(223)는 등록정보를 확인하고, 등록정보 확인결과를 네트워크 인터페이스부(222)에 전송한다(406).
이어서, 네트워크 인터페이스부(222)는 디렉토리 서비스부(223)로부터 전송된 등록정보 확인결과를 통해 등록 여부를 확인하고 연결 정보를 센서네트워크 인터페이스부(23)로 전송한다(408).
그리고 센서네트워크 인터페이스부(23)는 전송된 연결 정보를 통해 연결가능 여부를 확인하고, 네트워크 인터페이스부(222)에 연결 정보를 이용하여 연결을 요청한다(410).
그러면, 네트워크 인터페이스부(222)는 센서네트워크 인터페이스부(23)로부터의 연결 요청에 따라 응답하여 네트워크를 연결한다(412).
결론적으로, 네트워크 인터페이스부(222)는 디렉토리 서비스부(223)에 미리 등록된 센서네트워크인지 여부를 확인하여 연결을 허락한다. 이때, 네트워크 인터페이스부(222)는 공통 메시지 규격에 정의된 인터페이스로 연결 요청한 센서네트워크에 대해서 모두 연결을 허용하는 것은 아니다. 네트워크 인터페이스부(222)는 등록된 센서네트워크인지에 대한 인증 과정을 수행함으로써, 센서네트워크 응용시스템에 신뢰성 있는 측정데이터(센싱 데이터)를 제공할 수 있도록 한다. 이러한 센서네트워크 인증은 두 가지 방법으로 수행될 수 있다.
첫째, 응용시스템 인터페이스부(22)의 운용자는 디렉토리 서비스부(223)에 기능이 확인된 센서네트워크(41)에 대한 등록정보를 미리 등록한다. 이후, 센서네트워크 인터페이스부(23)의 연결 요청이 수신된 경우에, 디렉토리 서비스부(223)는 기 등록된 센서네트워크에 대한 등록정보에 따라 요청된 센서네트워크의 등록 여부를 확인하여 네트워크 인터페이스부(222)에 확인결과를 알려준다. 네트워크 인터페이스부(222)는 디렉토리 서비스부(223)의 연결확인을 거쳐 센서네트워크 연결을 허용한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 디렉토리 서비스부(223)가 센서네트워크(41)의 인증을 수행하는 방식이다.
둘째, 센서네트워크(41)는 센서네트워크 인터페이스부(23)를 통해 네트워크 인터페이스부(222)로 연결을 요청한다. 이때, 네트워크 인터페이스부(222)는 연결 요청에 따라 센서네트워크(41)에 대한 등록정보를 디렉토리 서비스부(223)로부터 가져와서 인증 기능을 수행한 후, 연결을 허용하는 방식이다.
이때, 센서네트워크에 대한 인증 방법은 다양한 방법이 이용될 수 있다.
첫째로, 기본적으로 모든 센서네트워크가 할당받는 센서네트워크 식별자만을 확인하는 센서네트워크에 대한 인증 방법이 있다. 이러한 식별자 확인 방법은 센서네트워크 식별자 도용이 쉬워지면, 네트워크 보안에 취약할 수가 있다.
둘째로, 할당받은 센서네트워크 식별자에 대해서 암호를 이용하는 센서네트워크에 대한 인증 방법이 있다. 이때, 암호는 센서네트워크 식별자를 할당받을 때 함께 전송받는다.
셋째로, 기타 공인키 인증 방식 등을 이용한 센서네트워크에 대한 인증 방법이 있다. 이러한 공인키를 이용한 경우, 센서네트워크 인터페이스부(23)에 포함되어 있는 어댑터에 암호화 모듈이 구현되어 오버헤드가 발생할 수 있다.
도 5 는 본 발명에 따른 센서 데이터의 값 유형 정의표에 따라 측정데이터를 변환시키는 과정에 대한 일실시예 예시도이다.
하기의 [표 2]는 디렉토리 서비스부(223)에 정의된 센서 데이터의 값 유형 정의표의 일례이다. 센서네트워크 인터페이스부는 하기의 [표 2]에 정의된 데이터 유형(예를 들면, ID, 이름)별로 데이터 표준 형식(예를 들면, 표현단위, 유형, 바이트)에 맞게 측정데이터를 변환한다.
Figure 112007046441684-pat00004
예를 들어, 디렉토리 서비스부(223)가 센서네트워크 어댑터 A(541)와 센서네트워크 어댑터 B(542)를 포함하고 있는 경우에, 센서네트워크 어댑터 A(541)와 B(542)는 각각 센서네트워크 A(551)와 B(552)의 센서노드를 통해서 획득된 측정데이터(센싱 데이터)를 상기의 [표 2]에 정의된 측정데이터(센싱 데이터)의 유형 정의표에 따라 유형을 변환한다.
각 센서네트워크 A(551) 또는 B(552)에 구비된 센서의 유형에 따라, 측정값에 대한 데이터 유형 및 방법이 같은 온도라고 해도 달라진다. 센서네트워크 A(551)의 센서노드 A-가-1은 측정 대상은 온도이고, 데이터 유형은 16 비트로 부호없는 정수형(unsigned int)이고, 측정값은 5431이다. 이때, 센서네트워크 어댑터 A(541)는 측정 값 5431을 센싱 값 유형 정의표에 따라 28.7℃로 변환한다.
또한, 센서네트워크 B(552)의 센서노드 B-다-3은 측정 대상은 온도이고, 데이터 유형은 32 비트로 부호없는 정수형(unsigned int)이고, 측정값은 154324이다. 이때, 센서네트워크 어댑터 B(542)는 측정값 154324를 센싱 값 유형 정의표에 따라 31.2℃로 변환한다.
응용시스템 인터페이스부(53)는 센서네트워크 어댑터 A(541)와 B(542)로부터 각각 전송된 측정데이터(28.7℃와 31.2℃)를 센서네트워크 응용시스템 1(51) 또는 센서네트워크 응용시스템 2(52)로 전송한다. 이때, 응용시스템 인터페이스부(53)는 28.7℃와 31.2℃를 비교한 결과를 해당 질의에 따라 센서네트워크 응용시스템 1(51) 또는 센서네트워크 응용시스템 2(52)로 전송할 수 있다.
각 센서네트워크에 연결된 센서네트워크 어댑터는 이질적인 이러한 센서네트워크별 특성을 [표 2]의 센서네트워크 메타데이터를 이용해서 정해진 표준 유형으로 변환하여 [표 1]의 공통 메시지 규격을 이용하여 응용시스템 인터페이스부(USN 미들웨어)에 전송한다. 이러한 작업을 통해서 센서네트워크 추상화가 제공되어 진다.
도 6 은 본 발명에 따른 네트워크 인터페이스부(222)에서의 자율적 센서네트워크 모니터링 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
응용시스템 인터페이스부(22)에서의 네트워크 인터페이스부(222)는 상기 [표 1]에 정의된 모니터링 명령(StatusCheckCmd)을 일정 주기로 각 센서네트워크 어댑터(62)를 통해서 센서네트워크로 전송한다. 이후, 네트워크 인터페이스부(222)는 전송된 모니터링 명령에 대한 응답인 모니터링 보고(StatusCheckRpt)를 분석하여 일정시간 동안 모니터링 보고(StatusCheckRpt)가 도착하지 않은 센서 노드들은 비정상동작이라고 판단한다. 즉, 네트워크 인터페이스부(222)는 센서네트워크(63)로부터 1개의 모니터링 보고(StatusCheckRpt)라도 도착하지 않으면 센서네트워크(63)가 비정상동작이라고 판단한다. 모니터링 보고(StatusCheckRpt)에 대한 모니터링 보고 메시지는 각 센서 노드들의 전원 잔량 수준, 센서 노드 오류, 센서네트워크의 현재 토폴로지 정보 등을 포함한다. 네트워크 인터페이스부(222)는 상기 [표 1]에서 기술된 센서네트워크 변경 사항 보고(SNupdateRpt)로 센서네트워크에 센서 노드가 추가 혹은 삭제되었는지는 알 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 모니터링 처리 과정을 살펴보면 다음과 같다.
네트워크 인터페이스부(222)는 센서네트워크별로 정의된 주기에 따라 모니터링 명령(StatusCheckCmd)을 센서네트워크 어댑터(62)로 전송한다(601). 센서네트워크별로 정의된 주기는 정적인 센서네트워크 메타데이터로 관리된다. 이러한 센서네트워크 메타데이터는 디렉토리 서비스부(223)에 저장되어 있다.
센서네트워크 어댑터(62)는 전달받은 모니터링 명령(StatusCheckCmd)을 각 센서네트워크(63)에 적용될 수 있는 형태인 상태보고 요청으로 변환하여 센서네트워크에 전달한다(602).
그러면, 센서네트워크(63)에서의 싱크노드(631)는 상태보고 요청을 센서네트워크(63)의 센서 노드(632)에게 전송한다(603).
그리고 상태보고 요청을 받은 센서노드(632)는 토폴로지 관련 정보(예를 들어, 전원 잔량 및 오류 상황, 부모 노드 정보 등)을 싱크노드(631)로 전송한다(604). 이어서, 싱크노드(631)는 토폴로지 관련 정보를 센서네트워크 어댑터(62)로 전송한다(605).
그리고 센서네트워크 어댑터(62)는 각 센서 노드로부터 전달되는 상태 정보들을 취합하여 네트워크 인터페이스부(222)에 모니터링 보고(StatusCheckRpt)를 통해서 전송한다(606). 센서네트워크 메타데이터에 관한 변경 정보는 디렉토리 서비스부(223)에 전달된다. 이는 디렉토리 서비스부(223)가 최신의 센서네트워크 상황 정보를 보유할 수 있도록 하기 위함이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 응용시스템과 이기종 센서네트워크 간의 통합 인터 페이스를 이기종 센서네트워크 각각의 특성정보와 무관하게 미리 정의된 공통 메시지 규격에 따라 표준화하여 제공함으로써, 통합 인터페이스를 이용하여 각각의 센서네트워크 특성과 무관하게 이기종 센서네트워크에 접근할 수 있게 하는 효과가 있다.
즉, 본 발명은, 센서네트워크에 대한 상세 내용을 공통 메시지 규격을 통해서 표준화(추상화)함으로써, 개발적인 측면에서는 어댑터만 구현하면 응용시스템 인터페이스(USN 미들웨어)에 연결되어 USN 인프라로서의 기능 수행을 할 수 있으며, 또한 이렇게 추상화된 다양한 센서네트워크 인프라를 통해서 다양한 응용 서비스 개발을 가능하게 하는 효과가 있다. 다시 말하면, 본 발명은, 상위 USN 미들웨어 컴포넌트 및 응용에 대해서 이기종의 다양한 센서네트워크를 추상화함으로써, 통합 인터페이스만 만족하도록 센서네트워크를 연결할 경우, 적은 개발 비용으로 안전하고 안정적으로 센서네트워크를 다수의 응용이 함께 이용할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 센서네트워크와 USN 미들웨어를 단순히 연결시키는 것이 아니라, 디렉토리 서비스부를 이용해서 신뢰할 수 있는 센서네트워크에 대한 정보를 제공할 수 있도록 인증 기능을 제공하여 USN 인프라에 대한 안전성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 본 발명은, 실시간으로 센서네트워크를 자율적으로 모니터링하여 현재 센서네트워크에 대한 상황정보를 다른 컴포넌트 혹은 응용에 제공함으로써 오류 없이 센서네트워크를 사용하고, 또한 센서네트워크 오류 상황 발생 시 이를 자 동 복구할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 통합 인터페이스 장치에 있어서,
    응용시스템의 질의 명령을 공통 메시지 규격에 따라 센서네트워크용 명령으로 변환하고, 상기 센서네트워크용 명령에 대한 응답메시지를 해석하여 상기 응용시스템으로 전송하기 위한 응용시스템 인터페이스 수단; 및
    상기 센서네트워크용 명령을 해당 센서네트워크의 특성에 맞게 변환하여 상기 해당 센서네트워크로 전송하고, 각 센서네트워크에서 측정된 측정데이터를 기 정의된 데이터 표준 형식에 맞게 변환하여 상기 센서네트워크용 명령에 대한 응답메시지에 실어 상기 응용시스템 인터페이스 수단으로 전송하기 위한 센서네트워크 인터페이스 수단
    을 포함하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 응용시스템 인터페이스 수단은,
    상기 공통 메시지 규격과, 상기 각 센서네트워크의 접근 및 관리를 위한 센서네트워크의 특성정보를 저장하기 위한 디렉토리 서비스 수단;
    상기 응용시스템의 질의 명령을 상기 각 센서네트워크별로 스케줄링하고, 네트워크 인터페이스 수단에서 추출된 측정데이터를 상기 응용시스템으로 전송하기 위한 통합질의 처리 수단; 및
    상기 스케줄링된 질의 명령을 상기 공통 메시지 규격에 따라 상기 센서네트워크용 명령으로 변환하고, 상기 센서네트워크용 명령에 대한 응답메시지를 해석하여 측정데이터를 추출하기 위한 상기 네트워크 인터페이스 수단
    을 포함하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공통 메시지 규격은,
    측정데이터 요청 및 응답, 센서노드의 동작 명령, 상기 각 센서네트워크의 접속 및 연결, 상기 각 센서네트워크의 모니터링에 관한 공통 메시지 규격을 포함하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 수단은,
    상기 센서네트워크 인터페이스 수단을 통해 상기 각 센서네트워크로 모니터링 명령 메시지를 주기적으로 전송하고, 상기 센서네트워크 인터페이스 수단에서 취합된 모니터링 보고 메시지를 분석하여 상기 각 센서네트워크를 주기적으로 모니터링하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 모니터링 보고 메시지는,
    상기 각 센서네트워크의 센서노드에 대한 상태정보, 상기 각 센서네트워크의 토폴로지 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디렉토리 서비스 수단은,
    상기 모니터링 보고 메시지의 분석 결과를 이용하여 상기 각 센서네트워크의 토폴로지 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 디렉토리 서비스 수단은,
    상기 각 센서네트워크의 특성정보를 사용자로부터 입력받아 사전에 등록한 후, 상기 사전에 등록된 특성정보를 이용하여 상기 네트워크 인터페이스 수단의 인 증 요청에 따라 상기 각 센서네트워크의 인증을 각각 수행하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 수단은,
    상기 각 센서네트워크의 인증 요청에 따라 상기 디렉토리 서비스 수단에 저장된 센서네트워크의 특성정보를 이용하여 상기 각 센서네트워크의 인증을 각각 수행하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 장치.
  9. 통합 인터페이스 방법에 있어서,
    응용시스템의 질의 명령을 공통 메시지 규격에 따라 센서네트워크용 명령으로 변환하는 질의 변환 단계;
    상기 센서네트워크용 명령을 해당 센서네트워크의 특성에 맞게 변환하여 상기 해당 센서네트워크로 전송하는 명령 전송 단계;
    각 센서네트워크에서 측정된 측정데이터를 기 정의된 데이터 표준 형식에 맞게 변환하는 데이터 변환 단계; 및
    상기 변환된 측정데이터를 상기 질의 명령에 맞게 해석하여 상기 해석 결과를 상기 응용시스템으로 전송하는 응답 전송 단계
    를 포함하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 공통 메시지 규격은,
    측정데이터 요청 및 응답, 센서노드의 동작 명령, 상기 각 센서네트워크 접속 및 연결, 상기 각 센서네트워크의 모니터링에 관한 공통 메시지 규격을 포함하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 명령 전송 단계는,
    상기 각 센서네트워크로 상기 공통 메시지 규격에 따른 모니터링 명령 메시지를 주기적으로 전송하고, 상기 전송된 모니터링 명령 메시지에 대한 모니터링 보고 메시지를 분석하여 상기 각 센서네트워크를 주기적으로 모니터링하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 모니터링 보고 메시지는,
    상기 각 센서네트워크의 센서노드에 대한 상태정보, 상기 각 센서네트워크의 토폴로지 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 명령 전송 단계는,
    상기 각 센서네트워크의 특성정보를 사용자로부터 입력받아 사전에 등록한 후, 상기 사전에 등록된 특성정보를 이용하여 상기 각 센서네트워크의 인증 요청에 따라 상기 각 센서네트워크의 인증을 각각 수행하는 것을 특징으로 하는 이기종 센서네트워크를 위한 통합 인터페이스 방법.
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