Transcript 류한철 - 분산컴퓨팅 및 데이터베이스 연구실

유비쿼터스 컴퓨팅 기반에서
환경 관제 시스템 설계 및 구축
Construction of Ubiquitous Computing
Based Environment Management System
원광대학교 일반대학원 컴퓨터 공학과
석사 4학기 류 한 철
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
목
차
 서론
 연구 배경
 연구 필요성
 연구 목적
 관련연구
 액티브 모델 기반 분산 프레임워크
 환경 오염 물질 측정에 관한 연구
 서비스 지향 아키텍처
 유비쿼터스 기반에서 환경 관제 시스템
 환경 관제 시스템의 구조
 환경 관제 데이터베이스
 유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
 환경 관제 시스템 제공 서비스 컴포넌트
 환경 관제 서비스
 결론 및 향후 연구
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
2
.
“서
론”
1. 연구 배경
2. 연구 필요성
3. 연구 목적
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
3
서
론
 연구 배경
 거주자의 건강을 위협하는 SHS(Sick House Syndrome)발생
■ 새집증후군 - 건축자재나 벽지, 가구 등에서 유해물질이 발생
 석면, 포름알데히드, 라돈 등의 1급 유해물질을 배출
 실내 오염물질로 인한 피해 사례 증가

삶의 질 향상에 따른 건강한 생활 환경에 대한 요구 증가
■ 건강한 생활공간에 대한 관심증가

새로운 서비스의 수와 종류의 증가
■ 비슷한 기능을 가진 다수의 서비스가 존재
■ 사용자를 위한 서비스들이 빠르게 변화
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
4
서
론
 연구 필요성
 실내 환경 오염을 방지하고 예방할 수 있는 방법 제시
■ 생활 환경에 대한 관리 요구
■ 실내 공기의 오염으로 인한 피해를 예방

사용자를 위한 응용 서비스 지원
■ 사용자의 요구에 맞춰 변화 할 수 있는 서비스가 필요
■ 다양한 서비스가 제공되는 환경을 통합 관리
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
5
서
론
 연구 목적
 개인의 건강을 위한 부가서비스
■ 쾌적하고 건강한 생활 환경을 제공
■ 건강한 환경을 제공하기 위한 전문적인 시스템 구축

사용자의 요구에 맞춰 변화 할 수 있는 서비스 개발
■ 다양한 서비스를 통합하여 사용자에게 효율적인 서비스를 제공
■ 서비스를 효과적으로 지원, 관리하기 위한 시스템 구축
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
6
.
“ 관련 연구 ”
1. 액티브 모델 기반 분산 프레임 워크
2. 환경 오염 물질 측정에 관한 연구
3. 서비스 지향 아키텍처
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
7
관련 연구
 액티브 모델 기반 분산 프레임워크
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
8
관련 연구
 환경 오염 물질 측정에 관한 연구
병원
총부유세균
PM10
CO₂
HCHO
CO
NO₂
학교
CO
NO₂
Rn
VOC
석면
오존
가정
HCHO ethylbenzene
Benzene
xylene
toluene
styrene
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
진드기 낙하세균수
NO₂
PM10
Rn
CO₂
VOC
HCHO
석면
총부유세균
NO₂
CO
사무실
PM10
CO₂
HCHO
CO
9
관련 연구
 환경 오염 물질 측정에 관한 연구
오염물질
오염물질이 인체에 주는 영향
먼지
규폐증, 진폐증, 탄폐증, 석면폐증 등
CO₂
실내오염의 지표(Index)
HCHO
눈, 코, 목 자극증상, 기침, 설사, 어지러움, 구토,
피부질환, 비염, 정서불안증,기억력 상실 등
총부유세균
알레르기성 질환, 호흡기질환 등
CO
만성 폐질환, 기도저항 증가, 중추신경 영향 등
Rn
폐암 등
VOCs
피로감, 정신착란, 두통, 구토, 현기증, 중추신경 억제 작용 등
석면
피부질환, 호흡기질환, 석면증, 폐암, 중피증, 편평상피 등
O₃
기침, 두통, 천식, 알레르기성 질환 등
NO₂
만성 폐질환, 기도저항 증가, 중추신경 영향 등
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
비고
10
관련 연구
 환경 오염 물질 측정에 관한 연구
관련 시스템
환경 관제
시스템
TMS
전사적 관리
시스템
분산제어
시스템
이용 대상
시설 이용자
정부
기업
공장
목적
개인 건강
환경 유지
업무 관리
생산 관리
분야
건강을 위한
서비스
배출시설
감시
유지, 관리
자동화 생산
가치
부가 서비스
공공 이득
업무 효율성
생산성 향상
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
비고
11
관련 연구
 서비스 지향 아키텍처
 WCF를 적용한 서비스 컴포넌트에서 메시지교환을 위해 사용
 서비스 환경을 하나로 통합
 사용자에게 맞춰 변화할 수 있는 서비스 제공
 Windows Communication Foundation(WCF)
■ SOA를 기반으로 응용서비스를 개발하기 위한 방법
■ WCF는 서비스를 지원하기 위한 컴포넌트 집합
■ 멀티 엔드포인트를 사용하여 멀티태스킹을 지원
SOA의 주요 구조
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
12
관련 연구
 연구 내용 및 방법
▪ 액티브 모델 분산 프레임워크와 서비스 지향 아키텍처인 WCF를 사용
하여 각 시설에 분산되어 있는 물리적인 객체들에 대한 그룹화와 이들
간의 정보처리, 수행을 위해 분산 객체그룹 프레임워크의 컴포넌트를
이용
▪ 환경 오염 물질 측정을 위해 기준 값을 분석
▪ 데이터베이스 스키마를 설계하고 구축
▪ 실시간 정보 수집 및 저장을 위해 액티브 모델의 컴포넌트를 이용
▪ 실내 공기를 건강하게 관리하기 위한 환경관제 시스템 개발
 데이터베이스와 상호작용
 엔드 포인트를 정보 교환에 적용
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
13
.
“ 유비쿼터스 컴퓨팅 기반에서
환경 관제 시스템 ”
1. 환경 관제 시스템의 구조
2. 환경 관제 데이터베이스
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
14
유비쿼터스 컴퓨팅 기반에서 환경 관제 시스템
 환경 관제 시스템의 구조
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
15
유비쿼터스 컴퓨팅 기반에서 환경 관제 시스템
 환경 관제 시스템의 구조
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
16
유비쿼터스 컴퓨팅 기반에서 환경 관제 시스템
 환경 관제 시스템 데이터베이스
 환경 정보
 사용자 관리
 위치 정보
 장치 관리
 데이터 관리
 종합 정보
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
17
유비쿼터스 컴퓨팅 기반에서 환경 관제 시스템
 환경 관제 시스템 데이터베이스
 환경 정보
■ 관제시스템에서 관리하는 환경에 대한 정보를 관리한다.
 Environ_Management
 Hospital_Manage
 School_Manage
 Home_Manage
 Office_Manage
 Data_Management
 Hospital_Infor
 School_Infor
 Home_Infor
 Office_Infor

사용자 정보
■ 관제시스템을 사용하고 관리하는 사용자에 대한 정보를 관리한다.
 Service_User
 Client
 Service_Provider
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
18
유비쿼터스 컴퓨팅 기반에서 환경 관제 시스템
 환경 관제 시스템 데이터베이스
 위치 정보
■ 관제시스템으로 관하는 시설의 주소나 위치에 대한 정보를 관리한다.
 Location

장치 정보
■ 환경으로부터 데이터 값을 수집하거나 제어하기 위한 장치들에 대한 정
보를 관리한다.
 Device_Manage

서비스 정보
■ 시스템에서 제공하는 서비스에 관한 이벤트와 종합정보 등을 관리한다.
 Service_Management
 Total_Infor
 Event_Manage
 Matadata_Manage
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
19
.
“ 유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행”
1. 서비스 지향 서비스 컴포넌트
2. 환경 관제 서비스
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
20
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
 서비스 지향 서비스 컴포넌트
 기능 컴포넌트
■ 응용 프로그램으로 실질적인 기능 서비스를 제공하는 컴포넌트
■ 사용자 정보, 환경제어 기준정보, 알림 이벤트, 기기 제어 컴포넌트
 데이터 출력 컴포넌트
■ 응용 프로그램과의 상호작용을 하기 위한 통신을 담당하는 컴포넌트
■ 데이터 전달 컴포넌트, 메시지 저장소 컴포넌트
Application
Client
Client
Client
Client
Client GUI
Data Out Component
Data Transfer
Function Component
MultiEndpoint
Message Store
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
Service Component
Consumer
Declare
event
Environ
manage
Device
control
21
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
Application
Data
_transfer
_Module
Message
_Store
_Module
Consumer
_Module
Environ
_manage
_Module
Device
_control
_Module
Declare
_event_
Module
Active Model
Database
Request
Request Processing
Request Concumer_Moudule
Request Message
Return
Return Processing
Request
Request Processing
Return Concumer_Moudule
Request Environ_manage_Moudule
Return Processing
Return Environ_manage_Moudule
Return Message
Request Message
Return Message
Request Data
Return Data
Request Data
Return Data
Return
Request
Request Processing
Request Device_control_Moudule
Return
Request
Return Processing
Retrun Device_control_Moudule
Request Processing
Request Declare_event_Moudule
Return Declare_event_Moudule
Return Processing
Return
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
22
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
Application
Application
Application
Data
_transfer
_Module
Request 1
Message
_Store
_Module
Consumer
_Module
Environ
_manage
_Module
Request Processing 1
Request Concumer_Moudule
Device
_control
_Module
Declare
_event_
Module
Active
Model
Request Message 1
Database
Request Data
Request 2
Request Processing 2
Concumer_Moudule
Return Processing Return
1
Return 1
Request 3
Return Message 1 Return Data
Request Processing 3
Request Environ_manage_Moudule
Return Environ_manage_Moudule
Return Processing 2
Request Message 2
Request Data
Return Message 2 Return Data
Return 2
Request Device_control_Moudule
Request 4
Request Message 3
Request Processing 4
Retrun Device_control_Moudule
Return Processing 3
Return Message 3
Return 3
Request Declare_event_Moudule
Return 4
Return Declare_event_Moudule
Return Processing 4
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
Request Message 4
Return Message 4
23
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
 환경 관제 서비스
관제 센터
사용자 환경
Service Component
Data Out Component
Application
Client
Client
Client
Client
Data Transfer
Function Component
Request
Client GUI
MultiEndpoint
Consumer
Reply
Request Message
Reply Message
Environ
manage
Message Store
Declare
event
Device
control
DataBase
Request Message
Request Message
Reply Message
Return
Data
Field
정보 수집 환경
Sensor
Manager
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
DOGF
Active
Model
Request
Data
24
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
 환경 관제 서비스
1
3
1
서비스 시설 탭
2
2
서비스 시설 리스트
3
서버 날자 및 시간
4
시설 관리 기준 값
5
시설 환경 정보
4
5
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
25
환경 관제 서비스의 서버 GUI화면
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
 환경 관제 서비스
1
서비스 시설 탭
2
서비스 시설 리스트
3
서버 날자 및 시간
4
시설 관리 기준 값
5
시설 환경 정보
1
2
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
3
26
환경 관제 서비스의 클라이언트 GUI화면
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
 환경 관제 서비스
1
오염물질 정보
2
오염물질에 대한 정보
1
2
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
27
환경 관제 서비스의 클라이언트 GUI화면
유비쿼터스 환경 관제 서비스의 수행
 환경 관제 서비스
1
오염물질 정보
2
기준치 초과 항목
3
환경 제어 기기 관리
4
서버에서 알림 메시지
5
SMS 알림 서비스
1
2
3
5
4
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
28
.
“ 결론 및 향후 연구 ”
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
29
결론 및 향후 연구
 본 논문에서는
 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 실내 환경 관리와 서비스 통합을 위한
 환경 관제 시스템의 설계 및 구현
 실내공기질 관리 규정에 따라
 실내 환경을 건강하게 유지하기 위한 전문적인 시스템

서비스의 제공과 지원을 위해 서비스 지향 서비스 컴포넌트를 사용
■ 느슨한 접속을 통해 상호 독립성 제공
■ 서비스의 투명성과 재사용성을 보장
■ 멀티 엔드포인트를 통한 멀티테스킹 지원
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
30
결론 및 향후 연구
 환경 관제 서비스는
 정보 제공 서비스
■ 실내 공기 상태에 대한 모니터링 서비스

실내 환경 관리 서비스
■ 기기 제어를 통한 환경 관리 서비스

사용자 알림 서비스
■ SMS와 메일을 통한 알림 서비스
 사용자 환경에 대한 정보를 수집하여 쾌적한 환경을 유지
 향후 연구
 환경 관제 시스템의 응답성을 향상
 사용자를 위한 새로운 응용 서비스를 통합
WONKWANG UNIVERSITY
Distributed Computing & Database Lab.
31