KR101055552B1 - Data integration sensor network middleware system of heterogeneous sensor network - Google Patents

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Abstract

이기종 센서 네트워크의 센서 데이터를 통합적으로 관리, 추출하여 사용자 어플리케이션의 요청에 특화된 데이터를 제공하는 센서 네트워크 미들웨어 시스템이 개시된다. 적어도 하나의 센서들로 구성된 적어도 하나의 센서 네트워크에서 센서 데이터를 수집하는 적어도 하나의 센싱 서버 및 센싱 서버로부터 수집된 센서 데이터를 전송받아 통합적인 데이터 관리 및 서비스를 제공하는 메인 서버로 구성되고, 센싱 서버는 수집된 센서 데이터를 XML 데이터로 변환하여 메인 서버로 전송하고, 메인 서버는 적어도 하나의 사용자 어플리케이션의 요청에 대응하여 XML 데이터를 통합하여 가공한 데이터를 제공하도록 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템을 구성한다. 따라서, 본 발명에 따른 센서 네트워크 미들웨어 시스템을 이용할 경우에는 센서 네트워크 어플리케이션의 개발을 용이하게 하고 종래의 다양한 센서 네트워크와의 연동이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.Disclosed is a sensor network middleware system that integrates and manages sensor data of a heterogeneous sensor network to provide data specialized for a request of a user application. Composed of at least one sensing server for collecting sensor data in at least one sensor network consisting of at least one sensor and the main server receiving the sensor data collected from the sensing server to provide integrated data management and services, The server converts the collected sensor data into XML data and transmits it to the main server, and the main server configures the sensor network integrated middleware system to provide processed data by integrating XML data in response to a request of at least one user application. . Therefore, in the case of using the sensor network middleware system according to the present invention, it is possible to facilitate the development of sensor network applications and to be able to interwork with various conventional sensor networks.

센서, 센서네트워크, 유비쿼터스, XML, 미들웨어 Sensor, Sensor Network, Ubiquitous, XML, Middleware

Description

이기종 센서 네트워크의 데이터 통합 센서 네트워크 미들웨어 시스템{SENSOR NETWORKS MIDDLEWARE SYSTEM FOR INTEGRATING HETEROGENEOUS SENSOR NETWORK DATA}Data integration sensor network middleware system of heterogeneous sensor network {SENSOR NETWORKS MIDDLEWARE SYSTEM FOR INTEGRATING HETEROGENEOUS SENSOR NETWORK DATA}

본 발명은 센서 네트워크의 미들웨어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 종류의 센서로 구성되어 있는 이기종 센서 네트워크에 있어서 다양한 포맷의 센서 데이터를 제공하는 이기종 센서 네트워크의 통합을 가능하게 하는 데이터 통합 센서 네트워크 미들웨어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a middleware system of a sensor network, and more particularly, to a heterogeneous sensor network composed of various types of sensors, a data integration sensor network that enables integration of heterogeneous sensor networks providing sensor data in various formats. A middleware system.

센서 네트워크는 특정지역에 다수의 센서 노드들을 배치하여 주위 환경값을 획득하고 스스로 네트워크를 형성하여 전송하는 시스템이다. 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅(ubiquitous computing)의 핵심 기술로서, 사용자를 둘러싸고 있는 환경의 변화를 인지하여 가변적인 서비스를 제공하는 것 등을 목적으로 하는 상황인지 컴퓨팅 기술에 필수적으로 요구되는 기반기술에 해당된다.The sensor network is a system that arranges a plurality of sensor nodes in a specific area to obtain environmental values and forms and transmits a network by itself. Sensor network is a core technology of ubiquitous computing, and it is a basic technology that is essential for situational computing technology aimed at providing variable services by recognizing changes in the environment surrounding users. .

센서 네트워크들은 지역적으로도 다르며, 센싱하는 종류가 다르기 때문에 다양하게 구성될 수 있으며, 특히, 기존 센서 네트워크의 경우에는 센서로부터 전송되는 데이터가 표준화된 형식으로 처리되지 않기 때문에 그 단위나 표현방식에 따라서 응용 프로그램이 처리하는데 어려움이 있고 사용자별의 다양한 요구사항을 적 절히 처리하기도 어려운 문제점이 있다.Sensor networks can be configured in various ways because they are different in different regions and different sensing types. Especially, in case of existing sensor networks, data transmitted from sensors are not processed in a standardized format. There is a problem that the application program is difficult to handle and difficult to properly handle the various requirements of each user.

따라서, 센서 네트워크들과 사용자 어플리케이션 사이에서 양자간의 통신을 지원해주는 미들웨어(middleware)의 개발이 반드시 필요하며, 특히 센서 노드로부터 얻어지는 다양한 원(raw) 데이터를 사용자 어플리케이션에 맞게 변환해주는 것이 반드시 필요하다.Therefore, it is necessary to develop middleware that supports communication between the sensor networks and the user application, and in particular, it is necessary to convert various raw data obtained from the sensor node to the user application.

전통적인 시스템에서 미들웨어는 운영체제와 응용 프로그램 사이에 존재하는 소프트웨어의 한 계층을 의미한다. 반면, 센서 네트워크에서의 미들웨어는 커널(kernel) 레벨이 아닌 응용(application) 영역에서 사용자 혹은 상위 응용 프로그램에게 인터페이스를 제공한다는 전통적인 의미 이외에도 센서 네트워크가 가지는 특성을 고려하여야 한다.In traditional systems, middleware refers to a layer of software that exists between an operating system and an application. On the other hand, middleware in the sensor network must consider characteristics of the sensor network in addition to the traditional meaning of providing an interface to a user or a higher level application in an application area rather than at the kernel level.

예컨대, 센서 네트워크에 적용되기 위한 미들웨어의 요구사항으로는 다음의 몇 가지 사항이 열거될 수 있다.For example, the following requirements may be listed as the requirements of the middleware to be applied to the sensor network.

첫째로, 다양한 센서 데이터를 사용 가능하도록 하기 위하여 단일화된 데이터 모델이 정립되어야 한다. 종래의 연구 중에서는 특정한 EPC 호환 센서 데이터를 고려한 경우가 있었으나, 센서 포맷에 따라서 각각의 테이블을 생성하는 문제점을 가졌다. 또한, 센서 데이터에 대한 표준화된 메시지 구조로서 발표된 SensorML은 실제 응용 서비스에서는 불필요한 센서의 입출력 인터페이스나 데이터 알고리즘까지도 포함하고 있어 센서 데이터의 교환 시 상호호환성을 위한 메시지 구조의 정형화와 경량화가 요구되어 왔다.First, a unified data model must be established to enable the use of various sensor data. Although some studies have considered specific EPC compatible sensor data in the related art, there is a problem of generating each table according to the sensor format. In addition, SensorML, published as a standardized message structure for sensor data, includes the input / output interfaces and data algorithms of sensors that are not necessary for actual application services. Therefore, the structure and weight of the message structure for interoperability when exchanging sensor data have been required. .

둘째로, 사용자 어플리케이션이 사용할 수 있는 고수준의 언어가 필요하다. 예컨대, 어플리케이션이 요구하는 요구사항을 표현할 수 있는 고수준의 언어(SQL 등)을 제공함으로써, 복잡한 이벤트를 발견하거나 처리할 수 있는 방법을 지원하여야만 한다.Second, you need a high-level language that your application can use. For example, by providing a high-level language (such as SQL) that can express the requirements of an application, it must support a way to detect or handle complex events.

셋째로, 특정 어플리케이션에 의존적이고 의미 있는 데이터까지도 제공할 수 있어야 한다. 각각의 어플리케이션이 요구하는 센싱 데이터는 하나 또는 그 이상의 센서 네트워크에서 수집된 데이터가 될 수 있으므로 이러한 데이터를 통합, 관리, 추출함으로써 각각의 어플리케이션이 요구하는 어플리케이션 의존적인 데이터를 제공할 수 있어야 한다.Third, it must be able to provide data that is dependent and meaningful to a specific application. Since the sensing data required by each application may be data collected from one or more sensor networks, it is necessary to integrate, manage, and extract such data to provide application-dependent data required by each application.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 이기종 센서 네트워크 통합을 가능하게 하고, 센서 네트워크 사용자 어플리케이션의 개발 및 운영을 하부 센서 네트워크의 구성과는 분리시키는 것을 가능하게 하는 이기종 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems, heterogeneous sensor network integration middleware to enable heterogeneous sensor network integration, and to separate development and operation of sensor network user application from the configuration of the underlying sensor network. To provide a system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적어도 하나의 센서들로 구성된 적어도 하나의 센서 네트워크에서 센서 데이터를 수집하는 적어도 하나의 센싱 서버 및 상기 센싱 서버로부터 수집된 센서 데이터를 전송받아 통합적인 데이터 관리 및 서비스를 제공하는 메인 서버로 구성되고, 상기 센싱 서버는 수집된 센서 데이터를 XML 데이터로 변환하여 메인 서버로 전송하고, 상기 메인 서버는 적어도 하나의 사용자 어플리케이션의 요청에 대응하여 상기 XML 데이터를 통합하여 가공한 데이터를 제공하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an integrated data management system by receiving at least one sensing server collecting sensor data from at least one sensor network including at least one sensor, and sensor data collected from the sensing server. Comprising a main server providing a service, the sensing server converts the collected sensor data into XML data and transmits it to the main server, the main server integrates the XML data in response to a request of at least one user application Provided is a sensor network integrated middleware system characterized by providing processed data.

여기에서, 상기 센싱 서버는, 상기 적어도 하나의 센서 네트워크와 직접 송수신하여 센서 데이터를 수집하는 디바이스 연결 레이어, 상위계층으로부터 센서 네트워크에 대한 센서 데이터 수집 요청을 수신하고, 상기 디바이스 연결 레이어를 추상화시켜 상기 디바이스 연결 레이어에 접속된 센서 네트워크에 대응되는 통신 프로토콜로 상기 수신된 센서 데이터 수집 요청을 변환하여 상기 디바이스 연결 레이어로 전달하고, 상기 디바이스 연결 레이어로부터 수신된 센서 데이터를 상기 센서 데이터 수집 요청에 대응하여 변환하여 상위계층으로 제공하는 데이터 업데이트 레이어, 상기 데이터 업데이트 레이어를 통하여 수신된 센서 데이터를 저장하고, 상위계층의 요청에 의하여 저장된 센서 데이터를 검색하거나, 상기 데이터 업데이트 레이어를 통하여 센서 네트워크로부터 센서 데이터를 수집하여, 상위계층으로 제공하는 데이터 저장 레이어 및 상기 메인 서버로부터 미리 정해진 XML 형식으로 전달되는 센서 데이터 요청을 변환하여 상기 데이터 저장 레이어로 전달하고, 상기 데이터 저장 레이어로부터 제공된 센서 데이터를 미리 정해진 XML 형식으로 변환하여 상기 메인 서버로 전달하는 데이터 처리 레이어를 포함하여 구성될 수 있다.Herein, the sensing server may receive a sensor data collection request for a sensor network from a device connection layer and a higher layer, which directly transmit / receive data with the at least one sensor network, and abstract the device connection layer. Converts the received sensor data collection request into a communication protocol corresponding to a sensor network connected to a device connection layer and transmits the received sensor data collection request to the device connection layer, and transmits the sensor data received from the device connection layer in response to the sensor data collection request A data update layer which is converted and provided to a higher layer, and stores sensor data received through the data update layer, retrieves sensor data stored at the request of a higher layer, or through the data update layer. Collecting sensor data from a sensor network, converting a data storage layer provided to a higher layer and a sensor data request transmitted from a main server in a predetermined XML format to the data storage layer, and providing the data data to the data storage layer. It may be configured to include a data processing layer for converting the sensor data in a predetermined XML format and forwarded to the main server.

이때, 상기 데이터 저장 레이어는 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청을 분류하는 클래스 분류부, 상기 데이터 업데이트 레이어로부터 수집된 센서 데이터를 실시간으로 저장하는 리얼-타임 큐, 상기 데이터 업데이트 레이어로부터 수집된 센서 데이터를 저장하는 데이터베이스를 포함하여 구성되어, 상기 리얼-타임 큐에 적재된 데이터는 순차적으로 데이터베이스에 저장되며, 상기 클래스 분류부는 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청이 실시간으로 센서 데이터를 요청하는 것인 경우, 상기 리얼-타임 큐에 저장된 센서 데이터를 바로 상기 데이터 처리 레이어로 전송하고, 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청이 상기 데이터베이스에 대한 검색 요청인 경우인 경우에는 상기 요청을 SQL 언어로 변환하여 상기 데이터베이스에 질의하여 질의결과를 상기 데이터 처리 레이어로 전송하도록 구성될 수 있다.In this case, the data storage layer may include a class classifier classifying a request from the data processing layer, a real-time queue storing sensor data collected from the data update layer in real time, and sensor data collected from the data update layer. And a database storing the data, wherein the data loaded in the real-time queue is sequentially stored in the database. When the class classification unit requests sensor data in real time, the class classification unit requests the sensor data in real time. The sensor data stored in the real-time queue is directly transmitted to the data processing layer, and when the request from the data processing layer is a search request for the database, the request is converted into a SQL language and the database is queried. Question A can be configured to transmit to the data processing layers.

여기에서, 상기 메인 서버는, 상기 센싱 서버에 대한 센서 데이터 요청을 미 리 정해진 XML 형식으로 변환하여 상기 센싱 서버로 전송하고, 상기 센싱 서버로부터 미리 정해진 XML 형식으로 수신된 센서 데이터를 변환하여 상위 계층으로 전달하는 데이터 결집 레이어, 상기 데이터 결집 레이어를 통하여 상기 센싱 서버로부터 수신된 센서 데이터를 저장하고, 상위계층이 요청한 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 따라 저장된 센서 데이터를 검색 또는 분류하여, 검색 또는 분류된 센서 데이터를 상위계층으로 제공하는 데이터 저장 레이어 및 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로부터 미리 정해진 XML 형식으로 전달되는 서비스 쿼리 요청을 변환하여 상기 데이터 저장 레이어로 전달하고, 상기 데이터 저장 레이어로부터 제공된 센서 데이터를 미리 정해진 XML 형식으로 변환하여 상기 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로 전달하는 데이터 서비스 레이어를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the main server converts the sensor data request for the sensing server into a predetermined XML format and transmits the sensor data to the sensing server, and converts the sensor data received in the predetermined XML format from the sensing server to a higher layer. Sensors received from the sensing server through the data aggregation layer and the data aggregation layer, which are transmitted to the data aggregation layer, and the sensor data retrieved or classified by searching or classifying the stored sensor data according to a data pattern or sensing condition requested by a higher layer. A service storage request for providing data to a higher layer and a service query request delivered in a predetermined XML format from at least one user application are converted and transmitted to the data storage layer, and the sensor data provided from the data storage layer is predetermined. It may be configured to include a data service layer that is converted to the XML format and delivered to the at least one user application.

이때, 상기 데이터 서비스 레이어가 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로부터 전달받는 서비스 쿼리 요청은 사용자 어플리케이션이 요구하는 이벤트를 포함하여 구성되며, 상기 데이터 서비스 레이어는 상기 서비스 쿼리 요청을 분석하여 상기 이벤트를 추출하여 상기 데이터 저장 레이어로 전달하며, 상기 이벤트는 센서 데이터들이 만족하여야 하는 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 포함하도록 구성될 수 있다.In this case, the service query request received by the data service layer from at least one user application is configured to include an event requested by the user application, and the data service layer analyzes the service query request to extract the event to extract the data. The event may be configured to include a data pattern or a sensing condition that the sensor data must satisfy.

또한, 상기 데이터 저장 레이어는 센서 데이터들을 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 따라서 분류하기 위한 이벤트를 저장하는 이벤트 저장소, 상기 센싱 서버를 통하여 수집한 센서 데이터와 적어도 하나의 센서 네트워크의 정보들을 저장하는 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소, 상기 데이터 결집 레이어로부터 수집된 센 서 데이터들이 가지는 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 토대로 새로운 이벤트를 생성하여 상기 이벤트 저장소에 저장하는 이벤트 분석기 및 상기 데이터 서비스 레이어로부터 전달된 이벤트를 상기 이벤트 저장소에서 검색하고, 검색된 이벤트가 포함하는 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 상응하는 센서 데이터 및 센서 네트워크 정보를 상기 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소에서 검색하여 상기 데이터 서비스 레이어로 전달하는 이벤트 필터를 포함하여 구성될 수 있다.The data storage layer may include an event storage for storing events for classifying sensor data according to data patterns or sensing conditions, data and sensors for storing sensor data collected through the sensing server and information of at least one sensor network. An event analyzer for generating a new event based on a data pattern or sensing condition of the sensor data collected from the data aggregation layer, a network analyzer, and storing the event in the event repository and an event transmitted from the data service layer in the event repository. Searching for and transmitting sensor data and sensor network information corresponding to a data pattern or sensing condition included in the searched event from the data and sensor network information storage to the data service layer. It can be configured to include a vent filter.

상기와 같은 본 발명에 따른 센서 네트워크 미들웨어 시스템을 이용할 경우에는 이기종 센서 네트워크와의 통신을 통하여 서버에 통합적인 데이터 서비스를 제공해줄 수 있다. In the case of using the sensor network middleware system according to the present invention as described above, it is possible to provide an integrated data service to a server through communication with heterogeneous sensor networks.

즉, 각 센서 네트워크에는 센서 네트워크와 단일화된 데이터 전송 및 관리를 위한 센싱 서버를 추가하여 데이터를 관리하도록 구성하고, 메인 서버를 추가하여 센싱 서버와의 통신을 통해서 다양한 종류의 데이터를 통합 관리할 수 있도록 한다. 특히, 어플리케이션 개발자는 센서 네트워크의 자원을 이용하는데 있어서, 미리 정의해둔 XML 스키마에 따른 단일화된 데이터 형식을 이용하여 센서 네트워크에 상관없이 사용자 어플리케이션의 독립적인 개발이 가능하다. 즉, 어플리케이션 개발자는 미들웨어에서 제공해주는 API를 사용하여 개발을 진행함으로써 센서 네트워크 시스템보다는 사용자의 요청에 따른 메인 서버와의 데이터 전송만을 고려하여 어플리케이션을 개발할 수 있다.In other words, each sensor network can be configured to manage data by adding a sensor network and a sensing server for unified data transmission and management, and integrate and manage various types of data through communication with the sensing server by adding a main server. Make sure In particular, an application developer can independently develop a user application regardless of the sensor network by using a unified data format according to a predefined XML schema in using the resources of the sensor network. That is, the application developer can develop an application by considering only data transmission with a main server according to a user's request rather than a sensor network system by developing using an API provided by middleware.

따라서, 본 발명에 따른 센서 네트워크 미들웨어 시스템을 이용할 경우에는 기존에 존재하는 센서 네트워크들을 일일이 수정하는 작업을 수행하지 않더라도, 센서 네트워크 어플리케이션의 개발을 용이하게 하고 종래의 다양한 센서 네트워크와의 연동을 가능하게 한다.Therefore, in the case of using the sensor network middleware system according to the present invention, it is possible to facilitate the development of sensor network applications and to interoperate with various conventional sensor networks even if the existing sensor networks are not modified. do.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이 다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 센서 네트워크 데이터 통합 미들웨어 시스템과 본 발 명에 따른 통합 미들웨어 시스템이 적용되는 센서 네트워크 환경을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a sensor network environment to which a sensor network data integration middleware system and an integrated middleware system according to the present invention are applied.

도 1을 참조하면, 센서 네트워크들(130-1, 130-2, 130-3)은 각각 다양한 종류의 센서 노드들(131)이 적어도 하나 포함되어 구성될 수 있으며, 본 발명에 따른 통합 미들웨어 시스템(100)은 다양한 센서 노드들로 구성된 센서 네트워크들을 통합하여 관리하는 적어도 하나의 센싱 서버들(120-1, 120-2, 120-3) 및 센싱 서버들을 통합하여 관리하는 메인 서버(110)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the sensor networks 130-1, 130-2, and 130-3 may each include at least one sensor node 131 of various types, and the integrated middleware system according to the present invention. 100 may include at least one sensing server 120-1, 120-2, 120-3, which integrates and manages sensor networks composed of various sensor nodes, and a main server 110 that integrates and manages sensing servers. It can be configured to include.

이때, 각각의 센서 네트워크들(130-1, 130-2, 130-3)을 구성하는 센서 노드들은 서로 다른 출력 및 입력 포맷을 가지는 다양한 종류의 센서들을 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따른 통합 미들웨어 시스템(100)은 이와 같은 다양한 종류의 센서 노드들이 혼재되어 구성되는 이기종(heterogeneous) 센서 네트워크에 적용되는 것에 의의를 가질 수 있다.In this case, the sensor nodes constituting the respective sensor networks 130-1, 130-2, and 130-3 may include various types of sensors having different output and input formats, and according to the present invention. The integrated middleware system 100 may be applied to a heterogeneous sensor network in which such various types of sensor nodes are mixed.

센서 네트워크들은 적어도 하나의 센싱 서버에 대응되도록 구성된다. 예컨대, 센서 네트워크(130-1)는 센싱 서버(120-1)에 대응되며, 센서 네트워크(130-2)는 센싱 서버(120-2)에 대응된다. 도 1에서는 하나의 센싱 네트워크가 하나의 센싱 서버에 대응되는 것을 예시하고 있으나, 둘 이상의 센싱 네트워크가 하나의 센싱 서버에 대응되는 것도 가능하며, 하나의 센싱 네트워크가 둘 이상의 센싱 서버에 대응되는 것도 가능할 수 있다. The sensor networks are configured to correspond to at least one sensing server. For example, the sensor network 130-1 corresponds to the sensing server 120-1, and the sensor network 130-2 corresponds to the sensing server 120-2. Although FIG. 1 illustrates that one sensing network corresponds to one sensing server, two or more sensing networks may correspond to one sensing server, and one sensing network may correspond to two or more sensing servers. Can be.

보다 자세하게는, 본 발명에 따른 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템(100)은 적어도 하나의 센서들로 구성된 적어도 하나의 센서 네트워크에서 센서 데이터 를 수집하는 적어도 하나의 센싱 서버 및 센싱 서버들로부터 수집된 센서 데이터를 전송받아 통합적인 데이터 관리 및 서비스를 제공하는 메인 서버로 구성되며, 센싱 서버는 수집된 센서 데이터를 XML 데이터로 변환하여 메인 서버로 전송하고, 메인 서버는 적어도 하나의 사용자 어플리케이션(10, 11, 12)의 요청에 대응하여 XML 데이터를 통합하여 가공한 데이터를 제공하도록 구성된다.In more detail, the sensor network integrated middleware system 100 according to the present invention includes at least one sensing server for collecting sensor data in at least one sensor network including at least one sensor, and sensor data collected from the sensing servers. It consists of a main server that receives and provides integrated data management and service. The sensing server converts the collected sensor data into XML data and transmits it to the main server, and the main server includes at least one user application 10, 11, 12 In response to the request of c), the XML data is integrated to provide processed data.

이때, 메인 서버와 센싱 서버간에 송수신되는 센서 데이터가 취하는 XML 형식은, 센싱 서버 하부에 존재하는 센서 네트워크 및 센서 네트워크에 속한 센서 노드들의 종류와 데이터 형식과는 무관하게 통일된 데이터 형식을 취하게 되어, 이기종 센서 네트워크에 대한 데이터 통합의 기능을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.In this case, the XML format of the sensor data transmitted and received between the main server and the sensing server takes a unified data format irrespective of the type and data format of the sensor network and the sensor nodes belonging to the sensor network. It can be configured to perform the function of data integration for heterogeneous sensor networks.

또한, 센싱 서버(120-1, 120-2, 120-3)와 메인 서버(110)간의 통신 및 메인 서버(110)와 사용자 어플리케이션들(10, 11, 12)간의 통신은 전형적인 방법인 TCP/IP 프로토콜 등을 이용하여 수행될 수 있다.In addition, communication between the sensing servers 120-1, 120-2, and 120-3 and the main server 110 and between the main server 110 and the user applications 10, 11, 12 are TCP / Typical methods. It may be performed using an IP protocol or the like.

이하에서는, 본 발명에 따른 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템을 구성하는 센싱 서버와 메인 서버의 세부적인 구성을 상술한다.Hereinafter, the detailed configuration of the sensing server and the main server constituting the sensor network integrated middleware system according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 통합 미들웨어 시스템의 센싱 서버의 구성이 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a sensing server of an integrated middleware system according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통합 미들웨어 시스템의 센싱 서버(120)는 디바이스 연결 레이어(device connect layer; 121), 데이터 업데이트 레이어(data update layer; 122), 데이터 저장 레이어(data storage layer; 123) 및 데이터 처 리 레이어(data process layer; 124)의 순차적인 계층 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 디바이스 연결 레이어(121)가 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드들과의 직접적인 센서 데이터 송수신을 담당하는 최하위 계층을 형성하며, 데이터 처리 레이어(124)는 메인 서버(110)와 XML 형식으로 변환된 데이터 송수신을 담당하는 최상위 계층을 형성하게 된다.Referring to FIG. 2, the sensing server 120 of the integrated middleware system according to the present invention may include a device connect layer 121, a data update layer 122, and a data storage layer; 123 and a data processing layer 124 may be formed in a sequential hierarchical structure. For example, the device connection layer 121 forms the lowest layer that is responsible for the direct sensor data transmission and reception with the sensor nodes constituting the sensor network, and the data processing layer 124 is converted into an XML format with the main server 110. It forms the highest layer responsible for data transmission and reception.

다만, 도 2에서 예시되는 센싱 서버를 구성하는 레이어들의 명칭은 각 레이어의 기능을 대표할 수 있는 간략화된 명칭을 의미하는 것일 뿐, 레이어들의 명칭이 각각의 레이어의 기능을 한정하기 위한 것은 아니며, 두 가지 이상의 레이어의 기능이 복합되어 하나의 레이어를 구성하는 경우를 배제하는 것도 아님에 유의하여야 할 것이다.However, the names of the layers constituting the sensing server illustrated in FIG. 2 mean a simplified name that can represent the function of each layer, and the names of the layers are not intended to limit the function of each layer. It should be noted that the functions of two or more layers are not combined to exclude one layer.

먼저, 디바이스 연결 레이어(121)는 적어도 하나의 센서 네트워크와 직접 송수신하여 센서 데이터를 수집하는 역할을 수행한다. 즉, 디바이스 연결 레이어는 센서 네트워크와 연결된 인터페이스를 통하여 센서 네트워크로부터 원 데이터(raw data) 형태의 센서 데이터를 수집하는 역할을 수행한다. 이때, 디바이스 연결 레이어와 센서 네트워크 간의 데이터 송수신은 TCP/IP 프로토콜 등 센서 네트워크의 인터페이스 방식에 특화된 다양한 프로토콜이 채용될 수 있다. 따라서, 디바이스 연결 레이어는 본 발명에 따른 센서 네트워크 미들웨어 시스템의 데이터 통합 역할을 수행하기 위하여 하부의 센서 네트워크의 종류에 따라서 복수개가 존재하도록 구성될 수 있다.First, the device connection layer 121 collects sensor data by directly transmitting and receiving with at least one sensor network. That is, the device connection layer collects sensor data in the form of raw data from the sensor network through an interface connected with the sensor network. In this case, various protocols specialized for the interface method of the sensor network, such as the TCP / IP protocol, may be used for data transmission and reception between the device connection layer and the sensor network. Accordingly, the device connection layer may be configured such that a plurality of device connection layers exist according to the type of the underlying sensor network in order to perform a data integration role of the sensor network middleware system according to the present invention.

다음으로, 데이터 업데이트 레이어(122)는 상기 디바이스 연결 레이어(121) 의 상위 계층으로서, 데이터 업데이트 레이어(122)의 상위 계층인 데이터 저장 레이어(123)로부터 센서 네트워크에 대한 센서 데이터 수집 요청을 수신하고, 상기 디바이스 연결 레이어(121)에 접속된 센서 네트워크에 대응되는 통신 프로토콜로 상기 수신된 센서 데이터 수집 요청을 변환하여 상기 디바이스 연결 레이어(121)로 전달하고, 상기 디바이스 연결 레이어로부터 수신된 센서 데이터를 상기 센서 데이터 수집 요청에 대응하여 변환하여 상위계층인 데이터 저장 레이어로 제공하는 역할을 수행한다. Next, the data update layer 122 is a higher layer of the device connection layer 121 and receives a sensor data collection request for a sensor network from a data storage layer 123 that is a higher layer of the data update layer 122. Converts the received sensor data collection request into a communication protocol corresponding to a sensor network connected to the device connection layer 121, transfers the received sensor data collection request to the device connection layer 121, and transmits sensor data received from the device connection layer; It converts in response to the sensor data collection request and provides the data storage layer as a higher layer.

따라서, 데이터 업데이트 레이어는 상위계층으로부터 전달되는 메시지(message) 형태의 센서 데이터 수집 요청을 디바이스 연결 레이어의 특화된 통신 프로토콜로 변환하는 메시지 변환부(message converter; 122-1)를 포함하여 구성될 수 있다.Accordingly, the data update layer may include a message converter 122-1 for converting a sensor data collection request in the form of a message transmitted from a higher layer into a specialized communication protocol of a device connection layer. .

즉, 데이터 업데이트 레이어(122)는 센서 네트워크의 인터페이스 방식에 특화되어 있는 디바이스 연결 레이어(121)를 데이터 저장 레이어에 대하여 추상화(abstraction)시켜 상위 계층으로부터의 센서 데이터 수집 요청을 디바이스 연결 레이어에 특화된 프로토콜로 변환하여 전달하는 역할을 수행한다. 또한, 역으로 데이터 업데이트 레이어(122)는 디바이스 연결 레이어(121)로부터 전달받은 센서 데이터를 메시지 형태의 센서 데이터로 변환하여 데이터 저장 레이어에 전달하는 역할도 수행한다.That is, the data update layer 122 abstracts the device connection layer 121, which is specialized in the interface method of the sensor network, from the data storage layer, so as to request a sensor data collection request from a higher layer to the device connection layer. It converts to and delivers. In addition, the data update layer 122 also plays a role of converting sensor data received from the device connection layer 121 into sensor data in a message form and transferring the sensor data to the data storage layer.

다음으로, 데이터 저장 레이어(123)는 데이터 업데이트 레이어(122)를 통하여 수신된 센서 데이터를 저장하고, 상위계층인 데이터 처리 레이어(124)의 요청에 의하여 저장된 센서 데이터를 검색하거나, 데이터 업데이트 레이어(122)를 통하여 센서 네트워크로부터 센서 데이터를 수집하여, 상위계층인 데이터 처리 레이어(124)로 제공하는 역할을 수행한다.Next, the data storage layer 123 stores the sensor data received through the data update layer 122, retrieves the stored sensor data at the request of the data processing layer 124, which is a higher layer, or the data update layer ( It collects the sensor data from the sensor network through the 122, and serves to provide to the data processing layer 124, which is a higher layer.

이를 위하여, 데이터 저장 레이어는 다시 데이터 업데이트 레이어로부터 수집된 센서 데이터를 실시간으로 저장하는 리얼-타임 큐(real-time queue; 123-1), 데이터 처리 레이어로부터의 요청을 분류하는 클래스 분류부(class division; 123-2), 데이터 업데이트 레이어로부터 수집된 센서 데이터를 저장하는 데이터베이스(database; 123-3) 및 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청을 SQL 언어로 변환하는 SQL 변환부(123-4)를 포함하여 세부적으로 구성될 수 있다.To this end, the data storage layer again includes a real-time queue 123-1 for storing sensor data collected from the data update layer in real time, and a class classifier for classifying requests from the data processing layer. division (123-2), a database (123) for storing sensor data collected from the data update layer, and an SQL converter (123-4) for converting a request from the data processing layer into an SQL language. It can be configured in detail.

데이터 저장 레이어(123)는 데이터 업데이트 레이어(122)로부터 전달되는 데이터를 우선 순차적으로 리얼-타임 큐(123-1)에 저장하고, 리얼-타임 큐를 거쳐서 데이터베이스(123-3)에도 데이터 업데이트 레이어(122)로부터 전달된 데이터가 지속적으로 저장되도록 구성된다.The data storage layer 123 first stores data transmitted from the data update layer 122 in the real-time queue 123-1 sequentially, and also stores the data update layer in the database 123-3 via the real-time queue. The data transferred from 122 is configured to be stored continuously.

이때, 데이터 저장 레이어에 대한 데이터 처리 레이어로부터의 센서 데이터 요청은 즉시적(instantaneous)인 것일 수도 있으며, 기존에 저장된 센서 데이터에 대한 쿼리(query) 요청일 수도 있다.In this case, the sensor data request from the data processing layer for the data storage layer may be instantaneous or may be a query request for previously stored sensor data.

따라서, 클래스 분류부(123-2)는 데이터 처리 레이어(124)로부터의 요청이 실시간으로 센서 데이터를 요청하는 것 인지와 데이터베이스에 적재되어 있는 센서 데이터에 대한 검색 또는 조회 요청인 경우를 판별하는 동작을 수행한다.Accordingly, the class classification unit 123-2 determines whether the request from the data processing layer 124 is a request for sensor data in real time, and a case of searching or inquiring for sensor data loaded in a database. Do this.

이때, 데이터 처리 레이어로부터의 요청이 실시간으로 센서 데이터를 요청하 는 것인 경우에는, 리얼-타임 큐(123-1)에 저장된 센서 데이터를 바로 데이터 처리 레이어로 전송하고, 데이터 처리 레이어로부터의 요청이 데이터베이스에 적재되어 있는 센서 데이터에 대한 검색 또는 조회 요청인 경우에는 데이터 처리 레이어로부터의 요청을 SQL(Structured Query Language) 언어로 변환하여 데이터베이스에 질의하고 그 질의결과를 상기 데이터 처리 레이어로 전송하도록 데이터 저장 레이어(123)는 구성될 수 있다.In this case, when the request from the data processing layer is to request sensor data in real time, the sensor data stored in the real-time queue 123-1 is directly transmitted to the data processing layer, and the request from the data processing layer is provided. In the case of a search or inquiry request for sensor data loaded in the database, the data from the data processing layer is converted into SQL (Structured Query Language) language to be queried in the database, and the data is transmitted to the data processing layer. The storage layer 123 may be configured.

한편, 여기에서 데이터베이스(123-3)는 관계형(relational) 데이터베이스 또는 객체지향형(object-oriented) 데이터베이스 등의 데이터베이스 형식과는 무관하게 표준화된 SQL 언어를 지원하는 데이터베이스로 구성되어야 함은 당연하다.On the other hand, the database 123-3 is a natural database that supports a standardized SQL language irrespective of a database format such as a relational database or an object-oriented database.

마지막으로, 데이터 처리 레이어(124)는 메인 서버로부터 미리 정해진 스키마(schema)로 구성된 XML 형식으로 전달되는 센서 데이터 요청을 변환하여 데이터 저장 레이어(123)로 전달하고, 상기 데이터 저장 레이어로부터 제공된 센서 데이터를 미리 정해진 스키마로 구성된 XML 형식으로 변환하여 상기 메인 서버로 전달하는 역할을 수행한다.Finally, the data processing layer 124 converts the sensor data request transmitted from the main server in an XML format composed of a predetermined schema, and transmits the sensor data request to the data storage layer 123, and the sensor data provided from the data storage layer. It converts to an XML format composed of a predetermined schema and delivers to the main server.

즉, 데이터 처리 레이어(124)는 센싱 서버의 최상위 계층으로서 센싱 서버와 메인 서버간의 송수신을 XML 형식의 단일화된 데이터 모델로 수행하는 역할을 수행한다. 예컨대, XML 형식의 단일화된 데이터 모델을 취하는 것에 의해서 센싱 서버와 메인 서버는 서로 다른 벤더에 의해서 개발될지라도, 상호간의 데이터 호환성을 유지시킬 수 있다.That is, the data processing layer 124 is a top layer of the sensing server and performs a role of performing transmission and reception between the sensing server and the main server in a unified data model in XML format. For example, by taking a unified data model in XML format, the sensing server and main server can maintain data compatibility with each other, even if they are developed by different vendors.

도 3은 본 발명에 따른 미들웨어 시스템의 메인 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a main server of a middleware system according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 미들웨어 시스템의 메인 서버(110)는 데이터 결집 레이어(data aggregate layer; 111), 데이터 저장 레이어(data storage layer; 112) 및 데이터 서비스 레이어(data service layer; 113)의 순차적인 계층 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 데이터 결집 레이어(111)가 센싱 서버들과의 송수신을 담당하는 하위 계층을 형성하며, 데이터 서비스 레이어(113)는 사용자 어플리케이션들과의 통신을 담당하는 상위 계층을 형성하게 된다.Referring to FIG. 3, the main server 110 of the middleware system according to the present invention may include a data aggregate layer 111, a data storage layer 112, and a data service layer 113. ) May be configured in a sequential hierarchical structure. For example, the data aggregation layer 111 forms a lower layer in charge of transmission and reception with the sensing servers, and the data service layer 113 forms an upper layer in communication with user applications.

다만, 도 3에서 예시되는 메인 서버를 구성하는 레이어들의 명칭은 도 2를 통하여 예시되는 센싱 서버를 구성하는 레이어들의 명칭과 마찬가지로, 각 레이어의 기능을 대표할 수 있는 간략화된 명칭으로 정의된 것일 뿐, 레이어들의 명칭이 각각의 레이어의 기능을 한정하기 위한 것은 아니며, 두 가지 이상의 레이어의 기능이 복합되어 하나의 레이어를 구성하는 경우를 배제하는 것도 아님에 유의하여야 할 것이다.However, the names of the layers constituting the main server illustrated in FIG. 3 are defined as simplified names that can represent the functions of each layer, similarly to the names of the layers constituting the sensing server illustrated in FIG. 2. It should be noted that the names of the layers are not intended to limit the function of each layer, and that the functions of two or more layers are not combined to form a single layer.

먼저, 데이터 결집 레이어(111)는 적어도 하나의 센싱 서버에 대한 센서 데이터 요청을 미리 정해진 XML 형식으로 변환하여 센싱 서버로 전송하고, 센싱 서버로부터 미리 정해진 XML 형식으로 수신된 센서 데이터를 변환하여 상위 계층인 데이터 저장 레이어(112)로 전달하는 역할을 수행하는 레이어이다.First, the data aggregation layer 111 converts a sensor data request for at least one sensing server into a predetermined XML format and transmits the sensor data to the sensing server, and converts sensor data received from the sensing server in a predetermined XML format to a higher layer. The layer serves to deliver to the in-data storage layer 112.

다음으로, 데이터 저장 레이어(112)는 상기 데이터 결집 레이어를 통하여 상기 센싱 서버로부터 수신된 센서 데이터를 저장하고, 상위계층인 데이터 서비스 레 이어(113)가 요청한 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 따라 저장된 센서 데이터를 검색 또는 분류하여, 검색 또는 분류된 센서 데이터를 상위계층인 데이터 서비스 레이어(113)로 제공하는 레이어이다.Next, the data storage layer 112 stores the sensor data received from the sensing server through the data aggregation layer, and the sensor data stored according to the data pattern or sensing condition requested by the data service layer 113, which is a higher layer. Is a layer that provides the data service layer 113 as the upper layer by searching or classifying the sensor data.

보다 구체적으로 데이터 저장 레이어(112)는 이벤트 저장소(event repository; 112-1), 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소(data and sensor network information repository; 112-2), 이벤트 분석기(event analyzer; 112-3) 및 이벤트 필터(event filter; 112-4)를 포함하여 구성될 수 있다.More specifically, the data storage layer 112 may include an event repository 112-1, a data and sensor network information repository 112-2, and an event analyzer 112-3. And an event filter 112-4.

먼저, 이벤트 저장소(112-1)는 센서 데이터들을 데이터 패턴(data pattern) 또는 센싱 조건(sensing condition)에 따라서 분류하기 위한 이벤트(event)를 저장하는 구성요소에 해당된다.First, the event store 112-1 corresponds to a component that stores an event for classifying sensor data according to a data pattern or a sensing condition.

한편, 본 발명에 따른 데이터 저장 레이어에서의 이벤트(event)는 센서 데이터들이 만족하여야 하는 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 포함하는 정보로서, 센서 데이터들의 분류 조건을 제공하기 위한 기준을 의미한다. 즉, 이벤트는 각각의 사용자 어플리케이션이 자신에게 특화된 센서 데이터를 요청하기 위해서 본 발명에 따른 미들웨어 시스템에 대하여 전달하는 정보를 의미한다. Meanwhile, an event in the data storage layer according to the present invention is information including a data pattern or a sensing condition that the sensor data must satisfy, and means a criterion for providing a classification condition of the sensor data. In other words, the event refers to information that each user application delivers to the middleware system according to the present invention in order to request sensor data specialized to the user.

예컨대, 사용자 어플리케이션은 자신에게 필요한 센서 데이터를 전달받기 위해서 모든 센서 네트워크의 모든 센서 데이터를 직접 수집하여 분석하는 작업을 거칠 필요가 없이, 자신에게 필요한 센서 데이터가 가지는 데이터 패턴 및 센싱 조건을 이벤트라는 형태로 메인서버에게 전달하게 된다. For example, the user application does not need to directly collect and analyze all sensor data of all sensor networks in order to receive the sensor data required by the user, and the data pattern and sensing conditions of the sensor data required by the user are called events. Will be forwarded to the main server.

다음으로, 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소(112-2)는 센싱 서버를 통하 여 수집한 센서 데이터와 적어도 하나의 센서 네트워크의 정보들을 저장하는 구성요소이다. 즉, 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소(112-2)는 메인 서버에 연결된 센싱 서버들에 대응되어 있는 적어도 하나의 센서 네트워크에 대한 자세한 정보와, 각각의 센서 네트워크로부터 수집된 센서 데이터들을 저장하고 있는 구성요소이다. Next, the data and sensor network information storage 112-2 is a component that stores sensor data collected through the sensing server and information of at least one sensor network. That is, the data and sensor network information storage 112-2 stores detailed information on at least one sensor network corresponding to sensing servers connected to the main server, and stores sensor data collected from each sensor network. Element.

이벤트 분석기(112-3)는 데이터 결집 레이어(111)로부터 수집된 센서 데이터들이 가지는 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 토대로 새로운 이벤트를 생성하여 상기 이벤트 저장소에 저장하는 구성요소이다. 즉, 이벤트 분석기()는 지속적으로 데이터 결집 레이어를 통하여 수집된 센서 데이터들을 분석하여, 센서 데이터들이 가지는 특정의 데이터 패턴 또는 센싱 조건들을 추출하여 새롭게 추출된 특정의 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 이벤트로서 생성하여 이벤트 저장소(112-1)에 저장하게 된다. The event analyzer 112-3 is a component that generates a new event and stores it in the event store based on a data pattern or a sensing condition of the sensor data collected from the data aggregation layer 111. That is, the event analyzer continuously analyzes sensor data collected through the data aggregation layer, extracts specific data patterns or sensing conditions of the sensor data, and generates a newly extracted specific data pattern or sensing condition as an event. To be stored in the event store 112-1.

마지막으로, 이벤트 필터(112-4)는 데이터 서비스 레이어(113)로부터 전달된 요청 이벤트를 상기 이벤트 저장소(112-1)에서 검색하고, 검색된 이벤트가 포함하는 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 상응하는 센서 데이터 및 센서 네트워크 정보를 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소(112-2)에서 검색하여 데이터 서비스 레이어(113)로 다시 전달하는 구성요소이다.Finally, the event filter 112-4 searches for the request event delivered from the data service layer 113 in the event store 112-1, and sensor data corresponding to a data pattern or sensing condition included in the retrieved event. And sensor network information retrieved from the data and sensor network information storage 112-2 and forwarded back to the data service layer 113.

마지막으로, 메인 서버를 구성하는 최상위 계층인 데이터 서비스 레이어(113)는 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로부터 미리 정해진 XML 형식으로 전달되는 서비스 쿼리(Servicequery) 요청을 변환하여 데이터 저장 레이어로 전달하고, 상기 데이터 저장 레이어로부터 제공된 센서 데이터를 미리 정해진 XML 형식 으로 변환하여 상기 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로 전달하는 레이어이다.Finally, the data service layer 113, which is the highest layer constituting the main server, converts a service query request delivered in a predetermined XML format from at least one user application to a data storage layer, and stores the data. The layer converts the sensor data provided from the layer into a predetermined XML format and delivers the same to the at least one user application.

이때, 상기 데이터 서비스 레이어가 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로부터 전달받는 서비스 쿼리 요청은 사용자 어플리케이션이 요구하는 이벤트를 포함하여 구성되며, 상기 데이터 서비스 레이어는 상기 서비스 쿼리 요청을 분석하여 상기 이벤트를 추출하여 상기 데이터 저장 레이어로 전달하도록 구성될 수 있다.In this case, the service query request received by the data service layer from at least one user application is configured to include an event requested by the user application, and the data service layer analyzes the service query request to extract the event to extract the data. It can be configured to deliver to the storage layer.

예컨대, 사용자 어플리케이션은 각각의 사용자 어플리케이션에 특화되어 있는 어플리케이션 의존적인 센서 데이터를 본 발명에 따른 미들웨어 시스템으로부터 입수하기 위해서, 센서 데이터에 대한 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 포함하는 이벤트라는 정보를 서비스 쿼리 요청에 포함시켜 메인 서버의 데이터 서비스 레이어에 요청하게 된다.For example, in order to obtain application-dependent sensor data specific to each user application from the middleware system according to the present invention, the user application sends information, such as an event including a data pattern or a sensing condition of the sensor data, to the service query request. Include it and make a request to the data service layer of the main server.

즉, 각각의 사용자 어플리케이션이 모든 센서 네트워크로부터 모든 센서 데이터를 입수하여 분류하거나 검색하는 작업을 수행할 필요 없이, 메인 서버에 대해서 이벤트가 포함된 서비스쿼리 요청을 전달하는 것만으로, 사용자 어플리케이션이 요청한 이벤트에 해당되는 센서 데이터를 여러 센서 네트워크로부터 통합적으로 추출하여 사용자 어플리케이션에 제공할 수 있다. In other words, each user application does not need to obtain and classify or retrieve all sensor data from all sensor networks, and simply delivers a service query request including an event to the main server. The sensor data corresponding to can be extracted from various sensor networks and provided to user application.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

도 1은 본 발명에 따른 센서 네트워크 데이터 통합 미들웨어 시스템과 본 발명에 따른 통합 미들웨어 시스템이 적용되는 센서 네트워크 환경을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a sensor network environment to which a sensor network data integration middleware system according to the present invention and an integrated middleware system according to the present invention are applied.

도 2는 본 발명에 따른 통합 미들웨어 시스템의 센싱 서버의 구성이 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a sensing server of an integrated middleware system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 미들웨어 시스템의 메인 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a main server of a middleware system according to the present invention.

<도면에 사용된 주요부호의 설명><Description of Major Symbols Used in Drawings>

100: 센서 네트워크 미들웨어 시스템100: sensor network middleware system

110: 메인 서버 120: 센싱 서버110: main server 120: sensing server

111: 데이터 결집 레이어 112: 데이터 저장 레이어111: data aggregation layer 112: data storage layer

113: 데이터 서비스 레이어113: data service layer

121: 디바이스 연결 레이어 122: 데이터 업데이트 레이어121: device connection layer 122: data update layer

123: 데이터 저장 레이어 124: 데이터 처리 레이어123: data storage layer 124: data processing layer

Claims (6)

적어도 하나의 센서들로 구성된 적어도 하나의 센서 네트워크에서 센서 데이터를 수집하는 적어도 하나의 센싱 서버 및 상기 센싱 서버로부터 수집된 센서 데이터를 전송받아 통합적인 데이터 관리 및 서비스를 제공하는 메인 서버로 구성되고, 상기 센싱 서버는 수집된 센서 데이터를 XML 데이터로 변환하여 메인 서버로 전송하고, 상기 메인 서버는 적어도 하나의 사용자 어플리케이션의 요청에 대응하여 상기 XML 데이터를 통합하여 가공한 데이터를 제공하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템으로서,At least one sensing server collecting sensor data from at least one sensor network including at least one sensor, and a main server receiving sensor data collected from the sensing server and providing integrated data management and service; The sensing server converts the collected sensor data into XML data and transmits it to the main server, wherein the main server provides the processed data by integrating the XML data in response to a request of at least one user application. Sensor network integrated middleware system, 상기 센싱 서버는,The sensing server, 상기 적어도 하나의 센서 네트워크와 직접 송수신하여 센서 데이터를 수집하는 디바이스 연결 레이어;A device connection layer configured to collect sensor data by directly transmitting and receiving with the at least one sensor network; 상위계층으로부터 센서 네트워크에 대한 센서 데이터 수집 요청을 수신하고, 상기 디바이스 연결 레이어를 추상화시켜 상기 디바이스 연결 레이어에 접속된 센서 네트워크에 대응되는 통신 프로토콜로 상기 수신된 센서 데이터 수집 요청을 변환하여 상기 디바이스 연결 레이어로 전달하고, 상기 디바이스 연결 레이어로부터 수신된 센서 데이터를 상기 센서 데이터 수집 요청에 대응하여 변환하여 상위계층으로 제공하는 데이터 업데이트 레이어;Receiving a sensor data collection request for a sensor network from an upper layer, abstracting the device connection layer, converting the received sensor data collection request into a communication protocol corresponding to a sensor network connected to the device connection layer, and connecting the device; A data update layer which transfers the sensor data received from the device connection layer to the upper layer by converting sensor data received from the device connection layer in response to the sensor data collection request; 상기 데이터 업데이트 레이어를 통하여 수신된 센서 데이터를 저장하고, 상위계층의 요청에 의하여 저장된 센서 데이터를 검색하거나, 상기 데이터 업데이트 레이어를 통하여 센서 네트워크로부터 센서 데이터를 수집하여, 상위계층으로 제공하는 데이터 저장 레이어; 및A data storage layer that stores sensor data received through the data update layer, retrieves sensor data stored at a request of a higher layer, or collects sensor data from a sensor network through the data update layer and provides the upper layer to the upper layer. ; And 상기 메인 서버로부터 미리 정해진 XML 형식으로 전달되는 센서 데이터 요청을 변환하여 상기 데이터 저장 레이어로 전달하고, 상기 데이터 저장 레이어로부터 제공된 센서 데이터를 미리 정해진 XML 형식으로 변환하여 상기 메인 서버로 전달하는 데이터 처리 레이어를 포함하여 구성되고, The data processing layer converts the sensor data request transmitted from the main server in a predetermined XML format to the data storage layer, and converts the sensor data provided from the data storage layer into a predetermined XML format and delivers the data to the main server. It is configured to include, 상기 데이터 저장 레이어는 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청을 분류하는 클래스 분류부, 상기 데이터 업데이트 레이어로부터 수집된 센서 데이터를 실시간으로 저장하는 리얼-타임 큐, 상기 데이터 업데이트 레이어로부터 수집된 센서 데이터를 저장하는 데이터베이스 및 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청을 SQL 언어로 변환하는 SQL 변환부를 포함하여 구성되어, 상기 리얼-타임 큐에 적재된 데이터는 순차적으로 데이터베이스에 저장되며, 상기 클래스 분류부는 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청이 실시간으로 센서 데이터를 요청하는 것인 경우, 상기 리얼-타임 큐에 저장된 센서 데이터를 바로 상기 데이터 처리 레이어로 전송하고, 상기 데이터 처리 레이어로부터의 요청이 상기 데이터베이스에 대한 검색 요청인 경우인 경우에는 상기 요청을 SQL 변환부에서 SQL 언어로 변환하여 상기 데이터베이스에 질의하여 질의결과를 상기 데이터 처리 레이어로 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템.The data storage layer may include a class classifier classifying a request from the data processing layer, a real-time queue storing sensor data collected from the data update layer in real time, and storing sensor data collected from the data update layer. And a SQL conversion unit for converting a request from a database and the data processing layer into an SQL language, wherein the data loaded in the real-time queue is sequentially stored in a database, and the class classification unit is provided from the data processing layer. When the request is for requesting sensor data in real time, when the sensor data stored in the real-time queue is directly transmitted to the data processing layer, and the request from the data processing layer is a search request for the database. Prize Sensor network integrated middleware system for converting a request from the SQL conversion unit to the SQL language to query the database to transmit the query result to the data processing layer. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메인 서버는,The main server, 상기 센싱 서버에 대한 센서 데이터 요청을 미리 정해진 XML 형식으로 변환하여 상기 센싱 서버로 전송하고, 상기 센싱 서버로부터 미리 정해진 XML 형식으로 수신된 센서 데이터를 변환하여 상위 계층으로 전달하는 데이터 결집 레이어;A data aggregation layer that converts a sensor data request for the sensing server into a predetermined XML format and transmits the sensor data to the sensing server, and converts sensor data received from the sensing server in a predetermined XML format to a higher layer; 상기 데이터 결집 레이어를 통하여 상기 센싱 서버로부터 수신된 센서 데이터를 저장하고, 상위계층이 요청한 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 따라 저장된 센서 데이터를 검색 또는 분류하여, 검색 또는 분류된 센서 데이터를 상위계층으로 제공하는 데이터 저장 레이어; 및Storing sensor data received from the sensing server through the data aggregation layer, searching or classifying stored sensor data according to a data pattern or sensing condition requested by a higher layer, and providing the retrieved or classified sensor data to a higher layer. A data storage layer; And 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로부터 미리 정해진 XML 형식으로 전달되는 서비스 쿼리 요청을 변환하여 상기 데이터 저장 레이어로 전달하고, 상기 데이터 저장 레이어로부터 제공된 센서 데이터를 미리 정해진 XML 형식으로 변환하여 상기 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로 전달하는 데이터 서비스 레이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템.Converts a service query request transmitted from at least one user application in a predetermined XML format to the data storage layer and converts sensor data provided from the data storage layer into a predetermined XML format to the at least one user application. Sensor network integrated middleware system comprising a data service layer to deliver. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 데이터 서비스 레이어가 적어도 하나의 사용자 어플리케이션으로부터 전달받는 서비스 쿼리 요청은 사용자 어플리케이션이 요구하는 이벤트를 포함하여 구성되며, 상기 데이터 서비스 레이어는 상기 서비스 쿼리 요청을 분석하여 상기 이벤트를 추출하여 상기 데이터 저장 레이어로 전달하며,The service query request received by the data service layer from at least one user application is configured to include an event requested by the user application, and the data service layer analyzes the service query request to extract the event to extract the data storage layer. To, 상기 이벤트는 센서 데이터들이 만족하여야 하는 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템.And the event includes a data pattern or a sensing condition that the sensor data must satisfy. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 데이터 저장 레이어는 The data storage layer is 센서 데이터들을 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 따라서 분류하기 위한 이벤트를 저장하는 이벤트 저장소;An event store storing an event for classifying sensor data according to a data pattern or a sensing condition; 상기 센싱 서버를 통하여 수집한 센서 데이터와 적어도 하나의 센서 네트워크의 정보들을 저장하는 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소;A data and sensor network information storage configured to store sensor data collected through the sensing server and information of at least one sensor network; 상기 데이터 결집 레이어로부터 수집된 센서 데이터들이 가지는 데이터 패턴 또는 센싱 조건을 토대로 새로운 이벤트를 생성하여 상기 이벤트 저장소에 저장하는 이벤트 분석기; 및 An event analyzer for generating a new event and storing it in the event store based on a data pattern or a sensing condition of the sensor data collected from the data aggregation layer; And 상기 데이터 서비스 레이어로부터 전달된 이벤트를 상기 이벤트 저장소에서 검색하고, 검색된 이벤트가 포함하는 데이터 패턴 또는 센싱 조건에 상응하는 센서 데이터 및 센서 네트워크 정보를 상기 데이터 및 센서 네트워크 정보 저장소에서 검색하여 상기 데이터 서비스 레이어로 전달하는 이벤트 필터를 포함한 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 통합 미들웨어 시스템.Search for the event delivered from the data service layer in the event store, and search the sensor data and sensor network information corresponding to the data pattern or sensing condition included in the searched event in the data and sensor network information store to search the data service layer. Sensor network integrated middleware system comprising an event filter to transmit to.
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