KR102233007B1 - 디바이스 디스크립터를 이용한 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버 및 방법 - Google Patents

디바이스 디스크립터를 이용한 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버 및 방법 Download PDF

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Abstract

사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버 및 서비스 제공 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버에 있어서, 복수개의 디바이스의 공통의 특성에 대한 명세를 등록하는 등록부; 사물인터넷 기기와 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 서버상에 상기 사물인터넷 기기에 대응되는 셰도우 디바이스를 생성하고, 상기 사물인터넷 기기로부터 수신된 데이터에 기초하여 상기 셰도우 디바이스의 상태를 업데이트하는 가상화부를 포함하는 서버를 제공한다.

Description

디바이스 디스크립터를 이용한 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버 및 방법{Server for Providing IoT Platform Service Using Device Descriptor and Method Therefor}
본 발명은 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버 및 서비스 제공 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
사물인터넷 플랫폼 서비스는 사물인터넷 서비스의 개발이나 운영에 필요한 공통적인 기능을 제공해주는 서비스로서, 사물인터넷 플랫폼에서 제공하는 기능들을 활용하여 사물인터넷 서비스 개발자들이 더 빠르고 쉽게 서비스를 개발하고 운영할 수 있다. 또한 사물인터넷 서비스를 사용하는 사용자들도 플랫폼에서 사물의 연결을 관리하고 상태를 모니터링할 수 있도록 하기 때문에 안정적인 서비스 이용이 가능하다.
사물인터넷 플랫폼에서는 안정적인 사물인터넷 서비스 운영을 위해 사물인터넷 기기 및 어플리케이션 서버와의 연결을 관리하고, 사물인터넷 기기들과 어플리케이션 서버 간의 데이터 전송을 안정적으로 수행하는 것에 중점을 두고 있다.
사물인터넷을 이용한 복잡하고 다양한 서비스를 제공하기 위해서는 사물인터넷 기기로부터 수신하는 데이터가 어떤 정보를 담고 있는지 그 내용과 의미를 알고 있어야 한다. 그러나 한국공개 제10-2016-0068703호(2016.06.15 공개)를 비롯한 기존의 사물인터넷 플랫폼은 단순히 사물인터넷 기기의 현재 상태만을 동기화하여 제공받고 현재 상태를 이용한 간단한 처리만을 수행하므로 이러한 정보의 의미에 따른 처리는 플랫폼에서 제공하는 것이 아닌 어플리케이션 서버에서 제공하는 것이 일반적이었다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 사물인터넷 플랫폼에 디바이스 디스크립터를 정의하여 사물인터넷 기기로부터 수신하는 데이터가 어떤 정보를 담고있는지 그 의미는 물론 포맷까지 다양하게 지정할 수 있도록 지원하고 주기 등의 추가 데이터까지 담을 수 있도록 함으로써 플랫폼에서 사물의 정보에 기반한 다양한 처리가 가능하도록 기능을 제공하여 사물인터넷 서비스 개발자가 쉽고 빠르게 다양한 IoT (Internet of Things: 사물인터넷) 서비스를 개발할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버에 있어서, 복수개의 디바이스의 공통의 특성에 대한 명세를 등록하는 등록부; 사물인터넷 기기와 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 서버상에 상기 사물인터넷 기기에 대응되는 셰도우 디바이스를 생성하고, 상기 사물인터넷 기기로부터 수신된 데이터에 기초하여 상기 셰도우 디바이스의 상태를 업데이트하는 가상화부를 포함하는 서버를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법에 있어서, 복수개의 디바이스의 공통의 특성에 대한 명세를 등록하는 과정; 사물인터넷 기기로부터 연결 요청을 수신하는 과정; 상기 사물인터넷 기기에 대응되는 셰도우 디바이스를 생성하는 과정; 상기 사물인터넷 기기로부터 데이터를 수신하는 과정; 및 상기 사물인터넷 기기로부터 수신한 데이터에 기초하여 상기 셰도우 디바이스의 상태를 업데이트하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼의 디바이스 디스크립터를 이용하여 사물인터넷 기기로부터 수신하는 데이터의 의미를 파악함으로써 다양한 룰(Rule)에 쉽게 연결할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼의 디바이스 디스크립터를 이용하여 사물인터넷 기기로부터 수신하는 데이터의 의미를 파악함으로써 외부 분석 서비스와의 연동이 쉬워진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼의 디바이스 디스크립터를 이용하여 사물인터넷 기기로부터 수신하는 데이터의 누락 여부를 쉽게 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼의 디바이스 디스크립터를 이용하여 사물인터넷 기기로부터 수신하는 데이터의 오류 여부를 쉽게 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 사물인터넷 플랫폼의 디바이스 디스크립터를 이용하여 사물인터넷 기기로부터 수신하는 데이터를 일괄적으로 관리할 수 있으므로 공통의 특성을 가지는 디바이스에 대한 사물인터넷 서비스 개발시 개발 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 시스템의 구조를 단순화시켜 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버를 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 시스템의 구조를 자세히 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법을 예시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되어 있더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 일 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시예의 구성요소를 설명함에 있어서 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 등이 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 해당 부분이 다른 구성요소를 부가하는 것을 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. '~부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 '하드웨어', '소프트웨어' 또는 '하드웨어와 소프트웨어의 결합'으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 시스템의 구조를 단순화시켜 나타낸 블록도이다.
도 1에 나타난 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 시스템은 사물인터넷 기기(200), 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100) 및 어플리케이션 서버(300)를 포함할 수 있다.
사물인터넷 기기(200), 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100) 및 어플리케이션 서버(300)가 상호 연동되는 통신망은 기존에 구축된 다양한 형태의 통신망으로서 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network) 등의 폐쇄형 네트워크, 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크뿐만 아니라, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), LTE(Long Term Evolution) 등의 이동통신망과, Wi-Fi 망 등, 현재 이용 가능하거나 향후 구현될 차세대 네트워크 및 컴퓨팅 네트워크를 통칭하는 개념이다.
사물인터넷 기기(200)가 통신망에 연결되는 것은 근거리 무선 통신 기술을 이용하여 무선 접속 장치에 접속하고 통신망에 연결되는 경우를 포함하며, 근거리 무선 통신 기술은, 예컨대, Wi-Fi, Zigbee, Blutetooth, NFC(Near Field Communication) 방식의 통신 기술을 포함할 수 있다. 무선 접속 장치는 해당 근거리 무선 통신 표준에 따라서 통신 커버리지 내에 존재하는 사물인터넷 기기(200)들을 탐색하고, 탐색한 사물인터넷 기기(200)들과 연결 설정한 후, 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)에 대한 연결 설정 및 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
사물인터넷 기기(200)는 센서 기능 및 통신 기능을 내장하고 통신망에 연결되어 데이터를 송수신할 수 있는 기기로서, 가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 컴퓨터 등 다양한 임베디드 시스템으로 구현될 수 있다. 이러한 사물인터넷 기기(200)는 통신망을 통해 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)에 접속하고, 상태 정보 혹은 센싱 정보 등과 같은 데이터를 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)로 전송하여 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)로부터의 제어 명령에 따라서 일정 기능을 수행할 수 있다. 사물인터넷 기기(200)는 근거리 무선 통신을 수행하는 무선 접속 장치에 접속하여 연결 설정을 수행한 후, 무선 접속 장치를 통해서 통신망 및 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)에 접근할 수 있다.
사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)는 사물인터넷 기반의 서비스를 제공하는 플랫폼 장치로서, 사물인터넷 기기(200)의 등록 및 인증을 수행하고, 사물인터넷 기기(200)의 데이터를 수집하여 관리하며, 사물인터넷 기기(200)를 제어할 수 있다. 사물인터넷 서비스 개발자는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)에서 제공되는 기능을 이용하여 사물인터넷을 이용한 각종 서비스를 개발할 수 있다. 또한 사용자는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)를 통해 사물인터넷 기기(200)의 연결, 동작, 제어 등을 관리하고 모니터링할 수 있다.
어플리케이션 서버(300)는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)와 연결되어 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)로부터 전달되는 사물인터넷 기기(200)의 각종 정보를 이용하여 어플리케이션 별로 고유 서비스를 관리 및 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 어플리케이션 서버(300)는 복수 개 존재할 수 있으며, 각 서버(100)를 통해 스마트 홈, 스마트 카 등 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 어플리케이션 서버(300)는 사물인터넷 기기(200)의 각종 정보를 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)를 거쳐 수집하고, 이에 대응하는 제어 정보를 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)를 통해 사물인터넷 기기(200)로 전송할 수 있다.
1. 장치도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)를 예시한 블록도이다.
도 2에 나타난 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)는 통신부(110), 등록부(120) 및 가상화부(130)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 통신망을 통해 유선, 무선, 기타 다양한 통신 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.
통신부(110)는 통신망을 통해 접근하는 사물인터넷 기기(200) 또는 어플리케이션 서버(300)와 통신 세션을 설정하고, 통신 세션을 통해 사물인터넷 기기(200) 또는 사용자 어플리케이션 서버(300)와 데이터를 송수신하도록 구성될 수 있다.
등록부(120)는 사물인터넷 기기(200)의 등록 및 인증을 수행하고, 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)의 공통의 특성에 대한 명세를 등록하고 관리할 수 있다.
이 때 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)의 공통의 특성에 대한 명세를 이하 '디바이스 디스크립터(121)(Device Descriptor)'라고 한다.
가상화부(130)는 서버(100) 상에 사물인터넷 기기(200)에 대응되는 셰도우 디바이스(Shadow Device)를 생성하고, 사물인터넷 기기(200)로부터 수신된 데이터에 기초하여 셰도우 디바이스의 상태를 업데이트할 수 있다.
가상화부(130)는 사물인터넷 기기(200)와 셰도우 디바이스간의 매칭 정보를 관리하고 사물인터넷 기기(200)와 대응되는 복수의 셰도우 디바이스에 대해서 각각 데이터를 저장하여 관리할 수 있다. 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)에 사물인터넷 기기(200)의 연결 요청이 발생하면 가상화부(130)는 그에 대응되는 셰도우 디바이스를 생성한다. 가상화부(130)는 사물인터넷 기기(200)로부터 전송된 데이터를 대응되는 셰도우 디바이스에 저장하고, 어플리케이션 서버(300)의 요청에 따라 데이터를 검색하여 제공한다. 또한 어플리케이션 서버(300)를 통한 사물인터넷 기기(200)에 대한 제어 명령이 있는 경우 제어 명령에 대한 정보를 셰도우 디바이스에 저장하고 셰도우 디바이스에 저장된 제어 명령 정보를 사물인터넷 기기(200)로 전송될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)는 검사부(140)를 더 포함할 수 있다.
검사부(140)는 디바이스 디스크립터(121)에 기초하여 사물인터넷 기기(200)로부터 수신된 데이터의 유효성을 검사할 수 있다.
2. 디바이스 디스크립터
(1) 디바이스 디스크립터의 구성
디바이스 디스크립터(121)는, 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)에 공통된 센서에 대한 정보; 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)에 공통된 제어 가능한 모듈에 대한 정보; 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)가 서버(100)로 전송하는 공통된 데이터의 의미, 포맷, 주기성 여부, 전송 주기, 수치 범위, 변동 가능 범위 중 하나 이상에 대한 정보를 포함할 수 있다.
디바이스 디스크립터(121)는 디바이스가 전송하는 데이터의 의미는 물론 포맷도 지정할 수 있도록 되어 있어 사용자는 원하는 포맷을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다. 특히 전송 데이터 사이즈를 줄이는 것이 중요한 사물인터넷 서비스 특성상 json 형태 뿐 아니라 csv, offset 기반의 포맷으로 데이터 사이즈를 줄여 전송할 수 있으며 디바이스 디스크립터에 데이터의 내용이 포함되어 있기 때문에 이 경우에도 사물인터넷 플랫폼에서 데이터의 의미에 기반한 서비스를 제공하는 것이 가능하다.
사물인터넷 기기(200)는 하나 이상의 센서와 하나 이상의 제어 가능한 모듈을 포함할 수 있다. 센서는 온도 센서, 습도 센서, GPS(Global Positioning System) 등일 수 있고, 제어 가능한 모듈은 모터, 엑튜에이터, 냉각팬, 열선 등일 수 있다.
공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)는 구비하고 있는 센서와 제어 가능한 모듈의 종류가 유사하므로 플랫폼 단에서 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)에 공통된 특성에 대하여 정의함으로써 사물인터넷 서비스 개발자가 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)에 제공되는 서비스를 용이하게 개발할 수 있다.
디바이스 디스크립터(121)는 공통의 특성을 갖는 사물인터넷 기기(200)를 대표하는 논리적인 틀로서 단순히 사물인터넷 기기(200)에 대한 명세만 가지고 있는 것만 아니라 사물인터넷 기기(200)에 연결된 센서와 액튜에이터, 전송 데이터의 의미와 포맷, 주기 등의 모든 정보를 가지며, 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)의 논리적 대표가 되는 요소이다.
사물인터넷 서비스 개발자는 사물인터넷 플랫폼에서 제공하는 디바이스 디스크립터(121)의 형식에 맞추어 사물인터넷 서비스에서 이용할 디바이스에 대한 정보를 작성할 수 있다. 디바이스 디스크립터(121)에는 Name, Device information, Attributes, Telemetries 등이 포함될 수 있다.
Name은 디바이스 디스크립터(121)의 이름을 의미한다.
Device information은 사물인터넷 기기(200) 자체에 관한 정보로서, 제조사, 메모리, 모델, 버전, 게이트웨이, 연결된 센서에 대한 정보, 제어 가능한 모듈에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
Attributes는 사물인터넷 기기(200)가 전송하는 정보 중 주기성이 없는 최신의 상태 정보를 의미한다. Attributes는 사물인터넷 서비스 개발자가 서비스 특성에 맞춰서 스스로 정의할 수 있으며, 이름, 타입, 시멘틱(Semantic, 이 정보가 실제로 의미하는 의미에 대한 정의), 제어 가능 여부, 데이터 전송 포맷 등을 정의할 수 있다.
Telemetries는 사물인터넷 기기(200)가 전송하는 정보 중 주기성을 갖는 데이터를 의미한다. Attributes와 마찬가지로 Telemetries도 사물인터넷 서비스 개발자가 서비스 특성에 맞춰 스스로 정의할 수 있으며, 이름, 타입, 시멘틱, 전송 주기 등을 정의할 수 있다.
히스토리가 의미가 없고 최신 정보만 의미가 있는 데이터는 Attributes로 정의하는 것이 바람직하다. 예를 들어 사물인터넷 기기(200)의 위치 정보는 일반적으로 현재 디바이스의 위치만이 의미를 갖는 정보이므로 Attributes로 설정하여 사용하는 것을 추천한다. 물론 사물인터넷 기기(200)의 위치 변화에 대한 히스토리가 필요한 경우에는 사물인터넷 기기(200)가 전송하는 위치 정보를 Telemetries로 설정할 수 있다. 예컨대 트래킹 서비스라면 위치 정보 히스토리가 의미가 있으므로 주기적으로 전송할 필요가 있으며, 이 경우에는 위치정보는 Attributes가 아니라 Telemetries로 정의하는 것이 바람직하다.
주기성을 가지거나 히스토리 기록이 의미가 있는 데이터는 Telemetries로 정의하는 것이 바람직하다. 예컨대 사물인터넷 기기(200)의 온도 센서에서 측정된 온도 정보가 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)로 주기적으로 전송된다면 이러한 정보는 Telemetries 정보가 된다. 물론 제공하고자 하는 사물인터넷 서비스의 종류에 따라 사물인터넷 기기(200)의 온도 변화에 대한 히스토리가 불필요한 경우에는 사물인터넷 기기(200)가 전송하는 온도 정보를 Attributes로 설정할 수 있음은 물론이다.
(2) 디바이스 디스크립터의 예시
사물인터넷 서비스 개발자는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼에서 정해진 룰에 따라 사물인터넷 기기(200)에 대한 상세한 정보를 서술하는 디바이스 디스크립터(121)를 작성할 수 있다.
다음은 디바이스 디스크립터(121)의 일례이다.
{ "name": "Air Conditioner",
"title": "에어 컨디셔너 디스크립터",
"description": "이 디바이스 디스크립터(121)는 에어 컨디셔너에 대한 명세를 담고 있는 디스크립터입니다.",
"info": {
"memory": 1024,
"model": "AU1024ZU17",
"manufacturer": "SKTelecom",
"type": "Air Conditioner" },
"data": {
"format": "csv",
"delimiter": "|",
"attributes": [{
"name": "switch",
"semantic": "power",
"writable": true,
"writableValues": ["on", "off"], },
{ "name": "temp",
"semantic": "temperature",
"writable": true,
"writableValues": [15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30],
"type": "number" } ],
"telemetries": [{
"name": "ts",
"semantic": "timestamp",
"interval": 60,
"type": "posix" },
{ "name": "temp",
"semantic": "temperature",
"interval": 60,
"type": "number" },
{ "name": "h",
"semantic": "humidity",
"interval": 60,
"type": "number" } ]
} }
(3) 디바이스 디스크립터의 설정
사물인터넷 서비스 개발자는 개발된 사물인터넷 서비스의 대상인 사물인터넷 기기(200)를 등록하면서 디바이스 디스크립터(121)를 선택할 수 있다. 즉, 어떤 사물인터넷 기기(200)가 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)에 등록될 때 해당 사물인터넷 기기(200)가 어떤 디바이스 디스크립터(121)에 속하는지 설정할 수 있다.
디바이스 디스크립터(121)에는 어떤 디바이스이며 센서와 액튜에이터는 어떤 것을 가지고 있는지, 수행할 수 있는 액션과 연결된 룰은 무엇이 있는지, 전송되는 데이터의 의미와 포맷, 주기는 무엇인지 등 디바이스에 대한 모든 정의를 가지고 있으며 동일 종류의 디바이스는 1개의 명세를 공동으로 참조하게 된다.
(4) 디바이스 디스크립터를 이용한 데이터 유효성 검사
디바이스 디스크립터(121)는 데이터 포맷에 대한 정의를 포함하고 있기 때문에 실제 데이터 값을 파악해서 바로 처리할 수 있는 기능을 제공하는 것도 가능하다. 실제 사물인터넷 기기(200)가 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)에 등록되는 경우에는 어떤 디바이스 디스크립터(121)에 해당하는지를 정의하게 되어 있고, 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼에서 실제 사물인터넷 기기(200)의 정보와 보내는 데이터에 대한 해석이 가능해지고, 그에 맞춰 다양한 기능들을 플랫폼 단에서 제공할 수 있게 된다.
일례로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)는 검사부(140)를 추가로 포함할 수 있으며, 검사부(140)는 사물인터넷 기기(200)로부터 수신된 데이터의 유효성을 검사할 수 있다.
검사부(140)는 사물인터넷 기기(200)로부터 수신된 데이터가 디바이스 디스크립터(121)에 정의된 전송 주기마다 전송되지 않으면 데이터에 오류가 있거나 일부 데이터가 누락되었다고 판단할 수 있다.
또한 검사부(140)는 사물인터넷 기기(200)로부터 수신된 데이터가 디바이스 디스크립터(121)에 정의된 수치 범위 밖의 값을 가지면 데이터에 오류가 있다고 판단할 수 있다.
또한 검사부(140)는 사물인터넷 기기(200)로부터 수신된 데이터가 디바이스 디스크립터(121)에 정의된 포맷과 다른 포맷으로 전송되면 데이터에 오류가 있다고 판단할 수 있다.
또한 검사부(140)는 사물인터넷 기기(200)로부터 수신된 데이터가 디바이스 디스크립터(121)에 정의된 변동 가능 범위 이상으로 변동하면 데이터에 오류가 있다고 판단할 수 있다.
3. 시스템
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 시스템의 구조를 자세히 나타낸 블록도이다.
도 3에 나타난 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 시스템은 사물인터넷 기기(200), 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100) 및 어플리케이션 서버(300)를 포함할 수 있다.
사물인터넷 기기(200)는 IoT(Internet of Things)에서 Thing을 의미하며, 본 발명의 일 실시예에서는 센서, 액튜에이터 등을 가지고 있는 노드와 여러 개의 노드가 연결되어 있는 게이트웨이를 의미한다.
사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버(100)는 사물인터넷 플랫폼이 구현된 서버(100)로서 사물인터넷 서비스를 개발 및 운영하기 위한 다양한 기능을 제공한다.
디바이스 디스크립터(121)는 위에서 상세히 설명한 것과 같이 공통의 특성을 가지는 사물인터넷 기기(200)의 공통의 특성에 대한 명세를 의미한다. 디바이스 디스크립터(121)는 공통의 특성을 갖는 디바이스를 대표하는 논리적인 틀이 되며, 단순히 디바이스에 대한 명세만 가지고 있는 것이 아니라 명세, 연결된 센서와 액튜에이터, 전송 데이터의 의미와 포맷, 주기 등의 모든 정보를 가지고 연결된 디바이스의 논리적 대표가 되는 요소이다.
디바이스 디스크립터(121)가 공통의 특성을 갖는 디바이스를 대표한다면, 셰도우 디바이스는 물리적인 디바이스와 1:1로 매핑되어 각각의 디바이스가 서버(100)상에 논리적으로 존재하는 형태가 된다. 셰도우 디바이스는 물리적인 디바이스 뿐만 아니라 가상 디바이스와도 매핑될 수 있다.
사물인터넷 서비스 사용자는 사물인터넷 서비스를 실제로 사용하는 사람을 의미하며, 사물인터넷 기기(200)를 소유하거나 사물인터넷 서비스를 이용할 수 있다.
사물인터넷 서비스 개발자는 사물인터넷 플랫폼을 활용하여 사물인터넷 서비스를 개발하는 사람을 의미하며, 사물인터넷 서비스 사용자와 동일할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
사물인터넷 플랫폼의 기본적인 기능은 사물인터넷 기기(200)의 데이터를 잘 전달 받아 어플리케이션 서버(300)로 넘겨주는 기능이다. 사물인터넷 플랫폼은 어플리케이션 서버(300)의 어플리케이션에서 내리는 제어 명령을 사물인터넷 기기(200)로 전달하는 기능부터 각종 사물인터넷 서비스를 만들기 위해 필요한 API, UI 편집 기능 등 저마다의 특성을 갖는 기능들을 추가로 제공하게 된다.
종래의 사물인터넷 플랫폼은 사물인터넷 기기(200)의 연결을 관리하고 데이터를 유실하지 않고 어플리케이션 서버(300)로 데이터를 전달하는 데 초점이 맞추어져 있다. 이러한 종래 기술의 경우 신뢰도 있게 데이터를 전달하는 기본 기능을 제공하는 데에는 무리가 없었지만 사물인터넷 데이터를 분석하고 추가적인 의미 있는 정보를 제공하기에는 데이터에 대한 명세를 알 수 없다는 단점이 있었다. 따라서 데이터 전달이나 정합성 체크, 데이터 분석 등을 수행하기 위해서는 어플리케이션 수준에서 이에 대한 추가 작업을 수행해야 하였다.
이에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼을 이용하면 사물인터넷 서비스 개발자가 사물인터넷 서비스에 필요한 정보를 디바이스 디스크립터(121)를 이용하여 손쉽게 처리하고 관리할 수 있다. 디바이스 디스크립터(121)는 단순히 사물인터넷 기기(200)에 대한 명세 뿐 아니라 전송되는 데이터의 종류와 포맷, 나아가 시멘틱까지 가지고 있기 때문에 사물인터넷 서비스 개발자는 이를 이용하여 다양한 서비스를 제공하는 것이 가능해진다.
디바이스 디스크립터(121)는 단순히 데이터를 전달하고 제어 명령을 내리는 것 외에 데이터를 수집하고 데이터 의미에 맞는 액션을 취할 수 있도록 제공하기 위한 기본 정보로 작동한다. 따라서 사물인터넷 서비스 개발자는 디바이스 디스크립터(121)를 이용하여 사물인터넷 서비스에 필요한 다양한 서비스들에 손쉽게 연결할 수 있으며, 여러 디바이스의 속성과 기능을 손쉽게 업데이트할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 대한 관리와 서비스 연결이 간편해진다.
사물인터넷 서비스 개발자는 디바이스 디스크립터(121) 하나에 여러 개의 서비스를 연결할 수 있다. 예를 들어 디바이스 디스크립터(121) 하나를 정의하고 이 중 특정 센서 값에 원하는 룰을 설정하거나 전체 데이터를 룰 엔진(Rule Engine)을 통해 처리하고 데이터 분석 툴로 보낼 수도 있다. 디바이스 디스크립터(121) 기반의 설정을 통해 일정 기간 동안만 데이터를 외부로 보내는 것도 가능하다.
예를 들어 사물인터넷 서비스 개발자가 가스 AMI(Advanced Metering Infrastructure)와 관련된 사물인터넷 서비스를 만들고 있고, 공통의 특성을 갖는 검침기를 100개 설치한다고 가정하면, 먼저 검침기를 설명할 수 있는 디바이스 디스크립터(121)를 작성한다. 이후 실제 검침기를 사물인터넷 플랫폼에 등록할 때 어떤 디바이스 디스크립터(121)에 속하는지를 명시한다.
검침 데이터에 공통적으로 적용해야 하는 룰이나 특정 데이터를 분석 시스템으로 보내고 싶은 경우, 사물인터넷 서비스 개발자는 검침기를 일일이 지정하지 않고 디바이스 디스크립터(121) 기반의 설정이 가능하다. 예컨대 특정 디바이스 디스크립터(121)에 속하는 검침기에서 정보가 전송되면, 해당 디바이스 디스크립터(121)에 정의된 센서 정보를 기반으로 데이터를 해석해서 그 데이터를 처리할 수 있다.
이하, 디바이스 디스크립터(121)를 활용 사례를 설명한다.
4. 디바이스 디스크립터의 활용
(1) 다양한 룰 엔진에 연결
디바이스 디스크립터(121)를 이용하면 사물인터넷 기기(200)에서 전송하는 데이터의 시멘틱을 알 수 있기 때문에 이를 이용하여 다양한 룰에 손쉽게 연결할 수 있다. 예를 들면 불쾌 지수가 70 이상이면 자동으로 에어컨이 작동하도록 하고 싶다면, 습도 센서에서 올리는 정보와 온도 센서에서 올리는 정보를 조합하여 불쾌 지수를 계산하고 제어 명령을 내리는 룰을 설정한다. 디바이스 디스크립터(121)에 시멘틱에 대한 정보가 포함되어 있으므로 어떤 형태로 데이터가 올라오더라도 룰 엔진에 손쉽게 연결하여 룰을 설정할 수 있다. 이에 대해 상세한 동작 형태를 설명하면 아래와 같다.
① 사물인터넷 서비스 개발자는 디바이스 디스크립터(121)를 기술하여 등록한다.
② 사물인터넷 기기(200)를 등록할 ? 어떤 디바이스 디스크립터(121)에 속하는지를 정의한다.
③ 실제 사물인터넷 기기(200)가 데이터를 전송하면 디바이스 디스크립터(121)를 통해 사물인터넷 플랫폼에서 데이터를 해석한다.
④ 특별한 센서 값에 따른 동작이 필요할 때 사물인터넷 서비스 개발자 또는 사용자가 그에 해당하는 룰을 정의한다. 위의 예에서는 온도와 습도 데이터를 조합하여 불쾌지수를 계산하고 그에 따른 액션을 수행하는 룰을 정의하게 된다.
⑤ 룰을 정의할 때 어떤 센서를 조합하여 불쾌지수를 계산할 것인지를 디바이스 디스크립터(121)에 정의된 센서를 지정하여 설정한다.
⑥ 데이터가 전송되면 사물인터넷 플랫폼은 디바이스 디스크립터(121)를 기반으로 데이터를 해석하고 룰에 맞춰 불쾌지수를 계산한 뒤 룰에 맞는 처리를 진행한다.
(2) 외부의 사물인터넷 데이터 분석 서비스에 연결
대부분의 데이터 분석 서비스는 schema가 있어야 가능하다. 사물인터넷 서비스의 경우 센서 디바이스의 파워, 가격, 통신료 등의 이슈로 인해 데이터를 최대한 줄여서 보내야 하므로 데이터에 schema가 정의되어 있지 않는 경우가 많다. 그러나 디바이스 디스크립터(121)를 이용하면 디바이스에서 보내는 데이터가 어떤 의미를 갖는지를 알 수 있기 때문에 손쉽게 외부 분석 서비스와의 연동이 가능해진다.
(3) 오작동 검사
사물인터넷 서비스에서 주기적으로 전송되는 센서 데이터가 누락되는 경우는 서비스 특성에 따라 큰 문제가 생길 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼의 디바이스 디스크립터(121)에는 센서의 데이터 전송 주기를 포함하고 있기 때문에 센서 데이터 누락을 플랫폼 단에서 체크할 수 있고 따라서 손쉽게 데이터 누락 또는 오작동을 확인할 수 있게 된다.
(4) 데이터 정합성 검사
디바이스 디스크립터(121)는 데이터의 의미와 포맷에 대한 정보을 동시에 가지고 있기 때문에 플랫폼 단에서 데이터 정합성을 체크할 수 있다. 예를 들어 시멘틱이 섭씨 온도로 정의되어 있는데 사물인터넷 기기(200)에서 -300이라는 데이터가 전송된다면 이것은 불가능한 값이기 때문에 오류가 발생한 데이터라는 것을 바로 알 수 있고, 플랫폼 단에서의 대응이 가능하다. 마찬가지로 약속된 포맷과 다른 포맷의 데이터가 전송될 때에도 오류가 발생한 데이터라는걸 바로 알 수 있고, 플랫폼 단에서의 대응이 가능하다.
(5) 디바이스 집합에 대한 서비스 연결 가능
동일한 디바이스 디스크립터(121)를 갖는 디바이스를 동일한 서비스에 연결하는 것이 가능하며, 따라서 플랫폼을 사용하는 사물인터넷 서비스 개발자는 더 쉽게 사물인터넷 서비스를 개발할 수 있다.
5. 순서도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법을 예시한 순서도이다.
도 4에 나타난 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법은, 복수개의 디바이스의 공통의 특성에 대한 명세('디바이스 디스크립터(121)')를 등록하는 과정, 사물인터넷 기기(200)로부터 연결 요청을 수신하는 과정, 사물인터넷 기기(200)에 대응되는 셰도우 디바이스를 생성하는 과정, 사물인터넷 기기(200)로부터 데이터를 수신하는 과정 및 사물인터넷 기기(200)로부터 수신한 데이터에 기초하여 셰도우 디바이스의 상태를 업데이트하는 과정을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법은 사물인터넷 기기(200)로부터 데이터를 수신하는 과정과 셰도우 디바이스를 업데이트하는 과정 사이에, 디바이스 디스크립터(121)에 기초하여 사물인터넷 기기(200)로부터 수신한 데이터의 유효성을 판단하는 과정을 더 포함할 수 있다.
유효성을 판단하는 과정을 자세히 설명하면, 디바이스 디스크립터(121)에 전송 주기가 정의되어 있는 데이터가 상기 전송 주기마다 전송되지 않거나, 디바이스 디스크립터(121)에 수치 범위가 정의되어 있는 데이터가 상기 수치 범위 밖의 값을 가지거나, 디바이스 디스크립터(121)에 포맷이 정의되어 있는 데이터가 정의된 포맷과 다른 포맷으로 전송되거나, 디바이스 디스크립터(121)에 변동 가능한 범위가 정의되어 있는 데이터가 변동 가능한 범위 이상으로 변동하면 데이터에 오류가 있다고 판단할 수 있다.
그밖에 전술한 내용과 중복되는 내용은 자세한 설명을 생략한다.
도 4는 S410 내지 S450을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과할 뿐, S410 내지 S450의 실행이 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 S410 내지 S450의 순서를 변경하거나, S410 내지 S450에서 하나 이상의 과정을 생략하거나, S410 내지 S450에서 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 등 도 3의 방법을 다양하게 수정 및 변형할 수 있을 것이다.
한편, 전술한 실시예들로 설명된 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법은 컴퓨터 또는 스마트폰으로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, CD-ROM, DVD 등), 플래시 메모리(예를 들면, USB, SSD) 등과 같은 저장매체를 포함한다. 또한 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버 110: 통신부
120: 등록부 121: 디바이스 디스크립터
130: 가상화부 140: 검사부
200: 사물인터넷 기기 300: 어플리케이션 서버

Claims (9)

  1. 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버에 있어서,
    각각 디바이스들의 공통된 특성에 대한 명세를 정의한 복수의 디바이스 디스크립터를 등록하는 등록수단;
    사물인터넷 기기들의 등록 시에, 상기 복수의 디바이스 디스크립터 중에서, 각 사물인터넷 기기의 특성에 대한 명세를 참조할 디바이스 디스크립터를 지정하는 설정수단; 및
    상기 복수의 디바이스 디스크립터를 참조하여, 상기 사물인터넷 기기들에 관련된 서비스를 관리하는 관리수단을 포함하고,
    공통된 특성을 가지는 복수의 사물인터넷 기기들은,
    상기 설정수단에 의해, 상기 복수의 디바이스 디스크립터 중에서 상기 복수의 사물인터넷 기기들이 가지는 공통의 특성에 대한 명세를 정의하는 하나의 디바이스 디스크립터를 참조하도록 설정되고,
    상기 공통된 특성을 가지는 복수의 사물인터넷 기기들에 공통적으로 적용하기 위한 룰(rule)에 관한 정보가 상기 하나의 디바이스 디스크립터에 설정되며,
    상기 관리 수단은 상기 하나의 디바이스 디스크립터를 참조하여 상기 공통된 특성을 가지는 복수의 사물인터넷 기기들에 상기 룰(rule)을 공통적으로 적용하는 것을 특징으로 하는 서버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스 디스크립터는 각각,
    상기 디바이스들에 공통된 센서에 대한 정보, 상기 디바이스들에 공통된 제어 가능한 모듈에 대한 정보, 상기 디바이스들이 상기 서버로 전송하는 공통된 데이터의 의미, 상기 공통된 데이터의 포맷, 상기 공통된 데이터의 주기성 여부, 상기 공통된 데이터의 전송 주기, 상기 공통된 데이터의 수치 범위, 상기 공통된 데이터의 변동 가능 범위 중 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관리수단은,
    상기 복수의 디바이스 디스크립터에 기초하여, 상기 사물인터넷 기기로부터 수신된 데이터의 유효성을 검사하는 검사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 서버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 검사수단은,
    각 디바이스 디스크립터에 전송 주기가 정의되어 있는 데이터가 상기 전송 주기마다 전송되지 않거나, 각 디바이스 디스크립터에 수치 범위가 정의되어 있는 데이터가 상기 수치 범위 밖의 값을 가지거나, 각 디바이스 디스크립터에 포맷이 정의되어 있는 데이터가 정의된 포맷과 다른 포맷으로 전송되거나, 각 디바이스 디스크립터에 변동 가능한 범위가 정의되어 있는 데이터가 변동 가능한 범위 이상으로 변동하면 상기 데이터에 오류가 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 서버.
  5. 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 서버에서 수행되는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법에 있어서,
    각각 디바이스들의 공통의 특성에 대한 명세를 정의한 복수의 디바이스 디스크립터를 등록하는 과정;
    사물인터넷 기기들의 등록 시에, 상기 복수의 디바이스 디스크립터 중에서, 각 사물인터넷 기기의 특성에 대한 명세를 참조할 디바이스 디스크립터를 지정하는 과정; 및
    상기 복수의 디바이스 디스크립터를 참조하여, 상기 사물인터넷 기기들에 관련된 서비스를 관리하는 과정을 포함하고,
    공통된 특성을 가지는 복수의 사물인터넷 기기들은, 상기 지정하는 과정에 의해, 상기 복수의 디바이스 디스크립터 중에서 상기 복수의 사물인터넷 기기들이 가지는 공통의 특성에 대한 명세를 정의하는 하나의 디바이스 디스크립터를 참조하도록 설정되고,
    상기 공통된 특성을 가지는 복수의 사물인터넷 기기들에 공통적으로 적용하기 위한 룰(rule)에 관한 정보가 상기 하나의 디바이스 디스크립터에 설정되며,
    상기 관리하는 과정은 상기 하나의 디바이스 디스크립터를 참조하여 상기 공통된 특성을 가지는 복수의 사물인터넷 기기들에 상기 룰을 공통적으로 적용하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스 디스크립터는 각각,
    상기 디바이스들에 공통된 센서에 대한 정보, 상기 디바이스들에 공통된 제어 가능한 모듈에 대한 정보, 상기 디바이스들이 상기 서버로 전송하는 공통된 데이터의 의미, 상기 공통된 데이터의 포맷, 상기 공통된 데이터의 주기성 여부, 상기 공통된 데이터의 전송 주기, 상기 공통된 데이터의 수치 범위, 상기 공통된 데이터의 변동 가능 범위 중 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 관리하는 과정은,
    상기 복수의 디바이스 디스크립터에 기초하여, 상기 사물인터넷 기기들로부터 수신된 데이터의 유효성을 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 판단하는 과정은,
    각 디바이스 디스크립터에 전송 주기가 정의되어 있는 데이터가 상기 전송 주기마다 전송되지 않거나, 각 디바이스 디스크립터에 수치 범위가 정의되어 있는 데이터가 상기 수치 범위 밖의 값을 가지거나, 각 디바이스 디스크립터에 포맷이 정의되어 있는 데이터가 정의된 포맷과 다른 포맷으로 전송되거나, 각 디바이스 디스크립터에 변동 가능한 범위가 정의되어 있는 데이터가 변동 가능한 범위 이상으로 변동하면 상기 데이터에 오류가 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 플랫폼 서비스 제공 방법.
  9. 제5항 내지 8항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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