KR101557448B1 - 센서 스트림 가공 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서 스트림 가공 장치 및 방법에 관한 것으로, 유비쿼터스 센서 네트워크로부터 전송되는 센서 스트림을 센서 종류별로 분류하여 센서 데이터로 변환하는 스트림 분석부; 센서 메타데이터와 필터 정보를 관리하는 스트림 카탈로그 관리부; 및 상기 필터 정보를 통해 상기 센서 데이터를 전처리한 후, 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환 및 출력하는 스트림 변환부를 포함한다.
Figure R1020080134693
상황 인지, 상황 추론, 센서 스트림, 상황 인지 데이터, 공간연산자, 시간연산자, 시공간연산자.

Description

센서 스트림 가공 장치 및 방법{Apparatus and method for processing sensor stream}
본 발명은 센서 스트림 처리 기술에 관한 것으로, 특히 센서 스트림으로부터 상황 인지 데이터를 생성하여 상황 추론 및 활용을 수행할 수 있도록 하는 센서 스트림 가공 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식 경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-018-01, 과제명: u-City 서비스용 개방형 SW 플랫폼 개발].
정보통신 인프라와 유비쿼터스 기술을 도시공간에 융합하여 도시생활의 편의를 도모하고 삶의 질 향상, 도시 기능의 혁신을 가져올 것으로 전망되는 21C 한국형 신도시인 u-City는 국내 IT 산업의 총체적인 역량이 집결되고 건설, 가전, 문화와의 컨버전스가 발전적으로 전개되는 장으로 부각되고 있다.
u-City는 첨단 IT 인프라와 유비쿼터스 정보서비스를 도시 공간에 융합해 원스톱 행정서비스, 자동화한 교통, 방범, 방재 시스템, 주거공간의 홈 네트워크화 등의 서비스가 가능해지는 21세기 미래형 도시이다.
u-City는 지능화, 네트워크, 플랫폼, 서비스 측면에서 분석할 수 있다. 즉, u-City는 도시 기능과 관련된 다양한 상황을 지능적으로 관리하고 최적화하는 도시 기능의 지능화(Intelligence), 전자적 공간 구현의 기반이 되는 유무선 통신 네트워크 연결(Network), 언제 어디서나 보편적인 서비스 활용을 추구하는 공동플랫폼 및 통합관리(Platform), 유비쿼터스 기술이 접목된 실용적인 서비스를 추구하는 응용서비스의 다양화와 상용화(Application)를 특징으로 한다.
이러한 기능을 원활하기 지원하기 위해서는 유비쿼터스 센서 네트워크에서 획득 및 제공되는 센서 스트림을 이용하여 상황 인지 동작을 수행할 수 있어야 하는 데, 현재에는 이와 관련된 기술이 제안되지 못하고 있는 실정이다.
이에 본 발명에서는 센서 스트림으로부터 현재 유비쿼터스 센서 네트워크에서 발생하고 있는 상황을 인지 및 파악할 수 있도록 하는 상황 인지 데이터를 생성하여 제공함으로써, 상황 추론 및 활용을 수행할 수 있도록 해주는 센서 스트림 가공 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로 서, 유비쿼터스 센서 네트워크로부터 전송되는 센서 스트림을 센서 종류별로 분류하여 센서 데이터로 변환하는 스트림 분석부; 센서 메타데이터와 필터 정보를 관리하는 스트림 카탈로그 관리부; 및 상기 필터 정보를 통해 상기 센서 데이터를 전처리한 후, 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환 및 출력하는 스트림 변환부를 포함하는 센서 스트림 가공 장치를 제공하고자 한다.
상기 센서 스트림 가공 장치는 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 저장하는 연산자 저장부; 및 상황 인지 데이터를 저장하는 상황 인지 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스트림 분석부는 상기 센서 스트림을 파싱하는 스트림 파서; 및 상기 파싱된 센서 스트림을 센서 종류별로 구분하여 상기 스트림 변환부에 제공하는 스트림 분류부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스트림 카탈로그 관리부는 센서의 메타데이터를 획득하는 센서 프로파일 획득부; 상기 다수개의 센서 데이터를 전처리를 위해 필요한 필터 정보를 획득하여 상기 스트림 변환부에 제공하는 필터 정보 획득부; 및 센서 메타데이터와 필터 정보를 하나의 테이블 형태로 저장 및 관리하는 카탈로그 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스트림 변환부는 상기 스트림 분석부로부터 전송되는 센서 데이터를 센서 종류별로 구분하여 저장하는 다수개의 큐; 슬라이딩 윈도우를 통해 상기 다수개의 큐에 저장된 센서 데이터를 읽어 오는 슬라이딩 윈도우 관리부; 상기 슬라이딩 윈도우 관리부를 통해 읽어온 상기 센서 데이터를 상기 필터 정보를 따라 전처리하는 스트림 전처리부; 상기 공간연산자, 상기 시간연산자 및 상기 시공간연산자를 관리하는 연산자 관리부; 및 상기 전처리된 센서 데이터를 상기 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환하는 스트림 변환 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 유비쿼터스 센서 네트워크로부터 전송되는 센서 스트림을 센서 종류별로 분류하여 센서 데이터로 변환하는 단계; 필터 정보를 이용하여 상기 센서 데이터를 전처리하는 단계; 및 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상기 센서 데이터를 상황 인지 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 센서 스트림 가공 방법을 제공하고자 한다.
상기 센서 스트림 가공 방법은 상기 상황 인지 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 센서 스트림 가공 장치 및 방법은 센서 스트림을 공간, 시간, 그리고 시공간적 연산자를 이용하여 상황 인지 데이터를 변환함으로써, 상황 인지 데이터를 통해 현재 유비쿼터스 센서 네트워크에서 발생하고 있는 상황을 공간, 시간 그리고 시공간적 파악할 수 있도록 해준다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 상황 추론 및 활용을 위한 센서 스트림 가공 장치의 구성도이다.
도1을 참조하면, 센서 스트림 가공 장치(200)는 스트림 분석부(210), 스트림 카탈로그 관리부(220), 스트림 변환부(230), 연산자 저장부(240) 및 상황 인지 데이터 저장부(250)를 포함하여 구성되며, 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network)를 구축 및 운영하는 USN 연동 시스템(100)과, 상황 인지 데이터를 이용하여 상황 추론 동작을 수행하는 상황 인식 및 처리 시스템(300)과 연결된다.
스트림 분석부(210)는 USN 연동 시스템(100)으로부터 전송되는 센서 스트림을 센서 종류별로 분류하여, 센서 종류별 센서 데이터로 변환한다.
스트림 카탈로그 관리부(220)는 USN 연동 시스템(100)으로부터 제공되는 센서 메타데이터와 상황 인식 및 처리 시스템(300)으로부터 제공되는 필터 정보를 관리한다.
스트림 변환부(230)는 필터 정보를 통해 스트림 분석부(210)를 거쳐 제공되는 센서 데이터를 전처리한 후, 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환 및 출력한다.
연산자 저장부(240)는 상황 인지 데이터 생성에 필요한 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 저장한다.
상황 인지 데이터 저장부(250)는 스트림 변환부(230)를 통해 변환된 상황 인지 데이터를 저장한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 스트림 가공 장치(200)의 상세 구성도이다.
도2를 참조하면, 스트림 분석부(210)는 스트림 파서(211), 스트림 분류부(212)를 포함하며, 스트림 카탈로그 관리부(220)는 센서 프로파일 분석부(221), 필터 정보 분석부(222) 및 카탈로그 관리부(223)를 포함하며, 스트림 변환부(230)는 다수개의 큐(231), 슬라이딩 윈도우 관리부(232), 스트림 전처리부(233), 스트 림 변환 프로세서(234), 연산자 관리부(235)를 포함하여 구성된다.
이하, 각 구성요소의 기능을 살펴보면 다음과 같다.
스트림 파서(211)는 USN 연동 시스템(100)으로부터 전송되는 센서 스트림을 파싱한다.
스트림 분류부(212)는 파싱된 센서 스트림을 센서 종류별로 구분하여 다수개의 센서 데이터로 분리한다.
센서 프로파일 분석부(221)는 USN 연동 시스템(100)으로부터 센서 및 RFID 카탈로그 파일(센서 종류, 센서 ID, 센서 값, 상하한 값 등)을 제공받아 상황 인지 데이터 변환 동작에 필요한 메타데이터를 획득한다.
필터 정보 분석부(222)는 상황 인식 및 처리 시스템(300)로부터 제공되는 센서 스트림의 전처리에 필요한 필터 정보를 제공받아 관리한다.
카탈로그 관리부(223)는 메타데이터와 필터 정보를 관리하며, 스트림 변환부(230)의 요청한 정보를 획득 및 제공해준다.
다수개의 큐(231)는 스트림 분류부(212)로부터 전송되는 다수개의 센서 데이터를 센서 종류별로 구분하여 저장한다.
슬라이딩 윈도우 관리부(232)는 상황 인지 데이터 변환 동작이 가능하도록 하는 슬라이딩 윈도우를 관리하며, 슬라이딩 윈도우를 통해 다수개의 큐(231)에 저 장된 센서 데이터를 읽어온다.
스트림 전처리부(233)는 슬라이딩 윈도우 관리부(232)를 통해 읽어온 센서 데이터를 스트림 카탈로그 관리부(220)D의 카탈로그 관리부(223)가 제공하는 필터 정보를 따라 전처리한다.
스트림 변환 프로세서(234)는 스트림 전처리부(233)를 통해 전처리된 센서 데이터를 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환한다.
연산자 관리부(235)는 상황 인지 데이터 변환 동작에 필요한 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 관리한다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 상황 추론 및 활용을 위한 연속 질의 처리 방법의 동작 흐름도이다.
먼저, USN 연동 시스템(100)으로부터 센서 스트림이 전달되면(S1), 스트림 분석부(210)는 센서 스트림을 파싱한 후(S2), 센서 종류별로 구분하여(S3), 스트림 변환부(230)내 다수개의 큐(231)에 저장한다(S4).
그리고 스트림 카탈로그 관리부(220)는 USN 연동 시스템(100)로부터 센서 및 RFID 카탈로그 파일 제공을 요청하여 그를 제공받고(S5), 상황 인식 및 처리 시스템(300)로부터는 필터 정보를 제공받는다(S6).
그러고 나서, 스트림 카탈로그 관리부(220)는 단계 S5 및 S6을 통해 제공받은 정보를 저장하고(S7), 스트림 변환부(230)에 제공해준다(S8).
그러면, 스트림 변환부(230)는 다수개의 큐(231)에 저장된 센서 데이터를 슬라이딩 윈도우를 통해 읽어와 상기의 필터 정보를 통해 전처리한다(S9).
그리고 스트림 변환부(230)는 전처리된 센서 데이터를 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환한 후(S10), 상황 인지 데이터 저장부(250)에 저장된다(S11).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 상황 추론 및 활용을 위한 센서 스트림 가공 장치의 구성도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 스트림 가공 장치의 상세 구성도이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 상황 추론 및 활용을 위한 센서 스트림 가공 방법의 동작 흐름도이다.

Claims (7)

  1. 유비쿼터스 센서 네트워크로부터 전송되는 센서 스트림을 센서 종류별로 분류하여 센서 데이터로 변환하는 스트림 분석부;
    센서 메타데이터와 필터 정보를 관리하는 스트림 카탈로그 관리부; 및
    상기 필터 정보를 통해 상기 센서 데이터를 전처리한 후, 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환 및 출력하는 스트림 변환부를 포함하고,
    상기 스트림 변환부는
    상기 스트림 분석부로부터 전송되는 센서 데이터를 센서 종류별로 구분하여 저장하는 다수개의 큐;
    슬라이딩 윈도우를 통해 상기 다수개의 큐에 저장된 센서 데이터를 읽어 오는 슬라이딩 윈도우 관리부;
    상기 슬라이딩 윈도우 관리부를 통해 읽어온 상기 센서 데이터를 상기 필터 정보를 따라 전처리하는 스트림 전처리부;
    상기 공간연산자, 상기 시간연산자 및 상기 시공간연산자를 관리하는 연산자 관리부; 및
    상기 전처리된 센서 데이터를 상기 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환하는 스트림 변환 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 스트림 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공간연산자, 상기 시간연산자 및 상기 시공간연산자를 저장하는 연산자 저장부; 및
    상기 상황 인지 데이터를 저장하는 상황 인지 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 스트림 가공 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스트림 분석부는
    상기 센서 스트림을 파싱하는 스트림 파서; 및
    상기 파싱된 센서 스트림을 센서 종류별로 구분하여 상기 스트림 변환부에 제공하는 스트림 분류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 스트림 가공 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스트림 카탈로그 관리부는
    센서의 메타데이터를 획득하는 센서 프로파일 획득부;
    상기 다수개의 센서 데이터를 전처리를 위해 필요한 필터 정보를 획득하여 상기 스트림 변환부에 제공하는 필터 정보 획득부; 및
    센서 메타데이터와 필터 정보를 하나의 테이블 형태로 저장 및 관리하는 카탈로그 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 스트림 가공 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 기재된 센서 스트림 가공 장치를 이용한 센서 스트림 가공 방법에 있어서,
    스트림 분석부에서 유비쿼터스 센서 네트워크로부터 전송되는 센서 스트림을 센서 종류별로 분류하여 센서 데이터로 변환하는 단계;
    스트림 카탈로그 관리부로부터 RFID 카탈로그 파일 및 필터 정보를 제공받아, 스트림 변환부에서 상기 센서 데이터를 전처리한 후, 전처리된 센서 데이터를 공간연산자, 시간연산자 및 시공간연산자를 통해 상황 인지 데이터로 변환한 후, 저장하는 단계를 포함하는 센서 스트림 가공 방법.
  7. 삭제
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