KR101574026B1 - 포그 컴퓨팅 네트워크를 이용한 사물 인터넷 네트워크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사물 인터넷 네트워크에 관한 것으로, 보다 구체적으로 감지 서버 장치를 운영하기 위한 가상 머신의 응용 애플리케이션의 설치 및 버전 관리를 관리자의 요청에 따라 포그 컴퓨팅 네트워크를 통해 수행함으로써 포그 컴퓨팅 네트워크를 통해 감지 서버 장치에 특화된 응용 애플리케이션을 용이하게 설치 관리할 수 있으며, 감지 서버 장치의 동작 상태에 기초하여 감지 서버 장치의 동작 모드를 제어하여 방대한 양의 데이터가 처리되는 사물 인터넷 네트워크에서 에너지 소모를 줄일 수 있는 사물 인터넷 네트워크에 관한 것이다.

Description

포그 컴퓨팅 네트워크를 이용한 사물 인터넷 네트워크{Internet of things using fog computing network}
본 발명은 사물 인터넷 네트워크에 관한 것으로, 보다 구체적으로 감지 서버 장치를 운영하기 위한 가상 머신의 응용 애플리케이션의 설치 및 버전 관리를 관리자의 요청에 따라 포그 컴퓨팅 네트워크를 통해 수행함으로써 포그 컴퓨팅 네트워크를 통해 감지 서버 장치에 특화된 응용 애플리케이션을 용이하게 설치 관리할 수 있으며, 감지 서버 장치의 동작 상태에 기초하여 감지 서버 장치의 동작 모드를 제어하여 방대한 양의 데이터가 처리되는 사물 인터넷 네트워크에서 에너지 소모를 줄일 수 있는 사물 인터넷 네트워크에 관한 것이다.
클라우드 컴퓨팅(cloud computing)이란 정보가 인터넷상의 서버에 영구적으로 저장되고, 데스크톱·태블릿컴퓨터·노트북·넷북·스마트폰 등의 IT 기기 등과 같은 클라이언트에는 일시적으로 보관되는 컴퓨터 환경을 뜻한다. 즉 이용자의 모든 정보를 인터넷상의 클라우드 서버에 저장하고, 이 정보를 각종 IT 기기를 통하여 언제 어디서든 이용할 수 있다는 개념이다.
다시 말하면 구름(cloud)과 같이 무형의 형태로 존재하는 하드웨어/소프트웨어 등의 컴퓨팅 자원을 자신이 필요한 만큼 빌려 쓰고 이에 대한 사용요금을 지급하는 방식의 컴퓨팅 서비스로, 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 컴퓨팅 자원을 가상화 기술로 통합해 제공하는 기술을 말한다. 클라우드로 표현되는 인터넷상의 클라우드 서버에서 데이터 저장, 처리, 네트워크, 콘텐츠 사용 등 IT 관련 서비스를 한번에 제공하는 혁신적인 컴퓨팅 기술인 클라우드 컴퓨팅은‘인터넷을 이용한 IT 자원의 주문형 아웃소싱 서비스’라고 정의되기도 한다. 이러한 클라우드 서비스는 데이터 저장, 처리를 위한 하드웨어/소프트웨어의 컴퓨팅 자원을 제공하는 서비스 이외에 다양한 응용 애플리케이션(application) 서비스를 제공하기도 한다.
클라우드 컴퓨팅을 도입하면 기업 또는 개인은 컴퓨터 시스템을 유지, 보수, 관리하기 위하여 들어가는 비용과 서버의 구매 및 설치 비용, 업데이트 비용, 소프트웨어 구매 비용 등 엄청난 비용과 시간과 인력을 줄일 수 있고, 에너지 절감에도 기여할 수 있어 다양한 분야에서 클라우드 서버가 널리 사용되고 있다.
한편, 최근에는 사물 인터넷(Internet of things)에 대한 많은 연구가 진행되고 있는데, 사물 인터넷은 기존의 유선통신을 기반으로 한 인터넷이나 모바일 인터넷보다 진화된 단계로 인터넷에 연결된 기기가 사람의 개입없이 상호간에 알아서 정보를 주고 받아 처리한다. 사물이 인간에 의존하지 않고 통신을 주고받는 점에서 기존의 유비쿼터스나 M2M(Machine to Machine: 사물지능통신)과 비슷하기도 하지만, 통신장비와 사람과의 통신을 주목적으로 하는 M2M의 개념을 인터넷으로 확장하여 사물은 물론이고 현실과 가상세계의 모든 정보와 상호작용하는 개념으로 진화한 단계라고 할 수 있다
사물 인터넷을 구현하기 위한 기술 요소로는 유형의 사물과 주위 환경으로부터 정보를 얻는 '센싱 기술', 사물이 인터넷에 연결되도록 지원하는 '유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술', 각종 서비스 분야와 형태에 적합하게 정보를 가공하고 처리하거나 각종 기술을 융합하는 '서비스 인터페이스 기술'이 핵심이다. 이러한 사물 인터넷을 통해 획득되는 정보의 양은 매우 방대하며 이러한 방대한 양의 정보를 처리하기 위해 클라우드 서비스의 사용이 더욱 필요하게 되었다.
그러나 종래 클라우드 컴퓨팅은 다양한 클라우드 서버의 제공자에 의해 구축되며 다양한 종류의 응용 애플리케이션이 제공되기 때문에 개방성과 다양성에서는 우수하지만, 사물 인터넷과 연결되어 방대한 양의 정보를 송신하거나 방대한 양의 데이터를 클라우드 컴퓨팅의 응용 애플리케이션에서 모두 처리하는 경우 처리 시간 지연 등의 문제점을 가진다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 포그(fog) 컴퓨팅이 제안되었는데, 포그 컴퓨팅이란 클라우드 컴퓨팅 및 서비스를 네트워크 엣지단으로 확장하는 패러다임을 의미한다. 데이터, 컴퓨팅, 스토리지 및 응용 애플리케이션 서비스를 엔드유저에게 제공한다는 개념 자체는 클라우드 컴퓨팅과 비슷하지만, 포그 컴퓨팅은 엔드유저와의 근접성, 고밀도의 지리적 분포도, 모빌리티 지원 등에서 클라우드 컴퓨팅과는 큰 차별점을 보인다.
즉, 포그 컴퓨팅에서는 서비스가 네트워크 엣지나 심지어 셋톱박스, 액세스 포인트 등 엔드 디바이스가 직접 사용되는 곳에 호스팅됩니다. 가까운 곳에 있는 서비스를 호스팅함으로써 고객의 필요 또는 환경에 따라 서비스 지연을 줄이고, 서비스 품질을 개선할 수 있다.
따라서 사물 인터넷에 포그 컴퓨팅을 접목하는 경우, 엔드 디바이스에 근접하여 메모리, 컴퓨팅 리소스 또는 응용 애플리케이션 서비스를 제공받을 수 있어 데이터 처리에 소요되는 시간 지연을 줄일 수 있다.
그러나 지금까지 포그 컴퓨팅과 사물 인터넷을 접목한 서비스가 제안되지 않았으며, 더욱이 엔드 디바이스에 특화된 응용 애플리케이션을 포그 컴퓨팅 네트워크로부터 설치 관리하는 기술에 대해서는 연구되지 않고 있었다.
본원발명의 배경기술로 미국 특허출원공개공보 US2005/0043027호가 있다.
본 발명은 이루고자 하는 목적은 관리자의 요청에 따라 엔드 디바이스, 즉 감지 서버 장치를 운영하기 위한 가상 머신의 응용 애플리케이션의 설치 및 버전 관리를 용이하게 수행할 수 있는 사물 인터넷 네트워크를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 감지 서버 장치를 운용하는데 필요한 응용 애플리케이션의 존재 여부, 버전 상태, 동작 상태를 먼저 테스트 후, 가상 머신에 설치하는 사물 인터넷 네트워크를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 감지 서버 장치의 동작 상태에 기초하여 감지 서버 장치의 에너지 소모를 줄일 수 있는 사물 인터넷 네트워크의 운영 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 사물 인터넷 네트워크는 응용 애플리케이션이 구현되는 포그 컴퓨팅 네트워크와, 다수의 감지 센서가 접속되어 있으며 응용 애플리케이션의 요청에 따라 응용 애플리케이션으로 수집한 정보를 송신하는 감지 서버 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 포그 컴퓨팅 네트워크는 응용 애플리케이션이 저장되어 있는 소스부와, 관리자 단말기로부터 응용 애플리케이션 요청이 있는 경우 요청 응용 애플리케이션을 구현 테스트하는 애플리케이션 관리부와, 애플리케이션 관리부로부터 요청 응용 애플리케이션을 제공받으며 감지 서버 장치로부터 정보를 수신하여 요청 응용 애플리케이션을 구현하는 가상 머신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 애플리케이션 관리부는 응용 애플리케이션이 저장되어 있는 내부 소스부와, 요청 응용 애플리케이션이 내부 소스부에 존재하지 판단하는 판단부와, 요청 응용 애플리케이션이 내부 소스부에 존재하지 않는 경우 소스부로 응용 애플리케이션을 요청하는 애플리케이션 요청부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
애플리케이션 관리부는 내부 소스부에 존재하는 요청 응용 애플리케이션의 버전과 상기 소스부에 저장되어 있는 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전을 비교하는 버전 비교부를 더 포함하며, 버전 비교부는 버전이 서로 상이한 경우 애플리케이션 요청부를 통해 소스부로부터 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전을 요청하는 것을 특징으로 한다.
여기서 가상 머신부는 요청 응용 애플리케이션을 애플리케이션 관리부로부터 제공받은 후, 주기적으로 소스부로부터 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전에 대한 정보를 제공받는 것을 특징으로 한다.
여기서 가상 머신부는 소스부로부터 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전에 대한 정보를 제공받은 경우, 애플리케이션 관리부 또는 소스부로부터 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전을 제공받는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 네트워크는 분산된 다수의 포그 컴퓨팅 네트워크의 상위에 존재하는 클라우드 컴퓨팅 네트워크를 더 포함하며, 포그 컴퓨팅 네트워크에 응용 애플리케이션이 존재하지 않는 경우, 포그 컴퓨팅 네트워크는 클라우드 컴퓨팅 네트워크로부터 응용 애플리케이션을 제공받는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 감지 서버 장치는 사물에 부착되어 있는 다수의 감지 센서와, 감지 센서에 접속되어 있으며 응용 애플리케이션의 요청에 따라 다수의 감지 센서 중 선택적으로 감지 동작을 수행하도록 제어하여 정보를 수집하며 수집한 정보를 가상 머신부로 제공하는 감지 서버부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 다수의 감지 센서는 각 감지 센서에 개별 IP 주소가 할당되어 있거나, 다수의 감지 센서가 그룹으로 나누어져 각 감지 센서 그룹에 IP 주소가 할당되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서 감지 서버 장치는 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는지 여부에 따라 감지 센서의 동작을 활성 모드, 대기 모드, 휴지 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 구현하여 감지 센서의 에너지 소모를 제어하는 에너지 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로
여기서 에너지 관리부는 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는 경우, 감지 센서의 동작을 활성 모드로 구현하여 감지 센서를 통해 감지 정보를 수집하도록 하며, 수집한 감지 정보를 요청 응용 애플리케이션으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 제1 임계시간 동안 없는 경우, 감지 센서의 동작을 대기 모드로 구현하여 감지 서버부로부터 재감지 명령을 대기하며 감지 센서의 감지 정보 수집을 중단 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 대기 모드에서 제2 임계시간 동안 재감지 명령을 수신하지 못한 경우, 감지 센서의 동작을 휴지 모드로 구현 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 휴지 모드로 구현시 감지 센서는 감지 환경의 변화 여부를 판단하며, 감지 환경의 변화가 발생하지 않은 경우 감지 센서는 오프되는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 감지 환경의 변화가 발생하는 경우 감지 센서의 동작 모드를 대기 모드로 변경하는 것을 특징으로 한다.
에너지 관리부는 감지 센서를 주기적으로 온시켜 감지 환경의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
응용 애플리케이션이 구현되는 포그 컴퓨팅 네트워크에서 응용 애플리케이션의 요청에 따라 포그 컴퓨팅 네트워크로 감지 정보를 제공하는, 본 발명에 따른 감지 서버 장치는 사물에 부착되어 있는 다수의 감지 센서와, 감지 센서에 접속되어 있으며 응용 애플리케이션의 요청에 따라 다수의 감지 센서 중 선택적으로 감지 동작을 수행하도록 제어하여 정보를 수집하며 수집한 정보를 응용 애플리케이션으로 제공하는 감지 서버부와, 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는지 여부에 따라 감지 센서의 동작을 활성 모드, 대기 모드, 휴지 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 구현하여 감지 센서의 에너지 소모를 제어하는 에너지 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는 경우, 감지 센서의 동작을 활성 모드로 구현하여 감지 센서를 통해 감지 정보를 수집하도록 하며 수집한 감지 정보를 요청 응용 애플리케이션으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 제1 임계시간 동안 없는 경우, 감지 센서의 동작을 대기 모드로 구현하여 감지 서버부로부터 재감지 명령을 대기하며 감지 센서의 감지 정보 수집을 중단 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 대기 모드에서 제2 임계시간 동안 재감지 명령을 수신하지 못한 경우 감지 센서의 동작을 휴지 모드로 구현 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 휴지 모드로 구현시 감지 센서는 감지 환경의 변화 여부를 판단하며, 감지 환경의 변화가 발생하지 않은 경우 감지 센서는 오프되는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 감지 환경의 변화가 발생하는 경우, 감지 센서의 동작 모드를 대기 모드로 변경하는 것을 특징으로 한다.
여기서 에너지 관리부는 감지 센서를 주기적으로 온시켜 감지 환경의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사물 인터넷 네트워크는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 사물 인터넷 네트워크는 감지 서버 장치를 운영하기 위한 가상 머신의 응용 애플리케이션의 설치 및 버전 관리를 관리자의 요청에 따라 포그 컴퓨팅 네트워크를 통해 수행함으로써, 포그 컴퓨팅 네트워크를 통해 감지 서버 장치에 특화된 응용 애플리케이션을 용이하게 설치 관리할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 사물 인터넷 네트워크는 포그 컴퓨팅 네트워크를 통해 감지 서버 장치를 운용하는데 필요한 응용 애플리케이션의 존재 여부, 버전 상태, 동작 상태를 먼저 테스트 후 가상 머신에 설치함으로써, 응용 애플리케이션의 서비스 품질을 보장할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 사물 인터넷 네트워크는 감지 서버 장치의 동작 상태에 기초하여 감지 서버 장치의 동작 모드를 제어함으로써, 방대한 양의 데이터가 처리되는 사물 인터넷 네트워크에서 에너지 소모를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사물 인터넷 네트워크를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포그 컴퓨팅 네트워크를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 응용 애플리케이션 관리부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 감지 서버 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 에너지 관리부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 감지 센서의 동작 모드 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 감지 센서의 휴지 모드 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 클라우드 서버의 중개 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 사물 인터넷 네트워크를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 1을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 다수의 포그 컴퓨팅 네트워크1, 2, 3(200)이 분산되어 배치되어 있으며, 다수의 포그 컴퓨팅 네트워크(200)의 상위에 클라우드 컴퓨팅 네트워크(100)이 존재한다.
포그 컴퓨팅 네트워크(200)는 사용자 단말기(300)의 요청에 따라 메모리 또는 컴퓨팅 리소스, 응용 애플리케이션을 사용자가 사용하는 감지 서버 장치(400)로 제공한다. 즉, 사용자 단말기(300)를 통해 감지 서버 장치(400)를 운영하는데 필요한 메모리 또는 컴퓨팅 리소스, 응용 애플리케이션의 요청이 있는 경우 먼저 사용자 단말기(300)에 근접한, 사용자 단말기(300)에 접속되어 있는 포그 컴퓨팅 네트워크(200)에서 요청한 메모리 또는 컴퓨팅 리소스, 응용 애플리케이션이 존재하는지 판단한다.
포그 컴퓨팅 네트워크(200)에 사용자가 요청한 메모리 또는 컴퓨팅 리소스, 응용 프로그램이 존재하는 경우, 포그 컴퓨팅 네트워크(200)에서 메모리 또는 컴퓨팅 리소스를 할당받아 응용 애플리케이션을 운영하는 가상 머신(Virtual Machine)을 생성한다. 그러나 포그 컴퓨팅 네트워크(200)에 사용자가 요청한 메모리 또는 컴퓨팅 리소스, 응용 프로그램이 존재하지 않는 경우, 포그 컴퓨팅 네트워크(200)는 상위에 위치하는 클라우드 컴퓨팅 네트워크에 해당 메모리 또는 컴퓨팅 리소스, 응용 애플리케이션을 요청하여 가상 머신을 생성한다.
이와 같이, 사용자 또는 감지 서버 장치에 근접한 포그 컴퓨팅 네트워크(200)에서 가상 머신을 생성함으로써, 사용자 또는 감지 서버 장치에 근접한 리소스를 이용할 수 있으며 이를 통해 방대한 데이터가 처리되는 사물 인터넷 네트워크 환경에서 데이터 송수신 및 처리에 따른 부하를 방지할 수 있다.
또한, 사용자 또는 감지 서버 장치에 근접한 포그 컴퓨팅 네트워크(200)에는 사용자 또는 감지 서버 장치에서 사용되는 동일 또는 유사한 응용 애플리케이션을 이용한 가상 머신들이 생성되며, 따라서 포그 컴퓨팅 네트워크(200)를 통해 사용자 또는 감지 서버 장치에 특화된 응용 애플리케이션을 용이하게 설치하거나 관리할 수 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포그 컴퓨팅 네트워크를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 응용 애플리케이션 관리부(210)는 사용자 단말기로부터 응용 애플리케이션을 요청하기 위한 사용자 명령이 수신되는 경우, 응용 애플리케이션 관리부(210)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하는지 판단한다.
응용 애플리케이션 관리부(210)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하지 않는 경우, 소스부(230)에 요청 응용 애플리케이션을 요청한다. 소스부(230)에는 포그 컴퓨팅 네트워크에서 사용되는 또는 사용했던 응용 애플리케이션이 저장되어 있는데, 소스부(230)는 저장된 응용 애플리케이션 리스트와 요청 응용 애플리케이션을 비교하여 소스부(230)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하는지 판단한다. 소스부(230)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하는 경우, 요청 응용 애플리케이션을 응용 애플리케이션 관리부(210)로 제공한다.
그러나 소스부(230)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하지 않는 경우, 소스부(230)는 클라우드 컴퓨팅 네트워크로 응용 애플리케이션을 요청하며, 클라우드 컴퓨팅 네트워크로부터 제공받은 요청 응용 애플리케이션을 소스부(230)에 저장하고 동시에 요청 응용 애플리케이션을 응용 애플리케이션 관리부(210)로 제공한다.
한편, 응용 애플리케이션 관리부(210)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하는 경우, 존재하는 요청 응용 애플리케이션의 버전과 소스부(230)에 저장되어 있는 동일한 요청 응용 애플리케이션의 버전을 확인하여 응용 애플리케이션 관리부(210)에 존재하는 요청 응용 애플리케이션이 최신 버전인지 판단한다. 응용 애플리케이션 관리부(210)에 존재하는 요청 응용 애플리케이션이 최신 버전이 아닌 경우 소스부(230)로 최신 버전의 요청 응용 애플리케이션을 요청한다. 소스부(230)는 주기적으로 클라우드 컴퓨팅 네트워크에 접속하여 소스부(230)에 저장되어 있는 응용 애플리케이션의 버전이 최신 버전인지 모니터링하며, 소스부(230)에 저장되어 있는 응용 애플리케이션이 최신 버전이 아닌 경우 클라우드 컴퓨팅 네트워크로부터 최신 버전의 응용 애플리케이션을 제공받아 저장한다.
응용 애플리케이션 관리부(210)는 요청 응용 애플리케이션이 정상적으로 동작하는지 테스트한 후, 요청 응용 애플리케이션을 가상 머신부(250)로 제공한다. 가상 머신부(250)에는 사용자 단말기가 요청한 과제(task)에 따라 다수의 가상 머신이 생성되며, 각 가상 머신을 운영하기 위한 각 가상 머신에 해당하는 요청 응용 애플리케이션이 실행된다. 각 가상 머신은 감지 서버 장치로부터 각 가상 머신이 필요로 하는 감지 정보를 요청하며, 감지 서버 장치로부터 수신한 감지 정보를 저장하거나 처리한다.
도 3은 본 발명에 따른 응용 애플리케이션 관리부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 판단부(211)는 사용자 단말기로부터 응용 애플리케이션을 요청하는 사용자 명령을 수신하는 경우 요청 응용 애플리케이션이 내부 소스부(213)에 존재하는지 판단한다. 판단부(211)는 내부 소스부(213)의 응용 애플리케이션 리스트와 요청 응용 애플리케이션을 비교하여 내부 소스부(213)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하는지 판단한다.
내부 소스부(213)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하지 않는 경우, 애플리케이션 요청부(215)는 소스부(230)로 요청 응용 애플리케이션을 요청하기 위한 메시지를 송신한다.
한편, 내부 소스부(213)에 요청 응용 애플리케이션이 존재하는 경우, 버전 비교부(217)는 내부 소스부(213)에 저장되어 있는 요청 응용 애플리케이션이 최신 버전인지 소스부(230)에 문의하며, 내부 소스부(213)에 저장되어 있는 요청 응용 애플리케이션이 최신 버전이 아닌 경우, 애플리케이션 요청부(215)를 통해 소스부(230)로부터 최신 버전의 요청 응용 애플리케이션을 제공받는다.
판단부(211)는 요청 응용 애플리케이션을 테스트부(219)로 제공하며, 테스트부(219)는 요청 응용 애플리케이션이 정상적으로 동작하는지 샘플 감지 정보를 이용하여 테스트한다. 테스트부(219)의 테스트 결과 정상적으로 동작하는 경우 판단부(211)는 요청 응용 애플리케이션을 가상 서버로 제공한다.
도 4는 본 발명에 따른 감지 서버 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 사물에 배치되어 있는 다수의 감지 센서(330)와 감지 센서(330)로부터 수집한 감지 정보를 가상 서버의 요청이 있는 경우 선택적으로 가상 서버로 제공하는 감지 서버부(310)를 구비하고 있다.
여기서 감지 센서(330)는 가상 서버에서 필요로 하는 감지 정보를 획득하는데, 예를 들어 감지 센서(330)는 온도 센서, 조명 센서, 습도 센서 등의 환경 센서와, 체온 센서, 심박수 체크 센서, 혈압 체크 센서 등의 신체 정보 감지 센서 등 다양한 종류의 감지 센서가 사용될 수 있다.
여기서 감지 센서(330)는 개별적인 센서로 구성되거나 다수의 센서들이 그룹으로 이루어진 센서 그룹으로 구성될 수 있는데, 각 센서 또는 각 센서 그룹에는 IP 주소가 할당되어 감지 서버부(310)와 접속되어 있다. 감지 서버부(310)에서 가상 머신으로부터 특정 IP 주소가 할당된 감지 센서로부터 감지 정보의 요청 메시지를 수신하는 경우, 감지 서버부(310)는 해당 감지 센서와 통신을 수행하여 선택적으로 필요한 감지 정보를 가상 서버로 제공한다.
가상 서버는 할당된 메모리, 컴퓨팅 리소스 및 응용 애플리케이션을 이용하여 감지 센서(330)를 통해 사용자의 개입없이 필요한 감지 정보를 실시간으로 획득하며, 획득한 감지 정보를 처리한다.
한편, 에너지 관리부(350)는 가상 서버로부터 감지 정보의 요청이 있는지 여부에 따라 감지 센서(330)의 동작 모드를 제어하여 감지 센서(330)의 소비 전력을 한다. 감지 센서(330)는 한정된 에너지와 컴퓨팅 능력을 가지는데, 에너지 관리부(350)는 가상 서버로부터 감지 정보의 요청이 있는지 여부에 따라 활성 모드, 대기 모드, 휴지 모드로 동작 제어하여 감지 센서의 소비 에너지를 줄인다.
도 5는 본 발명에 따른 에너지 관리부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 대기시간 카운트부(351)는 가상 서버로부터 요청 메시지를 수신한 시각부터 활성 시간을 카운트하며, 활성 시간을 카운트하는 중 감지 서버부로부터 요청 메시지를 수신할 때마다 카운트한 활성 시간을 초기화시킨다.
대기시간 비교부(353)는 카운트한 활성 시간과 제1 임계 시간을 비교하여 활성 시간이 제1 임계 시간을 초과하는지 판단한다. 즉, 대기시간 비교부(353)는 감지 서버부로부터 요청 메시지를 수신하지 않은 시간이 제1 임계 시간보다 큰지를 판단한다.
카운트한 활성 시간이 제1 임계 시간보다 큰 경우, 동작 모드 제어부(357)는 감지 센서의 동작 모드를 활성 모드에서 대기 모드로 변경 제어한다. 한편, 대기시간 카운트부(351)은 대기 모드로 변경된 시각부터 대기 시간을 카운트하며, 대기시간 비교부(353)는 카운트한 대기 시간이 제2 임계 시간을 초과하는지 판단한다. 동작 모드 제어부(357)는 카운트한 대기 시간이 제2 임계 시간을 초과하는 경우, 감지 센서의 동작 모드를 대기 모드에서 휴지 모드로 변경한다. 그러나 제2 임계 시간 이내에 가상 서버로부터 요청 메시지를 수신하는 경우, 동작 모드 제어부(357)는 감지 센서의 동작 모드를 대기 모드에서 활성 모드로 변경한다.
휴지 모드에서 감지 센서는 감지 환경의 변화 여부, 예를 들어 감지 센서가 방에 부착되어 있는 경우 방의 온도 또는 습도가 변경되는지 여부를 판단하며, 감지 환경의 변화가 발생하지 않은 경우 감지 센서는 오프된다. 그러나 휴지 모드에서 감지 센서가 감지 환경의 변화를 감지한 경우, 감지 센서는 에너지 관리부(350)로 감지 환경의 변화가 발생하였음을 알리는 알림 신호를 송신하며, 에너지 관리부(350)는 알림 신호를 수신하는 경우 감지 센서의 동작 모드를 휴지 모드에서 대기 모드 또는 활성 모드로 변경한다.
알림 신호를 수신하는 경우 감지 센서 동작 모드의 제어 방식의 일 예로 알림 신호를 수신하는 경우 동작 모드 제어부(357)는 감지 센서의 동작 모드를 휴지 모드에서 대기 모드로 변경할 수 있는데, 대기 모드에서 가상 서버로부터 요청 메시지를 수신하는 경우 센서 모드의 동작 모드를 활성 모드로 변경한다.
알림 신호를 수신하는 경우 감지 센서 동작 모드의 제어 방식의 다른 예로 알림 신호를 수신하는 경우 동작 모드 제어부(357)는 감지 센서의 동작 모드를 휴지 모드에서 직접 활성 모드로 변경하여 감지 센서를 통해 감지 정보를 수집하고 수집한 감지 정보를 가상 서버로 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 감지 센서의 동작 모드 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 가상 서버로부터 정보 요청 메시지를 수신하였는지 판단하여(S110), 가상 서버로부터 정보 요청 메시지를 수신하는 경우 감지 센서의 동작 모드를 활성 모드로 제어한다(S120). 활성 모드의 경우, 감지 센서는 감지 환경에서 감지 정보를 획득하고 획득한 감지 정보를 가상 서버로 송신한다.
그러나 가상 서버로부터 정보 요청 메시지를 수신하지 못한 경우, 정보 요청 메시지를 수신한 시각부터 활성 시간을 카우트하여 활성 시간이 제1 임계 시간보다 큰지 판단한다(S130). 여기서 제1 임계 시간 이내에 정보 요청 메시지를 수신하는 경우 활성 시간은 초기화되며, 정보 요청 메시지를 수신한 시각부터 다시 활성 시간이 카운트된다. 활성 시간이 제1 임계 시간보다 큰 경우 감지 센서의 동작 모드를 대기 모드로 제어한다(S140). 대기 모드의 경우, 감지 센서의 감지 기능, 즉 감지 환경의 감지 정보를 획득하는 기능은 오프(off)되고 감지 서버부와 통신을 수행하는 통신 기능만 온(on)된다.
대기 모드로 진입 후 가상 서버로부터 정보 요청 메시지를 수신하였는지 판단하여(S150), 대기 모드에서 정보 요청 메시지를 수신하는 경우 대기 모드에서 활성 모드로 동작 모드를 변경한다. 그러나 대기 모드로 진입 후 정보 요청 메시지를 수신하지 못하는 경우 대기 시간을 카우트하여 대기 시간이 제2 임계 시간보다 큰지 판단한다(S160).
대기 시간이 제2 임계 시간을 초과하는 경우, 감지 센서의 동작 모드를 대기 모드에서 휴지 모드로 제어한다(S170). 휴지 모드에서는 감지 기능과 통신 기능이 모두 오프되도록 제어된다.
도 7은 본 발명에 따른 감지 센서의 휴지 모드 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 초기 휴지 모드로 진입시 감지 센서의 통신 기능은 오프하고 감지 기능만 온 제어되어, 감지 센서는 설치된 장소에서 감지 환경의 변화가 감지되었는지 판단한다(S210). 감지 환경의 변화가 감지되는 경우, 감지 센서의 통신 기능은 온되어 알림 신호를 동작 모드 제어부로 송신한다(S220).
감지 센서로부터 알림 신호를 수신하는 경우, 동작 모드 제어부는 감지 센서의 동작 모드를 휴지 모드에서 대기 모드 또는 활성 모드로 변경한다(S230).
그러나 감지 환경의 변화를 감지하지 못한 경우, 감지 센서는 감지 기능과 통신 기능을 모두 오프하는 휴지 모드로 동작한다(S240). 휴지 모드 상태에서 감지 센서는 활성 주기인지를 카운트하여 활성 주기인 경우(S250), 감지 기능을 온시켜 감지 환경에 변화가 발생하였는지를 판단한다(S260).
한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 전기 또는 자기식 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 클라우드 컴퓨팅 네트워크 200:포그 컴퓨팅 네트워크
300: 사용자 단말기 400: 감지 서버 장치
210: 응용 애플리케이션 관리부 230: 소스부
250: 가상 머신부 211: 판단부
213: 내부 소스부 215: 애플리케이션 요청부
217: 버전 비교부 219: 테스트부
310: 감지 서버부 330: 감지 센서부
350: 에너지 관리부 351: 대기 시간 카운트부
353: 대기 시간 비교부 357: 동작 모드 제어부

Claims (24)

  1. 응용 애플리케이션이 구현되는 포그 컴퓨팅 네트워크; 및
    다수의 감지 센서가 접속되어 있으며, 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 상기 응용 애플리케이션으로 수집한 정보를 송신하는 감지 서버 장치를 포함하며,
    상기 포그 컴퓨팅 네트워크는
    응용 애플리케이션이 저장되어 있는 소스부;
    관리자 단말기로부터 응용 애플리케이션 요청이 있는 경우, 요청 응용 애플리케이션을 구현 테스트하는 애플리케이션 관리부; 및
    상기 애플리케이션 관리부로부터 상기 요청 응용 애플리케이션을 제공받으며, 상기 감지 서버 장치로부터 정보를 수신하여 상기 요청 응용 애플리케이션을 구현하는 가상 머신부 포그 컴퓨팅 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 애플리케이션 관리부는
    응용 애플리케이션이 저장되어 있는 내부 소스부;
    상기 요청 응용 애플리케이션이 상기 내부 소스부에 존재하지 판단하며, 상기 요청 응용 애플리케이션이 실행되는 가상 머신으로 상기 요청 응용 애플리케이션을 제공하는 판단부; 및
    상기 요청 응용 애플리케이션이 상기 내부 소스부에 존재하지 않는 경우, 상기 소스부로 상기 요청 응용 애플리케이션을 요청하는 애플리케이션 요청부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 애플리케이션 관리부는
    상기 내부 소스부에 존재하는 상기 요청 응용 애플리케이션의 버전과 상기 소스부에 저장되어 있는 상기 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전을 비교하는 버전 비교부를 더 포함하며,
    상기 버전 비교부는 버전이 서로 상이한 경우, 상기 애플리케이션 요청부를 통해 상기 소스부로부터 상기 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전을 요청하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 애플리케이션 관리부는
    상기 요청 응용 애플리케이션이 정상적으로 동작하는지 테스트하는 테스트부를 더 포함하며,
    테스트 완료 후 상기 판단부는 상기 요청 응용 애플리케이션을 상기 가상 머신으로 제공하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 가상 머신부는
    상기 요청 응용 애플리케이션을 상기 애플리케이션 관리부로부터 제공받은 후, 주기적으로 상기 소스부로부터 상기 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전에 대한 정보를 제공받는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 가상 머신부는
    상기 소스부로부터 상기 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전에 대한 정보를 제공받은 경우, 상기 애플리케이션 관리부 또는 상기 소스부로부터 상기 요청 응용 애플리케이션의 최신 버전을 제공받는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  8. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사물 인터넷 네트워크는
    분산된 다수의 포그 컴퓨팅 네트워크의 상위에 존재하는 클라우드 컴퓨팅 네트워크를 더 포함하며,
    상기 포그 컴퓨팅 네트워크에 상기 응용 애플리케이션이 존재하지 않는 경우, 상기 클라우드 컴퓨팅 네트워크로부터 상기 응용 애플리케이션을 제공받는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  9. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지 서버 장치는
    사물에 부착되어 있는 다수의 감지 센서; 및
    상기 감지 센서에 접속되어 있으며, 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 다수의 감지 센서 중 선택적으로 감지 동작을 수행하도록 제어하여 정보를 수집하며, 수집한 정보를 가상 머신부로 제공하는 감지 서버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 다수의 감지 센서는
    각 감지 센서에 개별 IP 주소가 할당되어 있거나,
    상기 다수의 감지 센서가 그룹으로 나누어져 각 감지 센서 그룹에 IP 주소가 할당되어 있는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 감지 서버 장치는
    상기 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는지 여부에 따라 상기 감지 센서의 동작을 활성 모드, 대기 모드, 휴지 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 구현하여 상기 감지 센서의 에너지 소모를 제어하는 에너지 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 에너지 관리부는
    상기 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는 경우, 상기 감지 센서의 동작을 활성 모드로 구현하여 상기 감지 센서를 통해 감지 정보를 수집하도록 하며, 상기 수집한 감지 정보를 상기 요청 응용 애플리케이션으로 송신하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 에너지 관리부는
    상기 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 제1 임계시간 동안 없는 경우, 상기 감지 센서의 동작을 대기 모드로 구현하여 상기 감지 서버부로부터 재감지 명령을 대기하며 상기 감지 센서의 감지 정보 수집을 중단 제어하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 에너지 관리부는
    상기 대기 모드에서 제2 임계시간 동안 재감지 명령을 수신하지 못한 경우, 상기 감지 센서의 동작을 휴지 모드로 구현 제어하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 휴지 모드로 구현시
    상기 감지 센서는 감지 환경의 변화 여부를 판단하며,
    상기 감지 환경의 변화가 발생하지 않은 경우, 상기 감지 센서는 오프되는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 에너지 관리부는
    상기 감지 환경의 변화가 발생하는 경우, 상기 감지 센서의 동작 모드를 상기 대기 모드로 변경하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 에너지 관리부는
    상기 감지 센서를 주기적으로 온시켜 상기 감지 환경의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷 네트워크.
  18. 삭제
  19. 응용 애플리케이션이 구현되는 포그 컴퓨팅 네트워크에서 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 상기 포그 컴퓨팅 네트워크로 감지 정보를 제공하는 감지 서버 장치에 있어서,
    사물에 부착되어 있는 다수의 감지 센서;
    상기 감지 센서에 접속되어 있으며, 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 다수의 감지 센서 중 선택적으로 감지 동작을 수행하도록 제어하여 정보를 수집하며, 수집한 정보를 상기 응용 애플리케이션으로 제공하는 감지 서버부; 및
    상기 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는지 여부에 따라 상기 감지 센서의 동작을 활성 모드, 대기 모드, 휴지 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 구현하여 상기 감지 센서의 에너지 소모를 제어하는 에너지 관리부를 포함하며,
    상기 에너지 관리부는 상기 요청 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는 경우, 상기 감지 센서의 동작을 활성 모드로 구현하여 상기 감지 센서를 통해 감지 정보를 수집하도록 하며, 상기 수집한 감지 정보를 상기 요청 응용 애플리케이션으로 송신하는 것을 특징으로 하는 감지 서버 장치.
  20. 응용 애플리케이션이 구현되는 포그 컴퓨팅 네트워크에서 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 상기 포그 컴퓨팅 네트워크로 감지 정보를 제공하는 감지 서버 장치에 있어서,
    사물에 부착되어 있는 다수의 감지 센서;
    상기 감지 센서에 접속되어 있으며, 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 다수의 감지 센서 중 선택적으로 감지 동작을 수행하도록 제어하여 정보를 수집하며, 수집한 정보를 상기 응용 애플리케이션으로 제공하는 감지 서버부; 및
    상기 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는지 여부에 따라 상기 감지 센서의 동작을 활성 모드, 대기 모드, 휴지 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 구현하여 상기 감지 센서의 에너지 소모를 제어하는 에너지 관리부를 포함하며,
    상기 에너지 관리부는 상기 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 제1 임계시간 동안 없는 경우, 상기 감지 센서의 동작을 대기 모드로 구현하여 상기 감지 서버부로부터 재감지 명령을 대기하며 상기 감지 센서의 감지 정보 수집을 중단 제어하는 것을 특징으로 하는 감지 서버 장치.
  21. 응용 애플리케이션이 구현되는 포그 컴퓨팅 네트워크에서 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 상기 포그 컴퓨팅 네트워크로 감지 정보를 제공하는 감지 서버 장치에 있어서,
    사물에 부착되어 있는 다수의 감지 센서;
    상기 감지 센서에 접속되어 있으며, 상기 응용 애플리케이션의 요청에 따라 다수의 감지 센서 중 선택적으로 감지 동작을 수행하도록 제어하여 정보를 수집하며, 수집한 정보를 상기 응용 애플리케이션으로 제공하는 감지 서버부; 및
    상기 응용 애플리케이션으로부터 정보 요청이 존재하는지 여부에 따라 상기 감지 센서의 동작을 활성 모드, 대기 모드, 휴지 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 구현하여 상기 감지 센서의 에너지 소모를 제어하는 에너지 관리부를 포함하며,
    상기 에너지 관리부는 상기 대기 모드에서 제2 임계시간 동안 재감지 명령을 수신하지 못한 경우, 상기 감지 센서의 동작을 휴지 모드로 구현 제어하는 것을 특징으로 하는 감지 서버 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 휴지 모드로 구현시
    상기 감지 센서는 감지 환경의 변화 여부를 판단하며,
    상기 감지 환경의 변화가 발생하지 않은 경우, 상기 감지 센서는 오프되는 것을 특징으로 하는 감지 서버 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 에너지 관리부는
    상기 감지 환경의 변화가 발생하는 경우, 상기 감지 센서의 동작 모드를 상기 대기 모드로 변경하는 것을 특징으로 하는 감지 서버 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 에너지 관리부는
    상기 감지 센서를 주기적으로 온시켜 상기 감지 환경의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 감지 서버 장치.
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