KR20070058857A - A framework of context-awareness for ubiquitous computing middlewares - Google Patents

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KR20070058857A
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박현정
이지형
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

A context-awareness framework for ubiquitous computing middleware is provided to generate high level context and offer a service suitable for characteristic of a user based on the high level context by enabling a context-awareness middleware to generate/process various context information through integration, inference, and learning of the sensed context information. A context describing module manages the context information obtained from sensors. A context normalizing module converts the sensed context information into a normalized structure. A context integrating module integrates the sensed context information received from the context normalizing module. A context inferring module infers the high level context information from the sensed low level context information. A context filtering module selects and stores only the useful context information to a database. A content learning module obtains the learned context information based on the information stored in the database. An event triggering module automatically issues a command for action or event for safety or convenience of the user.

Description

유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크{A framework of context-awareness for ubiquitous computing middlewares}A framework of context-awareness for ubiquitous computing middlewares}

도 1은 본 발명에 따른 상황 인식을 위한 프레임워크의 블록도.1 is a block diagram of a framework for situational awareness in accordance with the present invention.

도 2는 컨텍스트 디스크립션 테이블에서 컨텍스트 정보의 XML 데이터,2 is XML data of context information in a context description table;

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 음악 선곡 시스템의 블록도이다.3 is a block diagram of a music selection system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 관한 것으로, 특히 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 학습능력이 있는 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 관한 것이다.The present invention relates to a context aware framework for ubiquitous computing middleware, and more particularly to a context aware framework for middleware with learning ability in ubiquitous computing environment.

오늘날, 컴퓨터 산업의 동향은 모든 물체에 컴퓨터를 내장하여 이기종 컴퓨터 간을 네트워크로 연결하여 상호 간에 협조와 타협을 해 가면서 언제 어디서나 눈에 보이지 않게 사용자에게 적절한 서비스를 제공하는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경(ubiquitous computing environments)으로 변화하고 있다. 이러한 유비쿼터스 환경에서는 사용자에게 제공하는 서비스에 대한 요구를 만족시키기 위해서 상황 인식(context-awareness) 시스템이 필요하다. 이런 환경에서 사용자에게 서비스 또는 정보를 제공해 주기 위해서는 상황 인식 시스템이 주변 환경으로부터 컨텍스트(context) 정보를 수집하고 분석하는 과정이 필요하다. 또한, 상황 인식 시스템은 다양한 센서들로부터 획득한 컨텍스트를 기반으로 이를 가공처리 하여 사용자에게 적절한 서비스를 제공해야한다. 그리고 이 시스템은 유비쿼터스 환경에서 끊임없이 변화하는 주변 환경에 적응하기 위해서 통합, 추론, 학습 등을 통해서 하위 레벨 컨텍스트로부터 상위 레벨 컨텍스트를 생성할 필요성이 있다. 그래서 많은 수의 상황 인식 시스템이 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 지원하기 위한 목적으로 발전하였다.Today, the trend in the computer industry is to use ubiquitous computing environments by embedding computers in all objects and connecting heterogeneous computers to networks to provide mutually indispensable services to users at any time and in any place. ) Is changing. In such a ubiquitous environment, a context-awareness system is required to satisfy a demand for a service provided to a user. In order to provide a service or information to a user in such an environment, a context aware system needs to collect and analyze context information from the surrounding environment. In addition, the context recognition system should process the process based on the context obtained from various sensors to provide an appropriate service to the user. And this system needs to create higher level context from lower level context through integration, inference, learning, etc. to adapt to the constantly changing environment in ubiquitous environment. Thus, a large number of context-aware systems have evolved to support ubiquitous computing environments.

그러나 이들 시스템들의 대부분은 이동 중인 사용자 또는 각 사용자의 선호도 및 흥미도(interest)를 고려하지 않는다는 한계점이 있었다. 그리고 유비쿼터스 컴퓨팅 환경은 사용자에게 끊임없이 변화하는 환경과 정보 접근이 어려운 주변 여건 등을 고려해서 다양한 서비스를 제공해야 한다. 그러므로 상황 인식 시스템은 동적인 환경에서 사용자를 지원할 수 있도록 다양한 타입의 컨텍스트를 처리하고 생성할 수 있어야 한다. 다양한 타입의 켄텍스트라는 것은 센서들로 획득한 컨텍스트를 기반으로 하여 본 발명에서 제안한 프레임워크를 통해서 통합된, 추론된 그리고 학습 된 컨텍스트를 말한다. 제안된 프레임워크는 다양한 타입의 컨텍스트를 센서된 데이터로부터 통합, 추론, 그리고 학습을 통해 쉽게 생성할 수 있다. 그래서 이를 바탕으로 사용자에게 적절한 서비스를 제공하는데 사용할 수 있다.However, most of these systems have a limitation in that they do not take into account the preferences and interests of a moving user or each user. In addition, the ubiquitous computing environment must provide various services to users in consideration of the ever-changing environment and the inaccessible environment. Therefore, context-aware systems must be able to handle and create various types of contexts to support users in dynamic environments. Various types of contexts are contexts that are inferred and learned through the framework proposed by the present invention based on contexts acquired by sensors. The proposed framework can easily generate various types of contexts from sensory data through integration, inference, and learning. So based on this, it can be used to provide appropriate services to users.

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자 중심적 서비스를 제공하기 위해서는 사용자의 현재 상황과 주변 상황 정보를 이용해서 사용자가 원하는 서비스가 무엇인지 파악하는 역할을 담당하는 것이 상황 인식 애플리케이션이다. 다양한 정보를 수 집하는 센서와 사용자에게 적절한 서비스를 제공하는 애플리케이션 사이에 중간 매개체 역할을 하는 상황 인식 미들웨어가 일반적으로 존재한다. 이런 상황 인식 미들웨어는 사용자 및 주변 환경 정보를 감지(detection)하고 그 정보를 기반으로 추론하여 애플리케이션이 사용자가 원하는 필요로 하는 서비스나 정보를 제공해 줄 수 있도록 도와준다.In order to provide user-oriented services in the ubiquitous computing environment, a situation-aware application plays a role of identifying a desired service by using the user's current situation and surrounding situation information. Context-aware middleware generally exists as an intermediary between sensors that collect a variety of information and applications that provide appropriate services to users. This context-aware middleware detects user and surrounding information and makes inferences based on that information to help applications provide the services or information they need.

이하 국내외에서 기존에 연구 개발된 상황 인식을 위한 미들웨어 Context-Toolkit, Gaia, CAMUS에 대해 기술한다.The following describes middleware Context-Toolkit, Gaia, and CAMUS for context recognition which have been researched and developed at home and abroad.

위의 3개의 미들웨어 중 상황 인식 미들웨어의 출발점인 Context-toolkit는 컨텍스트와 사용자의 입력 값을 분류하고 사용자, 장소, 상태, 시간 등 4개의 컨텍스트 타입으로 정의하였다. 이 미들웨어 특징은 센서로부터 취득한 컨텍스트 정보를 표현 및 통합을 한 후 애플리케이션에 제공한다. 애플리케이션에 주변 센서들로부터 수집된 정보를 제공하기 위해서, Context-Toolkit는 3개의 컴포넌트인 위겟(widgets), 통합부(aggregators), 해석부(interpreters)로 구성되어 있다. 위겟은 센서로부터 컨텍스트 정보를 수집하고 다른 컴포넌트 또는 애플리케이션 간의 인터페이스를 제공해준다. 통합부는 위겟으로 수집된 센서 정보를 기반으로 하여 컨텍스트 정보를 통합한다. 그리고 해석부는 하위 레벨의 컨텍스트로부터 상위 레벨의 컨텍스트를 추론하고 추론된 컨텍스트를 애플리케이션에 제공한다. 이런 Context-Toolkit는 위의 3가지 컴포넌트에서 센서된(sensed), 통합된(combined) 그리고 추론된(inferred) 컨텍스트 정보를 처리할 수 있다고 제시했지만, 구체적인 표현방법이나 추론방법을 제공하지 않는다. 또한, 사용자를 만족시킬 만한 서비스, 즉 사용 자의 선호도나 흥미도를 고려한 서비스를 제공하기 위한 필요한 학습(learning) 기법을 지원하기에 부족하다.Context-toolkit, the starting point of context-aware middleware among the above three middlewares, classifies contexts and user input values and defines them as four context types: user, place, state, and time. This middleware feature presents and integrates contextual information from sensors and provides them to applications. To provide the application with information gathered from peripheral sensors, the Context-Toolkit consists of three components: widgets, aggregators, and interpreters. Wiget collects contextual information from sensors and provides an interface between other components or applications. The integration unit integrates the context information based on the sensor information collected by the widget. The interpreter infers the higher level context from the lower level context and provides the inferred context to the application. This Context-Toolkit has suggested that it can handle the sensed, combined and inferred context information in the above three components, but it does not provide any concrete representation or reasoning method. In addition, it is insufficient to support a learning technique necessary to provide a service that satisfies the user, that is, a service considering the user's preference or interest.

Gaia는 유비쿼터스 컴퓨팅을 지원하기 위해 제안된 분산 미들웨어로써 다양한 컴포넌트로 구성되어 있어서 이기종 네트워크 환경에서 애플리케이션을 위한 자원(resource)과 서비스(service)를 관리해준다. Gaia는 동적인 환경에서 효과적으로 컨텍스트 정보를 관리하고 그 정보를 기반으로 하여 이동 중인 사용자에게 고려한 서비스를 제공한다. Gaia는 이동 중인 사용자와 끊임없이 변화하는 주변 환경의 컨텍스트를 효율적으로 처리할 수 있도록 다섯 개의 컴포넌트(component)로 구성되어 있다. 이벤트 매니저(event manager) 컴포넌트는 변화하는 환경에 적절하게 대응할 수 있도록 이벤트 서비스 정보를 애플리케이션에 제공한다. 그리고 컨텍스트 서비스 (context service) 컴포넌트는 사용자의 상태와 주변 상황을 고려해서 적절한 서비스를 제공한다. 그것은 센서된 컨텍스트를 기반으로 하여 상위 레벨 정보를 생성할 수 있도록 퍼스트 오더 로직(first order logic)을 기반으로 한 룰 베이스(rule-base)를 사용한다. 또한, 프레즌스 서비스 컴포넌트(pesence service component)는 애플리케이션(application), 디바이스(device), 사람(person), 서비스(service) 등의 4가지 타입의 개체를 다양한 센서를 이용해서 각각의 정보를 수집하고 이용할 수 있는 자원(resource)에 대해서 정보를 갱신(update)한다. 스패이스 리포지토리 컴포넌트(space repository component)는 센서를 통해 수집된 또는 추론을 통해 생성된 컨텍스트를 저장하는 역할을 담당한다. 컨텍스트 파일 시스템(context file system) 컴포넌트는 이동 중인 사용자를 고려한 서비스를 제공하기 위해서 디렉토리 서비스(directory service)를 제공한다. 그것은 사용자에게 파일 이름이나 경로 대신에 가장 최근에 파일에 접근한 시간과 위치 정보를 이용해서 파일 접근을 허용할 수 있도록 한다. 이처럼 Gaia는 사용자 중심적 컨텍스트 정보를 이용해서 서비스하기 위해서 센서된(sensed), 통합된(combined) 그리고 추론된(inferred) 컨텍스트 정보를 처리할 수 있다. 그러나 Gaia는 사용자의 선호도와 성향을 고려한 서비스를 제공해 주기 위해서 필요한 학습 기능이 미약하다. 그래서 Gaia는 학습 된 컨텍스트 정보를 생성하거나 처리할 수 없다.Gaia is a distributed middleware proposed to support ubiquitous computing and is composed of various components to manage resources and services for applications in heterogeneous network environments. Gaia effectively manages context information in a dynamic environment and provides services that are considered for mobile users based on that information. Gaia consists of five components to efficiently handle the context of mobile users and the constantly changing environment. The event manager component provides the application with event service information so that it can respond appropriately to changing environments. In addition, the context service component provides appropriate services in consideration of the user's state and surrounding conditions. It uses a rule-base based on first order logic to generate higher level information based on the sensory context. In addition, the presence service component collects and uses each type of information using four types of objects, such as an application, a device, a person, and a service, using various sensors. Update information about the available resources. The space repository component is responsible for storing contexts collected through sensors or created through inference. The context file system component provides a directory service to provide a service for a moving user. It allows users to access files using the time and location information of the most recent file access instead of the file name or path. As such, Gaia can process sensored, combined and inferred context information to serve using user-centric contextual information. However, Gaia has a weak learning function to provide a service considering the user's preferences and inclinations. So Gaia cannot generate or process learned context information.

CAMUS(Context-Aware Middleware for Ubiquitous computing Systems)는 상황 인식을 지원하기 위해 개발된 단일화된 미들웨어이다. 이 CAMUS의 주요 특징은 다른 시스템들과의 정형화된 지식의 재사용과 공유화가 가능한 온톨로지 기반의 프레임워크이다. CAMUS는 다양한 센서로부터 얻은 센서된 정보, 그 정보를 기반으로 하여 통합된, 추론된 새로운 컨텍스트 정보를 생성해 낼 수 있도록 여섯 개의 컴포넌트로 구성되어 있다. 특히 CAMUS는 좀 더 세밀한 표현을 제공하기 위해서 다양한 추론 메커니즘(reasoning mechanisms)을 제공한다. 이것은 다양한 타입의 로직(퍼스트 오더 논리 로직, 퍼지 로직, 서술 로직, 등) 뿐만 아니라 기계 학습 기법을 사용한다. 그러나 CAMUS는 학습을 위한 컴포넌트로서 명확하게 정의되거나 구조화되어 있지 않다. CAMUS (Context-Aware Middleware for Ubiquitous computing Systems) is a unified middleware developed to support context awareness. The main feature of this CAMUS is an ontology-based framework that enables reuse and sharing of formal knowledge with other systems. CAMUS consists of six components that can generate sensory information from various sensors and new deduced contextual information based on that information. In particular, CAMUS provides a variety of reasoning mechanisms to provide more detailed representation. It uses various types of logic (first order logic logic, fuzzy logic, narrative logic, etc.) as well as machine learning techniques. However, CAMUS is not clearly defined or structured as a component for learning.

이런 상황 인식 미들웨어는 다양한 센서로부터 획득한 센서 데이터를 통합, 추론, 학습을 통해서 다양한 컨텍스트 정보를 생성해 낼 수 있도록 제공해야 한다. 그런데 상기 제시된 미들웨어에 있어서, 유비쿼터스 환경에서 센거로부터 얻은 컨텍스트 정보를 기반으로 이를 통합, 추론하는 컴포넌트는 개시되어 있지만, 이를 기초로 더 높은 상위레벨의 컨텍스트를 생성하는 학습능력을 가진 컴포넌트는 개시되어 있지 않았다. Such context-aware middleware should provide sensor context data from various sensors to generate various context information through integration, inference, and learning. By the way, in the above-described middleware, a component for integrating and inferring it based on context information obtained from Senger in a ubiquitous environment is disclosed, but a component having a learning ability to create a higher level context based on this is disclosed. Did.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 상황 인식 미들웨어는 센서된 컨텍스트 정보를 통합, 추론 그리고 학습을 통해서 다양한 컨텍스트 정보를 생성하고 처리하여, 상위 레벨의 컨텍스트를 생성하고, 생성된 컨텍스트 정보를 가지고 사용자의 특성에 맞는 적절한 서비스를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems described above, the context-aware middleware to generate and process a variety of context information through the integration, inference and learning of the sensed context information, to create a high-level context, With the created context information, it is to provide the appropriate service according to the characteristics of the user.

본 발명의 다른 목적은 변화하는 주위 상황에 능동적으로 대처할 수 있는 미들웨어의 구성을 이루는 프레임워크를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a framework that constitutes a middleware that can actively cope with changing surrounding conditions.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 사용자의 상황을 인식하는 센서가 구비된 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 있어서, 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크는 센서로부터 획득한 컨텍스트 정보를 관리하는 컨텍스트 디스크립션 모듈, 센서로부터 인식된 컨텍스트 정보를 정규화된 구조로 변환하는 컨텍스트 정규화 모듈, 컨텍스트 정규화 모듈에서 제공받은 컨텍스트 정보를 인식된 컨텍스트를 기반으로 통합된 컨텍스트를 생성하는 컨텍스트 통합 모듈, 하위 레벨의 인식된 컨텍스트 정보로부터 상위 레벨의 컨텍스트 정보를 추론하는 컨텍스트 추론 모듈, 유용한 컨텍스트만을 선택하여 데이터베이스에 저장하는 컨텍스트 여과 모듈, 데이터베이스에 저장된 정보를 기반으로 학습된 컨텍스트 정보를 얻는 컨텍스트 학습 모듈, 사용자의 안전이나 편의를 위하여 자동으로 행동 또는 이벤트에 대한 명령을 내리는 이벤트 트리거링 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the ubiquitous computing environment equipped with a sensor for recognizing a user's situation according to the present invention, a context description module for managing context information obtained from a sensor is provided. A context normalization module that converts the context information recognized from the context into a normalized structure, a context integration module that generates an integrated context based on the recognized context from the context information provided by the context normalization module, and a higher level from the recognized context information on the lower level. A context inference module that infers a level of context information, a context filtering module that selects only useful contexts and stores them in a database, and a context learning module that obtains learned context information based on information stored in a database. Characterized in that it comprises a module automatically triggering event for your safety and convenience issue commands for the actions or events.

또한 본 발명에 따른 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 있어서, 컨텍스트 디스크립션 모듈은 XML(extensible markup language)에 기반한 C_Name, C_Type, C_Value 또는 C_Rule, Alarm condition 으로 구성되는 컨텍스트 디스크립션 테이블을 이용하여 센서된 컨텍스트의 유효성(validation)을 검증하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the context aware framework for ubiquitous computing middleware according to the present invention, the context description module is sensed using a context description table composed of C_Name, C_Type, C_Value or C_Rule, Alarm condition based on extensible markup language (XML). It is characterized in that the validation of the context (validation).

또한 본 발명에 따른 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 있어서, 텍스트 정규화 모듈은 데이터 어브스트랙션(data abstraction)과 데이터 변환(data conversion)하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the context-aware framework for ubiquitous computing middleware according to the present invention, the text normalization module is characterized by data abstraction and data conversion.

또한 본 발명에 따른 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 있어서, 컨텍스트 통합 모듈은 객체 지향(object-oriented)적 또는 서술 기반(predicate-based)적 구조로서 서로 관련된 컨텍스트 정보를 구조화된 구조체로 통합하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the context aware framework for ubiquitous computing middleware according to the present invention, the context integration module is an object-oriented or predicate-based structure, integrating contextual information related to each other into a structured structure. Characterized in that.

또한 본 발명에 따른 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 있어서, 컨텍스트 추론 모듈은 새로운 컨텍스트 정보 생성을 위해 지식기반(knowledge base)의 전문가 지식을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the context aware framework for ubiquitous computing middleware according to the present invention, the context inference module is characterized by using expert knowledge of a knowledge base to generate new context information.

또한 본 발명에 따른 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 있어서, 컨텍스트 정규화 모듈과 컨텍스트 통합 모듈에서 제공받은 컨텍스 트 정보의 중복성 검사 또는 불필요한 데이터를 제거하고, 컨텍스트 학습 모듈에서 사용자 관련 컨텍스트 정보를 학습하기 위해 필요한 컨텍스트 정보를 히스토리 데이터베이스(history DB)에 저장하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the context aware framework for the ubiquitous computing middleware according to the present invention, redundancy check or unnecessary data of the context information provided by the context normalization module and the context integration module is removed, and the context learning module removes user-related context information. It is characterized by storing the context information necessary for learning in the history DB.

또한 본 발명에 따른 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 있어서, 컨텍스트 학습 모듈은 히스토리 데이터베이스의 컨텍스트 학습에 신경망(neural network), 결정 트리(decision tree), 연합 룰 찾기(association rule finding), 요약(summarization)을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the context-aware framework for ubiquitous computing middleware according to the present invention, the context learning module includes a neural network, a decision tree, an association rule finding, a summary for context learning of a history database. (summarization).

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated according to drawing.

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 상황 인식 시스템의 주요 목적은 사용자의 현재 상황이나 디바이스로부터 수집된 컨텍스트 정보를 이용하여 사용자가 원하는 서비스를 미리 예측하여 사용자에게 가장 적절한 서비스를 제공하는 것이다. 이처럼 컨텍스트는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 지능형 애플리케이션에서 고려해야할 중요한 요소이다. 컨텍스트는 사용되는 애플리케이션마다 다르게 정의되지만, 일반적으로 유비쿼터스 환경에서 존재하는 개체들(사람, 장소, 객체 등)의 상황을 특성화시키기 위해 사용되는 정보로 정의된다. 좀 더 구체적으로 사용자와 애플리케이션 사이에 관련된 정보, 상황 정보, 그들 사이의 상호 관계 정보 등으로 정의할 수 있다. 이런 컨텍스트를 파악하는 방식에 따라 다음과 같이 정의할 수 있다.In the ubiquitous computing environment, the main purpose of the context awareness system is to provide the most appropriate service to the user by predicting the desired service in advance by using context information collected from the user's current situation or device. As such, context is an important factor to consider in intelligent applications in ubiquitous computing environments. Contexts are defined differently for each application used, but are generally defined as information used to characterize the context of objects (people, places, objects, etc.) that exist in a ubiquitous environment. More specifically, the information may be defined as information related to a user and an application, context information, and correlation information therebetween. Depending on how you identify this context, you can define it like this:

*센서된 컨텍스트 정보(sensed context information)** Sensed context information *

유비쿼터스 환경에서 센서를 통해서 컨텍스트 정보를 가장 쉽게 얻을 수 있다. 이런 컨텍스트는 다양한 형태의 센서(예를 들어, 사용자 ID, 빛 세기, 온도, 위치, 습도, 시간 등) 또는 사용자에게 부착된 센서나 주변 모든 물체에 부착된 센서로부터 얻는다. 이런 타입의 컨텍스트를 ‘기본의 컨텍스트(elementary context),’ 또는 ‘가공되지 않는 컨텍스트(raw context)’라고 부른다.In a ubiquitous environment, context information is most easily obtained through sensors. This context is derived from various types of sensors (eg, user ID, light intensity, temperature, location, humidity, time, etc.) or sensors attached to the user or sensors attached to all surrounding objects. This type of context is called an "elementary context," or "raw context."

*통합된 컨텍스트 정보(combined context information)** Combined context information *

기본적인 컨텍스트(elementary context)만으로는 사용자에게 적절한 서비스를 제공할 수 없다. 그래서 사용자의 상태, 주변 상황, 이용할 수 있는 주변의 자원 등을 복합적으로 고려해야한다. 상위 레벨의 컨텍스트는 기본의 컨텍스트로부터 생성해 낼 수 있다. 하지만, 센서된 컨텍스트는 비구조화된 정보이기 때문에 간단한 변환이나 센서된 데이터의 표준화된 표현이 필요하다. 즉, 혼잡하게 흩어진 정보들을 결합하여 구조화시키는 변환작업이 요구된다. 센서된 컨텍스트들의 결합 또는 통합된 컨텍스트들의 결합들로부터 생성된 컨텍스트는 확실한 구조안에서 재표현된다. 예를 들어, Context-Toolkit에서의 구성 요소인 통합부(aggregator)가 센서를 통해 얻은 기본적인 컨텍스트를 통합, 취합하여 복합적인 컨텍스트를 제공한다. Elementary context alone does not provide adequate services to users. Therefore, the user's status, surrounding conditions, and available surrounding resources must be considered in complex. Higher-level context can be created from the default context. However, because the sensed context is unstructured information, a simple transformation or standardized representation of the sensed data is required. In other words, a conversion operation is required to combine and structure congested and scattered information. Contexts generated from combinations of sensory contexts or combinations of integrated contexts are re-expressed in certain constructs. For example, an aggregator, a component of Context-Toolkit, integrates and aggregates basic contexts obtained through sensors to provide complex contexts.

*추론된 컨텍스트(inferred context information)*Inferred context information

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, '추론'(inference)이라는 용어는 일반적으로 이벤트 및/또는 데이터를 통해 포착된 일단의 관찰로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태에 관해 추측하거나 그의 상태를 추론하는 프로세스를 말한다. 추 론은 특정의 콘텍스트 또는 액션을 식별하는 데 이용될 수 있거나 예를 들어 상태에 대한 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적일 수 있다, 즉 데이터 및 이벤트를 참작하여 관심의 상태에 대한 확률 분포를 계산하는 것일 수 있다. 추론은 또한 일단의 이벤트 및/또는 데이터로부터 상위 레벨 이벤트를 작성하는 데 이용되는 기술을 말하는 것일 수 있다. 이러한 추론의 결과 일단의 관측된 이벤트 및/또는 저장된 이벤트 데이터로부터 새로운 이벤트 또는 액션이 작성되는데, 이는 이벤트가 시간상 근접하여 상관되어 있는지 여부에 관계없이 또한 이벤트 및 데이터가 하나의 이벤트 및 데이터 소스로부터 온 것인지 몇 개의 소스로부터 온 것인지에 관계없이 이루어진다.As used herein, the term 'inference' generally refers to inferring or deducing the state of a system, environment, and / or user from a set of observations captured through events and / or data. Say process. Inference can be used to identify a specific context or action or can generate a probability distribution over states, for example. Inference can be probabilistic, i.e., calculating the probability distribution for the state of interest, taking into account data and events. Inference can also refer to techniques used to create higher level events from a set of events and / or data. As a result of this inference, a new event or action is created from a set of observed and / or stored event data, regardless of whether the events are closely correlated in time and also from which the event and data come from one event and data source. Regardless of how many sources it came from.

센서로부터 수집되거나 또는 통합된 컨텍스트를 기반으로 하여 많은 상위 레벨의 컨텍스트를 추론해 낼 수 있다. 또한, 사용자와 주변 관계, 방안에서 사용자의 활동(예를 들어, 미팅, 발표, 또는 TV 보기 등), 또는 사용자의 역할에 대해서 추론할 수 있다. 상위 레벨의 컨텍스트를 추론하기 위해서 도메인 지식이 필요하다. 도메인 지식은 센서된 또는 통합된 컨텍스트 정보로부터 새로운 정보를 추론하는데 도움이 된다. 이런 추론된 컨텍스트는 센서된 또는 결합한 컨텍스트들이 아닌 새로운 정보이다. 이에 반하여 통합된 컨텍스트 정보는 구조화된 센서된 컨텍스트 정보의 일종이다.Many higher-level contexts can be inferred based on contexts collected from sensors or integrated. It can also infer about the user's surrounding relationships, the user's activity in the room (eg, meetings, presentations, or TV viewing), or the user's role. Domain knowledge is required to infer high-level context. Domain knowledge helps to infer new information from the sensed or integrated context information. This inferred context is new information, not sensory or combined contexts. In contrast, the integrated context information is a kind of structured sensory context information.

*학습된 컨텍스트(learned context information)** Learned context information *

컨텍스트는 센싱(sensing), 추론(inference)뿐만 아니라 학습(learning)을 통해서도 얻을 수 있다. 기존의 획일적인 서비스가 아닌 사용자의 선호도 및 성향 을 고려한 서비스일 경우, 학습 기법이 적실히 요구된다. 수많은 데이터에서 추론을 통해서 사용자의 패턴이나 선호도를 파악하기는 어렵기 때문에 학습이나 데이터 마이닝 기법을 통해서 알아낼 수 있다. 예를 들면, 사용자의 행동, 말, 그리고 심리상태 등 과거 사용자 데이터를 통해서 사용자가 어떤 분야에 관심이 있는지, 어떤 행동을 할지 예측할 수 있다.Context can be obtained through learning as well as sensing and inference. In the case of the service considering the user's preference and disposition rather than the existing uniform service, a learning technique is required. It is difficult to identify user's patterns or preferences through inference from a large number of data, and can be found through learning or data mining techniques. For example, historical user data such as user behavior, speech, and psychological state can predict which areas the user is interested in and what to do.

이상 사용자에 대해 보다 효과적인 서비스를 제공하기 위해서 상황 인식 미들웨어(context-aware middlewares)는 통합, 추론, 학습을 통해서 센서된 컨텍스트를 다룰 줄 알아야 한다.In order to provide more effective service for the above users, context-aware middlewares should be able to handle the sensed context through integration, inference, and learning.

본 발명에서는 상황 인식 시스템을 제공하기 위해 새로운 프레임워크를 도 1에 따라 설명하며, 이는 상황 인식을 위한 일반적인 프레임워크이다. 도 1은 센서된, 통합된, 추론된, 그리고 학습된 컨텍스트 정보를 하드웨어나 미들웨어에서 특별한 가정 없이 동작할 수 있게 설계된 프레임워크의 블록도이다.In the present invention, a new framework is described according to FIG. 1 to provide a context aware system, which is a general framework for context awareness. 1 is a block diagram of a framework designed to allow sensored, integrated, inferred, and learned contextual information to operate without special assumptions in hardware or middleware.

센서로부터 획득한 컨텍스트를 사용하여 사용자에게 적절한 서비스를 제공하기 위해, 프레임워크는 다양한 센서들과 에이젠트(Agent)로부터 수집한 컨텍스트를 통합, 추론, 그리고 학습 기능을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프레임워크는 8개 모듈과 2개의 데이터베이스로 구성되어 있다. 각각의 모듈에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In order to provide the appropriate service to the user using the context obtained from the sensor, the framework includes the functions of integrating, inferring, and learning the context collected from various sensors and agents. As shown in FIG. 1, the framework according to the present invention consists of eight modules and two databases. Each module will be described in detail as follows.

*컨텍스트 디스크립션 모듈(Context Description Module)* * Context description module (Context Description Module) *

컨텍스트 디스크립션 모듈은 센서로부터 획득한 컨텍스트 정보를 관리한다. 일반적으로 상황 인식 애플리케이션은 유비쿼터스 환경에서 다양한 센서로부터 획 득한 컨텍스 z 정보를 완전하고 정확하다고 가정하고 사용을 한다. 그러나 실제 센서된 컨텍스트 정보는 소음(noise)이나 센서 실패(sensor failure) 또는 사용자의 실수(user error)로 인해서 이용할 수 없는 경우가 많다. 이런 불확실하고 애매모호한 컨텍스트 정보를 관리하기 위해서 XML를 이용한다. 또한 센서들로부터 들어온 컨텍스트를 저장하기 전, 사전에 미리 정의된 컨텍스트 디스크립션 테이블(context description table)을 이용해서 센서된 컨텍스트의 유효성(validation)을 검증한다. 이를 위해 파서(parser)를 이용해서 xml 인스턴스(instance)를 검증한다. 컨텍스트 디스크립션 테이블은 C_Name, C_Type, C_Value 또는 C_Rule, Alarm condition 표 1에서 4가지 속성으로 정의한다.The context description module manages the context information obtained from the sensor. In general, context-aware applications assume that context z information from various sensors is complete and accurate in a ubiquitous environment. However, the actual sensed context information is often unavailable due to noise, sensor failure, or user error. XML is used to manage this uncertain and ambiguous context information. Also, before storing the contexts from the sensors, a validation of the sensored context is verified using a predefined context description table. To do this, we use a parser to verify the xml instance. The context description table is defined with four attributes in Table 1 of C_Name, C_Type, C_Value or C_Rule, Alarm condition.

Property Property Definition Definition C_name C_name Context.User.Biomedical.Temperature Context.User.Biomedical.Temperature C_type C_type 센서(Sensed), 통합(Combined), 추론(Inferred), 학습(Learned)  Sensored, Combined, Inferred, Learned C_value | C_rule C_value | C_rule C_value : Int, Float, String, Boolean C_rule : C_type이 Inferred인 경우 rule 정의 C_value: Int, Float, String, Boolean C_rule: Rule definition when C_type is Inferred Alarm condition Alarm condition 현재 컨텍스트를 기반으로 하여 사용자에게 정보를 알려주기 위해서 필요한 rule 정의 Rule definition needed to inform user based on current context

[표 1] : 컨텍스트 디스크립션 테이블 속성Table 1: Context description table attributes

컨텍스트 디스크립션 테이블에서 컨텍스트 정보를 XML 데이터로 도 2와 같이 나타낼 수 있다. 예를 들어 사용자의 체온 컨텍스트를 Context.User.Biomedical.Temperature로 나타낼 수 있다. 컨텍스트 정보를 크게 사용자(User), 환경(Environment), 시스템(System), 애플리케이션(Application)으로 분류하였다. In the context description table, context information may be represented as XML data as shown in FIG. 2. For example, the user's temperature context can be represented as Context.User.Biomedical.Temperature. Context information is largely classified into User, Environment, System, and Application.

컨텍스트 타입이 "통합(combinded)"인 Context.User.Biomedical.Standweight 컨텍스트 정보는 Context.User.Biomedical.Height가 변화할 때마다, 정의된 공식에 계산을 한 후에 저장한다. (C_value)에서 정의된 공식은 JAVA기반의 전문가시스템인 JESS(Java Expert System Shell)를 이용해서 계산을 한다.Context.User.Biomedical.Standweight Context information whose context type is "combinded" is stored after calculation in the defined formula whenever Context.User.Biomedical.Height changes. The formula defined in (C_value) is calculated using the Java Expert System Shell (JESS), a JAVA-based expert system.

*컨텍스트 정규화 모듈(Context Normalization Module)*Context Normalization Module

컨텍스트 정규화 모듈은 센서들로부터 들어온 컨텍스트 정보를 정규화된 구조로 변환시켜주는 역할을 담당한다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는 일반적으로 다양한 센서들로부터 정보를 수집한다. 그러나 센서 데이터들의 다양한 타입, 예를 들어, 바이너리(binary), 정수(integer), 실수(real number), 문자(character), 숫자와 문자들로 조합된 데이터 등이 존재한다. 이런 각각의 센서된 데이터는 표현방법이 다양하기 때문에, 컨텍스트 정보를 사용하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 하위 레벨의 컨텍스트로부터 상위 레벨의 컨텍스트를 생성할 때 어려움이 있다. 이 모듈은 센서된 데이터를 정규화된 구조를 이용해서 나타낸 것이다. 또한, 컨텍스트 정규화 모듈은 일정 수준으로 데이터 어브스트랙션과 데이터 변환을 할 수 있고, 일 예로 화씨의 온도를 섭씨로 바꿔주는 것이다. 그 밖에 예를 들면, 어떤 정보를 표현하려 할 때 "predicate"가 사용되어, GPS 위치 값을 나타내는 "predicate" (1592, 1609)은 1번 방의 위치를 나타내고, 타이머를 통해서 얻은 시간 값 (1012902900)은 (2005, 03, 15, 10:30:0)이라는 때를 나타내고, 온도 센서를 통해서 얻은 (215)는 섭씨 20.5도를 나타낸다.The context normalization module is responsible for converting context information from sensors into a normalized structure. In ubiquitous computing environments, information is typically collected from various sensors. However, there are various types of sensor data, such as binary, integer, real number, character, data combined with numbers and characters, and the like. Since each of the sensed data is represented in various ways, it is not only difficult to use context information, but also difficult to generate a higher level context from a lower level context. This module presents the sensored data using a normalized structure. In addition, the context normalization module can perform data augmentation and data conversion at a certain level, for example, converting a temperature from Fahrenheit to Celsius. For example, when prescribing some information, "predicate" is used, "predicate" (1592, 1609) indicating a GPS position value indicates the position of room 1, and a time value obtained through a timer (1012902900). Represents a time of (2005, 03, 15, 10: 30: 0), and (215) obtained through a temperature sensor represents 20.5 degrees Celsius.

*컨텍스트 통합 모듈(Context Aggregation Module)*Context Aggregation Module

컨텍스트 통합 모듈(context aggregation module)은 컨텍스트 정규화 모듈로부터 제공받은 컨텍스트 정보를 센서된 컨텍스트를 기반으로 하여 통합된 컨텍스트 를 생성한다. 이 모듈은 사용자 ID, 디바이스 ID, 또는 위치 ID를 기반으로 하여 센서된 컨텍스트를 구조화된 형태로 통합한다. 이 구조화된 형태는 객체 지향적(object-oriented)이거나 서술 기반(predicate-based)적일 수 있다. 이 모듈의 주요 목적은 효율적인 컨텍스트의 사용을 위하여 흩어져 있는, 그러나 서로 관련이 있는 컨텍스트 정보를 잘 구조화된 구조체로서 통합을 하는 것이다. 이 모듈을 통합하는 데 있어서 도메인 또는 통합 규칙(rules for combination)에 대한 지식이 필요하다. 통합된 컨텍스트는 단체뿐만 아니라 특히 개인에게 좀 더 적합한 맞춤형 서비스를 제공하기 위해서 사용될 것이다. 예를 들어, 일단 컨텍스트 정규화 모듈은 휴대용 장치로부터 센서된 데이터로부터, Location(2010), Owner("Tom"), NearObject("piano") 그리고 Time("10:10") 이라는 컨텍스트 정보를 생성해 낸다. 이 각각의 컨텍스트 정보를 통합하면 다음과 같다.The context aggregation module generates an integrated context based on the context information sensed from the context information provided from the context normalization module. This module integrates the sensored context into a structured form based on user ID, device ID, or location ID. This structured form may be object-oriented or predicate-based. The main purpose of this module is to integrate scattered but related contextual information into a well-structured structure for efficient use of context. Integrating this module requires knowledge of domains or rules for combination. The integrated context will be used to provide more tailored services to individuals as well as organizations, in particular. For example, once the context normalization module generates contextual information called Location (2010), Owner ("Tom"), NearObject ("piano") and Time ("10:10") from data sensed from a portable device, Serve Integrating each of these context information is as follows.

Room(Number, 2010, Person, "Tom", Object, "piano", Time, "10:10")Room (Number, 2010, Person, "Tom", Object, "piano", Time, "10:10")

즉, 통합된 결과는 10시 10분에 2020번 방에서 톰이 피아노를...(친다)를 나타낸다.In other words, the combined result shows that Tom plays the piano in room 2020 at 10:10.

이와 같이 통합 모듈(aggregation module)의 출력값은 "현재 컨텍스트"(current context) 데이터베이스뿐만 아니라 히스토리 데이터베이스(history database)에 저장을 위해 여과 모듈에도 전달된다.As such, the output of the aggregation module is passed to the filtration module for storage in the history database as well as the "current context" database.

*컨텍스트 추론 모듈(Context Inference Module)*Context Inference Module

센서들로부터 모든 정보를 수집할 수 없기 때문에, 컨텍스트 추론 모듈이 필요하다. 컨텍스트 추론 모듈은 하위 레벨의 센서된 컨텍스트 정보로부터 상위 레벨 의 컨텍스트 정보를 생성해낸다. 이 모듈은 현재의 컨텍스트 정보로부터 새로운 컨텍스트 정보를 추론해 낼 수 있다. 새로운 컨텍스트 정보는 사용자 상황이나 주변 환경이 변화할 때마다 추론이 될 것이다. 또한, 애플리케이션이 질문에 대한 프로세싱(query processing) 모듈에게 컨텍스트 정보를 요청했을 때, 그 정보가 존재하지 않는 경우에는 추론을 통해서 애플리케이션이 원하는 새로운 정보를 생성해 낸다. 새로운 컨텍스트 정보의 생성을 위해서 지식기반(knowledge base)의 전문가 지식(knowledge of experts)을 사용한다. 예를 들어, 방안의 사람 수, 사람들의 신상, 작동되는 가전 또는 사무 기기, 소음의 정도 등의 하위 레벨의 컨텍스트 정보(low-level context)를 기반으로 하여 방안 사용자의 활동 정보 즉 프리젠테이션(presentation), 회의(meeting) 또는 취침(sleeping) 등 상위 레벨의 컨텍스트 정보를 추론할 수 있다.Since we cannot collect all the information from the sensors, we need a context inference module. The context inference module generates the higher level context information from the lower level sensed context information. This module can infer new context information from current context information. The new contextual information will be inferred whenever the user's situation or surrounding environment changes. In addition, when an application requests context information from a query processing module for a question, if the information does not exist, inference generates new information desired by the application. The knowledge base of knowledge is used to generate new context information. For example, the activity information, or presentation, of a room user based on a low-level context, such as the number of people in the room, the identity of the people, the appliances or office equipment in operation, or the level of noise. ), Infer high-level context information, such as meeting (meeting) or sleeping (sleeping).

*컨텍스트 여과 모듈(Context Filtering Module)*Context Filtering Module

컨텍스트 여과 모듈은 유용한 컨텍스트만을 선택하여 히스토리 데이터베이스(history database)에 저장한다. 이 모듈은 컨텍스트 정규화 모듈과 컨텍스트 통합 모듈로부터 제공받은 컨텍스트 정보의 중복성 또는 불필요한 데이터를 제거한다. 그래서 학습 모듈(learning module)에서 사용자 관련 컨텍스트 정보를 학습하기 위해 필요한 컨텍스트 정보를 히스토리 데이터베이스(history DB)에 저장한다. 이 모듈은 히스토리 데이터베이스(history DB)에 저장하기 전에, 사용자와 관련된 또는 애플리케이션과 관련된 컨텍스트를 그룹핑(grouping) 또는 카테고리(category)화 시킨다. 학습할 데이터량이 너무 많거나 불필요한 데이터를 포함하면, 아마도 학습 시간도 오래 걸리고 학습 결과도 좋지 않을 것이다. 그래서 여과 모듈을 통해서 학습에 필요한 컨텍스트 정보만을 얻는다.The context filtering module selects only useful contexts and stores them in a history database. This module eliminates redundant or unnecessary data in the context information provided by the context normalization module and the context integration module. Therefore, context information necessary for learning user-related context information in a learning module is stored in a history DB. This module groups or categorizes contexts related to users or applications before storing them in the history database. If you have too much data to learn or include unnecessary data, it will probably take a long time to learn and the results will be poor. Thus, through the filtering module, only context information required for learning is obtained.

*컨텍스트 학습 모듈(Context Learning Module)** Context Learning Module *

유비쿼터스 컴퓨팅 환경은 다양하게 변화하는 상황에 따라서 각각 사용자에게 서비스를 해줘야 한다. 그래서 유비쿼터스 컴퓨팅 환경은 사용자가 처한 상황과 주위 환경의 변화에도 불구하고 사용자에게 좀 더 나은 서비스를 제공하기 위해서 사용자의 선호도 및 행동 패턴을 알아야 한다. 이러한 종류의 컨텍스트 정보는 서비스 예측(predication)과 준비(preparation)를 위해 사용될 수 있다. 그러나 추론 시스템은 인간에 의하여 만들어진 엄격한 규정(rule)이 필요하다는 단점이 있다. 또한, 그것은 변화하는 환경에 적절하게 대응할 수 없고 유동적으로 대처하기도 어렵다. 그래서 미들웨어는 동적으로 변화하는 환경에서 사용자에게 적절한 서비스를 제공하기 위해서 학습 메커니즘이 필요하다. 학습 모듈은 가장 적합한 학습 방법, 즉 신경망(neural network), 결정 트리(decision tree), 연합 규칙 찾기(association rule finding), 요약(summarization) 등을 히스토리 데이터베이스에 있는 데이터에 적용할 것이다. 일반적으로 학습하는데 시간이 오래 걸리고 많은 양의 데이터를 필요로 한다. 그러나 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 디바이스들은 자원이 불충분하므로, 빠르고 점진적으로 증가하는 학습이 필요하다.Ubiquitous computing environment must provide service to user according to various changing situation. Therefore, the ubiquitous computing environment needs to know the user's preferences and behavior patterns in order to provide better service to the user despite the situation of the user and the change of the surrounding environment. This kind of context information can be used for service prediction and preparation. Inference systems, however, have the disadvantage of requiring strict rules made by humans. In addition, it is difficult to adequately cope with the changing environment and difficult to cope with fluidly. Therefore, middleware needs a learning mechanism to provide appropriate services to users in a dynamically changing environment. The learning module will apply the most appropriate learning method: neural network, decision tree, association rule finding, summarization, etc. to the data in the history database. In general, learning takes a long time and requires a large amount of data. However, devices in ubiquitous computing environments have insufficient resources, and require rapid and incremental learning.

*이벤트 트리거링 모듈(Event Triggering Module)** Event Triggering Module *

유비쿼터스 환경에서는 어떤 서비스나 행동이 현재 컨텍스트 정보를 기반으로 하여 자동적으로 행해질 필요성이 있다. 이러한 서비스는 사용자의 개입없이 이 루어져야 한다. 이벤트 트리거링 모듈은 현재의 상황 또는 환경에서 미리 정의된 컨텍스트가 감지되면, 이를 애플리케이션이나 사용자에게 통지해 주는 역할을 한다. 예를 들어, 사용자 주변에서 위험한 일이 발생 했을 경우에 사용자에게 메시지나 음성을 통해 알려줘서 적절하게 대체할 수 있도록 한다. 또는 중요한 업무(회의, 수업, 스케줄링 등)나 가족의 기념일 등 중요한 정보를 알려준다.In a ubiquitous environment, some services or actions need to be automatically performed based on current context information. These services must be done without user intervention. The event triggering module notifies an application or a user when a predefined context is detected in the current situation or environment. For example, if something dangerous happens around the user, the user can be notified by a message or voice so that it can be replaced appropriately. Or give important information such as important tasks (meetings, classes, scheduling, etc.) or family anniversaries.

이상 각각의 컨텍스트 모듈에 대하여 살펴보았으며, 이제 하나의 실시 예로서 음악 선곡 시스템에서의 프레임워크를 구성해 본다. 음악 선곡 시스템은 방안의 무드와 사용자의 음악적 취향에 따라 사용자에게 음악을 추천해 준다. 따라서 이 시스템은 센서를 모니터하고 사용자가 최근에 들었던 음악의 선곡 기록을 살펴볼 필요가 있다. 이 시스템은 도 3에 표시된 바와 같이 애플리케이션 부분과 상황 인식 부분으로 구성된다.Each context module has been described above, and now, as one embodiment, a framework in a music selection system is constructed. The music selection system recommends music to the user according to the mood of the room and the user's musical taste. Therefore, the system needs to monitor the sensor and look at the record of the music that the user recently listened to. The system is composed of an application portion and a situation awareness portion as shown in FIG.

상황 인식 부분은 앞서 제안된 프레임워크를 기초로 하여 구성된다. 음악 선곡 시스템은 두 개의 센서를 사용하여 조도와 온도로서 사용자가 있는 방안의 무드를 감지한다. 사용자의 애청곡을 알기 위하여 최근의 청취 리스트를 참조한다. 그래서 센서된 데이타를 위해 컨텍스트 정규화 모듈이 필요하고, 센서된 데이터로부터 알맞는 무드를 선택하기 위하여 컨텍스트 추론 모듈이 필요하고, 사용자의 애청곡을 위해 학습 모듈이 필요하다. 애플리케이션은 상황 인식 부분의 출력, 즉 무드와 사용자의 애청곡에 기초하여 적당한 음악을 선택한다.The context aware portion is constructed based on the framework proposed above. The music selection system uses two sensors to detect the mood of the user's room as illuminance and temperature. Refer to the latest listening list to know the user's favorite songs. Therefore, a context normalization module is needed for the sensed data, a context inference module is needed to select a suitable mood from the sensed data, and a learning module is needed for the user's favorite song. The application selects the appropriate music based on the output of the context aware portion, the mood and the user's favorite song.

컨텍스트 정규화 모듈은 센서로부터 컨텍스트 데이터(빛과 온도에 관한)를 전달 받는다. 그리고 이를 예상 폼(predicate form)으로 바꾼다. 컨텍스트 추론 모 듈은 JAVA기반의 전문가시스템인 JESS를 사용하여 센서된 컨텍스트에 기초하여 방안의 무드를 추론한다. 예로서 추론 결과는 우울, 활동적, 차분, 정적, 생기발랄 등이 있다. 사용자의 음악적 취향을 조사하기 위하여 장르에 기초한 퍼지 카테고리(fuzzy categories)를 이용하여 음악을 분류한다. 음악의 카테고리는 발라드, R&B, 재즈, 팝, 댄스, 클래식이다. 또한 사용자의 애청곡을 조사하기 위해 퍼지 취미(fuzzy interests)를 사용한다. 사용자가 청취한 마지막 100곡의 리스트만 조사하면 된다. 하드웨어적인 센서를 구현하기 어렵기 때문에 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션을 해본다. 이와 같은 애플리케이션은 단순하고 기초적인 것이지만, 우리에게 꽤 많은 즐거움을 가져다 줄 수 있을 것이다.The context normalization module receives context data (relative to light and temperature) from the sensor. Then change it to a predicate form. The context inference module infers the mood of the scheme based on the sensed context using JESS, a JAVA-based expert system. Examples of inferences are depression, active, calm, static, and lively. Music is classified using fuzzy categories based on genres to investigate the musical taste of the user. The categories of music are ballad, R & B, jazz, pop, dance and classical. Fuzzy interests are also used to investigate user's favorite songs. You only need to search the list of the last 100 songs you listened to. Since it is difficult to implement a hardware sensor, the simulation is performed using software. Applications like these are simple and basic, but they can bring a lot of fun to us.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by the present inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크에 의하면, 동적으로 변화하는 사용자와 주변 환경을 고려해서 적절한 서비스를 제공하기 위해서 다양한 타입의 컨텍스트, 즉 센서된(sensed), 통합된(combined), 추론된(inferred), 그리고 학습된(learned) 컨텍스트를 쉽게 처리할 수 있고, 프레임워크를 통해 생성된 다양한 타입의 컨텍스트 정보는 무선 인터넷 환경 및 최근 각광받고 있는 유비쿼터스 환경에서의 사용자에게 적절한 서비스를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the context-aware framework for the ubiquitous computing middleware according to the present invention, in order to provide appropriate services in consideration of the dynamically changing user and the surrounding environment, various types of contexts, i.e., sensed, It can easily handle combined, inferred, and learned contexts, and the various types of context information generated through the framework can be used in wireless Internet environments and in the emerging ubiquitous environment. Providing an appropriate service to the user can be obtained.

Claims (7)

사용자의 상황을 인식하는 센서가 구비된 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 있어서,In a ubiquitous computing environment equipped with a sensor that recognizes a user's situation, 상기 센서로부터 획득한 컨텍스트 정보를 관리하는 컨텍스트 디스크립션 모듈;A context description module for managing context information obtained from the sensor; 상기 센서로부터 인식된 컨텍스트 정보를 정규화된 구조로 변환하는 컨텍스트 정규화 모듈;A context normalization module for converting the context information recognized by the sensor into a normalized structure; 상기 컨텍스트 정규화 모듈에서 제공받은 컨텍스트 정보를 인식된 컨텍스트를 기반으로 통합된 컨텍스트를 생성하는 컨텍스트 통합 모듈;A context integration module that generates an integrated context based on the recognized context from the context information provided by the context normalization module; 하위 레벨의 인식된 컨텍스트 정보로부터 상위 레벨의 컨텍스트 정보를 추론하는 컨텍스트 추론 모듈;A context inference module that infers higher level context information from lower level recognized context information; 유용한 컨텍스트만을 선택하여 데이터베이스에 저장하는 컨텍스트 여과 모듈;A context filtering module that selects and stores only useful contexts in a database; 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 기반으로 학습된 컨텍스트 정보를 얻는 컨텍스트 학습 모듈;A context learning module for obtaining learned context information based on the information stored in the database; 사용자의 안전이나 편의를 위하여 자동으로 행동 또는 이벤트에 대한 명령을 내리는 이벤트 트리거링 모듈Event triggering module that automatically orders actions or events for your safety or convenience 을 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크.A context aware framework for ubiquitous computing middleware, comprising: a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 컨텍스트 디스크립션 모듈은 XML에 기반한 C_Name, C_Type, C_Value 또는 C_Rule, Alarm condition 으로 구성되는 컨텍스트 디스크립션 테이블을 이용하여 센서된 컨텍스트의 유효성을 검증하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크.The context description module is a context aware framework for ubiquitous computing middleware that validates a sensed context using a context description table consisting of XML based C_Name, C_Type, C_Value or C_Rule, and Alarm condition. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 컨텍스트 정규화 모듈은 데이터 어브스트랙션(data abstraction)과 데이터 변환(data conversion)하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크.The context normalization module is a context aware framework for ubiquitous computing middleware, characterized by data abstraction and data conversion. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 컨텍스트 통합 모듈은 객체 지향(object-oriented)적 또는 서술 기반(predicate-based)적 구조로서 서로 관련된 컨텍스트 정보를 구조화된 구조체로 통합하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크.A context integration module is an object-oriented or predicate-based structure that incorporates contextual information related to each other into a structured structure. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 컨텍스트 추론 모듈은 새로운 컨텍스트 정보 생성을 위해 지식기반(knowledge base)의 전문가 지식을 사용하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터 스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크.A context inference module is a context-aware framework for ubiquitous computing middleware, which uses knowledge base expert knowledge to generate new context information. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 컨텍스트 정규화 모듈과 컨텍스트 통합 모듈에서 제공받은 컨텍스트 정보의 중복성 검사 또는 불필요한 데이터를 제거하고, 컨텍스트 학습 모듈에서 사용자 관련 컨텍스트 정보를 학습하기 위해 필요한 컨텍스트 정보를 히스토리 데이터베이스(history DB)에 저장하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크.Eliminating redundancy checking or unnecessary data of the context information provided by the context normalization module and the context integration module, and storing context information necessary for learning user-related context information in the context learning module in a history database. Context-aware framework for ubiquitous computing middleware. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 컨텍스트 학습 모듈은 히스토리 데이터베이스의 컨텍스트 학습에 신경망(neural network), 결정 트리(decision tree), 연합 룰 찾기(association rule finding), 요약(summarization)을 사용하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어를 위한 상황 인식 프레임워크.The context learning module uses neural networks, decision trees, association rule findings, and summarization for contextual learning in the history database, for context awareness for ubiquitous computing middleware. Framework.
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