Design and Implementation of a Spatio-Temporal Middleware for Ubiquitous Environments

유비쿼터스 환경을 위한 시공간 미들웨어의 설계 및 구현

  • 김정준 (건국대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 정연종 (건국대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 김동오 (건국대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 한기준 (건국대학교 컴퓨터공학과)
  • Published : 2009.03.31

Abstract

As R&D(Research and Development) is going on actively to develop technologies for the ubiquitous computing environment, which Is the human-oriented future computing environment, GIS dealing with spatio-temporal data is emerging as a promising technology. This also increases the necessity of the middleware for providing services to give interoperability in various heterogeneous environments. The core technologies of the middleware are real-time processing technology of data streams coming unceasingly from positioning systems and data stream processing technology developed for non-spatio-temporal data. However, it has problems in processing queries on spatio-temporal data efficiently. Accordingly, this paper designed and implemented the spatio-temporal middleware that provides interoperability between a mobile spatio-temporal DBMS(DataBase Management System) and a server spatio-temporal MMDBMS(Main Memory DataBase Management System). The spatio-temporal middleware maintains interoperability among heterogeneous devices and guarantees data integrity in query processing through real-time processing of unceasing spatio-temporal data streams and two way synchronization of spatio-temporal DBMSs. In addition, it manages session for the connection of each spatio-temporal DBMS and manages resources for its stable operation. Finally, this paper proved the usability of the spatio-temporal middleware by applying it to a real-time position tracking system.

최근 인간 중심의 미래 컴퓨터 환경인 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 실현을 위한 기술의 연구 개발이 활발히 진행됨에 따라 시공간 데이타를 다루는 GIS 기술이 대두되고 있다. 또한, 다양한 이기종 환경에서 호환성을 제공하기 위해서 생성된 데이타를 가공하여 사용자에게 원만하게 서비스를 제공하기 위한 미들웨어의 필요성이 증가되고 있다. 이와 같은 미들웨어의 핵심 기술로는 위치 측위 시스템으로부터 끊임없이 연속으로 들어오는 데이타 스트림을 실시간으로 처리하는 기술과 다양한 컴퓨팅 디바이스간의 데이타 동기화를 위한 기술이 요구된다. 하지만, 기존의 데이타 스트림 처리 기술은 비시공간 데이타를 대상으로 개발되었기 때문에 시공간 데이타에 대한 질의 처리가 효율적으로 지원되지 않는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 모바일 시공간 DBMS(DataBase Management System)와 서버 시공간MMDBMS (Main Memory DBMS)간의 상호운용성을 제공하기 위한 시공간 미들웨어를 설계 및 구현하였다. 시공간 미들웨어는 끊임없이 연속으로 들어오는 시공간 데이타 스트림을 실시간으로 처리하고 시공간 DBMS간의 양방향 동기화를 지원하여 이기종 장치들간의 호환성을 유지하고 질의 처리를 하는데 있어 데이타의 무결성을 보장한다. 또한, 각 시공간 DBMS와 연결된 세션의 상태를 관리하고, 시공간 미들웨어가 안정적으로 작동될 수 있기 위한 자원 관리 기능을 제공한다. 마지막으로, 본 논문에서는 시공간 미들웨어를 실시간 위치추적 시스템에 적용해 봄으로써 시공간 미들웨어의 효용성을 입증하였다.

Keywords

References

  1. 노현숙, 고병열, 박현우, “센서: u-센서 네트워크 산업의 활성화 전략," 한국과학기술정보연구원, 2004.
  2. 대전광역시첨단산업진흥재단, 유비쿼터스 환경의 센서 데이타 스트림 처리 기술, http://www.ntb.or.kr/front/techTrans/SaleTechView.asp?techCode=S2 005003259&seq=158.
  3. 김민수, 이용준, 박종현, “USN 미들웨어 기술개발 동향," 전자통신동향분석, 제22권 제3호, 2007, pp.67-79.
  4. 윤희용, “유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어 기술," 전자공학회지, 제30권 제11호, 2003, pp. 102-111.
  5. 정혜선, 정창성, “u-city를 위한 유비쿼터스 컴퓨팅 미들웨어,” 인터넷정보학회지, 제7권 제2호, 2006, pp. 38-45.
  6. 강홍구, 박치민, 홍동숙, 한기준, “공간 센서 데이타의 효율적인 실시간 처리를 위한 공간 DSMS의 개발,” 한국공간정보시스템학회 논문지, 제9권 제1호, 2007, pp. 45-57.
  7. 신중수, 김정준, 강홍구, 한기준, “대용량 지도 서비스를 위한 공간 미들웨어의 설계 및 구현,” 2006년 추계학술대회 논문집, 한국공간정보시스템학회, 2006, pp .275-280.
  8. 원종호, 이미영, 김명준, “유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 위한 RFID 기반 센서 데이타 처리 미들웨어 기술 동향,” 전자통신동향분석, 제19권 제5호, 2004, pp. 21-29.
  9. 이기영, 김동오, 신중수, 한기준, “대용량 공간 데이타의 효율적인 검색을 위한 공간 미들웨어의 개발," 한국공간정보시스템학회 논문지, 제10권 제1호, 2008, pp. 1-14.
  10. Arasu, A., Babcock, B., Babu, S., Cieslewicz, J., Datar, M., Ito, K., Motwani, R., Srivastava, U., and Widom, J., STREAM: The Stanford Data Stream Management System, http://dbpubs. stanford.edu /pub/ 2004-20, 2004.
  11. Open Geospatial Consortium Inc., OpenGIS Implementation Specification for Geographic information - Simple feature access - Part 2: SQL option, 2005.
  12. Arasu, A., Babu, S., and Widom, J., “The CQL Continuous Query Language: Semantic Foundations and Query Execution," The VLDB Journal, Vol.15, No.2, 2006, pp. 121-142. https://doi.org/10.1007/s00778-004-0147-z
  13. Ramsey, P., The State of Open Source GIS, Refractions Research Inc., 2006.
  14. 박치민, 김동오, 홍동숙, 한기준, “이동 센서를 위한 데이타셋 생성기,” GIS/RS 공동 춘계학술대회논문집, 한국GIS학회, 2006, pp. 131-137.