현재 홈 네트워크 환경은 각 디바이스들을 위한 독립적인 서비스 보다 모든 디바이스를 통합관리 지원하는 지능적인 홈 오토메이션 서비스로 발전하고 있다. 이에 본 논문에서는 사용자의 신원확인만으로 댁내의 모든 디바이스들을 사용자 개인의 특성에 맞게 자동 제어할 수 있는 지능형 홈 오토메이션 시스템을 제안한다. 등록된 사용자의 정의된 규칙을 이용하여 가정내의 모든 디바이스들을 자동 제어한 수 있는 조건기반엔진을 설계하여 모든 디바이스를 독립적으로 제어하는 방식을 보완함으로써 지능적인 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다.
오늘날 스마트 홈은 네트워크 센서, 가전 기기 등에 자동화된 서비스를 부여하여 사용자의 인지 없이 지능형 서비스를 제공하는 것이 목적이다. 이와 같은 지능형 홈 네트워크 서비스를 제공하기 위한 기존의 연구들은 온톨로지 기반의 컨텍스트 모델을 통해서 시맨틱 컨텍스트 표현, 추론, 지식 공유를 통해서 자동화된 서비스를 제공하는데 초점을 두고 있다. 그러나 이러한 연구들은 장치가 제공하는 서비스에 대한 자동화에 초점을 두고 있지만 진정한 지능형 홈 네트워크 서비스는 사용자의 다양한 패턴에 따라서 시간순으로 서비스를 자동으로 제공해야만 한다. 이러한 관점에서 본 논문은 사용자 패턴에 따른 자동화된 서비스를 사용자에게 지능적으로 제공하는 지능형 흠 네트워크 서비스를 제공하는 시스템 설계에 초점을 둔다. 이러한 자동화된 서비스를 제공하기 위하여 본 논문은 데이터 마이닝 기법을 사용하여 사용자 패턴 분석 기법을 제안할 것이다.
기업이나 공공기관의 사무실 중심으로 구축되던 네트워크 환경이 가정 내의 디지털 가전기기로 확산되어가면서 홈네트워크 산업과 관련시장에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존의 홈네트워크 구성은 주파수중첩, 새로운 가전기기 추가 시 네트워크 환경변화 등 여러 가지 문제점을 내포하고 있으며, 에이전트를 활용하여 홈오토메이션 기능을 제공하는 홈 네트워크 시스템을 제공하는 경우가 드물다. 따라서 본 논문에서는 RFID를 기반으로 하는 홈네트워크 아키텍처를 제시하고, RFID 기반의 홈네트워크를 효율적으로 관리하기 위한 지능형 에이전트를 제시한다. 제시한 지능형 에이전트는 홈네트워크 내의 정보가전기기에 대한 상태 정보를 분석하여 자율적으로 가정 내 상황을 학습하고 사용자에게 최적의 환경을 제공한다.
본 논문은 홈 센서 네트워크 환경내에서 구동되는 센서 및 이기종 장비들이 제공하는 서비스를 각 사용자가 원하는 조건에 맞추어 조합 및 변경을 해줄수 있는 시맨틱 웹을 활용하여 효율적인 네트워크 관리를 할 수 있도록 지능형 에이전트 시스템을 설계한다. 제안한 지능형 에이전트 시스템은 기존의 서비스뿐만 아니라 개인의 취향에 맞춘 서비스를 지원할 수 있다. 즉, 센서 네트워크가 쓰이고 있는 환경에서 각 센서나 장비들의 동작들을 지능형 에이전트를 통해서 사용자의 편의에 맞춰 제공한다.
최근 정보통신 기술의 발전으로 인하여 어느 장소에서든 컴퓨터 또는 무선장치를 사용하여 집안의 지능형 가전기기들을 점검하고 제어 할 수 있는 수준까지 이르렀다. 이와 같은 서비스를 제공하기 위한 요소기술 중에 마이크로소프트사에서 발표한 UPnP(Universal Plug & Play)는 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여 각 지능형 가전기기에 IP주소를 할당하여 어느 곳에서나 누구나 편리하게 지능형 가전기기의 서비스를 이용할 수 있도록 해준다. 본 논문에서는 UPnP 미들웨어 기반의 홈 네트워크에서 웹 기반의 인터페이스를 통해 지능형 가전기기를 쉽게 관리할 수 있는 홈 게이트웨이와 지능형 가전기기 간 연동 시스템을 설계하고 구현한다.
홈 네트워크 시스템은 조명, 가스, 난방 기기 등 가정 내의 다양한 정보기기들을 네트워크로 연결하여 집안내부에서 제어하고 휴대폰 또는 스마트 폰 그리고 개인용 컴퓨터로 외부에서 제어할 수 있다. 홈 네트워크 시스템을 구성하는 통합 서버와 월 패드는 고가이고 네트워크 인프라를 구축하여야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 홈 네트워크의 단점을 보완하는 스마트 폰을 이용한 지능형 홈 네트워크 시스템을 제안하였다. 현재 널리 보급된 스마트 폰은 고 사양 입출력 장치로 기존 월 패드의 사용자 인터페이스 부분인 디스플레이와 터치스크린을 대체하고, 홈 네트워크의 관리 및 제어 기능을 스마트 폰에 집중함으로써 저비용으로 보급형 월패드를 구현하였다.
홈 네트워크 시스템은 조명, 가스, 난방 기기 등 가정 내의 다양한 정보기기들을 네트워크로 연결하여 집안 내부에서 제어하고 개인용 컴퓨터, 휴대폰 또는 스마트 폰으로 외부에서도 제어할 수 있도록 한다. 홈 네트워크 시스템을 구성하는 통합 서버와 월패드가 고가이고 네트워크 인프라를 구축하여야 하는 단점이 있다. 또한 서버에 문제가 발생할 경우 집안 내부 기기들의 제어가 불가능하거나 기기들이 오작동을 일으킬 수 있는 위험도 있다. 본 논문에서는 이러한 홈 네트워크 시스템의 단점을 보완하는 스마트 폰을 이용한 지능형 홈 네트워크 시스템을 제안한다. 현재 널리 보급된 스마트 폰은 고사양 입출력 장치로 기존 월패드의 사용자 인터페이스 부분인 디스플레이와 터치스크린을 대처하고, 홈 네트워크의 관리 및 제어기능을 스마트 폰에 집중한 보급형 홈 네트워크 시스템을 제안한다.
사용자의 각 개인별 관심 및 환경에 따라 적절한 정보를 다양한 입출력 방식으로 제공하고, 가정내의 모든 장소에서 네트워크 접속이 가능한 사용자 중심의 지능형 홈 네트워크 환경의 새로운 요구가 대두 되고 있다. 또한 집안의 온도, 가스, 화재, 도어, 적외선 센서들로부터 수집된 정보를 요약, 분석, 처리 가공하여 문자 및 그래픽 등으로 보고 받는 사용자 중심의 서비스 제공이 요구 된다. 이에 본 논문은 전력선 통신 (Power Line Communication, PLC)을 이용한 흠 네트워크 시스템을 구축하여 가정내의 온도, 화재, 침입방지 등의 보안 문제뿐만 아니라 정보가전기기들이 네트워크로 상호 연결되어 기기, 시간, 장소에 구애 받지 않는 다양한 서비스의 제공이 가능하며, 중앙의 홈 서버를 통해 집안 전체의 관리가 가능한 안전하고 스마트한 자동화 서비스를 제공하는 환경을 구축한다.
사용자 행위 학습에 따른 지능적 자동 제어 시스템 구축에서 먼저 고려해야 할 사항은 사용자 행위학습에 따른 지능적 자동 제어에 대한 기준을 마련하는 것이다. 홈 네트워크 내의 정보가전기기들 환경에 대한 정보를 지속적으로 수집하고 학습 알고리즘을 통하여 분석하며, 분석되어진 정보를 바탕으로 사용자의 성향을 파악하여야 한다. 본 논문에서는 사용자 친화적 지능형 공간 제어 시스템을 제안하였다. 또한 사용자의 성향이 파악되면 지속적으로 홈 네트워크를 모니터링하여 사용자의 성향에 따라 항상 최적의 환경을 제공할 수 있도록 홈 네트워크 제어 시스템을 구축하였다. 사용자의 행동 패턴을 분석하고 이를 기반으로 지능적인 서비스를 제공함으로써 사용자 중심의 능동적 서비스 효과들을 얻을 수 있을 것으로 기대한다.
현재 아파트를 중심으로 가정에 보급되기 시작한 홈 네트워크 시스템은 단순 홈 서버를 기반으로 가정 내 다양한 기기들을 연결하고 외부 인터넷 망과 연동하는 등 여러 가지 시도가 있으나 아직까지 단편적인 서비스를 제공하는 수준에서 크게 벗어나지 못하고 있다. 본 논문은 이러한 현 홈 네트워크 시장 상황에서 다양하고 실질적인 응용을 실제로 구현하고 사용자와 상호작용하기 위해 인공지능을 갖춘 서비스 로봇을 활용함으로써 홈 네트워크 시장을 활성화하기 위한 방안을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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