본 논문에서는 현재 전 세계적으로 많은 관심이 집중되어있고, 많은 연구와 개발이 진행되고 있는 사물인터넷 시스템을 개발하였는데, 다양한 표준화 단체들 중에서 가장 많은 연구가 진행된 oneM2M 통신 프로토콜을 사용하였다. oneM2M 통신 프로토콜을 기반으로 하는 본 연구의 사물인터넷 시스템은 크게 ADN-AE 모듈과 CSE 모듈로 나눌 수 있다. AE 모듈은 다양한 서비스의 어플리케이션을 제공하거나 CSE를 관리할 수도 있다. CSE 모듈은 사물인터넷의 다양한 AE들에게 공통적으로 제공해야하는 서비스 기능들로 이루어진 플랫폼이다. CSE 모듈은 Network Manager, Message Handler, Resource Manager 모듈 등으로 구성된다. Network Manager 모듈은 oneM2M 기반 통신의 전반적인 관리와 시스템 전체의 흐름을 관장한다. Message Handler 모듈은 송수신한 모든 메시지들의 관리 및 분석을 담당하고, Resource Manager 모듈은 리소스 트리에 관한 모든 관리를 담당하도록 하였다. 리소스 트리는 관리되어야 할 오브젝트에 관한 정보를 저장한다. 각 모듈에서의 자료 흐름 및 프로토콜 매핑 등에 관해서도 설명하였다.
oneM2M 표준은 다양한 플랫폼을 지원하기 위해 다양한 통신 프로토콜과의 바인딩을 지원한다. 이 통신 프로토콜들은 HTTP, MQTT, COAP, WebSocket 등 경량화 혹은 단일 대상에 적합한 통신 프로토콜이며, 데이터 형식이 고정되어 있다. 본 논문에서는 자유로운 데이터 형식을 지원하며, 대규모/실시간 통신에 적합한 DDS를 oneM2M 표준에 따르는 OCEAN 플랫폼에 적용하는 방법을 제안한다.
사물인터넷 기술이 발전하고, 수요 또한 늘면서 이에 대한 표준 제정에 대한 요구도 늘고 있다. 이 요구에 맞추어 oneM2M 이라는 표준이 제정되고 있고, 다양한 플랫폼에 대한 호환성을 제공하여, 현존하는 시스템에 그대로 적용할 수 있는 특징을 가진 표준이 등장하였다. 다만, oneM2M이 호환성을 위해 제공하고 있는 프로토콜 바인딩 중에서 대규모, 실시간 환경에 적합한 프로토콜이 없어 이에 대한 추가적인 프로토콜 바인딩을 제공할 필요가 있다. 본 논문에서는 DDS를 분석하여 대규모, 실시간 환경에 적합한 바인딩 전략을 제시하여, oneM2M이 대규모, 실시간 환경에도 적합한 사물인터넷 서비스를 제공할 수 있도록 소개한다.
본 논문은 사물인터넷 국제 표준 oneM2M을 활용하여 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 측정 플랫폼을 이동식과 고정식으로 설계하였다. 미세먼지 측정 플랫폼은 미세먼지 측정 디바이스, 에이전트, oneM2M 플랫폼, oneM2M IPE, 모니터링 시스템으로 구성하고 설계하였다. 이동식과 고정식의 주요 차이는 이동식은 LTE 연결을 기반으로 사각지대 없이 디바이스와 서비스간에 상호연결을 위해 MQTT 프로토콜을 사용하였고, 고정식은 저전력과 넓은 통신범위를 가진 LoRaWAN 프로토콜을 사용하였다. 미세먼지뿐만 아니라 일상생활과 연관된 온도, 습도, 대기압, 휘발성 유기화합물(VOC), 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2), 이산화질소(NO2), 소음 데이터를 수집하였다. 수집된 센서 값들은 에이전트와 oneM2M IPE를 통해 oneM2M이 제공해주는 공통 API를 활용하여 관리하였고, AE, container 등 4가지 리소스 타입으로 설계하였다. 미세먼지 측정 플랫폼 설계를 통해 동작성, 유연성, 편의성, 안전성, 개방성, 확장성의 6가지 기능을 해석하였다.
사물인터넷(Internet of Things; IoT)이 발달하면서 FIWARE, oneM2M, AllJoyn 등의 많은 IoT 플랫폼이 개발되고 관련 표준들도 제정되고 있다. 이런 환경에서는 각 IoT 플랫폼의 통신 프로토콜, 보안정책 등이 상이하기 때문에 데이터가 연동되기 어렵고, 보안 인터워킹을 수행하는 것은 더욱 어려운 문제다. oneM2M과 FIWARE의 경우, Fi-Proxy 인터워킹 어댑터를 이용하여 상호간 인터워킹이 시연된 사례가 있지만 그 과정에서 보안이 고려되지는 않았다. oneM2M은 아직 보안 컴포넌트가 별도로 존재하지 않기 때문에, 본 논문에서는 oneM2M-FIWARE 보안 인터워킹 시나리오에 적용할 수 있는 OAuth 2.0 기반 oneM2M 보안 컴포넌트를 구현하고, FIWARE 보안 아키텍처를 분석 및 구현하여 시사점을 도출한다. 또한 본 논문은 oneM2M과 FIWARE 간의 보안 인터워킹 아키텍처를 제안하고, 이를 기반으로 향후 여러 도메인에 활용될 수 있는 구조를 가진 LED 예제를 개발한다.
이동통신 기반 IoT(Internet of Things) 관련 표준들은 3GPP와 ETSI를 중심으로 제정되어 왔으나 2012년부터 표준의 중복을 회피하고 단일화된 표준을 통해서 IoT 시장을 성장시키고자 oneM2M이라는 국제적 협의체가 구성되었으며, 최근 Release 1 표준을 발표하는 등 IoT 표준을 사실상 주도하고 있다. Mason과 Machina 리서치에 따르면 2020년에는 동시 연결된 M2M(Machine to Machine)/IoT 장치들의 수가 21억개에 달할 것이고, 이것들이 동시에 200억개의 통신 연결을 생성할 것이다. 이런 수많은 장치들을 관리하기 위한 표준으로 OMA(Open Mobile Alliance)에서는 LWM2M(Lightweight M2M)를 제정하였다. 또한 이런 장치들은 센서들과 같이 연산능력과 배터리에 제약이 많아서 이것을 극복할 수 있는 메시지 프로토콜로 IETF에서는 CoAP 표준을 제정하였다. oneM2M에서도 CoAP과 LWM2M 표준을 채택하였고, 이를 기반으로 한 단말과 응용서비스 관리 기능이 확대될 것으로 기대된다. 본고에서는 이동통신 기반 IoT 표준 동향과 LWM2M 기반 단말 관리 규격에 대해 살펴본다.
사물인터넷(IoT)은 개인, 공공, 산업 등 국가 사회 현안 해결의 수단으로 활용 가치가 있으며, 특히, 헬스케어산업에 사물인터넷 기술을 적용되고 있다. 사물인터넷 기반 헬스케어 서비스를 위해서는 신뢰성 및 보안성 보장이 중요하며, IoT 헬스케어 디바이스에 적합한 통신 프로토콜, 무선 송수신 기법, 신뢰성 기반 메시지 전달 등의 필요성이 요구된다. 본 논문에서는 oneM2M 기반 헬스케어 서비스 적용 모델을 제안하고 헬스케어 서비스에 적용하기 위해 체온, 가속도 센서를 통해 체온 및 활동량에 대한 상태를 측정하여 oneM2M을 기반으로 개발된 Mobius 플랫폼으로 전달하도록 시스템을 설계하고 구현하였다.
사물지능통신(M2M or IoT) 서비스 활성화와 글로벌 업체의 OneM2M 관련 사업에 대한 적극적인 투자 및 가속화는 ICT 시장의 변화를 이끌고 있다. 그러나 다양한 해킹(데이터 노출, 도용, 변조, 삭제 등)의 가능성 때문에 안전한 통신 보안 기술이 중요 요구사항으로 이슈화되고 있다. 본 논문은 M2M 환경의 기존 연구에서 적용된 RSA, DSA 기반의 서명이 아닌 ECC 기반 카멜레온 해쉬(Chameleon Hash) 서명을 적용한다. 성능 분석 결과 효율성은 암 복호화 평균 0.7%, 연산속도는 3%(평균 0.003초) 차이로 비교대상 알고리즘과 동등한 수준으로 우수한 결과를 나타냈고, ECC(Elliptic Curve Cryptography) 기반 카멜레온 해쉬함수 서명의 키 갱신 장점을 이용하여 상호인증과 암호화 구간의 연산 효율성, 확인 가능한 충돌 메시지 특성을 이용하여 통신 구간의 강력한 보안성을 입증하였다.
최근 국가의 성장동력으로 각광받는 사물인터넷(IoT:Internet pf Things)에 대한 관심이 극대화 되고 있다. 2013년 Machina Research에 따르면 2022년 IoT시장의 규모는 약 1조 2천억달러에 이른다고 예측하고 있다. 또 2020년경 전세계에 동시에 연결된 IoT장치들의 수가 약 21억개에 달하고, 약 200억개의 통신 연결이 필요할 것으로 예측 되고 있다. 이러한 수 많은 장치들을 효율적으로 관리 및 운영하기 위해서는 IEEE 802.15.4e, D2D, Beacon, Zigbee등의 프로토콜을 지원하고 이를 M2M기반의 표준 프로토콜로 변환 운영하는 gateway와 network Connectivity에 대한 능동적 대응이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 다양한 디바이스와 다양한 프로토콜을 지원하고, 통합적으로 관리 운영 기능을 갖는 지능형 Gateway의 설계를 제안한다.
센서네트워크를 이용하는 진동 모니터링 시스템은 다양한 분야에서 사용되고 있지만 기존의 제품의 경우 진동이 발생할 경우 센서 데이터 수집기능과 통신기능의 분리로 인해 모니터링 시스템의 규모가 커질 수 밖에 없는 구조를 가지고 있다. 이에 본논문에서는 최근들어 자주 발생하는 지진과 협소한 장소의 진동을 모니터링 하기 위해 아두이노와 이더넷 모듈에 oneM2M 디바이스 표준프로토콜인 MQTT 프로토콜을 활용하여 경량 진동 모니터링 시스템을 설계 및 구현한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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