Dept Computer Science Korea Univ Intelligent Information System

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. Context Aware Middleware for Ubiquitous Home-network Intelligent Information System lab. Sohn Jong-Soo 6/17/2021 1

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 0. Contents 1. Definition of “Context” 2. Why middleware for context awareness 3. Characteristics of middleware for context awareness 4. Middleware for context awareness in Ubiquitous computing environment 5. EPC network 6. Conclusion 7. References 6/17/2021 2

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 1. Definition of “Context” Anind K. Dey Any information that can be used to characterize the situation of an entity, where an entity can be a person, place, or physical or computational object. Entity is considered relevant to the interaction between a user and an application, including the user and application themselves. Anind K. Dey, “Providing Architectural Support for Building Context Aware Applications, ” Ph. D thesis, GATECH, Nov. 2000. entity의 상황에 대한 특징을 기술한 모든 정보. (entity : 사람, 장소, 물리적 혹은 논리적 객체) entity는 유저와 어플리케이션을 포함하며 유저와 어플리케이션 과의 상호작용도 포함한다. 6/17/2021 3

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 1. Definition of “Context” Computing context 논리적 공간에서의 context network connectivity, communication cost, bandwidth, nearby resources (printers, displays, PCs)… User context 사람에 대한 context user’s profile, location, identities of nearby people, social situation, activity … Physical context 물리적 공간에서의 context temperature, lighting, noise, traffic conditions … 6/17/2021 4

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 2. Why a middleware for context awareness? 6/17/2021 6

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 3. Characteristics of middleware for context awareness Multi-sensor, multi-agent 다른 종류의 센서로부터 정보를 수집 다른 종류의 에이전트에 정보를 제공 Higher level context Low level context로부터 higher level context를 추론이 가능해 야함 First order logic, fuzzy logic, etc. . Easy understanding Context정보를 컴퓨터가 읽었을 때 취해야 할 행동이 무엇인 지 쉽고 분명히 판단가능 Interoperability 자율, 이질적인 에이전트간의 상호 운용성 제공 6/17/2021 8

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 3. Characteristics of middleware for context awareness Common ubi-middlewares For instance JINI, CORBA, UPNP. . etc 에이전트 간 의미(semantic)교환이 되지 않음 따라서 context를 틀리게 이해하지 않게 해줄 미들웨어 필요 Context awareness middleware The context toolkit GAIA project EPC network 6/17/2021 9

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 4. Middleware for context awareness in Ubi-computing Env. The context toolkit (1) Anind Dey, et al Context aware application의 빠른 프로토타입화를 위한 toolkit 제공 5개의 컴포넌트로 구성 Context widget 센서로부터 읽어온 원시데이터를 interpreter나 server에 보냄 Interpreter Low level context들을 조합하여 high level context로 가공 Aggregator 연관된 entity에 대한 context를 모아 어플리케이션으로 전달 Service Aggregator에 context 정보를 전달 (sensing하지 않음) discoverer 활용 가능한 service를 찾음 6/17/2021 10

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 4. Middleware for context awareness in Ubi-computing Env. The context toolkit (2) 가장 대표적인 context awareness middleware였지만 현재 개 발을 중단한 상태 Context에 대한 정의와 활용방법에 대한 선도적인 연구 6/17/2021 11

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 4. Middleware for context awareness in Ubi-computing Env. GAIA project Anand Ranganathan et al. (Ilinois Univ. ) http: //gaia. cs. uiuc. edu/index. html Context 서술어 모델에 기반 다른 context에 대하여 rule-based 혹은 기계학습에 의하여 에 이전트가 다른 행동을 취할 수 있도록 설계 다른 context를 구분할 수 있도록 하기 위하여 ontology 기술을 사 용 다양한 추론방법과 learning mechanism을 제공 First order logic, temporal logic, description logic, higher order logic, fuzzy logic. . etc. 6/17/2021 12

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 4. Middleware for context awareness in Ubi-computing Env. GAIA project (2) 6/17/2021 13

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 4. Middleware for context awareness in Ubi-computing Env. GAIA project (3) context providers data source와 sensor로 구성 agent가 query를 날릴 수 있도록 함 event channel을 가진 context provider는 context event를 가짐 agent가 context information을 요구하면 event channel이 context information을 제공 context synthesizers 여러 context provider에게 information을 제공받음 context information을 모아 새로운 (higher) context를 생성 context consumers (context-aware application, agent) context provider나 context synthesizer에게 정보를 받는 agent context를 추론하고 사용할 방법, 행동(behavior)을 추론 6/17/2021 14

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 4. Middleware for context awareness in Ubi-computing Env. GAIA project (4) The context predicate context의 이름이 묘사되어진 convention을 따름 ontology에서 쉽게 표현하도록 설계 ex) Location ( chris , entering , room 3231) Temperature ( room 3231 , “=” , 98 F) Sister( venus , serena) Stock. Quote( msft , “>” , $60) Printer. Status( srgalw 1 printer queue , is , empty) Time( New York , “<” , 12: 00 01/01/01) Location (chris, type 6/17/2021 entering, person, Object 전치사, 동사 room 3231) 목적어, 보어 15

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 4. Middleware for context awareness in Ubi-computing Env. GAIA project (5) Ontologies to describe context predicates OWL (Web Ontology Language) 사용 Ontology는 context를 검증(validity) Smart device들의 연동에 대한 프레임워크 제공 Sensing 정보에 대해서는 미흡 6/17/2021 16

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 5. EPC network Why use RFID/USN in Ubi-computing environment 모든 사물에 대한 정의와 행동에 대한 정의 필요 RFID code, context 사용자가 머물고 있는 세계에 대한 sensing 정보 및 자동적 처 리를 위하여 sensor network은 Ubiquitous환경에서 필수 Sensor network, context awareness Ubiquitous computing 환경을 구현하기 위한 중요한 하나의 요 소로 인식되고 있음 6/17/2021 17

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 5. EPC network RFID 식별코드 EPC (Electric Product Code) Auto-ID센터에서 표준화를 추진 중인 식별코드 상품 정보 식별코드 ISO/IEC 15963 ISO/IEC SC 31/WG 4에서 제정된 국제 표준 국제적으로 사용되는 코드를 활용하기 위하여 4개의 관리기관 선정 U-code (Ubiquitous identification code) 일본 U-ID 센터에서 제안한 식별코드 곧 ISO/IEC 15963과 호환 예정 6/17/2021 18

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 5. EPC network Infrastructure of EPC network 6/17/2021 20

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 5. EPC network ONS구조 Local server 리더에서 데이터를 받음 ONS에 PML데이터의 위치 요구 ONS 받은 EPC코드에 해당하는 PML의 위치를 지정 PML server 해당 EPC의 정보 및 태그의 사용 이력 제공 6/17/2021 22

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 5. EPC network PML (Physical Markup Language) PML core sensor models is comprised of the following components sensors 물리적 개체와 속성에 대한 값을 만드는 것 observations 센서에 의해 측정된 값 observables 센서에 의해 측정될 수 있는 물리적 개체, 속성 읽혀진 EPC 코드 값에 해당하는 객체정보 표현 객체의 이동 경로, 제작회사 등 context를 추론해내기 위한 기 초적인 정보를 제공 6/17/2021 23

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 5. Conclusion Context awareness middleware 기술은 비교적 연구 시 기가 오래되었으나 실효성 및 적용의 난해함으로 인해 많은 프로젝트가 종료된 상태 Ubiquitous에 대한 화두가 제기되면서 RFID/USN이 핵 심적 요소로 대두 긴급상황에 대한 실시간/자동적 처리를 위해서는 context awareness 기술이 필요 RFID/USN middleware level에서의 context awareness 기술이 가장 현실적인 대안 6/17/2021 24

Dept. Computer Science, Korea Univ. Intelligent Information System Lab. 5. References PML Core spec 1. 0 A Middleware for Context-Aware Agents in Ubiquitous Computing Environments Anand Ranganathan , Roy H. Campbell Ubiquitous Computing Environment에서 신뢰성을 위한 middleware 기술. 윤은영 외 상황인식 서비스 기술 연구동향. ETRI. 김재호, 신경철 Mark Weiser “The Computer for the 21 st Century, ” Scientific American, vol. 253, no. 3, pp. 94 -104, Sep. 1991 Anind K. Dey, “Providing Architectural Support for Building Context Aware Applications, ” Ph. D thesis, GATECH, Nov. 2000. 유비쿼터스 센서 네트웍 기술. 이재용. TTA저널. http: //www. autoidlabs. org/ http: //www. epcglobalinc. org/ “A Survey on middleware for context awareness in ubiquitous computing environment” N. Q. Hung et al. ETRI저널 6/17/2021 25