UML을 이용한 RFID middleware와
지능형 Web service와의 연계 시스템 설계

손 종 수

mis026@korea.ac.kr

고려대학교 대학원 전산학과 지능정보시스템 연구실

Abstract

RFID(Radio Frequency IDentification)는 사물에 전자태그를 부착하여 필요시 리더를 통해 태그 정보를 읽음으로서 해당 사물에 대한 정보를 취득해내는 정보기술 중에 한가지이다. RFID는 처음 도입될 당시 바코드를 대체할 하나의 대안으로 인식되었으나 태그기술이 발전하여 담을 수 있는 정보의 양이 방대해졌기 때문에 바코드의 기능을 넘어 물류, 항만, 축산 등의 산업 현장과 유비쿼터스 홈네트워크에서 다양한 용도로 사용하기 위해 연구 및 개발되고 있다.

RFID 기술을 이용하면 객체에 대한 다양한 정보 - 제조사, 제작책임자, 물류 유통 이력, 생산일자, 소유자 등 - 를 리더를 통해 알아낼 수 있지만 RFID 리더를 통해 읽어낸 정보들을  정보처리시스템에서 활용하기 위해서는 약간의 제약 사항이 남아있다. 그 제약사항 중 첫 번째는 RFID를 지원하는 태그와 리더간의 프로토콜이 벤더별로 상이하다는 점이다. 그리고 두 번째는 기존 시스템과 RFID 시스템과의 데이터 연동 및 분산 처리를 위한 기반이 부재하다는 것이다.

위에서 언급한 첫 번째 문제점을 해결하기 위하여 RFID 미들웨어가 사용된다. RFID 미들웨어의 역할은 제조업체별로 상이한 태그와 리더간의 프로토콜을 읽어서 하나의 표준화된 정보로 표현해주는 것이다. RFID 미들웨어는 여러 회사와 표준화 기구 그리고 연구소에서 제안되었는데 현재까지 크게 EPCGlobal 표준과 ISO/ITE 표준으로 구분할 수 있다. 본 paper에서는 대부분의 업체에서 사용하고 있는 실질적인 표준인 EPCGlobal의 EPCIS (EPC Information Service)를 RFID 미들웨어로서 언급하고자 한다.

그리고 두 번째 문제점을 해결하기 위하여는 아직까지 뚜렷한 대안이 제시되고 있지는 않지만 정보의 재사용 및 분산처리를 위하여 개발되어진 Web service를 이용하고자 한다. Web service는 xml기반 통신 프로토콜인 SOAP를 사용하여 다른 웹서비스들 혹은, 정보시스템과 데이터를 주고받을 수 있다. 이러한 Web service의 특징 덕택으로 이질적인 언어와 시스템 사이에서도 마치 하나의 시스템인 것처럼 보이는 연동 시스템을 구축 할 수 있다. 이는 곧 새로운 RFID 시스템을 도입 할 때 시스템 도입 비용을 크게 줄일 수 있다는 것과 RFID 태그를 여러 가지 용도로 재사용 할 수 있음을 의미한다.

본 paper에서는 RFID 미들웨어와 Web service와의 연계성을 조사하고 UML2.0을 이용하여 연계 시스템의 설계를 하는 것을 언급하고자 한다.

서론

유비쿼터스 컴퓨팅

유비쿼터스(Ubiquitous)란 “언제 어디에나 (신은) 널리 존재한다.”라는 의미의 라틴어에서 유래한 단어이다. 21세기에 이르러 네트워크 기술, 소프트웨어 기술, 기기 제어 기술 등 IT 기술수준이 높아지면서 독립적으로 발전해오던 각 기술들을 융합하는 것이 가능해 졌고 또한 그로 인해 생기는 부가가치가 막대할 것으로 예상되는 바, 개발된 모든 기술들을 융합시켜 - 디지털 컨버젼스 - 인류가 존재하는 모든 곳에서 컴퓨팅을 하는 것을 목적으로 연구되는 모든 기술을 유비쿼터스 컴퓨팅이라고 칭할 수 있다.

유비쿼터스 컴퓨팅은 1991년 Mark Weiser의 “The Computer for the 21st Century"라는 논문에서 처음 언급되어 알려졌으며, 2002년 IEEE에서의 ”Pervasive Computing Magazine"을 통해 전 세계적으로 본격적인 연구가 시작되었다.

유비쿼터스 환경을 구축하려면 여러 종류의 네트워크를 마치 하나의 네트워크인 것처럼 묶어주는 기술인 미들웨어 기술과 여러 개의 서비스를 하나로 묶어 줄 수 있는 서비스 통합 기술 그리고, 현실 세계의 모든 객체에 대하여 컴퓨팅을 할 수 있는 sensor network 기술이 요구되고 있다. 필자는 본 글에서 물리적 환경을 컴퓨팅 환경에 포함시킬 수 있는 RFID/USN과 자동적 서비스 식별 및 통합 기술인 지능형 웹서비스를 연계한 유비쿼터스 서비스 환경에 대한 설계를 하는 것을 목적으로 하고 있다.

RFID, RFID 미들웨어

RFID(Radio Frequency IDentification)는 전자 태그(Tag)를 사물에 부착하여, 사물이 주위 상황을 인지하고 기존의 정보 기술 시스템과 Radio 주파수를 이용해 실시간으로 정보교환/처리할 수 있는 기술이다[11]. 오늘날 RFID 기술은 하루가 다르게 발전되고 있다. 이미 국내의 많은 물류 및 유통관련 기업들이 EPC(Electronic Product Code) 도입을 시작했으며, 최소한 시작 및 학습 단계에 있다. 그 중 일부 기업들은 신속하게 EPC 적용 실험단계로 접어들었으며, 일부는 평가 단계에 있다. 앞으로 2년 내에 RFID 기술의 상용화 및 시범사업이 대폭적으로 증가할 것으로 예상된다.

RFID 시스템을 도입하고자 할 때 빼놓을 수 없는 요소는 RFID 미들웨어이다. RFID 미들웨어는 이기종 RFID 리더에서 발생하는 대량의 태그 데이터를 수집, 필터링하고 의미 있는 정보로 요약하여 응용 시스템에 전달하는 시스템소프트웨어를 의미한다[1].

지능형 웹서비스

한편 지능형 웹 서비스는 웹 서비스에 시맨틱 웹과 에이전트 기술을 접목하여 정보 공유 및 비지니스 자동화 수준을 향상시키기 위한 시도이다[13]. 지능형 웹 서비스는 시맨틱 웹과 에이전트 기술을 통하여 자동적인 서비스의 발견. 호출. 결합 및 상호운영, 실행 감시 및 복구를 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 제안되었다.

기존에도 RFID 정보 기술과 웹 서비스와의 접목은 시도되어왔다. 그 중 두드러지는 분야로 물류 및 유통분야를 들 수 있다. RFID 리더기에 수집된 정보들을 의미 있는 정보로 필터링하는 RFID 미들웨어는 미래 지향적 서비스를 위한 정보의 집합체라 할 수 있다. 웹 서비스는 RFID 미들웨어로 부터 수집된 정보를 이용하여 인간에게 좀 더 편리하고 정보화 된 서비스를 제공한다. 이러한 RFID 정보 기술에 지능형 웹 서비스를 접목한다면 좀 더 자동화되고 미래 지향적인 서비스를 제공할 수 있을 것이다.

RFID 미들웨어와 지능형 웹 서비스의 연계

RFID 미들웨어와 지능형 웹 서비스의 접목은 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, RFID 미들웨어를 기반으로 하고 있기 때문에 언어가 바뀌거나 서비스 플랫폼이 변경되는 상황에서 유연하게 대처할 수 있다. 둘째 RFID 미들웨어를 사용함으로써 수집된 정보를 선별하여 서비스를 설계해야하는 시간과 비용이 절약될 수 있다.

RFID 미들웨어의 정보들을 서비스에 직접 이용함으로써 기존의 어플리케이션에 독립적인 서비스가 가능하다. 셋째 RFID 정보를 이용하고, 자동적인 서비스의 발견, 호출, 실행을 통해 보다 지능적인 서비스를 제공한다. 마지막으로 RFID 미들웨어의 플랫폼 독립성과 지능형 웹 서비스의 온톨로지 개념은 RFID 정보의 재사용과 공유를 가능하게 한다.

본 글의 구성 내용

본 글에선 RFID 시스템을 지능형 웹 서비스에 적용시키기 위한 기본바탕으로써 RFID 시스템의 핵심인 RFID 미들웨어와 지능형 웹 서비스에 관해 간략히 소개하고, RFID 미들웨어와 지능형 웹 서비스를 연계하여 어떻게 활용 가능하며 어떤 기대효과를 갖는지 살펴보기로 한다. 그리고 RFID 미들웨어와 지능형 웹 서비스의 연계 시스템의 아키텍쳐를 UML 2.0을 이용하여 설계하였다.

RFID, RFID 미들웨어

RFID(Radio Frequency IDentification)와 USN (Ubiquitous Sensor Network, u-sensor network)

RFID(Radio Frequency IDentification)는 전자 태그(Tag)를 사물에 부착하여, 사물이 주위 상황을 인지하고 기존의 정보 기술 시스템과 무선 주파수를 이용하여 실시간으로 정보교환/처리할 수 있는 기술이다[11].

RFID/USN (Ubiquitous Sensor Network, U-sensor network)은 모든 사물에 부착된 RFID 또는 센싱(sensing) 기술을 초소형 무선장치에 접목하여 이들 간의 네트워킹과 통신으로 실시간 정보를 획득, 처리, 활용하는 네트워크 시스템이다. RFID는 IT839의 8대 서비스[22] 중 하나로 주목받고 있는 정보 기술로써 RFID는 사물의 이력정보뿐만 아니라 사물을 둘러싸고 변화하는 물리 환경계의 다양한 정보를 획득하여 생산성, 안전성 및 인간 생활수준의 고도화 실현이 가능하도록 해준다.

RFID 미들웨어의 정의

RFID 미들웨어는 기존 응용 시스템과 RFID하드웨어간의 이음새 없는 연동을 지원하는 역할을 담당하는 역할을 한다. RFID 미들웨어 시스템 환경은 크게 다음의 RFID 미들웨어, RFID 시스템, 호스트 시스템으로 구성된다.

			응용서비스
			미들웨어
객체정보 표현서버					네트워크					객체정보 검색 서비스
			리더(수동형, 능동형)
			수동형				능동형

- 그림1. RFID 네트워크 모델 -

1) RFID 미들웨어

RFID 미들웨어는 이 기종 RFID환경에서 발생하는 대량의 태그 데이터를 수집, 필터링하고 의미 있는 정보로 요약하여 응용 시스템에 전달하는 시스템소프트웨어를 의미한다[1].

2) RFID 시스템

RFID 시스템은 RFID 태그, RFID 리더기, 호스트시스템으로 구성되며 각각의 기능은 다음과 같다.

• RFID 태그 - 기본적으로 사물에 부착되고 이를 유일하게 구분할 수 있는 정보를 포함한다.

• RFID 리더기 - 태그에 담겨진 정보를 인식하는 물리적 매체이다.

• 호스트 시스템 - 리더기로부터 인식된 태그 정보를 처리하는 시스템을 의미한다.

3) 호스트 시스템

호스트 시스템은 RFID 리더기로부터 인식된 태그 인식정보를 처리하고, 처리된 태그 인식정보를 응용 프로그램이 활용 하도록 하는 소프트웨어 시스템이다.

RFID 미들웨어의 종류

RFID 미들웨어는 크게 기능별로 형식적(Conventional) 미들웨어와 지능형(Intelligent) RFID 미들웨어 두 가지로 구분된다[15].

1) 형식적(Conventional) 미들웨어

형식적 미들웨어는 어플리케이션 통합 및 자료 맵핑 기능을 담당한다.

2) 지능형(Intelligent) RFID 미들웨어

RFID 리더와 형식적 미들웨어 간 연결을 담당하는 새로운 소프트웨어이며, 하드웨어간의 통합과 데이터 필터기능을 수행한다. 또한, RFID 미들웨어는 기업의 경영 시스템과 RFID 리더, 바코드 스캐너 등과 같은 자동 인식 장치 간의 커뮤니케이션 기능을 담당한다.

통상적으로 형식적 미들웨어와 지능형 RFID 미들웨어를 통틀어 RFID 미들웨어라 한다.

RFID 미들웨어의 역할 및 중요성

RFID 시스템에서 미들웨어 역할

비용절감 및 시스템 효율성 향상
RFID 시스템으로부터 획득된 수많은 정보들이 업무효율을 증대시키며, 정보의 분석 및 관리로 인한 업무 효율 증대효과는 미들웨어 즉, 소프트웨어로부터 창출된다.

어플리케이션 통합 및 자료 관리
앞서 소개한 것처럼 미들웨어는 크게 “형식적 미들웨어"와 “지능형 RFID 미들웨어"로 구분된다. 특히 형식적 미들웨어는 어플리케이션 통합 및 자료 맵핑 기능을 담당하고, 지능형 RFID 미들웨어는 하드웨어간의 통합과 데이터 필터기능을 수행한다. 지능형 RFID 미들웨어는 RFID 리더와  미들웨어 간 연결을 담당하는 새로운 소프트웨어로 정의되며, 방대한 원시 자료를 실제 의미 있는 정보와 데이터로 재구성하여 데이터의 양을 줄이는 기능을 수행한다.

하드웨어 독립적인 관리 소프트웨어 요구
RFID는 바코드를 완전히 대체하는 개념이 아니며, 필요 분야에 따라 RFID가 도입되어 바코드와 통합되어 사용될 것으로 전망된다. 따라서 하드웨어에 의존적이지 않으며 데이터의 통합, 관리가 가능한 미들웨어 소프트웨어가 필요하다.

※ 자료 : accenture, 2004

- 그림2. data exchange 모델 -

RFID 활성화를 위한 소프트웨어의 중요성

RFID 미들웨어는 RFID 시스템의 활성화를 위한소프트웨어 적인 중재자로서, 솔루션 통합, 데이터 처리·공유를 통한 부가가치를 창출한다.

특히, 기업 내 부가가치 창출을 위해 RFID 데이터를 저장, 관리, 분석할 수 있는 응용어플리케이션과 SCM(Supply Chain Management), ERP (Enterprise Resource Planning), DW(DataWare house) 등 기존 기업용 솔루션과의 통합이 필수적이다[14]. 이를 위해 서로 다른 플랫폼의 엔터프라이즈 어플리케이션들이 통합되어야 하며, 데이터 수집, 저장, 분석이 가능한 새로운 응용 어플리케이션 개발되어야 한다. 무엇보다 선행되어야하는 과제는 기존 엔터프라이즈 데이터와의 통합과 다른 어플리케이션과의 연동으로 볼 수 있으며 RFID 미들웨어는 이 부분을 투명하게 해결해주는 역할을 한다.

RFID 미들웨어가 갖추어야 할 기능

분산 환경의 이기종 RFID 리더 시스템 지원 및 관리

RFID를 지원하는 태그와 리더간의 프로토콜은 벤더별로 상이하다. 따라서 리더와 호스트 시스템간 네트워크 인터페이스의 다양성 등에 독립적으로 RFID 하드웨어 시스템을 상위계층에서 일관되게 접근이 가능하도록 지원해야 한다[14].

또한, 리더 인식 영역에 존재하는 태그정보 수집, 리더기 설정 및 원격 제어, 리더 시스템 모니터링이 필요하다.

※ 자료 : LG CNS, 2004

- 그림3. RFID Framework -

수집된 RFID 태그 데이터 처리

RFID 태그 데이터의 중복된 정보 및 응용 시스템 계층에 불필요한 정보들을 필터링하고 요약해야한다.

응용 시스템과의 연동성

정제, 요약된 태그데이터를 데이터 수요자인 기존 응용 시스템에 신뢰성 있게 전송해야한다.  또한 최종 인식된 RFID 태그 정보를 이용하여 태그가 부착된 개별사물에 대한 상세정보를 제공하기 위한 시스템이 필요하다.

EPC IS (EPC Global Network)

RFID 미들웨어와 관련된 국제표준화는 사실상의 표준을 제시하고 있는 EPC(Electronic Product Code)global을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. EPCglobal은 기존 MIT Auto-ID센터에서 개발한 RFID기반의 자동인식 시스템 기술을 표준화하고 상용화하기 위해 2003년 10월에 설립된 비영리기구로서 Auto-ID센터에서 개발한 기술의 표준화, 상용화 및 EPC 코드의 보급과 관리 등을 목적으로 활동하고 있다. EPCglobal은 EPC Network의 구현에 따른 기술요소 분야를 하드웨어, 소프트웨어, 비즈니스 분야로 구분하여 각 분야별 action group을 구성하여 기술규격 및 표준제정을 추진 중이다.

현재 우리나라의 ICU에 Auto-ID lab이 설치되었으며 정보통신부에서 주관하는 RFID 시범사업들도 EPC Global의 표준 코드를 사용하고 있다.

※ 자료 - http://www.autoidlabs.org

- 그림4. EPC Network구조 -

EPCglobal에서 제안하는 Network구조는 [그림4]와 같으며 각 기능은 다음과 같다.

리더(eader) - 리더 인식공간에 존재하는 복수 개의 태그를 인지

리더 프로토콜(Reader protocol) - reader로부터 미들웨어로 데이터 전달

미들웨어 - 리더로부터 전달된 복수 개의 중복된 태그 데이터를 필터링

ALE(Application Link Enabling) 인터페이스 - 통합/정제된 태그데이터 목록이 미들웨어에서 EPC capturing application으로 전달

EPC 캡쳐 어플리케이션 - 미들웨어로부터 전달 받은 태그 인식정보와 기타 비즈니스 적 관련정보를 EPCIS에 공급

EPCIS(EPC Information service) 저장소 - 데이터의 저장/관리, 향후 질의에 대응

EPCIS 접근 어플리케이션 및 파트너 어플리케이션 - EPCIS에서 제공하는 인터페이스를 통해 EPCIS에서 관리하고 있는 EPC와 관련된 정보를 질의하고 그에 대한 결과를 활용하여 비즈니스 적으로 의미 있는 활동을 수행

기타 EPC 발견 서비스 - EPC와 관련된 데이터의 검색엔진으로서 특정 EPC와 연관된 데이터를 저장하고 있는 EPCIS의 위치정보 목록을 질의의 응답으로 하는 서비스 제공자 역할

웹 서비스와 지능형 웹 서비스

웹 서비스

웹 서비스개념

웹 서비스는 플랫폼 독립적으로 시스템 간의 연계, 통합 및 자원공유를 가능하게 하는 표준화된 XML 기반 웹 기술이다[7].

웹 서비스는 연계, 통합 관점뿐만 아니라, 서비스 지향 아키텍처(Service Oriented Architecture : SOA)를 실현시키는 현실적인 기술이다. 웹 서비스의 기본 구조는 다음과 같다.

- 그림9. 웹 서비스 SOA모델 -

서비스  제공자(Service Provider)

- 서비스의 제공자이다.

- WSDL(Web Services Description Language)을 이용하여 자기 자신의 서비스 내역과 이용 방식을 공시한다.

- 자신의 서비스의 존재를 UDDI(Universal Description, Discovery and Integration)와 같은 Service Registry를 통하여 broadcasting 한다.

서비스 요청자(Service Requester) 웹 서비스 이용자

- UDDI와 같은 Service Registry를 통해 필요한 웹 서비스 제공자를 검색 발견한다.

- 서비스 제공자의 WSDL을 분석함으로써 서비스를 실질적으로 호출하고 이용한다.

서비스 저장소(Service Registry)

- 웹 서비스에 대한 정보 저장소이며, 저장된 정보를 발견하는 데이터베이스이다.

웹 서비스 기반기술

웹 서비스 기반기술에는 SOAP(Simple Object Access Protocol), WSDL(Web Services Description Language), UDDI(Universal Description, Discovery and Integration)가 있다.

SOAP : Simple Object Access Protocol

SOAP는 XML로 인코드된 데이터를 전달하기 위한 표준적인 방법을 정의한 메시지 구조에 대한 명세이다. 서비스 프로세스 상의 메시지를 주고받는 양 끝단 간에 SOAP 메시지를 전달하기 위한 기반 커뮤니케이션 프로토콜로서 HTTP에 바인딩 하는 방법을 정의한다. SOAP는 단순 HTTP 위에 XML 메시지를 보내는 방식을 사용함으로써, 방화벽 문제를 해결했다. SOAP는 기본적으로 요청/응답 외에도 아주 단순한 일방 메카니즘을 제공하는 “웹 기반 PC"를 허용하는 기술이다[14].

WSDL : Web Services Description Language

WSDL은 서비스를 네트워크 단말 즉 포트의 집합으로 정의된다. WSDL에서 네트워크 단말과 메시지의 추상적인 정의는 그것의 구체적인 네트워크상의 배치나 데이터 형태의 바인딩과 별도로 분리되며 데이터와 포트 타입에 대한 추상적인 기술로 정의된다. 이때, 포트 타입이란 작업들의 추상적인 모임이다. 특정 포트 타입에 대한 구체적인 프로토콜과 데이터 형태의 명세는 바인딩을 구성하며, 포트는 네트워크 주소를 바인딩과 연결 지음으로써 정의된다. 나아가 포트의 모임은 하나의 웹 서비스를 정의한다[8].

UDDI : Universal Description, Discovery and Integration

UDDI는 클라이언트가 웹 서비스를 발견할 수 있는 메카니즘을 제공하는 글로벌 저장소이다. UDDI 인터페이스를 사용함으로써 비즈니스는 외부의 사업 파트너가 제공하는 서비스를 동적으로 찾아서 발견한다. UDDI 레지스트리는 CORBA 트레이더와 유사, 혹은 UDDI는 비즈니스 응용에 대한 DNS서비스와 유사하다.

UDDI 레지스트리는 두 종류의 클라이언트를 갖는다. 하나는 서비스에 대한 기술과 인터페이스에 대한 명세를 공포하기 원하는 비즈니스이고, 다른 하나는 특정한 종류의 서비스에 대한 기술을 얻어서 프로그램 적으로 바인딩 하려는 클라이언트이다. UDDI 자체는 SOAP의 상위 계층에 존재하며 요청과 응답이 SOAP 메시지로 전달되는 UDDI객체라고 가정한다[14].

UDDI 정보는 다음의 4개 레벨을 포함한다.

• 비즈니스 개체 : 이것은 회사의 주소, 회사에 대한 간단한 설명, 연락 정보, 식별자 등과 같은 회사에 대한 일반적인 정보를 제공한다.

• 비즈니스 정보 :이 정보는 UDDI의 화이트 페이지로 볼 수 있다.

• 비즈니스 서비스 목록 : 이것은 서비스에 대한 기술과 그 서비스를 표시하는 일련의 카테고리(구매, 배송 등)를 포함, UDDI의 옐로우 페이지로 생각될 수 있다.

• 바인딩 템플릿 : 이는 그린 페이지를 정의한다. 그린 페이지는 웹 서비스에 대한 좀 더 기술적인 정보를 제공한다.

지능형 웹 서비스

지능형 웹 서비스의 정의

지능형 웹 서비스는 웹 서비스에 시맨틱 웹과 에이전트 기술을 접목하여 정보 공유 및 비즈니스 자동화 수준을 혁신적으로 향상시키려는 시도이다. 지능형 웹 서비스는 온톨로지를 기술하기 위해 DARPA에서 제안한 마크업 언어인 DAML로 부터 파생된 DAML-S라는 웹 서비스를 위한 온톨로지 기술언어의 제안에서부터 시작되었다.

※ 자료 http://www.w3c.org

- 그림12. Intelligent 웹 서비스 -

지능형 웹 서비스의 특징

지능형 웹 서비스는 기본적으로 서비스의 자동발견, 실행, 상호 운영을 바탕으로 하고 있다[7]. 지능형 웹 서비스에서 제안하는 주요 기능은 다음과 같다.

자동적인 웹서비스 발견 기능(Automatic Web Service Discovery)

자동 웹 서비스 자동검색, 웹 서비스에 대한 정보 기술, 서비스 레지스트리 등록, 레지스트리 검색, 온톨로지 기반 검색을 바탕으로 한다.

자동적인 웹 서비스 호출(Automatic Web Service Invocation)

자동적인 웹 서비스 호출 기능은 컴퓨터 프로그램이나 에이전트에 의해 인식된 웹 서비스를 자동으로 수행시키는 방법을 말한다.

자동적인 웹 서비스 결합 및 상호운영 기능(Automatic Web Service Composition And Interaction Web Services)

이 기능은 사용자에 의해 주어진 임의의 목적에 대한 상위 수준의 표현에 대해 그 목적을 달성하기 위하여 일련의 과업들을 수행하기 위하여 자동적으로 웹 서비스를 선택하고 조합하며, 상호운영할 수 잇는 기능을 말한다.

자동 웹 서비스 실행 감시와 복구 기능(Auto matic Web Service Execution Monitoring and Recovery)

이 기능은 서비스가 실행될 때 전체적인 프로세스가 완전히 수행되고 있는지를 확인하는 기능을 말한다.

※ 자료 : http://www.w3.org/2004/OWL-S

- 그림13. Intelligent 웹 서비스 Flow -

OWL-S

OWL-S는 자원들로부터 제공되는 서비스의 개요를 기술한 Service Profile, 서비스의 기능을 묘사한 Service Model, 서비스의 실체화(실제 웹 서비스의 WSDL과의 매핑)를 담당하는 Grounding으로 구성된다[7].

※ 자료 : http://www.w3.org/2004/OWL-S

- 그림15. OWL-S 의 구성요소 -

서비스 프로파일은 상위단계의 명세와 서비스 제공자를 위한 명세를 제공한다. 서비스 프로파일은 다음과 같은 세 가지 유형의 정보로 구성되어 있다. 첫 번째는 사람이 읽을 수 있는 서비스의 명세이다. 두 번째는 서비스가 제공하는 기능에 관한 명세이다. 마지막으로 기능적인 속성에 대한 명세이다. 서비스 제공자들은 그들의 서비스를 광고하기 위해서 서비스 프로파일을 이용하는 반면 서비스 요청자들은 그들이 필요로 하는 서비스가 무엇인지 그 서비스로부터 얻고자 하는 것이 무엇인지를 상세화하기 위해서 서비스 프로파일을 이용한다.

• Location Of Providers: 웹 서비스 제공자를 찾는 객체

• Selection Of Provider: 웹 서비스 제공자를 선택하는 객체

• Interaction With Provider: 웹 서비스 제공자로부터 서비스를 제공받는 객체

[그림 16] 은 지금까지 설명한 지능형 웹 서비스 workflow를 묘사하고 있다.

※ 자료 : http://www.w3.org/2004/OWL-S

- 그림16. 시맨틱 웹 서비스 흐름-

WSMF : Web Service Modeling Framework

WSMF는 다음의 네 가지 서로 다른 요소들로 이루어져 있다. 다른 요소에 의해 사용되는 용어를 제공하는 온톨로지를 포함한다. WSMF는 웹 서비스에 의해 해결되어야 할 문제들을 정의하는 기능 저장소 역할을 겸한다. 또한 WSMF는 웹 서비스의 여러 가지 측면들을 정의하는 웹 서비스 기술이며, 상호 연동성(interoper ability) 문제를 해결한 조정자이다.

온톨로지(Ontology)

정의

위와 같은 기능들을 실현하기 위해서는 컴퓨터가 지식을 처리하고 추론할 수 있는 온톨로지가 필수적으로 요구된다.

온톨로지는 상이한 기종의 분산된 응용 프로그램들 사이에서 웹 기반의 지식을 처리하고 공유 및 재사용을 위해 사용되는 표준이다. 온톨로지의 핵심 개념은 다음의 4가지 사항을 포함한다[12].

개념화(conceptualization):

사람들이 사물에 대해 생각하는 바를 추상화한 모델이다.

명시적 명세(Explicit Specification):

개념의 타입이나 사용상의 제약 조건들이 명시적으로 정의된다.

정형화된(formal):

기계(machine)도 이해할 수 있어야 하며, 여러 단계의 정형화가 존재한다.

공유된(shared):

그룹 구성원이 모두 동의하는 합의된 지식을 나타내는 개념이다.

필요성

온톨로지는 시맨틱 웹을 구현하기 위해 필요하다. 특히 다른 기종의 분산처리 환경에서 상호 운영성을 확립하며, 공통적인 지식의 표준화를 확립한다. 무엇보다 온톨로지는 웹 기반의 지식처리, 공유 및 재사용을 가능하도록 한다. 온톨로지는 사람과 응용 프로그램 사이에서 의사소통을 위해 공통된 언어 통신 환경을 제공한다. 특히, 웹에서 검색할 때 의미적으로는 유사하지만 구조적으로 다른 키워드를 갖는 페이지검색에 이용된다[14].

RFID middleware와 지능형 웹 서비스의 연계

RFID middleware

개요

RFID 태그 데이터를 읽어오는 이기종 RFID 리더의 데이터 포맷을 일관적인 형태로 바꿔주는 시스템 소프트웨어이다. 다른 시스템과의 연계 및 재사용을 위해서는 위에서 언급한 지능형 RFID 미들웨어를 사용하는 것이 좋다.

요구 사항

인터페이스

- 웹 서비스와 데이터를 주고받기 위한 통신 프로토콜인 SOAP를 제공해야 한다.

- 입출력에 대한 명세가 있어야 한다.

기능

- 여러 가지 RFID 리더 포맷을 읽을 수 있어야 한다.

- 태그를 읽어서 필요 없는 값들을 걸러내는 필터링 기능이 있어야 한다.

- 읽은 태그에 해당하는 객체의 부가 정보를 ONS (Object Name Service)에서 읽어와서 제공해야한다.

- 웹서비스가 태그 정보를 요구 했을 때 해당 태그의 정보를 제공해야한다.

- 필터링 된 데이터를 database에 저장한다.

- 저장된 데이터를 필요시 읽어서 제공한다.

기능 정의

- reader_comp : 여러 가지 리더에서 읽어온 데이터를 하나의 포맷으로 만든다.

- ons_search : 해당 태그의 ONS정보를 검색하고 제공한다.

- filter : reader_comp에게서 데이터를 제공받아 유용한 데이터로 필터링한다.

- local_db : 필터링된 데이터를 저장한다.

- data_provider : 요구받은 local_db에서 찾아서 제공한다.

- 그림17. RFID middleware -

RFID web service

개요

RFID middleware로부터 데이터를 읽어 와서 사용자에게 의미 있는 정보로 만들어주는 역할을 한다. 웹서비스의 주요 기술인 SOAP, WSDL, UDDI를 사용하며 다른 웹 서비스 및 application과는 SAOP 프로토콜을 이용하여 통신한다.

요구 사항

인터페이스

- 다른 웹 서비스와 통신하기 위한 SOAP 프로토콜을 사용해야 한다.

- 입출력에 대한 명세가 있어야 한다.

기능

- RFID middleware에서 데이터를 읽어 올 수 있어야 한다.

- UDDI에 등록시켜야 한다.

- 사용자(또는 다른 웹서비스, application)가 요구하는 데이터를 제공한다.

- 서비스 명세를 제공해야 한다.

기능 정의

- reg : UDDI에 웹 서비스를 등록시킨다.

- service : application에게서 인풋값을 받고 사용자 요구에 맞는 서비스를 제공한다.

- listen : RFID middleware로부터 필요한 데이터를 받아온다.

- broad : RFID middleware에게 data를 요구한다.

- 그림18. RFID web service -

Agent application

개요

Agent application은 해당 웹서비스를 사용자가 이용하기 위하여 작성된 application으로서 사용자가 RFID 웹서비스와 다른 웹서비스를 이용할 수 있도록 해준다. 본 paper에서 제안한 시스템에서 가장 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공한다.

요구사항

인터페이스

- 언제 어디서든 서비스에 접속할 수 있도록 웹 기반 시스템이여야 한다.

- 사용자 및 사용 환경에 맞도록 유연하게 출력되어야 한다.

기능

- RFID 웹 서비스 뿐 아니라 유비쿼터스 환경 하에서 필요한 모든 웹 서비스를 자동 발견, 통합, 식별등의 기능을 갖춘 지능형 agent이여야 한다.

- 사용자가 요구한 서비스를 검색하고 입출력 인터페이스를 제공해야한다.

기능 정의

- s_search : 요구받은 웹 서비스를 찾는다.

- s_comp : 웹 서비스를 통합한다.

- s_id : 웹 서비스를 식별한다.

- s_comm : 웹 서비스와 데이터를 주고 받는다.

- user_inter : 사용자에게 입력값을 받고 출력값을 되돌려준다.

- 그림19. agent applicatin -

기능 패키지 다이어그램

- 그림20. 기능 패키지 다이어그램-

위에서 언급한 각 클래스들과 기능을 하나의 그림으로 합쳐 보았다. 그리고 이것을 아래와 같이 연관성을 중심으로 변형시켰다.

- 그림21. 기능 패키지 다이어그램2 -

RFID middleware와 지능형 웹 서비스의 연계 시스템 아키텍처

개요

RFID middleware와 지능형 웹 서비스의 연계 시스템은 위에서 언급한 RFID middleware, RFID web service 그리고 agent application 뿐 아니라 tag, RFID reader, other web service 등을 연계시켜 물리적 환경에서의 컴퓨팅과 논리적 환경에서의 컴퓨팅을 합쳐낼 수 있는 환경을 제공하는데 목적이 있다. 따라서 아래에서는 각 구성요소와 연계를 위한 아키텍처를 기술한다.

구성요소

RFID 태그

리더에게 태그 데이터를 요구 받으면 태그가 가지고 있는 데이터를 반환해준다. RFID 태그는 여러 곳에 산재해 있으며 리더의 요청이 있으면 자신이 가지고 있는 데이터를 broadcating한다.

RFID 리더

RFID 리더는 태그에 데이터를 요구하고 broadcasting된 데이터를 수집한다. 수집된 데이터는 곧 RFID middleware로 전송한다. RFID 리더는 필요에 의해 일정한 간격으로 여러 곳에 산재해 있을 수 있기도 하며 사람이 들고 다니며 check하는 방식으로 될 수도 있다.

RFID middleware

RFID 리더로부터 태그 데이터를 제공 받으며 제공받은 데이터를 필터링한다. 또한 ONS server로부터 태그 데이터에 해당하는 객체정보를 받아와서 web service에게 제공한다.

RFID web service

RFID middleware로부터 객체정보를 제공 받으며 필요한 객체정보를 요구하기도 한다. 그리고 agent application에게 객체정보를 이용한 서비스를 제공한다. SOAP를 이용하여 통신하며 이 특성을 이용하여 다른 웹 서비스에서도 RFID web service에서 제공하는 서비스를 사용할 수 있다.

agent application

사용자에게 필요한 웹 서비스를 발견, 식별, 통합하는 역할을 한다. 사용자에게 직관적이며 입출력 인터페이스를 제공한다. 서비스의 추가나 제거 시 자동적으로 처리한다. 사용자에게 가장 직관적이다.

other web service

RFID를 통해 제공되는 데이터는 여러 가지 방면으로 사용이 가능하기 때문에 다른 web service에서도 충분히 활용할 만한 가치가 있다. 또한 다른 web service와의 연계는 해당 RFID system을 이용한 추가적 application을 만들지 않아도 된다는 장점이 있다.

High level functional view of the Awareness service infrastructure

- 그림22. High level functional view of the Awareness service infrastructure-

Overview of the service infrastructure architecture

- 그림23. Overview of the service infrastructure architecture -

결론

RFID middleware와 web service의 연계 시스템

RFID middleware는 물리적 환경을 computing환경에 포함시키는 결정적인 역할을 하는 기술이다. 도래될 유비쿼터스 환경을 완성하기 위해서는 기존 논리적 공간에서의 computing 뿐 아니라 인간이 실제로 존재하는 물리적 공간에서의 객체에 대한 정의와 정보를 읽고 처리할 수 있어야 하는데 이런 기반 환경을 핵심적으로 제공하게 될 것으로 RFID/USN이 예상되고 있다. 현재 RFID 시스템은 많은 곳에서 연구되고 있으며 한편으론 시연까지 되고 있지만 다른 유비쿼터스 서비스들과 연계하여 상황정보 인식 및 자동처리를 위한 기반은 제공하지 못하고 있다.

web service는 정보의 재사용 및 공유, 이기종 시스템간 통신을 위해 제안된 기술로서 다양한 표준 및 기술이 산재하게 될 유비쿼터스 환경에서 서비스를 발견 및 통합해줄 하나의 대안으로 제시되고 있다.

RFID의 많은 장점에도 불구하고 아직 다른 시스템과의 연계를 위한 범용적 방안에 대해서 연구는 아직까지 미흡하다. 이런 단점을 보완하기 위하여 본 글에서는 RFID 시스템에 web service를 연계하는 시스템을 설계하였다.

future works

본 글에서 RFID middleware와 web service의 연계 시스템을 설계하였지만 아직 구체적이지 못하다. 따라서 각 컴포넌트 및 클래스에 대한 보다 자세한 고찰 및 연구가 필요하며 실제 구현에 대비하기 위하여 use case 및 시뮬레이션 작업을 반드시 해야 한다.

references

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