그림 3-1.웨어러블 컴퓨터 미들웨어의 내부 구조
Fig.3-1.InternalStructureofWearableComputerMiddleware
1.미들웨어를 구성하는 모듈의 기능
제안하는 미들웨어는 크게 여섯 개의 모듈과 세 개의 인터페이스로 구성 된 다.그림 3-1은 미들웨어의 내부 기능을 나타내는 구조이다.웨어러블 컴퓨터 와 휴대폰의 상호작용은 BAN 영역 안에서 소형 무선 장치들을 동적으로 제 어하는 Controller를 통해 연결하여 서로 간의 서비스 교환이 가능하도록 해야 한다.이를 위해서는 다음과 같은 기능이 요구된다.
그림 3-1에서 보여주는 웨어러블 컴퓨터 환경에서 휴대폰과의 상호작용을 위해 필요한 모듈의 기능은 다음과 같다.
• 장치 발견(DeviceDiscovery):이 모듈은 BAN 영역 안에서 새로운 장 치를 검색한다.BAN 영역 안에서 새로운 장치가 추가되면 추가된 장치 를 활성화시켜 통신이 가능하게 한다.
• 서비스 발견(Service Discovery):새로운 장치가 발견되면 BAN 영역 안에서 추가된 휴대폰 서비스를 검색한다.새로운 서비스가 존재하면 서 비스를 추가하여 사용자가 원할 경우 제공해야 한다.
• 서비스 프로파일 분석(ServiceProfileAnalysisand Management):서 비스가 추가되면 서비스 프로파일 분석은 해당 서비스의 정보를 요청하 여 필요 정보를 분석한다.분석된 정보들은 서비스 프로파일(service profile)로 정의되어 생성되며 각각의 프로파일들은 BAN 영역 안의 장치 들 간의 서비스에 사용된다.
• 서비스 리스트 관리(ServiceListManagement):웨어러블 컴퓨터 환경 에서는 빈번하게 서비스의 추가나 삭제가 이루어질 수 있기 때문에 추가 된 서비스의 목록을 유지할 필요가 있다.
• 이벤트 관리(EventManagement):이벤트 발생 시 해당 이벤트(서비스
추가,삭제 등)를 파악하여 처리한다.즉,새로운 서비스가 추가되면 이벤 트 관리에서는 서비스 프로파일 분석이 추가된 서비스의 정보를 얻어오 도록 하며 서비스 리스트 관리가 유지하고 있는 서비스 리스트에 추가된 서비스를 추가하도록 한다.
• 변환 관리(ConversionManagement):Zigbee,Bluetooth와 같이 서로 다 른 프로토콜을 사용하는 장치들 간에 통신을 할 때,변환 관리는 서로 다른 프로토콜 사이에 통신이 가능하도록 API를 제공해 주거나 프로파 일 관리에게 해당 서비스 프로파일을 변환해 줄 것을 요청하는 역할을 한다.
2.모듈의 동작 과정
그림 3-1은 웨어러블 컴퓨터 환경에서 웨어러블 컴퓨터와 휴대폰의 상호작 용 동작 과정을 보여 주는데 동작 순서는 다음과 같다.
① 발견 단계 :먼저 BAN 영역 안에 새로운 휴대폰이 발견되면 이를 감지 하여 추가된 휴대폰을 활성화시키며 활성화된 휴대폰의 서비스를 파악해서 이벤트 관리에게 새로운 서비스가 추가되었다는 이벤트를 보낸다.
② 서비스 갱신 단계 :추가 이벤트를 받은 이벤트 관리는 서비스 리스트 관리에게 새로운 서비스가 추가되었음을 알리고 현재 관리 중인 리스트를 수정한다.
③ 분석 및 관리 단계 :추가된 서비스의 정보들 중 서비스 프로파일 생성 시 필요한 정보만을 추출하여 새로운 서비스 프로파일을 생성한다.
④ 이벤트 발생 단계 :생성된 프로파일은 변환 관리를 통해 다른 프로토콜 을 사용하는 장치들과 통신할 때 사용되며 새로운 서비스가 추가되었음을 전달한다.
⑤ 이벤트 반응 및 제어 단계 :서비스 발견을 통해 추가된 서비스를 웨어 러블 컴퓨터 사용자가 해당 서비스를 요청할 때 제공한다.
3.인터페이스
미들웨어를 구성하는 세 개의 인터페이스는 하위 계층 인터페이스(Lower LayerInterface),상위 계층 인터페이스(HigherLayerInterface),미들웨어 인 터페이스(Middleware Interface)이다.각각의 인터페이스는 미들웨어의 통로 역할을 수행하며,각각의 목적은 다음과 같다.
a.하위 계층 인터페이스
하위 계층 인터페이스는 미들웨어가 OS나 통신 프로토콜(Bluetooth, ZigBee,UWB,TCP/IP 등)에 접근할 때 사용하고,미들웨어의 SAL(System Adaptation Layer)부분에 해당하며,하위 OS와의 투명성 및 무선 프로토콜 미디어와의 확장성을 제공한다.즉,미들웨어를 사용하면 OS가 변경되었을 경 우,미들웨어 내부 모듈 및 응용프로그램을 수정할 필요 없이 인터페이스를 변경함으로써 계속적인 이용이 가능하다.또한,하위 계층 인터페이스의 자유 로운 추가/삭제를 통해 새로운 무선 프로토콜 미디어의 추가/삭제가 가능하 다.이 점은,다양한 이기종 장치들로 구성되는 웨어러블 컴퓨터의 특성을 고 려한 것으로,제안한 미들웨어가 웨어러블 네트워크 기술로 이용될 때,폭 넓 은 확장성을 가진다는 장점이 있다.
b.상위 계층 인터페이스
상위 계층 인터페이스는 상위 응용에서 미들웨어의 기능을 사용하고자 할 때 사용한다.응용프로그램에서 미들웨어로 접근할 때 사용되는 API이다.즉, 미들웨어를 사용하여 새로운 응용프로그램을 개발하거나,기존의 응용프로그
램이 미들웨어 기능을 사용하고자 할 때,응용프로그램 사용자는 미들웨어의 내부 모듈까지 직접 접근할 필요 없이,제공되는 인터페이스를 통해 미들웨어 기능을 손쉽게 사용할 수 있다.
c.미들웨어 인터페이스
미들웨어 인터페이스는 기존의 다른 미들웨어와의 상호 연동 시 사용한다.
제안하는 미들웨어는 웨어러블 미들웨어 프레임워크에서 컴포넌트화되어,네 트워크 플러그 앤 플레이(NPnP:NetworkPlug andPlay)미들웨어 컴포넌트 로 사용되었다. NPnP 미들웨어 컴포넌트는 프로파일 관리(PM: Profile Management)미들웨어 컴포넌트와의 연계를 통해 디바이스 프로파일(Device Profile)로 관리한다.이와 같이 미들웨어와 다른 미들웨어의 상호 연동을 통 해 서비스를 제공할 때 사용되는 API(Application Programming Interface)를 미들웨어 인터페이스 부분에서 제공한다.
본 논문에서 제안하는 미들웨어는 공유 라이브러리(dynamic library)와 데 몬(demon)형태로 구현하였다.즉,미들웨어의 각 인터페이스는 공유 라이브 러리 형태로 사용자에게 제공되며,미들웨어의 공유 라이브러리를 한번 설치 함으로써,사용자는 설치된 장치 내의 어디서든지 미들웨어의 API사용이 가 능하다는 장점을 가진다.