49
?>VbT?Z 8W?X ,*+/(+*

Case Study on Intelligent IoT Platform

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Case Study on Intelligent IoT Platform

VbT Z 8W X

,*+/(+*

Page 2: Case Study on Intelligent IoT Platform

8PbT����������� ������������������  HcdSh����������� ������������������   ����������� ������������������   cT XVT c����������� ������������������   I E PcU a

8 cT cb

,

• ca SdRcX ����������� ������������������   U����������� ������������������   cTa Tc����������� ������������������   U����������� ������������������  IWX Vb• IWX Z E PcU a

(����������� ������������������  9TeT T c����������� ������������������  8PbT����������� ������������������   ����������� ������������������   cT XVT RT����������� ������������������   I E PcU a

• HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������   8WX

(����������� ������������������   I 7a ZTa E PaU a(����������� ������������������   I 9TeXRT

K(����������� ������������������   I HTaeXRTb

• I 7a ZTa• I 8 ����������� ������������������  E PcU a• cT XVT RT����������� ������������������   8 V XcXeT����������� ������������������   aP Tf aZ• I :g aTa

• H Pac����������� ������������������   Xaa a����������� ������������������   U a����������� ������������������  WTP cWRPaT• : TaVh����������� ������������������  SXbPVVaTVPcX ����������� ������������������   bhbcT

Page 3: Case Study on Intelligent IoT Platform

-

! ca SdRcX ����������� ������������������   U����������� ������������������   I! IWX Z E PcU a

Page 4: Case Study on Intelligent IoT Platform

G PS����������� ������������������   P ����������� ������������������   U����������� ������������������   cTa Tc����������� ������������������   U����������� ������������������  IWX Vb

.

Page 5: Case Study on Intelligent IoT Platform

ECJ����������� ������������������   IWX Z E PcU a

/

ECJ IWX Z E PcU a ����������� ������������������  X a eX V����������� ������������������  X cT XVT RT– 9TeXRT����������� ������������������   ����������� ������������������   I 7a ZTa����������� ������������������   ����������� ������������������  X cT XVT c����������� ������������������  aTR V XcX ����������� ������������������   UaP Tf aZ ����������� ������������������  R dS����������� ������������������  QPbTS I bTaeXRT����������� ������������������   PcU a ����������� ������������������  

eXbXQ T����������� ������������������  bTeXRT PZTa

I����������� ������������������  7a ZTa

I 9TeXRT

8 dS QPbTS����������� ������������������   IbTaeXRT����������� ������������������  X cTVaPcX ����������� ������������������  

T eXa T c

WiFi

Interaction with Device, Broker, Platform and cognitive framework

8 dS QPbTS����������� ������������������   IbTaeXRT����������� ������������������   PcU a

KXbXQ T����������� ������������������   I bTaeXRT����������� ������������������  PZX V����������� ������������������  c

I 7a ZTaX S a����������� ������������������   Xc aX V����������� ������������������  fXcW����������� ������������������  

bT b aTS SPcP

HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������  8WX

cT XVT RT����������� ������������������  R V XcXeT����������� ������������������  

UaP Tf aZ

cT XVT RT����������� ������������������  R V XcXeT����������� ������������������  UaP Tf aZ

I aTb daRT����������� ������������������  P PVT T c c

I :g aTa

②③

Page 6: Case Study on Intelligent IoT Platform

0

! HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������   8WX

Page 7: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������  8WX ����������� ������������������  l ca SdRcX

• 6dc PcXR����������� ������������������  AXVWcX V����������� ������������������  8 ca ����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������  8WX H88– 8 V XcXeT����������� ������������������  RWX ����������� ������������������  bT bTb����������� ������������������  bXcdPcX ����������� ������������������  X U a PcX ����������� ������������������  PUcTa����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������  dbTa����������� ������������������  

aTUTaT RT����������� ������������������  X ����������� ������������������  PSeP RT����������� ������������������  P S����������� ������������������  R ca b����������� ������������������   XVWcX Vb• J STa����������� ������������������   cWT����������� ������������������  bXcdPcX ����������� ������������������   dbTa����������� ������������������  dbTb����������� ������������������  WPXa����������� ������������������  SahTa&����������� ������������������  cda b����������� ������������������   ����������� ������������������  cWT����������� ������������������  IK&����������� ������������������   I 7a ZTa����������� ������������������  P S����������� ������������������  

HXcdPcX ����������� ������������������   R V XcX ����������� ������������������   RWX ����������� ������������������  ad b����������� ������������������  Pdc PcXR����������� ������������������   XVWcX V����������� ������������������   R ca ����������� ������������������  Qh����������� ������������������  dbTa����������� ������������������   aTUTaT RTb����������� ������������������  P aTPSh����������� ������������������   TPa TS

1

HUE$BulbHUE$AP

Cognitive$Chip(FPGA)

IoT Broker

Sensing$Power$Consumption$

Monitor(In$place$of$TV)

Hair$Dryer

ZigBee

I2C

PIR$Sensor

Current$Cost

DetectingThings Monitoring

SmartSituationCognitive

LightingControl

Notebook

IBMNodeRed

USB

USB

Page 8: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������  8WX ����������� ������������������  l :gP T����������� ������������������  PRcX

• 6dc PcXR����������� ������������������  AXVWcX V����������� ������������������  8 ca ����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������  8WX H88E G����������� ������������������  HT b a����������� ������������������  STcTRcb����������� ������������������  fTPcWTa����������� ������������������  dbTa����������� ������������������  dbTb����������� ������������������  WPXa����������� ������������������  SahTa����������� ������������������   X ����������� ������������������  Ua c����������� ������������������   U����������� ������������������  cWT����������� ������������������   Xaa a

– HXcdPcX ����������� ������������������  + H TT ����������� ������������������   4����������� ������������������  C ����������� ������������������  STeXRTb����������� ������������������  PaT����������� ������������������  dbTS&����������� ������������������  E G����������� ������������������  bT bX V����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  Xb nc����������� ������������������  bT bTS• J:����������� ������������������  AXVWcX V����������� ������������������  4����������� ������������������  GTS����������� ������������������  P S����������� ������������������  NT f����������� ������������������  R aTS����������� ������������������  Qd Q����������� ������������������  fXcW����������� ������������������   f����������� ������������������  QaXVWc Tbb

– HXcdPcX ����������� ������������������  , LPcRWX V����������� ������������������   IK ����������� ������������������  4����������� ������������������  LPcRWX V����������� ������������������   IK&����������� ������������������  E G����������� ������������������  HT b a����������� ������������������  S Tb nc����������� ������������������   bT bT• J:����������� ������������������  AXVWcX V����������� ������������������  4����������� ������������������  LWXcT����������� ������������������  R aTS����������� ������������������  Qd Q����������� ������������������  fXcW����������� ������������������   XSS T����������� ������������������  QaXVWc Tbb

– HXcdPcX ����������� ������������������  - BPZT����������� ������������������  d ����������� ������������������   a X V ����������� ������������������   4����������� ������������������  LPcRWX V����������� ������������������   IK&����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  WPXa����������� ������������������  SahTa&����������� ������������������  E G����������� ������������������  HT bTb����������� ������������������  dbTa• J:����������� ������������������  AXVWcX V����������� ������������������  4����������� ������������������  LWXcT����������� ������������������  R aTS����������� ������������������  Qd Q����������� ������������������  fXcW����������� ������������������  WXVW����������� ������������������  QaXVWc Tbb

2

PIR SensorTV(Monitor) Hair Dryer

Situation1

Situation2

PIR SensorTV(Monitor) Hair Dryer

Situation3

PIR SensorTV(Monitor) Hair Dryer

Page 9: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������   8 V XcX ����������� ������������������   8WX ����������� ������������������  l 9T ����������� ������������������  bhbcT ����������� ������������������  PaRWXcTRcdaT

• IWXb����������� ������������������  PaRWXcTRcdaT����������� ������������������  R bXbc����������� ������������������   U����������� ������������������  .����������� ������������������  R T cb– I 7a ZTa

– HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������   8WX

– JbTa����������� ������������������  STeXRTb E G����������� ������������������  HT b a&����������� ������������������   IK&����������� ������������������   PXa����������� ������������������  9ahTa

– 7a ZTa����������� ������������������  8 ca ����������� ������������������  9TeXRT dT

(����������� ������������������   I����������� ������������������   s ) ~

Situation Cognition Chip

Classifier User Preference Learning

Classify and find

proper situation for user

Classification Model

PIRTV

DryerTime

Run Schedulingfor each data

PIR Sensor

Hair Dryer

TV

User devices

IoT Broker

Classify Aggregation

Collects data from external environment with internal server timeto send chip’s classifier

Hue ControlUser Preference Learning Data

Send pre-defined

user preferencedata

ControlHue Bulb #1

ControlHue Bulb #2

Hue AP

Change HueColor

Change HueBrightness

User devices

Page 10: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������  8WX ����������� ������������������  l H TRXUXRPcX

+*

• I 7a ZTa– 8 TRcb����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  dbTa����������� ������������������  STeXRTb����������� ������������������   IK&����������� ������������������   PXa����������� ������������������  SahTa&����������� ������������������  E G����������� ������������������  HT b a&����������� ������������������   TcR(

– Gd b����������� ������������������   aTSTUX TS����������� ������������������   dbTa����������� ������������������   aTUTaT RT����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������  

– HT Sb����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  c ����������� ������������������  cWT����������� ������������������  HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������   8WX

– GTRTXeTb����������� ������������������   R PbbXUXRPcX ����������� ������������������   aTbd c����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  cWT����������� ������������������  8WX

– 8 ca ����������� ������������������   dT����������� ������������������  Qh����������� ������������������  cWT����������� ������������������  R PbbXUXRPcX ����������� ������������������   aTbd c

• HXcdPcX ����������� ������������������  8 V XcX ����������� ������������������  8WX– ATPa ����������� ������������������  dbTa����������� ������������������   aTUTaT RT

– 8 PbbXUh����������� ������������������  R TRcTS����������� ������������������   SPcP

– HT Sb����������� ������������������   aTbd cb����������� ������������������  c ����������� ������������������  cWT����������� ������������������   I 7a ZTa

Specification of Implementation

Implementation Env. Xilinx ISE 14.7(Windows 7), Node-red(Ubuntu 14.04, Odroid)

Programming Lang. Verilog, Node.js

Requirements

Etc.

Page 11: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������   8 V XcX ����������� ������������������   8WX ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb����������� ������������������   +)/

• TPcdaT����������� ������������������   U����������� ������������������  bXcdPcX ����������� ������������������  R V XcX ����������� ������������������  RWX ����������� ������������������  P S����������� ������������������  Xcnb����������� ������������������  bcadRcdaT– BX X XiT����������� ������������������  Q cc T TRZ����������� ������������������   Qh����������� ������������������  bX d cP T db����������� ������������������   T ah����������� ������������������  PRRTbb����������� ������������������  P S����������� ������������������  RP Rd PcX

– D cX XiT����������� ������������������  WPaSfPaT����������� ������������������   aTb daRT����������� ������������������  Qh����������� ������������������  bd acX V����������� ������������������   X T X TS����������� ������������������   U PcX V����������� ������������������   X c����������� ������������������  RP Rd PcX

++

Local Variable Module

CU

Discrete Valued Attr. Continuous Valued Attr.

Cont Data 1Module

Cont Data 2Module

Disc Data 1Module

Disc Data 2Module

CLASSModule

WEIGHTModule

ITEMCounter

FPU BlockFPU Arbiter

Tree Memory

Classification Module

INIT

WE

ADDRESS

Disc_1 DATA

Disc_2 DATA

Cont_1 DATA

Cont_2 DATA

CLASS DATA

ITEM NUM

RUN TRAIN

RUN CLASSIFY

CLASS OUT

DONE

Structure of situation cognition chip

Page 12: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������   8 V XcX ����������� ������������������   8WX ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb����������� ������������������   ,)/

• 6aaP VX V����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������  SPcP����������� ������������������   TgP T– a����������� ������������������  R cX d db����������� ������������������   PccaXQdcT����������� ������������������  SPcP&����������� ������������������  

RP Rd PcT����������� ������������������   m PX n����������� ������������������  c ����������� ������������������  UX S����������� ������������������   cX XiTS����������� ������������������   b Xc����������� ������������������  X c����������� ������������������  PUcTa����������� ������������������  PaaP VX V����������� ������������������   PbRT SX V����������� ������������������   aSTa

– DaXVX P ����������� ������������������   b UcfPaT����������� ������������������   X T T cb&����������� ������������������   cWXb����������� ������������������  Xb����������� ������������������  S T����������� ������������������  PRR aSX V����������� ������������������   c ����������� ������������������  cWT����������� ������������������  cX T����������� ������������������  bT dT RT

– I ����������� ������������������  RP Rd PcT����������� ������������������   m PX n����������� ������������������  bX d cP T db h&����������� ������������������   Dda����������� ������������������  STbXV ����������� ������������������  dbTb����������� ������������������   X cTa����������� ������������������   Tgc����������� ������������������   PVT

+,

0/ 1* cadT +(* 9n Ph

0. 0/ cadT +(* E Ph

1, 3/ UP bT +(* 9n Ph

03 1* UP bT *(3 E Ph

1/ 2* UP bT *(3 E Ph

0. 0/ cadT +(* E Ph

0/ 1* cadT +(* 9n Ph

03 1* UP bT *(3 E Ph

1, 3/ UP bT +(* 9n Ph

1/ 2* UP bT *(3 E Ph

0. 0/ cadT +(* E Ph

0/ 1* cadT +(* 9n Ph

03 1* UP bT *(3 E Ph

1/ 2* UP bT *(3 E Ph

1, 3/ UP bT +(* 9n Ph

RPbT+

RPbT,

RPbT-

RPbT.

RPbT/

RPbT+

RPbT,

RPbT-

RPbT.

RPbT/

RPbT+

RPbT,

RPbT-

RPbT.

RPbT/

Page 13: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������   8 V XcX ����������� ������������������   8WX ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb����������� ������������������   -)/

• 6aaP VX V����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������  SPcP����������� ������������������   TgP T– 6S c����������� ������������������   X STgX V����������� ������������������   X cTa����������� ������������������  c ����������� ������������������  UX Sb����������� ������������������   dc����������� ������������������   aXVX P ����������� ������������������   X STg����������� ������������������  P S����������� ������������������  R cX d db����������� ������������������   SPcP

– 7h����������� ������������������  aT TfX V����������� ������������������   X cTa&����������� ������������������   bX d cP T db����������� ������������������   aP VX V����������� ������������������   RP ����������� ������������������  QT����������� ������������������  S T����������� ������������������   U a����������� ������������������  TPRW����������� ������������������  PccaXQdcTb

+-

RPbT+ + + cadT +(* 9n Ph

RPbT, , , cadT +(* E Ph

RPbT- - - UP bT +(* 9n Ph

RPbT. . . UP bT *(3 E Ph

RPbT/ / / UP bT *(3 E Ph

+

,

-

.

/

0/

0.

1,

03

1/

1*

0/

3/

1*

2*

+

,

-

.

/

RPbT+ , , cadT +(* 9n Ph

RPbT, + + cadT +(* E Ph

RPbT- . / UP bT +(* 9n Ph

RPbT. - - UP bT *(3 E Ph

RPbT/ / . UP bT *(3 E Ph

,

+

.

-

/

0.

0/

03

1,

1/

0/

1*

1*

2*

3/

,

+

.

/

-

pointer

Page 14: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������   8 V XcX ����������� ������������������   8WX ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb����������� ������������������   .)/

• 8P Rd PcX V����������� ������������������  Qh����������� ������������������  cX T����������� ������������������  bT dT RT����������� ������������������   H UcfPaT

+.

XcXP XiT����������� ������������������  BT ah 9PcP����������� ������������������  X dc 8 d c����������� ������������������  R Pbb����������� ������������������   d QTa 8P Rd PcT����������� ������������������  mGTcda n8 SXcX

PX ����������� ������������������   ����������� ������������������   U

8P Rd PcT

9XbR(����������� ������������������  6cca(

8 cX d db����������� ������������������  6ccaXQdcT H XccX V����������� ������������������  

6ccaXQdcT����������� ������������������  HT TRc

8aTPcT����������� ������������������  

8WX S����������� ������������������  C ST a d X V

LTXVWc����������� ������������������  B SXUh GTRdabXeT����������� ������������������  8P LTXVWc����������� ������������������  GTR eTaha d X V a d X V LTXVWc����������� ������������������  B SXUh

LTXVWc����������� ������������������  GTR eTah a d X V C ST����������� ������������������  aTcda ����������� ������������������   ����������� ������������������  FdXc

8 c(����������� ������������������  6aa(

8 d c

PX ����������� ������������������   ����������� ������������������   U

8P Rd PcT 8 d c

PX ����������� ������������������   ����������� ������������������   U

8P Rd PcT 6aaP VT����������� ������������������   ����������� ������������������  8 d c

8 cX d db����������� ������������������  6ccaXQdcT

6aaP VT����������� ������������������   ����������� ������������������  8 d c

PX ����������� ������������������   ����������� ������������������   U

8P Rd PcT

Page 15: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������   8 V XcX ����������� ������������������   8WX ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb����������� ������������������   /)/

• 8P Rd PcX V����������� ������������������  Qh����������� ������������������  cX T����������� ������������������  bT dT RT����������� ������������������   PaSfPaT– 7h����������� ������������������  RP Rd PcX V����������� ������������������   m PX ����������� ������������������   ����������� ������������������   U n����������� ������������������  bX d cP T db h&����������� ������������������   WPaSfPaT����������� ������������������   X T T cPcX ����������� ������������������   Xb����������� ������������������   aT����������� ������������������  

TUUXRXT c����������� ������������������   cWP ����������� ������������������   aXVX P ����������� ������������������   b UcfPaT����������� ������������������   X T T cPcX

+/

PX ����������� ������������������   ����������� ������������������   U ����������� ������������������  8P Rd PcX

9XbRaTcT����������� ������������������  6ccaXQdcTb

8 cX d db����������� ������������������  6ccaXQdcTb

H XccX V����������� ������������������  6ccaXQdcT

HT TRc

8aTPcT

8WX S����������� ������������������  C ST a d X V

LTXVWc����������� ������������������  B SXUh GTRdabXeT����������� ������������������  8P LTXVWc����������� ������������������  GTR eTaha d X V a d X V LTXVWc����������� ������������������  B SXUh

LTXVWc����������� ������������������  GTR eTah a d X V C ST����������� ������������������  aTcda ����������� ������������������   ����������� ������������������  FdXc

XcXP XiT����������� ������������������  BT ah 9PcP����������� ������������������  X dc

HX d cP T db h

8 d c����������� ������������������  U a����������� ������������������  TPRW����������� ������������������  6cca(

8P Rd PcT����������� ������������������  mGTcda n

8 SXcX

Page 16: Case Study on Intelligent IoT Platform

HXcdPcX ����������� ������������������   8 V XcX ����������� ������������������   8WX ����������� ������������������  l E 6����������� ������������������   T T c����������� ������������������   aTbd cb

• T T c����������� ������������������  aTbd c����������� ������������������   Oh Q PaS&����������� ������������������  MX X g����������� ������������������  M81O*,* 8A .2.– Hd ac����������� ������������������   Pg����������� ������������������  +*,.����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������  SPcP

– BPg����������� ������������������  .����������� ������������������  aTRdabXeT����������� ������������������   RP

– BPg����������� ������������������  +0����������� ������������������  IaTT����������� ������������������   ST

– 6aaP VT����������� ������������������  dbX V����������� ������������������   TP ����������� ������������������  H ac

– GTVXbcTa����������� ������������������  dbTb����������� ������������������  4����������� ������������������  1&3+2

– AJIb����������� ������������������  4����������� ������������������  .*&--2

– G6B����������� ������������������  7 RZ����������� ������������������  4����������� ������������������  1����������� ������������������   -0@Q

– 8 RZ����������� ������������������   aT dT Rh����������� ������������������   4����������� ������������������  +*(-22B i

– GT dXaTS����������� ������������������  IX T ATPa X V 4����������� ������������������  -.1(++. b����������� ������������������   5+*B i

– GT dXaTS����������� ������������������  IX T 8 PbbXUh ����������� ������������������   4����������� ������������������  ,(1db����������� ������������������  j����������� ������������������  ++(+db����������� ������������������   5+*B i

+0

Page 17: Case Study on Intelligent IoT Platform

+1

! I 7a ZTa! I 8 ����������� ������������������  E PcU a! cT XVT RT 8 V XcXeT����������� ������������������   aP Tf aZ! I :g aTa

Page 18: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 7a ZTa����������� ������������������   ca SdRcX

+2

IoT Broker for connection among Human, Things and Services ! Interaction with various devices! Interaction with social network such as calendar! IoT broker can be managed easily by using IoT explorer from smart phone! Providing higher security and privacy levels

Device&RegistryDevice(Description(Mgr

Device&ControlDevice(Actuation(MgrDevice(Conf.(ManagerStore((F ile)

상황인지 플랫폼

Bluetooth 체중계

PHILIPS Hue

IoT 응용 서비스

IoT Broker서비스 플랫폼

Google Calendar, SNS

Page 19: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 7a ZTa����������� ������������������  l :gP T����������� ������������������  6RcX ����������� ������������������   f

+3

Protocol Conversion Unit Test (CoAP, MQTT)– Scenario• Motor sends their data in real time.• IoT Broker Middleware convert monitored data from UDP to publish message for MQTT.• Upon monitoring symptoms, the motor can be controlled by CoAPmassages.

– Required techniques• Protocol Conversion, MQTT, CoAP

Wi=fi(UDP) IoT Broker

Publish

Page 20: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 7a ZTa����������� ������������������  l 6aRWXcTRcdaT(����������� ������������������   I����������� ������������������   s ) ~

External Protocol Resolution (MQTT, CoAP, Web service, HTTP, ...)

Application (Business model)

Management

Smar

t Inf

orm

atio

n

Security

Serv

ice

Org

aniz

atio

n

Seamless Communication

RFID Bluetooth 802.11 ZigBee Others

Storage and Resources

IoT Broker Service

Virtual Entity

Service Layer

IoT Broker

Device Layer

Page 21: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 7a ZTa����������� ������������������   H TRXUXRPcX

,+

Processor

Memory

Operating System Embedded Linux(Linaro Ubuntu)

Development Language C, PHP, Java

Libraries HostAP, dhcpd, califonium

Network IEEE802.15.4/Zigbee RF, WiFi, Bluetooth

Specification of IoT Broker

Implemented components– External Protocol Resolution : This module resolves CoAP, MQTT and so on. Then it convert

into compatible protocol messages for communication with other layer.– Management : This module manages identification of users, devices. Moreover – Service Organization : This module resolves CoAP, MQTT and so on. Then it convert into

compatible protocol messages for communication with other layer.– Virtual Entity : This module resolves CoAP, MQTT and so on. Then it convert into compatible

protocol messages for communication with other layer.

Page 22: Case Study on Intelligent IoT Platform

WiFi Client mode interface

Wireless AP Interface

I 7a ZTa����������� ������������������  l 6E����������� ������������������  8 UXVdaPcX

,,

Bridged interface

Wireless AP Interface

Eth0 : wired interface connected to the Internet.Wlan3 : wireless interface with internal connection.Br0 : bridged interface both eth0 and wlan3.NAT between eth0 and wlan3 will be implemented.

Page 23: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 8 ����������� ������������������  E PcU a ����������� ������������������  l ca SdRcX

• DeTaeXTf– 8 dS QPbTS����������� ������������������   I HTaeXRT����������� ������������������  E PcU a ����������� ������������������  U a����������� ������������������  9TeXRT����������� ������������������  GTVXbcaPcX )BP PVT T c&����������� ������������������  HT bX V����������� ������������������  9PcP����������� ������������������  

BP PVT T c&����������� ������������������  HTaeXRT����������� ������������������  BP PVT T c&����������� ������������������  D T ����������� ������������������  6E ����������� ������������������  BP PVT T c

• HhbcT ����������� ������������������  8 UXVdaPcX

• :gRT T RT����������� ������������������  P S����������� ������������������  P XRPcX b– 8 TRc����������� ������������������  6 ����������� ������������������  4����������� ������������������  :gRT T c����������� ������������������  bRP PQX Xch����������� ������������������  fXcW����������� ������������������  STeXRT����������� ������������������  R TRcXeXch(����������� ������������������  6 P hiX V����������� ������������������  P S����������� ������������������  VPcWTaX V����������� ������������������  QXV����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  X ����������� ������������������  aTP ����������� ������������������  cX T

– :Pbh����������� ������������������  BPbW d ����������� ������������������  cWX Vb 4����������� ������������������  Hd acX V����������� ������������������  U TgXQ T����������� ������������������  STeT T c����������� ������������������  T eXa T c����������� ������������������  cWPc����������� ������������������  RP ����������� ������������������  STeT ����������� ������������������   Tf����������� ������������������  ch Tb����������� ������������������   U����������� ������������������  bTaeXRTb����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������  cWT����������� ������������������  UdbX ����������� ������������������   U����������� ������������������  P����������� ������������������  ePaXTch����������� ������������������   U����������� ������������������  STeXRTb����������� ������������������  P S����������� ������������������  bTaeXRTb

– 9h P XR����������� ������������������  8 PQ aPcX ����������� ������������������  4����������� ������������������  :Pbh����������� ������������������  c ����������� ������������������  R PQ aPcT����������� ������������������  fXcW����������� ������������������  SXUUTaT c����������� ������������������  bTaeXRT����������� ������������������   a eXSTa����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������  bd acX V����������� ������������������  cWT����������� ������������������  STcTRcX ����������� ������������������  P S����������� ������������������  R QX PcX ����������� ������������������   U����������� ������������������  cWT����������� ������������������  ePaX db����������� ������������������  aTb daRTb

,-

8 TRc����������� ������������������  6 9h P XR����������� ������������������  8 PQ aPcX:Pbh BPbW d ����������� ������������������  cWX Vb

: TaVh����������� ������������������  6 XRPcX

I d SPcX

G9 ����������� ������������������  Hc aT

9TeXRT)6 XRPcX ����������� ������������������  BP PVT T c

GTb daRT����������� ������������������  9XbR eTah����������� ������������������  GTb dcX

9PcP����������� ������������������  BP PVT T c

C ST����������� ������������������  ) f

E acP

C ST G:9

9TeXRT����������� ������������������  GTVXbcah

HTaeXRT����������� ������������������  GTVXbcah

E acP

9TeT T c����������� ������������������  I

I HTaeXRT����������� ������������������   aP Tf aZC ST G:9����������� ������������������  :gcT bX

LT Tbb����������� ������������������  6 XRPcX b

H Pac����������� ������������������  EW T

H Pac����������� ������������������   T����������� ������������������  9TeXRTb

6aSdXGPb QTaah����������� ������������������  EX7TPV T7 T����������� ������������������  7 PRZ

Sdbcah b TRXUXR6 XRPcX

k

Page 24: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 8 ����������� ������������������  E PcU a l :gP T����������� ������������������  6RcX ����������� ������������������   f

• HRT PaX– 9TeXRT����������� ������������������  GTVXbcaPcX )BP PVT T c

• c����������� ������������������  RP ����������� ������������������  aTVXbcTa����������� ������������������  cWT����������� ������������������  STeXRT����������� ������������������  bdRW����������� ������������������  Pb����������� ������������������  IT b7&����������� ������������������  6aSdX &����������� ������������������  GPb QTaah EX

• GTVXbcTaTS����������� ������������������  STeXRTb����������� ������������������  PaT����������� ������������������   P PVTPQ T����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������   I E acP

– I HTaeXRT����������� ������������������  9TeT T c����������� ������������������  P S����������� ������������������  9T h T c• HTaeXRTb����������� ������������������  RP ����������� ������������������  QT����������� ������������������  STeT TS����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  B QX T����������� ������������������  9TeXRT����������� ������������������  bdRW����������� ������������������  Pb����������� ������������������   I :g aTa

• f����������� ������������������  :SXc a����������� ������������������  U a����������� ������������������   QX T����������� ������������������  STeXRT����������� ������������������  P S����������� ������������������  X cTaf aZX V����������� ������������������  fXcW����������� ������������������  C ST G:9

– GT cT����������� ������������������  9T h T c����������� ������������������   U����������� ������������������   I HTaeXRT����������� ������������������  P S����������� ������������������  6 ����������� ������������������  Hc aT����������� ������������������  • c����������� ������������������  Xb����������� ������������������   bbXQ T����������� ������������������  c ����������� ������������������  bTPaRW����������� ������������������  P S����������� ������������������  dcX XiT����������� ������������������  U f����������� ������������������  STeT TS����������� ������������������  Qh����������� ������������������  cWXaS����������� ������������������   PacXTb����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������   I E acP ����������� ������������������   6 ����������� ������������������  Hc aT

• f����������� ������������������  RP ����������� ������������������  QT����������� ������������������  aT cT h����������� ������������������  X bcP TS����������� ������������������   ����������� ������������������   I 7a ZTa

,.

I 8 dS����������� ������������������  E PcU a

G9 ����������� ������������������  Hc aT

9TeXRT)6 XRPcX ����������� ������������������  BP PVT T c

GTb daRT����������� ������������������  9XbR eTah����������� ������������������  GTb dcX

9PcP����������� ������������������  BP PVT T c

C ST����������� ������������������  ) f

E acP

C ST G:9

9TeXRT����������� ������������������  GTVXbcah

HTaeXRT����������� ������������������  GTVXbcah

I E acP

I H9@

I HTaeXRT����������� ������������������   aP Tf aZC ST G:9����������� ������������������  :gcT bX

EPaT cnb����������� ������������������   T

H Pac����������� ������������������  EW T

6aSdXGPb QTaah����������� ������������������   EX7TPV T7 T 7 PRZ

(1) Device Registration

(2) IoT Service Development And Deployment(Mobile Device)

Bh����������� ������������������   T

(3) Remote deployment of

IoT Service

Page 25: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 8 ����������� ������������������  E PcU a ����������� ������������������  l 6aRWXcTRcdaT

• DeTaeXTf

IoT Service Platform

Generic Data Model

(RDF Store)

IoT Foundation

Connected Device Platform (Device Connectivity, Device Data Management, Device Authentication)

Sensors Appliances Computers Utilities Security TV’s & Media Devices

VehiclesHVAC Production Equipment

IoT Broker IoT Broker IoT Broker

Medical Devices

Mobile Devices

Lighting

IoT Services

Device Management

Resource Management

Device Spec Management

Service Management

Entity Management

Resource Discovery

Flow Management

Node Management

IoT Service Framework

Flow Editor(Node-RED)

Portal

Access Management

Account Management

Connection Management

System Service Framework

Usage Monitoring

Implemented Unimplemented

Page 26: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 8 ����������� ������������������  E PcU a ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb +)-

,0

• 8 T c– E acP

• Ea eXST����������� ������������������  dbTa����������� ������������������  X cTaUPRT����������� ������������������  U a����������� ������������������   I HTaeXRT����������� ������������������  E PcU a

– I HTaeXRT����������� ������������������   aP Tf aZ• aP Tf aZ����������� ������������������  U a����������� ������������������  C ST G:9����������� ������������������  QPbTS����������� ������������������  bTaeXRT����������� ������������������  bdRW����������� ������������������  Pb����������� ������������������  aT cT����������� ������������������  ST h&����������� ������������������  RaTPcX V����������� ������������������  U f&����������� ������������������  U f����������� ������������������   P PVT T c

– GTb daRT����������� ������������������  BP PVT T c• BP PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������  aTb daRTb����������� ������������������  dbTS����������� ������������������  X ����������� ������������������   I HTaeXRT����������� ������������������  E PcU a

– HhbcT ����������� ������������������  HTaeXRT����������� ������������������   aP Tf aZ• Ea eXST����������� ������������������  Ud RcX b����������� ������������������  bdRW����������� ������������������  Pb����������� ������������������  dbTa����������� ������������������   P PVT T c&����������� ������������������  Qa ZTa)STeXRT����������� ������������������   Xc aX V&����������� ������������������  PRRTbb����������� ������������������  R ca

Flow ManagementCreate FlowRemote Deploy

IoT Service Platform Portal

Page 27: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 8 ����������� ������������������  E PcU a ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb����������� ������������������   ,)-

• I d SPcX ����������� ������������������   TPcdaT����������� ������������������   +),

,1

• Real-time various data collection for the accurate prediction

• Supporting data provisioning through Common Data Model-based Big Data management for a wide variety of uses of the data

Supporting standards-based device connectivity Big data processing for IoT Devices

• MQTT standards-based connection optimized mobile, smart sensor, telemetry devices

• Low power compared to HTTP (1/10 Battery Consumption), High Efficiency(93 times faster transmission speed)

• Event-based monitoring, remote resource management

Real-time big data

IoT Foundation

Open API

IoT Big&Data&(Generic&Data&

Model)

Services

디바이스

MQTT MQTT

Connected Device Platform

Page 28: Case Study on Intelligent IoT Platform

I 8 ����������� ������������������  E PcU a ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb -)-

• I d SPcX ����������� ������������������   TPcdaTb����������� ������������������   ,),

,2

IoT Service&FrameworkCondition Process Action

Analytics(Service

API

Social(Service

API

Enterprise(Service

API

DeviceSDK

Communication(Protocol

Open(Web(Service

NodeManagement Flow&Management

Remote&Deployment Flow&Editor

IoT Foundation

Resource&Discovery&&&Resolution

• Easy to collaborate with different service provider through supporting the detection and combination of the various resources

• Service Recommendation considering user ’s environment and various contexts

Development Environment for IoT Mashup Support dynamic search and combination of service

• Support flexible development environment in order to creating a new type of service through fusing a variety of devices and services

• Placing a flexible process(Cloud-oriented, Distributed) depending on data size, algorithm complexity and so on

Page 29: Case Study on Intelligent IoT Platform

! Ea eXSX V����������� ������������������  P����������� ������������������   cT XVT RT����������� ������������������   c ����������� ������������������   I����������� ������������������  HTaeXRT! 9TeT T c����������� ������������������   dbX V����������� ������������������  R eT XT c����������� ������������������   GTbcUd ����������� ������������������  6E ����������� ������������������  U a����������� ������������������  X cT XVT RT����������� ������������������   P V aXcW! 9 X V����������� ������������������  EaTSXRcX &����������� ������������������  8 dbcTaX V&����������� ������������������   GTR V XcX ����������� ������������������   P S����������� ������������������  8 PbbXUXRPcX

(����������� ������������������   I����������� ������������������   s ) ~

What is the intelligence cognitive framework?

The Intelligence Cognitive Framework

IoT Service User

IoT Service Developer

IoT Platform

User data, Service data, IoT device se nsing data

User data, Service data, IoT device sensing data

Intelligence Model Management

Intelligence Service

cT XVT RT����������� ������������������  8 V XcXeT����������� ������������������   aP Tf aZ����������� ������������������   ca SdRcX

Page 30: Case Study on Intelligent IoT Platform

-*

cT XVT RT����������� ������������������  8 V XcXeT����������� ������������������   aP Tf aZ����������� ������������������  l :gP T����������� ������������������   f

Memory'Mgt.

Storage'Mgt.

Schedule'Mgt.

Traffic'Mgt.

Example Flow 1. Intelligence Service Request

① RequestAnalysis Power

Common%Interface

Resource%Management Security

Core

② Check Policy

② Check resource state

③ Run intelligence Model

④ ResponsePrediction of appliances state

Power Analysis Service

Intelligence Cognitive Framework

Check access policypriority, ..

Running algorithm

Example Flow 2. Developer & Service Registration

① RequestDeveloper Registration

Common%Interface

Security

Resource%Management

Intelligence Cognitive Framework

Core

Developer

Policy CryptoAuthenti>cation

Autoriza>tion

② CreateCredential

③ RequestService Registration

Algorithm④ Select Model

⑧ Issue API Key

⑦ Create API Key

⑤ Create & Train Model

⑥ Create API

Page 31: Case Study on Intelligent IoT Platform

cT XVT RT����������� ������������������  8 V XcXeT����������� ������������������   aP Tf aZ����������� ������������������   6aRWXcTRcdaT

-+

DeepLearning

Data'Processing

Machine'Learning

Core

Common'Interface

Memory'Mgt.

Resource'ManagementStorage'Mgt.

Schedule'Mgt.

Traffic'Mgt.

Policy

Security

Crypto Authenti>cation

Autoriza>tion

Intelligence Cognitive Framework Architecture

! cTaUPRT����������� ������������������   ����������� ������������������  4����������� ������������������  8 d XRPcX ����������� ������������������   U a����������� ������������������  bTaeXRTb����������� ������������������  P S����������� ������������������   cWTa����������� ������������������   PcU a! GTb daRT����������� ������������������   P PVT T c����������� ������������������   G ����������� ������������������  4����������� ������������������  BP PVT����������� ������������������   UaP Tf aZ����������� ������������������   bTaeTa����������� ������������������  aTb daRT! HTRdaXch����������� ������������������   H ����������� ������������������  4����������� ������������������  Ea eXST����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  R UXST cXP Xch&����������� ������������������   X cTVaXch����������� ������������������  P S����������� ������������������  666! 8 aT����������� ������������������   8 ����������� ������������������  4����������� ������������������  BPRWX T����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������   P V aXcW &����������� ������������������  9TT ����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������  P V aXcW ����������� ������������������  

Architecture

Page 32: Case Study on Intelligent IoT Platform

-,

Detail Components

8 T cb B Sd T 9TbRaX cX

cTaUPRT 8• B Sd T����������� ������������������  U a R d XRPcX ����������� ������������������  fXcW����������� ������������������   I����������� ������������������   PcU a ����������� ������������������   a����������� ������������������  aT PcTS����������� ������������������  bTaeXRTb• a����������� ������������������  bTaeXRTb&����������� ������������������  fT����������� ������������������   a eXST����������� ������������������  P����������� ������������������   T ����������� ������������������  6E ����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  G:HIUd eTa����������� ������������������   IIE

GTb daRT����������� ������������������  BP PVT T c

BT ah����������� ������������������  BVc( • B Sd T����������� ������������������  U a����������� ������������������  aTbcaXRcX ����������� ������������������  UaP Tf aZ����������� ������������������  bTaeTa����������� ������������������   T ah����������� ������������������  dbPVT

Hc aPVT����������� ������������������  BVc( • B Sd T����������� ������������������  U a����������� ������������������   P PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������  UaP Tf aZ����������� ������������������  bc aPVT 9PcPQPbT

HRWTSd T BVc(• B Sd T����������� ������������������  U a����������� ������������������  RWTRZ����������� ������������������  PRRTbb XRh����������� ������������������   U����������� ������������������  bTaeXRT����������� ������������������  P S����������� ������������������  U a����������� ������������������  PSYdbc T c����������� ������������������  

ad X V����������� ������������������   aX aXch����������� ������������������  P V����������� ������������������  cWT����������� ������������������  bTaeXRTbIaPUUXR BVc( • B Sd T����������� ������������������  U a����������� ������������������   X XcPcX ����������� ������������������   ����������� ������������������  aT TPcTS����������� ������������������   aT dTbc Ua ����������� ������������������  bP T����������� ������������������  bTaeXRT

HTRdaXch

E XRh • R dSX V����������� ������������������   XRh Xbc����������� ������������������  PQ dc����������� ������������������   bTaeXRT����������� ������������������  dbT����������� ������������������  PdcW aXch����������� ������������������   Ta����������� ������������������  TPRW����������� ������������������  bTaeXRT

8ah c• B Sd T����������� ������������������  U a����������� ������������������   a eXSX V����������� ������������������  R UXST cXP Xch P S����������� ������������������  X cTVaXch����������� ������������������  Qh����������� ������������������  T Rah cX V

SPcP����������� ������������������  P S����������� ������������������  PSSX V����������� ������������������  BTbbPVT����������� ������������������  6dcWT cXRPcX ����������� ������������������  8 ST

6dcWT cXRPcX• DUUTaX V PdcWT cXRPcX ����������� ������������������   U����������� ������������������  STeT Ta����������� ������������������  fW ����������� ������������������  fP c����������� ������������������  c ����������� ������������������  dbT����������� ������������������  

X cT XVT RT����������� ������������������  bTaeXRT����������� ������������������  • bbdX V 6E ����������� ������������������  @Th����������� ������������������  c ����������� ������������������  STeT Ta

6dcW aXiPcX• 6dcW aXiPcX Ud RcX ����������� ������������������   U����������� ������������������  TPRW����������� ������������������  bTaeXRT����������� ������������������  dbTa����������� ������������������  P S����������� ������������������  UaP Tf aZ����������� ������������������  

aTb daRTb

8 aT

BPRWX TATPa X V

• 7PbXR����������� ������������������   PRWX T TPa X V����������� ������������������  P V aXcW ����������� ������������������  4����������� ������������������  R PbbXUXRPcX &����������� ������������������  R dbcTaX V&����������� ������������������  ((

9TT ATPa X V• Ea eXSX V PSeP RTS����������� ������������������  aTR V XcX & aTSXRcX ����������� ������������������  Qh����������� ������������������  dbX V����������� ������������������   EJ����������� ������������������  P S����������� ������������������  

STT ����������� ������������������   TPa X V����������� ������������������  P V aXcW

9PcP Ea RTbbX V• )Ddc dc����������� ������������������  SPcP����������� ������������������   a RTbbX V����������� ������������������   U a����������� ������������������  caPX X V����������� ������������������  X cT XVT RT bTaeXRT����������� ������������������   ST ����������� ������������������  

a����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  Xc(

cT XVT RT����������� ������������������  8 V XcXeT����������� ������������������   aP Tf aZ����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  

Page 33: Case Study on Intelligent IoT Platform

I :g aTa����������� ������������������  l ca SdRcX

• DeTaeXTf– I :g aTa����������� ������������������  Xb����������� ������������������  aTb daRTb����������� ������������������   P PVT T c����������� ������������������  c (����������� ������������������   c����������� ������������������  Xb����������� ������������������   bbXQ T����������� ������������������  c ����������� ������������������  RWTRZ����������� ������������������  bT bX V����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  P S����������� ������������������   P PVT����������� ������������������  

I 9TeXRTb����������� ������������������  X ����������� ������������������  eXacdP ����������� ������������������  T eXa T cb– 9TeXRT)7a ZTa����������� ������������������  X bcP PcX ����������� ������������������  P S����������� ������������������   Zd (����������� ������������������  8WTRZ����������� ������������������  aTP cX T����������� ������������������  bT bX V����������� ������������������  SPcP– cTaf aZX V����������� ������������������  fXcW����������� ������������������  C ST G:9����������� ������������������  fWXRW����������� ������������������   a eXSTb����������� ������������������  P����������� ������������������  Qa fbTa QPbTS����������� ������������������   U f����������� ������������������  TSXc a����������� ������������������   cWPc����������� ������������������   PZTb����������� ������������������  Xc����������� ������������������  TPbh����������� ������������������  

c ����������� ������������������  fXaT����������� ������������������  c VTcWTa����������� ������������������   U fb����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  cWT����������� ������������������  fXST����������� ������������������  aP VT����������� ������������������   STb����������� ������������������  X ����������� ������������������  cWT����������� ������������������   P TccT

• HhbcT ����������� ������������������  8 UXVdaPcX

• :gRT T RT����������� ������������������  P S����������� ������������������  P XRPcX b– I aTb daRTb����������� ������������������  PaT����������� ������������������  X cdXcXeT h����������� ������������������   P PVTS����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������  cWT����������� ������������������   X ZPVT����������� ������������������   U����������� ������������������  cWT����������� ������������������   WhbXRP ����������� ������������������  b PRT����������� ������������������  P S����������� ������������������  eXacdP ����������� ������������������  

b PRT– cdXcXeT����������� ������������������  bTcd &����������� ������������������  R ca ����������� ������������������  P S����������� ������������������  RWTRZX V����������� ������������������  cWT����������� ������������������  bT bX V����������� ������������������  SPcP

--

Arduino

Current Sensor

Sensor I :g aTa

Hue

I 7a ZTa

I 9TeXRTb

I d SPcX

Page 34: Case Study on Intelligent IoT Platform

I :g aTa����������� ������������������  l :gP T����������� ������������������  6RcX ����������� ������������������   f

• HRT PaX– ����������� ������������������  cWT����������� ������������������   I :g aTa&����������� ������������������  RWTRZ����������� ������������������  cWT����������� ������������������  bTaeXRT U f ����������� ������������������   Xbc����������� ������������������  X bcP TS����������� ������������������   ����������� ������������������   I 7a ZTa

– 8W bT����������� ������������������  P����������� ������������������  bTaeXRT����������� ������������������  X ����������� ������������������  cWT����������� ������������������   Xbc����������� ������������������  P S����������� ������������������  cWT ����������� ������������������  ST hX V����������� ������������������  bTaeXRT

– Tc����������� ������������������  X U a PcX ����������� ������������������  aT PcTS����������� ������������������  c ����������� ������������������  cWT����������� ������������������  ST hTS����������� ������������������  bTaeXRT����������� ������������������  bdRW����������� ������������������  Pb����������� ������������������  STeXRT����������� ������������������  X U a PcX &����������� ������������������  aTP cX T����������� ������������������  bT bX V����������� ������������������  SPcP&����������� ������������������   Xbc ah����������� ������������������  VaP W&����������� ������������������  P S����������� ������������������  b ����������� ������������������  

-.

① Service Management ② IoT Service Lookup ③ Check connection between devices

④ Check the device information ⑤Check real-time sensing data/History graph

Page 35: Case Study on Intelligent IoT Platform

I :g aTa����������� ������������������   6aRWXcTRcdaT

• DeTaeXTf– I :g aTa����������� ������������������  R d XRPcX b����������� ������������������  fXcW����������� ������������������   I d SPcX ����������� ������������������  P S����������� ������������������   I 7a ZTa

– I :g aTa����������� ������������������  VTcb����������� ������������������   cWT����������� ������������������  X U a PcX JbTa&����������� ������������������  7a ZTa&����������� ������������������  9TeXRT ����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������  cWT����������� ������������������   I d SPcX

– GT cT����������� ������������������  bTaeXRT U f ����������� ������������������  ST h T c����������� ������������������  Xb����������� ������������������   bbXQ T����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������   I d SPcX

– I :g aTa����������� ������������������  RP ����������� ������������������  R ca ) P PVT����������� ������������������  cWT����������� ������������������   I STeXRT����������� ������������������  cWa dVW����������� ������������������   I 7a ZTa

Broker/DeviceInterface

FlowController

Data Base

Arduino

DeviceManagement

Broker Management

FlowManagement

Flow Interface

IoT Explorer

Sensor

IoT Device IoT Foundation

IoT Broker

Hue

Interface Broker / Device Management

Flow Management

Synchronization

InformationManagement

InformationManagement

Broker Controller

Device Controller

Page 36: Case Study on Intelligent IoT Platform

I :g aTa����������� ������������������  l9TcPX ����������� ������������������  R T cb����������� ������������������   +).

-0

• 8 T c– 7a ZTa)9TeXRT����������� ������������������  BP PVT T c����������� ������������������  

• Ea eXSX V����������� ������������������  Ud RcX b����������� ������������������  bdRW����������� ������������������  Pb����������� ������������������  aTb daRT����������� ������������������   P PVT T c&����������� ������������������  R ca &����������� ������������������  bh RWa XiPcX ����������� ������������������  aT PcTS����������� ������������������  c ����������� ������������������   I 7a ZTa����������� ������������������  P S����������� ������������������  9TeXRT

– f����������� ������������������  BP PVT T c����������� ������������������  • Ea eXSX V����������� ������������������  Ud RcX b����������� ������������������  cWPc����������� ������������������  X bcP TS����������� ������������������   ����������� ������������������   I 7a ZTa����������� ������������������  aT PcTS����������� ������������������  c ����������� ������������������   I HTaeXRT f ����������� ������������������  

– cTaUPRT• 6 ����������� ������������������  X cTaUPRT����������� ������������������  U a����������� ������������������  R d XRPcX V����������� ������������������  fXcW����������� ������������������   I d SPcX &����������� ������������������   I 7a ZTa(����������� ������������������   c����������� ������������������  Xb����������� ������������������  aT PcTS����������� ������������������  c ����������� ������������������  7a ZTa)9TeXRT) f����������� ������������������  

BP PVT T c����������� ������������������  UdRcX b

Flow in a virtual environment Node-RED Flow

Broker and Device in a virtual environment

Page 37: Case Study on Intelligent IoT Platform

• 7a ZTa)9TeXRT����������� ������������������  BP PVT T c– Hh RWa XiPcX ����������� ������������������  

• 8 T c����������� ������������������  U a����������� ������������������  cWT����������� ������������������  bh RWa XiPcX ����������� ������������������  X U a PcX ����������� ������������������  QTcfTT ����������� ������������������   I d SPcX ����������� ������������������  P S����������� ������������������   I 7a ZTa

– 7a ZTa����������� ������������������  8 ca Ta����������� ������������������  ����������� ������������������  • HcPcT����������� ������������������  R ca ����������� ������������������  P S����������� ������������������   P PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������  cWT����������� ������������������   I 7a ZTa

– 9TeXRT����������� ������������������  8 ca Ta����������� ������������������   ����������� ������������������  • HcPcT����������� ������������������  R ca ����������� ������������������  P S����������� ������������������   P PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������   I 9TeXRT

• 8WTRZ����������� ������������������  HT bX V����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  P����������� ������������������  bT b a

– U a PcX ����������� ������������������  BP PVT T c• U a PcX 7a ZTa)9TeXRT ����������� ������������������   P PVT T c����������� ������������������   Ta����������� ������������������  dbTa

• BP PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������  SPcP����������� ������������������   QcPX TS����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  cWT����������� ������������������   I d SPcX ����������� ������������������  

• BP PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������  cWT����������� ������������������  HT bX V����������� ������������������  SPcP����������� ������������������   QcPX TS����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  bT b a

-1

IoT Explorer

Broker / Device Management

Synchronization

InformationManagementBroker Controller

Device Controller

Interface

Flow Management

Data Base

IoT Foundation

IoT Broker

Post/Get Inforamtion

Broker/Device ControllerInformation ManagementSynchronization

Control Signal

SynchronizeInformation

I :g aTa����������� ������������������  l9TcPX ����������� ������������������  R T cb����������� ������������������   ,).

Page 38: Case Study on Intelligent IoT Platform

• f����������� ������������������  BP PVT T c– f����������� ������������������  8 ca Ta

• GT cT����������� ������������������   f����������� ������������������  9T h T c����������� ������������������  eXP����������� ������������������   I d SPcX

• 8aTPcX V����������� ������������������   fb����������� ������������������  X ����������� ������������������  P����������� ������������������  eXacdP ����������� ������������������  T eXa T c

• HT S����������� ������������������   f����������� ������������������  c ����������� ������������������   I d SPcX ����������� ������������������  

• f����������� ������������������   ) UU����������� ������������������  

– U a PcX ����������� ������������������  BP PVT T c• BP PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������   f����������� ������������������   U a PcX ����������� ������������������   Ta����������� ������������������   I 7a ZTa

• BP PVT T c����������� ������������������   U����������� ������������������   f����������� ������������������  SPcP����������� ������������������   QcPX TS����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  cWT����������� ������������������   I d SPcX ����������� ������������������  

• Hc aT����������� ������������������   f����������� ������������������  bWP T����������� ������������������  X ����������� ������������������  P����������� ������������������  eXacdP ����������� ������������������  T eXa T c

-2

FlowController

IoT Explorer

Interface

Broker/Device Management

Flow Management

InformationManagement

Data Base

IoT Foundation

IoT Broker

Flow on/off

Remote FlowDeployment,Send Flow

Information ManagementFlow Controller

Post/Get Inforamtion

I :g aTa����������� ������������������  l9TcPX ����������� ������������������  R T cb����������� ������������������   -).

Page 39: Case Study on Intelligent IoT Platform

Broker/DeviceInterface

• cTaUPRT– 7a ZTa����������� ������������������  )9TeXRT����������� ������������������   cTaUPRT����������� ������������������  

• HTPaRW����������� ������������������   I 7a ZTa����������� ������������������  P S����������� ������������������  STeXRT����������� ������������������   Xbc

• HTPaRW����������� ������������������   I 7a ZTa����������� ������������������  P S����������� ������������������  STeXRT����������� ������������������  X U a PcX

• GTVXbcaPcX ����������� ������������������   U����������� ������������������  Qa ZTa����������� ������������������  P S����������� ������������������  STeXRT

• 8WTRZ����������� ������������������  bT bX V����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  bT b a����������� ������������������  P S����������� ������������������  bT S����������� ������������������  c ����������� ������������������   I d SPcX

– f����������� ������������������   cTaUPRT����������� ������������������  • HTPaRW����������� ������������������   f����������� ������������������   Xbc

• 8aTPcT����������� ������������������   f����������� ������������������  P S����������� ������������������  bT S����������� ������������������  c ����������� ������������������   I d SPcX

• GT cT����������� ������������������  9T h T c����������� ������������������  

• f����������� ������������������   ) UU

-3

Flow Interface

IoT Explorer

InterfaceBroker/DeviceManagement

FlowManagement

Data Base

IoT Foundation

IoT Broker

Broker InterfaceFlow Interface

Flow Management

Interface

Broker/Device Management

Interface

I :g aTa����������� ������������������  l9TcPX ����������� ������������������  R T cb����������� ������������������   .).

Page 40: Case Study on Intelligent IoT Platform

(����������� ������������������  zt rq y

.*

! H Pac����������� ������������������   Xaa a����������� ������������������   U a����������� ������������������  WTP cWRPaT! : TaVh����������� ������������������  SXbPVVaTVPcX ����������� ������������������   bhbcT

Page 41: Case Study on Intelligent IoT Platform

H Pac����������� ������������������   Xaa a����������� ������������������  l :gP T����������� ������������������  6RcX ����������� ������������������   f

.+

(3)Monitoring and Diagnosing the User state to the level of specialist

JH:G

(1) User Authentication(2) User State Information

(4) Diagnosis Information by Watson

Sensing Devices

I HTaeXRT����������� ������������������   cTVaPcX ����������� ������������������  : eXa T c����������� ������������������  QPbTS����������� ������������������   ����������� ������������������  8 dS

Personal Health Recognition Technique

(5) Diagnosis InformationDisplay

1. Disabetes Symptom- Diet Suggestion- Exercise Suggestion- Etc.

2. Infection Measurement- Medicine Suggestion- Food Suggestion- Etc.

Page 42: Case Study on Intelligent IoT Platform

H Pac����������� ������������������   Xaa a����������� ������������������   6aRWXcTRcdaT(����������� ������������������   I����������� ������������������   s ) ~

HT bX V����������� ������������������  9TeXRT H Pac����������� ������������������  BXaa a

7B 8 dS����������� ������������������  E PcU a9PcPQPbT

JbTa����������� ������������������  6dcWT cXRPcX ����������� ������������������  

NFC CardFace

RecognitionSmartWatch

SPO2

Bio impedance

Pulse rate

blood pressure

UI / UX Data Analysis

Watson APISensing dataUser ID

Page 43: Case Study on Intelligent IoT Platform

H Pac����������� ������������������   Xaa a����������� ������������������   H TRXUXRPcX

.-

Operating System Window 7 Pro 64bits

Development Language C++, C#(WPF), Python2.7, Java

Requirement NFC tag/reader, camera, smart watch

Libraries ComponentArt,OpenCV

Specification

User Authentication by using NFC Card

User Authentication by using Face Recognition

Component 1 Component 2 Component 3

User Authentication by using Smart Watch

Page 44: Case Study on Intelligent IoT Platform

H Pac����������� ������������������   Xaa a����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb +),

..

HT bX V����������� ������������������  9TeXRT

SPO2

Bio impedance

Pulse rate

blood pressure

7B����������� ������������������  8 dS����������� ������������������  E PcU a9PcPQPbT

Watson APISensing dataUser ID

Database (MongoDB)• Store data of Health Care Sensing Devices

and User Authentication Values

IBM Cloud Platform• Receive and Analysis

Health care date of the User• Create Health Information

by receiving the user data to Watson API of IBM

Sensing Device(C Language)• Convert Analog Values

from Sensors to Digital Values by using ADC

• Extraction the Sensing Device Value by using specific method based on Analog and Digital Value

Page 45: Case Study on Intelligent IoT Platform

H Pac����������� ������������������   Xaa a����������� ������������������  l 9TcPX ����������� ������������������  8 T cb ,),

./

H Pac����������� ������������������  BXaa a

JbTa����������� ������������������  6dcWT cXRPcX ����������� ������������������  

NFC CardFace

RecognitionSmartWatch

UI / UX Data Analysis

Intuitive UI/UX Implement by using C#-WPF

NFC Card(C#)• Create Initiative Random V

alue• Update the random Value e

ach time of AuthenticationSmart Watch(Java)• Request Login from Watch• Check the database and

Give the authorityFace Recognition(Python)• Store the specific user face

point to database.• Recognize and Compare

the user face point and then Give the correct grand of authority.

Transmit the user information to IBM Cloud Watson API

Page 46: Case Study on Intelligent IoT Platform

: TaVh����������� ������������������  9XbPVVaTVPcX ����������� ������������������  HhbcT ����������� ������������������   ca SdRcX

.0

What is the Energy Disaggregation System?

! : TaVh����������� ������������������  TUUXRXT Rh����������� ������������������  Qh����������� ������������������  aTP cX T����������� ������������������   fTa����������� ������������������  P P hbXb����������� ������������������   P S����������� ������������������   aTSXRcX ����������� ������������������   U����������� ������������������  P XP RTb����������� ������������������   bcPcT! JbTa����������� ������������������  PRcXeXch����������� ������������������  aTR V XcX ����������� ������������������   cWa dVW����������� ������������������   P XP RTb����������� ������������������   dbPVT����������� ������������������   PccTa

(init data) power consumption history

Update disaggregation resultEx) Monitor “on”, Lamp “off”, Fan “on”

Collect sensing dataEx) time, power consumption

Data gathering period(6~10 sec)

IoT Gateway

Power sensor

Database

Energy Disaggregation Algorithm : Factorial Hidden Markov Model(FHMM)

D DC DC

6VVaTVPcTSE fTa

,.,L +/*L +/*L

DC DC DC

DC D D

AP

B Xc a

P

! BB����������� ������������������  Xb����������� ������������������  P����������� ������������������  ePaXP c����������� ������������������   U����������� ������������������   BB����������� ������������������   X ����������� ������������������  fWXRW����������� ������������������   cWT����������� ������������������  bhbcT ����������� ������������������  QTX V����������� ������������������   ST TS����������� ������������������   Xb����������� ������������������  Pbbd TS����������� ������������������   c ����������� ������������������  QT����������� ������������������  P����������� ������������������  BPaZ e����������� ������������������   a RTbb����������� ������������������  fXcW����������� ������������������  WXSST ����������� ������������������   bcPcTb(

! BB����������� ������������������  Xb����������� ������������������  caPX TS����������� ������������������  Qh����������� ������������������  P XP RTb����������� ������������������   dbPVT����������� ������������������  WXbc ah����������� ������������������  P S����������� ������������������  cWT ����������� ������������������   aTSXRcb����������� ������������������  P XP RTb����������� ������������������   TaPcX V����������� ������������������   bcPcT����������� ������������������  Ua ����������� ������������������   fTa����������� ������������������  P P hbXb

! B ST ����������� ������������������   X dc����������� ������������������  Xb����������� ������������������  c cP ����������� ������������������   fTa����������� ������������������   R bd cX &����������� ������������������  dc dc����������� ������������������   Xb����������� ������������������   Xbc����������� ������������������   U����������� ������������������  P XP RTb����������� ������������������   bcPcT

Power disaggregation

agent

Page 47: Case Study on Intelligent IoT Platform

Test Bed Process Diagram

E fTa����������� ������������������  bT b a

B Xc a

AP

PXa����������� ������������������  SahTa

I����������� ������������������   PcTfPh cT XVT RT����������� ������������������  8 V XcXeT����������� ������������������  aP Tf aZ

① Gathering power consumption from sensor at one point in the house

C ST G:9����������� ������������������  HTaeXRT����������� ������������������   f

② Parsing the collected data and sending(saving) to IoT Platform using Node-RED

Power disaggregation service Agent

③Power disaggregation service agent is analysis appliances usage pattern using algorithm of intelligence cognitive framework in real time.

④ Visualized power consumption history, usage statistics

④ Real-time power consumption

B Xc aX V����������� ������������������  fTQ����������� ������������������  bXcT

ov pqt u ovwx

.1

: TaVh����������� ������������������  9XbPVVaTVPcX ����������� ������������������  HhbcT ����������� ������������������  l ITbc����������� ������������������  QTS

④ Power disaggregation result

Page 48: Case Study on Intelligent IoT Platform

ov pqt u ovwx

Use Case & Upgrade Plan

IoT Gateway

Emergency AlarmService

Activity MonitoringService

BTPbdaX V����������� ������������������  bT b ab����������� ������������������   ����������� ������������������   fTa����������� ������������������  R bd cXCollecting power consumption and time9T hX V����������� ������������������   cWTa����������� ������������������  bT b ab����������� ������������������  4����������� ������������������  8daaT c&����������� ������������������  IT TaPcdaT&����������� ������������������   d XSXch&����������� ������������������  B cX ����������� ������������������  TcR(

9PcP����������� ������������������   dbXBPZX V����������� ������������������  P����������� ������������������  R aTWT bXeT����������� ������������������  STRXbX ����������� ������������������  dbX V����������� ������������������  VPcWTaTS����������� ������������������  ePaX db����������� ������������������  bT b a����������� ������������������  SPcP

6RcX ����������� ������������������   aTRPbcX VEaTSXRc����������� ������������������   T T����������� ������������������  PRcXeXch����������� ������������������  X ����������� ������������������  W dbT����������� ������������������  Ua ����������� ������������������  bT b ab����������� ������������������  SPcP����������� ������������������  P S����������� ������������������  P XP RTb����������� ������������������  bcPcTEx) cooking, resting, taking a shower, sleeping, …

E fTa����������� ������������������  9XbPVVaTVPcX6 XP RTb����������� ������������������   TaPcX V����������� ������������������  bcPcT����������� ������������������  aTSXRcX ����������� ������������������  Qh����������� ������������������  P P hbXb����������� ������������������  c cP ����������� ������������������  fTa����������� ������������������  R bd cX

Services based on activity prediction• Power Consumption Monitoring Service• Appliances Scheduler (ex. Robot cleaner scheduling)• Activity Monitoring Service for children • Emergency Alarm Service for disabled person or senior

citizen AppliancesScheduler

Services API

Power sensor Temperature sensor

Humidity sensor

Motion sensor

Intelligence Cognitive Framework

+ Power Disaggregation Service Agent

.2

: TaVh����������� ������������������  9XbPVVaTVPcX ����������� ������������������  HhbcT ����������� ������������������  l JbT����������� ������������������  RPbT

Page 49: Case Study on Intelligent IoT Platform

Pusan National UniversityIoT Research Center

Jongseok [email protected]

.3