에너지 IoT 환경을 위한 Multicast 방식의Lightweight 수요반응 프로토콜 제안 및 분석

Abstract

유틸리티 회사, 수요반응사업자 입장에서 지능화 된 수요반응 서비스를 제공하기 위한 표준 수요반응 프로토콜로 Open Automated Demand Response(OpenADR)이 개발되었다. 주거공간에서도 단순한 절전이 아닌 에너지 소비의 지능화 개념으로 사용자의 만족도를 높이면서 에너지 사용 효율을 늘릴 수 있는 수요반응 기술이 사용되고있다. 주거영역 수요반응 서비스가 확대되고 있고, 주거공간에서는 다수의 수요자 및 IoT 디바이스들이 점 대 다점으로 연결되기 때문에 기존 OpenADR2.0b 메시징 프로토콜인 HTTP/XML기반의 데이터 인/디코딩 오버헤드가큰 서버-클라이언트 구조의 Unicast 메시지 전송은 적합하지 않다. 본 논문에서는 Smart Energy IoT 환경에서의수요반응 서비스를 위한 Broker 기반 Multicast 메시지 전송 방식의 경량 수요반응 프로토콜을 제안하고 IoT 메시징 프로토콜 중 하나인 Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) 기반으로 수요반응 프로토콜 구현 및 성능을 비교 검증 하였다. Open Automated Demand Response (OpenADR) has been developed as a standard protocol to provide intelligent demand response services for utility companies and demand response operators. In the residential space, demand response technology is being used to increase energy efficiency while increasing user satisfaction with the concept of intelligent energy consumption rather than simple power saving. However, demand response services to residential areas are expanding. In the residential space, many users and IoT devices are connected in a point-to-multipoint manner. Therefore, existing OpenADR 2.0b messaging protocol, HTTP / XML based data modeling and unicast message transmission are not appropriate. In this paper, we propose a lightweight demand response protocol by using Broker which is based on multicast message transmission method in Smart Energy IoT environment, implement multicast based demand response Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) protocol and compare the performance to that of OpenADR protocol.