차량 네트워크 환경에 적합한 UPnP 게이트웨이 설계

Abstract

초고속 이동통신 시스템의 발전 및 스마트 폰과 태블릿 PC 등과 같은 휴대장치의 대중화에 따라 다양한 콘텐츠를 이용한 서비스가 지속적으로 제공되고 있다. 이러한 서비스들을 차량 환경에 적용하기 위해, 차량 교통 정보용 단말기이자 차량 밖에서는 개인 휴대 멀티미디어 단말기로 사용 가능한 노매딕 장치가 개발되었다. ISO TC204 WG17에서는 이러한 노매딕 장치와 차량 간의 통신과 관련한 표준화 작업을 진행 중이며, 국제적으로 노매딕 장치와 연동한 다양한 ITS 프로젝트를 진행하고 있다. 본 논문에서는 이러한 ITS 분야에 있어서 차량 내 정보 활용을 위해 UPnP 미들웨어를 활용한 UPnP-CAN 게이트웨이를 제안한다. 제안한 게이트웨이는 UPnP 통신부, CAN 통신부 그리고 장치 변환부로 구성된다. UPnP 장치는 기본적으로 IP 기반으로 동작하지만, 차량 내 장치들은 그렇지 않다. 따라서 게이트웨이 내 UPnP 통신 장치부에 차량 내부 장치정보를 설계하여 일반적인 UPnP 장치들과 통신을 할 수 있도록 하였다. 그리고 CAN 통신부는 실제로 차량 시뮬레이터로부터 데이터를 수신하고 UPnP를 통한 외부장치의 서비스 요청정보를 차량으로 전달하는 역할을 한다. 마지막으로 장치 변환 계층은 서로 다른 프로토콜을 사용하는 CAN과 UPnP 간의 원활한 데이터 입출력이 가능하도록 각각에 맞는 메시지 프레임 형태로 만들어 주는 역할을 한다. 그리고 제안한 UPnP-CAN 게이트웨이 성능 평가를 위해 실제 차량 기반의 시뮬레이터를 개발하여 차량 데이터를 생성하였다. 이를 바탕으로 외부 장치와 차량 내부 장치 간의 서비스 요청 및 수행을 확인하였다. 추가로 접속 가능한 외부장치 수 와 통신연결 환경을 변화해 가며 전체 서비스 요청에 대한 RTT(round trip time)를 측정하여 성능을 검증하였다. Nowadays, there are many research issues related to high-speed mobile communications and vehicle network systems. In this field, different services with a wide range of contents are provided using mobile devices such as smart phones, tablet PC and etc. These services made an direct impact to the vehicular environment and as a result, nomadic device was developed. Nomadic device refers to portable consumer electronic devices that provide one or more computer, communication, or entertainment functions such as telematics devices, MP3 players and smart phones etc. Recently, ISO TC204 WG17 is standardized the communication protocol between nomadic devices and vehicles. Many countries are working on ITS projects related to nomadic devices. In this paper, we propose UPnP-CAN gateway system using UPnP middleware for interoperability between external smart device and in-vehicle network.Usually in-vehicle devices are not IP-based, therefore we implemented in-vehicle device manager in UPnP communication device which is in gateway. CAN communication device receives real-time vehicle data from the simulator. And passes the data from the nomadic device to vehicle which contains an service request through UPnP. Device Translator Layer implements a message frame for enabling seamless data input and output between CAN and UPnP protocol. Finally, we developed vehicle simulator to produce data for a vehicle. After implementations, we requested internal ? external service request and tested a result.