[논문 리뷰] Investigating IoT Middleware Platforms for Smart Application Development

Preeti Agarwal, Mansaf Alam|arXiv (Cornell University)|2018. 10. 27.

IoT and Edge/Fog Computing인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 일반화된 IoT 아키텍처를 기반으로 IoT 미들웨어 플랫폼을 네 가지 유형—상장사, 오픈소스, 개발자 友好的, 종단간 연결성—으로 분류하고 조사한다. 각 유형 내에서 센서 감지, 통신, 애플리케이션 개발 등의 핵심 기능을 비교하여 스마트 시티 및 헬스케어와 같은 분야에서 스마트 애플리케이션 개발을 위한 개발자에게 체계적인 프레임워크를 제공한다.

ABSTRACT

With the growing number of Internet of Things (IoT) devices, the data generated through these devices is also increasing. By 2030, it is been predicted that the number of IoT devices will exceed the number of human beings on earth. This gives rise to the requirement of middleware platform that can manage IoT devices, intelligently store and process gigantic data generated for building smart applications such as Smart Cities, Smart Healthcare, Smart Industry, and others. At present, market is overwhelming with the number of IoT middleware platforms with specific features. This raises one of the most serious and least discussed challenge for application developer to choose suitable platform for their application development. Across the literature, very little attempt is done in classifying or comparing IoT middleware platforms for the applications. This paper categorizes IoT platforms into four categories namely-publicly traded, open source, developer friendly and end-to-end connectivity. Some of the popular middleware platforms in each category are investigated based on general IoT architecture. Comparison of IoT middleware platforms in each category, based on basic, sensing, communication and application development features is presented. This study can be useful for IoT application developers to select the most appropriate platform according to their application requirement.

연구 동기 및 목표

• 시장에 넘쳐나는 선택지 속에서 적절한 IoT 미들웨어 플랫폼을 선정하는 데 발생하는 점점 증가하는 과제를 해결하기 위해.
• 배포 모델과 접근성에 기반해 기존의 IoT 미들웨어 플랫폼을 네 가지 명확한 카테고리로 분류하기 위해.
• 표준화된 평가 기준을 사용해 각 카테고리 내 플랫폼 간 비교 분석을 제공하기 위해.
• 애플리케이션 특화 요구사항에 기반해 IoT 애플리케이션 개발자가 정보 기반의 플랫폼 선택 결정을 내릴 수 있도록 지원하기 위해.
• 기능적 및 기술적 차원에서 IoT 미들웨어 플랫폼을 체계적으로 비교함으로써 연구 격차를 메우기 위해.

제안 방법

• IoT 미들웨어 플랫폼을 네 가지 유형—상장사, 오픈소스, 개발자 친화적, 종단간 연결성 플랫폼—으로 분류하기 위해.
• 기능 비교의 기준 프레임워크로 일반화된 IoT 시스템 아키텍처를 사용하기 위해.
• 네 가지 기능 세트—기본 기능, 센서 기능, 통신 프로토콜, 애플리케이션 개발 지원—기반으로 플랫폼 평가하기 위해.
• 각 카테고리에서 대표적인 플랫폼을 선정해 심층 분석 및 비교 수행하기 위해.
• 기술적 및 사용성 차원에서의 측면을 고려한 비교를 가능하게 하기 위해 구조화된 기능 기반 평가 매트릭스 적용하기 위해.
• 결과를 개발자가 플랫폼 기능을 애플리케이션 요구사항과 매칭할 수 있도록 지원하는 결합된 의사결정 프레임워크로 정리하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 현재 시장에서 이용 가능한 IoT 미들웨어 플랫폼의 주요 카테고리는 무엇인가?
• RQ2 다양한 카테고리 간 IoT 미들웨어 플랫폼의 기능적 및 기술적 기능은 어떻게 다름?
• RQ3 스마트 시티 및 헬스케어와 같은 분야에서 스마트 애플리케이션을 개발하는 데 있어 개발자들이 고려해야 할 가장 중요한 플랫폼 특성은 무엇인가?
• RQ4 상장사, 오픈소스, 개발자 친화적, 종단간 연결성 IoT 미들웨어 플랫폼의 강점과 한계는 무엇인가?
• RQ5 개발자는 어떻게 체계적으로 비교하고 자신의 특정 애플리케이션 요구사항에 가장 적합한 미들웨어 플랫폼을 선택할 수 있는가?

주요 결과

• 이 연구는 IoT 미들웨어 플랫폼을 네 가지 명확한 카테고리로 식별한다: 상장사, 오픈소스, 개발자 친화적, 종단간 연결성 플랫폼.
• 오픈소스 플랫폼은 높은 커스터마이제이션과 투명성을 제공하지만 더 높은 개발 전문성 요구가 있다.
• 상장사 플랫폼은 강력한 기업 지원과 확장성을 제공하지만 라이선스 비용이 발생할 수 있다.
• 종단간 연결성 플랫폼은 통합과 배포를 단순화하여 빠른 프로토타이핑 및 스마트 애플리케이션의 생산 환경에 이상적이다.
• 개발자 친화적 플랫폼은 사용 용이성, 직관적인 API, 풍부한 문서화를 강조하여 도입 시간을 단축시킨다.
• 비교 분석 결과, 어떤 플랫폼도 모든 차원에서 뛰어나지 않으며, 플랫폼 선택을 특정 애플리케이션 요구사항과 정렬하는 것이 중요하다는 점이 확인되었다.