Implementation and Analysis of Lightweight Demand Response Protocol Based on MQTT for Energy IoT Environment
Dong-Sung Seo, Sung-Hwan Lee, Jin Seek Choi · 한국통신학회논문지 · 2020
OpenADR 수요 반응 프로토콜은 스마트 그리드 환경에서 에너지의 효율적 사용과 지능화 된 수요자원관리 서비스를 제공하기 위하여 개발되었다. HTTP/XML기반의 OpenADR 수요 반응 프로토콜은 데이터 트래픽의 오버헤드가 크기 때문에 가정, 빌딩 내의 제약된 환경을 가진 경량 디바이스에서 사용하기 어렵다. 최근 스마트 홈 에너지 IoT 환경에서는 가정 내의 초경량 디바이스들을 위한 경량 에너지 수요 반응 프로토콜이 요구되고 있다. 본 논문에서는 IoT 환경에서 많이 사용되는 MQTT기반의 경량 에너지 수요 반응 OpenADR 2.0b 프로토콜을 제안하고 평가한다. 우선 제안된 프로토콜을 구현하고 테스트베드를 통해 HTTP/XML 기반의 OpenADR 프로토콜과의 호환성을 검증한다. 다음은 테스트베드 실험을 통해 구현된 MQTT의 특징인 Broker 기반의 게시(Publish)/구독(Subscribe) 기능을 이용하여 Push 기반의 실시간 이벤트 전달 메커니즘의 성능을 분석한다. 실험 결과를 통해 HTTP/XML기반의 OpenADR과의 성능을 비교하여 제안된 MQTT/JSON기반의 OpenADR 프로토콜이 데이터 트래픽 측면에서 1/3로 줄어들고 실시간 이벤트 전달측면에서 VEN 개수나 Polling주기와 무관하게 0.01초 이내 빠른 응답속도를 제공함을 증명한다.