KR101004798B1 - Potential peer producing method and system thereof using P2P sensor network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 P2P 네트워크를 이용하여 센서 네트워크의 서비스를 제공하는 방법에 관한 것으로, 제한된 자원을 가지며 신뢰성이 보장되지 않는 무선통신을 사용하는 각 센서노드를 가상의 피어(Peer)로 구성하고, 각 싱크노드는 각 센서노드들이 전송하는 센서 데이터를 수집하고 분석하여 제공할 수 있는 서비스 기술을 정의하고, P2P 네트워크에서 동작하는 가상의 피어(Peer)를 생성하여 P2P 네트워크에 등록하는 것을 특징으로 하며, 사용자는 제공받기를 희망하는 센서정보를 용이하게 검색하고, 해당 정보를 요청하여 센서정보 서비스를 제공받을 수 있는 기술을 개시하고 있다.The present invention relates to a method for providing a service of a sensor network using a P2P network, wherein each sensor node using a wireless communication having limited resources and unreliable reliability is configured as a virtual peer, and each sink The node defines a service technology that collects, analyzes and provides sensor data transmitted from each sensor node, creates a virtual peer that operates in the P2P network, and registers it in the P2P network. Discloses a technology for easily searching for sensor information desired to be provided and requesting the corresponding information to receive a sensor information service.
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Description
본 발명은 Peer to Peer(이하 P2P) 네트워크를 이용하여 센서 네트워크의 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로 특히, 센서 네트워크의 각 센서노드별로 제공 가능한 서비스 기술(Description)을 정의하고, P2P 네트워크에서 동작하는 가상의 피어(Peer)를 생성하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for providing a service of a sensor network using a Peer to Peer (hereinafter P2P) network, and more particularly, to define a service description (description) that can be provided for each sensor node of the sensor network, P2P network A method and apparatus for creating a virtual peer operating in the same.
종래의 센서 네트워크 서비스는 인터넷망을 통해 원격지에서 센서 정보를 모니터링 하기 위해서 별도의 센서 정보 서버를 구축하여 저장하고, 사용자는 서버에 접속하여 서비스를 제공 받았다. In the conventional sensor network service, a separate sensor information server is constructed and stored in order to monitor sensor information remotely through an internet network, and a user is provided with a service by accessing the server.
상기 종래기술에서는 센서의 정보를 원하는 사용자가 센서 정보 서버의 주소와 서버에서 제공하는 서비스의 종류에 대해 미리 알고 있어야 하기 때문에 센서 정보의 공유가 제한적이라는 문제가 있었다.In the prior art, since the user who wants the information of the sensor has to know in advance the address of the sensor information server and the type of service provided by the server, there is a problem that sharing of sensor information is limited.
한편, 인터넷에서 파일공유 서비스에 흔히 사용하고 있는 P2P 네트워크는 정보를 원하는 사용자가 정보를 가지고 있는 주체에 대해 잘 알지 못해도, 검색을 통하여 현재 서비스 가능한 정보를 찾을 수 있고 필요한 정보는 해당 피어(Peer)에게 요청하여 제공받을 수 있다.On the other hand, P2P networks commonly used for file sharing services on the Internet can find current serviceable information through search, even if the user who wants the information does not know about the subject with the information. Can be provided upon request.
또한, 센서노드는 소형의 크기로 다양한 곳에 설치되거나 이동할 수 있고, 특정영역에 다양한 종류와 많은 수의 센서노드가 존재할 수도 있기 때문에 무선을 이용하여 데이터를 전송한다. 또한 배터리를 사용하는 전력의 제한사항과, 데이터 크기가 작고 형태가 단순하기 때문에 연산의 능력도 제한적이다.In addition, since the sensor node can be installed or moved in various places in a small size, and there can be various kinds and a large number of sensor nodes in a specific area, data is transmitted by using wireless. In addition, the power limitations of the battery, and the data size and simplicity of the form, limit the computational power.
따라서 이러한 특성을 가진 센서노드를 단순하게 센서 데이터를 전송하는 것보다 부하가 많이 걸리는 인터넷에 연결하고, 무선통신의 신뢰성이 보장 되지 않은 상태에서 자신이 직접 통신을 하지 않아도 연산을 수행하는 P2P 네트워크의 Peer로 사용하는 것은 현실적으로 많은 문제가 있었다. Therefore, a P2P network that connects sensor nodes with these characteristics to the Internet that takes more load than simply transmitting sensor data, and performs operations without direct communication without guaranteeing the reliability of wireless communication Using it as a peer has a lot of problems in reality.
따라서, 본 발명의 목적은 센서노드들의 데이터를 수집하여 처리하는 싱크노드에서 시간적 특성과 위치적 특성을 가진 센서 데이터를 P2P 네트워크를 통해 제공하기 위한 형태로 가공하고, 각 센서노드들을 싱크노드에서 가상의 피어(Peer)로 생성하여 P2P 네트워크를 이용해 센서 네트워크 서비스를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to process sensor data having a temporal and positional characteristic through a P2P network in a sink node that collects and processes data of the sensor nodes, and virtually processes each sensor node in the sink node. It is created as a peer to provide sensor network service using a P2P network.
본 발명의 상기 목적은 안정적인 전원공급과 충분한 연산능력을 보유하고 있으며 인터넷에 연결 가능한 싱크노드에서, 센서 노드들이 전송한 데이터를 수신하는 데이터 수집부와; The object of the present invention is a sink node having a stable power supply and sufficient computing power and connected to the Internet, a data collection unit for receiving data transmitted by the sensor nodes;
수집한 센서 데이터를 각 노드별로 식별하고, 데이터를 해석하는 데이터 분석부와; A data analyzer for identifying the collected sensor data for each node and interpreting the data;
센서데이터에 싱크노드의 위치정보와 센싱한 데이터의 시간정보를 추가하여 센서 정보를 생성하는 데이터 가공부와; A data processing unit generating sensor information by adding position information of the sink node and time information of the sensed data to the sensor data;
데이터 분석부에서 해석한 센서노드의 정보와 싱크노드의 정보를 조합하여 P2P 서비스 기술(Description)을 생성하는 서비스 기술 생성부와; A service description generation unit for generating a P2P service description by combining the information of the sensor node and the information of the sink node analyzed by the data analyzer;
가상 센서 피어(Virtual Sensor Peer, 이하 VSP)를 생성하며 피어(Peer)를 P2P 네트워크에 등록하고 가상 센서 피어(VSP)를 실행하는 가상 센서 피어부를 포함하는 P2P센서 네트워크 서비스 제공장치를 제공함으로써 달성한다.This is accomplished by providing a P2P sensor network service providing apparatus including a virtual sensor peer that creates a virtual sensor peer (VSP) and registers a peer to a P2P network and executes a virtual sensor peer (VSP). .
또, 발명에 있어서 상기 목적을 달성하기 위하여, 싱크노드에서 센서 노드들이 전송한 데이터를 수신하는 단계와; In addition, in order to achieve the object in the present invention, receiving the data transmitted by the sensor nodes in the sink node;
수집한 센서 데이터를 각 노드별로 식별하고, 데이터를 해석하는 단계와; Identifying the collected sensor data for each node and interpreting the data;
센서데이터에 싱크노드의 위치정보와 센싱한 데이터의 시간정보를 추가하여 센서 정보를 생성하는 단계와; Generating sensor information by adding location information of the sink node and time information of the sensed data to the sensor data;
데이터 분석부에서 해석한 센서노드의 정보와 싱크노드의 정보를 조합하여 P2P 서비스 기술(Description)을 생성하는 단계와; Generating a P2P service description by combining the sensor node information and the sync node information analyzed by the data analyzer;
가상 센서 피어(Virtual Sensor Peer, 이하 VSP)를 생성하며 피어(Peer)를 P2P 네트워크에 등록하고 가상 센서 피어(VSP)를 실행하는 단계를 포함하는 P2P센서 네트워크 서비스 제공 방법을 제공함으로써 달성한다.This is achieved by providing a P2P sensor network service providing method comprising creating a virtual sensor peer (VSP), registering a peer with a P2P network, and executing a virtual sensor peer (VSP).
본 발명은 싱크노드에서 가상의 센서 피어(VSP)를 생성하여 실행하는 방법으로 각 센서노드를 P2P 네트워크의 피어(Peer)로 사용할 수 있게 함으로써 센서노드의 제한사항을 극복하여 P2P 네트워크에서 자유로운 센서정보를 검색하고 공유할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.According to the present invention, a virtual sensor peer (VSP) is created and executed at a sink node, so that each sensor node can be used as a peer of a P2P network, thereby overcoming the limitations of the sensor node and free sensor information in the P2P network. It's a great way to search and share it.
이하, 본 발명의 실시를위한 구체적인 기술적 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a specific technical configuration for the practice of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 싱크노드에서 각 센서노드들이 가상 센서 피어(VSP)를 구성하여 P2P 네트워크에 연결되어 있는 상태를 보아 본 발명의 바람직한 구성을 보인 전체 장치도이다. 도 1에 따르면, 본 발명에 따른 시스템은 센서 네트워크(100), 가상 센서 피어(VSP)를 생성하는 싱크노드(110), P2P 네트워크(120)를 포함한다. 1 is a view showing the overall configuration of the present invention by showing the state in which the sensor nodes are connected to the P2P network by configuring a virtual sensor peer (VSP) in the sink node according to the present invention. According to FIG. 1, a system according to the present invention includes a sensor network 100, a sink node 110 for creating a virtual sensor peer (VSP), and a P2P network 120.
센서 네트워크(100)의 각 노드들이 측정한 데이터는 지그비(ZigBee) 등 무선 매체를 사용하여 싱크노드(110)에게 전송한다. 상기 센서노드가 사용 가능한 무선 매체는 여기에서 기술한 지그비(ZigBee)에 한정하지 아니한다. Data measured by each node of the sensor network 100 is transmitted to the sink node 110 using a wireless medium such as ZigBee. The wireless medium that the sensor node can use is not limited to the ZigBee described herein.
이러한 싱크노드(110)는 센서 네트워크(100)가 전송한 데이터를 수신하여 분석하고, 현재 상태에 적절한 형태로 가공하여 처리한다. 또한 새로운 센서노드가 동작을 시작하면 서비스 기술(Description)을 정의하여 가상 센서 피어(VSP)를 동작 시킨다. 싱크노드는 센서 데이터를 수집하여 가공한 뒤, 원격의 사용자에게 제공하는 종래의 센서 네트워크 게이트웨이(Gateway)의 역할을 더 확장하여 각 센서노드를 P2P 네트워크의 가상 피어(Virtual Peer)로 동작한다. The sink node 110 receives and analyzes the data transmitted by the sensor network 100, processes the processed data into a form suitable for the current state. In addition, when a new sensor node starts to operate, a service description (Description) is defined to operate a virtual sensor peer (VSP). The sink node collects and processes sensor data, and then expands the role of a conventional sensor network gateway that provides remote users to operate each sensor node as a virtual peer of a P2P network.
P2P 네트워크(120)는 상기 싱크노드(110)의 가상 센서 피어(VSP)들과 일반 사용자 피어(User Peer)들이 인터넷을 이용하여 연결되는 통신망이다. 피어(Peer)들 간의 데이터 교환은 모두 P2P 네트워크를 통하여 이루어진다. The P2P network 120 is a communication network to which virtual sensor peers (VSPs) of the sink node 110 and general user peers are connected using the Internet. Data exchange between peers is all through the P2P network.
도 2는 본 발명에 따른 싱크노드(110) 인터페이스의 바람직한 일실시예 구성을 도시한 도면이다. 도 2에 따르면, 센서 데이터 처리부(200)는 계층적으로 센서 네트워크 인터페이스(210)와 인터넷 인터페이스(220)의 상위에 위치하며, 가상 센서 피어(230)들을 포함한다. 또한 센서 데이터를 수집하고, 가공하여 적절하게 처리하여 가상 센서 피어(230)를 생성하거나 다른 피어(Peer)에게 서비스를 제공 가능하게 한다. 가상 센서 피어(230)들은 인터넷 인터페이스(220)에 직접 연결되어 P2P네트워크(120)의 피어(Peer)의 역할을 수행한다.2 is a diagram illustrating a preferred embodiment of the sink node 110 interface according to the present invention. According to FIG. 2, the sensor
도 3은 본 발명에 따른 싱크노드에서 각 센서노드가 초기화를 수행하는 방법의 바람직한 일실시예 흐름도를 도시한 도면이다. 도 3에 따르면, 어떤 특정한 센서노드가 작동을 시작하여 센서 데이터를 전송하면 싱크노드(110)는 데이터를 수신(300)하고, 필요한 정보를 추출하기 위해 데이터를 분석한다(310). 만약에 새로운 센서노드라면 분석한 데이터로부터 산출한 노드 아이디(ID)와 논리적 정보를 바탕으로 싱크노드에 미리 정의되어 있는 위치정보를 결합하여 P2P 서비스 기술(Description)을 정의한다(320). 그리고 해당 센서노드를 식별할 수 있는 ID와 생성한 서비스 기술 정의에 대한 정보를 가지는 가상 센서 피어(VSP)를 생성하여 실행한다(330). 가상 센서 피어(VSP)가 정상적으로 실행되면 P2P네트워크(120)에 등록(340)하여 피어(Peer)의 역할을 수행한다. 3 is a flowchart illustrating a preferred embodiment of a method in which each sensor node performs initialization in a sink node according to the present invention. According to FIG. 3, when a specific sensor node starts operation and transmits sensor data, the sink node 110 receives the
도 4는 본 발명에 따른 원격 사용자 피어(400)가 센서정보 검색을 수행하는 바람직한 일시일예의 구조를 도시한 도면이다. 도 4에 따르면, 센서정보를 검색하고자 하는 어떤 원격 사용자는 검색어를 주변의 Peer에게 전송하는데 실제 피어(Peer)노드들 뿐만 아니라 싱크노드(110)의 가상 센서 피어(VSP)들 에게도 전송한다.4 is a diagram illustrating a structure of one exemplary temporary date when a remote user peer 400 performs sensor information retrieval according to the present invention. According to FIG. 4, a remote user who wants to retrieve sensor information transmits a search word to neighboring peers as well as actual peer nodes as well as virtual sensor peers (VSPs) of the sink node 110.
도 5는 본 발명에 따른 검색 요청을 받은 피어(Peer)가 검색 요청을 처리하는 방법에 대한 일실시예 흐름도를 도시한 도면이다. 도 5에 따르면, 다른 피어(Peer)의 검색어를 수신한 피어(Peer)들은 자신의 서비스 기술과 비교(500)해서 일치하는 부분이 있으면 검색어를 전송한 피어(Peer)에게 서비스 기술 정보를 전송(510)하고, 일치하는 부분이 없으면 아무런 동작을 수행하지 않고 종료한다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for processing a search request by a peer receiving a search request according to the present invention. According to FIG. 5, peers receiving a search word of another peer compare 500 with their service technology, and if there is a match, transmit service description information to the peer that sent the search word. 510), if there is no match, it ends without performing any operation.
도 6은 본 발명에 따른 센서정보 서비스 제공을 요청 받은 가상 센서 피어(VSP)가 동작하는 방법에 대한 바람직한 일실시예로서 상세 흐름도를 도시한 도면이다. 도 6에 따르면, 원격 사용자 피어(User Peer)로부터 센서정보 서비스 제공을 요청받은 가상 센서 피어(VSP)는 싱크노드(110)가 수신한 센서데이터에서 센서노드의 아이디(ID)를 식별하여 자신이 담당하는 노드의 데이터를 수집(610)한다. 이미 정의되어 있는 서비스 기술에 포함되어 있는 위치정보와 현재 시각정보를 덧붙여서 적절한 서비스 제공을 위해 가공(620)한다. 가공이 끝나면 서비스를 요청한 피어(Peer)에게 전송한다. FIG. 6 is a detailed flowchart illustrating a method of operating a virtual sensor peer (VSP) that is requested to provide a sensor information service according to the present invention. According to FIG. 6, a virtual sensor peer (VSP) that is requested to provide sensor information service from a remote user peer (VSP) identifies an ID of a sensor node in sensor data received by the sink node 110 so as to identify itself. Collecting data of the node in charge (610). The location information included in the service technology already defined and the current time information are added to process the
이상의 설명에서 본 발명의 구체적이고도 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다. Although specific and preferred embodiments of the present invention have been described in the above description, various modifications and changes can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
그러므로 본 발명의 권리 범위는 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 제한되는 것이 아님은 물론이다.Therefore, the scope of the present invention is of course not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 싱크노드에서 각 센서노드들이 가상 센서 피어를 구성하여 P2P 네트워크에 연결되어 있는 바람직한 일실시예 전체를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing an entire preferred embodiment in which each sensor node is connected to a P2P network by configuring a virtual sensor peer in a sink node according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 싱크노드 인터페이스의 바람직한 일실시예 상세 구성도이다.Figure 2 is a detailed block diagram of a preferred embodiment of the sink node interface according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 싱크노드에서 각 센서노드가 초기화를 수행하는 방법에 대한 바람직한 일실시예 흐름도이다.3 is a flowchart of a preferred embodiment of a method in which each sensor node performs initialization in a sink node according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 원격 사용자 피어(Peer)가 센서정보 검색을 수행하는 바람직한 일실시예 상세 구성도이다.4 is a detailed block diagram of a preferred embodiment in which a remote user peer performs sensor information retrieval according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 검색 요청을 받은 피어(Peer)가 검색 요청을 처리하는 방법에 대한 바람직한 일실시예 흐름도를 보인 그림이다. 5 is a flowchart illustrating a preferred embodiment of a method for processing a search request by a peer receiving a search request according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 센서정보 서비스 제공을 요청 받은 가상 센서 피어(VSP)가 동작하는 방법에 대한 바람직한 일실시예를 보인 상세 흐름도이다.6 is a detailed flowchart illustrating a preferred method of operating a virtual sensor peer (VSP) that is requested to provide a sensor information service according to the present invention.
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