KR100738333B1

KR100738333B1 - 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드, 및이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법

Info

Publication number: KR100738333B1
Application number: KR1020060054155A
Authority: KR
Inventors: 류재홍; 김규형; 도윤미
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-07-12
Also published as: KR20070057627A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드, 및 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에서의 센서 노드와 연결된 임의의 사고감지 대상 장치(예를 들면, 변압기)에 문제가 발생한 경우 관리자가 현장에 출동하지 않고도 자신의 이동통신 단말기를 이용하여 센서 노드를 원격 제어함으로써 신속/용이하게 사고에 대처할 수 있게 하는, 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드, 및 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에서의 원격제어용 센서 노드에 있어서, 사고감지 대상 장치 및 그 환경에 대한 물리량을 측정하여 사고발생 감지정보를 생성하기 위한 센싱 수단; 센싱 제어 정보, 라우팅 정보 및 통신프로토콜 관련 데이터를 저장하는 저장 수단; 상기 저장된 라우팅 정보를 이용하여, 사고발생 감지정보를 전달할 이웃한 센서노드나 싱크노드(이웃 노드)의 위치를 탐색하기 위한 경로 탐색 수단; 상기 센싱 수단에서 출력되거나 다른 센서 노드로부터 전달된 사고발생 감지정보를 무선신호로서 상기 이웃 노드로 전송하거나, 관리자의 이 동통신 단말기로부터 전송된 사고대처 제어신호를 수신하기 위한 무선 송/수신 수단; 및 상기 사고발생 감지정보를 상기 이웃노드로 전송하도록 상기 무선 송/수신 수단을 제어하거나, 상기 무선 송/수신 수단을 통하여 수신된 사고대처 제어신호에 따라 상기 사고감지 대상 장치를 제어하기 위한 제어 수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에서의 센서노드 제어 등에 이용됨.

유비쿼터스, 유비쿼터스 센서 네트워크, USN, 센서 노드, 사고발생 감지정보, 원격제어

Description

유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드, 및 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법{Sensor Node for Remote Control in Ubiquitous Sensor Networks, and Method for Remote Control of Sensor Node using Mobile Terminal}

도 1 은 종래의 안전사고 해결 방법에 대한 설명도,

도 2 는 본 발명이 적용되는 유비쿼터스 센서 네트워크의 구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드의 일실시예 구성도,

도 4 는 본 발명에 따른 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법에 대한 일실시예 설명도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

30: 배터리 31: 센서부

32: 마이컴(마이크로 프로세서) 33: 메모리

34: 경로 탐색부 35: 무선 송/수신부

36: 유선통신포트

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에서의 원격제어용 센서 노드, 및 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 센서 노드와 연결된 임의의 사고감지 대상 장치(예를 들면, 변압기)에 문제가 발생한 경우 관리자가 현장에 출동하지 않고도 자신의 이동통신 단말기를 이용하여 센서 노드를 원격 제어함으로써 신속/용이하게 사고에 대처할 수 있게 하는, 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드, 및 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 안전사고 해결 방법에 대한 설명도이다.

일반적으로 연구소 또는 공사 현장 등 안전 위험이 있는 장소에는 안전요소들을 감지할 수 있는 감지 장치들이 설치되어 있기 때문에, 안전사고가 발생하는 경우 이를 즉각적으로 관리자에게 알리어 신속한 사고처리가 가능하도록 되어 있다.

이와 같은 종래의 안전사고 해결 방법을 도 1에 따라 상세히 설명하면, 다음과 같다.

만약 현장의 변압기에 문제가 발생하는 경우, 변압기에 설치된 센서(11)가 사고발생(문제 발생 사실)을 감지하여(101) 그 감지 결과를 관리서버(12)로 전달한다(102).

그러면, 관리서버(12)는 이동통신사의 이동통신시스템(13)을 통하여 관리자의 이동통신 단말기(14)로 사고발생 감지 사실을 전달하게 되며(103, 104), 이렇게 사고발생 감지 사실을 전달받은 이동통신 단말기(14)는 미리 설정된 경보신호(예를 들면, 벨소리, 진동 또는 빛 등)로 관리자에게 알림으로써, 관리자가 현장으로 출동하여 문제를 해결(사고 처리)하게 된다(105, 106).

상기와 같은 종래의 안전사고 해결 방법에 따르면, 현장에서 문제가 발생한 경우, 관리자는 사고 발생 즉시 이동통신 단말기를 통하여 발생 사실을 전달받을 수 있다는 장점이 있는 반면에, 관리자가 현장으로부터 멀리 떨어져 있는 경우에는 관리자가 현장에 도착하는데 상당한 시간이 걸리기 때문에, 신속한 사고처리를 수행할 수 없다는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 방법에서는, 시설이나 장비에 사고(문제)가 발생하였을 경우, 관리자는 사고 현장에 출동하여 직접 눈으로 확인을 하든지, 아니면 현장에 있어서 그 현장에서의 알람을 통해서만 사고 발생 사실을 인지하게 되는데, 이는 관리자가 현장에 없을 경우에는 조치를 취하는 것이 곤란하다는 문제점이 있었다.

따라서, 원격지에서도 사고를 감지하고 그에 적절한 조치를 취할 수 있게 하는 제어 방안이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에서의 센서 노드와 연결된 임의의 사고감지 대상 장치(예를 들면, 변압기)에 문제가 발생한 경우 관리자가 현장에 출동하지 않고도 자신의 이동통신 단말기를 이용하여 센서 노드를 원격 제어함으로써 신속/용이하게 사고에 대처할 수 있게 하는, 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드, 및 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에서의 원격제어용 센서 노드에 있어서, 사고감지 대상 장치 및 그 환경에 대한 물리량을 측정하여 사고발생 감지정보를 생성하기 위한 센싱 수단; 센싱 제어 정보, 라우팅 정보 및 통신프로토콜 관련 데이터를 저장하는 저장 수단; 상기 저장된 라우팅 정보를 이용하여, 사고발생 감지정보를 전달할 이웃한 센서노드나 싱크노드(이웃 노드)의 위치를 탐색하기 위한 경로 탐색 수단; 상기 센싱 수단에서 출력되거나 다른 센서 노드로부터 전달된 사고발생 감지정보를 무선신호로서 상기 이웃 노드로 전송하거나, 관리자의 이동통신 단말기로부터 전송된 사고대처 제어신호를 수신하기 위한 무선 송/수신 수단; 및 상기 사고발생 감지정보를 상기 이웃노드로 전송하도록 상기 무선 송/수신 수단을 제어하거나, 상기 무선 송/수신 수단을 통하여 수 신된 사고대처 제어신호에 따라 상기 사고감지 대상 장치를 제어하기 위한 제어 수단을 포함한다.

한편, 이동통신 단말기를 이용하여, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 상의 센서노드를 원격 제어하는 방법에 있어서, 센서 노드가 해당 사고감지 대상 장치 및 그 환경에 대한 물리량을 측정하여 사고발생 감지정보를 생성하는 감지 단계; 상기 센서노드가 라우팅 정보를 이용하여 상기 사고발생 감지정보를 전달할 이웃한 센서노드나 싱크노드(이하, '이웃 노드'라 함)의 위치를 탐색하는 경로 탐색 단계; 상기 센서노드가 상기 사고발생 감지정보를 상기 경로 탐색 단계에서 탐색된 이웃 노드를 통하여 관리 서버로 전달하는 제 1 감지정보 전달 단계; 상기 관리 서버가 이동통신망을 통하여 상기 전달된 사고발생 감지정보를 관리자의 이동통신단말기로 전달하는 제 2 감지정보 전달 단계; 상기 관리자 이동통신단말기로부터 이동통신망을 통하여 사고대처 제어신호를 수신하여 상기 센서 노드로 전달하는 제어신호 전달 단계; 및 상기 센서 노드가 상기 전달받은 사고대처 제어신호에 따라 상기 사고감지 대상 장치를 제어하는 제어 단계를 포함한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실 시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 유비쿼터스 센서 네트워크의 구성도이다.

유비쿼터스 센서 네트워크(USN: Ubiquitous Sensor Network)란, 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 감지할 수 있는 센서가 탑재된 센서 노드가 센서를 통해 입력되는 정보를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 것을 의미한다. 궁극적으로 모든 사물에 컴퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제(anytime), 어디서나(anywhere), 네트워크, 디바이스, 서비스에 관계없이 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)는 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 실시간으로 감지하는 센서 노드의 집합인 센서 필드(201, 202, 203), 및 센서 필드에서 수집된 정보를 광대역 통신망(230)을 통해 관리 서버(240)로 전송하는 게이트웨이(220)로 전달하는 싱크 노드(Sink Node)(211, 212, 213)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 싱크 노드(211, 212, 213)는 위성통신, 무선랜, 블루투스, 이동패킷 통신망, 유선 인터넷 등과 같은 기존의 인프라로 게이트웨이(220)와 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드의 일실시예 구성도이다.

본 발명에 따른 원격제어용 센서 노드는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전원부로서의 배터리(30), 센싱 수단으로서의 센서부(31), 제어 수단으로서의 마이 컴(Microprocessor)(32), 저장 수단으로서의 메모리(33), 경로 탐색 수단으로서의 경로 탐색부(34), 무선 송/수신 수단으로서의 무선 송/수신부(35), 및 유선통신 인터페이스 수단으로서의 유선 통신 포트(36)를 포함하여 이루어지는데, 이하에서는 이들 각각에 대하여 설명하기로 한다.

센서부(31)는 사고감지 대상 장치(예를 들면, 변압기)에 대하여 사고발생 여부를 감지하는 것으로서, 보다 상세하게는 각종 센서를 통하여 기온, 유량, 기압 또는 진동 등과 같은 물리량을 감지하고 그 물리량을 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하는 것이다.

메모리(33)는 센싱 제어 정보, 라우팅 정보, 통신프로토콜 관련 데이터, 프로그램을 저장한다.

경로 탐색부(34)는 메모리(33)에 저장되어 있는 라우팅 정보를 이용하여, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 상의 센서 노드들 및 싱크 노드들 중에서 사고발생 감지정보를 전달할 이웃한 센서노드나 싱크노드(이하, 이웃 노드(Neighbor Node)라 한다)의 위치를 탐색하는 기능을 수행한다.

무선 송/수신부(35)는 센서부(31)에서 출력되거나 또는 다른 센서 노드로부터 전달된 사고발생 감지정보를 무선신호(RF 신호) 변조하여 해당 이웃 노드로 전송하거나, 관리자의 이동통신 단말기로부터 전송된 사고대처 제어신호를 수신한다.

마이컴(32)은 메모리(33)에 저장되어 있는 센싱 제어 정보, 라우팅 정보, 통신프로토콜 관련 데이터, 프로그램 등을 이용하여 센서부(31), 경로 탐색부(34), 무선 송/수신부(35), 메모리(33) 등 센서노드를 전반적으로 제어하며, 사고발생 감 지정보를 이웃노드로 전송하도록 무선 송/수신부(35)를 제어하거나, 무선 송/수신부(35)를 통하여 수신된 사고대처 제어신호(원격지에 있는 관리자가 자신의 이동통신 단말기를 통하여 전송한 제어신호)에 따라 해당 사고감지 대상 장치(예: 변압기)를 제어함으로써 사고(문제)를 해결한다.

상기와 같은 원격제어용 센서 노드의 각 구성요소는 일반적으로 일회용 건전지로 이루어진 배터리(30)로부터 전력을 공급받아 동작하며, 센서 노드의 특정 위치에는 시리얼 포트 등에 해당하는 유선 통신 포트(36)가 노출되게 배치되어 사고감지 대상 장치와 유선 통신을 할 수 있게 한다. 보통 센서노드는 사고감지 대상 장치에 근접해 있기 때문에 이들 간에는 유선으로 통신할 수 있게 하는 것이다.

요컨대, 센서 노드는 유선 통신 포트(36)를 통하여 사고감지 대상 장치로부터 수신된 신호, 이웃한 센서 노드나 싱크 노드로부터 무선으로 수신된 신호 또는 센서부(31)에서 감지된 신호를 무선 송/수신부(35)를 통하여 이웃한 다른 센서 노드 또는 싱크 노드로 전달한다. 또는 센서노드는 관리자의 이동통신 단말기로부터 전송된 사고대처 제어신호를 유선 통신 포트(36)를 통하여 사고감지 대상 장치로 전달한다.

현장의 변압기(사고감지 대상 장치)에 사고(문제)가 발생한 경우, 변압기에 설치된 센서 노드(41)는 사고발생 사실(문제 발생 사실)을 감지하여(401) 사고발생 감지 사실을 관리서버(42)로 전달한다(402).

그러면, 관리서버(42)는 이동통신시스템(43)을 통하여 관리자의 이동통신 단말기(44)로 사고발생 감지 사실을 전달하며, 이렇게 사고발생 감지 사실을 전달받은 이동통신 단말기(44)는 미리 설정된 경보신호(예를 들면, 벨소리, 진동 또는 빛 등)로 관리자에게 알린다.

상기와 같은 과정을 통하여 사고발생 감지 사실을 전달받은 관리자는 자신의 이동통신 단말기(44)를 이용하여 즉각 사고(문제)를 해결하기 위한 제어신호(사고대처 제어신호)를 발생시킴으로써(405) 관리자가 현장으로 출동하지 않고도 사고(문제)를 해결할 수 있게 된다. 여기서, 관리자의 이동통신 단말기(44)는 메뉴 등을 통하여 기설정된 다양한 대처방법을 관리자에게 제공하는 기능을 가지며, 그에 따라 관리자가 적절한 대처 방안을 선택하면, 그에 해당하는 사고대처 제어신호를 발생하게 된다.

한편, 상술한 이동통신 단말기로부터의 제어신호(사고대처 제어신호)는 WIPI (Wireless Internet Platform for Interoperability) 또는 WAP(Wireless Application Protocol) 등과 같은 이동통신 단말기의 다양한 플랫폼을 이용하여 관리서버(42)까지 전달되며(405, 406), 이후 관리서버(42)는 수신된 제어신호를 해당 센서 노드(41)로 전달한다. 이렇게 제어신호를 전달받은 해당 센서 노드(41)는 상기 제어신호에 따라 유선 통신 포트(36)를 통하여 사고감지 대상 장치(변압기)를 제어함으로써, 사고(문제)가 발생된 사고감지 대상 장치(변압기 등)의 문제를 해결하게 된다. 예를 들어, 변압기에 문제가 감지된 경우, 해당 센서 노드의 제어에 따라 해당 변압기로의 전력을 차단하도록 하는 것이다. 또 다른 예로, 가스 밸브의 경우에는 해당 센서 노드가 문제가 된 가스밸브를 잠그도록(off) 제어하는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 센서 노드와 연결된 임의의 장치(예: 변압기)에 사고(문제)가 발생하는 경우 관리자가 사고가 발생한 장치가 있는 현장까지 가지 않고도, 자신의 이동통신 단말기를 이용하여 해당 센서 노드를 원격 제어하여 사고(문제)를 해결할 수 있게 함으로써, 관리자가 현장에 출동해야하는 번거로움을 감소시킬 수 있게 하며, 또한 문제발생 사실을 확인하는 즉시 대처할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에서의 원격제어용 센서 노드에 있어서,

사고감지 대상 장치 및 그 환경에 대한 물리량을 측정하여 사고발생 감지정보를 생성하기 위한 센싱 수단;

센싱 제어 정보, 라우팅 정보 및 통신프로토콜 관련 데이터를 저장하는 저장 수단;

상기 저장된 라우팅 정보를 이용하여, 사고발생 감지정보를 전달할 이웃한 센서노드나 싱크노드(이웃 노드)의 위치를 탐색하기 위한 경로 탐색 수단;

상기 센싱 수단에서 출력되거나 다른 센서 노드로부터 전달된 사고발생 감지정보를 무선신호로서 상기 이웃 노드로 전송하거나, 관리자의 이동통신 단말기로부터 전송된 사고대처 제어신호를 수신하기 위한 무선 송/수신 수단; 및

상기 사고발생 감지정보를 상기 이웃노드로 전송하도록 상기 무선 송/수신 수단을 제어하거나, 상기 무선 송/수신 수단을 통하여 수신된 사고대처 제어신호에 따라 상기 사고감지 대상 장치를 제어하기 위한 제어 수단

을 포함하는 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 수단에서의 사고감지 대상 장치 제어는,

유선 통신을 통하여 제어하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 원격제어용 센서 노드의 각 수단에 전력을 공급하기 위한 전력공급 수단

을 더 포함하는 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 원격제어용 센서 노드.
이동통신 단말기를 이용하여, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 상의 센서노드를 원격 제어하는 방법에 있어서,

센서 노드가 해당 사고감지 대상 장치 및 그 환경에 대한 물리량을 측정하여 사고발생 감지정보를 생성하는 감지 단계;

상기 센서노드가 라우팅 정보를 이용하여 상기 사고발생 감지정보를 전달할 이웃한 센서노드나 싱크노드(이하, '이웃 노드'라 함)의 위치를 탐색하는 경로 탐색 단계;

상기 센서노드가 상기 사고발생 감지정보를 상기 경로 탐색 단계에서 탐색된 이웃 노드를 통하여 관리 서버로 전달하는 제 1 감지정보 전달 단계;

상기 관리 서버가 이동통신망을 통하여 상기 전달된 사고발생 감지정보를 관 리자의 이동통신단말기로 전달하는 제 2 감지정보 전달 단계;

상기 관리자 이동통신단말기로부터 이동통신망을 통하여 사고대처 제어신호를 수신하여 상기 센서 노드로 전달하는 제어신호 전달 단계; 및

상기 센서 노드가 상기 전달받은 사고대처 제어신호에 따라 상기 사고감지 대상 장치를 제어하는 제어 단계

를 포함하는 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 제어 단계는,

상기 센서 노드가 유선통신을 통하여 상기 사고감지 대상 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 센서노드 원격 제어 방법.