KR100748699B1 - Apparatus and method of detecting error data in sensor network - Google Patents

Apparatus and method of detecting error data in sensor network Download PDF

Info

Publication number
KR100748699B1
KR100748699B1 KR1020060033760A KR20060033760A KR100748699B1 KR 100748699 B1 KR100748699 B1 KR 100748699B1 KR 1020060033760 A KR1020060033760 A KR 1020060033760A KR 20060033760 A KR20060033760 A KR 20060033760A KR 100748699 B1 KR100748699 B1 KR 100748699B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
value
sensor data
cluster
data
Prior art date
Application number
KR1020060033760A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
손태식
최욱
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060033760A priority Critical patent/KR100748699B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100748699B1 publication Critical patent/KR100748699B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00Arrangements for monitoring or testing packet switching networks
    • H04L43/16Arrangements for monitoring or testing packet switching networks using threshold monitoring
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/04Arrangements for maintaining operational condition
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Abstract

An apparatus and a method for detecting error data in a sensor network are provided to cope with an abnormality in the sensor network by clearly confirming a sensor node and a cluster with the abnormality. An apparatus for detecting error data in a sensor network includes a base station system(100), a number of relay nodes(200), and a number of sensor nodes(300). The relay nodes(200) are connected to the base station system(100) through a wireless network and the sensor nodes(300) are connected with the relay nodes(200) wirelessly. The sensor nodes(300) senses various surrounding environmental information and transmits the sensor data to the connected relay nodes(200). The relay nodes(200) determine the abnormality of the sensor data by calculating a reference value for determining the abnormality of the sensor data from the wirelessly transmitted sensor data and comparing the reference value and the transmitted sensor data value.

Description

센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법 및 그 장치{apparatus and method of detecting error data in sensor network} Or more of the sensor network data detection method and apparatus {apparatus and method of detecting error data in sensor network}

도 1a는 본 발명에 따른 센서 네트워크의 구성을 설명하기 위한 도면. Figure 1a is a schematic diagram for explaining the configuration of the sensor network according to the present invention.

도 1b는 센서 네트워크의 노드간 연결 구조를 설명하기 위한 도면. Figure 1b is a schematic diagram for explaining a connection structure between the sensor network nodes.

도 2는 본 발명에 따른 릴레이 노드가 클러스터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면. Figure 2 is a flow chart diagram for explaining a method of generating a cluster relay node according to the present invention.

도 3은 k-means 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면. Figure 3 is a view for explaining a method for generating a cluster according to the k-means method.

도 4는 k-means 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면. 4 is a flowchart diagram for explaining a method of generating a cluster in accordance with the k-means method.

도 5는 fuzzy c-means 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면. Figure 5 is a view for explaining a method for generating a cluster in accordance with the fuzzy c-means technique.

도 6은 hierarchical clustering 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면. Figure 6 is a view for explaining a method for generating a cluster in accordance with the hierarchical clustering method.

도 7은 mixture gaussian 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면. Figure 7 is a view for explaining a method for generating a cluster in accordance with the mixture gaussian method.

도 8은 본 발명에 따른 릴레이 노드가 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면. 8 is a view for explaining the manner in which a relay node according to the present invention will detect the presence of error in the sensor data.

도 9는 본 발명에 따라 릴레이 노드가 기지국 시스템으로 전송하는 이상 통보 메시지를 설명하기 위한 도면. Figure 9 is a view for explaining an over notification messages to the relay node transmits to the base station system in accordance with the present invention.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센서 네트워크의 릴레이 노드를 설명하기 위한 블록 도면. 10 is a block diagram illustrating a relay node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면. 11 is a flowchart diagram for explaining the abnormal data detection method of the sensor network according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

100 : 기지국 시스템 200 : 릴레이 노드 100: The base station system 200: RS

210 : 데이터 전송부 220 : 데이터 베이스 210: data transmission unit 220: database

230 : 데이터 수신부 240 : 데이터 처리부 230: data receiving unit 240: Data processing

250 : 데이터 판단부 260 ; 250: data determination unit 260; 기준 산출부 Reference calculating unit

300 : 센서 노드 300: sensor node

본 발명은 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법 및 그 장치에 관한 것이 다. The invention is related to the abnormality of the sensor network data detection method and apparatus.

무선 센서 네트워크는 크게 주위 환경 정보(예를 들어, 온도, 가속도, 위치 등)를 센싱하여 센서 데이터를 전송하는 센서 노드와, 다수개의 주위 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터를 축약(aggregation)하여 전송하는 릴레이 노드와, 다수개의 릴레이 노드로부터 축약된 센서 데이터를 수신하여 처리하는 기지국 시스템(base station)으로 구성된다. Wireless sensor networks are largely the environment information (e.g., temperature, acceleration, location, etc.), the sensing by the sensor node, transmitting the sensor data, and to transmit short (aggregation) of the sensor data received from a plurality of surrounding the sensor node It consists of a relay node and a plurality of relay station system for receiving and processing the sensor data from the abbreviated node (base station).

이러한, 무선 센서 네트워크에서 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 방식은, 릴레이 노드가 미리 설정된 임계 값을 기준으로 센서 데이터의 이상 유무를 판단할 수 있다. This, method to determine the presence of error in the sensor data received from the sensor node in wireless sensor network, a relay node may determine the presence of error in the sensor data based on the preset threshold value.

즉, 릴레이 노드가 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값과, 기설정된 임계 값을 비교하여 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단한다. That is, it is determined the relay node and the sensor data values ​​received from the sensor nodes, group the presence of error in the sensor data being received by comparing the threshold set.

일반적인 센서 네트워크의 센서 데이터 이상 유무를 판단하는 방식은 미리 설정되는 임계 값에 의존적이다. Method for determining at least sensor data from the common sensor network presence is dependent on the threshold value to be set in advance.

그러나, 다양한 센서 네트워크의 환경에 따른 센서 데이터의 임계 값을 결정하기 어렵고, 임계 값이 고정적이므로, 변환하는 센서 네트워크의 환경에는 적합하지 않다. However, it is difficult to determine the threshold value of the sensor data in accordance with the environment of the various sensor network, because the threshold value is fixed, and is not suitable for the sensor network environment to convert.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 센서 네트워크를 센서 노드 및 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단할 때 고정적인 임계 값에 의존하지 않고, 센서 네트워크의 환경에 따라 동적으로 판단할 수 있는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법 및 그 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been conceived in order to solve the above problems, without depending on the sensor network to the fixed threshold to determine the presence of error in the sensor data received from the sensor node and the sensor node, the sensor networks depending on what it is an object of at least the sensor network which may be dynamically determined by the data detection method, and provides the device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 센서 네트워크는, 주위 환경을 센싱하여 센서 데이터를 제공하는 다수개의 센서 노드와, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값으로부터 데이터의 이상 유무를 판단하는 기준 값을 산출하고, 각 센서로부터 수신되는 센서 데이터 값과 기준 값을 비교하여 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 릴레이 노드를 포함한다. Sensor network according to one aspect of the present invention for achieving the above object, a reference and a plurality of sensor nodes to provide the sensor data to sense the surrounding environment, to determine the presence of error data from the sensor data values ​​received from the sensor node, calculating a value, and comparing the sensor data values ​​and the reference values ​​received from each sensor includes a relay node, to determine the presence of error in the sensor data.

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 센서 데이터 값으로부터 설정된 클러스터 생성 기법에 따라 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 기준 값으로 산출하여 저장한다. The relay node according to the present invention, and stores the created a plurality of clusters according to the cluster generation method is set from the sensor data value, and calculating a center value and a radius value of each of the clusters as a reference value.

본 발명에 따른 클러스터 생성 기법은, 센서 네트워크의 환경에 따라 k-means 기법, fcm(fuzzy c-means) 기법, hierarchical clustering 기법 또는 mixture gaussian 기법 중 어느 하나의 기법이 설정굉가. Cluster generation method according to the invention, in accordance with the sensor networks k-means method, fcm (fuzzy c-means) method, hierarchical clustering techniques or mixture gaussian any one of the techniques set goengga of techniques.

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 기저장된 센서 데이터 값을 기반으로 수신된 센서 데이터 값을 예측하여 클러스터 개수와, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 설정한다. The relay node according to the present invention, anticipating that the group receiving the sensor data value based on the stored sensor data values ​​to set the center value and the radius of the cluster number and, for each cluster.

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 기저장된 사전 센서 데이터를 기반으로 클러스터 개수를 각 클러스터에 포함되는 각 센서 데이터 값들로부터 중심 값 및 반경 값을 산출한다. The relay node according to the present invention, a group calculates a center value and a radius value from each sensor data values ​​included in the cluster number stored in advance based on the sensor data in each cluster.

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 각 센서 노드로부터 수신되는 소정 개수의 센서 데이터를 저장하고, 저장되는 센서 데이터 값으로부터 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출한다. The relay node according to the present invention, store the sensor data of the predetermined number is received from each sensor node and generating a plurality of clusters from the sensor data values ​​are stored, and calculates a center value and a radius value of each cluster.

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값과 중심 값의 차이 값이 반경 값보다 작으면, 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 이상(error)으로 판단한다. The relay node according to the present invention, if the difference value between the sensor data value and the center value received from the sensor node is smaller than the radius values, and determining the sensor data to the normal, is larger, it is determined over (error).

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값과 중심 값의 차이 값이 반경 값과 센서 데이터의 종류에 따른 보정 바이어스 텀의 차이 값보다 작으면, 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 이상(error)으로 판단한다. The relay node according to the present invention, if the difference value between the sensor data value and the center value received from the sensor node is smaller than the difference value of the correction bias terms in accordance with the kind of the radius values ​​and the sensor data, and determining the sensor data to normal, is large, it is determined over (error).

본 발명에 따른 센서 네트워크는, 릴레이 노드가 생성하는 각 클러스터의 식별 정보 및 각 센서 노드의 식별 정보를 관리하는 기지국 시스템을 더 포함한다. Sensor network according to the present invention, the method further includes the identification information of each cluster to generate the relay node and the base station system for managing identification information of each sensor node.

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 센서 데이터의 종류, 해당 센서 노드의 식별 정보, 클러스터의 식별 정보 또는 센서 데이터 중 적어도 하나 이상이 포함되는 이상 통보 메시지를 기지국 시스템으로 전송한다. The relay node according to the present invention, transmitting the when the sensor data is determined as above, over which contains the type of sensor data, identification information, identification information, or at least one or more of the sensor data in the cluster of the corresponding sensor node notification message to the base station system do.

본 발명에 따른 기지국 시스템은, 릴레이 노드로부터 수신되는 이상 통보 메 시지에 포함된 센서 데이터의 종류, 해당 센서 노드의 식별 정보, 클러스터의 식별 정보 또는 센서 데이터 중 적어도 하나 이상을 외부 네트워크로 연결되는 관리 서버를 통해 출력한다. The base station system according to the present invention, management is connected to the type of sensor data contained in the above notification message received from the relay node, the identification information, identification information, or at least one or more of the sensor data in the cluster of the sensor node to the external network and outputs through a server.

본 발명에 따른 릴레이 노드는, 센서 데이터가 정상으로 판단되면, 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값 및 반경을 재산출한다. The relay node according to the present invention, if the sensor data is judged as normal, and calculates again the center value and the radius of the cluster that includes the sensor data.

본 발명의 다른 측면에 따른 센서 네트워크의 릴레이 노드는, 다수의 센서 노드로부터 센서 데이터를 무선으로 수신하는 데이터 수신부와, 데이터 수신부를 통해 수신되는 센서 데이터를 축약하여 기지국 시스템으로 전송하고, 센서 데이터 값으로부터 데이터의 이상 유무를 판단하는 기준이 되는 클러스터를 생성하여 중심 값과 반경 값을 산출하고, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값과 중심 값 및 반경 값에 따라 상기 센서 데이터의 이상 유무를 판단하여, 이상으로 판단되면, 이상 통보 메시지를 생성하는 데이터 처리부와, 센서 데이터 및 상기 이상 통보 메시지를 무선 네트워크를 통해 상기 기지국 시스템으로 전송하는 데이터 전송부와, 각 클러스터의 식별 정보, 중심 값 및 반경 값과, 센서 노드로부터 수신된 센서 데이터를 저장하는 데 Relay nodes in the sensor network, according to another aspect of the present invention includes a data receiving unit which receives the sensor data over the air from a large number of sensor nodes, to short the sensor data received via a data reception and transmission to a base station system, the sensor data values from to generate a cluster serving as a reference to determine the presence of error data calculating a center value and a radius value, and to determine the presence of error in the sensor data based on the sensor data values ​​and the central value and radius value that is received from the sensor node, If it is determined as described above, the data processing unit to generate at least notification message, and data transmission unit for transmitting to the base station system, the sensor data and the above notification message over a wireless network, the identification information, the center value and a radius value of each cluster , to store the sensor data received from the sensor node, 터 베이스를 포함한다. The site includes a database.

본 발명에 따른 데이터 처리부는, 센서 데이터 값을 기반으로 설정된 클러스터 생성 기법에 따라 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값과 반경 값을 기준 값으로 산출하여 데이터 베이스에 저장하는 기준 산출부와, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값과 각 클러스터의 중심 값의 차이 값이 반경 값보다 크면, 센서 데이터를 이상으로 판단하여 이상 통보 메시지를 기지국 시스템으 로 전송하는 데이터 판단부를 포함한다. The data processor according to the present invention, and generates a plurality of clusters according to the cluster generation method is set based on the sensor data values ​​and the reference output for storing the center value and a radius value of each cluster is calculated as a reference value in the database unit , the greater the sensor data values ​​received from the sensor nodes and the difference value between the center value of each cluster than the radius values, and a data judgment for judging the sensor data over a transmission over notification message to the base station system and parts coming from.

본 발명에 따른 기준 산출부는, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터가 데이터 판단부에서 정상으로 판단되면, 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 재산출하여 데이터 베이스에 업데이트한다. Based on calculation according to the invention comprises: when the sensor data received from the sensor node is judged as normal in the data determination unit, and re-calculating a center value and a radius value of the cluster that includes the sensor data and update the database.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 다수의 센서 노드 및 릴레이 노드를 포함하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법은, 릴레이 노드가 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 기준 값을 초기화하는 단계와, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값을 기반으로 기준 값을 산출하는 단계와, 각 센서로부터 수신되는 센서 데이터 값과 기준 값을 비교하여 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 단계를 포함한다. In a number of sensor nodes and more data detection method of a sensor network that includes a relay node, according to an aspect of the invention, comprising a relay node is initialized, a reference value for determining abnormality of the sensor data received from the sensor nodes and the , by comparing the sensor data values ​​and the reference values ​​it is received and a step of calculating a reference value based on the sensor data values ​​from each sensor that is received from the sensor node includes a step of determining the presence of error in the sensor data.

본 발명에 따른 기준 값을 산출하는 단계는, 센서 데이터 값으로부터 클러스터 생성 기법에 따라 다수개의 클러스터를 생성하는 단계와, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 기준 값으로 산출하는 단계를 포함한다. Calculating a reference value in accordance with the present invention includes the step of calculating and generating a plurality of clusters according to the cluster generation method from the sensor data value, the center value and a radius value for each cluster based on the value.

본 발명에 따른 클러스터를 생성하는 단계는, 센서 네트워크의 환경에 따라 설정되는 k-means 기법, fcm(fuzzy c-means) 기법, hierarchical clustering 기법 또는 mixture gaussian 기법 중 어느 하나의 기법에 따라 생성한다. Generating a cluster according to the invention is produced according to the k-means method which is set in accordance with the sensor network environment, fcm (fuzzy c-means) method, hierarchical clustering any of the techniques of the techniques or a mixture gaussian method.

본 발명에 따른 각 클러스터를 생성하는 단계는, 기저장된 센서 데이터 값을 기반으로 수신된 센서 데이터 값을 예측하여 클러스터 개수와, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 설정한다. Generating each of the clusters in accordance with the present invention, by predicting the sensor values ​​received data based on the pre-stored sensor data values ​​to set the center value and the radius of the cluster number and, for each cluster.

본 발명에 따른 각 클러스터를 생성하는 단계는, 기저장된 사전 센서 데이터 를 기반으로 클러스터 개수를 각 클러스터에 포함되는 각 센서 데이터 값들로부터 중심 값 및 반경 값을 산출한다. Generating each of the clusters in accordance with the present invention, a group calculates a center value and a radius value from each sensor data values ​​included in the cluster number stored in advance based on the sensor data in each cluster.

본 발명에 따른 각 클러스터를 생성하는 단계는, 각 센서 노드로부터 수신되는 소정 개수의 센서 데이터를 저장하고, 저장되는 센서 데이터 값으로부터 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출한다. Generating each of the clusters in accordance with the present invention, store the sensor data of the predetermined number is received from each sensor node and generating a plurality of clusters from the sensor data values ​​are stored, and calculating the center value and a radius value of each cluster do.

본 발명에 따른 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 단계는, 기준 값이 각 클러스터의 중심 값과 센서 데이터 값이 해당 클러스터의 반경 값을 비교하여, 차이 값이 반경 값보다 작으면, 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 차이 값이 반경 값보다 크면, 센서 데이터를 이상으로 판단한다. Determining the presence of error in sensor data according to the present invention, the reference value is the center value and the sensor data value of each cluster comparing the radius value in the cluster, if the difference value is less than the radius value, the normal sensor data and determining the difference value is greater than the radius value, it is determined sensor data as above.

본 발명에 따른 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 단계는, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값과 중심 값의 차이 값이 반경 값과 센서 데이터의 종류에 따른 보정 바이어스 텀의 차이 값보다 작으면, 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 이상(error)으로 판단한다. Determining the presence of error in sensor data according to the present invention, if the difference value between the sensor data value and the center value received from the sensor node is smaller than the difference value of the correction bias terms in accordance with the kind of the radius values ​​and the sensor data, the sensor determining data in a normal and large, it is determined over (error).

본 발명에 따른 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법은, 기지국 시스템이 각 클러스터의 식별 정보 및 센서 노드의 식별 정보를 관리하는 단계와, 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 센서 데이터의 종류, 해당 센서 노드의 식별 정보, 클러스터의 식별 정보 또는 센서 데이터가 포함되는 이상 통보 메시지를 기지국 시스템으로 전송하는 단계와, 기지국 시스템이 릴레이 노드로부터 수신되는 이상 통보 메시지에 포함되는 클러스터의 식별 정보 및 센서 노드의 식별 정보를 관리 서버를 통해 출력하는 단계를 포함한다. Abnormal data detection method of the sensor network according to the present invention, the base station after the system step and the sensor data are determined over managing the identification information and the identification information of the sensor node in each cluster, the type of sensor data of the sensor node, and transmitting over notification message including identification information, identification information, or sensor data of the cluster is the base station system, the identification information and the identification information of the sensor node in the cluster contained in the above notification message is a base station system that is received from the RS and a step of outputting through the management server.

본 발명에 따른 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법은, 센서 데이터가 정상으로 판단되면, 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값 및 반경을 재산출하는 단계와, 정상으로 판단되는 각 센서 데이터를 축약하여 기지국 시스템으로 전송하는 단계를 더 포함한다. Abnormal data detection method of the sensor network according to the present invention, if the sensor data is judged as normal, and shipped to the central value and the radius of the cluster that includes the sensor data property are phase, to shorten each of the sensor data is judged as normal further comprising: transmitting to a base station system.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 릴레이 노드의 이상 데이터 검출 방법은, 다수의 센서 노드로부터 무선으로 수신되는 센서 데이터 값으로부터 다수의 클러스터를 생성하는 단계와, 각 클러스터의 중심 값과 반경 값을 산출하는 단계와, 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값과 중심 값의 차이 값이 반경 값을 비교하여, a) 차이 값이 반경 값보다 크면, 이상으로 판단하여 이상 통보 메시지를 기지국 시스템으로 전송하고, b) 차이 값이 반경 값보다 작으면, 정상으로 판단하여, 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출하여 업데이트하고, 센서 데이터를 축약하여 기지국 시스템으로 전송하는 단계를 포함한다. Abnormal data detection method of a relay node according to another aspect of the invention, the step of generating a plurality of clusters from the sensor data value received over the air from a large number of sensor nodes, to calculate a center value and a radius value of each cluster phase and, to a difference value between the sensor data value and the center value received from the sensor node compares the radius value, a) the difference value is greater than the radius value, it is determined as above and transmit over notification message to the base station system, b) If the difference value is less than the radius value, it is determined as normal, by updating the re-calculating a center value and a radius value of the cluster that includes the sensor data, the sensor data abbreviated transmitting to the base station system.

이하 본 발명에 따른 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법 및 그 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Or more and the data detecting method of the sensor network according to the present invention with reference to the accompanying drawings, the device will be described in detail.

도 1a는 본 발명에 따른 센서 네트워크의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 센서 네트워크의 노드간 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다. Figure 1a is a view for explaining a configuration of the sensor network according to the present invention, Figure 1b is a view illustrating a connection structure between the sensor network nodes.

도 1a 및 도 1b에 도시된 센서 네트워크는 클러스터 기반의 센서 네트워크를 예시한 것으로, 다수개의 센서 노드(300)가 인접한 릴레이 노드(200)와 무선으로 연결되고, 각 릴레이 노드(200)가 무선 네트워크를 통해 기지국 시스템(100)과 연 결된다. The sensor network shown in Figure 1a and 1b to be an illustration of a cluster-based sensor network, a number of sensor node 300 is connected to an adjacent relay node 200 and the radio, the radio network, each relay node 200 a is connected with the base station system 100 through.

릴레이 노드(200)는 무선으로 연결되는 다수개의 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터를 축약하여 기지국 시스템(100)으로 전송하는 클러스터 헤드(cluster head)에 해당한다. Corresponds to the relay node 200 is a cluster head (cluster head) to short the sensor data received from a plurality of sensor nodes 300 that are connected wirelessly transmitting to a base station system (100).

센서 노드(300)는 다양한 주위 환경 정보를 센싱하여 센서 데이터를 무선으로 연결된 릴레이 노드(200)로 전송한다. Sensor node 300 by sensing a range of the environment information is transmitted to the relay node 200 connected to the sensor data over the air.

기지국 시스템(100)은 각 릴레이 노드(200)로부터 수신되는 센서 데이터를 연결되는 유선 네트워크를 통해 센서 네트워크 관리 서버(미도시)로 전송하여, 사용자가 센서 네트워크를 이용/관리 할 수 있도록 한다. And transmits it to base station system 100, each relay node (not shown) sensor network management server via a wired network connected to the sensor data received from 200 and allows the user to / managed using a sensor network.

릴레이 노드(200)는 무선으로 수신되는 센서 데이터로부터 센서 데이터의 이상 유무를 판단할 수 있는 기준 값을 산출하고, 기준 값이 산출되면, 수신되는 센서 데이터 값과 기준 값을 비교하여 센서 데이터의 이상 유무를 판단한다. The relay node 200 when calculating a reference value for determining whether an abnormality of the sensor data from the sensor data received over the air, and the reference value is calculated by comparing the received sensor data values ​​and the reference value or more of the sensor data, and determines the presence or absence.

이러한, 릴레이 노드(200)는 수신되는 센서 데이터 값을 기반으로 클러스터를 생성하고, 생성된 클러스터를 기준 값으로 정의하여, 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단할 수 있다. The relay node 200 is to generate clusters based on the sensor data values ​​are received and to define the resulting cluster, based on the value, it is possible to determine the reception error of the sensor data.

릴레이 노드(200)가 센서 데이터 값을 기반으로 클러스터를 생성하는 기법은, k-means 기법과, fcm(fuzzy c-means) 기법과, hierarchical clustering 기법 또는 mixture gaussian 기법 등을 적용할 수 있으며, 릴레이 노드(200)는 센서 네트워크의 환경에 따라 적합한 클러스터링 기법을 사용할 수 있다. Method for the relay node 200 generates the cluster based on the sensor data value, k-means method and, fcm (fuzzy c-means) can be applied to techniques and the like hierarchical clustering techniques or mixture gaussian method, relay node 200 may use an appropriate clustering method in accordance with the sensor networks.

도 2는 본 발명에 따른 릴레이 노드가 클러스터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면이다. 2 is a flowchart diagram for explaining a method of generating a cluster relay node according to the present invention.

도 2를 참조하면, 릴레이 노드(200)는 클러스터가 초기화되면(S 100), 설정된 클러스터 생성 방식을 확인한다(S 110). 2, when the relay node 200 is a cluster is initialized confirms the (S 100), set the cluster generating method (S 110).

릴레이 노드(200)에 설정되는 클러스터 생성 방식은, 크게 이전에 수신된 센서 데이터(이하 "사전 센서 데이터"라 칭함)를 기반으로 센서 노드(300)로부터 수신될 센서 데이터 값을 예측하고, 그에 따라 클러스터 개수(k)와, 각 클러스터의 중심 값을 설정하는 제 1 방식과, 사전 센서 데이터를 기반으로 클러스터 개수(k)를 예측하고, 각 클러스터에 포함되는 각 센서 데이터 값들로부터 중심 값 및 반경 값을 산출하는 제 2 방식과, 비교사 학습(unsupervised) 방식으로 센서 노드(300)로부터 수신되는 소정 개수의 센서 데이터 값으로부터 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출하는 제 3 방식으로 구분할 수 있다. Cluster generation method set in the relay node 200 is significantly predicted sensor data value is received to a previous sensor data based on (the "pre-sensor data" hereinafter) received from the sensor node 300, and accordingly and a cluster number (k), a first system and, based on the pre-sensor data to predict a cluster number (k), the center value and a radius value from each sensor data values ​​contained in each cluster for setting a central value for each cluster, the first generating a plurality of clusters from the second scheme, and unsupervised learning (unsupervised) manner as the sensor data values ​​of the predetermined number is received from the sensor node 300, and calculates a center value and a radius value of each cluster calculated It can be classified in three ways.

예를 들어, 센서 네트워크의 사용자는 센서 네트워크 환경에 따라 릴레이 노드(200)에 각기 다른 클러스터 생성 방식을 설정할 수 있으며, 수신되는 센서 데이터 값이 몇 개 그룹으로 명확하게 구분될 수 있는 센서 네트워크의 릴레이 노드(200)에는 제 1 방식을 설정하고, 센서 데이터 값이 몇 개 그룹으로 구분되나 센서 데이터 값을 명확하게 예측할 수 없는 센서 네트워크의 제 2 릴레이 노드(200)에는 제 2 방식을 설정하고, 수신되는 센서 데이터 값에 따라 동적으로 클러스터를 적용하고자 하는 센서 네트워크에는 제 3 방식을 설정한다. For example, the user of the sensor network, the sensor according to the network environment can be set different cluster generation system to the relay node 200, the relay of the sensor network in which the sensor data value is received can be clearly divided into several groups the receiving node 200 is set to a first method, there is the sensor data value, but separated by several groups that second relay node 200 of the sensor network that can not be clearly predicted sensor data value, setting the second manner, and sensor network to be dynamically applied to a cluster based on the sensor data values ​​are to be set the third scheme.

릴레이 노드(200)는 제 1 방식이 설정되어 있으면, 데이터 베이스(220)에 저장된 사전 센서 데이터 값을 기반으로 센서 노드(300)로부터 수신될 센서 데이터 값에 따른 클러스터 개수(k)와 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 결정한다(S 120). The relay node 200 includes a first way is set, database 220 pre-sensor data based on the value of the sensor node cluster number (k) of the sensor data value is received from 300 and each cluster is stored in the It determines a center value and a radius value (S 120).

그리고, 릴레이 노드(200)는 제 2 방식이 설정되어 있으면, 사전 센서 데이터 값을 기반으로 클러스터 개수(k)를 설정하고(S 130), 모든 사전 센서 데이터 값이 포함되도록 클러스터를 설정된 개수(k)만큼 생성하고, 각 클러스터에 포함된 사전 센서 데이터 값에 따라 중심 값 및 반경 값을 산출한다(S 140). Then, the relay node 200, if the second scheme is set, based on the pre-sensor data value set for a cluster number (k) and (S 130), a predetermined number of clusters such that all contain the pre-sensor data values ​​(k ) to produce, and calculating the center value, and a radius value based on the pre-sensor data values ​​contained in each cluster by (S 140).

또한, 릴레이 노드(200)는 제 3 방식이 설정되어 있으면, 소정 시간동안 소정 개수의 센서 데이터를 수신한다(S 150). Further, if the relay node 200 is the third scheme is set, and receives the sensor data of a predetermined number for a predetermined time (S 150).

그리고, 릴레이 노드(200)는 수신되는 센서 데이터 값들로부터 소정 개수(k)의 클러스터를 생성하고(S 160), 각 클러스터에 포함된 각 센서 데이터 값에 따라 중심 값 및 반경 값을 산출한다(S 170) Then, the relay node 200 generates a cluster of a predetermined number (k) from the received sensor data values ​​to be, and (S 160), calculating a center value and a radius value based on the sensor data values ​​contained in each cluster (S 170)

릴레이 노드(200)는 생성되는 각 클러스터와, 중심 값 및 반경 값을 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단하기 위한 기준 값으로 저장한다(S 180). RS 200 stores as a reference value for determining abnormality of the sensor data received for each cluster, a center value and a radius value to be generated (S 180).

도 3은 k-means 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a method for generating a cluster according to the k-means method.

도 3에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(200)는 제 1 방식 또는 제 2 방식이 설정되어 있으면, 사전 센서 데이터 값들로부터 클러스터를 생성하여, 중심 값을 산출하고, 제 3 방식이 설정되어 있으면, 센서 노드(300)로부터 소정 개수의 센서 데이터를 수신한 이후에 센서 데이터 값들로부터 클러스터를 생성하여 중심 값 및 반경 값을 산출한다. If 3, the relay node 200 if the first scheme or the second scheme is set, to create a cluster from a pre-sensor data values, and calculating the center value, the third scheme is set, after receiving the sensor data of the predetermined number from the sensor node 300 generates a cluster, from the sensor data values ​​and calculates the center value and radius value.

도 4는 k-means 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면이다. 4 is a flowchart diagram for explaining a method of generating a cluster in accordance with the k-means method.

도 4를 참조하면, 릴레이 노드(200)는 클러스터가 초기화되면, 클러스터의 중심 값을 초기화한다(S 200). 4, when the relay node 200 is a cluster, is initialized, and initializes the center of the cluster (S 200).

이하, "Z"는 클러스터의 중심 값이고, "R"은 센서 데이터 값(개체)이고, "K"는 클러스터 개수이다. Below, "Z" is the center of the cluster, "R" is the sensor data value (the object), "K" is a cluster number.

릴레이 노드(200)는 생성할 클러스터의 개수(K)를 클러스터 생성 방식에 따라 결정하고, 각 클러스터 중심 값을 다음 수학식 1과 같이 초기화한다. The relay node 200 is determined by the number (K) of the cluster to generate the cluster generation system, and each cluster center value is then initialized as Equation (1).

Figure 112006025811052-pat00001

그리고, 릴레이 노드(200)는 센서 데이터 값들을 다음 수학식 2와 같이 분산시킨다(S 210). Then, the relay node 200 is dispersed, as the sensor data values ​​and Equation 2 (S 210).

Figure 112006025811052-pat00002

그리고, 릴레이 노드(200)는 모든 센서 데이터 값이 분산되었는지 여부를 검사하고(S 220), 분산되지 않았으면, 상기 센서 데이터 값을 분산시키는 단계(S 210)를 수행하고, 분산되었으면, 새로운 클러스터의 중심 값을 다음 수학식 3과 같 이 산출한다.(S 230). And, once if the relay node 200 checks whether all the sensor data value is distributed to (S 220), has not been distributed, the steps (S 210) to distribute the sensor data value, and the variance, a new cluster a central value, and then calculates the same as the equation 3. (S 230).

Figure 112006025811052-pat00003

상기 수학식 3에서 중심 값을 최소화시키는 Zj(l+1)은 다음 수학 4와 같이, 클러스터 j에 포함되는 모든 센서 데이터 값들의 평균값으로부터 산출할 수 있다. Zj (l + 1) minimizing the center value in the equation (3) can be calculated from the average value of all the sensor data values ​​included in cluster j as in the following equation 4.

Figure 112006025811052-pat00004

그리고, 릴레이 노드(200)는 산출된 각 클러스터의 중심 값이 각 클러스터의 중심에 위치하는지 여부를 확인한다(S 240). Then, the relay node 200 is the center value of each cluster to determine whether the calculated position in the center of each cluster (S 240).

즉, 릴레이 노드(200)는 산출된 각 클러스터의 중심 값과, 실제 생성된 클러스터의 중심 값이 일치하는지 여부를 확인하고, 일치하지 않으면, 중심 값을 재산출한다(S 250). In other words, if the relay node 200 checks whether the center value of a cluster as the center value of each cluster, the actual generation and the output matching, not matching, and re-calculating a center value (S 250).

그리고, 릴레이 노드(200)는 산출된 중심 값과 실제 중심 값이 일치하면, 각 클러스터의 반경 값을 산출하여 중심 값 및 산출 값을 저장한다(S 260) Then, when the relay node 200 matches the calculated center value of the actual center value, and calculates a radius value of each cluster storing the center value and the calculated value (S 260)

도 5는 fuzzy c-means 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining a method for generating a cluster in accordance with the fuzzy c-means technique.

도 5에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(200)는 사전 센서 데이터 값 또는 센서 데이터 값들로부터 센서 데이터 값이 중복되도록 최적의 클러스터를 생성하고, 센서 데이터 값이 중복된 경계면을 보정하여 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출한다. 5, the relay node 200 and generates optimal cluster such that the sensor data values ​​duplicated from the pre-sensor data values ​​or sensor data values, and to compensate for the interface between the sensor data value of the duplicate generating a cluster and it calculates a center value and a radius value of each cluster.

도 6은 hierarchical clustering 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a method for generating a cluster in accordance with the hierarchical clustering method.

도 6에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(200)는 각 센서 데이터 값이 하나의 클러스터에 포함되는 다수개의 클러스터를 생성하고, 유사한 클러스터들을 병합하여 최적의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출한다. 6, the relay node 200 may generate a plurality of clusters where each sensor data value included in a cluster, and to merge similar clusters generate the optimal cluster, the center value of each cluster and It calculates a radius value.

도 7은 mixture gaussian 기법에 따라 클러스터를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining a method for generating a cluster in accordance with the mixture gaussian method.

도 7에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(200)는 센서 데이터 값에 따른 가우스 분포를 기반으로, 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출한다. 7, the relay node 200 is based on a Gaussian distribution in accordance with the sensor data values, generating a cluster and calculating the center value and a radius value of each cluster.

한편, 릴레이 노드(200)는 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 확인하기 위한 기준 값으로 사용할 클러스터를 생성하고, 각 클러스터에 식별 정보(ID)를 부여하여 기지국 시스템(100)으로 생성된 클러스터의 식별 정보를 전송한다. On the other hand, the relay node 200 is a base station system 100 by generating a cluster for use as a reference value to determine the presence of error in the sensor data, and given the identification information (ID) to each cluster is received from the sensor node 300 the identification information of the clusters generated by the transmitted.

그리고, 기지국 시스템(100)은 각 릴레이 노드(200)로부터 수신되는 각 클러스터의 식별 정보를 관리한다. Then, the base system 100 manages the identification information of each cluster is received from each relay node 200. 즉, 기지국 시스템(100)은 릴레이 노드(200)별 클러 스터의 식별 정보, 센서 노드(300)의 식별 정보 등을 관리한다. That is, the base station system 100 is the management information such as identification of the identification information, a sensor node 300 in the cluster by the relay node 200.

릴레이 노드(200)는 설정된 클러스터 생성 방식에 따라 클러스터를 생성한 이후에 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터 값과, 각 클러스터내에 포함되지 않으면, 이상 데이터로 판단한다. If the relay node 200 and the sensor data values ​​received from the sensor node 300, after generating a cluster in the cluster set generation method, be included in each cluster, and determines the data as above.

즉, 릴레이 노드(200)는 수신되는 센서 데이터 값과, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값에 따라 센서 데이터의 이상 유무를 판단한다. That is, the RS 200 determines the presence of error in sensor data according to the sensor data value and a center value and a radius value of each cluster is received.

도 8은 본 발명에 따른 릴레이 노드가 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a view for explaining the manner in which the relay node has determined the presence of error in sensor data according to the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(200)는 생성된 클러스터의 중심 값(Z(l)) 및 반경 값(D)을 산출한 이후에 수신되는 센서 데이터 값(R)과 클러스터의 중심 값의 차이 값( 8, the relay node 200 is received after the calculation of the center value of the generated clusters (Z (l)) and a radius value (D) sensor data value (R) and the center of the cluster of the difference (

Figure 112006025811052-pat00005
)이 반경 값(Di)보다 작으면, 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 센서 데이터에 이상이 있다고 판단한다. ) If the radius is less than the value (Di), determining the sensor data to the normal and large, it is determined that there is abnormality in a sensor data.

이때, 릴레이 노드(200)는 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터의 종류에 따라 거리 오차를 보정하기 위한 바이어스 텀(α)을 반영하여, 센서 데이터 값(R)과 클러스터의 중심 값의 차이 값( At this time, the relay node 200 is the difference reflecting the bias term (α), the sensor data values ​​(R) and the center of the cluster for correcting a distance error, depending on the type of sensor data received from the sensor node 300 value(

Figure 112006025811052-pat00006
)이 반경 값과 바이어스 텀의 차이 값(D-α)보다 작고, '0'보다 같거나 크면, 센서 데이터가 정상이라고 판단한다. ) Is smaller than the radius value and the difference value (D-α) of the bias term, equal to zero or greater, it is determined that the sensor data is normal.

즉, 릴레이 노드(200)는 수신되는 센서 데이터 값이 클러스터내에 포함되면, 정상으로 판단하고, 포함되지 않으면, 이상으로 판단하며, 다수개의 클러스터가 생성된 경우에는 각 클러스터의 중심 값(Z(i))과 센서 데이터 값(R)의 차이가 반경 값(D)보다 작은지 여부를 순차적을 비교하고, 센서 데이터 값이 모든 클러스터내에 포함되지 않으면, 센서 데이터의 이상으로 판단한다. That is, the relay node 200 if the sensor data value is received included in the cluster, is not included judged as normal, and a determination as above, when the plurality of clusters are generated, the center value of each cluster (Z (i )) and the difference between the sensor data value (R) comparing whether the value is smaller than the radius (D) one, and if the sensor data values ​​are not included in all the clusters, it is determined outside of the sensor data.

그리고, 릴레이 노드(200)는 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 이상 통보 메시지를 기지국 시스템(100)으로 전송한다. Then, when the relay node 200 is determined by at least the sensor data received from sensor node 300, and transmits the notification message to the base station over the system 100.

한편, 릴레이 노드(200)는 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터가 정상이면, 센서 데이터를 축약하여 기지국 시스템(100)으로 전송하고, 수신된 센서 데이터 값이 포함되는 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출하여 업데이트한다. On the other hand, the relay node 200 is a sensor when the sensor data is received from node 300 is normal, the short sensor data and transmits to the base station system 100, the center value to the radius of the cluster, which includes the received sensor data value be updated to re-calculate the value.

이때, 릴레이 노드(200)는 실시간 재산출을 위하여 수신되는 센서 데이터마다 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출하거나, 산출 프로세서로 인한 과부하를 방지하기 위하여, 수정 주기마다 수신되는 센서 데이터에 따라 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출할 수 있다. At this time, the relay node 200 in order to prevent each sensor data received recalculated the center value to the radius of the cluster, or due to a calculation processor overload for real-time re-calculation, the cluster according to the sensor data received every modification period It may invoke the property value of the center and radius values.

도 9는 본 발명에 따라 릴레이 노드가 기지국 시스템으로 전송하는 이상 통보 메시지를 설명하기 위한 도면이다. 9 is a view for explaining an over notification message to the relay node transmits to the base station system in accordance with the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(200)는 수신된 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 수신된 센서 데이터의 종류가 명시되는 데이터 타입 필드(Data Type)와, 센서 노드(300)의 식별 정보가 명시되는 노드 ID 필드 및 이상 판단의 기준 값으로 사용된 클러스터의 식별 정보가 명시되는 클러스터 ID 필드 및 수신된 센서 데이터가 포함되는 센서 데이터 필드(Sensed Data)를 포함하는 패킷 형태의 이상 통보 메시지를 기지국 시스템(100)으로 전송한다. 9, the relay node 200 when it is determined by the received sensor data was described above, the identification of which state the type of the received sensor data, the data type field (Data Type) and the sensor node 300 information for a specified or more notification messages in packet form including a node ID field and more than a reference value sensor data field identified information includes cluster ID to be specified fields and the received sensor data in the cluster (Sensed data) used in the determination that It transmits to the base station system (100).

기지국 시스템(100)은 각 릴레이 노드(200)로부터 수신되는 센서 데이터를 관리 서버로 전송하며, 이상 통보 메시지가 수신되면, 이상이 발생한 센서 노드(300)의 식별 정보, 클러스터의 식별 정보 및 센서 데이터를 저장한다. The base station system 100 sends the sensor data received from each of the relay node 200 to the management server, at least notification message is received, the identification information of the sensor node 300 of failures, identification and sensor data in the cluster stores.

그리고, 기지국 시스템(100)은 이상 통보 메시지가 기설정된 횟수만큼 수신되면, 즉, 릴레이 노드(200)가 제 1 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터가 소정 횟수만큼 반복적으로 이상으로 판단되어, 기지국 시스템(100)으로 이상 통보 메시지가 소정 횟수만큼 반복적으로 전송하면, 기지국 시스템(100)은 제 1 센서 노드(300)의 식별 정보 및 클러스터의 식별 정보가 포함되는 에러 메시지를 관리 서버로 전송하고, 관리 서버는 에러 메시지에 포함되는 센서 노드(300)의 식별 정보 및 클러스터의 식별 정보를 출력하여, 사용자가 이상이 발생한 센서 노드(300) 및 클러스터를 확인할 수 있도록 한다. Then, when the base station system 100 are received by a number of times over notification message preset, that is, sensor data is received by the relay node 200 from the first sensor node 300 is determined as above repeatedly a predetermined number of times, If over notification message to the base station system 100 is transmitted repeatedly a predetermined number of times, the base station system 100 sends an error message that includes the identification information and the identification information of the cluster of the first sensor node 300 to the management server, , the management server and outputting the identification information and the identification information of the cluster of the sensor node 300 that is included in the error message, so that the user can check the sensor node 300, and the cluster of failures.

이때, 기지국 시스템(100)은 이상 통보 메시지가 기설정된 횟수만큼 수신되거나, 센서 데이터 값과, 기준 값이 오차가 설정된 오차 범위를 벗어나는 경우, 에러 메시지를 관리 서버로 전송할 수 있다. At this time, the base station system 100 and received by a number of times over a predetermined notification message, when the sensor data values ​​and the reference value, the error is outside the predetermined error range, can send an error message to the management server.

그리고, 사용자는 관리 서버로부터 출력되는 센서 노드(300)의 식별 정보 및 클러스터의 식별 정보를 확인하여, 센서 네트워크에 발생된 이상을 보정/관리할 수 있다. Then, the user checks the identification information and the identification information of the cluster of the sensor node 300 to be output from the management server, it is possible to correct / manage the above occurred in the sensor network.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센서 네트워크의 릴레이 노드를 설명하기 위한 블록 도면이다. 10 is a block diagram illustrating a relay node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 릴레이 노드(200)는, 데이터 수신부(230), 데이터 전송부(210), 데이터 처리부(240) 및 데이터 베이스(220)를 포함 한다. 10, and a relay node 200, the data receiving unit 230, a data transfer unit 210, data processor 240 and data base 220 in accordance with the present invention. 데이터 처리부(240)는 기준 산출부(260) 및 데이터 판단부(250)를 포함한다. The data processing unit 240 includes a reference calculation section 260 and the data determination unit 250.

데이터 수신부(230)는 각 센서 노드(300)로부터 무선으로 센서 데이터를 수신하고, 데이터 전송부(210)는 각 센서 노드(300)로부터 수신되어 축약된 센서 데이터를 기지국 시스템(100)으로 무선 네트워크를 통해 전한다. Data receiver 230 is a wireless network, each sensor node receives the sensor data over the air from 300, and data transmission unit 210, each sensor node 300 receives the sensor data base system 100 is reduced is from to convey through.

데이터 베이스(220)는 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터, 생성되는 클러스터, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 저장한다. Database 220 stores a center value and a radius value of the sensor data, generated clusters, each cluster is received from the sensor node 300.

그리고, 데이터 처리부(240)는 센서 노드(300)로부터 데이터 수신부(230)를 통해 수신되는 센서 데이터를 축약하여 데이터 전송부(210)를 통해 기지국 시스템(100)으로 전송한다. Then, the data processing unit 240 transmits the sensor node the base station system 100 through the short to the sensor data, the data transfer unit 210, which is received via the data reception unit 230 from 300.

기준 산출부(260)는 클러스터가 초기화되면, 설정된 클러스터 생성 방식을 확인하고, 이전에 수신된 사전 센서 데이터를 기반으로 센서 노드(300)로부터 수신될 센서 데이터 값을 예측하고, 그에 따라 클러스터 개수(k)와, 각 클러스터의 중심 값을 설정하는 제 1 방식이면, 데이터 베이스(220)에 저장된 사전 센서 데이터 값을 기반으로 센서 노드(300)로부터 수신될 센서 데이터 값에 따른 클러스터 개수(k)와 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 결정하여, 데이터 베이스(220)에 저장한다. Reference calculating unit 260 when the cluster is initialized, make a set cluster generation method, and predicting the sensor data values ​​are received from the preceding pre based on the sensor data, the sensor nodes 300 received in, and the number of clusters accordingly ( k) and, if the first method for setting the center value of each cluster, the database (cluster number (k) of the sensor data values ​​are received from the sensor node 300 based on the pre-sensor data values ​​stored in 220) and to determine a center value and a radius value of each cluster, and stores in the database 220.

그리고, 기준 산출부(260)는 사전 센서 데이터를 기반으로 클러스터 개수(k)를 예측하고, 각 클러스터에 포함되는 각 센서 데이터 값들로부터 중심 값을 산출하는 제 2 방식이면, 사전 센서 데이터 값을 기반으로 클러스터 개수(k)를 설정하고, 모든 사전 센서 데이터 값이 포함되도록 클러스터를 설정된 개수(k)만큼 생성 한 이후에 중심 값 및 반경 값을 산출하여 데이터 베이스(220)에 저장한다. Then, the reference calculation unit 260 based on the pre-sensor data to predict a cluster number (k), if the second method for calculating a center value from each sensor data values ​​contained in each cluster, based on the pre-sensor data value to set the number of clusters (k), and calculating the center value, and since the radius value generated by all the pre-sensor data value, the number (k) is set the cluster to include it will be stored in the database 220.

또한, 기준 산출부(260)는 비교사 학습(unsupervised) 방식으로 센서 노드(300)로부터 수신되는 소정 개수의 센서 데이터 값으로부터 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값을 산출하는 제 3 방식이면, 소정 시간동안 소정 개수의 센서 데이터를 수신하여 데이터 베이스(220)에 저장하고, 수신되는 센서 데이터 값들로부터 소정 개수(k)의 클러스터를 생성한 이후에 중심 값 및 반경 값을 산출하여 데이터 베이스(220)에 저장한다. In addition, the reference calculation unit 260 is unsupervised learning (unsupervised) method in a third method for generating a plurality of clusters from the sensor data values ​​of the predetermined number is received from the sensor node 300, and calculating the center value of each cluster is, stored in the received data base 220, the sensor data of the predetermined number for a predetermined time, from the received sensor data values ​​is to calculate a center value and a radius value after creating a cluster of a predetermined number (k) database It is stored in the 220. the

그리고, 데이터 판단부(250)는 기준 산출부(260)가 설정된 클러스터 생성 방식에 따라 생성한 클러스터의 중심 값 및 반경 값과 수신되는 센서 데이터 값을 이용하여 센서 데이터의 이상 유무를 판단한다. Then, the data determination unit 250 using the sensor data values ​​are received and the center value and a radius value of a cluster created according to the cluster generation method is based on calculating section 260 configured to determine the presence of error in the sensor data.

즉, 데이터 판단부(250)는 수신되는 센서 데이터 값과 중심 값의 차이 값이 반경 값보다 작으면, 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 차이 값이 반경 값보다 크면, 센서 데이터를 이상으로 판단한다. That is, the data determination unit 250, if the difference value between the sensor data value and the center value received is less than the radius values, and determining the sensor data to the normal, the difference value is greater than the radius value, it is determined sensor data over .

그리고, 데이터 판단부(250)는 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 수신된 센서 데이터의 종류가 명시되는 데이터 타입 필드(Data Type)와, 센서 노드(300)의 식별 정보가 명시되는 노드 ID 필드 및 이상 판단의 기준 값으로 사용된 클러스터의 식별 정보가 명시되는 클러스터 ID 필드 및 수신된 센서 데이터가 포함되는 센서 데이터 필드(Sensed Data)를 포함하는 이상 통보 메시지를 기지국 시스템(100)으로 전송한다. Then, when the data determination unit 250, the sensor data is determined as described above, which is identification information of which is indicated the type of the received sensor data, the data type field (Data Type) and the sensor node 300 specifies a node ID field and It transmits a notification message including at least the at least sensor data fields that reference value includes the identification information, the cluster ID to be specified fields and the received sensor data of the cluster used as the judgment (Sensed data) to the base station system (100).

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센서 네트워크의 이상 데이터 검 출 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면이다. 11 is a flowchart diagram for explaining the abnormal data detection method of the sensor network according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 릴레이 노드(200)는 클러스터를 초기화한다. 11, the relay node 200 initializes the cluster. 즉, 릴레이 노드(200)는 클러스터의 중심 값을 초기화한다(S 300). That is, the relay node 200 initializes the center of the cluster (S 300).

그리고, 릴레이 노드(200)는 클러스터 생성 방식을 확인하여, 설정된 생성 방식에 따라 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출하여 기준 값으로 저장한다(S 310). Then, the relay node 200 checks the cluster generation system to generate a cluster according to the set generation method, and calculating the center value and a radius value of each cluster and store the reference value (S 310).

클러스터 생성 방식은, 크게 이전에 수신된 사전 센서 데이터를 기반으로 센서 노드(300)로부터 수신될 센서 데이터 값을 예측하고, 그에 따라 클러스터 개수(k)와, 각 클러스터의 중심 값을 설정하는 제 1 방식과, 사전 센서 데이터를 기반으로 클러스터 개수(k)를 예측하고, 각 클러스터에 포함되는 각 센서 데이터 값들로부터 중심 값을 산출하는 제 2 방식과, 비교사 학습(unsupervised) 방식으로 센서 노드(300)로부터 수신되는 소정 개수의 센서 데이터 값으로부터 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값을 산출하는 제 3 방식으로 구분되며, 클러스터 생성 기법은 릴레이 노드(200)가 센서 데이터 값을 기반으로 클러스터를 생성하는 기법은, k-means 기법과, fcm(fuzzy c-means) 기법과, hierarchical clustering 기법 또는 mixture gaussian 기법 등이 될 수 있다. Cluster generation method, the first to significantly predict the sensor data values ​​to be received based on the pre-sensor data previously received from the sensor node 300, and the set with the cluster number (k), the center value of each cluster accordingly scheme, a second scheme, and unsupervised learning (unsupervised) method that is based on the pre-sensor data predict a cluster number (k), and calculating a center value from each sensor data values ​​contained in each cluster by a sensor node (300 ) generates a plurality of clusters from the sensor data values ​​of the predetermined number is received from, and is divided into a third method for calculating a center value of each cluster, the cluster generation technique relay node 200 is a cluster based on the sensor data values techniques for generating is, it may be a k-means method and, fcm (fuzzy c-means) techniques and, hierarchical clustering techniques or mixture gaussian method.

릴레이 노드(200)는 설정된 클러스터 생성 방식과, 클러스터 생성 기법에 따라 센서 데이터 값을 분산시켜 클러스터를 생성한 이후에 중심 값과 반경 값을 산출한다. The relay node 200 calculates a center value and a radius value after the generation of the cluster by distributing the sensor data values ​​according to the set cluster generation scheme, a cluster generation techniques.

그리고, 릴레이 노드(200)는 생성되는 클러스터의 식별 정보를 기지국 시스 템(100)으로 전송한다(S 320). Then, the RS 200 transmits the identification information of the clusters generated by the base station system (100) (S 320).

릴레이 노드(200)는 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단하기 위한 기준 값인 클러스터의 중심 값과 반경 값을 산출한 이후에 수신되는 센서 데이터 값과 각 클러스터의 중심 값과의 차이 값과, 반경 값을 비교하여 센서 데이터의 이상 유무를 판단한다(S 330). The relay node 200 is between the sensor data value and the center value of each cluster is received after the calculation of the center value to the radius value of the reference value of the cluster to determine the presence of error in the sensor data received from the sensor node 300 comparing the difference value and a radius value to determine the presence of error in the sensor data (S 330).

즉, 릴레이 노드(200)는 각 클러스터의 중심 값과 센서 데이터 값의 차이 값이 각 클러스터의 반경 값에서 바이어스 텀을 제한 차이 값보다 작으면, 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 이상 데이터로 판단한다. That is, the relay node 200 is less of a bias term in the radius value of each cluster center value and the sensor data value of each cluster difference value than the limit difference value, and determining the sensor data to the normal, high, as more data It is determined.

릴레이 노드(200)는 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 센서 데이터의 종류와, 센서 노드(300)의 식별 정보와, 클러스터의 식별 정보 및 센서 데이터가 포함되는 이상 통보 메시지를 기지국 시스템(100)으로 전송한다(S 340). The relay node 200 when it is determined as more than the sensor data, the type of sensor data and the sensor node identification information, the identification information and the base station system 100, the above notification message that includes the sensor data in the cluster (300) transmits (S 340).

그리고, 기지국 시스템(100)은 이상 통보 메시지가 수신되면, 사용자가 센서 네트워크의 에러 상태를 확인할 수 있도록 관리 서버로 에러 메시지를 전송한다(S 350) Then, when the base station system 100 over notification message is received, the user transmits an error message to the management server to check the error status of the sensor network (S 350)

일례에 따라 기지국 시스템(100)은 이동 통보 메시지가 기설정된 횟수만큼 수신되면, 즉, 릴레이 노드(200)가 제 1 센서 노드(300)로부터 수신되는 센서 데이터가 소정 횟수만큼 반복적으로 이상으로 판단되어, 기지국 시스템(100)으로 이상 통보 메시지가 소정 횟수만큼 반복적으로 전송하면, 기지국 시스템(100)은 제 1 센서 노드(300)의 식별 정보 및 클러스터의 식별 정보가 포함되는 에러 메시지를 관리 서버로 전송하고, 관리 서버는 에러 메시지에 포함되는 센서 노드(300)의 식별 정보 및 클러스터의 식별 정보를 출력하여, 사용자가 이상이 발생한 센서 노드(300) 및 클러스터를 확인할 수 있도록 한다. When According to one embodiment the base station system 100 includes a mobile notification message groups received by the set number of times, that is, sensor data, the relay node 200 received from the first sensor node 300 is determined as above repeatedly a predetermined number of times , when the above notification message to the base station system 100 is transmitted repeatedly a predetermined number of times, the base station system 100 sends an error message that includes the identification information and the identification information of the cluster of the first sensor node 300 to the management server, and the management server and outputting the identification information and the identification information of the cluster of the sensor node 300 that is included in the error message, so that the user can check the sensor node 300, and the cluster of failures.

이때, 기지국 시스템(100)은 이상 통보 메시지가 기설정된 횟수만큼 수신되거나, 센서 데이터 값과, 기준 값이 오차가 설정된 오차 범위를 벗어나는 경우, 에러 메시지를 관리 서버로 전송할 수 있다. At this time, the base station system 100 and received by a number of times over a predetermined notification message, when the sensor data values ​​and the reference value, the error is outside the predetermined error range, can send an error message to the management server.

그리고, 사용자는 관리 서버로부터 출력되는 센서 노드(300)의 식별 정보 및 클러스터의 식별 정보를 확인하여, 센서 네트워크를 관리한다(S 360). Then, the user checks the identification information and the identification information of the cluster of the sensor node 300 to be output from the management server, and manages the sensor network (S 360).

한편, 릴레이 노드(200)는 센서 데이터가 정상이라고 판단되면, 수신되는 센서 데이터를 축약하여 기지국 시스템(100)으로 전송한다(S 370). On the other hand, when the relay node 200 determines that the sensor data are normal, the short sensor data is received and transmitted to the base station system (100) (S 370).

그리고, 릴레이 노드(200)는 센서 노드(300)로부터 수신된 센서 데이터 값이 포함되는 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출하여 업데이트한다(S 380). Then, the relay node 200 is updated by re-calculating the center value to the radius of the cluster, which includes the sensor data values ​​received from the sensor node (300) (S 380).

일례에 따라 릴레이 노드(200)는 실시간 재산출을 위하여 수신되는 센서 데이터마다 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출하거나, 산출 프로세서로 인한 과부하를 방지하기 위하여, 수정 주기마다 수신되는 센서 데이터에 따라 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출할 수 있다. For According to one embodiment the relay node 200 to prevent each sensor data received recalculated the center value to the radius of the cluster, or due to a calculation processor overload for the real time recomputation, according to the sensor data received every modification period It may invoke the property value and the radius of the center of the cluster.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 센서 네트워크가 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값을 기반으로 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 기준을 생성할 수 있음으로 네트워크 환경에 따라 동적으로 센서 데이터의 유무를 검출할 수 있다. As described above, according to the present invention, the sensor network is in that to create a standard for determining the presence of error in the sensor data based on the sensor data values ​​received from the sensor node according to the network environment, the dynamic presence of the sensor data in It can be detected.

그리고, 센서 네트워크의 릴레이 노드가 센서 데이터의 이상 유무를 판단하기 위해 생성하는 클러스터의 식별 정보 및 센서 노드의 식별 정보를 기지국 시스템이 관리하고, 센서 노드 및 센서 데이터에 이상이 발생하는 경우, 이상이 발생한 센서 노드의 식별 정보 및 클러스터의 식별 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 함으로써, 사용자의 센서 네트워크를 관리 효율을 향상시킬 수 있다. Then, when the relay node in the sensor network is that at least the identification information and the sensor node identification information of a base station system management, the sensor node and the sensor data of the cluster to generate in order to determine the presence of error in the sensor data occurs over a by the identification information and the identification information in the cluster occurring in the sensor node, so that the user can see, it is possible for the user of sensor networks improve manageability. 즉, 사용자가 센서 네트워크에서 이상이 발생한 센서 노드 및 클러스터를 명확하게 확인하여 이에 대한 대처를 신속하게 수행할 수 있다. That is, the user can verify clearly the sensor node, and Cluster abnormality occurs in a sensor network to perform quick respond to it.

또한, 센서 네트워크의 릴레이 노드가 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 기준이 되는 클러스터를 다양한 클러스터 생성 기법에 따라 생성함으로써, 센서 네트워크의 환경에 따라 적합한 클러스터를 생성할 수 있다. Further, by generating a cluster relay node of the sensor network is to be a reference for determining abnormality of the sensor data in accordance with various cluster generation technique, it is possible to generate the appropriate cluster in the sensor networks.

Claims (26)

  1. 센서 네트워크에 있어서, In the sensor network,
    주위 환경을 센싱하여 센서 데이터를 제공하는 다수개의 센서 노드와, And a plurality of sensor nodes sense the surrounding environment, which provides the sensor data,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값으로부터 데이터의 이상 유무를 판단하는 기준 값을 산출하고, 상기 각 센서로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 기준 값을 비교하여 상기 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 릴레이 노드를 포함하는 센서 네트워크. Calculating a reference value to determine the presence of error data from the sensor data values ​​received from the sensor node, and a relay which compares the sensor data values ​​and the reference values ​​received from the respective sensors determine the presence of error in the sensor data, sensor network including a node.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, According to claim 1, wherein said relay node,
    상기 센서 데이터 값으로부터 설정된 클러스터 생성 기법에 따라 다수개의 클러스터를 생성하고, 상기 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 상기 기준 값으로 산출하여 저장하는 센서 네트워크. Generating a plurality of clusters according to the cluster generation method is set from the sensor data value, and the sensor network for storing and calculating the center value, and the radius value of the each cluster with the reference value.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 클러스터 생성 기법은, The method of claim 2, wherein the cluster generation scheme,
    상기 센서 네트워크의 환경에 따라 k-means 기법, fcm(fuzzy c-means) 기법, hierarchical clustering 기법 또는 mixture gaussian 기법 중 어느 하나의 기법이 설정되는 센서 네트워크. Depending on the environment of the sensor network, k-means method, fcm (fuzzy c-means) method, hierarchical clustering techniques or mixture gaussian any one of the sensor network in which the configuration mechanism of the technique.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, The method of claim 2, wherein said relay node,
    기저장된 센서 데이터 값을 기반으로 수신된 센서 데이터 값을 예측하여 상기 클러스터 개수와, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 설정하는 센서 네트워크. Pre-stored sensor network in anticipation of receiving the sensor data value based on the sensor data values ​​to set the center value and a radius value of the cluster number and, for each cluster.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, The method of claim 2, wherein said relay node,
    기저장된 사전 센서 데이터를 기반으로 클러스터 개수를 각 클러스터에 포함되는 각 센서 데이터 값들로부터 중심 값 및 반경 값을 산출하는 센서 네트워크. Network-based sensors for calculating a center value and a radius value from each sensor data values ​​included in the cluster number stored in advance based on the sensor data in each cluster.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, The method of claim 2, wherein said relay node,
    상기 각 센서 노드로부터 수신되는 소정 개수의 센서 데이터를 저장하고, 상기 저장되는 상기 센서 데이터 값으로부터 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출하는 센서 네트워크. Storing the sensor data of the predetermined number is received from the each sensor node, the sensor network, for generating a plurality of clusters from the sensor data values ​​that the storage and calculating the center value and a radius value of each cluster.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, According to claim 1 or 2, wherein said relay node,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 중심 값의 차이 값이 상기 반경 값보다 작으면, 상기 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 이상(error)으로 판단하는 센서 네트워크. Sensor network to determine the said sensor data values ​​and if the difference value of the central value is less than the radius values, and determining the sensor data to the normal, high, or higher (error) is received from the sensor nodes.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, The method of claim 7, wherein the relay node,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 중심 값의 차이 값이 상기 반경 값과 상기 센서 데이터의 종류에 따른 보정 바이어스 텀의 차이 값보다 작으면, 상기 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 이상(error)으로 판단하는 센서 네트워크. If the difference value between the sensor data value and the center value received from the sensor node is smaller than the difference value of the correction bias terms in accordance with the kind of the radius value and the sensor data, and determining the sensor data to the normal, high, sensor network to determine over (error).
  9. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 릴레이 노드가 생성하는 각 클러스터의 식별 정보 및 상기 각 센서 노드의 식별 정보를 관리하는 기지국 시스템을 더 포함하는 센서 네트워크. Identification of each of the clusters in which the RS generation information and a sensor network further comprising a base station system for managing identification information of each of the sensor nodes.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, The method of claim 9, wherein said relay node,
    상기 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 상기 센서 데이터의 종류, 해당 센서 노드의 식별 정보, 클러스터의 식별 정보 또는 상기 센서 데이터 중 적어도 하 나 이상이 포함되는 이상 통보 메시지를 상기 기지국 시스템으로 전송하는 센서 네트워크. If the sensor data is determined as described above, the sensor network to transfer over notification message that contains the type of the sensor data, the identification information, identification information, or at least one or more of the sensor data in the cluster of the sensor node to the base station system .
  11. 제 10항에 있어서, 상기 기지국 시스템은, 11. The method of claim 10, wherein the base station system,
    상기 릴레이 노드로부터 수신되는 상기 이상 통보 메시지에 포함된 상기 센서 데이터의 종류, 해당 센서 노드의 식별 정보, 클러스터의 식별 정보 또는 상기 센서 데이터 중 적어도 하나 이상을 외부 네트워크로 연결되는 관리 서버를 통해 출력하는 센서 네트워크. The type of the sensor data included in the above notification message received from the relay node, and output from the management server that is connected to the identification information, the cluster identification information or at least one or more of the sensor data of the sensor node to the external network sensor networks.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 릴레이 노드는, The method of claim 7, wherein the relay node,
    상기 센서 데이터가 정상으로 판단되면, 상기 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값 및 반경을 재산출하는 센서 네트워크. If the sensor data is judged as normal, the shipping center value and the radius of the cluster that contains the sensor data to the sensor network property.
  13. 센서 네트워크의 릴레이 노드에 있어서, In the relay node in the sensor network,
    다수의 센서 노드로부터 센서 데이터를 무선으로 수신하는 데이터 수신부와, And a data receiver configured to receive sensor data wirelessly from a plurality of sensor nodes,
    상기 데이터 수신부를 통해 수신되는 상기 센서 데이터를 축약하여 기지국 시스템으로 전송하고, 상기 센서 데이터 값으로부터 데이터의 이상 유무를 판단하 는 기준이 되는 클러스터를 생성하여 중심 값과 반경 값을 산출하고, 상기 센서 노드로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 중심 값 및 반경 값에 따라 상기 센서 데이터의 이상 유무를 판단하여, 이상으로 판단되면, 이상 통보 메시지를 생성하는 데이터 처리부와, The sensor to short the sensor data received through the data reception unit transmitting to a base station system, to determine the presence of error data from the sensor data value, calculating the center value and radius value to generate a cluster serving as a reference, and in response to the sensor data value and the center value and a radius value received from the node and a data processing unit that determines the abnormality of the sensor data, when it is determined as described above, it generates the abnormality notification message,
    상기 센서 데이터 및 상기 이상 통보 메시지를 무선 네트워크를 통해 상기 기지국 시스템으로 전송하는 데이터 전송부와, And a data transmitting unit for transmitting the sensor data and the over notification message to the base station system over the wireless network,
    상기 각 클러스터의 식별 정보, 중심 값 및 반경 값과, 상기 센서 노드로부터 수신된 상기 센서 데이터를 저장하는 데이터 베이스를 포함하는 센서 네트워크의 릴레이 노드. The identification information of each cluster, the center value and a radius value, and a relay node in a sensor network including a database for storing the sensor data received from the sensor nodes.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 데이터 처리부는, 14. The method of claim 13, wherein the data processing unit,
    상기 센서 데이터 값을 기반으로 설정된 클러스터 생성 기법에 따라 다수개의 클러스터를 생성하고, 상기 각 클러스터의 중심 값과 반경 값을 기준 값으로 산출하여 상기 데이터 베이스에 저장하는 기준 산출부와, And generating a plurality of clusters according to the cluster generation scheme is set to the sensor data values ​​based on the reference value calculated by calculating a center and a radius value of each of the clusters as a reference value which is stored in the data base,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 각 클러스터의 중심 값의 차이 값이 상기 반경 값보다 크면, 상기 센서 데이터를 이상으로 판단하여 상기 이상 통보 메시지를 기지국 시스템으로 전송하는 데이터 판단부를 포함하는 센서 네트워크의 릴레이 노드. Difference value between the sensor data value and the center value of each cluster is received from the sensor node is larger than said radius value, including a data determination that determines the sensor data than transmitting the above notification message to the base station system relay nodes in the sensor network.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 기준 산출부는, 15. The method of claim 14, wherein the reference calculation unit,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 상기 센서 데이터가 상기 데이터 판단부에서 정상으로 판단되면, 상기 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 재산출하여 상기 데이터 베이스에 업데이트하는 센서 네트워크의 릴레이 노드. When the sensor data received from the sensor node is judged as normal by the data determining section, a relay node of the sensor network by re-calculating the center value, and the radius value of the cluster that includes the sensor data is updated in the database.
  16. 다수의 센서 노드 및 릴레이 노드를 포함하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법에 있어서, In many abnormal data detection method of a sensor network including sensor nodes, and relay nodes,
    상기 릴레이 노드가 상기 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 기준 값을 초기화하는 단계와, And a step in which the relay node initializing a reference value to determine the presence of error in the sensor data received from the sensor node,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 센서 데이터 값을 기반으로 상기 기준 값을 산출하는 단계와, And the step of calculating the reference value, the sensor data values ​​received from the sensor node, based on,
    상기 각 센서로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 기준 값을 비교하여 상기 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 단계를 포함하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. Wherein the sensor data values ​​received from the sensors described above the data detection method of comparing the reference value, the sensor network including a step of determining the presence of error in the sensor data.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 기준 값을 산출하는 단계는, 17. The method of claim 16, wherein the step of calculating the reference value,
    상기 센서 데이터 값으로부터 클러스터 생성 기법에 따라 다수개의 클러스터를 생성하는 단계와, Generating a plurality of clusters according to the cluster generation method from the sensor data value,
    상기 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 상기 기준 값으로 산출하는 단계를 포함하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. Abnormal data detection method of the center value and the radius value of the sensor network, each cluster comprising the step of calculating the said reference value.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 클러스터를 생성하는 단계는, 18. The method of claim 17, wherein the generating of the clusters,
    상기 센서 네트워크의 환경에 따라 설정되는 k-means 기법, fcm(fuzzy c-means) 기법, hierarchical clustering 기법 또는 mixture gaussian 기법 중 어느 하나의 기법에 따라 생성하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. k-means method, fcm (fuzzy c-means) method, hierarchical clustering techniques or mixture gaussian any one or more of the data detecting method of the sensor network created according to the method of the technique that is set according to the environment of the sensor network.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 각 클러스터를 생성하는 단계는, The method of claim 17, further comprising the generation of each cluster,
    기저장된 센서 데이터 값을 기반으로 수신된 센서 데이터 값을 예측하여 상기 클러스터 개수와, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 설정하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. Abnormal data detection method of the pre-stored sensor data to the sensor network to the predicted sensor data value received, based on setting the center value and a radius value of the cluster number and, for each cluster.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 각 클러스터를 생성하는 단계는, The method of claim 17, further comprising the generation of each cluster,
    기저장된 사전 센서 데이터를 기반으로 클러스터 개수를 각 클러스터에 포함 되는 각 센서 데이터 값들로부터 중심 값 및 반경 값을 산출하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. Group than the data detection method of a sensor network for calculating a center value and a radius value from each sensor data values ​​included in the cluster number stored in advance based on the sensor data in each cluster.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 각 클러스터를 생성하는 단계는, The method of claim 17, further comprising the generation of each cluster,
    상기 각 센서 노드로부터 수신되는 소정 개수의 센서 데이터를 저장하고, 상기 저장되는 상기 센서 데이터 값으로부터 다수개의 클러스터를 생성하고, 각 클러스터의 중심 값 및 반경 값을 산출하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. The store sensor data of the predetermined number is received from the sensor nodes, said storage generating a plurality of clusters from the sensor data value, and the abnormal data detection method of a sensor network for calculating a center value and a radius value of each cluster is.
  22. 제 16항에 있어서, 상기 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 단계는, The method of claim 16, further comprising: determining the presence of error in the sensor data,
    상기 기준 값이 상기 각 클러스터의 중심 값과 센서 데이터 값이 해당 클러스터의 상기 반경 값을 비교하여, 상기 차이 값이 상기 반경 값보다 작으면, 상기 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 상기 차이 값이 상기 반경 값보다 크면, 상기 센서 데이터를 이상으로 판단하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. And the reference value is the center value and the sensor data values ​​for each cluster are compared to the radius value of the cluster, if the difference value is smaller than the radius values, and determining the sensor data to the normal, the difference value is the It is greater than the radius value, the abnormal data detection method of a sensor network for determining the sensor data as above.
  23. 제 16항에 있어서, 상기 센서 데이터의 이상 유무를 판단하는 단계는, The method of claim 16, further comprising: determining the presence of error in the sensor data,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 중심 값의 차이 값이 상기 반경 값과 상기 센서 데이터의 종류에 따른 보정 바이어스 텀의 차이 값 보다 작으면, 상기 센서 데이터를 정상으로 판단하고, 크면, 이상(error)으로 판단하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. If the difference value between the sensor data value and the center value received from the sensor node is smaller than the difference value of the correction bias terms in accordance with the kind of the radius value and the sensor data, and determining the sensor data to the normal, high, abnormal data detection method of a sensor network for determining the above (error).
  24. 제 16 항에 있어서, 17. The method of claim 16,
    기지국 시스템이 상기 각 클러스터의 식별 정보 및 상기 센서 노드의 식별 정보를 관리하는 단계와, And the base station system further comprising: managing the identification information for each cluster identification information and the sensor node in,
    상기 센서 데이터가 이상으로 판단되면, 상기 센서 데이터의 종류, 해당 센서 노드의 식별 정보, 클러스터의 식별 정보 또는 상기 센서 데이터가 포함되는 이상 통보 메시지를 기지국 시스템으로 전송하는 단계와, Comprising the steps of: if the sensor data is determined as described above, transmits a notification message including at least the type of the sensor data, the identification information, the identification information or the data of the sensor cluster of the sensor node to the base station system,
    상기 기지국 시스템이 상기 릴레이 노드로부터 수신되는 상기 이상 통보 메시지에 포함되는 클러스터의 식별 정보 및 상기 센서 노드의 식별 정보를 관리 서버를 통해 출력하는 단계를 포함하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. The base station system to identify the cluster information, and abnormal data detection method of a sensor network including a step of outputting through the management server the identification information of the sensor node included in the above notification message received from the relay node.
  25. 제 24항에 있어서, 25. The method of claim 24,
    상기 센서 데이터가 정상으로 판단되면, 상기 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값 및 반경을 재산출하는 단계와, And if the sensor data is judged as normal, the center value and the radius of the cluster that contains the sensor data property shipment stage,
    상기 정상으로 판단되는 상기 각 센서 데이터를 축약하여 상기 기지국 시스템으로 전송하는 단계를 더 포함하는 센서 네트워크의 이상 데이터 검출 방법. Abnormal data detection method in the sensor network and further comprising abbreviate the respective sensor data is determined as the normal transmission to the base station system.
  26. 센서 네트워크의 릴레이 노드가 이상 데이터를 검출하는 방법에 있어서, A method of relaying nodes of the sensor network detects the above data,
    다수의 센서 노드로부터 무선으로 수신되는 센서 데이터 값으로부터 다수의 클러스터를 생성하는 단계와, Generating a plurality of clusters from the plurality of sensor data values ​​to be received wirelessly from the sensor node,
    상기 각 클러스터의 중심 값과 반경 값을 산출하는 단계와, And calculating a center value and a radius value of each of the clusters,
    상기 센서 노드로부터 수신되는 상기 센서 데이터 값과 상기 중심 값의 차이 값이 상기 반경 값을 비교하여, The difference value between the sensor data value and the center value received from the sensor node compares the value of the radius,
    a) 상기 차이 값이 상기 반경 값보다 크면, 이상으로 판단하여 이상 통보 메시지를 기지국 시스템으로 전송하고, a) the difference value is greater than the radius values, and sends the notification message over the determined at least as a base station system,
    b) 상기 차이 값이 상기 반경 값보다 작으면, 정상으로 판단하여, 상기 센서 데이터가 포함되는 해당 클러스터의 중심 값과 반경 값을 재산출하여 업데이트하고, 상기 센서 데이터를 축약하여 상기 기지국 시스템으로 전송하는 단계를 포함하는 릴레이 노드의 이상 데이터 검출 방법. b) transmitting, if the difference value is smaller than the radius value, it is determined as normal, and updated by re-calculating the center value to the radius value of the cluster that includes the sensor data, to shorten the sensor data to the base station system abnormal data detection method of a relay node, comprising.
KR1020060033760A 2006-04-13 2006-04-13 Apparatus and method of detecting error data in sensor network KR100748699B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060033760A KR100748699B1 (en) 2006-04-13 2006-04-13 Apparatus and method of detecting error data in sensor network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060033760A KR100748699B1 (en) 2006-04-13 2006-04-13 Apparatus and method of detecting error data in sensor network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100748699B1 true KR100748699B1 (en) 2007-08-06

Family

ID=38602691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060033760A KR100748699B1 (en) 2006-04-13 2006-04-13 Apparatus and method of detecting error data in sensor network

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100748699B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100951893B1 (en) 2008-04-10 2010-04-09 군산대학교산학협력단 The apparatus and method of transmission data in wireless network
KR101399353B1 (en) * 2012-10-08 2014-05-27 고려대학교 산학협력단 Information spill prevention method using remote control between terminals
JP2018506920A (en) * 2015-12-11 2018-03-08 株式会社東芝 Configuring the wireless connection used to send sensor readings from the sensor to the data collector

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060028601A (en) * 2004-09-25 2006-03-30 한국전자통신연구원 Apparatus for detecting abnormality of traffic in network and method thereof
KR20060111227A (en) * 2005-04-22 2006-10-26 노재성 Wireless sensor network for energy efficiency and communication method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060028601A (en) * 2004-09-25 2006-03-30 한국전자통신연구원 Apparatus for detecting abnormality of traffic in network and method thereof
KR20060111227A (en) * 2005-04-22 2006-10-26 노재성 Wireless sensor network for energy efficiency and communication method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100951893B1 (en) 2008-04-10 2010-04-09 군산대학교산학협력단 The apparatus and method of transmission data in wireless network
KR101399353B1 (en) * 2012-10-08 2014-05-27 고려대학교 산학협력단 Information spill prevention method using remote control between terminals
JP2018506920A (en) * 2015-12-11 2018-03-08 株式会社東芝 Configuring the wireless connection used to send sensor readings from the sensor to the data collector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100679250B1 (en) Method for automatically selecting a cluster header in a wireless sensor network and for dynamically configuring a secure wireless sensor network
US6944623B2 (en) Method for data synchronization in web-based communications management system
US8611250B2 (en) System for merging wireless data into an established process control system
US7510110B2 (en) RFID architecture in an industrial controller environment
JP2549220B2 (en) The method of correlating Report Message and apparatus
US20040153594A1 (en) Interface module for use with a Modbus device network and a Fieldbus device network
JP4421817B2 (en) Method and system for a set of network devices that can be connected to provide improved collaboration, scalability, and reliability
KR100810837B1 (en) Network electric device
US8055743B2 (en) System and method for configuring a network after replacing a node
JP4739659B2 (en) Process management system, local process management network in process management system, inter-regional server in local process management network, and data transmission method in process management system
ES2360909T3 (en) Procedure and device for managing reference environment information.
US7050981B2 (en) Data health monitor for financial information communications networks
JP2005501323A (en) Data processing by shared use method for process control system
US20090222541A1 (en) Dynamic sensor network registry
US20040162887A1 (en) Open network-based data acquisition, aggregation and optimization for use with process control systems
US7904097B2 (en) Location determination techniques
US8265656B2 (en) Positioning technique
US7448070B2 (en) Network fingerprinting
US7825791B2 (en) Distributional alert system for disaster prevention utilizing ubiquitous sensor network
US20040135701A1 (en) Apparatus operating system
US5437046A (en) System and method for resolving the location of a station on a local area network
US20030149791A1 (en) System and method for routing data by a server
US7246194B2 (en) Interface module for use with a fieldbus device network and with internet and non-internet based process control networks
CN100357845C (en) Centralized plant-monitoring controller and method
JP4194108B2 (en) Information processing apparatus, sensor network system, information processing program, and computer-readable recording medium on which information processing program is recorded

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120730

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130730

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140730

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160728

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170728

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180829

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190729

Year of fee payment: 13