KR100760947B1 - 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센싱하고자 하는 지역 내의 센서이벤트를 수집하여 전송하는 다수의 센서노드와 상기 센서이벤트를 수신하는 싱크노드로 구성된 센서네트워크의 라우팅 프로토콜로서, 싱크노드의 주도로 각 센서노드의 레벨값이 설정되는 레벨값 설정단계, 센서이벤트를 수집한 각 센서노드는 하위레벨값의 센서노드로부터 상위레벨값의 센서노드를 경유하여 상기 싱크노드로 센서이벤트를 전송하는 이벤트전송단계, 각 센서노드가 전송하는 센서이벤트를 상기 싱크노드가 수신하는 이벤트수신단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 라우팅 테이블이 필요로 하지 않으므로 센서 노드의 필요 메모리용량을 낮출 수 있고, 독립적으로 전송경로를 결정할 수 있으며, 이에 따른 전체 시스템 내의 부하를 경감시킬 수 있는 효과가 있다.

라우팅 프로토콜, 센서네트워크, 센서노드, 싱크노드, 센서이벤트

Description

무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법{Routing Protocol for the Wireless Sensor Network}

도 1a는 본 발명에 따른 무선 센서네트워크 시스템의 개략도

도 1b는 본 발명에 따른 라우팅 프로토콜의 알고리즘

도 2는 본 발명에 따른 레벨설정단계의 알고리즘

도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 레벨설정단계의 상태도

도 4는 본 발명에 따른 센서노드 간의 알고리즘

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 센서노드간 데이터패킷 교환 상태도

도 6은 본 발명에 따른 라우팅 프로토콜을 NS2에 시뮬레이션한 결과도

※ 도면에 사용된 부호에 대한 설명※

10 : 싱크노드 20 : 센서노드

본 발명은 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 센서이벤트를 수집하여 전송하는 다수의 센서노드와 수집된 센서이벤트를 상기 센서노드로부터 수신하는 싱크노드로 구성된 무선 센서네트워크 시스템에 사용되는 라우팅 프로토콜 제공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 통신기술의 발달은 사용자가 컴퓨터나 네트워크를 의식하지 않고 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크를 접속할 수 있는 환경을 만들기에 이르렀다. 이를 일명 유비쿼터스라 하여 근래 통신기술 분야의 연구는 이런 유비쿼터스를 실생활에 접목시키는데 그 목표를 두고 발전하고 있다.

이러한 유비쿼터스의 핵심기술은 무선 센서네트워크 시스템이다. 일반적인 센서 네트워크 시스템은 물리 공간의 상태인 빛, 소리, 온도, 움직임과 같은 물리적 데이터를 감지, 측정, 플러딩하는 센서 노드와 센서 노드로부터 플러딩되는 데이터를 수신하고 분석하는 중앙의 기본노드(싱크노드,sink-node)로 구성된다.

통상적으로 센서 노드들은 자체 계산능력을 가지며, 다른 노드들과 통신할 수 있는 센서이다. 또한, 배치된 장소에서 발생되는 각종 이벤트(온도, 기압, 습도 등)을 감지하는 센서와, 현재 배치된 장소를 확인하는 로컬저장모듈과, 감지된 이벤트에 관한 정보데이터를 발신하거나 기지국 또는 다른 센싱 디바이스로부터 전송된 정보데이터를 수신하는 통신모듈과, 상기 센서·로컬저장모듈·통신모듈 등을 연산처리하는 프로세서 및 상기 센서·로컬저장모듈·통신모듈·프로세서 등의 구동을 위한 에너지를 공급하는 배터리를 포함한다. 그리고 자체계산 능력을 통해서 센서로부터 얻어낸 정보를 자체 분석할 수 있다.

또한, 센서에서 얻어낸 가공되지 않은 결과뿐만 아니라, 분석에 의한 결과를 각 노드들의 통신을 통해서 네트워크의 몇 개의 노드에 중앙 집결할 수 있도록 한 다.

따라서, 센서 네트워크에서는 자료를 수집하고 다른 노드와 통신을 할 수 있는 센서와 통신장비, 그리고 센서 노드 간의 통신을 도와 줄 수 있는 라우팅 프로토콜과 센서에 의해서 얻어진 정보를 분석할 수 있는 응용이 필요하다.

또한, 센서 네트워크는 이동성 관리 및 피어투피어(peer-to-peer)통신을 하고 있는 Ad-Hoc과 매우 많은 유사성이 있기 때문에 센서 네트워크의 이동성 관리 및 데이터 전송 경로에 대한 라우팅 프로토콜에 대한 기술들은 Ad-Hoc으로부터 이어지고 있다.

상기 Ad-Hoc의 라우팅 프로토콜을 크게 두 분류로 나누어 보면, 각 노드간의 주기적인 패킷 송수신에 따라서 라우팅 정보를 갱신하여 모든 노드들의 라우팅 정보를 갖고 있는 Proactive방식의 라우팅 프로토콜과 데이터 전송시 요구에 따라서 목적지까지의 라우팅 정보를 얻는 Reactive방식의 라우팅 프로토콜이 있다. 두 방식 모두 각각의 장점 및 단점이 있다.

Proactive방식의 라우팅 프로토콜은 출발지 노드가 목적지 노드의 라우팅 정보를 항상 갖고 있기 때문에, 데이터 전송시 갖고 있는 라우팅 정보에 따라서 빠른 데이터 전송을 할 수 있다. 그러나, 수많은 노드의 라우팅 정보를 항상 유지하고 있어야 하기 때문에 각 노드들에 많은 메모리를 요구하게 되고, 항상 최신의 정보를 유지하기 위한 노드간의 패킷 전송에 따른 부하가 네트워크 시스템 전체에 따르게 된다.

Reactive방식의 라우팅 프로토콜은 데이터 전송시에만 라우팅 정보를 요구하 기 때문에 데이터를 보낼 초기에 약간의 딜레이는 감수해야 하지만, 각 노드에게는 큰 부담을 주지 않는다. 센서 네트워크의 제약사항을 이런 두 가지 라우팅 방식에 비춰볼 때, 센서 노드에 부하를 적게 주는 Reactive방식의 라우팅 프로토콜이 보다 적합하다.

상술된 Proactive방식의 라우팅 프로토콜로는 DSDV, CGSR, WRP 등이 있고, Reactive방식의 라우팅 프로토콜로는 AODV, DSR, ABR 등이 있다.

그러나, Proactive방식 및 Reactive방식의 라우팅 프로토콜 모두 라우팅 테이블을 가지고 운용을 한다는 측면에서는 각 노드들에 많은 메모리를 요구하게 되고, 이에 따른 시스템 전체에 큰 부하가 걸리는 문제점이 있었다.

그리고, 각 센서노드들이 주변 정보를 수집하는 센싱, 센싱된 정보를 분석하는 프로세싱, 가공되지 않은 정보 및 프로세싱된 정보를 싱크노드로 전달하는 통신 등의 작업에 있어서 가장 에너지 소모가 많은 것이 통신이다. 그러나 상기 두 가지 방식의 라우팅 프로토콜은 기본적인 라우팅 테이블이 제공되지만, 라우팅 테이블에 따른 경로설정이 변경될 경우 새로운 라우팅 테이블을 제공하기 위한 에너지가 많이 소모되는 문제점이 있었다.

또한, 라우팅 테이블 변경을 하기 위해 각 노드에서 여러 가지 작업을 거쳐야 하는 불편함 뿐 아니라 이에 따른 시스템 전체에 별도의 부하가 따르는 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 라우팅 테이블이 필요없는 라우팅 프로토콜을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 라우팅 테이블이 필요없는 라우팅 프로토콜을 제공함으로써 각 센서 노드의 필요 메모리용량을 낮추고, 각 센서노드가 독립적으로 작용하여 센서이벤트를 전달할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 라우팅 테이블이 필요없는 라우팅 프로토콜을 제공함으로써 각 센서 노드의 에너지 소모를 절감하여 각 센서 노드의 수명을 연장하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 라우팅 테이블이 필요없는 라우팅 프로토콜을 제공함으로써 라우팅 테이블이 변경되었을 경우에 수반되는 여러 작업을 없앰으로써 시스템 내 부하를 경감시키는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 센싱하고자 하는 지역 내의 센서이벤트를 수집하여 전송하는 다수의 센서노드와 상기 센서이벤트를 수신하는 싱크노드로 구성된 센서네트워크의 라우팅 프로토콜에 있어서, 싱크노드가 각 센서노드에게 레벨값 설정을 지시하여 상기 각 센서노드가 자신의 레벨값을 설정하는 레벨값 설정단계, 센서이벤트를 수집한 각 센서노드는 하위레벨값의 센서노드로부터 상위레벨값의 센서노드를 경유하여 상기 싱크노드로 센서이벤트를 전송하는 이벤트전송단계, 및 상기 싱크노드는 각 센서노드가 전송하는 센서이벤트를 수신하는 이벤트수신단계를 포함하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법이다.

또한, 상기 레벨값 설정단계는, (a)상기 싱크노드가 자신의 레벨값을 0으로 설정한 후 레벨설정 메시지인 레벨설정패킷에 레벨값을 1로 저장하는 단계, (b)상기 싱크노드가 상기 레벨설정패킷을 주변 센서노드에 브로드캐스트하는 단계, (c)상기 주변 센서노드가 상기 레벨설정패킷을 수신하는 단계, (d)상기 레벨설정패킷을 수신한 센서노드가 수신한 레벨값와 자신의 레벨값을 비교판단하여 작은 값을 자신의 레벨값으로 설정하는 단계, (e)상기 레벨값을 설정한 센서노드가 자신의 레벨값에 단위값을 증가시켜 레벨설정패킷을 업데이트 한 후, 업데이트된 상기 레벨설정패킷을 주변 센서노드로 브로드캐스트하는 단계;를 포함하고,

(f) (c)단계 내지 (e)단계를 반복하여 센서네트워크 내의 모든 센서노드가 레벨값을 설정하는 단계를 포함하여 각 센서 노드의 레벨을 설정할 수 있다.

또한, 상기 (b)단계에서 싱크노드는 주변 센서노드로 레벨요청패킷을 브로드캐스트한 후, 네트워크 내 모든 센서노드가 레벨값을 설정할 때까지 대기하되, 대기하는 시간은 센싱지역 범위 또는 센서노드의 수에 대응되게 설정한다.

이때 상기 (e)단계에서 단위값은 1로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 레벨값 설정단계는 네트워크 셋업시 최초 한 번 실행하고, 추후 오퍼레이터에 의해 주기적 재설정이 가능하다.

또한, 상기 이벤트전송단계는 (g)센서이벤트를 수집한 각 센서노드가 주변 센서노드로 자신의 레벨값이 포함된 레벨요청 메시지인 레벨요청패킷을 브로드캐스트하는 단계, (h)주변 센서노드가 상기 레벨요청패킷을 수신하는 단계, (i)상기 레벨요청패킷을 수신한 센서노드가 자신의 레벨값과 수신한 레벨값을 비교판단하는 단계, (j)비교판단하여 자신의 레벨값이 수신한 레벨값보다 작은 경우, 레벨응답메시지인 레벨응답패킷을 송신한 센서노드로 전달하고, 자신의 레벨값과 수신한 레벨값보다 큰 경우, 레벨응답패킷을 상기 레벨요청패킷을 송신한 센서노드로 보내지 않는 단계, (k) 레벨응답패킷을 수신한 센서노드는 가장 먼저 응답한 센서노드를 선택하여 자신이 수집한 센서이벤트를 전달하는 단계를 포함하는 것이 하위레벨에서 상위레벨로 센서이벤트를 전송하기에 바람직하다.

이때, 상기 레벨요청패킷은 각 센서노드의 ID를 포함하는 것이 레벨요청패킷을 전송한 센서노드가 레벨응답패킷을 전송한 센서노드를 식별할 수 있어 바람직하다.

또한, 상기(j)단계에서 자신의 레벨값이 수신한 레벨값보다 작은 경우, 상기 레벨응답패킷을 보낼 센서노드의 현재 상태가 다른 작업 중이거나 통신이 불가능한 상태라면 상기 레벨요청패킷을 전송한 센서노드로 레벨응답패킷을 전송하지않는 단계를 포함하는 것이 각 센서 노드의 상태에 따라 전송할 것인지 하지않을 것인지를 결정할 수 있어 바람직하다.

이때, 상기 레벨응답패킷은 각 센서노드의 ID를 포함하고 있는 것이 레벨요청패킷을 전송한 센서노드가 레벨응답패킷을 전송한 센서노드를 식별할 수 있어 바람직하다.
이하, 상기와 같은 본 발명에 따른 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

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도 1a는 본 발명에 따른 라우팅 프로토콜이 제공되는 무선 센서네트워크 시스템의 개략도를 나타낸 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 무선 센서네트워크 시스템은 일정한 범위의 지역(A) 내에 주변 환경정보(센서이벤트)를 수집하는 센서를 구비한 다수의 센서노드(20)가 배치되고, 상기 센서노드(20)에 의해 수집된 센서이벤트를 수신하는 싱크노드(10)를 포함한다. 이때, 각 센서노드(20)는 네트워크 내에 배치될 때, 최초 레벨값이 무한대로 설정되어 배치되고, 본 발명에 따른 라우팅 프로토콜을 통해 상호간 수집된 센서이벤트를 전송 및 수신하도록 구성되어 있다.

도 1b는 본 발명에 따른 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜을 통해 센서이벤트를 수신하는 알고리즘을 나타낸 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 각 센서노드(20)로부터 전송된 센서이벤트를 싱크노드(10)가 수신하는 방법은, 싱크노드(10)가 각 센서노드(20)에 레벨값(Level Value) 설정을 지시하여 각 센서노드(20)는 자신의 레벨값을 설정한다(S10). 레벨값이 설정된 각 센서노드(20)는 수집된 센서이벤트를 하위레벨값을 가진 센서노드(20)로부터 상위레벨값을 가진 센서노드(20)를 경유하여 싱크노드(10)로 센서이벤트를 전달한다(S20). 상기 싱크노드(10)는 각 센서노드(20)가 전송한 상기 센서이벤트를 수신하게 된다(S30).

이와 같은 방법으로 각 센서노드(20)에서 수집된 센서이벤트를 싱크노드(10)가 수신하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 라우팅 프로토콜의 레벨설정단계를 상세히 나타낸 알고리즘이다. 도 3a는 싱크노드가 레벨설정패킷의 전송하는 것을 나타낸 것이고, 도 3b는 각 센서노드에 레벨이 설정된 상태를 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 싱크노드(10)는 최초에 자신의 레벨값를 0으로 설정하고(S11), 전송할 레벨설정패킷(Leveling Packet)에 레벨값을 1로 저장한다(S12). 이때, 상기 레벨설정패킷은 전송받은 레벨값과 자신의 레벨값을 비교하여 작은값을 자신의 레벨값으로 설정하도록 하는 메시지가 포함되어 있으며, 레벨값은 작을수록 상위레벨값인 것을 가정한다. 도 3a를 참조하면, 싱크노드(10)는 전송범위(hop range) 내에 있는 모든 노드들에게 레벨값이 1로 저장된 상기 레벨설정패킷을 브로드캐스트하고(S13), 전송범위 내의 모든 센서노드들은 이 브로드캐스트된 레벨설정패킷을 수신하게 된다(S14). 상기 레벨설정패킷을 수신한 각 노드들은 수신된 레벨설정패킷에 저장되어 있는 레벨값와 자신의 레벨값를 비교판단한다(S15).

이때, 자신의 레벨값이 수신한 레벨값보다 작으면 자신의 레벨값을 그대로 유지하고(S16a), 자신의 레벨값이 수신한 레벨값보다 크거나 같다면 수신한 레벨값을 자신의 레벨값으로 설정한다(S16b). 최초로 싱크노드(10) 또는 다른 센서노드로부터 브로드캐스된 레벨설정패킷을 수신하는 센서노드(20)는 최초 설정된 값이 무한대로 설정되어 있기 때문에 어떠한 레벨값이 수신되더라도 수신한 레벨값을 자신의 레벨값으로 설정하게 된다. 수신한 레벨값을 자신의 레벨값으로 설정한 센서노드(20)는 레벨설정패킷의 레벨값에 일정한 단위값을 증가시켜 레벨설정패킷을 업 데이트 하되(S17), 상기 단위값은 1로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 센서노드(20)는 레벨설정패킷을 업데이트한 후, 자신의 주변으로 상기 단위값을 업데이트한 레벨설정패킷을 브로드캐스트한다(S18). 도3b를 참조하면, 상술한 방법으로 두 가지의 레벨값을 센서노드(20)에 설정할 수 있고, 레벨설정패킷을 수신한 센서노드(20)가 레벨값을 설정한 후, 레벨값을 업데이트한 레벨설정패킷을 주변으로 다시 브로드캐스트하는 과정을 반복하여 센서 네트워크 내의 모든 센서노드(20)가 레벨값을 설정할 수 있게 된다.

또한, 싱크노드(10)는 최초 레벨설정패킷을 전송한 직후 곧바로 일반작업모드 즉, 센서이벤트를 수신하는 모드로 전환되지 않고, 네트워크 내의 모든 센서노드가 레벨값을 설정할 때까지 일정시간을 대기하게 된다. 이때 대기시간은 센싱지역의 범위 및 센서노드의 수에 따라 오퍼레이터(operator)가 수동으로 설정할 수 있다.

상술한 방법으로 모든 센서노드들이 레벨값을 설정하게 되고, 이 같은 레벨값을 설정하는 작업은 네트워크 셋업시 최초 한 번 실행하면된다. 그러나, 시간이 경과한 후, 외부의 충격 또는 기타 통신이 불가능한 경우 내지는 배터리의 소모 등으로 인한 수명이 다한 센서 노드들이 많이 생길 경우, 오퍼레이터가 주기적으로 레벨 재설정을 지시할 수도 있다.

다음으로, 각 센서노드에서 수집된 센서이벤트를 싱크노드로 전송하는 방법을 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 라우팅프로토콜의 센서노드 간의 알고리즘이다. 도5a 내지 도 5c는 센서노드간 데이터패킷을 교환하는 것을 나타낸 것이다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 센서이벤트를 수집한 제 1 센서노드(21)는 주변 센서노드인 제 2 센서노드(22), 제 3 센서노드(23), 제 4 센서노드(24), 제 5 센서노드(25)로 자신의 레벨값이 포함된 레벨요청메시지인 레벨요청패킷(Level Request Packet, 이하 LREQ패킷이라 함)을 브로드캐스트한다(S21). 이때, 제 2 센서노드(22), 제 3 센서노드(23) 및 제 4 센서노드(24)는 제 1 센서노드(21)보다 상위레벨값을 가지고 있고, 제 5 센서노드(25)는 제 1 센서노드(21)보다 하위레벨값을 가지고 있다고 가정한다. 또한, 상기 LREQ패킷은 해당 센서노드의 ID(Identification, 이하 "ID"라고 함)를 포함하고 있다.

제 2 센서노드(22), 제 3 센서노드(23), 제 4 센서노드(24) 및 제 5 센서노드(25)는 제 1 센서노드(21)에서 브로드캐스트된 LREQ패킷을 수신하고(S22), 수신한 LREQ패킷에 포함된 레벨값과 자신의 레벨값을 비교판단한다(S23). 이때 수신한 레벨값이 자신의 레벨값보다 크거나 같은 경우, 즉 하위레벨값을 가진 제 5 센서노드(25)는 응답을 하지 않는다(S24a).

또한, 상위레벨값을 가진 제 2 센서노드(22), 제 3 센서노드(23), 제 4 센서노드(24)는 응답을 하되, 자신의 현재 상태가 BUSY(다른 작업 중)인 상태 또는 통신이 불가능한 상태인지를 판단한다(S24b). 상기 통신이 불가능한 상태는 배터리 부족 또는 외부충격 등에 의해 통신이 불가능한 상태이다. 만약 제 4 센서노드(24)가 외부환경정보를 센싱 중 또는 다른 센서노드로 센서이벤트를 전송하는 경 우 등의 다른 작업 중이거나 통신이 불가능한 상태이고 제 2 센서노드(22)와 제 3 센서노드(23)가 그렇지 않은 경우라면, 제 4 센서노드(24)는 응답을 하지 않고(S25a), 제 2 센서노드(22)와 제 3 센서노드(23)는 LREQ패킷을 송신한 제 1 센서노드(21)로 자신의 레벨값 및 자신의 ID가 포함된 레벨응답패킷인 LREP패킷(Level Reply Packet: 이하 LREP패킷이라 함)을 전달한다(S25b).

제 1 센서노드(21)는 상기 두 센서노드로부터 LREP패킷을 수신하는데, 만약 제 2 센서노드의 응답이 제 3 센서노드의 응답보다 빠르다면, 가장 응답이 빠른 제 2 센서노드를 선택하여 자신이 수집한 센서이벤트를 전달하게 된다(S26).

상술한 방법으로 하위레벨값을 가진 센서노드로부터 상위레벨값을 가진 센서노드로 센서이벤트가 전송되고, 궁극적으로는 싱크노드가 각 센서노드에서 수집된 센서이벤트를 수신하게 된다. 따라서, 별도의 라우팅 테이블이 각 센서노드에 탑재되지 않아도 센서노드가 독립적으로 활동하여 싱크노드로 센서이벤트를 전송할 수 있음으로써 라우팅 테이블을 보전하기 위한 메모리 용량이 없어도 무방하다.

도 6은 상술된 본 발명에 따른 라우팅 프로토콜을 NS2에 시뮬레이션한 결과를 나타내고 있다. NS2란 TCP, 라우팅 프로토콜, 멀티캐스트 프로토콜, RTP(Real Time Protocol), SRM(Scalable Reliable Multicast) 등 다양한 인터넷 프로토콜에 대한 시뮬레이션을 수행하기에 적절한 여러 환경을 제공하고 있어 현재 널리 사용되고 있는 네트워크 시뮬레이션 도구이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 종래 AODV에서는 노드 수의 증가에 따라 네트워크 제어패킷이 가파르게 상승하고 있음을 볼 수 있다. 이에 반해 본 발명은 노드 수의 증가에 비해 네트워크 제어패킷이 거의 증가하지 않는 것을 알 수 있다. 또한, AODV에서 통상적으로 사용되는 RREQ(Route Request)는 24바이트(byte)이지만 본 발명에서 사용되는 LREQ, LREP는 8바이트(byte)로 구성되어 있으므로 라우팅에 필요한 제어패킷의 크기 또한 작다. 따라서, 본 발명에 따른 라우팅 프로토콜을 사용함으로써 센서네트워크에 걸리는 부하를 낮출 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 낮은 네트워크 제어패킷을 수반한다는 의미는 각 노드간의 통신의 횟수가 적다는 것을 의미하고, 이에 따라 각 노드의 배터리소모량을 줄일 수 있어 센서노드의 수명도 연장시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 변형할 수 있는 범위까지 본 발명의 청구 범위 내에 있다는 것이 이해될 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법은, 라우팅 테이블이 필요로 하지 않으므로 센서네트워크의 센서 노드의 필요 메모리용량을 낮출 수 있는 장점이 있고, 이에 따른 전체 시스템 내의 부하를 경감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 라우팅 테이블이 필요없는 라우팅 프로토콜을 제공함으로써 각 센서 노드의 에너지 소모를 절감하여 각 센서 노드의 수명을 연장하는 효과가 있다.

또한, 라우팅 테이블이 필요없는 라우팅 프로토콜을 제공함으로써 라우팅 테이블이 변경되었을 경우에 수반되는 여러 작업을 없앨 수 있고, 이에 따른 네트워크 내의 부하를 경감시키는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 센싱하고자 하는 지역 내의 센서이벤트를 수집하여 전송하는 다수의 센서노드와 상기 센서이벤트를 수신하는 싱크노드로 구성된 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법에 있어서,

   싱크노드가 각 센서노드에게 레벨값 설정을 지시하여 상기 각 센서노드가 자신의 레벨값을 설정하는 레벨값 설정단계;

   센서이벤트를 수집한 각 센서노드는 하위레벨값의 센서노드로부터 상위레벨값의 센서노드를 경유하여 상기 싱크노드로 센서이벤트를 전송하는 이벤트전송단계; 및

   상기 싱크노드는 각 센서노드가 전송하는 센서이벤트를 수신하는 이벤트수신단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센서노드는 상기 레벨값 설정단계 이전에 최초 레벨값이 무한대인 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
3. 제 2항에 있어서,

   상기 레벨값 설정단계는,

   (a) 상기 싱크노드가 자신의 레벨값을 0으로 설정한 후 레벨설정 메시지인 레벨설정패킷에 레벨값을 1로 저장하는 단계;

   (b) 상기 싱크노드가 상기 레벨설정패킷을 주변 센서노드로 브로드캐스트하는 단계;

   (c) 상기 주변 센서노드가 상기 레벨설정패킷을 수신하는 단계;

   (d) 상기 레벨설정패킷을 수신한 센서노드가 수신한 레벨값과 자신의 레벨값을 비교판단하여 작은 값을 자신의 레벨값으로 설정하는 단계;

   (e) 상기 레벨값을 설정한 센서노드가 자신의 레벨값에 단위값을 증가시켜 레벨설정패킷을 업데이트 한 후, 업데이트된 상기 레벨설정패킷을 주변 센서노드로 브로드캐스트하는 단계;를 포함하고,

   (f) (c)단계 내지 (e)단계를 반복하여 센서네트워크 내의 모든 센서노드가 레벨값을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
4. 제 3항에 있어서,

   상기 (b)단계에서 싱크노드는 주변 센서노드로 레벨설정패킷을 브로드캐스트한 후, 네트워크 내 모든 센서노드가 레벨값을 설정할 때까지 대기하되, 대기하는 시간은 센싱지역 범위 또는 센서노드의 수에 대응되게 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
5. 제 4항에 있어서,

   상기 (e)단계에서 단위값은 1인 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 레벨값 설정단계는 네트워크 셋업시 최초 한 번 실행하고, 추후 오퍼레이터에 의해 주기적 재설정이 가능한 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
7. 제 1항에 있어서,

   상기 이벤트전송단계는

   (g) 센서이벤트를 수집한 각 센서노드가 주변 센서노드로 자신의 레벨값이 포함된 레벨요청 메시지인 레벨요청패킷을 브로드캐스트하는 단계;

   (h) 주변 센서노드가 상기 레벨요청패킷을 수신하는 단계;

   (i) 상기 레벨요청패킷을 수신한 센서노드가 자신의 레벨값과 수신한 레벨값을 비교판단하는 단계;

   (j) 비교판단하여 자신의 레벨값이 수신한 레벨값보다 작은 경우, 레벨응답메시지인 레벨응답패킷을 송신한 센서노드로 전달하고, 자신의 레벨값과 수신한 레벨값보다 큰 경우, 레벨응답패킷을 상기 레벨요청패킷을 송신한 센서노드로 보내지 않는 단계;

   (k) 레벨응답패킷을 수신한 센서노드는 가장 먼저 응답한 센서노드를 선택하여 자신이 수집한 센서이벤트를 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
8. 제 7항에 있어서,

   상기 레벨요청패킷은 각 센서노드의 ID(Identification)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
9. 제 8항에 있어서,

   상기(j)단계에서 자신의 레벨값이 수신한 레벨값보다 작은 경우, 상기 레벨응답패킷을 보낼 센서노드의 현재 상태가 다른 작업 중이거나 통신이 불가능한 상태라면 상기 레벨요청패킷을 전송한 센서노드로 레벨응답패킷을 전송하지않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법
10. 제 9항에 있어서,

    상기 레벨응답패킷은 각 센서노드의 ID(Identification)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 무선 센서네트워크 시스템의 라우팅 프로토콜 제공방법

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