KR100780794B1 - Routing method for transmitting data packet on zigbee network and recording medium thereof - Google Patents

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고려대학교 산학협력단
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Abstract

A routing method for data packet transmission in a ZigBee network and a recording medium for the same are provided to increase the efficiency of data packet transmission by minimizing the routing frequency of a beacon transmission node when a source node transmits data packets to a destination node. A source node, which stores routing information to a destination node, transmits data packets to the destination node according to the stored routing information(210). In case no routing information to the destination node is stored in the source node, the source node transmits data packets to the destination node, based on a neighbor node table list(220). In case a node, which shares a route node with the destination node, and the destination node do not exist in the neighbor node table list, the source node performs routing discovery(230). Then the source node transmits data packets to the destination node through a route determined through routing discovery(240).

Description

지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법 및 그 기록매체{Routing method for transmitting data packet on Zigbee network and Recording medium thereof}Routing method for transmitting data packet on Zigbee network and Recording medium

도 1은 본 발명에 적용되는 트리구조를 가지는 지그비 네트워크 망을 도시한 것이다.1 illustrates a Zigbee network network having a tree structure applied to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a routing method for data packet transmission in a Zigbee network according to the present invention.

도 3은 도 2의 상세 흐름도이다.3 is a detailed flowchart of FIG. 2.

도 4는 본 발명에 따른 트리 구조를 가지는 지그비 네트워크 망의 논리적인 링크를 도시한 것이다.4 illustrates a logical link of a Zigbee network network having a tree structure according to the present invention.

도 5은 본 발명에 따른 다른 트리 구조를 가지는 지그비 네트워크 망을 도시한 것이다. 5 illustrates a Zigbee network network having another tree structure according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 라우팅 디스커버리에 적용되는 네트워크 망을 도시한 것이다.6 illustrates a network applied to routing discovery according to the present invention.

도 7은 도 1의 부모 노드가 자식 노드에 주소 할당시 전송하는 정보를 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates information transmitted from a parent node of FIG. 1 when an address is assigned to a child node.

도 8a는 도 1의 부모 노드와 자식 노드의 슈퍼프레임의 타임 포지션을 도시 한 것이다.FIG. 8A illustrates a time position of a superframe of a parent node and a child node of FIG. 1.

도 8b는 도 1의 자식 노드에 전송된 정보 형식을 도시한 것이다.FIG. 8B illustrates the information format transmitted to the child node of FIG. 1.

도 9a 내지 도 9c는 도 1의 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 연산하는 과정을 도시한 것이다.9A to 9C illustrate a process of calculating information of a node sharing a root node with a destination node of FIG. 1.

도 10은 도 1의 지그비 네트워크의 비콘 전송 스케줄 구조를 도시한 것이다.FIG. 10 illustrates a beacon transmission schedule structure of the Zigbee network of FIG. 1.

도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 네트워크 망의 각 노드의 타임 포지션을 도시한 것이다. 11A illustrates a time position of each node in a Zigbee network according to an embodiment of the present invention.

도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그비 네트워크 망의 각 노드의 타임 포지션을 도시한 것이다. 11B illustrates a time position of each node of a Zigbee network according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 지그비(Zigbee) 네트워크에 관한 것으로서, 특히 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법 및 그 기록매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Zigbee network, and more particularly, to a routing method for transmitting data packets in a Zigbee network and a recording medium thereof.

Zigbee 네트워크는 저전력 센서 네트워크 구성을 위한 IEEE 802.15.4 표준의 PHY(Physical) 계층과 MAC(Medium Access Control) 계층을 기반으로 한다. The Zigbee network is based on the Physical (HY) layer and the Medium Access Control (MAC) layer of the IEEE 802.15.4 standard for low power sensor network configurations.

Zigbee 네트워크에서는 데이터 프레임을 전송하거나 수신하는 등 다른 계층 간의 상호통신을 위한 인터페이스를 정의하고 있다. 또한 Zigbee 네트워크는 프레임 핸들링, 경로 탐색 및 유지 보수, 네트워크 관리 및 주소 할당 그리고 디바이스 관리 기능을 수행한다. IEEE 802.15.4 표준에서는 사용되는 장치를 풀 펑션 디바이 스(Full Function Device:FFD)와 리듀스드 펑션 디바이스(Reduced Function Device:RFD)로 분류하는데 반해 Zigbee 네트워크에서는 이를 기능적인 측면에서 세분화하여 총 세 종류의 장치로 구분하고 있다.Zigbee network defines an interface for intercommunication between different layers, such as sending or receiving data frames. The Zigbee network also performs frame handling, route discovery and maintenance, network management and address assignment, and device management. In the IEEE 802.15.4 standard, the devices used are classified as full function devices (FFDs) and reduced function devices (RFDs), while in the Zigbee network, they are classified in terms of their functional aspects. It is divided into kinds of device.

첫 번째로 Zigbee 코디네이터는 FFD만이 될 수 있으며, 하나의 Zigbee 네트워크 내에서 하나의 Zigbee 코디네이터가 필요하고 네트워크 정보를 초기화하거나 다른 장치들을 관리하는 중심역할을 한다.Firstly, the Zigbee Coordinator can only be an FFD, and one Zigbee Coordinator is required within one Zigbee network and plays a central role in initializing network information or managing other devices.

두 번째로, Zigbee 라우터는 코디네이터와 마찬가지로 FFD 만이 될 수 있으며, 하나의 Zigbee 네트워크 내에서 멀티 홉 라우팅을 위해 여러 개의 Zigbee 라우터가 존재 할 수 있다.Secondly, Zigbee routers can be FFDs just like a coordinator, and there can be multiple Zigbee routers for multi-hop routing within a single Zigbee network.

세 번째로, Zigbee 단말장치는 RFD로써 직접적인 네트워크 라우팅에는 참여하지 않지만 Zigbee 코디네이터 혹은 이미 네트워크에 형성된 Zigbee 라우터를 통해 네트워크에 참여할 수 있다. 또한 하나의 네트워크 내에는 여러 개의 Zigbee 단말 장치가 존재할 수 있지만 오직 하나의 FFD와 연결이 가능하다.Third, the Zigbee terminal device does not participate in direct network routing as an RFD, but may participate in a network through a Zigbee coordinator or a Zigbee router already formed in the network. In addition, although several Zigbee terminal devices can exist in one network, only one FFD can be connected.

그러나, 종래의 지그비 네트워크 망에서의 라우팅 방법에 있어서, 네트워크 망 내에서의 각 노드가 비콘을 전송할 경우 각 노드의 비콘이 충돌하여 데이터 전송에 오류가 발생하고, 데이터 패킷을 전송하고자 하는 소스 노드가 목적지 노드로의 경로를 찾지 못하여 라우팅 경로를 탐색하여야 할 경우 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅(broadcasting) 하는 과정에서 노드의 구분없이 라우팅을 하게 되어 에너지 소모에 있어서 비효율적이라는 문제점이 있다.However, in the conventional ZigBee network routing method, when each node in the network network transmits a beacon, the beacons of each node collide with each other, thereby causing an error in data transmission, and a source node to transmit a data packet. If a route to the destination node is not found and the route is to be searched, the routing request message is routed without any classification of nodes in the process of broadcasting a routing request message, resulting in inefficient energy consumption.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 소스 노드가 목적지 노드로 데이터 패킷을 전송하는데 있어서 라우팅 디스커버리를 할 경우 라우팅 요청 메시지 전송의 회수를 줄이는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the first technical problem of the present invention is to provide a routing method for data packet transmission in a Zigbee network that reduces the number of routing request message transmissions when the source node performs routing discovery in transmitting data packets to a destination node. To provide.

본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a routing method for data packet transmission in a Zigbee network.

상기 첫 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 목적지 노드까지의 라우팅 정보가 저장된 소정의 소스 노드에서 상기 소스 노드의 데이터 패킷을 상기 라우팅 정보에 따라 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송하는 단계, 상기 소스 노드에 목적지 노드까지의 라우팅 정보가 저장되지 않은 경우, 상기 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트를 참조하여 상기 목적지 노드에 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계, 상기 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 상기 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드 및 상기 목적지 노드가 존재하지 않는 경우 라우팅 디스커버리를 하는 단계, 및 상기 라우팅 디스커버리에 의해 결정된 경로를 통하여 상기 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법을 제공한다.In order to solve the first technical problem, the present invention, the step of transmitting a data packet of the source node to the destination node according to the routing information in the predetermined source node, the routing information stored to the destination node, the source If the routing information to the destination node is not stored in the node, transmitting the data packet to the destination node by referring to the neighbor node table list of the source node, and the destination node in the neighbor node table list of the source node. Performing routing discovery if a node sharing a root node and the destination node do not exist, and transmitting a data packet to the destination node through a path determined by the routing discovery; Packet transmission It provides a routing method.

상기 두 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In order to solve the second technical problem, the present invention provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a routing method for data packet transmission in a Zigbee network.

본 발명이 적용되는 바람직한 환경은 지그비 네트워크 망의 각 노드들이 조밀하게 위치하여 대부분의 노드들이 서로의 RF(Radio frequency) 구간에 들어가 있고, 노드의 갯수가 많아서 모든 노드가 서로의 이웃 노드를 이웃 노드 테이블 리스트에 저장하기에는 채널의 충돌과 메모리의 제약이 있으며, 메시지 패킷의 전송이 많은 환경이다.In the preferred environment to which the present invention is applied, each node of the Zigbee network network is densely located so that most of the nodes are in each other's radio frequency (RF) intervals, and the number of nodes is large, so that all nodes are neighboring to each other. There are channel conflicts and memory limitations to store in the table list, and there are many environments where message packets are sent.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명에 적용되는 지그비 트리구조의 망을 도시한 것이다. 1 shows a network of a Zigbee tree structure applied to the present invention.

우선, 지그비 표준에서는 다음과 같은 네트워크 레이어(Network layer:NWK layer) 특정 상수를 정의한다. 첫 번째는, nwkMaxChildren(Cm)으로 이는 네트워크 망의 한 노드가 자식 노드를 받아들일 수 있는 최대 갯수를 의미한다. 두 번째는, nwkMaxDepth(Lm)로 네트워크 망이 가질 수 있는 최대 뎁스의 수를 의미한다. 세 번째는, nwkMaxRouter(Rm)으로 한 노드가 자신의 자식 노드로 라우터를 받아들일 수 있는 최대 개수를 의미한다. 네트워크 망의 위 세 가지 상수가 미리 결정되면 네트워크 망의 구조가 결정되어 진다. First, the Zigbee standard defines the following network layer (NWK layer) specific constants. The first is nwkMaxChildren (Cm), which means the maximum number of nodes in a network can accept child nodes. Second, nwkMaxDepth (Lm) means the maximum number of depths that the network can have. The third is nwkMaxRouter (Rm), which means the maximum number of nodes a node can accept as its child node. When the above three constants of the network are predetermined, the structure of the network is determined.

따라서, 네트워크 망의 nwkMaxChildren(Cm), nwkMaxDepth(Lm) 및 nwkMaxRouter(Rm)의 특정 상수를 이용하면 트리 망을 구성하는 노드 중 비콘 전송 노드의 최대 갯수를 알 수 있고, 각 노드의 주소가 결정되어 지며, 뎁스(Depth)의 개념을 적용하여 같은 뎁스의 비콘 전송 시간을 그룹으로 관리한다. Therefore, by using specific constants of nwkMaxChildren (Cm), nwkMaxDepth (Lm) and nwkMaxRouter (Rm) of the network network, the maximum number of beacon transmission nodes among the nodes of the tree network can be known, and the address of each node is determined. By applying the concept of depth (Depth) to manage the beacon transmission time of the same depth as a group.

다음으로 지그비 네트워크 망에서 주소 할당 메커니즘을 알아보면 다음과 같다. 여기에서 지그비 네트워크를 구성하는 nwkMaxChildren(Cm) = 4, nwkMaxRouters(Rm) = 4, nwkMaxDepth(Lm) = 3 이라고 할 경우, Cskip(d)를 구하는 수학식과, 뎁스 당 Cskip 값은 아래 표 1과 같다. Next, the address allocation mechanism in the Zigbee network is as follows. Here, if nwkMaxChildren (Cm) = 4, nwkMaxRouters (Rm) = 4, nwkMaxDepth (Lm) = 3 constituting the Zigbee network, the equation for obtaining Cskip (d) and the Cskip value per depth are shown in Table 1 below. .

Figure 112006058883721-pat00001
Figure 112006058883721-pat00001

Figure 112006058883721-pat00002
Figure 112006058883721-pat00002

Cskip을 이용한 주소 할당 매커니즘은 주소범위를 제공한다. 여기서, Cskip(d)는 뎁스 d 인 노드가 가질 수 있는 주소의 부분 블록 크기를 의미한다. 이 주소범위는 특별한 네트워크의 주소가 그 장치에 속해 있는지 빨리 확인할 수 있도록 허락한다. 그리고 그것의 자식 노드의 장치를 통해서 또는 그 장치 트리 안에 다른 곳에서. 결과적으로 어느 장치나 장치 트리 패킷 업 또는 다운에서 간단한 기본적인 라우팅 결정을 만들 수 있다.The address allocation mechanism using Cskip provides an address range. Here, Cskip (d) means a partial block size of an address that a node having a depth d may have. This address range allows you to quickly verify that a particular network's address belongs to the device. And through the device of its child node or elsewhere in the device tree. As a result, any device can make simple basic routing decisions on device tree packets up or down.

Cskip을 이용한 주소 할당 매커니즘은 아래 수학식 3을 적용하여 부모 노드가 자식 노드에게 주소를 할당한다.In the address allocation mechanism using Cskip, a parent node assigns an address to a child node by applying Equation 3 below.

Figure 112006058883721-pat00003
Figure 112006058883721-pat00003

수학식 3은 지그비 네트워크 망에서 각 노드의 주소를 할당하는 방법에 대하여 나타내고 있다. 우선 Step1을 보면, 인덱스 1인 자식 노드의 주소는 부모 노드의 주소값에 1을 더한 값이 된다. Step2를 보면 인덱스 2인 자식 노드의 주소는 인덱스 1인 자식 노드의 주소값에 Cskip의 값을 더한 값이 주소값이 되며 인덱스 3인 자식 노드의 주소는 인덱스 2인 자식 노드의 주소값에 Cskip을 더한값이 주소값이 된다. 이러한 방식으로 Cm의 값을 고려하여 주소값을 구하면 된다. 이와 같은 과정을 통하여 네트워크 망 내의 Cskip값과 주소(address)값이 부여된 각 노드를 구성할 수 있으며 이는 도 1과 같다.Equation 3 shows a method of allocating an address of each node in a Zigbee network. First, in Step 1, the address of the child node with index 1 is the value of the parent node plus 1. Step 2 shows that the address of the child node at index 2 is the address value of the child node at index 1 plus the value of Cskip, and the address of the child node at index 3 is Cskip at the address value of the child node at index 2. The sum is the address value. In this way, the address value can be obtained by considering the value of Cm. Through this process, each node to which the Cskip value and the address value are assigned in the network can be configured, as shown in FIG.

도 2는 본 발명에 따른 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a routing method for data packet transmission in a Zigbee network according to the present invention.

우선, 목적지 노드까지의 라우팅 정보가 저장된 소정의 소스 노드에서 소스 노드의 데이터 패킷을 라우팅 정보에 따라 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(210 과정). 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송하고자 하는 소스 노드가 목적지 노드로의 라우팅 정보를 저장하고 있을 경우에는 소스 노드가 저장하고 있는 라우팅 정보에 따라 목적지 노드로 데이터 패킷을 전송한다.First, the data packet of the source node is transmitted from the predetermined source node to which the routing information to the destination node is stored according to the routing information (step 210). When the source node to which the data packet is to be sent to the destination node stores the routing information to the destination node, the data node transmits the data packet to the destination node according to the routing information stored by the source node.

한편, 소스 노드에 목적지 노드까지의 라우팅 정보가 저장되지 않은 경우, 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트를 참조하여 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(220 과정).If routing information to the destination node is not stored in the source node, the data packet is transmitted to the destination node by referring to the neighbor node table list of the source node (step 220).

지그비 네트워크 망에서 모든 노드는 각 노드의 주소 정보를 공유하므로, 소스 노드는 목적지 노드의 주소 정보에 따라 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트를 참조하여 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드 또는 목적지 노드가 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 존재하는 경우 소스 노드는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드 또는 목적지 노드가 활성화되는 시간을 연산하여 최종 목적지인 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다.Since all nodes share the address information of each node in the Zigbee network, the source node refers to the neighbor node table list of the source node according to the address information of the destination node, so that the node or the destination node that shares the destination node and the root node If present in the node's neighbor node table list, the source node calculates the time at which the node sharing the destination node and the root node or the destination node is activated, and transmits the data packet to the destination node which is the final destination.

그 다음, 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드 및 목적지 노드가 존재하지 않는 경우 라우팅 디스커버리를 하는 단계(230 과정).Next, in step 230, if the node sharing the root node and the destination node and the destination node do not exist in the neighbor node table list of the source node, routing discovery is performed.

소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드 및 목적지 노드가 존재하지 않는 경우, 목적지 노드가 존재하는 뎁스, 목적지 노드와 인접한 하위 뎁스 또는 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스에 속하는 노드에 소스 노드의 데이터 패킷을 전송한다면 목적지 노드로 데이터가 전송될 가능성이 크므로 라우팅 디스커버리(Discovery)를 수행한다. In the neighbor node table list of the source node, if the node sharing the destination node and the root node and the destination node do not exist, the depth in which the destination node exists, the lower depth adjacent to the destination node, or a node belonging to the upper depth adjacent to the destination node is present. If a data packet of a source node is transmitted, routing discovery is performed because data is likely to be transmitted to a destination node.

즉, 라우팅 디스커버리 수행과정에서 라우팅 요청(Routing REQuest:RREQ) 메 시지를 전송할 때 브로드캐스트(Broadcast)를 적용하지 않고 목적지 노드가 존재하는 뎁스, 목적지 노드와 인접한 하위 뎁스 또는 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스에 속하는 노드에 RREQ를 전송하고 라우트 응답(Route reply)을 수신한다. 라우팅 디스커버리 수행과정에서 목적지 노드로의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드가 목적지 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 존재하면 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트를 갱신하고 목적지 노드로의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드에 소스 노드의 데이터 패킷을 전송한다.That is, when a routing request message is transmitted during routing discovery, a destination node exists, a lower depth adjacent to the destination node, or a higher depth adjacent to the destination node without applying a broadcast. It sends an RREQ to the node it belongs to and receives a route reply. If the node storing routing information to the destination node exists in the destination node's neighbor table list during the routing discovery, the neighbor node table list of the source node is updated and the source node is stored in the node storing the routing information to the destination node. Send data packet of node.

마지막으로, 라우팅 디스커버리에 의해 결정된 경로를 통하여 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(240 과정). 한편, 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드로의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드가 존재하지 않는 경우 트리 라우팅을 통하여 목적지 노드로 데이터 패킷을 전송한다. 일반적으로 지그비 네트워크 망에서 디폴트(Default) 뎁스가 7이므로 트리 라우팅의 경우 14홉 이내의 범위에서 트리 라우팅이 수행되게 된다.Finally, the data packet is transmitted to the destination node through the path determined by the routing discovery (step 240). On the other hand, if there is no node that stores routing information to the destination node in the neighbor node table list, the data packet is transmitted to the destination node through tree routing. In general, since the default depth is 7 in a Zigbee network, tree routing is performed within a range of 14 hops.

바람직하게는, 트리 구조의 네트워크 망을 가지고, 모든 노드는 네트워크 망의 한 노드가 자식 노드를 받아들일 수 있는 최대 갯수(Cm), 네트워크 망이 가질 수 있는 최대 뎁스의 수(Lm) 및 한 노드가 자신의 자식 노드로 라우터를 받아들일 수 있는 최대 라우터의 갯수(Rm)의 정보를 공유하고, 지그비 주소 할당 메커니즘을 사용하며, 모든 노드의 슈퍼프레임 지속시간이 동일할 수 있다.Preferably, having a network structure of a tree structure, all nodes have a maximum number (Cm) that a node of the network can accept child nodes (Cm), the maximum number of depth (Lm) and one node that the network can have Share the maximum number of routers (Rm) that a router can accept as its child nodes, use a Zigbee address allocation mechanism, and all nodes have the same superframe duration.

더욱 바람직하게는, 지그비 네트워크 망의 각 노드는, 각 노드의 뎁스, 인덱스, 어드레스, 비콘 전송 시간 및 각 노드의 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 저장하는 것일 수 있다. 인덱스는 동일한 부모 노드를 가지는 노드의 어드레스 값의 크기에 따라 결정되는 것이다. 예를 들어 어드레스 값이 작은 순서대로 어드레스 값을 정할 수 있으며, 본 발명은 이에 대하여 한정하지 않는다.More preferably, each node of the Zigbee network network may be to store the depth, index, address, beacon transmission time and information of the node sharing the root node of each node. The index is determined according to the size of address values of nodes having the same parent node. For example, the address values may be determined in the order of the smaller address values, and the present invention is not limited thereto.

도 3은 도 2의 상세 흐름도이다.3 is a detailed flowchart of FIG. 2.

우선, 소스 노드에 라우팅 정보가 저장되어 있는지를 판단하여(310 과정), 소스 노드에 라우팅 정보가 저장되어 있는 경우 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(340 과정).First, it is determined whether routing information is stored in the source node (step 310), and when routing information is stored in the source node, a data packet is transmitted to the destination node (step 340).

소스 노드에 라우팅 정보가 저장되어 있지 않은 경우, 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드가 존재하는지의 여부를 판단하여(320 과정) 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드가 존재하는 경우 이웃 노드 테이블 리스트를 참조하여(321 과정) 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다.(340 과정).If routing information is not stored in the source node, it is determined whether the destination node exists in the neighbor node table list of the source node (step 320). If the destination node exists in the neighbor node table list, the neighbor node table list is determined. In operation 321, the data packet is transmitted to the destination node.

이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드가 존재하지 않는 경우 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드가 존재하는지의 여부를 판단한다(325 과정). If the destination node does not exist in the neighbor node table list, it is determined whether a node sharing the destination node and the root node exists in the neighbor node table list (step 325).

이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드가 존재하는 경우, 루트 노드를 공유하는 노드에 데이터 패킷을 전송하고(326 과정), 루트 노드를 공유하는 노드는 최종적으로 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(340 과정). 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드는 목적지 노드에 대한 정보를 저장하고 있으므로, 저장된 정보에 따른 경로에 따라 목적지 노드에 데이터 전송을 한다. If there is a node sharing the root node with the destination node in the neighbor node table list, the data packet is transmitted to the node sharing the root node (step 326), and the node sharing the root node finally receives the data packet to the destination node. It transmits (step 340). Since the node sharing the destination node and the root node stores information about the destination node, the node transmits data to the destination node along the path according to the stored information.

이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드가 존재하지 않는 경우 소스 노드는 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트을 참조하여 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드가 존재하는 뎁스, 목적지 노드에 인접한 하위 뎁스 및 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스에 속하는 노드에 라우팅 요청 메시지를 전송한다(327 과정).If the node sharing the root node and the destination node does not exist in the neighbor node table list, the source node refers to the neighbor node table list of the source node, the depth at which the destination node exists in the neighbor node table list, the lower depth adjacent to the destination node, and In step 327, the routing request message is transmitted to a node belonging to an upper depth adjacent to the destination node.

그 다음, 목적지 노드가 존재하는 뎁스, 목적지 노드에 인접한 하위 뎁스 및 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스에 목적지 노드의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드가 존재하는 지를 판단하고(330 과정), 목적지 노드의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드가 존재하지 않는 경우 트리 라우팅을 수행하고(339 과정), 트리 라우팅을 통하여 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(340 과정).Next, it is determined whether there is a node that stores routing information of the destination node in a depth where the destination node exists, a lower depth adjacent to the destination node, and an upper depth adjacent to the destination node (step 330). If there is no node storing the node, tree routing is performed (step 339), and the data packet is transmitted to the destination node through the tree routing (step 340).

그 다음, 목적지 노드의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드가 존재하는 경우, 정보 저장 노드가 복수개인지를 판단하여(331 과정), 정보 저장 노드가 단일 노드인 경우 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드에 데이터 패킷을 전송하고(332 과정), 데이터 패킷을 전송받은 노드는 최종적으로 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(340 과정).Next, if there is a node storing routing information of the destination node, it is determined whether there are a plurality of information storage nodes (step 331), and if the information storage node is a single node, the data packet is stored in the node storing the routing information. In step 332, the node receiving the data packet finally transmits the data packet to the destination node in step 340.

마지막으로, 목적지 노드의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드가 복수개인 경우, 복수개의 노드 중 잔여에너지량과 수신 신호 강도에 따라 복수개의 노드 중 하나의 노드에 데이터 패킷을 전송하고(333 과정), 최종적으로 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다(340 과정).Finally, when there are a plurality of nodes storing routing information of the destination node, the data packet is transmitted to one of the plurality of nodes according to the remaining energy amount and the received signal strength among the plurality of nodes (step 333), and finally In step 340, the data packet is transmitted to the destination node.

바람직하게는, 복수개의 노드의 잔여 에너지량이 동일한지를 판단하여 잔여 에너지량이 동일하지 않은 경우 상대적으로 잔여에너지량이 큰 노드에 데이터 패킷을 전송하고, 최종적으로 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 잔여 에너지량이 동일한 경우, 복수개의 노드 중 수신 신호 강도(Received Signal Strength Indication:RSSI)가 큰 노드에 데이터 패킷을 전송하고, 최종적으로 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송할 수 있다.Preferably, when the residual energy amounts of the plurality of nodes are determined to be the same, when the residual energy amounts are not the same, the data packet may be transmitted to a node having a relatively large residual energy amount, and finally, the data packet may be transmitted to the destination node. When the remaining energy amount is the same, a data packet may be transmitted to a node having a larger received signal strength indication (RSSI), and finally, a data packet may be transmitted to a destination node.

도 4는 본 발명에 따른 트리 구조를 가지는 지그비 네트워크 망의 논리적인 링크를 도시한 것이다.4 illustrates a logical link of a Zigbee network network having a tree structure according to the present invention.

논리적으로 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드는 목적지 노드로의 라우팅 정보를 저장하고 있다. 단, 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드 중 마지막 뎁스에 위치하는 노드는 라우팅이 가능하지 않으므로 목적지 노드로 데이터를 전송할 수 없다. Logically, nodes sharing the destination node and the root node store routing information to the destination node. However, since the node located at the last depth among the nodes sharing the destination node and the root node cannot be routed, data cannot be transmitted to the destination node.

도 4을 참조하면, 네트워크 망의 각 노드는 링크(480)로 연결되어 있으며, 동일한 루트 노드(400)를 공유하는 노드에 소스 노드(미도시)가 데이터 패킷을 전송하면 목적지 노드(430)에 소스 노드의 데이터 패킷이 전송될 수 있다. Referring to FIG. 4, each node of the network is connected by a link 480. When a source node (not shown) transmits a data packet to a node sharing the same root node 400, the node 430 is connected to the destination node 430. The data packet of the source node may be sent.

즉, 목적지 노드(430)와 동일한 부모 노드(420)와 링크된 노드(431 내지 434)는 목적지 노드와 동일한 뎁스(뎁스 n)에서 동일한 루트 노드를 공유하므로, 소스 노드가 431 내지 434 노드에 데이터 패킷을 전송하면 목적지 노드에 데이터 패킷이 전송될 수 있다.That is, the nodes 431 to 434 linked to the same parent node 420 as the destination node 430 share the same root node at the same depth (depth n) as the destination node, so that the source node can send data to the 431 to 434 nodes. Sending the packet may transmit the data packet to the destination node.

또한, 목적지 노드의 부모 노드(뎁스 n-1)(420), 목적지 노드의 자식 노드(뎁스 n+1)(440), 목적지 노드의 부모 노드와 인접한 상위 뎁스(n-2 뎁스)에 속하 고 루트 노드(400)를 공유하는 노드(410), 목적지 노드의 자식 노드와 인접한 하위 뎁스(뎁스 n+2)에 속하고 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드(450)등에 소스 노드가 데이터 패킷을 전송하면 목적지 노드에 데이터 패킷이 전송될 수 있다. 도 4을 참조하면, 링크(490)로 연결되어 있는 노드는 목적지 노드로 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 단, 목적지 노드와 루트 노드(400)를 공유하는 노드 중 마지막 뎁스에 위치하는 노드(460)는 라우팅이 가능하지 않으므로 목적지 노드로 데이터를 전송할 수 없다. It also belongs to a parent node (depth n-1) 420 of the destination node, a child node (depth n + 1) 440 of the destination node, and an upper depth (n-2 depth) adjacent to the parent node of the destination node. The source node transmits the data packet to a node 410 sharing the root node 400, a node 450 belonging to a lower depth (depth n + 2) adjacent to the child node of the destination node, and sharing the root node with the destination node. When sent, a data packet can be sent to the destination node. Referring to FIG. 4, a node connected by a link 490 may transmit a data packet to a destination node. However, since the node 460 located at the last depth among the nodes sharing the destination node and the root node 400 is not routeable, data cannot be transmitted to the destination node.

노드(471 내지 479)는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드이므로 직접적으로 목적지 노드에 대한 라우팅 정보를 저장하고 있지 않을 가능성이 높으므로, 노드(471 내지 479)는 또 다른 방법을 적용하여 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송한다. 예를 들어, 라우팅 디스커버리 또는 트리 라우팅 방법 등을 적용하여 목적지 노드에 데이터를 전송할 수 있다.Since the nodes 471 to 479 do not share the root node with the destination node, it is highly likely that they do not directly store routing information for the destination node. Therefore, the nodes 471 to 479 apply another method. Send a data packet to the node. For example, data may be transmitted to a destination node by applying a routing discovery or a tree routing method.

도 5은 본 발명에 따른 다른 트리 구조를 가지는 지그비 네트워크 망을 도시한 것이다. 5 illustrates a Zigbee network network having another tree structure according to the present invention.

각 노드의 루트 노드를 공유하는 노드의 정보는 지그비 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 자식 노드의 갯수, 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수 및 네트워크 망의 최대 뎁스의 수로부터 산출될 수 있다.The information of nodes sharing the root node of each node is calculated from the maximum number of child nodes linked to each node of the Zigbee network, the maximum number of routers linked to each node of the network, and the maximum depth of the network. Can be.

도 5을 참조하면 네트워크 망의 한 노드가 자식 노드를 받아들일 수 있는 최대 갯수(Cm)는 4이고, 네트워크 망이 가질 수 있는 최대 뎁스의 수(Lm) 역시 4이며, 한 노드가 자신의 자식 노드로 라우터를 받아들일 수 있는 최대 개수(Rm) 도 6 일 경우, 목적지 노드(500)와 루트 노드를 공유하는 노드(510)와 루트 노드를 공유하지 않는 노드(520)를 도시하고 있다. 이 경우 각 뎁스당 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송할 수 있는 노드의 갯수를 NDepthRouterMax(NDRM)으로 정의하면 NDepthRouterMax = nwkMaxRoutersi = Rmi 이고 i는 뎁스를 나타내며, Rm = Cm 이면 NDepthRouterMax = nwkMaxChildreni = Cmi 이다. 아래의 표 2는 도 5에 따른 네트워크 망에서의 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 수와 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드의 갯수를 비교하여 보여주고 있다.Referring to FIG. 5, the maximum number (Cm) that a node of a network can accept child nodes is 4, the maximum number of depths (Lm) that a network can have is also 4, and one node has its own child. Maximum number Rm that can accept a router as a node In FIG. 6, a node 510 sharing a root node with a destination node 500 and a node 520 not sharing a root node are illustrated. In this case, if NDepthRouterMax (NDRM) is defined as NDepthRouterMax (NDRM), the number of nodes that can transmit data packets to the destination node for each depth is NDepthRouterMax = nwkMaxRouters i = Rm i and i represents the depth, and if Rm = Cm NDepthRouterMax = nwkMaxChildren i = Cm i to be. Table 2 below shows a comparison of the number of nodes sharing the destination node and the root node and the number of nodes not sharing the destination node and the root node in the network according to FIG. 5.

Figure 112006058883721-pat00004
Figure 112006058883721-pat00004

도 5와 표 2에 따라 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수와 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드의 갯수를 일반화하면, According to FIG. 5 and Table 2, if the number of nodes sharing the destination node and the root node and the number of nodes not sharing the destination node and the root node are generalized,

우선, Cm = Rm일 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 작은 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 1개이고, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스와 동일한 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Cm - 1개이며, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 큰 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Cmi-destdepth이 되며, 여기서 i는 뎁스를 나타내며, destdepth는 목적지 노드의 뎁스를 의미한다.First, when Cm = Rm, the number of nodes sharing the destination node and the root node is 1, and if the depth of the node is smaller than the depth of the destination node, the number of nodes sharing the destination node and the root node is 1, and the depth of the node is If the depth of the destination node is the same, the number of nodes sharing the destination node and the root node is Cm-1, and if the depth of the node is larger than the depth of the destination node, the number of nodes sharing the destination node and the root node is Cm i. -destdepth , where i represents the depth and destdepth means the depth of the destination node.

Cm = Rm일 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드의 갯수는, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 작은 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드의 갯수는 Cmi - 1개이고, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스와 동일한 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Cmi - destdepth - (Cm - 1)개이며, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 큰 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Cmi- Cmi - destdepth이 되며, 여기서 i는 뎁스를 나타내며, destdepth는 목적지 노드의 뎁스를 의미한다.If Cm = Rm, the number of nodes that do not share the destination node and the root node is Cm i -1 if the node's depth is smaller than the depth of the destination node. If the depth of is equal to the depth of the destination node, the number of nodes sharing the root node with the destination node is Cm i - destdepth- (Cm-1), and if the depth of the node is larger than the depth of the destination node, the destination node and the root The number of nodes sharing the node is Cm i -Cm i - destdepth , where i represents the depth and destdepth means the depth of the destination node.

다음으로, Cm ≠ Rm일 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 작은 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 1개이고, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스와 동일한 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Rm - 1개이며, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 큰 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Rmi - destdepth이 되며, 여기서 i는 뎁스를 나타내며, destdepth는 목적지 노드의 뎁스를 의미한다.Next, if Cm ≠ Rm, the number of nodes sharing the destination node and the root node is 1, and if the depth of the node is smaller than the depth of the destination node, the number of nodes sharing the destination node and the root node is 1, and the depth of the node Is the same as the depth of the destination node, the number of nodes sharing the destination node and the root node is Rm-1, if the depth of the node is greater than the depth of the destination node, the number of nodes sharing the destination node and the root node is Rm i - destdepth , where i represents the depth, and destdepth means the depth of the destination node.

Cm ≠ Rm일 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드의 갯수는, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 작은 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드의 갯수는 Rmi - 1개이고, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스와 동일한 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Rmi - destdepth - (Rm - 1)개이며, 노드의 뎁스가 목적지 노드의 뎁스보다 큰 경우 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 갯수는 Rmi- Rmi - destdepth이 되며, 여기서 i는 뎁스를 나타내며, destdepth는 목적지 노드의 뎁스를 의미한다.If Cm ≠ Rm, the number of nodes that do not share the destination node and the root node is Rm i -1 if the node's depth is smaller than the depth of the destination node. If the depth of is equal to the depth of the destination node, the number of nodes sharing the root node with the destination node is Rm i - destdepth- (Rm-1), and if the depth of the node is larger than the depth of the destination node, the destination node and the root The number of nodes sharing the node is Rm i -Rm i - destdepth , where i represents the depth and destdepth means the depth of the destination node.

트리 구조를 가지는 지그비 네트워크 망에서 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드는 뎁스가 커질수록 많아지므로 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 있을 확률이 높아진다. 이웃 노드 테이블 리스트에 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드가 존재하면 데이터 패킷을 전송한다. 물론 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 존재하는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드 자체의 비콘 전송 시간을 알기 때문에 슈퍼 프레임의 경쟁구간(Contention Access Period:CAP) 구간에서 전송 경합을 하여 소스 노드의 데이터를 전송할 수 있다.In a ZigBee network having a tree structure, the nodes sharing the destination node and the root node increase as the depth increases, so the probability of being in the neighbor node table list of the source node increases. If there is a node sharing the root node and the destination node in the neighbor node table list, the data packet is transmitted. Of course, because the beacon transmission time of the node sharing the root node and the destination node existing in the neighbor node table list of the source node is known, the data of the source node may be transmitted by contention competition in the contention access period (CAP) section of the super frame. Can be transmitted.

목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드가 이웃 노드 테이블 리스트에 존재하지 않을 경우, 라우팅 디스커버리를 수행한다. 라우팅 디스커버리는 목적지 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 존재하는 노드 중 목적지 노드의 뎁스를 기준으로 목적지 노드와 동일한 뎁스, 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스 및 목적지 노드와 인접한 하위 뎁스에 라우팅 요청(Routing REQuest:RREQ) 메시지를 전송하는 방법이다. 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드가 이웃 노드 테이블 리스트에 존재하지 않으므로, 라우팅 디스커버리를 수행하게 되는 것이다. 이 방법은 브로드캐스팅 보다 빠르고 RREQ 메시지 전송 횟수가 적으므로 망의 에너지 소모가 적다.If the node sharing the root node with the destination node does not exist in the neighbor node table list, routing discovery is performed. The routing discovery requests routing to the same depth as the destination node, the upper depth adjacent to the destination node, and the lower depth adjacent to the destination node based on the depth of the destination node among the nodes present in the neighbor node table list of the destination node (Routing REQuest: RREQ). How to send a message. Since the node sharing the root node with the destination node does not exist in the neighbor node table list, routing discovery is performed. This method is faster than broadcasting and uses fewer RREQ messages, resulting in lower network energy consumption.

도 6은 본 발명에 따른 라우팅 디스커버리에 적용되는 네트워크 망을 도시한 것이다. 지그비 라우팅에 있어서 도 6에 도시된 바와 같이 각 노드를 등급별로 구분을 한다. 각 노드의 등급은 노드 내의 일련번호로 도시되어 있다. 이와 같이 각 노드별로 등급을 두어 라우팅을 할 경우 종래의 지그비 라우팅보다 전송 횟수를 줄일 수 있다.6 illustrates a network applied to routing discovery according to the present invention. In ZigBee routing, each node is classified according to a class as shown in FIG. 6. The rank of each node is shown by the serial number within the node. As such, when the routing is performed for each node, the number of transmissions can be reduced compared to the conventional Zigbee routing.

지그비 네트워크 망의 링크(610) 중 다른 링크(620)와 연결된 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드는 이웃 노드 테이블 리스트에서 직접 통신을 할 때 또는 이웃 노드 테이블 리스트의 노드 중 목적지 노드의 라우팅 정보를 저장하고 있는 노드가 존재하는지를 찾을 경우 사용하며, 도 6에서 1등급 내지 3등급의 노드가 이에 해당하고 각 등급의 수는 목적지 노드까지의 홉의 수를 의미한다. 즉 1등급의 노드는 목적지 노드와의 경로가 1홉 내에 위치한 노드로 상대적으로 2등급 내지 3등급의 노드보다 목적지 노드에 정보를 전송하기가 용이하다고 볼 수 있다.The node sharing the root node with the destination node connected to the other link 620 among the links 610 of the Zigbee network network communicates the routing information of the destination node when directly communicating in the neighbor table list or among the nodes in the neighbor table list. It is used to find out whether there is a stored node. In FIG. 6, nodes of 1 to 3 levels correspond to this, and the number of each class means the number of hops to the destination node. That is, a node of a 1 st class is a node located within 1 hop of a path with a destination node, and it can be seen that it is easier to transmit information to a destination node than a 2 or 3 class node.

링크(620)로 연결된 노드는 목적지 노드가 존재하는 뎁스, 목적지 노드와 인접한 하위 뎁스 및 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스에 속하는 노드로, 이 노드는 라우팅 디스커버리를 통하여 라우팅 요청 메시지를 보낼 때 사용된다. 라우팅 디스커버리에 의해 목적지 노드의 라우팅 정보를 저장하고 있는 같은 등급의 노드들이 이웃 노드 테이블 리스트에 복수 개 존재하는 경우 노드의 잔여 에너지량이 상대적으로 큰 노드에 소스 노드의 데이터 패킷을 전송하며, 복수 개의 노드의 잔여 에너지량이 동일할 경우 수신 신호 강도(Received Signal Strength Indication:RSSI)가 상대적으로 강한 노드에 소스 노드의 데이터 패킷을 전송한다.The nodes connected by the link 620 belong to a depth in which the destination node exists, a lower depth adjacent to the destination node, and an upper depth adjacent to the destination node, which are used when sending a routing request message through routing discovery. When a plurality of nodes of the same class storing routing information of the destination node exist in the neighbor node table list by routing discovery, the data packet of the source node is transmitted to a node having a relatively large amount of energy of the node. If the remaining energy of the same is the same as the received signal strength (Received Signal Strength Indication (RSSI)) transmits the data packet of the source node to a node having a relatively strong.

지그비 표준에서 디폴트 뎁스의 크기가 7이므로 5등급 이상으로 나누는 것은 효율적이지 않다고 볼 수 있다. 따라서 본 발명에서는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하지 않는 노드를 4등급으로 정할 수 있다. 물론 추후 동적으로 등급을 규정하는 방법도 가능하며, 본 발명에서는 이에 대하여 한정하지 않는다. In the ZigBee standard, the default depth is 7, so dividing it by 5 or more is not efficient. Therefore, in the present invention, a node that does not share the destination node and the root node can be designated as a fourth grade. Of course, a method of dynamically defining a grade later is also possible, and the present invention is not limited thereto.

본 발명은 각 노드의 메모리 공간의 크기 또는 메모리 접근 파워와 각 노드의 연산 파워에 따라 각 노드의 주소 정보에 의해 각 노드의 뎁스와 인덱스 정보를 결정하는 방법이 결정된다.In the present invention, a method of determining depth and index information of each node is determined based on address information of each node according to the size or memory access power of each node or the memory access power and the computation power of each node.

각 노드의 메모리 공간의 크기가 크거나 메모리 접근 파워가 각 노드의 연산파워에 비해 작은 경우 각 노드의 정보를 메모리에 저장하고 각 노드의 정보를 리딩(reading)하여 사용한다. 부모 노드가 자식 노드에 주소를 할당할 경우에 루트 노드를 공유하는 노드 정보가 포함된 정보를 자식 노드에게 전송하므로 자식 노드는 부모 노드의 노드 정보뿐만 아니라 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 모두 저장하게 된다. 지그비 네트워크망 표준은 nwkcMaxDepth를 15로 정의하고 있다. 물론 뎁스가 더 커지고 네트워크의 규모가 더욱 커진 조밀한 네트워크에서도, 본 발명은 각 노드의 주소로부터 각 노드의 뎁스와 인텍스 정보를 결정할 수 있다.When the size of the memory space of each node is large or the memory access power is smaller than the computational power of each node, the information of each node is stored in the memory and the information of each node is read and used. When a parent node assigns an address to a child node, the child node sends information containing the node information sharing the root node to the child node, so the child node stores both the node information of the parent node and the information of the node sharing the root node. Done. The Zigbee Network Standard defines nwkcMaxDepth as 15. Of course, even in a dense network with a larger depth and a larger network, the present invention can determine the depth and index information of each node from the address of each node.

도 7은 도 1의 부모 노드가 자식 노드에 주소 할당시 전송하는 정보를 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates information transmitted from a parent node of FIG. 1 when an address is assigned to a child node.

부모 노드는 자식 노드에게 주소 할당시 부모 노드의 주소 정보를 포함한 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 전송하고, 자식 노드는 자식 노드와 연결되고 하위 뎁스에 속하는 노드에게 부모 노드의 정보와 자신의 노드의 정보를 포함하는 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 덧붙여서 전송한다. 구현에 따라 네트워크 망의 종단 노드(end-node)까지 루트 노드를 공유하는 노드의 정보가 전송되거나, 종단 노드의 부모 노드까지 루트 노드를 공유하는 노드의 정보가 전송될 수 있다.The parent node transmits the information of the node sharing the root node including the address information of the parent node when assigning an address to the child node, and the child node is connected to the child node and the node's information and its own node are sent to the node belonging to the child depth. Transmit with the information of the node sharing the root node containing the information of. Depending on the implementation, information of a node sharing a root node may be transmitted to an end node of a network, or information of a node sharing a root node may be transmitted to a parent node of an end node.

도 7을 참조하면, 부모 노드는 자식 노드에 주소를 할당할 경우, 자식노드의 뎁스, 인덱스, 어드레스, 비콘 전송 시간 정보를 할당하여 전송하는 동시에 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 자식 노드에 전송한다.Referring to FIG. 7, when a parent node allocates an address to a child node, the parent node allocates and transmits depth, index, address, and beacon transmission time information of the child node, and simultaneously transmits information of a node sharing a root node to the child node. do.

뎁스는 자식 노드가 위치하는 뎁스이며, 주소 인덱스는 지그비 주소 할당체계에서 Cskip(depth:d)에 의해 부여 받는 주소의 순번이고, 주소는 자식 노드 자신이 갖게되는 어드레스이며, 비콘 전송 시간이 옵션으로 선택되면 자식 노드 자신이 비콘을 전송하기 위하여 활성화 되는 시간을 의미한다. 상술한 바와 같이, 종단 노드 또는 최대 뎁스에 위치한 노드에는 이 정보가 할당되지 않는다.The depth is the depth where the child node is located, the address index is the sequence number given by Cskip (depth: d) in the Zigbee address allocation scheme, the address is the address that the child node itself has, and the beacon transmission time is an option. If selected, it means the time that the child node itself is activated to transmit a beacon. As described above, this information is not allocated to the end node or the node located at the maximum depth.

지그비 표준에서 정의하는 최대 뎁스의 크기는 15로 루트 노드를 공유하는 노드의 정보의 크기가 노드의 하드웨어적 메모리 용량에 따라 상대적으로 클 수도 있고 작을 수도 있다. 하드웨어적인 메모리 용량이 작다면 목적지 주소를 이용하여 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 연산하여 구한다.The maximum depth defined by the Zigbee standard is 15. The size of information of nodes sharing the root node may be relatively large or small depending on the hardware memory capacity of the node. If the hardware memory capacity is small, it calculates the information of the node sharing the root node with the destination node using the destination address.

도 8a는 도 1의 부모 노드와 자식 노드의 슈퍼프레임의 타임 포지션을 도시한 것이다.FIG. 8A illustrates a time position of a superframe of a parent node and a child node of FIG. 1.

도 8a를 참조하면, 지그비 네트워크 망에서 코디네이터의 비콘 인터벌(Beacon Interval:BI)(800)을 기준으로 각 노드의 슈퍼프레임 지속시간(Superframe Duration:SD)(801)이 결정되며, 각 노드의 비콘 프레임 전송 시간이 뎁스별로 결정된다. 비콘 프레임 전송 시간은 부모 노드(810)가 이와 링크된 자식 노드(821 내지 824)의 비콘 전송 시간을 결정하는 방식으로 모든 노드의 비콘 전송 시간이 결정된다.Referring to FIG. 8A, a superframe duration (SD) 801 of each node is determined based on a beacon interval (BI) 800 of a coordinator in a Zigbee network network, and a beacon of each node is determined. Frame transmission time is determined for each depth. The beacon frame transmission time determines the beacon transmission time of all nodes in such a manner that the parent node 810 determines the beacon transmission time of the child nodes 821 to 824 linked thereto.

도 8b는 도 1의 자식 노드에 전송된 정보 형식을 도시한 것이다.FIG. 8B illustrates the information format transmitted to the child node of FIG. 1.

도 8b를 참조하면, 부모 노드(860)의 뎁스가 1 이고, 주소 인덱스가 1이고, 주소가 1이며, 비콘 전송 시간이 SD1일경우, 자식 노드(861 내지 864)는 부모 노드의 정보를 자식 노드 자신의 정보에 추가하여 저장한다.Referring to FIG. 8B, when the depth of the parent node 860 is 1, the address index is 1, the address is 1, and the beacon transmission time is SD1, the child nodes 861 to 864 receive information of the parent node. Store in addition to the node's own information.

예를 들어, 2의 주소를 가지는 자식 노드(861)는 자식 노드 자신의 정보인 뎁스 2, 주소 인덱스 1, 주소 2, 비콘 전송 시간 SD2에 부모 노드의 주소 정보인 뎁스 1, 주소 인덱스 1, 주소 1, 비콘 전송시간 SD1를 자식 노드 자신의 메모리에 저장한다. 위와 같은 방법으로 자식 노드의 하위 뎁스에 속하는 노드에 주소를 할당할 경우 하위 뎁스에 속하는 노드 역시 자신의 정보에 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 추가적으로 메모리에 저장하게 된다.For example, the child node 861 having an address of 2 has the depth 2, the address index 1, the address 2, and the beacon transmission time SD2, which is the child node's own information, the depth 1, the address index 1, and the address of the parent node. 1, the beacon transmission time SD1 is stored in the memory of the child node itself. When an address is assigned to a node belonging to a lower depth of a child node in the same manner as above, the node belonging to the lower depth also stores information of a node sharing a root node in its own information in memory.

부모 노드는 자식 노드를 관리하는 역할을 하므로 자식 노드의 정보를 저장하게 됨은 물론이므로, 전체적으로 동일한 루트 노드를 공유하는 노드는 이에 속하는 모든 노드의 정보를 저장하게 된다.Since the parent node plays a role of managing the child node, it stores the information of the child node. Of course, nodes that share the same root node as a whole store information of all the nodes belonging to it.

그러나, 메모리 공간에 여유가 없는 노드가 네트워크 망에 배치될 경우에는 노드의 정보를 메모리에 저장할 수 없으므로 하드웨어적 연산에 의해 목적지와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 구한다.However, when a node having no free space in the memory space is arranged in the network, the node information cannot be stored in the memory. Therefore, the node information sharing the destination and the root node is obtained by hardware operation.

상술한 바와 같이, nwkMaxChildren(Cm), nwkMaxRouters(Rm), nwkMaxDepth(Lm)의 정보를 네트워크 망의 각 노드가 저장하고 있으므로, nwkMaxChildren, nwkMaxRouters, nwkMaxDepth의 정보로부터 Cskip을 구할 수 있다. 이 값은 지그비 표준에 의해 정해지므로 상술하지 않기로 한다. nwkMaxChildren, nwkMaxRouters, nwkMaxDepth의 값과 Cskip(Cs) 값으로부터 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 구하는 과정은 다음과 같다. As described above, since each node of the network stores information of nwkMaxChildren (Cm), nwkMaxRouters (Rm), and nwkMaxDepth (Lm), Cskip can be obtained from the information of nwkMaxChildren, nwkMaxRouters, nwkMaxDepth. This value is determined by the Zigbee standard and will not be described. The process of obtaining the information of the node sharing the destination node and the root node from the values of nwkMaxChildren, nwkMaxRouters, nwkMaxDepth and Cskip (Cs) is as follows.

Cm = 4, Rm = 4, Lm = 3의 값을 가지는 네트워크 망에서 Cs 값을 구하면 표 1 과 같고, 표 1에 의한 Cskip(Cs) 값으로부터 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 구하고 이 과정은 도 9a 내지 도 9c와 같다.The Cs value is obtained from the network with the values Cm = 4, Rm = 4, and Lm = 3, as shown in Table 1, and from the Cskip (Cs) values according to Table 1, information about nodes sharing the destination node and the root node is obtained. This process is the same as in Figs. 9a to 9c.

도 9a 내지 도 9c는 도 1의 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 연산하는 과정을 도시한 것이다.9A to 9C illustrate a process of calculating information of a node sharing a root node with a destination node of FIG. 1.

도 9a 와 표 1를 참조하면, 뎁스 0의 Cs값이 21이고, 이값에 의해 목적지 노드의 주소가 속하는 범위로부터 뎁스 1에 속하는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 주소가 43이고, 주소 인덱스는 3임을 구할 수 있다.Referring to FIG. 9A and Table 1, the Cs value of depth 0 is 21, the address of the node sharing the root node and the destination node belonging to depth 1 is 43 from the range to which the address of the destination node belongs, and the address index Can be found to be 3.

도 9b 와 표 1를 참조하면, 뎁스 1의 Cs값이 5이고, 뎁스 1의 Cs값에 따라 목적지 노드의 주소가 속하는 범위로부터 뎁스 2에 속하는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 주소가 49이고, 주소 인덱스는 2임을 구할 수 있다.Referring to FIG. 9B and Table 1, the Cs value of the depth 1 is 5, and the address of the node sharing the root node with the destination node belonging to the depth 2 is 49 from the range to which the address of the destination node belongs according to the Cs value of the depth 1 is 49. It can be found that the address index is 2.

도 9c 와 표 1를 참조하면, 뎁스 2의 Cs값이 1이고, 뎁스 2의 Cs값에 따라 목적지 노드의 주소가 속하는 범위로부터 뎁스 3에 속하는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 주소가 53이고, 주소 인덱스는 4임을 구할 수 있다.Referring to FIG. 9C and Table 1, the Cs value of the depth 2 is 1, and according to the Cs value of the depth 2, the address of the node sharing the root node and the destination node belonging to the depth 3 is 53 from the range to which the address of the destination node belongs. It can be found that the address index is 4.

도 9a 내지 도 9c에 의해 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 구할 수 있으며, 이 정보에 의해 소스 노드 뿐만 아니라 목적지 노드로 데이터 패킷을 전송하는 경로상에서 자신의 노드의 정보와 비교하여 최소의 경로를 통하여 라우팅할 수 있다.9A to 9C, information of a node sharing a destination node and a root node can be obtained, and this information can be obtained by comparing with the information of one's node on a path for transmitting data packets to not only the source node but also the destination node. It can be routed through the path of.

도 10은 도 1의 지그비 네트워크의 비콘 전송 스케줄 구조를 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 코디네이터의 비콘 인터벌에 따라 네트워크 망의 각 노드의 슈퍼프레임 지속시간이 결정된다. 도 1 및 표 1을 참조하면, 뎁스 0에 위치하는 코디네이터의 주소는 0이고, 뎁스 1에 위치하는 노드의 주소는 뎁스 0의 코디네이터의 Cs값에 의해 결정되고, 뎁스 0의 코디네이터의 Cs값이 21이므로 인덱스 순서에 따라 뎁스 1에 위치하는 노드를 순서대로 배열한다. 그리고 뎁스 2에 위치하는 노드의 주소는 뎁스 2에 위치하는 각 노드의 부모 노드의 Cs값에 의해 결정되고 부모 노드의 Cs값이 5이므로 인덱스 순서에 따라 뎁스 2에 위치하는 노드를 순서대로 배열한다. 마지막 종단 노드에 해당하는 노드는 비콘을 전송하지 않으며, 만약 비콘을 전송한다고 가정할 경우 뎁스 3에 위치하는 각 노드의 부모 노드의 Cs값이 1이므로 인덱스 순서에 따라 뎁스 3에 위치하는 각 노드를 순서대로 배열하고 최종적으로 도 10과 같은 지그비 네트워크의 비콘 전송 스케줄 구조를 가지게 된다.FIG. 10 illustrates a beacon transmission schedule structure of the Zigbee network of FIG. 1. Referring to FIG. 10, the superframe duration of each node of the network is determined according to the beacon interval of the coordinator. 1 and Table 1, the address of the coordinator located at depth 0 is 0, the address of the node located at depth 1 is determined by the Cs value of the coordinator of depth 0, and the Cs value of the coordinator of depth 0 is 21, the nodes located at depth 1 are arranged in order according to the index order. Since the address of the node located at the depth 2 is determined by the Cs value of the parent node of each node located at the depth 2 and the Cs value of the parent node is 5, the nodes located at the depth 2 are arranged in order according to the index order. . The node corresponding to the last end node does not transmit the beacon. If it is assumed to transmit the beacon, each node located in the depth 3 according to the index order because the Cs value of the parent node of each node located in the depth 3 is 1 Arranged in order and finally has a beacon transmission schedule structure of the Zigbee network as shown in FIG.

이러한 비콘 전송 스케줄 구조를 가지는 네트워크 망에서 각 노드는 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 통하여 목적지 노드의 활성화되는 시간을 연산하고, 소스 노드 또는 목적지 노드에 데이터를 전송하는 노드는 연산된 시간에 소스 노드의 데이터 패킷을 전송한다.In a network having such a beacon transmission schedule structure, each node calculates an activation time of a destination node through information of a node sharing a root node and a destination node, and a node transmitting data to the source node or the destination node is calculated. Send the data packet of the source node in time.

도 11a는 본 발명에 일 실시예에 따른 지그비 네트워크 망의 각 노드의 타임 포지션을 도시한 것이고, 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그비 네트워크 망의 각 노드의 타임 포지션을 도시한 것이다. FIG. 11A illustrates a time position of each node of a Zigbee network according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11B illustrates a time position of each node of a Zigbee network according to another embodiment of the present invention.

지그비 네트워크 망은, 완충 구간을 가지는 스케줄링 또는 완충 구간을 가지지 않는 스케줄링 중 어느 하나의 스케줄링을 적용하여 비콘 전송 주기의 동기가 결정되어 진다.In the ZigBee network, synchronization of the beacon transmission period is determined by applying any one of scheduling having a buffer period or scheduling without a buffer period.

코디네이터를 기준으로 비콘 주기의 동기를 결정하는데 있어서, 완충 구간을 갖지 않는 스케줄링을 논 비콘 스케줄 전송 옵셋(Non Beacon Schedule Tx Offset:NBSTO)라고 하고, 완충 구간을 갖는 스케줄링을 비콘 스케줄 전송 옵셋(Beacon Schedule Tx Offset:BSTO)이라고 한다. 도 11a 와 도 11b를 참조하면, 도 11a는 완충 구간을 갖지 않는 스케줄링인 비 비콘 스케줄 전송 옵셋(Non Beacon Schedule Tx Offset:NBSTO)이고, 도 11b는 완충 구간을 갖는 스케줄링인 비콘 스케줄 전송 옵셋(Beacon Schedule Tx Offset:BSTO)이다. 각 방법에 따라 목적지 노드가 활성화 되는 시간은 아래와 같다.In determining the synchronization of the beacon period based on the coordinator, scheduling without a buffer section is referred to as non beacon schedule transmission offset (NBSTO), and scheduling with a buffer section is referred to as beacon schedule transmission offset (Beacon Schedule). Tx Offset: BSTO). Referring to FIGS. 11A and 11B, FIG. 11A is a non-beacon schedule Tx Offset (NBSTO) which is a scheduling having no buffering interval, and FIG. 11B is a beacon schedule transmission offset (Beacon) which is a scheduling having a buffering interval. Schedule Tx Offset: BSTO). The time when the destination node is activated by each method is as follows.

지그비 네트워크 망이 완충 구간을 가지지 않는 스케줄링 방법을 적용하여 비콘 전송 주기가 결정되는 망인 경우, SD가 노드의 슈퍼프레임 지속시간이고, Rm이 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수이고, SD가 노드의 슈퍼프레임 지속시간이고, Rm이 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수이며,

Figure 112007068054194-pat00026
가 목적지 노드의 뎁스이고,
Figure 112007068054194-pat00027
Figure 112007068054194-pat00028
이면,
Figure 112007068054194-pat00029
Figure 112007068054194-pat00030
뎁스에서의 목적지 노드와 동일한 루트 노드를 공유하는 노드의 인덱스인 경우 상기 목적지 노드의 부모 노드의 비콘 프레임 수신 후 목적지 노드가 활성화되는 시간
Figure 112007068054194-pat00031
은 하기의 수학식 3에 의해 연산 된다.If the Zigbee network is a network in which the beacon transmission period is determined by applying a scheduling method that does not have a buffer period, SD is the superframe duration of the node, Rm is the maximum number of routers linked to each node of the network, and SD Is the superframe duration of the node, Rm is the maximum number of routers linked to each node in the network,
Figure 112007068054194-pat00026
Is the depth of the destination node,
Figure 112007068054194-pat00027
end
Figure 112007068054194-pat00028
If,
Figure 112007068054194-pat00029
end
Figure 112007068054194-pat00030
In the case of the index of a node sharing the same root node as the destination node in the depth, the time when the destination node is activated after receiving the beacon frame of the parent node of the destination node
Figure 112007068054194-pat00031
Is calculated by Equation 3 below.

Figure 112007068054194-pat00032
Figure 112007068054194-pat00032

표 1 및 도 9a 내지 도 9c에 도시된 네트워크 망의 구조를 가지고, 목적지 주소가 53인 경우 목적지 노드가 활성화 되는 시간을 수학식 3에 의해서 구하면, Having a structure of the network shown in Table 1 and FIGS. 9A to 9C, and when the destination address is 53, the time at which the destination node is activated is calculated by Equation 3,

Figure 112006058883721-pat00006
의 값을 구할 수 있고, SD의 값이 1일 경우,
Figure 112006058883721-pat00006
If we get the value of SD and the value of SD is 1,

Figure 112006058883721-pat00007
의 값이 된다. 즉 목적지 노드는 코디네이터의 비콘 전송 시간이 지난 이후 13SD 시간 이후에 활성화 되므로 소스 노드는 코디네이터의 비콘 전송 시간을 기준으로 13SD시간이 지난 후 목적지 노드가 활성화되는 시간에 소스 노드의 데이터 패킷을 전송하면 목적지 노드와 동기를 맞출 수 있다.
Figure 112006058883721-pat00007
Becomes the value of. That is, since the destination node is activated after 13SD time after the coordinator's beacon transmission time has passed, the source node transmits the data packet of the source node at the time when the destination node is activated after 13SD time based on the coordinator's beacon transmission time. You can synchronize with the node.

목적지 노드의 비콘 프레임 수신 없이 바로 목적지 노드의 CAP 구간에 참여하여 소스 노드의 데이터 패킷을 전송할 경우에는 슈퍼프레임 구조에서의 비콘 최대 길이(beaconMaxLength)에 해당하는 시간을 afterwakeuptime에 추가적으로 더하면 된다.When transmitting data packets of the source node by directly participating in the CAP section of the destination node without receiving the beacon frame of the destination node, a time corresponding to the maximum beacon maximum length (beaconMaxLength) in the superframe structure may be additionally added to afterwakeuptime.

지그비 네트워크 망이 완충 구간을 가지지 않는 스케줄링 방법을 적용하여 비콘 전송 주기가 결정되는 망인 경우, SD가 노드의 슈퍼프레임 지속시간이고, BTO는 완충 구간의 시간이고, Rm이 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수이며,

Figure 112007068054194-pat00033
가 목적지 노드의 뎁스이고,
Figure 112007068054194-pat00034
Figure 112007068054194-pat00035
이면,
Figure 112007068054194-pat00036
Figure 112007068054194-pat00037
뎁스에서의 목적지 노드와 동일한 루트 노드를 공유하는 노드의 인덱스인 경우 상기 목적지 노드의 부모 노드의 비콘 프레임 수신 후 목적지 노드가 활성화되는
Figure 112007068054194-pat00038
은 하기의 수학식 4에 의해 연산 된다.In a ZigBee network, a beacon transmission period is determined by applying a scheduling method that does not have a buffer period, SD is a superframe duration of a node, BTO is a time of a buffer period, and Rm is linked to each node of the network. Is the maximum number of routers
Figure 112007068054194-pat00033
Is the depth of the destination node,
Figure 112007068054194-pat00034
end
Figure 112007068054194-pat00035
If,
Figure 112007068054194-pat00036
end
Figure 112007068054194-pat00037
In the case of an index of a node sharing the same root node as the destination node in the depth, the destination node is activated after receiving the beacon frame of the parent node of the destination node.
Figure 112007068054194-pat00038
Is calculated by Equation 4 below.

목적지 노드의 비콘 전송 시간이 경과한 후 바로 목적지 노드의 CAP 구간에 참여하여 소스 노드의 데이터 패킷을 전송할 경우, 즉 노드의 부모 노드의 비콘 프레임 수신 없이 바로 목적지 노드의 CAP 구간에 참여하여 소스 노드의 데이터 패킷 을 전송할 경우에는 afterwakeuptime에 슈퍼프레임 구조에서의 비콘 최대 길이(beaconMaxLength)에 해당하는 시간을 더하면 된다.Immediately after the beacon transmission time of the destination node elapses, when the data packet of the source node is transmitted by participating in the CAP section of the destination node, that is, the node participates in the CAP section of the destination node without receiving the beacon frame of the node's parent node. When sending a data packet, the afterwakeuptime needs to be added to the maximum beacon maximum length (beaconMaxLength) in the superframe structure.

Figure 112007068054194-pat00039
Figure 112007068054194-pat00039

한편, 목적지 노드의 부모 노드의 비콘 프레임을 수신하고 목적지 노드의 CAP 구간에 참여하여 소스 노드의 데이터 패킷을 전송할 것인지, 목적지 노드의 부모 노드의 비콘 프레임을 수신하지 않고 바로 목적지 노드의 CAP구간에 참여하여 소스 노드의 데이터 패킷을 전송할 것인지는 네트워크 망의 시스템의 특성, 에너지 상태, 시스템 외부의 환경적 변수에 따라 결정되며, 본 발명은 이에 대하여 한정하지 아니한다.Meanwhile, whether to receive the beacon frame of the parent node of the destination node and participate in the CAP section of the destination node to transmit the data packet of the source node, or directly participate in the CAP section of the destination node without receiving the beacon frame of the parent node of the destination node. Whether to transmit the data packet of the source node is determined according to the characteristics of the system of the network, the energy state, environmental variables outside the system, the present invention is not limited thereto.

본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다.The present invention can be embodied as code that can be read by a computer (including all devices having an information processing function) in a computer-readable recording medium.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 테이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data is stored which can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording devices include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer devices so that the computer readable code is stored and executed.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical details of the appended claims.

본 발명에 의하면, 뎁스 단위로 코디네이터의 비콘 인터벌을 나누고 네트워크 망의 주소를 부여한 각 노드의 비콘에 주소를 부여한 지그비 네트워크 망에서, 소스 노드가 목적지 노드로 데이터 패킷을 전송하는데 있어서 비콘 전송 노드의 라우팅 횟수를 줄임으로써 소스 노드의 데이터 패킷의 전송 효율을 증가시킬 수 있고, 네트워크 망 및 각 노드의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in a ZigBee network in which a beacon interval of a coordinator is divided in depth units and an address is assigned to a beacon of each node that has given an address of a network, routing of a beacon transmitting node is performed when a source node transmits a data packet to a destination node. By reducing the number of times, the transmission efficiency of the data packet of the source node can be increased, and the energy efficiency of the network and each node can be improved.

Claims (13)

목적지 노드까지의 라우팅 정보가 저장된 소정의 소스 노드에서 상기 소스 노드의 데이터 패킷을 상기 라우팅 정보에 따라 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송하는 단계; Transmitting a data packet of a source node to a destination node according to the routing information at a predetermined source node in which routing information to a destination node is stored; 상기 소스 노드에 목적지 노드까지의 라우팅 정보가 저장되지 않은 경우, 상기 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트를 참조하여 상기 목적지 노드에 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계; If the routing information to the destination node is not stored in the source node, transmitting the data packet to the destination node by referring to the neighbor node table list of the source node; 상기 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 상기 목적지 노드의 루트 노드를 공유하는 노드 및 상기 목적지 노드가 존재하지 않는 경우, 상기 소스 노드의 상기 이웃 노드 테이블의 리스트 중 상기 목적지 노드가 존재하는 뎁스, 상기 목적지 노드와 인접한 하위 뎁스 및 상기 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스에 속하는 노드에 라우팅 요청 메시지를 전송하는 단계; If the node sharing the root node of the destination node and the destination node does not exist in the neighbor node table list of the source node, the depth in which the destination node exists in the list of the neighbor node table of the source node, the destination Transmitting a routing request message to a node belonging to a lower depth adjacent to the node and a higher depth adjacent to the destination node; 상기 라우팅 요청 메시지에 따라 상기 목적지 노드로의 라우팅 정보를 포함하는 노드가 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 노드 중 잔여 에너지량이 상대적으로 큰 노드에 데이터 패킷을 전송하고 상기 잔여 에너지량이 동일하면 상대적으로 수신 신호 강도가 큰 노드에 데이터 패킷을 전송하는 라우팅 디스커버리를 수행하는 단계; 및 When there are a plurality of nodes including routing information to the destination node according to the routing request message, the data packet is transmitted to a node having a relatively large amount of remaining energy among the plurality of nodes, and the received signal is relatively received when the amount of remaining energy is the same. Performing routing discovery of transmitting data packets to a high strength node; And 상기 라우팅 디스커버리에 의해 결정된 경로를 통하여 상기 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.And transmitting the data packet to the destination node through the path determined by the routing discovery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지그비 네트워크 망의 각 노드는,Each node of the Zigbee network network, 각 노드에 링크되는 최대 자식 노드의 갯수, 상기 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수 및 상기 네트워크 망의 최대 뎁스의 수의 정보를 공유하고, 상기 네트워크 망의 각 노드의 슈퍼프레임 지속시간이 동일한 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법. Information of the maximum number of child nodes linked to each node, the maximum number of routers linked to each node of the network and the maximum depth of the network, and share the superframe duration of each node of the network. A routing method for data packet transmission in a Zigbee network characterized by the same. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 지그비 네트워크 망의 각 노드는,Each node of the Zigbee network network, 상기 각 노드의 뎁스, 인덱스, 어드레스, 비콘 전송 시간 및 각 노드의 루트 노드를 공유하는 노드의 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.And a depth, an index, an address, a beacon transmission time of each node, and information of nodes sharing a root node of each node. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 각 노드의 루트 노드를 공유하는 노드의 정보는,Information of nodes sharing the root node of each node, 상기 지그비 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 자식 노드의 갯수, 상기 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수 및 상기 네트워크 망의 최대 뎁스의 수로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.In the Zigbee network, characterized in that the maximum number of child nodes linked to each node of the Zigbee network network, the maximum number of routers linked to each node of the network and the maximum depth of the network network calculated Routing method for data packet transmission. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 목적지 노드에 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계는,The step of transmitting the data packet to the destination node, 상기 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 상기 목적지 노드가 존재하는 경우 상기 목적지 노드에 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계;Transmitting the data packet to the destination node when the destination node exists in the neighbor node table list of the source node; 상기 목적지 노드가 존재하지 않는 경우, 상기 소스 노드의 이웃 노드 테이블 리스트에 상기 목적지 노드와 루트 노드를 공유하는 노드가 존재하면 상기 루트 노드를 공유하는 노드에 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계; 및When the destination node does not exist, transmitting the data packet to a node sharing the root node if a node sharing the root node exists in the neighbor node table list of the source node; And 상기 데이터 패킷을 전송받은 상기 루트 노드를 공유하는 노드에서 목적지 노드에 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.And transmitting the data packet to a destination node in a node sharing the root node receiving the data packet. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송하는 단계는,The step of transmitting a data packet to the destination node, 상기 소스 노드의 상기 이웃 노드 테이블의 리스트 중 상기 목적지 노드가 존재하는 뎁스, 상기 목적지 노드와 인접한 하위 뎁스 및 상기 목적지 노드와 인접한 상위 뎁스에 속하는 노드가 존재하지 않는 경우, In the list of the neighbor node table of the source node, if there is no depth belonging to the destination node, a lower depth adjacent to the destination node and a node belonging to an upper depth adjacent to the destination node, 트리 라우팅을 통하여 목적지 노드에 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.And transmitting the data packet to the destination node through tree routing. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지그비 네트워크 망은,The Zigbee network network, 완충 구간을 가지는 스케줄링 또는 완충 구간을 가지지 않는 스케줄링 중 어느 하나의 스케줄링을 적용하여 비콘 전송 주기의 동기가 결정되는 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.A synchronization method of data packet transmission in a Zigbee network, characterized in that the synchronization of the beacon transmission period is determined by applying any one of the scheduling having a buffer interval or the scheduling having no buffer interval. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 지그비 네트워크 망이 상기 완충 구간을 가지지 않는 스케줄링을 적용하여 비콘 전송 주기가 결정되는 망인 경우,When the Zigbee network is a network in which a beacon transmission period is determined by applying scheduling without the buffer period, SD가 노드의 슈퍼프레임 지속시간이고, Rm이 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수이며,
Figure 112007068054194-pat00040
가 목적지 노드의 뎁스이고,
Figure 112007068054194-pat00041
Figure 112007068054194-pat00042
이면,
Figure 112007068054194-pat00043
Figure 112007068054194-pat00044
뎁스에서의 목적지 노드와 동일한 루트 노드를 공유하는 노드의 인덱스인 경우 상기 목적지 노드의 부모 노드의 비콘 프레임 수신 후 목적지 노드가 활성화되는 시간
Figure 112007068054194-pat00045
은,
SD is the superframe duration of the node, Rm is the maximum number of routers linked to each node in the network,
Figure 112007068054194-pat00040
Is the depth of the destination node,
Figure 112007068054194-pat00041
end
Figure 112007068054194-pat00042
If,
Figure 112007068054194-pat00043
end
Figure 112007068054194-pat00044
In the case of the index of a node sharing the same root node as the destination node in the depth, the time when the destination node is activated after receiving the beacon frame of the parent node of the destination node
Figure 112007068054194-pat00045
silver,
Figure 112007068054194-pat00046
Figure 112007068054194-pat00046
에 의해 연산 되는 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법. Routing method for data packet transmission in a Zigbee network, characterized in that calculated by.
제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 지그비 네트워크 망이 상기 완충 구간을 가지는 스케줄링을 적용하여 비콘 전송 주기가 결정되는 망인 경우,If the Zigbee network is a network in which a beacon transmission period is determined by applying the scheduling having the buffer period, SD가 노드의 슈퍼프레임 지속시간이고, BTO는 완충 구간의 시간이고, Rm이 네트워크 망의 각 노드에 링크되는 최대 라우터의 갯수이며,
Figure 112007068054194-pat00047
가 목적지 노드의 뎁스이고,
Figure 112007068054194-pat00048
Figure 112007068054194-pat00049
이면,
Figure 112007068054194-pat00050
Figure 112007068054194-pat00051
뎁스에서의 목적지 노드와 동일한 루트 노드를 공유하는 노드의 인덱스인 경우 상기 목적지 노드의 부모 노드의 비콘 프레임 수신 후 목적지 노드가 활성화되는
Figure 112007068054194-pat00052
은,
SD is the superframe duration of the node, BTO is the time of the buffer interval, Rm is the maximum number of routers linked to each node in the network,
Figure 112007068054194-pat00047
Is the depth of the destination node,
Figure 112007068054194-pat00048
end
Figure 112007068054194-pat00049
If,
Figure 112007068054194-pat00050
end
Figure 112007068054194-pat00051
In the case of an index of a node sharing the same root node as the destination node in the depth, the destination node is activated after receiving the beacon frame of the parent node of the destination node.
Figure 112007068054194-pat00052
silver,
Figure 112007068054194-pat00053
Figure 112007068054194-pat00053
에 의해 연산 되는 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.Routing method for data packet transmission in a Zigbee network, characterized in that calculated by.
제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 목적지 노드의 부모 노드의 비콘 프레임 수신 없이 상기 목적지 노드에 상기 소스 노드의 데이터 패킷을 데이터 패킷을 전송하는 시간은 상기 목적지 노드가 활성화되는 시간에 상기 목적지 노드의 비콘 지속 시간을 더한 시간인 것을 특징으로 하는 지그비 네트워크 망에서의 데이터 패킷 전송을 위한 라우팅 방법.The time for transmitting the data packet of the data packet of the source node to the destination node without receiving the beacon frame of the parent node of the destination node is the time when the destination node is activated plus the beacon duration of the destination node. A routing method for data packet transmission in a Zigbee network. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항, 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 기록매체.A recording medium for executing the method of any one of claims 1 to 5, 7, and 9 to 12 on a computer.
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KR100846726B1 (en) 2007-06-29 2008-07-16 경희대학교 산학협력단 Method for selecting sink agent of mobile sink node in the zeebee network based on ieee 802.15.4
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