KR100886849B1 - Method for transmitting data using optimal routing protocal in Inter_PAN based on ZigBee - Google Patents

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KR100886849B1 KR1020070077223A KR20070077223A KR100886849B1 KR 100886849 B1 KR100886849 B1 KR 100886849B1 KR 1020070077223 A KR1020070077223 A KR 1020070077223A KR 20070077223 A KR20070077223 A KR 20070077223A KR 100886849 B1 KR100886849 B1 KR 100886849B1
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Abstract

본 발명은 데이터 송신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크(Personal Area Network, PAN)에 속한 센서 노드들 사이에서 데이터를 송신하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 데이터 송신 방법은 각 지그비 개인 영역 네트워크에 속한 게이트웨이를 통해 서로 다른 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들 사이의 데이터를 송수신함으로써, 코디네이터를 거치지 않고 센서 노드들 사이의 최적 송신 경로를 통해 데이터를 송신할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 데이터 송신 방법은 최적의 송신 경로를 이용하여 서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들 사이의 데이터를 송신함으로써, 센서 네트워크에서 적은 전력으로 데이터를 송수신할 수 있다.

Figure R1020070077223

센서 네트워크, 지그비, 게이트웨이, Inter-PAN routing protocal

The present invention relates to a data transmission method, and more particularly, to a method for transmitting data between sensor nodes belonging to different Zigbee Personal Area Networks (PANs).

The data transmission method according to the present invention transmits and receives data between sensor nodes belonging to different personal area networks through a gateway belonging to each Zigbee personal area network, thereby providing data through an optimal transmission path between sensor nodes without passing through a coordinator. Can be sent. In addition, the data transmission method according to the present invention can transmit and receive data with less power in the sensor network by transmitting data between sensor nodes belonging to different ZigBee personal area networks using an optimal transmission path.

Figure R1020070077223

Sensor network, Zigbee, gateway, Inter-PAN routing protocal

Description

서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크에서 최적 송신 경로를 통해 데이터를 송수신하는 방법{Method for transmitting data using optimal routing protocal in Inter_PAN based on ZigBee} Method for transmitting data using optimal routing protocal in Inter_PAN based on ZigBee}

본 발명은 데이터 송신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크(Personal Area Network, PAN)에 속해 있는 센서 노드들 사이에서 최적 경로로 데이터를 송수신하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission method, and more particularly, to a method for transmitting and receiving data in an optimal path between sensor nodes belonging to different ZigBee Personal Area Networks (PANs).

넓은 지역에서 특정한 현상의 변화를 감지하고 대처하기 위하여 무선 센서 네트워크의 개념이 도입되었고, 유비쿼터스 사업이 활발히 진행되는 시점에서 무선 센서 네트워크를 실질적으로 구현하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. The concept of a wireless sensor network was introduced to detect and cope with specific phenomena in a large area, and research is being actively conducted to practically implement a wireless sensor network at the time of the ubiquitous business.

유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN)의 디바이스는 가정의 가전기기, 사무기기 및 각종 사물들을 위해 간편한 근거리 무선 네트워크의 표준이 필요하다. 일반적으로, USN의 네트워크 표준으로 IEEE 802.1X의 무선 네트워크 표준을 따르는데, 기존의 IEEE 802.11 표준으로부터 LAN(Local Area Network)보다 작은 범위를 갖는 PAN(Personal Area Network)을 위한 표준인 IEEE 802.15 표준이 제정되었다. IEEE 802.15.4의 물리적 계층 위에 지그비 얼라이언스(ZigBee Alliance)에서 새롭게 설계한 네트워크 계층과 전송 계층을 올려 지그비 기반의 센서 네트워크를 구현하여 상용화하고 있다.Devices in the Ubiquitous Sensor Network (USN) need a standard for simple short-range wireless networks for home appliances, office equipment, and other things. In general, the USN network standard follows the IEEE 802.1X wireless network standard. The IEEE 802.15 standard, which is a standard for a personal area network (PAN), has a smaller range than the local area network (LAN) from the existing IEEE 802.11 standard. Enacted. The ZigBee Alliance's newly designed network layer and transport layer are put on top of the IEEE 802.15.4 physical layer to implement and commercialize ZigBee-based sensor networks.

유비쿼터스 환경은 일반적으로 PC를 사용하는 컴퓨팅 환경과는 달리 사용자의 어떠한 개입도 없으며 임의적으로 배치된 다수의 센서 노드를 통해 상황 정보를 획득하고 획득한 정보를 사용자에 제공한다. 여기서 다수의 센서 노드는 무선과 제한된 베터리 전원을 이용하여 동작한다. 이러한 제약 조건을 생각할 때 저전력, 자동 네트워크 형성의 특징을 갖는 지그비가 유비쿼터스 환경에 가장 적합한 통신 기술 중 하나로 판단되고 있다.Ubiquitous environment, unlike computing environment using PC in general, does not have any user's intervention and acquires situation information through a plurality of randomly arranged sensor nodes and provides the obtained information to the user. Here, multiple sensor nodes operate using wireless and limited battery power. Given these constraints, Zigbee, which has the characteristics of low power and automatic network formation, is considered to be one of the most suitable communication technologies for the ubiquitous environment.

그러나 지그비 기반의 개인 영역 네트워크는 센서 노드의 이동성이나 다른 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드와의 동기 동작을 고려하지 않고 설계되었다. 유비쿼터스 환경에서 센서 노드의 위치가 고정되어 있기도 하지만 많은 수의 노드는 사람이나 자동차와 같이 움직이는 개체에 위치한다. 따라서 센서 노드에서 수집한 데이터는 다른 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드와 서로 송수신되어야 한다.However, Zigbee-based personal area networks are designed without considering the mobility of sensor nodes or synchronous operation with sensor nodes belonging to other personal area networks. Although sensor nodes are fixed in a ubiquitous environment, many nodes are located on moving objects such as people or cars. Therefore, data collected from sensor nodes should be transmitted and received with sensor nodes belonging to other personal area networks.

서로 다른 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들 사이의 통신을 위한 방법으로 게이트웨이를 이용한 방법이 제시되었다. 종래 게이트웨이를 이용하여 서로 다른 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들 사이의 데이터를 송신하는 방법은 서로 다른 개인 영역 네트워크에 속한 코디네이터들이 각각 게이트웨이의 동일한 통신 영역 안에 포함되어야 한다. 또한 각 개인 영역 네트워크에 속한 게이트웨이의 정보는 코디네이터에 저장되어 있기 때문에 서로 다른 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들 사이에서 데이터를 송수신하기 위해서는 반드시 코디네이터를 거쳐 데이터를 송신하여야 한다. 데이터를 반드시 코디네이터를 통해 송수신함으로써 데이터 송신 경로가 복잡해지며 이는 저전력을 고려해야하는 유비쿼터스 센서 네트워크에서 에너지 효율성 면에서 적합하지 않다.A method using a gateway has been proposed as a method for communication between sensor nodes belonging to different personal area networks. In a method of transmitting data between sensor nodes belonging to different personal area networks using a conventional gateway, coordinators belonging to different personal area networks should be included in the same communication area of the gateway. In addition, since gateway information belonging to each personal area network is stored in the coordinator, data must be transmitted through the coordinator to transmit and receive data between sensor nodes belonging to different personal area networks. By sending and receiving data through the coordinator, the data transmission path is complicated, which is not suitable for energy efficiency in ubiquitous sensor networks where low power is considered.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 목적은 서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크(PAN)에 속한 센서 노드들 사이에서 코디네이터를 거치지 않고 최적의 경로를 이용하여 데이터를 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for transmitting and receiving data using an optimal path between sensor nodes belonging to different Zigbee Personal Area Networks (PANs) without passing through a coordinator.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 지그비 개인 영역 네트워크의 이동성을 제공하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for providing mobility of a Zigbee personal area network.

위에서 언급한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 데이터 송신 방법은 (a) 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)의 소스 지그비 노드가 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 인접한 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 목적지 지그비 노드로 데이터를 송신하기 위해 경로 요청 메시지(RREQ)를 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)로 브로딩 캐스트하는 단계;
(b) 상기 경로 요청 메시지(RREQ)를 수신한 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)의 복수의 게이트웨이 중 상기 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이와 통신을 수행하는 게이트웨이가 상기 소스 지그비 노드로 경로 응답 메시지(RREP)를 송신하는 단계; 및
(c) 상기 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이가 1개인 경우 상기 소스 지그비 노드가 상기 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이로 데이터를 송신하고, 상기 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이가 2개 이상인 경우 상기 소스 지그비 노드가 상기 경로 응답 메시지(RREP)에 구비되어 있는 소스 지그비 노드로부터 게이트웨이까지의 홉 수에 기초하여 가장 적은 홉 수를 가지는 게이트웨이를 선택하고 상기 선택한 게이트웨이로 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, a data transmission method according to the present invention includes (a) a source ZigBee node of a first ZigBee Personal Area Network (PAN1) adjacent to the first ZigBee Personal Area Network (PAN1). Broadcasting a route request message (RREQ) to the first ZigBee Personal Area Network (PAN1) to send data to a destination ZigBee node of a ZigBee Personal Area Network (PAN2);
(b) a gateway which communicates with a gateway of the second Zigbee Personal Area Network (PAN2) among a plurality of gateways of the first Zigbee Personal Area Network (PAN1) that has received the route request message (RREQ); Sending a path reply message (RREP) to the node; And
(c) when there is only one gateway that has sent the route response message (RREP), the source Zigbee node transmits data to the gateway which has sent the route response message (RREP), and sends the route response message (RREP). If there are two or more gateways, the source ZigBee node selects the gateway having the smallest number of hops based on the number of hops from the source ZigBee node to the gateway included in the route response message (RREP) and sends data to the selected gateway. Transmitting.

바람직하게, (c) 단계는 c1) 상기 데이터를 수신한 게이트웨이가 상기 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이로 상기 데이터를 송신하는 단계; 및 (c2) 상기 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이가 상기 목적지 소스 노드로 상기 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.Preferably, step (c) comprises: c1) the gateway receiving the data transmits the data to a gateway of the second Zigbee Personal Area Network (PAN2); And (c2) the gateway of the second Zigbee Personal Area Network (PAN2) transmitting the data to the destination source node.

본 발명에 따른 데이터 송신 방법은 각 지그비 개인 영역 네트워크에 속한 게이트웨이를 통해 서로 다른 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들 사이의 데이터를 송수신함으로써, 코디네이터를 거치지 않고 센서 노드들 사이의 최적의 송신 경로로 데이터를 송신할 수 있다.The data transmission method according to the present invention transmits and receives data between sensor nodes belonging to different personal area networks through a gateway belonging to each Zigbee personal area network, thereby enabling data to be optimally transmitted between sensor nodes without passing through a coordinator. Can be sent.

또한 본 발명에 따른 데이터 송신 방법은 최적의 송신 경로를 이용하여 서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들 사이의 데이터를 송신함으로써, 센서 네트워크에서 적은 전력으로 데이터를 송수신할 수 있다. In addition, the data transmission method according to the present invention can transmit and receive data with less power in the sensor network by transmitting data between sensor nodes belonging to different ZigBee personal area networks using an optimal transmission path.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 일 실시예에 따른, 지그비 개인 영역 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법을 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, a method of transmitting data in a Zigbee personal area network according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 개인 영역 네트워크(PAN)를 도시하고 있다.1 illustrates a Zigbee Personal Area Network (PAN) in accordance with one embodiment of the present invention.

도 1을 참고로 살펴보면, 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에서 코디네이터는 개인 영역의 센서 네트워크를 형성하기 시작한다. 코디네이터에 접속되는 다수의 센서 노드들은 코디네이터로부터 계층적인 주소를 할당받아 개인 영역의 센서 네트워크를 형성한다. 한편, 형성된 개인 영역의 센서 네트워크에는 다수의 게 이트웨이들이 임의적으로 배치되어 있다. Referring to FIG. 1, in the first Zigbee Personal Area Network (PAN1), the coordinator starts to form a sensor network of a personal area. A plurality of sensor nodes connected to the coordinator are assigned a hierarchical address from the coordinator to form a personal network sensor network. Meanwhile, a plurality of gateways are arbitrarily arranged in the formed personal area sensor network.

제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 배치되어 있는 다수의 게이트웨이들은 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 인접하여 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에서 사용하는 주파수와 서로 다른 주파수를 사용하는 다른 지그비 개인 영역 네트워크와 데이터를 송수신한다. 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 배치되어 있는 다수의 게이트웨이들은 인접한 지그비 개인 영역 네트워크에 배치되어 있는 게이트웨이들로부터 자신이 속한 지그비 개인 영역 네트워크의 정보와 자신의 정보을 담고 있는 비콘 메시지를 수신할 수 있다.The plurality of gateways disposed in the first Zigbee Personal Area Network (PAN1) are adjacent to the first Zigbee Personal Area Network (PAN1) and use different frequencies from those used by the first Zigbee Personal Area Network (PAN1). Send and receive data with Zigbee Personal Area Network. The plurality of gateways disposed in the first Zigbee Personal Area Network (PAN1) may receive information of the Zigbee Personal Area Network to which they belong and a beacon message containing their information from gateways located in the adjacent Zigbee Personal Area Network. have.

지그비 개인 영역 네트워크에 배치되어 있는 게이트웨이들은 오토노모스(autonomous) 시스템의 디폴트(default) 게이트웨이처럼 동작한다. 즉, 개인 영역 네트워크 안에서는 일반 라우터와 같이 각 센서노드로부터 송수신되는 데이터를 라우팅하지만, 외부의 지그비 개인 영역 네트워크로 데이터를 송수신하기 위해서는 외부의 지그비 개인 영역 네트워크로의 경로 요청 메시지(Route REQuest, RREQ)에 경로 응답 메시지(Route REPly, RREP)로 응답하여야 한다. 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 속한 소스 센서 노드로부터 인접한 개인 영역 네트워크에 속한 목적지 센서 노드로 데이터를 송신하기 위한 경로 요청 메시지를 수신하는 경우, 인접한 지그비 개인 영역 네트워크와 데이터를 송수신할 수 있는 게이트웨이는 경로 응답 메시지를 소스 센서 노드로 송신하여야 한다.Gateways deployed in a Zigbee Personal Area Network behave like the default gateway of an autonomous system. In other words, inside the personal area network, data is sent and received from each sensor node like a normal router, but in order to send and receive data to an external Zigbee personal area network, a route request message to an external Zigbee personal area network (Route REQuest, RREQ) It should respond with a route reply message (Route REPly, RREP). When receiving a route request message for transmitting data from a source sensor node belonging to the first Zigbee Personal Area Network (PAN1) to a destination sensor node belonging to an adjacent Personal Area Network, the data may be transmitted and received with an adjacent Zigbee Personal Area Network. The gateway must send a path response message to the source sensor node.

지그비 개인 영역 네트워크에 배치되어 있는 다수의 게이트웨이들은 각각 인접한 지그비 개인 영역 네트워크에 어떠한 게이트웨이들이 배치되어 있는지 주기적 으로 또는 소스 센서 노드로부터 경로 요청 메시지를 수신할 때마다 검색한다. 바람직하게, 게이트웨이들은 1홉(hop) 단위 내의 주변에 배치되어 서로 통신가능한 인접 지그비 개인 영역 네트워크의 게이트웨이를 검색한다. 게이트웨이는 검색한 주변 게이트웨이들에 대한 주소 테이블을 생성하여 저장하고 있으며, 생성한 주소 테이블을 이용하여 서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크에 속한 센서 노드들로 데이터를 송수신한다.Multiple gateways deployed in a ZigBee personal area network each retrieve which gateways are located in adjacent ZigBee personal area networks, either periodically or whenever a route request message is received from a source sensor node. Preferably, the gateways locate gateways in adjacent ZigBee personal area networks that are arranged in a perimeter within one hop unit and are in communication with each other. The gateway generates and stores address tables of the searched neighbor gateways, and transmits and receives data to sensor nodes belonging to different Zigbee personal area networks using the generated address table.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 서로 다른 지그비 개인 영역 네트워크 사이에서 데이터를 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for describing a method of transmitting data between different ZigBee personal area networks according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고로 살펴보면, 다수의 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1, PAN2, PAN3)이 센서 네트워크를 형성하고 있다. 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 속한 센서 노드(A)로부터 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)에 속한 목적지 센서 노드(D)로 데이터를 송신하기 위해, 소스 센서 노드(A)는 경로 요청 메시지(RREQ)를 브로드 캐스팅한다. 경로 요청 메시지(RREQ)는 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 속한 모든 게이트웨이(G1, G2, G3)로 브로드캐스팅된다. 바람직하게, 경로 요청 메시지에는 소스주소, 목적지주소, 홉수를 포함한다.Referring to FIG. 2, a plurality of ZigBee personal area networks PAN1, PAN2, and PAN3 form a sensor network. In order to transmit data from the sensor node A belonging to the first Zigbee personal area network PAN1 to the destination sensor node D belonging to the second Zigbee personal area network PAN2, the source sensor node A requests a route. Broadcast a message (RREQ). The route request message RREQ is broadcast to all gateways G1, G2, and G3 belonging to the first Zigbee Personal Area Network PAN1. Preferably, the route request message includes a source address, a destination address, and hop count.

경로 요청 메시지(RREQ)를 수신한 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)의 모든 게이트웨이(G1, G2, G3)들은 저장되어 있는 주소 테이블을 이용하여, 목적지 주소의 센서 노드(D)가 속한 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)와 통신을 수행할 수 있는지 판단한다. 게이트웨이(G2, G3)는 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)와 데이터 송수신할 수 없으며, 게이트웨이(G1)만이 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)과 데이터를 송수신할 수 있다. 목적지 소스 노드(D)가 속한 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)와 데이터를 송수신할 수 있는 게이트웨이(G1)만이 소스 센서 노드(A)로 경로 응답 메시지(RREP)를 유니캐스트 방식으로 송신한다. 소스 센서 노드(A)는 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)에 속한 목적지 센서 노드(D)로 데이터를 송신하는 경우, 센서 노드(B)와 센서 노드(C)를 거쳐 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이(G1)를 통해 목적지 센서 노드(D)로 데이터를 송신한다. 소스 센서 노드(A)로부터 게이트웨이(G1)까지의 데이터 송신 경로는 라우팅 알고리즘을 이용하여 최적 경로를 형성한다.All gateways G1, G2, and G3 of the first ZigBee personal area network PAN1 that have received the route request message RREQ use the stored address table, to which the sensor node D of the destination address belongs. It is determined whether communication with the Zigbee Personal Area Network (PAN2) can be performed. The gateways G2 and G3 may not transmit / receive data with the second Zigbee personal area network PAN2, and only the gateway G1 may transmit / receive data with the second Zigbee personal area network PAN2. Only the gateway G1 capable of transmitting and receiving data to and from the second Zigbee personal area network PAN2 to which the destination source node D belongs transmits the path response message RREP to the source sensor node A in a unicast manner. When the source sensor node A transmits data to the destination sensor node D belonging to the second Zigbee Personal Area Network PAN2, the path sensor message RREP passes through the sensor node B and the sensor node C. The data is transmitted to the destination sensor node D through the gateway G1 that transmits the data. The data transmission path from the source sensor node A to the gateway G1 forms an optimal path using a routing algorithm.

지그비 기반의 센서 네트워크에서 라우팅 알고리즘으로 AODV(Ad-hoc On demand Vector Routing) 알고리즘을 사용한다. AODV 알고리즘은 센서 네트워크 내의 센서 노드가 데이터를 송수신하고자 할 때 동적으로 경로를 찾아 최적 경로를 형성하기 위한 알고리즘으로 경로 요청 메시지(RREQ)와 경로 응답 메시지(RREP) 메시지를 사용한다.Ad-hoc on demand vector routing (AODV) algorithm is used as a routing algorithm in Zigbee-based sensor network. The AODV algorithm uses a path request message (RREQ) and a path response message (RREP) message as an algorithm for dynamically finding a path and forming an optimal path when a sensor node in a sensor network wants to transmit and receive data.

경로 요청 메시지(RREQ)와 경로 응답 메시지(RREP)는 동일한 형식으로 이루어진 메시지이며 경로 요청 메시지(RREQ)는 소스 센서 노드로부터 목적지 센서 노드로 데이터의 송신시 경로를 요청하기 위해 사용되며, 경로 응답 메시지(RREP)는 경로 응답시 사용된다. 경로 요청 메시지(RREQ)는 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 송신되며, 경로 응답 메시지(RREP)는 유니캐스트(unicast) 방식으로 동작한다.The path request message (RREQ) and the path response message (RREP) are messages of the same format. The path request message (RREQ) is used to request a path when data is sent from the source sensor node to the destination sensor node. (RREP) is used in route response. The route request message RREQ is transmitted in a broadcast manner, and the route response message RREP operates in a unicast manner.

소스 센서 노드는 특정 목적지 센서 노드로 데이터 송신하기 위해 먼저 경로 탐색 과정을 거친다. 소스 센서 노드의 경로 요청 메시지(RREQ) 메시지가 지그비 개인 영역 네트워크 전체로 브로드캐스트된다. 이 과정에서 경로 요청 메시지(RREQ)를 수신한 게이트웨이는 경로 요청 메시지(RREQ)에 포함되어 있는 소스 주소와 목적지 주소 및 홉수를 이용하여 소스 센서 노드로의 역경로를 형성할 수 있다.The source sensor node first goes through a path discovery process to send data to a particular destination sensor node. A Route Request Message (RREQ) message from the source sensor node is broadcasted throughout the Zigbee Personal Area Network. In this process, the gateway receiving the route request message RREQ may form a reverse path to the source sensor node by using the source address, the destination address, and the hop number included in the route request message RREQ.

도 3은 AODV 알고리즘을 이용하여 소스 센서 노드(A)로부터 게이트웨이(G1)로 데이터를 송신하기 위한 송신 경로의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a process of forming a transmission path for transmitting data from the source sensor node A to the gateway G1 using the AODV algorithm.

도 3을 참고로 살펴보면, 소스 센서 노드(A)는 게이트웨이(G1)까지의 경로를 형성하기 위해 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)로 경로 요청 메시지(RREQ)를 브로딩캐스트한다. 소스 센서 노드(A)가 브로드캐스팅하는 경로 요청 메시지(RREQ1)은 RREQ(A|D|0)로 표현된다. 즉, 데이터는 센서 노드(A)로부터 목적지 센서 노드(D)로 송신되며 홉수는 0을 의미한다. 제1 중간 센서 노드(B)가 소스 센서 노드(A)를 포함한 다수의 센서 노드로부터 브로드캐스트된 다수의 경로 요청 메시지를 수신한다. 제1 중간 센서 노드(B)는 수신한 다수의 경로 요청 메시지들 중 경로 요청 메시지에 포함되어 있는 홉수에 기초하여 가장 적은 홉수로 수신된, 즉 소스 센서 노드(A)로부터 수신한 경로 요청 메시지(RREQ1)를 선택한다. Referring to FIG. 3, the source sensor node A broadcasts the route request message RREQ to the first Zigbee personal area network PAN1 to form a route to the gateway G1. The route request message RREQ1 broadcast by the source sensor node A is represented by RREQ (A | D | 0). That is, data is transmitted from the sensor node A to the destination sensor node D, and the number of hops means zero. The first intermediate sensor node B receives a plurality of route request messages broadcast from multiple sensor nodes, including the source sensor node A. FIG. The first intermediate sensor node B receives the smallest number of hops based on the number of hops included in the path request message among the plurality of path request messages received, that is, the path request message received from the source sensor node A ( RREQ1).

제2 중간 센서 노드(C)는 제1 중간 센서 노드(B)를 포함한 다수의 센서 노드로부터 브로드캐스트된 다수의 경로 요청 메시지를 수신한다. 제2 중간 센서 노드(C)는 수신한 다수의 경로 요청 메시지들 중 경로 요청 메시지에 포함되어 있는 홉수에 기초하여 가장 적은 홉수로 수신된, 즉 제1 중간 센서 노드(B)로부터 수신 한 경로 요청 메시지(RREQ2)를 선택한다. 경로 요청 메시지(RREQ2)는 RREQ(A|D|1)로 표현된다. 제2 중간 센서 노드(C)는 제1 중간 센서 노드(B)가 브로드캐스트한 경로 요청 메시지(RREQ2)를 수신함으로써 소스 센서 노드(A)로의 역경로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 센서 노드(A)로 데이터를 송신하는 경우 센서 노드(B)로 데이타를 송신하며 센서 노드(A)까지의 홉수는 2로 역경로를 형성하며 이를 센서 노드(C)의 라우팅 테이블에 저장한다. The second intermediate sensor node C receives a plurality of route request messages broadcast from multiple sensor nodes, including the first intermediate sensor node B. FIG. The second intermediate sensor node C receives the least number of hops based on the number of hops included in the route request message among the plurality of route request messages received, that is, the route request received from the first intermediate sensor node B. Select message RREQ2. The route request message RREQ2 is represented by RREQ (A | D | 1). The second intermediate sensor node C may form a reverse path to the source sensor node A by receiving the route request message RREQ2 broadcast by the first intermediate sensor node B. For example, when data is transmitted to sensor node A, data is transmitted to sensor node B, and the number of hops to sensor node A is 2, forming a reverse path, which is a routing table of sensor node C. Store in

이와 동일하게, 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)과 데이터를 송수신하는 게이트웨이(G1)는 제2 중간 센서 노드(C)를 포함한 다수의 센서 노드로부터 브로드캐스트된 다수의 경로 요청 메시지를 수신한다. 게이트웨이(G1)는 수신한 다수의 경로 요청 메시지들 중 경로 요청 메시지에 포함되어 있는 홉수에 기초하여 가장 적은 홉수로 수신된, 즉 제2 중간 센서 노드(C)로부터 수신한 경로 요청 메시지(RREQ3)를 선택한다. 경로 요청 메시지(RREQ3)는 RREQ(A|D|2)로 표현된다. 게이트웨이(G1)는 제2 중간 센서 노드(C)가 브로드캐스트한 경로 요청 메시지(RREQ3)를 수신함으로써 소스 센서 노드(A)로의 역경로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 센서 노드(A)로 데이터를 송신하는 경우 센서 노드(C)로 데이타를 송신하며 센서 노드(A)까지의 홉수는 3으로 역경로를 형성하며 이를 게이트웨이(G1)의 라우팅 테이블에 저장한다.Similarly, the gateway G1 that transmits and receives data to and from the second ZigBee personal area network PAN2 receives a plurality of route request messages broadcast from a plurality of sensor nodes including the second intermediate sensor node C. The gateway G1 receives the least number of hops based on the number of hops included in the route request message among the plurality of route request messages received, that is, the route request message RREQ3 received from the second intermediate sensor node C. Select. The route request message RREQ3 is represented by RREQ (A | D | 2). The gateway G1 may form a reverse path to the source sensor node A by receiving the route request message RREQ3 broadcast by the second intermediate sensor node C. For example, in case of transmitting data to sensor node A, data is transmitted to sensor node C, and the number of hops to sensor node A is 3, which forms a reverse path, which is in the routing table of gateway G1. Save it.

경로 요청 메시지(RREQ3)를 수신한 게이트웨이(G1)는 소스 센서 노드(A)까지 형성된 역경로를 이용하여 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한다. 즉, 게이트웨이(G1)으로부터 제2 중간 센서 노드(C)로 경로 응답 메시지(RREP1)을 송신하고, 경 로 응답 메시지(RREP1)를 수신한 제2 중간 센서 노드(C)는 제1 중간 센서 노드(B)로 경로 응답 메시지(RREP2)를 송신하며, 경로 응답 메시지(RREP2)를 수신한 제1 중간 센서 노드는 소스 센서 노드(A)로 경로 응답 메시지(RREP3)를 송신한다.The gateway G1 receiving the route request message RREQ3 transmits the route response message RREP using the reverse path formed up to the source sensor node A. FIG. That is, the second intermediate sensor node C that transmits the path response message RREP1 from the gateway G1 to the second intermediate sensor node C, and receives the path response message RREP1 is the first intermediate sensor node. In step (B), the path response message RREP2 is transmitted, and the first intermediate sensor node having received the path response message RREP2 transmits the path response message RREP3 to the source sensor node A. FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.4 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고로 살펴보면, 소스 센서 노드(A)는 경로 요청 메시지(RREQ)를 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)로 브로드캐스트한다. 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에는 다수의 게이트웨이들(G1, G2, G3)들이 임의적으로 배치되어 있으며, 다수의 게이트웨이들(G1, G2, G3)은 경로 요청 메시지(RREQ)를 수신하는 경우 또는 주기적으로 인접한 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2, PAN3)로 데이터를 송수신할 수 있는 게이트웨이들이 존재하는지 검색하기 위해, 인접한 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2, PAN3)로 검색 요청 메시지(Discovery request)를 송신한다. 검색 요청 메시지에 기초하여 인접한 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2, PAN3)에 존재하는 게이트웨이(S, P)로부터 검색 응답 메시지(Discovery response)를 수신하는 경우, 다수의 게이트웨이들(G1, G2, G3)은 경로 요청 메시지(RREQ)에 포함되어 있는 목적지 주소에 기초하여 목적지 센서 노드(D)가 속한 개인 영역 네트워크의 게이트웨이와 데이터를 송수신할 수 있는지 판단한다. 판단 결과 목적지 센서 노드(D)가 속한 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이(P)와 데이터를 송수신할 수 게이트웨이(G1)는 소스 센서 노드(A)로 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한다.Referring to FIG. 4, the source sensor node A broadcasts a route request message RREQ to the first Zigbee Personal Area Network PAN1. When a plurality of gateways G1, G2, and G3 are arbitrarily disposed in the first Zigbee personal area network PAN1, and the plurality of gateways G1, G2, and G3 receive a route request message RREQ. Alternatively, a discovery request message is transmitted to adjacent ZigBee personal area networks PAN2 and PAN3 to search whether there are gateways capable of transmitting and receiving data to the adjacent ZigBee personal area networks PAN2 and PAN3. When receiving a discovery response message (Discovery response) from the gateway (S, P) in the adjacent Zigbee Personal Area Network (PAN2, PAN3) based on the search request message, the plurality of gateways (G1, G2, G3) Based on the destination address included in the route request message RREQ, it is determined whether data can be transmitted / received with the gateway of the personal area network to which the destination sensor node D belongs. As a result of the determination, data may be transmitted and received to and from the gateway P of the second Zigbee Personal Area Network PAN2 to which the destination sensor node D belongs. The gateway G1 transmits a path response message RREP to the source sensor node A. FIG. do.

소스 센서 노드(A)는 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이(G1)로 데이터를 송신하며, 데이터를 수신한 게이트웨이(G1)는 인접한 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)에 속한 게이트웨이(P)로 데이터를 송신한다. 데이터를 수신한 게이트웨이(P)는 목적지 센서 노드(D)로 데이터를 최종 송신한다.The source sensor node A transmits data to the gateway G1 that has sent the path response message RREP, and the gateway G1 that has received the data is a gateway P belonging to an adjacent second Zigbee Personal Area Network PAN2. Send data with The gateway P, which has received the data, finally transmits the data to the destination sensor node D.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.The computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (for example, a CD-ROM, DVD, etc.) and a carrier wave (for example, the Internet). Storage medium).

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 사상에 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 spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 개인 영역 네트워크(PAN)를 도시하고 있다.1 illustrates a Zigbee Personal Area Network (PAN) in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 서로 다른 개인 영역 네트워크 사이에서 데이터를 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram illustrating a method of transmitting data between different personal area networks according to an embodiment of the present invention.

도 3은 AODV 알고리즘을 이용하여 소스 센서 노드(A)로부터 게이트웨이(G1)로 데이터를 송신하기 위한 송신 경로의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a process of forming a transmission path for transmitting data from the source sensor node A to the gateway G1 using the AODV algorithm.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.4 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

Claims (6)

(a) 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)의 소스 지그비 노드가 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)에 인접한 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 목적지 지그비 노드로 데이터를 송신하기 위해 경로 요청 메시지(RREQ)를 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)로 브로딩 캐스트하는 단계;(a) a path request for a source ZigBee node of the first ZigBee Personal Area Network (PAN1) to transmit data to a destination ZigBee Node of the second ZigBee Personal Area Network (PAN2) adjacent to the first ZigBee Personal Area Network (PAN1); Broadcasting a message (RREQ) to the first ZigBee Personal Area Network (PAN1); (b) 상기 경로 요청 메시지(RREQ)를 수신한 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)의 복수의 게이트웨이 중 상기 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이와 통신을 수행하는 게이트웨이가 상기 소스 지그비 노드로 경로 응답 메시지(RREP)를 송신하는 단계; 및(b) a gateway which communicates with a gateway of the second Zigbee Personal Area Network (PAN2) among a plurality of gateways of the first Zigbee Personal Area Network (PAN1) that has received the route request message (RREQ); Sending a path reply message (RREP) to the node; And (c) 상기 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이가 1개인 경우 상기 소스 지그비 노드가 상기 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이로 데이터를 송신하고, 상기 경로 응답 메시지(RREP)를 송신한 게이트웨이가 2개 이상인 경우 상기 소스 지그비 노드가 상기 경로 응답 메시지(RREP)에 구비되어 있는 소스 지그비 노드로부터 게이트웨이까지의 홉 수에 기초하여 가장 적은 홉 수를 가지는 게이트웨이를 선택하고 상기 선택한 게이트웨이로 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 데이터 송신 방법.(c) when there is only one gateway that has sent the route response message (RREP), the source Zigbee node transmits data to the gateway which has sent the route response message (RREP), and sends the route response message (RREP). If there are two or more gateways, the source ZigBee node selects the gateway having the smallest number of hops based on the number of hops from the source ZigBee node to the gateway included in the route response message (RREP) and sends data to the selected gateway. And transmitting the data. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)의 게이트웨이는 주기적으로 인접한 다른 지그비 개인 영역 네트워크의 게이트웨이가 존재하는지 검색하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.And the gateway of the first Zigbee Personal Area Network (PAN1) periodically searches for the presence of another adjacent Zigbee Personal Area Network. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 지그비 개인 영역 네트워크(PAN1)의 게이트웨이는 상기 소스 지그비 노드로부터 경로 요청 메시지(RREQ)를 수신한 경우, 인접한 다른 지그비 개인 영역 네트워크의 게이트웨이가 존재하는지 검색하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.The gateway of the first ZigBee personal area network (PAN1), when receiving a route request message (RREQ) from the source ZigBee node, searches whether there is a gateway of another adjacent ZigBee personal area network. 제 2 항 또는 제 3항에 있어서, 상기 (c) 단계는The method of claim 2 or 3, wherein step (c) (c1) 상기 데이터를 수신한 게이트웨이가 상기 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이로 상기 데이터를 송신하는 단계; 및(c1) the gateway receiving the data transmitting the data to a gateway of the second Zigbee Personal Area Network (PAN2); And (c2) 상기 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이가 상기 목적지 소스 노드로 상기 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.(c2) sending the data to the destination source node by a gateway of the second Zigbee Personal Area Network (PAN2). 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 소스 지그비 노드에서 상기 선택한 게이트웨이까지의 데이터 송신 경로 및 상기 제2 지그비 개인 영역 네트워크(PAN2)의 게이트웨이로부터 상기 목적지 지그비 노드까지의 데이터 송신 경로는 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector routing) 알고리즘을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.The data transmission path from the source Zigbee node to the selected gateway and the data transmission path from the gateway of the second Zigbee Personal Area Network (PAN2) to the destination Zigbee node are Ad-hoc On-demand Distance Vector routing (AODV) algorithms. Data transmission method characterized in that formed through. 삭제delete
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