KR100952075B1 - 센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법 - Google Patents

센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100952075B1
KR100952075B1 KR1020090078511A KR20090078511A KR100952075B1 KR 100952075 B1 KR100952075 B1 KR 100952075B1 KR 1020090078511 A KR1020090078511 A KR 1020090078511A KR 20090078511 A KR20090078511 A KR 20090078511A KR 100952075 B1 KR100952075 B1 KR 100952075B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
jump
node
sensor
parent
child
Prior art date
Application number
KR1020090078511A
Other languages
English (en)
Inventor
이용규
박미화
Original Assignee
동국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동국대학교 산학협력단 filed Critical 동국대학교 산학협력단
Priority to KR1020090078511A priority Critical patent/KR100952075B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100952075B1 publication Critical patent/KR100952075B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/26—Network addressing or numbering for mobility support
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

복수 개의 센서 노드가 뿌리 있는 트리 (rooted tree) 형태로 구성된 센서 네트워크에서의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법이 개시된다. 상기 방법은, 센서 네트워크의 복수 개의 센서 노드 각각에 실제 아이디를 할당하고, 각 센서 노드에서 상기 실제 아이디와는 별도의 점프 아이디를 계산하여 저장하며, 각 센서 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디, 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 포함하는 점프 테이블을 생성하도록 구성된다.

Description

센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법{Sensor node, address assigning method and message transmitting method thereof}
본 발명의 실시 예들은 트리 기반의 센서 네트워크 및 상기 센서 네트워크에서의 메시지 라우팅 기술과 관련된다.
센서 네트워크는 각종 센서에서 수집한 정보를 무선으로 수집할 수 있도록 구성한 네트워크로써, 외부 환경의 감시나 제어 기능을 수행하는 지능형 교통 시스템, 생산공정 자동제어, 환자의 상태 원격감지, 지능형 빌딩 내의 환경 제어 등에 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 센서 네트워크의 경우 네트워크를 구성하는 개개의 센서 노드들의 저장 공간 및 데이터 처리 능력이 제한되는 것이 일반적이며, 그 특성상 센서 노드의 동적 추가 또는 삭제가 빈번하게 발생하게 된다. 따라서 센서 노드 상의 아이디(ID) 할당 공간을 효율적으로 사용하면서 동시에 센서 노드의 동적 추가 또는 삭제에도 용이하게 대응하기 위한 방법에 대한 연구가 필요하다.
또한 센서 네트워크의 각 센서 노드들은 이웃 센서 노드들과의 메시지 송수신 과정에서 많은 에너지를 소모하게 되므로 상기 메시지의 전송 량을 줄이기 위한 연구 또한 필요하다.
본 발명의 실시 예들은 트리 기반의 센서 네트워크에 있어 각 노드들에 순차적으로 실제 아이디를 할당하고 상기 실제 아이디와 별도의 점프 아이디를 부여함으로써, 센서 노드들의 아이디 저장 공간을 효율적으로 사용함과 동시에 센서 노드의 동적 변화에도 용이하게 대응할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
아울러, 본 발명의 실시 예들은 센서 네트워크상에서의 메시지 전송에 있어 최초 송신 아이디(ID)와 최종 목적지 아이디 정보만을 이용하여 목적지까지의 라우팅 경로를 생성할 수 있도록 함으로써 전송되는 메시지의 용량을 효과적으로 줄일 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 개의 센서 노드가 뿌리 있는 트리 (rooted tree) 형태로 구성된 센서 네트워크에서의 주소 할당 방법은, 상기 센서 네트워크의 베이스 스테이션에서, 상기 복수 개의 센서 노드 각각에 실제 아이디를 할당하는 단계; 상기 센서 네트워크의 각 센서 노드에서, 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산하는 단계; 상기 센서 네트워크의 각 센서 노드에서, 자신의 실제 아이디 및 점프 아이디, 자신의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 포함하는 점프 테이블을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드는, 상기 센서 노드가 배치된 위치 주변의 환경에 대한 정보를 센싱하는 센싱부; 다른 센서 노드로부터 메시지를 전송받거나 다른 센서 노드로 메시지를 전송하는 통신부; 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 뿌리 있는 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산하는 점프 아이디 계산부; 및 자신의 실제 아이디 및 상기 점프 아이디 계산부에서 계산된 점프 아이디, 자신의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 포함하는 점프 테이블을 생성 및 관리하는 점프 테이블 관리부를 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 트리 기반의 센서 네트워크에 있어 각 노드들에 순차적으로 실제 아이디를 할당하고 상기 실제 아이디와 별도의 점프 아이디를 부여함으로써, 센서 노드의 추가를 고려하여 아이디와 아이디 사이에 여분의 아이디 번호를 남겨 놓을 필요가 없어 센서 노드들의 아이디 저장 공간을 효율적으로 사용함과 동시에 센서 노드의 동적 변화에도 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 센서 네트워크상에서의 메시지 전송에 있어 송수신 메시지에 별도의 라우팅 경로를 포함하지 않더라도, 최초 송신 노드의 실제 아이디와 최종 목적지의 실제 아이디만을 기재하는 것만으로 목적지까지의 라우팅 경로 생성이 가능하다. 즉, 메시지의 별도의 라우팅 경로를 기재할 필요가 없어 전체 메시지 전송 량을 줄일 수 있으므로 메시지 전송에 따른 센서 네트워크의 에너 지 소모량을 줄일 수 있으며, 이로 인해 센서 네트워크의 전체 수명을 연장할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에서는 복수 개의 센서 노드를 포함하는 센서 네트워크(100)를 K-ary 트리로 가정하고 라우팅 트리를 생성한다. K-ary 트리는 뿌리 있는 트리(rooted tree)의 한 종류로서 트리를 구성하는 각 노드들의 최대 자식 수가 K 개인 트리를 의미한다. 도 1에서는 K가 3인 실시 예를 나타내었다.
도 1과 같이 뿌리 있는 트리에서 뿌리를 최 상단에 두고 아래쪽으로 경로를 구성하도록 다이어그램을 구성할 경우, 임의의 노드의 바로 아래에 있는 노드는 자식 노드(child node), 바로 위에 있는 노드는 부모 노드(parent node)가 된다. 예를 들어, 도 1에서 식별번호 102에 해당하는 노드의 경우 부모 노드는 식별번호 104, 자식 노드는 식별번호 106, 108, 및 110에 해당하는 노드가 된다. 또한, 특정 노드에서 뿌리까지의 상향 경로에 존재하는 모든 노드들은 해당 노드의 조상(ancestor), 하향 경로에 존재하는 모든 노드들은 자손(descendent)이 되며, 부모가 같은 복수 개의 노드들은 서로 동기(sibling) 관계에 있게 된다. 각 동기 노드들 간에는 서열이 존재하는데, 예를 들어 노드(106), 노드(108), 및 노드(110)의 서열은 각각 1, 2, 및 3으로 정해질 수 있다.
센서 네트워크(100)의 최상단, 즉 뿌리에는 루트 노드(112)가 존재한다. 루트 노드(112)는 부모가 없고 자식만이 존재하는 노드이다. 상기 루트 노드(112)는 베이스 스테이션(미도시)와 연결되며, 센서 네트워크(100)로의 질의는 상기 베이스 스테이션을 통하여 루트 노드(112) 및 그 자손들에게 전파되고, 상기 질의에 대응하여 각 센서 노드들로부터 센싱된 정보 또한 상기 베이스 스테이션을 통하여 센서 네트워크(100)의 외부로 전송된다.
이와 반대로, 식별번호 106, 108, 110, 또는 114 등의 노드와 같이 자식이 없고 부모만이 존재하는 노드를 리프 노드(leaf node)라 한다. 루트 노드(112)와 리프 노드들을 제외한 노드들은 모두 부모와 자식 노드가 존재한다.
뿌리 있는 나무(rooted tree)의 임의의 노드 U 에 대하여, 뿌리에서 상기 노드 U 에 도달할 때까지의 경로의 길이를 U의 수준(level) 또는 깊이(depth)라 한다. 예를 들어, 루트 노드(112)의 수준은 0, 노드(114)의 수준은 4가 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 주소 할당 방법(200)을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 주소 할당 방법(200)은 라우팅 트리 생성 및 실제 아이디(Real ID) 부여 단계(202), 점프 아이디(Jump ID) 계산 단계(204), 및 점프 테이블(Jump Table) 생성 단계(206)를 포함하여 구성된다.
라우팅 트리 생성 및 실제 아이디( Real ID ) 부여
본 단계에서는 복수 개의 센서 노드들로부터 라우팅 트리를 생성하고, 생성된 상기 라우팅 트리를 구성하는 각각의 센서 노드에 실제 아이디(Real ID)를 부여한다. 먼저, 센서 네트워크에 포함된 모든 센서 노드들은 라우팅 트리 생성 알고리즘을 통해 라우팅 트리를 생성한다. 본 실시 예에서 사용되는 상기 라우팅 트리 생성 알고리즘의 경우 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 뿌리 있는 트리 (rooted tree) 구조를 생성할 수 있는 알고리즘이면 어떠한 알고리즘 또한 사용 가능하다.
라우팅 트리가 생성되면, 각 센서 노드들은 자식 노드의 개수를 포함하는 자식 노드의 정보를 조상 노드를 경유하여 베이스 스테이션으로 전송하며, 상기 베이스 스테이션은 상기 전송된 정보로부터 라우팅 트리의 최대 자식 수인 K를 계산하고 자식 노드들에게 순차적으로 실제 아이디(Real ID)를 부여한다.
상기 실제 아이디는, 예를 들어 상기 센서 네트워크의 루트 노드에서부터 상기 뿌리 있는 트리의 깊이에 따라(level order) 순차적으로 할당될 수 있다. 이와 같은 방식으로 실제 아이디가 할당된 실시 예를 도 3에 나타내었다. 도시된 실시예의 경우 루트 노드의 실제 아이디가 '1'로, 상기 루트 노드의 자식 노드들의 실제 아이디는 각각 '2', '3', '4'로 할당되고, 상기 루트 노드의 자식 노드의 자식 노드, 즉 깊이가 2인 노드들의 실제 아이디는 '5' 내지 '10'으로 할당되며, 그 다음 깊이의 노드들 또한 이와 동일한 방식으로 실제 아이디가 할당되는 것을 알 수 있다. 물론, 본 발명에 있어 상기 실제 아이디의 할당 방식에 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 각 센서 노드에 유일한 식별 아이디를 할당할 수 있는 어떠한 방식이라도 사용 가능하다.
점프 아이디( Jump ID ) 계산
상기 센서 네트워크의 각 센서 노드에 실제 아이디가 할당된 이후, 각 센서 노드는 상기 실제 아이디와는 별도의 점프 아이디를 계산한다.
먼저, 센서 네트워크의 최상위에 존재하는 루트 노드의 경우, 점프 아이디의 계산을 위해 참조할 부모 노드가 존재하지 않으므로 임의의 숫자로 점프 아이디 를 결정한다. 본 실시 예에서는 루트 노드의 점프 아이디를 실제 아이디와 동일하게 '1'로 설정하기로 한다.
상기 루트 노드를 제외한 각 센서 노드들은, 루트 노드의 자식 노드들부터 순차적으로, i) 부모 노드로부터 전송받은 부모 노드의 점프 아이디, ii) 자신의 서열 번호, 및 iii) 부모 노드를 경유하여 베이스 스테이션으로부터 전송받은 센서 네트워크의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산한다.
각 노드의 점프 아이디는 수학식 1을 이용하여 계산된다.
Figure 112009051896260-pat00001
(K는 센서 네트워크의 최대 자식 수, i는 부모 노드의 점프 아이디, j는 자신의 서열 번호)
점프 아이디를 계산한 후, 리프 노드가 아닌 센서 노드는 자신 및 조상 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)와 K 값을 자식 노드에게 전송하며, 상기 값들을 전송받은 자식 노드들은 상술한 것과 동일한 방법으로 자신의 점프 아이디를 계산하게 된다. 이 과정은 루트 노드에서부터 시작되어 최 하단의 리프 노드에 도달할 때까지 반복적으로 수행된다.
도 4는 상기와 같은 과정을 거쳐 계산된 각 센서 노드의 점프 아이디 값을 나타낸 도면이다. 도시된 각 센서 노드에서 왼쪽에 기재된 숫자는 실제 아이디를, 오른쪽에 기재된 숫자는 점프 아이디를 나타낸다.
점프 테이블( Jump Table ) 생성
센서 네트워크를 구성하는 모든 센서 노드들에 대하여 점프 아이디가 계산된 이후, 각 센서 노드들은 자신의 조상 노드 및 자손 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디) 정보를 포함하는 점프 테이블을 생성하여 관리하게 된다.
먼저, 센서 네트워크 최 하단의 각 리프 노드는 자신의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 부모 노드에게 전송한다.
리프 노드가 아닌 센서 노드의 경우, 전송된 자손 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 자신의 점프 테이블에 기록하고, 자신의 (실제 아이디, 점프 아이디)와 자손 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 부모 노드로 전송한다. 이 과정은 리프 노드에서부터 시작되어 루트 노드를 거쳐 베이스 스테이션에 도달할 때까지 반복된다.
상기 과정이 완료되면, 베이스 스테이션은 모든 센서 노드들에 대한 (실제 아이디, 점프 아이디)를 포함하는 점프 테이블을 기록하고 관리하게 된다. 또한 각 센서 노드들은 저장 공간의 효율을 위하여 자신, 자신의 조상 및 자손들에 대한 (실제 아이디, 점프 아이디)를 포함하는 점프 테이블을 저장하게 된다.
아래의 표 1은 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 점프 테이블의 일례를 나타낸 것이다.
실제 아이디 점프 아이디 실제 아이디 점프 아이디 실제 아이디 점프 아이디
1 1 8 11 15 38
2 2 9 12 16 39
3 3 10 13 17 40
4 4 11 26 18 86
5 8 12 27 19 87
6 9 13 28 20 88
7 10 14 29 21 119
점프 아이디를 이용한 패킷 전송
전술한 실시 예를 이용하여 센서 네트워크의 각 센서 노드들 간의 점프 아이디를 계산하고, 점프 테이블을 형성한 이후의 각 센서 노드간 메시지 전송은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 임의의 센서 노드에서 자신의 센서 노드의 부모 노드로 메시지를 전송하기 위해서는, 먼저 다음의 수학식 2를 이용하여 부모 노드의 점프 아이디를 계산한다.
Figure 112009051896260-pat00002
(이때, K는 센서 네트워크의 최대 자식 수, i는 자신의 점프 아이디)
이후, 상기 점프 아이디에 해당하는 실제 아이디를 저장된 점프 테이블에서 찾은 후, 해당 노드에게 유니캐스트(unicast) 방식으로 메시지를 전송하게 된다.
한편, 임의의 센서 노드에서 자신의 센서 노드의 자식 노드로 메시지를 전송하기 위해서는 수학식 1에 자신의 점프 아이디를 대입하여 j = 1 ~ K 인 자식들의 점프 아이디를 계산하고, 각 점프 아이디에 대한 실제 아이디를 점프 테이블에서 찾은 후, 해당 자식들에게 멀티캐스트(multicast) 방식으로 메시지를 전송하게 된다.
센서 노드의 동적 추가
센서 네트워크에서 새로운 노드가 자식으로 추가되는 경우, 먼저 베이스 스테이션은 추가된 센서 노드에 기존의 센서 노드들과 구별되는 실제 아이디를 부여한다. 예를 들어, 상기 추가된 센서 노드의 실제 아이디는 '센서 네트워크의 최대 실제 아이디 + 1'로 부여될 수 있다.
이후, 상기 추가된 센서 노드는 자신의 부모 노드로부터 전송받은 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 수학식 1로부터 점프 아이디를 계산하고, 자신의 (실제 아이디, 점프 아이디), 자신의 부모 노드로부터 전송받은 조상 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 포함하는 점프 테이블을 생성한다.
상기 추가된 센서 노드들의 조상 노드들 또한 상기 추가된 센서 노드로부터 전송받은 (실제 아이디, 점프 아이디)를 이용하여 자신의 점프 테이블을 업데이트한다.
센서 노드의 동적 삭제
센서 네트워크에서 어느 특정한 노드가 삭제되는 경우는 다음의 두 가지 경우로 나누어진다.
먼저, 리프 노드가 삭제되는 경우이다. 이 경우, 삭제된 리프 노드의 조상 노드들은 상기 삭제된 리프 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 점프 테이블에서 삭제한다.
만약 리프 노드가 아닌 노드가 삭제되는 경우, 리프 노드가 삭제되는 경우와 마찬가지로 삭제된 노드의 조상 노드들은 삭제된 자식 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 점프 테이블에서 삭제한다. 한편, 삭제된 노드의 자식 노드들은 더 이상 부모 노드가 존재하지 않게 되므로, 자신의 통신 가능 범위에 존재하는 센서 노드들 중 자식의 수가 최대 자식 수 미만인 센서 노드를 자신의 부모 노드로 간주하고, 새로운 부모 노드로부터 전송받은 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 새로운 점프 아이디를 재계산한 다. 만약 자신의 통신 가능 범위에 존재하는 모든 센서 노드들이 최대 자식 수 만큼 자식을 가지고 있는 경우, 상기 삭제된 노드의 자식 노드들은 가장 가까운 센서 노드를 부모 노드로 선택한다. 이 경우 새로운 부모 노드는 자식 노드의 수가 최대 자식 수를 초과하게 되므로(최대 자식 수 + 1), 후술할 최대 자식 수 변경 과정을 통해 네트워크의 최대 자식 수를 변경한다.
이후, 상기 삭제된 센서 노드의 자식 노드들은, 재계산된 자신의 (실제 아이디 및 점프 아이디), 자신의 새로운 부모 노드로부터 전송받은 조상 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 이용하여 자신의 점프 테이블을 업데이트하게 된다.
최대 자식 수의 변경
새로운 노드가 추가되거나, 기존에 존재하던 노드들이 삭제되거나 할 경우, 센서 네트워크의 최대 자식 수(K) 값이 변경되는 경우가 있다. 베이스 스테이션은 센서 네트워크상의 노드 구성에 변화가 있을 경우, 각 센서 노드의 자식 수 정보를 자손 노드로부터 전송받으며, 전송받은 결과로부터 K 값의 변경이 필요하다고 판단되는 경우, 변경된 값(K')을 자손 노드들에게 전송한다.
먼저, 자식 노드의 수가 K 개가 넘는 노드가 발생할 경우, 해당 노드는 베이스 스테이션으로 K를 K' = K +α 로 변경해 줄 것을 요청한다. 이에 상기 베이스 스테이션은 라우팅 트리를 재구성하기 위해 K +α를 자손 노드들에게 전송한다.
K +α 를 전송받은 자손 노드들은 수학식 3을 이용하여 자신의 변경된 점프 아이디를 재계산하고 이를 점프 테이블에 기록한다.
Figure 112009051896260-pat00003
(이때, i는 부모 노드의 점프 아이디, j는 자신의 서열 번호)
변경된 점프 테이블 정보는 베이스 스테이션으로 전송되며, 향후 점프 아이디가 i인 노드들은 센싱 데이터를 부모 노드로 전송할 때 부모 노드의 점프 아이디를 수학식 4를 이용하여 계산하고 점프 테이블에서 상기 점프 아이디에 대응하는 실제 아이디를 찾은 후 해당 노드에게 데이터를 유니캐스트 방식으로 전송한다.
Figure 112009051896260-pat00004
다음으로, 센서 네트워크에 최대 자식 노드의 수가 K가 되는 노드들이 없을 경우, 베이스 스테이션은 K를 K' = K - α 로 축소하고 라우팅 트리를 재구성한다. K - α를 전송받은 자손 노드들은 수학식 5를 이용하여 자신의 점프 아이디를 재계산하고 점프 테이블에 기록한다.
Figure 112009051896260-pat00005
향후, 점프 아이디가 i인 자식 노드들은 센싱 데이터를 부모 노드로 전송할 때 부모 노드의 점프 아이디를 수학식 6을 이용하여 계산하고 점프 테이블에서 이에 대항하는 실제 아이디를 찾은 후 해당 노드에게 데이터를 유니캐스트 방식으로 전송한다.
Figure 112009051896260-pat00006
한편, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크에 포함된 센서 노드의 구성을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드(500)는, 센싱부(502), 통신부(504), 점프 아이디 계산부(506) 및 점프 테이블 관리부(508)를 포함하여 구성된다.
센싱부(502)는 센서 노드(500)가 배치된 위치 주변 환경에 대한 정보를 센싱한다. 예를 들어, 센싱부(502)는 온도, 습도, 또는 조도 센서 등으로 구성될 수 있다.
통신부(504)는 주위의 다른 센서 노드들과 트리 형태의 센서 네트워크를 구성하며, 다른 센서 노드로부터 메시지를 전송받거나 다른 센서 노드로 메시지(예를 들어, 센싱부(502)에서 센싱한 정보)를 전송하도록 구성된다. 통신부(504)는 예를 들어, 지그비(Zigbee) 등의 근거리 통신 수단으로 구성될 수 있다.
점프 아이디 계산부(506)는 상기 센서 네트워크상에서의 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산한다. 상기 점프 아이디의 상세한 계산 과정에 대해서는 전술하였다.
점프 테이블 관리부(508)는 센서 노드(500)의 (실제 아이디, 점프 아이디), 센서 노드(500)의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 포함하는 점프 테이블을 생성 및 관리한다.
센서 노드(500)에 새로운 자식 노드가 추가되는 경우, 점프 테이블 관리부(506)는 통신부(504)로부터 이를 감지하고, 베이스 스테이션으로부터 상기 추가된 자식 노드의 실제 아이디를 전송받아 이를 통신부(504)를 통하여 상기 추가된 자식 노드에 전송한다. 이후, 상기 추가된 자식 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)가 전송되면, 점프 테이블 관리부(508)는 상기 추가된 자식 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 자신의 점프 테이블에 추가한다.
한편, 센서 노드(500)에서 자식 노드가 삭제되는 경우, 점프 테이블 관리부(508)는 통신부(504)로부터 이를 감지하고 삭제된 자식 노드의 (실제 아이디, 점프 아이디)를 자신의 점프 테이블에서 삭제한다.
만약 센서 노드(500)에서 부모 노드가 삭제되는 경우, 점프 아이디 계산부(506)는 통신부(504)의 통신 가능 범위에 존재하는 센서 노드들 중 자식 노드의 수가 최대 자식 수 미만인 센서 노드를 새로운 부모 노드로 간주하여 센서 노드(500)의 점프 아이디를 계산한다. 그리고 점프 테이블 관리부(508)는 재계산된 상기 점프 아이디, 상기 새로운 부모 노드로부터 전송받은 조상 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 이용하여 자신의 점프 테이블을 업데이트하게 된다.
부모 노드로부터 최대 자식 수 정보가 K에서 K'로 변경되었음을 전송받는 경우, 점프 아이디 계산부(506)는, 상기 변경된 최대 자식 수 정보(K')를 이용하여 점프 아이디를 재계산하게 되며, 점프 테이블 관리부(508)는, 재계산된 점프 아이디, 자신의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 재계산된 점프 아이디를 이용하여 점프 테이블을 업데이트하게 된다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 주소 할당 방법(200)을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 각 센서 노드에 실제 아이디가 부여된 센서 네트워크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 각 센서 노드에서 점프 아이디를 계산한 이후의 센서 네트워크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크에 포함된 센서 노드의 구성을 나타낸 도면이다.

Claims (18)

  1. 복수 개의 센서 노드가 뿌리 있는 트리 형태로 구성된 센서 네트워크에서의 주소 할당 방법으로서,
    상기 센서 네트워크의 베이스 스테이션에서, 상기 복수 개의 센서 노드 각각에 실제 아이디를 할당하는 단계;
    상기 센서 네트워크의 각 센서 노드에서, 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 뿌리 있는 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산하는 단계; 및
    상기 센서 네트워크의 각 센서 노드에서, 자신의 실제 아이디 및 점프 아이디, 자신의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 포함하는 점프 테이블을 생성하는 단계;
    를 포함하는 센서 네트워크의 주소 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실제 아이디는, 상기 센서 네트워크의 루트 노드에서부터 상기 뿌리 있는 트리의 깊이에 따라 순차적으로 할당되는, 센서 네트워크의 주소 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점프 아이디는, 다음의 수식
    Figure 112009051896260-pat00007
    (이때, K는 상기 센서 네트워크의 최대 자식 수, i는 부모 노드의 점프 아이디, j는 자신의 서열 번호)
    에 의하여 계산되는, 센서 네트워크의 주소 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점프 테이블을 생성하는 단계의 수행 이후, 상기 센서 네트워크에 새로운 센서 노드가 추가되는 경우,
    상기 베이스 스테이션에서, 추가된 센서 노드에 다른 센서 노드들과 구별되는 실제 아이디를 부여하는 단계;
    상기 추가된 센서 노드에서, 부모 노드로부터 전송받은 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산하는 단계; 및
    상기 추가된 센서 노드에서, 자신의 실제 아이디 및 점프 아이디, 자신의 부모 노드로부터 전송받은 조상 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 포함하는 점프 테이블을 생성하는 단계;
    를 포함하는 센서 네트워크의 주소 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 점프 테이블을 생성하는 단계의 수행 이후, 상기 센서 네트워크에 포함된 센서 노드 중 어느 하나가 삭제되는 경우,
    삭제된 센서 노드의 조상 노드에서, 상기 삭제된 센서 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 점프 테이블에서 삭제하는 단계;
    를 더 포함하는 센서 네트워크의 주소 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 삭제된 센서 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 점프 테이블에서 삭제하는 단계의 수행 이후, 상기 삭제된 센서 노드에 자식 노드가 존재하는 경우,
    상기 삭제된 센서 노드의 자식 노드에서, 자신의 통신 가능 범위에 존재하는 센서 노드들 중 자식의 수가 최대 자식 수 미만인 센서 노드를 자신의 새로운 부모 노드로 간주하고, 상기 새로운 부모 노드로부터 전송받은 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산하는 단계; 및
    상기 삭제된 센서 노드의 자식 노드에서, 자신의 실제 아이디 및 점프 아이디, 자신의 새로운 부모 노드로부터 전송받은 조상 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 이용하여 자신의 점프 테이블을 업데이트하는 단계;
    를 포함하는 센서 네트워크의 주소 할당 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 점프 테이블을 생성하는 단계의 수행 이후, 상기 센서 네트워크의 최대 자식 수가 변경되는 경우,
    상기 베이스 스테이션에서, 변경된 최대 자식 수 정보를 상기 센서 네트워크의 각 센서 노드로 전송하는 단계;
    상기 센서 네트워크의 각 센서 노드에서, 부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 변경된 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 재계산하는 단계;
    상기 센서 네트워크의 각 센서 노드에서, 자신의 실제 아이디 및 재계산된 점프 아이디, 자신의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 실제 아이디 및 재계산된 점프 아이디를 이용하여 점프 테이블을 업데이트하는 단계;
    를 포함하는 센서 네트워크의 주소 할당 방법.
  8. 자식 노드로부터 메시지를 전송받은 센서 노드에서, 상기 센서 노드가 포함된 센서 네트워크의 최대 자식 수 및 자신의 점프 아이디를 이용하여 부모 노드의 점프 아이디를 계산하는 단계;
    상기 센서 노드에서, 상기 점프 아이디에 대응되는 실제 아이디를 점프 테이블로부터 추출하는 단계; 및
    상기 센서 노드에서, 상기 추출된 실제 아이디에 해당하는 센서 노드에 전송받은 메시지를 전송하는 단계;
    를 포함하는 센서 노드의 메시지 전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부모 노드의 점프 아이디는 다음의 수학식,
    Figure 112009051896260-pat00008
    (이때, K는 센서 네트워크의 최대 자식 수, i는 자신의 점프 아이디)
    을 이용하여 계산되는, 센서 노드의 메시지 전송 방법.
  10. 부모 노드로부터 메시지를 전송받은 센서 노드에서, 상기 센서 노드가 포함된 센서 네트워크의 최대 자식 수, 자신의 점프 아이디 및 자식 노드의 서열 번호를 이용하여 자식 노드의 점프 아이디를 계산하는 단계;
    상기 센서 노드에서, 상기 점프 아이디에 대응되는 실제 아이디를 점프 테이블로부터 추출하는 단계; 및
    상기 센서 노드에서, 상기 추출된 실제 아이디에 해당하는 센서 노드에 전송받은 메시지를 전송하는 단계;
    를 포함하는 센서 노드의 메시지 전송 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 자식 노드의 점프 아이디는 다음의 수학식,
    Figure 112009051896260-pat00009
    (이때, K는 센서 네트워크의 최대 자식 수, i는 자신의 점프 아이디, j는 자식 노드의 서열 번호)
    을 이용하여 계산되는, 센서 노드의 메시지 전송 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  13. 복수 개의 센서 노드가 뿌리 있는 트리 형태로 구성된 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드로서,
    상기 센서 노드가 배치된 위치 주변의 환경에 대한 정보를 센싱하는 센싱부;
    다른 센서 노드로부터 메시지를 전송받거나 다른 센서 노드로 메시지를 전송하는 통신부;
    부모 노드의 점프 아이디, 자신의 서열 번호, 및 상기 뿌리 있는 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 계산하는 점프 아이디 계산부; 및
    자신의 실제 아이디 및 상기 점프 아이디 계산부에서 계산된 점프 아이디, 자신의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 포함하는 점프 테이블을 생성 및 관리하는 점프 테이블 관리부;
    를 포함하는 센서 노드.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 점프 아이디 계산부는, 다음의 수식
    Figure 112009051896260-pat00010
    (이때, K는 상기 센서 네트워크의 최대 자식 수, i는 부모 노드의 점프 아이디, j는 자신의 서열 번호)
    에 의하여 점프 아이디를 계산하는, 센서 노드.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 센서 노드에 새로운 자식 노드가 추가되는 경우,
    상기 점프 테이블 관리부는, 상기 추가된 자식 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 상기 추가된 자식 노드로부터 전송받아 자신의 점프 테이블에 기록하는, 센서 노드.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 센서 노드에서 자식 노드가 삭제되는 경우,
    상기 점프 테이블 관리부는, 삭제된 자식 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 자신의 점프 테이블에서 삭제하는, 센서 노드.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 센서 노드에서 부모 노드가 삭제되는 경우,
    상기 점프 아이디 계산부는, 상기 통신부의 통신 가능 범위에 존재하는 센서 노드들 중 자식 노드의 수가 최대 자식 수 미만인 센서 노드를 새로운 부모 노드로 간주하여 점프 아이디를 재계산하고,
    상기 점프 테이블 관리부는, 재계산된 상기 점프 아이디, 상기 새로운 부모 노드로부터 전송받은 조상 노드의 실제 아이디 및 점프 아이디를 이용하여 자신의 점프 테이블을 업데이트하는, 센서 노드.
  18. 제13항에 있어서,
    부모 노드로부터 변경된 최대 자식 수 정보를 전송받는 경우,
    상기 점프 아이디 계산부는, 상기 변경된 최대 자식 수 정보를 이용하여 점프 아이디를 재계산하고,
    상기 점프 테이블 관리부는, 상기 재계산된 점프 아이디, 자신의 부모 노드 및 자식 노드로부터 전송받은 조상 노드 및 자손 노드의 재계산된 점프 아이디를 이용하여 점프 테이블을 업데이트하는, 센서 노드.
KR1020090078511A 2009-08-25 2009-08-25 센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법 KR100952075B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090078511A KR100952075B1 (ko) 2009-08-25 2009-08-25 센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090078511A KR100952075B1 (ko) 2009-08-25 2009-08-25 센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100952075B1 true KR100952075B1 (ko) 2010-04-13

Family

ID=42219713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090078511A KR100952075B1 (ko) 2009-08-25 2009-08-25 센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100952075B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012115353A2 (ko) * 2011-02-22 2012-08-30 서울대학교산학협력단 무선 센서 네트워크의 자가구성 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워크의 자가구성 방법
CN106790755A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 深圳前海弘稼科技有限公司 组网方法和组网系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060010989A (ko) * 2004-07-29 2006-02-03 삼성전자주식회사 무선 네트워크의 규모 변화에 따른 적응적 주소 재설정방법
KR20070008435A (ko) * 2005-07-12 2007-01-17 김기형 인터넷 프로토콜 버전 6 기반의 저전력 무선 개인 영역네트워크상에서 계층적 라우팅 방법
KR100747551B1 (ko) 2006-11-06 2007-08-08 한국전자통신연구원 토폴로지 관리 테이블을 이용한 센서 네트워크의 토폴로지관리 방법
KR20080097017A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 한국전자통신연구원 애드 혹(ａｄ-ｈｏｃ) 네트워크에서 채널 할당 방법 및장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060010989A (ko) * 2004-07-29 2006-02-03 삼성전자주식회사 무선 네트워크의 규모 변화에 따른 적응적 주소 재설정방법
KR20070008435A (ko) * 2005-07-12 2007-01-17 김기형 인터넷 프로토콜 버전 6 기반의 저전력 무선 개인 영역네트워크상에서 계층적 라우팅 방법
KR100747551B1 (ko) 2006-11-06 2007-08-08 한국전자통신연구원 토폴로지 관리 테이블을 이용한 센서 네트워크의 토폴로지관리 방법
KR20080097017A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 한국전자통신연구원 애드 혹(ａｄ-ｈｏｃ) 네트워크에서 채널 할당 방법 및장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012115353A2 (ko) * 2011-02-22 2012-08-30 서울대학교산학협력단 무선 센서 네트워크의 자가구성 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워크의 자가구성 방법
WO2012115353A3 (ko) * 2011-02-22 2012-12-13 서울대학교산학협력단 무선 센서 네트워크의 자가구성 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워크의 자가구성 방법
US9240973B2 (en) 2011-02-22 2016-01-19 Snu R&Db Foundation Self-construction system of wireless sensor network and method for self-construction of wireless sensor network using the same
CN106790755A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 深圳前海弘稼科技有限公司 组网方法和组网系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100215051A1 (en) Network routing with path identifiers
US7761514B2 (en) Method and apparatus for providing dynamic group management for distributed interactive applications
AU2020378947A1 (en) Method and apparatus for managing IoT device, and server and storage medium thereof
CN103986661B (zh) 一种支持网络编码的组播路由方法
Chen et al. A Bloom filters based dissemination protocol in wireless sensor networks
Booranawong et al. Energy consumption and control response evaluations of AODV routing in WSANs for building-temperature control
KR100952075B1 (ko) 센서 노드, 센서 노드의 주소 할당 방법 및 메시지 전송 방법
Varsha et al. Development of QoS optimized routing using Artificial bee colony and TABU-GA with a mobile base station in Wireless Sensor Network
KR100932923B1 (ko) 무선센서네트워크에서 라우팅 경로 설정 방법 및 장치
CN104008205A (zh) 一种内容路由的查询方法及系统
Li et al. Searching continuous nearest neighbors in road networks on the air
KR100959815B1 (ko) 트리 기반 네트워크의 주소 할당 방법 및 장치
CN102882792A (zh) 互联网传播路径图简化方法
Tang et al. $\text {DAO}^\text {2} $: Overcoming Overall Storage Overflow in Intermittently Connected Sensor Networks
Zungeru et al. A formal mathematical framework for modeling and simulation of wireless sensor network environments utilizing the hill-building behavior of termites
KR101490062B1 (ko) 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 그룹화 방법
Park et al. Energy efficient spatial query processing in wireless sensor networks
Abadi et al. Sensor network integration with streaming database systems
JP5430436B2 (ja) 情報蓄積検索方法及び情報蓄積検索プログラム
Wang et al. Modeling and simulation of the optimal sink moving path based on mixed integer linear programming
Chen et al. Bdp: A bloom filters based dissemination protocol in wireless sensor networks
CN107992294A (zh) 一种通用的信息表达和信息传递的超级数据结构
Ngo DAO2: OVERCOMING OVERALL STORAGE OVERFLOW IN INTERMITTENTLY CONNECTED SENSOR NETWORK _ A Project Presented
Song et al. A query-based routing tree in sensor networks
KR100989847B1 (ko) 센서 노드 및 상기 센서 노드에서의 조건 테이블 분할 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160330

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170403

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180402

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190402

Year of fee payment: 10