KR100996672B1 - Image transfer method in wireless sensor network - Google Patents
Image transfer method in wireless sensor network Download PDFInfo
- Publication number
- KR100996672B1 KR100996672B1 KR1020080038699A KR20080038699A KR100996672B1 KR 100996672 B1 KR100996672 B1 KR 100996672B1 KR 1020080038699 A KR1020080038699 A KR 1020080038699A KR 20080038699 A KR20080038699 A KR 20080038699A KR 100996672 B1 KR100996672 B1 KR 100996672B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image data
- sensor node
- layer
- node
- buffer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L47/00—Traffic control in data switching networks
- H04L47/10—Flow control; Congestion control
- H04L47/32—Flow control; Congestion control by discarding or delaying data units, e.g. packets or frames
- H04L47/323—Discarding or blocking control packets, e.g. ACK packets
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L47/00—Traffic control in data switching networks
- H04L47/50—Queue scheduling
- H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
- H04L47/622—Queue service order
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
- H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
- H04W28/0278—Traffic management, e.g. flow control or congestion control using buffer status reports
-
- 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
Abstract
무선 센서네트워크에서 상위 센서 노드(부모 노드)의 잔여 버퍼를 고려하여 이미지데이터를 전송함으로써 버퍼 오버플로(Buffer Overflow)로 인해 발생하는 패킷 손실을 방지하고, 이미지 데이터 전송중에는 이미 선택된 경로를 통해서만 데이터를 전송토록 함으로써 연속적인 이미지 데이터의 수신이 가능토록 한 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법이 개시된다.By transmitting the image data in consideration of the remaining buffer of the upper sensor node (parent node) in the wireless sensor network, packet loss caused by the buffer overflow is prevented, and data is transmitted only through the already selected path during image data transmission. Disclosed is a method of transmitting image data in a wireless sensor network which enables continuous reception of image data by transmitting.
개시된 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법은, 이미지데이터를 전송하고자 하는 하위 센서 노드(자식 노드)는 상위 센서 노드(부모 노드)로부터 버퍼 정보를 요청하는 단계와; 상기 버퍼 정보를 요청받은 상위 센서 노드에서 버퍼 정보를 상기 하위 센서 노드에 제공하는 단계와; 상기 하위 센서 노드에서 상기 제공받은 버퍼 정보를 고려하여 전송할 이미지데이터를 상기 상위 센서 노드로 전송하는 단계를 포함한다.In the disclosed wireless sensor network, an image data transmission method includes: requesting buffer information from a lower sensor node (child node) to transmit image data from an upper sensor node (parent node); Providing buffer information to the lower sensor node at an upper sensor node that has received the buffer information; And transmitting the image data to be transmitted to the upper sensor node in consideration of the provided buffer information at the lower sensor node.
무선 센서네트워크, RAIT, 이미지데이터 전송 프로토콜 Wireless sensor network, RAIT, image data transmission protocol
Description
본 발명은 무선 센서네트워크에서 상위 센서 노드(부모 노드)의 잔여 버퍼를 고려하여 이미지데이터를 전송함으로써 버퍼 오버플로(Buffer Overflow)로 인해 발생하는 패킷 손실을 방지하고, 이미지 데이터 전송중에는 이미 선택된 경로를 통해서만 데이터를 전송토록 함으로써 연속적인 이미지 데이터의 수신이 가능토록 한 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법에 관한 것이다.The present invention prevents packet loss caused by buffer overflow by transmitting image data in consideration of the remaining buffer of the upper sensor node (parent node) in the wireless sensor network, and selects a path already selected during image data transmission. The present invention relates to a method of transmitting image data in a wireless sensor network in which continuous image data can be received by transmitting data only through the network.
일반적으로 무선 센서네트워크는 인간 중심의 유비쿼터스 패러다임이 확대되면서 전 세계적으로 활발하게 연구되고 있는 기술 중의 하나이다. 최근에는 CMOS 카메라 및 센서 노드의 하드웨어 성능 향상으로 센서네트워크 망을 이용하여 멀티미디어 데이터를 활용하기 위한 WMSN(Wireless Multimedia Sensor Network) 분야가 주목받고 있다. WMSN를 이용하면 센서 노드를 통하여 접근성이 낮은 지역으로부터의 멀티미디어 데이터 수집이 가능해져 센서네트워크의 활용 가능 영역이 넓어질 것으로 예상된다.In general, wireless sensor networks are one of the technologies that are being actively studied around the world as the human-centered ubiquitous paradigm is expanded. Recently, the WMSN (Wireless Multimedia Sensor Network) field for utilizing multimedia data using a sensor network network has been attracting attention due to hardware performance improvement of CMOS cameras and sensor nodes. Using WMSN, it is expected that the sensor nodes can be used to collect multimedia data from inaccessible areas, thereby increasing the usable area of the sensor network.
이를 위해서는 센서 노드의 무선 네트워크를 활용하여 비디오, 오디오 등의 멀티미디어 데이터를 원활하게 전송할 수 있는 메커니즘이 보장되어야 한다. 하지만, 좁은 네트워크 대역폭과 낮은 사양의 센서 노드를 이용하여 수 킬로바이트에 이르는 멀티미디어 데이터를 전송하기 위해서는 여러 가지 상황(노드 장애, 네트워크 에러와 같은 상황)에 대한 고려가 필요하다. 무선 네트워크의 링크는 전파의 간섭이나 환경적인 요인에 크게 영향을 받는다. To this end, a mechanism for smoothly transmitting multimedia data such as video and audio using a wireless network of sensor nodes must be ensured. However, in order to transmit multi-kilobytes of multimedia data using narrow network bandwidth and low specification sensor nodes, various situations (such as node failure and network error) need to be considered. Links in wireless networks are greatly affected by radio wave interference and environmental factors.
종래 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 프로토콜을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the image data transmission protocol in the conventional wireless sensor network as follows.
무선 통신에서 데이터 신뢰성을 유지하기 위한 기법으로 알려져 있는 PSFQ와 RMST는 NAK(Negative Acknowledgement)와 ARQ(Automatic Repeat Request)를 사용하여 재전송으로 인해 일어날 수 있는 오버헤드를 최소로 하기 위한 기법이다. 기존 무선 네트워크에서는 링크 에러가 발생하면 ARQ방식으로 재전송하여도 오버헤드가 크게 발생하지 않았지만, 에너지의 제약이 큰 센서네트워크에서의 패킷 재전송은 큰 에너지 소모를 발생시키므로 적합하지 않다. 게다가 잦은 재전송 발생은 작은 크기의 수신 큐를 갖는 메모리 크기의 한계로 인해 정상적인 데이터 전송을 어렵게 만든다.PSFQ and RMST, which are known as techniques for maintaining data reliability in wireless communication, are designed to minimize overhead caused by retransmission using NAK (Negative Acknowledgment) and ARQ (Automatic Repeat Request). In a conventional wireless network, if a link error occurs, the overhead does not occur much even when retransmitted by ARQ method, but packet retransmission in a sensor network with a large energy constraint generates a large energy consumption and is not suitable. In addition, frequent retransmissions make normal data transfer difficult due to memory size limitations with small receive queues.
또한, 이미지 데이터를 멀티홉 라우팅 프로토콜을 이용하여 전송하면 버퍼 오버플로가 발생하여 패킷손실이 발생한다. 그 이유는 낮은 하드웨어 사양을 갖는 센서네트워크의 특징으로 각 노드는 작은 크기의 메모리를 갖기 때문이다. 여러 경로를 통해 데이터를 수신받은 노드는 작은 버퍼 크기로 인해 네트워크 트래픽이 발 생하며, 멀티홉 라우팅 알고리즘에서는 수신 패킷을 드롭(Drop) 함으로써 이를 해결하기 때문에 패킷이 손실되는 문제가 발생한다. 또한, 센서 노드는 적은 용량의 배터리 사용으로 수명이 짧고, 외부적인 환경에서 데이터를 수집하는 경우 물리적인 충격에 의해 파손될 확률이 높아지는 단점도 내포하고 있다.In addition, when image data is transmitted using a multihop routing protocol, a buffer overflow occurs and packet loss occurs. The reason is that each node has a small size of memory because it has a low hardware specification. Nodes that receive data through multiple paths generate network traffic due to the small buffer size, and the packet loss occurs because the multi-hop routing algorithm solves this by dropping received packets. In addition, the sensor node has a short lifespan due to the use of a small battery, and also has a disadvantage in that the probability of being damaged by physical shock increases when collecting data in an external environment.
또한, FEC(Forward Error Correction)는 에러정정코드를 사용하여 데이터 에러를 복구한다. 이미지데이터 전송을 위한 FEC 기반의 UEP(Unequal Error Protection)는 무선통신에서의 에러를 줄이고 효과적인 전송을 가능하게 한다. 패킷의 손실이 감지되면 FEC 알고리즘은 중요 데이터를 복구하기 위해 FEC 코드를 적용한다. 하지만, FEC를 사용하면 패킷 전체가 손실될 때 이에 대한 복구가 어렵다.In addition, FEC (Forward Error Correction) uses an error correction code to recover data errors. FEC-based UEP (Unequal Error Protection) for image data transmission reduces errors in wireless communication and enables effective transmission. When a packet loss is detected, the FEC algorithm applies the FEC code to recover important data. However, using FEC, it is difficult to recover the entire packet when it is lost.
다음으로, 다중-경로 방식의 이미지데이터 전송 프로토콜로 이미지 데이터를 전송하는 경우, 두 개의 센서 노드에 동일한 데이터를 전송하기 때문에 통신 에러나 노드 장애로 인해 발생하는 패킷손실로 인한 재전송을 최소화한다. 그러나 이러한 분할 스키마를 이용하면 링크 채널 저하 및 노드 에러 발생 시 일정 수준 이상의 이미지데이터 품질을 유지할 수 있는 장점이 있으나, 반면 네트워크 트래픽 및 에너지 소모가 과대해지는 단점을 유발한다.Next, in case of transmitting image data through the multi-path image data transmission protocol, since the same data is transmitted to two sensor nodes, retransmission due to packet loss caused by communication error or node failure is minimized. However, using this partitioning scheme has the advantage of maintaining a certain level of image data quality in the event of a link channel degradation and node error, while causing a disadvantage of excessive network traffic and energy consumption.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 무선 센서네트워크에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the conventional wireless sensor network as described above.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, Token-Bucket 방식을 이용하여 이미지데이터의 흐름을 제어하는 RAIT 프로토콜(Reliable Asynchronous Image Transfer protocol)을 구현함으로써, 부모 노드의 큐 오버플로(Queue Overflow)를 방지하여 작은 메모리 크기로 인해 발생하게 되는 이미지데이터 패킷의 손실을 없애 이미지데이터 전송의 신뢰성을 유지하도록 한 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to implement a reliable asynchronous image transfer protocol (RAIT) protocol for controlling the flow of image data using a Token-Bucket method, thereby preventing a queue overflow of the parent node The present invention provides a method of transmitting image data in a wireless sensor network in which image data transmission is maintained by eliminating loss of image data packets caused by memory size.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이미지데이터 전송중에는 이미 선택된 경로를 통해서만 데이터를 전송토록 함으로써 연속적인 이미지데이터의 수신이 가능토록 한 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of transmitting image data in a wireless sensor network that allows continuous image data reception by transmitting data only through a path already selected during image data transmission.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법"은,The "image data transmission method in a wireless sensor network" according to the present invention for solving the above problems,
트리 구조를 가지는 무선 센서 네트워크에서의 센서 노드들 간의 이미지데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서,A method for transmitting image data between sensor nodes in a wireless sensor network having a tree structure,
이미지데이터를 전송하고자 하는 하위 센서 노드(자식 노드)는 상위 센서 노드(부모 노드)로부터 버퍼 정보를 요청하는 단계와;Requesting buffer information from an upper sensor node (parent node) for a lower sensor node (child node) to transmit image data;
상기 버퍼 정보를 요청받은 상위 센서 노드에서 버퍼 정보를 상기 하위 센서 노드에 제공하는 단계와;Providing buffer information to the lower sensor node at an upper sensor node that has received the buffer information;
상기 하위 센서 노드에서 상기 제공받은 버퍼 정보를 고려하여 전송할 이미지데이터를 상기 상위 센서 노드로 전송하는 단계를 포함한다.And transmitting the image data to be transmitted to the upper sensor node in consideration of the provided buffer information at the lower sensor node.
상기에서, 하위 센서 노드는,In the above, the lower sensor node,
상기 상위 센서 노드로부터 제공받은 버퍼 정보를 분석하여, 버퍼가 존재할 경우 이미지데이터 전송 중 다른 상위 센서 노드를 선택하지 못하도록 라우팅 경로를 일시로 고정하는 것을 특징으로 한다.By analyzing the buffer information provided from the upper sensor node, the routing path is temporarily fixed to prevent another upper sensor node from being selected during image data transmission when a buffer exists.
상기에서, 하위 센서 노드는 이미지데이터 전송 중 버퍼 량을 나타내는 토큰이 부족할 경우, 이미지데이터 전송을 중지하고 상기 상위 센서 노드로 토큰을 요청하는 것을 특징으로 한다.In the above, when the lower sensor node lacks a token indicating a buffer amount during image data transmission, the lower sensor node may stop transmitting the image data and request a token from the upper sensor node.
상기에서 하위 센서 노드는 이미지데이터 전송을 중지한 상태에서 상기 상위 센서 노드로부터 토큰을 제공받으면 이미지데이터 전송을 재개하는 것을 특징으로 한다.When the lower sensor node receives a token from the upper sensor node in a state in which image data transmission is stopped, the lower sensor node resumes image data transmission.
상기에서, 하위 센서 노드는,In the above, the lower sensor node,
이미지데이터 전송을 실행하기 위한 애플리케이션(APP) 레이어와;An application (APP) layer for executing image data transfer;
상기 애플리케이션 레이어로부터 이미지데이터 전송이 요구될 경우 상기 상위 센서 노드로 버퍼를 요청하고, 상기 상위 센서 노드로부터 버퍼를 제공받는 RAIT 레이어와;A RAIT layer for requesting a buffer from the upper sensor node and receiving a buffer from the upper sensor node when image data transmission is requested from the application layer;
상기 RAIT 레이어로부터 전송 이미지데이터가 전달되면 라우팅 경로를 설정하고, 상기 이미지데이터 전송중에는 라우팅 경로를 일시 고정하는 멀티홉 레이어와;A multi-hop layer configured to set a routing path when transmission image data is transmitted from the RAIT layer, and temporarily fix the routing path during transmission of the image data;
상기 RAIT 레이어로부터 상위 센서 노드로의 버퍼를 제공받으면, 그 버퍼를 고려하여 상기 멀티홉 레이어에서 전달되는 이미지데이터를 상기 상위 센서 노드로 전송하는 큐 레이어를 포함한다.When receiving the buffer from the RAIT layer to the upper sensor node, considering the buffer includes a queue layer for transmitting the image data transmitted from the multi-hop layer to the upper sensor node.
또한, 상기 상위 센서 노드는,In addition, the upper sensor node,
상기 하위 센서 노드로부터 버퍼가 요청되면, 현재 자신의 상태를 확인하여, 자신의 이미지데이터 전송이 아니고 다른 센서 노드의 이미지데이터를 포워딩하는 경우도 아닌 경우 상기 하위 센서 노드로 버퍼를 제공해주는 것을 특징으로 한다.When a buffer is requested from the lower sensor node, it checks its current state and provides a buffer to the lower sensor node when it is not transmitting its own image data and not forwarding image data of another sensor node. do.
또한, 상기 상위 센서 노드는 상기 하위 센서 노드로 버퍼를 제공해준 경우, 이미지데이터 포워딩 상태로 동작을 전환하여 상기 하위 센서 노드에서 전송된 이미지데이터만을 수신하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the upper sensor node provides a buffer to the lower sensor node, the upper sensor node switches to an image data forwarding state and receives only image data transmitted from the lower sensor node.
또한, 상기 상위 센서 노드는,In addition, the upper sensor node,
이미지데이터 전송을 실행하기 위한 애플리케이션 레이어와;An application layer for executing image data transfer;
상기 하위 센서 노드로부터 버퍼가 요청되면 자신의 상태를 확인하여, 자신의 이미지데이터 전송이 아니고 다른 센서 노드의 이미지데이터를 포워딩하는 경우도 아닌 경우 큐 레이어를 통해 잔여 버퍼량을 획득하여 이를 상기 하위 센서 노드에 제공하여 트래픽을 제어하는 RAIT 레이어와;When a buffer is requested from the lower sensor node, it checks its own state, and if it is not transmitting its own image data and not forwarding image data of another sensor node, the remaining buffer amount is obtained through the queue layer, and the lower sensor is obtained. A RAIT layer provided to the node to control traffic;
상기 RAIT 레이어와 연동하여 라우팅 경로를 설정하고, 상기 하위 센서 노드로 버퍼를 제공한 경우에는 상기 하위 센서 노드에서 전송된 이미지데이터만을 수신하는 멀티홉 레이어와;A multi-hop layer configured to set a routing path in association with the RAIT layer and to receive only image data transmitted from the lower sensor node when a buffer is provided to the lower sensor node;
상기 멀티홉 레이어에서 전달되는 상기 하위 센서 노드의 이미지데이터를 전송하는 큐 레이어를 포함한다.And a queue layer for transmitting image data of the lower sensor node transferred from the multi-hop layer.
상기에서 상위 센서 노드는,The upper sensor node in the above,
상기 하위 센서 노드로부터 이미지데이터가 전송되면,When image data is transmitted from the lower sensor node,
상기 멀티홉 레이어에서 시퀀스 헤더를 확인하여 첫 번째 이미지이면 큐 레이어를 블로킹하여 전송을 지연시키는 단계와;Checking the sequence header in the multi-hop layer and delaying transmission by blocking the queue layer if it is the first image;
상기 RAIT 레이어에서 포워딩 초기화를 수행하고, 다른 상위 센서 노드에게 이미지 데이터 포워딩을 요청하고, 상기 다른 상위 센서 노드로부터 이미지 데이터를 포워딩할 수 있는 메시지를 수신하면, 상기 큐 레이어의 블로킹을 해제하는 단계와;Releasing blocking of the queue layer when performing a forwarding initialization in the RAIT layer, requesting an image data forwarding from another higher sensor node, and receiving a message capable of forwarding image data from the other upper sensor node; ;
상기 큐 레이어에서 블로킹이 해제되면 하위 센서 노드로부터 수신한 이미지데이터를 상기 다른 상위 센서 노드로 전송하고, 상기 이미지데이터를 포워딩하는 도중에 토큰이 부족할 경우 이미지 데이터의 포워딩을 일시 중지하고, 상기 RAIT 레이어에 토큰을 요청하는 단계를 포함한다.When blocking is canceled in the queue layer, image data received from a lower sensor node is transmitted to the other upper sensor node, and if the token is insufficient while forwarding the image data, the forwarding of image data is paused, and the RAIT layer Requesting a token.
상기 RAIT 레이어는 이미지 데이터의 포워딩중에 상기 큐 레이어로부터 토큰 요청이 발생하면 상기 다른 상위 센서 노드로 버퍼를 요청하고, 상기 다른 상위 센서 노드로부터 버퍼를 제공받으면 상기 큐 레이어에 이를 제공해주어 이미지 데이터의 포워딩을 재개할 수 있도록 트래픽을 제어하는 것을 특징으로 한다.The RAIT layer requests a buffer to the other upper sensor node when a token request is generated from the queue layer during image data forwarding, and forwards the image data by providing it to the queue layer when a buffer is received from the other upper sensor node. Characterized in that to control the traffic to resume.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, Token-Bucket 방식을 이용하여 이미지데이터의 흐름을 제어하는 RAIT 프로토콜(Reliable Asynchronous Image Transfer protocol)을 구현함으로써, 부모 노드의 큐 오버플로(Queue Overflow)를 방지할 수 있어 작은 메모리 크기로 인해 발생하게 되는 이미지데이터 패킷의 손실을 제거할 수 있는 장점이 있으며, 이러한 장점으로 인해 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송의 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention described above, by implementing a Reliable Asynchronous Image Transfer Protocol (RAIT) protocol that controls the flow of image data using the Token-Bucket method, it is possible to prevent the queue overflow of the parent node (Queue Overflow). Therefore, there is an advantage that can eliminate the loss of the image data packet caused by the small memory size, and this advantage has the advantage of ensuring the reliability of image data transmission in the wireless sensor network.
또한, 이미지데이터 전송중에는 이미 선택된 경로를 통해서만 데이터를 전송토록 함으로써 이미지데이터의 수신에 연속성을 부여할 수 있는 장점도 있다.In addition, there is an advantage in that continuity can be given to the reception of the image data by transmitting the data only through the already selected path during image data transmission.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선 센서네트워크의 구성을 보인 것으로서, 사용자 단말기(100)와, 외부 네트워크(200)와, 싱크 노드((300)와 다수의 센서 노드(500)로 이루어진 센서 필드(400)를 포함한다.1 illustrates a configuration of a wireless sensor network to which the present invention is applied, and includes a sensor field including a
센서 필드(400)는 다수의 센서 노드(500)들이 트리 구조로 배치되어 있다. 센서 필드(400)를 구성하는 다수의 센서 노드(500)들은 외부와 데이터 통신을 지원하는 무선 플랫폼과, 데이터를 처리하는 프로세서 플랫폼 및 각종 데이터를 저장하 는 메모리를 포함한다.The
싱크 노드(300)는 센서 필드(400)와 사설 지상, 이동통신 네트워크 또는 유/무선 네트워크를 통한 전술 인터넷 등을 포함하는 외부 네트워크(200)를 연결하는 것으로, 게이트웨이(Gateway) 또는 베이스 스테이션(Base station)이라고 불리기도 한다. 본 발명의 실시 예에 있어서 센서 필드(400)와 외부 네트워크(200)를 연결하는 싱크 노드(300)는 단일로 도시하였지만, 무선 센서 네트워크에서는 다수의 싱크 노드로 구성될 수도 있다.The
상기와 같이 구성되는 무선 센서네트워크에서는 다수의 센서 노드(500)들로 구성된 센서 필드(400)에서 발생한 데이터가 싱크 노드(300)를 통해 외부 네트워크(200)로 제공되며, 사용자는 외부 네트워크(200)에 접속되는 사용자 단말기(100)를 통해 센서 필드(400)에서 제공하는 각종 데이터를 제공받게 되는 것이다.In the wireless sensor network configured as described above, data generated in the
도 4는 본 발명에 따른 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법의 전체 구조를 보인 것으로서, 크게 이미지데이터를 전송하는 하위 센서 노드(510)와, 상기 하위 센서 노드(510)로부터 이미지데이터 포워딩이 요구되면 자신의 상태를 확인하고, 이미지데이터 포워딩이 가능할 경우 상기 하위 센서 노드(510)로부터 전송된 이미지데이터를 수신하여 다른 상위 센서 노드로 포워딩해주는 상위 센서 노드(520)로 구성된다.4 shows the overall structure of the image data transmission method in the wireless sensor network according to the present invention. When the image sensor forwarding is requested from the
여기서 하위 센서 노드(510)와 상위 센서 노드(520)는 도 1의 센서 필드(40))에 구비되는 센서 노드(500)를 의미하며, 단순히 상위 센서 노드에 이미지데이터를 전송하는 센서 노드를 하위 센서 노드라고 칭하였으며, 하위 센서 노드에 서 전송된 이미지데이터를 수신하고 이를 다른 상위 센서 노드로 포워딩해주는 센서 노드를 상위 센서 노드로 칭하였다. 도면에서 자식 노드(Child Node)는 하위 센서 노드를 의미하고, 부모 노드(Parent Node)는 상위 센서 노드를 의미한다.Here, the
하위 센서 노드(510)는 이미지데이터 전송을 실행하기 위한 애플리케이션(APP) 레이어(511)와; 상기 애플리케이션 레이어(511)로부터 이미지데이터 전송이 요구될 경우 상기 상위 센서 노드(520)로 버퍼 정보(토큰)를 요청하고, 상기 상위 센서 노드(520)로부터 버퍼를 제공받으며, 트래픽을 제어하는 RAIT 레이어(512)와; 상기 RAIT 레이어(512)로부터 전송 이미지데이터가 전달되면 라우팅 경로를 설정하고, 상기 이미지데이터 전송중에는 라우팅 경로를 일시 고정하는 멀티홉 레이어(513)와; 상기 RAIT 레이어(512)로부터 상위 센서 노드(520)로의 버퍼를 제공받으면, 그 버퍼를 고려하여 상기 멀티홉 레이어(513)에서 전달되는 이미지데이터를 상기 상위 센서 노드(520)로 전송하는 큐 레이어(514)를 구비한다.The
상위 센서 노드(520)는 이미지데이터 전송을 실행하기 위한 애플리케이션 레이어(521)와; 상기 하위 센서 노드(510)로부터 버퍼가 요청되면 자신의 상태를 확인하여, 자신의 이미지데이터 전송이 아니고 다른 센서 노드의 이미지데이터를 포워딩하는 경우도 아닌 경우 큐 레이어(524)를 통해 잔여 버퍼(토큰)를 획득하여 이를 상기 하위 센서 노드(510)에 제공하여 트래픽을 제어하는 RAIT 레이어(522)와; 상기 RAIT 레이어(522)와 연동하여 라우팅 경로를 설정하고, 상기 하위 센서 노드(510)로 버퍼를 제공한 경우에는 상기 하위 센서 노드(510)에서 전송된 이미지데이터만을 수신하는 멀티홉 레이어(523)와; 상기 멀티홉 레이어(523)에서 전달되는 상기 하위 센서 노드(510)의 이미지데이터를 전송하는 큐 레이어(524)를 구비한다.The
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the image data transmission method in the wireless sensor network according to the present invention configured as described above will be described in detail.
이미지데이터 프로토콜 구현시 가장 중요하게 고려되어야 할 사항은 이미지데이터 전송의 신뢰성 유지이다. 일반적인 센서 노드는 낮은 사양의 하드웨어를 사용하기 때문에 작은 크기의 수신 큐를 가질 수밖에 없다. 이로 인해 고용량의 멀티미디어 데이터를 전송하면, 수신 측에서는 큐 오버플로가 발생할 확률이 높다.The most important consideration when implementing the image data protocol is maintaining the reliability of image data transmission. Typical sensor nodes use low-end hardware, which means that they have a small receive queue. For this reason, when a large amount of multimedia data is transmitted, there is a high probability that a queue overflow occurs on the receiving side.
큐 오버플로가 발생하지 않게 하기 위하여 RAIT 레이어(Layer)(512)(522)에서는 Token-Bucket 기법을 이용한다. To prevent queue overflow, the RAIT layers 512 and 522 use a Token-Bucket technique.
도 2a 및 도 2b에 Token-Bucket의 동작 일례가 개시된다.2A and 2B disclose an example of the operation of the Token-Bucket.
Token-Bucket에서의 토큰(Token)은 하나의 바이트 혹은 패킷을 의미하며, 데이터 전송의 흐름 제어를 위한 최소의 단위이다. 이러한 방식으로 RAIT 레이어(512)(522)는 네트워크 트래픽 상태를 고려하며, 통신할 수 있는 경우에만 이미지데이터를 전송하는 메커니즘을 갖는다. 네트워크 정체 현상(Congestion)을 판단하기 위한 기준은 부모 노드로부터 할당받은 토큰 크기이며, 자식 노드는 부모 노드의 토큰이 남아있지 않으면 데이터 전송을 멈춘다. 이러한 동작을 위해 RAIT 레이어에서 멀티홉 레이어(Multihop Layer)(513)(523), 큐 레이어(Queue Layer)(514)(524)에 대한 제어를 필요로 한다. RAIT 레이어는 이미지데이터 전송을 위해 필요한 제어 메시지(Control Message)를 부모 노드에 전송하고, 부모 노드의 토큰을 얻어온다. 자식 노드는 전송 가능한 패킷 수를 도 2a 및 도 2b와 같이 토큰 의 크기로 제한하며, 한 패킷을 전송할 때마다 할당받은 토큰 크기를 줄이게 된다. 할당받은 토큰이 남아있지 않게 되면 전송을 일시 중지하고 부모 노드에게 토큰을 다시 요청한다. 만약, 부모 노드에 이용 가능한 큐(버퍼)가 없는데 패킷을 수신하게 되면 해당 데이터는 큐 레이어에 저장되지 못하고 드롭(Drop) 될 것이다. 하지만, 자식 노드가 부모 노드의 토큰을 고려한다면 이러한 동작은 발생하지 않는다.Token in Token-Bucket means one byte or packet and is the minimum unit for flow control of data transmission. In this way, the RAIT layers 512 and 522 take into account network traffic conditions and have a mechanism to transmit image data only when they can communicate. The criterion for determining network congestion is the token size allocated from the parent node, and the child node stops data transmission if no token of the parent node remains. This operation requires control of the
RAIT에서는 도 3과 같은 형식의 컨트롤 메시지와 이미지데이터 전송 메시지를 사용한다. 도 3에서 상부에 도시된 메시지가 컨트롤 메시지이고, 하부에 도시된 메시지가 이미지데이터 전송 메시지이다. 각 메시지는 플래그(flag)를 이용하여 구분하며, 이미지데이터의 순서를 나타내는 시퀀스(seq), 이미지데이터 전송 센서의 노드 번호를 나타내는 srcAddr를 공통 메시지에서 사용한다.In RAIT, a control message and an image data transmission message having the format shown in FIG. 3 are used. In FIG. 3, the message shown at the top is a control message, and the message shown at the bottom is an image data transmission message. Each message is distinguished using a flag, and a sequence (seq) indicating an order of image data and srcAddr indicating a node number of an image data transmission sensor are used in a common message.
다음으로, RAIT에서는 Table-Driven 방식의 멀티홉 레이어(513)(523)를 사용한다. 라우팅이 시작되면 센서 노드는 라우팅 메시지를 브로드캐스트 방식으로 주변 노드에게 전송하고, 다른 노드로부터 라우팅 메시지를 수신한 노드는 이를 기반으로 라우팅 테이블을 갱신한다. 멀티홉 레이어의 추정기(Estimator)는 주기적으로 라우팅 테이블로부터 가장 적당한 노드 하나를 선택하여 부모 노드로 선택한다. 부모 노드를 선택하기 위한 매트릭(Metric)은 홉- 카운트(Hop-Count)와 링크-품질(Link-Quality)로써, 라우팅 테이블에 센서 노드 번호와 함께 저장한다. 이러한 구조의 멀티홉 레이어는 부모 노드를 선택하기 적절한 라우팅 테이블을 갖지 못한 경우 이를 구성하는데 많은 시간이 걸리는 편이지만, 라우팅이 안정화되면 토폴러지에 큰 변화가 없는 환경에서 안정적인 패킷 전송이 가능하다.Next, the RAIT uses a table-driven
한편, 노드와 링크의 조합인 센서 네트워크에서는 데이터의 손실을 막기 위해 트래픽 제어 기법을 필요로 한다. 트래픽 제어는 송신 노드에서 목적 노드로 데이터가 전송될 때 목적 노드 쪽에서 데이터를 너무 빠르게 혹은 너무 느리게 처리하지 않도록 전송량을 조절한다. 혼잡 제어는 2개 이상의 노드로부터 데이터를 전송할 때 데이터 충돌을 피하거나 해결하기 위한 방법이다. RAIT는 트래픽 조절과 혼잡 제어를 위해 Drop-Tail(FIFO) 기반의 큐잉(Queueing) 기법을 사용한다. Drop-Tail 기반의 큐잉 기법은 수신 큐가 찼을 때 수신되는 패킷을 드롭하는 방식을 사용하는데, 이미지데이터는 손실이 생기면 정상적인 디코딩이 불가능하기 때문에 큐 레이어(514)(524)에서 드롭으로 인한 패킷 손실이 발생하지 않게 한다. RAIT는 부모 노드 큐 레이어(524)의 토큰 크기를 고려하여 데이터를 전송하기 때문에 많은 데이터 전송으로 인해 패킷이 드롭 되는 문제가 발생하지 않는다.On the other hand, the sensor network, which is a combination of node and link, requires a traffic control technique to prevent data loss. Traffic control adjusts the amount of transmission so that when data is transmitted from the transmitting node to the destination node, the data is not processed too quickly or too slowly at the destination node. Congestion control is a method for avoiding or resolving data collisions when transmitting data from two or more nodes. RAIT uses a drop-tail (FIFO) based queuing technique for traffic congestion and congestion control. Drop-Tail-based queuing uses a method of dropping received packets when the receive queue is full, and packet loss due to drop in queue layers 514 and 524 because image data cannot be decoded normally when there is a loss. This should not happen. Since the RAIT transmits data in consideration of the token size of the parent
이러한 본 발명은 크게 이미지데이터를 송신하는 과정, 이미지데이터를 수신하는 과정, 그리고 이미지데이터를 포워딩하는 과정을 통해 이미지데이터의 전송이 이루어진다.In the present invention, image data is transmitted through a process of transmitting image data, a process of receiving image data, and a process of forwarding image data.
먼저, 이미지데이터를 송신하는 과정을 살펴 보면, 도 5에 도시한 바와 같이, 애플리케이션 레이어(511)는 이미지데이터 샘플링을 완료하면 이미지데이터 배열을 RAIT 레이어(512)에 전달한다(Send Image). RAIT 레이어(512)에서는 부모 노드(520)에 이미지데이터 전송 요청을 위한 REQ_INIT 메시지를 전송하며(Send RREQ), 부모 노드(520)는 이미지데이터 전송 중, 혹은 타 노드로부터 포워딩 중이 아니라면 토큰을 포함한 REP_INIT 메시지를 반환하여 이미지데이터 전송 가능 상태 를 알려준다(Reply RREP). 상기 REP_INIT 메시지가 자식 노드(510)에 정상적으로 도착하였으면 RAIT 레이어(512)는 멀티홉 레이어(513)에 현재 상태를 알려주어 이미지데이터 전송 중 다른 부모 노드를 선택하지 못하게 설정한다. 이는 이미지데이터를 연속적으로 전송하게 하기 위한 방법으로 전송이 종료되면 원래 상태로 리셋한다. 부모 노드로부터 얻어온 토큰이 0보다 크면 큐 레이어(514)를 통해 이미지데이터의 전송을 시작한다(Send IMG data).First, referring to the process of transmitting image data, as shown in FIG. 5, the
이벤트 기반 운영체제의 특징을 갖는 TinyOS에서는 환경에서 수집한 데이터의 전송에 주기적인 타이머 이벤트를 사용하는 것이 일반적이다. 하지만, 이미지데이터 전송에 타이머 이벤트를 사용하는 것은 좋지 못한 방법이다. 이미지데이터 전송은 고용량의 데이터를 가장 빠른 속도로 보내는 것이 관건인데, 주기적인 타이머 이벤트를 사용하면 최적의 주기로 설정하기 어렵기 때문이다. 큰 타이머 주기를 사용하면 데이터 전송속도가 느려지고, 너무 작은 타이머 주기를 사용하면 경우에 따라 전송 명령이 실패할 수 있다. 이는 TinyOS가 일부 명령을 Split-phase 방식으로 실행하기 때문이며, 특정 이벤트를 실행하는 동안 다른 종류의 이벤트가 실행되면 두 번째로 실행되는 이벤트의 동작은 강제 종료시킨다. 전송 명령을 사용하면 sendDone 이벤트가 발생하는데 타이머 이벤트와 충돌이 일어날 가능성이 있기 때문에 타이머를 이용한 전송 방식은 적당하지 않다. Split-phase 현상을 방지하고 전송속도를 향상시키기 위해서는 sendDone 이벤트에서 전송 함수를 호출하는 방식으로 데이터를 전송하는 것이 현명하다.In TinyOS, which has the characteristics of an event-based operating system, it is common to use periodic timer events to transmit data collected in the environment. However, using a timer event to transfer image data is a bad idea. Image data transmission is the key to sending a large amount of data at the fastest speed, because using a periodic timer event is difficult to set the optimal period. Using a large timer period will slow down the data rate, and using a timer period that is too small may cause the transfer command to fail in some cases. This is because TinyOS executes some commands in a split-phase manner. If another kind of event is executed while executing a specific event, the second event is forced to terminate. Using the send command generates a sendDone event, which may conflict with a timer event. In order to prevent split-phase and improve the transfer rate, it is wise to send data by calling the transfer function on the sendDone event.
한편, 이미지데이터의 전송 중 토큰이 부족하면 이미지데이터의 전송을 정지 하고, RAIT 레이어(512)는 부모 노드(520)에게 토큰을 요청하기 위해 REQ_TOKEN 메시지를 전송한다(Send RREQT). 부모 노드(520)는 REP_TOKEN 메시지를 통해 토큰을 돌려주고, 자식 노드(510)는 0보다 큰 토큰을 획득하였으면 이미지데이터 전송을 재개하고, 그렇지 않으면 임의의 시간을 주기로 REQ_TOKEN 메시지 전송을 재시도한다. 이미지데이터 전송이 완료되면 REQ_END 메시지를 부모 노드(520)에게 전달하여 이미지데이터 전송을 종료한다.Meanwhile, if the token is insufficient during the transmission of the image data, the transmission of the image data is stopped, and the
다음으로, 이미지데이터 수신 과정을 설명하면 다음과 같다.Next, the process of receiving image data is as follows.
RAIT 레이어를 이용하여 이미지 데이터를 수신하기 위한 시퀀스 다이어그램은 도 6에 도시한 바와 같다. 도 6에서 참조부호 530은 자식 노드로부터 이미지데이터를 수신하기 위한 상위 센서 노드로서, 실질적으로 부모 노드를 의미한다. A sequence diagram for receiving image data using the RAIT layer is shown in FIG. 6. In FIG. 6,
부모 노드(530)의 RAIT 레이어(532)가 자식 노드(540)로부터 전송된 REQ_INIT 메시지를 수신하면(Send RREQ), 자신의 현재 상태를 확인하고, 이미지데이터 전송이 아니거나 혹은 타 노드로부터 포워딩 중이 아니면, 큐 레이어(534)에 잔여 버퍼 정보를 의미하는 토큰을 요청하게 되고(require token), 큐 레이어(534)로부터 토큰을 얻게 되면(return token), 자식 노드(540)로 이미지데이터 수신이 가능함을 알린다(Reply RREP). 이를 위한 REP_INIT 메시지에는 큐 레이어(534)에서 얻어온 토큰을 포함한다. 그 다음 멀티홉 레이어(533)에 이미지데이터 포워딩 상태임을 알리며, 이후 멀티홉 레이어(533)는 현재 설정된 자식 노드에서 송신한 데이터만 수신한다.When the
만약, 이미지데이터 수신중 자식 노드(540)로부터 토큰 요청을 위한 REQ_TOKEN 메시지가 도착하면, 큐 레이어(534)의 토큰을 얻어와 자식 노드(540)에게 전달한다. 자식 노드(540)에게서 REQ_END 메시지가 도착하면 이미지데이터 전송이 끝났음을 의미하기 때문에 멀티홉 레이어(533)를 재설정하고 이미지데이터 수신을 종료한다.If the REQ_TOKEN message for requesting a token arrives from the
다음으로, 이미지데이터 포워딩 과정을 살펴보면 도 7과 같다. 도 7에서 참조부호 570은 다른 상위 센서 노드(다른 부모 노드)를 의미하며, 참조부호 550은 하위 센서 노드를 의미하며, 참조부호 560은 하위 센서 노드(자식 노드)로부터 이미지데이터 전송을 받게 되면 이를 다른 상위 센서 노드(570)로 전송하는 상위 센서 노드를 의미한다. 이러한 상위 센서 노드(560)는 도 4에서 부모 노드(520)와 동일한 것이며, 하위 센서 노드(550)는 도 4에서 자식 노드(510)와 동일한 것으로서, 설명의 용이함을 위해서 단순히 부호만 다르게 표현한 것에 불과하다.Next, the image data forwarding process will be described with reference to FIG. 7. In FIG. 7,
자식 노드(550)로부터 이미지데이터가 도착하면 현재 노드(상위 부모 노드)(560)는 이미지데이터를 다른 부모 노드(570)로 포워딩하기 위한 특별한 동작을 수행해야 한다.When the image data arrives from the
이를 위해 멀티홉 레이어(563)에서는 수신한 이미지데이터의 시퀀스 헤더를 확인하여, 첫 번째 이미지데이터이면 큐 레이어(564)를 블로킹하여(Block) 전송지연(Transmission delay)시킨다. 큐 레이어(564)는 수신 및 동시에 전송을 위한 수신 큐 역할을 한다. 큐 레이어(564)에 대기하고 있는 패킷은 다운스트림(Downstream)될 이웃 노드가 인에이블(enable)될 때까지 대기한다. 자식 노드(550)는 현재 노드(560) 큐의 크기를 고려하여 데이터를 전송하기 때문에 수신한 이미지데이터의 드롭에 의한 손실은 발생하지 않는다. 다음으로, RAIT 레이어(562)에 포워딩 초기화 명령을 전달하고 부모 노드(570)에게 REQ_FORWARD 메시지를 전송하여 포워딩을 요청한다(Send RREQF). 부모 노드(570)가 토큰을 할당하고 REP_FORWARD 메시지를 전달하여 이미지데이터 포워딩이 가능함을 알리면(Reply RREPF), RAIT 레이어(562)는 큐를 인에이블하여(unBlock) 부모 노드에게 이미지데이터 포워딩을 시작한다. 이때 큐 레이어(564)에 REP_FORWARD 메시지로부터 수신한 토큰을 전달하여 실제 데이터 전송시 부모 노드로 전송한 데이터가 드롭되지 않도록 방지한다. 토큰이 부족하면 큐를 블로킹하여 포워딩을 중지하고, RAIT 레이어(562)를 통해 부모 노드의 토큰을 획득하도록 한다(Send RREQT). 이미지데이터에서의 토큰 관리를 큐에서 하는 이유는 큐의 sendDone에서 토큰을 관리하면 이벤트 기반 언어의 특징으로 일반 명령보다 이벤트 명령이 먼저 수행되기 때문에 이로 인해 발생할 수 있는 오동작을 방지하기 위해서이다.To this end, the
자식 노드의 이미지데이터 전송이 끝나 RAIT 레이어(562)에서 REQ_END 메시지를 수신하면, 멀티홉 레이어(563)와 큐 레이어(564)에 이미지데이터 전송 종료 상태를 알린다. 큐 레이어(564)에서는 이미지데이터의 시퀀스를 확인하고 데이터의 포워딩이 완료되었으면 RAIT 레이어(562)에 REQ_END 메시지를 전달하고, 이를 확인한 RAIT 레이어(562)는 부모 노드에 REQ_END 메시지를 전송함으로써, 이미지데이터 포워딩이 끝났음을 확인한다.When the image data transmission of the child node is completed and the REQ_END message is received at the RAIT layer 562, the
한편, 본 발명에서 제안하는 RAIT의 성능을 알아보기 위해 TinyOS에서 제공하는 Table-Driven 방식의 멀티 홉 컴포넌트인 MintRoute 컴포넌트와의 이미지데이 터 전송률 차이를 알아보았다. 이를 위해 시뮬레이터인 TOSSIM과 TinyViz, 스크립트 언어인 Tython을 이용하였다. Tython은 TOSSIM에서 사용되는 Java와 Python으로 구성된 스크립트 언어이며 TOSSIM과 연동하여 센서노드를 제어하거나, 센서 애플리케이션의 데이터 값을 얻어오는 등 다양한 기능을 제공한다.Meanwhile, in order to examine the performance of the RAIT proposed by the present invention, the difference of image data rate with the MintRoute component, a table-driven multi-hop component provided by TinyOS, was examined. To this end, we used TOSSIM and TinyViz, a simulator, and Tython, a scripting language. Tython is a scripting language composed of Java and Python used in TOSSIM. It provides various functions such as interlocking with TOSSIM to control sensor nodes or getting data values of sensor applications.
실험은 100개의 센서 노드를 그리드(Grid)하게 배치하고, 임의로 지정한 8개의 이미지데이터 노드로부터 싱크 노드까지 전송되는 이미지데이터에 대한 전송률을 알아보았다. 각 이미지데이터는 36개의 패킷으로 구성되며, 이미지데이터의 완전한 데이터가 수신이 완료되어야 이미지데이터의 전송이 성공한 것으로 가정한다.In the experiment, 100 sensor nodes were arranged in a grid, and the transmission rate of image data transmitted from eight randomly designated image data nodes to the sink node was examined. Each image data is composed of 36 packets, and it is assumed that the transmission of the image data is successful when the complete data of the image data is completed.
RAIT와 멀티 홉 컴포넌트를 이용한 이미지데이터 전송 결과는 도 8과 같다. RAIT를 이용한 이미지데이터는 100% 가까운 전송률을 가졌지만, MintRoute 컴포넌트를 이용한 전송률은 약 50%밖에 안 되는 것을 볼 수 있다. The result of image data transmission using the RAIT and the multi-hop component is shown in FIG. 8. The image data using RAIT has a near 100% data rate, but the data rate using MintRoute component is only about 50%.
이러한 결과가 나온 이유는 다음과 같다. The reason for this result is as follows.
첫 번째 원인으로는 여러 이미지데이터 노드가 전송한 데이터가 싱크 노드에 도착하는 도중에 유실되기 때문에 일어난다. 그 이유는 센서 노드가 부모 노드의 데이터 수용 량을 고려하지 않기 때문인데, 본 실험에서는 여러 개의 노드에서 선택한 하나의 부모 노드에게 동시에 데이터를 전송하여 발생하였다. 특히, 싱크 노드로부터 가까운 홉에 존재하는 센서 노드에게서 이러한 현상이 발생하였다. 이러한 문제로 인한 네트워크 트래픽은 큐 오버플로로 인한 데이터 손실을 가중시킨다. The first reason is that data transmitted by multiple image data nodes is lost while arriving at the sink node. The reason is that the sensor node does not consider the data capacity of the parent node. In this experiment, it occurred by transmitting data simultaneously to one parent node selected from several nodes. In particular, this phenomenon occurs in the sensor node that is located in the hop close to the sink node. Network traffic due to this problem adds to data loss due to queue overflow.
두 번째 이유는 이미지데이터 전송 중 라우팅 경로가 임의로 바뀌기 때문이다. 이미지데이터는 순차적으로 싱크 노드에 전송되어야 하는데 루트가 변하면 최 종 목적지인 싱크 노드에 도착하지 못하고 패킷 손실이 발생할 확률이 높아진다.The second reason is that the routing path is arbitrarily changed during image data transmission. Image data should be transmitted to sink nodes in sequence. If the route changes, the probability of packet loss is increased without reaching the final destination sink node.
그러나 본 발명에서 제안한 이미지데이터 전송 방법인 RAIT일 경우, Token-Bucket 방식을 통해 네트워크 트래픽으로 발생하는 이미지데이터 손실을 방지할 수 있음을 알 수 있으며, 이로 인해 멀티 홉의 여러 가지 조건에서의 이미지데이터 신뢰성을 보장받을 수 있음을 알 수 있다.However, in the case of RAIT, which is an image data transmission method proposed by the present invention, it can be seen that image data loss caused by network traffic can be prevented through a token-bucket method, and thus image data in various conditions of multi-hop can be prevented. It can be seen that the reliability can be guaranteed.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선 센서네트워크 시스템의 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a wireless sensor network system to which the present invention is applied.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에서 Token-Bucket 동작 방식을 설명하기 위한 설명도.2A and 2B are explanatory diagrams for explaining a Token-Bucket operation scheme according to the present invention.
도 3은 본 발명에서 RAIT 레이어의 패킷 매핑도.3 is a packet mapping diagram of the RAIT layer in the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 무선 센서네트워크에서 이미지데이터 전송 방법 개념도.4 is a conceptual diagram of a method of transmitting image data in a wireless sensor network according to the present invention;
도 5는 도 4의 이미지데이터 전송과정을 보인 다이어그램5 is a diagram illustrating a process of transmitting image data of FIG. 4.
도 6은 도 4의 이미지데이터 수신과정을 보인 다이어그램.6 is a diagram illustrating a process of receiving image data of FIG. 4.
도 7은 도 4의 이미지데이터 포워딩 과정을 보인 다이어그램.FIG. 7 is a diagram illustrating an image data forwarding process of FIG. 4. FIG.
도 8은 본 발명에서 이미지데이터 전송률을 시뮬레이션한 실험결과 그래프.Figure 8 is a graph of the experimental results of simulating the image data transmission rate in the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
510… 하위 센서 노드(자식 노드)510... Child sensor node (child node)
511… 애플리케이션 레이어511... Application layer
512… RAIT 레이어512... RAIT layer
513… 멀티홉 레이어513... Multihop layer
514… 큐 레이어514... Cue layer
520… 상위 센서 노드(부모 노드)520... Parent sensor node (parent node)
521… 애플리케이션 레이어521... Application layer
522… RAIT 레이어522... RAIT layer
523… 멀티홉 레이어523... Multihop layer
524… 큐 레이어524... Cue layer
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080038699A KR100996672B1 (en) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Image transfer method in wireless sensor network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080038699A KR100996672B1 (en) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Image transfer method in wireless sensor network |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090112915A KR20090112915A (en) | 2009-10-29 |
KR100996672B1 true KR100996672B1 (en) | 2010-11-25 |
Family
ID=41554062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080038699A KR100996672B1 (en) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Image transfer method in wireless sensor network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100996672B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101895955B (en) * | 2010-04-23 | 2013-09-25 | 南京邮电大学 | Wireless multimedia sensor network-oriented multipath and multistage routing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000138834A (en) | 1998-10-28 | 2000-05-16 | Xerox Corp | Program storage device |
JP2000165676A (en) | 1998-10-28 | 2000-06-16 | Xerox Corp | Electronic data transmission speed and efficiency improvement device |
-
2008
- 2008-04-25 KR KR1020080038699A patent/KR100996672B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000138834A (en) | 1998-10-28 | 2000-05-16 | Xerox Corp | Program storage device |
JP2000165676A (en) | 1998-10-28 | 2000-06-16 | Xerox Corp | Electronic data transmission speed and efficiency improvement device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090112915A (en) | 2009-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | A survey of transport protocols for wireless sensor networks | |
Xie et al. | A network layer protocol for UANs to address propagation delay induced performance limitations | |
Rozner et al. | SOAR: Simple opportunistic adaptive routing protocol for wireless mesh networks | |
Lou et al. | Toward broadcast reliability in mobile ad hoc networks with double coverage | |
US20080137669A1 (en) | Network of nodes | |
ES2684433T3 (en) | Packet Relay Method | |
US20160072663A1 (en) | Robust Routing of Data in Wireless Networks | |
JP2007129542A (en) | System, device and method for radio communication and computer/program | |
JP2004513530A (en) | Routing method and apparatus adapted for wireless and distributed systems | |
ES2612832T3 (en) | Communication procedure in a wireless telecommunications network, computer program and associated wireless communication node | |
EP2396932B1 (en) | Method for communicating in a network comprising a batteryless zigbee device, network and device therefor | |
EP1798913B1 (en) | Transport control method in wireless communication system | |
CN102340391B (en) | Segmented ARQ (automatic repeat request) automatic retransmission method | |
JP2022505424A (en) | Packet processing method and equipment | |
CN109041156A (en) | Wireless route method with hop-by-hop affirmation mechanism | |
KR101223870B1 (en) | Concurrent transmission method over multiple radio links | |
CN110191053B (en) | Wireless ad hoc network multipath routing method based on cognitive learning | |
Gopinath et al. | An experimental study of the cache-and-forward network architecture in multi-hop wireless scenarios | |
Hsu et al. | Economy: A duplicate free opportunistic routing | |
KR100996672B1 (en) | Image transfer method in wireless sensor network | |
Maxemchuk | Dispersity routing: Past and present | |
WO2023108328A1 (en) | Packet routing in a layer 2 mesh network | |
KR100959630B1 (en) | Method for reliable data transfer based on wireless sensor network | |
JP4520350B2 (en) | Wireless device | |
JP2009010575A (en) | Repeater for multicast communication, and terminal device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130930 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140912 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151012 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |