KR101039282B1 - Method, follower robot and system for spacing wireless sensor networks based robots - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 확장 방법, 이를 위한 중계 로봇 및 무선 센서 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 일 실시예로, 이동하면서 주변을 감지하는 센서 로봇; 센서 로봇으로 주행 제어 명령 메시지를 송신하여 센서 로봇의 이동을 원격 조정하고, 센서 로봇에 의해 감지된 주변의 감지 데이터를 수신하는 사용자 단말기; 및 센서 로봇 및 사용자 단말기 사이에 투입되어, 주행 제어 명령 메시지가 사용자 단말기에서 센서 로봇으로 송신되고, 감지 데이터가 센서 로봇에서 사용자 단말기로 송신되도록, 통신 중계 기능을 수행하는 하나 이상의 중계 로봇을 포함하되, 센서 로봇, 하나 이상의 중계 로봇 및 사용자 단말기의 순으로 멀티홉의 무선 센서 네트워크를 구성하는 것을 특징으로 하는 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템을 제공한다. Embodiment of the present invention relates to a robot-based wireless sensor network expansion method, a relay robot and a wireless sensor network system for this, in one embodiment, a sensor robot for sensing the surroundings while moving; A user terminal for transmitting a driving control command message to the sensor robot to remotely control the movement of the sensor robot, and to receive sensing data of the surroundings sensed by the sensor robot; And at least one relay robot that is input between the sensor robot and the user terminal to perform a communication relay function such that a driving control command message is transmitted from the user terminal to the sensor robot and sense data is transmitted from the sensor robot to the user terminal. The present invention provides a robot-based wireless sensor network system comprising a multi-hop wireless sensor network in order of a sensor robot, at least one relay robot, and a user terminal.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 센서 로봇과 사용자 단말기 간의 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, there is an effect of enabling a reliable communication between the sensor robot and the user terminal, even in an environment that may be a poor communication state, such as indoor or underground space.
로봇, 센서, 멀티홉 Robot, Sensor, Multihop
Description
본 발명의 일 실시예는 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 확장 방법, 이를 위한 중계 로봇 및 무선 센서 네트워크 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 센서 로봇과 사용자 단말기 간의 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 확장 방법, 이를 위한 중계 로봇 및 무선 센서 네트워크 시스템에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a robot-based wireless sensor network expansion method, a relay robot and a wireless sensor network system for the same. More specifically, a method of extending a robot-based wireless sensor network that enables reliable communication between a sensor robot and a user terminal even in an environment where there may be a poor communication state such as an indoor or underground space, a relay robot and a wireless sensor network therefor It's about the system.
요즈음, 화재나 재난 상황 발생시, 구조 대원을 투입하기 어려운 지하공간 또는 실내위험공간 등에 원격 조정 가능한 로봇을 투입하여 투입한 로봇이 지하공간 또는 실내위험공간 등에서의 주변을 감지하여 감지된 감지 데이터를 구조 센터로 송신해줌으로써, 로봇이 구조 대원을 대신하여 임무를 수행하는 로봇 기반의 구조 시스템이 개발되었다. 이러한 로봇 기반의 구조 시스템에서 구조 대원을 투입하 기 어려운 지하공간 또는 실내위험공간 등에 투입한 로봇을 이용하여 구조 활동을 효율적이고 원활하게 수행하기 위해서는, 투입되어 임무를 수행하는 로봇에 대한 원격 조정과 로봇으로부터 감지된 감지 데이터의 수신이 정확하고 신뢰성 있게 이루어져야 하는 요구 사항이 있다. In recent years, when a fire or disaster occurs, a robot that has remotely controlled a robot that can be remotely inserted into an underground space or indoor danger space where rescue personnel cannot enter is used to detect the surroundings in the underground space or indoor dangerous space, etc. By sending it to the center, a robot-based rescue system was developed in which the robot performed the mission on behalf of the rescuers. In this robot-based rescue system, in order to efficiently and smoothly perform rescue activities using robots that are difficult to input rescue workers in underground spaces or indoor dangerous spaces, remote control and There is a requirement that the reception of sensed data detected from the robot must be accurate and reliable.
이러한 요구 사항에 대하여, 종래의 로봇 기반의 구조 시스템에서는, 사용자 단말기를 통해 원격 조정되는 로봇의 경우, 가시권 내에서는 무선 통신의 기술 스펙에 따라 10m ~ 1,000m까지의 통신 도달 거리의 성능을 보이지만, 실내 또는 지하 공간의 경우 신호의 도달거리는 급격히 감쇄하여 실내 10~20m 이내로 제한되는 문제점이 있다. 이는 로봇이 실내 장애물 및 모퉁이 등을 지나는 경우에는, 신호의 지연, 단절 또는 중첩 등의 현상에 의해, 무선 통신 상태가 더욱 열악해지는 문제점이 있다.In response to these requirements, in the conventional robot-based rescue system, the robot that is remotely controlled through the user terminal shows the performance of communication reach distance of 10m to 1,000m in the visible range according to the technical specification of wireless communication. In the case of indoor or underground spaces, the reach of the signal is sharply attenuated, limiting it to within 10 to 20 m. This is because when the robot passes indoor obstacles, corners, etc., there is a problem in that the wireless communication state becomes worse due to a signal delay, disconnection, or overlapping.
이러한 배경에서, 본 발명의 일 실시예의 목적은, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 센서 로봇과 사용자 단말기 간의 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 데 있다. In this background, it is an object of an embodiment of the present invention to enable reliable communication between a sensor robot and a user terminal even in an environment where there may be a poor communication state such as an indoor space or an underground space.
또한 본 발명의 일 실시예의 다른 목적은, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 센서 로봇과 사용자 단말기 사이에 한 개 이상의 중계 로봇을 투입하여, 센서 로봇과 사용자 단말기 간(즉, 종단간) 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 통신 범위 확장 기술을 제공하는 데 있다. In addition, another object of an embodiment of the present invention is to put one or more relay robots between the sensor robot and the user terminal, even in an environment that may be in a poor communication state such as indoor or underground space (ie, between the sensor robot and the user terminal (ie, To provide end-to-end reliable communication range technology.
본 발명의 일 실시예는, 이동하면서 주변을 감지하는 센서 로봇; 상기 센서 로봇으로 주행 제어 명령 메시지를 송신하여 상기 센서 로봇의 이동을 원격 조정하고, 상기 센서 로봇에 의해 감지된 주변의 감지 데이터를 수신하는 사용자 단말기; 및 상기 센서 로봇 및 상기 사용자 단말기 사이에 투입되어, 상기 주행 제어 명령 메시지가 상기 사용자 단말기에서 상기 센서 로봇으로 송신되고, 상기 감지 데이터가 상기 센서 로봇에서 상기 사용자 단말기로 송신되도록, 통신 중계 기능을 수행하는 하나 이상의 중계 로봇을 포함하되, 상기 센서 로봇, 상기 하나 이상의 중계 로봇 및 상기 사용자 단말기의 순으로 멀티홉의 무선 센서 네트워크를 구성하고, 상기 하나 이상의 중계 로봇의 개수는, 상기 멀티홉의 무선 센서 네트워크에서의 각 홉 간의 신호 세기가 임계값 이상이 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템을 제공한다. One embodiment of the present invention, the sensor robot for sensing the surroundings while moving; A user terminal that transmits a driving control command message to the sensor robot to remotely control the movement of the sensor robot and to receive sensing data of the surroundings sensed by the sensor robot; And a communication relay function input between the sensor robot and the user terminal so that the driving control command message is transmitted from the user terminal to the sensor robot, and the sensed data is transmitted from the sensor robot to the user terminal. And at least one relay robot, wherein the sensor robot, the at least one relay robot, and the user terminal form a multi-hop wireless sensor network, and the number of the at least one relay robot is the multi-hop wireless sensor. It provides a robot-based wireless sensor network system characterized in that the signal strength between each hop in the network is determined to be above the threshold.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 센서 로봇 및 사용자 단말기를 노드로 포함하는 무선 센서 네트워크를 구성하는 무선 센서 네트워크 구성 단계; 상기 구성된 무선 센서 네트워크에 포함된 노드 간의 신호 세기를 노드 쌍마다 측정하여, 상기 측정된 신호 세기가 임계값 미만이 되는 노드 쌍이 존재하면, 상기 측정된 신호 세기가 상기 임계값 미만이 되는 노드 쌍에 포함된 두 노드 사이에 추가적인 노드로서 중계 로봇을 한 개 이상 투입하는 중계 로봇 투입 단계; 및 상기 투입된 한 개 이상의 중계 로봇이 상기 구성된 무선 센서 네트워크에 포함되도록 상기 구성된 무선 센서 네트워크를 재구성함으로써, 상기 구성된 무선 센서 네트워크를 확장하는 무 선 센서 네트워크 확장 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 확장 방법을 제공한다. In addition, an embodiment of the present invention, a wireless sensor network configuration step of configuring a wireless sensor network comprising a sensor robot and a user terminal as a node; The signal strength between nodes included in the configured wireless sensor network is measured for each node pair, and if there is a node pair whose measured signal strength is less than a threshold value, the node pair having the measured signal strength is less than the threshold value is present. A relay robot input step of inputting at least one relay robot as an additional node between two nodes included; And a wireless sensor network expansion step of expanding the configured wireless sensor network by reconfiguring the configured wireless sensor network such that the one or more relay robots are included in the configured wireless sensor network. A wireless sensor network extension method is provided.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 무선 센서 네트워크에 포함되고 센서 로봇, 중계 로봇, 사용자 단말기 중 하나인 주변의 노드와 송수신 되는 신호 세기를 측정하는 신호 세기 측정부; 상기 측정된 신호 세기가 임계값 이하인 경우, 상기 임계값을 초과하는 신호 세기로 신호를 송수신 가능한 다른 중계 로봇을 검색하는 중계 로봇 검색부; 상기 검색된 다른 중계 로봇을 통해 상기 주변의 노드와 통신하기 위해, 상기 검색된 다른 중계 로봇이 상기 무선 센서 네트워크에 포함되도록 네트워크 구성을 변경하는 네트워크 구성 변경부; 상기 사용자 단말기가 상기 센서 로봇의 이동을 원격 조정하기 위해, 상기 사용자 단말기에서 송신되어 상기 센서 로봇으로 향하는 주행 제어 명령 메시지를 중계하는 주행 제어 명령 중계부; 및 상기 센서 로봇에 의해 감지된 감지 데이터를 상기 센서 로봇에서 상기 사용자 단말기로 전달하기 위해 상기 감지 데이터를 중계하는 감지 데이터 중계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 로봇을 제공한다. In addition, an embodiment of the present invention, the signal strength measuring unit for measuring the signal strength to be transmitted and received with a neighboring node included in the wireless sensor network, the sensor robot, the relay robot, the user terminal; A relay robot searching unit searching for another relay robot capable of transmitting and receiving a signal at a signal strength exceeding the threshold when the measured signal strength is less than or equal to a threshold; A network configuration changing unit for changing a network configuration such that the searched other relay robot is included in the wireless sensor network, so as to communicate with the surrounding nodes through the searched other relay robots; A travel control command relay unit configured to relay a travel control command message transmitted from the user terminal to the sensor robot to remotely control the movement of the sensor robot by the user terminal; And a sensing data relay configured to relay the sensing data to transmit the sensing data sensed by the sensor robot from the sensor robot to the user terminal.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 한 개 이상의 중계 로봇을 이용하여 센서 로봇과 사용자 단말기 간의 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 효과가 있다. As described above, according to an embodiment of the present invention, even in an environment where there may be a poor communication state such as an indoor space or an underground space, it is possible to reliably communicate between the sensor robot and the user terminal using one or more relay robots. It works.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 센서 로봇과 사용자 단말기 사이에 한 개 이상의 중계 로봇을 투입하여, 센서 로봇과 사용자 단말기 간(즉, 종단간) 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 통신 범위 확장 기술을 제공하는 효과가 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, even in an environment where there may be a poor communication state such as indoor or underground space, one or more relay robots are inserted between the sensor robot and the user terminal (ie, between the sensor robot and the user terminal (ie, It is effective to provide a communication range extension technology that enables reliable end-to-end communication.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센서 로봇과 사용자 단말기 사이에 한 개 이상의 중계 로봇을 투입하여, 센서 로봇, 한 개 이상의 중계 로봇 및 사용자 단말기를 노드로 하는 멀티홉의 무선 센서 네트워크를 구성할 수 있도록 하여, 뒷 노드가 앞 노드의 이동정보를 전달받아 앞 노드를 따라 종속 주행할 수 있도록 해주는 효과가 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, by inserting one or more relay robots between the sensor robot and the user terminal, to configure a multi-hop wireless sensor network having the sensor robot, one or more relay robots and the user terminal as a node By doing so, the rear node receives the movement information of the front node and has the effect of being dependent on the front node.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센서 로봇과 사용자 단말기 사이에 한 개 이상의 중계 로봇을 투입하여, 센서 로봇, 한 개 이상의 중계 로봇 및 사용자 단말기를 노드로 하는 멀티홉의 무선 센서 네트워크를 구성하고, 사용자 단말기로부터 중계 로봇을 경유하여 센서 로봇으로 주행 제어 명령 메시지를 우선 순위 기반의 제어 메시지 라우팅 프로토콜을 이용하여 전달해줌으로써, 사용자가 원격에 있는 센서 로봇을 정확하게 원격 조정할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by inserting one or more relay robots between the sensor robot and the user terminal, to configure a multi-hop wireless sensor network having the sensor robot, one or more relay robots and the user terminal as a node In addition, by transmitting the driving control command message to the sensor robot from the user terminal via the relay robot using a priority-based control message routing protocol, the user can accurately remotely control the remote sensor robot.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be "connected", "coupled" or "connected".
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템(Wireless Sensor Network System based Robots)을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless sensor network system based robots according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템은, 이동하면서 주변을 감지하는 "센서 로봇(S: Sensor Robot)"과, 이러한 센서 로봇(S)에서 감지된 주변의 감지 데이터를 수신하고 센서 로봇(S)의 이동을 원격 조정하는 "사용자 단말기(U: User Terminal)"를 포함하는 무선 센서 네트워크를 구축하고, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 간의 통신 범위를 확장하기 위하여, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 사이에 한 개 이상의 "중계 로봇(R: Repeater Robot)"을 투입하여 멀티홉(Hop)의 무선 센서 네트워크로 확장하여 구축하는 것을 특징으로 한다. 위에서 언급한 센서 로봇(S), 한 개 이상의 중계 로봇(R) 및 사용자 단말기(U) 각각은 무선 센서 네트워크에서 하나의 "노드(Node)"라 고도 한다. Referring to FIG. 1, a robot-based wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention includes a "sensor robot" that senses a surrounding while moving, and a sensor robot S detected by the sensor robot S. FIG. Construct a wireless sensor network including a "user terminal" (U) for receiving sensing data around and remotely controlling the movement of the sensor robot (S), and between the sensor robot (S) and the user terminal (U) In order to expand the communication range, one or more "Repeater Robots (R)" may be inserted between the sensor robot S and the user terminal U to expand and build a multi-hop wireless sensor network. It is characterized by. Each of the above-mentioned sensor robot S, one or more relay robots R, and a user terminal U is also referred to as a “node” in the wireless sensor network.
위에서 언급한 센서 로봇(S)은, 주변을 감지하기 위해 가장 앞서서 주행한다고 하여 선두 로봇(Leader Robot)이라고도 하고, 중계 로봇(R)은 이러한 리더 로봇(Leader Robot)인 센서 로봇(S)을 뒤따른다 하여 추정 로봇(Follower Robot)이라고도 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템이 화재나 재난 등의 구조 상황에 적용된 경우, 사용자 단말기(U)는, 구조대원 단말기일 수 있다. The sensor robot S mentioned above is also called a lead robot because it travels first in order to sense the surroundings, and the relay robot R is behind the sensor robot S, which is a leader robot. It is also called follower robot. In addition, when the robot-based wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention is applied to a rescue situation such as fire or disaster, the user terminal U may be a rescuer terminal.
도 1의 (a)는 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U)만으로 이루어진 1홉의 무선 센서 네트워크(110)를 나타낸 도면이다. FIG. 1A is a diagram illustrating a one-hop
도 1의 (b)는, 센서 로봇(S)이 주행하여 사용자 단말기(U)와의 거리가 멀어져서 유효 통신 거리를 벗어난 상황에서, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 간의 통신이 가능해지도록 통신 범위를 확장하기 위해, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 사이에 한 개의 중계 로봇(R1)이 투입되어, 센서 로봇(S), 중계 로봇(R1) 및 사용자 단말기(U)의 순서로 서로 연결되어 2홉의 무선 센서 네트워크(120)가 구축된 것을 나타낸 도면이다. FIG. 1B illustrates a communication between the sensor robot S and the user terminal U in a situation where the sensor robot S travels and the distance from the user terminal U is far from the effective communication distance. In order to expand the communication range, one relay robot R1 is inserted between the sensor robot S and the user terminal U, and the order of the sensor robot S, the relay robot R1 and the user terminal U is performed. As shown in FIG. 2, two
도 1의 (c)는, 센서 로봇(S)이 주행하여, 센서 로봇(S)과 중계 로봇(R1)과의 거리가 멀어져서 유효 통신 거리를 벗어난 상황에서, 센서 로봇(S)과 중계 로봇(R1) 간의 통신이 가능해지도록 통신 범위를 확장하기 위해, 센서 로봇(S)과 중계 로봇(R1) 사이에 추가적인 중계 로봇(R2)이 한 개 더 투입되어, 센서 로봇(S), 중계 로봇(R1), 중계 로봇(R2) 및 사용자 단말기(U)의 순서로 서로 연결되어 3홉의 무선 센서 네트워크(130)가 구축된 것을 나타낸 도면이다. 즉, 도 1의 (c)는, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 간의 통신이 가능해지도록 통신 범위를 확장하기 위해 2개의 추가적인 중계 로봇(R1, R2)이 투입되어 3홉의 무선 네트워크(130)가 구축된 것이다. FIG. 1C shows the sensor robot S and the relay robot in a situation where the sensor robot S travels and the distance between the sensor robot S and the relay robot R1 is far from the effective communication distance. In order to expand the communication range so that communication between (R1) is possible, an additional relay robot R2 is added between the sensor robot S and the relay robot R1, so that the sensor robot S and the relay robot ( R1), the relay robot (R2) and the user terminal (U) is connected to each other in order to establish a
도 1에서는, 무선 센서 네트워크의 홉 수를 1홉에서 3홉까지 확장하는 것으로 예시적으로 보였으나, 동일한 방식으로 4 홉 이상으로 무선 센서 네트워크의 홉 수를 확장할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 무선 센서 네트워크의 확장 범위를 1홉에서, 2홉 그리고 3홉으로 한정하여, 무선 센서 네트워크의 통신 범위 확장과, 이러한 상황에서의 주변 데이터 송수신과, 주행 제어 명령 메시지 송수신과, 주행 제어 등을 설명한다. In FIG. 1, the hop count of the wireless sensor network is exemplarily extended from 1 hop to 3 hops, but the hop count of the wireless sensor network may be extended to 4 hops or more in the same manner. However, for convenience of explanation, the extension range of the wireless sensor network is limited from 1 hop to 2 hops and 3 hops, so as to expand the communication range of the wireless sensor network, transmit and receive peripheral data in such a situation, and drive control command message. Transmitting and receiving, traveling control, etc. are demonstrated.
이러한 멀티홉으로 확장 가능한 무선 센서 네트워크에서 노드로 동작하는 센서 로봇(S), 중계 로봇(R: R1, R2) 및 사용자 단말기(U)의 동작을 아래에서 설명한다. The operation of the sensor robot S, the relay robots R: R1 and R2, and the user terminal U operating as nodes in the wireless sensor network scalable to the multi-hop will be described below.
전술한 센서 로봇(S)은, 이동하면서 주변을 감지하고, 감지된 주변의 감지 데이터를 구축된 무선 센서 네트워크(110, 120 및 130 중 하나)를 통해 사용자 단말기(U)로 송신하고, 사용자 단말기(U)에서 송신된 주행 제어 명령 메시지를 구축된 무선 센서 네트워크(110, 120 및 130 중 하나)를 통해 수신하여 수신된 주행 제어 명령 메시지에 근거하여 특정 이동 방향 또는 특정 이동 속도로 주행한다. The above-described sensor robot S detects the surroundings while moving and transmits the detected surrounding sensing data to the user terminal U through one of the established
전술한 사용자 단말기(U)는, 센서 로봇(S)으로 주행 제어 명령 메시지를 무선 센서 네트워크(110, 120, 130 중 하나)를 통해 송신하여 센서 로봇(S)의 이동을 원격 조정하고, 센서 로봇(S)에 의해 감지된 주변의 감지 데이터를 무선 센서 네트워크(110, 120 및 130 중 하나)를 통해 수신한다. The above-described user terminal U remotely controls the movement of the sensor robot S by transmitting a driving control command message to the sensor robot S through one of the
전술한 중계 로봇(R: R1 또는 R2)은, 센서 로봇(S) 및 사용자 단말기(U) 사이에 투입되어, 주행 제어 명령 메시지가 사용자 단말기(U)에서 센서 로봇(S)으로 무선 센서 네트워크(110, 120 및 130 중 하나)를 통해 송신되고, 감지 데이터가 센서 로봇(S)에서 사용자 단말기(U)로 무선 센서 네트워크(110, 120 및 130 중 하나)를 통해 송신되도록, 통신 중계 기능을 수행할 수 있다. The above-mentioned relay robot R (R1 or R2) is input between the sensor robot S and the user terminal U so that a travel control command message is sent from the user terminal U to the sensor robot S with the wireless sensor network ( A communication relay function, so that the sensing data is transmitted from the sensor robot S to the user terminal U through the wireless sensor network (one of 110, 120, and 130). can do.
이러한 중계 로봇(R)이 한 개 이상 투입된 경우, 센서 로봇(S), 하나 이상의 중계 로봇(R1, 또는 R1/R2) 및 사용자 단말기(U)의 순으로 멀티홉의 무선 센서 네트워크(120 또는 130)를 구성하고, 이때, 투입되는 하나 이상의 중계 로봇의 개수는, 멀티홉의 무선 센서 네트워크에서의 각 홉 간의 신호 세기가 임계값 이상이 되도록 결정된다. 여기서, 임계값은 각 노드 간의 유효 통신 거리의 최대값과 대응되는 신호 세기 값이다. When one or more such relay robots (R) is input, the multi-hop wireless sensor network (120 or 130) in order of the sensor robot (S), one or more relay robots (R1, or R1 / R2) and the user terminal (U). In this case, the number of one or more relay robots to be input is determined so that the signal strength between each hop in the multi-hop wireless sensor network is greater than or equal to the threshold value. Here, the threshold is a signal strength value corresponding to the maximum value of the effective communication distance between each node.
전술한 사용자 단말기(U)는, 우선 순위 기반의 제어 메시지 라우팅 프로토콜을 통해, 하나 이상의 중계 로봇(R1 또는 R1/R2)을 경유하여 센서 로봇(S)으로 "주행 제어 명령 메시지"를 송신할 수 있다. The above-described user terminal U may transmit a "run control command message" to the sensor robot S via one or more relay robots R1 or R1 / R2 through a priority-based control message routing protocol. have.
하나 이상의 중계 로봇에 포함된 각 중계 로봇(R1 또는 R2)은, 앞 단에 1홉(Hop)으로 연결된 센서 로봇(S) 또는 앞 단의 중계 로봇으로부터 "이동정보"를 전달받아, 뒷 단에 1홉으로 연결된 뒷 단의 중계 로봇 또는 사용자 단말기(U)로 전달해준다. 여기서, "앞"이라는 방향은 센서 노드(S)를 향하는 방향을 의미하고, " 뒤"라는 방향은 사용자 단말기(U)를 향하는 방향을 의미한다. Each relay robot R1 or R2 included in one or more relay robots receives "movement information" from the sensor robot S or the front relay robot connected by one hop to the front end, and is connected to the rear end. It delivers to the rear end relay robot or user terminal (U) connected by 1 hop. Here, the direction "front" refers to the direction toward the sensor node S, and the direction "back" refers to the direction toward the user terminal (U).
이러한 이동정보의 전달 방식을 도 1의 (b) 및 (c)를 참조하여 아래에서 예시적으로 설명한다. 도 1의 (b)를 참조하면, 중계 로봇(R1)은, 앞 단에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S)으로부터 센서 로봇(S)의 이동정보를 전달받아, 뒷 단에 1홉으로 연결된 사용자 단말기(U)로 전달해준다. A method of transmitting such mobile information will be exemplarily described below with reference to FIGS. 1B and 1C. Referring to (b) of FIG. 1, the relay robot R1 receives the movement information of the sensor robot S from the sensor robot S connected to the first hop at the front end, and the user connected to the rear end at one hop. Transfer to the terminal (U).
또한, 도 1의 (c)에 도시된 3홉의 무선 센서 네트워크(130)에서, 중계 로봇(R2)은, 앞 단에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S)으로부터 센서 로봇(S)의 이동정보를 전달받아, 뒷 단에 1홉으로 연결된 중계 로봇(R1)로 전달해준다. 이후, 중계 로봇(R1)은 앞 단에 1홉으로 연결된 중계 로봇(R2)으로부터 중계 로봇(R2)의 이동정보를 전달받아, 뒷 단에 1홉으로 연결된 사용자 단말기(U)로 전달해준다. 이러한 3홉의 무선 센서 네트워크(130)에서의 이동 정보의 전달은 도 2를 통해 확인할 수 있다. In addition, in the three-hop
전술한 이동정보의 전달을 통해, 센서 로봇(S), 하나 이상의 중계 로봇(R1, R2) 및 사용자 단말기 각각은 앞선 노드를 종속 주행한다. Through the transfer of the above-described movement information, each of the sensor robot S, one or more relay robots R1 and R2, and the user terminal slaves the preceding node.
일 예로서, 하나 이상의 중계 로봇에 포함된 각 중계 로봇(R1 또는 R2)은, 앞 단에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S) 또는 앞 단의 중계 로봇으로부터 이동정보를 전달받아, 뒷 단에 1홉으로 연결된 뒷 단의 중계 로봇 또는 사용자 단말기(U)로 전달해주는 기능 이외에, 전달받은 "이동정보"에 근거하여, 앞 단에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S) 또는 앞 단의 중계 로봇을 "종속 주행"할 수 있다. For example, each of the relay robots R1 or R2 included in the one or more relay robots may receive movement information from the sensor robot S connected to the front end or the relay robot of the front end, and thus, the relay robot R1 or R2 may be connected to the rear end 1. In addition to the function of transferring to the rear end relay robot or the user terminal (U) connected by hops, the sensor robot (S) or the front end robot connected by 1 hop to the front end based on the received "movement information" Dependent driving ".
또한, 하나 이상의 중계 로봇에 포함된 각 중계 로봇(R1 또는 R2)은, 앞 단 에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S) 또는 앞 단의 중계 로봇으로부터 전달받은 이동정보에 근거하여 앞 단에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S) 또는 앞 단의 중계 로봇을 종속 주행할 때, 앞 단에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S) 또는 앞 단의 중계 로봇으로부터 전달받은 "이동정보"뿐만 아니라, 주변 장애물에 대한 감지에 따라 획득된 "장애물 회피 정보"에도 근거하여, 앞 단에 1홉으로 연결된 센서 로봇(S) 또는 앞 단의 중계 로봇을 "종속 주행"할 수 있다. In addition, each relay robot (R1 or R2) included in one or more relay robots, one hop at the front end based on the movement information received from the sensor robot (S) connected to the front end or the relay robot at the front end When dependently driving the sensor robot (S) connected to the front end or the relay robot at the front stage, the sensor robot (S) connected at one front to the front end or the "moving information" received from the front relay robot, Also based on the "obstacle avoidance information" obtained in accordance with the detection, it is possible to "dependently run" the sensor robot (S) connected in front of the first stage or the relay robot of the front stage.
전술한 이동정보의 전달을 통해, 센서 로봇(S), 하나 이상의 중계 로봇(R1, R2) 및 사용자 단말기(U) 각각이 앞선 노드를 종속 주행하는 것 이외에, 이동 정보에 근거하여 사용자 단말기(U)가 센서 로봇(S)의 이동을 원격에서 제어할 수 있다. 일 예로서, 사용자 단말기(U)는, 앞 단에 1홉으로 연결된 앞 단의 중계 로봇(도 1의 (b)에서는 R1, 도 1의 (c)에서는 R2)으로부터 전달받은 이동정보에 근거하여, 센서 로봇(S)을 향해 주행 제어 명령 메시지를 송신함으로써, 센서 로봇(S)의 이동을 원격 조정할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 (c)에 예시적으로 도시된 3홉의 무선 센서 네트워크(130)에서의 이동 정보의 전달 및 그에 따른 주행 제어 명령 메시지의 송신은, 도 2를 통해 확인할 수 있다. Through the transfer of the above-described mobile information, the sensor robot S, the one or more relay robots R1 and R2, and the user terminal U each independently drive the preceding node, but also based on the mobile information. ) Can remotely control the movement of the sensor robot (S). As an example, the user terminal U is based on the movement information received from the relay robot (R1 in FIG. 1B and R2 in FIG. 1C) connected to the front end by one hop. By sending the travel control command message toward the sensor robot S, the movement of the sensor robot S can be remotely controlled. For example, the transfer of the movement information and the transmission of the driving control command message in the three-hop
위에서 언급한 각 노드(센서 로봇(S), 중계 로봇(R1, R2), 사용자 단말기(U))는 센서 노드일 수 있으며, 각 노드는 자신의 위치를 인식하여 자신의 이동정보를 획득할 수 있고, 이렇게 각 노드에서 획득된 각 노드의 이동정보는, 이동 방향 정보 및 이동 속도 정보 등을 포함할 수 있다. Each node (sensor robot S, relay robots R1 and R2, user terminal U) mentioned above may be a sensor node, and each node may acquire its own movement information by recognizing its location. The movement information of each node obtained in each node may include movement direction information and movement speed information.
도 1에 예시적으로 도시된 1홉의 무선 센서 네트워크(110) 또는 2홉 이상의 멀티홉의 무선 센서 네트워크(120, 130)는, IEEE 802.11 무선 통신 규격을 이용하는 WLAN(Wireless Local Area Network)로 구성되거나, IEEE 802.15 무선 통신 규격을 이용하는 WPAN(Wireless Personal Area Network) 등의 어떠한 무선 네트워크의 형태로도 구성이 가능하다. 도 1에 예시적으로 도시된 1홉의 무선 센서 네트워크(110) 또는 2홉 이상의 멀티홉의 무선 센서 네트워크(120, 130)가 IEEE 802.15 무선 통신 규격을 이용하는 WPAN(Wireless Personal Area Network)로 구성되는 경우, 도 1에 예시적으로 도시된 1홉의 무선 센서 네트워크(110) 또는 2홉 이상의 멀티홉의 무선 센서 네트워크(120, 130)에 포함된 센서 로봇(S), 하나 이상의 중계 로봇(R1, R2) 및 사용자 단말기(U)는, IEEE 802.15 무선 통신 모듈을 포함하여 IEEE 802.15 무선 통신 규격에 따라 서로 통신할 수 있다. IEEE 802.15 무선 통신 규격을 이용하는 WPAN(Wireless Personal Area Network)은, IrDA(Infrared Data Association), Bluetooth, UWB(Ultra-wideband), Z-Wave 및 ZigBee 등과 같은 네트워크 기술들을 이용하여 구성될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템은, 위치 인식 저전력 무선 센서 네트워크에 대한 무선 통신 규격을 정의한 IEEE 802.15.4a 무선 통신 규격에 따라 무선 센서 네트워크를 구성할 수 있다. The one-hop
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하는 방법에 대한 흐름도이다. 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장한다는 것은, 도 1의 (a)에서와 같이 센서 노드(S)와 사용자 단말기(U)로만 이루어진 무선 센서 네트워크(110)에서, 한 개의 중계 로봇(R1)을 투입한 2홉의 무선 센서 네트워 크(120)로 확장하거나, 센서 노드(S), 중계 로봇(R1) 및 사용자 단말기(U)를 포함하는 2홉의 무선 센서 네트워크(120)에서, 한 개의 중계 로붓(R2)를 추가로 더 투입하여 3홉의 무선 센서 네트워크(130)로 확장하는 것처럼, 센서 노드(S)와 사용자 단말기(U) 사이에 중계 로봇을 한 개 이상을 투입시켜 센서 노드(S)와 사용자 단말기(U) 간의 통신을 투입된 한 개 이상의 중계 로봇이 중계할 수 있게 하는 것을 말한다. 3 is a flowchart illustrating a method of extending a robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. Expanding the robot-based wireless sensor network, as shown in (a) of FIG. 1, in the
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하는 방법은, 센서 로봇(S) 및 사용자 단말기(U) 등을 노드로 포함하는 무선 센서 네트워크를 구성하는 무선 센서 네트워크 구성 단계(S300); 무선 센서 네트워크 구성 단계(S300)에서 구성된 무선 센서 네트워크에 포함된 노드 간의 신호 세기를 노드 쌍마다 측정하여, 측정된 신호 세기가 임계값 미만이 되는 노드 쌍이 존재하면, 측정된 신호 세기가 임계값 미만이 되는 노드 쌍에 포함된 두 노드 사이에 추가적인 노드로서 중계 로봇을 한 개 이상 투입하는 중계 로봇 투입 단계(S302); 및 투입된 한 개 이상의 중계 로봇이 무선 센서 네트워크 구성 단계(S300)에서 구성된 무선 센서 네트워크에 포함되도록, 무선 센서 네트워크 구성 단계(S300)에서 구성된 무선 센서 네트워크를 재구성함으로써, 무선 센서 네트워크 구성 단계(S300)에서 구성된 무선 센서 네트워크를 확장하는 무선 센서 네트워크 확장 단계(S304) 등을 포함한다. Referring to FIG. 3, in a method of extending a robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention, a radio configuring a wireless sensor network including a sensor robot S and a user terminal U as a node may be used. Sensor network configuration step (S300); The signal strength between nodes included in the wireless sensor network configured in the wireless sensor network configuration step S300 is measured for each node pair, and if there is a node pair whose measured signal strength is less than the threshold value, the measured signal strength is less than the threshold value. A relay robot input step (S302) of inputting at least one relay robot as an additional node between two nodes included in the node pair; And reconfiguring the wireless sensor network configured in the wireless sensor network configuring step S300 such that one or more relay robots are included in the wireless sensor network configured in the wireless sensor network configuring step S300, thereby configuring the wireless sensor network. Wireless sensor network expansion step (S304) and the like to extend the wireless sensor network configured in the.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하기 위한 중계 로봇(400)에 대한 블록 구성도이다. 도 4에서는, 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하기 위한 중계 로봇(400)을 설명하기 위해서, 도 1의 (b)에서 도 1의 (c)로의 통신 범위 확장과 같이, 일단, 중계 로봇(400)이 무선 센서 네트워크에 포함된 것으로 가정하고, 중계 로봇(400)이 포함된 무선 센서 네트워크에서 통신 범위를 확장하기 위하여 다른 중계 로봇을 투입하여 확장하는 상황을 가정하여, 중계 노드(R1)에 대한 기능들을 블록 구성도로 예시적으로 도시한 것이다. 4 is a block diagram of the relay robot 400 for extending the robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, in order to explain the relay robot 400 for expanding the robot-based wireless sensor network, as shown in FIG. 1B to FIG. 1C, the relay robot 400 is expanded. ) Is assumed to be included in the wireless sensor network, and assuming a situation in which another relay robot is input and expanded to extend a communication range in the wireless sensor network including the relay robot 400, The functions are exemplarily shown in a block diagram.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하기 위한 중계 로봇(400)은, 무선 센서 네트워크에 포함되고 센서 로봇, 중계 로봇, 사용자 단말기 중 하나인 주변의 노드와 송수신 되는 신호 세기를 측정하는 신호 세기 측정부(410); 측정된 신호 세기가 임계값 이하인 경우, 임계값을 초과하는 신호 세기로 신호를 송수신 가능한 다른 중계 로봇(통신 범위를 확장하기 위하여 새로 투입된 중계 로봇)을 검색하는 중계 로봇 검색부(420); 검색된 다른 중계 로봇을 통해 주변의 노드와 통신하기 위해, 검색된 다른 중계 로봇이 무선 센서 네트워크에 포함되도록 네트워크 구성을 변경하는 네트워크 구성 변경부(430); 사용자 단말기(U)가 센서 로봇(S)의 이동을 원격 조정하기 위해, 사용자 단말기(U)에서 송신되어 센서 로봇(S)으로 향하는 주행 제어 명령 메시지를 중계하는 주행 제어 명령 중계부(440); 및 센서 로봇(S)에 의해 감지된 감지 데이터를 센서 로봇(S)에서 사용자 단말기(U)로 전달하기 위해 감지 데이터를 중계하는 감지 데이터 중계부(450) 등을 포함한다. Referring to FIG. 4, a relay robot 400 for expanding a robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention is included in a wireless sensor network and includes a sensor robot, a relay robot, and a user terminal. A signal
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하기 위한 중계 로봇(400)은, 센서 로봇(S)을 향하는 방향으로 바로 앞 단에 연결된 노드 또는 상기 센서 로봇으로부터 이동정보를 수신하여, 수신된 이동정보에 근거하여, 센서 로봇(S)을 향하는 방향으로 바로 앞 단에 연결된 노드(다른 중계 로봇) 또는 센서 로봇(S)을 종속 주행하도록 주행 장치를 제어하고, 사용자 단말기(U)를 향하는 방향으로 바로 뒷 단에 연결된 노드(다른 중계 로봇)나 사용자 단말기로 수신된 이동정보나 자신의 이동정보를 전달하는 종속 주행 제어부(460)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, a relay robot 400 for extending a robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention may be a node or the sensor robot directly connected to the front end in a direction toward the sensor robot S. FIG. Receives the movement information from the control unit, based on the received movement information, and controls the traveling device to subordinately run the node (other relay robot) or sensor robot (S) connected directly in front in the direction toward the sensor robot (S) and The device may further include a
도 5에 예시적으로 도시된 블록 구성도는, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템에 포함된 각 노드들(센서 로봇(S), 중계 로봇(R) 및 사용자 단말기(U))의 각 기능별 블록 구성도를 나타낸 것으로서, 이상에서 전술한 로봇 기반의 무선 센서 네트워크의 통신 범위 확장 방법은, 도 5에서의 각 노드들(센서 로봇(S), 중계 로봇(R) 및 사용자 단말기(U))의 각 기능별 블록 중에서 자동 확장(Auto Spacing) 모듈에서 수행될 수 있다. 5 is a block diagram illustrating the nodes (sensor robot (S), relay robot (R) and the user terminal (included in the robot-based wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention) U)) as a block diagram for each function, the above-described method for extending the communication range of the robot-based wireless sensor network, the nodes (sensor robot (S), relay robot (R) and It may be performed in an auto spacing module among blocks for each function of the user terminal U.
이상에서 전술한 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템과, 이러한 무선 센서 네트워크 시스템에 의해 수행되는 통신 범위 확장 방법 등은, 화재나 재난 상황 등에서 구조 대원을 투입하기 어려운 지하공간 또는 실내위험 공간 등에 센서 로봇(S)을 대신 투입하고, 투입한 센서 로봇(S)을 통한 지하공간 또는 실내위험 공간 등에서의 임무 수행을 하기 위해서, 적용될 수 있다. The above-described robot-based wireless sensor network system and a method of extending the communication range performed by the wireless sensor network system include a sensor robot (for example, a sensor robot (for example, an underground space or an indoor dangerous space) in which a rescue worker is difficult to enter in a fire or disaster situation. In place of S), in order to perform the mission in the underground space or indoor danger space through the injected sensor robot (S), it can be applied.
이와 같이, 화재나 재난 상황 등에서, 구조 대원을 투입하기 어려운 지하공간 또는 실내위험 공간 등에 센서 로봇(S)을 대신 투입하여 임무 수행을 하기 위해서는, 지하공간 또는 실내위험 공간 등에 투입한 센서 로봇(S)의 이동을 원격에서 정확하게 조정할 수 있어야 하고, 지하공간 또는 실내위험 공간 등에 투입한 센서 로봇(S)에 의해 감지되어 획득된 감지 데이터를 신뢰성 있게 수신할 수 있어야한다. As described above, in order to perform a mission by substituting the sensor robot S into an underground space or an indoor danger space where rescue workers are difficult to enter in a fire or disaster situation, the sensor robot S injected into an underground space or an indoor danger space, etc. It should be possible to accurately adjust the movement of the remote control, and to be able to reliably receive the detected data obtained by the sensor robot (S) put into the underground or indoor danger space.
따라서, 본 발명의 일 실시예는, 센서 로봇(S)이 아무리 멀리 또는 통신 환경이 열악한 위치로 이동하더라도, 센서 로봇(S)의 정확한 원격 조정과, 센서 로붓(S) 간의 신뢰성 있는 주변 데이터 송수신이 가능한 사용자 단말기(U)와 센서 로봇(S) 간의 지속적인(Seamless) 통신을 제공해 줄 수 있는 로봇 기반의 무선 센서 네트워크에서의 통신 범위 확장 방법, 이를 위한 중계 로봇(R) 및 무선 센서 네트워크 시스템을 제공한다. Therefore, in one embodiment of the present invention, even if the sensor robot S moves to a position where the communication environment is poor or no matter how far away, accurate remote control of the sensor robot S and reliable peripheral data transmission and reception between the sensor lobuters S A method of extending the communication range in a robot-based wireless sensor network capable of providing seamless communication between a user terminal (U) and a sensor robot (S), and a relay robot (R) and a wireless sensor network system therefor. to provide.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 한 개 이상의 중계 로봇(R)을 이용하여 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 간의 신뢰성 있는 통신을 가능하게 할 수 있다.In other words, according to an embodiment of the present invention, even in an environment where there may be a poor communication state such as indoor or underground space, between the sensor robot S and the user terminal U using one or more relay robots R. FIG. It can enable reliable communication.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실내 또는 지하공간 등과 같이 열악한 통신 상태일 수 있는 환경에서도, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 사이에 한 개 이상의 중계 로봇(R)을 투입하여, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 간(즉, 종단간(End-to-End)) 신뢰성 있는 통신을 가능하게 하는 통신 범위 확장 기술을 제공할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, even in an environment where there may be a poor communication state, such as indoor or underground space, by inserting one or more relay robot (R) between the sensor robot (S) and the user terminal (U) In addition, it is possible to provide a communication range extension technology that enables reliable communication between the sensor robot S and the user terminal U (ie, end-to-end).
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 사이에 한 개 이상의 중계 로봇(R)을 투입하여, 센서 로봇(S), 한 개 이상의 중계 로봇(R) 및 사용자 단말기(U)를 노드로 하는 멀티홉의 무선 센서 네트워크를 구성할 수 있도록 하여, 뒷 노드가 앞 노드의 이동정보를 전달받아 앞 노드를 따라 종속 주행할 수 있도록 해준다. In addition, according to an embodiment of the present invention, by inserting one or more relay robot (R) between the sensor robot (S) and the user terminal (U), the sensor robot (S), one or more relay robot (R) And it is possible to configure a multi-hop wireless sensor network having a user terminal (U) as a node, so that the rear node receives the movement information of the front node can be slaved along the front node.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센서 로봇(S)과 사용자 단말기(U) 사이에 한 개 이상의 중계 로봇을 투입하여, 센서 로봇(S), 한 개 이상의 중계 로봇(R) 및 사용자 단말기(U)를 노드로 하는 멀티홉의 무선 센서 네트워크를 구성하고, 사용자 단말기(U)로부터 중계 로봇(R)을 경유하여 센서 로봇(S)으로 주행 제어 명령 메시지를 우선 순위 기반의 제어 메시지 라우팅 프로토콜을 이용하여 전달해줌으로써 사용자가 원격에 있는 센서 로봇(S)을 정확하게 원격 조정할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, by inserting one or more relay robot between the sensor robot (S) and the user terminal (U), the sensor robot (S), one or more relay robot (R) and the user terminal A priority-based control message routing protocol for constructing a multi-hop wireless sensor network with (U) as a node and forwarding the driving control command message from the user terminal (U) to the sensor robot (S) via the relay robot (R). By using to deliver the user can remotely control the sensor robot (S) in the remote accurately.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In the above description, all elements constituting the embodiments of the present invention are described as being combined or operating in combination, but the present invention is not necessarily limited to the embodiments. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each or all of the components may be selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. The storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be included, unless otherwise stated, and thus excludes other components. It should be construed that it may further include other components instead. All terms, including technical and scientific terms, have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms commonly used, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be construed in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템을 설명하기 위한 도면, 1 is a view for explaining a robot-based wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크에서의 이동정보 및 주행 제어 명령 메시지의 송수신을 예시적으로 나타낸 도면, 2 is a diagram illustrating transmission and reception of movement information and a driving control command message in a robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하는 방법에 대한 흐름도, 3 is a flowchart illustrating a method for extending a robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크를 확장하기 위한 중계 로봇에 대한 블록 구성도, 4 is a block diagram of a relay robot for extending a robot-based wireless sensor network according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 기반의 무선 센서 네트워크 시스템에 포함된 각 노드들의 기능별 블록 구성도를 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a block diagram illustrating functional blocks of nodes included in a robot-based wireless sensor network system according to an exemplary embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110, 120, 130: 무선 센서 네트워크110, 120, 130: wireless sensor network
400: 중계 로봇400: relay robot
410: 신호 세기 측정부410: signal strength measurement unit
420: 중계 로봇 검색부420: relay robot search unit
430: 네트워크 구성 변경부430: network configuration change
440: 주행 제어 명령 중계부440: driving control command relay unit
450: 감지 데이터 중계부450: detection data relay
460: 종속 주행 제어부460: slave driving control
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