KR101107326B1 - Method for finding and reporting neighbor node in a sensor network - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법에 관한 것으로, 센서 네트워크를 위한 트리 토폴로지를 형성하는 과정; 트리 토폴로지의 각 노드에서 이웃 노드 정보를 수집하여 라우팅 경로를 통해 싱크 노드에 전달하는 과정; 상기 트리 토폴로지를 순차적으로 재탐색하면서 누락 노드를 발견하여 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정; 및 상기 누락 노드를 발견한 노드에서 상기 누락 노드의 정보를 상기 싱크 노드에 추가로 전달하는 과정을 포함하여 구성되며, 이에 의하여 센서 네트워크에서 보다 효율적이고 신뢰성있는 이웃 노드 정보 수집이 가능해진다. The present invention relates to a method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, the method comprising: forming a tree topology for the sensor network; Collecting neighbor node information from each node of the tree topology and delivering the neighbor node information to the sink node through a routing path; Sequentially rescanning the tree topology to find and add missing nodes to the tree topology; And transmitting the information of the missing node to the sink node in the node that has found the missing node, thereby enabling the collection of more efficient and reliable neighbor node information in the sensor network.

이웃 노드 정보 수집, 누락 노드 발견, 누락 노드 추가, 트리 토폴로지 형성 Collect neighbor node information, find missing nodes, add missing nodes, form tree topology

Description

센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법{Method for finding and reporting neighbor node in a sensor network} Method for finding and reporting neighbor node in a sensor network

본 발명은 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법에 관한 것으로, 특히 누락 노드의 발생을 방지할 수 있도록 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, and more particularly, to a method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network to prevent the occurrence of missing nodes.

센서 네트워크는 일반적으로 싱크 노드 및 센서 노드 등으로 구성되며, 센서 노드로부터 싱크 노드까지의 경로 설정 과정은 널리 알려지고 타이니(tiny) OS에 구현되어 있는 트리 라우팅(예를 들어, Standard Route, MintRoute, Reliable Route)을 기본으로 하여 수행된다. The sensor network is generally composed of sink nodes and sensor nodes, and the routing process from sensor node to sink node is well known and tree routing (for example, Standard Route, MintRoute, It is performed based on Reliable Route.

일반적인 트리 라우팅의 경로 설정 과정은 다음과 같다. The general routing process of tree routing is as follows.

먼저, 센서 네트워크를 구성하는 노드들은 각각 주기적으로 헬로우(HELLO) 메시지를 브로드캐스팅한다. 싱크 노드에 인접한 노드들은 싱크 노드에서 브로드캐스팅된 메시지를 수신 및 응답하여 싱크 노드를 부모 노드로 선택하고, 다음 주기에서 싱크 노드의 이웃 노드들이 HELLO 메시지를 브로드캐스팅함으로써 또 다른 노드들의 부모 노드가 된다. First, nodes constituting the sensor network periodically broadcast a HELLO message. Nodes adjacent to the sink node receive and respond to messages broadcast from the sink node, selecting the sink node as the parent node, and in the next period, neighboring nodes of the sink node become parent nodes of other nodes by broadcasting a HELLO message. .

이와 같은 과정을 반복하면서 센서 네트워크내 모든 노드들은 자신의 부모 노드를 선택하고 부모 노드에 연결됨으로써, 싱크 노드까지의 경로를 설정할 수 있게 된다. By repeating this process, all nodes in the sensor network select their own parent node and connect to the parent node, thereby establishing a path to the sink node.

한편, 센서 네트워크의 싱크 노드는 센서 네트워크 전체에 대한 이웃 노드 정보를 획득하고 유지관리해야 한다. 이는 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반의 맥(Media Access Control, MAC)이나 비컨(beacon)을 사용할 때 보다 효율적인 관리를 위해 싱크 노드에서 스케쥴링을 제어 및 관리해야 되는 경우나, 위치 인식을 위하여 주변의 이웃 노드 정보가 필요한 경우가 있기 때문이다. Meanwhile, the sink node of the sensor network should acquire and maintain neighbor node information for the entire sensor network. This is because it is necessary to control and manage scheduling at the sink node for more efficient management when using MAC or beacon based on Time Division Multiple Access (TDMA). This is because neighboring node information may be needed.

이에 종래에서는 각 노드에서 자신의 이웃 노드 정보를 수집한 후, 상기의 과정을 통해 설정된 경로(즉, 트리 라우팅 경로)를 이용하여 싱크 노드에게 제공하고, 싱크 노드에서는 이를 수신 및 취합함으로써 센서 네트워크 전체에 대한 이웃 노드 정보를 획득할 수 있었다. In the related art, each node collects its own neighbor node information and then provides it to the sink node using the path (i.e., tree routing path) established through the above process, and the sink node receives and aggregates the entire sensor network. It was possible to obtain neighbor node information for.

그러나 종래의 기술에 따른 트리 라우팅의 경로 설정 과정에서는 누락 노드를 발견 및 추가하기 위한 기능을 제공하지 못해, 센서 네트워크를 구성하는 모드 노드가 트리 토폴로지에 참여했는지 또는 각각의 노드에서 모든 이웃 노드의 정보를 수집했는지를 보장할 수가 없는 문제가 있었다. However, since the routing process of tree routing according to the prior art does not provide a function for detecting and adding missing nodes, the mode node constituting the sensor network participates in the tree topology or information of all neighbor nodes in each node. There was a problem that can not be guaranteed to collect.

즉, 종래에는 누락 노드가 발생하더라도 이를 발견하고 트리 토폴로지에 추가시켜줄 수가 없는 문제가 있었다. That is, conventionally, even if a missing node occurs, there is a problem in that it cannot be found and added to the tree topology.

이에 본 발명에서는 기존을 트리 토폴로지 설정 과정을 응용하여 누락 노드까지도 발견하고 트리 토폴로지에 추가시켜 줄 수 있도록 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is to provide a method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network that can apply a tree topology setting process to discover missing nodes and add them to the tree topology.

또한 누락 노드의 정보를 획득하여 싱크 노드에 보고함으로써, 센서 네트워크가 보다 정확하고 신뢰성있는 동작을 수행할 수 있도록 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법을 제공하고자 한다. In addition, by acquiring and reporting the information of the missing node to the sink node, it is to provide a neighbor node discovery and reporting method in the sensor network to enable the sensor network to perform a more accurate and reliable operation.

본 발명의 제1 측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로써, 센서 네트워크를 위한 트리 토폴로지를 형성하는 과정; 트리 토폴로지의 각 노드에서 이웃 노드 정보를 수집하여 라우팅 경로를 통해 싱크 노드에 전달하는 과정; 상기 트리 토폴로지를 순차적으로 재탐색하면서 누락 노드를 발견하여 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정; 및 상기 누락 노드를 발견한 노드에서 상기 누락 노드의 정보를 상기 싱크 노드에 추가로 전달하는 과정을 포함하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법을 제공한다. According to a first aspect of the present invention, as a means for solving the above problems, forming a tree topology for the sensor network; Collecting neighbor node information from each node of the tree topology and delivering the neighbor node information to the sink node through a routing path; Sequentially rescanning the tree topology to find and add missing nodes to the tree topology; And further transmitting information of the missing node to the sink node in the node that finds the missing node.

상기 토폴로지를 형성하는 과정은 각 노드에서 노드 발견 요청 메시지를 브로드캐스트하고, 노드 발견 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 노드 발견 응답 메시지를 분석하여 이웃 노드 정보를 획득하는 단계; 및 상기 노드 발견 응답 메시지를 전송한 이웃 노드중에서 싱크 노드까지의 홉수가 최소인 노드를 부모 노드로 선 택하여 트리 토폴로지에 참여하는 단계를 포함한다.The forming of the topology may include broadcasting a node discovery request message at each node and receiving a node discovery response message; Analyzing the node discovery response message to obtain neighbor node information; And selecting a node having a minimum hop count from a neighbor node transmitting the node discovery response message to a sink node as a parent node to participate in a tree topology.

상기 토폴로지를 형성하는 과정은 최상위 레벨 노드에서 최하위 레벨 노드 방향으로 순차적으로 진행되면서, 각각의 노드에서 수행되는 것을 특징으로 한다. The forming of the topology may be performed at each node while sequentially proceeding from the highest level node to the lowest level node.

바람직하게, 상기 노드 발견 요청 메시지는 노드 아이디 정보와 노드 발견 요청 정보를 포함하고, 상기 노드 발견 응답 메시지는 노드 아이디 정보를 포함한다. Preferably, the node discovery request message includes node ID information and node discovery request information, and the node discovery response message includes node ID information.

상기 싱크 노드에 전달하는 과정은 최하위 레벨에 위치한 노드가 자신의 이웃 노드 정보를 부모 노드로 전달하는 단계; 중간 레벨에 위치한 노드가 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보를 취합하여 부모 노드로 전달하는 단계; 최상위 레벨에 위치한 싱크 노드가 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보를 취합하여 센서 네트워크 전체에 대한 이웃 노드 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The transferring to the sink node may include transmitting, by a node located at the lowest level, its neighbor node information to a parent node; A node located at an intermediate level collects neighbor node information transmitted from the child node and its neighbor node information and transmits the neighbor node information to the parent node; And acquiring neighbor node information for the entire sensor network by collecting the neighbor node information transmitted from the child node by the sink node located at the highest level.

상기 이웃 노드 정보를 취합하여 부모 노드로 전달하는 단계는 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보를 비교하여 중복되는 정보는 하나의 정보로 병합하는 것을 특징으로 한다. In the collecting and delivering the neighbor node information to the parent node, the neighbor node information transmitted from the child node and its neighbor node information are compared with each other, and the overlapping information is merged into one piece of information.

상기 이웃 노드 정보를 취합하여 부모 노드로 전달하는 단계는 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보를 취합한 후, 여러 개의 메시지로 분할하여 부모 노드로 전달하는 것을 특징으로 한다. In the collecting and delivering the neighbor node information to the parent node, the neighbor node information transmitted from the child node and its neighbor node information are collected, divided into a plurality of messages, and delivered to the parent node.

상기 누락 노드를 발견하고 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정은 각 노드에서 누락 노드 발견 요청 메시지를 브로드캐스트하는 단계; 누락 노드 발견 요청 메시지를 수신한 노드들 중 노드 발견 요청 메시지를 수신하지 못했던 상기 누락 노드는 누락 노드 발견 응답 메시지를 생성하여 전송하고 상기 트리 토폴로지에 참여하는 단계; 및 상기 누락 노드 발견 응답 메시지를 수신한 노드는 상기 누락 노드 발견 응답 메시지를 분석하여 누락 노드의 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Discovering and adding the missing node to the tree topology may include broadcasting a missing node discovery request message at each node; Generating and transmitting a missing node discovery response message and participating in the tree topology, wherein the missing node which has not received the node discovery request message has received the missing node discovery request message; And acquiring the missing node discovery response message by analyzing the missing node discovery response message to obtain information on the missing node.

바람직하게, 상기 누락 노드 발견 요청 메시지는 노드 아이디 정보, 싱크 노드까지의 홉 수, 노드 발견 요청 정보를 포함한다. Preferably, the missing node discovery request message includes node ID information, hop count to sink nodes, and node discovery request information.

상기 누락 노드를 발견하고 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정은 상기 누락 노드가 상기 누락 노드 발견 요청 메시지에 포함된 싱크 노드까지의 홉 수에 "1"을 더한 값을 자신의 홉수를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The step of finding the missing node and adding it to the tree topology further includes the step of setting the number of hops of the missing node by adding the number of hops to the sink node included in the missing node discovery request message plus "1". It is characterized by including.

바람직하게, 상기 누락 노드 발견 응답 메시지는 노드 아이디 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the missing node discovery response message includes node ID information.

이와 같이 본 발명의 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법은 트리 토폴로지를 형성한 후 누락 노드 재탐색 과정을 통해 누락 노드를 발견하고, 누락 노드가 트리 토폴로지에 참여할 수 있도록 한다. 또한 누락 노드의 정보를 싱크 노드에 보고해줌으로써, 싱크 노드가 보다 정확하고 신뢰성있는 센서 네트워크 전체에 대한 이웃 노드 정보를 획득할 수 있도록 한다. As described above, the method for discovering and reporting neighboring nodes in the sensor network of the present invention forms a tree topology and then discovers the missing node through a missing node rescanning process, and allows the missing node to participate in the tree topology. In addition, by reporting the information of the missing node to the sink node, the sink node can obtain the neighbor node information for the entire sensor network more accurate and reliable.

이에 본 발명의 방법을 이용하는 센서 네트워크에서는 중앙 집중적인 스케쥴링이 필요한 경우나 위치 인식등을 위하여 필요한 경우에, 구성 노드들에 대한 이 웃노드 정보를 효율적으로 수집하고 관리하는 것이 가능해진다. 또한 효율적이며 안정적인 센서 네트워크 시스템의 구축이 가능하고 센서 네트워크를 구성하는 노드들에 대한 중앙 집중적인 네트워크 스케쥴링이 가능해지며, 위치인식과 같은 응용에서 필요한 이웃 노드 정보 역시 수집이 가능해져, 보다 여러 가지의 특성을 요구하는 응용 어플리케이션에 적용이 가능해진다. Accordingly, in the sensor network using the method of the present invention, when central scheduling is necessary or when location recognition is needed, it is possible to efficiently collect and manage neighbor node information on the configuration nodes. In addition, it is possible to construct an efficient and stable sensor network system, to centralize network scheduling of nodes constituting the sensor network, and to collect neighbor node information necessary for applications such as location recognition. It can be applied to application applications that require characteristics.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a neighbor node discovery and reporting method in a sensor network according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면, 본 발명의 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법은 센서 네트워크를 위한 트리 토폴로지를 형성하는 과정(S10), 트리 토폴로지의 각 노드에서 이웃 노드의 정보를 수집하여 라우팅 경로를 통해 싱크 노드에 전달하는 전달 과정(S20), 트리 토폴로지를 순차적으로 재탐색하면서 누락 노드를 발견하고 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정(S30), 누락 노드를 발견한 노드에서 누락 노드의 정보를 싱크 노드에 추가로 전달하는 과정(S40)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network according to an embodiment of the present invention may include forming a tree topology for a sensor network (S10), and collecting information about neighboring nodes in each node of the tree topology to establish a routing path. Transfer process (S20) to deliver to the sink node through, the process of finding the missing node and re-adding to the tree topology while sequentially rescanning the tree topology (S30), the information of the missing node in the node found the missing node sink node In addition to the step of delivering (S40).

이하에서는 각 과정에 대해 개별적으로 보다 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, each process will be described in more detail individually.

도2a 내지 도2d는 본 발명의 일실시예에 따른 트리 토폴로지 형성 과정(S10)을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.2A to 2D are diagrams for explaining a tree topology forming process S10 according to an embodiment of the present invention in more detail.

본 발명의 트리 토폴로지 형성 과정은 여러 주기를 걸쳐 최상위 레벨에서 최하위 레벨 방향으로 순차적으로 진행되면서 각각의 노드에서 수행된다. 즉, 트리 토폴로지 형성 과정이 싱크 노드에 의해 최초로 수행된 후, 다음 주기에서는 이전 주기의 노드 발견 요청 메시지를 수신한 노드들이 토폴로지 형성 과정을 수행하는 방식으로 진행된다. The tree topology forming process of the present invention is performed at each node while going sequentially from the highest level to the lowest level over several periods. That is, after the tree topology forming process is first performed by the sink node, in the next cycle, the nodes receiving the node discovery request message of the previous cycle are performed in a manner of performing the topology forming process.

이하에서는 설명의 편이를 위해, 노드C에서의 동작을 일예로 들어 설명한다. Hereinafter, for convenience of description, the operation in the Node C will be described as an example.

먼저, 노드C는 도2a에 도시된 바와 같이 자신의 아이디 정보와 노드 발견 요청 정보를 포함하는 노드 발견 요청 메시지를 생성하여, 자신에 인접된 노드들에게 브로드캐스트(broadcast)한다. First, as shown in FIG. 2A, the Node C generates a node discovery request message including its ID information and node discovery request information, and broadcasts them to nodes adjacent to the node.

노드C의 노드 발견 요청 메시지를 수신한 노드들(예를 들어, 노드 A,D,E)은 도2b에 도시된 바와 같이, 자신의 아이디 정보를 포함하는 노드 발견 응답 메시지를 생성하여 노드C에 전송한다. Nodes (for example, nodes A, D, and E) that have received the Node C's Node Discovery Request message generate a Node Discovery Response message containing their identity information to Node C as shown in FIG. 2B. send.

그러면 노드C는 노드 A,D,E로부터 전송되는 노드 발견 응답 메시지내에 포함된 노드 아이디를 추출하여 이웃 노드 정보 테이블에 저장한다. 즉, 노드 발견 응답 메시지를 분석하여 이웃 노드 정보를 획득한다. Node C extracts the node ID included in the node discovery response message transmitted from nodes A, D, and E and stores the node ID in the neighbor node information table. That is, the node discovery response message is analyzed to obtain neighbor node information.

그리고 노드C는 이웃 노드중에서 싱크 노드까지의 홉수가 최소인 노드를 부모 노드로 선택하고 부모 노드로의 연결을 수행하여, 도2c에 도시된 바와 같이 트리 토폴로지에 참여한다Node C selects a node having the minimum number of hops from the neighbor node to the sink node as a parent node and performs a connection to the parent node, and participates in the tree topology as shown in FIG. 2C.

이와 같은 트리 토폴로지 형성 과정은 토폴로지 형성 시간 동안에 노드C를 포함한 모든 노드에서 비동기적으로 수행되고, 그에 따라 센서 네트워크는 도2d에 도시된 바와 같이 스탠다드 라우트를 위한 트리 토폴로지를 형성하게 된다. This tree topology formation process is performed asynchronously at all nodes including Node C during the topology formation time, so that the sensor network forms a tree topology for a standard route as shown in FIG. 2D.

여기서, 트리 토폴로지 형성 시간은 망 운영자등에 의해 사전에 설정되며, 센서 네트워크의 규모에 비례하여 증가되는 값을 가진다. Here, the tree topology formation time is set in advance by a network operator or the like and has a value that is increased in proportion to the size of the sensor network.

그러나, 상기의 트리 토폴로지 형성 과정은 노드별로 한번씩만 수행되어, 특정 노드가 패킷의 충돌이나 간섭으로 인하여 트리 토폴로지에 정해진 시간안에 참여하지 못하거나 싱크 노드까지의 홉 수 정보를 획득하면, 해당 노드는 누락 노드가 되어버린다. However, the tree topology forming process is performed only once for each node, and if a particular node fails to participate in the tree topology due to packet collision or interference, or acquires hop count information to the sink node, the node is It becomes a missing node.

이에 본 발명에서는 누락 노드의 발견 및 추가 과정을 추가적으로 수행하여, 누락 노드의 발생 가능성을 차단해준다. Accordingly, the present invention additionally performs the discovery and addition process of the missing node, thereby preventing the possibility of the missing node.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 이웃 노드 정보 보고 과정(S20)을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the neighbor node information reporting process (S20) according to an embodiment of the present invention in more detail.

도3을 참조하면, 최하위 레벨에 위치한 노드(예를 들어, 노드E)는 자신의 이웃 노드 정보를 포함하는 이웃 노드 정보 메시지를 생성하여 부모 노드(노드C)로 전달한다. Referring to FIG. 3, a node (eg, node E) located at the lowest level generates a neighbor node information message including its neighbor node information and delivers the neighbor node information message to the parent node (node C).

중간 레벨에 위치한 노드(예를 들어, 노드A)는 일정 시간에 걸쳐 여러 개의 자식 노드(노드C, D)에서 제공되는 이웃 노드 정보 메시지를 수신하고, 수신된 이웃 노드 정보 메시지에 포함된 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보와 취합하여 다시 상위 레벨에 위치한 노드(싱크 노드)로 전달한다.A node located at an intermediate level (for example, node A) receives a neighbor node information message provided from several child nodes (nodes C and D) over a period of time, and the neighbor node included in the received neighbor node information message. It collects the information and its neighbor node information and delivers it back to the node (sink node) located at a higher level.

이때, 중간 레벨에 위치한 노드는 메시지 전송 효율을 높여주기 위해 여러 개의 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보를 비교하여 중복되는 정보는 하나의 정보로 병합한 후 부모 노드로 전송한다. 또한 메시지 용량에 따라 하나의 메시지 또는 몇 개의 메시지로 분할하여 전송해주기도 한다. At this time, the node located at the intermediate level compares neighbor node information transmitted from several child nodes with its neighbor node information in order to improve message transmission efficiency, merges duplicated information into one information, and transmits the information to the parent node. . In addition, depending on the message capacity, it may be divided into one message or several messages.

최상위 레벨에 위치한 싱크 노드는 일정 시간에 걸쳐 여러 개의 자식 노드에서 제공되는 이웃 노드 정보 메시지를 수신하고, 수신된 이웃 노드 정보 메시지에 포함된 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보와 취합하여, 전체 센서 네트워크에 대한 이웃 노드 정보를 획득한다The sink node located at the highest level receives the neighbor node information message provided from several child nodes over a predetermined time period, collects the neighbor node information included in the received neighbor node information message and its neighbor node information, and acquires the entire sensor. Obtain neighbor node information for network

이와 같이, 싱크 노드는 각각의 노드에서 수집된 이웃 노드 정보를 모두 제 공받아, 스케쥴링 또는 위치 인식 등과 같은 작업을 수행하게 된다. In this way, the sink node receives all the neighbor node information collected from each node, and performs tasks such as scheduling or location recognition.

도4 a 내지 도4c는 본 발명의 일실시예에 따른 트리 토폴로지에서 누락 노드의 발견 및 추가 과정(S30)과 누락 노드 정보 보고 과정(S40)을 보다 상세히 설명하기 위한 도면으로, 이는 깊이 우선 탐색 방식에 따라 최상위 레벨에서 최하위 레벨 방향으로 진행되면서, 각각의 노드에서 수행된다. 4A to 4C are diagrams for explaining in detail a process of finding and adding a missing node (S30) and a reporting of missing node information (S40) in a tree topology according to an embodiment of the present invention, which is a depth-first search. This is done at each node, going from top level to bottom level in some way.

이하에서는 설명의 편이를 위해, 노드D에서의 동작을 일예로 들어 설명한다. Hereinafter, for convenience of description, the operation in the node D will be described as an example.

노드D는 도4a에 도시된 바와 같이 자신의 아이디 정보, 싱크 노드까지의 홉수, 및 노드 발견 요청 정보를 포함하는 누락 노드 발견 요청 메시지를 주변 노드에 브로드캐스팅한다. The node D broadcasts a missing node discovery request message including its ID information, hop count to the sink node, and node discovery request information as shown in FIG. 4A to the neighboring nodes.

노드D에 인접위치된 노드A,C,G,J는 노드D의 누락 노드 발견 요청 메시지를 수신하고, 이전에 노드 발견 요청 메시지를 수신하여 노드 발견 응답 메시지를 전송한 적이 있는 노드 A,C,G는 누락 노드 발견 요청 메시지를 그냥 폐기한다. Nodes A, C, G, and J located adjacent to node D receive the missing node discovery request message of node D, and have previously received the node discovery request message and transmitted the node discovery response message. G just discards the missing node discovery request message.

반면, 노드D의 누락 노드 발견 요청 메시지를 처음 수신한 노드 J는 자신이 트리 토폴로지에서 누락되어 있었음을 확인하고, 자신의 아이디 정보를 포함하는 누락 노드 발견 응답 메시지를 생성하여 노드D에 전송한다. 그리고 나서 노드 J는 누락 노드 발견 요청 메시지에 포함된 홉수에 "1"을 더한 값을 자신의 홉수로 설정하고, 도4b에 도시된 바와 같이 트리 토폴로지에 참여한다. On the other hand, Node J, which first received the Missing Node Discovery Request message from Node D, confirms that it was missing from the tree topology, generates a Missing Node Discovery Response message including its identity information, and sends it to Node D. Node J then sets its hop count to the number of hops included in the missing node discovery request message plus " 1 " and participates in the tree topology as shown in FIG. 4B.

이에 노드 J의 누락 노드 발견 응답 메시지를 수신한 노드D는 도4c에 도시된 바와 같이 노드 J의 아이디 정보를 추가하여 자신의 이웃 노드 정보에 업데이트한 후, 업데이트된 이웃 노드 정보를 싱크 노드에 재전송해준다. In response to the node J's missing node discovery response message, node D adds node J's ID information and updates it to its neighbor node information, and then retransmits the updated neighbor node information to the sink node. Do it.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a neighbor node discovery and reporting method in a sensor network according to an embodiment of the present invention.

도2a 내지 도2d는 본 발명의 일실시예에 따른 트리 토폴로지 형성 과정을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.2A to 2D are diagrams for explaining a tree topology forming process according to an embodiment of the present invention in more detail.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 이웃 노드 정보 보고 과정을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a neighbor node information reporting process in more detail according to an embodiment of the present invention.

도4 a 내지 도4c는 본 발명의 일실시예에 따른 트리 토폴로지에서 누락 노드의 발견 및 추가 과정과 누락 노드 정보 보고 과정을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다. 4A to 4C are diagrams for explaining in detail a process of finding and adding a missing node and reporting a missing node information in a tree topology according to an embodiment of the present invention.

Claims (12)

센서 네트워크를 위한 트리 토폴로지를 형성하는 과정;Forming a tree topology for the sensor network; 트리 토폴로지의 각 노드에서 이웃 노드 정보를 수집하여 라우팅 경로를 통해 싱크 노드에 전달하는 과정; Collecting neighbor node information from each node of the tree topology and delivering the neighbor node information to the sink node through a routing path; 상기 트리 토폴로지를 순차적으로 재탐색하면서 누락 노드를 발견하여 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정; 및Sequentially rescanning the tree topology to find and add missing nodes to the tree topology; And 상기 누락 노드를 발견한 노드에서 상기 누락 노드의 정보를 상기 싱크 노드에 추가로 전달하는 과정을 포함하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법. And transmitting the information of the missing node to the sink node in the node that finds the missing node. 제1항에 있어서, 상기 트리 토폴로지를 형성하는 과정은The method of claim 1, wherein the forming of the tree topology is performed. 각 노드에서 노드 발견 요청 메시지를 브로드캐스트하고, 노드 발견 응답 메시지를 수신하는 단계;Broadcasting a node discovery request message at each node, and receiving a node discovery response message; 상기 노드 발견 응답 메시지를 분석하여 이웃 노드 정보를 획득하는 단계; 및 Analyzing the node discovery response message to obtain neighbor node information; And 상기 노드 발견 응답 메시지를 전송한 이웃 노드중에서 싱크 노드까지의 홉수가 최소인 노드를 부모 노드로 선택하여 트리 토폴로지에 참여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법. And selecting a node having a minimum hop count from a neighbor node transmitting the node discovery response message as a parent node as a parent node to participate in a tree topology. 제2항에 있어서, 상기 트리 토폴로지를 형성하는 과정은The process of claim 2, wherein the forming of the tree topology is performed. 최상위 레벨 노드에서 최하위 레벨 노드 방향으로 순차적으로 진행되면서, 각각의 노드에서 수행되는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법. A method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, which is performed at each node while sequentially progressing from a top level node to a bottom level node. 제2항에 있어서, 상기 노드 발견 요청 메시지는 The method of claim 2, wherein the node discovery request message is 노드 아이디 정보와 노드 발견 요청 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법. A method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, comprising node ID information and node discovery request information. 제2항에 있어서, 상기 노드 발견 응답 메시지는 The method of claim 2, wherein the node discovery response message 노드 아이디 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.A method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, comprising node ID information. 제1항에 있어서, 상기 싱크 노드에 전달하는 과정은The method of claim 1, wherein the transferring to the sink node is performed. 최하위 레벨에 위치한 노드가 자신의 이웃 노드 정보를 부모 노드로 전달하 는 단계;Transmitting, by the node located at the lowest level, its neighbor node information to the parent node; 중간 레벨에 위치한 노드가 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보를 취합하여 부모 노드로 전달하는 단계;A node located at an intermediate level collects neighbor node information transmitted from the child node and its neighbor node information and transmits the neighbor node information to the parent node; 최상위 레벨에 위치한 싱크 노드가 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보를 취합하여 센서 네트워크 전체에 대한 이웃 노드 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.And obtaining, by the sink node located at the highest level, neighbor node information transmitted from the child nodes to obtain neighbor node information for the entire sensor network. 제6항에 있어서, 상기 이웃 노드 정보를 취합하여 부모 노드로 전달하는 단계는 The method of claim 6, wherein collecting the neighbor node information and delivering the neighbor node information to a parent node comprises: 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보를 비교하여 중복되는 정보는 하나의 정보로 병합하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.A method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, comprising comparing neighboring node information transmitted from a child node with its neighboring node information and merging overlapping information into one piece of information. 제6항에 있어서, 상기 이웃 노드 정보를 취합하여 부모 노드로 전달하는 단계는 The method of claim 6, wherein collecting the neighbor node information and delivering the neighbor node information to a parent node comprises: 자식 노드로부터 전송되는 이웃 노드 정보와 자신의 이웃 노드 정보를 취합한 후, 여러 개의 메시지로 분할하여 부모 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.A method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, comprising collecting neighboring node information transmitted from a child node and its neighboring node information, and then dividing the neighboring node information into a plurality of messages. 제1항에 있어서, 상기 누락 노드를 발견하여 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정은 The method of claim 1, wherein the finding and adding the missing node to the tree topology is performed. 각 노드에서 누락 노드 발견 요청 메시지를 브로드캐스트하는 단계;Broadcasting a missing node discovery request message at each node; 상기 누락 노드 발견 요청 메시지를 수신한 노드들 중 노드 발견 요청 메시지를 수신하지 못했던 상기 누락 노드는 누락 노드 발견 응답 메시지를 생성하여 전송하고 상기 트리 토폴로지에 참여하는 단계; 및 Generating and transmitting a missing node discovery response message and participating in the tree topology, wherein the missing node which has not received the node discovery request message among the nodes that have received the missing node discovery request message; And 상기 누락 노드 발견 응답 메시지를 수신한 노드는 상기 누락 노드 발견 응답 메시지를 분석하여 누락 노드의 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.And receiving the missing node discovery response message by analyzing the missing node discovery response message to obtain information of the missing node. 제9항에 있어서, 상기 누락 노드 발견 요청 메시지는 10. The method of claim 9, wherein the missing node discovery request message is 노드 아이디 정보, 싱크 노드까지의 홉 수, 노드 발견 요청 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.A method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, comprising node ID information, hop counts to sink nodes, and node discovery request information. 제10항에 있어서, 상기 누락 노드를 발견하여 상기 트리 토폴로지에 추가하는 과정은 11. The method of claim 10, wherein the step of finding the missing node and adding it to the tree topology 상기 누락 노드가 상기 누락 노드 발견 요청 메시지에 포함된 싱크 노드까지의 홉 수에 "1"을 더한 값을 자신의 홉수를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.And setting the number of hops of the missing node by adding the number of hops to the sink node included in the missing node discovery request message by adding "1". How to report. 제9항에 있어서, 상기 누락 노드 발견 응답 메시지는 10. The method of claim 9, wherein the missing node discovery response message is 노드 아이디 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 이웃 노드 발견 및 보고 방법.A method for discovering and reporting neighboring nodes in a sensor network, comprising node ID information.
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