KR101120035B1 - 코디네이터, 센서 노드, 이동 노드, 고정 노드, 라우터, 센서 네트워크 및 그 동기화 방법 - Google Patents
코디네이터, 센서 노드, 이동 노드, 고정 노드, 라우터, 센서 네트워크 및 그 동기화 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 코디네이터, 센서 노드, 이동 노드, 고정 노드, 라우터, 센서 네트워크 및 그 동기화 방법에 관한 것으로, 이동성을 가지는 노드가 생성한 기준 시간과 다른 노드의 지역 시간과 두 노드 사이의 오프셋 시간 및 지연 시간를 이용해 네트워크 전체 동작 시간인 동작 시스템 시간을 생성한 후에 이에 맞추어 동기화를 수행함으로써, 센서 네트워크의 종래 기술에 따른 시간 동기화가 가지는 문제점을 대부분 해소하며, 오차가 매우 적은 시간 동기화 성능을 제공하는 이점이 있다.
Description
본 발명은 센서 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코디네이터, 센서 노드, 이동 노드, 고정 노드 및 라우터, 이들을 포함하는 센서 네트워크, 코디네이터, 센서 노드, 이동 노드, 고정 노드 및 라우터의 동기화 방법, 센서 네트워크의 동기화 방법에 관한 것이다.
종래 기술에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크의 구조를 도 1에서 보여주고 있다. 도 1을 보면, 유비쿼터스 센서 네트워크의 구조는 네트워크의 시작 및 동기화 처리 주체인 코디네이터, 모든 센서 노드 디바이스와 통신이 가능하며 라우팅 기능을 수행하는 FFD(Full Function Device), 오직 FFD와의 통신이 가능한 간단한 기능을 가지고 있는 RFD(Reduced Function Device)로 구분하고 있다.
이러한 도 1의 유비쿼터스 센서 네트워크에서는, 코디네이터와 FFD의 사이 및 FFD 간에는 동기화 통신 링크로 연결되며, FFD와 RFD 사이는 비동기 통신 링크로 연결된다. 즉, 기준 시간의 사용 여부와는 관계없이 코디네이터와 FFD 디바이스 사이의 시간 동기화를 수행하고 있으며, RFD 노드는 동기화를 수행하는 상위 네트워크의 FFD 노드와의 1:1 통신을 통해서만 신호를 송신할 수 있다.
도 2는 종래 기술의 다른 예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크의 구조도이다. 도 2를 보면, 동기화 구역(Sync Area)-A, 동기화 구역-B, 동기화 구역-C 및 동기화 구역-D와 같이 복수의 FFD가 소규모 그룹을 이루어서 FFD 간, 즉 센서 노드 사이의 시간 동기화를 수행하는 것이며, 이는 중규모 또는 대규모의 네트워크 상에서 적용하기에는 무리가 따른다.
이러한 도 2의 유비쿼터스 센서 네트워크에서는, 각각의 센서 네트워크 그룹의 시간 동기화를 위해 그룹 내 하나의 센서 노드 시간을 이용하거나, 코디네이터는 기준 시간만을 제공하고 각각의 센서 네트워크 그룹 내부에서 독자적으로 시간 동기화를 수행한다. 이 때문에 시간 동기화를 통한 센서 네트워크 그룹간의 통합이 어렵고, 센서 노드 사이의 시간 동기화는 가능하나 소규모 그룹간의 시간 동기화를 수행해야 하는 문제점이 따른다.
한편, 일반 컴퓨터 클록과 같이 유비쿼터스 센서 네트워크 상의 센서 노드 또한 각자 사용하고 있는 내부 오실레이터를 내장하여 독자적인 클록을 사용한다. 이로 인하여 유비쿼터스 네트워크 상의 센서 노드들의 송신시간과 수신시간의 차이가 발생하게 되며, 이는 장기적인 운용이 불가능하거나 실시간 제어와 같은 특수한 목적에 사용할 수 없는 문제가 발생하고 이와 관련된 연구가 진행되어 왔다.
뿐만 아니라 유비쿼터스 센서 네트워크 또한 분산 시스템의 일종이므로 다수의 센서 노드에서 동시에 수행되는 여러 프로세스로부터 정확한 결과를 얻기 위해 시간 동기화가 요구된다.
이처럼 시간 동기화가 필요한 분야를 살펴보면, 다중 센서 데이터의 통합 및 중복 데이터의 제거, 네트워크 내 처리를 위한 시간 동기화, 다중 센서 협업을 위한 기저로 시간 정보, 이벤트 발생순서에서의 시간 정보 요구, 무선 통신 비용을 줄이기 위한 효율적 스케쥴링 기법, 센서 네트워크기반 실시간 위치인식에서의 동기화, 서로 다른 센서 노드 간 데이터 처리에 시간 동기 필요 등이 있다.
종래의 센서 네트워크 시간 동기화 방법으로는 이벤트 발생, 센서 노드간 시간 차이, 센서 노드 내부 클록 오류치를 이용한 다양한 방법들이 연구되어 왔다. 그러나, 현재까지 제안된 시간 동기화 기법은 대부분 에너지 효율성에 초점을 맞추고 있으며, 분산 센서 노드에서의 사용자 개입을 통한 처리가 어렵고, 잦은 고장성과 이동성을 고려하지 않는 연구가 대부분이다.
또한 위와 같은 문제점으로 인하여 유비쿼터스 센서 네트워크는 주변 환경 정보를 획득하기 위한 센서 노드로서의 가치를 지니고 있으나, 제어를 위한 네트워크로서의 효용성이나 이를 기반으로 하는 응용시스템 모델을 설정하고 있지 않고 있다.
본 발명은 센서 네트워크의 센서 노드와 노드 사이 그리고 코디네이터와 센서 노드 사이의 시간 동기화를 위한 방법과 이러한 동기화 방법을 수행할 수 있는 코디네이터, 센서 노드를 제공한다.
본 발명은 센서 네트워크의 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분할 때에 이동 노드와 고정 노드 및 코디네이터 또는 라우터 사이의 시간 동기화를 위한 방법과 이러한 동기화 방법을 수행할 수 있는 이동 노드, 고정 노드, 코디네이터 및 라우터를 제공한다.
본 발명의 제 1 관점으로서 센서 네트워크는, 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 센서 노드로부터 지역 시간 정보가 수신되면 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 코디네이터와, 상기 코디네이터로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하며, 상기 코디네이터로부터 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 센서 노드를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점으로서 센서 네트워크는, 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 고정 노드로부터 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 수신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 이동 노드와, 상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 상기 기준 시간 정보를 코디네이터 또는 라우터에게 송신하며, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 수신하여 상기 이동 노드에게 송신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 고정 노드와, 상기 고정 노드로부터 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하며, 상기 고정 노드와의 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 상기 센서 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 상기 코디네이터 또는 상기 라우터를 포함할 수 있다.
본 발명이 제 3 관점으로서 코디네이터와 센서 노드를 포함하는 센서 네트워크의 동기화 방법은, 상기 코디네이터가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와, 상기 센서 노드가 상기 코디네이터로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하는 단계와, 상기 코디네이터가 상기 센서 노드로부터 상기 지역 시간 정보를 수신하여 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와, 상기 코디네이터가 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하는 단계와, 상기 코디네이터 및 상기 센서 노드가 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 4 관점으로서 이동 노드와 고정 노드를 포함하며, 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 동기화 방법은, 상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와, 상기 고정 노드가 상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 상기 기준 시간 정보를 상기 코디네이터 또는 상기 라우터에게 송신하는 단계와, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 고정 노드로부터 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하는 단계와, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하는 단계와, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 동작 시스템 시간과 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 상기 고정 노드로 송신하면 상기 고정 노드가 상기 동작 시스템 시간과 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 상기 이동 노드에게 송신하는 단계와, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터와 상기 고정 노드 및 상기 이동 노드가 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 5 관점으로서 센서 네트워크의 코디네이터는, 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 센서 네트워크의 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 센서 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 송신하면 상기 지역 시간 정보를 수신하여 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 6 관점으로서 센서 네트워크의 센서 노드는, 상기 센서 네트워크의 코디네이터가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하며, 상기 코디네이터가 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산한 후에 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 송신하면 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 수신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 7 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 이동 노드는, 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 고정 노드가 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 수신한 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 송신하면 이를 수신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 8 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 고정 노드는, 상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 기준 시간 정보를 코디네이터 또는 라우터에게 송신하며, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 수신하여 상기 이동 노드에게 송신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 9 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 코디네이터는, 상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 송신하고 상기 고정 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하며, 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 10 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 라우터는, 상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 송신하고 상기 고정 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하며, 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 11 관점으로서 센서 네트워크를 구성하는 코디네이터의 동기화 방법은, 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 센서 네트워크의 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와, 상기 센서 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 송신하면 상기 지역 시간 정보를 수신하여 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하는 단계와, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 12 관점으로서 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드의 동기화 방법은, 상기 센서 네트워크의 코디네이터가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하는 단계와, 상기 코디네이터가 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산한 후에 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 송신하면 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 수신하는 단계와, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 13 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 이동 노드에 의한 동기화 방법은, 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와, 상기 고정 노드가 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 수신한 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 송신하면 이를 수신하는 단계와, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 14 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 고정 노드에 의한 동기화 방법은, 상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 기준 시간 정보를 코디네이터 또는 라우터에게 송신하는 단계와, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 수신하여 상기 이동 노드에게 송신하는 단계와, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 15 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 코디네이터에 의한 동기화 방법은, 상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 송신하고 상기 고정 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하는 단계와, 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하는 단계와, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 16 관점으로서 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 라우터에 의한 동기화 방법은, 상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 송신하고 상기 고정 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하는 단계와, 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하는 단계와, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시에에 의하면, 이동성을 가지는 노드가 생성한 기준 시간과 다른 노드의 지역 시간과 두 노드 사이의 오프셋 시간 및 지연 시간를 이용해 네트워크 전체 동작 시간인 동작 시스템 시간을 생성한 후에 이에 맞추어 동기화를 수행함으로써, 센서 네트워크의 종래 기술에 따른 시간 동기화가 가지는 문제점을 대부분 해소하며, 오차가 매우 적은 시간 동기화 성능을 제공한다.
그리고, 싱글 홉(single-hop) 또는 메쉬 홉(mesh-hop)의 네트워크 구조에서의 시간 동기화 뿐만 아니라 이보다 더 큰 멀티 홉(multi-hop) 네트워크와 메쉬 네트워크에서도 매우 유연하게 동기화 구성이 가능하다.
아울러, 기존에 주변환경 인지를 위한 센서 모니터링의 목적에 한정된 유비쿼터스 센서 네트워크를 대상으로 하는 시간 동기화를 통해 그 사용 범위를 무선 제어 네트워크로 확대할 수 있다.
또한, 앞서 기재한 효과들로 인하여 유비쿼터스 자동화 시스템에 응용할 수 있으므로 기계 제어, 유비쿼터스 로봇, 무선 액추에이터 제어 시스템, 빌딩 자동화 등에 폭넓게 활용할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크의 구조도.
도 2는 종래 기술의 다른 예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크의 구조도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 구조도.
도 4는 본 발명의 실시에에 따른 코디네이터의 세부적인 블록 구성도.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 센서 노드의 세부적인 블록 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 코디네이터의 내부 구조를 설명하기 위한 계층도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드에 포함된 동기화 제어부의 세부적인 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 코디네이터와 센서 노드 간의 센서 네트워크 동기화 방법을 설명하기 위한 신호 전송 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드에 의한 동기화 방법을 설명하기 위한 처리 흐름도.
도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 센서 네트워크의 동기화 방법을 설명하기 위한 신호 전송 흐름도.
도 2는 종래 기술의 다른 예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크의 구조도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 구조도.
도 4는 본 발명의 실시에에 따른 코디네이터의 세부적인 블록 구성도.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 센서 노드의 세부적인 블록 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 코디네이터의 내부 구조를 설명하기 위한 계층도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드에 포함된 동기화 제어부의 세부적인 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 코디네이터와 센서 노드 간의 센서 네트워크 동기화 방법을 설명하기 위한 신호 전송 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드에 의한 동기화 방법을 설명하기 위한 처리 흐름도.
도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 센서 네트워크의 동기화 방법을 설명하기 위한 신호 전송 흐름도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 구조도이다.
네트워크 시작 및 연결 과정에서 코디네이터가 FFD와 RFD로 송신하는 메시지 패킷에 기준 시간 정보를 할당하여 도 3a와 같이 모든 센서 노드에게 브로드캐스트(broadcast)로 전송한다.
코디네이터는 예컨대 GPS(Global Positioning System) 수신기를 탑재하고 센서 노드 사이를 움직이면서 데이터를 교환하며, 이러한 실시예에 의하면 센서 네트워크의 노드 디바이스 또는 네트워크의 규모와 관계 없이 시간 동기화를 이룰 수 있다. 코디네이터의 기준 시간 정보가 포함된 메시지는 최종적으로 RFD에게까지 전송이 된다.
각각의 센서 노드들은 메시지를 수신한 지역 시간을 체크하며, 지역 시간 정보를 센서 네트워크 연결 응답 메시지에 할당하여 도 3b와 같이 코디네이터로 전송한다. 예컨대, 기준 시간과 지역 시간의 차이값을 설정하고, 설정한 지역 시간 차이값을 코디네이터로 전송할 수 있다.
코디네이터는 각각의 센서 노드에 대한 네트워크 주소를 할당함과 아울러 각각의 센서 노드들로부터 수신한 지역 시간 정보를 이용해 오프셋 시간 그리고 지연 시간을 종합하여 네트워크 전체 동작 시간인 동작 시스템 시간을 생성하며, 생성한 동작 시스템 시간, 지연 시간 및 오프셋 시간의 정보를 포함하는 시작 응답 메시지를 각 라우터와 센서 노드들에게 분배하여 송신한다.
이동 노드 및 고정 노드를 포함하는 센서 노드들과 각 라우터는 동작 시스템 시간, 지연 시간 및 오프셋 시간을 활용해 클록 드리프트(Clock Drift)를 시행하여 동기화를 수행한다. 이때 각기 다른 디바이스들이 독자적으로 동기화를 수행하게 되나 수행된 결과는 모두 동일한 동작 시스템 시간을 가지게 된다.
도 4는 본 발명의 실시에에 따른 코디네이터의 세부적인 블록 구성도이다.
이에 나타낸 바와 같이 코디네이터(100)는, 기준 시간 설정부(110), 오프셋 시간 연산부(120), 지연 시간 연산부(130), 동기화 제어부(140), 시간 동기화부(150), 신호 송수신부(160) 등을 포함할 수 있다.
기준 시간 설정부(110)는 시간 정보가 포함된 데이터를 수신하며, 수신한 데이터에 포함되어 있는 시간 정보에 의거하여 기준 시간을 설정한다. 예컨대, GPS 데이터의 GPS 시간을 기준 시간으로 설정할 수 있다.
오프셋 시간 연산부(120)는 신호 송수신부(160)가 센서 노드로부터 수신한 지역 시간 정보에 의거하여 센서 노드와의 오프셋 시간을 연산한다.
지연 시간 연산부(130)는 신호 송수신부(160)가 센서 노드로부터 수신한 지역 시간 정보에 의거하여 센서 노드와의 지연 시간을 연산한다.
동기화 제어부(140)는 센서 노드의 지역 시간 정보, 기준 시간 설정부(110)의 기준 시간 정보, 오프셋 시간 연산부(120)의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 연산부(130)의 지연 시간 정보를 이용하여 동작 시스템 시간을 연산하며, 클록을 동작 시스템 시간에 맞추는 클록 드리프트를 시행한다.
시스템 시간 저장부(160)는 동기화 제어부(140)에서 연산한 동작 시스템 시간 정보을 저장한다.
신호 송수신부(160)는 센서 노드에게 기준 시간 정보를 포함한 메시지를 송신하며, 센서 노드로부터 지역 시간 정보를 포함한 메시지를 수신하고, 동작 시스템 시간 정보와 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 포함한 메시지를 센서 노드에게 분배하여 송신한다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 센서 노드의 세부적인 블록 구성도이다.
이에 나타낸 바와 같이 센서 노드(200)는, 지역 시간 설정부(210), 동기화 제어부(240), 시간 동기화부(250), 신호 송수신부(260) 등을 포함할 수 있다.
지역 시간 설정부(210)는 신호 송수신부(260)가 코디네이터(100)로부터 기준 시간 정보를 포함한 메시지를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정한다.
동기화 제어부(250)는 코디네이터(100)로부터 신호 송수신부(260)가 수신한 동작 시스템 시간 정보, 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 이용하여 클록을 동작 시스템 시간에 맞추는 클록 드리프트를 시행한다.
시스템 시간 저장부(250)는 코디네이터(100)가 연산한 동작 시스템 시간 정보을 저장한다.
신호 송수신부(260)는 센서 노드로부터 기준 시간 정보를 포함한 메시지를 수신하며, 센서 노드에게 지역 시간 정보를 포함한 메시지를 송신하고, 센서 노드로부터 동작 시스템 시간 정보와 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 포함한 메시지를 수신한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 코디네이터의 내부 구조를 설명하기 위한 계층도이다.
이에 나타낸 바와 같이 실시예에 의하면, 물리계층(PHY Layer), MAC 계층(MAC Layer), 네트워크 계층(Network Layer), 어플리케이션 계층(Application Layer) 등으로 구성할 수 있으며, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 기준 시간 설정부(도시 생략함), 오프셋 시간 연산부(120, Offset), 지연 시간 연산부(130, Delay), 동기화 제어부(140, TDC control), 시스템 시간 저장부(150, System Time), 신호 송수신부(160, Sync/Latch Unit) 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 신호 송수신부(160)는 동기화 신호가 입출되는 래치 유닛(Latch Unit)으로 구현할 수 있다. 도 6에서는 설명의 이해를 돕기 위해 오프셋 시간 연산부(120), 지연 시간 연산부(130), 동기화 제어부(140), 시스템 시간 저장부(150) 및 신호 송수신부(160)를 포함하는 블록을 TDC(Time Distributed Clock)라고 기재하였다.
도 6에 기재된 약호 중에서 ZDO는 네트워크 내 디바이스의 역할을 정의하는 Zigbee Device Object이며, NLDE-SAP는 Network Layer Data Entity Service Access Point이고, NLME-SAP는 Network Layer Management Entity Service Access Point이며, MLDE-SAP는 Mac Layer Data Entity Service Access Point이며, MLME-SAP는 Mac Layer Management Entity Service Access Point이고, PD-SAP는 PHY Data Service Access Point이며, PLME-SAP는 PHY Layer Management Entity Service Access Point이고, SFD 인터럽트(Interrupt)는 SFD(Start of Frame Delimiter) 인터럽트이다.
이러한 도 6은 코디네이터(100)의 내부 구조를 나타낸 것이지만 센서 노드 또한 도 6의 내부 구조를 가질 수 있다. 이 경우에 코디네이터(100)의 고유 기능을 위한 오프셋 시간 연산부(120) 및 지연 시간 연산부(130) 등은 유휴자원이라 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드에 포함된 동기화 제어부의 세부적인 구성도이다.
오프셋 시간 값(TDcOffs Time)이 가산기(241)에 의해 지역 시간 값(Local Time)에 가산되며, 감산기(242)에 의해 가산기(241)의 출력값에서 지연 시간 값이 감산된다. 센서 노드의 입력 시간 값(Input time)으로는 코디네이터(100)에서 생성한 동작 시스템 시간 값이 입력된다. 감산기(242)의 출력값과 동작 시스템 시간 값이 일치하면, 즉 감산기(243)의 출력값이 "0"이면 시간 분배 제어기(244, TDC Control)의 제어에 따라 네트워크 계층으로 동기화 신호(Syne Signal)를 송신한다. 그러나, 감산기(242)의 출력값과 동작 시스템 시간 값이 일치하지 않으면 시간 분배 제어기(244)의 제어에 따라 클록 보정기(245)가 클록 보정을 수행하며, 이에 따라 혼합기(246)에서 클록 드리프트가 시행된다. 이와 같은 클록 보정 및 클록 드리프트는 코디네이터(100)에서 송신한 동작 시스템 시간 값과 센서 노드(200)의 지역 동작 시간이 일치할 때까지 반복적으로 이루어지며, 일치할 경우는 동기화가 이루어진 것을 의미한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 코디네이터(100)와 센서 노드(200) 간의 센서 네트워크 동기화 방법을 설명하기 위한 신호 전송 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(200)에 의한 동기화 방법을 설명하기 위한 처리 흐름도이다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크 동기화 방법을 시계열적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 코디네이터(100)의 기준 시간 설정부(110)는 시간 정보가 포함된 데이터, 예컨대 GPS 데이터를 수신하며, 수신한 데이터에 포함되어 있는 시간 정보, 예컨대 GPS 시간을 기준 시간으로 설정한다. 여기서, 기준 시간 설정부(110)가 GPS 데이터를 직접 수신할 수도 있으며, 별도의 GPS 수신 모듈로부터 GPS 시간 정보를 제공받을 수도 있다(S301).
그러면, 신호 송수신부(160)는 동기화 제어부(140)의 제어에 따라 기준 시간 정보를 포함한 메시지를 센서 노드(200)에게 전송하며, 이 메시지를 센서 노드(200)의 신호 송수신부(260)가 수신한다(S303).
센서 노드(200)의 지역 시간 설정부(210)는 신호 송수신부(260)가 코디네이터(100)로부터 기준 시간 정보를 포함한 메시지를 수신한 시간을 체크하여 지역 시간으로 설정한다(S305).
그리고, 센서 노드(200)의 신호 송수신부(260)는 동기화 제어부(240)의 제어에 따라 지역 시간 정보를 포함한 메시지를 코디네이터(100)에게 전송하며, 이 메시지를 코디네이터(100)의 신호 송수신부(160)가 수신한다. 여기서, 지역 시간 정보는 신호 송수신부(260)가 코디네이터(100)로부터 메시지를 수신하였을 때의 지역 시간 값이 될 수도 있으며, 이 지역 시간 값과 기준 시간 값과의 차이값이 될 수도 있다(S307).
코디네이터(100)의 오프셋 시간 연산부(120)는 센서 노드(200)로부터 전송된 메시지의 오프셋 시간을 연산하며, 지연 시간 연산부(130)는 전송된 메시지의 지연 시간을 연산한다(S309).
그리고, 코디네이터(100)의 동기화 제어부(140)는 센서 노드(200)의 지역 시간 정보, 기준 시간 설정부(110)의 기준 시간 정보, 오프셋 시간 연산부(120)의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 연산부(130)의 지연 시간 정보를 이용하여 동작 시스템 시간을 연산 및 생성한다(S311).
이어서, 코디네이터(100)의 신호 송수신부(160)는 동작 시스템 시간 정보와 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 포함한 메시지를 센서 노드(200)에게 분배하여 송신하며, 이 메시지를 센서 노드(200)의 신호 송수신부(260)가 수신한다(S313).
이후, 코디네이터(100)의 동기화 제어부(140)에 의한 시간 동기화와 센서 노드(200)의 동기화 제어부(240)에 의한 시간 동기화가 수행된다(S315, S317).
센서 노드(200)에 의해 수행되는 시간 동기화 과정을 도 7 및 도 9를 참조하여 살펴보면, 우선 앞서 설명한 바와 같이 코디네이터(100)가 송신한 기준 시간 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 지역 시간을 체크하며(S401), 체크한 지역 시간 정보를 저장함과 아울러 코디네이터(100)에게 송신하고(S403), 코디네이터(100)로부터 동작 시스템 시간 정보, 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 수신하여 저장한다(S405).
이후, 동작 시스템 시간과 지역 시간의 차이값을 계산하며(S407), 차이값이 "0"일 될 때까지 지역 시간을 조정하는 클록 드리프트를 시행하며(S409, S411), 차이값이 "0"이 될 때가 동기화가 이루어지는 것이고, 이때에는 네트워크 계층으로 동기화 신호를 송신한다(S413). 예컨대, 오프셋 시간 값과 지역 시간 값을 가산하며, 이 가산값에서 지연 시간 값을 감산한 후에 이 감산값과 동작 시스템 시간 값을 비교한 값이 "0"이 될 때까지 클록 드리프트를 시행하여 동기화를 이룰 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 센서 네트워크의 동기화 방법을 설명하기 위한 신호 전송 흐름도이다.
도 10의 실시예에 따른 동기화 방법은 센서 네트워크의 센서 노드를 고정 노드와 이동 노드로 구분하고, 이동 노드가 제공하는 기준 시간 정보와 고정 노드가 제공하는 지역 시간 정보에 의거하여 코디네이터 또는 라우터가 네트워크 전체 동작 시간인 동작 시스템 시간을 생성하며, 생성한 동작 시스템 시간에 맞추어서 이동 노드와 고정 노드 및 코디네이터 또는 라우터가 각 시간 동기화를 이룰 수 있는 센서 네트워크 동기화 장치에 의해 수행할 수 있다.
먼저, 이동 노드는 시간 정보가 포함된 데이터, 예컨대 GPS 데이터를 수신하며, 수신한 데이터에 포함되어 있는 시간 정보, 예컨대 GPS 시간을 기준 시간으로 설정하며(S501), 기준 시간 정보를 포함한 메시지를 고정 노드에게 전송한다(S503).
고정 노드는 이동 노드로부터 송신된 메시지를 수신하며, 이 메시지를 수신한 시간을 체크하여 지역 시간으로 설정한다(S505).
이어서, 고정 노드는 이동 노드로부터 수신한 기준 시간 정보와 자신이 설정한 지역 시간 정보를 코디네이터 또는 라우터로 전송한다. 예컨대, 이때 기준 시간 정보와 지역 시간 정보를 소정의 메시지에 실어서 전송할 수 있으며, 지역 시간 정보는 고정 노드가 이동 노드로부터 메시지를 수신하였을 때의 지역 시간 값이거나 이 지역 시간 값과 기준 시간 값과의 차이값일 수 있다(S507).
코디네이터 또는 라우터는 고정 노드로부터 기준 시간 정보 및 지역 시간 정보를 수신하며, 고정 노드와의 지연 시간 및 오프셋 시간을 연산한다. 예컨대, 고정 노드로부터 수신한 전송 메시지의 지연 시간 및 오프셋 시간을 연산할 수 있다(S509).
그리고, 코디네이터 또는 라우터는 이동 노드의 기준 시간 정보, 고정 노드의 지역 시간 정보, 자신이 연산한 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 동작 시스템 시간을 연산 및 생성한다(S511).
이어서, 코디네이터 또는 라우터는 동작 시스템 시간 정보와 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 고정 노드에게 송신하며(S513), 고정 노드는 코디네이터 또는 라우터로부터 수신한 동작 시스템 시간 정보와 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 이동 노드에게 송신한다(S515). 예컨대, 이때 동작 시스템 시간 정보와 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 소정의 메시지에 실어서 전송할 수 있다.
이후, 코디네이터 또는 라우터, 고정 노드 및 이동 노드는 각각 동작 시스템 시간 정보와 지연 시간 정보 및 오프셋 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행한다(S517, S519, S521). 시간 동기화의 수행 과정은 도 8의 단계 S315, S317, 도 9의 단계 S407 내지 S413 등을 통해 설명하였기에 생략하기로 한다.
100 : 코디네이터
110 : 기준 시간 설정부 120 : 오프셋 시간 연산부
130 : 지연 시간 연산부 140 : 동기화 제어부
150 : 시스템 시간 저장부 160 : 신호 송수신부
200 : 센서 노드
210 : 지역 시간 설정부 240 : 동기화 제어부
250 : 시스템 시간 저장부 260 : 신호 송수신부
110 : 기준 시간 설정부 120 : 오프셋 시간 연산부
130 : 지연 시간 연산부 140 : 동기화 제어부
150 : 시스템 시간 저장부 160 : 신호 송수신부
200 : 센서 노드
210 : 지역 시간 설정부 240 : 동기화 제어부
250 : 시스템 시간 저장부 260 : 신호 송수신부
Claims (30)
- 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 센서 노드로부터 지역 시간 정보가 수신되면 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 코디네이터와,
상기 코디네이터로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하며, 상기 코디네이터로부터 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 센서 노드를 포함하는
센서 네트워크. - 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 고정 노드로부터 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 수신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 이동 노드와,
상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 상기 기준 시간 정보를 코디네이터 또는 라우터에게 송신하며, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 수신하여 상기 이동 노드에게 송신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 고정 노드와,
상기 고정 노드로부터 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하며, 상기 고정 노드와의 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 상기 센서 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 상기 코디네이터 또는 상기 라우터를 포함하는
센서 네트워크. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크. - 코디네이터와 센서 노드를 포함하는 센서 네트워크의 동기화 방법으로서,
상기 코디네이터가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와,
상기 센서 노드가 상기 코디네이터로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하는 단계와,
상기 코디네이터가 상기 센서 노드로부터 상기 지역 시간 정보를 수신하여 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와,
상기 코디네이터가 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하는 단계와,
상기 코디네이터 및 상기 센서 노드가 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
센서 네트워크의 동기화 방법. - 이동 노드와 고정 노드를 포함하며, 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 동기화 방법으로서,
상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와,
상기 고정 노드가 상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 상기 기준 시간 정보를 상기 코디네이터 또는 상기 라우터에게 송신하는 단계와,
상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 고정 노드로부터 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하는 단계와,
상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와,
상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하는 단계와,
상기 코디네이터 또는 상기 라우터가 상기 동작 시스템 시간과 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 상기 고정 노드로 송신하면 상기 고정 노드가 상기 동작 시스템 시간과 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 상기 이동 노드에게 송신하는 단계와,
상기 코디네이터 또는 상기 라우터와 상기 고정 노드 및 상기 이동 노드가 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
센서 네트워크의 동기화 방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크의 동기화 방법. - 센서 네트워크의 코디네이터로서,
수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 센서 네트워크의 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 센서 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 송신하면 상기 지역 시간 정보를 수신하여 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는
센서 네트워크의 코디네이터. - 제 7 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크의 코디네이터. - 센서 네트워크의 센서 노드로서,
상기 센서 네트워크의 코디네이터가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하며, 상기 코디네이터가 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산한 후에 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 송신하면 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 수신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는
센서 네트워크의 센서 노드. - 제 9 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크의 센서 노드. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 이동 노드로서,
수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하며, 상기 고정 노드가 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 수신한 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 송신하면 이를 수신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는
센서 네트워크의 이동 노드. - 제 11 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크의 이동 노드. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 고정 노드로서,
상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 기준 시간 정보를 코디네이터 또는 라우터에게 송신하며, 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 수신하여 상기 이동 노드에게 송신하며, 수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는
센서 네트워크의 고정 노드. - 제 13 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크의 고정 노드. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 코디네이터로서,
상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 송신하고 상기 고정 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하며, 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는
센서 네트워크의 코디네이터. - 제 15 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크의 코디네이터. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 라우터로서,
상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 송신하고 상기 고정 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하며, 상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하고, 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하며, 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는
센서 네트워크의 라우터. - 제 17 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 네트워크의 라우터. - 센서 네트워크를 구성하는 코디네이터의 동기화 방법으로서,
수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 센서 네트워크의 센서 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와,
상기 센서 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 송신하면 상기 지역 시간 정보를 수신하여 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와,
상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 센서 노드로 송신하는 단계와,
상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
코디네이터의 동기화 방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
코디네이터의 동기화 방법. - 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드의 동기화 방법으로서,
상기 센서 네트워크의 코디네이터가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보를 상기 코디네이터에게 송신하는 단계와,
상기 코디네이터가 상기 센서 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산한 후에 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 송신하면 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 수신하는 단계와,
상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
센서 노드의 동기화 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
센서 노드의 동기화 방법. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 이동 노드에 의한 동기화 방법으로서,
수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 상기 고정 노드에게 기준 시간 정보를 송신하는 단계와,
상기 고정 노드가 상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 수신한 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 송신하면 이를 수신하는 단계와,
수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
이동 노드의 동기화 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
이동 노드의 동기화 방법. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분하고 코디네이터와 라우터 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 센서 네트워크의 상기 고정 노드에 의한 동기화 방법으로서,
상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 기준 시간 정보를 송신하면 상기 이동 노드로부터 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 지역 시간 정보와 기준 시간 정보를 코디네이터 또는 라우터에게 송신하는 단계와,
상기 코디네이터 또는 상기 라우터로부터 동작 시스템 시간 정보와 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 수신하여 상기 이동 노드에게 송신하는 단계와,
수신한 상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
고정 노드의 동기화 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
고정 노드의 동기화 방법. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 코디네이터에 의한 동기화 방법으로서,
상기 이동 노드가 수신 데이터에 포함된 시간 정보를 기준 시간으로 설정하여 송신하고 상기 고정 노드가 상기 기준 시간 정보를 수신한 시간을 지역 시간으로 설정하여 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 송신하면 상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보를 수신하는 단계와,
상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와,
상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하는 단계와,
상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
코디네이터의 동기화 방법. - 제 27 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
코디네이터의 동기화 방법. - 센서 노드를 이동 노드와 고정 노드로 구분한 센서 네트워크의 라우터에 의한 동기화 방법으로서,
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상기 고정 노드와의 오프셋 시간 정보 및 지연 시간 정보를 연산하는 단계와,
상기 기준 시간 정보와 상기 지역 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용해 동작 시스템 시간 정보를 생성하여 상기 고정 노드로 송신하는 단계와,
상기 동작 시스템 시간 정보와 상기 오프셋 시간 정보 및 상기 지연 시간 정보를 이용하여 시간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는
라우터의 동기화 방법. - 제 29 항에 있어서,
상기 수신 데이터에 포함된 시간 정보는, GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보인
라우터의 동기화 방법.
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