KR101171148B1 - 센서 네트워크 시스템 및 그의 네트워킹 방법 - Google Patents

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Abstract

센서 네트워크 시스템 및 그의 네트워킹 방법이 제공된다. 본 네트워킹 방법은, 센서 노드들에 센싱 명령을 브로드캐스트하면, 센싱 명령을 수신한 센서 노드들이 센싱을 수행하고, 제1 그룹의 센서 노드들이 제1 구간에 센싱 데이터를 전송하며, 제2 그룹의 센서 노드들이 제2 구간에 센싱 데이터를 전송한다. 이에 따라, 센서 노드들이 매 주기 마다 빠짐 없이 센싱을 수행하면서도, 센싱 데이터 수집은 그룹별로 분할하여 수행할 수 있어 센싱 데이터 유실을 막을 수 있게 된다.

Description

센서 네트워크 시스템 및 그의 네트워킹 방법{Sensor Network System and Networking Method thereof}
본 발명은 센서 네트워크 시스템 및 그의 네트워킹 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주변 환경에 대한 데이터를 측정하여 수집하기 위한 센서 네트워크 시스템 및 그의 네트워킹 방법에 관한 것이다.
에너지 제로 하우스에서 에너지 절감을 위해 주변 환경을 모니터링하기 위해서는 수많은 센서 노드들을 이용하여 동시에 주변 환경 정보를 감지하여 서버에 저장할 것이 요구된다.
주거용 집의 경우 4면에 창문이 설치되는 것이 일반적인데, 창/문 내/외/사이에 열전도 특징이 매우 다르게 나타나는 관계로, 4면의 모든 창/문의 내/외/사이의 온도까지도 측정할 것이 요구되는 바, 이를 위한 센서 노드는 일반적인 집을 상정하더라도 100개 ~ 300개가 필요하다.
집안의 에너지 분포/흐름/효율을 보다 정확하게 측정하기 위해서는, 위 센서 노드들이 동시에 센싱을 할 것이 요구되는데, 동시에 측정이 이루어지는 경우 센싱 데이터 전송도 동시에 이루어지게 된다. 하지만, 이 과정에서 데이터 유실이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 주변 환경 데이터를 정확하게 센싱하기 위해 센서 노드들이 매 주기 마다 빠짐 없이 센싱을 수행하면서도, 센싱 데이터 유실을 막을 수 있는 센서 네트워크 시스템 및 그의 네트워킹 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 실내/외, 옥상/지하에 걸친 넓고 다양한 구역들로부터 센싱 데이터를 수집할 수 있는 센서 네트워크 시스템 및 그의 네트워킹 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 센서 네트워킹 방법은, 센서 노드들에 센싱 명령을 브로드캐스트하는 단계; 센싱 명령을 수신한 센서 노드들이 센싱을 수행하는 단계; 센싱을 수행한 센서 노드들 중 제1 그룹의 센서 노드들이 제1 구간에 센싱 데이터를 전송하는 제1 전송 단계; 및 센싱을 수행한 센서 노드들 중 제2 그룹의 센서 노드들이 제2 구간에 센싱 데이터를 전송하는 제2 전송 단계;를 포함한다.
제1 전송 단계는, 제1 그룹의 센서 노드들이, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제1 구간에 전송하는 것이 바람직하다.
제2 전송 단계는, 제2 그룹의 센서 노드들이, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제2 구간에 전송하는 것이 바람직하다.
센서 노드들은, 노드 정보를 기준으로 제1 그룹과 제2 그룹 중 어느 하나에 소속될 수 있다.
제1 그룹의 센서 노드들은 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있고, 제2 그룹의 센서 노드들도 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있는 것이 바람직하다.
센싱을 수행한 센서 노드들 중 제3 그룹의 센서 노드들이 제3 구간에 센싱 데이터를 전송하는 제3 전송 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른, 센서 네트워크 시스템은, 센싱 명령을 브로드캐스트하는 수집기; 및 수집기로부터 센싱 명령을 수신하면 센싱을 수행하는 센서 노드들;을 포함하고, 센싱을 수행한 센서 노드들 중 제1 그룹의 센서 노드들은 제1 구간에 센싱 데이터를 수집기로 전송하고, 센싱을 수행한 센서 노드들 중 제2 그룹의 센서 노드들은 제2 구간에 센싱 데이터를 수집기로 전송한다.
제1 그룹의 센서 노드들은, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제1 구간에 전송하는 것이 바람직하다.
제2 그룹의 센서 노드들이, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제2 구간에 전송하는 것이 바람직하다.
제1 그룹의 센서 노드들은 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있고, 제2 그룹의 센서 노드들도 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 주변 환경 데이터를 정확하게 센싱하기 위해 센서 노드들이 매 주기 마다 빠짐 없이 센싱을 수행하면서도, 센싱 데이터 수집은 그룹별로 분할하여 수행할 수 있어 센싱 데이터 유실을 막을 수 있게 된다.
또한, 옥상/지하에 걸친 넓고 다양한 구역들로부터 센싱 데이터를 유실 없이 수집하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명이 적용가능한 센서 네트워크 시스템을 도시한 도면, 그리고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 네트워킹 방법의 설명에 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용가능한 센서 네트워크 시스템을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용가능한 센서 네트워크 시스템(SNS)은, 서버(110), 수집기(120) 및 로컬 센서 네트워크들(LSN-1, LSN-2 및 LSN-3)로 구축된다.
로컬 센서 네트워크들(LSN-1, LSN-2 및 LSN-3)은 각기 다른 장소에 구축되어 있다. 예를 들어, 로컬 센서 네트워크-1(LSN-1)은 지하에, 로컬 센서 네트워크-2(LSN-2)는 옥내에, 로컬 센서 네트워크-3(LSN-3)은 옥상에, 각각 구축될 수 있다.
로컬 센서 네트워크들(LSN-1, LSN-2 및 LSN-3)은 다수의 센서 노드들(미도시)과 라우터(R)로 구성된다. 다수의 센서 노드들은 자신의 주변 환경을 센싱하는데, 많은 개수의 센서 노드들로 구축되어도 무방하다. 라우터(R)는 다수의 센서 노드들과 수집기(120) 간의 통신을 중계한다.
수집기(120)는 센서 노드들에 센싱 명령을 주기적으로 전송하고, 센서 노드들에 의해 생성된 센싱 데이터들을 라우터들(R)을 통해 수집하여 서버(110)로 전달한다.
이하에서, 도 1에 도시된 센서 네트워크 시스템(SNS)의 네트워킹 과정에 대해, 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 네트워킹 방법의 설명에 제공되는 도면이다.
도 2에서 "R"은 로컬 센서 네트워크들(LSN-1, LSN-2 및 LSN-3)의 라우터를 의미한다.
"그룹-1"은 센서 노드들 중 노드 아이디가 홀수인 센서 노드들이다. 이때, 센서 노드가 소속된 로컬 센서 네트워크의 종류는 불문한다. 즉, 그룹-1의 센서 노드들에는, 로컬 센서 네트워크-1(LSN-1)에 소속된 센서 노드들도 있고, 로컬 센서 네트워크-2(LSN-2)에 소속된 센서 노드들도 있으며, 로컬 센서 네트워크-3(LSN-3)에 소속된 센서 노드들도 있다.
"그룹-2"는 센서 노드들 중 노드 아이디가 짝수인 센서 노드들이다. 이때, 센서 노드가 소속된 로컬 센서 네트워크의 종류는 불문함은 "그룹-1"과 동일하다. 즉, 그룹-2의 센서 노드들에는, 로컬 센서 네트워크-1(LSN-1)에 소속된 센서 노드들도 있고, 로컬 센서 네트워크-2(LSN-2)에 소속된 센서 노드들도 있으며, 로컬 센서 네트워크-3(LSN-3)에 소속된 센서 노드들도 있다.
환언하면, 1) 로컬 센서 네트워크-1(LSN-1)에 소속된 센서 노드들 중, 노드 아이디가 홀수인 센서 노드들은 그룹-1에 소속되고, 노드 아이디가 짝수인 센서 노드들은 그룹-2에 소속되며, 2) 로컬 센서 네트워크-2(LSN-2)에 소속된 센서 노드들 중, 노드 아이디가 홀수인 센서 노드들은 그룹-1에 소속되고, 노드 아이디가 짝수인 센서 노드들은 그룹-2에 소속되며, 3) 로컬 센서 네트워크-3(LSN-1)에 소속된 센서 노드들 중, 노드 아이디가 홀수인 센서 노드들은 그룹-1에 소속되고, 노드 아이디가 짝수인 센서 노드들은 그룹-2에 소속된다.
도 2에 도시된 바에 따르면, 수집기(120)는 주기적으로 구간(... , P2n +1, P2n+2, P2n +3, P2n +4, ...) 마다 센싱 명령(... , C2n +1, C2n +2, C2n +3, C2n +4, ...)을 브로드캐스트 하며, 브로드캐스트된 센싱 명령(... , C2n +1, C2n +2, C2n +3, C2n +4, ...)은 라우터(R)를 통해 센서 노드들로 전달됨을 확인할 수 있다.
한편, 그룹-1의 센서 노드들과 그룹-2의 센서 노드들 모두, 센싱 명령(... , C2n+1, C2n +2, C2n +3, C2n +4, ...)에 따라, 센싱(... , S2n +1, S2n +2, S2n +3, S2n +4, ...)을 수행한다.
그룹-1의 센서 노드들이 센싱하는 타이밍과 그룹-2의 센서 노드들이 센싱하는 타이밍은 동일하다. 하지만, 그룹-1의 센서 노드들이 센싱 데이터를 전송하는 타이밍과 그룹-2의 센서 노드들이 센싱 데이터를 전송하는 타이밍은 상이하다.
구체적으로, 그룹-1의 센서 노드들은 홀수 번째 구간(... , P2n +1, P2n +3, ...)에 라우터(R)로 센싱 데이터를 전송하는 반면, 그룹-2의 센서 노드들은 짝수 번째 구간(... , P2n +2, P2n +4, ...)에 라우터(R)로 센싱 데이터를 전송한다.
또한, 센서 노드들이 라우터(R)로 전송하는 센싱 데이터는, 현재 구간에서의 센싱 데이터와 이전 구간에서의 센싱 데이터 2개이다. 구체적으로,
1) 그룹-1의 센서 노드들은,
1.1) 구간 "P2n +1"에서 현재 구간에서의 센싱 데이터 "S2n +1"와 이전 구간에서의 센싱 데이터 "S2n"을 라우터(R)로 전송하고,
1.2) 구간 "P2n +3"에서 현재 구간에서의 센싱 데이터 "S2n +3"와 이전 구간에서의 센싱 데이터 "S2n +2"을 라우터(R)로 전송하며,
2) 그룹-2의 센서 노드들은,
2.1) 구간 "P2n +2"에서 현재 구간에서의 센싱 데이터 "S2n +2"와 이전 구간에서의 센싱 데이터 "S2n +1"을 라우터(R)로 전송하고,
2.2) 구간 "P2n +4"에서 현재 구간에서의 센싱 데이터 "S2n +4"와 이전 구간에서의 센싱 데이터 "S2n +3"을 라우터(R)로 전송한다.
환언하면, 센서 노드들은 '해당 구간에서의 센싱 데이터'와 '이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 센싱 데이터'를 함께 라우터(R)로 전송하는 것으로 볼 수 있다.
라우터(R)로 전송된 센싱 데이터들은 수집기(120)에 수집되며, 궁극적으로는 서버(110)로 전달된다.
지금까지, 정확한 환경 센싱을 위해 주기 마다 빠짐 없이 센싱을 수행하되, 모든 센서 노드들이 센싱 데이터들이 한번에 전송함으로 인해 발생할 수 있는 데이터 누락을 방지하기 위한 방안으로, 모든 센서 노드들이 모든 구간 마다 센싱을 수행하되, 센싱 데이터 수집은 그룹별로 분할하여 수행하는 과정에 대해, 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서, 센서 노드들은 2개의 그룹으로 구분하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. 센서 노드들을 3개 이상의 그룹들로 구분하는 것도 가능하다.
또한, 로컬 센서 네트워크의 개수가 3개인 것으로 상정하였으나, 이 역시 설명의 편의를 위한 일 예일 뿐이다. 로컬 센서 네트워크의 개수를 3개 이상으로 하여도, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다.
그리고, 위 실시예에서 센서 노드들은 노드 아이디를 기준으로 그룹화되는 것으로 상정하였는데, 노드 아이디 이외의 다른 노드 정보를 기준으로 그룹화하는 것도 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
SNS : 센서 네트워크 시스템
110 : 서버
120 : 수집기
LSN-1, LSN-2, LSN-3 : 로컬 센서 네트워크

Claims (10)

  1. 센서 노드들에 센싱 명령을 구간 마다 브로드캐스트하는 단계;
    센싱 명령을 수신한 센서 노드들이 센싱을 구간 마다 수행하는 단계;
    센싱을 수행한 센서 노드들 중 제1 그룹의 센서 노드들이 제1 구간에 센싱 데이터를 전송하는 제1 전송 단계; 및
    센싱을 수행한 센서 노드들 중 제2 그룹의 센서 노드들이 제2 구간에 센싱 데이터를 전송하는 제2 전송 단계;를 포함하고,
    제1 전송 단계는,
    제1 그룹의 센서 노드들이, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제1 구간에 전송하며,
    제2 전송 단계는,
    제2 그룹의 센서 노드들이, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제2 구간에 전송하고,
    제1 그룹의 센서 노드들은 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있고,
    제2 그룹의 센서 노드들도 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 네트워킹 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    센서 노드들은,
    노드 정보를 기준으로 제1 그룹과 제2 그룹 중 어느 하나에 소속되는 것을 특징으로 하는 센서 네트워킹 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    센싱을 수행한 센서 노드들 중 제3 그룹의 센서 노드들이 제3 구간에 센싱 데이터를 전송하는 제3 전송 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워킹 방법.
  7. 센싱 명령을 구간 마다 브로드캐스트하는 수집기; 및
    수집기로부터 구간 마다 센싱 명령을 수신하면 센싱을 구간 마다 수행하는 센서 노드들;을 포함하고,
    센싱을 수행한 센서 노드들 중 제1 그룹의 센서 노드들은 제1 구간에 센싱 데이터를 수집기로 전송하고,
    센싱을 수행한 센서 노드들 중 제2 그룹의 센서 노드들은 제2 구간에 센싱 데이터를 수집기로 전송하고,
    제1 그룹의 센서 노드들은, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제1 구간에 전송하며,
    제2 그룹의 센서 노드들이, 해당 구간에 생성한 센싱 데이터와 이전 구간에서 센싱하였지만 미전송으로 누적된 적어도 하나의 센싱 데이터를 제2 구간에 전송하고,
    제1 그룹의 센서 노드들은 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있고,
    제2 그룹의 센서 노드들도 다수의 로컬 센서 네트워크들에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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