KR101227001B1 - 노드 식별자 관리 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광역적으로 이동하는 센서 노드의 식별자를 부여하는 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따른 노드 식별자 관리 방법은 노드를 게이트웨이가 인식하여 노드의 식별자를 확인하는 단계, 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이면 게이트웨이의 식별자를 노드의 식별자로 부여하는 단계, 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이 아니고 게이트웨이의 식별자와 동일하지 않으면 관리 서버에 노드의 식별자를 전송하는 단계, 관리 서버에서 새로운 식별자를 보내오면 노드의 식별자로 새로운 식별자를 부여하는 단계를 포함한다.
무선센서네트워크, 센서노드, 이동

Description

노드 식별자 관리 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING NODE IDENTIFICATION}
본 발명은 무선 센서 노드가 이동할 때, 이동 센서 노드를 구별하기 위한 광역적으로 고유한 식별자를 부여하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 센서 노드가 등록(Registration)하는 시점에 이동한 노드인지를 판별하여 이동 노드에 한해서 식별자를 부여하는 것이다.
본 발명은 지식경제부의 산업원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 10033543, 과제명: 센서노드의 광역 이동성 지원 개방형 인프라 기술 개발].
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, 이하 WSN)와 관련된 표준이 발표되어 있고, WSN을 효율적으로 구축하는 다양한 기술들이 개발되고 있다. WSN을 구성하는 센서 노드들은 무선으로 WSN에 접속하여 통신한다.
하나의 WSN에 속한 센서 노드가 다른 WSN으로 이동하는 기술을 가능하게 하기 위해서는, 각각의 센서 노드에 고유한 식별자(Globally Unique Identification)를 부여하고 처음 등록된 위치와 이동한 위치를 구분할 수 있어야 한다.
WSN의 표준인 IEEE802.15.4 MAC이나 ZigBee Network을 따르는 센서 노드라면 MAC 계층이나 네트워크 계층에서 단일 PAN(personal area network)안에서 사용하는 16bit Short Address를 가지고 있다. 이는 단일 PAN안에서만 노드 구분이 가능하므로 고유한 식별자로 이용하기에는 부족하다.
다른 방법으로 모든 센서 노드에 넘버링 방식으로 식별자를 부여하는 방법이 있다. 이는 센서 노드의 가입(Subscription)시에 미리 식별자를 할당해야 하며, 이를 수행하는 관리자가 있어야 한다.
또는 센서 노도가 등록(Registration)하는 시점에 자동 번호 부여 방식으로 중앙 관리 서버가 식별자를 할당하는 방법도 생각해볼 수 있다. 그러나, WSN에서 수많은 센서 노드가 존재한다고 가정하는데, 이처럼 수 많은 센서 노드 각각에 식별자를 부여하기 위해서는 식별자의 길이가 늘어날 수 밖에 없다. 이로 인해 메시지 처리 능력의 감소와 고성능의 컴퓨팅 처리 능력이 요구되므로 이를 최소할 할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이동하는 센서 노드에게 식별자를 부여하는 방법에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 노드 식별자 관리 방법은 노드를 게이트웨이가 인식하여 노드의 식별자를 확인하는 단계, 게이트웨이에 서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이면 게이트웨이의 식별자를 노드의 식별자로 부여하는 단계, 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이 아니고 게이트웨이의 식별자와 동일하지 않으면 관리 서버에 노드의 식별자를 전송하는 단계, 관리 서버에서 새로운 식별자를 보내오면 노드의 식별자로 새로운 식별자를 부여하는 단계를 포함한다.
식별자는 게이트웨이 타입과 노드 타입을 포함하고 관리 서버에서 보내온 새로운 식별자는 노드 타입이다. 관리 서버가 수신한 노드의 식별자를 확인하는 단계, 관리 서버에서 확인한 노드의 식별자가 게이트웨이 타입의 식별자인 경우, 새로운 식별자를 생성하고 전송하는 단계를 더 포함한다. 관리 서버가 새로운 식별자를 생성할 때, 관리 서버에서 확인한 게이트웨이 타입의 노드의 식별자를 노드의 홈게이트웨이로 지정하고 노드의 식별자를 확인 요청한 게이트웨이를 노드의 방문 게이트웨이로 지정하여 관리 서버는 새로운 식별자와 노드의 홈게이트웨이와 노드의 방문 게이트웨이를 저장한다. 관리 서버에서 확인한 노드의 식별자가 노드 타입의 식별자인 경우, 관리 서버에 저장된 노드의 방문 게이트웨이를 갱신하는 단계를 더 포함한다. 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이면 게이트웨이는 게이트웨이가 관리하는 망에서 사용할 노드 이름을 부여한 후 노드 이름, 노드의 PAN(personal area network) 식별자, 그리고 노드의 쇼트(Short) 어드레스를 테이블에 저장하는 단계를 더 포함한다. 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 게이트웨이 식별자와 동일하면 게이트웨이가 관리하는 망에서의 재등록으로 인식하여 노드의 정보를 갱신하는 단계를 더 포함한다. 노드는 센서 노드이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 노드 식별자 관리 시스템은 노드를 인식하여 노드의 식별자가 널(NULL)이면 자신의 게이트웨이 식별자를 노드의 식별자로 부여하고 노드의 식별자가 널(NULL)이 아니고 자신의 게이트웨이 식별자와도 동일하지 않으면 관리 서버에 노드의 식별자를 전송하는 게이트웨이를 포함한다.
본 발명의 기술에 따르면, 이동하는 센서 노드를 구분하고 관리하기 위한 고유한 식별자를 인터넷망의 관리 서버가 부여할 수 있다. 무수히 많은 모든 센서 노드 각각에 식별자를 부여하는 방식과 달리 이동하는 센서 노드에만 식별자를 부여하고 관리하므로 네트워크 트래픽 양을 줄일 수 있고, 관리 대상이 적어지므로 식별자의 길이를 줄일 수 있어서 컴퓨팅 처리의 복잡도를 완화할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 센서 노드가 이동하여 다른 센서 네트워크에 등록하는 과정을 나타내는 개념도이다. 인터넷 망(100)에는 관리 서버(130), 게이트웨이 gw1(110), 그리고 게이트웨이 gw2(120)가 연결되어 있다. 게이트웨이 gw1(110)를 통해 인터넷 망(100)에 연결되는 센서 망에는 센서 노드 node 1(101)과 node 2(102)가 있고, 게 이트웨이 gw2(120)를 통해 인터넷 망(100)에 연결되는 전산망에는 센서 노드 node 3(103)가 있다.
도 1을 참조하면, 센서 노드 node1(101)은 게이트웨이 gw1(110)의 센서네트워크에 연결되어 있다가 게이트웨이 gw2(120)의 센서네트워크로 이동한다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 정보 테이블과 센서노드 정보 테이블을 나타내는 도면이다. 도 2a 내지 2c는 센서 노드 node1(101)이 이동하기 전에 인터넷 망(110)과 게이트웨이 gw1(110), gw2(120)에서 갖고 있는 관리 테이블을 명시한다.
도 2a의 테이블은 인터넷 망(100)의 관리 서버(130)가 갖고 있는 센서 망 관리용 게이트웨이 정보 테이블로, Gateway ID인 gw1과 gw2는 인터넷망이 부여한 센서 망을 구분하기 위한 식별자이다.
도 2b는 게이트웨이 gw1(110)이 관리하는 센서 노드 정보 테이블이다. Node name은 게이트웨이가 부여했고, PAN Id와 Short Addr. 는 WSN 표준을 따르는 센서 망내에서 부여된 주소값이다. 게이트웨이는 센서 노드를 별명(Node name)으로 분류하여 관리한다. 센서 노드 식별자인 Node Id는 본 발명의 실시예에 따라 부여되며, 여러 게이트웨이 중 게이트웨이 gw1(110)에 최초로 접속된 센서 노드에는 게이트웨이 식별자인 gw1이 부여된다.
도 2c는 게이트웨이 gw2(120)가 관리하는 센서 노드 정보 테이블이다. 게이트웨이 gw2(120)에 최초 연결된 센서 노드의 식별자 Node id에는 게이트웨이 식별자인 gw2가 기입된다.
도 3a 및 도 3b은 센서 노드가 이동한 후에 게이트웨이 정보 테이블과 센서노드 정보 테이블을 나타내는 도면이다. 즉, 센서 노드 node1(101)이 게이트웨이 gw1(110)에서 게이트웨이 gw2(120)로 이동한 후 게이트웨이 gw2(120)와 인터넷 망(100)에서 갖고 있는 관리 테이블을 나타내는 도면이다.
도 3a의 테이블은 게이트웨이 gw2(120)가 관리하는 센서 노드 정보 테이블이다. 새로운 노드가 gw2(120)로 등록(registration)을 요청하면 gw2(120)는 새로운 노드의 Node Id가 널(NULL)이 아니고, 자신의 게이트웨이 식별자(gw2)와 다른 값임을 확인하고, 인터넷망의 관리서버(130)에 Node Id(gw1) 확인을 요청한다. 새로운 노드의 Node Id로 Node A를 응답받은 후에 센서 노드 정보 테이블에 추가한다. Node Name은 node 4라는 이름을 게이트웨이 gw2(120)가 부여하고, PAN Id와 Short Addr.는 센서 망 구성시 부여된 주소값을 기입하며, Node Id는 인터넷 망으로부터 부여받은 Node A를 기입한다. 만약, 새로운 노드의 Node Id가 널(NULL)이면 자신의 게이트웨이 식별자 gw 2를 상기 노드의 식별자로 부여한다.
도 3b의 테이블은 인터넷 망의 관리 서버(130)가 관리하는 게이트웨이 정보 테이블이다. 게이트웨이 gw 2로부터 Node Id(gw1) 확인 요청을 받으면, 게이트웨이 정보 테이블에서 gw1이 게이트웨이 식별자임을 확인한다. 수신한 Node Id인 gw 1을 보고, 지금까지 이동 센서 노드를 위한 고유한 식별자가 부여되지 않았음을 알고, 새로운 Node Id를 생성하여 부여하면서, 게이트웨이 정보 테이블의 해당 게이트웨이 필드(gw1)에 참조하여 추후 찾을 수 있도록 관리한다.
즉, 센서 노드가 가지고 있던 게이트웨이 타입 식별자(gw1)를 센서 노드의 홈게이트웨이로 지정하고, 센서 노드의 식별자를 확인 요청한 게이트웨이(gw2)를 센서 노드의 방문 게이트웨이로 지정한다. 그리고, 새로운 노드 타입 식별자 Node A와 센서 노드의 홈게이트웨이 gw1와 센서 노드의 방문 게이트웨이 gw2를 저장해 둔다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이의 센서노드 등록 흐름도이다. 구체적으로 게이트웨이가 새로운 센서 노드를 발견하여 센서 노드 정보 테이블로 등록, 관리하는 과정을 명시한 흐름도이다.
먼저, 게이트웨이는 새로운 센서 노드을 발견(400)하면, Node Id 를 확인(410)한다.
Node Id가 Null이면 처음 등록하는 센서 노드이므로, 현재의 게이트웨이가 관리하는 센서 망에서 사용할 Node Name을 부여한 후 센서 노드 정보 테이블에 추가한다(420). PAN Id, short Addr. 값은 센서 노드 발견시 알게 된 값으로 기입한다(422). Node Id 필드에는 자신의 게이트웨이 식별자를 기입한다(424).
Node Id가 자신의 게이트웨이 식별자와 동일하면, 자신이 관리하는 망에서의 재등록에 해당되므로, 정보를 갱신한다(430).
Node Id가 Null도 아니고, 자신의 게이트웨이 식별자도 아니라면, 이동한 센서 노드이므로, 인터넷 관리 서버에 Node Id를 보내서 확인을 요청한다(440). 인터넷 관리 서버로부터 응답받은 Node Id값을 센서 노드의 Node Id로 기입한다(442). 그리고 센서망에서 사용할 Node Name을 부여한 후 PAN Id, Shor Addr.값을 기입한다(444).
상기의 절차가 끝나면 게이트웨이의 센서 노드 등록을 종료한다(450).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 센서노드 식별자 관리 흐름도이다.
인터넷망의 관리서버가 게이트웨이로부터 Node Id 확인 요청을 수신한다(500).
관리서버는 수신한 Node Id를 확인한다(510).
인터넷망의 관리서버는 Node Id가 게이트웨이 식별자 타입이면, Node Id값으로 처음 등록한 게이트웨이를 홈 게이트웨이로 지정한다(520). 처음 이동한 센서 노드로 간주하고 새로운 Node Id를 부여한다(522). Node Id의 확인을 요청한 게이트웨이는 센서 노드가 이동하여 방문한 게이트웨이(이하, 방문 게이트웨이)로 간주하여 정보를 저장한다(524).
인터넷망의 관리서버는 Node Id가 센서 노드 식별자 타입이면, 방문 게이트웨이를 갱신한다(530).
도 6은 인터넷망의 관리서버가 Node Id 값으로 게이트웨이 식별자 타입인지 센서 노드 식별자 타입인지를 구분하는 예시도이다.
본 실시예에서는 관리서버가 식별자를 생성할 때, 게이트웨이 타입이면 첫 bit를 1로 설정하고, 센서 노드 타입이면 첫 bit를 0으로 설정하여 구분함을 보여준다.
상기에서 기술한 본 발명의 Node Id는 센서 노드에 저장할 수 있어야 한다. 이동하지 않는 센서 노드는 홈 게이트웨이의 게이트웨이 식별자와 동일하며, 홈 게 이트웨이가 관리하는 센서 노드 관리 테이블의 Node Id 필드와도 동일하다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 센서 노드가 이동하여 다른 센서 네트워크에 등록하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 정보 테이블과 센서노드 정보 테이블을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b은 센서 노드가 이동한 후에 게이트웨이 정보 테이블과 센서노드 정보 테이블을 나타내는 도면이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이의 센서노드 등록 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 센서노드 식별자 관리 흐름도이다.
도 6은 인터넷망의 관리서버가 Node Id 값으로 게이트웨이 식별자 타입인지 센서 노드 식별자 타입인지를 구분하는 예시도이다.

Claims (14)

  1. 노드를 게이트웨이가 인식하여 상기 노드의 식별자를 확인하는 단계;
    상기 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이면 상기 게이트웨이의 식별자를 상기 노드의 식별자로 부여하는 단계;
    상기 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이 아니고 상기 게이트웨이의 식별자와 동일하지 않으면 관리 서버에 상기 노드의 식별자를 전송하는 단계; 및
    상기 관리 서버에서 새로운 식별자를 보내오면 상기 노드의 식별자로 상기 새로운 식별자를 부여하는 단계
    를 포함하는 노드 식별자 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노드의 식별자는 게이트웨이 타입과 노드 타입을 포함하고 상기 관리 서버에서 보내온 새로운 식별자는 노드 타입인
    노드 식별자 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 관리 서버가 수신한 상기 노드의 식별자를 확인하는 단계;
    상기 관리 서버에서 확인한 상기 노드의 식별자가 게이트웨이 타입의 식별자인 경우, 상기 새로운 식별자를 생성하고 전송하는 단계
    를 더 포함하는 노드 식별자 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관리 서버가 상기 새로운 식별자를 생성할 때, 상기 관리 서버에서 확인한 상기 게이트웨이 타입의 노드의 식별자를 상기 노드의 홈게이트웨이로 지정하고 상기 노드의 식별자를 확인 요청한 게이트웨이를 상기 노드의 방문 게이트웨이로 지정하여,
    상기 관리 서버는 상기 새로운 식별자와 상기 노드의 홈게이트웨이와 상기 노드의 방문 게이트웨이를 저장하는
    노드 식별자 관리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 관리 서버에서 확인한 상기 노드의 식별자가 노드 타입의 식별자인 경우, 상기 관리 서버에 저장된 상기 노드의 방문 게이트웨이를 갱신하는 단계
    를 더 포함하는 노드 식별자 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 널(NULL)이면 상기 게이트웨이는 상기 게이트웨이가 관리하는 망에서 사용할 노드 이름을 부여한 후 상기 노드 이름, 상기 노드의 PAN(personal area network) 식별자, 그리고 상기 노드의 쇼트(Short) 어드레스를 테이블에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 노드 식별자 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 게이트웨이에서 확인한 노드의 식별자가 상기 게이트웨이 식별자와 동일하면 상기 게이트웨이가 관리하는 망에서의 재등록으로 인식하여 상기 노드의 정보를 갱신하는 단계
    를 더 포함하는 노드 식별자 관리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 노드는 센서 노드인
    노드 식별자 관리 방법.
  9. 노드를 인식하여 상기 노드의 식별자가 널(NULL)이면 자신의 게이트웨이 식별자를 상기 노드의 식별자로 부여하고 상기 노드의 식별자가 널(NULL)이 아니고 상기 자신의 게이트웨이 식별자와도 동일하지 않으면 관리 서버에 상기 노드의 식별자를 전송하는 게이트웨이
    를 포함하는 노드 식별자 관리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    식별자는 게이트웨이 타입과 노드 타입을 포함하는
    노드 식별자 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 게이트웨이로부터 수신된 상기 노드의 식별자를 확인하여 게이트웨이 타입이면 새로운 노드 타입 식별자를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하는 관리 서버를 더 포함하고,
    상기 게이트웨이는 상기 수신한 새로운 노드 타입 식별자를 상기 노드에 부여하는
    노드 식별자 관리 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 새로운 노드 타입 식별자를 생성할 때 상기 노드의 게이트웨이 타입 식별자를 상기 노드의 홈게이트웨이로 지정하고 상기 노드의 식별자를 확인 요청한 게이트웨이를 상기 노드의 방문 게이트웨이로 지정하여, 상기 새로운 노드 타입 식별자와 상기 노드의 홈게이트웨이와 상기 노드의 방문 게이트웨이를 저장하는
    노드 식별자 관리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 관리 서버는 수신한 상기 노드의 식별자가 노드 타입의 식별자인 경우 저장된 상기 노드의 방문 게이트웨이를 갱신하는
    노드 식별자 관리 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 노드의 식별자가 널(NULL)이면 상기 게이트웨이가 관리하는 망에서 사용할 노드 이름을 부여한 후 상기 노드 이름, 상기 노드의 PAN(personal area network) 식별자, 그리고 상기 노드의 쇼트(Short) 어드레스를 저장하는
    노드 식별자 관리 시스템.
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