KR101231816B1 - Remote programming method for configuration of sensor networks - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서 네트워크 환경설정을 위한 원격프로그래밍 방법에 관한 것으로서, 특히 환경설정 데이터 세트를 가지고 있으면서 원격 네트워크 프로그래밍 모듈을 통해 데이터를 송수신하는 센서노드를 제공하고, 원격지에서 다수의 센서노드에 일괄적으로 환경설정 데이타를 설정할 수 있도록 하므로서, 센서노드의 환경설정의 편의성과 정확성을 높일 수 있고, 센서노드 마다 수정을 필요로 하는 최소의 데이터를 미리 정의하여 저장하고 있으므로 간편하게 개별적인 시스템 환경 설정이 가능해지도록 한 센서네트워크 환경설정의 원격프로그래밍이 가능한 센서노드와 그 센서노드의 원격프로그래밍 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a remote programming method for sensor network configuration, and more particularly, to provide a sensor node having a configuration data set and transmitting and receiving data through a remote network programming module, and collectively to a plurality of sensor nodes at a remote location. The configuration data can be set, so that the convenience and accuracy of the configuration of the sensor node can be improved, and the minimum data that needs to be modified is stored for each sensor node in advance so that individual system configuration can be easily performed. The present invention relates to a sensor node capable of remote programming of a sensor network configuration and a remote programming method of the sensor node.

본 발명에 의하면, 센서네트워크를 구성하고 있는 다수의 센서노드들에 무선통신을 이용하여 한번에 환경설정 데이터를 업데이트 할 수 있으므로 센서노드의 환경설정의 편의성과 정확성을 높일 수 있고, 센서노드 마다 수정을 필요로 하는 최소의 데이터를 미리 정의하여 저장하고 있으므로 간편하게 개별적인 시스템 환경 설정이 가능해지도록 하는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, since the configuration data can be updated at a time by using wireless communication to a plurality of sensor nodes constituting the sensor network, it is possible to increase the convenience and accuracy of the configuration of the sensor node, and to modify each sensor node. Since the minimum required data is defined in advance and saved, it is easy to expect individual system configuration.

센서네트워크, 센서노드, 베이스 스테이션, 베이스 노드, 플랫폼 Sensor network, sensor node, base station, base node, platform

Description

센서 네트워크 환경설정을 위한 원격프로그래밍 방법{Remote programming method for configuration of sensor networks} Remote programming method for configuration of sensor networks

본 발명은 센서 네트워크 환경설정을 위한 원격프로그래밍 방법에 관한 것으로서, 특히 환경설정 데이터 세트를 가지고 있으면서 원격 네트워크 프로그래밍 모듈을 통해 데이터를 송수신하는 센서노드를 제공하고, 원격지에서 다수의 센서노드에 일괄적으로 환경설정 데이타를 설정할 수 있도록 하므로서, 센서노드의 환경설정의 편의성과 정확성을 높일 수 있고, 센서노드 마다 수정을 필요로 하는 최소의 데이터를 미리 정의하여 저장하고 있으므로 간편하게 개별적인 시스템 환경 설정이 가능해지도록 한 센서 네트워크 환경설정을 위한 원격프로그래밍 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a remote programming method for sensor network configuration, and more particularly, to provide a sensor node having a configuration data set and transmitting and receiving data through a remote network programming module, and collectively to a plurality of sensor nodes at a remote location. The configuration data can be set, so that the convenience and accuracy of the configuration of the sensor node can be improved, and the minimum data that needs to be modified is stored for each sensor node in advance so that individual system configuration can be easily performed. The present invention relates to a remote programming method for configuring a sensor network.

센서 네트워크는 데이터 소스와 통신 라우터 역할을 동시에 수행할 수 있는 다수의 센서 노드들로 구성되는 멀티홉 통신 네트워크로서, 환경모니터링, 구조모니터링, 보안, 물류, 홈네트워크 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. The sensor network is a multi-hop communication network composed of a plurality of sensor nodes capable of simultaneously serving as a data source and a communication router, and can be applied to various fields such as environmental monitoring, structure monitoring, security, logistics, and home network.

이러한 센서 네트워크는 많은 수의 센서 노드들이 협업하여 하나의 목적을 달성한다는 점에서 다른 네트워크와 다른 특별한 성격을 가질 뿐만 아니라 타 네트 워크가 갖기 어려운 확장성, 고장 감내 등의 강점을 가진다.Such a sensor network not only has a special characteristic different from other networks in that a large number of sensor nodes work together to achieve one purpose, but also has advantages of scalability and fault tolerance that other networks do not have.

도 1은 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드의 하드웨어구성을 나타낸다.1 shows a hardware configuration of a sensor node constituting a sensor network.

센서 노드(1)는 배터리 등의 자체 전원을 이용하여 구동되고 데이터를 수집하고 연산을 수행하기 위한 마이크로프로세서(Micro Processor)를 탑재하고 있으며, 통신 네트워크를 구성하기 위하여 저가의 소형 무선 통신칩(RF Transceiver)을 사용한다.The sensor node 1 is driven by its own power source such as a battery and is equipped with a microprocessor for collecting data and performing calculations, and in order to construct a communication network, a low-cost small wireless communication chip (RF) Transceiver).

도 2 는 종래 센서 노드(1)를 위한 소프트웨어 플랫폼(2)을 나타낸다.2 shows a software platform 2 for a conventional sensor node 1.

플랫폼(2)은 크게 하드웨어(3), 운영체제(4), 네트워크 스택(5), 응용프로그램(6)으로 구성된다.Platform 2 is largely composed of hardware 3, operating system 4, network stack 5, and application 6.

상기 운영체제(4)는 센서 노드 하드웨어(3)를 효율적으로 운용하고 센싱과 네트워킹을 동시에 수행하기 위한 멀티태스킹을 지원하고, 네트워크 스택(5)은 다른 센서 노드들과 무선 네트워크를 구성하기 위한 저속 저전력 스택이며, 각각의 센서 노드(1)는 응용 프로그램(6)을 수행하여 전체 센서 네트워크 단위로서 하나의 목적을 달성한다.The operating system 4 supports multitasking for efficiently operating the sensor node hardware 3 and simultaneously performing sensing and networking, and the network stack 5 provides a low speed and low power for configuring a wireless network with other sensor nodes. Stacked, each sensor node 1 performs an application 6 to achieve one goal as a whole sensor network unit.

특히, 센서 노드 하드웨어(3)는 낮은 시스템 사양을 가지고 있기 때문에 센서 노드(1)에 사용되는 소프트웨어 플랫폼(2)은 고효율 경량화가 요구된다.In particular, since the sensor node hardware 3 has a low system specification, the software platform 2 used for the sensor node 1 is required to be highly efficient and lightweight.

센서 네트워크를 설치하여 운용하기 위해서는 센서 노드(1)에 플랫폼(2)을 설치하고 응용프로그램(6)이 실행될 수 있게 해야한다.In order to install and operate the sensor network, the platform 2 must be installed on the sensor node 1 and the application 6 can be executed.

플랫폼(2)과 응용프로그램(6)은 센서 노드(1) 위에서 실행되기 위하여 개발용 컴퓨터로부터 컴파일된 후 노드의 롬으로 프로그래밍하는 과정이 필요한데, 먼 저 다수의 노드(1)는 제 각각 근본적으로 다른 설정값이 필요하거나 하드웨어적 환경적 특성에 따라 설정을 바꿔서 플랫폼(2)을 수정하여 컴파일을 해야 한다.The platform 2 and the application 6 need to be compiled from the development computer and then programmed into the ROM of the node in order to run on the sensor node 1. You need to modify the platform (2) to compile by changing the settings according to the hardware configuration or hardware environment.

그리고 프로그래밍 시에 개발용 컴퓨터와 센서 노드(1) 간에 케이블을 연결하고 다운로딩을 위한 프로그램을 실행시킴으로서 이루어진다.The programming is performed by connecting a cable between the development computer and the sensor node 1 and executing a program for downloading.

그러나, 종래기술은 각각의 센서 노드들이 각기 다른 센서 calibration 데이터나 다른 설정값을 가지고 있기 때문에 각각에 대해 플랫폼(2)을 수정하여 컴파일한 후 프로그래밍을 해야 하는 어려움이 따른다.However, in the prior art, since each sensor node has different sensor calibration data or different setting values, it is difficult to program after modifying and compiling the platform 2 for each.

이는 다수의 노드(1)를 다르게 프로그래밍 해야 하는 시간적 소모 뿐만 아니라 체계적인 관리를 하지 못하여 값을 변경하지 않고 중복하여 프로그래밍을 한다든지 설정값을 적절히 변경하지 않고 프로그래밍을 한다든지 하는 문제를 발생시켜 전체적인 동작에 악영향을 미치게되는 문제점이 발생하는 것이다.This causes not only the time-consuming process of programming a large number of nodes 1 differently, but also causes problems such as programming without changing values due to lack of systematic management or programming without appropriately changing setting values. The problem will be adversely affected.

또한, 새로 환경 설정값을 일부 수정하거나 변경하고자 할 때에도 일일이 각각의 센서노드를 수정해야만 하는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in that each sensor node has to be modified manually when some new environment settings are to be modified or changed.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 센서노드의 환경설정의 편의성과 정확성을 높일 수 있고, 센서노드 마다 수정을 필요로 하는 최소의 데이터를 미리 정의하여 저장하고 있으므로 간편하게 개별적인 시스템 환경 설정이 가능해지도록 한 센서 네트워크 환경설정을 위한 원격프로그래밍 방법을 제공함을 목적으로 한다.Therefore, the present invention for solving the above problems can increase the convenience and accuracy of the configuration of the sensor node, and since the minimum data that needs to be modified for each sensor node is predefined and stored, it is possible to easily set individual system environment. It is an object of the present invention to provide a remote programming method for configuring a sensor network.

상기 목적달성을 위한 본 발명은, 하드웨어, 운영체제, 네트워크 스택, 응용프로그램으로 이루어진 플랫폼을 갖는 다수의 센서노드들이 센서네트워크를 이루되, 상기 센서노드는 운영체제에 환경설정 데이터 세트가 정의되어 미리 할당되어 있으며, 상기 운영체제는 환경설정 데이터 세트를 인식하고 사용할 수 있도록 셋팅되고, 상기 응용프로그램에는 상기 환경설정 데이터 세트로 설정 데이터를 전송할 수 있는 원격네트워크 프로그래밍 모듈이 응용프로그램으로 구현되어 있는 플랫폼을 구비하며, 호스트 컴퓨터가 베이스 스테이션, 또는 상기 다수의 센서노드들 중 선택되어 베이스 노드로 설정되는 하나의 센서노드와 연결되도록 구성되고, 상기 호스트 컴퓨터가 상기 베이스 스테이션에 네트워크를 통해 제어명령을 공급하거나, 상기 베이스 노드에 환경설정 데이터를 공급함에 따라, 상기 베이스 스테이션 또는 상기 베이스 노드가 환경설정 데이터를 센서네트워크를 구성하고 있는 센서노드들에 무선송신하여 환경설정 데이터의 일괄적인 업데이트가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, a plurality of sensor nodes having a platform consisting of a hardware, an operating system, a network stack, and an application program form a sensor network. The operating system is set to recognize and use a configuration data set, and the application program includes a platform on which a remote network programming module capable of transmitting configuration data to the configuration data set is implemented as an application program. A host computer is configured to be connected with a base station or one sensor node selected from among the plurality of sensor nodes and configured as a base node, and the host computer supplies a control command to the base station via a network or furnace Depending on the tray configuration data to, characterized in that the bulk update of the base station or the base node to the configuration data to the sensor network by wireless transmission to the to the sensor node in the configuration the configuration data to occur.

본 발명에 의하면, 센서네트워크를 구성하고 있는 다수의 센서노드들에 무선통신을 이용하여 한번에 환경설정 데이터를 업데이트 할 수 있으므로 센서노드의 환경설정의 편의성과 정확성을 높일 수 있고, 센서노드 마다 수정을 필요로 하는 최소의 데이터를 미리 정의하여 저장하고 있으므로 간편하게 개별적인 시스템 환경 설정이 가능해지도록 하는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, since the configuration data can be updated at a time by using wireless communication to a plurality of sensor nodes constituting the sensor network, it is possible to increase the convenience and accuracy of the configuration of the sensor node, and to modify each sensor node. Since the minimum required data is defined in advance and saved, it is easy to expect individual system configuration.

이하, 첨부된 도면 도 3 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 3 to 6.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.In the description of the present invention, the same components as in the prior art will be denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.

본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.The terms defined in describing the present invention have been defined in consideration of the functions of the present invention and should not be construed to limit the technical elements of the present invention.

도 3 은 본 발명의 센서노드(1)에 설치된 플랫폼(2)을 도시한 것으로서, 센서노드(1)는 하드웨어(3), 운영체제(4), 네트워크 스택(5), 응용프로그램(6)으로 이루어진 플랫폼(2)을 갖고 있는데, 상기 플랫폼(2)의 운영체제(4)에 환경설정 데이터 세트(11)가 정의되어 미리 할당되어 있으며, 상기 운영체제(4)는 환경설정 데이터 세트(11)를 인식하고 사용할 수 있도록 셋팅되고, 상기 응용프로그램(6)에는 상기 환경설정 데이터 세트(11)로 설정 데이터를 전송할 수 있는 원격네트워크 프로그래밍 모듈(12)이 응용프로그램으로 구현된다.3 shows a platform 2 installed in the sensor node 1 of the present invention, wherein the sensor node 1 is a hardware 3, an operating system 4, a network stack 5, an application 6; It has a platform (2) is made, the configuration data set 11 is defined and pre-assigned to the operating system (4) of the platform (2), the operating system (4) recognizes the configuration data set 11 And a remote network programming module 12, which is set to be used, and which can transmit configuration data to the configuration data set 11, is implemented as an application program.

도 4 와 도 5 는 실제 센서네트워크를 이루는 다수의 센서노드(1)에 무선통신방식으로 일괄적으로 환경설정 데이터를 업데이트하는 것을 도시한 것이다.4 and 5 illustrate updating configuration data collectively in a wireless communication method to a plurality of sensor nodes 1 constituting an actual sensor network.

도 4 는 별도의 베이스 스테이션(21)을 통해 환경설정 데이터를 원격프로그래밍하는 것으로서, 하드웨어(3), 운영체제(4), 네트워크 스택(5), 응용프로그 램(6)으로 이루어진 플랫폼(2)을 갖는 다수의 센서노드(1)들이 센서네트워크를 이루되, 상기 센서노드(1)는 운영체제(4)에 환경설정 데이터 세트(11)가 정의되어 미리 할당되어 있으며, 상기 운영체제(4)는 환경설정 데이터 세트(11)를 인식하고 사용할 수 있도록 셋팅되고, 상기 응용프로그램(6)에는 상기 환경설정 데이터 세트(11)로 설정 데이터를 전송할 수 있는 원격네트워크 프로그래밍 모듈(12)이 응용프로그램으로 구현되어 있는 플랫폼(2)을 구비하며, 호스트 컴퓨터(20)로 부터 네트워크를 통해 공급되는 제어명령에 따라 센서네트워크를 구성하고 있는 센서노드(1)에 환경설정 데이터를 무선송신하여 환경설정 데이터의 일괄적인 업데이트가 이루어지도록 하는 베이스 스테이션(21)을 포함하여 구성한다.4 shows a remote programming of configuration data through a separate base station 21. The platform 2 includes a hardware 3, an operating system 4, a network stack 5, and an application program 6. A plurality of sensor nodes (1) having a sensor network, the sensor node 1 is pre-assigned by defining a configuration data set 11 to the operating system (4), the operating system (4) The application program 6 is set to recognize and use the data set 11, and the application program 6 includes a remote network programming module 12 that can transmit configuration data to the configuration data set 11. It is provided with a platform (2), by wirelessly transmitting the configuration data to the sensor node (1) constituting the sensor network in accordance with a control command supplied from the host computer 20 via a network That the bulk update of setting data to occur and comprises a base station 21.

사용자가 호스트 컴퓨터(20)를 이용하여 센서네트워크가 설치된 곳으로 부터 멀리 떨어진 위치에서 네트워크를 통해 베이스 스테이션(21)을 원격 구동시켜 베이스 스테이션(21)에서 각각의 센서노드(1)로 환경설정 데이터를 무선송신하여 환경설정 데이터의 업데이트가 이루어지도록 하는 것이다.The user remotely drives the base station 21 through the network at a location remote from the sensor network using the host computer 20 to configure the configuration data from the base station 21 to each sensor node 1. Wireless transmission of the configuration data is to be made.

도 6 은 상기 베이스 스테이션(21)과 센서노드(1) 사이에 원격 네트워크 프로그래밍 경로를 나타낸다.6 shows a remote network programming path between the base station 21 and the sensor node 1.

응용프로그램에 의해 환경 설정 데이터를 전해받은 베이스 스테이션(21)의 원격 네트워크 프로그래밍 모듈은 센서노드(1)의 원격 네트워크 프로그래밍 모듈(12)로 데이터를 전송하고, 데이터의 전송이 성공적으로 완료되면 센서노드(1)의 원격 네트워크 프로그래밍 모듈(12)이 수신된 데이터를 외부 메모리에 저장하여 지속적으로 사용할 수 있도록 한다.The remote network programming module of the base station 21, which has received the configuration data by the application program, transmits data to the remote network programming module 12 of the sensor node 1, and when the data transmission is successfully completed, the sensor node The remote network programming module 12 of (1) stores the received data in an external memory so that it can be used continuously.

한편, 도 5 는 센서네트워크에 설치된 센서노드(1)의 근처에서 원격 네트워크 프로그래밍으로 환경설정 데이터를 업데이트하는 것으로서, 다수의 센서노드(1) 중 어느 하나를 선택하여 베이스 노드(1a)로 설정하고, 이 베이스 노드(1a)에 호스트 컴퓨터(20)를 연결하여 환경설정 데이터를 공급함에 따라 베이스 노드(1a)에서 다수의 센서노드(1) 들에게 환경설정 데이타를 무선송신하여 일괄적인 업데이트가 이루어지도록 하는 것이다.On the other hand, Figure 5 is to update the configuration data by remote network programming in the vicinity of the sensor node (1) installed in the sensor network, select any one of the plurality of sensor nodes (1) and set it as the base node (1a) By connecting the host computer 20 to the base node 1a and supplying the configuration data, the base node 1a wirelessly transmits the configuration data to the plurality of sensor nodes 1 to perform a batch update. To lose.

상기 설명과 같이 본 발명은 기존의 센서 네트워크 구성을 위해서 각각의 센서 노드의 환경 설정에 맞게 플랫폼을 일일이 수정한 후 직접 케이블을 연결하여 프로그래밍을 하던 것과 달리 미리 정의된 환경 설정 데이터 세트를 무선 네트워크를 통해 원격 전송할 수 있고 위 데이터를 외부메모리에서 저장 후 불러들여 사용하는 원격 프로그래밍 플랫폼이다.As described above, according to the present invention, unlike the conventional programming of the sensor network for each sensor node configuration, the platform is directly modified after connecting the cable to the wireless network. It is a remote programming platform that can transmit remotely and save and recall the above data in external memory.

본 플랫폼을 사용하는 센서 네트워크는 센서 노드에 프로그래밍을 하기 위해 플랫폼에 있는 환경 설정 데이터를 일일이 수정할 필요 없이 모든 센서 노드에 동일한 플랫폼을 프로그래밍하여 시간을 절약하고 혼란을 막을 수 있다.Sensor networks using the platform can save time and avoid confusion by programming the same platform on all sensor nodes without having to manually modify the configuration data on the platform to program the sensor nodes.

환경 설정 데이터는 센서 네트워크가 구성된 후에 무선 네트워크를 통해 전송되며 받은 데이터들은 외부메모리에 지속적인 사용을 위해 저장한다. 이렇게 저장된 환경 설정 데이터는 플랫폼에 의해 인식되고 사용된다. The configuration data is transmitted over the wireless network after the sensor network is configured, and the received data is stored in external memory for continuous use. The stored configuration data is recognized and used by the platform.

도 1 은 센서노드의 하드웨어를 보인 도면.1 shows the hardware of a sensor node.

도 2 는 종래 센서노드의 플랫폼을 보인 도면.2 is a view showing a platform of a conventional sensor node.

도 3 은 본 발명의 센서노드의 플랫폼을 보인 도면.3 is a view showing a platform of the sensor node of the present invention.

도 4 와 도 5 는 센서노드의 원격프로그래밍 장치를 보인 도면.4 and 5 show a remote programming device of the sensor node.

도 6 은 본 발명에서 베이스 스테이션과 센서노드의 원격프로그래밍 과정을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining a remote programming process of the base station and the sensor node in the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

1: 센서노드, 2: 플랫폼,1: sensor node, 2: platform,

3: 하드웨어, 4: 운영체제,3: hardware, 4: operating system,

5: 네트워크 스택, 6: 응용프로그램,5: network stack, 6: application,

11: 환경설정 데이타 세트, 12: 원격네트워크 프로그래밍 모듈,11: configuration data set, 12: remote network programming module,

Claims (3)

삭제delete 하드웨어, 운영체제, 네트워크 스택, 응용프로그램으로 이루어진 플랫폼을 갖는 다수의 센서노드들이 센서네트워크를 이루되,A sensor network consists of a number of sensor nodes with a platform consisting of hardware, operating system, network stack, and application programs. 상기 센서노드는 운영체제에 환경설정 데이터 세트가 정의되어 미리 할당되어 있으며, 상기 운영체제는 환경설정 데이터 세트를 인식하고 사용할 수 있도록 셋팅되고, 상기 응용프로그램에는 상기 환경설정 데이터 세트로 설정 데이터를 전송할 수 있는 원격네트워크 프로그래밍 모듈이 응용프로그램으로 구현되어 있는 플랫폼을 구비하며,The sensor node is pre-assigned by defining a configuration data set in an operating system, the operating system is set to recognize and use the configuration data set, and transmits configuration data to the application configuration data set. It has a platform where a remote network programming module is implemented as an application program. 호스트 컴퓨터가 베이스 스테이션, 또는 상기 다수의 센서노드들 중 선택되어 베이스 노드로 설정되는 하나의 센서노드와 연결되도록 구성되고,A host computer is configured to connect with a base station or one sensor node selected from the plurality of sensor nodes and configured as a base node, 상기 호스트 컴퓨터가 상기 베이스 스테이션에 네트워크를 통해 제어명령을 공급하거나, 상기 베이스 노드에 환경설정 데이터를 공급함에 따라, 상기 베이스 스테이션 또는 상기 베이스 노드가 환경설정 데이터를 센서네트워크를 구성하고 있는 센서노드들에 무선송신하여 환경설정 데이터의 일괄적인 업데이트가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 환경설정을 위한 원격프로그래밍 방법.As the host computer supplies a control command to the base station through a network or supplies configuration data to the base node, sensor nodes of which the base station or the base node configures configuration data into a sensor network. A remote programming method for setting a sensor network environment, characterized in that a batch update of the configuration data is performed by wireless transmission. 삭제delete
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