KR101259573B1 - 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치 및 방법 - Google Patents

무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 센서 노드를 포함하며, 전송된 응용 프로그램에 대한 테스트를 실행하는 센서 네트워크 테스트베드, 센서 노드에 대한 상태정보를 저장하는 상태정보 데이터베이스, 센서 네트워크 테스트베드에 의해 실행된 테스트 결과를 저장하는 결과정보 데이터베이스, 및 응용 프로그램이 입력된 경우, 상태정보 데이터베이스에 저장된 상태정보를 이용하여 입력된 응용 프로그램을 스케줄링하고, 스케줄링된 응용 프로그램을 센서 네트워크 테스트베드로 전송하고, 결과정보 데이터베이스에 저장된 테스트 결과 중 유효한 데이터를 산출하고, 산출된 데이터를 이용하여 파라미터를 추출하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면 대규모 무선 센서 네트워크 시뮬레이션의 오차를 줄일 수 있고, 다양한 파라미터 정보를 확보할 수 있다.
센서 네트워크, 시뮬레이션, 파라미터

Description

무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치 및 방법{Extracting Apparatus and Method for wireless sensor network}
본 발명은 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치 및 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 실제 소규모 센서 네트워크 테스트베드를 이용하여 센서 네트워크 시뮬레이터의 파라미터를 추출하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제 관리번호 2008-S-023-01, 과제명: NanoQplus 기반 센서 네트워크 시뮬레이터 개발].
일반적으로, 개발된 응용 프로그램을 센서 네트워크 상에서 테스트하는 방법은 크게 2가지가 있다.
첫 번째 방법은 실제 센서 네트워크를 응용 프로그램에 적합한 규모로 구성하여, 응용 프로그램을 테스트하여 정보를 저장하여 분석하고 원하는 결과가 나올 때까지 코드를 수정하는 방법이다. 그러나, 실제 센서 노드를 이용하여 테스트하는 방법은, 하나의 응용 프로그램을 테스트하는데 인적, 물적 자원의 낭비가 심하며, 각각의 노드마다 코드를 반복적으로 수정해야 하므로 많은 시간이 요구된다.
두 번째 방법은 시뮬레이터를 이용하여 테스트하는 방법이다. 그러나 시뮬레이터에는 실제 센서 노드가 갖는 하드웨어의 특성이나 주변 환경에 의한 영향이 완벽하게 반영되기 힘들기 때문에, 실제 네트워크 환경과 차이가 있을 수 있다.
따라서, 대규모 무선 센서 네트워크에 적용되는 응용 프로그램에 대한 시뮬레이션을 실제 환경에 가깝게 수행하기 위해 정확한 파라미터를 추출할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 목적은, 소규모 센서 네트워크 테스트베드를 이용하여 다양한 파라미터 정보를 확보할 수 있고, 파라미터를 추출하여 대규모 무선 센서 네트워크 시뮬레이션에 이용함으로써 정확하고 현실적인 시뮬레이션이 가능한, 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치로서, 센서 노드를 포함하며, 전송된 응용 프로그램에 대한 테스트를 실행하는 센서 네트워크 테스트베드, 상기 센서 노드에 대한 상태정보를 저장하는 상태정보 데이터베이스, 상기 센서 네트워크 테스트베드에 의해 실행된 테스트 결과를 저장하는 결과정보 데이터베이스, 및 응용 프로그램이 입력된 경우, 상기 상태정보 데이터베이스에 저장된 상태정보를 이용하여 입력된 응용 프로그램을 스케줄링하고, 스케줄링된 응용 프로그램을 상기 센서 네트워크 테스트베드로 전송하고, 상기 결과정보 데이터베이스에 저장된 테스트 결과 중 유효한 데이터를 산출하고, 산출된 데이터를 이용하여 파라미터를 추출하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출방법으로서, 응용 프로그램이 입력되는 경우, 센서 노드에 대한 상태정보를 저장하고, 상기 저장된 상태정보를 이용하여 입력된 응용 프로그램을 스케줄링하는 단계, 상기 스케줄링된 응용 프로그램에 대한 테스트를 실행하 는 단계, 상기 실행된 테스트 결과를 저장하고, 저장된 테스트 결과 중 유효한 데이터를 산출하는 단계, 및 상기 산출된 데이터를 이용하여 파라미터를 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 센서 네트워크 시뮬레이터의 파라미터를 이용하여 대규모 무선 센서 네트워크 시뮬레이션의 오차를 줄일 수 있고, 다양한 파라미터 정보를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치를 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치(100)는 센서 네트워크 테스트베드(110), 상태정보 데이터베이스(120), 제어부(130), 결과정보 데이터베이스(140), 파라미터 데이터베이스(150)를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 테스트 스케줄러(131), 원격 업그레이더(132), 테스트결과 분석기(133), 및 파라미터 추출기(134)를 포함한다.
센서 네트워크 테스트베드(110)는 실제 센서 노드들을 포함하는 센서 네트워크망이다. 센서 네트워크 테스트베드(110)는 센서 노드들의 상태정보를 상태정보 데이터베이스(120)에 저장하고, 응용 프로그램에 대한 테스트를 실행하며, 응용 프로그램에 대한 테스트 결과를 결과정보 데이터베이스(140)에 저장한다. 또한, 원격 업그레이더(132)로부터 새로운 응용 프로그램이 전송되는 경우, 새로운 응용 프로 그램을 전송받아, 각 센서 노드의 이미지를 업그레이드한다.
상태정보 데이터베이스(120)는 센서 네트워크 테스트베드(110)에 포함되는 센서 노드들의 상태정보를 저장한다. 상태정보 데이터베이스(120)는 주기적으로 센서 노드들의 상태정보를 저장할 수 있다.
제어부(130)는 테스트하고자 하는 응용 프로그램을 사용자로부터 입력 받으며, 추가적인 사용자 요구사항, 응용 프로그램의 우선 순위 등을 입력 받을 수 있다.
테스트 스케줄러(131)는 상태정보 데이터베이스(120)로부터 상태정보를 가져오고, 테스트하고자 하는 응용 프로그램을 스케줄링하여, 원격 업그레이더(132)로 전달한다.
원격 업그레이더(132)는 테스트 스케줄러(131)에 의해 스케줄링된 응용 프로그램을 센서 네트워크 테스트베드(110)로 전송한다.
테스트결과 분석기(133)는 결과정보 데이터베이스(140)에 저장된 응용 프로그램 실행의 결과 중 유효한 데이터를 산출한다. 산출된 데이터는 사용자가 수행하고자 하는 시뮬레이션에 적합한 데이터만을 포함한다. 산출된 데이터는, 예를 들어, 통신 프로토콜이나 응용 프로그램의 속성 등이 될 수 있다.
파라미터 추출기(134)는 테스트결과 분석기(133)에 의해 산출된 데이터와 사용자의 요구사항을 결합하여 센서 네트워크 시뮬레이터의 파라미터를 추출한다. 추출된 파라미터는, 예를 들어, 하드웨어별 에너지 소모량, 노드별 에너지 소모량, 공간별 RF 전파 특성, 평균 패킷 전송량, 노드별 통신 에러율 등이 될 수 있다.
결과정보 데이터베이스(140)는 센서 네트워크 테스트베드(110)에 의해 실행된 응용 프로그램에 대한 테스트 결과를 저장한다. 예를 들어, 테스트 응용 프로그램의 템플릿, 노드의 하드웨어 플랫폼 사양, 테스트에 참여한 노드의 개수, 노드의 최대 홉 수, 노드의 배터리 잔량, 노드의 위치, 센서 네트워크 토폴로지 등이 저장될 수 있다.
파라미터 데이터베이스(150)는 파라미터 추출기(134)에 의해 추출된 센서 네트워크 시뮬레이터의 파라미터를 저장한다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치에 따른 파라미터 추출방법을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 센서 네트워크 테스트베드(110)는 주기적으로 각 센서 노드의 상태정보를 상태정보 데이터베이스(120)에 저장한다(S200). 다음, 테스트하고자 하는 응용 프로그램이 제어부(130)로 입력된다(S205).
다음, 테스트 스케줄러(131)는 상태정보 데이터베이스(120)로부터 센서 네트워크 테스트베드(110)에서 사용 가능한 노드의 개수 및 노드의 상태정보를 가져와, 복수의 응용 프로그램 중 테스트할 수 있는 기준을 만족하며 우선순위가 높은 응용프로그램을 스케줄링하여, 원격 업그레이더(132)로 전달한다(S210).
다음, 원격 업그레이더(132)는 S210 단계에서 스케줄링된 응용 프로그램을 센서 네트워크 테스트베드(110)로 전송한다(S215).
다음, 센서 네트워크 테스트베드(110)는 S215 단계에서 전송된 응용 프로그램을 소정의 센서 노드로 전송하여 테스트 환경을 설정하고, 상기 소정의 센서 노드 에 대한 정보를 수집한다(S220). 상기 소정의 센서 노드는 사용자에 의해 미리 예약된 노드일 수 있다.
다음, 센서 네트워크 테스트베드(110)는 상기 소정의 센서 노드를 이용하여 응용 프로그램에 대한 테스트를 실행하고, 테스트 결과를 결과정보 데이터베이스(140)에 저장한다(S225).
다음, 테스트결과 분석기(133)는 S225 단계에서 저장된 테스트 결과 중 유효한 데이터를 산출한다(S230).
다음, 파라미터 추출기(134)는 S230 단계에서 산출된 데이터와 추가적으로 입력된 사용자 요구사항을 종합하여 시뮬레이션의 입력으로 이용될 수 있는 파라미터를 추출한다(S235). 추출된 파라미터는 파라미터 데이터베이스(150)에 저장될 수 있다.
본 발명은 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
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 이해되어서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치에 따른 파라미터 추출방법을 나타내는 일실시예 흐름도이다.

Claims (9)

  1. 센서 노드를 포함하며, 전송된 응용 프로그램에 대한 테스트를 실행하는 센서 네트워크 테스트베드;
    상기 센서 노드에 대한 상태정보를 저장하는 상태정보 데이터베이스;
    상기 센서 네트워크 테스트베드에 의해 실행된 테스트 결과를 저장하는 결과정보 데이터베이스; 및
    응용 프로그램이 입력된 경우, 상기 상태정보 데이터베이스에 저장된 상태정보를 이용하여 입력된 응용 프로그램을 스케줄링하고, 스케줄링된 응용 프로그램을 상기 센서 네트워크 테스트베드로 전송하고, 상기 결과정보 데이터베이스에 저장된 테스트 결과 중 유효한 데이터를 산출하고, 산출된 데이터를 이용하여 파라미터를 추출하는 제어부를 포함하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 산출된 데이터 및 사용자 명령을 결합하여 추출되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터는 노드 내의 하드웨어별 에너지 소모량, 노드별 에너지 소모량, 공간별 RF 전파 특성, 평균 패킷 전송량, 노드별 통신 에러율 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저장된 테스트 결과는 테스트 응용 프로그램의 템플릿, 노드의 하드웨어 플랫폼 사양, 테스트에 참여한 노드의 개수, 노드의 최대 홉 수, 노드의 배터리 잔량, 노드의 위치, 센서 네트워크 토폴로지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터를 저장하는 파라미터 데이터베이스를 더 포함하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출장치.
  6. 응용 프로그램이 입력되는 경우, 센서 노드에 대한 상태정보를 저장하고, 상기 저장된 상태정보를 이용하여 입력된 응용 프로그램을 스케줄링하는 단계;
    상기 스케줄링된 응용 프로그램에 대한 테스트를 실행하는 단계;
    상기 실행된 테스트 결과를 저장하고, 저장된 테스트 결과 중 유효한 데이터를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 데이터를 이용하여 파라미터를 추출하는 단계를 포함하는 무선 센 서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 산출된 데이터 및 사용자 명령을 결합하여 추출되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 파라미터는 노드 내의 하드웨어별 에너지 소모량, 노드별 에너지 소모량, 공간별 RF 전파 특성, 평균 패킷 전송량, 노드별 통신 에러율 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 파라미터를 저장하는 단계를 더 포함하는 무선 센서 네트워크 시뮬레이터를 위한 파라미터 추출방법.
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