KR101274771B1 - 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법과 최적 센서노드 시스템 및 최적 센서노드 배치 프로그램이 저장된 매체 - Google Patents

지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법과 최적 센서노드 시스템 및 최적 센서노드 배치 프로그램이 저장된 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR101274771B1
KR101274771B1 KR1020110063678A KR20110063678A KR101274771B1 KR 101274771 B1 KR101274771 B1 KR 101274771B1 KR 1020110063678 A KR1020110063678 A KR 1020110063678A KR 20110063678 A KR20110063678 A KR 20110063678A KR 101274771 B1 KR101274771 B1 KR 101274771B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor node
information
optimal
sensor
management
Prior art date
Application number
KR1020110063678A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120001687A (ko
Inventor
남상관
류승기
최현상
나준엽
김태훈
강진아
오윤석
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Publication of KR20120001687A publication Critical patent/KR20120001687A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101274771B1 publication Critical patent/KR101274771B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools
    • H04W16/20—Network planning tools for indoor coverage or short range network deployment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법은 1차 분석으로 센싱 커버리지를 설치하고, 도시지상시설물에 센서노드 설치에 적용하며, 2차 분석을 통해 중복설치의 문제점을 해결하고, 제시된 방법과 수치지도를 이용하여 GIS 프로그램을 구현하고, 항공사진과의 중첩을 통해 관리의 방법에 현실성을 향상시킴으로써 국가기반시설물 중 도시지상시설물을 무선 센서 네트워크로 관리하기 위해 센서노드를 설치하는 방법에 관한 것이다. 이와 같이 구성되는 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법에 의하면, 도시 단위에서 USN도입의 적정 예산 계획을 수립할 수 있으며, 이를 통해 도시 계획의 의사결정에 도움을 줄 수 있다. 또한 기본적인 배치 결과를 바탕으로 실제 센서노드를 설치할 경우 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 센서노드의 중복배치 등의 문제를 피할 수 있는 이점이 있다.

Description

지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법과 최적 센서노드 시스템 및 최적 센서노드 배치 프로그램이 저장된 매체{A OPTIMAL METHOD OF SENSOR NODE DEPLOYMENT FOR THE URBAN GROUND FACILITIES MANAGEMENT BASED ON GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM. OPTIMAL SYSTEM OF SENSOR NODE DEPLOYMENT, AND MEDIUM HAVING THE OPTIMAL METHOD PROGRAM OF SENSOR NODE DEPLOYMENT}
본 발명은 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지리정보시스템에 기반하여 도시의 대블럭 또는 도시 전체 레벨에서 통신 가능한 범위 내에서 센서를 효율적으로 배치할 수 있는 방법에 관한 것이다.
최근 도시의 방재 및 시설물 관리를 위해 USN(유비쿼터스 센서 네트워크) 기반의 각종 센서를 부착하여 관리하는 방법에 대한 연구가 진행 중이다. 즉, 도시 관리 기술의 문제를 해결하기 위해 무선 센서 네트워크 기술을 적용하는 연구가 많이 진행되고 있다.
무선 센서 네트워크는 온도, 습도, 압력 등의 물리적 또는 환경적 조건을 감지하는 센서노드들로 구성되어 상호 유기적인 관계를 가지도록 구성되며, 환경감시, 목표물 추적, 교통 관리, 건물 감시 등의 다양한 응용에 적용되고 있다. 현재 무선 센서 네트워크에 관한 연구는 끊임없이 이루어지고 있으며, 센서를 도시에 효율적으로 배치하기 위한 연구 또한 활발히 진행되고 있다.
그러나 대부분의 연구는 교량이나 터널 등 일부 대형 시설물에 센서를 설치하여 실시하는 실시간 모니터링 분야이며 넓은 범위의 도시 전체 시설물 관리에 대한 연구는 거의 없는 실정이다.
이러한 개별 시설물에 대한 센서노드 배치 방법과 더불어 도시 규모가 넓은 면적에 대한 관리를 위해서는 저비용 고효율의 센서노드 배치에 관한 방법이 필요함에도 불구하고 이에 대한 구체적인 해결방안이 없는 것이 현 실정이다.
그리고, 기존의 센서 네트워크에 대한 연구는 실제적인 지리정보 개념이 포함되지 않은 논리상의 배치방법에 대해서만 진행되고 있기 때문에, 실제로 이를 적용하기 위해서는 지리정보 및 지형 정보를 별도로 고려하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 기존의 센서 네트워크는 1 ~ 2 개의 국한된 센서에 대한 연구만이 있을 뿐, 다양한 센서를 적용시킬 수 있는 광범위의 센서 네트워크에 대한 적용 시스템이 전무한 것이 현 실정이다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 최소 개수의 센서로 목표 지역을 효율적으로 커버할 수 있는 센서노드 배치방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실질적인 지리정보 및 지형정보를 이용하여 다양한 형태의 센서를 배치할 수 있는 실질적인 센서노드 배치방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법은 지리정보, 지형정보, 지물정보, 센서노드 정보, 항공사진 정보 및 시설물 정보를 포함하는 배치정보에 근거하여 저장부, 사용자 입력부, 출력부 또는 중앙처리부를 포함하는 시스템에 의해 지표상에 센서노드를 배치하는 방법에 있어서, 상기 사용자입력부를 통해 센서노드에 관한 정보를 입력하는 정보 입력단계; 상기 중앙처리부에 의해 센서 배치 영역 내의 각종 지리 정보를 이용하여 전파특성지도를 작성하는 전파특성지도 작성 단계; 상기 중앙처리부에 의해 상기 전파특성지도를 이용하여 도로의 최적거리 상에 상기 센서노드를 배치하는 센서노드 배치단계;및 상기 출력부에 의해 상기 센서노드의 배치 상태를 나타내는 출력 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 정보 입력단계는 상기 센서노드가 배치되는 배치 지역 정보 및 센서의 종류에 대한 정보를 입력하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전파특성지도 작성단계는 상기 지리정보에서 도로에 대한 폴리라인 레이어를 추출하여 지형정보 고도값 또는 지물정보 고도값을 적용하여 전파특성지도를 작성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 센서노드 배치단계는 도로 중심선에 센서노드를 가배치하고, 기준노드로부터 센싱범위 내에 센서노드가 배치되도록 상기 도로 중심선에 가배치된 센서노드를 도로 외곽선 상으로 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 센서노드 배치단계는 도로상의 교차로를 추출하고, 상기 도로 중심선에 가배치된 센서노드를 추출된 교차로의 이동가능범위 내의 도로 외곽선 상으로 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 센서노드 배치단계는 상기 지형정보를 이용하여 인접하는 센서노드의 고도차가 2m를 초과하지 않도록 상기 센서노드를 도로 외곽선 상으로 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 센서노드 배치단계는 상기 지물정보를 이용하여 인접하는 센서노드를 연결하는 직선상에 지형물이 위치하지 않도록 상기 센서노드를 도로 외곽선 상으로 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 출력단계는 상기 센서노드의 배치 상태를 항공사진에 중첩시켜 출력하는 것이 바람직하다.
본 발명의 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 시스템은 상기 센서노드 배치방법이 수행되는 시스템에 있어서, 지리정보, 지형정보, 지물정보, 센서노드 정보, 항공사진 정보 및 시설물 정보를 포함하는 배치정보를 포함하는 저장부; 상기 저장부에 의해 저장된 정보를 이용하여 전파특성지도를 작성하고, 상기 전파특성지도에 근거하여 도로의 최적거리 상에 센서노드를 배치하는 중앙처리부; 상기 저장부 및 상기 중앙처리부에 정보를 입력하기 위한 사용자 입력부;및 상기 중앙처리부에 의해 처리된 결과나 출력되는 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 센서노드 배치방법이 수행되는 프로그램이 기록된 매체는 상기 센서노드 배치방법을 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법에 의하면, 도시 단위에서 USN 도입의 적정 예산 계획을 수립할 수 있으며, 이를 통해 도시 계획의 의사결정에 도움을 줄 수 있다. 또한 기본적인 배치 결과를 바탕으로 실제 센서노드를 설치할 경우 시간 및 비용을 절감 할 수 있으며, 센서노드의 중복배치 등의 문제를 피할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 시스템에 대한 바람직한 실시예가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 의해 배치 구역을 설정하는 과정을 보인 디스플레이 화면.
도 3은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 의한 클리핑 과정을 보인 디스플레이 화면.
도 4는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 의해 폴리라인 레이어가 추출되는 과정을 보인 디스플레이 화면.
도 5는 도 4에 의해 추출된 폴리라인 레이어를 항공사진에 중첩시킨 상태를 보인 디스플레이 화면.
도 6은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 사용되는 지물정보에 대한 라이다 자료 화면.
도 7은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 의해 작성된 전파특성지도를 보인 디스플레이 화면.
도 8은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 의해 센서노드가 가배치되는 상태를 보인 구성도.
도 9는 도 8에 의해 가배치된 센서노드가 이동되는 상태를 보인 구성도.
도 10은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법의 지물정보를 고려하여 센서노드가 이동되는 상태를 보인 구성도.
도 11은 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법의 지형정보를 고려하여 센서노드가 이동되는 상태를 보인 구성도.
도 12는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 의해 센서노드가 이동되어 최종 배치된 상태를 보인 구성도.
도 13은 도 12에 의한 배치상태를 항공사진에 중첩시킨 결과를 나타낸 디스플레이 화면.
도 14a는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법 전의 센서배치 상태를 보인 디스플레이 화면.
도 14b는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법에 의한 센서배치 상태를 보인 디스플레이 화면.
도 15는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 방법을 순차적으로 표시한 흐름도.
이하에서는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법 및 최적 센서노드 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 15에는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법, 최적 센서노드 배치 시스템의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 최적 센서노드 배치 시스템은 센서노드 배치와 관련된 각종 데이터가 저장되는 저장부; 상기 저장부의 정보에 의해 센서노드에 필요한 자료를 추출하고 이를 이용하여 센서노드를 배치하는 중앙처리부; 사용자 입력부;및 출력부를 포함한다.
본 발명은 정기적으로 관리가 필요한 도시시설물을 구분하고, 이를 관리할 수 있는 센서를 특정한다. 그리고, 다양한 센서 종류 중에 주로 사용되는 몇 가지 센서에 대해 논리적인 배치 규칙을 만들고, 이 규칙을 통해 일정 간격으로 센서를 배치하도록 구성된다.
그러나 배치 지역을 완벽하게 커버하기 위해 센서 배치 규칙들이 다양화될수록 중복되는 지점이 많이 발생하게 된다. 따라서, 중복 지점을 없애기 위해 지리정보 및 지형정보라는 범주에 맞추어 정량화할 수 있는 영향 요소들을 고려한다.
본 발명에서 언급하는 센서는 물리적인 현상을 정량화하는 장치를 의미하고, 센서노드는 이러한 센서를 포함하여 정량화된 수치를 유무선 통신을 이용하여 송수신하는 패키지화된 장치를 의미한다.
먼저, 본 발명에 의한 배치방법에 의해 배치되는 센서노드는 도시 시설물을 관리하기 위한 센서노드로 구성된다. 도시 시설물은 지상과 지하로 구분될 수 있는데, 지하 시설물은 상수도, 하수도, 전기선, 통신선, 송유관, 가스관 등 7개 시설물로 한정되는 반면, 지상 시설물은 그 종류가 매우 다양하다. 따라서, 각종 법규, 고시 및 지침에 근거하여 아래의 표 1과 같이 지상 시설물을 선정한다.
Figure 112011049689923-pat00001
본 발명에 의해 배치되는 센서노드는 표 1에 기재된 바와 같은 지상시설물 및 지하시설물을 관리하기 위한 센서노드로 구성될 수 있고, 이에 대한 정보는 저장부(100) 내에 저장된다.
그리고, 위와 같은 지상시설물 및 지하시설물을 관리하기 위한 센서노드의 센서는 역학 센서, 자기 센서, 광센서, 방사선센서, 음향센서, 역학(온도)센서, 화학센서 및 바이오센서를 포함할 수 있다. 상기 센서노드의 센서는 아래의 표 2와 같다.
Figure 112011049689923-pat00002
상기와 같이 구성되는 센서노드의 센서는 센서 종류마다 각기 다른 센싱범위를 가지는데 각 센싱범위는 주변 지형 및 기상환경에 의해 달라질 수 있으므로 이를 고려하여 센싱범위가 일점 범위 값을 가질 수 있다. 그리고, 센서의 센싱범위에 대한 정보는 모두 저장부(100) 내에 저장된다.
그리고, 상기 저장부(100)는 지리정보시스템(Geographic Information System, GIS) 정보를 포함한다. 상기 지리정보시스템 정보는 이후에 설명될 전파특성지도나 폴리라인 레이어 추출과 같은 작업시 사용될 수 있다. 또한, 상기 저장부(100)는 배치 지역에 대한 항공사진 DB도 포함할 수 있다.
상기 저장부는 지형정보(DEM) 및 지물정보(DSM)도 포함할 수 있다. 상기 지형정보(DEM)는 등고선과 같이 현위치의 해발높이를 나타내는 것으로서, 센서노드가 설치되는 지형의 높이 차이가 2m 이상이 되는 경우 설치위치를 조정하게 된다.
그리고, 상기 지물정보(DSM)는 대지위의 건물, 수목 및 가로수와 같은 기타 지형물에 대한 정보이다. 상기 지물정보(DSM)는, 도 6에 도시된 바와 같이 레이저 광선을 발사하고 그 반사와 흡수를 이용함으로써 지형물에 대한 정보를 나타내는 라이다(lidar) 정보로 구성될 수 있다.
상기 저장부(100)에 저장된 정보를 이용하여 중앙처리부(200)는 필요한 정보를 추출하여 맵을 작성하고, 작성된 맵에 근거하여 센서를 배치시키거나 조정한다. 상기 중앙처리부(200)는 추출부(210)를 포함하는데, 상기 추출부(210)는 저장부(200)에 저장된 데이터를 이용하여 폴리라인 레이어를 추출하거나, 해당 지역을 클리핑(clipping)하거나, 교차로를 추출한다.
상기 중앙처리부(200)는 맵 작성부(220)를 포함하고, 상기 맵 작성부(220)는 상기 추출부(210)에 의해 추출된 정보를 이용하여 전파특성지도, 센서배치지도 및 항공사진 중첩지도를 작성한다. 상기 맵 작성부(220)는 PostGIS와 Geoserver를 사용하여 구현될 수 있고, 웹어플리케이션 서버는 APHACHE TOMCAT이 사용될 수 있다. 상기 중앙처리부(200)는 배치부(230)를 포함하고, 상기 배치부(230)는 센서노드를 배치하거나 배치된 센서 노드의 위치를 조정한다.
상기 저장부(100)에 저장되는 정보 및 상기 중앙처리부(200)에 입력되는 정보는 사용자 입력부(300)를 통해 수행되고, 상기 중앙처리부(200)에 의해 처리된 결과는 출력부(400)를 통해 출력된다.
이하에서는 본 발명에 의한 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법에 대해 설명한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자에 의해 센서가 설치되고자 하는 대단위 지역에 대한 배치 지역을 선택한다. 그리고, 표 2에 기재된 센서 중 배치하고자 하는 센서를 하나 이상 선택한다. 이때, 선택되는 센서는 종류에 따라 센싱범위가 각각 상이하다.
사용자에 의해 배치 지역 및 센서가 선택되면, 도 3에 도시된 바와 같이 배치 지역 중 도로레이어와 필요한 지리정보만을 추출하는 클리핑(clipping)을 실시한다. 상기 클리핑은 추출부(210)에 실시되는데 상기 추출부(210)는, 도 4에 도시된 바와 같이 해당지역에 대한 폴리라인 레이어를 추출한다.
상기 폴리라인 레이어란 GIS 정보를 이용하여 선택된 지역의 도로 라인만을 추출해낸 도형 정보를 의미한다. 상기 폴리라인 레이어는 차후에 센서노드 배치를 하기 위한 기초 정보로 활용된다.
그리고, 상기 맵 작성부(220)는 상기 추출부(210)에 의해 추출된 폴리라인 레이어를 항공사진 데이터에 적용하여, 도 5에 도시된 바와 같이 항공사진이 결합된 폴리라인 레이어를 작성한다.
상기 판단부(230) 및 상기 맵 작성부(220)는 상기 저장부(100)에 저장된 지형정보 및 지물정보에 대한 사항을 항공사진이 결합된 폴리라인 레이어에 적용함으로써 전파특성지도를 작성한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전파특성지도는 지형정보, 지물정보 및 도로에 대한 폴리라인 레이어에 대한 각종 정보를 포함함으로써, 센서노드 상에 송수신되는 전파에 영향을 미치는 인자를 판별하도록 작성된 지도를 의미한다.
상기 전파특성지도가 작성되면, 상기 판단부(230)는 최적거리에 기준하여 센서노드를 배치한다. 먼저, 상기 판단부(230)는 센서노드를 배치하기 위한 기준노드를 설정한다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 기준노드로부터 전파특성지도의 폴리라인 레이어에 의해 판단되는 도로의 중앙부에 일정간격, 즉 센싱범위를 고려한 간격으로 센서노드를 배치한다. 이때, 도로가 만나는 교차로를 추출하여 전파특성지도에 표시한다.
센서노드는 일반적으로 도로의 중앙부에 설치될 수 없고, 도로의 양 측면, 즉 도로 주변의 인도나 보도에 배치되기 때문에, 도로의 중앙부에 가배치된 센서노드를 도로 주변으로 재배치해야 한다.
이때, 도 9에 도시된 바와 같이 센서노드(n)에서부터 확장되는 센싱범위가 최초 도로의 외곽선과 접하는 지점(SD)으로부터 최대 센싱범위가 도로의 외곽선과 접하는 지점(LD)까지가 센서노드가 이동배치될 수 있는 이동가능범위(H)가 된다.
즉, 최초의 기준 노드로부터 센싱범위를 고려하여 순차적으로 센서노드가 배치되는데, 기설정된 센서노드 주변에 설치되는 센서노드는 센싱범위 내인 이동가능범위(H) 내에서 이동하면서 배치되고, 이동가능범위(H) 중 최적거리, 즉 센싱범위를 벗어나지 않는 최대 이격거리 내에서 센서노드가 배치되는 것이 바람직하다.
도 10에는 센서노드가 최적거리 내에서 배치되는 상태가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 도로 중앙에 배치된 센서노드는 이동가능범위(H) 내에서 도로 외곽선으로 이동하는데, 이때 최적거리를 고려하여 센서노드가 배치된다.
상기 센서노드가 도로 주변에 배치될 때, 지형 정보 및 지물 정보에 근거하여 센서노드가 이동할 수 있다. 즉, 상기에서 작성된 전파특성지도 내의 지형 정보 및 지물 정보를 이용하여 센서노드 간의 센싱이 방해되지 않도록 센서노드가 도로의 외곽선으로 이동하는 것이다.
지형 정보를 이용한 센서노드의 이동은, 도 11에 도시된 바와 같이 센서노드가 설치되는 각 위치 상의 고도 차가 2m를 초과하는 경우, 2m를 초과하지 않는 범위 내로 센서노드를 이동시키는 것이다.
그리고, 지물 정보를 이용한 센서노드의 이동은, 도 12에 도시된 바와 같이 라이다 자료의 높이 정보를 이용하여 센서노드 간의 통신이 방해되지 않도록 센서노드를 이동시키는 것이다. 지물 정보를 이용한 센서노드의 이동은 각 센서노드를 직선으로 연결하고, 연결된 직선 상에 지물 정보에 의한 지형물이 걸리는 경우, 센서노드를 소정방향으로 이동하면서 지형물이 걸리지 않는 범위를 탐색하는 것이다.
이와 같이, 센서노드가 배치되면, 기존의 항공사진 DB를 이용하여, 도 13에 도시된 바와 같이 배치된 센서노드의 배치상태를 항공사진에 중첩시킴으로써 최종 센서 배치 상태도를 완성한다.
도 14a는 본 발명에 의한 센서노드 배치방법 전에 배치된 센서의 배치 상태를 나타내고, 도 14b는 본 발명에 의한 센서노드 배치방법에 의해 배치된 센서의 배치 상태를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 센서노드 배치방법을 이용하면 센서의 배치 갯수가 약 50% 정도 절감되는 것을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
100 : 입력부 200 : 중앙처리부
300 : 사용자 입력부 400 : 출력부

Claims (10)

  1. 지리정보, 지형정보, 지물정보, 센서노드 정보, 항공사진 정보 및 시설물 정보를 포함하는 배치정보에 근거하여 저장부, 사용자 입력부, 출력부 또는 중앙처리부를 포함하는 시스템에 의해 지표상에 센서노드를 배치하는 방법에 있어서,
    상기 사용자입력부를 통해 센서노드에 관한 정보를 입력하는 정보 입력단계;
    상기 중앙처리부에 의해 센서 배치 영역 내의 각종 지리 정보를 이용하여 전파특성지도를 작성하는 전파특성지도 작성 단계;
    상기 중앙처리부에 의해 상기 전파특성지도를 이용하여 도로의 최적거리 상에 상기 센서노드를 배치하는 센서노드 배치단계;및
    상기 출력부에 의해 상기 센서노드의 배치 상태를 나타내는 출력 단계를 포함하고,
    상기 센서노드 배치단계는
    도로 중심선에 센서노드를 가배치하고, 기준노드로부터 센싱범위 내에 센서노드가 배치되도록 상기 도로 중심선에 가배치된 센서노드를 도로 외곽선 상으로 이동시키는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 입력단계는
    상기 센서노드가 배치되는 배치 지역 정보 및 센서의 종류에 대한 정보를 입력하는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전파특성지도 작성단계는
    상기 지리정보에서 도로에 대한 폴리라인 레이어를 추출하여 지형정보 고도값 또는 지물정보 고도값을 적용하여 전파특성지도를 작성하는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서노드 배치단계는
    도로상의 교차로를 추출하고, 상기 도로 중심선에 가배치된 센서노드를 추출된 교차로의 이동가능범위 내의 도로 외곽선 상으로 이동시키는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서노드 배치단계는
    상기 지형정보를 이용하여 인접하는 센서노드의 고도차가 2m를 초과하지 않도록 상기 센서노드를 도로 외곽선 상으로 이동시키는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서노드 배치단계는
    상기 지물정보를 이용하여 인접하는 센서노드를 연결하는 직선상에 지형물이 위치하지 않도록 상기 센서노드를 도로 외곽선 상으로 이동시키는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 출력단계는
    상기 센서노드의 배치 상태를 항공사진에 중첩시켜 출력하는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법.
  9. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 센서노드 배치방법이 수행되는 시스템에 있어서,
    지리정보, 지형정보, 지물정보, 센서노드 정보, 항공사진 정보 및 시설물 정보를 포함하는 배치정보를 포함하는 저장부;
    상기 저장부에 의해 저장된 정보를 이용하여 전파특성지도를 작성하고, 상기 전파특성지도에 근거하여 도로의 최적거리 상에 센서노드를 배치하는 중앙처리부;
    상기 저장부 및 상기 중앙처리부에 정보를 입력하기 위한 사용자 입력부;및
    상기 중앙처리부에 의해 처리된 결과나 출력되는 출력부를 포함하는
    지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치 시스템.
  10. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 센서노드 배치방법이 수행되는 프로그램이 기록된 매체.
KR1020110063678A 2010-06-29 2011-06-29 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법과 최적 센서노드 시스템 및 최적 센서노드 배치 프로그램이 저장된 매체 KR101274771B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100061892 2010-06-29
KR20100061892 2010-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120001687A KR20120001687A (ko) 2012-01-04
KR101274771B1 true KR101274771B1 (ko) 2013-06-17

Family

ID=45609296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110063678A KR101274771B1 (ko) 2010-06-29 2011-06-29 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법과 최적 센서노드 시스템 및 최적 센서노드 배치 프로그램이 저장된 매체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101274771B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101357882B1 (ko) * 2012-03-07 2014-02-04 인천대학교 산학협력단 대규모 센서 네트워크를 위한 이벤트 감지 성능 보장 최적 센서 노드 배치 방법
KR102436536B1 (ko) 2016-02-11 2022-08-26 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 센서 배치 방법
KR102365479B1 (ko) 2021-08-11 2022-02-23 주식회사 코아콤 기반 시설물 관리시스템 구축방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006236314A (ja) * 2004-12-27 2006-09-07 Sap Ag センサネットワークのモデリングおよび配置
KR20090022247A (ko) * 2007-08-30 2009-03-04 (주)피코스넷 센서 네트워크를 자동으로 정의하는 방법과 시스템
KR20110110919A (ko) * 2010-04-02 2011-10-10 인천대학교 산학협력단 지리정보시스템 기반의 센서 초기 배치 방법, 이를 이용한 최적의 센서 배치 방법 및 장치, 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006236314A (ja) * 2004-12-27 2006-09-07 Sap Ag センサネットワークのモデリングおよび配置
KR20090022247A (ko) * 2007-08-30 2009-03-04 (주)피코스넷 센서 네트워크를 자동으로 정의하는 방법과 시스템
KR20110110919A (ko) * 2010-04-02 2011-10-10 인천대학교 산학협력단 지리정보시스템 기반의 센서 초기 배치 방법, 이를 이용한 최적의 센서 배치 방법 및 장치, 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김대영 외 6명, "센서의 성능에 영향을 미치는 환경 요소들에 기반한 센서 노드 배치 방법", 한국통신학회논문지 *
김대영 외 6명, "센서의 성능에 영향을 미치는 환경 요소들에 기반한 센서 노드 배치 방법", 한국통신학회논문지*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120001687A (ko) 2012-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103996089B (zh) 基于gis的输电线路最优路径生成方法
CN203786891U (zh) 基于gis的移动监测融合平台
CN103270781B (zh) 移动装置以及用于向其发射数据的方法和系统
KR101548647B1 (ko) 3차원 지형정보 가시화 프로세서 및 그 동작방법
CN103942941A (zh) 基于gis的移动监测融合平台
KR20160143741A (ko) 내비게이션 시스템의 노선 플래닝 방법, 장치 및 저장 매체
Obiefuna et al. Land cover dynamics associated with the spatial changes in the wetlands of Lagos/Lekki Lagoon system of Lagos, Nigeria
KR101274771B1 (ko) 지리정보시스템 기반의 도시 시설물 관리를 위한 최적 센서노드 배치방법과 최적 센서노드 시스템 및 최적 센서노드 배치 프로그램이 저장된 매체
KR101742373B1 (ko) 산사태 gis 데이터베이스 및 그 운영 방법
KR20130101804A (ko) 스마트폰 어플리케이션과 모바일 웹지아이에스를 이용한 재난 경보시스템 및 경보방법
KR20230083388A (ko) 도시철도 지하공간의 빔-그리드 유지관리 시스템 및 그 방법
KR101190278B1 (ko) 스마트폰을 이용한 재난 발생 경보시스템 및 경보방법
CN115240368A (zh) 一种用于城市道路脱空塌陷监测预警的物联系统
Yan et al. Detection and numerical simulation of potential hazard in oil pipeline areas based on UAV surveys
CN105191454A (zh) 用于逼近地理围栏位置的系统和方法
Kumari et al. A machine learning centered approach for uncovering excavators’ last known location using bluetooth and underground WSN
CN108985719A (zh) 一种地下管线智能施工和地下管网综合管理方法及系统
JP6357837B2 (ja) 無線通信装置、無線通信ネットワークシステム、情報処理方法、および情報処理プログラム
Majid et al. Sprawling of a Malaysian city: what type and what solutions
JP2009049492A (ja) 無線通信システムの基地局の置局設計装置、方法及びプログラム
KR102294014B1 (ko) 훼손 인과관계를 이용하여 훼손 유형을 분류하는 방법
Ganendra et al. The role of airborne LiDAR survey technology in digital transformation
CN108509720A (zh) 一种电力管线用附带地质状况切换的坐标系转换方法
JP7311023B2 (ja) 光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング方法、及び光ファイバセンシング装置
KR102577030B1 (ko) 광섬유 센서를 이용한 위기관리 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170703

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee