KR101353585B1

KR101353585B1 - 무선 센서 네트워크 시스템 및 노드장치, 센싱 메시지 처리방법

Info

Publication number: KR101353585B1
Application number: KR1020120062238A
Authority: KR
Inventors: 정한수; 박래정; 박성욱; 문정호; 정태윤
Original assignee: 강릉원주대학교산학협력단
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2014-02-11
Also published as: US9420624B2; US20130329719A1; KR20130138552A

Abstract

본 발명의 무선 센서 네트워크 시스템은, 미리 정해둔 송신구간에서 비컨 메시지를 송신하고, 미리 정해둔 수신구간들 각각에서 외부로부터 센싱 메시지를 수신받아 외부로 전송하거나, 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 외부로 송신하고, 미리 정해둔 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 내부 메모리부에 저장하는 싱크노드장치; 상기 싱크노드장치의 송신구간에 대응되게 정해진 수신구간에서 상기 비컨 메시지를 수신받아 시간 동기화를 이행하고, 상기 싱크노드장치의 수신구간들 중 어느 하나에 대응되게 정해진 송신구간에서 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 상기 싱크노드장치로 송신하고, 미리 정해둔 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 내부 메모리부에 저장하는 일반노드장치들;을 구비하며, 상기 일반노드장치들은 수신구간과 송신구간과 센싱구간이 아닌 구간에서는 슬립하며, 상기 비컨 메시지가 수신되지 않으면 리브 상태로 천이하며, 그 리브상태에서 상기 일반노드장치들은, 미리 정해진 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값이 미리 정해둔 비상경보 한계범위를 초과하면 긴급 비상 경보 메시지를 외부로 브로드캐스팅함과 아울러 비상경보를 출력하고, 상기 센싱구간이 아니면 슬립함을 특징으로 한다.

Description

무선 센서 네트워크 시스템 및 노드장치, 센싱 메시지 처리방법{wireless sensor network system and node, sensing message prosess method}

본 발명은 무선 센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 센서 네트워크를 자유롭게 구성할 수 있게 함은 물론이며 무선 센서 네트워크 시스템의 신뢰도 및 활용도를 높일 수 있게 하는 무선 센서 네트워크 시스템 및 노드장치, 센싱 메시지 처리 방법에 관한 것이다.

무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 실현하기 위한 핵심 기반 기술이며, 다수개의 노드들이 무선으로 연결되어 동작될 수 있다.

상기한 센서 네트워크에서는 각 노드가 제한된 용량의 배터리로 동작하므로 최소의 에너지를 사용하여 측정 데이터를 전달하는 것이 요구된다. 또한 센서 네트워크를 실시간 응용 시스템에 적용시키기 위해서는 대규모 센서 네트워크에서의 전송 지연이 최소화되어야 한다. 따라서 실시간 모니터링이 필요한 센서 네트워크는 배터리 소모를 최소화하면서 네트워크 전송 지연이 작은 프로토콜을 요구한다.

이러한 요구에 따라 본원 출원인은 "양방향 데이터 통신이 가능한 선형 구조를 갖는 무선 센서 네트워크 및 그 방법"을 명칭으로 하여 대한민국 특허청에 특허출원 제10-2007-0009835호를 출원한 바 있다.

상기 출원된 기술은 다수 개의 노드들로 구성되며 각 노드는 하나의 상위 노드 및 하나의 하위 노드(lower node)와 연결되도록 하여 싱크 노드(sink node)부터 단말 노드까지 선형적으로 연결되는 무선 센서 네트워크에 있어서, 각 노드는 상위 노드 및 하위 노드와 데이터를 송수신하는 활성 구간(active duration)을 구비하며, 상기 활성 구간은 싱크 노드로부터 단말 노드로의 데이터/명령어를 전송하는 다운링크 활성구간(downlink active duration) 및 단말 노드로부터 싱크 노드로의 데이터/명령어를 전송하는 업링크 활성 구간(uplink active duration)을 구비하여, 활성 구간의 단일 주기내에서 싱크 노드와 단말 노드간의 양방향 통신을 이행하는 기술을 개시하고 있다.

상기한 무선 센서 네트워크는 시간 동기화 기반의 선형 네트워크로 구성됨에 따라 반드시 싱크 노드가 있어야 하며, 지속적인 네트워크 유지 관리를 위한 콘트롤이 이루어져야 하는 문제가 있었다.

또한 무선 센서 네트워크가 산불이나 도량의 붕괴 징후 감지, 문화재 훼손 감지뿐만 아니라 인텔리전트 빌딩 또는 소규모의 건물내에서도 널리 상용화되고 있으므로, 무선 센서 네트워크의 활용을 높이기 위한 기술 개발이 요구된다.

본 발명은 무선 센서 네트워크 시스템을 구성하는 노드장치들이 서버 기반의 네트워크를 형성하여 센싱 메시지의 송수신을 할 수 있게 함과 아울러 서버없이도 네트워크를 형성하여 긴급 비상 경보 메시지 등의 센싱 메시지를 송수신할 수 있게 하여, 무선 센서 네트워크 시스템의 활용도를 높일 수 있는 무선 센서 네트워크 시스템 및 노드장치, 센싱 메시지 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 하나의 송신구간을 통해 다수의 노드장치가 통신할 수 있게 함으로써 이미 형성된 센서 네트워크 시스템에 노드장치를 추가하거나 제거하는 등의 센서 네트워크 시스템의 구조적인 변경을 용이하게 할 수 있게 하는 무선 센서 네트워크 시스템 및 노드장치, 센싱 메시지 처리방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 센서 네트워크 시스템은, 미리 정해둔 송신구간에서 비컨 메시지를 송신하고, 미리 정해둔 수신구간들 각각에서 외부로부터 센싱 메시지를 수신받아 외부로 전송하거나, 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 외부로 송신하고, 미리 정해둔 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 내부 메모리부에 저장하는 싱크노드장치; 상기 싱크노드장치의 송신구간에 대응되게 정해진 수신구간에서 상기 비컨 메시지를 수신받아 시간 동기화를 이행하고, 상기 싱크노드장치의 수신구간들 중 어느 하나에 대응되게 정해진 송신구간에서 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 상기 싱크노드장치로 송신하고, 미리 정해둔 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 내부 메모리부에 저장하는 일반노드장치들;을 구비하며, 상기 일반노드장치들은 수신구간과 송신구간과 센싱구간이 아닌 구간에서는 슬립하며, 상기 비컨 메시지가 수신되지 않으면 리브 상태로 천이하며, 그 리브상태에서 상기 일반노드장치들은, 미리 정해진 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값이 미리 정해둔 비상경보 한계범위를 초과하면 긴급 비상 경보 메시지를 외부로 브로드캐스팅함과 아울러 비상경보를 출력하고, 상기 센싱구간이 아니면 슬립함을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 무선 센서 네트워크 시스템을 구성하는 노드장치들이 서버 기반의 네트워크를 형성하여 센싱 메시지의 송수신을 할 수 있게 함과 아울러 서버없이도 네트워크를 형성하여 긴급 비상 경보 메시지 등의 센싱 메시지를 송수신할 수 있게 하여, 무선 센서 네트워크 시스템의 활용도를 높일 수 있게 한다.

또한 본 발명은 하나의 송신구간을 통해 다수의 노드장치가 통신할 수 있게 함으로써 이미 형성된 센서 네트워크 시스템에 노드장치를 추가하거나 제거하는 등의 센서 네트워크 시스템의 구조적인 변경을 용이하게 할 수 있게 하는 효과를 야기한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 전체 구성도.
도 2 및 도 4 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타이밍 구조도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노드 장치의 구성도.
도 5 및 도 6, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노드 장치의 처리절차를 도시한 도면.

본 발명은 무선 센서 네트워크 시스템을 구성하는 노드장치들이 서버 기반의 네트워크를 형성하여 센싱 메시지의 송수신을 할 수 있게 함과 아울러 서버없이도네트워크를 형성하여 긴급 비상 경보 메시지 등의 센싱 메시지를 송수신할 수 있게 하여, 무선 센서 네트워크 시스템의 활용도를 높인다.

또한 본 발명은 하나의 송신구간을 통해 다수의 노드장치가 통신할 수 있게 함으로써 이미 형성된 센서 네트워크 시스템에 노드장치를 추가하거나 제거하는 등의 센서 네트워크 시스템의 구조적인 변경을 용이하게 할 수 있게 한다.

이러한 본 발명에 따르는 무선 센서 네트워크 시스템의 구성 및 동작에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

<무선 센서 네트워크 시스템의 전체 구성>

먼저 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.

상기 무선 센서 네트워크 시스템은 서버 기반 센서 네트워크 시스템 또는 독립 센서 네트워크 시스템으로 구성될 수 있다.

<서버 기반 센서 네트워크 시스템>

상기 서버 기반 네트워크 시스템은 싱크노드장치(NS)와 일반노드장치들(N1~N4)로 구성되는 센서 그룹과 게이트웨이(100)와 서버(102)와 데이터베이스(104)로 구성된다.

상기 싱크노드장치(NS)는 미리 정해둔 송신구간에서 일반노드장치들(N1~N4)의 시간 동기화를 위한 비컨 메시지를 송출한다. 상기 비컨 메시지에는 상기 싱크노장치(NS)가 주변의 일반노드장치들(N1~N4)로 전달하기 위한 긴급 비상 경보 메시지 또는 서버(100)로부터 전달받은 제어 메시지 등이 포함될 수 있다.

이후 상기 싱크노드장치(NS)는 미리 정해둔 수신구간들 각각에 대해 할당된 일반노드장치들(N1~N4) 각각이 송신하는 센싱 메시지를 수신받아 처리하여 그에 대한 ACK 메시지를 반환하고, 그 수신된 센싱 메시지를 상기 게이트웨이(100)를 통해 상기 서버(102)로 업로드하고, 그에 대한 ACK 메시지를 게이트웨이(100)로부터 제공받는다. 여기서, 상기 센싱 메시지에 긴급 비상 경보 메시지가 포함되어 있으면, 상기 싱크노드장치(NS)는 비상 경보를 출력한다.

또한 상기 싱크노드장치(NS)는 미리 정해둔 수신구간들 중 어느 한 수신구간에서 자신이 생성한 센싱 메시지를 상기 게이트웨이(100)를 통해 서버(102)로 업로드하고, 그에 대한 ACK 메시지를 게이트웨이(100)로부터 제공받는다. 또한 싱크노드장치(NS)는 어느 한 수신구간에서 먼저 도착한 센싱 메시지에 대해서 ACK 메시지를 반환한다.

또한 상기 싱크노드장치(NS)는 미리 정해둔 센싱구간에서 자신이 내장하는 센서모듈들을 이용하여 주변환경 등에 대한 센싱을 이행하고, 이에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 내부 메모리에 저장한다. 상기 싱크노드장치(NS)는 상기 센싱 데이터를 포함하는 센싱 메시지를 생성하여 상기 서버(102)로 업로드한다.

상기 일반노드장치들(N1~N4) 각각은 하나 또는 그 이상의 일반노드장치로 구성되며, 각 일반노드장치는 미리 정해둔 수신 구간에서 상기 싱크노드장치(NS)로부터 비컨 메시지를 수신받아 처리하여 시간 동기화를 이행한다. 또한 상기 일반노드장치들(N1~N4)은 상기 비컨 메시지에 긴급 비상 경보 메시지가 포함되어 있으면, 경보를 출력한다. 또한 상기 일반노드장치들(N1~N4)은 상기 비컨 메시지에 제어 메시지가 포함되어 있으면 그 제어 메시지에 따른 동작을 수행한다.

이후 상기 일반노드장치들(N1~N4) 각각은 자신이 할당받은 송신구간에서 자신이 생성한 센싱 메시지를 상기 싱크노드장치(NS)로 송신하고 그에 따른 ACK 메시지를 제공받는다. 여기서, 상기 센싱 메시지에는 긴급 비상 경보 메시지 등이 포함될 수 있다.

또한 상기 일반노드장치들(N1~N4) 중 일부(N2,N4)는 다수의 일반노드장치가 하나의 일반노드장치 그룹으로 구성되어 하나의 송신구간을 할당받을 수 있다. 이러한 경우에 상기 그룹에 포함된 다수의 일반노드장치는 서로 송신할 센싱 메시지의 우선순위 및 노드주소정보에 따라 우선권 경합하여 우선권을 획득한 일반노드장치가 유효한 센싱 메시지를 싱크노드장치(NS)로 송신한다. 여기서 상기 노드주소정보는 일련번호 등의 숫자로 부여된다.

또한 상기 일반노드장치들(N1~N4)은 미리 정해둔 센싱구간에서 자신이 내장한 센서모듈들을 이용하여 주변환경 등에 대한 센싱을 이행하고, 이에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 내부 메모리에 저장한다. 특히 상기 일반노드들(N1~N4) 중 일부(N2,N4)와 같이 다수의 일반노드장치가 하나의 일반노드장치 그룹으로 구성되어 하나의 송신구간을 할당받는 경우에는, 센싱값의 종류 또는 크기에 따라 센싱 데이터에 우선순위를 부여하여 내부 메모리에 저장한다. 즉 화재 감지시에는 가장 높은 우선순위를 부여하고 일산화탄소 감지시에는 화재 감시시에 비해서는 낮은 우선순위를 부여할 수 있다.

그리고 상기 일반노드장치들(N1~N4)은 수신구간 및 송신구간 및 센싱구간을 제외한 나머지 구간에서 슬립상태를 유지하여 불필요한 전력 소모를 최소화한다.

상기한 서버 기반 센서 네트워크 시스템의 센싱 메시지의 송수신을 위한 타이밍 구조를 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 싱크노드장치(NS)의 타이밍 구조는 초기에 비컨 메시지를 송신하는 송신구간이 위치하고, 말미에 센싱을 이행하는 센싱구간이 위치하고, 나머지 구간에는 수신구간들이 위치한다. 상기 수신구간들은 일반노드장치들(N1~N4) 각각에 대해 할당된다.

상기 수신구간들 각각은 일반노드장치들(N1~N4)로부터의 센싱 메시지를 수신하는 센싱 메시지 수신구간과 ACK 메시지를 송신하는 ACK 송신 구간과 수신한 센싱 메시지를 게이트웨이(100)로 송신하는 게이트웨이 송신 구간으로 나뉜다. 또한 상기 수신구간들 중 어느 하나를 통해 상기 싱크노드장치(NS)는 자신의 센싱 데이터를 포함하는 센싱 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이(100)로 송신한다.

상기 일반노드장치들(N1~N4)의 타이밍 구조는 초기에 비컨 메시지를 수신하는 수신구간이 위치하고, 말미에 센싱을 이행하는 센싱구간이 위치하고, 상기 수신구간과 상기 센싱구간 사이에서 싱크노드장치(NS)의 수신구간들 중 어느 하나에 대응되는 위치에 송신구간이 위치하고, 나머지에 대해서는 슬립 구간이 위치한다.

특히 상기 송신 구간은 다수의 일반노드장치가 하나의 일반노드장치 그룹으로 구성되어 하나의 송신구간을 할당받는 경우를 고려하여, 다수의 타임슬롯과 ACK 수신구간으로 구성된다.

상기 다수의 타임슬롯은 크게 센싱 메시지에 부여된 우선순위에 따라 하나 또는 그 이상이 포함되게 할당되며, 어느 한 우선순위에 할당된 하나 이상의 타임슬롯은 노드주소정보에 따라 각기 다르게 할당된다.

예를 들어 제1우선순위에 대해서는 하나의 타임슬롯이 할당되며, 이는 제1우선순위의 센싱 메시지의 발생이 희박하므로 우선권 경합이 없을 것으로 판단되기 때문이다. 그리고 제2우선순위에 대해서는 두 개의 타임슬롯이 할당되며, 이 두 개의 타임슬롯 중 첫 번째 타임슬롯은 홀수의 노드주소정보에 대응되며, 두 번째 타임슬롯은 짝수의 노드주소정보에 대응된다. 즉 제2우선순위의 센싱 데이터를 가진 두 개의 일반노드장치가 존재할 때에, 일반노드장치 중 홀수의 노드주소를 가진 일반노드장치가 첫 번째 타임슬롯을 이용하여 먼저 자신의 센싱 데이터를 싱크노드장치로 전달할 수 있다. 그리고 짝수의 노드주소를 가진 일반노드장치는 두 번째 타임슬롯을 이용하게 되므로 싱크노드장치가 첫 번째 타임슬롯을 통해 송신된 센싱 메시지만을 유효한 메시지로 처리하므로 정상수신에 따른 ACK 메시지를 제공받지 못하여 송신실패하게 된다. 그리고 제3우선순위에 대해서는 네 개의 타임슬롯이 할당될 수 있으며, 이는 네 개의 노드주소에 각각 대응될 수 있다. 즉 노드주소 중 가장 작은 수의 일반노드장치가 제3우선순위의 첫 번째 타임슬롯을 이용하여 센싱 메시지를 싱크노드장치로 전달할 수 있고, 그 다음의 노드주소를 가진 일반노드장치가 제3우선순위의 두 번째 타임슬롯을 이용하여 센싱 메시지를 싱크노드장치로 전달할 수 있다.

이와달리 상기한 우선순위에 할당된 하나 이상의 타임슬롯의 할당은 랜덤하게 정해질 수도 있다.

상기 게이트웨이(100)는 상기 싱크노드장치(NS)로부터 센싱 메시지를 제공받아 서버(102)로 전달한다.

상기 서버(102)는 상기 게이트웨이(100)로부터 전달되는 센싱 메시지를 데이터베이스(104)에 저장한다. 상기 서버(102)는 상기 데이터베이스(104)에 저장된 센싱 메시지를 웹 등을 통해 접속한 관리자 단말기 또는 사용자 단말기를 통해 안내한다. 또한 상기 서버(102)는 상기 관리자 단말기 또는 상기 사용자 단말기를 통한 제어 요청에 따른 제어 메시지를 생성하고, 그 제어 메시지를 게이트웨이(100)를 통해 싱크노드장치(NS)로 전달할 수 있다. 이 경우 상기 싱크노드장치(NS)는 송신구간에서 상기 제어메시지를 해당 일반노드장치로 송신할 수 있다.

<독립 센서 네트워크 시스템>

상기 독립 센서 네트워크 시스템(N5)은 다수의 일반노드장치(N51~N53)로 구성되며, 상기 다수의 일반노드장치(N51~N53) 각각은 미리 정해둔 센싱구간이 도래하면 내부의 센서모듈들을 통해 주변 환경 등에 대한 센싱을 이행하고, 그 센싱값이 미리 정해둔 한계값을 초과하면 긴급 비상 경보 메시지를 주변 일반노드장치들로 브로드캐스팅함과 아울러 비상 경보를 출력한다. 여기서, 상기 긴급 비상 경보 메시지의 송신은 다수의 일반노드장치(N51~N53)에 대한 시간 동기화가 이루어지지 않을 것을 감안하여 하나의 통신 사이클 이상으로 정해진 시간동안 반복하여 이루어진다.

또한 상기 다수의 일반노드장치(N51~N53) 각각은 미리 정해둔 센싱구간이 아닌 경우에는 슬립상태를 유지하다가, 리브상태 카운트 값이 한계값을 초과하여 초기상태로 진입하는 경우에 수신모드로 전환하여 비컨 메시지를 스캔하며, 이때 외부로부터 긴급 비상 경보 메시지가 수신되면, 비상 경보를 출력한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르는 싱크노드장치 또는 일반노드장치의 구성 및 동작을 좀 더 상세히 설명한다.

<싱크노드장치 또는 일반노드장치의 구성>

상기 본 발명에 따르는 싱크노드장치 또는 일반노드장치는 내장된 센서모듈들을 통해 주변 환경 등을 센싱하는 다양한 센싱 장치에 적용될 수 있다. 다만 설명의 편이를 위해 본 발명의 실시예에서는 멀티 탭 장치로서 화재나 누전 또는 단선, 전력 소모량 검출을 이행하는 장치에 적용한 것만을 예시하였다.

본 발명에 따르는 무선 센서 네트워크 시스템에 구비되는 싱크노드장치 또는 일반노드장치의 기본적인 구성은 동일하므로, 이하 어느 한 노드 장치에 대한 구성과 동작에 대해서 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 노드장치는 제어부(200)와 메모리부(202)와 통신모듈(204)과 사용자 조작부(206)와 온도 및 연기 센서(208) 및 일산화탄소 센서(210)와 음성 경보부(212)와 LED 표시부(214)와 전원부(216)와 외부전원 공급부(218)와 과전류 차단부(220)와 릴레이부(222)와 전력검출부(224)와 전원 출력 콘센트(226)로 구성된다.

상기 제어부(200)는 상기 노드장치가 싱크노드장치인 경우에는 싱크노드장치로서의 기능을 수행하기 위한 처리 프로세스를 수행하고, 상기 노드장치가 일반노드장치인 경우에는 일반노드장치로서의 기능을 수행하기 위한 처리 프로세스를 수행한다.

상기 메모리부(202)는 상기 제어부(200)의 처리 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장한다. 특히 상기 메모리부(202)는 노드장치의 노드 주소정보, 온도 및 연기센서(208) 및 일산화탄소 센서(210) 및 전력검출부(224) 등의 센싱 주기정보, 싱크노드장치 또는 일반노드장치 설정정보 등을 저장한다. 또한 상기 메모리부(202)에는 센싱 데이터 및 그에 대한 우선순위정보를 저장하기 위한 저장영역이 구비된다.

상기 통신모듈(204)은 상기 제어부(200)와 다른 노드장치 또는 게이트웨이(100)와의 통신을 담당한다.

상기 사용자 조작부(206)는 사용자로부터의 각종 명령 또는 데이터를 입력받아 상기 제어부(200)에 제공한다.

상기 온도 및 연기 센서(208)는 상기 제어부(200)의 제어에 따라 주변 온도 및 미리 정해둔 가스의 존재 여부를 센싱하고, 그에 따른 센싱결과를 상기 제어부(200)에 제공한다. 여기서, 상기 온도 및 연기 센서(208)의 센싱정보는 화재감지정보로 활용된다.

상기 일산화탄소(CO) 센서(210)는 상기 제어부(200)의 제어에 따라 일산화탄소(CO)를 센싱하고, 그에 따른 센싱값을 상기 제어부(200)에 제공한다.

상기 음성 경보부(212)는 상기 제어부(200)의 제어에 따른 음성 경보신호를 제공받아 출력하여 음성 경보를 수행한다.

상기 LED 표시부(214)는 상기 제어부(200)의 제어에 따른 LED 표시정보에 따라 LED를 구동하여 소정 정보를 표시한다. 상기 LED 표시부(214)를 통해 표시되는 정보로는 노드 장치가 일반노드장치로 동작하는지, 싱크노드장치로 동작하는지를 나타내거나, 경보상태임을 나타내거나, 센싱 동작중이거나 메시지의 송신중 또는 메시지의 수신중 등과 같은 동작상태를 안내할 수 있다.

상기 전원부(216)는 상기 외부전원 공급부(218)를 통해 입력되는 상용전원을 내부의 구동전원으로 변환하여 상기 노드장치의 각부로 제공한다.

또한 외부전원 공급부(218)는 외부의 상용전원을 공급받아 상기 전원부(216) 및 전원출력콘센트들(226)로 제공한다.

상기 외부전원 공급부(218)와 상기 전원 출력 콘센트들(206)의 사이에는 과전류에 따라 전원공급경로를 차단하는 과전류 차단부(220)와, 제어부(200)의 제어에 따라 상기 전원공급경로를 차단하는 릴레이부(222)와, 상기 전원공급경로를 통해 공급되는 전력을 검출하여 상기 제어부(200)에 제공하는 전력검출부(224)가 구비된다.

상기 전원출력콘센트들(206)은 전원 출력 콘센트들로 출력되는 전압을 검출하여 상기 제어부(200)에 제공하는 기능을 더 구비하며, 이는 대기전압 또는 사용전압을 체크할 때에 사용될 수 있다.

상기한 노드 장치의 제어부(200)는 사용자 조작부(206) 또는 통신 모듈(204)을 통한 외부명령에 따라 싱크노드장치 또는 일반노드장치로의 역할을 설정하고, 그에 따라 각부의 동작을 제어한다.

<싱크노드장치로의 동작>

상기 노드장치가 싱크노드장치로 동작하는 경우를 설명한다.

상기 싱크노드장치는 도 4에 도시한 바와 같이 송신구간과 수신구간들과 센싱구간에 따라 상이하게 동작한다. 상기 송신구간에서 상기 싱크노드장치는 비컨 메시지를 주변에 위치하는 일반노드장치들로 브로드캐스팅한다. 그리고 상기 수신구간들은 주변의 일반노드장치들 각각과 자신에 대응되게 하나씩 할당된 것으로, 일반노드장치들에 대응되게 할당된 수신구간들에서 상기 싱크노드장치는 일반노드장치로부터 센싱 메시지를 수신받으면 ACK 메시지를 반환하고, 그 센싱 메시지를 게이트웨이(100)를 통해 서버(102)로 제공한다. 또한 상기 싱크노드장치는 상기 수신구간들 중 자신에게 할당된 수신구간에서, 자신의 내부 메모리부에 저장된 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 이용하여 센싱 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이(100)를 통해 서버(102)로 제공한다. 또한 상기 센싱 구간에서 상기 싱크노드장치는 자신이 내장하는 센서모듈들을 통해 주변 상황 등을 센싱하고 그에 따른 센싱 값을 포함하는 센싱 데이터를 내부 메모리에 저장한다.

이러한 싱크노드장치의 동작을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.

상기 싱크노드장치는 미리 정해둔 송신구간이 도래하는지를 체크한다(300단계).

상기 송신구간이 도래하였으면, 상기 싱크노드장치는 비컨 메시지를 주변의 일반노드장치들로 브로드캐스팅하여 송신한다(302단계). 여기서 상기 비컨 메시지에는 싱크노드장치가 생성한 긴급 비상 경보 메시지가 포함되거나 상기 싱크노드장치가 다른 일반노드장치로부터 수신한 긴급 비상 경보 메시지가 포함될 수 있으며, 상기 게이트웨이(100)를 통해 서버(102)가 제공한 제어 메시지가 포함될 수 있다. 또한 상기 긴급 비상 경보 메시지의 송신시에 상기 싱크노드장치는 비상경보를 출력한다.

이후 상기 싱크노드장치는 미리 정해둔 수신구간들 중 어느 하나가 도래하는지를 체크한다(304단계).

상기 수신구간들 중 어느 하나가 도래하면, 상기 싱크노드장치는 어느 한 일반노드장치가 송신하는 센싱 메시지를 수신하고, 정상 수신한 센싱 메시지를 송신한 일반노드장치로 ACK 메시지를 반환하고 그 수신한 센싱 메시지를 게이트웨이(100)로 전송한다. 특히 상기 싱크노드장치는 상기 일반노드장치가 송신한 센싱 메시지를 처리하여 상기 센싱 메시지가 긴급 비상 경보 메시지이면, 비상 경보를 출력한다.

이와달리 상기 수신구간이 자신에게 할당된 것이라면, 상기 싱크노드장치는 자신의 내부 메모리에 저장된 센싱 데이터를 포함하는 센싱 메시지를 생성하여 게이트웨이(100)로 전송한다(306단계).

또한 상기 싱크노드장치는 미리 정해둔 센싱구간이 도래하는지를 체크한다(308단계).

상기 센싱구간이 도래하였으면, 상기 싱크노드장치의 제어부는 센싱 주기가 도래한 센서모듈이 있는지를 체크한다(310단계). 상기 센싱 주기는 센서모듈의 종류에 따라 각기 상이하므로, 센싱 구간이 도래하였을 때마다 다수의 센서모듈의 센싱 주기를 확인하고, 센싱 주기가 도래한 센서모듈에 대해 센싱을 이행한다. 특히 상기 센싱 주기는 센싱 구간의 주기의 배수로 정해질 수 있다.

상기 센싱 주기가 도래한 센서모듈이 있으면, 상기 싱크노드장치는 상기 센서 주기가 도래한 센서모듈을 통해 센싱을 이행하고, 그에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 내부 메모리에 저장한다(312단계). 특히 상기 센싱값의 종류 또는 크기에 따라 긴급 비상 경보 메시지 설정정보 등이 부가저장된다.

<일반노드장치로의 동작>

이제, 상기 노드장치가 일반노드장치로 동작하는 경우를 설명한다.

상기 일반노드장치는 초기상태와 동기상태와 리브상태로 천이하면서 동작한다. 이를 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 일반노드장치는 초기상태(400)에서 비컨 메시지의 수신을 스캔한다. 상기 스캔 중에 상기 비컨 메시지가 수신되면 상기 일반노드장치는 서버 기반 센서 네트워크 시스템이 구축된 것으로 판단하여 동기상태(402)로 천이하고, 상기 비컨 메시지가 수신되지 않으면 독립 센서 네트워크 시스템이 구축된 것으로 판단하여 리브상태(404)로 천이한다. 또한 상기 동기상태(402)에서 미리 정해둔 횟수이상 비컨 메시지가 수신되지 않으면 상기 일반노드장치는 리브상태(404)로 천이한다. 또한 리브상태(404)에서 미리 정해둔 리브상태 한계시간이 경과하면 상기 초기상태(400)로 천이하여 시간 동기화를 시도한다.

상기 동기상태(402)에서 상기 일반노드장치는 도 7에 도시한 바와 같이 미리 정해둔 수신구간마다 비컨 메시지를 수신하여 시간 동기화를 이행하고, 미리 정해둔 송신구간마다 센싱 메시지를 송신하고, 미리 정해둔 센싱구간마다 센싱을 이행하고, 그외의 구간인 제1 및 제2슬립구간동안 슬립상태를 유지한다. 상기 제1슬립구간은 수신구간과 송신구간 사이의 구간이고, 상기 제2슬립구간은 송신구간과 센싱구간 사이의 구간이다.

또한 상기 동기상태(402)에서 상기 일반노드장치는 다수의 일반노드장치가 하나의 일반노드장치 그룹으로 구성되어 하나의 송신구간을 할당받을 경우에, 해당 그룹을 구성하는 다수의 일반노드장치는 우선권 경합을 통해 센싱 메시지를 싱크노드장치로 전송한다.

예를 들어, 일반노드장치가 자신의 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터에 부여된 우선순위 및 노드 주소정보에 대응되는 타임슬롯이 도 7에 도시한 바와 같이 7번째 타임슬롯이라면, 그 7번째 타임슬롯이 도래할 때까지 수신모드로 전환하여 주변 일반노드장치로부터의 선점 메시지, 즉 해당 일반노드장치의 센싱메시지를 수신하다가, 자신의 타임슬롯이 도래하면 상기 선점 메시지 수신여부를 체크하고, 자신의 타임슬롯전에 선점 메시지가 수신되지 않았다면 자신의 센싱 메시지를 싱크노드장치로 송신한다. 여기서 상기 센싱 메시지는 나머지 일반노드장치에 대해서는 선점 메시지로서의 역할을 한다.

상기한 바와 같이 일반노드장치의 동작을 도 8 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

<초기상태>

먼저 상기한 일반노드장치의 동작상태 중 초기상태에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.

상기 일반노드장치는 시간 동기화 요청이 발생하면(500단계), 미리 정해둔 비컨 메시지 스캔 시간동안 비컨 메시지가 수신되는지를 체크한다(502단계).

상기 비컨 메시지가 수신되면, 상기 일반노드장치는 비컨 메시지에 따라 시간 동기화를 이행함과 더불어 동기상태로 진입한다. 상기 시간 동기화를 통해 수신구간, 송신구간, 센싱구간, 제1 및 제2슬립구간이 확정된다(504단계). 또한 상기 일반노드장치는 상기 비컨 메시지에 긴급 비상 경보 메시지가 포함되어 있으면, 이를 처리하여 비상 경보를 출력한다.

상기한 바와 달리 상기 비컨 메시지 스캔 시간동안 다른 일반노드장치로부터의 긴급 비상 경보 메시지가 수신되면, 상기 일반노드장치는 이를 처리하여 비상 경보를 출력한다.

이와 달리 상기 비컨 메시지 스캔 시간이 경과하여도 비컨 메시지가 수신되지 않으면(504단계), 상기 일반노드장치는 리브상태로 천이한다(508단계).

<동기상태>

그리고 상기한 일반노드장치의 동작상태 중 동기상태에 대해 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 일반노드장치는 미리 정해둔 수신 구간이 도래하는지를 체크한다(600단계).

상기 미리 정해둔 수신 구간이 도래하면, 상기 일반노드장치는 비컨 메시지가 수신되는지를 체크한다(602단계).

상기 비컨 메시지가 수신되지 않으면 상기 일반노드장치는 리브상태로 천이한다(604단계).

상기 비컨 메시지가 수신되면, 상기 일반노드장치는 시간 동기화 및 제1슬립기간동안 슬립을 이행한다(606단계). 상기 제1슬립기간은 수신구간과 송신구간 사이의 슬립구간이다. 여기서, 상기 일반노드장치는 수신한 비컨 메시지에 비상 경보 메시지가 포함되어 있으면, 이를 처리하여 비상 경보를 출력한다.

이후 상기 일반노드장치는 상기 제1슬립구간이 종료되어 송신구간이 도래하는지를 체크한다(608단계).

상기 미리 정해둔 송신구간이 도래하면, 상기 일반노드장치는 수신모드로 전환하여 주변 일반노드장치로부터의 선점 메시지를 수신한다(609단계). 여기서 상기 선점 메시지는 주변 일반노드장치가 송신한 센싱 메시지이다.

상기한 바와 같이 선점 메시지에 대한 수신상태를 유지하면서 상기 일반노드장치는 자신의 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터에 부여된 우선순위 및 노드 주소정보에 대응되게 선택된 타임슬롯이 도래되었는지를 체크한다(610단계). 상기 일반노드장치는 자신의 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터에 부여된 우선순위 및 노드 주소정보에 대응되게 선택된 타임슬롯이 도래하였으면, 다른 일반노드장치로부터의 선점 메시지가 수신되었는지를 체크한다(611단계). 상기 다른 일반노드장치로부터의 선점 메시지가 수신되었다면 이미 다른 일반노드장치가 우선권을 획득하여 센싱 메시지(선점 메시지)를 송신한 것으로 판단하여 (616단계)로 진입한다.

이와달리 상기 선점 메시지가 수신되지 않았다면, 상기 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터와 자신의 노드식별정보, 센싱시각정보 등을 포함하는 센싱 메시지를 생성하고, 그 센싱 메시지를 상기 싱크노드장치로 송신한다(612단계), 여기서 자신의 센싱 메시지는 다른 일반노드장치에 대해서는 선점 메시지로서의 역할을 한다.

상기한 바와 같이 센싱 메시지를 송신한 후에 상기 일반노드장치는 싱크노드장치가 자신이 송신한 센싱 메시지에 대한 ACK 메시지를 반환하기를 대기한다(614단계). 상기 싱크노드장치가 자신이 송신한 센싱 메시지에 대한 ACK 메시지를 반환하면, 상기 일반노드장치는 미리 정해둔 제2슬립구간동안 슬립한다(622단계). 여기서 제2슬립구간은 송신구간과 센싱구간 사이에 슬립구간이다.

상기한 바와 달리 상기 싱크노드장치가 ACK 메시지를 반환하지 않았거나, 자신의 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터에 부여된 우선순위 및 노드 주소정보에 대응되게 선택한 타임슬롯 이전에 선점 메시지가 수신되었다면, 실패횟수 카운트를 증가한다(616단계).

상기 실패횟수 카운트가 미리 정해둔 한계치를 초과하면(618단계), 상기 일반노드장치는 센싱 데이터의 우선순위를 상향 조절하고(622단계) 제2슬립구간동안 슬립한다(622단계).

상기 일반노드장치는 상기 제2슬립구간이 경과되어 센싱구간이 도래하는지를 체크한다(624단계). 상기 센싱구간이 도래하면, 상기 일반노드장치는 자신이 구비하는 센서모듈들 중 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있는지를 체크한다(626단계).

상기 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있으면, 상기 일반노드장치는 상기 센서주기가 도래한 센서모듈을 통해 센싱을 이행하고, 그 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 내부 메모리에 저장한다(628단계).

이후 상기 일반노드장치는 상기 센싱값의 종류 또는 크기에 따라 상기 센싱 데이터에 우선순위를 부여하여 저장한다(630단계).

<리브상태>

상기한 일반노드장치의 동작상태 중 리브상태에 대해 도 10을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.

상기 일반노드장치는 리브상태로 진입한 후부터 리브상태 카운트를 이행한다(700단계).

상기 일반노드장치는 상기 리브상태 카운트 값이 미리 정해둔 한계값을 초과하였는지를 체크한다(702단계).

상기 리브상태 카운트 값이 미리 정해둔 한계값을 초과하면, 초기상태로 진입하여 시간 동기화를 시도하기 위해 비컨 메시지를 스캔한다(704단계). 이러한 비컨 메시지 스캔을 위해 수신모드를 유지하는 동안에 다른 일반노드장치가 브로드캐스팅한 긴급 비상 경보 메시지가 수신된다면, 상기 일반노드장치는 상기 긴급 비상 경보 메시지를 처리하여 비상 경보를 출력한다.

상기한 바와 다르게 리브상태 카운트 값이 미리 정해둔 한계값을 초과하지 않으면 미리 정해둔 센싱구간이 도래하였는지를 체크한다(706단계).

상기 미리 정해둔 센싱구간이 도래하였으면, 상기 일반노드장치는 자신이 구비한 센서모듈들 중 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있는지를 체크한다(708단계).

상기 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있으면, 상기 일반노드장치는 센싱주기가 도래한 센서모듈을 통해 주변 환경 등을 센싱한다(710단계). 상기 센싱에 따른 센싱 데이터가 미리 정해둔 종류, 예를들어 화재이거나, 상기 센싱에 따른 센싱값이 미리 정해둔 비상경보 한계값을 초과하는지를 체크한다(712단계).

상기 센싱 데이터가 미리 정해둔 종류이거나 상기 센싱에 따른 센싱값이 미리 정해둔 비상 경보 한계값을 초과하면, 상기 일반노드장치는 비상경보를 출력함과 아울러 긴급 비상 경보 메시지를 생성하여 브로드캐스팅한다(714단계). 여기서 상기 긴급 비상 경보 메시지 송신시간은 하나의 통신 사이클보다 길게 설정된 시간이다.

또한 상기 일반노드장치는 미리 정해둔 슬립구간이 도래하는지를 체크한다(716단계). 상기 일반노드장치는 미리 정해둔 슬립구간이 도래하였으면, 그 슬립구간동안 슬립한다(718단계).

NS : 싱크노드장치
N1~N5 : 일반노드장치
100 : 게이트웨이
102 : 서버
104 : 데이터베이스

Claims

무선 센서 네트워크 시스템에 있어서,
미리 정해둔 송신구간에서 비컨 메시지를 송신하고,
미리 정해둔 수신구간들 각각에서 외부로부터 센싱 메시지를 수신받아 외부로 전송하거나, 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 외부로 송신하고,
미리 정해둔 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 내부 메모리부에 저장하는 싱크노드장치;
상기 싱크노드장치의 송신구간에 대응되게 정해진 수신구간에서 상기 비컨 메시지를 수신받아 시간 동기화를 이행하고,
상기 싱크노드장치의 수신구간들 중 어느 하나에 대응되게 정해진 송신구간에서 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 상기 싱크노드장치로 송신하고,
미리 정해둔 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 내부 메모리부에 저장하는 일반노드장치들;을 구비하며,
상기 일반노드장치들은 수신구간과 송신구간과 센싱구간이 아닌 구간에서는 슬립하며,
상기 비컨 메시지가 수신되지 않으면 리브 상태로 천이하며,
그 리브상태에서 상기 일반노드장치들은,
미리 정해진 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값이 미리 정해둔 비상경보 한계범위를 초과하면 긴급 비상 경보 메시지를 외부로 브로드캐스팅함과 아울러 비상경보를 출력하고,
상기 센싱구간이 아니면 슬립함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 싱크노드장치 또는 일반노드장치들은,
상기 센싱값의 종류가 미리 정해둔 종류이거나 상기 센싱값이 미리 정해둔 비상경보 한계범위를 초과하면 긴급 비상 경보 메시지를 상기 미리 정해진 송신구간에서 외부로 송신하고,
상기 미리 정해진 수신구간에서 외부로부터 긴급 비상 경보 메시지가 수신되면 비상경보를 출력함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 일반노드장치들 중 일부는,
상기 싱크노드장치의 수신구간들 중 어느 하나에 대응되는 송신구간을 공통으로 할당받아 일반노드장치 그룹을 형성하며,
상기 일반노드장치 그룹을 형성하는 일반노드장치들 각각은,
상기 송신구간을 다수로 분할한 타임슬롯들 중 어느 하나를 센싱 데이터의 종류 또는 센싱 데이터의 값의 크기에 따라 부여된 우선 순위와 노드 주소정보에 따라 선택하고, 그 선택된 타임슬롯이 도래할 때까지 수신모드로 전환하여 상기 일반노드장치 그룹을 형성하는 일반노드장치들 중 다른 일반노드장치가 송신하는 센싱 메시지를 수신받고,
상기 선택된 타임슬롯이 도래할 때까지 다른 일반노드장치가 송신하는 센싱 메시지를 수신받지 못하면,
상기 선택된 타임슬롯을 통해 센싱 데이터에 따른 센싱 메시지를 상기 싱크노드장치로 송신함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 선택된 타임슬롯이 도래하기 전에 다른 일반노드장치가 송신한 센싱 메지가 수신되거나,
자신이 송신한 센싱 메시지에 대해 싱크노드장치로부터 ACK 메시지를 반환받지 못한 일반노드장치는,
자신의 센싱 데이터에 대한 우선순위를 상향조절함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 싱크노드장치 또는 상기 일반노드장치는,
상기 센싱구간이 도래하면,
내부의 센서모듈들 중 미리 설정된 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있는지를 체크하고, 그 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있으면, 그 센서모듈을 구동하여 센싱하며,
상기 센싱주기는 상기 센싱구간의 주기의 배수로 결정됨을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템.
무선 센서 네트워크 시스템의 센싱 메시지 처리방법에 있어서,
싱크노드장치가, 미리 정해둔 송신구간에서 비컨 메시지를 송신하는 단계;
일반노드장치들이, 상기 비컨 메시지를 수신하여 시간 동기화를 이행하는 단계;
상기 싱크노드장치가 미리 정해둔 수신구간들 각각에서, 상기 수신구간들 중 어느 하나에 대응되게 송신구간이 설정된 일반노드장치들로부터 센싱 메시지를 수신받아 외부로 송신하고, 상기 수신구간들 중 어느 한 수신구간에서 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 외부로 송신하는 단계;
상기 일반노드장치들은 상기 수신구간들 중 어느 하나에 대응되게 설정된 송신구간에서 내부 메모리부에 저장된 센싱 데이터를 리드하여 센싱메시지를 생성하여 상기 싱크노드장치로 송신하는 단계;
상기 싱크노드장치 및 상기 일반노드장치들 각각이, 미리 정해둔 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 내부 메모리부에 저장하는 단계;
상기 일반노드장치들은 수신구간과 송신구간과 센싱구간이 아닌 구간에서는 슬립하는 단계;
상기 일반노드장치들이, 상기 비컨 메시지가 수신되지 않으면 리브 상태로 천이하여,
미리 정해진 센싱구간에서 내부의 센서모듈을 통해 센싱하고, 그 센싱에 따른 센싱값이 미리 정해둔 종류이거나 미리 정해둔 비상경보 한계범위를 초과하면 긴급 비상 경보 메시지를 외부로 브로드캐스팅함과 아울러 비상경보를 출력하고,
상기 센싱구간이 아니면 슬립하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템의 센싱 메시지 처리방법.
제6항에 있어서,
상기 싱크노드장치 또는 일반노드장치들은,
상기 센싱값의 종류가 미리 정해둔 종류이거나 상기 센싱값이 미리 정해둔 비상경보 한계범위를 초과하면 긴급 비상 경보 메시지를 생성하여 상기 미리 정해진 송신구간에서 외부로 송신하고,
상기 미리 정해진 수신구간에서 외부로부터 긴급 비상 경보 메시지가 수신되면 비상경보를 출력하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템의 센싱 메시지 처리방법.
제6항에 있어서,
상기 일반노드장치들 중 일부는,
상기 싱크노드장치의 수신구간들 중 어느 하나에 대응되는 송신구간을 공통으로 할당받아 일반노드장치 그룹으로 형성되며,
상기 일반노드장치 그룹을 형성하는 일반노드장치들 각각이,
상기 송신구간을 다수로 분할한 타임슬롯들 중 어느 하나를 센싱 데이터의 종류 또는 센싱 데이터의 값의 크기에 따라 부여된 우선 순위와 노드 주소정보에 따라 선택하고, 그 선택된 타임슬롯이 도래할 때까지 수신모드로 전환하여 상기 일반노드장치 그룹을 형성하는 일반노드장치들 중 다른 일반노드장치가 송신하는 센셍 메시지를 수신받고,
상기 선택된 타임슬롯이 도래할 때까지 다른 일반노드장치가 송신하는 센싱 메시지를 수신받지 못하면,
상기 선택된 타임슬롯을 통해 센싱 데이터에 따른 센싱 메시지를 상기 싱크노드장치로 송신하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템의 센싱 메시지 처리방법.
제8항에 있어서,
상기 선택된 타임슬롯이 도래하기 전에 다른 일반노드장치가 송신한 센싱 메지가 수신되거나,
자신이 송신한 센싱 메시지에 대해 싱크노드장치로부터 ACK 메시지를 반환받지 못한 일반노드장치가,
자신의 센싱 데이터에 대한 우선순위를 상향조절하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템의 센싱 메시지의 처리방법.
제6항에 있어서,
상기 싱크노드장치 또는 상기 일반노드장치가,
상기 센싱구간이 도래하면,
내부의 센신모듈들 중 미리 설정된 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있는지를 체크하고, 그 센싱주기가 도래한 센서모듈이 있으면, 그 센서모듈을 구동하여 센싱하며,
상기 센싱주기는 상기 센싱구간의 주기의 배수로 결정됨을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템의 센싱 메시지의 처리방법.
외부의 싱크 노드 장치 및 다른 일반 노드 장치와 통신할수 있는 일반 노드 장치에 있어서,
외부의 싱크 노드 장치 또는 다른 일반 노드 장치와 통신하는 통신 모듈;
센서 모듈들; 및
일반 노드 장치가 초기 상태로 시작하여 동기 상태 및 리브 상태 중 하나의 상태로 천이하도록 제어하여, 일반 노드 장치가 초기 상태, 동기 상태 및 리브 상태 중 하나의 상태로 천이하면서 동작되도록 하는 제어부;를 구비하고,
초기 상태인 경우, 상기 제어부는 상기 통신 모듈을 이용하여 외부로부터 수신되는 메시지를 스캔하고, 싱크 노드 장치로부터 비컨 메시지가 수신되면 동기 상태로 천이하고, 일정 시간동안 싱크 노드 장치로부터 비컨 메시지가 수신되지 않으면 리브 상태로 천이하는 것을 특징으로 하며,
동기 상태인 경우, 상기 제어부는 상기 통신 모듈을 이용하여 싱크 노드 장치로부터 비컨 메시지를 수신되면, 싱크 노드 장치로부터 수신된 비컨 메시지에 따라 싱크 노드 장치와 동기화시키고, 상기 센서 모듈을 이용하여 센싱하고, 센싱된 정보를 포함하는 센싱 메시지를 생성하고, 상기 통신 모듈을 이용하여 싱크 노드 장치로 센싱 메시지를 송신하며, 일정 시간동안 싱크 노드 장치로부터 비컨 메시지가 수신되지 않으면 리브 상태로 천이하는 것을 특징으로 하며,
리브 상태인 경우, 상기 제어부는 상기 센서 모듈을 이용하여 센싱하고, 센싱된 정보를 포함하는 센싱 메시지를 브로드캐스팅하며, 리브 상태가 사전 설정된 시간동안 지속되면 초기 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 일반 노드 장치.
제11항에 있어서, 동기 상태인 경우, 상기 제어부는 메시지 송수신을 위한 하나의 프레임 구간에 수신 구간, 송신 구간, 센싱 구간 및 슬립구간을 포함하며,
상기 수신 구간은 싱크 노드 장치로부터 비컨 메시지를 수신하는 구간이며, 상기 송신 구간은 싱크 노드 장치로 센싱 메시지를 송신하는 구간이며, 상기 센싱 구간은 센서 모듈을 이용하여 센싱하는 구간이며, 상기 슬립 구간은 수신 구간, 송신 구간, 센싱 구간을 제외한 나머지 구간인 것을 특징으로 하며,
상기 제어부는 싱크 노드 장치로부터 수신된 비컨 메시지에 따라 일반 노드 장치와 싱크 노드 장치를 시간동기화시켜, 상기 수신 구간은 싱크 노드 장치의 송신 구간에 대응되도록 설정하며, 상기 송신구간은 싱크 노드 장치의 수신 구간에 대응되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 일반 노드 장치.
제11항에 있어서, 상기 일반 노드 장치는 비상경보를 출력하는 출력부;를 더 구비하고,
상기 제어부는, 동기 상태 또는 리브 상태인 경우, 센싱 메시지의 센싱값이 해당 센서 모듈에 대해 사전 설정된 한계범위를 초과하면 상기 출력부를 통해 비상경보를 출력함과 동시에 비상 경보 메시지를 생성하여 브로드캐스팅하며,
상기 통신 모듈을 통해 비상 경보 메시지가 수신되면 상기 출력부를 통해 비상경보를 출력함을 특징으로 하는 일반 노드 장치.
제12항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 송신 구간을 다수개의 타임 슬롯으로 분할하고, 상기 분할된 타임 슬롯들 중 하나를 선택하고,
상기 선택된 타임 슬롯이 도래할 때까지 상기 송신 구간을 수신모드로 전환하고,
상기 선택된 타임 슬롯이 도래할 때까지 다른 일반 노드 장치로부터 센싱 메시지가 수신되지 않으면, 상기 선택된 타임 슬롯을 통해 상기 센싱 메시지를 상기 싱크 노드 장치 및 다른 일반 노드 장치로 송신함을 특징으로 하는 일반 노드 장치.
제14항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 센싱 메시지에 포함된 센서의 종류 또는 센싱값의 크기에 따라 센싱 메시지에 대한 우선 순위를 부여하고,
상기 우선 순위에 따라 또는 상기 우선 순위와 일반 노드 장치의 노드주소에 따라 상기 송신 구간의 분할된 타임 슬롯들 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 일반 노드 장치.
제14항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 선택된 타임 슬롯이 도래하기 전에 다른 일반 노드 장치로부터 센싱 메시지를 수신하거나,
자신이 싱크 노드 장치로 송신한 센싱 메시지에 대해 싱크 노드 장치로부터 ACK 메시지를 반환받지 못하였으면,
자신의 센싱 메시지에 대한 우선 순위를 상향 조절함을 특징으로 하는 일반노드 장치.
제11항에 있어서, 상기 일반 노드 장치는 내부 메모리를 더 구비하고,
상기 내부 메모리에는 상기 센서 모듈들의 각각에 대한 센싱주기가 저장되며, 상기 센싱주기는 센싱 구간의 주기의 배수로 결정됨을 특징으로 하고,
상기 제어부는, 동기 상태 또는 리브 상태의 센싱 구간이 도래하면,
상기 센서 모듈들 중 센싱주기가 도래한 센서 모듈이 있는지를 체크하고, 센싱주기가 도래한 센서 모듈이 있으면, 그 센서 모듈을 구동하여 센싱하는 것을 특징으로 하는 일반 노드 장치.
제11항에 있어서, 상기 일반 노드 장치는 상용전원을 입력받아 출력하는 다수의 전원 출력 콘센트;를 더 구비하며,
상기 센서 모듈들은,
일산화탄소 센서, 온도 센서, 연기 센서, 상기 전원 출력 콘센트에 대한 과전류 센서, 상기 전원 출력 콘센트에 대한 전력 검출부, 상기 전원 출력 콘센트에 대한 전압 검출부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 일반 노드 장치.
제11항에 있어서, 상기 일반 노드 장치는 내부 메모리를 더 구비하고,
상기 제어부는 동기 상태 또는 리브 상태인 경우, 상기 센서 모듈들 중 하나 또는 둘 이상을 이용하여 센싱하고, 센싱한 정보를 포함하는 센싱 데이터를 상기 내부 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하며,
상기 센싱한 정보는 센싱한 센서의 종류 및 센싱값을 포함하는 것을 특징으로 하는 일반 노드 장치.