KR101449370B1 - Control Method for node and hub of sensor network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 센서 네트워크의 노드 및 허브 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a node and a hub control method of a sensor network.
최근 홈 유비쿼터스, 자동화 기술의 발달로 센서 네트워크의 중요성은 높아지고 있다. Recently, the importance of sensor networks is increasing due to the development of home ubiquitous and automation technology.
이와 같은 센서 네트워크는 허브와 다수의 노드로 이루어지고 다수의 노드에 타임 슬롯을 할당하여 주어진 시간 동안에 데이터를 송수신하도록 함으로써 허브를 공유하여 사용할 수 있도록 하고 있다. Such a sensor network includes a hub and a plurality of nodes, and allocates time slots to a plurality of nodes to transmit and receive data for a predetermined time period, thereby sharing and using hubs.
이때 전용 노드만 데이터를 전송할 수 있도록 할당된 타임 슬롯을 전용 타임 슬롯이라고 하며, 공유 그룹에 속한 노드들이 데이터를 전송할 수 있도록 할당된 타임 슬롯을 공유 타임 슬롯이라고 한다. In this case, a time slot allocated to transmit data only by a dedicated node is referred to as a dedicated time slot, and a time slot allocated to nodes in a shared group to transmit data is referred to as a shared time slot.
전용 노드는 전용 타임 슬롯을 상황에 따라 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있다. 공유 그룹에 속한 노드들은 전용 노드가 전용 타임 슬롯을 사용하는지 여부를 센싱을 통해 확인한다. Dedicated nodes may or may not use dedicated time slots in some situations. The nodes belonging to the sharing group check whether the dedicated node uses the dedicated time slot by sensing.
공유 그룹에 속한 노드들은 센싱 결과 전용 노드가 해당 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 경우 CSMA/CA와 같은 경쟁 방식에 의해 해당 전용 타임 슬롯을 사용하며, 전용 노드가 해당 전용 타임 슬롯을 사용할 경우에는 해당 전용 타임 슬롯을 사용하기 위한 요청 정보를 허브에 전송하지 않는다. The nodes belonging to the sharing group use the corresponding dedicated time slot according to a competitive scheme such as CSMA / CA when the dedicated node does not use the corresponding dedicated time slot. When the dedicated node uses the dedicated dedicated time slot, The request information for using the time slot is not transmitted to the hub.
결국 종래의 방식에 의할 경우, 공유 그룹에 속한 노드들은 항상 전용 노드가 전용 타임 슬롯을 사용하는지 여부를 센싱하여야 하는 바, 이러한 센싱 동작으로 인해 노드들의 전력을 효율적으로 관리할 수 없는 문제점이 있었다. As a result, according to the conventional scheme, the nodes belonging to the sharing group must always sense whether the dedicated node uses the dedicated time slot, and the power of the nodes can not be efficiently managed due to the sensing operation .
한국특허공개공보 10-2012-0005135 (발명의 명칭:ＩＥＥＥ 802.15.4 기반의 센서 네트워크에서 이동 센서 노드의 수면 시간을 제어하는 방법)Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0005135 (entitled " Method for controlling sleep time of a mobile sensor node in a sensor network based on IEEE 802.15.4)
본 발명은 이러한 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로 전용 타임 슬롯 사용을 위한 전력 소모를 줄일 수 있는 노드 및 허브 제어 방법 및 장치를 제안한다. The present invention proposes a method and apparatus for controlling a node and a hub, which can reduce power consumption for using dedicated time slots.
또한, 본 발명은 전용 타임 슬롯이 사용되는지 여부에 대한 센싱 과정을 수행하지 않고 효과적으로 전용 타임 슬롯을 사용할 수 있는 센서 네트워크의 노드 및 허브 제어 방법 및 장치를 제안한다. Also, the present invention proposes a node and hub control method and apparatus for a sensor network that can effectively use a dedicated time slot without performing a sensing process on whether a dedicated time slot is used.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 허브, 전용 노드 및 공유 노드를 포함하는 센서 네트워크에서 상기 허브로부터 슈퍼 프레임을 수신하는 단계, 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부를 판단하는 단계 및 상기 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 경우 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 상기 허브로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전용 노드의 제어 방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting a superframe, the method comprising: receiving a superframe from the hub in a sensor network including a hub, a dedicated node, and a shared node; And transmitting information on whether to use the dedicated timeslot to the hub when the dedicated time slot is not used. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a dedicated node.
또한, 상기 공유 노드들은 상기 허브로부터 상기 다음 슈퍼프레임의 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the sharing nodes may receive information on whether to use the dedicated time slot of the next superframe from the hub.
또한, 상기 허브로 전송하는 단계는 상기 허브로 전송할 데이터와 함께 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the step of transmitting to the hub may include transmitting information on whether to use the dedicated time slot together with data to be transmitted to the hub.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 전용 노드로부터 다음 슈퍼 프레임에서의 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 단계, 상기 전용 타임 슬롯을 사용하지 않는 경우, 상기 전용 타임 슬롯을 상기 공유 노드로 할당하는 단계 및 상기 전용 타임 슬롯이 상기 공유 노드로 할당된 정보를 상기 전용 노드 및 상기 공유 노드로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 허브의 제어 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wireless communication system, the method comprising: receiving information on whether to use a dedicated time slot in a next superframe from a dedicated node; Allocating a dedicated time slot to the shared node, and transmitting the information allocated to the shared node to the dedicated node and the shared node by the dedicated timeslot .
또한, 상기 전용 노드 및 상기 공유 노드로 전송하는 단계는 상기 다음 슈퍼 프레임의 비콘(beacon) 신호를 통해 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the step of transmitting to the dedicated node and the shared node may be transmitted through a beacon signal of the next superframe.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 허브에서 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 단계 및 상기 전송 타임 슬롯을 이용하여 상기 허브로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공유 노드의 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting data to a hub, the method comprising: receiving information on whether a dedicated time slot is used in the hub; and transmitting data to the hub using the transmission time slot And a control unit for controlling the shared node.
또한, 상기 수신하는 단계는 슈퍼 프레임의 비콘 신호를 통해 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the receiving step may receive information on whether to use the dedicated time slot through a beacon signal of a super frame.
또한, 상기 허브로 데이터를 전송하는 단계는 CSMA/CA 방식을 통해 데이터를 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the step of transmitting data to the hub may be characterized in that data is transmitted through the CSMA / CA method.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 센서 네트워크는 상기 센서 네트워크에 포함되는 허브로부터 슈퍼 프레임을 수신하는 수신부, 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부를 판단하는 판단부 및 상기 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 경우 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 상기 허브로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전용 노드를 제공한다. According to another aspect of the present invention, a sensor network includes a receiver for receiving a superframe from a hub included in the sensor network, a determination unit for determining whether to use a dedicated time slot in a next superframe, And a transmitter for transmitting information on whether to use the dedicated time slot to the hub when the dedicated time slot is not used.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 센서 네트워크에서 다음 슈퍼 프레임에서의 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 수신부, 상기 전용 타임 슬롯을 사용하지 않는 경우 상기 전용 타임 슬롯을 상기 공유 노드로 할당하는 할당부 및 상기 전용 타임 슬롯이 상기 공유 노드로 할당된 정보를 상기 전용 노드 및 상기 공유 노드로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 허브를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wireless communication system in a wireless communication system including a receiver for receiving information on whether a dedicated time slot is used in a next superframe in the sensor network, An allocation unit for allocating the dedicated time slot to the shared node, and a transmission unit for transmitting the information allocated to the shared node to the dedicated node and the shared node in the dedicated time slot.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 센서 네트워크에서 상기 허브에서 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 수신부 및 상기 전송 타임 슬롯을 이용하여 상기 허브로 데이터를 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공유 노드를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless sensor network including a receiver for receiving information on whether a dedicated time slot is used in the hub in a sensor network, And a transmitting unit for transmitting the shared node.
본 발명에 따르면, 공유 그룹에 속한 노드들이 전용 타임 슬롯 사용 여부에 대한 센싱을 수행하지 않고 전용 타임 슬롯을 사용할 수 있도록 하여 노드의 전력 소모를 절감할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the node by allowing the nodes belonging to the sharing group to use the dedicated time slot without sensing whether the dedicated time slot is used or not.
도 1은 종래의 센서 네트워크 시스템의 전용 타임 슬롯 및 공유 타임 슬롯에서 이루어지는 동작을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 전용 노드의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 허브의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 공유 노드의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서의 슈퍼프레임을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an operation performed in a dedicated time slot and a shared time slot of a conventional sensor network system.
2 is a flowchart illustrating a method of controlling a dedicated node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of controlling a hub in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling a shared node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a super frame in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a sensor network system according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.It should be understood, however, that it is not intended to be limited to the particular embodiments of the invention but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
센서 네트워크 시스템은 허브와 다수의 노드로 구성될 수 있고, 모든 노드가 허브로부터 슈퍼프레임을 전송 받고 허브의 비콘 신호에 따라 동작하는 시스템이다.The sensor network system can be composed of a hub and a plurality of nodes, and all nodes transmit superframes from the hub and operate according to the beacon signal of the hub.
센서 네트워크 시스템에서, 허브는 슈퍼 프레임을 전송하여 센서 네트워크에 속한 각 노드들의 동작 및 스케줄링을 제어하며, 센서 네트워크의 노드들은 수신된 슈퍼 프레임의 정보에 기초하여 동작한다. In a sensor network system, a hub transmits a superframe to control the operation and scheduling of each node belonging to the sensor network, and the nodes of the sensor network operate based on information of the received superframe.
센서 네트워크에 속한 노드들은 각자 자신에게 할당된 타임 슬롯에 상응하는 시간에 허브 또는 다른 노드로 데이터를 전송할 수 있게 된다. The nodes belonging to the sensor network can transmit data to the hub or another node at a time corresponding to the time slot allocated to each node.
전력 소모를 최소화하기 위해 센서 노드들은 자신이 데이터를 전송할 수 없는 시간에는 수면 상태에 있으며 데이터 전송이 가능한 시간에 수면 상태를 해제하고 활성화 상태가 되어 데이터를 전송한다. In order to minimize power consumption, sensor nodes are in a sleep state when they can not transmit data, releasing the sleep state at a time when data transmission is possible, and are activated and transmit data.
허브를 통해 할당되는 타임 슬롯은 전용 타임 슬롯 및 공유 타임 슬롯으로 구분된다. 전용 타임 슬롯은 특정 노드가 독점적으로 사용하도록 설정된 타임 슬롯이고, 공유 타임 슬롯은 다수의 노드가 해당 타임 슬롯을 공유하여 사용하도록 설정된 타임 슬롯이다. A time slot allocated through a hub is divided into a dedicated time slot and a shared time slot. The dedicated time slot is a timeslot that is exclusively used by a particular node, and the shared timeslot is a time slot in which a plurality of nodes share the corresponding time slot.
본 명세서에서는 전용 타임 슬롯을 사용하는 노드를 전용 노드라고 정의하고 공유 타임 슬롯을 사용하는 노드를 공유 노드로 정의한다. In this specification, a node using a dedicated time slot is defined as a dedicated node, and a node using a shared time slot is defined as a shared node.
전용 노드에는 독점적으로 사용 가능한 전용 타임 슬롯이 부여되나 전용 노드가 항상 전용 타임 슬롯을 사용하지는 않는다. 타임 슬롯의 효과적 사용을 위해 전용 노드가 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 때는 다른 노드들이 해당 전용 타임 슬롯을 사용하도록 하는 것이 바람직하다. Dedicated nodes are given exclusive time slots available exclusively, but dedicated nodes do not always use dedicated time slots. It is desirable that other nodes use the dedicated time slot when the dedicated node does not use the dedicated time slot for effective use of the time slot.
본 발명은 공유 노드들이 전용 노드가 자신의 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 경우 해당 전용 타임 슬롯을 전력 소모를 최소화하면서 사용하기 위한 방법에 관한 것이며, 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 방법 및 장치를 더욱 상세히 설명한다. The present invention relates to a method for using a dedicated time slot in a shared node when a dedicated node does not use its dedicated time slot while minimizing power consumption, and the method and apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. Will be described in more detail.
먼저 종래에 공유 노드들이 사용되지 않는 전용 타임 슬롯을 사용하기 위해 수행하는 절차를 먼저 살펴본 후 본 발명의 방법을 설명하기로 한다. First, a procedure for performing a dedicated time slot in which the shared nodes are not used in the prior art will be described first, and then the method of the present invention will be described.
도 1은 종래의 센서 네트워크 시스템에서 전용 타임 슬롯 및 공유 타임 슬롯에서 이루어지는 동작을 도시한 개념도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating operations performed in dedicated time slots and shared time slots in a conventional sensor network system.
도 1을 참조하여 종래 센서 네트워크 시스템에서 전용 타임 슬롯 및 공유 타임 슬롯에서 이루어지는 동작을 설명하면, 하나의 슈퍼프레임은 비콘 신호(110), 전용 타임 슬롯(115) 및 공용 타임 슬롯(120)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional superframe includes a
비콘 신호(110)는 허브가 노드들에게 슈퍼프레임의 시작을 알림과 동시에 슈퍼프레임의 각종 파라미터를 전송할 수 있는 신호이다. The
전용 타임 슬롯(115)은 특정한 노드에게 할당하는 타임 슬롯으로, 전용 타임 슬롯에서는 할당 받은 전용 노드가 전용 타임 슬롯(115)의 우선권을 갖는다. A
반면, 공유 타임 슬롯(120)은 공유 그룹에게 할당하는 타임 슬롯이며, 이 타임 슬롯을 할당 받은 공유 그룹에 속한 노드들은 허브에 공유 타임 슬롯(120)에 대한 사용을 요청하고 허브로부터 사용 요청에 대한 허가 정보를 수신하여 공유 타임 슬롯을 사용할 수 있다. Meanwhile, the shared
공유 노드들 간 공유 타임 슬롯을 사용함에 있어 충돌을 방지하기 위해 CSMA/CA가 이용될 수 있다. 물론, CSMA/CA가 외에도 다양한 충돌 방지 프로토콜이 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. CSMA / CA can be used to prevent collisions in using shared timeslots between shared nodes. Of course, it will be apparent to those skilled in the art that various anti-collision protocols besides CSMA / CA may be used.
종래의 방식에 의할 경우, 전용 노드가 전용 타임 슬롯(115)을 사용하려면 해당 전용 노드는 일정시간(tSlotTxOwner) 동안 데이터의 전송을 시작하여야 한다. In the conventional scheme, the dedicated node must start transmitting data for a certain time ( tSlotTxOwner ) in order to use the
일정시간(tSlotTxOwner)동안에 전용 노드가 데이터의 전송을 시작하지 않을 경우 공유 노드들에게 전용 타임 슬롯을 사용할 기회가 주어진다. If the dedicated node does not start to transmit data during a certain period of time ( tSlotTxOwner ), it is given a chance to use dedicated time slots for the shared nodes.
따라서, 공유 노드들은 일정시간(tSlotTxOwner)동안 전용 노드가 전용 타임 슬롯을 사용하는지 여부를 판단하기 위해 센싱 동작을 수행한다. 이를 위해 공유 노드들은 일정시간(tSlotTxOwner)동안 수면 상태에서 깨어나 센싱 동작을 수행하여야 한다. Therefore, the shared nodes perform a sensing operation to determine whether a dedicated node uses a dedicated time slot during a certain time ( tSlotTxOwner ). To do this, the shared nodes must wake up from the sleep state for a certain period of time ( tSlotTxOwner ) to perform the sensing operation.
이와 같은 동작 방식에 의할 경우 공유 그룹에 속한 노드들은 매 전용 타임 슬롯 마다 일정시간(tSlotTxOwner) 동안 채널을 센싱 해야 한다. According to this operation method, the nodes belonging to the sharing group must sense the channel for a predetermined time ( tSlotTxOwner ) every dedicated time slot.
센싱을 통해 전용 노드가 일정시간(tSlotTxOwner) 동안 전용 타임 슬롯을 사용하지 않는 것으로 판단될 경우, 공유 노드들은 허브에 해당 전용 타임 슬롯의 사용을 요청하며 CSMA/CA 방식에 의해 전용 타임 슬롯의 사용을 허가받은 공유 노드가 해당 전용 타임 슬롯을 사용한다. If it is determined through the sensing that the dedicated node does not use the dedicated time slot during a certain time ( tSlotTxOwner ), the shared nodes request the use of the corresponding dedicated time slot by the hub and use the dedicated time slot by the CSMA / CA method An authorized shared node uses its dedicated time slot.
본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 불필요한 센싱 동작을 수행하지 않고 전력 소모를 최소화하면서 전용 타임 슬롯을 사용할 수 있는 방법이 제안된다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따르면, 전용 노드는 다음 슈퍼프레임에서 자신의 전용 타임 슬롯을 사용하는지 여부에 대한 정보를 허브에 미리 제공한다. According to an embodiment of the present invention, a method is proposed in which dedicated time slots can be used while minimizing power consumption without performing such unnecessary sensing operations. To this end, according to an embodiment of the present invention, the dedicated node provides in advance to the hub information about whether to use its own dedicated time slot in the next superframe.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 전용 노드의 동작을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an operation of a dedicated node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전용 노드는 허브로부터 슈퍼 프레임을 수신한다. (S210). Referring to FIG. 2, the dedicated node receives the superframe from the hub. (S210).
이후 전용 노드는 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부를 판단한다(S215). Thereafter, the dedicated node determines whether to use the dedicated time slot in the next super frame (S215).
이때 전용 노드가 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용하는 경우에는 사용에 관한 정보를 인디케이션 비트에 기록한다(S220A)At this time, when the dedicated node uses the dedicated time slot in the next super frame, information on use is recorded in the indication bit (S220A)
전용 노드가 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용하지 않는 경우에 미 사용에 관한 정보를 인디케이션 비트에 기록한다(S220B).When the dedicated node does not use the dedicated time slot in the next superframe, the information on unused is recorded in the indication bit (S220B).
전용 노드는 다음 슈퍼프레임에서 전용 타임 슬롯 사용 여부에 대한 인디케이션 비트를 포함하는 데이터를 허브로 전송한다(S225).The dedicated node transmits data including an indication bit indicating whether the dedicated time slot is used in the next super frame to the hub (S225).
공유 노드들은 허브로부터 다음 슈퍼프레임에서 전용 노드의 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다.The shared nodes can receive information on whether to use the dedicated time slot of the dedicated node in the next superframe from the hub.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전용 노드는 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯 사용 여부에 대한 정보를 미리 전송하고 해당 정보가 공유 그룹의 노드들에 제공되도록 한다. In this manner, the dedicated node according to the embodiment of the present invention transmits information on whether or not to use the dedicated time slot in the next superframe in advance, so that the corresponding information is provided to the nodes of the shared group.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 허브의 동작을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of a hub in a sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하여 센서 네트워크에서 허브의 제어방법을 설명하면, 허브는 전용 노드로부터 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 대한 정보를 수신한다(S310).Referring to FIG. 3, a method of controlling a hub in a sensor network will be described. In step S310, the hub receives information on whether a dedicated time slot is used in a next superframe from a dedicated node.
다음으로 허브는 다음 슈퍼 프레임의 전용 타임 슬롯이 전용 노드에 의해 사용되는지 여부를 판단한다. Next, the hub determines whether the dedicated time slot of the next superframe is used by the dedicated node.
전용 노드가 전송하는 데이터에는 인디케이션 비트가 포함되어 있으며, 상기 인디케이션 비트를 통해 허브는 전용 노드가 다음 슈퍼프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할 지 여부를 판단할 수 있다(S315). The data transmitted by the dedicated node includes an indication bit, and the hub can determine whether the dedicated node uses the dedicated time slot in the next superframe (S315).
허브는 전용 타임 슬롯을 다음 슈퍼프레임에서 전용 노드가 사용 하는 경우 전용 노드에게 전용 타임 슬롯을 부여하는 할당 스케줄 정보를 생성하고(S320A), 다음 슈퍼프레임에서 전용 노드가 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 경우 해당 전용 타임 슬롯을 공유 그룹이 사용할 수 있도록 하는 할당 스케줄 정보를 생성한다(S320B).The hub generates allocation schedule information for assigning a dedicated time slot to the dedicated node when the dedicated node uses the dedicated time slot in the next super frame (S320A). If the dedicated node does not use the dedicated time slot in the next super frame Allocation schedule information for allowing the sharing group to use the dedicated time slot is generated (S320B).
다음으로 허브는 다음 슈퍼 프레임에 상기와 같은 할당 스케줄 정보를 전송하여 공유 노드가 전용 타임 슬롯을 사용할 수 있도록 한다(S325). Next, the hub transmits the allocation schedule information to the next superframe so that the shared node can use the dedicated time slot (S325).
일례로, 타임 슬롯 할당에 대한 스케줄 정보는 비콘 메시지에 포함되어 브로드캐스팅 될 수 있다. In one example, schedule information for time slot assignment may be included in a beacon message and broadcast.
결과적으로 허브가 전용 노드로부터 받은 신호를 비콘 신호를 통해 공유 노드들로 전송하기에 공유 노드들은 전용 노드가 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부를 확인하기 위한 센싱 작업을 수행할 필요가 없어진다. As a result, since the hub transmits the signal received from the dedicated node to the shared nodes through the beacon signal, the shared nodes do not need to perform a sensing operation to confirm whether the dedicated node uses the dedicated time slot.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 공유 노드의 동작을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating an operation of a shared node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 센서 네트워크에서의 공유 노드들의 제어 방법을 설명하면 공유 노드는 허브로부터 다음 슈퍼 프레임의 정보를 수신한다(S410).Referring to FIG. 4, the control method of the shared nodes in the sensor network will be described. In operation S410, the shared node receives the next superframe information from the hub.
공유 노드들은 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯이 전용 노드에 의해 사용되지 않아 공유 노드들이 사용 가능한 타임슬롯인지 여부를 허브의 비콘 신호로부터 판단한다(S415). In the next superframe, the shared nodes judge whether the dedicated time slot is not used by the dedicated node and whether the shared nodes are usable time slots from the beacon signal of the hub (S415).
전용 타임 슬롯이 전용 노드에 의해 사용되지 않는 경우 공유 노드들은 해당 전용 타임 슬롯의 사용을 요청하며 CSMA/CA 방식에 의해 전용 타임 슬롯의 사용을 공유 노드가 선택될 수 있다. If the dedicated time slot is not used by the dedicated node, the shared nodes request the use of the dedicated time slot and the shared node can be selected to use the dedicated time slot by the CSMA / CA scheme.
전용 타임 슬롯이 전용 노드에 의해 사용된다는 정보를 수신할 경우 공유 노드들은 종래와 같이 센싱 동작을 수행하지는 않으며 수면 상태에 있게 된다(S420).When receiving the information that the dedicated time slot is used by the dedicated node, the shared nodes do not perform the sensing operation as in the prior art but are in the sleep state (S420).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서의 슈퍼 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a superframe structure in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제1 슈퍼 프레임에는 제1 비콘 메시지(510)가 포함되고, 제2 슈퍼 프레임에는 제2 비콘 메시지(530)가 포함된다. Referring to FIG. 5, a
제1 슈퍼 프레임 구간에서, 전용 노드는 전용 타임 슬롯(515) 구간에 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부에 대한 정보를 나타내는 인디케이션 비트(517)를 전송한다. In the first super frame period, the dedicated node transmits an
도 5에서, 전용 타임 슬롯 구간(515, 535)에는 전용 노드가 해당 타임 슬롯의 사용을 독점하며, 공유 타임 슬롯 구간(520, 545)에는 공유 노드들이 타임 슬롯의 사용을 공유한다. In FIG. 5, dedicated nodes in the
제2 슈퍼 프레임의 제2 비콘 메시지(530)에는 특정 전용 노드가 전용 타임 슬롯을 사용하는지 여부에 대한 정보가 포함되며, 해당 정보를 이용하여 공유 노드들은 전용 타임슬롯을 센싱 작업없이 사용하는 것이 가능하다. The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a sensor network system according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 센서 네트워크(1000)는 허브(600), 전용 노드(700), 공유 노드(800)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
허브(600)는 수신부(605), 할당부(610), 전송부(615)를 포함할 수 있으며, 허브의 수신부(605)는 센서 네트워크에 포함되는 전용 노드로부터 다음 슈퍼 프레임에서의 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다. The
또한, 허브의 할당부(610)는 전용 노드가 다음 슈퍼프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 경우 전용 타임 슬롯을 공유 노드들이 사용할 수 있도록 하는 스케줄 정보를 생성한다.In addition, the allocating
또한, 허브의 할당부(610)는 전용 노드가 다음 슈퍼프레임에서 자신의 전용 타임 슬롯을 사용할 경우 전용 타임 슬롯을 전용 노드로 할당하는 스케줄 정보를 생성한다. In addition, the allocating
그 외에도, 허브의 할당부(610)는 공유 노드의 타임 슬롯에 관한 스케줄 정보를 생성하고 그 결과를 허브의 전송부(615)가 각 노드에게 전송할 수 있도록 비콘 신호를 생성할 수 있다.In addition, the
허브의 전송부(615)는 허브의 할당부(610)에서 생성된 비콘 신호를 포함한 슈퍼프레임을 상기 전용 노드 및 공유 노드로 전송한다. The transmitting
전용 노드(700)는 수신부(705), 판단부(710), 전송부(715)를 포함할 수 있다.The
전용 노드의 수신부(705)는 전용 타임 슬롯을 포함한 슈퍼 프레임을 허브로부터 수신한다. The receiving
전용 노드의 판단부(710)는 다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부를 판단하고, 인디케이션 비트에 사용 여부에 대한 정보를 기록한다.The
전용 노드의 전송부(715)는 판단부에서 생성된 인디케이션 비트를 데이터와 함께 허브로 전송하여 다음 슈퍼 프레임의 스케줄링 정보에 포함될 수 있도록 한다.The
또한, 네트워크에 포함되는 공유 노드(800)는 수신부(805), 전송부(810)을 포함할 수 있다. In addition, the shared
공용 노드의 수신부(805)는 허브에서 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 포함한 슈퍼 프레임을 수신할 수 있다. The receiving
공용 노드는 공용 노드의 수신부(805)로부터 제공 받은 슈퍼 프레임의 정보에 따라 타임 슬롯을 사용하며 이 때 공용 노드의 전송부(810)는 다양한 충돌 방지 프로토콜을 이용하여 허브에 데이터를 전송할 수 있다. The public node uses the time slot according to the information of the superframe received from the
본 발명의 센서 네트워크(1000)는 상기와 같은 구성에 의하여 전용 타임 슬롯의 사용 정보를 각 노드에 전달하여 노드가 센싱함으로써 소비되는 전력 사용을 줄일 수 있는 효과를 달성한다.The
이하, 본 출원의 허브는 코디네이터일 수 있다.Hereinafter, the hub of the present application may be a coordinator.
또한, 본 출원의 노드는 단말, 이동국(Mobile Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 사용자 단말, 사용자 장비(User Equipment), 사용자터미널(User Terminal), 스테이션(station), 액세스 포인트(Access Point), 무선 터미널, 액세스 터미널(Access Terminal), 가입자 스테이션(Subscriber Station), 가입자 유닛(Subscriber Unit), 무선 기기(Wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit receive Unit), 이동 노드, 모바일 등의 용어로 지칭될 수 있다.The node of the present application may be a terminal, a mobile station, a mobile terminal, a user terminal, a user equipment, a user terminal, a station, an access point, A wireless terminal, an access terminal, a subscriber station, a subscriber unit, a wireless device, a wireless communication device, a wireless transmission / reception unit, a mobile node, And the like.
또한, 본 출원에서 사용하는 비콘 신호는 파일럿 신호일 수도 있다.Also, the beacon signal used in the present application may be a pilot signal.
또한, 본 발명은 센서 네트워크는 IEEE 802.15.4 기반의 센서 네트워크일 수 있으며, 이때 IEEE 802.15.4 표준은 LR-WPAN (Low-Rate Wireless Personal Area Network)에서 통신하는 노드들의 MAC layer와 PHY layer를 정의한 표준이다. In the present invention, the sensor network may be a sensor network based on IEEE 802.15.4. In this case, the IEEE 802.15.4 standard defines a MAC layer and a PHY layer of nodes communicating in an LR-WPAN (Low-Rate Wireless Personal Area Network) It is a defined standard.
본 발명은 IEEE 802.15.4e 표준에 정의된 Low-Latency Deterministic Network (LLDN)에 관한 것일 수 있다. The present invention may relate to a Low-Latency Deterministic Network (LLDN) defined in the IEEE 802.15.4e standard.
또한, LLDN은 IEEE 802.15.4e에서 노드의 에너지 소모를 줄이기 위한 목적으로 정의된 MAC 프로토콜 중 하나일 수 있다.Also, the LLDN may be one of the MAC protocols defined for the purpose of reducing the energy consumption of the node in IEEE 802.15.4e.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising " is intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, and may include one or more other features, And does not preclude the presence or addition of one or more other elements, components, components, parts, or combinations thereof.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all the equivalents or equivalents of the claims, as well as the appended claims, fall within the scope of the present invention .
110: 비콘 신호 115: 공유 타임 슬롯
120: 전용 타임 슬롯 510: 제1 비콘 신호
515: 전용 타임 슬롯 517: 인디케이션 비트
520: 공유 타임 슬롯 530: 제2 비콘 신호
540: 타임 슬롯 600: 허브
605: 수신부 610: 할당부
615: 전송부 700: 전용 노드
705: 수신부 710: 판단부
715: 전송부 800: 공용 노드
110: Beacon signal 115: Shared time slot
120 dedicated time slot 510: first beacon signal
515: Private time slot 517: Indication bit
520: Shared time slot 530: Second beacon signal
540: Time slot 600: Hub
605: Receiving unit 610:
615: Transmission unit 700: Dedicated node
705: Receiving unit 710:
715: Transmission unit 800: Public node
Claims (11)
상기 허브로부터 슈퍼 프레임을 수신하는 단계;
다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 전용 타임 슬롯을 사용하지 않을 경우 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 상기 허브로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 허브는 상기 전용 타임 슬롯이 사용되지 않을 경우 상기 전용 타임 슬롯을 공유 노드들이 사용할 수 있도록 하는 스케줄 정보를 생성하며, 상기 스케줄 정보를 포함하는 다음 슈퍼프레임의 비콘 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 전용 노드의 제어 방법. A method of controlling a dedicated node in a sensor network including a hub, a dedicated node, and a shared node,
Receiving a superframe from the hub;
Determining whether to use a dedicated time slot in the next super frame; And
And transmitting information on whether to use the dedicated time slot to the hub when the dedicated time slot is not used,
Wherein the hub generates schedule information for allowing the shared nodes to use the dedicated time slot if the dedicated time slot is not used and transmits a beacon message of the next super frame including the schedule information A method of controlling a node.
상기 공유 노드들은 상기 허브로부터 상기 다음 슈퍼프레임의 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 전용 노드의 제어 방법. The method according to claim 1,
Wherein the shared nodes receive information on whether to use the dedicated time slot of the next superframe from the hub.
상기 허브로 전송하는 단계는 상기 허브로 전송할 데이터와 함께 상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 전용 노드의 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of transmitting to the hub transmits information on whether to use the dedicated time slot together with data to be transmitted to the hub.
전용 노드로부터 다음 슈퍼 프레임에서의 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 단계;
상기 전용 타임 슬롯을 사용하지 않는 경우, 상기 전용 타임 슬롯을 공유 노드들이 사용할 수 있도록 하는 스케줄 정보를 생성하는 단계; 및
상기 스케줄 정보를 포함하는 다음 슈퍼 프레임의 비콘 메시지를 상기 전용 노드 및 상기 공유 노드로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 허브의 제어 방법. A method of controlling a hub in a sensor network including a hub, a dedicated node, and a shared node,
Receiving information on whether to use a dedicated time slot in a next superframe from a dedicated node;
Generating schedule information for allowing the shared nodes to use the dedicated time slot when the dedicated time slot is not used; And
And transmitting the beacon message of the next superframe including the schedule information to the dedicated node and the shared node.
상기 센서 네트워크에 포함되는 상기 허브로부터 슈퍼 프레임을 수신하는 수신부;
다음 슈퍼 프레임에서 전용 타임 슬롯을 사용할지 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 스케줄 정보를 상기 허브로 전송하는 전송부를 포함하되,
상기 허브는 상기 전용 타임 슬롯이 사용되지 않을 경우 상기 전용 타임 슬롯을 공유 노드들이 사용할 수 있도록 하는 스케줄 정보를 생성하며, 상기 스케줄 정보를 포함하는 다음 슈퍼프레임의 비콘 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 전용 노드. A dedicated node included in a sensor network including a hub and a shared node,
A receiving unit for receiving a super frame from the hub included in the sensor network;
A determination unit for determining whether to use a dedicated time slot in a next super frame; And
And a transmission unit for transmitting scheduling information on whether to use the dedicated time slot to the hub,
Wherein the hub generates schedule information for allowing the shared nodes to use the dedicated time slot if the dedicated time slot is not used and transmits a beacon message of the next super frame including the schedule information Node.
상기 센서 네트워크에 포함되는 전용 노드로부터 다음 슈퍼 프레임에서의 전용 타임 슬롯의 사용 여부에 관한 정보를 수신하는 수신부;
상기 전용 타임 슬롯이 사용하지 않을 경우, 상기 전용 타임 슬롯을 상기 전용 타임 슬롯을 공유 노드들이 사용할 수 있도록 하는 스케줄 정보를 생성하는 할당부; 및
상기 스케줄 정보를 포함하는 다음 슈퍼프레임의 비콘 메시지를 상기 전용 노드 및 상기 공유 노드로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 허브.
A hub included in a sensor network including a dedicated node and a shared node,
A receiver for receiving information on whether to use a dedicated time slot in a next superframe from a dedicated node included in the sensor network;
An allocation unit configured to generate scheduling information for allowing the shared nodes to use the dedicated time slot when the dedicated time slot is not used; And
And a transmitting unit for transmitting a beacon message of the next super frame including the schedule information to the dedicated node and the shared node.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140030828A KR101449370B1 (en) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Control Method for node and hub of sensor network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140030828A KR101449370B1 (en) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Control Method for node and hub of sensor network |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101449370B1 true KR101449370B1 (en) | 2014-10-10 |
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|---|---|---|---|
| KR1020140030828A KR101449370B1 (en) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Control Method for node and hub of sensor network |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101449370B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009246955A (en) * | 2008-02-21 | 2009-10-22 | Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc | Timeslot sharing protocol for wireless communication networks |
| KR20110107859A (en) * | 2009-01-19 | 2011-10-04 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | A method for data transmission in a local area network |
-
2014
- 2014-03-17 KR KR1020140030828A patent/KR101449370B1/en not_active IP Right Cessation
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