KR101574310B1 - Communication Method of Wireless Gateway based on Interrupt - Google Patents

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KR101574310B1
KR101574310B1 KR1020140152955A KR20140152955A KR101574310B1 KR 101574310 B1 KR101574310 B1 KR 101574310B1 KR 1020140152955 A KR1020140152955 A KR 1020140152955A KR 20140152955 A KR20140152955 A KR 20140152955A KR 101574310 B1 KR101574310 B1 KR 101574310B1
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김창화
성철제
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강릉원주대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an interrupt-based wireless gateway communication method. According to the present invention, the method includes: a step in which a first communication module of a gateway generates an outside interrupt after receiving data from at least one sensor node; a step in which a control module of the gateway switches the low mode of a slave-ready (SRDY) pin of the gateway to the low mode of a master-ready (MRDY) pin; a step in which the control module transmits a request message to the first communication module to request transmission of the data when the MRDY pin is switched to the low mode; a step in which the control module switches the SRDY pin to a high mode after transmitting the request message; a step in which the first communication module transmits the data to the control module when the SRDY pin is switched to the high mode; a step in which the control module transmits a response message indicating the completion of the data transmission to the first communication module to the control module after the data is transmitted; and a step in which the control module switches the MRDY pin to a high mode after receiving the response message.

Description

인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법{Communication Method of Wireless Gateway based on Interrupt}[0001] The present invention relates to an interrupt-based wireless gateway communication method,

본 발명은 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센서 네트워크 환경에서 외부로부터 데이터가 수신되어 인터럽트가 발생하면 게이트웨이의 제어모듈에 형성된 MRDY-Pin과 SRDY-Pin의 상태를 전환시켜 수신된 데이터를 처리하여 전송하도록 하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an interrupt-based wireless gateway communication method, and more particularly, to an interrupt-based wireless gateway communication method in which when an external interrupt is received in a sensor network environment, the state of MRDY-Pin and SRDY- And to process and transmit the received data.

현재 많은 곳에서 센서 네트워크 기술이 사용되고 있는 가운데 최근에는 산불 감지나 해양환경, 자동차 위험감지 및 병원 등 사람이 접근할 수 없는 위험한 환경에서도 센서 네트워크 기술이 사용된다.In recent years, sensor network technology has been used in many places. In recent years, sensor network technology is used even in dangerous environments such as forest fire detection, marine environment, automobile risk detection, and hospitals.

그 중 최근 각광받고 있는 분야 중 하나인 IoT(Internet of Thing)에서 센서 네트워크를 위한 센서노드 간의 의사소통으로 센싱 및 통신 처리를 통해 센서노드 간 상호 작용을 한다. 하나의 센서노드는 센싱한 값을 전송하여 다른 센서노드로 전달하고, 전달받은 센서노드는 전달받은 값을 토대로 상황을 판별하고, 그에 따른 처리를 하거나 또는 다른 센서노드로 재전송을 하게 된다.Among them, IoT (Internet of Thing), which is one of the most popular fields in recent years, interacts with sensor nodes through sensing and communication processing by sensor node communication for sensor network. One sensor node transmits the sensed value to the other sensor node, and the received sensor node determines the situation on the basis of the received value and performs processing according to the received value or retransmits to the other sensor node.

종래의 센서노드의 송수신 방법 중 하나인 Polling 방법은 센서노드가 계속 상태를 체크하여 게이트웨이에 데이터 또는 메시지를 송수신한다. 따라서, 게이트웨이는 다수의 센서노드 또는 서버로부터 데이터 또는 메시지가 수신될 때만 동작하지 않고 데이터 수신 대기 상태에서 수신신호를 주기적으로 감시한다. 또한, 데이터 처리의 우선순위에 상관없이 이전 데이터의 처리가 끝나야만 다음 데이터의 처리가 가능하다. 따라서, 게이트웨이에 과도한 부하가 걸리고 항상 대기 상태를 유지해야 하므로 데이터 처리시간이 길어지며 배터리 전력소모가 심하다.In the Polling method, which is one of the conventional methods of transmitting / receiving a sensor node, the sensor node checks the status and transmits / receives data or messages to / from the gateway. Accordingly, the gateway does not operate only when data or messages are received from a plurality of sensor nodes or servers, and periodically monitors the received signals in a data reception standby state. In addition, the next data can be processed only after the previous data has been processed irrespective of the priority of the data processing. Therefore, an excessive load is applied to the gateway and it is necessary to maintain the standby state at all times. Therefore, the data processing time is prolonged and the battery power consumption is high.

한국공개특허 제2010-0002026(공개일: 2010.01.06)Korean Patent Publication No. 2010-0002026 (published on 2010.01.06) 한국등록특허 제10-0932912(공개일: 2009.06.11)Korean Patent No. 10-0932912 (published on Jun. 11, 2009)

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 센서 네트워크 환경에서 센서노드 및 서버로부터 데이터를 수신하여 인터럽트가 발생하면 게이트웨이가 슬립(Sleep) 상태에서 어웨이크(Awake) 상태로 전환되고 내부의 제어모듈에 형성된 MRDY-Pin과 SYDY-Pin의 상태를 원하는 데이터 처리에 맞게 전환하여 데이터를 빠르고 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a sensor network system in which when a data is received from a sensor node and a server in an environment of a sensor network and an interrupt occurs, the gateway is switched from a sleep state to an awake state The present invention provides an interrupt-based wireless gateway communication method that enables data to be processed quickly and efficiently by switching the states of MRDY-Pin and SYDY-Pin formed in the control module of the control module according to desired data processing.

본 발명의 일 실시 예에 따른 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법은,According to an embodiment of the present invention, there is provided an interrupt-based wireless gateway communication method,

게이트웨이의 제1통신모듈이 적어도 하나의 센서노드로부터 데이터를 수신하여 외부 인터럽트를 발생시키는 단계; 상기 게이트웨이의 SRDY Pin이 Low 상태에서 상기 게이트웨이의 제어모듈이 MRDY Pin을 Low 상태로 전환하는 단계; 상기 MRDY Pin이 Low 상태로 전환되면 상기 제어모듈이 상기 제1통신모듈로 상기 데이터의 전송요청을 위한 요청메시지를 전송하는 단계; 상기 제어모듈이 상기 요청메시지의 전송 후 상기 SRDY Pin을 High 상태로 전환하는 단계; 상기 SRDY Pin이 High 상태로 전환되면 상기 제1통신모듈이 상기 데이터를 상기 제어모듈로 전송하는 단계; 상기 데이터의 전송 후 상기 제어모듈이 상기 제1통신모듈로 상기 데이터의 전송완료에 대한 응답메시지를 상기 제어모듈로 전송하는 단계; 및 상기 제어모듈이 상기 응답메시지를 수신하면 상기 MRDY Pin을 High로 전환하는 단계; 를 포함한다.The first communication module of the gateway receiving data from at least one sensor node and generating an external interrupt; Switching the MRDY Pin to a low state by the control module of the gateway when the SRDY Pin of the gateway is low; Transmitting, by the control module, a request message for requesting transmission of the data to the first communication module when the MRDY Pin is changed to a low state; Switching the SRDY Pin to a high state after the control module transmits the request message; Transmitting, by the first communication module, the data to the control module when the SRDY Pin is changed to a High state; Transmitting, by the control module, a response message to the first communication module indicating completion of transmission of the data to the control module after the transmission of the data; And switching the MRDY Pin to High when the control module receives the response message. .

본 발명에서, 상기 MRDY Pin을 High로 전환하는 단계 이후에, 상기 제어모듈이 상기 제1통신모듈로부터 수신받은 데이터 중 일반 문자열 데이터를 스트링 문자열 데이터로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 스트링 문자열 데이터를 제어모듈이 제2통신모듈로 전송하는 단계; 를 더 포함한다.In the present invention, after the step of switching the MRDY Pin to High, the control module converts the general character string data among the data received from the first communication module into string character string data; And transmitting the converted string string data to the second communication module by the control module; .

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided an interrupt-based wireless gateway communication method,

게이트웨이의 제2통신모듈이 서버로부터 데이터를 수신하여 외부 인터럽트를 발생시키는 단계; 상기 외부 인터럽트가 발생하면 상기 게이트웨이의 제어모듈에서 상기 제2통신모듈로부터 데이터를 수신하는 단계; 상기 제어모듈이 MRDY Pin을 Low 상태로 전환하여 상기 데이터를 제1통신모듈을 통해 센서노드로 전송하기 위해 상기 제1통신모듈과의 통신을 대기하는 단계; 상기 제1통신모듈이 SRDY Pin을 Low 상태로 전환하는 단계; 상기 SRDY Pin이 Low 상태로 전환되면 상기 제어모듈이 상기 수신된 데이터를 상기 제1통신모듈로 전송하는 단계; 상기 데이터의 전송이 완료되면 상기 제1통신모듈이 SRDY Pin을 High 상태로 전환하는 단계; 상기 SRDY Pin이 High 상태로 전환되면 상기 제어모듈은 상기 데이터 전송에 대한 응답으로 상기 제어모듈로 상기 데이터 수신완료를 알리는 응답메시지 및 상기 데이터의 송수신 종료를 확인하는 확인메시지를 전송하는 단계; 및 상기 제어모듈이 상기 응답메시지 및 확인메시지의 수신 후 상기 MRDY Pin을 High로 전환하는 단계; 를 포함한다.The second communication module of the gateway receiving data from the server and generating an external interrupt; Receiving data from the second communication module in the control module of the gateway when the external interrupt occurs; Waiting for communication with the first communication module to transfer the data to the sensor node via the first communication module by switching the MRDY Pin to a low state; Switching the SRDY Pin to a low state by the first communication module; Transmitting, by the control module, the received data to the first communication module when the SRDY Pin is changed to a Low state; Switching the SRDY Pin to a high state when the data transmission is completed; When the SRDY Pin is changed to a high state, the control module transmits a response message informing completion of the data reception and an acknowledgment message confirming the end of transmission / reception of the data to the control module in response to the data transmission; And switching the MRDY Pin to High after the control module receives the response message and the confirmation message; .

본 발명에서, 상기 제2통신모듈이 상기 서버로부터 데이터를 수신하는 단계는, 상기 서버로부터 수신된 데이터의 마지막까지 상기 데이터를 저장하는 단계를 포함한다.In the present invention, the step of the second communication module receiving data from the server includes storing the data until the end of the data received from the server.

본 발명에서, 상기 제어모듈에서 상기 제2통신모듈로부터 데이터를 수신하는 단계 이후에, 상기 제어모듈이 상기 제2통신모듈로부터 수신받은 데이터 중 스트링 문자열 데이터를 일반 문자열 데이터로 변환하는 단계를 더 포함한다.In the present invention, after the step of receiving data from the second communication module in the control module, the control module further includes a step of converting the string string data in the data received from the second communication module into general character string data do.

본 발명에서, 상기 제어모듈은 상기 외부 인터럽트가 발생할 때까지 상기 게이트웨이를 슬립(Sleep) 상태로 유지한다.In the present invention, the control module maintains the gateway in a sleep state until the external interrupt occurs.

본 발명에 따르면, Polling 방법에 비해 센서 네트워크가 송수신하는 통신횟수의 주기가 더 짧아 실시간성이 높으며, 전력소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, compared to the Polling method, the period of the communication times transmitted and received by the sensor network is shorter, so that the real time property is high and the power consumption is reduced.

또한, 인터럽트 발생시 실시간으로 처리할 수 있어 센서 네트워크에서의 데이터 송수신이 보다 효율적이다.In addition, when an interrupt occurs, it can be processed in real time, so data transmission and reception in the sensor network is more efficient.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법을 나타낸 흐름도.1 is a block diagram of a sensor network according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram illustrating a configuration of an interrupt-based wireless gateway according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart illustrating an interrupt-based wireless gateway communication method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an interrupt-based wireless gateway communication method according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성도이다.1 is a block diagram of a sensor network according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 센서 네트워크는 센서노드(10), 게이트웨이(20), 서버(30)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a sensor network includes a sensor node 10, a gateway 20, and a server 30.

본 실시 예에서 센서노드(10)는 일정 영역의 센서필드(1)내에 사물이나 환경정보를 인식하여 음향, 자기, 진동, 적외선 등의 다양한 정보를 센싱하는 소형 센서이며, 단일 또는 다수개의 센서노드가 상기 센서필드(1)내에 구비된다.In the present embodiment, the sensor node 10 is a small sensor that senses various information such as sound, magnetism, vibration, and infrared rays by recognizing object or environment information in a sensor field 1 in a certain region, Is provided in the sensor field (1).

게이트웨이(20)는 센서노드(10)와 서버(30) 간의 데이터 송수신을 중계하며, 이를 위하여 상기 센서노드(10)와 서버(30)간이 데이터 송수신을 위해 프로토콜을 변환한다.The gateway 20 relays data transmission / reception between the sensor node 10 and the server 30 and converts the protocol between the sensor node 10 and the server 30 for data transmission / reception.

상기 게이트웨이(20), 센서노드(10) 및 서버(30)는 다양한 통신방식을 이용하여 상호 간에 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 이러한 게이트웨이(20)는 센서노드(10)와는 Zigbee 통신을 이용하고, 서버(30)와는 CDMA 통신을 이용할 수 있다.The gateway 20, the sensor node 10, and the server 30 can exchange data with each other using various communication methods. For example, the gateway 20 may use Zigbee communication with the sensor node 10, and may use CDMA communication with the server 30.

본 발명에서 게이트웨이(20)는 크게 두 가지의 역할을 수행한다. 첫째, 다수의 센서노드(10)로부터 수집된 각종 센싱 데이터를 서버(30)로 전송하고, 둘째, 서버(30)로부터 전달된 명령 또는 데이터를 상기 센서노드(10)에 전달하는 것이다. 이와 같이 게이트웨이(20)는 서버(30)로부터 받은 명령을 센서노드(10)로 전달하는 기능과 상기 센서노드(10)로부터 받은 데이터를 상기 서버(30)로 전달하는 기능을 갖는다.The gateway 20 plays two roles in the present invention. First, various kinds of sensing data collected from a plurality of sensor nodes 10 are transmitted to the server 30 and secondly, commands or data transmitted from the server 30 are transmitted to the sensor node 10. The gateway 20 has a function of transmitting a command received from the server 30 to the sensor node 10 and a function of transmitting the data received from the sensor node 10 to the server 30.

구체적으로, 상기 센서노드(10)는 각종 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 데이터를 상기 게이트웨이(20)로 전송하는데, 이때, 게이트웨이(20)는 상기 센서노드(10)로부터 데이터를 수신하면 외부 인터럽트가 발생되어 상기 데이터를 수신하기 위해 Sleep 상태에서 Awake 상태로 전환한 후, 상기 데이터를 수신하도록 한다. 상기 게이트웨이(20)는 각 센서노드(10)들로부터 전송된 데이터를 취합하여 관리하고, 서버(30)로 전달하기 위해 데이터의 형식을 변환한다.Specifically, the sensor node 10 collects various kinds of data in real time and transmits the collected data to the gateway 20. At this time, when the gateway 20 receives data from the sensor node 10, An interrupt is generated and the data is received after switching from the sleep state to the awake state in order to receive the data. The gateway 20 collects and manages data transmitted from each sensor node 10, and converts the format of data to be transmitted to the server 30.

또한, 상기 서버(30)로부터 전달받은 명령 및 데이터를 상기 센서노드(10)로 전달한다. 상기 서버(30)에 의해 센서노드(10)에 전달될 명령 및 데이터가 수신되면 sleep 상태에서 awake 상태로 전환한다. 이러한 전환이 완료되면 상기 게이트웨이(20)는 상기 서버(30)로부터 데이터를 수신하고 내부에서 소정의 처리과정을 거친 후 서버(30)의 명령 및 데이터를 각각의 센서노드(10)로 전송하며, 이후에 게이트웨이(20)는 센서노드(10)로부터 데이터의 수신완료를 확인하는 메시지를 수신하면 데이터 전송과정을 완료된다.The sensor node 10 transmits the command and data received from the server 30 to the sensor node 10. When a command and data to be transmitted to the sensor node 10 are received by the server 30, the server 30 switches from a sleep state to an awake state. Upon completion of the switching, the gateway 20 receives data from the server 30, performs a predetermined process in the gateway 30, and then transmits commands and data of the server 30 to the respective sensor nodes 10, Thereafter, when the gateway 20 receives a message confirming the completion of data reception from the sensor node 10, the gateway 20 completes the data transmission process.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an interrupt-based wireless gateway according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 게이트웨이(20)는 제1통신모듈(201), 제2통신모듈(202), 제어모듈(203) 및 변환모듈(204)을 포함하여 구성된다.2, the gateway 20 according to the present invention includes a first communication module 201, a second communication module 202, a control module 203, and a conversion module 204.

제1통신모듈(201)은 센서노드(10)로부터 데이터를 수신하여 외부 인터럽트가 발생하면 상기 수신된 데이터를 제어모듈(203)로 전달한다. 또한 이러한 제1통신모듈(201)은 제어모듈(203)부터 전송되는 서버(20)의 명령 및 데이터를 수신하여 센서노드(10)로 전송한다. 본 발명에서 상기 제1통신모듈(201)은 예컨대, 2.4GHz 대역을 이용한 CC2530을 사용할 수 있다.The first communication module 201 receives data from the sensor node 10 and transmits the received data to the control module 203 when an external interrupt occurs. The first communication module 201 receives the command and data of the server 20 transmitted from the control module 203 and transmits the received command and data to the sensor node 10. In the present invention, the first communication module 201 may use, for example, a CC2530 using a 2.4 GHz band.

제2통신모듈은(202)은 서버(30)로부터 전송된 데이터를 수신하여 외부 인터럽트가 발생하면 상기 수신된 데이터를 제어모듈(203)에 전달한다. 또한, 상기 제2통신모듈(202)는 제어모듈(203)으로부터 전송되는 센서노드(10)의 데이터를 수신하여 서버(30)로 전송한다. 본 발명에서 상기 제2통신모듈(202)은 예를 들어, 3G를 지원하는 RCU-890을 사용할 수 있다.The second communication module 202 receives the data transmitted from the server 30 and transmits the received data to the control module 203 when an external interrupt occurs. The second communication module 202 receives the data of the sensor node 10 transmitted from the control module 203 and transmits the data to the server 30. In the present invention, the second communication module 202 may use, for example, an RCU-890 supporting 3G.

제어모듈(203)은 다양한 종류의 단일 또는 복수의 마이크로 프로세서(micro-processor)로 구현될 수 있다. 일예로, 32bit의 CorTex-M4를 기반의 MCU를 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(203)은 예컨대, 제1통신모듈(201)와 동기 방식인 SPI통신을 이용하고, 제2통신모듈(202)과 비동기 방식인 USART통신을 이용할 수 있다.The control module 203 may be implemented by a single type or a plurality of micro-processors of various types. For example, an MCU based on CorTex-M4 of 32 bits may be included. In this case, the control module 203 can use, for example, SPI communication synchronous with the first communication module 201 and USART communication with the second communication module 202 asynchronously.

특히, 상기 제1통신모듈(201)과 제어모듈(203) 사이의 데이터 송수신은 인터럽트를 기반으로 하여 동작한다. 즉, 상기 제어모듈(203)은 상기 센서노드(10) 또는 서버(30)로부터 데이터를 수신하여 외부 인터럽트가 발생할 경우에 통신을 수행하며, 인터럽트가 발생한 시점부터 상기 제어모듈(203)이 데이터를 송수신하기 위해 준비한다.Particularly, data transmission / reception between the first communication module 201 and the control module 203 operates based on an interrupt. That is, the control module 203 receives data from the sensor node 10 or the server 30 to perform communication when an external interrupt occurs, and when the interruption occurs, the control module 203 transmits data Prepare to send and receive.

보다 자세히는, 상기 제어모듈(203)은 센서노드(10) 또는 서버(30)로부터 데이터 수신이 되지 않는 경우에는 인터럽트가 발생하지 않으므로 게이트웨이(20)를 Sleep 상태로 유지시킨다. 만약, 게이트웨이(20)가 Sleep 상태를 유지하다가 센서노드(10) 또는 서버(30)로부터 데이터 수신이 감지되어 외부 인터럽트가 발생할 경우 Awake 상태로 전환된다. 센서노드(10) 또는 서버(30)로부터 데이터가 수신될 경우 제1통신모듈(201) 또는 제2통신모듈(202)에 의해 외부 인터럽트가 발생하면 해당 Sleep 상태에서 Awake 상태가 되는 것이다. 만약, 인터럽트가 발생하여 Awake 상태로 전환된 이후 데이터 송수신 또는 데이터 처리가 끝나면 다시 게이트웨이(20)는 Awake 상태에서 Sleep 상태로 전환된다.More specifically, when no data is received from the sensor node 10 or the server 30, the control module 203 maintains the gateway 20 in a sleep state since no interrupt occurs. If the gateway 20 maintains the sleep state and data reception from the sensor node 10 or the server 30 is detected and an external interrupt occurs, the state is switched to the awake state. When data is received from the sensor node 10 or the server 30, if an external interrupt is generated by the first communication module 201 or the second communication module 202, the Awake state is entered from the corresponding sleep state. If data transmission / reception or data processing is completed after an interrupt occurs and the Awake state is changed, the gateway 20 is switched from the awake state to the sleep state again.

변환모듈(204)은 상기 센서노드(10)에 의해 수집된 데이터가 상기 제1통신모듈(201)을 통해 수신되면, 데이터 중 일반 문자열 데이터(메시지, CharString)를 스트링 문자열 데이터(메시지, HexString)로 변환시킨다. 이는 제2통신모듈은(202)의 무선통신 방식인 CDMA를 통해 서버(30)에 데이터를 전송하기 위함이다.When the data collected by the sensor node 10 is received through the first communication module 201, the conversion module 204 converts the general string data (message, CharString) of the data into string string data (message, HexString) . This is for the second communication module to transmit data to the server 30 through CDMA, which is a wireless communication method of the mobile communication device 202.

또한, 마찬가지로 상기 변환모듈(204)은 상기 서버(30)에 의해 전송된 데이터가 상기 제2통신모듈(202)을 통해 수신되면, 스트링 문자열 데이터(메시지, HexString)를 일반 문자열 데이터(메시지, CharString)로 변환시킨다. 이는 제1통신모듈(201)의 무선통신 방식인 Zigbee를 통해 센서노드(10)에 데이터를 전송하기 위함이다.Similarly, when the data transmitted by the server 30 is received through the second communication module 202, the conversion module 204 converts the string string data (message, HexString) into general string data (message, CharString ). This is for transmitting data to the sensor node 10 through the Zigbee which is a wireless communication method of the first communication module 201.

이러한 제어모듈(203)은 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 예컨대 마이크로 프로세서(processor), 마이컴(micom), IC칩 등으로 구현될 수도 있으며, 이때, 제1통신모듈(201)과 SPI 통신을 위해 사용되는 다수의 Pin이 구비된다. 본 발명에서는 예를 들어 MRDY(Master Ready)-Pin과 SRDY(Slave Ready)-Pin이 사용된다. MRDY-Pin과 SRDY-Pin은 SPI 통신을 위해 사용될 수 있고, 상기 MRDY-Pin과 SRDY-Pin의 신호는 전력 관리 및 트랜잭션 관리를 위해 사용될 수 있다. 여기서, MRDY-Pin은 게이트웨이(20)의 통신 활성화를 제어하는데 사용될 수 있다.The control module 203 may be implemented in various forms, for example, a microprocessor, a micom, an IC chip, etc. At this time, A plurality of pins to be used are provided. In the present invention, for example, MRDY (Master Ready) -Pin and SRDY (Slave Ready) -Pin are used. MRDY-Pin and SRDY-Pin can be used for SPI communication, and the signals of MRDY-Pin and SRDY-Pin can be used for power management and transaction management. Here, MRDY-Pin can be used to control the communication activation of the gateway 20.

상기 제어모듈(203)은 MRDY-Pin을 Low 상태를 유지하다가 외부로부터의 데이터 수신에 따라 외부 인터럽트가 발생하면 제1통신모듈(201)과 제2통신모듈(202)The control module 203 maintains the MRDY-Pin in the low state. When the external interrupt occurs according to the reception of data from the outside, the control module 203 controls the first communication module 201 and the second communication module 202,

와의 통신을 통해 상기 데이터를 처리 및 전송을 수행하고 상기 데이터의 처리 및 전송이 완료하면 제어모듈(203)은 MRDY-Pin를 High 상태로 전환하여 데이터 전송을 종료한다.And the control module 203 switches the MRDY-Pin to a high state to complete data transmission when the processing and transmission of the data is completed.

제1통신모듈(201)은 데이터를 송신 또는 수신할 준비가 되면 SRDY-Pin의 상태를 Low 상태 또는 MRDY-Pin의 상태를 Low 상태로 전환한다. 다시 말해, 상기 제1통신모듈(201)이 제어모듈(203)로 데이터를 전송시에는 상기 SRDY-Pin을 Low 상태로 전환하면 제어모듈(203)이 MRDY-Pin을 Low상태로 전환하고, 반대로 데이터를 상기 제어모듈(203)로부터 수신하고자 할 때는 제어모듈(203)이 MRDY-Pin을 Low상태로 전환하면 상기 SRDY-Pin을 Low상태로 전환한다.When the first communication module 201 is ready to transmit or receive data, the SRDY-Pin state is changed to the Low state or the MRDY-Pin state is changed to the Low state. In other words, when the first communication module 201 transmits data to the control module 203, the control module 203 switches the MRDY-Pin to the low state when the SRDY-Pin is switched to the low state, When the control module 203 desires to receive data from the control module 203, the control module 203 switches the SRDY-Pin to the low state when the MRDY-Pin is switched to the low state.

제어모듈은(203)은 상기 제1통신모듈(201)로부터 데이터를 수신하기 위해 상기 제1통신모듈(201)로 상기 데이터의 전송을 요청하는 메시지를 전송한다. 이 경우 상기 제어모듈(203)은 제1통신모듈(201)로부터 데이터를 수신한다. 이후에 상기 제1통신모듈은(201)은 상기 제어모듈(203)로부터 메시지 전송 완료에 대한 응답메시지를 제1통신모듈(201)로부터 수신한다. 이러한 전송완료에 대한 응답메시지는 제1통신모듈(201)과의 데이터 전송이 완료되었다는 의미를 갖는다. 제1통신모듈(201)과 제어모듈(203)간의 데이터 전송이 완료되면 MRDY를 High로 만든다. 이는 제1통신모듈(201)과 제어모듈(203)간의 통신이 종료된 것을 의미한다. 따라서, 제어모듈(203)은 다른 센서노드(10)로부터 데이터가 수신되면 다시 위 과정을 수행하게 된다.The control module 203 transmits a message requesting transmission of the data to the first communication module 201 in order to receive data from the first communication module 201. In this case, the control module 203 receives data from the first communication module 201. Then, the first communication module 201 receives from the first communication module 201 a response message indicating completion of message transmission from the control module 203. This response message to the completion of transmission has the meaning that the data transmission with the first communication module 201 is completed. When the data transmission between the first communication module 201 and the control module 203 is completed, the MRDY is made High. This means that the communication between the first communication module 201 and the control module 203 is terminated. Accordingly, when data is received from another sensor node 10, the control module 203 performs the above process again.

또한, 상기 제1통신모듈(201)은 서버(30)로부터 전달된 데이터를 제1통신모듈(201)을 통해 센서노드(10)로 전송하고자 할 때, 제2통신모듈(202)로부터 서버(30)의 데이터를 수신한 후, 제1통신모듈(201)로 전송하게 된다. 이 과정은 제어모듈(201)의 MRDY-Pin을 Low로 만들면, 제어모듈(201)의 SRDY-Pin은 제1통신모듈(201)에 의해 Low 상태로 전환한다. 이후에 제어모듈(201)은 제1통신모듈(201)로 데이터를 전송한다. 그 후에 제1통신모듈(201)이 SRDY-Pin을 High로 전환하고, 제1통신모듈(201)로 데이터의 수신에 대한 응답으로서 응답메시지를 제어모듈(203)로 전송 후 확인메시지를 제어모듈(203)로 전송한다. 데이터의 수신에 대한 응답 및 확인 메시지는 데이터 수신이 완료했음을 알리는 것이다. 제어모듈(203)은 응답메시지와 확인메시지를 수신하면, 제어모듈(203)의 MRDY-Pin을 High로 만든다. 이는 제어모듈(203)과 제1통신모듈(201)간의 통신이 종료됨을 알리는 것이다. 따라서, 제어모듈(203)은 서버(30)로부터 다른 데이터가 수신되면 다시 위 과정을 수행하게 된다.When the first communication module 201 transmits the data transmitted from the server 30 to the sensor node 10 through the first communication module 201, 30, and then transmits the data to the first communication module 201. In this process, when the MRDY-Pin of the control module 201 is made low, the SRDY-Pin of the control module 201 is switched to the low state by the first communication module 201. Thereafter, the control module 201 transmits data to the first communication module 201. After that, the first communication module 201 switches the SRDY-Pin to High and transmits a response message to the control module 203 as a response to the reception of the data to the first communication module 201, (203). A response to the reception of the data and a confirmation message indicate that the data reception is completed. When the control module 203 receives the response message and the confirmation message, the control module 203 makes the MRDY-Pin of the control module 203 High. This informs that the communication between the control module 203 and the first communication module 201 is terminated. Therefore, the control module 203 performs the above process again when the other data is received from the server 30.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법을 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an interrupt-based wireless gateway communication method having the above-described configuration will be described with reference to FIG.

먼저, 다수의 센서노드(10)가 센서필드(1)에서 각종 데이터를 수집하고, 상기 수집된 데이터를 게이트웨이(20)로 전송한다(S100). 이때, 게이트웨이(20)는 상기 데이터의 수신에 따라 외부 인터럽트가 발생한다(S101). 이러한 외부 인터럽트의 발생에 따라 게이트웨이(20)의 제1통신모듈(201)이 SRDY-Pin을 Low 상태로 전환함으로써 게이트웨이(20)의 제어모듈(203)은 Sleep 상태에서 Awake 상태로 전환된다. 즉, 데이터를 수신하기 위한 상태로 전환되는 것이다. 이와 같이 SRDY-Pin이 Low 상태로 설정된 상태에서 제어모듈(203)은 제1통신모듈(201)로부터 데이터를 수신하기 위해 MRDY-Pin을 Low 상태로 전환한다(S102). First, a plurality of sensor nodes 10 collect various data in the sensor field 1 and transmit the collected data to the gateway 20 (S100). At this time, the gateway 20 generates an external interrupt upon receipt of the data (S101). The first communication module 201 of the gateway 20 switches the SRDY-Pin to the low state according to the occurrence of the external interrupt, so that the control module 203 of the gateway 20 is switched from the sleep state to the awake state. That is, it is switched to a state for receiving data. When the SRDY-Pin is set to the low state, the control module 203 switches the MRDY-Pin to the low state in order to receive data from the first communication module 201 (S102).

이후, 제어모듈(203)은 MRDY-Pin이 Low 상태로 전환되면 제1통신모듈(201)로 상기 데이터를 전송할 것을 요청하기 위한 요청메시지를 제1통신모듈(201)로 전송한 후(S103), 상기 데이터를 수신하기 위해 SRDY-Pin을 High 상태로 전환한다(S104). 그러면 상기 제1통신모듈(201)은 의해 SRDY-Pin이 High 상태로 전환된 것을 확인하고 상기 제어모듈(203)로 데이터를 전송한다(S105).Then, the control module 203 transmits a request message to the first communication module 201 to request the first communication module 201 to transmit the data when the MRDY-Pin is changed to the Low state (S103) , And switches the SRDY-Pin to the high state to receive the data (S104). Then, the first communication module 201 confirms that the SRDY-Pin is switched to the high state and transmits the data to the control module 203 (S105).

계속해서, 상기 데이터의 전송이 완료되면 상기 제1통신모듈(201)은 상기 제어모듈(203)로 상기 데이터 전송의 완료를 알리는 응답메시지를 전송한다(S106). 이후에, 제어모듈(203)은 상기 응답메시지가 수신되면 MRDY-Pin을 Low에서 High로 상태를 전환하여 통신을 종료한다(S107).When the data transmission is completed, the first communication module 201 transmits a response message informing completion of the data transmission to the control module 203 (S106). Thereafter, when the response message is received, the control module 203 switches the state of MRDY-Pin from low to high to terminate the communication (S107).

이와 같이, 통신이 종료된 후, 변환모듈(204)은 상기 제어모듈(203)에 의해 수신 완료된 데이터 중 일반 문자열 데이터를 스트링 문자열 데이터로 변환함으로써 센서노드(10)로부터 수신한 데이터를 제2통신모듈(202)를 통해 서버(30)로 전송될 수 있도록 한다.After the communication is completed, the conversion module 204 converts the data received from the sensor node 10 into string character string data by converting the general character string data among the data received by the control module 203 to the second communication To be transmitted to the server (30) through the module (202).

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 서버(30)가 센서노드(10)로 전달할 명령이 포함된 데이터를 게이트웨이(20)로 전송한다(S200). 제2통신모듈(202)은 서버(30)로부터 수신한 데이터를 제어모듈(203)로 전송하고(S201), 이때, 상기 제어모듈(203)은 제2통신모듈(202)로부터 수신된 데이터의 마지막까지 상기 수신 데이터를 내부에 저장한다(S202). 데이터가 모두 저장되면 상기 제어모듈(203)은 상기 서버(30)로부터 데이터의 수신이 완료된 것으로 인식한다.4 is a flowchart illustrating an interrupt-based wireless gateway communication method according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the server 30 transmits data including an instruction to be transmitted to the sensor node 10 to the gateway 20 (S200). The second communication module 202 transmits the data received from the server 30 to the control module 203 at step S201 and at this time the control module 203 transmits the data received from the second communication module 202 And the received data is stored in the inside (S202). When all the data is stored, the control module 203 recognizes that the reception of the data from the server 30 is completed.

이와 같이, 상기 제어모듈(203)에서 상기 데이터의 수신이 완료되면 변환모듈(204)에서 상기 수신된 데이터를 제1통신모듈(201)로 전송하기 위해 상기 수신된 데이터 중 스트링 문자열을 일반 문자열 데이터로 변환한다. 이는 상기 제1통신모듈(201)을 통해 센서노드(10)로 전송될 수 있도록 하기 위한 것이다.When the control module 203 receives the data, the conversion module 204 transmits the received data to the first communication module 201. In order to transmit the received data to the first communication module 201, . This is for the purpose of being able to be transmitted to the sensor node 10 through the first communication module 201.

상기 데이터의 변환이 완료되면 상기 수신된 데이터를 상기 제1통신모듈(201)을 통해 센서노드(10)로 전송하기 위해 제어모듈(203)은 제1통신모듈(201)과의 통신을 시작한다. 이를 위하여 제어모듈(203)은 MRDY-Pin을 Low 상태로 전환한다(S203). 이는 제어모듈(203)이 제1통신모듈(201)과의 데이터 통신을 대기하기 위한 것이다.When the data conversion is completed, the control module 203 starts communication with the first communication module 201 to transmit the received data to the sensor node 10 through the first communication module 201 . For this, the control module 203 changes the MRDY-Pin to the low state (S203). This is for the control module 203 to wait for data communication with the first communication module 201.

이후, MRDY-Pin가 Low 상태로 전환되면 제1통신모듈(201)은 SRDY-Pin을 Low 상태로 전환하여 상기 제1통신모듈(201)로 데이터를 전송할 준비를 한다(S204). 이는 상기 제1통신모듈(201)이 데이터의 수신상태로 전환됨을 의미한다.Then, when the MRDY-Pin is changed to the low state, the first communication module 201 changes the SRDY-Pin to the low state and prepares to transmit data to the first communication module 201 (S204). This means that the first communication module 201 is switched to the data receiving state.

계속해서, SRDY-Pin이 Low 상태로 전환되면 상기 제어모듈(203)은 상기 제1통신모듈(201)로 상기 데이터를 전송하고(S205), 상기 데이터 전송이 완료되면 제1통신모듈(201)은 SRDY-Pin을 High로 전환한다(S206).The control module 203 transmits the data to the first communication module 201 when the SRDY-Pin is switched to the Low state (S205). When the data transmission is completed, the control module 203 transmits the data to the first communication module 201, Switches SRDY-Pin to High (S206).

상기 SRDY-Pin이 High로 전환되면 상기 제1통신모듈(201)은 제어모듈(203)로 상기 데이터의 수신완료를 확인하기 위한 응답메시지를 전송한다(S207). 이후에 제1통신모듈(203)은 제어모듈(203)로 해당 데이터에 대한 송수신의 완료를 알리는 확인메시지를 전송한다(S208). 이러한 확인메시지는 상기 제어모듈(203)과 상기 제1통신모듈(201) 간에 해당 데이터에 대한 통신의 종료를 알리기 위한 것이다. 이후에, 제어모듈(203)은 MRDY Pin을 High로 전환시켜 통신을 종료한다(S209).When the SRDY-Pin is changed to High, the first communication module 201 transmits a response message for confirming the completion of reception of the data to the control module 203 (S207). Thereafter, the first communication module 203 transmits an acknowledgment message informing the completion of the transmission / reception of the data to the control module 203 (S208). This confirmation message is for informing the end of communication for the corresponding data between the control module 203 and the first communication module 201. Thereafter, the control module 203 switches the MRDY Pin to High to terminate the communication (S209).

이로써, 제어모듈(203)은 현재 데이터에 대한 통신을 마무리하고 Sleep 모드에서 다시 다른 센서노드(10) 또는 서버(30)로부터의 데이터를 수신할 준비를 하는 것이다.In this way, the control module 203 finishes the communication for the current data and is ready to receive data from another sensor node 10 or the server 30 again in the sleep mode.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 센서 네트워크의 게이트웨이가 외부로부터의 메시지 수신에 따른 외부 인터럽트를 발생시키고 그 인터럽트를 처리하도록 함으로써 게이트웨이가 외부 인터럽트 발생 전에는 Sleep 상태를 유지하다가 인터럽트 발생시에는 Awake 상태로 전화하도록 하므로 Polling 방법에 비해 센서 네트워크가 송수신하는 통신횟수의 주기가 더 짧아 실시간성이 높으며, Sleep 모드에 의해 전력소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, the gateway of the sensor network generates an external interrupt according to reception of a message from the outside and processes the interrupt, so that the gateway maintains the sleep state before the external interrupt occurs, and when the interrupt occurs, Therefore, compared to the polling method, the period of the communication times for transmitting and receiving the sensor network is shorter, so that the real time performance is high, and the power consumption can be reduced by the sleep mode.

또한, 본 발명에서는 게이트웨이의 제어모듈에 형성된 다수의 Pin의 상태전환을 통해 내부의 제1,2 통신모듈과의 데이터 통신을 수행하도록 함으로써 빠른 데이터 송수신과 변환이 가능하도록 하여 효율적인 데이터 통신이 가능하도록 한다.In addition, according to the present invention, since data communication with the first and second communication modules is performed through switching of a plurality of pins formed in the control module of the gateway, fast data transmission and reception can be performed, do.

본 발명의 권리범위는 위에서 설정된 일실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing embodiment, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims. It is self-evident.

1 : 센서필드 10 : 센서노드
20 : 게이트웨이 30 : 서버
201 : 제1통신모뮬 202 : 제2통신모듈
203 : 제어모듈 1: Sensor field 10: Sensor node
20: Gateway 30: Server
201: first communication module 202: second communication module
203: control module

Claims (6)

게이트웨이의 제1통신모듈이 적어도 하나의 센서노드로부터 데이터를 수신하여 외부 인터럽트를 발생시키는 단계;
상기 게이트웨이의 SRDY Pin이 Low 상태에서 상기 게이트웨이의 제어모듈이 MRDY Pin을 Low 상태로 전환하는 단계;
상기 MRDY Pin이 Low 상태로 전환되면 상기 제어모듈이 상기 제1통신모듈로 상기 데이터의 전송요청을 위한 요청메시지를 전송하는 단계;
상기 제어모듈이 상기 요청메시지의 전송 후 상기 SRDY Pin을 High 상태로 전환하는 단계;
상기 SRDY Pin이 High 상태로 전환되면 상기 제1통신모듈이 상기 데이터를 상기 제어모듈로 전송하는 단계;
상기 데이터의 전송 후 상기 제어모듈이 상기 제1통신모듈로 상기 데이터의 전송완료에 대한 응답메시지를 상기 제어모듈로 전송하는 단계; 및
상기 제어모듈이 상기 응답메시지를 수신하면 상기 MRDY Pin을 High로 전환하는 단계; 를 포함하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법.The first communication module of the gateway receiving data from at least one sensor node and generating an external interrupt;
Switching the MRDY Pin to a low state by the control module of the gateway when the SRDY Pin of the gateway is low;
Transmitting, by the control module, a request message for requesting transmission of the data to the first communication module when the MRDY Pin is changed to a low state;
Switching the SRDY Pin to a high state after the control module transmits the request message;
Transmitting, by the first communication module, the data to the control module when the SRDY Pin is changed to a High state;
Transmitting, by the control module, a response message to the first communication module indicating completion of transmission of the data to the control module after the transmission of the data; And
Switching the MRDY Pin to High when the control module receives the response message; Wherein the interrupt-based wireless gateway communication method comprises: 제 1항에 있어서,
상기 MRDY Pin을 High로 전환하는 단계 이후에,
상기 제어모듈이 상기 제1통신모듈로부터 수신받은 데이터 중 일반 문자열 데이터를 스트링 문자열 데이터로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 스트링 문자열 데이터를 제어모듈이 제2통신모듈로 전송하는 단계; 를 더 포함하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법.The method according to claim 1,
After the step of switching the MRDY Pin to High,
Converting the general character string data among the data received from the first communication module into string character string data; And
Transmitting the converted string string data to the second communication module by the control module; Further comprising: receiving an interrupt from the interrupt source; 게이트웨이의 제2통신모듈이 서버로부터 데이터를 수신하여 외부 인터럽트를 발생시키는 단계;
상기 외부 인터럽트가 발생하면 상기 게이트웨이의 제어모듈에서 상기 제2통신모듈로부터 데이터를 수신하는 단계;
상기 제어모듈이 MRDY Pin을 Low 상태로 전환하여 상기 데이터를 제1통신모듈을 통해 센서노드로 전송하기 위해 상기 제1통신모듈과의 통신을 대기하는 단계;
상기 제1통신모듈이 SRDY Pin을 Low 상태로 전환하는 단계;
상기 SRDY Pin이 Low 상태로 전환되면 상기 제어모듈이 상기 수신된 데이터를 상기 제1통신모듈로 전송하는 단계;
상기 데이터의 전송이 완료되면 상기 제1통신모듈이 SRDY Pin을 High 상태로 전환하는 단계;
상기 SRDY Pin이 High 상태로 전환되면 상기 제어모듈은 상기 데이터 전송에 대한 응답으로 상기 제어모듈로 상기 데이터 수신완료를 알리는 응답메시지 및 상기 데이터의 송수신 종료를 확인하는 확인메시지를 전송하는 단계; 및
상기 제어모듈이 상기 응답메시지 및 확인메시지의 수신 후 상기 MRDY Pin을 High로 전환하는 단계; 를 포함하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법.The second communication module of the gateway receiving data from the server and generating an external interrupt;
Receiving data from the second communication module in the control module of the gateway when the external interrupt occurs;
Waiting for communication with the first communication module to transfer the data to the sensor node via the first communication module by switching the MRDY Pin to a low state;
Switching the SRDY Pin to a low state by the first communication module;
Transmitting, by the control module, the received data to the first communication module when the SRDY Pin is changed to a Low state;
Switching the SRDY Pin to a high state when the data transmission is completed;
When the SRDY Pin is changed to a high state, the control module transmits a response message informing completion of the data reception and an acknowledgment message confirming the end of transmission / reception of the data to the control module in response to the data transmission; And
Switching the MRDY Pin to High after the control module receives the response message and the confirmation message; Wherein the interrupt-based wireless gateway communication method comprises: 제3항에 있어서,
상기 제2통신모듈이 상기 서버로부터 데이터를 수신하는 단계는,
상기 서버로부터 수신된 데이터의 마지막까지 상기 데이터를 저장하는 단계; 를 포함하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법.The method of claim 3,
Wherein the receiving of data from the server by the second communication module comprises:
Storing the data until the end of data received from the server; Wherein the interrupt-based wireless gateway communication method comprises: 제3항에 있어서,
상기 제어모듈에서 상기 제2통신모듈로부터 데이터를 수신하는 단계 이후에,
상기 제어모듈이 상기 제2통신모듈로부터 수신받은 데이터 중 스트링 문자열 데이터를 일반 문자열 데이터로 변환하는 단계; 를 더 포함하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법.The method of claim 3,
After receiving data from the second communication module in the control module,
Converting the string character string data among the data received from the second communication module into general character string data; Further comprising: receiving an interrupt from the interrupt source; 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어모듈은 상기 외부 인터럽트가 발생할 때까지 상기 게이트웨이를 슬립(Sleep) 상태로 유지하는 인터럽트 기반의 무선 게이트웨이 통신방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the control module maintains the gateway in a sleep state until the external interrupt occurs.
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