KR101684227B1 - Method for automatic configuration of networks - Google Patents

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KR101684227B1
KR101684227B1 KR1020160088154A KR20160088154A KR101684227B1 KR 101684227 B1 KR101684227 B1 KR 101684227B1 KR 1020160088154 A KR1020160088154 A KR 1020160088154A KR 20160088154 A KR20160088154 A KR 20160088154A KR 101684227 B1 KR101684227 B1 KR 101684227B1
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Abstract

The present invention relates to a method for automatically configuring a network, which prevents a node forming a home area network (HAN) from preventing collision between data by setting a response delay time using a random number. According to an embodiment of the present invention, a method of automatically configuring a network including a plurality of nodes comprises the steps of: (a) setting a master node and a slave node of the entire nodes; (b) allowing the master node to transmit a network adjusting signal to the slave node and give a node address to the slave node; and (c) allowing the slave node to receive the network adjusting signal, transmit a response signal to the master node, and receive and store a node address from the master node.

Description

네트워크 자동 구성 방법{METHOD FOR AUTOMATIC CONFIGURATION OF NETWORKS}{METHOD FOR AUTOMATIC CONFIGURATION OF NETWORKS}

본 발명은 네트워크 자동 구성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 HAN(Home Area Network)을 구성하는 노드가 난수를 이용한 응답 지연 시간 설정으로 데이터의 충돌을 방지하는 네트워크 자동 구성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a network automatic configuration method, and more particularly, to a network automatic configuration method in which a node constituting a HAN (Home Area Network) prevents a data collision by setting a response delay time using a random number.

전력을 수용가에 공급하는 사업체는 전력 사용량을 측정하는 계량기를 수용가에 설치하여 계량된 수치에 따라 사용 요금을 부과한다.Businesses that supply electricity to the consumer install a meter to measure electricity usage and charge a fee based on the metered value.

그런데, 사용 요금을 부과하는 대상이 많아지면 검침원이 계량기를 확인하여 사용 요금을 부과하는 방식을 부적절해진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 원격 검침 시스템이 제안되었다.However, if there are a large number of people who charge usage fees, the way the meter checker checks the meter and charges the usage fee becomes inadequate. To solve these problems, a remote meter reading system has been proposed.

이러한 원격 검침 시스템은 유선을 통한 원격 검침 시스템에서 무선을 통한 원격 검침 시스템으로 진화하고 있다.This remote meter reading system is evolving from the remote meter reading system via wire to the remote meter reading system via wireless.

이를 위해, 가전 기기 등 전기를 사용하는 장치 또는 장비의 전원 인입부에 설치되어 전기의 사용량을 감지하고, 감지 결과에 따른 서비스적인 후속 조치를 가능하게 하는 제반 구성이 필요하다.For this purpose, there is a need for a configuration that is installed in a power input portion of a device or an apparatus that uses electricity such as a household appliance to detect the amount of electricity used and enable service follow-up according to the detection result.

따라서, 원격 검침 기능을 이용하여 수용가의 수전점에 설치된 전력량계에서 유무선 통신으로 수용가의 전력량을 측정할 수 있도록 수용가 내의 전기 사용 기기 간의 네트워크 구성이 필요하다.Therefore, it is necessary to construct a network between the electric devices in the customer so that the electric power of the customer can be measured by wired / wireless communication in the watt hour meter provided at the water receiving point of the customer by using the remote meter reading function.

특허문헌 1: 한국공개특허공보 제10-2003-0020388호Patent Document 1: Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0020388

본 발명은 난수를 이용하여 응답 지연 시간을 설정하여 데이터의 충돌을 방지하는 네트워크 자동 구성 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a network automatic configuration method for preventing collision of data by setting a response delay time using a random number.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 노드를 포함하는 네트워크를 자동으로 구성하는 방법으로서, (a) 전체 노드 중 마스터 노드와 슬레이브 노드를 설정하는 단계, (b) 상기 마스터 노드가 상기 슬레이브 노드로 네트워크 조정 신호를 송신한 후 상기 슬레이브 노드에 노드 어드레스를 부여하는 단계, 및 (c) 상기 슬레이브 노드가 상기 네트워크 조정 신호를 수신하여 상기 마스터 노드로 응답 신호를 송신하고, 상기 마스터 노드로부터 노드 어드레스를 부여받아 저장하는 단계를 포함하는 네트워크 자동 구성 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of automatically configuring a network including a plurality of nodes, the method comprising: (a) setting a master node and a slave node among all nodes; (b) And (c) the slave node receives the network coordination signal and transmits a response signal to the master node, and transmits a node address from the master node to the slave node, And storing the received network configuration information.

본 발명은 슬레이브 노드에서 카오스 난수를 이용하여 응답 지연 시간을 설정함으로써 신호(데이터)의 충돌을 방지하여 네트워크를 자동으로 구성할 수 있다.The present invention can automatically configure a network by preventing collision of signals (data) by setting a response delay time using a random number in a slave node.

또한, 본 발명은 카오스 함수로 산출된 난수를 이용하여 중첩되지 않도록 응답 지연 시간을 설정함으로써, 응답 신호의 재전송 횟수를 감소시키고 송신 성공률을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the number of retransmissions of the response signal and improve the transmission success rate by setting the response delay time so as not to be overlapped by using the random number calculated by the chaos function.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 자동 구성 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 노드 모듈의 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 단계 S200을 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 1의 단계 S300을 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실험예에서 사용된 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실험예에서 사용된 재전송 알고리즘을 나타내는 순서도이다.
1 is a flowchart illustrating an automatic network configuration method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram exemplarily showing a structure of a node module.
FIG. 3 is a flowchart showing in detail the step S200 of FIG.
4 is a flowchart showing in detail the step S300 of FIG.
5 is a diagram showing a configuration of a network used in an experimental example of the present invention.
6 is a flowchart showing a retransmission algorithm used in the experimental example of the present invention.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention may be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 발명에서 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. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 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.In the present invention, the terms "comprises ", " comprising "," having ", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, Steps, operations, elements, components, or combinations of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description thereof will be omitted.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 지능적인 원격 검침을 위하여 고안된 HAN(Home Area Network) 시스템에 있어서 HAN을 구축하기 위하여 수용가(가정) 내 전기 사용 기기 간의 네트워크를 자동을 구성하기 위한 방법을 제시한다.In the present invention, a method for automatically configuring a network between electrical appliances in a consumer (home) to establish a HAN in a HAN (Home Area Network) system designed for intelligent remote meter reading is presented.

이를 위해서, 본 발명에서는 다양한 토폴로지(Topology)에 관계 없이 다수의 장치가 하나의 네트워크로 자동 구성되어 지능적인 HAN 기능 구현을 실현할 수 있다.To this end, in the present invention, a plurality of devices are automatically configured as one network regardless of various topologies, thereby realizing an intelligent HAN function implementation.

참고로, HAN은 가정 내의 모든 전기 사용기기들을 단일 네트워크로 구성하고 필요에 따라 모든 전기 사용기기의 전력 소모량을 측정하여 주 전력량계의 요구에 따라 검측된 결과를 전송하기 위한 기반 기술에 속한다.For reference, the HAN belongs to the infrastructure technology for constructing all the electrical appliances in the home into a single network, measuring the power consumption of all electric appliances as required, and transmitting the detected results according to the demand of the main watt-hour meter.

한편, 다수의 노드를 갖는 HAN은 다수의 노드가 동시에 신호(데이터)를 전송하게 되면 충돌이 일어나기 때문에 전송 재시도를 하게 된다. 이때, 재시도를 할 대에는 지연시간의 설정이 매우 중요하다. 지연시간의 설정이 잘못되면 재시도의 성공률이 떨어지기 때문이다. 따라서, 다수의 노드를 갖는 HAN에서는 신호(데이터) 충돌에 대한 해결책이 있어야 한다.On the other hand, when a plurality of nodes transmit signals (data) at the same time, a HAN having a plurality of nodes performs a transmission retry because a collision occurs. At this time, it is very important to set the delay time when retrying. If the delay time is set incorrectly, the success rate of the retry decreases. Thus, in a HAN with multiple nodes, there must be a solution to the signal (data) collision.

이를 위해, 본 발명에서는 HAN에서 신호(데이터)의 충돌을 해결할 수 있는 방법을 설명한다.To this end, a method for solving a collision of signals (data) in the HAN will be described in the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 자동 구성 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating an automatic network configuration method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 자동 구성 방법은 수용가 내의 전기 장치 각각을 개별 노드로 설정하고, 전체 노드 중 마스터 노드와 슬레이브 노드를 설정하는 단계(S100), 마스터 노드가 상기 슬레이브 노드로 네트워크 조정 신호를 송신한 후 슬레이브 노드에 노드 어드레스를 부여하는 단계(S200), 및 슬레이브 노드가 네트워크 조정 신호를 수신하여 마스터 노드로 응답 신호를 송신하고, 마스터 노드로부터 노드 어드레스를 부여받아 저장하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method for automatically configuring a network according to an embodiment of the present invention includes setting each of electrical devices in a customer as individual nodes, setting a master node and a slave node among all nodes (S100) A step S200 of transmitting a network adjustment signal to the slave node and assigning a node address to the slave node; and a step of transmitting a response signal to the master node by receiving the network adjustment signal, And storing and storing (S300).

구체적으로, 단계 S100에서는 수용가 내의 복수의 전기 사용기기들 각각을 개별 노드로 설정할 수 있다. 이때, 복수의 전기 사용기기들 각각에는 도 2에 도시된 바와 같은 구조로 노드 모듈이 포함될 수 있다.Specifically, in step S100, each of the plurality of electricity-using devices in the customer can be set as individual nodes. At this time, each of the plurality of electric appliances may include a node module having a structure as shown in FIG.

예를 들면, 노드 모듈은 전기 또는 전자제품의 내부에 내장되거나 외부에 모듈 형태로 장착되어 교류 전압과 전류를 측정할 수 있다. 또한, 노드 모듈은 측정 결과를 HAN을 통하여 전달할 수 있다. 이때, 모든 데이터는 암호화 및 복호화가 기본적으로 적용될 수 잇다. 또한, 마이크로프로세서(MPU)(100)에는 효율적인 HAN 네트워크 구성을 위한 알고리즘이 내장될 수 있다. 또한, 노드 모듈은 무선 통신을 위해 블루투스, 지그비, 와이파이, Z-wave 등의 다양한 통신 장치를 포함할 수 있다.For example, a node module can be embedded inside an electrical or electronic product or mounted modularly on the outside to measure AC voltage and current. In addition, the node module can transmit the measurement result through the HAN. At this time, encryption and decryption of all data can be basically applied. In addition, the microprocessor (MPU) 100 may include an algorithm for an efficient HAN network configuration. The node module may also include various communication devices such as Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi, Z-wave for wireless communication.

또한, 단계 S100에서는 전체 노드 중 선택된 하나의 노드를 마스터(Master) 노드로 설정하고, 나머지를 슬레이브(Slave) 노드로 설정할 수 있다. In addition, in step S100, a selected one of all nodes may be set as a master node, and the remaining one may be set as a slave node.

여기서, 마스터 노드는 전체 노드의 수량을 파악하고 슬레이브 노드와 통신하기 위해서, 슬레이브 노드에 노드 어드레스를 부여할 수 있다. 이때, 전체 노드의 수량 파악은 새로운 노드가 추가될 때마다 자동으로 진행될 수 있다.Here, the master node can grasp the total number of nodes and assign the node address to the slave node in order to communicate with the slave node. At this time, the total number of nodes can be automatically checked every time a new node is added.

예를 들면, 새로운 노드가 마스터 노드로 설정되고, 마스터 노드가 전체 노드의 수량을 파악하고 자신의 존재를 알리는 의미로 네트워크를 조정 또는 재조정하기 위해서 슬레이브 노드에 새로운 노드 어드레스를 부여할 수 있다.For example, a new node may be set as the master node, and the master node may assign a new node address to the slave node in order to grasp the quantity of the entire node and adjust or rebalance the network in the sense of informing its existence.

슬레이브 노드는 마스터 노드로부터 노드 어드레스를 부여받으며, 마스터 노드와 직접 또는 간접적으로 통신할 수 있다.The slave node is given a node address from the master node, and can directly or indirectly communicate with the master node.

다음, 단계 S200은 네트워크 조정 신호를 송신하는 마스터 노드가 수행할 수 있다.Next, step S200 may be performed by the master node transmitting the network adjustment signal.

여기서는, 도 3을 더 참조하여 단계 S200을 상세하게 설명한다.Here, step S200 will be described in detail with further reference to Fig.

도 3을 참조하면, 우선 마스터 노드에 전원을 인가하여 마스터 노드를 파워-온(power-on) 시킬 수 있다(S210).Referring to FIG. 3, the master node may be powered on by powering on the master node (S210).

다음, 미리 설정된 바에 의해 마스터 노드가 사용자 단말기와 근거리 무선 통신으로 페어링할 수 있다(S220). 이때, 사용자 단말기는 스마트폰과 같은 이동통신 단말기일 수 있다. 이러한 페어링을 통해 신규 노드를 추가와 노드 정보의 변경을 구분할 수 있다. 즉, 페어링은 신규 노드를 추가하는 경우에 수행하는 것이다. 예를 들면, 네트워크에 등록되었다가 통신 두절로 인하여 감소된 노드가 다시 네트워크에 추가되는 경우, 신규 노드를 추가하는 경우 달리 사용자 단말기와 페어링하지 않을 수 있다.Next, the master node can pair with the user terminal by short-range wireless communication (S220). At this time, the user terminal may be a mobile communication terminal such as a smart phone. Through this pairing, it is possible to distinguish addition of a new node and change of node information. That is, pairing is performed in the case of adding a new node. For example, if a node that has been registered in the network but is reduced due to communication disconnection is added to the network again, it may not otherwise pair with the user terminal when adding a new node.

다음, 사용자 단말기에서 마스터 노드에 네트워크 조정을 지시할 수 있다(S230). 여기서, 사용자 단말기는 사용자의 입력에 따라 네트워크 조정을 지시하는 신호를 마스터 노드로 송신할 수 있다.Next, the user terminal may instruct the master node to adjust the network (S230). Here, the user terminal may transmit a signal instructing the network coordination to the master node according to the input of the user.

다음, 네트워크 조정을 지시받은 마스터 노드가 슬레이브 노드로 네트워크 조정 신호를 송신할 수 있다(S240). 이때, 마스터 노드는 네트워크 조정 신호를 이용하여 전체 노드의 수량을 파악하고 새로운 노드의 존재를 알리는 의미로 네트워크를 조정 또는 재조정하기 위해서 슬레이브 노드에게 응답을 요청할 수 있다.Next, the master node which has been instructed to perform the network adjustment can transmit the network adjustment signal to the slave node (S240). At this time, the master node can request a response to the slave node in order to grasp the quantity of all the nodes using the network adjustment signal and adjust or re-adjust the network in the sense of informing the existence of the new node.

다음, 마스터 노드는 슬레이브 노드의 응답(Ack) 신호를 기다리고(S250), 설정된 대기 시간(예컨대, 약 2s)이 초과하였는지 판단할 수 있다(S260). 만약, 설정된 대기 시간을 초과하면 마스터 노드는 슬레이브 노드에서 송신된 응답 신호에 문제가 발생한 것으로 판단하고 네트워크 조정 신호에 대한 응답 신호를 다시 기다릴 수 있다.Next, the master node waits for a response (Ack) signal of the slave node (S250) and can determine whether the set waiting time (for example, about 2s) is exceeded (S260). If the set waiting time is exceeded, the master node may determine that a problem has occurred in the response signal transmitted from the slave node and wait for a response signal to the network adjustment signal again.

다음, 마스터 노드는 응답 신호를 수신한 경우 응답 신호를 송신한 슬레이브 노드로 노드 어드레스가 부여된 어드레스 설정 신호를 송신할 수 있다(S270).Next, when receiving the response signal, the master node can transmit the address setting signal given the node address to the slave node that has transmitted the response signal (S270).

다음, 마스터 노드는 어드레스 설정 신호에 대한 슬레이브 노드의 응답 신호를 기다리고(S280), 설정된 대기 시간(예컨대, 약 100ms)이 초과하였는지 판단할 수 있다(S290). 만약, 설정된 대기 시간을 초과하면 마스터 노드는 슬레이브 노드로부터 송신된 응답 신호에 문제가 발생한 것으로 판단하고 네트워크 조정 신호에 대한 응답 신호를 다시 기다릴 수 있다.Next, the master node waits for a response signal of the slave node to the address setting signal (S280), and determines whether the set waiting time (for example, about 100 ms) is exceeded (S290). If the set waiting time is exceeded, the master node determines that a problem has occurred in the response signal transmitted from the slave node, and can wait for a response signal to the network adjustment signal again.

다음, 마스터 노드는 응답 신호를 수신한 경우 응답 신호를 송신한 슬레이브 노드로 재응답(ReAck) 신호를 송신할 수 있다(S295).Next, when receiving a response signal, the master node can transmit a ReAck signal to the slave node that transmitted the response signal (S295).

다음, 단계 S300은 네트워크 조정 신호를 수신하는 슬레이브 노드가 수행할 수 있다.Next, step S300 may be performed by the slave node receiving the network adjustment signal.

여기서는 도 4를 참조하여 단계 S300을 상세하게 설명한다.Here, step S300 will be described in detail with reference to FIG.

도 4를 참조하면, 우선 슬레이브 노드는 신호 수신 대기 상태를 유지하다가(S310), 네트워크 조정 신호를 수신할 수 있다(S320).Referring to FIG. 4, the slave node maintains a signal reception standby state (S310) and may receive a network adjustment signal (S320).

다음, 슬레이브 노드는 카오스 난수를 이용하여 응답 지연 시간을 설정할 수 있다(S330). 구체적으로, 슬레이브 노드는 난수 발생기를 이용하여 카오스 난수를 산출할 수 있다. 이때, 카오스 난수는 하기 수학식으로 설정된 카오스 함수를 이용하여 산출할 수 있다.Next, the slave node can set the response delay time using the chaotic random number (S330). Specifically, the slave node can calculate a random number using a random number generator. At this time, the chaotic random number can be calculated using the chaos function set by the following equation.

Figure 112016067425937-pat00001
Figure 112016067425937-pat00001

수학식 1에서 Y는 난수이고, X는 임의의 수이고, n은 자연수, 특히 임의의 고정된 자연수로 설정될 수 있다.In the equation (1), Y is a random number, X is an arbitrary number, and n can be set to a natural number, in particular, any fixed natural number.

다음, 슬레이브 노드는 설정된 응답 지연 시간만큼 시간을 지연시킨 후(S340), 응답 신호를 송신할 수 있다(S350).Next, the slave node delays the time by the set response delay time (S340) and transmits a response signal (S350).

다음, 슬레이브 노드는 마스터 노드로부터 송신되는 어드레스 설정 신호를 기다리고(S360), 설정된 대기 시간(예컨대, 약 100ms)이 초과하였는지 판단할 수 있다(S370). 만약, 설정된 대기 시간을 초과하면 슬레이브 노드는 응답 신호가 마스터 노드에 전달되지 않은 것으로 판단하고 응답 지연 시간을 다시 설정하여 네트워크 조정 신호에 대한 응답 신호를 재송신할 수 있다.Next, the slave node waits for an address setting signal transmitted from the master node (S360) and determines whether the set waiting time (for example, about 100 ms) is exceeded (S370). If the set waiting time is exceeded, the slave node determines that the response signal has not been transmitted to the master node, resets the response delay time, and retransmits the response signal to the network adjustment signal.

다음, 슬레이브 노드는 어드레스 설정 신호를 수신한 경우, 수신한 어드레스 설정 신호로부터 자신에게 부여된 노드 어드레스를 확인하여 저장할 수 있다(S380).Next, when receiving the address setting signal, the slave node can confirm and store the node address given to itself from the received address setting signal (S380).

전체 노드의 모든 슬레이브 노드는 단계 S300을 통해 신규 어드레스를 부여받을 수 있다. 또한, 이 과정에서 전체 노드의 수량을 파악할 수 있다.All the slave nodes of the entire node can be given a new address through step S300. Also, in this process, the total number of nodes can be grasped.

본 발명의 일 실예에 따른 네트워크 자동 구성 방법은 슬레이브 노드에서 카오스 난수를 이용하여 응답 지연 시간을 설정함으로써 신호(데이터)의 충돌을 방지하여 네트워크를 자동으로 구성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a slave node can automatically configure a network by preventing collision of signals (data) by setting a response delay time using a random number of chaos in a slave node.

한편, 본 발명의 일 실예에 따른 네트워크 자동 구성 방법에서는 마지막에 등록되는 노드 또는 신규로 등록되는 노드가 마스터 노드의 어드레스를 갖게 되며 마스터 역할을 수행할 수 있다. 또한, 나머지 노드들은 슬레이브 노드로 작동할 수 있다. 이때, 마스터 노드는 근거리 무선 통신을 통하여 명령을 받고 그 내용을 나머지 노드들에 전달하거나 각 노드의 상황을 상위 계층에 보고할 수 있다.Meanwhile, in the network automatic configuration method according to an exemplary embodiment of the present invention, a node registered last or a newly registered node has an address of the master node and can perform a master role. In addition, the remaining nodes may operate as slave nodes. At this time, the master node can receive the command through short-range wireless communication, transfer its contents to the remaining nodes, or report the status of each node to the upper layer.

또 한편, 본 발명의 일 실예에 따른 네트워크 자동 구성 방법에서는 노드 정보의 변경을 감지함에 있어서 노드의 증가는 신규 노드 추가 알고리즘과 동일하게 적용할 수 있다. 반면에, 노드의 감소는 마스터 노드와의 통신 두절로 인하여 감소로 인지되며 마스터 노드가 내부 라우팅 테이블을 수정 적용하여 감소된 노드와 별도의 주기로 지속적으로 통신을 시도하고 재 개통시 라우팅 테이블을 복원 처리할 수 있다.In the network automatic configuration method according to an exemplary embodiment of the present invention, the increment of the node in detecting the change of the node information can be applied in the same manner as the new node addition algorithm. On the other hand, the reduction of the node is recognized as a decrease due to communication disconnection with the master node, and the master node modifies the internal routing table to continuously attempt communication with the reduced node in a separate cycle, and restores the routing table can do.

여기서는, 카오스 난수를 이용한 응답 지연 시간의 설정 효과를 살펴본다. Here, the effect of setting the response delay time using the chaotic random number will be described.

실험을 위하여 도 5와 같이 1개의 메인 노드와 30개의 슬레이브 노드를 구성한다. 모든 노드는 자신의 어드레스를 1~30으로 지정한다. 모든 슬레이브 노드는 동일한 프로그램이 적용된다. 본 실험은 동시에 이벤트를 발생 되었을 때 재 전송 성공률을 확인하기 위함이며, 30개의 슬레이브 노드에 동시에 이벤트를 발생시키기 위해서 스위치(Trigger)를 사용한다. 즉, 스위치(Trigger)를 작동시키면 30개의 슬레이브 노드에는 이벤트가 발생하고 동시에 데이터를 전송한다. 이때, 30개의 슬레이브 노드에서 전송된 모든 데이터는 충돌로 인하여 파괴된다. 이러한 실험을 100회 반복하며, 응답 지연 시간의 조건은 3종류를 실험한다. 이때 평가의 척도는 전송 결과로 판단한다.For the experiment, one main node and 30 slave nodes are configured as shown in FIG. All nodes designate their own addresses from 1 to 30. The same program applies to all slave nodes. This experiment is to confirm the success rate of re-transmission when an event is generated at the same time, and uses a trigger to generate an event at thirty slave nodes at the same time. That is, activating the trigger triggers an event to 30 slave nodes and simultaneously transmits data. At this time, all data transmitted from 30 slave nodes are destroyed due to collision. These experiments are repeated 100 times, and the condition of response delay time is experimented with three kinds. At this time, the scale of the evaluation is determined as the transmission result.

지연방법의 종류Types of delay methods 일정시간 지연Time delay 어드레스를 포함한 지연Delay with address 카오스 난수 지연Chaos random number delay 구현 방법How to implement 20ms20ms 어드레스(n)ㅧ5msAddress (n) ㅧ 5ms 카오스 난수 ㅧ1msChaos random number ㅧ 1ms 이론적 지연범위Theoretical delay range 20ms20ms 5 ~ 150ms
(n=1 ~ 30)
5 ~ 150ms
(n = 1 to 30)
1 ~ 256ms1 to 256ms
이론적 성공률Theoretical success rate 60%60% 90%90% 100%100% 실험 조건Experimental conditions 슬레이브 노드 30개, 의도적 충돌 100회씩, 충돌 후 재시도에 따른 성공률 측정30 slave nodes, intentional collision 100 times, success rate after retry after collision

표 1에서는 3종류의 지연시간 설정 방법을 이용한 실험 방법을 나타낸다.Table 1 shows experimental methods using three kinds of delay time setting methods.

여기서, 실험의 공정성을 위하여 재전송 알고리즘을 도 6과 같이 설정한다. 재전송 횟수가 많아지면 전송률이 상승하므로 재전송 횟수는 3회로 설정한다. 따라서, 재전송 횟수가 3회를 초과하면 실패로 처리한다.Here, the retransmission algorithm is set as shown in FIG. 6 for the fairness of the experiment. When the number of retransmissions increases, the transmission rate increases. Therefore, the number of retransmissions is set to three. Therefore, if the number of retransmissions exceeds 3, it is regarded as a failure.

또한, 본 실험에서 난수 발생을 위한 카오스 함수는 상기 수학식 1을 이용한다.Also, in this experiment, the chaotic function for random number generation uses Equation (1).

본 실험에 의한 결과는 하기 표 2를 통해 확인할 수 있다.The results of this experiment are shown in Table 2 below.

지연 방법 종류Types of delay methods 일정시간 지연Time delay 어드레스를 포함한 지연Delay with address 카오스 난수 지연Chaos random number delay 실험 횟수Number of experiments 100회100 times 100회100 times 100회100 times 성공한 슬레이브 노드의 수
(최소- 최대)
Number of successful slave nodes
(Min-max)
18개 ~ 24개18 ~ 24 16개 ~ 29개16 ~ 29 29개 ~ 30개29 ~ 30
평균Average 21.18개21.18 25.22개25.22 29.84개29.84 성공률Success rate 70.60%70.60% 84.07%84.07% 99.47%99.47% 실패 이유Reason for failure 재전송 횟수 3회 초과More than 3 retransmissions

상기의 실험 결과와 같이 카오스 함수를 이용한 난수의 발생은 중첩되지 않는 수를 발생시켜 응답 지연 시간을 다르게 설정함으로써 데이터의 충돌을 방지할 수 있다.As in the above experimental results, generation of a random number using a chaotic function can prevent data collision by generating a non-overlapping number and setting a response delay time differently.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

100: 마이크로프로세서100: microprocessor

Claims (6)

복수의 노드를 포함하는 네트워크를 자동으로 구성하는 방법으로서,
(a) 전체 노드 중 마스터 노드와 슬레이브 노드를 설정하는 단계;
(b) 상기 마스터 노드가 상기 슬레이브 노드로 네트워크 조정 신호를 송신한 후 상기 슬레이브 노드에 노드 어드레스를 부여하는 단계; 및
(c) 상기 슬레이브 노드가 상기 네트워크 조정 신호를 수신하여 상기 마스터 노드로 응답 신호를 송신하고, 상기 마스터 노드로부터 노드 어드레스를 부여받아 저장하는 단계;를 포함하되,
상기 (c) 단계에서는,
상기 슬레이브 노드가 상기 네트워크 조정 신호를 수신하는 단계;
상기 슬레이브 노드가 난수 발생기를 이용하여 카오스 난수를 산출하고, 상기 카오스 난수를 이용하여 응답 지연 시간을 설정하는 단계;
상기 응답 지연 시간만큼 시간을 지연시킨 후 상기 마스터 노드로 응답 신호를 송신하는 단계;
상기 슬레이브 노드가 상기 마스터 노드로부터 송신되는 어드레스 설정 신호를 기다리고, 설정된 대기 시간이 초과하는지 판단하는 단계; 및
상기 슬레이브 노드가 상기 어드레스 설정 신호를 수신하고 상기 어드레스 설정 신호로부터 자신에게 부여된 노드 어드레스를 확인하여 저장하는 단계;
를 포함하는, 네트워크 자동 구성 방법.
A method for automatically configuring a network comprising a plurality of nodes,
(a) setting a master node and a slave node among all nodes;
(b) assigning a node address to the slave node after the master node transmits a network coordination signal to the slave node; And
(c) receiving, by the slave node, the network adjustment signal, transmitting a response signal to the master node, and receiving and storing a node address from the master node,
In the step (c)
The slave node receiving the network coordination signal;
The slave node calculating a random number using a random number generator and setting a response delay time using the random number;
Delaying a time corresponding to the response delay time and transmitting a response signal to the master node;
Waiting for an address setting signal transmitted from the master node to determine whether the set waiting time is exceeded; And
The slave node receiving the address setting signal and confirming and storing the node address given to it from the address setting signal;
/ RTI >
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서는,
상기 마스터 노드에 전원을 인가하는 단계;
상기 마스터 노드와 사용자 단말기가 근거리 무선 통신으로 페어링하는 단계;
상기 사용자 단말기에서 상기 마스터 노드에 네트워크 조정을 지시하는 단계;
상기 마스터 노드에서 상기 슬레이브 노드로 네트워크 조정 신호를 송신하는 단계;
상기 슬레이브 노드로부터 응답 신호를 기다리고, 설정된 대기 시간을 초과하는지 판단하는 단계; 및
응답 신호를 송신한 슬레이브 노드로 상기 마스터 노드가 노드 어드레스가 부여된 어드레스 설정 신호를 송신하는 단계;
를 포함하는, 네트워크 자동 구성 방법.
The method according to claim 1,
In the step (b)
Applying power to the master node;
Pairing the master node and the user terminal in short distance wireless communication;
Instructing the master node to perform network coordination at the user terminal;
Transmitting a network coordination signal from the master node to the slave node;
Waiting for a response signal from the slave node and determining whether the waiting time exceeds a set waiting time; And
Transmitting an address setting signal to which the master node has given a node address to a slave node that has transmitted a response signal;
/ RTI >
제2항에 있어서,
상기 (b) 단계에서는,
상기 마스터 노드가 상기 어드레스 설정 신호에 대한 상기 슬레이브 노드의 응답 신호를 기다리고, 설정된 대기 시간을 초과하는지 판단하는 단계; 및
응답 신호를 송신한 슬레이브 노드로 상기 마스터 노드가 재응답 신호를 송신하는 단계;
를 더 포함하는, 네트워크 자동 구성 방법.
3. The method of claim 2,
In the step (b)
Waiting for a response signal of the slave node to the address setting signal and determining whether the master node exceeds a set waiting time; And
Transmitting a re-acknowledgment signal from the master node to a slave node which has transmitted a response signal;
Further comprising the steps of:
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 난수 발생기는
Figure 112016103219939-pat00002
(Y는 난수, X는 임의의 수, n은 자연수 )로 설정된 카오스 함수를 이용하여 상기 카오스 난수를 산출하는, 네트워크 자동 구성 방법.
The method according to claim 1,
The random number generator
Figure 112016103219939-pat00002
(Y is a random number, X is an arbitrary number, and n is a natural number), the chaotic random number is calculated.
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