KR101730264B1 - Method and Apparatus for Low Power Wireless Sensor Network Communication Using Shared Channel Wake-up Transceiver in Wireless Sensor Networks - Google Patents
Method and Apparatus for Low Power Wireless Sensor Network Communication Using Shared Channel Wake-up Transceiver in Wireless Sensor Networks Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 무선 센서 네트워크 통신 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 무선 공유 채널 웨이크-업 송수신기를 이용한 저전력 무선 센서 네트워크 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless sensor network communication method and apparatus, and more particularly, to a low power wireless sensor network communication method and apparatus using a wireless shared channel wake-up transceiver.
많은 센서 노드를 원하는 지역에 설치하여 센싱한 정보를 싱크 노드로 다중 홉을 거쳐서 전송하는 네트워크를 무선 센서 네트워크라고 한다. 한번 설치한 센서 노드는 충전 및 배터리 교환이 어렵기 때문에 전력 소모를 줄이는 것이 매우 중요하다. 센서 노드에서 가장 많은 전력을 소모하는 부분이 통신 부분이다. 통신에서의 소모 전력을 줄이기 위한 방식으로 크게 두 가지가 제안 되어 왔는데, 듀티 사이클(duty cycle) 방식과 웨이크-업 라디오(wake-up radio) 방식이다. A wireless sensor network is a network in which many sensor nodes are installed in a desired area, and the sensed information is transmitted to a sink node through multiple hops. Once installed, it is very important to reduce power consumption because it is difficult to charge and replace batteries. The most consuming part of the sensor node is the communication part. Two approaches have been proposed to reduce power consumption in communication: a duty cycle method and a wake-up radio method.
듀티 사이클 방식은 통신 모듈을 대부분의 시간 동안 꺼두고(휴면 모드: sleep mode), 통신이 필요할 때만 켜서(활동 모드: active mode) 통신을 하는 방식이다. 이를 통하여 대부분의 시간 동안 센서 노드는 휴면 모드로 존재하며 통신 모듈을 꺼두고 있기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다. 하지만 통신하기 위해서는 센서 노드들이 통신하고자 할 때 동시에 활동 모드에 있어야 된다는 어려움이 발생한다. The duty cycle method is to turn off the communication module for most of the time (sleep mode) and turn on the communication only when necessary (active mode). Through this, the sensor node exists in the sleep mode for most of the time and power consumption can be reduced because the communication module is turned off. However, in order to communicate, it is difficult for the sensor nodes to be in the active mode at the same time when they want to communicate.
웨이크-업 라디오 방식은 단일 통신 모듈을 사용하는 앞의 방식과는 다르게 초저전력으로 동작하는 웨이크-업 라디오 통신 모듈을 추가로 부착하는 방식이다. 이 방식은 메인 데이터 라디오는 휴면 모드를 유지하고 웨이크-업 라디오 통신 모듈은 계속 활동 모드에 있으면서 보초병 역할을 하는 방식이다. 통신을 하기 위해서는 웨이크-업 라디오를 이용해서 상대 센서 노드에게 웨이크-업 신호를 보내고 웨이크-업 신호를 받은 웨이크-업 라디오는 센서 노드의 메인 데이터 라디오 통신 모듈을 활동 모드로 바꿔서 상대 센서 노드와 통신을 한다.The wake-up radio scheme is a method of additionally attaching a wake-up radio communication module operating at ultra low power, unlike the previous scheme using a single communication module. In this way, the main data radio remains in sleep mode and the wake-up radio communication module remains in active mode and acts as a sentry. In order to communicate, the wake-up radio sends a wake-up signal to the relative sensor node using the wake-up radio, and the wake-up radio receives the wake-up signal to change the main data radio communication module of the sensor node to the active mode, .
웨이크-업 라디오 방식은 웨이크-업 라디오가 상대 센서 노드를 깨우는 방식에 따라 두 가지로 분류 할 수 있는데, 거리 기반 (Range-based) 방식과 아이덴티티 기반 (Identity-based) 방식이 있다. 거리 기반 방식은 웨이크-업 신호를 보내면 신호가 들리는 거리에 있는 모든 센서 노드가 깨어나는 방식이다. 이 방식은 웨이크-업 신호를 수신하는 부분이 간단하고 여러 센서 노드에게 동시에 패킷을 보낼 때 효율적이라는 장점이 있는 반면, 유니 캐스트 통신에서는 통신 대상이 아닌 다른 센서 노드들도 깨어나서 에너지 낭비가 발생한다는 단점이 있다. 아이덴티티 기반 방식은 웨이크-업 신호를 보낼 때 상대 센서 노드를 지정해서 신호를 보냄으로써 원하는 센서 노드만 깨우는 방식이다. 웨이크-업 신호가 좀 더 복잡하다는 단점이 있지만 원하는 센서 노드만 깨울 수 있기 때문에 유니 캐스트 통신에서 에너지 효율적으로 동작 할 수 있다.The wake-up radio scheme can be classified into two types according to the manner in which the wake-up radio wakes up the relative sensor node, namely, a distance-based scheme and an identity-based scheme. The distance-based method is a way in which all sensor nodes at a distance where the signal can be awakened by sending a wake-up signal. This method is advantageous in that a part for receiving a wake-up signal is simple and is effective for simultaneously sending packets to a plurality of sensor nodes. On the other hand, in unicast communication, other sensor nodes other than the communication target are woken up, . In the identity-based scheme, when a wake-up signal is sent, a sensor node is designated and a signal is sent to wake up only a desired sensor node. Although the wake-up signal is more complicated, it can operate in energy-efficient manner in unicast communication because it can wake only the desired sensor node.
종래의 웨이크-업 라디오 방식은 메인 데이터 라디오 통신 모듈과 웨이크-업 라디오 통신 모듈이 서로 다른 무선 통신 채널을 각각 사용하는 독립 채널을 이용한다. 독립 채널 방식은 메인 데이터 라디오와 웨이크-업 라디오가 동시에 통신을 할 수 있다는 장점이 있는 반면 더 넓은 영역의 주파수를 사용한다는 단점이 있다. 한편, 웨이크-업 라디오가 독립 채널을 사용하는 경우에 제1 센서 노드가 웨이크-업 라디오의 채널이 비어 있어서 데이터를 전송할 목적지인 제2 센서 노드를 깨웠지만 다른 센서 노드들 간에 메인 데이터 라디오를 통해 통신 중이어서 제1 및 제2 센서 노드는 다른 센서 노드들 간의 통신이 끝날 때까지 기다려야 할 수 있다. In the conventional wake-up radio system, the main data radio communication module and the wake-up radio communication module use independent channels each using different radio communication channels. The independent channel scheme has the advantage that the main data radio and the wake-up radio can communicate at the same time, but uses a wider range of frequencies. On the other hand, when the wake-up radio uses an independent channel, the first sensor node wakes up the second sensor node, which is the destination of data transmission, because the channel of the wake-up radio is empty, During communication, the first and second sensor nodes may have to wait until communication between the other sensor nodes is completed.
본 발명의 과제는 웨이크-업 채널이 비어있어서 메인 데이터 라디오 통신 모듈을 활성화시켰음에도 불구하고 메인 데이터 라디오는 통신이 불가능해서 불필요하게 깨어 있어야 되는 상황이 발생하지 않도록 하는 저전력 무선 센서 네트워크 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.The present invention provides a low power wireless sensor network communication method and apparatus for preventing a situation in which a main data radio is not able to communicate even though a main data radio communication module is activated due to an empty wake- .
본 발명의 다른 과제는 웨이크-업 라디오와 메인 데이터 라디오가 MAC을 중복적으로 수행하는 상황이 발생하지 않도록 하는 저전력 무선 센서 네트워크 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a low power wireless sensor network communication method and apparatus for preventing a situation where a wake-up radio and a main data radio perform MAC duplication.
본 발명의 또 다른 과제는 주파수를 더 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 저전력 무선 센서 네트워크 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.A further object of the present invention is to provide a low power wireless sensor network communication method and apparatus which can utilize frequencies more efficiently.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예의 일 특징에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 데이터를 전송하는 방법이 제공된다. 본 방법은 센서 노드가 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지하는 단계, 상기 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우, 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계, 및 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. According to an aspect of an embodiment of the present invention, a method of transmitting data in a wireless sensor network is provided. The method includes the steps of sensing whether a sensor node is occupied by a wireless shared channel, transmitting the wake-up signal over the wireless shared channel if the wireless shared channel is detected as not occupied, and And transmitting data from the sensor node to another sensor node through the wireless shared channel.
일 실시예에서, 상기 센서 노드는 웨이크-업 라디오 수신기(wake-up radio receiver)를 포함하고, 본 방법에서 상기 센서 노드가 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the sensor node comprises a wake-up radio receiver, wherein the step of sensing whether the sensor node is occupied by a wireless shared channel in the method comprises: - detecting if the wireless shared channel is occupied using an up-radio receiver.
일 실시예에서, 상기 센서 노드는 웨이크-업 라디오 송신기(wake-up radio transmitter)를 더 포함하고, 본 방법에서 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 웨이크-업 신호를 수신 가능한 거리 범위 내에 있는 복수의 타 센서 노드로 상기 웨이크-업 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the sensor node further comprises a wake-up radio transmitter, wherein in the method, the sensor node transmitting the wake-up signal over the wireless shared channel comprises the steps of: The sensor node may transmit the wake-up signal to a plurality of other sensor nodes within a distance range that can receive the wake-up signal via the wireless shared channel using the wake-up radio transmitter .
일 실시예에서, 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 신호의 전송이 성공했는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the step of the sensor node transmitting a wake-up signal over the wireless shared channel may include determining that the sensor node has successfully transmitted the wake-up signal.
일 실시예에서, 상기 센서 노드는 메인 데이터 라디오 송신기(main radio transmitter)를 포함하고, 본 방법에서 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 신호의 전송이 성공했다고 판단하는 경우, 상기 센서 노드가 상기 메인 데이터 라디오 송신기를 활성화시키고, 상기 메인 데이터 라디오 송신기를 이용하여 상기 타 센서 노드로 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the sensor node includes a main radio transmitter, wherein the step of the sensor node transmitting data to the other sensor node via the wireless shared channel comprises: Activating the main data radio transmitter and transmitting the data to the other sensor node using the main data radio transmitter if the sensor node determines that the transmission of the wake- have.
일 실시예에서, 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 데이터의 전송이 성공했는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the step of the sensor node transmitting data to another sensor node via the wireless shared channel may include determining that the sensor node has successfully transmitted the data.
일 실시예에서, 상기 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우, 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계는 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 브로드캐스트하는 단계를 포함하고, 상기 센서 노드는 상기 웨이크-업 신호의 전송용 및 상기 데이터의 전송용으로 상기 무선 공유 채널을 공유할 수 있다. In one embodiment, when the wireless shared channel is detected to be non-occupied, the step of the sensor node transmitting a wake-up signal over the wireless shared channel may be performed by the sensor node using the wake- And broadcasting a wake-up signal over the wireless shared channel, wherein the sensor node may share the wireless shared channel for transmission of the wake-up signal and for transmission of the data.
본 발명의 실시예의 다른 특징에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 데이터를 전송하는 방법이 제공된다. 본 방법은 제1 센서 노드가 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지하는 단계, 상기 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우, 상기 제1 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 제2 센서 노드로 웨이크-업 신호를 전송하는 단계, 및 상기 제1 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 제2 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of an embodiment of the present invention, a method of transmitting data in a wireless sensor network is provided. The method comprises the steps of: sensing whether a first sensor node is occupied by a wireless shared channel; when the first sensor node is detected as not occupying the wireless shared channel, Up signal, and the first sensor node transmitting data to the second sensor node via the wireless shared channel.
일 실시예에서, 상기 제1 센서 노드는 웨이크-업 라디오 수신기를 포함하고,상기 제1 센서 노드가 무선 공유 채널이 비어있는지를 감지하는 단계는, 상기 제1 센서 노드가 상기 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널이 비어있는지를 감지하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first sensor node includes a wake-up radio receiver, and the step of the first sensor node detecting that the wireless shared channel is empty comprises: And detecting whether the wireless shared channel is empty by using the wireless shared channel.
일 실시예에서, 상기 제1 센서 노드는 웨이크-업 라디오 송신기를 더 포함하고, 상기 제1 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 제2 센서 노드로 웨이크-업 신호를 전송하는 단계는, 상기 제1 센서 노드가 상기 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 상기 제2 센서 노드로 상기 웨이크-업 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first sensor node further comprises a wake-up radio transmitter, and the step of the first sensor node transmitting a wake-up signal to the second sensor node via the wireless shared channel comprises: 1 sensor node may transmit the wake-up signal to the second sensor node using the wake-up radio transmitter.
일 실시예에서, 상기 제1 센서 노드는 메인 데이터 라디오 송신기를 더 포함하고, 상기 제1 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 제2 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계는, 상기 제1 센서 노드가 상기 메인 데이터 라디오 송신기를 이용하여 상기 제2 센서 노드로 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first sensor node further comprises a main data radio transmitter, wherein the step of the first sensor node transmitting data to the second sensor node via the wireless shared channel comprises: And transmitting the data to the second sensor node using the main data radio transmitter.
본 발명의 실시예의 다른 특징에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법이 제공된다. 본 방법은 센서 노드가 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로부터 웨이크-업 신호를 수신하는 단계, 상기 웨이크-업 신호의 수신에 응답하여, 상기 센서 노드가 메인 데이터 라디오 수신기를 활성화시키는 단계 및 상기 메인 데이터 라디오 수신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 타 센서 노드로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of an embodiment of the present invention, a method of receiving data in a wireless sensor network is provided. The method includes the steps of a sensor node receiving a wake-up signal from another sensor node over a wireless shared channel using a wake-up radio receiver, in response to receiving the wake-up signal, Activating the receiver and receiving data from the other sensor node via the wireless shared channel using the main data radio receiver.
본 발명의 실시예의 다른 특징에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 데이터를 전송하는 방법이 제공된다. 본 방법은 제1 센서 노드가 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지하는 단계, 상기 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우, 상기 제1 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 제2 센서 노드로 웨이크-업 신호를 전송하는 단계, 상기 제1 센서 노드가 메인 데이터 라디오 송신기를 활성화시키는 단계, 및 상기 메인 데이터 라디오 송신기가 활성화되는 것에 응답하여, 상기 제1 센서 노드가 상기 메인 데이터 라디오 송신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 제2 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of an embodiment of the present invention, a method of transmitting data in a wireless sensor network is provided. The method includes the steps of: a first sensor node detecting if a wireless shared channel is occupied using a wake-up radio receiver; if the wireless sensor node is detected as not occupying the wireless shared channel, Sending a wake-up signal to the second sensor node via the first sensor node, activating the main data radio transmitter by the first sensor node, and in response to activating the main data radio transmitter, And transmitting data to the second sensor node via the wireless shared channel using the main data radio transmitter.
본 발명의 실시예의 다른 특징에 따르면, 무선 센서 노드 장치가 제공된다. 본 장치는 제어부, 웨이크-업 라디오 송수신기, 및 메인 데이터 라디오 송수신기를 포함하고, 상기 제어부는 상기 웨이크-업 라디오 송수신기에서 웨이크-업 라디오 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 메인 데이터 라디오 송수신기를 활성화시키도록 구성되며, 상기 웨이크-업 라디오 송수신기와 상기 메인 데이터 라디오 송수신기는 무선 채널을 공유하도록 구성될 수 있다. According to another aspect of an embodiment of the present invention, a wireless sensor node device is provided. The apparatus includes a controller, a wake-up radio transceiver, and a main data radio transceiver, wherein the controller is configured to activate the main data radio transceiver in response to receiving a wake-up radio signal at the wake-up radio transceiver And the wake-up radio transceiver and the main data radio transceiver may be configured to share a wireless channel.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 웨이크-업 라디오 송수신기를 이용하여 무선 채널이 점유 중인지를 감지하고, 상기 무선 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우 상기 웨이크-업 라디오 송수신기를 이용하여 상기 무선 채널을 통해 타 센서 노드로 웨이크-업 신호를 전송하도록 더 구성될 수 있다. In one embodiment, the control unit senses that a wireless channel is occupied using the wake-up radio transceiver and, if it is detected that the wireless channel is not occupied, uses the wake-up radio transceiver to transmit the wireless channel Up signal to another sensor node through the network.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 메인 데이터 라디오 송수신기를 이용하여 상기 무선 채널을 통해 상기 타 센서 노드로 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. In one embodiment, the control unit may be configured to transmit data to the other sensor node via the wireless channel using the main data radio transceiver.
본 발명의 실시예들에 따른 방법 및 장치에 따르면, 웨이크-업 채널이 비어있어서 메인 데이터 라디오를 깨웠음에도 불구하고 메인 데이터 라디오는 통신이 불가능해서 불필요하게 깨어 있어야 되는 상황이 발생하지 않도록 하여 저전력 무선 센서 네트워크 통신을 가능하게 해 주는 효과가 있다. According to the method and apparatus according to embodiments of the present invention, the main data radio can not communicate even though the wake-up channel is empty and wake up the main data radio, It has the effect of enabling sensor network communication.
본 발명의 실시예들에 따른 방법 및 장치에 따르면, 웨이크-업 라디오와 메인 데이터 라디오가 MAC을 중복적으로 수행하는 상황이 발생하지 않도록 하여 저전력 무선 센서 네트워크 통신을 가능하게 해 주는 효과가 있다. According to the method and apparatus according to embodiments of the present invention, a situation in which the wake-up radio and the main data radio do not duplicate the MAC occurs, thereby enabling low power wireless sensor network communication.
본 발명의 실시예들에 따른 방법 및 장치에 따르면, 웨이크-업 라디오와 메인 데이터 라디오가 동일한 주파수를 사용하여 주파수를 더 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 효과를 제공할 수 있다. According to the method and apparatus according to embodiments of the present invention, it is possible to provide the effect that the wake-up radio and the main data radio can use the same frequency more efficiently.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드의 개념적인 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드가 데이터를 수신하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드가 데이터를 송신하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 센서 노드 간에 데이터를 전송하는 것을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 센서 노드의 통신 모듈의 동작을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다.1 is a conceptual block diagram of a sensor node according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a process of receiving data by a sensor node according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process of transmitting data by a sensor node according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating data transmission between sensor nodes in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
5 is a timing diagram illustrating an operation of a communication module of a sensor node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점들과 특징들 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of attaining them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성이 배제되는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. For example, an element expressed in singular < Desc / Clms Page number 5 > terms should be understood to include a plurality of elements unless the context clearly dictates a singular value. In addition, in the specification of the present invention, it is to be understood that terms such as "include" or "have" are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, The use of the term does not exclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof.
본 명세서에 기재된 실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 기능적 부분을 의미하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.As used herein, the term " module " or " module " means a functional part that performs at least one function or operation, and may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of 'modules' or a plurality of 'parts' may be integrated into at least one module except for 'module' or 'module' which needs to be implemented by specific hardware, and may be implemented by at least one processor.
덧붙여, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, all terms used herein, including technical or scientific terms, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the related art and may be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the specification of the present invention It does not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions will not be described in detail if they obscure the subject matter of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드의 개념적인 블록 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 수신기(110)를 포함할 수 있다. 휴면 모드(sleep mode) 동안, 웨이크-업 라디오 수신기(110) 및 전원 관리부(170)의 일부를 제외하고 센서 노드(100)의 다른 구성요소는 전원이 꺼져있을 수 있다. 일 실시예에서, 웨이크-업 라디오 수신기(110)는 다른 센서 노드로부터 통신 요청이 있는지를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 일 실시예에서, 웨이크-업 라디오 수신기(110)는 다른 센서 노드의 웨이크-업 라디오 송신기로부터 전송되는 웨이크-업 신호를 수신할 수 있다. 1 is a conceptual block diagram of a sensor node according to an embodiment of the present invention. As shown, the
일 실시예에 있어서, 웨이크-업 라디오 수신기(110)는 다른 라디오의 송수신기와는 다른 별도의 안테나(180)를 사용할 수 있다. 선택적으로, 웨이크-업 라디오 수신기(110)는 다른 무선 블록들과 하나의 안테나(180)를 공유할 수 있다. 한편, 웨이크-업 라디오 수신기(110)는 메인 데이터 라디오 수신기(130)와 달리 비트 에러율에 민감하지 않을 수 있다.In one embodiment, the wake-up
센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 송신기(120)를 더 포함할 수 있다. 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 송신기(120)를 통해 웨이크-업 신호를 송신할 수 있다. 일 실시예에서, 웨이크-업 라디오 송신기(120)는 전송할 데이터가 있는 경우 목적지 센서 노드로 웨이크-업 신호를 송신하기 위해 전원이 켜져 활성화될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이크-업 신호는 아이덴티티 기반 방식일 경우 목적지 센서 노드의 주소를 포함한 특정 형태를 갖는 신호일 수 있다. 선택적으로, 일 실시예에 있어서 웨이크-업 신호는 거리 기반 방식일 경우 비지-톤 (Busy-tone) 신호일 수 있다. The
센서 노드(100)는 메인 데이터 라디오 수신기(130)를 더 포함할 수 있다. 센서 노드(100)는 메인 데이터 라디오 수신기(130)를 통해 데이터 신호를 수신할 수 있다. 메인 데이터 라디오 수신기(130)는 휴면 모드에 있다가 당 센서 노드(100)의 웨이크-업 라디오 수신기(110)가 웨이크-업 신호를 수신한 경우 전원이 켜져 활성화될 수 있다. The
센서 노드(100)는 메인 데이터 라디오 송신기(140)를 더 포함할 수 있다. 센서 노드(100)는 메인 데이터 라디오 송신기(140)를 통해 데이터 신호를 송신할 수 있다. 메인 데이터 라디오 송신기(140)는 휴면 모드에 있다가 당 센서 노드(100)의 웨이크-업 라디오 송신기(120)가 목적지 센서 노드로 웨이크-업 신호를 성공적으로 송신한 경우 전원이 켜져 활성화될 수 있다. The
센서 노드(100)는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다. 제어부(150)는 센서 노드(210)의 전체적인 작동을 제어(연산 처리)하는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 제어부(150)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers) 및 마이크로 프로세서 (microprocessors) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.The
일 실시예에서, 제어부(150)는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행하게 하는, 하드웨어 플랫폼(hardware platform) 상에서 실행 가능한 펌웨어 (firmware)/소프트웨어 코드(software codes)로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 애플리케이션(software applications)에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 제어부(150)의 자체 메모리에 저장되거나 메모리부(160)에 저장한 후 호출되어 실행될 수 있다.In one embodiment, the
센서 노드(100)는 메모리부(160)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory 중 적어도 하나의 타입의 저장매체로 구현될 수 있다.The
센서 노드(100)는 전력 관리부(170)를 더 포함할 수 있다. 전력 관리부(170)는 시스템이 동작하는 과정에서 처리할 테스크가 없는 경우에 전원 소비가 낮은 실행 모드로 전환하여 에너지를 절약하도록 할 수 있다. The
센서 노드(100)는 센싱부(180)를 더 포함할 수 있다. 센싱부(180)는 배치된 장소에 발생되는 각종 이벤트를 감지하는 기능을 수행한다. 이러한 센싱부(180)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함하여 이루어질 수 있다. The
도 1에 도시된 구성요소들은 본 발명에 따른 센서 노드(100)의 모든 기능부를 반영한 것이 아니고 필수적인 것도 아니다. 따라서, 본 발명에 따른 센서 노드(100)는 도시된 구성요소들 보다 많은 구성요소를 포함하거나 그 보다 적은 구성요소를 포함할 수 있음을 인식하여야 한다.The components shown in FIG. 1 do not necessarily reflect all the functions of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드가 데이터를 수신하는 과정을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a process of receiving data by a sensor node according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 센서 노드가 데이터를 수신하는 방법은 센서 노드(100)가 무선 공유 채널이 점유 중인지 여부를 감지하는 단계(S210)로부터 시작된다. 일 실시예에서, 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 수신기(wake-up radio receiver)를 포함하고, 센서 노드(100)는 센서 노드가 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지할 수 있다. 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 수신기(110)를 통해 지속적으로 무선 공유 채널이 점유 중인지 여부를 모니터링 할 수 있다. 단계(S230)에서는 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 수신기(110)를 이용하여 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로부터 웨이크-업 신호를 수신할 수 있다. The method by which the sensor node receives data according to the present invention starts from the step S210 in which the
단계(S250)에서는 웨이크-업 신호의 수신에 응답하여, 센서 노드(100)가 메인 데이터 라디오 수신기(130)를 활성화시킬 수 있고, 단계(S270)에서 센서 노드(100)는 메인 데이터 라디오 수신기(130)를 이용하여 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로부터 데이터를 수신할 수 있다.In step S250, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드가 데이터를 송신하는 과정을 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a process of transmitting data by a sensor node according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 센서 노드가 데이터를 송신하는 방법은 센서 노드(100)가 무선 공유 채널이 점유 중인지 여부를 감지하는 단계(S310)로부터 시작된다. 일 실시예에서, 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 수신기를 포함하고, 센서 노드(100)는 센서 노드가 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지할 수 있다. The method of transmitting data by the sensor node according to the present invention starts from step S310 in which the
단계(S330)에서는 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우, 센서 노드는 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 송신기(wake-up radio transmitter; 120)를 더 포함하고, 센서 노드(100)가 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 것은, 센서 노드(100)가 상기 웨이크-업 라디오 송신기(120)를 이용하여 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 수신 가능한 거리 범위 내에 있는 복수의 타 센서 노드로 웨이크-업 신호를 전송하는 것일 수 있다. 여기서, 웨이크-업 신호는 거리 기반 방식일 경우 비지-톤 (Busy-tone) 신호일 수 있다. In step S330, if it is detected that the wireless shared channel is not occupied, the sensor node may transmit the wake-up signal through the wireless shared channel. In one embodiment, the
선택적으로, 센서 노드(100)가 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 것은, 센서 노드(100)가 상기 웨이크-업 라디오 송신기(120)를 이용하여 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 수신 가능한 거리 범위 내에 있는 특정 센서 노드로 웨이크-업 신호를 전송하는 것일 수 있다. 여기서, 웨이크-업 신호는 목적지 센서 노드의 주소를 포함한 특정 형태를 갖는 신호일 수 있다.Optionally, the
일 실시예에서, 센서 노드(100)가 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 것은 센서 노드(100)가 웨이크-업 신호의 전송이 성공했는지를 판단하는 것을 포함할 수 있다. In one embodiment, the
단계(S350)에서는 센서 노드(100)가 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 노드(100)는 메인 데이터 라디오 송신기(main radio transmitter; 140)를 포함하고, 센서 노드(100)가 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송하는 것은, 센서 노드(100)가 메인 데이터 라디오 송신기(140)를 활성화시키고, 단계(S370)에서는 메인 데이터 라디오 송신기(140)를 이용하여 타 센서 노드로 데이터를 전송할 수 있다. In step S350, the
단계(S390)에서 센서 노드(100)는 데이터 전송이 성공적이었는지 판단하고, 데이터 전송이 성공적인 경우, 데이터 통신을 종료할 수 있다. 데이터 통신을 종료하는 경우, 센서 노드(100)는 메인 데이터 라디오의 송수신기(130, 140)를 휴면 모드로 전환시킬 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 통신을 종료하는 경우, 센서 노드(100)는 웨이크-업 라디오 송신기(120)를 휴면 모드로 전환시킬 수 있다.In step S390, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 센서 노드 간에 데이터를 전송하는 것을 나타내는 개념도이다. 4 is a conceptual diagram illustrating data transmission between sensor nodes in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 센서 노드 B와 센서 노드 C가 통신 중이고, 센서 노드 A는 센서 노드 D로 송신할 데이터가 있다고 전제한다. 먼저 센서 노드 A는 자신의 웨이크-업 라디오 수신기를 이용해서 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지한다. 이때 센서 노드 B와 센서 노드 C는 무선 공유 채널을 통해 데이터를 송수신하고 있기 때문에, 센서 노드 A의 웨이크-업 라디오 수신기는 센서 노드 B와 센서 노드 C가 통신 중이라는 것, 즉 무선 통신 채널이 점유 중이라는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 센서 노드 A는 센서 노드 D로 웨이크-업 신호를 보내지 않고 무선 공유 채널을 지속적으로 모니터링하면서, 기존 통신 (즉, 센서 노드 B와 센서 노드 C의 통신)이 종료되기를 기다린다. As shown in FIG. 4, it is assumed that the sensor node B and the sensor node C are in communication, and the sensor node A has data to be transmitted to the sensor node D. First, the sensor node A uses its own wake-up radio receiver to detect whether the wireless shared channel is occupied. Since the sensor node B and the sensor node C transmit and receive data through the wireless shared channel, the wake-up radio receiver of the sensor node A determines that the sensor node B and the sensor node C are in communication, that is, It can be confirmed that it is in the middle. Accordingly, the sensor node A continuously monitors the wireless shared channel without sending a wake-up signal to the sensor node D, and waits for the existing communication (that is, communication between the sensor node B and the sensor node C) to be terminated.
이후, 센서 노드 B와 센서 노드 C의 통신이 종료되고, 무선 공유 채널이 일정 시간 동안 비어있는 것을 감지하게 되면, 센서 노드 A는 자신의 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 웨이크-업 신호를 센서 노드 D로 보낸다. 이후, 웨이크-업 신호의 전송이 성공적인 경우 센서 노드 A는 자신의 메인 데이터 라디오 송신기를 활성화시키고 센서 노드 D는 자신의 메인 데이터 라디오 수신기를 활성화시켜, 센서 노드 A와 센서 노드 D간의 데이터 통신을 시작하게 된다. When the communication between the sensor node B and the sensor node C is terminated and it is detected that the wireless shared channel is empty for a predetermined time, the sensor node A uses the wake-up radio transmitter of the sensor node A to transmit a wake- D. Thereafter, if the wake-up signal is successfully transmitted, the sensor node A activates its main data radio transmitter and the sensor node D activates its main data radio receiver to initiate data communication between the sensor node A and the sensor node D .
따라서, 본 발명은 통신이 불가능한 시간 동안은 센서 노드 A와 센서 노드 D의 메인 데이터 라디오 송수신기를 활성화 시키지 않음으로써 에너지 낭비를 줄이는 결과를 얻을 수 있다. 또한 종래 방법에 의하면 웨이크-업 라디오와 메인 데이터 라디오 각각이 통신을 하기 전에 각각의 무선 채널이 점유 중인지를 확인하는 과정이 필요하지만, 본 발명에서는 웨이크-업 라디오 수신기만을 이용하여 무선 채널이 점유 중인지를 확인할 수 있고, 무선 채널이 점유 중이 아닌 경우, 웨이크-업 신호를 보내고 메인 데이터 라디오는 무선 채널 감지 과정 없이 깨어나는 대로 데이터 통신을 시작함으로써 중복된 채널 감지 과정을 생략하여 에너지 효율성을 높일 수 있다.Accordingly, the present invention can reduce energy waste by not activating the main data radio transceiver of the sensor node A and the sensor node D during a time when communication is impossible. Also, according to the conventional method, it is necessary to check whether each radio channel is occupied before each of the wake-up radio and the main data radio communicate. In the present invention, however, only the wake- If the wireless channel is not occupied, a wake-up signal is sent and the main data radio starts data communication as soon as it wakes up without detecting the wireless channel, thereby omitting duplicated channel detection process and improving energy efficiency .
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 센서 노드의 통신 모듈의 동작을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다. 5 is a timing diagram illustrating an operation of a communication module of a sensor node in a sensor network according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4와 동일한 통신 시나리오를 라디오 통신 모듈에 집중하여 표현한 타이밍 다이어그램이다. 센서 노드 C가 센서 노드 B로 보낼 데이터가 있는 상황을 보면, 센서 노드 C의 웨이크-업 라디오 수신기가 먼저 무선 공유 채널을 감지해서 무선 공유 채널이 점유 중인지를 확인 한 후 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것이 확인되면 센서 노드 C의 웨이크-업 라디오 송신기를 통해 웨이크-업 신호를 보내서 센서 노드 B를 깨운다. 그러면 센서 노드 B와 센서 노드 C의 메인 데이터 라디오 송수신기가 활성화되어 데이터 통신을 시작한다. 5 is a timing diagram in which the same communication scenario as FIG. 4 is concentrated on a radio communication module. When the sensor node C has data to be sent to the sensor node B, the wake-up radio receiver of the sensor node C first detects the wireless shared channel and checks whether the wireless shared channel is occupied. If the wireless shared channel is not occupied Up signal is sent via the wake-up radio transmitter of sensor node C to wake sensor node B. Then, the main data radio transceiver of sensor node B and sensor node C is activated to start data communication.
이후, 센서 노드 B와 센서 노드 C가 통신하는 중에 센서 노드 A에서 센서 노드 D로 보낼 데이터가 생성되었다고 가정해보자. 센서 노드 A는 데이터 통신을 위해 무선 공유 채널을 감지하는데, 이때 센서 노드 B와 센서 노드 C의 데이터 통신이 아직 끝나지 않았기 때문에, 무선 공유 채널이 점유 중임을 센서 노드 A가 알 수 있게 된다. 따라서 센서 노드 A는 메인 데이터 라디오 송신기를 켜지 않고 웨이크-업 라디오 수신기를 이용해 타 센서 노드 간의 통신이 끝날 때까지 무선 채널을 감지하면서 기다린다. 앞의 설명에서처럼 센서 노드 B와 센서 노드 C의 통신에 의해 무선 채널이 점유 중인 상황이기 때문에 센서 노드 A는 메인 데이터 라디오 송수신기를 깨우지 않고 대기 하면서 에너지 낭비를 줄인다. 센서 노드 A는 웨이크-업 라디오 수신기를 이용해서 무선 채널을 지속적으로 감지하다가 센서 노드 B와 센서 노드 C의 통신이 끝나서 채널이 비어있는 것을 감지하면 센서 노드 D에게 웨이크-업 신호를 보내서 메인 데이터 라디오를 활성화시켜 데이터 통신을 준비하게 된다. 이후 센서 노드 A와 센서 노드 D는 메인 데이터 라디오를 통해 데이터 통신을 시작하고 통신이 끝나면 모든 센서 노드들은 웨이크-업 라디오로 무선 채널을 감지하면서 다음 통신을 준비한다.Suppose that data to be sent from sensor node A to sensor node D is generated while sensor node B and sensor node C are communicating. The sensor node A senses a wireless shared channel for data communication. At this time, since the data communication between the sensor node B and the sensor node C has not yet ended, the sensor node A can know that the wireless shared channel is occupied. Therefore, the sensor node A waits for the wireless channel to be detected until the communication between the other sensor nodes is completed using the wake-up radio receiver without turning on the main data radio transmitter. As described above, since the radio channel is occupied by the communication between the sensor node B and the sensor node C, the sensor node A waits without waking up the main data radio transceiver, thereby reducing energy waste. The sensor node A continuously senses the wireless channel using the wake-up radio receiver. When the sensor node B and the sensor node C communicate with each other and sense that the channel is empty, the sensor node A sends a wake- To prepare data communication. After that, the sensor node A and the sensor node D start data communication through the main data radio, and when the communication is finished, all the sensor nodes detect the wireless channel by the wake-up radio and prepare for the next communication.
본원에 개시된 실시예들에 있어서, 도시된 구성 요소들의 배치는 발명이 구현되는 환경 또는 요구 사항에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 일부 구성 요소가 생략되거나 몇몇 구성 요소들이 통합되어 하나로 실시될 수 있다. 또한 일부 구성 요소들의 배치 순서 및 연결이 변경될 수 있다.In the embodiments disclosed herein, the arrangement of the components shown may vary depending on the environment or requirements in which the invention is implemented. For example, some components may be omitted or some components may be integrated into one. In addition, the arrangement order and connection of some components may be changed.
본 발명 및 그 다양한 기능적 구성 요소들은 특정 실시예들로 설명되었으나, 본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있으며, 시스템, 서브시스템, 구성 요소들 또는 이들의 서브 구성 요소들로 활용될 수 있음을 이해하여야 한다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 본 발명의 요소들은 필요한 작업들을 수행하기 위한 명령어들/코드 세그먼트들이 될 수 있다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독가능 매체와 같은 머신 판독가능 매체, 컴퓨터 프로그램 제품 내에 저장될 수 있다. 머신 판독가능 매체 또는 프로세서 판독가능 매체는 머신(예컨대, 프로세서, 컴퓨터 등)에 의해 판독되고 실행 가능한 형태로 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다.Although the present invention and its various functional elements have been described in terms of specific embodiments, it is to be understood that the invention may be implemented in hardware, software, firmware, middleware, or a combination thereof and may be implemented as a system, subsystem, It should be understood that the invention may be utilized in various other embodiments. When implemented in software, the elements of the present invention may be instructions / code segments for performing necessary tasks. The program or code segments may be stored in a machine-readable medium, such as a processor-readable medium, or a computer program product. A machine-readable medium or a processor-readable medium may include any medium that can be read by a machine (e.g., processor, computer, etc.) and capable of storing or transmitting information in an executable form.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 상술한 실시예들은 첨부하는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이고, 이러한 변형 실시예들이 본 발명의 기술적 사상이나 범위와 별개로 이해되어져서는 아니 될 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined only by the appended claims.
100: 센서 노드
110: 웨이크-업 라디오 수신기
120: 웨이크-업 라디오 송신기
130: 메인 데이터 라디오 수신기
140: 메인 데이터 라디오 송신기
150: 제어부
160: 메모리부
170: 전력 관리부
180: 센싱부100: sensor node
110: wake-up radio receiver
120: Wake-up radio transmitter
130: main data radio receiver
140: main data radio transmitter
150:
160:
170:
180: sensing unit
Claims (17)
센서 노드가 웨이크-업 라디오 수신기(wake-up radio receiver)를 이용하여 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지하는 단계,
상기 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우, 웨이크-업 라디오 송신기(wake-up radio transmitter)에 전원을 인가하여 상기 웨이크-업 라디오 송신기를 활성화시키고, 상기 활성화된 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계, 및
메인 데이터 라디오 송신기(main radio transmitter)에 전원을 인가하여 상기 메인 데이터 라디오 송신기를 활성화시키고, 상기 활성화된 메인 데이터 라디오 송신기를 이용하여 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 센서 노드는 상기 웨이크-업 신호의 전송용 및 상기 데이터의 전송용으로 상기 무선 공유 채널을 공유하는 데이터 전송 방법.A method of transmitting data in a wireless sensor network,
Sensing a wireless shared channel occupancy by a sensor node using a wake-up radio receiver,
Up radio transmitter to activate the wake-up radio transmitter when the wake-up radio transmitter is not occupied, activating the wake-up radio transmitter to activate the wake-up radio transmitter, The sensor node transmitting a wake-up signal over the wireless shared channel, and
Activating the main data radio transmitter by applying power to a main radio transmitter and transmitting the data to the other sensor node via the wireless shared channel using the activated main data radio transmitter , ≪ / RTI >
Wherein the sensor node shares the wireless shared channel for transmission of the wake-up signal and for transmission of the data.
상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 웨이크-업 신호를 수신 가능한 거리 범위 내에 있는 복수의 타 센서 노드로 상기 웨이크-업 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of the sensor node transmitting a wake-up signal over the wireless shared channel comprises the step of the sensor node transmitting the wake-up signal over the wireless shared channel using the wake- And transmitting the wake-up signal to a plurality of other sensor nodes having the wake-up signal.
상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 신호의 전송이 성공했는지를 판단하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.The method of claim 3,
Wherein the step of the sensor node transmitting a wake-up signal over the wireless shared channel comprises determining that the sensor node has successfully transmitted the wake-up signal.
상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 신호의 전송이 성공했다고 판단하는 경우, 상기 메인 데이터 라디오 송신기를 이용하여 상기 타 센서 노드로 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.5. The method of claim 4,
The sensor node transmits data to another sensor node via the wireless shared channel when the sensor node determines that the transmission of the wake-up signal is successful, And transmitting the data to a node.
상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 데이터를 전송하는 단계는, 상기 센서 노드가 상기 데이터의 전송이 성공했는지를 판단하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the step of the sensor node transmitting data to the other sensor node via the wireless shared channel includes determining whether the sensor node has successfully transmitted the data.
상기 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우, 상기 센서 노드가 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 전송하는 단계는
상기 센서 노드가 상기 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 웨이크-업 신호를 브로드캐스트하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.The method according to claim 1,
If it is detected that the wireless shared channel is not occupied, the step of the sensor node transmitting a wake-up signal over the wireless shared channel
Wherein the sensor node broadcasts a wake-up signal over the wireless shared channel using the wake-up radio transmitter.
센서 노드가 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로부터 웨이크-업 신호를 수신하는 단계,
상기 웨이크-업 신호의 수신에 응답하여, 상기 센서 노드가 메인 데이터 라디오 수신기에 전원을 인가하여 상기 메인 데이터 라디오 수신기를 활성화시키는 단계 및
상기 메인 데이터 라디오 수신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 타 센서 노드로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하고,
상기 센서 노드는 상기 웨이크-업 신호의 수신용 및 상기 데이터의 수신용으로 상기 무선 공유 채널을 공유하는 데이터 수신 방법.A method for receiving data in a wireless sensor network,
The sensor node receiving a wake-up signal from another sensor node via a wireless shared channel using a wake-up radio receiver,
In response to receiving the wake-up signal, activating the main data radio receiver by applying power to the main data radio receiver;
Receiving data from the other sensor node over the wireless shared channel using the main data radio receiver,
Wherein the sensor node shares the wireless shared channel for receiving the wake-up signal and for receiving the data.
제어부,
웨이크-업 라디오 송신기와 수신기, 및
메인 데이터 라디오 송신기와 수신기
를 포함하고,
상기 제어부는 상기 웨이크-업 라디오 수신기에서 웨이크-업 라디오 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 메인 데이터 라디오 수신기에 전원을 인가하여 상기 메인 데이터 라디오 수신기를 활성화시키도록 구성되며,
상기 웨이크-업 라디오 수신기를 이용하여 무선 공유 채널이 점유 중인지를 감지하고, 상기 무선 공유 채널이 점유 중이 아닌 것으로 감지된 경우 상기 웨이크-업 라디오 송신기에 전원을 인가하여 상기 웨이크-업 라디오 송신기를 활성화시키도록 구성되고,
상기 활성화된 웨이크-업 라디오 송신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 타 센서 노드로 웨이크-업 신호를 전송하도록 구성되며,
상기 웨이크-업 라디오 송신기와 수신기 그리고 상기 메인 데이터 라디오 송신기와 수신기는 상기 무선 공유 채널을 공유하도록 구성되는, 무선 센서 노드.As a wireless sensor node,
The control unit,
Wake-up radio transmitter and receiver, and
Main Data Radio Transmitter and Receiver
Lt; / RTI >
Wherein the controller is configured to power the main data radio receiver in response to receiving a wake-up radio signal at the wake-up radio receiver to activate the main data radio receiver,
Up radio receiver to detect whether the wireless shared channel is occupied and to activate the wake-up radio transmitter by powering the wake-up radio transmitter if it is detected that the wireless shared channel is not occupied Respectively,
Up signal to the other sensor node via the wireless shared channel using the activated wake-up radio transmitter,
Wherein the wake-up radio transmitter and receiver and the main data radio transmitter and receiver are configured to share the wireless shared channel.
상기 제어부는 상기 메인 데이터 라디오 송신기를 이용하여 상기 무선 공유 채널을 통해 상기 타 센서 노드로 데이터를 전송하도록 구성되는, 무선 센서 노드.16. The method of claim 15,
Wherein the controller is configured to transmit data to the other sensor node via the wireless shared channel using the main data radio transmitter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150161249A KR101730264B1 (en) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | Method and Apparatus for Low Power Wireless Sensor Network Communication Using Shared Channel Wake-up Transceiver in Wireless Sensor Networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150161249A KR101730264B1 (en) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | Method and Apparatus for Low Power Wireless Sensor Network Communication Using Shared Channel Wake-up Transceiver in Wireless Sensor Networks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101730264B1 true KR101730264B1 (en) | 2017-04-26 |
Family
ID=58705051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020150161249A KR101730264B1 (en) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | Method and Apparatus for Low Power Wireless Sensor Network Communication Using Shared Channel Wake-up Transceiver in Wireless Sensor Networks |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR101730264B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111587592A (en) * | 2018-01-12 | 2020-08-25 | 交互数字专利控股公司 | Method for efficient re-discovery and medium access for wake-up radio |
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2015
- 2015-11-17 KR KR1020150161249A patent/KR101730264B1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111587592A (en) * | 2018-01-12 | 2020-08-25 | 交互数字专利控股公司 | Method for efficient re-discovery and medium access for wake-up radio |
CN111587592B (en) * | 2018-01-12 | 2023-11-17 | 交互数字专利控股公司 | Method for efficient rediscovery and medium access of wake-up radio |
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