KR101870875B1 - Method for controlling low power based LPWA wireless communication sensor device - Google Patents

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엄준영
강성환
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Abstract

In a system for linking a LoRaWAN network server and a oneM2M platform, which can provide a oneM2M-based LoRaWAN protocol binding method for linkage of the LoRaWAN network server and provide data transferred from a terminal node through the LoRaWAN network server to be conformed to a oneM2M standard, the present invention relates to a method of controlling an LPWA wireless communication sensor device based on low power to enable low power-based LPWA wireless communication, by setting to link terminal nodes, which are sensor devices conforming to a LoRaWAN protocol, to the LoRaWAN network server and to wake up the terminal nodes, which are sensor devices, only at a predetermined cycle to receive data when there is data to receive from an HMI through the LoRaWAN network server. According to an embodiment of the present invention, IoT data can be linked on the basis of a standard, and LPWA wireless communication based on low power is possible.

Description

저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치 제어 방법{Method for controlling low power based LPWA wireless communication sensor device}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a low-power-based LPWA wireless communication sensor device control method,

본 발명은 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LoRaWAN 프로토콜을 따르는 센서장치인 단말 노드들이 LoRaWAN 네트워크 서버와 연계가 되고 LoRaWAN 네트워크 서버를 통해 HMI로부터 데이터를 수신하는 경우 센서장치인 단말 노드가 미리 설정된 주기에만 Wakeup 되어 HMI로부터 데이터를 수신하도록 설정하여 단말노드의 저전력 운용이 가능하도록 한 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to control of a low power based LPWA wireless communication sensor device and more particularly to a sensor device which is a LoRaWAN protocol sensor node in connection with a LoRaWAN network server and receives data from an HMI through a LoRaWAN network server, Power-based LPWA wireless communication sensor device control method capable of low-power operation of a terminal node by setting a terminal node as a device to wake up only a predetermined period and receive data from the HMI.

종래의 LoRa Alliance에서 제공하는 LoRaWAN 표준은 네트워크 서버와 어플리케이션 서버를 연동하여 동작되도록 되어있고 이들 연계를 관리하기 위해서 LoRaWAN Controller가 존재한다. 이 LoRaWAN Controller는 LoRaWAN 게이트웨이와 네트워크 서버 및 어플리케이션 서버들 사이에서 각 엔티티들간의 고유 식별자 구분을 위하여 정의된 메시지를 통해 IP 주소 및 EUI를 전달하는 역할을 수행한다.The LoRaWAN standard provided by the conventional LoRa Alliance is designed to operate in conjunction with a network server and an application server, and a LoRaWAN Controller exists for managing these connections. This LoRaWAN Controller is responsible for delivering the IP address and the EUI through the defined message to distinguish the unique identifier between the LoRaWAN gateway and the network server and application servers.

또한 네트워크 서버는 어플리케이션 서버로 데이터를 전달하기 위해서 APP_DATA_UP 메시지 및 APP_DATA_DOWN 메시지를 이용하며 각 메시지 안에는 별도로 정의한 JSON 형식을 정의하고 해당 데이터를 규격에 맞춰 해석할 수 있다.In addition, the network server uses the APP_DATA_UP message and the APP_DATA_DOWN message to transmit data to the application server, defines a separately defined JSON format in each message, and interprets the data according to the standard.

어플리케이션의 관리를 위하여 네트워크 서버가 발급한 AppKey는 단말 노드와 어플리케이션 서버 사이에 보안을 제공하며, AppKey는 공개키 방식의 단일 키로 네트워크 서버에서 관리된다.To manage applications, AppKey issued by a network server provides security between a terminal node and an application server. AppKey is managed by a single key of a public key in a network server.

종래의 oneM2M 표준은 TS-0004 기술 문서에서 코어 프로토콜을 정의하고 TS-0008, TS009, TS0010 기술 문서에서 CoAP, HTTP 및 MQTT의 바인딩 규칙을 정의하고 있다. 코어 프로토콜 정의에서는 oneM2M에서 규정하는 정보 및 절차 등을 개발자가 정해진 데이터 타입을 사용하여 정해진 메시지 형태로 표현할 지에 대하여 서술하고 있다.The conventional oneM2M standard defines core protocol in TS-0004 technical document and defines binding rules of CoAP, HTTP and MQTT in TS-0008, TS009 and TS0010 technical documents. The core protocol definition describes the information and procedures defined by oneM2M in the form of messages specified by the developer using the specified data types.

또한 바인딩 규칙 문서는 기존에 잘 정의되어 있는 산업분야에서 널리 사용되는 프로토콜들을 수용하여 oneM2M의 코어 프로토콜을 지원하는데 목적이 있다. 따라서 현재 정의된 CoAP, HTTP 및 MQTT의 프로토콜을 공식적으로 지원하고 있으며, 향후 TIA TR-50, XMPP, WebSocket, Bluetooth, DDS, UPnP, ISA100.11a 및 WirelessHART 프로토콜을 지원할 예정이다.In addition, the binding rules document is intended to support oneM2M's core protocol by accepting widely used protocols in well-defined industries. Therefore, it will officially support the currently defined protocols of CoAP, HTTP and MQTT and will support TIA TR-50, XMPP, WebSocket, Bluetooth, DDS, UPnP, ISA100.11a and WirelessHART protocols.

최근 LPWA를 위한 LoRa기술이 각광을 받으면서 저전력 단말 장치의 관리를 위해서는 LoRaWAN 프로토콜을 지원하는 LoRaWAN 네트워크 서버를 oneM2M 표준에서 수용할 수 있는 프로토콜 및 바인딩 룰이 필요하다.Recently, LoRa technology for LPWA is in the limelight, and a protocol and a binding rule which can accommodate LoRaWAN network server supporting LoRaWAN protocol in oneM2M standard are needed for management of low power terminal device.

또한 센서장치인 단말 노드들은 원격지에 위치하여 이동특성을 가지는 장비로써, 외부(게이트웨이)와의 통신을 위한 통신모듈과, LPWA 무선통신 센서 장치 구동을 제어하기 위한 제어모듈이 구성될 수 있고, 네트워크 서버로부터 제어를 위한 신호를 수신하기 위하여 Wake up 상태를 유지하는데, 이러한 Wake up 상태를 유지하기 위하여 많은 전력을 소모하는 문제가 있었다.In addition, the terminal nodes, which are sensor devices, are located at a remote location and have moving characteristics. The terminal nodes may be configured with a communication module for communication with an external (gateway) and a control module for controlling driving of the LPWA wireless communication sensor device. Up state in order to receive a signal for control from the controller, and there has been a problem of consuming a lot of power to maintain the wake-up state.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2017-0090266호 - LPWA 통신을 이용한 저전력 광역 재난 안전망 시스템Patent Document 1: Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2017-0090266 - Low Power Wide Area Disaster Safety Network System Using LPWA Communication 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 10-1731996호 - 로라 및 와이파이 통신을 절체시키기 위한 장치Patent Document 2: Korean Patent Registration No. 10-1731996 - Device for Switching Laura and Wi-Fi Communication

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, LoRaWAN 네트워크 서버의 연계를 위하여 oneM2M기반의 LoRaWAN 프로토콜 바인딩 방법을 제공하고 LoRaWAN 네트워크 서버를 통해 단말 노드에서 전달된 데이터를 oneM2M 표준에 맞게 데이터를 제공할 수 있는 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼 연동 시스템에서 LoRaWAN 프로토콜을 따르는 센서장치인 단말 노드들이 LoRaWAN 네트워크 서버와 연계가 되고 LoRaWAN 네트워크 서버를 통해 HMI로부터 수신할 데이터가 있는 경우 센서장치인 단말 노드가 미리 설정된 주기에만 Wakeup되어 수신하도록 설정함으로써 저전력 기반의 LPWA 무선통신이 가능하도록 한 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems and disadvantages of the related art, and it is an object of the present invention to provide a LoRaWAN protocol binding method based on oneM2M for linking with a LoRaWAN network server, In case of LoRaWAN network server which can provide data according to oneM2M standard and terminal nodes which are sensor devices which follow LoRaWAN protocol in oneM2M platform interworking system are connected with LoRaWAN network server and there is data to be received from HMI through LoRaWAN network server, Power-based LPWA wireless communication device capable of low-power-based LPWA wireless communication by setting a terminal node, which is a device, to receive a wakeup only in a preset period.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치 제어방법은, 센서노드로부터 수신한 데이터를 전송하기 위해서 LoRaWAN 게이트웨이는 LoRaWAN 네트워크 서버로 서비스 가능한 센서노드들의 리스트를 등록하는 1단계; oneM2M 플랫폼이 LoRaWAN 네트워크 서버로 수신된 센서노드의 데이터를 사용하기 위해 서비스를 등록하는 2단계; 수신하고자 하는 데이터의 소유를 가지고 있는 센서노드들의 리스트에게 구독을 요청하는 3단계; 해당하는 센서노드들의 컨테이너를 oneM2M 플랫폼에 생성하는 리소스를 등록하는 4단계; 센서 데이터를 수신하기 위해서 LoRaWAN 게이트웨이로부터 수신된 데이터를 LoRaWAN 네트워크 서버가 저장하고 해당 데이터의 사용을 등록한 서비스에게 통지를 수행하는 5단계; 상기 데이터를 oneM2M 플랫폼으로 전달하기 위해서 등록된 oneM2M 리소스로 해당 데이터의 생성을 요청하여 oneM2M 플랫폼에 저장하는 6단계; HMI에서 센서노드로 설정할 제어 데이터를 생성하는 7단계; 상기 HMI에서 생성된 제어 데이터를 전송할 센서노드와 연결된 LoRaWAN 네트워크 서버로 전송하는 8단계; Sleep 상태의 센서노드가 Wakeup하여 상기 LoRaWAN 네트워크 서버로 제어 데이터 Request를 요청하고, 상기 제어 데이터 Request를 요청받은 상기 LoRaWAN 네트워크 서버는 상기 HMI에서 수신한 데이터를 제어 데이터를 Request한 센서노드로 전송하는 9단계; 및 제어 데이터 수신한 센서노드는 데이터 수신하여 데이터 설정 후 설정된 시간까지 Sleep하는 10단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling low-power-based LPWA wireless communication sensor devices, the method comprising: registering a list of sensor nodes capable of serving as a LoRaWAN network server in order to transmit data received from a sensor node; oneM2M platform registers the service to use the data of the sensor node received by the LoRaWAN network server; A third step of requesting subscription to a list of sensor nodes possessing data to be received; A fourth step of registering a resource for creating a container of corresponding sensor nodes in the oneM2M platform; A fifth step of storing data received from the LoRaWAN gateway in order to receive the sensor data and notifying the service that the LoRaWAN network server has registered usage of the data; Requesting the oneM2M resource to transmit the data to the oneM2M platform and storing the requested data in the oneM2M platform; 7) generating control data to be set as a sensor node in the HMI; Transmitting the control data generated by the HMI to a LoRaWAN network server connected to a sensor node to be transmitted; The sensor node in the sleep state wakes up to request a control data request to the LoRaWAN network server, and the LoRaWAN network server, which has requested the control data request, transmits the data received from the HMI to the sensor node requesting the control data step; And receiving the control data and the sensor node receiving the data and sleeping until the set time after data is set.

여기서, 8단계에서 상기 네트워크 서버는 상기 HMI에서 생성된 제어 데이터가 전송되면 상기 센서노드로부터의 제어 데이터 Request를 요청전까지 해당 제어 데이터가 저장된다.In step 8, when the control data generated in the HMI is transmitted to the network server, the control data is stored until a request for control data is sent from the sensor node.

본 발명의 실시 예에 따르면 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼을 표준 기반으로 연동 할 수 있어, 사물인터넷 데이터를 표준 기반으로 연동이 가능하고 데이터 및 서비스의 연동에 있어서 체계적인 관리가 가능한 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼 연동 시스템에서 LoRaWAN 프로토콜을 따르는 센서장치인 단말 노드들이 미리 설정된 주기에 Wakeup되도록 설정함으로써 저전력 기반의 LPWA 무선통신이 가능하도록 한 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어 방법을 제공할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, LoRaWAN network server and oneM2M platform which can interoperate with LoRaWAN network server and oneM2M platform as a standard and can interoperate with internet based on data of the object and systematically manage interworking of data and service, Based LPWA wireless communication sensor device capable of low-power-based LPWA wireless communication by setting the terminal nodes, which are sensor devices conforming to the LoRaWAN protocol, to wake up in a preset period in the interworking system.

도 1은 본 발명에 따른 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어하기 위한 방법에서 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼의 연동 동작을 위한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어하기 위한 방법에서 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼의 연동을 위하여 서비스 및 리소스 등록과 센서노드 리스트 취득 및 데이터 전송을 위한 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration for interworking a LoRaWAN network server and a oneM2M platform in a method for controlling a low-power-based LPWA wireless communication sensor device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a procedure for registering a service and a resource, acquiring a sensor node list, and transmitting data for interworking with a LoRaWAN network server and a oneM2M platform in a method for controlling a low power based LPWA wireless communication sensor device according to the present invention; to be.
3 is a flowchart illustrating a method for controlling a low power based LPWA wireless communication sensor device according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. In addition, although the term used in the present invention is selected as a general term that is widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, since the meaning is described in detail in the description of the relevant invention, It is to be understood that the present invention should be grasped as a meaning of a term that is not a name of the present invention. Further, in describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and which are not directly related to the present invention will be omitted. This is for the sake of clarity of the present invention without omitting the unnecessary explanation.

도 1은 본 발명에 따른 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어하기 위한 방법에서 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼의 연동 동작을 위한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration for interworking a LoRaWAN network server and a oneM2M platform in a method for controlling a low-power-based LPWA wireless communication sensor device according to the present invention.

본 발명에 따른 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼의 연동 동작을 위한 시스템 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 센서노드(100), LoRaWAN 게이트웨이(110), 센서 장치 및 게이트웨이 연동처리부(121)로 구성되는 LoRaWAN 네트워크 서버(120) 및 IWF-oneM2M 제어처리부(131)와, oneM2M 공통기능처리 엔티티(132)를 포함한 oneM2M 플랫폼(130) 및 제어처리부(141)가 구성되는 HMI(140)로 구성된다.1, the system configuration for interworking between the LoRaWAN network server and the oneM2M platform according to the present invention includes a sensor node 100, a LoRaWAN gateway 110, a sensor device, and a gateway interworking unit 121. The LoRaWAN OneM2M platform 130 including a network server 120 and an IWF-one M2M control processor 131 and oneM2M common function processing entity 132 and an HMI 140 constituting a control processor 141. [

여기서 센서노드(100)는 실제 환경의 아날로그 데이터를 센싱하여 디지털의 데이터로 변환하고 이를 LoRaWAN 무선통신 프로토콜로 전송한다. 이러한 센서노드(100)의 동작을 위한 전원으로는 배터리를 이용하는데, 평상시에는 sleep 상태로 있고, 미리 설정된 주기에 wakeup 하도록 설정된다. 이때, LoRaWAN에 이용되는 센서노드(100)의 경우 wakeup 시 70mA이고, sleep 시에는 16μA라 하고, 2400mAh 배터리를 사용한다고 가정했을 때 항상 wakeup 상태를 유지한다면 약 2주간격으로 배터리를 교체해야 하지만 sleep 상태에서 센서노드 동작에 필요한 시간동안 wakeup 주기를 설정하면 최대 8년 동안 배터리를 이용할 수 있다.Here, the sensor node 100 senses analog data in a real environment, converts the sensed analog data into digital data, and transmits it to the LoRaWAN wireless communication protocol. As a power source for the operation of the sensor node 100, a battery is used. In normal operation, the sensor node 100 is in a sleep state and is set to wake up in a preset cycle. Assuming that the sensor node 100 used in the LoRaWAN is wakeup at 70 mA and sleeping at 16 μA and assuming that the battery is used at 2400 mAh, if the wakeup state is maintained at all times, the battery should be replaced at intervals of about two weeks. You can use the battery for up to 8 years by setting the wakeup period for the time required for the sensor node to operate.

LoRaWAN 게이트웨이(110)는 센서노드(100)로부터 LoRaWAN 프로토콜을 이용하여 데이터를 수신하여 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 데이터를 전달한다.The LoRaWAN gateway 110 receives data from the sensor node 100 using the LoRaWAN protocol and transfers the data to the LoRaWAN network server 120. [

LoRaWAN 네트워크 서버(120)의 센서 장치 및 게이트웨이 연동처리부(121)는LoRaWAN 게이트웨이(110)로부터 데이터를 수신하여 데이터의 무해성, 인증 및 해당 데이터의 소유권과 브릿지 게이트웨이의 정보를 관리한다.The sensor device and the gateway interworking unit 121 of the LoRaWAN network server 120 receive data from the LoRaWAN gateway 110 and manage the data innocence, authentication, ownership of the data, and information of the bridge gateway.

oneM2M 플랫폼(130)의 IWF-oneM2M 처리부(131)는 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로부터 데이터를 수신하여 IWF 계층을 통해 수신된 데이터를 oneM2M의 형식으로 바인딩을 수행한다.The IWF-one M2M processor 131 of the oneM2M platform 130 receives data from the LoRaWAN network server 120 and binds the data received through the IWF layer in the format of oneM2M.

oneM2M 공통기능처리 엔티티(132)는 IWF-oneM2M 처리부(131)를 통해서 oneM2M 표준의 공통 기능을 처리한다.The oneM2M common function processing entity 132 processes the common functions of the oneM2M standard through the IWF-oneM2M processing unit 131. [

HMI(140)의 제어처리부(141)는 User에 의해 센서노드(100)에 설정하고자 하는 제어 데이터를 처리한다.The control processing unit 141 of the HMI 140 processes the control data to be set in the sensor node 100 by the user.

여기서 기존 LoRaWAN 네트워크 서버에서 어플리케이션 서버로 데이터를 전송하기 위한 방법인 APP_DATA_UP 및 APP_DATA_DOWN 메시지를 처리할 때 기존 어플리케이션 서버의 역할을 본 발명 IWF-LoRaWAN 처리부(122)가 담당하고, 해당 메시지를 oneM2M 코어 프로토콜과 연계하기 위해서 CoAP, MQTT 및 HTTP 계층을 사용하며 상위 계층에는 새롭게 정의된 IWF 계층을 통해 데이터를 전달한다. Here, the IWF-LoRaWAN processing unit 122 of the present invention plays the role of the existing application server when processing APP_DATA_UP and APP_DATA_DOWN messages, which is a method for transmitting data from the existing LoRaWAN network server to the application server, and transmits the message to the oneM2M core protocol CoAP, MQTT, and HTTP layers are used for linking and data is transmitted to the upper layer through the newly defined IWF layer.

LoRaWAN 네트워크 서버(120)로부터 수신한 데이터는 CoAP, MQTT 및 HTTP 계층을 거처 IWF계층을 통해 oneM2M 표준에 맞게 데이터를 가공하고 규격에 맞는 JSON 메시지 형식의 정의를 통해 어플리케이션 서비스로 기능을 제공한다.The data received from the LoRaWAN network server 120 is processed through the IAPF layer through the CoAP, MQTT, and HTTP layers according to the oneM2M standard, and functions as an application service through the definition of the conforming JSON message format.

도 2는 본 발명에 따른 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어하기 위한 방법에서 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼의 연동을 위하여 서비스 및 리소스 등록과 센서노드 리스트 취득 및 데이터 전송을 위한 절차를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a procedure for registering a service and a resource, acquiring a sensor node list, and transmitting data for interworking with a LoRaWAN network server and a oneM2M platform in a method for controlling a low-power-based LPWA wireless communication sensor device according to the present invention; to be.

본 발명에 따른 LoRaWAN 네트워크 서버와 oneM2M 플랫폼의 연동을 위하여 서비스 및 리소스 등록과 센서노드 리스트 취득 및 데이터 전송을 위한 절차는 도 2에 나타낸 바와 같은데, 센서노드(100)로부터 수신한 데이터를 전송하기 위해서 LoRaWAN 게이트웨이(110)는 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 서비스 가능한 센서노드(100)들의 리스트를 등록한다(S210).FIG. 2 shows a procedure for registering a service and a resource, acquiring a sensor node list, and data transmission for interworking with a LoRaWAN network server according to the present invention and oneM2M platform. In order to transmit data received from the sensor node 100 The LoRaWAN gateway 110 registers the list of serviceable sensor nodes 100 to the LoRaWAN network server 120 (S210).

LoRaWAN 네트워크 서버(120)는 센서 장치의 서비스 등록을 처리한다.The LoRaWAN network server 120 handles service registration of the sensor device.

LoRaWAN 네트워크 서버(120)는 IWF-oneM2M 처리부(131)로 리소스 등록을 요청하고(S221), IWF-oneM2M 처리부(131)는 리소스 등록을 요청한 IWF-LoRaWAN 처리부(122)로 리소스 등록을 응답한다(S222).The LoRaWAN network server 120 requests resource registration to the IWF-oneM2M processor 131 at step S221 and the IWF-oneM2M processor 131 responds to resource registration to the IWF-LoRaWAN processor 122 that requested resource registration S222).

이러한 리소스 등록 응답 후 HMI(140)로부터 센서노드(110)로 전달할 데이터(제어데이터)가 생성되어 WAN 게이트웨이(110)로부터 LoRaWAN 네트워크 서버(120)의 IWF-oneM2M 처리부(131)로 설정 데이터가 전달되면(S231), IWF-oneM2M 처리부(131)는 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 데이터를 전달하고(223), LoRaWAN 네트워크 서버(120)는 전달된 데이터를 저장한다.After the resource registration response, data (control data) to be transferred from the HMI 140 to the sensor node 110 is generated and the setting data is transmitted from the WAN gateway 110 to the IWF-oneM2M processing unit 131 of the LoRaWAN network server 120 (S231), the IWF-one M2M processing unit 131 transfers the data to the LoRaWAN network server 120 (223), and the LoRaWAN network server 120 stores the transferred data.

이후 Sleep 상태의 센서노드(100)가 wakeup 되어 데이터를 수신할 것이 있는가를 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 Request 하면(S201), LoRaWAN 네트워크 서버(120)는 해당 센서노드(100)로 저장 중인 데이터를 즉시 전송한다(S211).The LoRaWAN network server 120 transmits the data stored in the sensor node 100 to the LoRaWAN network server 120 immediately after requesting the LoRaWAN network server 120 to wait until the sensor node 100 in the Sleep state wakes up and receive data (S211).

그에 따라 센서노드(100)는 전달된 데이터를 설정 후 다시 설정된 시간 동안 Sleep을 유지한다.Accordingly, the sensor node 100 maintains Sleep for a set time after setting the transmitted data.

도 3은 본 발명에 따른 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method for controlling a low power based LPWA wireless communication sensor device according to the present invention.

본 발명에 따른 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치를 제어하기 위한 방법은 도 3에 나타낸 바와 같이, 센서노드(100)로부터 수신한 데이터를 전송하기 위해서 LoRaWAN 게이트웨이(110)는 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 서비스 가능한 센서노드들의 리스트를 등록한다(S1).As shown in FIG. 3, a method for controlling a low-power-based LPWA wireless communication sensor apparatus according to the present invention includes a LoRaWAN gateway 110 for transmitting data received from a sensor node 100 to a LoRaWAN network server 120 A list of serviceable sensor nodes is registered (S1).

이어 oneM2M 플랫폼(130)이 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 수신된 센서노드(100)의 데이터를 사용하기 위해 서비스를 등록한다(S2).Then, the oneM2M platform 130 registers the service to use the data of the sensor node 100 received by the LoRaWAN network server 120 (S2).

그리고 수신 하고자 하는 데이터의 소유를 가지고 있는 센서노드(100)들의 리스트에게 구독을 요청한다(S3)Then, a subscription is requested to the list of sensor nodes 100 having the data to be received (S3)

이어 해당하는 센서노드(100)들의 컨테이너를 oneM2M 플랫폼(130)에 생성하는 리소스를 등록한다(S4).Next, a resource for creating a container of the corresponding sensor node 100 in the oneM2M platform 130 is registered (S4).

그리고 센서 데이터를 수신하기 위해서 LoRaWAN 게이트웨이(110)로부터 수신된 데이터를 LoRaWAN 네트워크 서버(120)가 저장하고, 해당 데이터의 사용을 등록한 서비스에게 통지를 수행한다(S5).The LoRaWAN network server 120 stores data received from the LoRaWAN gateway 110 in order to receive the sensor data, and notifies the registered service of the use of the data (S5).

그 다음 데이터를 oneM2M 플랫폼(130)으로 전달하기 위해서 등록된 oneM2M 리소스로 해당 데이터의 생성을 요청하여 oneM2M 플랫폼(130)에 저장한다(S6).In order to transfer the next data to the oneM2M platform 130, the oneM2M platform 130 requests the oneM2M resource to generate the corresponding data and stores it in the oneM2M platform 130 (S6).

이때, oneM2M 플랫폼(130)이 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 수신된 센서노드(100)의 데이터를 사용하기 위해 서비스를 등록하고(S2), 수신하고자 하는 데이터의 소유를 가지고 있는 센서노드(100)들의 리스트에게 구독을 요청하는(S3) 단계는 LoRaWAN 게이트웨이(110)가 센서노드(100)를 관리하는 유일한 자원의 관리를 위해 AppKey를 관리하고, 서비스는 해당 AppKey를 알고있는 상태에서 LoRaWAN 게이트웨이(110)에게 해당 센서노드(100)의 리소스를 획득 할 수 있는 권한을 요청한다.At this time, the oneM2M platform 130 registers the service to use the data of the sensor node 100 received by the LoRaWAN network server 120 (S2) and transmits the service to the sensor node 100 having the data to be received, The step S3 of requesting subscription to the list of the LoRaWAN gateway 110 manages the AppKey for managing the only resource that the LoRaWAN gateway 110 manages the sensor node 100. The service manages the LoRaWAN gateway 110 The sensor node 100 requests permission to acquire the resource of the sensor node 100.

한편 해당하는 센서노드(100)들의 컨테이너를 oneM2M 플랫폼(130)에 생성하는 리소스를 등록(S4)하는 단계는, oneM2M 플랫폼(130)을 통해 서비스 될 수 있는 LoRaWAN 네트워크 서버(120)를 등록하기 위해서 oneM2M 코어 프로토콜의 인증 절차를 이용한다.The step S4 of registering a resource for creating a container of the corresponding sensor node 100 in the oneM2M platform 130 includes registering a LoRaWAN network server 120 that can be serviced through the oneM2M platform 130 Use the authentication procedure of the oneM2M core protocol.

그리고 User는 센서노드(100)의 제어 데이터를 upgrade 또는 update하고자 하는 경우 HMI(140)를 통해 설정하고자 하는 데이터를 생성하고(S7), 해당 노드와 연결된 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 설정 데이터를 전송한다(S8). 이때 LoRaWAN 네트워크 서버(120)는 센서노드(100)로부터의 요청 신호 이전까지 해당 데이터를 저장하고 있는다.When the user wishes to upgrade or update the control data of the sensor node 100, the user generates data to be set through the HMI 140 (S7) and transmits the configuration data to the LoRaWAN network server 120 connected to the node (S8). At this time, the LoRaWAN network server 120 stores the corresponding data until a request signal from the sensor node 100 is received.

한편 slepp 상태에서 wakeup 된 센서노드(100)가 데이터(제어데이터)를 수신하기 위하여 수신할 데이터가 있는가를 LoRaWAN 네트워크 서버(120)로 Request 하는 것에 따라 LoRaWAN 네트워크 서버(120)가 Request를 수신하면, LoRaWAN 네트워크 서버(120)는 센서노드(100)로 저장 중인 설정 데이터를 즉시 전송한다(S9).On the other hand, when the LoRaWAN network server 120 receives a request from the LoRaWAN network server 120 in response to a request from the LoRaWAN network server 120 for data to be received in order to receive data (control data) from the wakeup sensor node 100 in the slepp state, The network server 120 immediately transmits the setting data stored in the sensor node 100 (S9).

그에 따라 센서노드(100)는 전달된 데이터를 수신하여 데이터 설정 후 다시 설정된 시간 동안 Sleep을 유지한다(S10).Accordingly, the sensor node 100 receives the transmitted data and maintains the sleep state for a set time after the data is set (S10).

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 센서노드 110 : LoRaWAN 게이트웨이
120 : LoRaWAN 네트워크 서버
121 : 센서 장치 및 게이트웨이 연동처리부
122 : IWF - LoRaWAN 처리부 130 : oneM2M 플랫폼
131 : IWF - oneM2M 처리부 132 : oneM2M 공통기능처리 엔티티100: Sensor node 110: LoRaWAN gateway
120: LoRaWAN network server
121: Sensor device and gateway interworking unit
122: IWF - LoRaWAN processing unit 130: oneM2M platform
131: IWF - oneM2M processor 132: oneM2M common function processing entity

Claims (2)

센서노드로부터 수신한 데이터를 전송하기 위해서 LoRaWAN 게이트웨이는 LoRaWAN 네트워크 서버로 서비스 가능한 센서노드들의 리스트를 등록하는 1단계;
oneM2M 플랫폼이 LoRaWAN 네트워크 서버로 수신된 센서노드의 데이터를 사용하기 위해 서비스를 등록하는 2단계;
수신하고자 하는 데이터의 소유를 가지고 있는 센서노드들의 리스트에게 구독을 요청하는 3단계;
해당하는 센서노드들의 컨테이너를 oneM2M 플랫폼에 생성하는 리소스를 등록하는 4단계;
센서 데이터를 수신하기 위해서 LoRaWAN 게이트웨이로부터 수신된 데이터를 LoRaWAN 네트워크 서버가 저장하고 해당 데이터의 사용을 등록한 서비스에게 통지를 수행하는 5단계;
상기 데이터를 oneM2M 플랫폼으로 전달하기 위해서 등록된 oneM2M 리소스로 해당 데이터의 생성을 요청하여 oneM2M 플랫폼에 저장하는 6단계;
HMI에서 센서노드로 설정할 제어 데이터를 생성하는 7단계;
상기 HMI에서 생성된 제어 데이터를 전송할 센서노드와 연결된 LoRaWAN 네트워크 서버로 전송하는 8단계;
Sleep 상태의 센서노드가 Wakeup하여 상기 LoRaWAN 네트워크 서버로 제어 데이터 Request를 요청하고, 상기 제어 데이터 Request를 요청받은 상기 LoRaWAN 네트워크 서버는 상기 HMI에서 수신한 데이터를 제어 데이터를 Request한 센서노드로 전송하는 9단계; 및
제어 데이터 수신한 센서노드는 데이터 수신하여 데이터 설정 후 설정된 시간까지 Sleep하는 10단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치 제어 방법.
In order to transmit data received from the sensor node, the LoRaWAN gateway registers a list of serviceable sensor nodes with the LoRaWAN network server in a first step;
oneM2M platform registers the service to use the data of the sensor node received by the LoRaWAN network server;
A third step of requesting subscription to a list of sensor nodes possessing data to be received;
A fourth step of registering a resource for creating a container of corresponding sensor nodes in the oneM2M platform;
A fifth step of storing data received from the LoRaWAN gateway in order to receive the sensor data and notifying the service that the LoRaWAN network server has registered usage of the data;
Requesting the oneM2M resource to transmit the data to the oneM2M platform and storing the requested data in the oneM2M platform;
7) generating control data to be set as a sensor node in the HMI;
Transmitting the control data generated by the HMI to a LoRaWAN network server connected to a sensor node to be transmitted;
The sensor node in the sleep state wakes up to request a control data request to the LoRaWAN network server, and the LoRaWAN network server, which has requested the control data request, transmits the data received from the HMI to the sensor node requesting the control data step; And
Wherein the sensor node receiving the control data receives the data and sleeps until a predetermined time after data is set.
청구항 1에 있어서,
상기 8단계에서 상기 네트워크 서버는 상기 HMI에서 생성된 제어 데이터가 전송되면 상기 센서노드로부터의 제어 데이터 Request를 요청전까지 해당 제어 데이터가 저장된 것을 특징으로 하는 저전력 기반 LPWA 무선통신 센서장치 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the network server stores the control data until the request for the control data from the sensor node is transmitted when the control data generated in the HMI is transmitted in step 8.
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