KR20070107245A - Fuzzy rule-based system for restricting delivery area in wireless sensor network and method thereof - Google Patents

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KR20070107245A
KR20070107245A KR1020060039467A KR20060039467A KR20070107245A KR 20070107245 A KR20070107245 A KR 20070107245A KR 1020060039467 A KR1020060039467 A KR 1020060039467A KR 20060039467 A KR20060039467 A KR 20060039467A KR 20070107245 A KR20070107245 A KR 20070107245A
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Abstract

A fussy rule-based system for restricting a delivery area in a wireless sensor network and a restricting method thereof are provided to restrict message transmission to an unnecessary area during message transmission between sensor nodes under a wireless sensor network environment having restricted resources, thereby efficiently reducing energy consumption. A base station(10) comprises the followings. A receiver receives information request from a client. A message unit generates a request message(30), which is transmitted to plural sensor nodes(41), by using the request received by the receiver. A memory(103) stores location information, energy information and density information of the plural sensor nodes. A threshold value selector(104) calculates a threshold value of restoring a message delivery area from the base station to a destination area(70) to which the request message will be transmitted.

Description

무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법{Fuzzy Rule-based System for Restricting Delivery Area in Wireless Sensor Network and Method Thereof}Fuzzy Rule-based System for Restricting Delivery Area in Wireless Sensor Network and Method Thereof}

도 1은 종래의 무선 센서 네트워크의 전체적인 구조를 도시한 도면,1 is a view showing the overall structure of a conventional wireless sensor network,

도 2는 종래의 디렉티드 디퓨전 라우팅 알고리즘의 메시지 전달 과정을 도시한 도면,2 is a diagram illustrating a message delivery process of a conventional directed diffusion routing algorithm.

도 3은 종래의 무선 센서 네트워크의 에너지와 밀도에 따른 전달 영역 차이를 도시한 도면,3 is a view illustrating a difference in a transmission area according to energy and density of a conventional wireless sensor network;

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기지 노드의 구조를 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a structure of a known node according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 임계값 셀렉터의 입출력 변수를 위한 멤버쉽 함수, 5 is a membership function for an input / output variable of a threshold selector according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법을 설명하는 흐름도,6 is a flowchart illustrating a fuzzy based transmission area limiting method in a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기지 노드와 목표지역 사이의 최적 경로와 중간 센서 노드의 실제 거리를 도시한 도면,7 is a diagram illustrating an actual distance between an optimal path and an intermediate sensor node between a base node and a target area according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지의 전달과정을 설명하는 흐름도,8 is a flowchart illustrating a process of delivering a request message according to an embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지를 전달하는 중간 센서 노드의 동작을 도시한 도면. 9 is a diagram illustrating an operation of an intermediate sensor node that delivers a request message according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 기지 노드 20a, 20b: 클라이언트10: base node 20a, 20b: client

30: 요청 메시지 40: 센서 필드30: Request message 40: Sensor field

41: 센서 노드 42: 이벤트 감지 센서 노드41: sensor node 42: event detection sensor node

50: 라우팅 경로 51: 강화된 라우팅 경로50: routing path 51: enhanced routing path

60: 전달 영역 70: 목표지역60: delivery area 70: target area

101: 수신부 102: 메시지부101: receiving unit 102: message unit

103: 메모리부 104: 임계값 셀렉터103: memory section 104: threshold selector

105: 통신부 106: 제어수단105: communication unit 106: control means

본 발명은 제한된 자원을 갖는 센서 네트워크(Sensor Network) 환경에서 다수의 센서 노드(Sensor Node)간의 메시지 전달 과정에서 소비되는 에너지(Energy)를 줄이기 위한 기술에 관한 것으로, 특히 기지 노드(Base Station)에서 퍼지 로직(Fuzzy Logic)을 이용하여 센서 노드의 에너지 효율성을 높이는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for reducing energy consumed in the process of message transmission between a plurality of sensor nodes in a sensor network environment having limited resources, and particularly in a base station. The present invention relates to a fuzzy based transmission area limiting system and a method of limiting the wireless sensor network in which energy efficiency of a sensor node is improved by using fuzzy logic.

더욱 상세하게는 무선 센서 네트워크에서 사용자의 요청에 따라 특정한 목표지역까지 요청 메시지(Interest Message)를 전달하는 과정에서 모든 노드에게 메시지를 전달하는 플러딩(Flooding) 방법을 사용하지 않고, 기지 노드에 탑재된 퍼지 로직 기반의 임계값 셀렉터(Fuzzy Logic Based Threshold Selector)를 이용하여 메시지를 전달받는 노드의 수를 적절히 조절하여 에너지 소비를 줄이는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법에 관한 것이다. 이는 라우팅(Routing) 경로, 즉 메시지의 전달 영역을 제한하는 방법으로, 이를 위하여 임계값 셀렉터는 센서 필드(Sensor Field)에 배치된 노드들의 에너지 및 밀도 정보를 저장하고 임계값 셀렉터가 이러한 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 상황을 적절히 고려하고 특정한 임계값(Threshold)을 산출한다. 산출된 값은 요청 메시지에 추가되어 실제 메시지 전달 과정에서 그 영역을 제한한다. More specifically, in the process of delivering a request message to a specific target area in response to a user's request in a wireless sensor network, a flooding method that transmits a message to all nodes is not installed. Fuzzy-based propagation area limiting system and method for limiting energy consumption in wireless sensor networks that reduce energy consumption by appropriately adjusting the number of nodes receiving messages using fuzzy logic-based threshold selector . This is a way of limiting the routing path, ie the delivery area of the message. For this purpose, the threshold selector stores the energy and density information of the nodes placed in the sensor field and the threshold selector is based on this information. The system considers the situation according to the predesigned fuzzy logic and calculates a specific threshold. The calculated value is added to the request message to limit the area during the actual message delivery.

최근 들어 컴퓨팅 환경이 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing) 환경으로 발전하면서 초소형 전자기기 시스템 기술과 저전력 디지털기기(Degital Device)의 발전이 가속화되고 있다. 이와 같은 초소형·저전력 기술이 많이 사용되고 있는 무선 센서 네트워크는 감지(Sensing) 능력, 처리(Processing) 능력 및 무선통신(Wireless Communication) 능력을 갖는 소형 센서 노드(Sensor Node)들로 구성된 네트워크이다. 일반적으로 무선 센서 네트워크에는 특정한 정보를 필요로 하는 센서 필드(Sensor Field)에 수백 또는 수천 개 이상의 센서 노드와 기지 노드(Base Station)들을 배치된다. 센서 노드들은 주변의 정보를 수집하여 기지 노드까지 전 달하며, 기지 노드는 수집된 데이터를 인터넷과 같은 기존의 통신 인프라(Infra)와 연결하여 사용자가 접근할 수 있도록 지원한다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 이와 같은 능력을 갖는 무선 센서 네트워크는 다양한 응용분야에 적용하기 위한 기술로서 많은 기대를 받고 있으며, 그 대표적인 응용분야로는 위험 지역의 오염물질 추적, 군사적 목적을 위한 적군 감시, 자연 생태계 환경 감시, 홈 애플리케이션(Home Application) 또는 교통량, 건물 및 교량 감시 등이 있다. 이러한 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용되는 장비들은 대게 매우 제한적인 컴퓨팅 자원을 가지므로, 무선 센서 네트워크의 센서 노드들도 점점 초소형화와 경량화를 지향하고 있다.Recently, as the computing environment has developed into a ubiquitous computing environment, the development of ultra-small electronic system technology and low power digital devices has been accelerated. The wireless sensor network, which is widely used in such a small and low power technology, is a network composed of small sensor nodes having sensing, processing, and wireless communication capabilities. Wireless sensor networks typically have hundreds or thousands of sensor nodes and base stations deployed in sensor fields that require specific information. Sensor nodes collect the surrounding information and pass it to the base node, which connects the collected data with the existing communication infrastructure (Infra) such as the Internet so that the user can access it. In a ubiquitous computing environment, wireless sensor networks with this capability are expected to be applied as a technology for various applications. Typical applications include tracking pollutants in hazardous areas, enemy surveillance for military purposes, and natural ecosystems. Environmental monitoring, home application or traffic, building and bridge monitoring. Since the devices used in such ubiquitous computing environments usually have very limited computing resources, the sensor nodes of wireless sensor networks are increasingly miniaturized and lightweight.

이와 같이 무선센서 네트워크를 활용한 기술의 일례가 대한민국 특허 공개공보 제2005-0112255호(2005.11.30 공개, 센서 네트워크를 활용한 자동차 블랙박스 서비스)에 개시되어 있다.An example of a technology using a wireless sensor network is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0112255 (published on November 30, 2005, an automobile black box service using a sensor network).

상기 대한민국 특허 공개공보 제2005-0112255호에 개시된 기술은 하나 또는 그 이상의 충격 센서, 상기 충격 센서와 연결되고 무선 통신 기능을 갖추며 고유한 식별자를 가지는 센서네트워크 단말기, 센서네트워크의 노드에 연결되어 적어도 인근의 다른 센서네트워크 단말기의 식별자 및 시각 정보를 저장하는 메모리로 이루어지며, 상기 센서네트워크 단말기에 사고가 발생한 것으로 판단하는 경우에는 상기 충격 센서로부터 수신된 데이터와 사고 시점으로부터 소정 시간 동안 수집되는 인근의 다른 센서네트워크 단말기의 식별자 및 시각 정보를 상기 메모리에 저장하거나, 도로변에 설치된 다른 센서네트워크 단말기에 전송하여 향상된 교통사고 처 리 서비스를 제공할 수 있도록 하는 센서 네트워크를 활용한 자동차 블랙박스 서비스(Blackbox Service)에 대해 기재되어 있다.The technique disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 2005-0112255 is one or more of the shock sensor, a sensor network terminal connected to the shock sensor, having a wireless communication function and having a unique identifier, connected to a node of the sensor network at least nearby And a memory for storing identifiers and time information of other sensor network terminals, and when it is determined that an accident has occurred in the sensor network terminal, data received from the shock sensor and other nearby data collected for a predetermined time from the accident time point. Automobile Black Box Service using sensor network to save the sensor network terminal's identifier and visual information in the memory or transmit to other sensor network terminals installed along the road to provide improved traffic accident handling service On It has been described.

또, 무선센서 네트워크를 활용한 기술의 다른 예가 대한민국 특허 공개공보 제2006-0028472호(2006.03.29 공개, 무선센서 네트워크를 이용한 무인경비 시스템의 보안 방법)에 개시되어 있다.In addition, another example of a technology using a wireless sensor network is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0028472 (published on March 29, 2006, a security method for an unmanned security system using a wireless sensor network).

상기 대한민국 특허 공개공보 제2006-0028472호에 개시된 기술은 각종 침입신호를 발생시키는 무선 센서인 센서노드, 상기 센서노드와 무선 통신을 수행하는 사용자 단말기인 기지국, 상기 기지국으로부터 유선 원격 통신을 이용하여 침입신호를 인가 받아 경비요원의 출동신호를 발생시키는 원격의 관제실로 이루어진 무인경비 시스템으로 상기 센서노드와 상기 기지국이 사전에 나누어 갖는 마스터키를 기반으로 암호화를 위한 단일의 암호화 키, MAC값 생성을 위한 키의 값 및 랜덤 키의 값을 생성하는 키설정단계, 상기 키설정단계에서 생성한 단일의 암호화 키를 카운터모드(Counter Mode)로' E(En_Key, Counter)P}=C를 이용해 암호화 루틴을 반복 수행하여 암호화 및 복호화를 수행하는 단계, 상기 암호화 및 복호화단계에서 생성된 단일의 메시지 인증코드(MAC) 생성키를 이용하여 암호화된 메시지에 대한 원키-메시지 인증코드(OMAC)를 생성하는 단계를 통해 오직 한 개의 블록암호 키만을 사용하여 메시지의 길이에 제한 받지 않고, 데이터의 기밀성, 양단간 데이터 인증, 무결성 및 데이터의 신선성을 제공하는 무선센서 네트워크를 이용한 무인경비 시스템의 보안 방법에 대해 기재되어 있다.The technology disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0028472 discloses a sensor node which is a wireless sensor generating various intrusion signals, a base station which is a user terminal performing wireless communication with the sensor node, and an intrusion using a wired telecommunication from the base station. This is an unmanned security system consisting of a remote control room that generates a dispatch signal of a security guard by receiving a signal, and generates a single encryption key for encryption and a MAC value based on a master key previously divided by the sensor node and the base station. In the key setting step of generating a key value and a random key value, the encryption routine is executed using 'E (En_Key, Counter) P} = C' in a counter mode using a single encryption key generated in the key setting step. Repeatedly performing encryption and decryption; generating a single message authentication code (MAC) generated in the encryption and decryption step Generating one key-message authentication code (OMAC) for encrypted messages using sung keys, using only one block encryption key, without limiting the length of the message, data confidentiality, data authentication between two ends, A security method of an unmanned security system using a wireless sensor network that provides data freshness is described.

그러나, 제한된 자원을 갖는 센서 네트워크를 여러 분야에 걸쳐 사용하기 위해서는 에너지 소비 문제의 해결이 반드시 필요한데도 불구하고 상기 공보들에 개시된 기술들을 비롯하여 종래 기술에 있어서는 센서 노드의 에너지가 여전히 제한적이고, 또한 일반적으로 센서 노드들이 사람이 접근하기 힘든 지역이나 위험한 지역에 배치되어 있기 때문에 배터리의 교체가 어려운 문제가 있었다.However, in order to use the sensor network having limited resources in various fields, it is necessary to solve the energy consumption problem, but in the prior art including the techniques disclosed in the above publications, the energy of the sensor node is still limited and also general. As sensor nodes are located in inaccessible or dangerous areas, battery replacement is difficult.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제한된 자원을 가지는 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드들 간의 메시지 전달시에 불필요한 지역으로의 메시지 전송을 제한함으로써 효율적으로 에너지 소비를 줄이는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법을 제공하는 것이다.Summary of the Invention An object of the present invention is to solve the above problems, and in a wireless sensor network environment having limited resources, a wireless sensor that efficiently reduces energy consumption by limiting message transmission to unnecessary areas when transmitting messages between sensor nodes. It is to provide a fuzzy based transmission area limiting system and a method of limiting the same in a network.

본 발명의 다른 목적은 기지 노드에서 센서 노드들의 에너지 및 밀도 정보를 기반으로 하여 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 상황을 적절히 고려하고 특정한 임계값을 산출함으로써 정보를 요청하는 메시지의 전달 영역을 제한하여 센서 노드들이 더욱 효율적으로 에너지를 소비하도록 지원하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to limit the delivery area of the message requesting information by properly considering the situation and calculating a specific threshold value according to the previously designed fuzzy logic based on the energy and density information of the sensor nodes at the base node. It is to provide a fuzzy based transmission area limiting system and a method of limiting in a wireless sensor network that supports nodes to consume energy more efficiently.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템은 네트워크를 통하여 클라이언트로부터 정보 요청을 수신하여 무선 센서 네트워크를 통하여 연결된 센싱 기능, 계산처리 및 통신 능력을 가진 다수의 센서 노드에게 상기 요청을 전달하는 라우팅 경로를 제어하는 기지 노드에 있어서, 상기 기지 노드는 상기 클라이언트로부터 상기 요청을 수신하는 수신부, 상기 수신부에서 수신한 상기 요청을 이용하여 상기 다수의 센서 노드에게 전송할 요청 메시지를 생성하는 메시지부, 상기 다수의 센서 노드의 위치 정보, 에너지 정보 및 밀도 정보를 저장하는 메모리부, 상기 기지 노드로부터 상기 요청 메시지를 전달할 목표지역까지의 메시지 전달 영역을 제한하는 임계값을 산출하는 임계값 셀렉터를 포함하고, 상기 임계값 셀렉터는 상기 에너지 정보 및 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 상기 임계값을 산출하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the wireless sensor network according to the present invention, a fuzzy based transmission area limiting system receives a request for information from a client through a network and has a plurality of sensing functions, calculation processing, and communication capabilities connected through the wireless sensor network. A base node for controlling a routing path for forwarding the request to a sensor node, the base node comprising: a receiver for receiving the request from the client, a request to be transmitted to the plurality of sensor nodes using the request received at the receiver A message unit for generating a message, a memory unit for storing location information, energy information, and density information of the plurality of sensor nodes, and a threshold for limiting a message delivery area from the base node to a target area to which the request message is to be delivered. The threshold selector In addition, the threshold selector calculates the threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on the energy information and the density information.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템에 있어서, 상기 요청 메시지는 상기 요청에 관한 정보, 상기 목표지역의 위치정보, 상기 목표지역까지 도달할 최적 경로 정보, 상기 임계값을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the fuzzy based transmission area limiting system in the wireless sensor network according to the present invention, the request message includes information on the request, location information of the target area, optimal path information to reach the target area, and the threshold value. Characterized in that it comprises a.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템에 있어서, 상기 임계값은 상기 에너지 정보 및 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 초기 임계값을 산출한 후, 산출된 초기 임계값과 상기 최적 경로의 거리를 이용하여 산출한 최종 임계값인 것을 특징으로 한다.In addition, in the fuzzy based transmission area limiting system in the wireless sensor network according to the present invention, the threshold value is calculated after calculating an initial threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on the energy information and density information. And a final threshold calculated using the distance between the initial threshold and the optimal path.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템에 있어서, 상기 요청 메시지를 수신한 상기 센서 노드인 중간 센서 노드에서 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 작거나 같을 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 이내의 센서 노드로 판단하여 다음 이웃 센서 노드에게 상기 요청 메시지를 전달하게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the fuzzy based transmission area limiting system in the wireless sensor network according to the present invention, the final threshold value may be less than or equal to the actual distance of the intermediate sensor node in the intermediate sensor node that is the sensor node that receives the request message. In this case, the intermediate sensor node determines that it is a sensor node within the delivery area, and transmits the request message to a next neighboring sensor node.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템에 있어서, 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 클 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 밖의 센서 노드로 판단하여 상기 요청 메시지를 자신의 저장소에서 삭제하게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the fuzzy based transmission area limiting system in the wireless sensor network according to the present invention, if the final threshold is larger than the actual distance of the intermediate sensor node, the intermediate sensor node determines that the sensor node is outside the transmission area. To delete the request message from its storage.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템에 있어서, 상기 실제거리(d2)는 식In addition, in the fuzzy based transmission area limitation system in the wireless sensor network according to the present invention, the actual distance (d2) is

Figure 112006030949061-PAT00001
Figure 112006030949061-PAT00001

의 실행에 의해 연산되며, 상기 nx와 ny는 상기 중간 센서 노드의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치인 것을 특징으로 한다.Computed by execution of, wherein n x and n y are locations of the intermediate sensor nodes, b x and b y are locations of the known nodes, and s x and s y are locations of the target area. It features.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템에 있어서, 상기 최종 임계값(t2)은 식In addition, in the fuzzy based transmission area limitation system in the wireless sensor network according to the present invention, the final threshold t2 is

Figure 112006030949061-PAT00002
Figure 112006030949061-PAT00002

의 실행에 의해 연산되며, 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 t1은 상기 초기 임계값인 것을 특징으로 한다.S x and s y are locations of the target area, b x and b y are locations of the known nodes, and t1 is the initial threshold value.

또, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼 지 기반의 전달 영역 제한 방법은 네트워크를 통하여 클라이언트로부터 정보 요청을 수신하여 무선 센서 네트워크를 통하여 연결된 센싱 기능, 계산처리 및 통신 능력을 가진 다수의 센서 노드에게 전송할 요청 메시지를 생성하는 메시지부, 상기 다수의 센서 노드의 위치 정보, 에너지 정보 및 밀도 정보를 저장하는 메모리부, 상기 기지 노드로부터 상기 요청 메시지를 전달할 목표지역까지의 메시지 전달 영역을 제한하는 임계값을 산출하는 임계값 셀렉터를 구비하는 기지 노드로 상기 요청 메시지의 라우팅 경로를 제어하는 방법에 있어서, (a) 상기 기지 노드가 상기 클라이언트로부터 정보 요청을 수신하는 단계, (b) 상기 기지 노드가 상기 메모리부에서 상기 수신한 상기 정보 요청을 이용하여 상기 목표지역의 위치를 확인하는 단계, (c) 상기 임계값 셀렉터가 최종 임계값을 산출하는 단계, (d) 상기 메시지부가 상기 다수의 센서 노드에게 전송할 요청 메시지를 생성하는 단계, (e) 상기 기지 노드가 상기 요청 메시지를 상기 다수의 센서 노드에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in order to achieve the above object, a fuzzy-based delivery area limiting method in a wireless sensor network according to the present invention receives a request for information from a client through a network to perform sensing, calculation processing, and communication capabilities connected through the wireless sensor network. A message unit for generating a request message to be transmitted to a plurality of sensor nodes having a plurality of positions; a memory unit for storing location information, energy information, and density information of the plurality of sensor nodes; A method of controlling a routing path of a request message to a base node having a threshold selector for calculating a threshold limiting an area, the method comprising: (a) the base node receiving a request for information from the client; The base node receives the received at the memory unit. Confirming the location of the target area using a beam request, (c) calculating a final threshold value by the threshold selector, and (d) generating a request message to be transmitted to the plurality of sensor nodes by the message unit. (e) the base node sending the request message to the plurality of sensor nodes.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법에 있어서, 상기 (c) 단계는 상기 에너지 정보 및 상기 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 초기 임계값을 산출하는 단계, 상기 기지 노드부터 상기 목표지역까지 도달할 최적 경로를 산출하는 단계, 산출된 상기 초기 임계값과 상기 최적 경로를 이용하여 최종 임계값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the fuzzy based transmission area limiting method in the wireless sensor network according to the present invention, the step (c) includes calculating an initial threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on the energy information and the density information. And calculating an optimal path to reach the target area from the base node, and calculating a final threshold value using the calculated initial threshold value and the optimal path.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방 법에 있어서, 상기 최종 임계값(t2)은 식In addition, in the fuzzy based transmission area limiting method in the wireless sensor network according to the present invention, the final threshold value t2 is

Figure 112006030949061-PAT00003
Figure 112006030949061-PAT00003

의 실행에 의해 연산되며, 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 t1은 상기 초기 임계값인 것을 특징으로 한다.S x and s y are locations of the target area, b x and b y are locations of the known nodes, and t1 is the initial threshold value.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법에 있어서, 상기 (d) 단계는 상기 요청 메시지에 상기 요청에 관한 정보, 상기 목표지역의 위치정보, 상기 목표지역까지 도달할 최적 경로 정보, 상기 최종 임계값을 포함시켜 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the fuzzy based transmission area limiting method in the wireless sensor network according to the present invention, step (d) is optimal for reaching the request information, the location information of the target area, and the target area in the request message. And generating the path information by including the final threshold value.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법에 있어서, 상기 요청 메시지를 수신한 상기 센서 노드인 중간 센서 노드에서 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 작거나 같을 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 이내의 센서 노드로 판단하여 다음 이웃 센서 노드에게 상기 요청 메시지를 전달하게 하는 것을 특징으로 한다.Further, in the fuzzy based transmission area limiting method in the wireless sensor network according to the present invention, the final threshold value may be less than or equal to the actual distance of the intermediate sensor node in the intermediate sensor node that is the sensor node that receives the request message. In this case, the intermediate sensor node determines that it is a sensor node within the delivery area, and transmits the request message to a next neighboring sensor node.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법에 있어서, 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 클 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 밖의 센서 노드로 판단하여 상기 요청 메시지를 자신의 저장소에서 삭제하게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the fuzzy based transmission area limiting method in the wireless sensor network according to the present invention, when the final threshold is larger than the actual distance of the intermediate sensor node, the intermediate sensor node determines that the sensor node is outside the transmission area. To delete the request message from its storage.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방 법에 있어서, 상기 실제거리(d2)는 식In addition, in the fuzzy based transmission area limitation method in the wireless sensor network according to the present invention, the actual distance (d2) is

Figure 112006030949061-PAT00004
Figure 112006030949061-PAT00004

의 실행에 의해 연산되며, 상기 nx와 ny는 상기 중간 센서 노드의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치인 것을 특징으로 한다.Computed by execution of, wherein n x and n y are locations of the intermediate sensor nodes, b x and b y are locations of the known nodes, and s x and s y are locations of the target area. It features.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In addition, in describing this invention, the same code | symbol is attached | subjected and the repeated description is abbreviate | omitted.

본 발명을 이해하기 위한 배경지식으로서 종래의 무선 센서 네트워크 관련 기술을 도 1 내지 도 3에 따라 설명한다. Background Art In order to understand the present invention, a related art of a wireless sensor network will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 종래의 무선 센서 네트워크의 전체적인 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing the overall structure of a conventional wireless sensor network.

도 1에서 도시한 바와 같이, 무선 센서 네트워크는 기지 노드(10), 센서 필드(40), 센서 노드(41), 이벤트(Event) 감지 센서 노드(42)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the wireless sensor network includes a base node 10, a sensor field 40, a sensor node 41, and an event sensing sensor node 42.

도 1에 도시된 기지 노드(10)는 외부와의 연결 역할을 하며, 직접 연결된 클라이언트(20a)나 네트워크로 연결된 원격지의 클라이언트(20b)로부터 작업에 대한 요청을 받고 요청 메시지(30)를 생성한다. 생성한 요청 메시지(30)는 다수의 센서 노드(41)로 전송하여 센서 노드(41)가 정보를 수집하게 하며, 수집된 정보를 다시 수신하여 취합하고 저장한 후 클라이언트(20)에게 제공한다. 센서 필드(40)는 센서 노드(41)들이 배치되는 곳을 말하며, 일반적으로는 정보를 필요로 하는 곳을 말한다. 센서 노드(41)는 센서 필드(40)에 배치된 소형의 센서 노드(41)로서, 실제로는 센서 네트워크를 구성하는 장치이다. 센서 노드(41)는 사물을 감지할 수 있는 기능과 제한적이지만 기본적인 처리 및 저장 능력과 통신 능력을 갖는다. 이벤트 감지 센서 노드(42)는 기지 노드(10)로부터 전달된 요청 메시지(30)에 따라 목표가 되는 사물이나 주변 환경을 감지하고 있는 센서 노드(41)를 말한다. 네트워크는 기지 노드(10)가 센서 네트워크를 이용하여 수집한 정보를 원격의 클라이언트(20b)에게 제공하기 위한 수단으로서 인터넷 등이 있으며, 보통은 기지 노드(10)에 연결되어 클라이언트(20b)와의 연결 고리 역할을 한다.The base node 10 shown in FIG. 1 serves as a connection to the outside, receives a request for a job from a directly connected client 20a or a remotely connected client 20b and generates a request message 30. . The generated request message 30 is transmitted to the plurality of sensor nodes 41 so that the sensor node 41 collects the information, and the collected information is received, collected, stored, and provided to the client 20. The sensor field 40 refers to where the sensor nodes 41 are placed and generally refers to where information is needed. The sensor node 41 is a small sensor node 41 disposed in the sensor field 40 and is actually a device constituting the sensor network. The sensor node 41 is limited in its ability to sense things and has basic processing and storage capabilities and communication capabilities. The event sensing sensor node 42 refers to a sensor node 41 that senses a target object or a surrounding environment according to the request message 30 transmitted from the base node 10. The network includes the Internet as a means for providing the remote client 20b with information collected by the base node 10 using the sensor network, and is usually connected to the base node 10 to connect with the client 20b. It serves as a ring.

도 2는 종래의 디렉티드 디퓨전 라우팅 알고리즘(Directed Diffusion Routing Algorism)의 메시지 전달 과정을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a message delivery process of a conventional directed diffusion routing algorithm.

도 2에서 도시한 바와 같이, 무선 센서 네트워크의 라우팅 프로토콜(Protocol) 중 멀티 홉(Multi-Hop) 기반의 평면 라우팅 프로토콜인 디렉티드 디퓨전은 기지 노드(10), 센서 노드(41), 이벤트 감지 센서 노드(42), 라우팅 경로(50), 강화된 라우팅 경로(51)를 포함하여 구성되며, 요청 메시지(30) 전달, 기울기 설정, 강화된 경로를 이용한 데이터 메시지 전달의 3단계로 이루어진다. 디렉티드 디퓨전의 목적은 기지 노드(10)에서 생성된 요청 메시지(30)를 센서 필드(40) 에 위치한 센서 노드(41)를 향하여 전달함으로써 특정 지역의 데이터를 수집하는 것이다.As shown in FIG. 2, Directed Diffusion, a multi-hop based planar routing protocol among routing protocols of a wireless sensor network, includes a base node 10, a sensor node 41, and an event detection sensor. Node 42, routing path 50, enhanced routing path 51, and comprises three stages: request message 30 delivery, slope setting, and data message delivery using enhanced paths. The purpose of directed diffusion is to collect data of a specific region by forwarding the request message 30 generated at the base node 10 towards the sensor node 41 located in the sensor field 40.

도 2a에 도시된 요청 메시지를 전달 단계에서는 클라이언트(20)가 원하는 정보에 따라 기지 노드(10)가 요청 메시지(30)를 생성하고 이웃한 다른 센서 노드(41)들을 향하여 무선 통신 방식으로 요청 메시지(30)를 전달한다. 도 2b에 도시된 기울기(Gradient) 설정 단계에서는 요청 메시지(30)가 이웃 센서 노드(41)들을 통하여 전달되는 과정에서 역방향으로 기울기를 형성하는데, 여기서 기울기란 데이터의 전달 방향과 속성값을 나타내기 위한 것으로 라우팅 경로(50)를 형성하기 위한 것이다. 기지 노드(10)에서 시작된 요청 메시지(30)의 전달과 동시에 모든 이웃 센서 노드(41)들로부터 기울기가 형성되며, 이 과정은 요청 메시지(30)가 도달하고자 하는 목표지역에 요청 메시지(30)가 도달할 때까지 계속 반복된다. 또, 도 2c에 도시된 강화된 경로(Reinforced Path)를 이용한 데이터 메시지 전달 단계에서는 요청 메시지(30)가 목표지역에 전달된 후, 해당 센서 노드(41)들이 기울기가 형성된 이웃 센서 노드(41)들 중에서 하나를 선택하여 수집된 데이터를 전달한다. 이때 여러 경로 중 한 경로를 선택하여 데이터 메시지를 전달하는데 주로 에너지 효율성이나 거리 또는 데이터 전달 상태를 판단하여 경로를 선택하며, 이를 강화된 라우팅 경로(51)라 한다. 이 후 강화된 경로(51)를 통하여 메시지가 전달된다. In the step of delivering the request message shown in FIG. 2A, the base node 10 generates a request message 30 according to information desired by the client 20, and requests the request message in a wireless communication manner toward other neighboring sensor nodes 41. Pass 30. In the gradient setting step shown in FIG. 2B, the gradient is formed in the reverse direction while the request message 30 is transmitted through the neighbor sensor nodes 41, where the slope indicates the transmission direction and the attribute value of the data. The purpose is to form the routing path 50. At the same time as the delivery of the request message 30 started at the base node 10, a slope is formed from all neighboring sensor nodes 41, which process the request message 30 to the target area to which the request message 30 is to reach. Repeatedly until is reached. In addition, in the data message delivery step using the reinforced path shown in FIG. 2C, after the request message 30 is delivered to the target area, the corresponding sensor nodes 41 are formed with the neighboring sensor node 41 inclined. Select one of them to deliver the collected data. In this case, one path is selected from among several paths to transfer the data message. The path is mainly determined by determining energy efficiency, distance, or data transmission state, and this is called an enhanced routing path 51. The message is then delivered via the enhanced path 51.

도 3은 종래의 무선 센서 네트워크의 에너지와 밀도에 따른 전달 영역 차이를 도시한 도면으로, 도 3a는 무선 센서 네트워크의 에너지에 따른 전달 영역의 차 이를 도시한 도면이고, 도 3b는 무선 센서 네트워크의 밀도에 따른 전달 영역의 차이를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a difference in a transmission area according to energy and a density of a conventional wireless sensor network. FIG. 3A is a diagram illustrating a difference in a transmission area according to energy of a wireless sensor network, and FIG. 3B is a diagram of a wireless sensor network. It is a figure which shows the difference of the transmission area according to density.

기지 노드(10)와 목표지역(70) 사이에 위치한 센서 노드(41)들을 통하여 요청 메시지(30)를 전달하는 과정에서 각각의 센서 노드(41)가 보유한 에너지와 노드들 간의 밀도는 실제 요청 메시지(30)를 전달하기 위한 전달 영역(60)에 영향을 미친다. In the process of transmitting the request message 30 through the sensor nodes 41 located between the base node 10 and the target area 70, the energy of each sensor node 41 and the density between the nodes are the actual request message. Affects the delivery area 60 for delivering 30.

도 3a에서 도시한 바와 같이, 목표지역(70) A에 요청 메시지(30)를 전달하는 경우에 센서 노드(41)들이 보유한 에너지는 대략 89%로서, 목표지역(70) B에 요청 메시지(30)를 전달하는 경우에 센서 노드(41)들이 보유한 46%의 에너지에 비하여 상대적으로 많다. 이와 같이 센서 노드(41)가 보유한 에너지가 높을수록 메시지 전달 과정에서 발생할 수 있는 전송 실패의 확률은 적어지며, 반대로 센서 노드(41)가 보유한 에너지가 적은 경우는 전송 실패의 확률이 높아진다. 예를 들어, 에너지가 고갈되어 다음 센서 노드(41)로 메시지를 전달할 수 없는 경우에는 전송의 신뢰도를 보장할 수 없게 된다. As shown in FIG. 3A, when the request message 30 is delivered to the target region 70 A, the energy retained by the sensor nodes 41 is approximately 89%, and the request message 30 is transmitted to the target region 70 B. ) Is relatively high compared to the 46% of energy held by the sensor nodes 41. In this way, the higher the energy possessed by the sensor node 41, the lower the probability of transmission failure that may occur in a message delivery process. On the contrary, when the sensor node 41 has less energy, the probability of transmission failure increases. For example, if energy is depleted and the message cannot be delivered to the next sensor node 41, the reliability of the transmission cannot be guaranteed.

또, 도 3b에서 도시한 바와 같이, 기지 노드(10)에서 목표지역(70) A에 요청 메시지(30)를 전달하는 경우 센서 노드(41)들 간의 밀도는 대략 92%로서, 목표지역(70) C에 대한 센서 노드(41)들 간의 밀도인 38%에 비해 상대적으로 높다. 이와 같이 밀도가 높은 지역을 통하여 메시지를 전달할 경우, 센서 노드(41)의 에너지가 고갈되어 메시지를 전송할 수 없게 되어도 이웃 다른 센서 노드(41)를 통하여 메시지를 전달함으로써 전송의 신뢰도를 확보할 수 있다. 반대로 밀도가 낮은 지역을 통하여 메시지를 전달하는 경우, 센서 노드(41)의 전송 실패에 따른 대안 경로를 확보하기 위한 이웃 센서 노드(41)가 적기 때문에 상대적으로 낮은 전송 신뢰도를 갖게 된다.In addition, as shown in FIG. 3B, when the base node 10 delivers the request message 30 to the target area 70 A, the density between the sensor nodes 41 is approximately 92%, and thus the target area 70. ) Relative to 38%, the density between the sensor nodes 41 for C). When the message is transmitted through such a high density area, even if the energy of the sensor node 41 is exhausted and the message cannot be transmitted, the message can be transmitted through another sensor node 41 neighboring to secure the reliability of the transmission. . On the contrary, when the message is transmitted through a low density region, the neighboring sensor node 41 to secure an alternative path due to the transmission failure of the sensor node 41 has a relatively low transmission reliability.

다음에 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템에 대해 도 4 내지 도 5에 따라 설명한다.Next, a fuzzy based transmission area limiting system in a wireless sensor network according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 5.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기지 노드의 구조를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a structure of a known node according to an embodiment of the present invention.

도 4a에서 도시한 바와 같이, 무선 센서 네트워크의 에너지와 밀도에 대한 정보는 사전에 기지 노드(10)의 저장소인 메모리부(103)에 저장되며, 외부의 클라이언트(20)로부터 작업에 대한 요청이 있는 경우 기지 노드(10)는 목표지역(70)을 확인한 후 탑재된 임계값 셀렉터(104)를 이용하여 요청 메시지(30)를 생성한다. 요청 메시지(30)의 생성 과정에서는 퍼지 로직을 기반으로 사전에 설계된 셀렉터(104)를 이용하여 특정한 임계값을 산출하며, 상기 임계값은 클라이언트(20)가 원하는 관련 데이터 정보, 기본적인 라우팅 정보 및 위치 정보와 함께 요청 메시지(30)에 포함된다. 생성된 메시지는 목표지역(70)에 따라 포함된 임계값 정보를 이용하여 이웃 센서 노드(41)들에게 전달된다.As shown in FIG. 4A, information on energy and density of the wireless sensor network is stored in advance in the memory unit 103, which is a storage of the base node 10, and requests for work from an external client 20 are received. If there is, the base node 10 checks the target area 70 and generates a request message 30 using the mounted threshold selector 104. In the process of generating the request message 30, a specific threshold value is calculated using a selector 104 designed beforehand based on fuzzy logic, and the threshold value is related data information, basic routing information, and location desired by the client 20. It is included in the request message 30 together with the information. The generated message is transmitted to the neighbor sensor nodes 41 using the threshold information included according to the target area 70.

기지 노드(10)는 도 4b에서 도시한 바와 같이, 클라이언트(20)로부터 정보 요청을 수신하는 수신부(101), 수신부(101)에서 수신한 상기 요청을 이용하여 다수의 센서 노드(41)에게 전송할 요청 메시지(30)를 형성하는 메시지부(102), 다수의 센서 노드(41)의 위치 정보와 에너지 정보 및 밀도 정보를 저장하는 메모리 부(103), 기지 노드(10)로부터 요청 메시지(30)를 전달할 목표지역(70)까지의 메시지 전달 영역(60)을 제한하는 임계값을 산출하는 임계값 셀렉터(104), 다수의 센서 노드(41)에게 요청 메시지(30)를 전송하고 다수의 센서 노드(41)에서 감지된 정보들을 수신하는 통신부(105)와 수신부(101), 메시지부(102), 메모리부(103), 임계값 셀렉터(104) 및 통신부(105)를 비롯하여 기지 노드(10) 내부를 제어하는 제어수단(106)을 구비한다. 특히, 임계값 셀렉터(104)는 메모리부(103)에 저장된 에너지 정보 및 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 초기 임계값을 산출한 후, 산출된 초기 임계값과 최적 경로의 거리를 이용하여 최종 임계값을 산출한다. 바로 이 최종 임계값이 전달 영역(60)을 제한함으로써 효율적으로 에너지를 소비하게 된다.The base node 10 transmits to the plurality of sensor nodes 41 using the request received from the receiving unit 101 and the receiving unit 101, which receives the information request from the client 20, as shown in FIG. 4B. The message unit 102 forming the request message 30, the memory unit 103 storing position information, energy information and density information of the plurality of sensor nodes 41, and the request message 30 from the base node 10. A threshold selector 104 that calculates a threshold limiting the message delivery area 60 to the target area 70 to which the target area 70 is to be transmitted, and transmits the request message 30 to the plurality of sensor nodes 41 and the plurality of sensor nodes. The base node 10, including the communication unit 105 and the receiving unit 101, the message unit 102, the memory unit 103, the threshold selector 104 and the communication unit 105 for receiving the information sensed by the 41 (41). Control means 106 for controlling the interior is provided. In particular, the threshold selector 104 calculates an initial threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on energy information and density information stored in the memory unit 103, and then calculates the distance between the calculated initial threshold value and the optimal path. To calculate the final threshold. It is this final threshold that constrains the transfer area 60, thus efficiently consuming energy.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 임계값 셀렉터의 입출력 변수를 위한 멤버쉽 함수(Membership Function)를 도시한 도면으로, 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지에 대한 멤버쉽 함수를 도시한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 밀도에 대한 멤버쉽 함수를 도시한 도면이며, 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 임계값에 대한 멤버쉽 함수를 도시한 도면이다.FIG. 5 illustrates a membership function for an input / output variable of a threshold selector according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A illustrates a membership function for energy according to an embodiment of the present invention. 5B is a diagram illustrating a membership function for density according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5C is a diagram showing a membership function for a threshold value according to an embodiment of the present invention.

도 5a와 도 5b에 도시된 함수들은 입력 함수를 표현하며, 도 5c에 도시된 함수는 출력 함수를 표현한다. 이러한 멤버쉽 함수들은 센서 네트워크의 상황에 따른 에너지와 밀도 정보를 입력 파라미터(Parameter)로 하여 특정한 임계값을 출력해주는 역할을 한다.The functions shown in FIGS. 5A and 5B represent input functions, and the functions shown in FIG. 5C represent output functions. These membership functions serve to output specific threshold values using energy and density information according to the situation of the sensor network as input parameters.

임계값 셀렉터(104)는 요청 메시지(30)를 생성하기 위하여 다음과 같은 경우를 고려하여 임계값을 결정한다. 에너지가 적은 센서 노드(41)들이 배치된 전달 영역(60)을 통하여 메시지를 전송할 경우, 에너지가 상대적으로 많은 센서 노드(41)들이 배치된 전달 영역(60)보다 더 넓은 전달 영역(60)을 통하여 메시지를 전송한다. 그러나 센서 노드(41)의 에너지가 상대적으로 적더라도, 만약 이웃 센서 노드(41) 간의 밀도가 높은 지역이라면, 밀도가 낮은 지역에 비해 좁은 전달 영역(60)을 형성하여 메시지를 전송할 수 있다. 이는 센서 네트워크에 위치한 모든 센서 노드(41)를 통하여 메시지를 전달하는 플러딩 방식과 비교해 볼 때 상대적으로 적은 에너지를 소모한다.The threshold selector 104 determines the threshold value in consideration of the following cases in order to generate the request message 30. When transmitting a message through the delivery area 60 in which the sensor nodes 41 with low energy are arranged, the transmission area 60 is wider than the transmission area 60 in which the sensor nodes 41 with relatively high energy are arranged. Send a message via However, even if the energy of the sensor node 41 is relatively low, if the area of high density between neighboring sensor nodes 41 is high, the transmission area 60 may be formed in a narrower transmission area 60 than the low density area. This consumes relatively little energy compared to the flooding scheme of delivering messages through all sensor nodes 41 located in the sensor network.

임계값 셀렉터(104)에 사용하는 입출력 파라미터는 다음과 같이 표현된다.The input / output parameters used for the threshold selector 104 are expressed as follows.

ENERGY = {Very Small, Small, Half, Much, Very Much}ENERGY = {Very Small, Small, Half, Much, Very Much}

DENSITY = {Very Low, Low, Medium, High, Very High}DENSITY = {Very Low, Low, Medium, High, Very High}

THRESHOLD = {Very Small, Small, Medium, Large, Very Large}THRESHOLD = {Very Small, Small, Medium, Large, Very Large}

ENERGY는 전달 영역(60) 이내에 위치한 센서 노드(41)들의 잔여 에너지 레벨을 나타내고, DENSITY는 센서 노드(41)들 간의 밀도 레벨을 나타낸다. 예를 들어 ENERGY가 Small이고 DENSITY가 Very Low이면, 임계값인 THRESHOLD는 Small보다 낮거나 혹은 높은 값들 중에서 하나를 선택한다.ENERGY represents the residual energy level of the sensor nodes 41 located within the delivery area 60 and DENSITY represents the density level between the sensor nodes 41. For example, if ENERGY is Small and DENSITY is Very Low, the threshold, THRESHOLD, chooses one of the lower or higher values than Small.

다음에 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법에 대해 도 6 내지 도 9에 따라 설명한다.Next, a fuzzy based transmission area restriction method in the wireless sensor network according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a fuzzy based transmission area limitation method in a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.

도 6에서 도시한 바와 같이, 우선 기지 노드(10)의 수신부(101)가 네트워크로 연결된 클라이언트(20)로부터 정보 요청을 수신한다(ST6010). 제어수단(106)은 단계 (ST6010)에서 수신된 정보 요청에 포함된 목표지역(70)의 위치를 확인한다(ST6020). 목표지역(70)의 위치는 메모리부(103)에 저장된 위치 정보를 이용하여 알 수 있다. 다음으로, 임계값 셀렉터(104)가 최종 임계값을 산출하는데 이 과정은 다음과 같다. 먼저, 임계값 셀렉터(104)가 메모리부(103)에 저장된 에너지 정보 및 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 초기 임계값을 산출한다(ST6030). 임계값 셀렉터(104)가 초기 임계값을 산출한 후에는 기지 노드(10)부터 목표지역(70)까지 도달할 최적 경로를 산출한다(ST6031). 메모리부(103)에는 센서 노드(41)들의 위치 정보가 저장되어 있으므로 이를 이용하여 최적의 경로를 산출할 수 있다. 임계값 셀렉터(104)는 산출된 초기 임계값과 최적 경로를 이용하여 최종 임계값을 산출한다(ST6032). 산출된 최종 임계값이 요청 메시지(30)의 전달 영역(60)을 제한하게 된다. 이제, 최종 임계값이 산출되었으므로 메시지부(102)가 다수의 센서 노드(41)에게 전송할 요청 메시지를 생성한다(ST6040). 요청 메시지에는 단계 (ST6010)에서 수신한 요청에 관한 정보, 목표지역(70)의 위치정보, 목표지역(70)까지 도달할 최적 경로 정보, 그리고 최종 임계값이 포함된다. 요청 메시 지(30)를 생성한 후에는 통신부(105)를 통해 요청 메시지(30)를 다수의 센서 노드(41)에게 전송한다(ST6050).As shown in FIG. 6, first, the receiving unit 101 of the base node 10 receives a request for information from a client 20 connected through a network (ST6010). The control means 106 checks the position of the target area 70 included in the information request received in step ST6010 (ST6020). The location of the target area 70 may be known using location information stored in the memory unit 103. Next, threshold selector 104 calculates the final threshold, which is as follows. First, the threshold selector 104 calculates an initial threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on energy information and density information stored in the memory unit 103 (ST6030). After the threshold selector 104 calculates the initial threshold value, an optimal path to reach the target node 70 from the known node 10 is calculated (ST6031). Since the location information of the sensor nodes 41 is stored in the memory 103, an optimal path may be calculated using the location information of the sensor nodes 41. The threshold selector 104 calculates a final threshold value using the calculated initial threshold value and the optimal path (ST6032). The calculated final threshold limits the delivery area 60 of the request message 30. Now, since the final threshold is calculated, the message unit 102 generates a request message to be transmitted to the plurality of sensor nodes 41 (ST6040). The request message includes information about the request received in step ST6010, location information of the target area 70, optimal path information to reach the target area 70, and a final threshold value. After generating the request message 30, the request message 30 is transmitted to the plurality of sensor nodes 41 through the communication unit 105 (ST6050).

요청 메시지(30)를 수신한 중간 센서 노드(Intermediate Node)(43)에서는 최종 임계값이 자신의 실제거리보다 작거나 같을 경우 중간 센서 노드(43) 자신을 전달 영역(60) 이내의 센서 노드로 판단하여 다음 이웃 센서 노드(41)에게 요청 메시지(30)를 전달한다. 반면, 최종 임계값이 중간 센서 노드(43) 자신의 실제거리보다 클 경우 중간 센서 노드(43) 자신을 전달 영역(60) 밖의 센서 노드로 판단하여 요청 메시지(30)를 자신의 저장소에서 삭제한다. 즉, 최종 임계값에 의해 전달 영역(60)이 제한되므로, 요청 메시지(30)를 수신하는 센서 노드(41)가 전달 영역(60)의 안에 위치하는 경우에만 요청 메시지(30)를 전달하므로 불필요한 센서 노드(41)의 에너지를 낭비하지 않게 한다.In the intermediate node 43 receiving the request message 30, if the final threshold value is less than or equal to its actual distance, the intermediate sensor node 43 sends itself to the sensor node within the transmission area 60. In response, the request message 30 is transmitted to the next neighbor sensor node 41. On the other hand, if the final threshold is greater than the actual distance of the intermediate sensor node 43 itself, the intermediate sensor node 43 determines itself as a sensor node outside the delivery area 60 and deletes the request message 30 from its storage. . That is, since the delivery area 60 is limited by the final threshold value, the request message 30 is delivered only when the sensor node 41 receiving the request message 30 is located in the delivery area 60. It is possible not to waste energy of the sensor node 41.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기지 노드와 목표지역 사이의 최적 경로와 중간 센서 노드의 실제 거리를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating an actual distance between an optimal path and an intermediate sensor node between a base node and a target area according to an embodiment of the present invention.

도 7에는 임계값 셀렉터(104)에 의해 결정된 임계값 정보와 함께 요청 메시지(30)에 포함될 최적 경로의 정보 및 이에 따라 생성된 요청 메시지(30)가 목표지역(70)에 실제로 전달되는 과정을 도시되어 있으며, 메시지를 전달하고 있는 하나의 중간 센서 노드(43)를 일례로 보여주고 있다. 외부의 클라이언트(20)로부터 특정 지역에 관한 정보가 요청되면, 기지 노드(10)는 요청된 위치정보에 따라 목표지역(70)을 결정하고, 메시지 생성을 위한 하나의 속성으로 최적 경로를 계산한다. 최적 경로는 다음과 같은 수학식1에 의해서 연산되며, 여기서 나온 값 d1은 임계값 셀렉터(104)에 의하여 결정된 초기 임계값과 함께 연산되어 요청 메시지(30)에 포함시킨다.In FIG. 7, the information on the optimal path to be included in the request message 30 together with the threshold information determined by the threshold selector 104 and a process in which the generated request message 30 is actually transmitted to the target area 70 are described. An example of one intermediate sensor node 43, which is shown and conveys a message, is shown. When information about a specific area is requested from an external client 20, the base node 10 determines the target area 70 according to the requested location information, and calculates an optimal path as one attribute for generating a message. . The optimal path is computed by Equation 1 below, where the value d1 is computed along with the initial threshold determined by the threshold selector 104 and included in the request message 30.

Figure 112006030949061-PAT00005
Figure 112006030949061-PAT00005

기지 노드(10)의 위치: B(bx, by)Position of known node 10: B (b x , b y )

목표지역(70)의 위치: S(sx, sy)Location of target area 70: S (s x , s y )

도 7에서는 기지 노드(10)와 목표지역(70) 간의 최적 경로인 직선상에 위치한 센서 노드(41)들을 보여주며, 검은색 삼각형으로 표시된 센서 노드(41)들이 최적 경로를 이루는 센서 노드(41)들이다. 이 센서 노드(41)들은 에너지 측면에서 볼 때 통신비용을 줄이기 위한 최적 경로가 되며, 따라서 기지 노드(10)는 이 경로를 따라 요청 메시지(30)를 전달할 수 있다. 그러나 오직 이러한 센서 노드(41)들만을 이용하여 메시지를 전달하는 경우에는 신뢰성을 보장할 수 없으므로, 기지 노드(10)는 최적 경로를 사용하는 것 외에 그 경로 주변의 이웃 센서 노드(41)들을 통하여 더욱 넓은 전달 영역(60)을 형성하며 요청 메시지(30)를 전송한다. 최적 경로 외에 추가로 전달 영역(60)에 포함될 센서 노드(41)들은 최종 임계값 t2에 의해서 결정되며, 최종 임계값 t2는 다음과 같은 수학식2에 의해 연산되며, 수학식2에서 t1은 사전에 임계값 셀렉터(104)에 의하여 결정된 초기 임계값이고, d1은 최적 경로에 대한 값이다.FIG. 7 shows sensor nodes 41 located on a straight line which is an optimal path between the base node 10 and the target area 70, and sensor nodes 41 shown by black triangles make the optimum path. )admit. These sensor nodes 41 are the optimal path for reducing the communication cost in terms of energy, and thus the base node 10 can transmit the request message 30 along this path. However, if only the sensor nodes 41 are used to deliver a message, reliability cannot be guaranteed, so that the base node 10 may not only use an optimal path but also through neighboring sensor nodes 41 around the path. Form a wider delivery area 60 and transmit the request message 30. In addition to the optimal path, the sensor nodes 41 to be additionally included in the transmission area 60 are determined by the final threshold t2, and the final threshold t2 is calculated by Equation 2 as follows. Is the initial threshold determined by the threshold selector 104, and d1 is the value for the optimal path.

Figure 112006030949061-PAT00006
Figure 112006030949061-PAT00006

수학식2에서 연산된 t2는 최종 임계값을 나타내며, 다른 정보들과 함께 요청 메시지(30)에 추가되어 이웃 센서 노드(41)에게 전달된다.The t2 calculated in Equation 2 represents a final threshold value, and is added to the request message 30 along with other information and transmitted to the neighbor sensor node 41.

다음에 본 발명에 따른 요청 메시지를 전달하는 중간 센서 노드의 동작을 도 8 내지 도 9에 따라 설명한다.Next, operations of the intermediate sensor node for delivering the request message according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 9.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지의 전달과정을 설명하는 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지를 전달하는 중간 센서 노드의 동작을 도시한 도면이다. 도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 전달 영역 이내의 센서 노드(Interior Node)를 도시한 도면이고, 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 전달 영역 밖의 센서 노드(Exterior Node)를 도시한 도면이다.8 is a flowchart illustrating a process of delivering a request message according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram illustrating an operation of an intermediate sensor node delivering a request message according to an embodiment of the present invention. FIG. 9A illustrates an interior node within a delivery area according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9B illustrates an exterior node outside the delivery area according to an embodiment of the present invention. Drawing.

도 8에서 도시한 바와 같이, 이웃 센서 노드(41)로부터 메시지를 전달받은(ST8010) 중간 센서 노드(43)는 다음의 수학식3에 따라 위치를 연산하여 현재 자신의 실제 거리 d2를 연산한다(ST8020).As shown in FIG. 8, the intermediate sensor node 43, which has received a message from the neighbor sensor node 41 (ST8010), calculates its actual distance d2 by calculating a position according to Equation 3 below. ST8020).

Figure 112006030949061-PAT00007
Figure 112006030949061-PAT00007

Figure 112006030949061-PAT00008
Figure 112006030949061-PAT00008

Figure 112006030949061-PAT00009
Figure 112006030949061-PAT00009

중간 센서 노드(43)의 위치: N(nx, ny)Location of intermediate sensor node 43: N (n x , n y )

요청 메시지(30)를 전달받은 중간 센서 노드(43)는 d2값과 메시지에 포함된 t2값을 비교한다(ST8030). 이 과정을 통하여 중간 센서 노드(43)는 자신이 전달 영역(60) 이내에 위치한 센서 노드인지 아닌지를 결정하는데, 만약 t2값이 d2값보다 작거나 같다면 자신을 전달 영역(60) 이내의 센서 노드로 판단하고, t2값이 d2값보다 크다면 자신을 전달 영역(60) 밖의 센서 노드로 판단한다.The intermediate sensor node 43 receiving the request message 30 compares the d2 value with the t2 value included in the message (ST8030). Through this process, the intermediate sensor node 43 determines whether or not it is a sensor node located within the transmission area 60. If the value of t2 is less than or equal to the value of d2, the sensor node within the delivery area 60 is determined. If the value of t2 is greater than the value of d2, the controller determines itself as a sensor node outside the transmission area 60.

만약 t2 ≤ d2이면 전달 영역(60) 이내의 센서 노드If t2 ≤ d2, the sensor node within the propagation area 60

만약 t2 > d2이면 전달 영역(60) 밖의 센서 노드If t2> d2, the sensor node outside the transmission area 60

중간 센서 노드(43)는 자신이 전달 영역(60) 이내의 센서 노드인지 여부를 판단한 후, 만약 해당 센서 노드(41)가 전달 영역(60) 이내의 센서 노드라면 도 9a에서 도시한 바와 같이 다음 이웃 센서 노드(41)를 향하여 요청 메시지(30)를 계속 전달한다(ST8040). 그러나 전달 영역(60) 밖의 센서 노드라면 도 9b에서 도시한 바와 같이 다음 이웃 센서 노드(41)를 향하여 더 이상의 메시지를 전송하지 않고 자신의 저장소에서 요청 메시지를 삭제시킨다(ST8050).The intermediate sensor node 43 determines whether it is a sensor node within the delivery area 60, and if the sensor node 41 is a sensor node within the delivery area 60, as shown in FIG. The request message 30 is continuously transmitted to the neighbor sensor node 41 (ST8040). However, if the sensor node outside the delivery area 60, as shown in Fig. 9b it deletes the request message from its own storage without sending any further message toward the next neighbor sensor node 41 (ST8050).

이와 같이, 본 발명에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드 간 메시지 전달에 따른 에너지 소비를 효율적으로 줄이기 위한 기법을 제시하며, 퍼지 로직은 현재 센서 네트워크의 상황을 적절히 고려함으로써 목표지역까지 전달하기 위한 메시지의 전달 영역을 결정한다. 퍼지 로직이 탑재된 기지 노드는 배치된 노드들의 에너지와 밀도에 관한 정보를 저장해 두어 목표지역이 결정되었을 경우, 사전에 설계된 임계값 셀렉터에 이 두 가지 정보를 입력하여 산출되는 특정한 임계값을 전달하려는 메시지에 제공한다. 이렇게 생성된 요청 메시지는 목표지역에 전달하기 위하여 모든 노드들을 거쳐 전달되지 않고 임계값과 위치정보를 이용함으로써 전달 영역을 제한하며 전달된다. 따라서 불필요한 지역 다시 말해, 메시지의 전달이 필요하지 않은 노드들에게는 메시지를 전달하지 않도록 제한하여 노드의 에너지 소비량을 줄일 수 있다.As described above, the present invention proposes a technique for efficiently reducing energy consumption due to message transfer between sensor nodes in a wireless sensor network environment, and fuzzy logic is a method for delivering a message to a target area by properly considering the current sensor network. Determine the delivery area. Base nodes equipped with fuzzy logic store information about energy and density of deployed nodes so that when the target area is determined, these two pieces of information are input to a predesigned threshold selector to deliver specific thresholds. Provide in the message. The generated request message is not transmitted through all nodes to be delivered to the target area, but is delivered by limiting the delivery area by using a threshold value and location information. Therefore, it is possible to reduce the energy consumption of the node by limiting the unnecessary area, that is, not transmitting the message to nodes that do not need to deliver the message.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법에 의하면, 제한적인 자원과 무선 통신의 특성을 갖는 센서 네트워크에서 정보를 요청하는 메시지를 더욱 에너지 효율적으로 목표지역에 전달할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the fuzzy based transmission area limiting system and the method of limiting the wireless sensor network according to the present invention, a message for requesting information in a sensor network having limited resources and characteristics of wireless communication can be more energy efficient. The effect of delivering to the target area is obtained.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법에 의하면, 퍼지 기반의 임계값 셀렉터를 기반으로 네트워크의 상황을 적절히 고려하여 메시지의 전달 영역을 제한함으로써 특정 지역의 노드들이 집중적으로 에너지를 소비하는 문제를 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.In addition, according to the fuzzy based forwarding area limiting system and the method of limiting the wireless sensor network according to the present invention, a message forwarding area is limited by appropriately considering the network situation based on the fuzzy based threshold selector. The effect is that nodes can reduce the problem of intensive energy consumption.

또, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템 및 그 제한 방법에 의하면, 불필요한 지역에 전달되는 메시지의 전달 영역을 제한하는 효율적으로 에너지를 소비를 통해 전체 센서 네트워크의 수명을 연장할 수 있다는 효과가 얻어진다.In addition, according to the fuzzy based forwarding area limiting system and the method of limiting the wireless sensor network according to the present invention, the life span of the entire sensor network can be extended by efficiently consuming energy for limiting the forwarding area of messages delivered to unnecessary areas. The effect that can be obtained is obtained.

Claims (14)

네트워크를 통하여 클라이언트로부터 정보 요청을 수신하여 무선 센서 네트워크를 통하여 연결된 센싱 기능, 계산처리 및 통신 능력을 가진 다수의 센서 노드에게 상기 요청을 전달하는 라우팅 경로를 제어하는 기지 노드에 있어서,A base node that receives a request for information from a client through a network and controls a routing path for delivering the request to a plurality of sensor nodes having sensing, calculation, and communication capabilities connected through a wireless sensor network. 상기 기지 노드는The base node is 상기 클라이언트로부터 상기 요청을 수신하는 수신부,Receiving unit for receiving the request from the client, 상기 수신부에서 수신한 상기 요청을 이용하여 상기 다수의 센서 노드에게 전송할 요청 메시지를 생성하는 메시지부,A message unit generating a request message to be transmitted to the plurality of sensor nodes using the request received by the receiver; 상기 다수의 센서 노드의 위치 정보, 에너지 정보 및 밀도 정보를 저장하는 메모리부,A memory unit for storing location information, energy information, and density information of the plurality of sensor nodes; 상기 기지 노드로부터 상기 요청 메시지를 전달할 목표지역까지의 메시지 전달 영역을 제한하는 임계값을 산출하는 임계값 셀렉터를 포함하고,A threshold selector for calculating a threshold for limiting a message delivery area from the base node to a target area to which the request message is to be delivered; 상기 임계값 셀렉터는 상기 에너지 정보 및 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 상기 임계값을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.The threshold selector calculates the threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on the energy information and density information. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 요청 메시지는 상기 요청에 관한 정보, 상기 목표지역의 위치정보, 상기 목표지역까지 도달할 최적 경로 정보, 상기 임계값을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.The request message includes information about the request, location information of the target area, optimal path information to reach the target area, and the threshold value. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 임계값은 상기 에너지 정보 및 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 초기 임계값을 산출한 후, 산출된 초기 임계값과 상기 최적 경로의 거리를 이용하여 산출한 최종 임계값인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.The threshold value is a final threshold value calculated using the distance between the calculated initial threshold value and the optimal path after calculating an initial threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on the energy information and density information. Fuzzy Based Forwarding Area Limiting System in Wireless Sensor Networks. 제 3에 있어서,In the third, 상기 요청 메시지를 수신한 상기 센서 노드인 중간 센서 노드에서 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 작거나 같을 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 이내의 센서 노드로 판단하여 다음 이웃 센서 노드에게 상기 요청 메시지를 전달하게 하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.In the intermediate sensor node that is the sensor node that receives the request message, when the final threshold value is less than or equal to the actual distance of the intermediate sensor node, the intermediate sensor node determines that it is a sensor node within the transmission area, and then the next neighbor. A fuzzy based delivery area limitation system in a wireless sensor network, wherein the sensor node transmits the request message to a sensor node. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 클 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 밖의 센서 노드로 판단하여 상기 요청 메시지를 자신의 저장소에서 삭제하게 하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.In the wireless sensor network, if the final threshold is larger than the actual distance of the intermediate sensor node, the intermediate sensor node determines that the sensor node is outside the transmission area and deletes the request message from its storage. Fuzzy based propagation area limiting system. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 실제거리(d2)는 식The actual distance d2 is
Figure 112006030949061-PAT00010
Figure 112006030949061-PAT00010
 의 실행에 의해 연산되며,Is computed by the execution of 상기 nx와 ny는 상기 중간 센서 노드의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.N x and n y are positions of the intermediate sensor node, b x and b y are positions of the base node, and s x and s y are positions of the target area. Fuzzy based propagation area limiting system. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 최종 임계값(t2)은 식The final threshold t2 is expressed by
Figure 112006030949061-PAT00011
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 의 실행에 의해 연산되며,Is computed by the execution of 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 t1은 상기 초기 임계값인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.The s x and s y is the location of the target area, the b x and b y is the location of the base node, the t1 is the initial threshold value limit in the wireless sensor network characterized in that system. 네트워크를 통하여 클라이언트로부터 정보 요청을 수신하여 무선 센서 네트 워크를 통하여 연결된 센싱 기능, 계산처리 및 통신 능력을 가진 다수의 센서 노드에게 전송할 요청 메시지를 생성하는 메시지부, 상기 다수의 센서 노드의 위치 정보, 에너지 정보 및 밀도 정보를 저장하는 메모리부, 상기 기지 노드로부터 상기 요청 메시지를 전달할 목표지역까지의 메시지 전달 영역을 제한하는 임계값을 산출하는 임계값 셀렉터를 구비하는 기지 노드로 상기 요청 메시지의 라우팅 경로를 제어하는 방법에 있어서,A message unit for receiving a request for information from a client through a network and generating a request message to be transmitted to a plurality of sensor nodes having a sensing function, a calculation process, and a communication capability connected through a wireless sensor network, location information of the plurality of sensor nodes, A routing path of the request message to a base node having a memory unit for storing energy information and density information and a threshold selector for calculating a threshold for limiting a message transfer area from the base node to a target area to which the request message is to be delivered. In the method of controlling, (a) 상기 기지 노드가 상기 클라이언트로부터 정보 요청을 수신하는 단계,(a) the base node receiving a request for information from the client, (b) 상기 기지 노드가 상기 메모리부에서 상기 수신한 상기 정보 요청을 이용하여 상기 목표지역의 위치를 확인하는 단계,(b) the base node confirming the location of the target area using the information request received from the memory unit; (c) 상기 임계값 셀렉터가 최종 임계값을 산출하는 단계,(c) the threshold selector calculating a final threshold value, (d) 상기 메시지부가 상기 다수의 센서 노드에게 전송할 요청 메시지를 생성하는 단계,(d) generating, by the message unit, a request message to be transmitted to the plurality of sensor nodes; (e) 상기 기지 노드가 상기 요청 메시지를 상기 다수의 센서 노드에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법.(e) the base node sending the request message to the plurality of sensor nodes. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 (c) 단계는Step (c) is 상기 에너지 정보 및 상기 밀도 정보를 기반으로 사전에 설계된 퍼지 로직에 따라 초기 임계값을 산출하는 단계,Calculating an initial threshold value according to a previously designed fuzzy logic based on the energy information and the density information, 상기 기지 노드부터 상기 목표지역까지 도달할 최적 경로를 산출하는 단계,Calculating an optimal route to reach the target area from the base node; 산출된 상기 초기 임계값과 상기 최적 경로를 이용하여 최종 임계값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법.And calculating a final threshold value by using the calculated initial threshold value and the optimal path. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 최종 임계값(t2)은 식The final threshold t2 is expressed by
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 의 실행에 의해 연산되며,Is computed by the execution of 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 t1은 상기 초기 임계값인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법.The s x and s y is the location of the target area, the b x and b y is the location of the base node, the t1 is the initial threshold value limit in the wireless sensor network characterized in that Way. 제 8항에 있어서The method of claim 8 상기 (d) 단계는Step (d) 상기 요청 메시지에 상기 요청에 관한 정보, 상기 목표지역의 위치정보, 상기 목표지역까지 도달할 최적 경로 정보, 상기 최종 임계값을 포함시켜 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 시스템.Fuzzy-based propagation area limitation in the wireless sensor network, wherein the request message is generated by including information about the request, location information of the target area, optimal path information to reach the target area, and the final threshold value. system. 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 11, 상기 요청 메시지를 수신한 상기 센서 노드인 중간 센서 노드에서 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 작거나 같을 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 이내의 센서 노드로 판단하여 다음 이웃 센서 노드에게 상기 요청 메시지를 전달하게 하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법.In the intermediate sensor node that is the sensor node that receives the request message, when the final threshold value is less than or equal to the actual distance of the intermediate sensor node, the intermediate sensor node determines that it is a sensor node within the transmission area, and then the next neighbor. A fuzzy based delivery area restriction method in a wireless sensor network, wherein the sensor node transmits the request message to a sensor node. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 최종 임계값이 상기 중간 센서 노드의 실제거리보다 클 경우 상기 중간 센서 노드가 자신이 상기 전달 영역 밖의 센서 노드로 판단하여 상기 요청 메시지를 자신의 저장소에서 삭제하게 하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법.In the wireless sensor network, if the final threshold is larger than the actual distance of the intermediate sensor node, the intermediate sensor node determines that the sensor node is outside the transmission area and deletes the request message from its storage. Fuzzy based propagation area limitation method. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 실제거리(d2)는 식The actual distance d2 is
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 의 실행에 의해 연산되며,Is computed by the execution of 상기 nx와 ny는 상기 중간 센서 노드의 위치이고, 상기 bx와 by는 상기 기지 노드의 위치이고, 상기 sx와 sy는 상기 목표지역의 위치인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서 퍼지 기반의 전달 영역 제한 방법.N x and n y are positions of the intermediate sensor node, b x and b y are positions of the base node, and s x and s y are positions of the target area. Fuzzy based propagation area limitation method.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101042236B1 (en) * 2010-12-07 2011-06-17 경상대학교산학협력단 Connection-assured communication of wireless sensors
KR101067724B1 (en) * 2008-08-04 2011-09-28 고려대학교 산학협력단 Apparatus of sensor node and method for monitoring readings of sensor node
KR20180076785A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 주식회사 알씨엔 Mobile Ad-hoc Network Routing Method Based on Location
KR20200077293A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 성균관대학교산학협력단 Method and apparatus for determining routing protocol in mobile wireless sensor network
CN114125985A (en) * 2021-11-18 2022-03-01 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 Communication network and communication method suitable for power transmission line sensing system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100541243B1 (en) * 2004-05-25 2006-01-12 전자부품연구원 Vehicle Black Box Service Through Sensor Networking

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067724B1 (en) * 2008-08-04 2011-09-28 고려대학교 산학협력단 Apparatus of sensor node and method for monitoring readings of sensor node
KR101042236B1 (en) * 2010-12-07 2011-06-17 경상대학교산학협력단 Connection-assured communication of wireless sensors
KR20180076785A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 주식회사 알씨엔 Mobile Ad-hoc Network Routing Method Based on Location
KR20200077293A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 성균관대학교산학협력단 Method and apparatus for determining routing protocol in mobile wireless sensor network
CN114125985A (en) * 2021-11-18 2022-03-01 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 Communication network and communication method suitable for power transmission line sensing system

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