KR20090049757A - Sensor system based on ubiquitous sensor network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 USN 기반 센서 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 환경 유해물질 감지, 화재 감지 및 거리 이격 감지 중 적어도 하나를 위한 정보를 센싱하는 센서 노드 및 상기 센서 노드의 관리 및 제어를 수행하며, 상기 센싱된 데이터를 수집하여 소정 네트워크를 통해 전송하는 게이트웨이를 포함하되, 상기 센서 노드 및 게이트웨이에는 상기 센서 노드의 제어, 상태 체크, 관리, 모니터링 및 유지 보수 중 적어도 하나를 수행하기 위한 미들웨어가 탑재된다. 본 발명에 따르면 센서 노드를 통합적으로 관리할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a USN based sensor system. According to the present invention, a sensor node for sensing information for at least one of environmental hazardous substance detection, fire detection, and distance separation detection, and management and control of the sensor node, collect the sensed data through a predetermined network Including a transmitting gateway, the sensor node and the gateway is equipped with middleware for performing at least one of control, status check, management, monitoring and maintenance of the sensor node. According to the present invention, there is an advantage in that the sensor node can be integratedly managed.
센서, USN, 게이트웨이, 인-네트워크, 미들웨어, 서버, IP 기반 Sensor, USN, Gateway, In-Network, Middleware, Server, IP Based
Description
본 발명은 USN 기반 센서 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정 목적에 따라 감지를 수행하는 센서 노드를 통합적으로 관리할 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a USN-based sensor system, and more particularly, to a method and a system capable of integrated management of a sensor node performing a detection according to a predetermined purpose.
국가에서는 세계 최고의 USN 구축을 통해 미래 지능기반사회(U-Korea) 실현을 목표로 2007년 까지는 USN 구축을 위한 기반 조성 완료 및 본격 활용이 가능한 기술 개발 및 서비스 도입을 하는 한편, 2010년 까지는 세계시장 7% 점유 및 BN, NT 및 타 산업과의 융합 촉진을 추진하고 있다. The country aims to realize the future intelligent foundation society (U-Korea) by establishing the world's best USN. Until 2007, the nation will complete the foundation for USN construction and develop technologies and services that can be used in full scale. It is trying to promote 7% market share and convergence with BN, NT and other industries.
센서기술은 정보화 물결의 핵심요소로 미국, 일본 등 주요 선진국들을 중심으로 연구개발 활동이 이루어져 왔으며, 최근에는 U-센서 네트워크의 핵심기술로 부상함에 따라 세계 각국에서 차세대 핵심 산업 육성 정책의 일환으로 연구개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다. Sensor technology has been a core element of the information wave, and R & D activities have been carried out in major developed countries such as the United States and Japan, and recently, as it is emerging as a core technology for U-sensor network, research as a part of next-generation core industry promotion policy in the world Development is currently in progress.
정통부에서 추진 중인 IT 839 전략의 일환으로 모든 사물에 컴퓨팅, 센싱, 통신기능을 내장하고 이를 통해 외부 환경의 정보를 감지하여 실시간으로 네트워크 에 연결, 관리 및 제어 역할을 수행하는 것이 궁극적인 목표로, 아직까지는 초기 실행화 단계이나 U-센스네트워크 산업이 본격화 될 경우 센서 시장의 기하급수적인 성장을 동반할 것으로 예상됨에 따라 최근에는 압력이나, 온도, 습도, 광도 등의 환경요소를 검출하는 센서를 유비쿼터스와 연계시키기 위해 센서는 물론 센서 네트워크에 대한 보다 활발한 개발이 필요한 상황이다. As part of the IT 839 strategy being pursued by the Ministry of Information and Communication, the ultimate goal is to embed computing, sensing, and communication functions in all things, and to detect information from the external environment and to connect, manage, and control the network in real time. As it is expected to be accompanied by the exponential growth of the sensor market when the initial implementation stage or U-sense network industry is in full swing, ubiquitous sensors that detect environmental factors such as pressure, temperature, humidity, and brightness are recently In order to connect with the sensor, more active development of the sensor network as well as the sensor is needed.
센서 네트워크는 큰 잠재력과 다양한 응용에 적용될 수 있는 만큼 단일 규격으로 모든 응용에 적용하기는 힘들 것으로 예상되지만, 외부 네트워크와 연결되어 확장성을 갖는 센서 네트워크를 운용하고자 하는 노력은 더욱 많이 투자가 필요하다. Although sensor networks are expected to be difficult to apply to all applications with a single specification as they can be applied to various potential applications, efforts to operate a scalable sensor network connected to an external network need more investment. .
이와 같은 센서 네트워크는 근거리 통신 방식을 이용하여 다양한 분야에 적용될 수 있다. 특히 환경 유해물질 감지, 화재 감지뿐만 아니라 거리 이격 감지를 통해 물품의 도난 또는 미아 방지에도 적용될 수 있다. Such a sensor network can be applied to various fields using a short range communication method. In particular, it can be applied to the prevention of theft or loss of goods through the detection of environmental hazards, fire detection, and distance separation.
그러나 종래기술에 따르면 현장에 적용되는 센서 노드를 통한 감지 기술은 개발이 활발하게 진행되고 있었으나, 이를 통합적으로 관리하기 위한 시스템에 대한 개발은 미흡한 문제점이 있다. However, according to the prior art, the detection technology through the sensor node applied to the field has been actively developed, but the development of a system for managing it integrally is insufficient.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 각 센서 노도를 통합적으로 관리할 수 있는 USN 기반 센서 시스템을 제안하고자 한다. In the present invention, in order to solve the problems of the prior art as described above, it is proposed a USN-based sensor system that can integrally manage each sensor rigor.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, USN 기반 센서 시스템에 있어서, 환경 유해물질 감지, 화재 감지 및 거리 이격 감지 중 적어도 하나를 위한 정보를 센싱하는 센서 노드; 및 상기 센서 노드의 관리 및 제어를 수행하며, 상기 센싱된 데이터를 수집하여 소정 네트워크를 통해 전송하는 게이트웨이를 포함하되, 상기 센서 노드 및 게이트웨이에는 상기 센서 노드의 제어, 상태 체크, 관리, 모니터링 및 유지 보수 중 적어도 하나를 수행하기 위한 미들웨어가 탑재되는 USN 기반 센서 시스템이 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, USN-based sensor system, comprising: a sensor node for sensing information for at least one of environmentally hazardous material detection, fire detection and distance separation detection; And a gateway configured to manage and control the sensor node and collect and transmit the sensed data through a predetermined network, wherein the sensor node and the gateway control, status check, manage, monitor and maintain the sensor node. A USN based sensor system is provided that is equipped with middleware to perform at least one of the repairs.
본 발명에 따르면 각 현장에 분산 설치된 센서 노드를 통합적으로 관리할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, there is an advantage in that the sensor nodes distributed in each site can be integratedly managed.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것 으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않 는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and, unless expressly defined in this application, are construed in ideal or excessively formal meanings. It doesn't work.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the same reference numerals will be used for the same means regardless of the reference numerals in order to facilitate the overall understanding.
도 1은 본 발명에 따른 센서 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a sensor system according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 USN 기반의 센서 시스템은 센서 노드(100), 싱크 노드(102), 게이트웨이(104)를 포함하는 무선 센서 네트워크 및 상기한 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, 이하 "WSN“이라 함)와 IP 기반 네트워크(예를 들어, 인터넷)로 연결되는 관리 시스템(110)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, a USN-based sensor system according to the present invention includes a wireless sensor network including a
여기서, 센서 노드(100)는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 환경, 물리계에서 감지된 정보 또는 센서에 관련된 특정 이벤트를 유무선 통신 기술을 기반으로 전달하거나 컴퓨팅을 수행하게 된다. Here, the
센서 노드(100)는 프로세서, 통신소자 및 전지 등으로 구성되어 데이터 처리 및 통신 경로 설정 등의 과정을 수행한다. The
본 발명에 있어서, 센서 노드(100)가 환경 유해물질 감시, 화재 감시를 위해 온도, 습도, CO2와 같은 복합적인 요소를 감지하는 경우에 복합 센서로 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정됨이 없이 거리 이격을 감지하기 위해 송신 장치와 수신 장치가 별개로 구성되며 수신 장치에서 송신 장치에서 송신하는 신호의 세기를 통해 소정 거리 이상의 이격 여부 또는 이격 거리를 계산하는 경우에는 단일 센서로 구성될 수 있다는 점을 당업자는 이해하여야 할 것이다. In the present invention, the
싱크 노드(102)는 센서 노드(100)에서 감지된 데이터를 취합하거나 이벤트성 데이터가 외부와 연동될 수 있도록 한다. The
게이트웨이(104)는 IP(Internet Protocol) 기반으로 액세스할 수 있는 다양한 네트워크(LAN, WLAN, CDMA, Wibro, Satellite 등)를 통하여 USN 서비스를 제공할 수 있도록 IP 기반 네트워크와 WSN를 연계하는 기능을 수행한다. 도 1에서는 게이트웨이(104)와 싱크 노드(102)가 독립적으로 제공되는 것으로 도시하였으나, 경우에 따라 싱크 노드(102)가 게이트웨이(104) 내에 구현될 수도 있다. The
한편, 상기한 WSN은 게이트웨이(104)를 통해 IP 기반의 관리 시스템(110)에 연결될 수 있다. Meanwhile, the WSN may be connected to the IP-based
본 발명에 따른 관리 시스템(110)은 USN 미들웨어, USN 어플리케이션을 포함할 수 있다.
USN 미들웨어는 응용 서비스와 연계하기 위한 서버 측(Server Side) 미들웨어를 포함할 수 있으나, 이에 한정됨이 없이 센서 노드(100) 관리를 위한 인-네트워크(In-Network) 미들웨어를 포함할 수 있다. The USN middleware may include server side middleware for linking with an application service. However, the USN middleware may include in-network middleware for managing the
서버 측 미들웨어는 이기종 WSN으로부터 수집된 센싱 데이터를 필터링/통합/분석하는 기능을 수행하며, 이를 통해 의미있는 정보를 추출/저장/관리/검색한다. 또한, 응용 서비스로의 전달 및 서비스간 연계/통합 기능을 수행할 수 있다. Server-side middleware performs the function of filtering / integrating / analyzing sensing data collected from heterogeneous WSNs, and extracts, stores, manages, and retrieves meaningful information. In addition, it can perform the delivery to the application service and the linkage / integration function between services.
한편, 인-네트워크 미들웨어는 센서 노드(100) 및 싱크 노드(102)에 탑재되어, 다양한 센서 응용 소프트웨어와 운영체제 및 네트워크 기능 사이에 존재하며, 유지보수, 설치/배포, 응용 수행에 필요한 제반 사항을 지원한다. Meanwhile, the in-network middleware is mounted on the
또한, WSN의 프로그램 갱신, 응용 변화에 따른 프로그램 조정, 센서 노드(100) 및 싱크 노드(102)에서 측정되는 센싱 데이터에 대한 데이터베이스(센서 DB), 데이터 보관 관리, 다양한 응용에 적합한 데이터 운용 및 처리(데이터 융합) 기능을 수행한다. In addition, program update of WSN, program adjustment according to application change, database (sensor DB) for sensing data measured at
인-네트워크 미들웨어의 요구 기능은 [표 1]에 나타난 바와 같다. The required functions of the in-network middleware are shown in [Table 1].
인-네트워크 미들웨어의 요구 기능Required Features of In-Network Middleware
다른 한편, USN 어플리케이션은 구축된 USN 미들웨어를 바탕으로 특정 서비스 및 어플리케이션을 위한 프로파일로 설계된다. On the other hand, USN applications are designed with profiles for specific services and applications based on the built USN middleware.
본 발명에 있어서, 환경 유해물질 감시, 화재 감시 및 거리 이격 등을 감지하기 위해, USN 어플리케이션은 각 센서 노드(100)로부터 입력되는 데이터와 이벤트에 대한 프로파일 작성 및 관리 기능을 수행한다. In the present invention, to detect environmental hazardous substances, fire monitoring and distance separation, the USN application performs a profile creation and management function for data and events input from each
하기에서는 본 발명에 따른 센서 시스템의 각 구성을 상세하게 살펴본다. Hereinafter, each configuration of the sensor system according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 센서 노드(100)의 블록도이다. 2 is a block diagram of a
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서 노드(100)는 제어부(200) 및 RF 모듈(210)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the
제어부(200)는 소프트웨어 플랫폼(202) 및 송수신부 인터페이스(204)를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 센서부(206)에 연결된다. The
본 발명에 따르면, 소프트웨어 플랫폼(202)은 운영체제(Operating System) 및 인-네트워크 미들웨어를 포함할 수 있다. According to the present invention, the
제어부(200)의 운영체제는 저전력 통신, 프로세서 메모리의 효율적 관리, 센서 노드의 시각 동기화, 멀티 홉 및 매시 네트워크를 지원할 수 있다. The operating system of the
바람직하게, 본 발명에 따른 제어부(200)에는 미국 버클리대의 Tiny OS 또는 ETRI의 Nano-QPlus가 적용될 수 있다. Preferably, the
또한, 본 발명에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이, 인-네트워크 미들웨어에 컴팩트(compact)한 추상화 레이어(300)를 추가하여 멀티 운영체제를 지원할 수 있도록 한다. In addition, according to the present invention, as shown in FIG. 3, a
도 4는 본 발명에 따른 인-네트워크 미들웨어의 기능을 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating the function of the in-network middleware according to the present invention.
도 4를 참조하면, 게이트웨이에 탑재되는 미들웨어는 복수의 컴포넌트를 포함한다. Referring to FIG. 4, the middleware mounted on the gateway includes a plurality of components.
센서 노드 유지 보수 컴포넌트(400)는 게이트웨이 소프트웨어의 유지 보수 및 센서 노드 네트워크의 유지 보수 기능을 수행한다. The sensor
인-네트워크 질의 처리 컴포넌트(402)는 인-네트워크 질의 처리가 가능한 경우, 복수의 센서 노드(100) 사이에 질의가 효율적으로 처리될 수 있도록 관리하는 기능을 수행한다. 인-네트워크 질의 처리를 수행함으로써 센서 노드(100)들로부터 전송되는 많은 센싱 데이터의 양이 여과될 수 있도록 한다. The in-network
센서 노드 제어 관리 컴포넌트(404)는 게이트웨이(104)와 센서 노드(100)에서 수행되는 인-네트워크 질의 처리에 대하여 “일시중지”, “재시작”, “종료”와 같은 제어 명령을 적용하기 위한 기능을 수행한다. The sensor node
센서 노드 모니터링 관리 컴포넌트(406)는 센서 노드(100)의 전원 잔량, 센서 노드의 동작 상태, 센서 노드의 연결 유무와 같은 실시간 상태 정보를 모니터링한다. The sensor node
이를 통해 센서 노드(100)의 분실 여부를 판단할 수 있다. Through this, it may be determined whether the
센서 노드 네트워크 라우팅 관리 컴포넌트(408)는 게이트웨이(104)에서 모든 센서 노드(100)들까지 연결되는 멀티 홉 라우팅 방식을 지원하기 위한 기능을 제공한다. The sensor node network
한편, 센서 노드(100)에 탑재되는 미들웨어는 실질적인 기능 수행을 위한 복수의 모듈을 포함한다. On the other hand, the middleware mounted on the
인-네트워크 질의 처리 모듈(410)은 센서 노드(100)에서의 질의 처리 연산을 수행한다. 이때, 질의에 대한 오류 검증 및 최적화하는 서버 측 미들웨어에서 처리될 수 있다. The in-network
센서 노드 제어 모듈(412)은 센서 노드(100)에서 처리되고 있는 질의에 대하여 제어를 수행하며, 센서 노드 상태 체크 모듈(414)은 센서 노드의 상태 정보 모니터링을 수행할 수 있다. The sensor
센서 노드 유지 보수 모듈(416)은 센서 노드(100)의 소프트웨어 유지보수 및 에러 처리를 수행한다. The sensor
이와 같은 인-네트워크 미들웨어가 탑재된 상태에서 센서 노드(100)는 응용 서비스 즉, 환경 유해물질 경보, 화재 감시 및 거리 이격 감지를 위한 센싱 데이터 수집 전송 과정을 수행할 수 있다. In the state in which the in-network middleware is mounted, the
예를 들어, 환경 유해물질 경보의 경우, 센서부(206)는 미세먼지, CO2, CO, VOC, 온도, 습도 센싱 기능을 위한 수단이 제공될 수 있으며, 화재 감시의 경우 온도, CO2, 불꽃을 검출하기 위한 수단이 제공될 수 있다. For example, in case of an environmental hazardous substance alarm, the
한편, 거리 이격 감지의 경우, 센서부(206)는 소정의 물건 또는 사람에게 부착된 송신 장치에서 송신하는 신호를 수신하기 수단을 포함할 수 있다. On the other hand, in the case of distance separation detection, the
무선 신호 수신 시, 제어부(200)는 수신된 신호의 세기 분석을 통해 해당 물건 또는 사람이 센서 노드(100)로부터 소정 거리 이상(예를 들어, 3m 이상) 이격되어 있는지 또는 현재 이격 거리가 어느 정도인지 여부를 계산할 수 있다. When the wireless signal is received, the
이격된 거리의 계산은 수신된 신호를 전압으로 변환하고, 이를 기준 전압과 비교하는 과정을 통해 수행될 수 있으며, 그밖에 다양한 방법이 적용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. The calculation of the spaced distance may be performed by converting the received signal into a voltage and comparing it with a reference voltage, and it will be apparent to those skilled in the art that various methods may be applied.
센서 노드(100)에서 감지한 센싱 데이터 또는 이벤트성 데이터는 송수신부 인터페이스(204)를 통해 RF 모듈(210)로 전달된다. Sensing data or event data detected by the
송수신부 인터페이스(204)는 네트워크 스택 및 매체접근제어(Media Access Control: MAC)를 통해 센싱 데이터를 RF 모듈(210)로 전달한다. The
본 발명에 따르면, RF 모듈(210)은 IEEE 802.15.4 및 ZigBee(지그비)에 기반하여 SoC 또는 단일 칩 형태로 구현되며, 소형화 및 저전력화를 위해 제어부(200)와 하나의 칩으로 구현될 수 있다. According to the present invention, the
지그비는 듀얼 PHY 형태로 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 모뎀 방식은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DS-SS)이며, 데이터 전송 속도는 20~250kbps이다.ZigBee uses dual PHYs and uses 2.4GHz and 868 / 915MHz frequency bands, direct sequence spread spectrum (DS-SS), and data rates of 20-250kbps.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 게이트웨이의 간략한 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 게이트웨이의 상세 구성을 도시한 도면이다. On the other hand, Figure 5 is a view showing a simplified configuration of the gateway according to the present invention, Figure 6 is a view showing a detailed configuration of the gateway according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 게이트웨이(104)는 싱크 노드(102)를 포함할 수 있으며, IP 기반 네트워크와 WSN 사이에 원활한 통신을 위해 32비트의 저전력 고성능 제어부 및 외부 대용량 메모리가 장착될 수 있다. As shown in FIG. 5, the
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트웨이(104)는 싱크 노드 기능을 위한 RF 트랜시버(RF Transceiver, 600)와 게이트웨이 기능과 미들웨어 기능을 제공하기 위한 제어부(602), 메모리(SRAM, Flash, 604) 및 IP 기반 네트워크로의 연결을 위한 MAC/트랜시버(606 내지 610)를 포함할 수 있다. As illustrated in FIG. 6, the
바람직하게, IP 기반 네트워크 액세스를 위한 각 MAC/트랜시버는 추가 및 제거가 용이하게 설계될 수 있다. Preferably, each MAC / transceiver for IP-based network access can be designed to be easy to add and remove.
RF 트랜시버(600)는 센서 노드(100)로부터 데이터 및 이벤트를 수신하는 기능을 수행하며, 제어부(602)는 상기한 인-네트워크 미들웨어에 상응하는 기능을 제공한다. The
메모리(604)는 소프트웨어의 실행 및 데이터를 저장 관리한다. The
그리고, LAN MAC/트랜시버(606)는 LAN(Loca Area Network)과의 연결을 위한 인터페이싱 기능, WLAN MAC/트랜시버(608)는 WLAN(Wireless LAN)과 연결을 위한 인터페이싱 기능, CDMA MAC/트랜시버(610)는 CDMA망과의 연결을 위한 인터페이싱 기능을 수행한다. In addition, the LAN MAC /
한편, 본 발명에 따른 게이트웨이의 소프트웨어 플랫폼은 운영체제(OS), 프로토콜 스택 및 인-미들웨어를 포함할 수 있다. Meanwhile, the software platform of the gateway according to the present invention may include an operating system (OS), a protocol stack, and in-middleware.
게이트웨이의 운영체제는 오픈소스 기반의 임베디드 리눅스와 기타 상용 RTOS(Real Time Operating System)가 적용될 수 있다. 여기서, RTOS는 Nucleus, VxWorks, pSOS 등이 포함될 수 있다. The operating system of the gateway may be an open source embedded Linux and other commercial Real Time Operating System (RTOS). Here, the RTOS may include Nucleus, VxWorks, pSOS, and the like.
게이트웨이의 프로토콜 스택은 센서 노드와 IP 기반 네트워크와의 연결을 위해 도 7에 도시된 바와 같이, USN 오버레이 인터넷 모델 형식이 적용될 수 있다. The protocol stack of the gateway may be applied to the USN overlay Internet model format, as shown in FIG. 7, for connection between the sensor node and the IP-based network.
다른 한편, 본 발명에 따른 센서 시스템은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 특정 응용 서비스에 활용하기 위해 USN 미들웨어의 응용 서비스 관리자(800)와 상기한 응용 서비스 관리자를 설정하기 위한 응용 서비스 프로파일 생성자(900)를 제공한다. On the other hand, the sensor system according to the present invention, as shown in Figs. 8 and 9, the application service for setting the
서버 측 미들웨어 중 응용 서비스 관리자는 응용 서비스 프로파일을 입력받아 특정 응용 서비스에 필요한 USN 자원을 할당하고 설정한다. Among the server-side middleware, the application service manager receives an application service profile and allocates and sets USN resources necessary for a specific application service.
여기서, 응용 서비스 프로파일은 해당 센서 시스템이 환경 유해물질 감지, 화재 감지 또는 거리 이격의 감지 중 어느 것에 적용되는지에 관한 정보이다. Here, the application service profile is information on whether the sensor system is applied to detecting environmentally harmful substances, fire detection or distance separation.
도 8을 참조하면, 응용 서비스 관리자(800)는 특정 응용 서비스의 프론트엔드 소프트웨어와의 연결 관리 및 각 프로파일에 따른 질의 처리, 상황인식 처리, WSN의 제어를 관리한다. Referring to FIG. 8, the
질의 처리 모듈(802)은 응용 서비스 관리자에 의해 설정된 프로파일에 따라 WSN에 대한 질의를 처리 및 필터링을 수행한다. The
상황인식 처리 모듈(804)은 각 응용 서비스에 맞는 프로파일 룰(Rule)에 의거하여 미리 설정된 위험 상황에 대한 경고 및 이에 상응하는 처리를 수행한다. The situation
제어 처리 모듈(806)은 각 응용 서비스에 맞는 프로파일에 맞게 WSN 및 외부 네트워크, 데이터베이스에 대한 제어를 수행한다. The
한편, 도 9를 참조하면 응용 서비스 프로파일 생성자(900)는 센싱 데이터의 종류, 서비스 API(Application Program Interface) 및 상황인식 처리 룰에 따라 응용 서비스 프로파일을 생성하는 과정을 수행한다. Meanwhile, referring to FIG. 9, the application
상기한 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 센서 시스템은 소정의 감지 동작을 수행하는 센서 노드의 관리 및 제어를 용이하게 수행할 수 있으며, 또한 센서 노드와 IP 기반 네트워크를 통해 연결되는 관리 시스템에서 센서 노드의 동작 및 제어 등을 통합적으로 관리할 수 있게 된다. Through the above configuration, the sensor system according to the present invention can easily manage and control the sensor node performing a predetermined sensing operation, and also the sensor node in the management system connected to the sensor node through an IP-based network. It can manage the operation and control of the integrated.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.
도 1은 본 발명에 따른 USN 기반 센서 시스템을 도시한 도면. 1 illustrates a USN based sensor system in accordance with the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 센서 노드의 상세 구성을 도시한 도면. 2 is a diagram showing a detailed configuration of a sensor node according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 멀티 운영체제를 지원하는 운영체제 추상화 레이어를 도시한 도면. 3 illustrates an operating system abstraction layer supporting multiple operating systems according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 인-네트워크 미들웨어의 기능을 도시한 도면.4 illustrates the functionality of in-network middleware in accordance with the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 게이트웨이의 간략한 구성을 도시한 도면.5 shows a simplified configuration of a gateway according to the invention.
도 6은 본 발명에 따른 게이트웨이의 상세 구성을 도시한 도면.6 illustrates a detailed configuration of a gateway according to the present invention.
도 7은 USN 오버레이 인터넷 모델 형식을 도시한 도면. 7 illustrates the USN overlay internet model format.
도 8은 본 발명에 따른 USN을 활용한 응용 서비스 구현 예를 도시한 도면. 8 is a diagram illustrating an example of an implementation of an application service using USN according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 USN 응용 서비스 프로파일 생성자를 도시한 도면. 9 illustrates a USN application service profile generator in accordance with the present invention.
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