KR20090053121A - 이벤트 선 감지 정보를 활용한 저전력 센서 시스템 및 그를이용한 센싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이벤트 선 감지 정보를 활용한 저전력 센서 시스템 및 그를 이용한 센싱 방법에 관한 것이다.
상시 감지 센서로부터 전달된 웨이크 업 트리거 신호가 클러스터 헤드에 의해 웨이크 업 신호로 변형되고 서비스 센서는 웨이크 업 신호를 수신할 경우에만 활성 상태로 전이한다. 따라서 서비스 센서는 정확히 이벤트 발생 시간에 맞추어 센싱을 수행할 수 있다. 또한, 이벤트가 발생하지 않을 때에는 서비스 센서가 수면 상태이기 때문에, 불필요한 전력 소모를 절감할 수 있으며, 이에 따라 서비스 센서의 수명을 늘릴 수 있다.
Figure P1020070119791
무선 센서 네트워크, 저전력, 이벤트, 상시 감지 센서, 선 감지 구역

Description

이벤트 선 감지 정보를 활용한 저전력 센서 시스템 및 그를 이용한 센싱 방법{Low power sensor system using event predetecting information and sensing method thereof}
본 발명은 이벤트 선 감지 정보를 활용한 저전력 센서 시스템 및 센싱 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-024-02, 과제명: USN 인프라 기반 텔레매틱스 응용 서비스 기술개발].
무선 센서 네트워크는 소수의 싱크 노드와 다수의 센서 노드들로 구성된다. 여기서 싱크 노드는 센서 노드가 수집한 정보가 모이는 곳으로 충분한 전력이 공급되며, 센서 네트워크를 관리한다.
센서 노드는 환경 모니터링 정보, 차량 감지 정보, 공해 정보 등을 수집하고, 수집한 정보를 싱크 노드로 전달한다. 센서 노드는 다수가 설치되기 때문에 각각 센서 노드의 디바이스 가격이 낮아야 하며, 이로 인해 배터리, 메모리 및 프로세스 등의 성능이 매우 떨어지게 된다. 따라서, 센서 네트워크는 저전력을 지원해 야 하며, 이를 위해 여러 가지 방법이 제시되고 있다.
먼저 SMAC(Sensor Medium Access Control)는 센서 네트워크의 대표적인 저전력 전송 방식으로, 주변 노드들과 디바이스가 동작할 시간을 맞추고 이에 따라 센서 노드들이 주기적으로 활성 상태/수면 상태로 동작하는 것을 반복한다. 그러나, SMAC는 센서 노드의 무선 트랜시버(transceiver)만을 활성 상태/수면 상태가 되도록 하기 때문에, MCU(Micro Controller Unit) 및 센서에서 소비되는 전력 소모까지 줄여주지는 못한다. 또한, 센싱 이벤트가 없을 때에도 디바이스가 활성될 수 있기 때문에, 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있다.
또 다른 방법으로 저속 WPAN(low-rate Wireless Personal Area Network)의 대표적인 통신 프로토콜인 IEEE 802.15.4를 센서 네트워크의 통신 방식으로 사용한다. 슈퍼 프레임(superframe)이라 불리는 일정한 길이를 갖는 시간 구간이 반복적으로 존재한다. 이때 슈퍼 프레임은 비컨(beacon) 전송 구간, 활성 구간, 수면 구간으로 이루어져 있다.그러나, SMAC와 마찬가지로 센싱 이벤트가 없을 때에도 디바이스가 활성 상태로 전환될 수 있기 때문에, 불필요한 전력 소모가 발생한다.
따라서, 본 발명은 센싱 이벤트 발생을 예측할 수 없는 환경에서 센서 네트워크의 전력 소모를 줄이는 센싱 방법 및 저전력 시스템을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징인 저전력 시스템은,
활성 상태를 지속하여 발생되는 이벤트를 감지하고, 감지된 이벤트에 대한 웨이크 업 트리거 신호--여기서 웨이크 업 트리거 신호는 이벤트가 발생됨을 알리는 신호임--를 생성하는 상시 감지 센서; 상기 상시 감지 센서에서 생성된 웨이크 업 트리거 신호를 토대로 수면 상태로부터 활성 상태로 상태 전이를 지시하는 제어 신호를 생성하는 클러스터 헤드; 및 상기 클러스터 헤드로부터 생성된 상기 제어 신호를 토대로 수면 상태로부터 활성 상태로 상태가 전이되고, 상기 상시 감지 센서가 감지한 이벤트에 대응되어 목표된 서비스를 제공하기 위한 이벤트를 감지하는 서비스 센서를 포함한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 센싱 방법은,
클러스터 헤드로부터 웨이크 업 신호--여기서 웨이크 업 신호는 웨이크 업 트리거 신호로 부터 변환되며, 웨이크 업 트리거 신호는 선 감지 구역에서 발생되어 감지된 이벤트의 정보를 포함함--를 수신하는 단계; 상기 웨이크 업 신호를 토 대로 수면 상태로부터 활성 상태로 상태 전이를 수행하고, 상기 웨이크 업 트리거 신호 내에 포함된 이벤트의 정보에 대응되는 이벤트를 감지하는 단계; 및 상기 감지한 이벤트를 포함하는 이벤트 메시지를 상기 클러스터 헤드로 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 선 감지 구역은 저전력 시스템의 환경 및 서비스 제공 방식에 따라, 선 감지 구역이 별도로 형성되지 않을 수도 있다.
따라서, 상시 감지 센서로부터 전달된 웨이크 업 트리거 신호가 클러스터 헤드에 의해 웨이크 업 신호로 변형되고 서비스 센서가 웨이크 업 신호를 수신할 경우에만 활성 상태로 전이하기 때문에, 서비스 센서는 정확히 이벤트 발생 시간에 맞추어 센싱을 수행할 수 있다.
또한, 이벤트가 발생하지 않을 때에는 서비스 센서가 수면 상태이기 때문에, 불필요한 전력 소모를 절감할 수 있으며, 이에 따라 서비스 센서의 수명을 늘릴 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사 한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 대한 저전력 시스템의 구조 및 방법에 대해 설명하기 앞서, 본 발명의 실시예가 적용된 환경에 대하여 도 1을 참조로 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에서는 차량 안전 지원을 위한 텔레매틱스 서비스 환경에 대하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용된 환경의 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 이벤트를 항상 감지하기 위해서 상시 감지 센서(300), 릴레이 노드(400)로 구성된 선 감지 구역(pre-detecting zone)(300') 및 다수의 서비스 센서(200)와 클러스터 헤드(500)로 구성된 센싱 구역(sensing zone)(200')을 둔다. 도 1에서는 릴레이 노드(400)와 클러스터 헤드(500)가 각각 선 감지 구역(300')과 센싱 구역(200')에 포함되어 있지 않은 것으로 표기하였으나, 릴레이 노드(400) 및 클러스터 헤드(500)는 각각 상시 감지 센서(300) 및 서비스 센서(200)와 무선 통신을 수행하기 때문에, 선 감지 구역(300') 및 센싱 구역(200')에 포함하는 것으로 간주한다.
선 감지 구역(300')은 차량이 센싱 구역(200')에 진입하기 이전에 이벤트를 사전에 감지하는 구역으로, 차량 진행 방향을 기준으로 센싱 구역(200')보다 앞선 장소에 위치한다. 본 발명의 실시예에서는 선 감지 구역(300')을 별도로 두어 설명하나, 반드시 이와 같이 선 감지 구역(300')이 존재하는 것은 아니다. 도 1에 도시된 점선의 화살표 표시는 차량의 진행방향을 의미한다.
다음은, 선 감지 구역(300')에 위치한 상시 감지 센서(300)의 상태 천이에 대하여 도 2를 참조로 설명하기로 한다. 여기서 상시 감지 센서(300)는 활성 상태를 지속하여 상시 발생하는 이벤트를 감지하고, 감지된 이벤트에 대한 신호를 생성한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상시 감지 센서의 상태 천이도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상시 감지 센서(300)의 상태는 준비 상태(ready state)와 비준비 상태(not ready state)로 나뉜다.
먼저 준비 상태(또는 '활성 상태'라고도 지칭)는 상시 감지 센서(300)가 차량에 대한 이벤트를 감지하면 웨이크 업 트리거(Wake-up trigger) 신호를 생성할 수 있는 상태를 의미하며, 비준비 상태(또는 '수면 상태'라고도 지칭)는 상시 감지 센서(300)가 이벤트를 감지하여도 웨이크 업 트리거 신호를 생성하지 못하는 상태를 의미한다. 여기서 상시 감지 센서(300)가 비준비 상태가 되는 이유는, 서비스 센서(200)가 동작하고 있는 상황에서는 상시 감지 센서(300)가 생성하여 서비스 센서(200)로 전달한 웨이크 업 트리거 신호가 서비스 센서(200)에 오버헤드로 작용하기 때문이다.
상시 감지 센서(200)가 이벤트를 감지하고 웨이크 업 트리거 신호를 생성하면, 준비 상태에서 비준비 상태로 전이한다. 이는 센싱 구역(200')에서 다수의 서비스 센서들이 활성 상태를 유지하는 동안, 선 감지 구역(300')에서 이벤트를 감지하였다고 해서 추가적으로 웨이크 업 트리거 신호를 생성하여 센싱 구역으로 전송하는 것을 막기 위함이다. 그 후, 상시 감지 센서(300)가 일정 시간 동안 이벤트를 감지하지 못하면, 비준비 상태에서 준비 상태로 전이한다.
비준비 상태에서 준비 상태로 전이하는 것은 다음 수학식 1과 같이 표현된다.
Tc - Td > Dr
여기서 Tc는 현재 시간, Td는 이벤트 감지 시간, Dr는 사전 설정된 시구간(predefined duration)을 의미한다.
이와 같은 상태 전이를 갖는 상시 감지 센서(300)의 구조에 대하여 도 3을 참조로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상시 감지 센서의 구조도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상시 감지 센서(300)는 무선 주파수 모듈(320), 센서 모듈(330), MCU(Micro Controller Unit) 모듈(340) 및 전원 모듈(310)을 포함한다.
센서 모듈(330)은 선 감지 구역에서 발생되는 이벤트를 감지하여 일정한 전기 신호로 변경한다. 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈(330)은 서비스 센서(260) 에 내장되어 있는 센서 모듈(260)과 동일하다고 간주하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
MCU 모듈(340)은 상시 감지 센서(300) 내의 무선 주파수 모듈(320), 센서 모듈(330) 및 전원 모듈(310)을 제어하며, 센서 모듈(330)에서 감지한 이벤트를 저장하고 저장된 이벤트 정보를 포함하는 프레임을 생성한다.
무선 주파수 모듈(이하, 'RF 모듈'이라 지칭)(320)은 센서 모듈(330)로부터 감지된 이벤트의 정보를 포함하여 MCU 모듈(340)에서 생성된 프레임을 무선 주파수의 웨이크 업 트리거 신호로 릴레이 노드(400)에 전달한다.
전원 모듈(310)은 준 상시 전원으로써 상시 감지 센서(300)에 항상 전원이 공급되도록 한다. 준 상시 전원은 항상 센서 모듈(330), RF 모듈(320) 및 MCU 모듈(340)이 활성 상태를 유지할 수 있도록 하기 때문에, 언제나 이벤트를 감지하고 이를 서비스 센서(200)로 전달할 수 있도록 한다. 여기서 준 상시 전원은 상시 전원이 제공할 수 있는 전원에 준하는 전원을 충분히 공급할 수 있으며, 예를 들어 태양열 전지 등이 있다.
다음은 상시 감지 센서(300)가 감지한 이벤트를 무선 주파수 형태의 웨이크 업 트리거 신호로 전달받아 센싱 구간(200)의 클러스터 헤드(500)에 신호를 전달하는 릴레이 노드(400)의 구조에 대하여 도 4를 참조로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 릴레이 노드의 구조도이다.
릴레이 노드(400)는 상시 감지 센서(300)에서 생성되는 웨이크 업 트리거 신호를 클러스터 헤드(500)에 전달하는데, 물리적인 거리를 극복하고자 설치된 중계 노드를 의미한다. 릴레이 노드(400)는 선 감지 구역과 센싱 구역 사이의 거리, 상시 감지 센서(300)의 RF 모듈(320)의 성능에 따라 존재하지 않을 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(400)는 전원 모듈(410), MCU 모듈(420), 무선 주파수 모듈(440) 및 증폭 모듈(430)을 포함한다.
전원 모듈(410)은 상기 도 3에서 설명한 상시 감지 센서(300)와 마찬가지로 준 상시 전원의 역할을 수행하여, 항상 릴레이 노드(400)가 동작하도록 전원을 공급한다. 전원 모듈(410)을 통해 공급되는 전원은 릴레이 노드(400)의 무선 주파수 모듈(440) 및 MCU 모듈(420)이 항상 동작할 수 있도록 유지시켜주며, 이는 상시 감지 센서(300)로부터 전달된 웨이크 업 트리거 신호를 항시 수신하고 센싱 구간의 클러스터 헤드(500)에 전달할 수 있도록 한다.
무선 주파수 모듈(440)은 상시 감지 센서(300)의 RF 모듈(320)에서 전송한 이벤트 정보를 포함하는 프레임을 수신하여 클러스터 헤드(500)에 전달한다. MCU 모듈(420)은 릴레이 노드(400)에 포하되어 있는 전원 모듈(410), 무선 주파수 모듈(440) 및 증폭 모듈(430)을 제어한다.
증폭 모듈(430)은 무선 주파수 모듈(440)을 통해 전달되는 무선 주파수의 웨이크 업 트리거 신호의 전송 출력을 높여준다. 이는 릴레이 노드(400)가 선 감지 구역에서 감지한 이벤트를 가지고 센싱 구역에 위치하는 서비스 센서(200)에 곧 이벤트가 발생할 것이라는 것을 알려주는 역할을 수행하기 때문에, 선 감지 구역과 멀리 떨어져 있는 센싱 구역까지 웨이크 업 트리거 신호를 전송하기 위해서는 신호의 전송 거리를 확장시켜 주어야만 한다. 이에 웨이크 업 트리거 신호의 전송 거리 를 확장시키기 위해서는 전송 출력을 높여주어야 하며, 이 역할을 증폭 모듈(430)이 수행한다.
다음은 선 감지 구간에서 감지된 이벤트를 수신하여 실제로 차량을 감지하는 센싱 구간의 클러스터 헤드(500) 및 서비스 센서(200)에 대하여 도 5를 참조로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 센서의 웨이크 업을 위한 클러스터 헤드 및 서비스 센서의 동작 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 클러스터 헤드(500)는 전원 모듈(540), 무선 주파수 송수신기(530), 웨이크 업 송신기(520) 및 신호 변환 모듈(510)를 포함한다. 서비스 센서(200)는 웨이크 업 수신기(210), 무선 주파수 송수신기(220), 인터럽트 모듈(230), 전원 모듈(240), MCU 모듈(250) 및 센서 모듈(260)을 포함한다.
먼저 클러스터 헤드(500)는 준 상시 전원을 공급할 수 있는 전원 모듈(540)을 가지고 있어, 항상 모든 모듈이 활성 상태를 유지하도록 한다. 클러스터 헤드(500)는 릴레이 노드(400)로부터 전달된 웨이크 업 트리거 신호를 무선 주파수 송수신기(530)를 통해 수신하고, 클러스터 헤드(500) 내에 신호 변환 모듈(signal converter)(510)로 전달한다. 신호 변환 모듈(510)는 웨이크 업 트리거 신호를 웨이크 업 송신기(520)를 통해 서비스 센서(200)로 전송할 수 있도록 웨이크 업 신호로 전환한다.
다음 실제 저전력의 대상인 서비스 센서(200)는 웨이크 업 수신기(210)만 항상 활성 상태를 유지하고, 그 외의 구성 요소들은 웨이크 업 신호를 받아 인터럽트 가 발생할 때만 동작하도록 한다. 여기서 웨이크 업 수신기(210)는 전력 소모가 작은 것으로 구현하며, 예를 들어 RFID 태그를 사용할 수 있다.
서비스 센서(200)는 웨이크 업 수신기(210)를 통해 클러스터 헤드(500)로부터전송된 웨이크 업 신호를 수신한다. 웨이크 업 신호는 인터럽트 모듈(230)을 통해서, 수면 상태의 전원 모듈(240) 및 MCU 모듈(250)을 활성 상태로 상태 전이될 수 있도록, 인터럽트 신호로 변환된다. 변환된 인터럽트 신호는 전원 모듈(240)을 동작시켜 서비스 센서(200)에 전원을 인가하고, 수면 상태의 MCU 모듈(250)을 활성 상태가 되도록 한다.
활성 상태가 된 MCU 모듈(250)은 센서 모듈(260), 무선주파수 송수신기(220) 등이 활성 상태가 될 수 있도록 제어 신호를 생성한다. 또한 MCU 모듈(250)로부터 생성된 제어 신호를 토대로 활성 상태가 된 센서 모듈(260)은 상시 감지 센서(300)에서 감지한 차량에 대하여 실제 서비스를 제공하기 위한 이벤트를 감지한다.
다음은 상기 구성 요소들을 토대로 차량을 감지하는 센싱 방법에 대하여 도 6을 참조로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센싱 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상시 감지 센서(300)는 선 감지 구역으로 진입한 차량에 대해 이벤트가 발생하였음을 감지하고(S100), 자신의 상태가 준비 상태인지 대기 상태인지 여부를 판단한다(S110). 만약 상시 감지 센서(300)의 상태가 대기 상태라면 웨이크 업 트리거를 생성하여도 이를 전달받는 서비스 센서(200)에는 오버헤드로 작용하기 때문에, 웨이크 업 트리거를 생성하지 않는다(S180).
그러나, 상시 감지 센서(300)의 상태가 준비 상태라면, 상시 감지 센서(300)의 MCU 모듈(340)은 감지한 이벤트에 관한 정보를 포함하는 프레임을 생성하고, 프레임을 무선 주파수의 웨이크 업 트리거 신호로 릴레이 노드(400)에 전달한다. 릴레이 노드(400)의 무선 주파수 모듈(440)은 수신한 웨이크 업 트리거 신호를 클러스터 헤드(500)로 전달한다(S130).
클러스터 헤드(500)의 무선 주파수 송수신기(530)는 수신한 무선 주파수 신호 형태의 웨이크 업 트리거 신호를 신호 변환 모듈(510)로 전달하여 웨이크 업 신호로 변환될 수 있도록 한다. 그 후, 웨이크 업 송신기(520)를 통해 서비스 센서(200)로 웨이크 업 신호를 전달한다(S140). 서비스 센서(200)는 웨이크 업 수신기(210)를 통해 웨이크 업 신호를 수신하고, 웨이크 업 신호는 수면 상태 상태의 서비스 센서(200)가 활성 상태로 상태 전이될 수 있도록 인터럽트 모듈(230)에서 인터럽트 신호로 전환된다.
다음 인터럽트 신호에 따라 활성 상태로 상태 전이된 서비스 센서(200)는 센싱 영역으로 진입한 차량에 대해 발생한 이벤트를 감지하고, 감지한 이벤트를 클러스터 헤드(500)로 전달한다(S160). 그 후, 별다른 이벤트가 발생하지 않을 경우 서비스 센서()는 클러스터 헤드(500)로부터 수면 메시지를 수신하고, 이에 따라 활성 상태의 서비스 센서(200)는 수면 상태로 상태 전이하여 불필요한 전력이 소비되는 것을 방지한다(S170).
여기서, S160 단계에서 서비스 센서(200)가 감지한 이벤트에 대한 후속 처리에 대해서는 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략하 기로 한다. 다음은 도 6에서 설명한 클러스터 헤드(500)와 서비스 센서(20)간에 송수신되는 메시지의 흐름에 대하여 도 7을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 헤드와 서비스 센서간의 메시지 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 서비스 센서(200)는 클러스터 헤드(500)로부터 신호 변환 모듈(510)를 통해 변환된 웨이크 업 신호를 수신함으로써, 수면 상태의 서비스 센서(200)가 활성 상태로 상태 전이된다(S200). 활성 상태로 상태 전이된 서비스 센서(200)는(S210) 센싱 구역으로 진입한 차량의 이벤트를 감지하고(S220), 무선 주파수 송수신기를 통해 센싱 이벤트를 클러스터 헤드(500)에 전달한다.
이때, 센싱 이벤트에는 서비스 센서(200)의 전원 잔량 정보를 포함하여 전달하며(S230), 전원 잔량 정보는 전원 모듈(240)의 잔여량 정보를 토대로 추출할 수 있다. 또한, 서비스 센서(200)는 이벤트가 발생할 때마다 반복적으로 감지한 차량의 이벤트 정보 및 그 때의 전원 잔량 정보를 클러스터 헤드(500)에 전달한다.
클러스터 헤드(500)는 사전 설정된 시구간(Dr) 동안 서비스 센서(200)로부터 센싱 이벤트가 포함된 메시지를 수신하는지 여부를 판단한다(S240). 만약 시구간 내에 또 다른 메시지가 서비스 센서(200)로부터 도착하면, 해당 메시지를 수신한다(S250). 그러나 만약 사전 설정된 시구간 동안 메시지를 수신하지 못하는 경우 더 이상의 이벤트가 없다고 판단하고, 클러스터 헤드500)는 무선 주파수 송수신기를 통해 활성 상태의 서비스 센서(200)를 수면 상태로 상태 전이되도록 슬립 메시지를 생성하여(S260) 전달한다(S270).
여기서 사전 설정된 시구간 값은 서비스 센서(200)의 전원 잔량, 클러스터 헤드(500)가 가지고 있는 이벤트 구간 히스토리 정보, 서비스 센서(200)의 전원 소모량 정보를 토대로 서비스 센서(200)의 수명을 최대로 늘릴 수 있는 최적화된 값으로써, 클러스터 헤드(500)가 결정한다. 여기서 이벤트 구간 히스토리 정보는 서비스 센서(200)로부터 전송되는 메시지의 수신 시간 간격의 평균값을 의미한다. 그리고 시구간 값이 바뀔 때 마다 상시 감지 센서(300)로 정보를 전달하여, 상시 감지 센서(300)의 전원 모듈(310)이 상태 전이 판단 정보로 이용될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용된 환경의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상시 감지 센서의 상태 천이도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상시 감지 센서의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 릴레이 노드의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 센서의 웨이크 업을 위한 클러스터 헤드 및 서비스 센서의 동작 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센싱 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 헤드와 서비스 센서간의 메시지 흐름도이다.

Claims (11)

  1. 활성 상태를 지속하여 발생되는 이벤트를 감지하고, 감지된 이벤트에 대한 웨이크 업 트리거 신호--여기서 웨이크 업 트리거 신호는 이벤트가 발생됨을 알리는 신호임--를 생성하는 상시 감지 센서;
    상기 상시 감지 센서에서 생성된 웨이크 업 트리거 신호를 토대로 수면 상태로부터 활성 상태로 상태 전이를 지시하는 제어 신호를 생성하는 클러스터 헤드; 및
    상기 클러스터 헤드로부터 생성된 상기 제어 신호를 토대로 수면 상태로부터 활성 상태로 상태가 전이되고, 상기 상시 감지 센서가 감지한 이벤트에 대응되어 목표된 서비스를 제공하기 위한 이벤트를 감지하는 서비스 센서
    를 포함하는 저전력 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상시 감지 센서는,
    상기 감지한 이벤트를 전기 신호로 변환하는 제1 센서 모듈;
    상기 감지된 이벤트의 정보를 포함하여 생성된 프레임을 무선 주파수 형태의 상기 웨이크 업 트리거 신호로 생성하는 제1 무선 주파수 모듈;
    상기 상시 감지 센서에 전원을 공급하는 제1 전원 모듈; 및
    상기 제1 센서 모듈, 제1 무선 주파수 모듈 및 제1 전원 모듈을 제어하며, 상기 센서 모듈에서 감지한 이벤트의 정보를 저장하고, 상기 저장한 이벤트의 정보를 포함하는 프레임을 생성하여 상기 제1 무선 주파수 모듈로 제공하는 제1 MCU 모듈
    을 포함하는 저전력 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드는,
    상기 웨이크 업 트리거 신호를 수신하는 제1 무선 주파수 송수신기;
    상기 수신한 웨이크 업 트리거 신호를 웨이크 업 신호로 변환하는 신호 변환 모듈;
    상기 변환된 웨이크 업 신호를 상기 서비스 센서에 송신하는 웨이크업 송신기; 및
    상기 클러스터 헤드에 전원을 공급하는 전원 모듈
    을 포함하는 저전력 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서비스 센서는,
    상기 웨이크업 송신기로부터 상기 웨이크 업 신호를 수신하는 웨이크 업 수신기;
    상기 웨이크 업 신호를 인터럽트 신호로 변환하는 인터럽트 모듈;
    상기 인터럽트 신호를 수신하여 수면 상태로부터 활성 상태로 상태가 전이되며, 상기 서비스 센서에 전원을 공급하는 제2 전원 모듈;
    상기 인터럽트 신호를 수신하여 수면 상태로부터 활성 상태로 상태가 전이되며, 상기 서비스 센서 내에 복수의 모듈을 수면 상태에서 활성 상태로 상태가 전이되도록 제어 신호를 생성하는 제2 MCU 모듈;
    상기 제2 MCU 모듈로부터 생성된 제어 신호를 토대로 수면 상태로부터 활성 상태로 상태가 전이되며, 상기 상시 감지 센서로부터 감지된 이벤트에 대응되어 목표된 서비스를 제공하기 위한 이벤트를 감지하는 제2 센서 모듈; 및
    상기 제2 센서 모듈에서 감지된 이벤트를 상기 클러스터 헤드에 전송하는 제2 무선 주파수 송수신기;
    을 포함하는 저전력 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상시 감지 센서로부터 생성된 웨이크 업 트리거 신호를 상기 클러스터 헤드로 중계하는 릴레이 노드
    를 더 포함하는 저전력 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 릴레이 노드는,
    상기 클러스터 헤드에 전원을 공급하는 제3 전원 모듈;
    상기 제1 무선 주파수 모듈로부터 생성된 상기 웨이크 업 트리거 신호를 상기 제1 무선 주파수 송수신기로 중계하는 제3 무선 주파수 모듈;
    상기 제3 무선 주파수 모듈을 통해 출력되는 상기 웨이크 업 트리거 신호의 출력 전력을 증폭하는 증폭 모듈; 및
    상기 제3 전원 모듈, 제3 무선 주파수 모듈 및 증폭 모듈을 제어하는 MCU 모듈
    을 포함하는 저전력 시스템.
  7. 클러스터 헤드로부터 웨이크 업 신호--여기서 웨이크 업 신호는 웨이크 업 트리거 신호로 부터 변환되며, 웨이크 업 트리거 신호는 선 감지 구역에서 발생되어 감지된 이벤트의 정보를 포함함--를 수신하는 단계;
    상기 웨이크 업 신호를 토대로 수면 상태로부터 활성 상태로 상태 전이를 수행하고, 상기 웨이크 업 트리거 신호 내에 포함된 이벤트의 정보에 대응되는 이벤트를 감지하는 단계; 및
    상기 감지한 이벤트를 포함하는 이벤트 메시지를 상기 클러스터 헤드로 전송하는 단계
    를 포함하는 센싱 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이벤트 메시지는 전원 잔량 정보를 포함하는 센싱 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드로부터 슬립 메시지를 수신하면, 활성 상태로부터 수면 상태로 상태 전이를 수행하는 단계
    를 포함하는 센싱 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드는,
    미리 설정한 시구간동안 상기 이벤트 메시지를 수신하는지 판단하는 단계;
    상기 시구간동안 상기 이벤트 메시지를 수신하지 않으면, 수면 상태로의 상태 전이를 유도하는 상기 슬립 메시지를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 센싱 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 시구간은 전원 잔량 정보, 전원 소모량 정보 및 이벤트 구간 히스토리 정보--여기서 이벤트 구간 히스토리 정보는 상기 이벤트 메시지가 수신되는 시간 간격의 평균값임--를 토대로 결정되는 센싱 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101119276B1 (ko) * 2010-01-05 2012-03-20 삼성전기주식회사 이벤트 신호 제어를 통한 저전력 근거리 통신 장치 및 방법
KR101403703B1 (ko) * 2011-07-18 2014-06-05 울산대학교 산학협력단 Ｕｓｎ 센서 통신 장치, 방법 및 시스템
US10146573B2 (en) 2015-02-27 2018-12-04 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for controlling power output from electronic device to external electronic device
KR102045745B1 (ko) 2018-05-16 2019-11-18 주식회사 이엠따블유 범죄 관련 이벤트 등급 기반 시계열 데이터 분할 방법 및 시스템

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