KR20110003210A - 센서 네트워크의 자율 구성 방법 - Google Patents

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Abstract

신규 센서 노드가 센서 네트워크에 등록하기 위해 신규 센서노드와 소정의 홉 수만큼 떨어진 복수의 이웃 센서노드로 등록 시작 메시지를 전달한다. 복수의 이웃 센서노드 각각으로부터 부모 싱크노드의 노드정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하며, 응답 메시지를 통해 복수의 이웃 센서노드 중에서 제1 이웃 센서노드를 선정한다. 제1 이웃 센서노드의 제1 부모 싱크 노드로 등록 요청 메시지를 전달하기 위해 제1 이웃 센서노드로 등록 요청 메시지를 전달한다.
센서 노드, 싱크 노드, 센서 네트워크, 클러스터, 홉 수

Description

센서 네트워크의 자율 구성 방법{METHOD FOR SELF CONFIGURING SENSOR NETWORK}
본 발명은 센서 네트워크의 자율 구성 방법에 관한 것이다.
최근 센서 네트워크의 부트스트래핑이나 커미셔닝은 IP 기반의 센서 네트워크 및 non-IP 기반의 센서 네트워크에서 주요하게 연구되어 왔으나, 대부분 플랫(flat)한 센서 네트워크에서의 알고리즘들로 제시 되었다. 플랫(flat)한 센서 네트워크에서는 대부분 단일 싱크 노드나 게이트웨이가 존재하고 모든 센서 노드들이 하나의 싱크노드나 게이크웨이와 통신하게 되어 성능이 저하되며, 한 노드에 트래픽이 집중되어 전체 네트워크 성능이 저하되고 수명이 단축되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하여 대규모의 센서 네트워크를 전개하기 위해서는 플랫(flat)한 구조보다는 계층적인 구조로 오버레이 네트워크를 구성하는 것이 효율적이다.
계층적인 구조의 센서 네트워크를 위해 시도되는 방법이 클러스터링이다. 클러스터링은 멀티홉 에드홉(multi hop Ad hoc) 네트워크에서도 주로 시도되며, 센서 네트워크의 성능 개선 등의 이유로 많이 제안된다. 이러한 클러스터링 알고리즘에 서 특히 헤더 선출 방법에 대한 제안들이 주로 다루어 왔으며, 다음과 같은 특징으로 헤더를 선출한다. 첫째 싱크 노드 선출에 지역적인 정보를 사용하는지 아니면 포괄적인 정보를 사용하는지, 둘째 싱크 노드들의 분포는 전 지역에 걸쳐 동일한지 아니면 싱크 노드들이 몇 군데 편중되어 있는지, 셋째 클러스터들 간의 크기는 비슷해서 클러스터 헤드간의 업무 분담이 적절히 이루어지는지, 넷째 싱크 노드로 적절한 노드가 선출되는지 아니면 랜덤하게 아무 노드나 싱크 노드가 될 수 있는지, 다섯째 싱크 노드 선출시의 시간 복잡도와 메시지 교환 복잡도 등을 고려하여 헤더를 선출한다. 또한, 클러스터링 후에 싱크 노드와 클러스터내의 멤버들 사이의 통신이 멀티 홉인지 아니면 싱글 홉인지, 또한 클러스터링 타겟 네트워크가 고정형 네트워크인지 아니면 동적인 네트워크인지를 고려하여 헤더를 선출한다.
이러한 클러스터링 알고리즘들은 동종형의 노드들을 가정하고 있으므로 네트워크 수명을 확장하기 위해 주기적인 싱크 노드 선출을 요구하고 있으며, 어떤 노드가 모든 싱크 노드로부터도 커버되지 않을 때도 싱크 노드 선출을 요구한다. 이처럼 싱크 노드 선출은 동적인 환경에서는 너무 자주 일어날 수 있어 오버헤드가 증가할 수 있다.
따라서, 대규모의 센서 네트워크의 구성 시 오버헤드의 증가 없이 계층적인 구조로 센서 네트워크를 구성할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대규모 센서 네트워크의 구성 시 자율적으로 계층적인 센서 네트워크를 구성할 수 있는 센서 네트워크의 자율적인 구성 방법을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 신규 센서 노드가 센서 네트워크에 등록하는 방법에 있어서,
상기 신규 센서노드와 소정의 홉 수만큼 떨어진 복수의 이웃 센서노드로 등록 시작 메시지를 전달하는 단계, 상기 복수의 이웃 센서노드 각각으로부터 부모 싱크노드의 노드정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계, 상기 응답 메시지를 통해 상기 복수의 이웃 센서노드 중에서 제1 이웃 센서노드를 선정하는 단계, 그리고 상기 제1 이웃 센서노드의 제1 부모 싱크 노드로 등록 요청 메시지를 전달하기 위해 상기 제1 이웃 센서노드로 등록 요청 메시지를 전달하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 복수의 센서 노드를 포함하는 센서 네트워크의 싱크 노드가 신규 센서 노드를 등록하는 방법에 있어서,
브로커 센서 노드를 통해 상기 신규 센서 노드의 등록 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 신규 센서 노드를 자식 센서 노드로 허락할지를 판단하는 단계, 그리고 상기 자식 센서 노드로 허락하는 경우, 상기 브로커 센서 노드를 통해 상기 신규 센서 노드로 등록 허락 메시지를 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 대규모 센서 네트워크에서 최소한의 지엽적인 메시지 전송으로 자율적으로 클러스터가 형성되어 오버레이 네트워크가 구성되기 때문에 전체적인 네트워크 수명이나 네트워크 통신 효율이 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 싱크 노드 및 센서 노드의 이동성뿐 아니라 싱크 노드 및 그에 속한 센서 노드들을 포함한 클러스터의 이동성 또한 지원되어 이동 후에도 자율적인 재구성이 가능하다.
클러스터 내의 센서 노드들은 전달할 패킷이 있을 때 항상 자신의 싱크 노드를 통해 최소한의 지엽적인 메시지를 전송하게 되므로, 패킷 전달을 위한 패스의 홉 수가 급격하게 줄어들게 되어 네트워크 성능 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 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 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크를 자율적인 구성 방법을 적용한 대규모 센서 네트워크의 한 예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대규모 센서 네트워크(10)는 복수의 클러스터(A-E) 및 게이트 웨이(100)를 포함하며, 각 클러스터(A-E)는 싱크 노드(200) 및 복수의 센서 노드(300)를 포함한다.
싱크 노드(200)는 각 클러스터(A-E)의 헤더가 되며 클러스터(A-E) 내의 복수의 센서 노드(300)를 등록 및 관리한다. 즉, 싱크 노드(200)는 각 클러스터(A-E) 내의 복수의 센서 노드(300)로부터 센싱 데이터를 전달받으며, 복수의 센서 노드(300)에게 제어 명령을 전달한다. 본 발명의 실시예에서는 각 클러스터(A-E) 내에서 별도의 헤더 선정을 위한 과정 없이 싱크 노드(200)가 미리 클러스터(A-E) 내의 헤더로 등록되며, 클러스터(A-E) 내의 각 싱크 노드(200)들 사이에는 애드 혹 구성 프로토콜을 통해 오버레이 네트워크가 형성된다고 가정한다.
센서 노드(300)는 주변 상황이나 환경을 제어하거나 또는 센싱하여 센싱정보를 수집한다. 즉, 센서 노드(300)는 센서 네트워크에 최초로 등록(join)하거나 또는 이동 후 재접속이 필요한 경우 센서 네트워크의 자율적인 구성 방법에 따라 재구성된다. 이를 통해 센서 노드(300)는 가장 가까운 싱크 노드(200)에 자신을 등록하고, 이 싱크 노드(200)를 자신의 부모 싱크노드로 설정한다. 이러한 과정에서 센서 노드(300)는 부모 싱크노드까지의 루트에 있는 센서 노드(300)들을 자신들의 라우팅 테이블에 새로 등록하며, 부모 싱크노드와 하나의 클러스터를 형성하게 되고 클러스터 내 트리 구조를 형성한다.
게이트 웨이(100)는 각 클러스터(A-E)의 싱크 노드(200)로부터 데이터를 수신하며, 수신된 데이터를 인터넷망으로 전달한다. 그리고, 게이트 웨이(100)는 인터넷을 통하여 전달된 데이터를 각 클러스터(A-E)의 싱크 노드(200)로 전달한다.
본 발명의 실시예에서는 싱크 노드(200)와 센서 노드(300)를 따로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 싱크 노드(200)와 센서 노드(300)는 논리적으로 구분되므로 물리적으로는 하나의 디바이스에 두 개의 노드(200, 300)가 구현될 수도 있다. 즉, 싱크 노드(200)와 게이트 웨이(100)가 한 디바이스에 구현되어 싱크 노드(200)가 센서 노드(300)의 역할까지 수행할 수도 있다.
다음은 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 자율 구성 방법에 따라 대규모 센서 네트워크(10)에 신규 센서노드를 등록하는 과정을 설명한다.
도 1에서는 각 클러스터(A-E)의 싱크 노드(200) 및 복수의 센서 노드(300)는 센서 네트워크 내에서 주소로 활용 가능한 유일한 식별자로 구분되며, 싱크 노드(200)는 메쉬 라우터의 기능을 가지며, 각 클러스터(A-E)의 싱크 노드(200)간에는 자율적인 애드 혹 네트워크의 구성이 지원되는 것으로 가정한다. 그리고, 일부 싱크 노드(200)는 게이트 웨이(100)의 인터페이스를 통해 복수의 센서 노드(300)로부터 수집한 데이터를 인터넷망으로 전달하는 것으로 가정한다.
대규모 센서 네트워크(10)의 클러스터(A-E) 중 어느 하나에 신규 센서노드가 등록(join)되는 경우, 신규 센서노드는 등록 시작 메시지(probe)를 1홉 이웃 센서 노드에게로 전달하여 복수의 클러스터(A-E)의 싱크 노드(200)에 대한 노드정보를 요청한다. 신규 센서노드로부터 등록 시작 메시지(probe)를 전달받은 1홉 이웃 센서노드는 자신이 가지고 있는 부모 싱크노드의 노드정보를 포함하는 응답 메시지를 신규 센서노드로 전달한다. 여기서, 싱크 노드(200)에 대한 노드정보는 부모 싱크노드의 식별자 및 홉 수가 포함된다. 만약, 1홉 이웃 센서 노드에 싱크 노드(200)가 포함되어 신규 센서노드가 전송한 등록 요청 메시지(probe)를 직접 수신하는 경우, 싱크 노드(200)는 자신의 노드 식별자와 홉 수(0)를 포함하는 응답 메시지를 신규 센서노드로 전달한다.
그러면, 신규 센서노드는 가장 가까운 싱크 노드(200)에 자신을 등록하기 위해 홉 수가 가장 적은, 즉 가장 가까운 곳에 위치한 싱크 노드(200) 또는 싱크 노드(200)의 이웃 센서노드, 즉 브로커 센서노드에게 등록 요청 메시지를 전달한다. 이때, 홉 수가 동일한 1홉 이웃 센서 노드로부터 응답 메시지를 수신한 경우, 신규 센서노드는 가장 빨리 응답 메시지를 전송한 1홉 이웃 센서 노드로 등록 요청 메시지를 전달한다. 즉, 응답시간이 적은 1홉 이웃 센서노드가 높은 우선 순위를 가진다.
신규 센서노드로부터 등록 요청 메시지를 전달받은 브로커 센서노드는 자신의 부모 싱크노드에게 등록 요청 메시지를 전달한다. 그러면, 부모 싱크노드는 신규 센서노드의 노드정보를 자신의 자식 센서노드 테이블에 추가한다. 여기서, 신규 센서노드의 노드정보는 신규 센서노드의 식별자 및 넥스트 노드의 식별자를 포함한다. 넥스트 노드의 식별자는 신규 센서노드와 부모 싱크노드 사이에 형성되는 루트 에서 부모 싱크노드와 가장 인접한 센서노드의 식별자를 의미한다. 동시에 부모 싱크노드는 등록 허락 메시지를 신규 센서노드로 전달하거나 또는 오버헤드가 발생했다고 판단되는 경우 등록 거절 메시지를 신규 센서노드로 전달한다.
이때, 브로커 센서노드에서 브로커 센서노드의 부모 싱크노드까지의 루트에 있는 다른 센서 노드들 또한 등록 허락 메시지를 수신하며, 부모 싱크노드가 자식 센서노드 테이블에 추가한 내용과 동일한 신규 센서노드의 노드정보를 자신의 라우팅 테이블에 추가한다.
신규 센서노드가 브로커 센서노드의 부모 싱크노드로부터 등록 허락 메시지를 수신한 경우, 부모 싱크노드는 신규 센서노드의 부모 싱크노드가 되며, 신규 센서노드는 신규 등록에 따른 신규 등록 정보를 저장한다. 여기서, 신규 등록 정보는 부모 싱크노드의 식별자, 홉 수 및 넥스트 노드의 식별자를 포함한다. 홉 수는 전달받은 부모 싱크노드의 노드정보에 포함되는 홉 수에 "1"를 더한 값이 된다.
한편, 신규 센서노드가 브로커 센서노드의 부모 싱크노드로부터 등록 거절 메시지를 수신한 경우, 신규 센서노드는 다음으로 홉 수가 작은 곳에 위치한 싱크 노드(200) 또는 브로커 노드로 등록 요청 메시지를 전달한다. 신규 센서노드는 등록 허락 메시지를 수신할 때까지 동일한 과정을 반복한다.
만약, 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지를 일정시간 동안 수신하지 못하는 경우, 신규 센서노드는 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지를 수신할 때까지 등록 요청 메시지의 재송신을 횟수(?)만큼 반복한다. 이때, 등록 요청 메시지의 재송신을 횟수(?)만큼 반복한 후에도 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시 지를 받지 못하면, 신규 센서노드는 부모 싱크노드, 즉 타겟 싱크노드가 사라진 것을 경고(warning)하는 경고 메시지를 각 클러스터(A-E)의 센서 노드(300)로 전송한다. 이때, 경고 메시지의 TTL(Time To Live)은 부모 싱크노드까지의 홉 수의 두 배로 설정된다.
이때, 클러스터(A-E)에서 경고 메시지를 수신한 센서 노드(300)는 사라진 타겟 싱크노드가 자신의 부모 싱크노드라면, 동일한 등록 과정을 거쳐 새로운 부모 싱크노드를 찾아 등록한다. 또한, 센서 노드(300)는 자신의 이동이나 이웃 센서노드의 변경으로 토폴로지의 변화를 감지한 경우 동일한 등록 과정을 수행하여 새로운 부모 싱크노드를 찾아 등록한다.
한편, 각 클러스터(A-E)의 싱크 노드(200)는 센싱을 통해 자신의 이웃 싱크노드의 변화 또는 이웃 센서노드의 변화가 감지되는 경우, 자신의 자식 노드 테이블에 저장된 내용을 삭제한다. 이때, 이웃 싱크노드들만 변화하고 이웃 센서노드들은 변화가 없다면 이웃 싱크노드를 포함한 클러스터 전체가 이동한 경우이므로, 싱크 노드(200)는 자신의 자식 노드 테이블은 그대로 유지하며, 네트워크만 재구성한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대규모 센서 네트워크에서 자율적인 구성 알고리즘을 적용하여 신규 센서노드를 등록하는 과정의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대규모 센서 네트워 크(10)에 싱크 노드(SN1, SN2) 및 복수의 센서 노드(Sa, Sb, Sc, Sd, Se)가 포함되는 것으로 가정한다.
대규모 센서 네트워크(10)에 신규 센서노드(Sx)가 등록(join)되는 경우, 신규 센서노드(Sx)는 1홉 이웃 센서 노드(Sa, Sb)로 등록 시작 메시지(probe)를 전달하여 싱크 노드(SN1, SN2)에 대한 노드정보를 요청한다.
등록 시작 메시지(probe)를 전달받은 이웃 센서 노드(Sa)는 자신의 부모 싱크노드의 노드정보(SN1, 홉 수 3)를 포함하는 응답 메시지를 신규 센서노드(Sx)로 전달하여 자신의 부모 싱크노드(SN1)가 3홉이 떨어져 있음을 알린다. 그리고, 이웃 센서 노드(Sb)는 자신의 부모 싱크노드의 노드정보(SN2, 홉 수 2)를 포함하는 응답 메시지를 신규 센서노드(Sx)로 전달하여 자신의 부모 싱크노드(SN2)가 2홉이 떨어져 있음을 알린다.
신규 센서노드(Sx)는 이웃 센서 노드(Sa) 및 이웃 센서 노드(Sb)로부터 각각 응답 메시지가 전달되면, 홉 수의 수가 가장 적은 응답 메시지를 보낸 이웃 센서 노드(Sb)를 브로커 센서노드로 결정하고, 등록 요청 메시지를 이웃 센서 노드(Sb)로 전달한다.
등록 요청 메시지를 수신한 이웃 센서 노드(Sb)는 자신의 부모 싱크노 드(SN2)로 등록 요청 메시지를 전달하며, 부모 싱크노드(SN2)는 이웃 센서 노드(Sb), 즉 브로커 센서노드를 통하여 등록 허락 메시지를 전달한다. 즉, 부모 싱크노드(SN2)는 신규 센서노드(Sx)와 이웃 센서 노드(Sd), 즉 넥스트 노드(Sd)에 대한 노드정보(Sx, Sd)를 자신의 자식 노드 테이블에 추가한다. 이웃 센서 노드(Sd) 역시 부모 싱크노드(SN2)로부터 전달된 등록 허락 메시지를 수신하여 이웃 센서 노드(Sb)로 전달할 때, 신규 센서노드(Sx)와 넥스트 노드(Sb)에 대한 정보(Sx, Sb)를 자신의 라우팅 테이블에 추가한다. 동일하게, 이웃 센서 노드(Sb) 역시 이웃 센서 노드(Sd)로부터 전달된 등록 허락 메시지를 수신하여 신규 센서노드(Sx)로 전달할 때, 신규 센서노드(Sx)에 대한 정보(Sx, Sx)를 자신의 라우팅 테이블에 추가한다.
이와 같은 과정에 의해 이웃 센서 노드(Sb)로부터 등록 허락 메시지가 전달되면, 신규 센서노드(Sx)는 신규 등록 정보(SN2, 홉 수 3, Sb)를 저장한다. 이때, 홉 수(3)는 이전 이웃 센서 노드(Sb)로부터 받은 응답 메시지의 홉 수(2)에 1을 더한 값이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 자율 구성 방법에 따라 대규모 센서 네트워크에 신규 센서노드를 등록하는 순서를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 대규모 센서 네트워 크(10)에 신규 센서노드가 등록되는 경우, 신규 센서노드는 등록 시작 메시지(probe)를 1홉 이웃 센서 노드에게로 전달하여 복수의 클러스터(A-E)의 싱크 노드(200)에 대한 노드정보를 요청한다(S300).
신규 센서노드는 등록 시작 메시지(probe)를 전달받은 1홉 이웃 센서노드로부터 자신이 가지고 있는 부모 싱크노드의 노드정보(부모 싱크노드의 식별자, 홉 수)를 포함하는 응답 메시지를 수신한다(S301).
신규 센서노드는 응답 메시지를 통해 홉 수가 가장 적은, 즉 가장 가까운 곳에 위치한 싱크 노드(200) 또는 싱크 노드(200)의 이웃 센서노드에게 등록 요청 메시지를 전달한다(S302). 그러면, 이웃 센서노드는 자신의 부모 싱크노드(SN2)로 등록 요청 메시지를 전달한다(S303).
부모 싱크노드는 신규 센서노드의 노드정보(신규 센서노드의 식별자, 넥스트 노드의 식별자)를 자신의 자식 센서노드 테이블에 추가하며, 동시에 등록 허락 메시지를 신규 센서노드로 전달하거나 또는 오버헤드가 발생했다고 판단되는 경우 등록 거절 메시지를 신규 센서노드로 전달한다(S304).
이웃 센서노드의 부모 싱크노드로부터 등록 허락 메시지를 수신한 경우, 신규 센서노드는 신규 등록에 따른 신규 등록 정보(부모 싱크노드의 식별자, 홉 수, 넥스트 노드의 식별자)를 저장하여 신규 센서노드의 등록을 완료한다(S305, S306).
한편, 이웃 센서노드의 부모 싱크노드로부터 등록 거절 메시지를 수신한 경우, 신규 센서노드는 다음으로 홉 수가 작은 곳에 위치한 싱크 노드 또는 이웃 센 서노드로 등록 요청 메시지를 전달한다(S307). 그리고, 신규 센서노드는 등록 허락 메시지를 수신할 때까지 동일한 과정을 반복한다.
동일한 과정의 반복 후에도 일정시간 동안 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지가 수신되지 않으면, 신규 센서노드는 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지가 수신할 때까지 등록 요청 메시지의 재송신을 횟수(?)만큼 반복한다(S308).
등록 요청 메시지의 재송신을 횟수(?)만큼 반복한 후, 신규 센서노드는 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지가 수신되었는지 판단한다(S309). 등록 허락 메시지인 경우, 신규 센서노드는 S305 단계부터 수행하여 신규 센서노드의 등록을 완료한다. 등록 거절 메시지인 경우, 신규 센서노드는 S307 단계부터 다시 수행한다(S310). 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지가 수신되지 않은 경우, 신규 센서노드는 부모 싱크노드가 사라진 것을 경고하는 경고 메시지를 각 클러스터(A-E)의 센서 노드(300)로 전달한다(S311). 그러면, 경고 메시지를 수신한 센서 노드(300) 중 사라진 싱크노드가 자신의 부모 싱크노드인 센서 노드(300)는 동일한 과정으로 새로운 부모 싱크노드를 찾는다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크를 자율적인 구성 방법을 적용하여 대규모 센서 네트워크를 구성하는 경우, 브로드캐스팅이나 멀티캐스팅 및 별도의 라우팅 프로토콜의 필요 없이 센서 노드간의 최소한의 메시지의 전송만으로 가장 가까운 싱크 노드를 부모 싱크노드로 선정하여 자율적인 네트워크를 구성함에 따라 전체적인 네트워크의 수명 및 네트워크 통신의 효율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 싱크 노드 및 센서 노드의 이동성뿐 아니라 싱크 노드 및 그에 속한 센서 노 드를 포함한 클러스터의 이동성 또한 지원되므로 이동 후에도 자율적으로 네트워크를 재구성할 수 있다. 또한, 센서 노드간에 메시지 전달을 위한 홉 수가 감소하므로 네트워크의 신뢰도 및 성능을 향상시킬 수 있다.
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 있다.
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 실시예에 따른 센서 네트워크를 자율적인 구성 방법을 적용한 대규모 센서 네트워크의 한 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대규모 센서 네트워크에서 자율적인 구성 알고리즘을 적용하여 신규 센서노드를 등록하는 과정의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 자율 구성 방법에 따라 대규모 센서 네트워크에 신규 센서노드를 등록하는 순서를 나타내는 도면이다.

Claims (13)

  1. 신규 센서 노드가 센서 네트워크에 등록하는 방법에 있어서,
    상기 신규 센서노드와 소정의 홉 수만큼 떨어진 복수의 이웃 센서노드로 등록 시작 메시지를 전달하는 단계,
    상기 복수의 이웃 센서노드 각각으로부터 부모 싱크노드의 노드정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계,
    상기 응답 메시지를 통해 상기 복수의 이웃 센서노드 중에서 제1 이웃 센서노드를 선정하는 단계, 그리고
    상기 제1 이웃 센서노드의 제1 부모 싱크 노드로 등록 요청 메시지를 전달하기 위해 상기 제1 이웃 센서노드로 등록 요청 메시지를 전달하는 단계
    를 포함하는 센서 네트워크의 등록 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 홉 수는 1홉인 센서 네트워크의 등록 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부모 싱크노드로부터 전달되는 등록 허락 메시지를 상기 제1 이웃 센서노드를 통해 수신하는 단계, 그리고
    상기 제1 부모 싱크노드를 자신의 부모 싱크노드로 선정하는 단계를 더 포함 하는 센서 네트워크의 등록 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 부모 싱크노드의 식별자, 상기 홉 수 및 상기 제1 이웃 센서노드의 식별자를 등록하는 단계를 더 포함하는 센서 네트워크의 등록 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부모 싱크노드의 노드정보는 상기 부모 싱크노드에 대응하는 이웃 센서 노드까지의 홉 수를 포함하며,
    상기 선정하는 단계는,
    상기 복수의 이웃 센서 노드로부터의 상기 응답 메시지에 각각 포함되어 있는 상기 홉 수를 비교하는 단계, 그리고
    상기 복수의 이웃 센서노드들 중 상기 홉 수가 가장 작은 이웃 센서노드를 상기 제1 이웃 센서 노드로 선정하는 단계를 포함하는 센서 네트워크의 등록 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부모 싱크노드로부터 등록 거절 메시지를 상기 제1 이웃 센서노드를 통해 수신하는 단계,
    상기 제1 이웃 센서 노드 다음으로 상기 홉 수가 가장 작은 제2 이웃 센서노드를 선정하는 단계, 그리고
    상기 제2 이웃 센서노드의 제2 부모 싱크 노드로 등록 요청 메시지를 전달하기 위해서, 상기 제2 이웃 센서노드로 상기 등록 요청 메시지를 전달하는 단계
    를 더 포함하는 센서 네트워크의 등록 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    소정 시간 동안 상기 제1 부모 싱크 노드로부터 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지를 수신하지 못하면, 상기 등록 요청 메시지를 상기 제1 이웃 센서 노드로 재송신하는 단계
    를 더 포함하는 센서 네트워크의 등록 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재송신하는 단계를 일정 횟수만큼 반복하는 동안, 상기 등록 허락 메시지 또는 상기 등록 거절 메시지를 수신하지 못하면, 상기 제1 부모 싱크노드가 사라진 것을 광고하는 단계
    를 더 포함하는 센서 네트워크의 등록 방법.
  9. 복수의 센서 노드를 포함하는 센서 네트워크의 싱크 노드가 신규 센서 노드를 등록하는 방법에 있어서,
    브로커 센서 노드를 통해 상기 신규 센서 노드의 등록 요청 메시지를 수신하는 단계,
    상기 신규 센서 노드를 자식 센서 노드로 허락할지를 판단하는 단계, 그리고
    상기 판단 결과에 따라 상기 브로커 센서 노드를 통해 상기 신규 센서 노드로 등록 허락 메시지 또는 등록 거절 메시지를 전달하는 단계
    를 포함하는 신규 센서 노드의 등록 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 브로커 센서 노드는 상기 복수의 센서 노드 중 상기 신규 센서 노드와 1홉 관계인 신규 센서 노드의 등록 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 신규 센서 노드의 노드정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 신규 센서 노드의 등록 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 신규 센서 노드의 노드정보를 저장하는 단계는,
    상기 신규 센서 노드로 가는 루트에서 자신과 가장 인접한 센서 노드의 식별자 및 상기 신규 센서 노드의 식별자를 저장하는 단계를 더 포함하는 신규 센서 노드의 등록 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    자신의 이웃 센서노드 또는 상기 자신의 이웃 센서노드의 각 부모 노드의 변화가 감지되는 경우, 자신의 상기 자식 센서 노드의 노드정보를 삭제하는 단계를 더 포함하는 신규 센서 노드의 등록 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170045603A (ko) 2015-10-19 2017-04-27 한국과학기술연구원 센서 장치 및 센서 네트워크 구성 방법
KR20200067942A (ko) * 2014-06-24 2020-06-12 구글 엘엘씨 메쉬 네트워크 커미셔닝

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