KR20110039681A - Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency - Google Patents

Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency Download PDF

Info

Publication number
KR20110039681A
KR20110039681A KR1020090096635A KR20090096635A KR20110039681A KR 20110039681 A KR20110039681 A KR 20110039681A KR 1020090096635 A KR1020090096635 A KR 1020090096635A KR 20090096635 A KR20090096635 A KR 20090096635A KR 20110039681 A KR20110039681 A KR 20110039681A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing data
control server
wireless sensor
shim
sensor node
Prior art date
Application number
KR1020090096635A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이상도
Original Assignee
(주) 파이시스네트웍스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 파이시스네트웍스 filed Critical (주) 파이시스네트웍스
Priority to KR1020090096635A priority Critical patent/KR20110039681A/en
Publication of KR20110039681A publication Critical patent/KR20110039681A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02Power saving arrangements
    • H04W52/0209Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0261Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE: A wireless sensor node control system and a method for improving energy efficiency are provided to simplify the power supply frequency and procedure to a wireless sensor node. CONSTITUTION: A control server(900) transfers set filtering conditions to a context awareness shim(130). If first sensing data can be transferred to the control server according to the filtering operation under the filtering conditions, the context awareness shim transfers the first sensing data to the control server. The transmission of the first sensing data to the control server is unnecessary, the context awareness does not transfer the first sensing data to the control server.

Description

에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법{Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency}Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency

본 발명은 에너지효율 향상 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 무선센서노드의 에너지의 소비에 대한 효율을 높여 무선센서노드의 배터리에 대한 수명을 높이기 위한 에너지효율 향상을 위한 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy efficiency improving technology, and more particularly, to increase the efficiency of energy consumption of a wireless sensor node. A wireless sensor for improving energy efficiency for improving energy efficiency for increasing the lifespan of a battery of a wireless sensor node. It relates to a node control system and a control method.

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 무선센서노드(Wireless Sensor Node)들로 구성된 네트워크이다. 일반적으로 무선센서 네트워크에는 특정한 정보를 필요로 하는 센서 필드(Sensor Field)에 수백 또는 수천 개 이상의 무선센서노드와 기지노드(Base Station)들을 배치된다. 무선센서노드들은 주변의 정보를 수집하여 기지 노드까지 전달하며, 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 교량감시 등이 있다. 이러한 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용되는 장비들은 대게 매우 제한적인 컴퓨팅 자원을 가지므로, 무선센서 네트워크의 무선센서노드들도 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 wireless sensor nodes having sensing, processing, and wireless communication capabilities. In general, hundreds or thousands of wireless sensor nodes and base stations are arranged in a sensor field requiring specific information. Wireless sensor nodes collect the surrounding information and deliver it to the base node, and the base node 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, buildings and bridges. Since devices used in such ubiquitous computing environment usually have very limited computing resources, the wireless sensor nodes of the wireless sensor network are increasingly miniaturized and lightweight.

한편, 최근의 무선통신과 마이크로 전자공학 기술의 발전으로 인하여 저가격, 극소형의 센서들간의 네트워크가 가능케 되고 있다. 무선센서 네트워크는 지능형 빌딩 내의 환경 컨트롤, 생산공정 자동제어, 창고 물류관리, 병원에서의 물품/정보 관리 및 환자상태 원격감지, 지능형 교통시스템, 텔레메틱스 등 그 응용범위가 광범위하기 때문에 유비쿼터스(Ubiquitous) 무선망의 핵심으로 활발한 연구가 진행되고 있다. On the other hand, due to the recent development of wireless communication and microelectronics technology, it is possible to network between low-cost, miniature sensors. The wireless sensor network is ubiquitous because it has a wide range of applications such as environmental control in intelligent buildings, automatic control of production processes, warehouse logistics management, goods / information management in hospitals, remote sensing of patient status, intelligent transportation systems, and telematics. Active research is being conducted at the core of the network.

MIT 마이크로시스템 기술연구소에서는 전력소비를 최소화하기 위한 적응형의 센서네트워크 플랫폼인 μAMPS(Micro Adaptive Multi-domain Power aware Sensors)에 대한 연구도 진행 중이다. 이러한 무선센서 네트워크에 대한 연구는 기존의 무선통신과 같이 물리층, 데이터 링크층, 네트워크층, 전송층, 응용층 등으로 나누어 이루어 질 수 있으나 무선센서 네트워크의 고 밀도 특성, 제한적 전력원, 극한적 전파환경 등을 고려한 새로운 기술 개발이 이루어지고 있다.The MIT Institute of Microsystems is also working on micro adaptive multi-domain power aware sensors (AMPS), an adaptive sensor network platform for minimizing power consumption. Such research on wireless sensor network can be divided into physical layer, data link layer, network layer, transmission layer, application layer, etc. like existing wireless communication, but high density characteristics, limited power source, and extreme propagation of wireless sensor network New technologies are being developed considering the environment.

유비쿼터스 컴퓨팅 시대에는 물리적 공간들의 상황 인식을 위하여 무선센서 네트워크 기술이 매우 중요하다. 무선센서 네트워크 기술의 출현은 하드웨어 기술의 발달에 따른 저 전력, 초소형, 초저가의 컴퓨팅 기기들 때문이다. 무선센서 네트워크의 무선센서노드들은 메모리 자원의 부족, 저 전력 무선 통신 방식, 여러 종류의 센서들이 존재하는 특징을 가지고 있다. 무선센서 네트워크의 가장 중요한 특징은 무선센서노드들이 가격이 저렴하며, 배터리를 교체하는 것보다 다른 노드로 대체하는 것이 더 효율적인 특성이 있으므로, 노드들의 에너지 효율성이 매우 중요하다.In the era of ubiquitous computing, wireless sensor network technology is very important for situational awareness of physical spaces. The advent of wireless sensor network technology is due to the development of low power, small size and ultra low cost computing devices. Wireless sensor nodes in a wireless sensor network are characterized by a lack of memory resources, low power wireless communication, and various types of sensors. The most important feature of the wireless sensor network is that wireless sensor nodes are inexpensive, and it is more efficient to replace them with other nodes than replace the battery, so the energy efficiency of the nodes is very important.

무선센서노드들은 센서의 센싱 부분, CPU(Central Processing Unit) 부분, RF(Radio Frequency) 부분, 메모리 부분 등으로 구성되며, 이 중에서 에너지 소모가 가장 많은 분야는 통신모듈로서, 데이터의 송수신에 관련된 부분이다. 즉, 무선센서 네트워크 기술의 핵심은 효율적인 무선 통신 네트워킹 기술이다.Wireless sensor nodes are composed of a sensing part, a central processing unit (CPU) part, a radio frequency (RF) part, and a memory part of a sensor. The most energy-consuming field is a communication module, a part related to transmitting and receiving data. to be. That is, the core of the wireless sensor network technology is an efficient wireless communication networking technology.

소형화, 지능화 및 무선화는 센서 시장의 요구를 따르는 기술 개발 동향이다. 지능화는 컴퓨터 기술과의 결합에 의해서 무선 센서기능을 대폭적으로 향상시킨 스마트 센서로 발전하고 있다. 소형화는 최근의 나노기술, 특히 멤스(Micro Electro Mechanical System : MEMS) 기술의 발전과 더불어 기술 향상이 이루어지고 있다. 여기에서 멤스는 전기적 요소를 기계적 요소와 결합한 집적회로 부품 및 시스템을 의미한다.Miniaturization, intelligence, and wireless are the technology development trends that follow the demands of the sensor market. Intelligence is evolving into a smart sensor that greatly improves wireless sensor functionality by combining with computer technology. Miniaturization is being improved with recent advances in nanotechnology, in particular, MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology. MEMS here refers to integrated circuit components and systems that combine electrical components with mechanical components.

무선센서 네트워크의 구성은 센서 노드들과 데이터 수집 장치로 이루어진다. 데이터 수집 장치는 무선센서노드에 비하여 컴퓨팅 성능이 우수하고 에너지 자원이 충분하다. 무선센서노드들의 역할은 센서들을 통하여 센싱하며, 다른 무선센서노드들과 데이터를 통신하는 역할을 한다. 즉, 무선센서 노드들은 노드 자체가 라우터 역할을 하며, 다른 노드들에 데이터를 전송한다.The wireless sensor network consists of sensor nodes and a data collection device. The data collection device has better computing performance and sufficient energy resources than a wireless sensor node. The role of the wireless sensor nodes senses through the sensors and communicates data with other wireless sensor nodes. In other words, the wireless sensor nodes act as routers and transmit data to other nodes.

일반적인 무선센서 네트워크 서비스에서는 노드가 받은 전체 패킷들의 65%가 다른 노드들로 전송된다. 무선센서 네트워크에서 심각한 네트워크 트래픽 혼잡이 발생할 때의 센서 노드들의 무선 통신 관련 시간 비율은 대기 : 수신 : 송신이 1 : 3 : 40의 비율까지도 된다. 또한 무선 통신시 대기:수신:송신의 상대적인 에너지 소비는 1 : 1.05 : 1.4에서 1: 2 : 2.5로 측정된다.In a typical wireless sensor network service, 65% of all packets received by a node are transmitted to other nodes. In the wireless sensor network, when the serious network traffic congestion occurs, the time ratios related to wireless communication of the sensor nodes can be up to the ratio of 1: 3: 40 for standby: receive: transmit. In addition, the relative energy consumption of standby: receive: transmission in wireless communications is measured from 1: 1.05: 1.4 to 1: 2: 2: 2.5.

의무 사이클(Duty Cycle)을 1로 가정한 상태에서는 주로 무선 통신시에 대기 상황에 의하여 에너지 소비가 가장 많으며, 의무 사이클이 10%일 경우에는 송신 상황에 의하여 에너지 소비가 가장 큰 영향을 받는다. 일반적인 센서 네트워크의 상황에서는 의무 사이클을 작게 하면 지연현상이 크게 나타나며, 에너지 소비 효율을 줄일 수 있다.In the state where duty cycle is assumed to be 1, energy consumption is greatest due to the standby condition during wireless communication, and energy consumption is most affected by the transmission situation when the duty cycle is 10%. In a typical sensor network situation, a smaller duty cycle results in greater delays and lower energy consumption.

무선센서 네트워크 관련 핵심 기술 중 가장 중요한 요소는 저전력 소비 기술로서 이를 위해 오래 지속되는 소형의 전력원 개발뿐만 아니라 소프트웨어/하드웨어의 혁신적 시스템 구조가 요구되고 있다. 그러나 상기와 같은 종래기술은 에너지 소비효율이 높지 못한 문제점이 있었다. 이에 따라, 해당기술분야에서는 무선센서노드의 에너지의 소비에 대한 효율을 높여 무선센서노드를 장기간 운용하도록 하기 위한 시스템에 제어에 대한 기술개발이 요구되고 있다.The most important element of the wireless sensor network-related technology is low power consumption technology, which requires not only the development of a long-lasting small power source but also an innovative system structure of software / hardware. However, the prior art as described above has a problem that the energy consumption efficiency is not high. Accordingly, in the relevant technical field, there is a demand for technical development of control in a system for increasing the efficiency of energy consumption of the wireless sensor node to operate the wireless sensor node for a long time.

상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 본 발명의 기술적 과제는 무선센서노드의 에너지의 소비에 대한 효율을 높여 무선센서노드의 배터리에 대한 수명을 높이기 위한 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Technical problem of the present invention devised to improve the above problems is a wireless sensor node control system and control for improving the energy efficiency to increase the efficiency of the energy consumption of the wireless sensor node to increase the life of the battery of the wireless sensor node It is an object to provide a method.

본 발명의 실시 예에 따르면, 무선센서노드의 에너지 사용 효율을 높여 무선센서노드로의 전원을 공급하는 횟수 및 절차를 간소화하기 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. According to an embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a wireless sensor node control system and a control method for simplifying the number and procedures of supplying power to the wireless sensor node by increasing the energy use efficiency of the wireless sensor node.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선센서노드의 작동으로 인한 발열을 감소시켜 장기간 운용이 가능하도록 하기 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a wireless sensor node control system and control method for reducing the heat generated by the operation of the wireless sensor node to enable long-term operation.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 환경에서 다수의 무선센서노드로부터 메시지가 전달 과정에서 소비되는 에너지(Energy)를 줄이기 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a wireless sensor node control system and control method for reducing the energy (Energy) consumed in the message transfer process from a plurality of wireless sensor nodes in the environment.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템 은, 무선센서노드 및 제어서버를 포함하며, 상기 무선센서노드는 하나 이상의 센서부, 컨텐스트 어웨어니스 심을 포함하는 무선센서노드 제어시스템에 있어서, 필터링 조건을 설정하고, 설정된 상기 필터링 조건을 상기 컨텍스트 어웨어니스 심으로 전송하는 상기 제어서버; 및 상기 필터링 조건을 저장하고, 어플리케이션 계층으로부터 제 1 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 상기 센서부로부터 제 1 센싱데이터를 수신하며, 상기 제 1 센싱데이터가 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우, 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송이 불필요하다고 판단할 경우, 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고, 상기 제어서버로 전송하지 않는 상기 컨텍스트 어웨어니스 심; 을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The wireless sensor node control system for improving energy efficiency according to an embodiment of the present invention includes a wireless sensor node and a control server, and the wireless sensor node includes at least one sensor unit and a content aware core control. A system, comprising: the control server for setting a filtering condition and transmitting the set filtering condition to the contextware shim; And storing the filtering condition, receiving first sensing data from the sensor unit according to an input of a first sensing data transmission request from an application layer, and sensing the first sensing according to filtering of the filtering condition in which the first sensing data is stored. When data can be transmitted to the control server, the first sensing data is stored and transmitted to the control server, and if it is determined that transmission of the first sensing data to the control server is unnecessary according to filtering of the filtering condition, The context aware shim storing the first sensing data and not transmitting to the control server; It may be characterized in that it comprises a.

상기 컨텍스트 어웨어니스 심은, 어플리케이션 계층으로부터 제 2 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 센서부로부터 제 2 센싱데이터를 수신하며, 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송불가한 경우, 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하지 않으며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고, 기존에 전송되지 않은 상기 제 1 센싱데이터가 없는 경우 상기 제 2 센싱데이터만을 상기 제어서버로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.The context aware shim receives the second sensing data from the sensor unit according to the input of the second sensing data transmission request from the application layer and cannot transmit the second sensing data to the control server according to the filtering of the stored filtering condition. If the second sensing data is stored and not transmitted to the control server, if the second sensing data can be transmitted to the control server according to filtering of the filtering condition, the second sensing data is stored and transmitted. When there is no first sensing data that is not yet, the second sensing data may be transmitted to the control server.

상기 컨텍스트 어웨어니스 심은, 상기 기존에 전송되지 않은 제 1 센싱데이 터가 있는 경우 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제 1 센싱데이터와 통합하여, 상기 제 1 및 제 2 센싱데이터가 통합된 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.The context aware shim integrates the second sensing data with the first sensing data when there is the first sensing data that has not been previously transmitted, and generates sensing data in which the first and second sensing data are integrated. It may be characterized in that the transmission to the control server.

상기 제 1 센싱데이터는, 제 1 온도 센싱데이터 및 제 1 습도 센싱데이터를 포함하며, 상기 제 2 센싱데이터는, 제 2 온도 센싱데이터 및 제 2 습도 센싱데이터를 포함한다.The first sensing data includes first temperature sensing data and first humidity sensing data, and the second sensing data includes second temperature sensing data and second humidity sensing data.

상기 필터링 조건은, 결빙 확률을 개선하기 위한 조건으로, 상기 온도 센싱데이터에 나타난 온도가 상온이면, 상기 습도 센싱데이터의 상기 제어서버로 전송하지 않도록 하는 알고리즘인 것을 특징으로 할 수 있다.The filtering condition is a condition for improving a freezing probability, and may be an algorithm not to transmit the humidity sensing data to the control server when the temperature indicated in the temperature sensing data is room temperature.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법은, 제어서버가, 필터링 조건을 설정하고, 설정된 상기 필터링 조건을 컨텍스트 어웨어니스 심으로 전송하는 제 1 단계; 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 상기 필터링 조건을 저장하고, 어플리케이션 계층으로부터 제 1 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 센서부로부터 제 1 센싱데이터를 수신하는 제 2 단계; 및 상기 컨텍스트 어웨어니스 심은, 상기 제 1 센싱데이터가 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우, 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송불가한 경우 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고, 상기 제어서버로 전송하지 않는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a wireless sensor node control method for improving energy efficiency, the control server comprising: a first step of setting a filtering condition and transmitting the set filtering condition to a context aware shim; A second step of the context aware shim storing the filtering condition and receiving first sensing data from a sensor unit according to an input of a first sensing data transmission request from an application layer; And when the first sensing data is transmitted to the control server according to the filtering of the filtering condition in which the first sensing data is stored, the context aware shim stores the first sensing data and transmits the first sensing data to the control server. A third step of storing the first sensing data and not transmitting the first sensing data to the control server if the first sensing data cannot be transmitted to the control server according to filtering of a filtering condition; It may be characterized in that it comprises a.

상기 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법의 상기 제 3 단계 이후에 수행되는, 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 어플리케이션 계층으로부터 제 2 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 센서부로부터 제 2 센싱데이터를 수신하는 제 4 단계; 및 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송불가한 경우, 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하지 않으며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고, 기존에 전송되지 않은 상기 제 1 센싱데이터가 없는 경우 상기 제 2 센싱데이터만을 상기 제어서버로 전송하는 제 5 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법.After the third step of the method for controlling the wireless sensor node for improving energy efficiency, the context aware shim receives the second sensing data from the sensor unit according to the second sensing data transmission request from the application layer. Fourth step; And when the context aware shim cannot transmit the second sensing data to the control server according to the filtering of the stored filtering condition, storing the second sensing data and not transmitting the second sensing data to the control server, and filtering the filtering condition. Storing the second sensing data when the second sensing data can be transmitted to the control server and transmitting only the second sensing data to the control server when there is no previously transmitted first sensing data. 5 steps; Wireless sensor node control method for improving energy efficiency comprising a further.

상기 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법의 상기 제 5 단계에서 수행되는, 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 상기 기존에 전송되지 않은 제 1 센싱데이터가 있는 경우 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제 1 센싱데이터와 통합하는 단계; 및 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 상기 제 1 및 제 2 센싱데이터가 통합된 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the fifth step of the wireless sensor node control method for improving energy efficiency, when the context aware shim has the first sensing data that has not been transmitted, the second sensing data is converted into the first sensing data. Integrating with; And transmitting, by the context aware shim, sensing data in which the first and second sensing data are integrated to the control server. It may be characterized in that it comprises a.

본 발명에 따른 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법은 무선센서노드의 에너지의 소비에 대한 효율을 높여 무선센서노드의 배터리에 대한 수명을 높일 수 있는 효과를 제공한다.The wireless sensor node control system and control method for improving energy efficiency according to the present invention provide an effect of increasing the efficiency of energy consumption of the wireless sensor node to increase the life of the battery of the wireless sensor node.

또한, 본 발명에 의해, 무선센서노드의 에너지 사용 효율을 높여 무선센서노드로의 전원을 공급하는 횟수 및 절차를 간소화할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the present invention provides an effect of increasing the energy use efficiency of the wireless sensor node and simplifying the number and procedures of supplying power to the wireless sensor node.

뿐만 아니라, 본 발명에 의해, 또한, 무선센서노드의 작동으로 인한 발열을 감소시켜 장기간 운용이 가능하도록 할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, by the present invention, it also provides an effect that can reduce the heat generated by the operation of the wireless sensor node to enable long-term operation.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted when it is deemed that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 어느 하나의 구성요소는 다른 구성요소로 직접 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In the present specification, when one component 'transmits' data or a signal to another component, any one component may directly transmit data or a signal to another component, and at least one other component. This means that data or a signal can be transmitted to other components through the APC.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템(1000)을 나타내는 구성도이며, 도 2는 도 1의 무선센서노드 제어시스템(1000)을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram showing a wireless sensor node control system 1000 for improving energy efficiency according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining the wireless sensor node control system 1000 of FIG.

무선센서노드 제어시스템(1000)은 무선센서노드(100), 무선망(500), 게이트웨이(600), 유선망(700) 및 제어서버(900)를 포함한다. 무선센서노드(100)는 IEEE 802.15.4 기반의 지그비 기술을 이용한 스타 토폴로지 기능이 지원가능하다. 지그 비는 주파수 대역 2.4GHz 내지 2.485GHz에서 전송거리 최대 150M 까지 지원가능하다. 한편, 무선센서노드(100)는 1.5V AA건전지 2개가 장착될 수 있으며, AES 128 CCM Cryptography 데이터 암호화 기술을 사용할 수 있다.The wireless sensor node control system 1000 includes a wireless sensor node 100, a wireless network 500, a gateway 600, a wired network 700, and a control server 900. The wireless sensor node 100 may support a star topology function using Zigbee technology based on IEEE 802.15.4. ZigBee can support up to 150M transmission distance in the frequency band 2.4GHz to 2.485GHz. Meanwhile, the wireless sensor node 100 may be equipped with two 1.5V AA batteries, and may use AES 128 CCM Cryptography data encryption technology.

무선센서노드(100)는 하나 이상의 센서부(110, 110_1 내지 100_n, n은 자연수), 컨텍스트 어웨어니스 심(300)을 포함하며, 무선센서노드(100)가 기지 노드(미도시)와 연결된 형태로 다수 개 형성될 수 있다.The wireless sensor node 100 includes one or more sensor units 110, 110_1 to 100_n, where n is a natural number, a context aware shim 300, and the wireless sensor node 100 is connected to a base node (not shown). Can be formed of a plurality.

무선센서노드(100)의 센서부(110)는 내부의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 제 1 센싱데이터를 전송한다. 여기서, 제 1 센싱데이터는 제 1 온도 및 제 1 습도 센싱데이터일 수 있다.The sensor unit 110 of the wireless sensor node 100 transmits the first sensing data to the internal context aware shim 130. Here, the first sensing data may be first temperature and first humidity sensing data.

한편, 무선센서노드(100) 내부의 컨텍스트 어웨어니스 심(300)은 제어서버(900)로부터 필터링 조건을 수신하여 저장한다.Meanwhile, the context aware shim 300 inside the wireless sensor node 100 receives and stores filtering conditions from the control server 900.

이후, 무선센서노드(100) 내부의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 내부적으로 어플리케이션 계층으로부터 제 1 센싱데이터 전송 요청을 입력받는다.Thereafter, the context aware shim 130 inside the wireless sensor node 100 internally receives a first sensing data transmission request from the application layer.

컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 저장된 필터링 조건 분석을 통한 제 1 센싱데이터인 제 1 온도 및 제 1 습도 센싱데이터의 전송여부를 판단한다.The context aware shim 130 determines whether the first temperature and first humidity sensing data, which are the first sensing data, are transmitted through the stored filtering condition analysis.

판단결과 제 1 센싱데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합하는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 1 센싱데이터를 저장과 동시에 제어서버(900)로 전송한다. 한편, 판단결과 제 1 센싱데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합지 않는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 1 센싱데이터를 저장하고 전송은 하지 않는다. 즉, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 미리 수신된 필터링 조건을 이용해 어플리 케이션 계층으로부터의 센싱데이터 전송 요청에 대한 승낙 또는 거절을 결정한다.As a result of the determination, when the first sensing data transmission request satisfies the filtering condition, the context aware shim 130 stores the first sensing data and simultaneously transmits the first sensing data to the control server 900. On the other hand, if it is determined that the first sensing data transmission request does not meet the filtering condition, the context aware shim 130 stores the first sensing data and does not transmit it. That is, the context aware shim 130 determines the acceptance or rejection of the request for transmitting the sensing data from the application layer using the filtering condition received in advance.

무선센서노드(100)의 센서부(110)는 내부의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 제 2 센싱데이터를 전송한다. 여기서, 제 2 센싱데이터는 제 2 온도 및 제 2 습도 센싱데이터일 수 있다.The sensor unit 110 of the wireless sensor node 100 transmits second sensing data to an internal context aware shim 130. Here, the second sensing data may be second temperature and second humidity sensing data.

컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 내부적으로 어플리케이션 계층으로부터 제 2 센싱데이터 전송 요청을 입력받는다.The context aware shim 130 internally receives the second sensing data transmission request from the application layer.

컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 저장된 필터링 조건 분석을 통한 제 2 센싱데이터인 제 2 온도 및 제 2 습도 센싱데이터의 전송여부를 판단한다.The context aware shim 130 determines whether the second temperature and second humidity sensing data, which are second sensing data, are transmitted through the stored filtering condition analysis.

판단결과 제 2 센싱데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합하지 않는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터를 저장만 하고 제어서버(900)로 전송은 하지 않는다. 한편, 판단결과 제 2 센싱데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합하는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터를 저장한 뒤, 기존에 전송되지 않은 제 1 센싱데이터가 있는지 여부를 판단한다. If it is determined that the second sensing data transmission request does not meet the filtering condition, the context aware shim 130 stores only the second sensing data and does not transmit it to the control server 900. If the second sensing data transmission request satisfies the filtering condition, the context aware shim 130 stores the second sensing data and then determines whether there is the first sensing data that has not been transmitted.

판단결과 기존에 전송되지 않은 제 1 센싱데이터가 없는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터만을 제어서버(900)로 전송한다. 판단결과 기존에 전송되지 않은 센싱데이터가 있는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터를 제 1 센싱데이터와 통합한다.If there is no first sensing data not previously transmitted, the context aware shim 130 transmits only the second sensing data to the control server 900. As a result of determination, when there is sensing data that has not been transmitted previously, the context aware shim 130 integrates the second sensing data with the first sensing data.

이후, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 1 및 제 2 센싱데이터가 통합된 센싱데이터를 제어서버(900)로 전송한다. 이와 같이 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 하나의 메시지에 두 개의 통합된 센싱데이터를 전송함으로써, 메시지 전송 회수와 길이를 줄이는 효과를 가져 올 수 있다. Thereafter, the context aware shim 130 transmits the sensing data in which the first and second sensing data are integrated to the control server 900. As described above, the context aware shim 130 transmits two integrated sensing data in one message, thereby reducing the number and length of message transmission.

무선망(500)은 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 이동통신망은 RNC(Radio Network Controller), 및 비동기식 MSC(Mobile Switching Center) 등을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 등 차세대 이동통신망으로 변경될 수 있음은 주지의 사실이다.The wireless network 500 may be a synchronous mobile communication network or an asynchronous mobile communication network. As an embodiment of the asynchronous mobile communication network, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) communication network is exemplified. In this case, although not shown in the drawings, the mobile communication network may include a radio network controller (RNC), an asynchronous mobile switching center (MSC), and the like. Meanwhile, although the WCDMA network is taken as an example, it is well known that it may be changed to a next-generation mobile communication network such as 3G LTE network and 4G network.

게이트웨이(G/W, 600)는 프로토콜 변환기의 하나이며, 무선망(500)을 통해 무선으로 접속하는 무선센서노드(100)와 유선망(700)을 통해 유선으로 접속하는 제어서버(900) 간의 데이터 송수신을 가능하게 한다. 게이트웨이(600)는 왑게이트웨이(Wap Gateway)로서, 무선센서노드(100)가 제어서버(900)에 액세스(Aceess)하기 위한 프로토콜 스택을 포함할 수 있다.The gateway (G / W, 600) is one of the protocol converters, and data between the wireless sensor node 100 connected wirelessly through the wireless network 500 and the control server 900 connected by wire through the wired network 700. Enables sending and receiving. The gateway 600 may be a WAP gateway, and may include a protocol stack for the wireless sensor node 100 to access the control server 900.

유선망(700)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 망일 수 있다. The wired network 700 is a communication network that is a high-speed network of a large communication network capable of large-capacity, long-distance voice and data services, and may be a next-generation wired network for providing an Internet or high-speed multimedia service.

무선망(500), 게이트웨이(600) 및 유선망(700)은 상호 간의 작용에 의해 무선센서노드(100), 제어서버(900), 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다. The wireless network 500, the gateway 600, and the wired network 700 may mutually transmit signals and data between the wireless sensor node 100, the control server 900, and other systems.

제어서버(900)는 계산 능력이 빠르며, 무선센서노드(100)로부터 많은 양의 상황을 수신하여, 에너지 사용을 최적화할 수 있는 필터링 조건을 만들고, 이를 무 선센서노드(100)의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 전달함으로써 저전력 센서 네트워크를 구현할 수 있다. The control server 900 is fast in computing power and receives a large amount of situations from the wireless sensor node 100 to create a filtering condition for optimizing energy use, and the context awareness of the wireless sensor node 100. The low power sensor network can be implemented by delivering to the shim 130.

제어서버(900)는 필터링 조건을 설정하고, 설정된 필터링 조건을 무선센서노드(100) 내의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 전송한다. 여기서, 필터링 조건은 이전 센싱데이터와 동일한 경우, 동일한 센싱데이터임을 표시하는 메시지만 제어서버(900)로 전송하여 메시지 길이를 줄이거나, 이전 데이터와 같으면 아예 전송하지 않는 조건일 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예로, 필터링 조건은, 무선센서노드(100)가 필터링 조건 수신시부터 센싱데이터를 보내지 말 것을 지시하는 규칙, 수집된 센싱데이터를 2번에 한번 보낼 것을 지시하는 규칙, 3번에 한번 보낼 것을 지시하는 규칙 등일 수 있다.The control server 900 sets a filtering condition and transmits the set filtering condition to the context aware shim 130 in the wireless sensor node 100. Here, if the filtering condition is the same as the previous sensing data, only the message indicating that the same sensing data is transmitted to the control server 900 to reduce the message length or may be a condition not transmitting at all. In another embodiment of the present invention, the filtering condition is a rule instructing the wireless sensor node 100 not to send sensing data from the reception of the filtering condition, a rule instructing to send the collected sensing data once, and three times. For example, a rule to instruct to send once.

필터링 조건에 부합하는 경우, 제어서버(900)는 무선센서노드(100)의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로부터 제 1 센싱데이터 및/또는 제 2 센싱데이터를 수신한다.If the filtering condition is met, the control server 900 receives the first sensing data and / or the second sensing data from the context aware shim 130 of the wireless sensor node 100.

또한, 제어서버(900)는 제 1 센싱데이터 수신이 없었고, 이후 제 2 센싱데이터 수신인 경우 제 1 및 제 2 센싱데이터가 통합된 센싱데이터를 수신함으로써, 메시지 전송 회수와 길이를 줄이는 효과를 가져 올 수 있다. In addition, the control server 900 has not received the first sensing data, and in the case of receiving the second sensing data thereafter, by receiving the sensing data in which the first and second sensing data are integrated, the control server 900 may reduce the number and length of message transmission. Can be.

도 3은 도 1의 무선센서노드(100)의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 무선센서노드(100)는 제어서버(900)로부터 필터링 조건을 수신한다. 3 is a diagram illustrating a protocol stack of the wireless sensor node 100 of FIG. 1. 1 to 3, the wireless sensor node 100 receives a filtering condition from the control server 900.

이에 따라, 무선센서노드(100)는 필터링 조건을 이용해 2번 전송해야 할 제 1 및 제 2 센싱데이터를 통합된 센싱데이터로 전송하거나, 필터링 조건에 부합되지 않으면, 전송하지 않는 방식을 사용할 수 있다. 또한, 필터링 조건에 따라 현재의 센싱데이터를 나타내는 정보를 함축하여 보내는 방식을 사용할 수 있다.Accordingly, the wireless sensor node 100 may transmit the first and second sensing data to be transmitted twice using the filtering condition as the integrated sensing data, or if the wireless sensor node 100 does not meet the filtering condition, may not transmit the first and second sensing data. . In addition, a method of implicitly sending information representing the current sensing data may be used according to the filtering condition.

도시된 바와 같이, 무선센서노드(100)의 프로토콜 스택 중 네트워크 계층(100c)과 어플리케이션 계층(100d) 사이에 컨텍스트 어웨어니스 심(130)을 추가하여 필터링 조건을 이용한 상황인식을 통해 어플리케이션 계층(100d)으로부터 요청된 센싱데이터를 통합하거나, 필터링 조건을 이용한 메시지 전송 여부 판단을 통해 센싱데이터 전송횟수 및 전송량을 줄임으로써, 다수의 무선센서노드(100)를 이용한 네트워크에서의 에너지 소비를 줄이는 방법을 사용한다.As shown, the context layer (130d) between the network layer (100c) and the application layer (100d) of the protocol stack of the wireless sensor node 100 is added to the application layer (100d) through the situation recognition using filtering conditions By reducing the number of data transmissions and the amount of transmission by integrating the sensing data requested from the request or by determining whether the message is transmitted using filtering conditions, a method of reducing energy consumption in a network using a plurality of wireless sensor nodes 100 is used. do.

예를 들어 온도와 습도를 이용하여 결빙을 감지하는 무선센서노드 제어시스템(1000)에서, 다수의 무선센서노드(100)에는 온도센서와 습도센서가 있을 수 있다. 이 경우 무선센서노드(100)가 제어서버(900)로부터 수신한 필터링 조건과 기존에 저장된 결빙 알고리즘을 통해 결빙 확률을 센싱하여 제어서버(900)로 전송할 수 있다. For example, in the wireless sensor node control system 1000 that detects freezing using temperature and humidity, the plurality of wireless sensor nodes 100 may have a temperature sensor and a humidity sensor. In this case, the wireless sensor node 100 may sense the freezing probability through the filtering condition received from the control server 900 and the previously stored freezing algorithm, and transmit the freezing probability to the control server 900.

한편, 온도가 영하이면서 습도가 높으면 결빙 확률이 높다. 만약 온도가 영상이면서 습도가 높다면 결빙은 아닐 것이라는 전제로 하면, 무선센서노드 제어시스템(1000) 내의 제어서버(900)는 온도 센싱데이터와 습도 센싱데이터를 수집하며, 만약 온도가 상온이라면 습도센서로 습도 센싱데이터의 수집 주기를 낮추도록 명령을 내려 습도 센싱데이터 센싱을 위해 소모되는 에너지를 줄일 수 있는 필터링 조 건을 무선센서노드(100)로 전송할 수 있다.On the other hand, if the temperature is below zero and the humidity is high, the probability of freezing is high. Assuming that the temperature is high and the humidity is not frozen, the control server 900 in the wireless sensor node control system 1000 collects temperature sensing data and humidity sensing data, and if the temperature is room temperature, the humidity sensor. As a command to lower the collection cycle of the humidity sensing data, a filtering condition may be transmitted to the wireless sensor node 100 to reduce energy consumed for sensing the humidity sensing data.

즉, 무선센서노드(100)가 2개 이상의 센서를 수용하는 경우(예를 들어 온도센서와 습도센서), 결빙을 감지하는 경우, 무선센서노드(100) 내의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)에서는 온도/습도 센싱데이터를 이용해 상황인식을 통해 제어서버(900)로의 메시지 전송 회수와 메시지 길이를 줄여 저전력 기능을 수행할 수 있다.That is, when the wireless sensor node 100 receives two or more sensors (for example, a temperature sensor and a humidity sensor), and detects freezing, the context aware shim 130 in the wireless sensor node 100 has a temperature. It is possible to perform a low power function by reducing the number of message transmissions and the message length to the control server 900 through the situation recognition using the / humidity sensing data.

무선센서노드(100)에는 센서부(110)와 상황인식 및 필터링을 수행하는 컨텍스트 어웨어니스 심(130)이 있고, 게이트웨어(600)에도 컨텍스트 어웨어니스 게이트웨이 심이 존재할 수 있다. 또한, 제어서버(900)에는 컨텍스트 어웨어니스 미들웨어가 있다. 따라서, 컨텍스트 어웨어니스 레이어들인 컨텍스트 어웨어니스 심(130), 컨텍스트 어웨어니스 게이트웨이 심, 컨텍스트 어웨어니스 미들웨어들이 상호 연동 및 협동하여 저전력 기능을 수행할 수 있다.The wireless sensor node 100 may include a context aware shim 130 that performs situation recognition and filtering with the sensor unit 110, and a context aware gateway shim may also exist in the gateway 600. In addition, the control server 900 has a contextware middleware. Accordingly, the context assurance layers 130, the context assurance gateway shim, and the context assurance middlewares may interwork and cooperate with each other to perform a low power function.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 한편, 제어서버(900)는 필터링 조건을 설정하고(S1), 설정된 필터링 조건을 무선센서노드(100) 내의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 전송한다(S3). 여기서, 필터링 조건은 이전 센싱데이터와 동일한 경우, 동일한 센싱데이터임을 표시하는 메시지만 제어서버(900)로 전송하여 메시지 길이를 줄이거나, 이전 데이터와 같으면 아예 전송하지 않는 조건일 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예로, 필터링 조건은, 무선센서노드(100)가 필터 링 조건 수신시부터 센싱데이터를 보내지 말 것을 지시하는 규칙, 수집된 센싱데이터를 2번에 한번 보낼 것을 지시하는 규칙, 3번에 한번 보낼 것을 지시하는 규칙 등일 수 있다.4 is a flowchart illustrating a wireless sensor node control method for improving energy efficiency according to an exemplary embodiment of the present invention. 1 to 4, on the other hand, the control server 900 sets a filtering condition (S1), and transmits the set filtering condition to the context aware shim 130 in the wireless sensor node 100 (S3). . Here, if the filtering condition is the same as the previous sensing data, only the message indicating that the same sensing data is transmitted to the control server 900 to reduce the message length or may be a condition not transmitting at all. In another embodiment of the present invention, the filtering condition is a rule instructing the wireless sensor node 100 not to send sensing data from the reception of the filtering condition, a rule instructing to send the collected sensing data at once. It may be a rule for sending one time at a time.

제어서버(900)로부터 필터링 조건을 수신한 무선센서노드(100) 내의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은, 필터링 조건을 저장한다(S5).The context aware shim 130 in the wireless sensor node 100 having received the filtering condition from the control server 900 stores the filtering condition (S5).

이후, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 내부적으로 어플리케이션 계층으로부터 제 1 센싱데이터 전송 요청을 입력받는다(S7).Thereafter, the context aware shim 130 internally receives the first sensing data transmission request from the application layer (S7).

무선센서노드(100)의 센서부(110)는 내부의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 제 1 센싱데이터를 전송한다(S9). 여기서, 제 1 센싱데이터는 제 1 온도 및 제 1 습도 센싱데이터일 수 있다.The sensor unit 110 of the wireless sensor node 100 transmits the first sensing data to an internal context aware shim 130 (S9). Here, the first sensing data may be first temperature and first humidity sensing data.

이에 따라, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 단계(S7)에서 저장된 필터링 조건 분석을 통한 제 1 센싱데이터인 제 1 온도 및 제 1 습도 센싱데이터의 전송여부를 판단한다(S11).Accordingly, the context aware shim 130 determines whether the first temperature and first humidity sensing data, which are the first sensing data through the filtering condition analysis stored in step S7, are transmitted (S11).

단계(S11)의 판단결과 제 1 센싱데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합하는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 1 센싱데이터를 저장과 동시에 제어서버(900)로 전송한다(S13).As a result of the determination in step S11, when the first sensing data transmission request satisfies the filtering condition, the context aware shim 130 stores the first sensing data and simultaneously transmits the first sensing data to the control server 900 (S13).

단계(S11)의 판단결과 센싱 데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합지 않는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 1 센싱데이터를 저장한다(S15). 즉, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 미리 수신된 필터링 조건을 이용해 어플리케이션 계층으로부터의 센싱데이터 전송 요청에 대한 승낙 또는 거절을 결정한다.As a result of the determination in step S11, when the sensing data transmission request does not meet the filtering condition, the context aware shim 130 stores the first sensing data (S15). That is, the context aware shim 130 determines whether to accept or reject the request for transmitting the sensing data from the application layer by using the filtering condition previously received.

이후, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 내부적으로 어플리케이션 계층으로부터 제 2 센싱데이터 전송 요청을 입력받는다(S19).Thereafter, the context aware shim 130 internally receives the second sensing data transmission request from the application layer (S19).

이에 따라, 무선센서노드(100)의 센서부(110)는 내부의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 제 2 센싱데이터를 전송한다(S21). 여기서, 제 2 센싱데이터는 제 2 온도 및 제 2 습도 센싱데이터일 수 있다.Accordingly, the sensor unit 110 of the wireless sensor node 100 transmits the second sensing data to the context aware shim 130 therein (S21). Here, the second sensing data may be second temperature and second humidity sensing data.

이에 따라, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 단계(S7)에서 저장된 필터링 조건 분석을 통한 제 2 센싱데이터인 제 2 온도 및 제 2 습도 센싱데이터의 전송여부를 판단한다(S23).Accordingly, the context aware shim 130 determines whether the second temperature and the second humidity sensing data, which are the second sensing data through the filtering condition analysis stored in step S7, are transmitted (S23).

단계(S23)의 판단결과 제 2 센싱데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합하지 않는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터를 저장한다(S25). As a result of the determination in step S23, when the second sensing data transmission request does not meet the filtering condition, the context aware shim 130 stores the second sensing data (S25).

한편, 단계(S23)의 판단결과 센싱 데이터 전송 요청이 필터링 조건에 부합하는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터를 저장한다(S27). On the other hand, when the sensing data transmission request meets the filtering condition as a result of the determination in step S23, the context aware shim 130 stores the second sensing data (S27).

단계(S27) 이후, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 기존에 전송되지 않은 제 1 센싱데이터가 있는지 여부를 판단한다(S29).After step S27, the context aware shim 130 determines whether there is first sensing data that has not been transmitted (S29).

단계(S29)의 판단결과 기존에 전송되지 않은 제 1 센싱데이터가 없는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터만을 제어서버(900)로 전송한다(S31).If there is no first sensing data that has not been transmitted as a result of the determination in step S29, the context aware shim 130 transmits only the second sensing data to the control server 900 (S31).

한편, 단계(S29)의 판단결과 기존에 전송되지 않은 센싱데이터가 있는 경우 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 2 센싱데이터를 제 1 센싱데이터와 통합한다(S33).On the other hand, if there is sensing data that has not been transmitted as a result of the determination in step S29, the context aware shim 130 integrates the second sensing data with the first sensing data (S33).

이후, 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 제 1 및 제 2 센싱데이터가 통합된 센싱데이터를 제어서버(900)로 전송한다(S33). 이와 같이 컨텍스트 어웨어니스 심(130)은 하나의 메시지에 두 개의 통합된 센싱데이터를 전송함으로써, 메시지 전송 회수와 길이를 줄이는 효과를 가져 올 수 있다. Thereafter, the context aware shim 130 transmits the sensing data in which the first and second sensing data are integrated to the control server 900 (S33). As described above, the context aware shim 130 transmits two integrated sensing data in one message, thereby reducing the number and length of message transmission.

한편, 제어서버(900)는 계산 능력이 빠르며, 여러 무선센서노드(100)로부터 많은 양의 상황을 수신하여, 에너지 사용을 최적화할 수 있는 필터링 조건을 만들고, 이를 무선센서노드(100)의 컨텍스트 어웨어니스 심(130)으로 전달함으로써 저전력 센서 네트워크를 구현할 수 있다.On the other hand, the control server 900 has a fast calculation capability, receives a large amount of situations from the various wireless sensor node 100, to create a filtering condition that can optimize the energy use, this is the context of the wireless sensor node 100 The low power sensor network may be implemented by transmitting to the wear shim 130.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which are also implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet). It also includes.

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분사되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium can also be injected onto a networked computer system so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the contents of the present invention have been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art may realize various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명의 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템 및 제어방법은, 무선센서노드의 에너지의 소비에 대한 효율을 높여 무선센서노드의 배터리에 대한 수명을 높이며, 무선센서노드의 에너지 사용 효율을 높여 무선센서노드로의 전원을 공급하는 횟수 및 절차를 간소화할 수 있어서 기존의 기술의 단점을 보완하는 기술을 제공할 수 있다.Wireless sensor node control system and control method for improving the energy efficiency of the present invention, by increasing the efficiency of the energy consumption of the wireless sensor node to increase the life of the battery of the wireless sensor node, to increase the energy use efficiency of the wireless sensor node. By simplifying the number and procedures of supplying power to the wireless sensor node, it is possible to provide a technology that compensates for the disadvantages of the existing technology.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템의 구성도1 is a configuration diagram of a wireless sensor node control system for improving energy efficiency according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 무선센서노드 제어시스템의 내부 구성도FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the wireless sensor node control system of FIG. 1.

도 3은 도 1의 무선센서노드의 프로토콜 스택을 도시한 블록도3 is a block diagram illustrating a protocol stack of the wireless sensor node of FIG.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법을 도시한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a method for controlling a wireless sensor node for improving energy efficiency according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1000 : 무선센서노드 제어시스템1000: Wireless Sensor Node Control System

100 : 무선센서노드 110 : 센서부100: wireless sensor node 110: sensor

300 :컨텍스트 어웨어니스 심 500 : 무선망300: Context Aware Sim 500: Wireless Network

700 : 유선망 900 : 제어서버700: wired network 900: control server

Claims (7)

무선센서노드 및 제어서버를 포함하며, 상기 무선센서노드는 하나 이상의 센서부, 컨텐스트 어웨어니스 심을 포함하는 무선센서노드 제어시스템에 있어서,In the wireless sensor node control system including a wireless sensor node and a control server, wherein the wireless sensor node includes at least one sensor unit, content assurance seam, 필터링 조건을 설정하고, 설정된 상기 필터링 조건을 상기 컨텍스트 어웨어니스 심으로 전송하는 상기 제어서버; 및Setting a filtering condition and transmitting the set filtering condition to the context wear shim; And 상기 필터링 조건을 저장하고, 어플리케이션 계층으로부터 제 1 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 상기 센서부로부터 제 1 센싱데이터를 수신하며,Storing the filtering condition and receiving first sensing data from the sensor unit according to an input of a first sensing data transmission request from an application layer, 상기 제 1 센싱데이터가 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우, 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송이 불필요하다고 판단할 경우, 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고, 상기 제어서버로 전송하지 않는 상기 컨텍스트 어웨어니스 심; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템. When the first sensing data is transmitted to the control server according to the filtering of the filtering condition in which the first sensing data is stored, the first sensing data is stored and transmitted to the control server, and the filtering is performed according to the filtering of the filtering condition. The context awareness shim storing the first sensing data and not transmitting the first sensing data to the control server when it is determined that transmission of the first sensing data to the control server is unnecessary; Wireless sensor node control system for improving energy efficiency comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 컨텍스트 어웨어니스 심은, The method of claim 1, wherein the context aware shim, 어플리케이션 계층으로부터 제 2 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 센서부로부터 제 2 센싱데이터를 수신하며,Receiving the second sensing data from the sensor unit according to the input of the second sensing data transmission request from the application layer, 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송불가한 경우, 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하 지 않으며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고, 전송되지 않은 상기 제 1 센싱데이터가 없는 경우 상기 제 2 센싱데이터만을 상기 제어서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템.When the second sensing data cannot be transmitted to the control server according to the filtering of the stored filtering condition, the second sensing data is not stored and transmitted to the control server, and the second sensing is performed according to filtering of the filtering condition. When the data can be transmitted to the control server, the second sensing data is stored, and if there is no unsent first sensing data, only the second sensing data is transmitted to the control server. Wireless sensor node control system. 제 2 항에 있어서, 상기 컨텍스트 어웨어니스 심은, The method of claim 2, wherein the context aware shim is: 상기 전송되지 않은 제 1 센싱데이터가 있는 경우 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제 1 센싱데이터와 통합하여, 상기 제 1 및 제 2 센싱데이터가 통합된 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템.When the first sensing data is not transmitted, the second sensing data is integrated with the first sensing data, and the sensing data in which the first and second sensing data are integrated is transmitted to the control server. Wireless sensor node control system for energy efficiency. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 센싱데이터는, The method of claim 3, wherein the first sensing data, 제 1 온도 센싱데이터 및 제 1 습도 센싱데이터를 포함하며, The first temperature sensing data and the first humidity sensing data, 상기 제 2 센싱데이터는,The second sensing data, 제 2 온도 센싱데이터 및 제 2 습도 센싱데이터를 포함하며,A second temperature sensing data and a second humidity sensing data; 상기 필터링 조건은, 결빙 확률을 개선하기 위한 조건으로,The filtering condition is a condition for improving the freezing probability. 상기 온도 센싱데이터에 나타난 온도가 상온이면, 상기 습도 센싱데이터의 상기 제어서버로 전송하지 않도록 하는 알고리즘인 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어시스템.The wireless sensor node control system for improving energy efficiency, characterized in that the algorithm is not transmitted to the control server of the humidity sensing data when the temperature shown in the temperature sensing data is room temperature. 제어서버가, 필터링 조건을 설정하고, 설정된 상기 필터링 조건을 컨텍스트 어웨어니스 심으로 전송하는 제 1 단계;A first step of setting, by the control server, the filtering condition and transmitting the set filtering condition to a contextware shim; 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 상기 필터링 조건을 저장하고, 어플리케이션 계층으로부터 제 1 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 센서부로부터 제 1 센싱데이터를 수신하는 제 2 단계; 및A second step of the context aware shim storing the filtering condition and receiving first sensing data from a sensor unit according to an input of a first sensing data transmission request from an application layer; And 상기 컨텍스트 어웨어니스 심은, 상기 제 1 센싱데이터가 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우, 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 1 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송불가한 경우 상기 제 1 센싱데이터를 저장하고, 상기 제어서버로 전송하지 않는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법. The context aware shim stores the first sensing data and transmits the first sensing data to the control server when the first sensing data can be transmitted to the control server according to the filtering of the filtering condition in which the first sensing data is stored. A third step of storing the first sensing data and not transmitting the first sensing data to the control server if the first sensing data cannot be transmitted to the control server according to filtering of a condition; Wireless sensor node control method for improving energy efficiency comprising a. 제 5 항에 있어서, 상기 제 3 단계 이후에 수행되는,The method of claim 5, wherein the step is performed after the third step, 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 어플리케이션 계층으로부터 제 2 센싱데이터 전송 요청을 입력에 따라 센서부로부터 제 2 센싱데이터를 수신하는 제 4 단계; 및A fourth step of the context aware shim receiving second sensing data from a sensor unit according to an input of a second sensing data transmission request from an application layer; And 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 저장된 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송불가한 경우, 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고 상기 제어서버로 전송하지 않으며, 상기 필터링 조건의 필터링에 따라 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송가능한 경우 상기 제 2 센싱데이터를 저장하고, 전송되지 않은 상기 제 1 센싱데이터가 없는 경우 상기 제 2 센싱데이터만을 상기 제어서버로 전송하는 제 5 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법.When the context aware shim cannot transmit the second sensing data to the control server according to the filtering of the stored filtering condition, the context aware shim stores the second sensing data and does not transmit the sensing data to the control server. A fifth step of storing the second sensing data when the second sensing data can be transmitted to the control server, and transmitting only the second sensing data to the control server when there is no untransmitted first sensing data; Wireless sensor node control method for improving energy efficiency comprising a further. 제 6 항에 있어서, 상기 제 5 단계에서 수행되는,The method of claim 6, wherein the fifth step is performed, 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 상기 전송되지 않은 제 1 센싱데이터가 있는 경우 상기 제 2 센싱데이터를 상기 제 1 센싱데이터와 통합하는 단계; 및Integrating the second sensing data with the first sensing data when the context aware shim includes the untransmitted first sensing data; And 상기 컨텍스트 어웨어니스 심이, 상기 제 1 및 제 2 센싱데이터가 통합된 센싱데이터를 상기 제어서버로 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지효율 향상을 위한 무선센서노드 제어방법.Transmitting, by the context aware shim, sensing data in which the first and second sensing data are integrated to the control server; Wireless sensor node control method for improving energy efficiency comprising a.
KR1020090096635A 2009-10-12 2009-10-12 Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency KR20110039681A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090096635A KR20110039681A (en) 2009-10-12 2009-10-12 Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090096635A KR20110039681A (en) 2009-10-12 2009-10-12 Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110039681A true KR20110039681A (en) 2011-04-20

Family

ID=44046168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090096635A KR20110039681A (en) 2009-10-12 2009-10-12 Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110039681A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Safara et al. PriNergy: A priority-based energy-efficient routing method for IoT systems
Verma et al. Machine-to-Machine (M2M) communications: A survey
Yi et al. HEER–A delay-aware and energy-efficient routing protocol for wireless sensor networks
Barrachina-Muñoz et al. Multi-hop communication in the uplink for LPWANs
JP5199466B2 (en) Multirate peer discovery method and apparatus
CN110035459B (en) Apparatus for a neighbor aware networking NAN device and non-transitory computer readable storage medium
Zhao et al. Machine-to-machine communication and research challenges: A survey
WO2021098101A1 (en) Method and device for power-saving in wireless sidelink communication
Sanchez-Iborra et al. Evolving IoT networks by the confluence of MEC and LP-WAN paradigms
US20140235257A1 (en) Controlling Fast Dormancy
Ma et al. Clustering and load balancing in hybrid sensor networks with mobile cluster heads
CN104378730A (en) Access system for M2M service in cellular wireless communication system
Giovanelli et al. Enhancing Bluetooth Low Energy with wake-up radios for IoT applications
Amini et al. Distance-based segmentation: An energy-efficient clustering hierarchy for wireless microsensor networks
KR20110137616A (en) Method to determine priority of data transmission in wireless network
Qin et al. Zigbee-assisted wifi transmission for multi-interface mobile devices
Buyanjargal et al. An energy efficient clustering algorithm for event-driven wireless sensor networks (EECED)
Abed AL‐Asadi An optimal algorithm for better efficiency in WMSN for multimedia applications
Bairagi et al. Various Energy-Saving Approaches in Wireless Sensor Networks: An Overview
KR20110039681A (en) Wireless sensor node control system and method for improving energy efficiency
Mikhaylov et al. Mechanisms for improving throughput and energy efficiency of Bluetooth Low Energy for multi node environment
Basu et al. An energy-efficient multi-modal IoT system leveraging NB-IoT and BLE
CN111182555A (en) Short-distance multi-node relay type self-adaptive wireless networking method
Shahid et al. Proactive multipath data dissemination for Multimedia Sensor Networks
Sen An adaptive and multi-service routing protocol for Wireless Sensor Networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application