KR20120056421A - 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 간에 무선 통신을 하는 허브와 태그를 포함하여 이루어지는 무선 센서 네트워크에서 태그의 전력 소모를 절감하는 방법으로서, 상기 허브는 일정 주기로 싱크 데이터를 전송하는 단계와; 상기 태그는 상기 허브로부터 싱크 데이터를 수신하여 허브와 동기화 하는 단계와; 상기 허브는 상기 태그의 전원 절감 모드인 아이들 모드를 설정하기 위한 웨이크 업 시간 정보를 포함하는 명령 데이터를 전송하는 단계와; 상기 태그는 상기 허브로부터 수신한 명령 데이터에 포함되어 있는 웨이크 업 시간 주기로 아이들 모드와 수신 대기 모드인 웨이크 업 모드를 반복함과 아울러 명령 데이터 수신에 따른 확인 응답 데이터를 상기 허브로 전송하여 링크를 완료하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 허브와 태그는 태그의 웨이크 업 모드시에 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 태그가 웨이크 업 시간 사이에 전원 절감 모드인 아이들 모드 상태에 있다가 웨이크 업 시간이 되면 수신 대기 모드 상태로 전환하여 데이터를 송수신 함으로써 태그의 소모 전력을 효과적으로 절감할 수가 있다.

Description

무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법{Method for reducing the amount of power which consumed in wireless sensor network}
본 발명은 전력 절감 방법에 관한 것으로서, 특히 무선 센서 네트워크에서의 전력 소모를 절감하는 방법에 관한 것이다.
무선 센서 네트워크(WSN:Wireless Sensor Network)는 크게 센서 노드(Sensor Node)와 이를 수집하여 외부로 내보내는 싱크 노드(Sink Node)로 구성된 네트워크이다. 그리고, 이러한 무선 센서 네트워크는 기존의 네트워크와 다르게 의사소통의 수단이 아니라 자동화된 원격 정보 수집을 기본 목적으로 하며 과학적?의학적?군사적?상업적 용도 등 다양한 응용 개발에 폭넓게 활용되고 있다. 그런데, 이러한 무선 센서 네트워크는 센서 노드의 한계인 전력 소비를 최소화 하기 위하여 전력 절감 기술 개발의 필요성이 중요하게 부각되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위한 것으로서, 무선 센서 네트워크에서의 센서 태그의 전력을 효과적으로 절감할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법은, 서로 간에 무선 통신을 하는 허브와 태그를 포함하여 이루어지는 무선 센서 네트워크에서 태그의 전력 소모를 절감하는 방법으로서, 상기 허브는 일정 주기로 싱크 데이터를 전송하는 단계와; 상기 태그는 상기 허브로부터 싱크 데이터를 수신하여 허브와 동기화 하는 단계와; 상기 허브는 상기 태그의 전원 절감 모드인 아이들 모드를 설정하기 위한 웨이크 업 시간 정보를 포함하는 명령 데이터를 전송하는 단계와; 상기 태그는 상기 허브로부터 수신한 명령 데이터에 포함되어 있는 웨이크 업 시간 주기로 아이들 모드와 수신 대기 모드인 웨이크 업 모드를 반복함과 아울러 명령 데이터 수신에 따른 확인 응답 데이터를 상기 허브로 전송하여 링크를 완료하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 허브와 태그는 태그의 웨이크 업 모드시에 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 허브와 무선 통신을 하는 태그는 복수개이고 상기 복수개의 태그는 허브에서 구별하여 인식할 수 있도록 각각 고유 ID를 갖고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 허브는 통신 제어 장치로부터 명령 데이터를 수신하여 상기 태그의 웨이크 업 모드 시점에 태그로 명령 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 태그는 발광 수단을 구비하고 상기 허브로부터 위치 확인 명령 데이터를 수신하면 발광 수단을 발광하여 위치를 나타내는 것이 바람직하다.
또한, 상기 허브와 태그의 무선 통신 주파수 대역이 424MHz 또는 433MHz인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 태그가 웨이크 업 시간 사이에는 전원 절감 모드인 아이들 모드 상태에 있다가 웨이크 업 시간이 되면 수신 대기 모드 상태로 전환하여 데이터를 송수신 함으로써 태그의 소모 전력을 효과적으로 절감할 수가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법을 설명하는 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감을 위한 통신 규약 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 개념도, 도 2는 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크는 서로 간에 무선 통신을 하는 허브(110)와 복수개의 센서 태그(120), 그리고 상기 허브(120)와 유선 통신을 하는 통신 제어 장치(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 허브(110)는 상기 센서 태그(120)의 출력 제어를 위해 센서 태그(120)와 무선 통신을 하는데, 구체적으로는 일정한 주기로 싱크 데이터를 전송하고, 필요시에 웨이크 업 시간(WUT:Wake Up Time) 설정 또는 출력 시간 설정 등을 위한 명령 데이터를 전송한다.
상기 센서 태그(120)는 상기 허브(110)로부터 싱크 데이터를 수신하여 시간을 보정하여 허브(110)와 동기화하고, 허브(110)로부터 수신한 명령 데이터를 분석하여 동작한다.
상기 통신 제어 장치(130)는 상기 센서 태그(120)를 제어하기 위한 일종의 컴퓨터 또는 컨트롤 유닛으로서 센서 태그(120)를 제어하기 위한 명령 데이터를 상기 허브(110)로 전송한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법은, 먼저 허브(110)에서 일정한 주기로 싱크 데이터를 전송하고, 센서 태그(120)는 상기 허브(110)로부터 싱크 데이터를 수신하여 허브와 동기화한다(S110),(S120).
계속해서, 상기 허브(110)는 상기 센서 태그(120)의 전원 절감 모드인 아이들 모드를 설정하기 위한 웨이크 업 시간 정보를 포함하는 명령 데이터를 전송한다(S130).
그러면, 상기 센서 태그(120)는 상기 허브(110)로부터 수신한 명령 데이터에 포함되어 있는 웨이크 업 시간 주기로 아이들 모드와 수신 대기 모드인 웨이크 업 모드를 반복함과 아울러 명령 데이터 수신에 따른 확인 응답 데이터를 상기 허브(110)로 전송하여 링크를 완료한다(S140). 즉, 전원 절감을 위해 웨이크 업 시간 사이에는 아이들 모드 상태로 있다가, 웨이크 업 시간이 되면 데이터를 송수신 할 수 있는 웨이크 업 모드 상태로 변경되는 것이다.
그리고, 상기 허브(110)와 센서 태그(120)는 필요시에 센서 태그(120)의 웨이크 업 모드시에 서로 데이터를 송수신한다(S150).
한편, 상기 허브(110)와 무선 통신을 하는 센서 태그(120)는 복수개일 수 있고, 이때 상기 복수개의 센서 태그(120)는 허브(110)에서 구별하여 인식할 수 있도록 각각 미리 부여받은 고유 ID를 갖고 있는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 허브(110)는 통신 제어 장치(130)로부터 웨이크 업 시간 설정 또는 출력 시간 설정 등을 위한 소정의 명령 데이터를 수신하여 상기 센서 태그(120)의 웨이크 업 모드 시점에 센서 태그(120)로 명령 데이터를 전송할 수 있다.
그리고, 상기 센서 태그(120)는 무선으로 위치를 확인할 수 있도록 LED와 같은 소정의 발광 수단을 구비하고 상기 허브(110)로부터 위치 확인을 위한 명령 데이터를 수신하면 발광 수단을 발광하여 자신의 위치를 외부에 알릴 수 있다.
그리고, 상기 허브(110)와 센서 태그(120)의 무선 통신 주파수 대역은 능동형이면서 긴 인식거리를 확보할 수 있도록 고주파수 대역인 424MHz 또는 433MHz인 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감을 위한 통신 규약 도면으로서, 허브(110)의 싱크 데이터 전송 주기가 1초이고, 센서 태그(120)의 웨이크 업 시간이 5초인 경우를 예로 든 것이다. 먼저, 허브(110)는 싱크 데이터를 1초 주기로 전송하고, 센서 태그(120)는 수신한 싱크 데이터를 이용하여 허브(110)와 동기화 한다.
그리고, 허브(110)는 싱크 데이터를 전송하는 타이밍에 웨이크 업 시간 정보(예컨대, 5초)를 포함하는 명령 데이터를 전송하고, 센서 태그(120)는 수신한 명령 데이터에 의해 전원 절감 기능이 부여됨으로써 전원 절감 모드인 아이들 모드 상태에서 5초마다 수신 대기 모드인 웨이크 업 모드 상태로 변경되는 과정을 반복한다. 즉, 센서 태그(120)는 특정의 웨이크 업 시간 이외에는 전원 절감 모드 상태에 있게 되는 것이다. 그리고, 허브(110)와 센서 태그(150)는 수신 대기 모드인 웨이크 업 모드시에 데이터를 송수신한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법은, 센서 태그(120)가 웨이크 업 시간 사이에는 전원 절감 모드인 아이들 모드 상태에 있다가 웨이크 업 시간이 되면 수신 대기 모드 상태로 전환하여 데이터를 송수신하게 되어 센서 태그(120)의 전력을 효과적으로 절감할 수가 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 허브 120 : 센서 태그
130 : 통신 제어 장치

Claims (5)

  1. 서로 간에 무선 통신을 하는 허브와 태그를 포함하여 이루어지는 무선 센서 네트워크에서 태그의 전력 소모를 절감하는 방법으로서,
    상기 허브는 일정 주기로 싱크 데이터를 전송하는 단계와;
    상기 태그는 상기 허브로부터 싱크 데이터를 수신하여 허브와 동기화 하는 단계와;
    상기 허브는 상기 태그의 전원 절감 모드인 아이들 모드를 설정하기 위한 웨이크 업 시간 정보를 포함하는 명령 데이터를 전송하는 단계와;
    상기 태그는 상기 허브로부터 수신한 명령 데이터에 포함되어 있는 웨이크 업 시간 주기로 아이들 모드와 수신 대기 모드인 웨이크 업 모드를 반복함과 아울러 명령 데이터 수신에 따른 확인 응답 데이터를 상기 허브로 전송하여 링크를 완료하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 허브와 태그는 태그의 웨이크 업 모드시에 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 허브와 무선 통신을 하는 태그는 복수개이고 상기 복수개의 태그는 허브에서 구별하여 인식할 수 있도록 각각 고유 ID를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법.
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 허브는 통신 제어 장치로부터 명령 데이터를 수신하여 상기 태그의 웨이크 업 모드 시점에 태그로 명령 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법.
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 태그는 발광 수단을 구비하고 상기 허브로부터 위치 확인 명령 데이터를 수신하면 발광 수단을 발광하여 위치를 나타내는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 허브와 태그의 무선 통신 주파수 대역이 424MHz 또는 433MHz인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 방법.
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