KR20120122601A - 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법 - Google Patents

원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 메쉬 노드를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 있어서, 상기 메쉬 노드는 복수의 주변 노드로부터 파라미터 정보를 수신하는 단계, 상기 주변 노드가 모두 메쉬 노드인지를 판단하는 단계, 상기 주변 노드가 모두 메쉬 노드인 경우, 상기 메쉬 노드와 상기 주변 노드의 홉 수와 수신 강도를 비교하는 단계, 상기 홉 수가 동일한 상기 주변 노드들 중에서 상기 메쉬 노드보다 수신 강도가 높은 제1 노드가 존재하는 경우, 상기 제1 노드의 링크 강도를 기준 값과 비교하는 단계, 그리고 상기 제1 노드의 링크 강도가 상기 기준 값보다 크면 상기 메쉬 노드는 스타 노드로 변환하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 근거리 무선 네트워크 운영에 있어서 자동으로 트래픽을 조절해서 대량의 네트워크 형성이 가능하도록 하며, 자동적으로 토폴로지를 설정하기 때문에 별도의 네트워크 유지보수를 해야하는 부담을 줄일 수 있다.

Description

원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법{Method for topology setting of remote meter reading system}
본 발명은 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주변 노드들의 파라미터 정보에 대응하여 해당 노드의 토폴로지를 자동적으로 설정하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 관한 것이다.
무선 네트워크에서 약 2000개에 해당하는 대량의 네트워크를 운영하기 위해서는 서로 간의 네트워크 형성 자체가 큰 트래픽을 유발한다. 보통의 무선 네트워크에서 스타 노드는 자신 라우터 기능은 없는 없고 자신이 속한 노드 위주로 통신을 하기 때문에 트래픽을 거의 유발 하지 않지만 메쉬 노드의 경우 스타 노드 관리에서부터 라우터 기능을 동반해야 하기 때문에 정규적으로 라우팅에 대한 정보를 획득하는 과정이 필요하다.
이러한 메쉬 노드는 통신 경로를 다중으로 확보하는 장점이 있기도 하지만 이에 따른 네트워크 유지에 따른 트래픽이 유발된다. 따라서 몇 백 개 이상의 메쉬 노드를 운영하는 중에 무선 노드가 몰려 있게 되면 트래픽 잼을 발생시키기 때문에 스타와 메쉬 노드의 효율적인 분산이 이루어져야 한다. 그러나 메쉬 노드 및 스타 노드의 설정이 환경에 따라 설정되어야 하지만 환경에 따라 많은 변수가 존재하기 때문에 기준이 명확하지 않다.
이와 같은 다양한 환경 변수에 대응하기 위해서는 노드는 메쉬와 스타가 혼용으로 사용되거나 변경될 수 있어야 하는데, 이를 매번 수동으로 설정 및 변경하기에는 많은 불편함이 따른다.
본 발명은 주변 노드들의 파라미터 정보에 대응하여 해당 노드의 토폴로지를 자동적으로 설정하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스타 노드를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 있어서, 상기 스타 노드는 복수의 주변 노드로부터 네트워크 다운(down) 정보를 포함하는 파라미터 정보를 수신하는 단계, 상기 네트워크 다운(down) 상태의 연속 횟수를 카운트 하는 단계, 그리고 상기 네트워크 다운(down) 상태의 연속 횟수가 기준 횟수 이상인 주변 노드가 존재하는 경우, 메쉬 노드로 변환하는 단계를 포함한다.
상기 주변 노드로부터 네트워크 업(up) 상태라는 정보를 수신하는 경우 상기 네트워크 다운(down) 상태의 연속 횟수는 0으로 리셋될 수 있다.
상기 주변 노드는 스타 노드일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 메쉬 노드를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 있어서, 상기 메쉬 노드는 복수의 주변 노드로부터 검침 데이터를 수신하고, 상기 수신된 검침 데이터를 제1 기준 값과 비교하는 단계, 상기 수신된 검침 데이터가 상기 제1 기준 값보다 큰 경우, 상기 주변의 노드 중에서 스타 노드의 개수를 카운트 하는 단계, 상기 스타 노드의 개수가 제2 기준 값보다 큰 경우, 상기 스타 노드들의 수신 강도를 비교하는 단계, 그리고 수신 강도가 가장 낮은 스타 노드에게 메쉬 모드 변경 명령을 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 메쉬 노드를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 있어서, 상기 메쉬 노드는 복수의 주변 노드로부터 파라미터 정보를 수신하는 단계, 상기 주변 노드가 모두 메쉬 노드인지를 판단하는 단계, 상기 주변 노드가 모두 메쉬 노드인 경우, 상기 메쉬 노드와 상기 주변 노드의 홉 수와 수신 강도를 비교하는 단계, 상기 홉 수가 동일한 상기 주변 노드들 중에서 상기 메쉬 노드보다 수신 강도가 높은 제1 노드가 존재하는 경우, 상기 제1 노드의 링크 강도를 기준 값과 비교하는 단계, 그리고 상기 제1 노드의 링크 강도가 상기 기준 값보다 크면 상기 메쉬 노드는 스타 노드로 변환하는 단계를 포함한다.
상기 홉 수가 상이하거나 상기 메쉬 노드가 상기 주변 노드들보다 수신 강도가 높은 경우, 상기 메쉬 노드의 주변 노드의 개수 또는 상기 메쉬 노드와 네트워크 조인된 다른 메쉬 노드의 개수가 각각 허용 최대 값인지 판단하는 단계, 상기 주변 노드의 개수 또는 상기 다른 메쉬 노드의 개수가 허용 최대 값보다 크면 상기 주변의 노드와 상기 다른 메쉬 노드를 비교하는 단계, 그리고 비교 결과 상이한 노드의 개수가 일정 개수 이상이면 상기 메쉬 노드는 스타 노드로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 주변 노드의 개수 및 상기 다른 메쉬 노드의 개수가 각각 허용 최대 값보다 작으면 상기 메쉬 노드는 메쉬 상태를 계속 유지할 수 있다.
상기 파라미터 정보는, 상기 주변 노드의 ID, 네트워크 조인 상태, 네트워크 다운 횟수, 토폴로지, 코디네이터의 수신 강도(RSSI), 코디네이터의 링크 강도(LQI), 홉 수, 주변 테이블 개수, 라우팅 테이블 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 메쉬 노드는 수신된 파라미터 정보를 각각의 주변 노드에 대응하는 파라미터 테이블에 갱신할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 근거리 무선 네트워크 운영에 있어서 자동으로 트래픽을 조절해서 대량의 네트워크 형성이 가능하도록 하며, 자동적으로 토폴로지를 설정하기 때문에 별도의 네트워크 유지보수를 해야하는 부담을 줄일 수 있다.
또한 토폴로지의 설정 명령을 전달 시에는 별도의 채널을 할당하기 때문에 실제 운영되는 채널에 트래픽을 유발시키지 않는다. 유지 보수용 채널에서도 MAC까지만 사용되는 1HOP 메시지만으로 데이터를 주고 받으므로 트래픽을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템에서 스타 노드가 메쉬 노드로 변경되는 경우를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템에서 스타 노드가 메쉬 노드로 변경되는 다른 경우를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 3을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템에서 메쉬 노드가 스타 노드로 변경되는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 5를 설명하기 위한 예시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템의 구성도이다. 도 1에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템은 지그비 코디네이터(ZC: ZigBee Coordinator), 지그비 라우터(ZR: ZigBee Router), 지그비 종단 디바이스(ZED: ZigBee End Device)가 지그비(Zigbee) 네트워크를 통하여 연결된다.
지그비(Zigbee) 네트워크에 대하여 설명하면, 지그비란 꿀벌(Bee)이 지그재그(Zigzag)로 다니면서 꽃과 꿀이 있는 장소를 서로에게 정확하게 알려주면서 의사소통을 하는 모습에서 따온 단어로서, 대용량 데이터 전송에 목적을 둔 블루투스와 달리 저용량 데이터전송과 저전력을 특징으로 하는 PAN(Personal Area Network) 통신규격의 하나이다.
도 1과 같이, 지그비 코디네이터(ZC), 지그비 라우터(ZR), 지그비 종단 디바이스(ZED)가 네트워크 형태로 연결되어 있으며, 각각의 디바이스들이 스타 방식(STAR TYPE) 및 메쉬 방식(MESH TYPE)이 결합된 하이브리드 방식으로 네트워킹 되어 있다.
여기서, 스타 방식은 PAN(Personal Area Network) 코디네이터를 중심으로 통신을 수행하는 토폴로지를 의미하며, 메쉬 방식은 지그비의 계층적인 구조에 의존적이지 않고 자유롭게 전송 범위 내에서 최적의 경로를 통해 통신을 수행할 수 있는 토폴로지를 의미한다.
지그비 코디네이터(ZC)는 최상위 계층에 존재하는 노드로서, 지그비 네트워크를 형성하고, 이하 네트워크에 참여하는 지그비 노드들에게 주소를 할당하거나 데이터를 중계하는 라우팅 기능을 갖는다.
또한, 지그비 라우터(ZR)는 최상위 계층의 존재하는 지그비 코디네이터(ZC) 및 이미 네트워크에 참여한 지그비 라우터(ZR)들의 하위 레벨에 위치하며, 데이터를 중계하거나, 이후 지그비 네트워크에 새롭게 참여하는 임의의 노드들에게 주소를 할당해주는 역할을 수행한다.
마지막으로, 지그비 종단 디바이스(ZED)는 지그비 코디네이터(ZC) 및 지그비 라우터(ZR)의 하위 계층에 위치하며, 응용을 위한 최소한의 기능만을 갖고 주소할당 및 라우팅 기능을 수행하지 못한다. 지그비 종단 디바이스(ZED)에는 검침기능을 가지는 센서를 구비하거나 연결되어 있어, 센서로부터 감지된 각종 검침 데이터를 수신하여 상위 계층인 지그비 라우터(ZR)로 전달한다. 지그비 종단 디바이스(ZED)는 블루투스에 비해 전송 데이터 양은 상대적으로 적지만 하나의 배터리로 1년이상 사용할 수 있을 정도로 저전력 규격이며, 소프트웨어, 관련 부품들을 최소화해 원가 역시 블루투스에 비해 훨씬 적고, 수만 개의 근거리 통신망, 즉 네트워크화할 수 있으며, 한편으론 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나로서 본 발명에 매우 유용하게 적용할 수 있게 된다.
지그비 종단 디바이스(ZED)는 통상적으로 30?80m 간격의 스타 방식(STAR TYPE)으로 설치되며, 지그비 라우터(ZR)에 대하여 스타 방식으로 배치된 지그비 종단 디바이스(ZED)의 검침 데이터는 메쉬 방식(MESH TYPE)으로 네트워킹 연결된 지그비 라우터(ZR)들에 의하여 센싱되면서 교신된다. 지그비 라우터(ZR)로부터 전송된 검침 데이터는 지그비 코디네이터(ZC)에 의하여 취합된 후 중계국(도시하지 않음)에 원거리로 전파된다.
여기서, 네트워크의 라우팅 기능을 수행하는 지그비 라우터(ZR)는 풀 펑션 디바이스(FFD: Full Function Device)에 의해 구현될 수 있으며, 검침 데이터를 센싱하여 획득하기만 하고 라우팅 기능은 수행하지 않는 지그비 종단 디바이스(ZED)는 축소 펑션 디바이스(RFD: Reduced Function Device)로 구현될 수 있다. 또한 지그비 라우터(ZR)와 지그비 종단 디바이스(ZED)는 국제 방식인 2.4GHz로 운영 가능하도록 하며, 프로토콜 스택을 경량화하여 소형의 MCU에서도 적용 가능하다.
이하에서는 설명의 편의상 지그비 라우터(ZR)를 “메쉬 노드”로 명명하고, 지그비 종단 디바이스(ZED)를 “스타 노드”로 명명한다.
메쉬 노드는 주변의 노드로부터 토폴로지 설정을 위한 파라미터 정보를 RF 통신을 통하여 수신한다. 그리고, 메쉬 노드는 주변 노드의 파라미터 정보에 대응하여, 주변 노드가 메쉬 또는 스타 노드로 변환하도록 명령할 수 있으며, 자신의 토폴로지 역시 메쉬 또는 스타 방식으로 변환할 수 있다.
다음의 표 1은 토폴로지를 설정하기 위하여 해당 노드에 저장되는 메모리 테이블을 나타낸 것이다.
Name Description
Table Count 현재 저장되어 있는 노드 개수를 의
Network Table Structure 주변 노드의 파라미터 정보
표 1에 나타낸 것처럼 메모리 테이블은 테이블 카운트와 네트워크 테이블 구조를 포함한다. 테이블 카운트(Table Count)는 현재 파라미터 메모리 테이블에 저장되어 있는 주변 노드의 개수를 의미하는 것으로, 해당 노드와 현재 조인되어 있는 주변 노드의 개수를 나타낸다.
그리고, 네트워크 테이블 구조(Network Table Structure)는 테이블 카운트에 저장되어 있는 주변 노드들에 대한 개별적인 파라미터 테이블들로 이루어지며, 파라미터 테이블에는 주변 노드의 개별적인 파라미터 정보가 기록된다.
다음의 표 2는 파라미터 정보가 기록된 파라미터 테이블에 관한 것으로, 테이블 카운트에 의해 카운트되는 주변 노드 각각에 대하여 1개씩 생성된다. 해당 노드는 주변 노드로부터 파라미터 정보를 각각 수신하여 각각의 파라미터 테이블에 갱신시킨다.
Name Description
Node ID Node ID
Network Join Status 0 : Network Down, 1 : Network Up
Network Down Count 전달 받은 네트워크 다운 횟수. 만약 Up으로 한번이라도 들어오면 0으로 초기화 한다.
Topology 0 : Star, 1 : Mesh
코디네이터 RSSI 멀티캐스팅 메시지의 마지막 10회 평균 RSSI 값
코디네이터 LQI 멀티캐스팅 메시지의 마지막 10회 LQI 평균값
Current Depth 현재의 홉수를 의미
Neighbor Table Cnt. 네이버 테이블 수
Routing Table Cnt. 라우팅 테이블 수
표 2에서 보는 것처럼, 파라미터 테이블 구조에는 노드 ID(Node ID), 네트워크 조인 상태(Network Join Status), 네트워크 다운 횟수(Network Down Count), 토폴로지(Topology), 코디네이터의 수신 강도(RSSI), 코디네이터의 링크 강도(LQI), 홉 수(Current Depth), 주변 테이블 개수(Neighbor Table Count), 라우팅 테이블 개수(Routing Table Count) 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
여기서 노드 ID(Node ID)는 메모리 테이블에 저장되어 있는 노드의 ID를 나타내고, 네트워크 조인 상태(Network Join Status)는 현재 네트워크에 조인되었는지 상태를 나타낸다. 0은 네트워크에 조인되지 않은 네트워크 다운 상태를 나타내고, 1은 네트워크에 조인된 네트워크 업 상태를 나타낸다.
그리고, 네트워크 다운 횟수(Network Down Count)는 해당 노드가 주변 노드로부터 전달받은 네트워크 다운 상태에 대한 연속 횟수로서, 중간에 네트워크 업 상태가 한번이라도 들어오면 0으로 초기화 된다. 즉, 주변 노드는 주기적으로 해당 노드에게 파라미터 정보를 전달하게 되는데, 파라미터 정보에 연속적으로 네트워크 다운 상태가 0으로 전달되는 경우, 해당 노드는 0이 전달될 때마다 해당하는 주변 노드의 네트워크 다운 횟수를 1씩 증가시킨다.
그리고 토폴로지(Topology)는 주변 노드 자신의 토폴로지 상태를 나타내는 것으로, 0이면 스타 노드이고 1이면 메쉬 노드 상태임을 나타낸다.
코디네이터 수신 강도(RSSI)는 지그비 코디네이터(ZC)와 해당 주변 노드 사이에서 멀티캐스팅된 신호의 수신 강도 중 최종 10회 평균값을 나타내며, 코디네이터 링크 강도(LQI)는 지그비 코디네이터(ZC)와 해당 주변 노드 사이에서 멀티캐스팅된 신호의 링크 강도 중 최종 10회 평균값을 나타낸다.
홉 수(Current Depth)는 해당 주변 노드가 지그비 코디네이터(ZC)와 연결되어 있는 현재의 홉(hop) 개수를 나타낸다.
주변 테이블 개수(Neighbor Table Count)는 해당 주변 노드의 주변에 위치하는 노드의 개수를 나타내고, 라우팅 테이블 개수(Routing Table Count)는 해당 주변 노드에 네트워크 조인되어 있는 라우팅 해줘야 하는 메쉬 노드의 개수를 나타낸다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 통하여 스타 노드가 메쉬 노드로 변경되는 경우에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템에서 스타 노드가 메쉬 노드로 변경되는 경우를 설명하기 위한 순서도이다.
메쉬 또는 스타 토폴로지로의 자동 변경 시 주변 노드의 네트워크 조인 여부는 매우 중요하다. 해당 노드는 스타 노드로 운영 중이라고 가정한다. 해당 노드는 주변 노드들로부터 RF 통신을 통하여 파라미터 정보를 수신하고(S210), 수신된 파라미터 정보를 파라미터 테이블에 갱신한다(S220). 그리고, 수신된 파라미터 정보로부터 주변 노드의 네트워크 상태가 네트워크 down 상태인지를 확인한다(S230).
그리고, 스타 노드 형태인 주변 노드로부터 n회(ex. 10회) 연속으로 네트워크 down 상태라는 파라미터 정보를 수신하는 경우에는 상기 주변 노드의 주변에는 상기 주변 노드와 조인을 할 수 있는 노드가 존재하지 않는 것으로 해당 노드는 판단한다. 따라서, 스타 노드 상태에 있는 해당 노드는 메쉬 노드로 자동적으로 토폴로지를 변경하고, 해당하는 주변 노드와 네트워크를 형성하게 된다(S240). 그리고, 주변 노드로부터 n회 연속으로 네트워크 down 상태라는 파라미터 정보를 수신하기 전까지는 계속 스타 노드 상태를 유지한다(S250).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템에서 스타 노드가 메쉬 노드로 변경되는 다른 경우를 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 도 3을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에서 보는 것처럼, 메쉬 노드(M) 주변에 다수의 스타 노드(S1, S2, S3, S4, S5, S6)와 네트워크 연결되어 있다고 가정한다.
먼저 메쉬 노드(M)은 유지보수 채널로 변경된 상태에서 다수의 스타 노드(S1, S2, S3, S4, S5, S6)로부터 검침 데이터를 수신한다(S310). 그리고 메쉬 노드(M)는 수신된 검침 데이터의 양이 기준 값보다 큰 지를 판단하고(S320), 만일 수신된 검침 데이터의 양이 기준 값보다 큰 경우에는 메쉬 노드(M)와 네트워크 상태인 스타 노드(S1, S2, S3, S4, S5, S6)의 개수를 기준 값과 비교한다(S330).
만일 메쉬 노드(M)와 네트워크 상태인 스타 노드의 개수가 기준 값보다 큰 경우에는 메쉬 노드(M)의 트래픽이 크다는 것을 의미하므로, 주변의 스타 노드(S1, S2, S3, S4, S5, S6) 중에서 하나의 스타 노드를 메쉬 노드로 변경시켜야 한다.
따라서 메쉬 노드(M)는 주변의 스타 노드(S1, S2, S4, S5, S6)로부터 수신된 파라미터 정보를 토대로, 수신 강도가 가장 낮은 스타 노드에게 메쉬 노드로 변경할 것을 명령한다(S340). 변경 명령 메시지를 수신한 스타 노드는 네트워크 down 상태로 변경한 상태에서 메쉬 노드로 전환하게 된다(S350). 이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 메수 노드의 주변에 지나치게 많은 스타 노드가 연결되어 있는 경우 해당 메쉬 노드에는 트래픽 량이 과다하게 걸리게 되는 것을 방지하기 위하여, 주변의 스타 노드 중에서 하나를 메쉬 노드로 변경시킴으로써 메쉬 노드를 보호하도록 한다.
이하에서는 도 5를 통하여 메쉬 노드가 스타 노드로 변경되는 경우에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템에서 메쉬 노드가 스타 노드로 변경되는 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6은 도 5를 설명하기 위한 예시도이다.
현재 해당 노드(M1)가 메쉬 노드로 운영 중이고, 해당 노드(M1)의 주변에는 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)가 위치하고 있다고 가정한다.
먼저, 해당 노드(M1)는 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)로부터 RF 통신을 이용하여 파라미터 정보를 수신하고(S510), 수신된 파라미터 정보로부터 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)가 모두 메쉬 노드인지를 판단한다(S520). 여기서, 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6) 중에서 해당 노드(M1) 자신이 관리하는 스타 노드가 하나라도 포함되어 있으면 해당 노드(M1)는 무조건 메쉬 노드 상태를 유지한다. 이유는 만약 해당 노드(M1)가 스타 노드로 변경을 하게 되면, 자신이 관리하던 스타노드는 데이터를 송수신할 경로를 잃어버리게 되기 때문이다.
주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)가 모두 메쉬 노드인 경우, 각각 대응되는 파라미터 테이블에 파라미터 정보를 갱신시키고, 해당 노드(M1)는 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)로부터 수신한 파라미터 정보를 이용하여 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)의 홉 수와 수신 강도를 확인한다(S530). 즉, 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6) 중에서 해당 노드(M1)와 홉 수가 동일하고, 수신 강도(RSSI)가 해당 노드(M1)보다 우수한 노드가 존재하는지를 판단한다.
만일 상기 조건에 만족하는 복수의 주변 노드가 존재한다면, 그 중에서 수신 강도(RSSI)가 가장 우수한 노드(예를 들어 M2)의 링크 강도(LQI)를 기준 값과 비교한다(S540).
주변 노드(M2)의 링크 강도(LQI)가 기준 값인 98%보다 큰 경우에는 주변 노드(M2)가 해당 노드(M1)보다 통신하기에 유리하다는 것을 의미하므로, 해당 노드(M1)은 스타 노드로 변환된다(S550).
한편, 해당 노드(M1)와 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)의 홉 수가 동일하지 않거나, 홉 수가 동일하더라도 해당 노드(M1)가 주변 노드(M2, M3, M4, M5, M6)보다 수신 강도(RSSI)가 우수한 경우에는, 해당 노드(M1)는 주변 테이블 수(Neighbor Table Count) 또는 라우팅 테이블 수(Routing Table Count)가 허용 최대 값보다 큰지를 판단한다(S560). 또한 주변 노드(M2)의 링크 강도(LQI)가 기준 값인 98%보다 작은 경우에도 상기 단계(S560)를 거치게 된다.
만일 주변 테이블 수 및 라우팅 테이블 수가 각각 허용 최대 값보다 작은 경우에는 해당 노드(M1)는 메쉬 노드로 그대로 유지하고, 주변 테이블 수 또는 라우팅 테이블 수가 허용 최대 값보다 큰 경우에는 주변 테이블 수 또는 라우팅 테이블 수를 서로 비교한다. 여기서, 허용 최대 값 및 기준 값은 노드의 한계 용량 또는 주변 통신 상황에 따라 설정 변경될 수 있다.
해당 노드(M1)의 주변 테이블 수와 라우팅 테이블 수가 서로 일치하지 않고 상이한 테이블이 3개 이상 존재하는 경우에는(S570), 해당 노드(M1)의 주변에 많은 개수의 메쉬 노드가 존재한다는 것을 의미하므로 해당 노드(M1)는 스타 노드로 변환된다(S550).
메쉬로 운영 중인 해당 노드(M1)의 주변 테이블 수 또는 라우팅 테이블 수가 최대 값까지 찬다는 것은 주변에 메쉬 노드가 무수히 존재 한다는 걸 의미한다. 하지만 해당 테이블 하나로 판단 할 수는 없으므로, 주변 테이블과 라우팅 테이블을 비교하는 단계(S560)를 거친다. 만약 주변 테이블과 라이팅 테이블 간에 테이블 구조가 상이하다는 것은 해당 노드(M1)의 주변에 메쉬 노드가 많아 라우팅 경로가 무수히 변경되었음을 의미하므로, 해당 노드(M1)는 더 이상 메쉬로 유지할 필요가 없으므로 스타로 변경이 된다.
그리고, 상기 S520, S530, S560, S570의 조건을 만족하지 못하는 경우에는 해당 노드(M1)는 메쉬 노드 상태를 그대로 유지한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 근거리 무선 네트워크 운영에 있어서 자동으로 트래픽을 조절해서 대량의 네트워크 형성이 가능하도록 하며, 자동적으로 토폴로지를 설정하기 때문에 별도의 네트워크 유지보수를 해야 하는 부담을 줄일 수 있다.
또한 토폴로지의 설정 명령을 전달 시에는 별도의 유지 보수용 채널을 할당하기 때문에 실제 운영되는 채널에 트래픽을 유발시키지 않는다. 유지 보수용 채널에서도 MAC까지만 사용되는 1HOP 메시지만으로 데이터를 주고 받으므로 트래픽을 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
M1: 해당 노드, M2, M3, M4, M5, M6: 주변 노드
ZC: 지그비 코디네이터, ZR: 지그비 라우터,
ZED: 지그비 종단 디바이스

Claims (9)

  1. 스타 노드를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 있어서,
    상기 스타 노드는 복수의 주변 노드로부터 네트워크 다운(down) 정보를 포함하는 파라미터 정보를 수신하는 단계,
    상기 네트워크 다운(down) 상태의 연속 횟수를 카운트 하는 단계, 그리고
    상기 네트워크 다운(down) 상태의 연속 횟수가 기준 횟수 이상인 주변 노드가 존재하는 경우, 메쉬 노드로 변환하는 단계를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주변 노드로부터 네트워크 업(up) 상태라는 정보를 수신하는 경우 상기 네트워크 다운(down) 상태의 연속 횟수는 0으로 리셋되는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주변 노드는 스타 노드인 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  4. 메쉬 노드를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 있어서,
    상기 메쉬 노드는 복수의 주변 노드로부터 검침 데이터를 수신하고, 상기 수신된 검침 데이터를 제1 기준 값과 비교하는 단계,
    상기 수신된 검침 데이터가 상기 제1 기준 값보다 큰 경우, 상기 주변의 노드 중에서 스타 노드의 개수를 카운트 하는 단계,
    상기 스타 노드의 개수가 제2 기준 값보다 큰 경우, 상기 스타 노드들의 수신 강도를 비교하는 단계, 그리고
    수신 강도가 가장 낮은 스타 노드에게 메쉬 모드 변경 명령을 전달하는 단계를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  5. 메쉬 노드를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법에 있어서,
    상기 메쉬 노드는 복수의 주변 노드로부터 파라미터 정보를 수신하는 단계,
    상기 주변 노드가 모두 메쉬 노드인지를 판단하는 단계,
    상기 주변 노드가 모두 메쉬 노드인 경우, 상기 메쉬 노드와 상기 주변 노드의 홉 수와 수신 강도를 비교하는 단계,
    상기 홉 수가 동일한 상기 주변 노드들 중에서 상기 메쉬 노드보다 수신 강도가 높은 제1 노드가 존재하는 경우, 상기 제1 노드의 링크 강도를 기준 값과 비교하는 단계, 그리고
    상기 제1 노드의 링크 강도가 상기 기준 값보다 크면 상기 메쉬 노드는 스타 노드로 변환하는 단계를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 홉 수가 상이하거나 상기 메쉬 노드가 상기 주변 노드들보다 수신 강도가 높은 경우, 상기 메쉬 노드의 주변 노드의 개수 또는 상기 메쉬 노드와 네트워크 조인된 다른 메쉬 노드의 개수가 각각 허용 최대 값인지 판단하는 단계,
    상기 주변 노드의 개수 또는 상기 다른 메쉬 노드의 개수가 허용 최대 값보다 크면 상기 주변의 노드와 상기 다른 메쉬 노드를 비교하는 단계, 그리고
    비교 결과 상이한 노드의 개수가 일정 개수 이상이면 상기 메쉬 노드는 스타 노드로 변환하는 단계를 더 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주변 노드의 개수 및 상기 다른 메쉬 노드의 개수가 각각 허용 최대 값보다 작으면 상기 메쉬 노드는 메쉬 상태를 계속 유지하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 파라미터 정보는,
    상기 주변 노드의 ID, 네트워크 조인 상태, 네트워크 다운 횟수, 토폴로지, 코디네이터의 수신 강도(RSSI), 코디네이터의 링크 강도(LQI), 홉 수, 주변 테이블 개수, 라우팅 테이블 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메쉬 노드는 수신된 파라미터 정보를 각각의 주변 노드에 대응하는 파라미터 테이블에 갱신하는 원격 검침 시스템의 토폴로지 설정 방법.



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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442579B1 (ko) * 2013-09-06 2014-09-22 (주)누리텔레콤 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 무선 센서 노드

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100775691B1 (ko) * 2002-11-13 2007-11-09 엘지노텔 주식회사 통신 네트웍에서의 메쉬 그룹 설정 방법
KR100897913B1 (ko) * 2007-07-27 2009-05-18 (주)누리텔레콤 무선 원격 검침 시스템
KR100915555B1 (ko) * 2007-10-02 2009-09-03 강원대학교산학협력단 지그비 네트워크에서 질의 기반의 경로 탐색을 수행하는지그비 메쉬 라우팅 방법
KR100942156B1 (ko) * 2007-12-27 2010-02-12 주식회사 센서웨이 무선 단말기 메쉬 네트워크에서의 통신 노드별 자동 망구성방법 및 통신 고장 감내 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442579B1 (ko) * 2013-09-06 2014-09-22 (주)누리텔레콤 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 무선 센서 노드
WO2015034223A1 (ko) * 2013-09-06 2015-03-12 (주)누리텔레콤 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 무선 센서 노드

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