KR20130043013A - Apparatus for spreading out sensor node and apparatus for building wireless sensor network having the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Multiple sensor nodes scattering device and a wireless sensor network construction device including the same are provided to stably collect sensing signals by syntagmatically scattering sensor nodes to the ground. CONSTITUTION: A wireless sensor network construction device(100) includes a plurality of sensor nodes(110) and a sensor node scattering device(120) for scattering the plurality of the sensor nodes. The sensor node scattering device scatters the plurality of the sensor nodes to the ground by using an aircraft or a balloon. When the sensor nodes are arranged on the ground, the sensor nodes construct a wireless network with the sensor node scattering device. The sensor node scattering device syntagmatically scatters the plurality of the sensor nodes at a predetermined height.

Description

무선 센서 네트워크 구축을 위한 복수의 센서노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치{Apparatus for spreading out sensor node and apparatus for building wireless sensor network having the same}Apparatus for spreading out sensor node and apparatus for building wireless sensor network having the same}

본 발명은 무선 센서 네트워크 구축장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 센서 네트워크를 구성하기 위해 복수의 센서 노드를 공중에서 살포시 지면으로부터 일정 높이에서 복수의 센서 노드를 사방으로 일괄적으로 살포함으로써 센서 노드들을 지면의 일정 범위 내에 균등하게 배치할 수 있는 센서 노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for constructing a wireless sensor network. More particularly, in order to construct a wireless sensor network, a plurality of sensor nodes are sprayed in the air at a predetermined height from the ground when the plurality of sensor nodes are sprayed in the air. The present invention relates to a sensor node spreading apparatus and a wireless sensor network construction apparatus including the same, which may be evenly disposed within a predetermined range of the ground.

무선 센서 네트워크(wireless sensor network)는 RFID 와 더불어 최근 부상하는 유비쿼터스 네트워크의 핵심 기술로, 일정 지역에 배치된 다수의 센서 노드가 특정 물리적, 화학적 현상에 대한 정보를 수집하여 무선 통신을 이용해 수집한 정보를 전달하는 무선 정보수집 시스템이다. 이러한 무선 센서 네트워크는 원래의 목적인 감시, 대상물의 위치 파악 및 추적과 같은 군사적 목적에서부터 생태 환경 조사, 생산 설비의 상태 파악, 위험 상황 감지 등의 사회적인 목적으로 그 적용 범위가 확대되고 있다.Wireless sensor network is the core technology of ubiquitous network, which is emerging along with RFID, and is collected by wireless communication by collecting information about specific physical and chemical phenomena by multiple sensor nodes in a certain area. Wireless information collection system that delivers. These wireless sensor networks are expanding their scope from military purposes such as surveillance, location and tracking of objects, to social purposes such as ecological environment surveys, production facility status, and detection of dangerous situations.

무선 센서 네트워크는 센서 모듈과 네트워크 모듈을 갖는 센서 노드들로 이루어지며, 많은 수의 센서 노드가 목표 지역에 배치되어 유기적으로 동작하는 하나의 네트워크를 형성한다. 각 센서 노드는 센싱을 통한 정보의 수집, 처리 및 전송을 수행하며, 중간에 위치한 센서 노드들은 수신한 감지 신호를 재전송하는 라우터(router)로서의 역할을 겸한다.The wireless sensor network consists of sensor nodes having a sensor module and a network module, and a large number of sensor nodes are arranged in a target area to form one network that operates organically. Each sensor node collects, processes, and transmits information through sensing, and sensor nodes located in the middle serve as routers for retransmitting received sensing signals.

센서 노드는 무선 센서 네트워크를 구성하는 가장 기본적인 요소로, 기존 RFID 기술에 비하여 가장 큰 장점은 센서 노드로부터 주위 환경을 모니터링하면서 최적의 네트워크를 구성 및 기존의 유무선 통신 기술을 이용하여 사용자가 원하는 네트워크의 구성이 가능하다는 것이다.The sensor node is the most basic component of the wireless sensor network. The biggest advantage over the existing RFID technology is that it configures the optimal network while monitoring the surrounding environment from the sensor node and utilizes the existing wired / wireless communication technology. It is possible to configure.

무선 센서 네트워크를 실제 구축함에 있어서, 기술적인 요소뿐만이 아니라 경제적인 요소 또한 고려되어야 한다. 센서의 가격은 기술이 발전함에 따라 점차 낮아지고 있는 추세이지만, 단순히 가격을 낮추는 것에 그치지 않고 센서 노드들을 효율적으로 배치하여 보다 적은 수의 센서 노드로 정보를 얻고자 하는 대상 지역을 최대한 커버하는 것이 필요하다.In the actual construction of the wireless sensor network, not only technical but also economic factors should be considered. The price of the sensor is gradually decreasing as technology advances, but it is necessary not only to lower the price but also to cover the target area where the number of sensor nodes can be obtained by efficiently deploying the sensor nodes. Do.

적은 수의 센서 노드를 사용하기 위해서는 센서 노드의 감지 범위 및 통신 범위에 따라 직접 센서 노드들을 배치하는 것이 효과적이지만, 대부분의 무선 센서 네트워크 응용 분야는 광범위한 지역에 대량의 센서 노드를 배치할 필요가 있으므로, 센서 노드를 무작위로 살포하는 것을 전제로 하여 효율적인 배치와 관련된 다양한 연구가 진행되어야 한다.In order to use a small number of sensor nodes, it is effective to place sensor nodes directly according to the sensing range and communication range of the sensor node. However, most wireless sensor network applications need to deploy a large number of sensor nodes in a wide area. In addition, various studies related to efficient deployment should be conducted on the premise of random spreading of sensor nodes.

위험 지역 등 인력이 투입되기 어려운 경우에, 센서 노드들은 항공기, 기구 등을 통해 신속하게 살포되어야 한다. 항공기나 기구 등을 이용하여 센서 노드들을 공중 살포할 경우, 센서 노드들 간의 배치 간격을 일정하게 유지하는 것이 정보 수집에 유리하다. In the event that personnel are difficult to enter, such as in hazardous areas, sensor nodes must be quickly deployed through aircraft, appliances, and the like. When spraying the sensor nodes by using an aircraft or an apparatus, it is advantageous to collect information by maintaining a constant placement interval between the sensor nodes.

그러나 다수의 센서 노드를 개별적으로 공중 살포하는 종래의 경우, 센서 노드의 투하 시간 간격, 기류 등 여러 가지 조건에 따라 센서 노드들 간의 배치 간격이 다양하게 바뀔 수 있으므로, 센서 노드들을 일정 간격으로 배치하는 것은 쉬운 일이 아니다.However, in the conventional case of spraying a plurality of sensor nodes individually, the arrangement intervals between the sensor nodes may vary according to various conditions such as the drop time interval and air flow of the sensor nodes. Is not easy.

또한, 센서 노드의 배치 지역과 센서 노드로부터 정보를 수집하는 중앙 정보 처리장치 간의 거리가 멀 경우, 센서 노드의 감지 신호를 중간에서 중계할 필요가 생길 수 있다. 일부 센서 노드를 중간에서 신호를 수신하여 중앙 정보처리장치로 재전송하는 중계기로 사용하는 방법을 고려해볼 수 있으나, 이 경우 센서 노드의 제조비용이 상승하게 되고, 센서 노드의 전력 사용량이 증가하여 센서 노드의 수명이 단축될 수 있다.In addition, when the distance between the deployment area of the sensor node and the central information processing unit collecting information from the sensor node is far, it may be necessary to relay the detection signal of the sensor node in the middle. Consider using some sensor nodes as a repeater that receives signals in the middle and retransmits them to the central information processing device. However, in this case, the manufacturing cost of the sensor nodes increases, and the power consumption of the sensor nodes increases, so that the sensor nodes can be considered. Can shorten the service life.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 센서 노드를 지면으로부터 일정 높이에서 사방으로 일괄적으로 살포함으로써 센서 노드들을 지면에 일정 간격으로 배치할 수 있는 센서 노드 살포장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to spread the sensor nodes on the ground by spraying a plurality of sensor nodes in all directions at a predetermined height from the ground at a predetermined interval to the sensor node spreading device To provide.

본 발명의 다른 목적은 복수의 센서 노드의 감지 신호를 중계할 수 있는 싱크 노드 주위에 복수의 센서 노드를 균일하게 분포시킴으로써 감지 신호를 안정적으로 수집할 수 있는 무선 센서 네트워크 구축장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless sensor network construction apparatus capable of stably collecting detection signals by uniformly distributing the plurality of sensor nodes around sink nodes capable of relaying the detection signals of the plurality of sensor nodes.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 센서 노드 살포장치는, 압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 갖는 하우징, 상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되고 지면에 배치되어 무선 센서 네트워크를 구성하기 위한 센서 노드가 결합되는 복수의 발사관, 상기 각각의 발사관에 결합되는 상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, the sensor node spreading apparatus according to an embodiment of the present invention, the housing having a plurality of injection holes connected to the pressure chamber and the pressure chamber, the housing so as to be connected to each of the injection holes A plurality of launch tubes coupled to and coupled to the ground and disposed on the ground to form a wireless sensor network; and a propulsion pressure for launching the plurality of sensor nodes coupled to the respective launch tubes from the respective launch tubes. And an inflator formed to generate within.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 각각의 분사구에서 이들에 대응하는 상기 각각의 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되어 상기 각각의 분사로를 밀폐하되 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 파열되어 상기 각각의 분사로를 개방하는 복수의 파열판을 더 포함할 수 있다.According to an example related to the present invention, a sensor node spreading device is disposed in each of the plurality of injection paths extending from the respective injection holes into the respective launch tubes corresponding thereto to seal the respective injection paths, but The apparatus may further include a plurality of bursting plates ruptured by the propulsion pressure generated by the inflator to open the respective injection paths.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 각각의 분사구에서 이들에 대응하는 상기 각각의 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되고 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 추진되어 상기 각각의 센서 노드를 상기 각각의 분사관 바깥쪽으로 밀어내는 복수의 충격완화체를 더 포함할 수 있다.According to an example associated with the present invention, a sensor node spreader is disposed in each of the plurality of spray paths extending from the respective spray holes into the respective launch tubes corresponding thereto and generated by the inflator during operation of the inflator. It may further include a plurality of shock absorbers to be pushed by the pushing pressure to push each of the sensor nodes out of the respective injection pipe.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 각각의 발사관에는 상기 각각의 센서 노드를 임시 고정하기 위한 센서 노드 고정부재가 구비될 수 있다.According to an example related to the present invention, each launch tube may be provided with a sensor node fixing member for temporarily fixing the respective sensor nodes.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 하우징이 낙하할 때 지면으로부터 상기 하우징까지의 높이를 검출하고 상기 인플레이터에 작동 신호를 제공하는 높이감지센서를 더 포함할 수 있다.According to an example related to the present disclosure, the sensor node spreading apparatus may further include a height sensor that detects a height from the ground to the housing when the housing falls and provides an operation signal to the inflator.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 복수의 센서 노드와 무선 통신하기 위해 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드를 더 포함할 수 있다.According to an example related to the present invention, the sensor node spreading device may further include a sink node coupled to the housing for wireless communication with the plurality of sensor nodes.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 하우징의 낙하 속도를 감속시키기 위해 상기 하우징에 결합되는 감속기구를 더 포함할 수 있다.According to an example related to the present invention, the sensor node spreading device may further include a reduction mechanism coupled to the housing to reduce the falling speed of the housing.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 갖는 하우징, 상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되는 복수의 발사관, 감지 신호를 무선으로 송신하기 위한 안테나를 갖고 상기 각각의 발사관에 결합되는 복수의 센서 노드, 상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터, 상기 복수의 센서 노드와 무선 통신할 수 있도록 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크 구축장치를 개시한다.The present invention also provides a housing having a pressure chamber and a plurality of injection holes connected to the pressure chamber, a plurality of launch tubes coupled to the housing to be connected to the respective injection holes, and wirelessly transmitting a detection signal. A plurality of sensor nodes coupled to the respective launch tubes with antennas for injecting, an inflator formed to generate a propulsion pressure in the pressure chamber for launching the plurality of sensor nodes from the respective launch tubes, the plurality of sensor nodes; A wireless sensor network building device comprising a sink node coupled to the housing for wireless communication.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 상기 각각의 발사관으로부터 발사된 후 상기 각각의 센서 노드의 몸체의 낙하 속도를 감속시키기 위한 감속기구가 결합될 수 있다.According to an example related to the present invention, a deceleration mechanism for decelerating the falling speed of the body of each sensor node may be coupled to the body of each sensor node after being fired from the respective launch tube.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 지면에 착지 시 상기 각각의 센서 노드의 몸체를 지면과 수직인 자세로 지지하기 위한 지지대가 결합될 수 있다.According to an example related to the present invention, a support for supporting the body of each sensor node in a vertical position with respect to the ground may be coupled to the body of each sensor node.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 센서 노드 살포장치는, 지면으로부터 일정 높이에서 복수의 센서 노드를 사방으로 일괄적으로 살포함으로써 센서 노드들을 지면의 일정 범위 내에 일정 간격으로 배치할 수 있다.Sensor node spreading apparatus according to at least one embodiment of the present invention configured as described above, by distributing the plurality of sensor nodes in all directions at a certain height from the ground in a batch arranged in a predetermined interval of the ground in the sensor nodes can do.

또한, 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치는 복수의 센서 노드를 중계기 역할을 하는 싱크 노드 주위에 일정한 간격으로 배치함으로써, 해당 지역의 정보 검출을 안정적으로 수행할 수 있고, 검출 신호를 안정적으로 전송할 수 있다. 따라서, 적은 수의 센서 노드로 원활한 정보 검출이 가능하여 무선 센서 네트워크의 구축 비용을 줄일 수 있다.In addition, the wireless sensor network construction apparatus according to the present invention by placing a plurality of sensor nodes at regular intervals around the sink node that serves as a relay, it is possible to stably detect the information of the region, and to transmit the detection signal stably Can be. Therefore, it is possible to smoothly detect information with a small number of sensor nodes, thereby reducing the construction cost of the wireless sensor network.

또한, 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치는 하나의 싱크 노드와 싱크 노드 주위에 균일한 간격으로 배치되는 복수의 센서 노드가 커버할 수 있는 감시 범위를 단위 네트워크로 설정함으로써, 넓은 지역에 대한 무선 센서 네트워크의 구축이 용이하다. 즉, 전체 감시 지역을 단위 네트워크 범위로 나누어 각 감시 지역마다 무선 센서 네트워크 구축장치를 공중 투하함으로써, 넓은 감시 지역을 효과적으로 감시할 수 있다.In addition, the apparatus for constructing a wireless sensor network according to the present invention sets a monitoring range that can be covered by one sink node and a plurality of sensor nodes arranged at even intervals around the sink node as a unit network, thereby providing wireless coverage for a large area. Easy to build sensor network That is, by dividing the entire monitoring area into a unit network range and airdropping the wireless sensor network construction device for each monitoring area, it is possible to effectively monitor a large monitoring area.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드 살포장치와 센서 노드의 결합 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 센서 노드 살포장치의 발사관으로부터 센서 노드가 발사되는 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 센서 노드 살포장치로부터 센서 노드가 공중 살포되는 과정을 나타낸 것이다.
도 7은 센서 노드 살포장치로와 복수의 센서 노드가 지면에 착지하여 무선 센서 네트워크를 구축한 상태를 나타낸 것이다.
1 is a perspective view showing a wireless sensor network construction apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a sensor node of a wireless sensor network construction apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial cross-sectional view showing a wireless sensor network construction apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the combined state of the sensor node spreading device and the sensor node of the wireless sensor network building apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 shows a state in which the sensor node is launched from the launch tube of the sensor node spreading device.
Figure 6 shows a process of air spraying the sensor node from the sensor node spreading device.
7 shows a state in which a sensor node spreading device and a plurality of sensor nodes land on the ground to build a wireless sensor network.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a sensor node spraying apparatus and a wireless sensor network construction device having the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It may appear to be exaggerated or simplified. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a wireless sensor network construction apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a sensor node of a wireless sensor network construction apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치(100)는, 복수의 센서 노드(110)와 복수의 센서 노드(110)를 공중 살포하기 위한 센서 노드 살포장치(120)를 포함한다. 센서 노드 살포장치(120)는 복수의 센서 노드(110)가 결합된 상태로 항공기나 기구 등을 통해 공중 투하된다. 센서 노드 살포장치(120)는 지면으로 하강하면서 공중에서 복수의 센서 노드(110)를 살포한 후 지면에 착지하여 센서 노드 살포장치(120) 주위에 배치되는 복수의 센서 노드(110)와 함께 무선 센서 네트워크를 구성한다.As shown in FIG. 1, the apparatus 100 for constructing a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention is a sensor node spraying apparatus for spraying a plurality of sensor nodes 110 and a plurality of sensor nodes 110. 120. The sensor node spreading apparatus 120 is dropped in the air through an aircraft or an apparatus in a state in which a plurality of sensor nodes 110 are coupled. The sensor node spreader 120 sprays a plurality of sensor nodes 110 in the air while descending to the ground, lands on the ground, and wirelessly with the plurality of sensor nodes 110 disposed around the sensor node spreader 120. Configure the sensor network.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 센서 노드(110)는 센서 노드 살포장치(120)에 결합될 상태로 공중 투하된 후, 지면으로부터 일정 높이에서 살포되어 센서 노드 살포장치(120) 주위에 배치된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor node 110 is airdropped to be coupled to the sensor node spreader 120, and then sprayed at a predetermined height from the ground to surround the sensor node spreader 120. Is placed.

센서 노드(110)는 착지한 해당 지역의 특정 물리적, 화학적 현상에 대한 정보를 수집하여 무선 통신을 이용해 수집한 정보를 다른 센서 노드 살포장치(120)의 싱크 노드(150)로 전송한다. The sensor node 110 collects information on specific physical and chemical phenomena of the landing area and transmits the collected information by using wireless communication to the sink node 150 of another sensor node spreading device 120.

센서 노드(110)는 물리적 또는 화학적 변화를 감지하는 센서부, 제어부, 무선 통신부 및 전원부를 포함한다. 센서 노드(110)의 무선 통신을 위한 안테나(111)는 무선 통신에 유리하도록 센서 노드의 몸체(112) 끝단으로부터 돌출된다.The sensor node 110 includes a sensor unit, a controller, a wireless communication unit, and a power supply unit for detecting physical or chemical changes. The antenna 111 for wireless communication of the sensor node 110 protrudes from the end of the body 112 of the sensor node to favor wireless communication.

센서 노드의 몸체(112) 외측에는 복수의 지지돌기(113)가 마련된다. 복수의 지지돌기(113)는 센서 노드의 몸체(112)가 발사관(140)에 결합될 때 발사관(140)의 내주면에 접하여 센서 노드의 몸체(112)를 지지하며, 센서 노드의 몸체(112)와 발사관(140) 사이의 마찰을 줄여준다. 센서 노드의 몸체(112)와 발사관(140) 사이의 마찰이 작을수록 센서 노드(110)의 발사에 유리하다.A plurality of support protrusions 113 are provided outside the body 112 of the sensor node. The plurality of support protrusions 113 support the body 112 of the sensor node in contact with the inner circumferential surface of the launch tube 140 when the body 112 of the sensor node is coupled to the launch tube 140, and the body 112 of the sensor node. And reduces friction between the launch tube 140. The smaller the friction between the body 112 of the sensor node and the launch tube 140, the better the firing of the sensor node 110.

이 밖에, 센서 노드(110)는 지면에 착지 시 안테나(111)가 지면과 수직을 이루는 기립 상태를 유지할 수 있도록 센서 노드의 몸체(112)를 지지하기 위한 복수의 지지대(114)와 센서 노드의 몸체(112)의 낙하 속도를 감속시키기 위한 낙하산(115)을 포함한다. In addition, the sensor node 110 may include a plurality of supports 114 and sensor nodes for supporting the body 112 of the sensor node so that the antenna 111 may maintain an upright state perpendicular to the ground when it is landed on the ground. It includes a parachute 115 to slow down the falling speed of the body (112).

복수의 지지대(114)는 센서 노드의 몸체(112) 일단에 센서 노드의 몸체(112)와 수직을 이루도록 배치된다. 그리고 낙하산(115)은 센서 노드의 몸체(112)의 타단에 마련된 고정돌기(116)에 고정된다. 낙하산(115)이 안테나(111)가 배치된 센서 노드의 몸체(112) 타단에 결합되는 것은, 센서 노드(110)가 하강 시 안테나(111)가 상부에 배치되고 복수의 지지대(114)가 하부를 향하는 기립 상태를 유지하는데 유리하게 작용한다.The plurality of supports 114 are disposed to be perpendicular to the body 112 of the sensor node at one end of the body 112 of the sensor node. The parachute 115 is fixed to the fixing protrusion 116 provided at the other end of the body 112 of the sensor node. The parachute 115 is coupled to the other end of the body 112 of the sensor node on which the antenna 111 is disposed. When the sensor node 110 descends, the antenna 111 is disposed on the upper side and the plurality of supports 114 are lowered. It works advantageously to maintain the standing up direction.

이러한 센서 노드(110)는 중요 부품이 위치하는 부분과 센서 노드 살포장치(120)의 발사관(140) 내에 수용될 수 없는 지지대(114)가 외부에 배치되도록 발사관(140)에 결합된다. 물론, 센서 노드(110)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되는 것이 아니며, 센서 노드 살포장치(120)와 센서 노드(110)의 결합 구조도 센서 노드(110)의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 복수의 지지대(114)는 센서 노드의 몸체(112) 중간에 배치될 수 있고, 안테나(111)의 구조나 위치도 변경될 수 있다. 그리고 낙하산(115)은 다른 감속기구로 변경될 수 있다. 감속기구로는 프로펠러나 로터 등 동력 또는 무동력으로 작동하여 낙하 속도를 감속시킬 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.The sensor node 110 is coupled to the launch tube 140 so that the support parts 114 which cannot be accommodated in the launch tube 140 of the sensor node spreader 120 and the portion where the important parts are located are disposed outside. Of course, the specific structure of the sensor node 110 is not limited to that shown, and the coupling structure of the sensor node spreading device 120 and the sensor node 110 may be variously changed according to the structure of the sensor node 110. have. For example, the plurality of supports 114 may be disposed in the middle of the body 112 of the sensor node, and the structure or position of the antenna 111 may also be changed. And the parachute 115 may be changed to another reduction mechanism. As the deceleration mechanism, various devices capable of slowing down the falling speed by operating with power or non-power, such as a propeller or a rotor, may be used.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 부분 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view showing a wireless sensor network construction apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 센서 노드 살포장치(120)는 압력실(131)을 갖는 하우징(130), 하우징(130)의 외측 둘레에 배치되는 복수의 발사관(140), 하우징(130)의 외부에 결합되는 싱크 노드(150), 압력실(131) 내에 추진 압력을 발생시키기 위한 인플레이터(inflater, 160), 지면으로부터 하우징(130)까지의 높이를 검출하기 위한 높이감지센서(170)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 3, the sensor node spreading apparatus 120 includes a housing 130 having a pressure chamber 131, a plurality of launch tubes 140 disposed around an outer circumference of the housing 130, and a housing ( The sink node 150 coupled to the outside of the 130, an inflator 160 for generating propulsion pressure in the pressure chamber 131, and a height sensor 170 for detecting a height from the ground to the housing 130. ).

하우징(130)은 낙하 충격 및 압력실(131)에서 발생하는 추진 압력에 견딜 수 있는 압력 용기로, 복수의 발사관(140)이 결합되는 중간 몸체(132), 중간 몸체(132)의 상하부에 각각 결합되는 상부 커버(133) 및 하부 커버(134)를 포함한다. 상부 커버(133)의 외측 상면에는 싱크 노드(150)가 결합되는 고정판(135)이 구비된다. 그리고 하부 커버(134)의 외측 하면에는 지면에 착지할 때 발생하는 충격을 흡수하기 위한 복수의 완충부재(136)가 결합된다. 완충부재(136)는 탄성을 갖는 다양한 소재로 이루어질 수 있다.The housing 130 is a pressure vessel capable of withstanding the dropping shock and the propulsion pressure generated in the pressure chamber 131, and the upper and lower portions of the intermediate body 132 and the intermediate body 132 to which the plurality of launch tubes 140 are coupled, respectively. The upper cover 133 and the lower cover 134 are combined. The outer upper surface of the upper cover 133 is provided with a fixing plate 135 to which the sink node 150 is coupled. And the outer lower surface of the lower cover 134 is coupled a plurality of shock absorbing members 136 for absorbing the shock generated when landing on the ground. The buffer member 136 may be made of various materials having elasticity.

완충부재(136)는 충격 흡수 기능 이외에 하우징(130)의 무게 중심을 하우징(130)의 하부에 위치하도록 한다. 하우징(130)의 무게 중심이 하부에 위치하면 하우징(130)이 지면에 착지 시 싱크 노드(150)가 상부에 배치되는 기립 상태를 유지하기 쉬워진다. 하우징(130)의 무게 중심을 하부에 위치시키기 위해 하부 커버(134)에 무게가 무거운 쉘이 복수의 완충부재(136)를 덮도록 결합될 수도 있다.The shock absorbing member 136 allows the center of gravity of the housing 130 to be positioned below the housing 130 in addition to the shock absorbing function. When the center of gravity of the housing 130 is located at the bottom, it is easy to maintain the standing state in which the sink node 150 is disposed at the top when the housing 130 lands on the ground. A heavy shell may be coupled to the lower cover 134 to cover the plurality of shock absorbing members 136 to position the center of gravity of the housing 130 at the bottom.

중간 몸체(132)의 둘레에는 압력실(131)과 연결되는 복수의 분사구(137)가 일정 간격으로 배치되고, 중간 몸체(132)의 외측 둘레에는 중간 몸체(132)의 외측면으로부터 돌출되는 복수의 분사관(138)이 구비된다. 복수의 분사관(138)은 복수의 분사구(137)와 일대일로 연결되고, 상부 방향으로 일정 각도 경사지게 배치된다. 각 분사관(138)에는 발사관(140)이 결합된다. 발사관(140)은 분사관(138)과 일직선으로 배치됨으로써 중간 몸체(132)의 외측면으로부터 일정 각도 경사지게 배치된다.A plurality of injection holes 137 connected to the pressure chamber 131 are arranged at a predetermined interval around the intermediate body 132, and a plurality of protrusions protruding from an outer surface of the intermediate body 132 are disposed at an outer circumference of the intermediate body 132. Injection tube 138 is provided. The plurality of injection pipes 138 are connected one-to-one with the plurality of injection holes 137 and are disposed to be inclined at an angle in an upward direction. Each injection tube 138 is coupled to the launch tube 140. The launch tube 140 is disposed to be inclined at an angle from the outer surface of the intermediate body 132 by being disposed in line with the injection tube 138.

이렇게 분사관(138) 및 발사관(140)이 지면에 대해 상부 방향으로 경사지게 배치됨으로써, 발사관(140)으로부터 발사되는 센서 노드(110)는 공중에서 포물선을 그리며 하강하게 된다. As the injection tube 138 and the launch tube 140 are inclined upwardly with respect to the ground, the sensor node 110 that is emitted from the launch tube 140 descends in a parabolic manner in the air.

센서 노드(110)가 공중에서 포물선을 그리며 하강하면, 센서 노드(110)의 낙하산(115)이 펼쳐질 수 있는 충분한 시간을 확보하기 쉽고, 센서 노드(110)가 하강하는 센서 노드 살포장치(120)와 동일한 기류 조건으로 하강할 수 있어 센서 노드(110)를 센서 노드 살포장치(120)의 둘레에 균일하게 분포시키는데 유리하게 작용할 수 있다.When the sensor node 110 descends while drawing a parabola in the air, it is easy to ensure sufficient time for the parachute 115 of the sensor node 110 to be unfolded, and the sensor node spreader 120 in which the sensor node 110 descends. It can be lowered to the same airflow condition and may advantageously act to uniformly distribute the sensor node 110 around the sensor node spreader 120.

발사관(140)은 분사구(137) 및 분사관(138)을 통해 하우징(130) 내부의 압력실(131)과 연결되고, 분사관(138)과 발사관(140)의 내부에는 압력실(131)에서 발생한 추진 가스를 분사관(138)의 외측 끝단 쪽으로 안내하기 위해 분사구(137)에서 발사관(140)까지 연장된 분사로(141)가 마련된다. The launch tube 140 is connected to the pressure chamber 131 inside the housing 130 through the injection hole 137 and the injection tube 138, and the pressure chamber 131 inside the injection tube 138 and the launch tube 140. In order to guide the propellant gas generated from the injection tube 138 toward the outer end of the injection port 137 is extended to the injection tube 140 is provided with an injection path (141).

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 발사관(140)의 끝단에는 센서 노드(110)를 발사관(140)에 임시 고정시키기 위한 링 모양의 센서 노드 고정부재(142)가 결합된다. 센서 노드 고정부재(142)의 일측 끝단에는 복수의 후크(143)가 배치된다.As shown in FIGS. 3 and 4, a ring-shaped sensor node fixing member 142 for temporarily fixing the sensor node 110 to the launch tube 140 is coupled to the end of the launch tube 140. A plurality of hooks 143 are disposed at one end of the sensor node fixing member 142.

센서 노드 고정부재(142)를 통해 발사관(140)에 결합되는 센서 노드(110)는 그 중간의 가장자리가 복수의 후크(143)에 걸림으로써 발사관(140)에 임시 고정된다. 센서 노드(110)는 센서 노드 고정부재(142)에 의해 발사관(140)에 결합되어 있다가 인플레이터(160)가 작동하여 압력실(131)에 추진 압력이 발생하면 센서 노드 고정부재(142)로부터 벗어나 발사관(140)으로부터 발사된다. 센서 노드 고정부재(142)의 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 센서 노드(110)를 임시 고정할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.The sensor node 110 coupled to the launch tube 140 through the sensor node fixing member 142 is temporarily fixed to the launch tube 140 by the middle edge thereof being caught by the plurality of hooks 143. When the sensor node 110 is coupled to the launch tube 140 by the sensor node fixing member 142 and the inflator 160 is operated to generate a pushing pressure in the pressure chamber 131, the sensor node 110 is separated from the sensor node fixing member 142. Off and fired from the launch tube 140. The structure of the sensor node fixing member 142 is not limited to that shown, and may be changed to various other structures capable of temporarily fixing the sensor node 110.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드 살포장치와 센서 노드의 결합 상태를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the combined state of the sensor node spreading device and the sensor node of the wireless sensor network building apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 것과 같이, 분사로(141)에는 분사로(141)를 밀폐하기 위한 파열판(145)과 압력실(131)에서 발생하는 추진 가스에 의해 추진되어 센서 노드(110)를 분사관(138)의 바깥쪽으로 밀어내는 충격완화체(146)가 배치된다. 파열판(145)은 분사관(138)의 내면에 마련된 파열판 고정부(139)에 고정되고, 충격완화체(146)는 파열판(145) 쪽으로 이동하지 못하도록 발사관(140)의 내면에 마련되는 걸림턱(144)에 지지된다.As shown in FIG. 4, the injection path 141 is propelled by the bursting plate 145 for sealing the injection path 141 and the propellant gas generated in the pressure chamber 131 to move the sensor node 110 to the injection pipe. A shock absorber 146 that pushes out of 138 is disposed. The rupture plate 145 is fixed to the rupture plate fixing part 139 provided on the inner surface of the injection tube 138, and the shock absorber 146 is provided on the inner surface of the launch tube 140 so as not to move toward the rupture plate 145. 144 is supported.

파열판(145)은 분사로(141)를 막고 있다가, 압력실(131)의 압력이 일정 압력 이상으로 상승하면 파열됨으로써 분사로(141)를 개방한다. 여기에서, 일정 압력은 복수의 센서 노드(110)를 각각의 발사관(140)으로부터 일괄적이고 신속하게 튕겨낼 수 있는 압력이다. The rupture plate 145 blocks the injection passage 141, but when the pressure in the pressure chamber 131 rises above a predetermined pressure, the rupture plate 145 opens to open the injection passage 141. Here, the constant pressure is a pressure that can bounce a plurality of sensor nodes 110 from each launch tube 140 collectively and quickly.

압력실(131)의 압력이 충분히 커지기 전에 인플레이터(160)에 의해 발생한 추진 가스가 센서 노드(110) 쪽으로 전달되면 추진 가스가 센서 노드(110)를 발사관(140)에서 발사시키지 못하고 누출될 수 있고, 센서 노드(110)의 발사 거리를 충분히 확보하지 못할 수 있다. If the propellant gas generated by the inflator 160 is delivered toward the sensor node 110 before the pressure in the pressure chamber 131 becomes sufficiently high, the propellant gas may leak without firing the sensor node 110 from the launch tube 140. In this case, the firing distance of the sensor node 110 may not be sufficiently secured.

복수의 센서 노드(110)는 모두 동일한 발사 거리를 확보해야 하며, 이를 위해서는 인플레이터(160)의 작동 시 각각의 센서 노드(110)에 동일한 압력이 일괄적으로 전달되어야 한다. 이러한 역할을 각각의 분사로(141)에 배치되는 파열판(145)이 하게 된다.The plurality of sensor nodes 110 must secure the same firing distance, and for this purpose, the same pressure must be transmitted to each sensor node 110 in a batch when the inflator 160 is operated. The role of the rupture plate 145 is disposed in each injection path 141.

도 4에 도시된 것과 같이, 충격완화체(146)는 분사로(141) 내의 파열판(145)과 센서 노드(110) 사이에 배치된다. 충격완화체(146)는 압력실(131)에서 발생하는 추진 압력이 센서 노드(110)를 직접 타격하지 못하고 간접적으로 센서 노드(110)에 전달되도록 하여 센서 노드(110)에 가해지는 충격을 줄여준다. As shown in FIG. 4, the shock absorber 146 is disposed between the rupture plate 145 and the sensor node 110 in the injection passage 141. The shock absorber 146 reduces the impact on the sensor node 110 by allowing the propulsion pressure generated in the pressure chamber 131 to be indirectly transmitted to the sensor node 110 without directly hitting the sensor node 110. give.

즉, 충격완화체(146)는 파열판(145)의 파열 시 인플레이터(160)에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 추진되어 센서 노드(110)를 분사관(138) 바깥쪽으로 밀어낸다. That is, the shock absorber 146 is propelled by the propulsion pressure generated by the inflator 160 at the time of rupture of the rupture plate 145 to push the sensor node 110 out of the injection pipe 138.

충격완화체(146)는 센서 노드(110)의 끝단이 결합될 수 있도록 일단이 개방되고 그 내부에 수용공간(148)이 마련된 몸체(147)와 파열판(145)을 향하도록 몸체(147)의 타단에 결합되는 보강판(149)을 포함한다.The shock absorber 146 of the body 147 is directed toward the rupture plate 145 and the body 147, one end of which is open so that the end of the sensor node 110 can be coupled and the receiving space 148 is provided therein. It includes a reinforcing plate 149 coupled to the other end.

충격완화체(146)와 센서 노드(110)가 결합될 때, 센서 노드(110)의 낙하산(115) 및 안테나(111)는 충격완화체(146)의 수용공간(148)에 수용된다. 몸체(147)는 ABS 등의 수지 또는 그 이외에 충격을 흡수할 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있고, 보강판(149)은 알루미늄 등 몸체(147)보다 강도가 크고 충격을 흡수할 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있다. When the shock absorber 146 and the sensor node 110 are coupled, the parachute 115 and the antenna 111 of the sensor node 110 are accommodated in the accommodation space 148 of the shock absorber 146. The body 147 may be made of a resin such as ABS or other materials that can absorb shocks, and the reinforcement plate 149 may be made of various materials that are stronger in strength than the body 147 such as aluminum and may absorb shocks. Can be done.

충격완화체(146)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 센서 노드(110)에 가해지는 충격을 완충함과 동시에 센서 노드(110)를 발사관(140) 바깥쪽으로 밀어낼 수 있는 다양한 구조로 변경될 수 있다.The concrete structure of the shock absorber 146 is not limited to the illustrated one, and the shock absorber 146 may be buffered to the sensor node 110 and may be pushed to the outside of the launch tube 140 at the same time. can be changed.

도 3에 도시된 것과 같이, 인플레이터(160)는 압력실(131)의 내부에 설치되며, 압력실(131)에 복수의 발사관(140)에 결합된 각각의 센서 노드(110)를 발사시킬 수 있는 추진 압력을 발생시킨다. 인플레이터(160)로는 압력실(131)에 신속하게 추진 압력을 발생시킬 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다. 예컨대, 인플레이터(160)로는 자동차의 에어백 모듈에 사용되는 것처럼, 전기 신호에 의해 점화장치가 작동하여 화학 추진체가 폭발함으로써 추진 가스를 발생할 수 있는 장치가 사용될 수 있다.As shown in FIG. 3, the inflator 160 is installed inside the pressure chamber 131, and can launch each sensor node 110 coupled to the plurality of launch tubes 140 in the pressure chamber 131. Raises the pushing pressure. As the inflator 160, various devices capable of rapidly generating a pushing pressure in the pressure chamber 131 may be used. For example, as the inflator 160, as used in an airbag module of a vehicle, an apparatus capable of generating a propellant gas by igniting an electric signal to explode a chemical propellant may be used.

인플레이터(160)는 높이감지센서(170)로부터 작동 신호를 제공받아 작동한다. 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 높이감지센서(170)는 하우징(130)의 외부에 설치되어 하우징(130)이 하강할 때 지면으로부터 하우징(130)의 높이를 검출하고, 하우징(130)의 높이가 일정 높이가 되면 인플레이터(160)에 작동 신호를 제공하여 인플레이터(160)가 작동하도록 한다.The inflator 160 operates by receiving an operation signal from the height sensor 170. 1 and 3, the height sensor 170 is installed on the outside of the housing 130 to detect the height of the housing 130 from the ground when the housing 130 is lowered, the housing 130 When the height of) increases to a certain height, the inflator 160 is operated by providing an operation signal to the inflator 160.

센서 노드 살포장치(120)가 공중 투하된 후, 하우징(130)의 높이가 너무 높은 상태에서 인플레이터(160)가 작동하면 센서 노드들(110)을 하우징(130)에 결합된 싱크 노드(150) 주위에 균일하게 배치하기 어려워진다. After the sensor node spreader 120 is airborne, if the inflator 160 operates while the height of the housing 130 is too high, the sink nodes 150 coupled to the sensor nodes 110 to the housing 130 are provided. It becomes difficult to place them evenly around.

반면, 하우징(130)의 높이가 너무 낮은 상태에서 인플레이터(160)가 작동하면 각 센서 노드(110)의 낙하산(115)이 펴칠 충분한 시간을 확보하기 어렵게 되고, 센서 노드들(110)이 지면으로부터 솟아있는 여러 가지 물체에 의해 비행에 방해를 받을 수 있다. On the other hand, if the inflator 160 is operated while the height of the housing 130 is too low, it becomes difficult to secure enough time for the parachute 115 of each sensor node 110 to unfold, and the sensor nodes 110 are separated from the ground. Flying objects can be hindered by various objects.

이러한 문제 때문에, 높이감지센서(170)는 하우징(130)의 높이를 검출하여 하우징(130)의 높이가 일정 높이(예컨대, 십수 미터)에 도달할 때 인플레이터(160)가 작동할 수 있도록 인플레이터(160)에 작동 신호를 제공한다. 높이감지센서(170)로는 레이저 센서나 고도계 센서 등 하우징(130)의 지면으로부터의 높이를 검출할 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.Due to this problem, the height sensor 170 detects the height of the housing 130 so that the inflator 160 can operate when the height of the housing 130 reaches a certain height (for example, several tens of meters). 160 to provide an operational signal. As the height sensor 170, various devices capable of detecting a height from the ground of the housing 130 such as a laser sensor or an altimeter sensor may be used.

이 밖에, 센서 노드 살포장치(120)는 하우징(130)의 낙하 속도를 감속시키기 위한 낙하산(180; 도 6 참조)을 더 포함한다. 낙하산(180)은 센서 노드 살포장치(120)가 공중 투하될 때 펴짐으로써, 하우징(130)의 낙하 속도를 감속시키고, 하우징(130)이 한쪽으로 기울어지지 않고 기립된 상태를 유지하도록 한다. 낙하산(180)은 다른 감속기구로 변경될 수 있다. 다른 감속기구로는 프로펠러나 로터 등 동력 또는 무동력으로 작동하여 하우징(130)의 낙하 속도를 감속시킬 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.In addition, the sensor node spreading apparatus 120 further includes a parachute 180 (refer to FIG. 6) for reducing the falling speed of the housing 130. The parachute 180 is unfolded when the sensor node spreading device 120 is dropped in the air, thereby reducing the falling speed of the housing 130 and maintaining the standing state of the housing 130 without being inclined to one side. The parachute 180 may be changed to another reduction mechanism. As another reduction mechanism, various devices capable of reducing the falling speed of the housing 130 by operating with a power or non-power such as a propeller or a rotor may be used.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 작용에 대하여 설명한다.5 to 7, the operation of the wireless sensor network construction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 센서 노드 살포장치의 발사관으로부터 센서 노드가 발사되는 상태를 나타낸 것이고, 도 6은 센서 노드 살포장치로부터 센서 노드가 공중 살포되는 과정을 나타낸 것이며, 도 7은 센서 노드 살포장치로와 복수의 센서 노드가 지면에 착지하여 무선 센서 네트워크를 구축한 상태를 나타낸 것이다.5 shows a state in which the sensor node is launched from the launch tube of the sensor node spreading device, FIG. 6 shows a process in which the sensor node is sprayed by the air from the sensor node spreading device, and FIG. The sensor node lands on the ground and shows a state of building a wireless sensor network.

도 6에 도시된 것과 같이, 무선 센서 네트워크 구축장치(100)는 항공기나 기구 등을 통해 공중 투하되며, 하우징(130)에 결합된 낙하산(180)이 펼쳐진 상태로 하우징(130)이 기립 상태를 유지하면서 하강한다. 하우징(130)이 낙하산(180)에 의해 감속 낙하하는 동안 높이감지센서(170)는 하우징(130)의 높이를 검출하며, 하우징(130)의 높이가 일정 높이에 도달하면 인플레이터(160)에 작동 신호를 제공하여 인플레이터(160)를 작동시킨다.As shown in FIG. 6, the wireless sensor network construction apparatus 100 is dropped in the air through an aircraft or a mechanism, and the housing 130 is standing up with the parachute 180 coupled to the housing 130 unfolded. Lower while keeping The height sensor 170 detects the height of the housing 130 while the housing 130 is decelerated by the parachute 180, and operates on the inflator 160 when the height of the housing 130 reaches a predetermined height. Providing a signal activates inflator 160.

인플레이터(160)의 작동으로 압력실(131)에 추진 압력이 발생하면, 압력실(131) 둘레에 배치된 복수의 파열판(145)이 동시에 파열되면서 추진 압력이 복수의 분사관(138)으로 전달된다. When propulsion pressure is generated in the pressure chamber 131 by the operation of the inflator 160, a plurality of bursting plates 145 disposed around the pressure chamber 131 are ruptured at the same time, and propulsion pressure is transmitted to the plurality of injection tubes 138. do.

도 5에 도시된 것과 같이, 추진 압력은 분사로(141)를 통해 충격완화체(146)에 전달된다. 이때, 충격완화체(146)는 추진 압력에 의해 추진되어 센서 노드(110)를 발사관(140) 바깥쪽으로 가압한다. 압력실(131)의 추진 압력이 충격완화체(146)에 전달될 때, 충격완화체(146)의 보강판(149) 및 몸체(147)의 바닥면이 변형되면서 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.As shown in FIG. 5, the pushing pressure is transmitted to the shock absorber 146 through the injection passage 141. At this time, the shock absorber 146 is pushed by the pushing pressure to press the sensor node 110 to the outside of the launch tube 140. When the propulsive pressure of the pressure chamber 131 is transmitted to the shock absorber 146, the bottom surface of the reinforcing plate 149 and the body 147 of the shock absorber 146 may be deformed to effectively absorb the shock. .

충격완화체(146)로부터 압력실(131)의 추진 압력을 간접적으로 전달받은 센서 노드(110)는 센서 노드 고정부재(142)로부터 벗어나 충격완화체(146)와 함께 발사관(140)으로부터 튕겨져 나온다. The sensor node 110, which has indirectly received the propulsion pressure of the pressure chamber 131 from the shock absorber 146, escapes from the sensor node fixing member 142 and bounces from the launch tube 140 together with the shock absorber 146. .

이후, 도 6에 도시된 것과 같이, 센서 노드(110)는 충격완화체(146)로부터 벗어나 낙하산(115)이 펼쳐지면서 안테나(111)가 상부를 향하는 기립 상태로 하강한다. 도면에는 하나의 센서 노드(110)가 발사된 것으로 나타냈으나, 복수의 센서 노드(110)가 동시에 공중 발사된다.Thereafter, as shown in FIG. 6, the sensor node 110 descends from the shock absorber 146 to the standing state in which the antenna 111 faces upward while the parachute 115 is unfolded. Although the figure shows that one sensor node 110 has been fired, a plurality of sensor nodes 110 are simultaneously air launched.

도 7에 도시된 것과 같이, 모든 센서 노드(110)가 발사된 후, 센서 노드 살포장치(120)의 하우징(130)은 싱크 노드(150)가 상부를 향하는 기립 상태를 유지하면서 지면에 착지된다. 지면에 착지할 때 하우징(130) 하부의 완충부재(136)가 충격을 흡수하여 싱크 노드(150) 등 중요 부품의 파손을 방지한다. As shown in FIG. 7, after all of the sensor nodes 110 are fired, the housing 130 of the sensor node spreader 120 is landed on the ground while maintaining the standing state of the sink node 150 upwards. . When landing on the ground, the shock absorbing member 136 in the lower portion of the housing 130 absorbs the shock to prevent breakage of important components such as the sink node 150.

그리고 복수의 센서 노드(110)는 지면에 착지하여 센서 노드 살포장치(120)의 둘레에 배치된다. In addition, the plurality of sensor nodes 110 are disposed around the sensor node spreading device 120 by landing on the ground.

센서 노드(110)가 지면에 착지할 때 각 센서 노드(110)의 지지대(114)가 센서 노드의 몸체(112)를 지지함으로써 센서 노드(110)는 그 안테나(111)가 상부를 향하는 기립 상태를 유지할 수 있다.When the sensor node 110 lands on the ground, the support 114 of each sensor node 110 supports the body 112 of the sensor node so that the sensor node 110 is in an upright state with the antenna 111 facing upward. Can be maintained.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치(100)는 복수의 센서 노드(110)를 중계기 역할을 하는 싱크 노드(150) 주위에 일정한 간격으로 배치함으로써, 해당 지역의 정보 검출을 안정적으로 수행할 수 있고, 검출 신호를 안정적으로 전송할 수 있다. As such, the wireless sensor network construction apparatus 100 according to an embodiment of the present invention arranges the plurality of sensor nodes 110 at regular intervals around the sink node 150 serving as a relay, thereby detecting information of a corresponding region. Can be performed stably, and the detection signal can be transmitted stably.

따라서, 적은 수의 센서 노드(110)로 충분한 정보 검출이 가능하여 무선 센서 네트워크의 구축 비용을 줄일 수 있다.Therefore, a sufficient number of sensor nodes 110 can detect sufficient information, thereby reducing the cost of building a wireless sensor network.

본 발명에 있어서, 상술한 각 구성요소의 구체적인 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 싱크 노드(150)의 설치 위치가 하우징(130)의 상부 끝단으로 한정될 필요는 없고, 높이감지센서(170)의 위치도 다양하게 변경될 수 있다.In the present invention, the specific structure of each component described above may be variously changed. For example, the installation position of the sink node 150 need not be limited to the upper end of the housing 130, and the position of the height sensor 170 may also be variously changed.

또한, 하우징(130)의 구체적인 구조도 다양하게 변경될 수 있다. 하우징(130)은 상부 커버(133), 하부 커버(134), 중간 몸체(132)가 분리형으로 이루어지지 않고, 일체형으로 이루어질 수도 있다. 그리고 분사관(138)과 발사관(140)도 일체형으로 이루어질 수 있고, 발사관(140)과 센서 노드 고정부재(142)도 일체형으로 이루어질 수 있다.In addition, the specific structure of the housing 130 may also be variously changed. The housing 130 is not formed of the upper cover 133, the lower cover 134, and the intermediate body 132, but may be integrally formed. In addition, the injection tube 138 and the launch tube 140 may also be formed in one piece, and the launch tube 140 and the sensor node fixing member 142 may also be formed in one piece.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be all or part of each embodiment so that various modifications may be made. May be optionally combined.

본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, these modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

100 : 무선 센서 네트워크 구축장치 110 : 센서 노드
111 : 안테나 114 : 지지대
115, 180 : 낙하산 120 : 센서 노드 살포장치
130 : 하우징 131 : 압력실
132 : 중간 몸체 133 : 상부 커버
134 : 하부 커버 135 : 고정판
136 : 완충부재 137 : 분사구
138 : 분사관 139 : 파열판 고정부
140 : 발사관 142 : 센서 노드 고정부재
143 : 후크 144 : 걸림턱
145 : 파열판 146 : 충격완화체
149 : 보강판 150 : 싱크 노드
160 : 인플레이터 170 : 높이감지센서
100: wireless sensor network construction device 110: sensor node
111 antenna 114 support
115, 180: parachute 120: sensor node spreading device
130 housing 131 pressure chamber
132: intermediate body 133: top cover
134: lower cover 135: fixed plate
136: buffer member 137: injection hole
138: injection pipe 139: rupture plate fixing portion
140: launch tube 142: sensor node fixing member
143: hook 144: locking jaw
145: rupture plate 146: shock absorber
149: reinforcement plate 150: sink node
160: Inflator 170: height sensor

Claims (11)

압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 포함하는 하우징;
상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되고, 지면에 배치되어 무선 센서 네트워크를 구성하기 위한 센서 노드가 결합되는 복수의 발사관; 및
상기 각각의 발사관에 결합되는 상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터를 포함하는 센서 노드 살포장치.
A housing including a pressure chamber and a plurality of injection holes connected to the pressure chamber;
A plurality of launch tubes coupled to the housing so as to be connected to the respective injection holes, and coupled to a sensor node disposed on the ground to form a wireless sensor network; And
And an inflator configured to generate a propulsion pressure in the pressure chamber to launch the plurality of sensor nodes coupled to the respective launch tubes from the respective launch tubes.
제 1 항에 있어서,
상기 각각의 분사구에서 이들에 대응하는 상기 각각의 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되어 상기 각각의 분사로를 밀폐하되, 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 파열되어 상기 각각의 분사로를 개방하는 복수의 파열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
The method of claim 1,
The respective injection ports are respectively disposed in a plurality of injection paths extending into the respective launch tubes corresponding thereto, thereby closing the respective injection paths, and bursting by the propulsion pressure generated by the inflator when the inflator is operated. And a plurality of rupture plates to open the respective injection paths.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 각각의 분사구에서 이들에 대응하는 상기 각각의 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되고, 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 추진되어 상기 각각의 센서 노드를 상기 각각의 분사관 바깥쪽으로 밀어내는 복수의 충격완화체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Each of the plurality of injection paths extending from the respective injection holes into the respective launch tubes corresponding thereto, and being propelled by the propulsion pressure generated by the inflator during operation of the inflator to cause the respective sensor node to The sensor node spreading device further comprises a plurality of shock absorbers for pushing out of each injection pipe.
제 1 항에 있어서,
상기 각각의 발사관에는 상기 각각의 센서 노드를 임시 고정하기 위한 센서 노드 고정부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
The method of claim 1,
And each of the launch tubes includes a sensor node fixing member for temporarily fixing the respective sensor nodes.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징이 낙하할 때 지면으로부터 상기 하우징까지의 높이를 검출하고, 상기 인플레이터에 작동 신호를 제공하는 높이감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
The method of claim 1,
And a height detecting sensor for detecting a height from the ground to the housing when the housing falls and providing an operation signal to the inflator.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 노드와 무선 통신하기 위해 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
The method of claim 1,
And a sink node coupled to the housing for wireless communication with the plurality of sensor nodes.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징의 낙하 속도를 감속시키기 위해 상기 하우징에 결합되는 감속기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
The method of claim 1,
And a deceleration mechanism coupled to the housing to slow down the falling speed of the housing.
제 1 항에 있어서,
상기 발사관은 상기 하우징의 외면에 지면에 대해 상부 방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
The method of claim 1,
And the launch tube is disposed on an outer surface of the housing to be inclined upwardly with respect to the ground.
압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 구비하는 하우징;
상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되는 복수의 발사관;
감지된 신호를 무선으로 송신하기 위한 안테나를 구비하고, 상기 각각의 발사관에 결합되는 복수의 센서 노드;
상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터; 및
상기 복수의 센서 노드와 무선 통신할 수 있도록 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크 구축장치.
A housing having a pressure chamber and a plurality of injection holes connected to the pressure chamber;
A plurality of launch tubes coupled to the housing so as to be connected to the respective injection holes;
A plurality of sensor nodes having an antenna for wirelessly transmitting the sensed signal, the plurality of sensor nodes coupled to the respective launch tubes;
An inflator configured to generate a pushing pressure in the pressure chamber for firing the plurality of sensor nodes from the respective launch tubes; And
And a sink node coupled to the housing to enable wireless communication with the plurality of sensor nodes.
제9항에 있어서,
상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 상기 각각의 발사관으로부터 발사된 후 상기 각각의 센서 노드의 몸체의 낙하 속도를 감속시키기 위한 감속기구가 결합되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 구축장치.
10. The method of claim 9,
And a deceleration mechanism is coupled to the body of each sensor node to decelerate the falling speed of the body of each sensor node after being fired from the respective launch tube.
제9항에 있어서,
상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 지면에 착지 시 상기 각각의 센서 노드의 몸체를 지면과 수직인 자세로 지지하기 위한 지지대가 결합되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 구축장치.
10. The method of claim 9,
And a support for supporting the body of each sensor node in a vertical position with respect to the ground when the body of each sensor node is grounded.
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