KR20130067152A - 센서 노드 장치, 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 충돌 정보 전달 방법 - Google Patents

센서 노드 장치, 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 충돌 정보 전달 방법 Download PDF

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Abstract

도로에 설치된 가드레일에 센서 노드 장치가 복수개 설치되어 있으며, 센서노드 장치는 빛을 반사시키는 반사판을 외부에 형성한 구조물 형태로 구현되어 가드레일에 설치된다. 센서 노드 장치는 차량 충돌이 감지되면 이를 게이트웨이를 통하여 원격 관리 센터로 통보한다. 이후 원격 관리 센터 및 게이트웨이를 통하여 전송되는 점멸 구동 메시지에 따라 충돌이 발생된 위치에서 설정된 범위내에 위치하는 적어도 하나 이상의 센서 노드 장치들이 점멸 동작을 수행하여 차량 충돌 발생을 알린다.

Description

센서 노드 장치, 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 충돌 정보 전달 방법{Sensor node device, wireless sensor network system, and method for transmitting collision information using them}
본 발명은 센서 노드에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 센서 노드 장치, 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 충돌 정보 전달 방법에 관한 것이다.
유비쿼터스 센서 네트워크(ubiquitous sensor network, USN)를 이용하여 다양한 시설물에 대한 지능화와 실시간적인 모니터링 및 관리 기술이 개발 및 적용되고 있다. USN을 구성하는 핵심 요소인 센서 노드가 시설물에 대한 센싱 정보를 수집하여 원격 관리 센터로 전송하는 과정을 통하여, 시설물에 대한 실시간적 관리가 이루어진다.
이러한 특징에 따라 USN을 도로 관리에도 적용하고 있는데, 일반적으로 도로에 센서 노드를 설치하여 도로의 교통 상황에 따른 정보를 수집하는 기술들이 주로 사용되고 있다. 센서 노드들은 도로를 주행하는 차량에 관련된 정보를 측정하고 측정된 정보를 원격의 서버로 전송하여 해당 서버에서 교통 상황을 관리하도록 한다.
이외에도 도로에 차량 충돌과 같은 사고가 발생하는 경우에 이를 감지하여 원격의 서버로 전송하는 기술들이 적용되고 있으나, 이러한 기술에서 센서 노드는 단지 차량의 충돌 사고를 감지하여 전송하는 기능만을 수행할 뿐이다. 그러므로 이러한 정보 수집 및 전송 기능을 수행하는 센서 노드만을 도로에 설치하는데 소용되는 비용에 비하여 센서 노드가 정보 수집 및 전송의 기능만을 수행함으로써, 센서 노드가 보다 효율적인 다른 기능을 수행하는 것이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도로에서 발생되는 충돌을 효과적으로 감지하면서도 충돌 발생 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 센서 노드 장치 및 무선 센서 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 지능화된 도로 반사판으로서 기능을 수행하면서 충돌 발생을 효과적으로 감지하여 통보할 수 있는 센서 노드 장치와 이를 이용하여 충돌 정보를 전달하는 무선 센서 네트워크 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
위의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 센서 노드 장치는, 통신부; 도로에 설치되는 가드레일에 발생되는 차량 충돌을 감지하는 센서를 포함하는 센서부; 상기 센서부에 의하여 충돌이 감지되면 충돌에 따른 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 통신부를 통하여 전송하는 제어부; 빛을 발광하는 발광부; 및 상기 충돌이 감지되는 경우 상기 제어부의 제어에 따라 상기 발광부를 발광시키거나 점멸시키는 발광 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 통신부를 통하여 점멸 구동 메시지가 수신되면 상기 발광 제어부를 통하여 상기 발광부를 점멸 동작시킨다.
여기서, 센서 노드 장치 고정 지지대에 연결되어 있으며 상기 통신부, 센서부, 제어부, 발광부 및 발광 제어부를 포함하는 회로 모듈이 내장되어 있는 본체; 상기 본체의 외부에 형성되어 있으며 빛을 반사키는 반사판; 및 상기 본체의 외부에 형성되어 상기 발광부에서 발광되는 빛을 투과시키는 투명창을 더 포함할 수 있다.
이외에도, 상기 센서 노드 장치는 상기 본체에 연결되어 있는 충전 모듈을 더 포함하고, 상기 충전 모듈에 태양 전지와, 상기 태양 전지로부터 획득되는 에너지를 포함하는 충전부를 포함하는 전원 공급부가 내장될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 무선 센서 네트워크시스템은, 도로에 설치된 가드레일에 복수개 설치되어 있으며, 차량 충돌이 감지되거나 점멸 구동 메시지가 수신되는 경우에 빛을 발광하는 점멸 동작을 수행하는 센서 노드 장치; 및 상기 센서 노드 장치들과 통신하여 센서 노드 장치로부터 제공되는 충돌 정보를 원격 관리 센터로 제공하고, 상기 원격 관리 센터로부터 제공되는 정보에 대응하는 점멸 구동 메시지 또는 점멸 해제 메시지를 해당 센서 노드 장치로 제공하는 게이트웨이를 포함한다. 여기서, 상기 가드레일에 충돌이 발생한 경우 상기 충돌이 발생된 위치에 가장 가까운 곳에 설치된 센서 노드 장치가 충돌 정보를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하며, 상기 충돌이 발생된 위치에서 설정된 범위내에 위치하는 적어도 하나이상의 센서 노드 장치로 상기 점멸 구동 메시지가 송신된다.
여기서, 상기 충돌 정보는 미리 설정된 멀티 홉 라우팅 경로에 따라 선택적으로 적어도 하나의 다른 센서 노드 장치를 경유하여 상기 게이트웨이로 전송되고, 상기 점멸 구동 메시지는 센서 노드 장치들간의 전달을 통하여, 상기 설정된 범위내에 위치하는 적어도 하나 이상의 센서 노드 장치로 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 방법은, 센서 노드 장치들이 게이트웨이를 통하여 원격 관리 센터로 충돌 정보를 전달하는 방법이다. 이 방법은 외부에 빛을 반사시키는 반사판을 포함하는 구조물 형태로 이루어져 도로의 가드레일에 설치되어 도로 반사판으로의 기능을 수행하는 복수개의 센서 노드 장치 중 하나가 상기 가드레일에 차량 충돌을 감지하는 경우 충돌 정보를 생성하는 단계; 상기 충돌 정보가 상기 게이트웨이로 전송되고, 상기 게이트웨이가 상기 충돌 정보를 원격 관리 센터로 전송하는 단계; 상기 게이트웨이가 상기 원격 관리 센터로부터 상기 충돌 정보에 대응하는 대응 정보를 수신하고, 수신된 대응 정보에 따른 점멸 구동 메시지를 생성하여 전송하는 단계; 및 상기 점멸 구동 메시지를 수신한 센서 노드 장치들이 점멸 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 충돌 정보를 생성하는 단계는 상기 가드레일에 충돌이 발생한 경우 상기 충돌이 발생된 위치에 가장 가까운 곳에 설치된 센서 노드 장치가 충돌 정보를 생성할 수 있다.
또한 상기 충돌 정보가 상기 게이트웨이로 전송되는 단계에서, 상기 충돌 정보는 미리 설정된 멀티 홉 라우팅 경로에 따라 적어도 하나의 다른 센서 노드 장치를 경유하여 상기 게이트웨이로 전송될 수 있다.
또한 상기 충돌 정보를 생성하는 단계는 상기 충돌 정보를 생성한 센서 노드 장치가 상기 충돌 정보를 전송한 다음에 빛을 발광하여 점멸 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 센서 노드 장치를 도로의 가드레일에 부착가능한 구조물 형태로 구현하여 도로 등에서 발생하는 차량 충돌 사고를 용이하게 감지할 수 있다. 또한 센서 노드 장치가 도로 시설물에 적용되는 반사판을 포함하는 구조물 형태로 구현됨으로써, 센서 노드 장치가 차량 불빛을 반사시키는 도로 반사판으로 기능하면서도 차량 충돌을 감지하고 이를 효과적으로 경고하는 장치로서의 기능을 수행한다.
또한 센서 노드 장치간에 충돌 사고에 따른 정보 전달이 효과적으로 수행되면서, 충돌 주변에 있는 센서 노드 장치들이 발광 또는 점멸 동작을 수행함으로써 도로를 주행하는 후방 차량이나 다른 차량에게 전방 사고 발생을 효과적으로 경보하여 추가적인 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한 센서 노드 장치가 태양광을 이용한 에너지를 토대로 동작함으로써, 도로에 설치된 센서 노드 장치들에 대한 전원 교체와 같은 별도의 유지 관리 없이도 효과적인 충돌 감지 및 정보 전달이 이루어진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드가 도로 시설물에 설치된 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치의 외부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치를 이용하여 도로상에서 차량의 충돌을 감지하고 전달하는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 충돌 정보 전달 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치의 동작 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이의 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템 및 그 통신 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 구조를 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에 도시도 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템(1)은 복수의 센서 노드(11)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템(1)은 예를 들어, 유비쿼터스 네트워크 기반으로 동작한다.
무선 센서 네트워크 시스템(1)의 각 센서 노드(11)는 무선 통신 기반으로 데이터 전송을 하며, 데이터는 노드간 멀티 홉으로 전달되어 게이트웨이(2)로 전달된다.
게이트웨이(2)는 센서 노드(12)로부터 수신한 메시지에 대하여 프로토콜 변환 기능을 수행하고, 프로토콜 변환된 메시지를 코어망(3)을 통하여 원격 관리 센터(4)로 전송한다. 이러한 게이트웨이(2)는 센서 노드(11)와 통신이 가능한 싱크 노드(21)를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템(1)은 도로 관리를 위한 센싱 정보를 획득하고 획득된 센싱 정보를 게이트웨이(2)를 통하여 원격 관리 센터(4)로 전송한다. 여기서는 무선 센서 네트워크 시스템(1)은 게이트웨이(2)를 포함할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드(12)는 도로에 설치된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드가 도로 시설물에 설치된 구조를 나타낸 도이다.
첨부한 도 2에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드(12)는 도로 시설물 즉, 도로에서 자동차의 사고 방지를 위하여 차도와 인도 사이나, 도로의 중앙 분리대에 설치되는 가드레일(guard-rail)(5)에 설치된다. 구체적으로 센서 노드(12)는 가드레일(5)에 가해지는 충격에 따른 충격량을 감지할 수 있도록 가드레일(5)에 밀착해서 설치되며, 도 2에서와 같이, 센서 노드(12)를 보호할 수 있는 구조물에 내장되는 형태로 설치된다. 센서 노드를 포함하는 구조물을 이하에서는 "센서 노드 장치"라고 명명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드를 포함하는 센서 노드 장치(100-1, 100-2, 100-3, …, 100-n, 여기서 n은 양의 정수, 이하, 설명의 편의를 대표 번호 "100"을 부여함)는 도 2에서와 같이, 가드레일(5)의 복수의 위치에 각각 설치될 수 있다. 가드레일(5)은 복수의 가드레일 지지대(51, 52, 53, …, 5n)에 의하여 지지되어 도로에 설치된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치의 구조를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치의 외부 사시도이다.
첨부한 도 3에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치(100)는 전원 공급부(101), 센서부(102), 통신부(103), 제어부(104), 발광 제어부(105), 그리고 발광부(106)을 포함한다.
전원 공급부(101)는 센서 노드 장치(100)의 각 구성 요소로 전원을 공급하며, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급부(101)는 효율적인 전원 공급을 위하여 태양전지(solar cell)(1011)와 태양전지(1011)로부터 획득되는 에너지를 저장하는 충전부(1012)를 포함한다. 태양전지(1011)로부터의 전기 에너지가 충전부(1012)에 저장되는 동작은 제어부(104)나 별도의 전원 제어를 위한 제어부를 통하여 수행될 수 있다.
센서부(102)는 외부로부터 가해지는 충격을 감지하여 출력하는 충격 감지 센서(1021), 주변 환경의 조도를 감지하여 해당 신호를 출력하는 조도 센서(1022)를 포함한다.
충격 감지 센서(1021)는 가속도 센서로 이루어질 수 있다. 가속도 센서는 가드레일(5)에 가해지는 충격에 따른 가속도 값을 감지하여 출력한다. 가속도 센서는 다양한 가속도 값에 대한 임계치를 설정하여 특정 가속도 값 이상에 대한 것에 대해서만 충돌로 감지할 수 있다. 이에 따라 차량 충돌이 아닌 미미한 충돌에 대해서는 자체적으로 필터링하는 기능이 이루어질 수 있다.
조도 센서(1022)는 주변 환경의 조도량을 측정한다. 이러한 조도량은 낮과 밤을 구분하거나 또는 야간 또는 특정 조도 이하의 상황에서 반사판(106)을 통하여 빛을 발산할 수 있도록 하는 판단 데이터로 사용된다.
이와 같이 감지되는 충격 센싱 데이터, 조도 데이터를 포함하는 센싱 정보는 통신부(103)를 통하여 전송되거나 제어부(104)로 입력된다.
발광부(106)는 램프를 포함하며, 예를 들어, 야간에 운전자가 쉽게 도로의 상황을 빠르게 인식할 수 있도록 먼 거리에서도 쉽게 육안 관찰이 가능한 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
발광 제어부(105)의 제어에 따라 빛을 발광한다. 발광 제어부(105)는 제어부(104)의 제어에 따라 발광부(106)를 동작시키며, 발광부(106)가 점멸 동작을 수행하도록 소정 주기로 발광부(106)를 발광시킬 수 있다. 발광부(105)의 발광 및 점멸 동작은 이후에 기술되는 점멸 구동 메시지에 따라 이루어지거나 조도 센서(1022)에 의하여 측정되는 주변 환경의 조도량에 따라 이루어질 수 있다. 여기서 측정되는 주변 환경의 조도량에 따라 발광부(106)의 발광 세기가 달라질 수 있다.
통신부(103)는 안테나(1031)를 통하여 외부의 다른 센서 노드 장치를 포함하는 통신 장치와 통신하며, 제어부(104)의 제어에 따라 충돌 감지에 따른 정보 등을 전송하고, 다른 센서 노드 장치로부터 송신되는 메시지를 수신하여 제어부(104)로 전달한다. 이러한 통신부(103)는 외부와의 메시지 송수신이 필요한 경우 무선 센서 네트워크 시스템에서 사용하는 저전력 무선 통신을 위한 데이터 송수신 정합부로서 기능한다.
제어부(104)는 센서부(102)의 초기화 및 센싱 동작을 포함하는 센서 노드 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하며, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치(100)가 도로 반사판으로의 기능을 수행하고, 가드레일(5)에 충격이 감지되는 경우 이를 다른 센서 노드 장치로 전달하는 기능이 이루어지도록, 각 부(101,102,103,105)의 동작을 제어한다. 이를 위하여, 제어부(104)는 예를 들어, 메모리를 내장하고 있는 마이크로 콘트롤러로 구성될 수 있으며, 센서 노드 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 내부 메모리에 탑재하여 센서 노드 초기화 및 동작에 관한 전반적인 것을 관리하고 각종 주변 센서에 대한 처리 기능을 수행할 수 있다.
이러한 센서 노드 장치(100)는 도 4에 도시되어 있듯이, 가드레일(5)에 설치 가능한 형태의 구조물로 구현될 수 있다.
구체적으로, 도 4에서와 같이, 센서 노드 장치(100)는 고정 지지대(107)와 고정 지지대에 연결되는 본체(108), 본체에 연결되어 있는 충전 모듈(109)을 포함한다.
고정 지지대(107)는 가드레일(5)에 연결되어 센서 노드 장치(100)가 가드레일(5)에 부착될 수 있도록 하며, 본체(108)에는 센서부(102), 통신부(103), 제어부(104), 발광 제어부(105), 발광부(106)을 포함하는 회로 모듈(110)과, 전원 공급부(101)의 충전부(1012)가 내장된다.
본체(108)의 일부에는 투명창(111)이 형성되어 있으며, 발광부(106)의 발광 동작에 따른 빛이 투명창(111)을 투과하여 출사된다. 따라서 발광부(106)의 발광 또는 점멸에 의하여 투명창(111)을 통한 빛이 출력됨으로써, 센서 노드 장치(100)는 경고등으로서의 기능을 수행할 수 있다.
또한 본체(108)의 외부에 안테나(1031)가 형성되어 있으며, 통신부(103)는 본체(108)의 외부에 설치되어 있는 안테나(1031)를 통하여 다른 센서 노드 장치 등의 외부 통신 장치와 통신한다.
본체(108)에 연결된 충전 모듈(109)에는 전원 공급부(101)의 태양전지(1011)가 내장되어 있으며, 태양광을 보다 용이하게 집광할 수 있는 형태로 충전 모듈(109)이 형성될 수 있다. 충전 모듈(109)에 내장된 태양전지(1011)에 의하여 형성된 에너지는 본체(108)에 내장되어 있는 충전부(1022)에 저장된다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치(100)는 도로 반사판으로서의 기능을 수행하기 위하여, 반사판(112)을 포함한다. 반사판(112)은 도 4에서와 같이, 본체(106)의 외부에 형성되어, 외부로부터 입사되는 빛을 반사시키는 기능을 수행한다. 예를 들어, 차량 불빛을 반사시킴으로써, 이러한 반사판(112)을 포함하는 센서 노드 장치(100)는 도로 반사판으로의 기능을 수행하여, 도로 경계를 운전자들에게 알려줄 수 있다.
이와 같이 도 4에 도시된 바와 같은 구조물 형태로 구현되는 센서 노드 장치(100)는 도 2에 예시된 바와 같이, 가드레일(5)에 부착되어 동작한다.
또한 센서 노드 장치(100)는 반사판을 포함하는 형태의 구조물로 구현되어 가드레일에 설치됨으로써, 도로 반사판으로서의 기능을 수행함과 동시에 가드레일 충격 감지 및 정보 전달, 그리고 반사판 점멸을 구동하여 도로 안전 정보를 제공하는 기능을 수행하게 된다.
다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치(100)를 이용한 충돌 정보 전달 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치(100)를 이용하여 도로상에서 차량의 충돌을 감지하고 전달하는 과정을 나타낸 예시도이다. 구체적으로 도 5는 도로에서 차량이 가드레일(5)에 충돌하여 센서 노드 장치(100)가 충격을 감지하고, 센서 노드 장치(100)가 충돌 정보를 게이트웨이(2)를 통하여 원격 관리 센터(4)로 전송하는 과정을 나타내고 있으며, 또한 센서 노드 장치(100)가 반사판을 점멸 구동하여 차량의 충돌 발생을 경고하는 과정을 나타내고 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 충돌 정보 전달 방법의 흐름도이다.
첨부한 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치(100)가 도로에 설치된 가드레일(5)에 복수개 설치되어 있다고 하자. 예를 들어, 가드레일(5)에 복수의 센서 노드 장치(100-1, 100-2, …, 100-k, 100-k+1, …, 100-n, , 여기서 k는 양의 정수)가 설치되어 있다고 하자.
도 6에서와 같이, 각 센서 노드 장치(100)의 초기화 동작을 수행하고 차량의 충돌 발생을 감지하기 위한 대기 상태로 진입한다(S100). 이러한 상태에서 도 5에 예시된 바와 같이, 임의의 차량(6)이 우측 방향(화살표 방향)으로 진행하던 중에서 가드레일(5)에 충돌하게 되면, 가드레일(5)에 설치된 센서 노드 장치(100)가 충돌을 감지한다. 이때, 가드레일(5)에서 차량 충돌이 발생한 가장 가까운 위치의 센서 노드 장치(100)가 충돌 상황을 감지하게 되는데, 여기서는 도 5에서, k번째에 해당하는 센서 노드 장치(100-k)가 차량 충돌을 감지한 것으로 가정한다.
k번째 센서 노드 장치(100-k)가 차량의 충돌을 감지하면(S110), 감지되는 충돌에 따른 충격량을 획득하고(S120), 획득한 충격량을 포함하는 충돌 정보를 생성하여 전송한다(S130). 여기서 센서 노드 장치(100-k)는 획득한 충격량이 설정된 임계치 이상인 경우에만 충돌 정보를 생성할 수 있다. 충돌 정보에는 충격량(또는 충격의 크기), 충돌을 감지한 센서 노드 장치의 식별자 및 위치 정보가 포함될 수 있다.
충돌을 감지한 센서 노드 장치(100-k)는 게이트웨이(2)로 충돌 정보를 전송하는데, 여기서 센서 노드 장치(100-k)는 충돌 정보를 바로 게이트웨이(2)로 전송하거나 또는 설정된 멀티 홉 라우팅 경로에 따라 소정수의 센서 노드 장치를 통하여 게이트웨이(2)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 센서 노드 장치(100-k)는 설정된 멀티 홉 라우팅 경로에 따라 다음 홉의 센서 노드 장치(예를 들어, 100-K+1)로 충돌 정보를 전달하고, 센서 노드 장치(100-k+1)가 수신한 충돌 정보를 싱크 노드(21)를 포함하는 게이트웨이(2)로 전송한다.
한편 게이트웨이(2)는 수신되는 충돌 정보를 코어망(3)을 통하여 원격 관리 센터(4)로 전달하며(S140), 원격 관리 센터(4)는 충돌 정보를 토대로 차량 충돌 사고가 발생하였음을 확인한다(S150). 그리고 차량 충돌 사고에 대응하기 위한 대응 정보를 게이트웨이(2)를 통하여 복수의 센서 노드 장치로 전송한다(S160). 대응 정보에는 충돌이 발생된 위치와, 충돌 발생 위치를 토대로 설정된 범위내에 위치하는 주변 센서 노드 장치들에 대한 식별자들이 포함되어 있으며, 이외에도 점멸 동작을 수행하라는 명령어도 포함될 수 있다. 여기서 충돌 발생 위치를 토대로 차량의 후방 방향으로 설정된 범위내에 위치하는 주변 센서 노드 장치들의 식별자들이 포함되거나, 또는 충돌 발생 위치를 토대로 차량의 전방 방향 및 후방 방향으로 설정된 반경내에 위치되는 주변 센서 노드 장치들의 식별자들이 포함될 수 있다. 여기서 설정된 범위는 멀티 홉 라우팅 경로에 따른 홉수로도 나타낼 수 있다.
게이트웨이(2)는 원격 관리 센터(4)로부터 수신한 대응 정보를 센서 노드 장치에서 수신하고(S170), 수신된 대응 정보로부터 충돌 발생 위치와 주변 센서 노드 장치들의 식별자들을 추출한다(S180). 그리고 충돌 발생 위치와 주변 센서 노드 장치들의 식별자들을 포함하는 점멸 구동 메시지를 포함하는 메시지를 송신하여 충돌 발생 사고를 알린다(S190). 즉, 게이트웨이(2)는 대응 정보를 센서 노드 장치에서 수신가능한 형태의 메시지로 처리하여 전송한다.
이와 같이 게이트웨이(2)로부터 전송된 점멸 구동 메시지는 센서 노드 장치로 수신된다. 특히 점멸 구동 메시지에 포함되어 있는 식별자를 가지는 센서 노드 장치들이 해당 점멸 구동 메시지를 수신하여 처리한다.
이를 위하여, 점멸 구동 메시지는 게이트웨이(2)로 충돌 정보를 전송한 센서 노드 장치(100-k+1)로 먼저 전송될 수 있으며, 센서 노드 장치(100-k+1)는 수신된 점멸 구동 메시지를 멀티 홉 라우팅 경로에 따라 전달할 수 있다. 이러한 경로에 따라 전달되는 점멸 구동 메시지를 수신한 센서 노드 장치는 차량 충돌 사고가 발생한 것으로 판단하고 발광부(106)를 구동시켜 발광이 이루어지도록 한다. 이 때 점멸 구동 메시지에 따라 소정 간격 주기로 점멸이 이루어지도록 발광부(106)를 구동시킨다(S200).
예를 들어, 도 5에서와 같이, k번째 센서 노드 장치(100-k)에 의하여 충돌이 감지된 경우, 점멸 구동 범위로서 센서 노드 장치(100-k)부터 센서 노드 장치(100-1)가 해당될 수 있다. 즉, 점멸 구동 메시지에 주변 센서 노드 장치의 식별자로서 센서 노드 장치(100-k)부터 센서 노드 장치(100-1)까지에 해당하는 센서 노드들의 식별자들이 포함될 수 있다. 이에 따라 점멸 구동 메시지가 라우팅 경로에 따라 센서 노드 장치(100-k+1) → 센서 노드 장치(100-k) → … → 센서 노드 장치(100-2) → 센서 노드 장치(100-1)의 순으로 전달될 수 있다. 이에 따라 점멸 구동 메시지를 전달받은 센서 노드 장치들이 점멸 구동을 수행하여 후속 차량의 운전자들에게 실시간적으로 차량 충돌 사고가 발생하였음을 경보할 수 있다.
한편 위의 실시 예에서는 원격 관리 센터(4)가 충돌 정보를 토대로 충돌 발생 위치를 토대로 설정된 반경내에 포함되는 주변 센서 노드 장치들의 식별자들을 전송하는 것으로 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 원격 관리 센터가 충돌 발생 위치를 포함하는 대응 정보를 제공하고, 게이트웨이(2)가 충돌 발생 위치로부터 설정된 반경내에 포함되는 주변 센서 노드 장치들을 선택하여 점멸 구동 메시지를 전송할 수도 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 충돌 정보 전달 방법 수행시, 센서 노드 장치에서 수행되는 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치의 동작 흐름도이다.
첨부한 도 7에 도시되어 있듯이, 센서 노드 장치(100)의 제어부(104)는 센서부(102)를 초기화시켜서 센서 노드 장치(100)를 차량의 충돌 발생을 감지하기 위한 대기 상태로 진입시킨다(S300). 이러한 상태에서 센서부(102)의 충격 감지 센서(1021)를 통하여 차량 충돌에 따른 충격 감지 신호가 출력되면(S310), 제어부(104)는 충격 감지 신호에 따라 충돌에 따른 충격량을 획득한다(S320). 그리고 획득한 충격량을 포함하는 충돌 정보를 생성하고, 생성된 충돌 정보를 통신부(103)를 통하여 전송한다(S330). 이 때, 제어부(104)는 발광 제어부(105)를 제어하여 발광 동작이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라 발광 제어부(105)가 발광부(106)를 구동시켜 차량 충돌 사고가 발생하였음을 경고한다. 여기서 발광 제어부(105)는 발광부(106)가 점멸하도록 제어할 수 있다(S340). 발광부(106)의 점멸 동작에 의하여 도 3에 도시된 바와 같은 센서 노드 장치(100)의 반사판(112)을 통하여 점멸되는 빛이 출력됨으로써, 후방 차량의 운전자 등은 차량 충돌 사고를 용이하게 인지할 수 있다.
한편 센서 노드 장치(100)는 통신부(103)를 통하여 점멸 구동 메시지를 수신하면(S350), 제어부(104)는 발광 제어부(105)를 제어하여 발광 동작이 이루어지도록 하며, 발광 제어부(105)가 발광부(106)를 구동시켜 소정 주기에 따라 점멸하도록 한다(S360).
한편 센서 노드 장치(100)는 통신부(103)를 통하여 점멸 해제 메시지를 수신하면(S370), 제어부(104)는 점멸 동작을 수행하는 발광부(106)의 점멸 동작을 중지한다. 즉, 제어부(104)의 제어에 따라 발광 제어부(105)가 발광부(106)의 점멸 동작을 중지시킨다(S380). 이러한 점멸 해제 메시지는 원격 관리 센터(4)로부터 제공되는 정보에 따라 게이트웨이(2)를 통하여 수신될 수 있으며, 점멸 해제 메시지는 이전에 점멸 구동 메시지를 수신한 센서 노드 장치들에게 전송될 수 있다. 점멸 해제 메시지도 위에 기술된 점멸 구동 메시지와 동일한 경로를 따라 전달될 수 있다. 원격 관리 센터(2)는 충돌 정보를 수신하고 대응 정보를 전송한 다음에, 사고 대처를 수행한 사용자의 단말(도시하지 않음) 등을 통하여 사고 처리가 완료되었다는 보고를 받은 경우에, 센서 노드 장치들의 점멸 동작을 중지하도록 하는 명령어를 포함하는 정보를 게이트웨이(2)로 전송할 수 있다. 이에 따라 게이트웨이(2)는 수신된 정보에 대응하는 점멸 해제 메시지를 관련 센서 노드 장치들 즉, 이전에 점멸 구동 메시지를 수신하였던 센서 노드 장치들에게 전송할 수 있다.
다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 충돌 정보 전달 방법 수행시, 게이트웨이에서 수행되는 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이의 동작 흐름도이다.
게이트웨이(2)는 첨부한 도 8에 도시되어 있듯이, 초기화 이후에 센서 노드장치(100)로부터 충돌 정보가 수신되면(S510), 수신된 충돌 정보를 코어망(3)을 통하여 원격 관리 센터(4)로 전송한다(S520).
이후 원격 관리 센터(4)로부터 대응 정보를 수신하고(S530), 수신된 대응 정보로부터 충돌 발생 위치와 주변 센서 노드 장치들의 식별자들을 추출하고(S540), 이들을 포함하는 점멸 구동 메시지를 생성하여 해당하는 센서 노드 장치에게 전송하면서, 점멸 동작을 요청한다(S550). 이러한 점멸 구동 메시지를 수신한 센서 노드 장치는 위에 기술된 바와 같이 점멸 동작을 수행하여 차량 충돌 사고가 발생하였음을 경보한다.
한편 원격 관리 센터(4)로부터 점멸 동작 해제를 요청하는 정보를 수신하면, 수신된 정보에 해당하는 식별자를 가지는 센서 노드 장치들로 점멸 해제 메시지를 전송하여 점멸 동작 해제를 요청한다(S560, S570). 이러한 점멸 해제 메시지를 수신한 센서 노드 장치는 점멸 동작을 중지한다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따르면, 센서 노드 장치가 도로 시설물에 설치된 도로 반사판으로의 기능뿐만 아니라, 가드 레일 충격 감지를 통한 사고 인지 및 통보를 효과적으로 수행할 수 있다. 또한 원격 관리 센터로부터의 충돌 사고 주변에 대한 경고 신호 구동 요구에 대하여 센서 노드 장치가 발광 및 점멸 동작을 수행함으로써 효과적으로 사고 발생에 대한 경보 기능을 수행할 수 있으며, 도로 안전 기능도 효과적으로 수행할 수 있다. 또한 센서 노드 장치는 차량 불빛에 대한 단순 한 반사 기능뿐만 아니라 가드 레일 충돌 사고에 대한 경고등 기능도 수행함으로써 안전 운전에도 기여할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 장치는 태양광 에너지 획득을 통한 충전 기술을 이용하여 동작함으로써 별도의 배터리 등이 요구되지 않아서 보다 효과적으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 통신부;
    도로에 설치되는 가드레일에 발생되는 차량 충돌을 감지하는 센서를 포함하는 센서부;
    상기 센서부에 의하여 충돌이 감지되면 충돌에 따른 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 통신부를 통하여 전송하는 제어부;
    빛을 발광하는 발광부; 및
    상기 충돌이 감지되는 경우 상기 제어부의 제어에 따라 상기 발광부를 발광시키거나 점멸시키는 발광 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 통신부를 통하여 점멸 구동 메시지가 수신되면 상기 발광 제어부를 통하여 상기 발광부를 점멸 동작시키는 센서 노드 장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 센서 노드 장치는
    고정 지지대에 연결되어 있으며 상기 통신부, 센서부, 제어부, 발광부 및 발광 제어부를 포함하는 회로 모듈이 내장되어 있는 본체;
    상기 본체의 외부에 형성되어 있으며 빛을 반사키는 반사판; 및
    상기 본체의 외부에 형성되어 상기 발광부에서 발광되는 빛을 투과시키는 투명창
    을 더 포함하는, 센서 노드 장치.
  3. 제2항에 있어서
    상기 본체에 연결되어 있는 충전 모듈을 더 포함하고,
    상기 충전 모듈에 태양 전지와, 상기 태양 전지로부터 획득되는 에너지를 포함하는 충전부를 포함하는 전원 공급부가 내장되어 있는, 센서 노드 장치.
  4. 제2항에 있어서
    상기 고정 지지대는 도로에 설치되어 있는 가드레일에 연결되어 있으며, 상기 센서부는 상기 가드레일에 가해지는 충돌을 감지하는, 센서 노드 장치.
  5. 도로에 설치된 가드레일에 복수개 설치되어 있으며, 차량 충돌이 감지되거나 점멸 구동 메시지가 수신되는 경우에 빛을 발광하는 점멸 동작을 수행하는 센서 노드 장치; 및
    상기 센서 노드 장치들과 통신하여 센서 노드 장치로부터 제공되는 충돌 정보를 원격 관리 센터로 제공하고, 상기 원격 관리 센터로부터 제공되는 정보에 대응하는 점멸 구동 메시지 또는 점멸 해제 메시지를 해당 센서 노드 장치로 제공하는 게이트웨이
    를 포함하고,
    상기 가드레일에 충돌이 발생한 경우 상기 충돌이 발생된 위치에 가장 가까운 곳에 설치된 센서 노드 장치가 충돌 정보를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하며, 상기 충돌이 발생된 위치에서 설정된 범위내에 위치하는 적어도 하나의 센서 노드 장치로 상기 점멸 구동 메시지가 송신되는, 무선 센서 네트워크 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서 노드 장치는
    고정 지지대를 통하여 상기 가드레일에 연결되어 있으며, 정보 및 메시지를 송수신하는 통신부, 충돌을 감지하는 센서부, 그리고 빛을 발광하는 발광부를 포함하는 회로 모듈이 내장되어 있는 본체;
    상기 본체의 외부에 형성되어 있으며 빛을 반사키는 반사판; 및
    상기 본체의 외부에 형성되어 상기 발광부에서 발광되는 빛을 투과시키는 투명창
    을 포함하는, 무선 센서 네트워크 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서 노드 장치는
    상기 본체에 연결되어 있는 충전 모듈을 더 포함하고,
    상기 충전 모듈에 태양 전지와, 상기 태양 전지로부터 획득되는 에너지를 포함하는 충전부를 포함하는 전원 공급부가 내장되어 있는, 무선 센서 네트워크 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 충돌 정보는 미리 설정된 멀티 홉 라우팅 경로에 따라 선택적으로 적어도 하나의 다른 센서 노드 장치를 경유하여 상기 게이트웨이로 전송되고,
    상기 점멸 구동 메시지는 센서 노드 장치들간의 전달을 통하여, 상기 설정된 범위내에 위치하는 적어도 하나의 센서 노드 장치로 제공되는, 무선 센서 네트워크 시스템.
  9. 센서 노드 장치들이 게이트웨이를 통하여 원격 관리 센터로 충돌 정보를 전달하는 방법에서,
    외부에 빛을 반사시키는 반사판을 포함하는 구조물 형태로 이루어져 도로의 가드레일에 설치되어 도로 반사판으로의 기능을 수행하는 복수개의 센서 노드 장치 중 하나가 상기 가드레일에 차량 충돌을 감지하는 경우 충돌 정보를 생성하는 단계;
    상기 충돌 정보가 상기 게이트웨이로 전송되고, 상기 게이트웨이가 상기 충돌 정보를 원격 관리 센터로 전송하는 단계;
    상기 게이트웨이가 상기 원격 관리 센터로부터 상기 충돌 정보에 대응하는 대응 정보를 수신하고, 수신된 대응 정보에 따른 점멸 구동 메시지를 생성하여 전송하는 단계; 및
    상기 점멸 구동 메시지를 수신한 센서 노드 장치들이 점멸 동작을 수행하는 단계
    를 포함하는, 충돌 정보 전달 방법.
  10. 제9항에 있어서
    상기 충돌 정보를 생성하는 단계는 상기 가드레일에 충돌이 발생한 경우 상기 충돌이 발생된 위치에 가장 가까운 곳에 설치된 센서 노드 장치가 충돌 정보를 생성하고,
    상기 충돌 정보가 상기 게이트웨이로 전송되는 단계에서, 상기 충돌 정보는 미리 설정된 멀티 홉 라우팅 경로에 따라 적어도 하나의 다른 센서 노드 장치를 경유하여 상기 게이트웨이로 전송되는, 충돌 정보 전달 방법.
  11. 제10항에 있어서
    상기 충돌 정보를 생성하는 단계는
    상기 충돌 정보를 생성한 센서 노드 장치가 상기 충돌 정보를 전송한 다음에 빛을 발광하여 점멸 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는, 충돌 정보 전달 방법.
  12. 제9항에 있어서
    상기 점멸 동작을 수행하는 단계는
    상기 충돌이 발생된 위치에서 설정된 범위내에 위치하는 적어도 하나의 센서 노드 장치들이 상기 점멸 구동 메시지를 수신하여 점멸 동작을 수행하는, 충돌 정보 전달 방법.
  13. 제9항에 있어서
    상기 충돌 정보는 충격량, 충돌을 감지한 센서 노드 장치의 식별자 및 위치 정보를 포함하는 충돌 정보 전달 방법.
  14. 제9항에 있어서
    상기 대응 정보는 충돌이 발생된 위치와, 충돌 발생 위치를 토대로 설정된 범위 내에 위치되는 주변 센서 노드 장치들에 대한 식별자들을 포함하며,
    상기 점멸 구동 메시지를 생성하여 전송하는 단계는
    상기 게이트웨이가 상기 대응 정보로부터 상기 충돌이 발생된 위치한 상기 식별자들을 추출하여 상기 점멸 구동 메시지를 전송하는, 충돌 정보 전달 방법.
  15. 제9항에 있어서
    상기 게이트웨이가 상기 원격 관리 센터로부터 제공되는 정보에 따라 점멸 해제 메시지를 생성하여 센서 노드 장치들로 전송하는 단계; 및
    상기 점멸 해제 메시지를 수신한 센서 노드장치가 점멸 동작을 중지하는 단계
    를 더 포함하는, 충돌 정보 전달 방법.
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