KR20140001343A - 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법 - Google Patents

모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140001343A
KR20140001343A KR1020120068459A KR20120068459A KR20140001343A KR 20140001343 A KR20140001343 A KR 20140001343A KR 1020120068459 A KR1020120068459 A KR 1020120068459A KR 20120068459 A KR20120068459 A KR 20120068459A KR 20140001343 A KR20140001343 A KR 20140001343A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cluster
node
cluster head
head node
beacon
Prior art date
Application number
KR1020120068459A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101376351B1 (ko
Inventor
변재영
이동훈
Original Assignee
조선대학교산학협력단
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 조선대학교산학협력단 filed Critical 조선대학교산학협력단
Priority to KR1020120068459A priority Critical patent/KR101376351B1/ko
Publication of KR20140001343A publication Critical patent/KR20140001343A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101376351B1 publication Critical patent/KR101376351B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/46—Cluster building
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/54—Organization of routing tables
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/32—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update for defining a routing cluster membership

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 이동이 발생할 경우, 해당 모바일 센서노드의 이동성을 감지 후 비콘 신호를 기반으로 새로운 클러스터에 대한 접속을 허용하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터링 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템은, 무선 센서 네트워크의 클러스터에 포함되는 모바일 센서노드이며, 상기 클러스터의 다른 모바일 센서노드에 대한 비콘(beacon) 메시지의 송신주기 Tbeacon이 설정되는 적어도 하나의 클러스터 헤드 노드와, 상기 클러스터에 포함되어 상기 클러스터 헤드 노드 중 소속된 클러스터 헤드 노드에 데이터를 전송하는 모바일 센서노드이며, 상기 비콘 메시지로부터 상기 클러스터 헤드 노드의 신호 세기를 산출하는 기능을 보유하는 동시에 데이터 전송을 지원하는 신호 세기인 Rth 값이 설정되어 산출된 클러스터 헤드 노드의 신호 세기와 상기 Rth 값을 통해 상기 클러스터 헤드 노드와의 거리를 계산하는 복수의 클러스터 멤버 노드와, 상기 클러스터 헤드 노드에서 수집 후 전송되는 상기 클러스터 멤버 노드의 데이터를 수신하는 베이스 스테이션을 포함하여 구성된다.

Description

모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법{Cluster-based wireless sensor network supporting mobility for mobile sensor node and wireless sensor network thereof}
본 발명은 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법에 관한 것으로서, 특히 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 이동이 발생할 경우, 해당 모바일 센서노드의 이동성을 감지 후 비콘(beacon) 신호를 기반으로 새로운 클러스터에 대한 접속을 허용하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법에 관한 것이다.
무선 센서 네트워크 시스템(Wireless Sensor Network System)은 복수의 센서를 분산 배치하여 네트워크화하고, 센서에 의해 감지된 각종 데이터를 수집 및 처리하여 이를 관리자에게 전송하는 네트워크 시스템을 의미한다.
이와 같은 무선 센서 네트워크 시스템은 초기에는 군용이나 재해 현장 및 오지 등의 환경에서 주로 활용되었으며, 현재는 무선 센서 네트워크의 개발 증가로 인해 인간의 행동에 관련된 환경에서의 상업적 응용으로까지 활용 범위가 확장되었다. 예를 들어 헬스케어 홈, 병원, 요양원 등의 시설에서 헬스케어(Healthcare)를 위한 서비스 환경 구축을 위해 무선 센서 네트워크 환경을 필요로 하고 있다. 나아가 무선 센서 네트워크는 불특정 공간에서 고정된 센서 노드로부터 정보를 수집하는 일괄적인 활용에서 이동성을 가진 센서들이 다양한 기능을 동적으로 제공해주는 개념으로 발전하고 있다.
그리고 무선 센서 네트워크 중 저전력 클러스터링 기반의 LEACH 라우팅 프로토콜이 센서 노드의 라이프 타임에 효과적인 동시에 안정적인 데이터 전송을 제공할 수 있어 현재 많이 사용되고 있다.
LEACH 라우팅 프로토콜은 군집단위의 작은 그룹을 만들어 그 중 대표가 되는 센서 노드를 선발하여 데이터 전송에 따른 충돌을 방지하기 위한 스케줄을 구성하고, 각각의 모바일 센서 노드의 데이터 전송 거리를 줄여 줌으로써, 각 모바일 센서 노드의 라이프 타임을 오래 유지시킬 수 있게 한 것이다.
이러한 LEACH 라우팅 프로토콜에 대해 부연 설명하면, 최초의 전체 센서 노드 중 5%의 센서 노드들이 임의의 확률에 따라 클러스터 헤드로 선출된다. 이때 클러스터 헤드가 한번이라도 선정된 적이 있으면 우선순위는 늦춰지게 된다. 이렇게 클러스터 헤드 선정 후, 선정된 각 클러스터 헤드는 자신이 클러스트 헤드가 되었음을 알리는 광고 메시지를 모든 센서 노드에게 전송한다. 이때, 상기 광고 (advertisement) 메시지의 신호세기를 측정하고, 가장 큰 신호 세기를 갖는 클러스터 헤드를 선정하여 참여메시지를 전송한다.
그리고 각 클러스트 헤드는 센서 노드들의 참여메시지 수신 순서에 따라 스케줄을 구성한 후 이렇게 작성된 스케줄을 소속된 센서 노드들에게 전송하며, 이에 따라 센서 노드들은 수신한 스케줄을 바탕으로 클러스터 헤드로 데이터를 전송한다.
그리고 클러스터 헤드는 자신의 클러스터 내 모든 센서 노드에게서 한번씩 수신한 데이터를 병합하여 베이스 스테이션에게 해당 데이터를 전송하고, 베이스 스테이션은 수신한 데이터 중 원하는 정보에 따라 사용자에게 제공하게 된다.
하지만, 이와 같은 LEACH 라우팅 프로토콜은 고정된 센서 노드의 환경에서는 효과적이지만 센서 노드들이 이동성을 갖고 움직이는 환경에서는 클러스터 헤드와 센서 노드 간의 거리가 멀어지면서 데이터 전송 효율이 저하되는 현상을 유발한다.
다시 말해 저전력 클러스터링 기반의 LEACH 라우팅 프로토콜은 모바일 센서 노드의 데이터 전송을 지원하기 힘들기 때문에 이를 지원하는 프로토콜 설계가 필요하며, 이러한 이유로 통상 LEACH-M이라 지칭되는 모바일 환경에 맞는 LEACH 라우팅 프로토콜(이하 “LEACH-M”이라 함)이 제공되었다.
이는 한국등록특허공보 제10-953866호 “센서 네트워크의 모빌리티 에이전트 장치”에 개시되고 있으며, 이러한 LEACH-M에 대해 간략하게 정리하면, LEACH-M은 위에서 설명한 기존의 LEACH 라우팅 프로토콜을 기반으로 모바일 센서 노드의 데이터 전송을 지원하기 위해 설계된 라우팅 프로토콜로, 모바일 센서 노드의 움직임을 파악하고 클러스터 영역을 벗어난 모바일 센서 노드의 데이터 전송을 보장해 준다.
여기서 모바일 센서 노드의 움직임을 파악하기 위해서 기존의 LEACH 라우팅 프로토콜과 달리 데이터 전송이 스케줄에 의해 바로 이루어지는 것이 아니라 클러스터 헤드에서 각각의 센서노드에게 할당한 전송구간인 TDMA 타임슬롯마다 데이터 요청 메시지를 보내 그 응답으로 돌아오는 데이터의 존재유무 체크를 통한 방법을 사용한다. 이때, 클러스터 헤드는 특정 센서 노드로부터 데이터가 전송되지 않으면, 해당 센서 노드가 자신의 클러스터 영역을 벗어난 것으로 판단하고, 이어서 이렇게 클러스터 영역을 벗어난 센서 노드를 제외한 스케줄을 재구성하여 데이터 전송이 이루어지도록 한다.
그리고 데이터를 전송하지 못한 모바일 센서 노드는 클러스터 헤드로부터 데이터 요청 메시지를 수신하지 못한 사실을 인지한 후, 인접한 다른 클러스터 헤드에게 참여 메시지를 보내어 자신의 데이터를 전송할 새로운 클러스터 영역에 참여하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 LEACH-M은 클러스터 헤드에서 각 센서 노드에 데이터 요청 메시지를 전송할 때마다 에너지 소모가 발생하는바, 이는 클러스터 헤드의 에너지 소모가 기본적으로 커지는 요인이 되는 동시에 센서 노드의 개수 증가에 비례하여 클러스터 헤드의 에너지 소모도 증가하게 되고, 이러한 클러스터 헤드의 에너지 소모 증가 현상은 무선 센서 네트워크 전체의 라이프 타임을 저하시키는 요인이 된다.
한국등록특허 10-953866호 한국공개특허 2011-0038372호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 이동이 발생할 경우, 해당 모바일 센서노드의 이동성을 인접한 클러스터 헤드들로부터의 비콘 신호세기 측정을 통해 감지 후 비콘 신호를 기반으로 새로운 클러스터에 대한 접속을 허용하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템을 제공하는데 목적이 있다. 이때의 비콘 메시지는 클러스터 헤드 광고를 위해 사용되는 광고 메시지에 추가할 수 없는 현재 클러스터 멤버 노드의 수 및 클러스터의 전송속도와 같은 현재 클러스터의 네트워크 구성 정보가 추가된 확장된 형태의 새로운 메시지이다.
또한, 본 발명은 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 각 모바일 센서노드들의 이동성을 지원하여 모바일 센서노드 간 데이터 전송을 더 안정적으로 할 수 있게 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터링 구조의 무선 센서 네트워크 시스템에 의해서, 클러스터링 기반의 모바일 센서노드가 이동성을 지원 받으면서 각 모바일 센서노드 간 데이터 전송이 더 안정적으로 이루어질 수 있는 무선 센서 네트워킹 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템은, 무선 센서 네트워크의 클러스터에 포함되는 모바일 센서노드이며, 상기 클러스터의 다른 모바일 센서노드에 대한 비콘 메시지의 송신주기 Tbeacon이 설정되는 적어도 하나의 클러스터 헤드 노드와, 상기 클러스터에 포함되어 상기 클러스터 헤드 노드 중 소속된 클러스터 헤드 노드에 데이터를 전송하는 모바일 센서노드이며, 상기 비콘 메시지로부터 상기 클러스터 헤드 노드의 신호 세기를 산출하는 기능을 보유하는 동시에 데이터 전송을 지원하는 신호 세기인 Rth 값이 설정되어 산출된 클러스터 헤드 노드의 신호 세기와 상기 Rth 값을 통해 노드의 이동성 및 상기 클러스터 헤드 노드와의 거리를 계산하는 복수의 클러스터 멤버 노드와, 상기 클러스터 헤드 노드에서 수집 후 전송되는 상기 클러스터 멤버 노드의 데이터를 수신하는 베이스 스테이션을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 클러스터 헤드 노드는 데이터 전송을 위한 TDMA스케줄을 결정하고, 상기 클러스터 멤버 노드는 상기 클러스터 헤드 노드의 TDMA 스케줄에 따른 데이터 전송용 TDMA 스케줄이 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 멤버 노드는 클러스터 헤드 노드의 비콘 메시지로부터 산출되는 신호세기의 임계 신호세기 및 현재 소속된 클러스터 헤드 노드와의 임계 거리가 설정되어 상기 임계 신호세기 또는 임계 거리를 초과 시 사전 설정된 조건에 따라 상기 클러스터 내의 다른 클러스터 헤드에 소속요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 멤버 노드는 상기 비콘 메시지를 통해 산출된 클러스터 헤드 노드의 신호세기 또는 클러스터 헤드 노드와의 거리를 기준으로 소속요청 메시지를 전송하기 위한 대상 클러스터 헤드 노드를 정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 멤버 노드는 상기 소속요청 메시지를 전송한 클러스터 헤드 노드가 아닌 기존 소속된 클러스터 헤드 노드에 그 TDMA 스케줄 정보에서 자신의 정보를 삭제해줄 것을 요청하는 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소속요청 메시지를 수신한 클러스터 헤드 노드는 상기 소속요청 메시지를 전송한 클러스터 멤버 노드 및 소속된 다른 모든 클러스터 멤버 노드에 새로운 TDMA 스케줄을 생성하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 송신주기 Tbeacon은 클러스터 생성 주기인 라운드 시간 내에 여러 개의 비콘 신호를 보내기 위한 전송 주기로서 1초~라운드 주기 범위 내에서 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 헤드 노드는 상기 송신주기 Tbeacon마다 매번 상기 비콘 메시지를 0.5초의 비콘 구간에서 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 멤버 노드는 상기 클러스터 헤드 노드의 신호세기(R)을 EWMA(xponentially Weighted Moving Average) 방식에 의한 아래의 식
R = αRnew + (1-α)Rold
을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법은, 무선 센서 네트워크의 클러스터에서 클러스터마다 적어도 하나의 모바일 센서 노드가 클러스터 헤드 노드로 선정되는 단계와, 상기 클러스터 헤드 노드가 클러스터 헤드 노드로 선정된 것을 알리는 저오를 포함한 메시지를 상기 클러스터의 다른 모바일 센서 노드인 클러스터 멤버 노드에 전송하는 단계와, 상기 클러스터 멤버 노드가 상기 클러스터 헤드 노드의 메시지 신호세기를 기준으로 특정 클러스터 헤드 노드에 참여메시지를 전송하는 단계와, 상기 클러스터 헤드 노드가 상기 참여메시지의 수신 순서와 데이터 우선순위를 기준으로 스케줄을 구성 후 소속된 클러스터 멤버 노드에 상기 스케줄을 전송하는 단계와, 상기 클러스터 헤드 노드가 사전 설정되는 송신주기 Tbeacon에 따라 소속된 클러스터 멤버 노드에 비콘 메시지를 전송하는 단계와, 상기 클러스터 멤버 노드가 수신한 상기 비콘 메시지를 바탕으로 자신이 소속된 상기 클러스터 헤드 노드의 신호세기 및 이 신호세기를 통해 추정되는 해당 클러스터 헤드 노드와의 거리를 각각 산출 후 이를 사전 설정된 데이터 전송을 지원하는 신호세기 Rth 값 및 클러스터 헤드 노드와의 임계거리와 비교하는 단계와, 상기 클러스터 멤버 노드가 현재 소속된 클러스터 헤드 노드의 산출된 신호세기가 상기 Rth 값에 비해 작거나 또는 산출된 클러스터 헤드 노드와의 거리가 사전 설정된 상기 임계거리보다 작을 경우 상기 클러스터 내의 비콘 메시지를 바탕으로 새로 소속되기 위한 다른 클러스터 헤드 노드를 찾아 소속 요청 메시지를 전송하는 단계와, 상기 소속요청 메시지를 수신한 다른 클러스터 헤드 노드가 해당 클러스터 멤버 노드를 소속시킨 후 새로운 스케줄을 생성하여 새로 소속된 클러스터 멤버 노드 및 소속된 모든 클러스터 멤버 노드에 전송하는 단계를 포함하여 구성된다.
여기서 인접한 여러 클러스터 헤드 노드의 비콘 신호들이 동일한 크기의 신호세기를 보이거나 해당 클러스터 멤버 노드와 동일한 거리에 위치할 경우, 비콘 메시지에서 전달하는 현재 클러스터에서 서비스되는 노드의 수, 클러스터에서 지원하는 전송속도, 유효한 타임슬롯 수에 따라 소속할 클러스터를 결정할 수 있다.
또한, 상기 클러스터 멤버 노드가 현재 소속된 클러스터 헤드 노드의 산출된 신호세기가 상기 Rth 값에 비해 작거나 또는 산출된 클러스터 헤드 노드와의 거리가 사전 설정된 상기 임계거리보다 작을 경우 상기 클러스터 내의 비콘 메시지를 바탕으로 새로 소속되기 위한 다른 클러스터 헤드 노드를 찾아 소속 요청 메시지를 전송하는 단계는, 상기 클러스터 멤버 노드가 상기 데이터 전송을 지원하는 신호세기 Rth 값보다 큰 신호세기를 갖는 동시에 가장 근접한 위치에 있는 클러스터 헤드 노드에 참여 메시지를 보내는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 멤버 노드는 신호 세기를 통해 추정된 상기 클러스터 헤드 노드와의 거리가 사전 설정된 임계거리를 초과 시 상기 비콘 메시지에 바탕을 둔 클러스터 헤드 노드의 신호세기 및 클러스터 헤드 노드와의 거리를 기준으로 다른 클러스터 헤드 노드에 소속되는 단계 이후에, 상기 클러스터 멤버 노드가 기존 클러스터 헤드 노드(“제1 클러스터 헤드 노드”라 함)에게 기존 스케줄 정보에서 자신을 삭제해 줄 것을 요청하는 삭제요청 메시지를 전송하는 단계와, 상기 제1 클러스터 헤드 노드가 상기 삭제요청 메시지를 수신 후 해당 클러스터 멤버 노드를 자신의 스케줄에서 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 송신주기 Tbeacon은 1초~라운드 주기의 범위 내에서 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 헤드 노드가 사전 설정되는 송신주기 Tbeacon에 따라 소속된 클러스터 멤버 노드에 비콘 메시지를 전송하는 단계는, 상기 클러스터 헤드 노드가 상기 송신주기 Tbeacon마다 매번 상기 비콘 메시지를 0.5초간 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터 멤버 노드에서 상기 비콘 메시지를 통해 클러스터 헤드 노드의 신호세기(R)를 산출하는 것은 이전 비콘 메시지를 통해 산출된 클러스터 헤드 노드의 신호세기를 참조한 아래의 식
R = αRnew + (1-α)Rold
의 계산방식을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비콘 메시지는 클러스터 헤드 광고를 위해 사용되는 광고메시지에 추가할 수 없는 현재 클러스터 멤버 노드의 수 및 클러스터의 전송 속도를 포함하는 현재 클러스터의 네트워크 구성정보가 추가된 확장된 형태의 새 메시지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 이동이 발생할 경우, 해당 모바일 센서노드의 이동성을 감지 후 비콘 신호를 기반으로 새로운 클러스터에 대한 접속을 허용할 수 있고, 이를 통해 기존 LEACH 라우팅 프로토콜에서모바일 센서노드의 이동성 감지와 지원을 위해 불필요한 메시지를 송수신하는 것을 크게 줄일 수 있다.
또한, 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 각 모바일 센서노드들의 이동성을 지원하여 모바일 센서노드 간 데이터 전송을 더 안정적으로 할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터링 구조의 무선 센서 네트워크 시스템을 통해서 클러스터링 기반의 모바일 센서노드들이 이동성을 지원 받으면서 각 모바일 센서노드 간의 데이터 전송이 더 안정적으로 이루어지는 무선 센서 네트워킹 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템을 개념적으로 보인 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템에서 클러스터 헤드 노드의 비콘 메시지 전송 구조를 보인 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워킹 방법을 보인 흐름도
도 4 내지 도 6은 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템 및 그를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법의 동작 상태를 시험한 예들의 그래프
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템(이하 “무선 센서 네트워크 시스템”이라 함)을 개념적으로 보인 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템은 하나 이상의 클러스터 헤드 노드(110) 및 복수의 클러스터 멤버 노드(120) 그리고 베이스 스테이션(130)을 포함하여 구성된다.
클러스터 헤드 노드(110)는 무선 센서 네트워크의 클러스터(100)에 포함되는 모바일 센서노드이며, 이러한 클러스터 헤드 노드(110)는 클러스터(100)의 다른 모바일 센서노드에 대한 비콘(beacon) 메시지의 송신주기 Tbeacon을 설정하고 있다. 여기서 본 실시예는 상기 송신주기 Tbeacon이 1초~라운드 주기의 범위 내에서 정해지고, 또한 상기 송신주기 Tbeacon마다 매번 비콘 메시지를 0.5초의 비콘구간 (beacon phase) 기간 내에 전송하는 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 클러스터 헤드 노드(110)는 데이터 전송을 위한 TDMA 스케줄을 결정하고 이를 멤버노드에게 통보한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템에서 클러스터 헤드 노드의 비콘 메시지 전송 구조를 보인 도면이다. 도시된 바와 같이, 클러스터 헤드 노드(110)가 Tbeacon의 한 사례인 5초 간격으로 비콘 메시지를 전송하는 동시에 비콘 메시지의 전송시마다 매번 0.5초의 비콘 구간내에서 비콘 메시지를 전송하는 것을 예로 한 것이다.
다시 도 1로 돌아와서, 클러스터 멤버 노드(120)는 무선 센서 네트워크의 클러스터(100)에 포함되는 모바일 센서노드이며, 이러한 클러스터 멤버 노드(120)는 클러스터(100) 내의 클러스터 헤드 노드(110) 중 자신의 소속 클러스터 헤드 노드(110)에 데이터를 전송하는 기능을 한다. 따라서 클러스터 멤버 노드(120)는 클러스터 헤드 노드(110)의 TDMA 스케줄에 따른 데이터 전송용 TDMA 스케줄이 설정되어 있다.
그리고 클러스터 멤버 노드(120)는 클러스터 헤드 노드(110)의 비콘 메시지로부터 클러스터 헤드 노드(110)의 신호 세기를 산출하는 기능을 보유하는 동시에 데이터 전송을 지원하는 신호 세기인 Rth 값이 설정되어 산출된 클러스터 헤드 노드(110)의 신호 세기와 상기 Rth 값을 통해 상기 클러스터 헤드 노드(110)와의 거리를 계산한다. 본 실시예에서는 클러스터 멤버 노드(120)가 EWMA(xponentially Weighted Moving Average) 방식을 통해 상기 비콘 메시지로부터 상기 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기를 산출하는 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
베이스 스테이션(130)은 클러스터 헤드 노드(110)에서 수집 후 전송되는 상기 클러스터 멤버 노드(120)의 데이터를 수신한다.
그리고 이와 같은 무선 센서 네트워크 시스템에서 클러스터 헤드 노드(110)와 클러스터 멤버 노드(120) 간의 이동성 지원 및 그를 토대로 한 데이터 송수신 구조에 대해 설명한다.
먼저, 클러스터 멤버 노드(120)는 클러스터 헤드 노드(110)로부터 수신되는 비콘 메시지를 통해 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기를 산출한다. 이때 클러스터 멤버 노드(120)는 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기(R)를 아래의 식
R = αRnew + (1-α)Rold 를 통해 산정한다.
그리고 이렇게 산출되는 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기는 클러스터 헤드 노드(110)와 클러스터 멤버 노드(120) 간의 거리에 비례하는 것으로서, 다시 말해 클러스터 헤드 노드(110)와 클러스터 멤버 노드(120) 간의 거리가 가까울수록 클러스터 멤버 노드(120)에서 산출되는 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기의 값은 커진다. 또한, 클러스터 멤버 노드(120)에는 현재 소속된 클러스터 헤드 노드(110)와의 임계 거리가 사전 설정되는 것일 수 있다
이에 따라, 클러스터 멤버 노드(120)는 비콘 메시지를 통해 산출된 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기 및 클러스터 헤드 노드(110)와의 거리를 기준으로 현재의 클러스터 헤드 노드(110)에 계속 소속되거나 아니면 다른 클러스터 헤드 노드(110)로 옮겨 소속될 것인지를 판단하게 된다. 즉, 클러스터 멤버 노드(120)는 현재 소속중인 클러스터 헤드 노드(110)에 대한 산출된 신호세기와 사전 설정된 데이터 전송을 지원하는 신호세기 Rth 값을 비교한 후, 현재 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기가 상기 Rth 값보다 작으면 클러스터 헤드 노드(110)들의 비콘 메시지를 바탕으로 인접한 클러스터 헤드 노드(110)를 찾아 해당 클러스터 헤드 노드(110)에 소속요청 메시지를 전송한다.
또한, 클러스터 멤버 노드(120)로부터 소속요청 메시지를 수신한 클러스터 헤드 노드(110)는 소속요청 메시지를 전송한 해당 클러스터 멤버 노드(120) 및 기타 소속되어 있던 기존의 모든 클러스터 멤버 노드(120)에게 새로 생성한 TDMA 스케줄 데이터를 전송한다. 이에 따라 새로 생성된 TDMA 스케줄에 맞춰 클러스터 헤드 노드(110) 및 그에 소속된 클러스터 멤버(120) 노드 간의 데이터 전송이 이루어진다. 이때의 비콘 메시지, 소속요청 메시지, TDMA 스케쥴 데이터 전송은 비콘 구간내에서 이루어진다.
또한, 클러스터(100) 내의 새로운 클러스터 헤드 노드(110)에 소속요청 메시지를 전송한 클러스터 멤버 노드(120)는 기존 소속되어 있던 클러스터 헤드 노드(110)에 그 TDMA 스케줄에서 자신의 정보를 삭제해줄 것을 요청하는 메시지를 전송하는 것일 수 있다.
다음은 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워킹 과정을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워킹 방법을 보인 흐름도이다. 그리고 무선 센서 네트워크 시스템은 도 1의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템을 이용한 것이며, 따라서 이하의 설명에서 무선 센서 네트워크 시스템의 구성은 도 1의 실시예에 따르는 동시에 동일 부호를 사용한다.
먼저, 단계(S110)에서 클러스터(100)의 모바일 센서노드 중 적어도 하나의 모바일 센서노드가 클러스터 헤드 노드(110)로 선정된다. 이때, 클러스터 헤드 노드(100)의 선정 작업은 클러스터(100) 내의 모든 모바일 센서노드 중에서 임의로 선정하는 것일 수 있고, 또한 대략 5%의 모바일 센서노드가 클러스터 헤드 노드(110)로 선정되는 것일 수 있다.
이어서, 단계(S120)에서 클러스터 헤드 노드(110)로 선정된 모바일 센서노드는 자신이 클러스터 헤드 노드(110)로 선정되었음을 알리는 광고메시지를 클러스터(100) 내의 다른 모바일 센서노드에 전송한다.
이어서, 단계(S130)에서 클러스터(100) 내의 클러스터 헤드 노드(110)로 선정되지 않은 모바일 센서노드는 클러스터 멤버 노드(120)로서 특정 클러스터 헤드 노드(110)에 참여 메시지를 전송한다.
이어서, 단계(S140)에서 클러스터 헤드 노드(110)는 자신에게 소속된 클러스터 멤버 노드(120)에 스케줄을 전송한다. 여기서 스케줄은 TDMA스케줄일 수 있다.
이어서, 단계(S150)에서 클러스터 헤드 노드(110)는 동일 클러스터(100)의 클러스터 멤버 노드(120)에 비콘 메시지를 전송한다. 여기서 클러스터 헤드 노드(110)는 사전 설정되는 1초~라운드 주기 범위 내의 송신주기 Tbeacon에 따라 비콘 메시지를 전송하고, 또한 상기 송신주기 Tbeacon의 매 송신주기마다 비콘 메시지를 0.5초간 전송하는 것일 수 있다.
이어서, 단계(S160)에서 클러스터 멤버 노드(120)는 비콘 메시지를 통해 현재 소속된 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기를 산출한 후, 이를 사전 설정된 데이터 전송용 신호세기인 Rth값과 비교한다.
이어서, 단계(S170)에서 클러스터 멤버 노드(120)는 단계(S160)에서 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기가 상기 Rth값보다 작은 것으로 판별 시, 클러스터(100) 내의 비콘 메시지를 바탕으로 새로 소속되기 위한 클러스터 헤드 노드(110)를 탐색한다. 이때, 클러스터 멤버 노드(120)는 비콘 메시지로부터 산출되는 클러스터 헤드 노드(110)의 신호세기 및 이를 통해 추정되는 클러스터 헤드 노드(110)와의 거리를 기준으로 새로운 클러스터 헤드 노드(110)를 탐색하는 것으로서, 즉 비콘 메시지를 통해 산출된 신호세기가 상기 Rth값보다 큰 동시에 가장 근접한 클러스터 헤드 노드(110)를 탐색한다.
이어서, 단계(S180)에서 클러스터 멤버 노드(120)는 단계(S170)을 통해 탐색된 클러스터 헤드 노드(110)에 소속요청 메시지를 전송한다.
이어서, 단계(S190)에서 클러스터 헤드 노드(110)는 새로운 TDMA 스케줄을 생성한 후 이를 새로 소속된 클러스터 멤버 노드(120)를 포함한 소속된 모든 클러스터 멤버 노드(120)에 전송한다.
이어서, 단계(S200)에서 단계(S190)의 TDMA 스케줄에 따라 클러스터 헤드 노드(110)와 클러스터 멤버 노드(120) 간의 데이터 전송이 이루어진다.
도 4 내지 도 6은 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 동작 상태를 시험한 예들의 그래프를 보인 것이다.
시험 조건은 아래의 표 1에 따른 것이다.
Parameters value(unit)
Num_clusters 5
init_energy 2(J)
field size(X) 100(m)
field size(Y) 100(m)
Base station location 75, 150
Number of nodes 101
먼저, 도 5는 모바일 센서노드의 속도가 5(m/s)인 경우 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템과 기존 LEACH 라우팅 프로토콜을 비교한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템이 기존 LEACH 라우팅 프로토콜에 비해 모바일 센서노드 간 데이터 전송의 성공 비율이 대략 15% 상승하는 것을 확인할 수 있으며, 이때 모바일 센서노드의 전체 개수 및 그에 기준한 클러스터의 개수에 크게 영향을 받지 않고 그래프의 거의 모든 구간에서 15% 정도의 차이를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 6은 모바일 센서노드의 속도가 50(m/s)인 경우 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템과 기존 LEACH 라우팅 프로토콜을 비교한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템이 기존 LEACH 라우팅 프로토콜에 비해 모바일 센서노드 간 데이터 전송의 성공 비율이 대략 18% 상승하는 것을 확인할 수 있으며, 이때 모바일 센서노드의 전체 개수 및 그에 기준한 클러스터의 개수가 많아질수록 경우 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템과 기존 LEACH 라우팅 프로토콜 간 데이터 전송 성공률의 격차가 커지는 것을 확인할 수 있다.
다음, 도 7은 속도가 5(m/s)인 모바일 센서노드 4개를 기준으로 모바일 센서노드의 속도를 50(m/s)까지 증가시키면서 본 발명의 실시예에 다른 무선 센서 네트워크 시스템과 기존 LEACH 라우팅 프로토콜 간 데이터 전송 성공률을 비교한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 다른 무선 센서 네트워크 시스템이 기존 LEACH 라우팅 프로토콜에 비해 모바일 센서노드 간 데이터 전송의 성공 비율이 대략 48% 상승하고, 이러한 작용이 모바일 센서노드의 이동속도에 크게 영향을 받지 않음을 확인할 수 있다.
상술한 도 1 내지 도 7의 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템은, 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 이동이 발생할 경우, 해당 모바일 센서노드의 이동성을 감지 후 비콘 신호를 기반으로 새로운 클러스터에 대한 접속을 허용할 수 있고, 이를 통해 기존 LEACH 라우팅 프로토콜에서모바일 센서노드의 이동성 감지와 지원을 위해 불필요한 메시지를 송수신하는 현상을 크게 줄일 수 있게 한다.
또한, 클러스터링 기반의 모바일 센서노드에서 각 모바일 센서노드들의 이동성을 지원하여 모바일 센서노드 간 데이터 전송을 더 안정적으로 할 수 있게 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 이용한 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 클러스터 110 : 클러스터 헤드 노드
120 : 클러스터 멤버 노드 130 : 베이스 스테이션

Claims (16)

  1. 무선 센서 네트워크의 클러스터에 포함되는 모바일 센서노드이며, 상기 클러스터의 다른 모바일 센서노드에 대한 비콘 메시지의 송신주기 Tbeacon이 설정되는 적어도 하나의 클러스터 헤드 노드;
    상기 클러스터에 포함되어 상기 클러스터 헤드 노드 중 소속된 클러스터 헤드 노드에 데이터를 전송하는 모바일 센서노드이며, 상기 비콘 메시지로부터 상기 클러스터 헤드 노드의 신호 세기를 산출하는 기능을 보유하는 동시에 데이터 전송을 지원하는 신호 세기인 Rth 값이 설정되어 산출된 클러스터 헤드 노드의 신호 세기와 상기 Rth 값을 통해 노드의 이동성 및 상기 클러스터 헤드 노드와의 거리를 계산하는 복수의 클러스터 멤버 노드;
    상기 클러스터 헤드 노드에서 수집 후 전송되는 상기 클러스터 멤버 노드의 데이터를 수신하는 베이스 스테이션을 포함하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드 노드는 데이터 전송을 위한 TDMA스케줄을 결정하고, 상기 클러스터 멤버 노드는 상기 클러스터 헤드 노드의 TDMA 스케줄에 따른 데이터 전송용 TDMA 스케줄이 설정되는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터 멤버 노드는 클러스터 헤드 노드의 비콘 메시지로부터 산출되는 신호세기의 임계 신호세기 및 현재 소속된 클러스터 헤드 노드와의 임계 거리가 설정되어 상기 임계 신호세기 또는 임계 거리를 초과 시 사전 설정된 조건에 따라 상기 클러스터 내의 다른 클러스터 헤드에 소속요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 클러스터 멤버 노드는 상기 비콘 메시지를 통해 산출된 클러스터 헤드 노드의 신호세기 또는 클러스터 헤드 노드와의 거리를 기준으로 소속요청 메시지를 전송하기 위한 대상 클러스터 헤드 노드를 정하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 클러스터 멤버 노드는 상기 소속요청 메시지를 전송한 클러스터 헤드 노드가 아닌 기존 소속된 클러스터 헤드 노드에 그 TDMA 스케줄 정보에서 자신의 정보를 삭제해줄 것을 요청하는 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 소속요청 메시지를 수신한 클러스터 헤드 노드는 상기 소속요청 메시지를 전송한 클러스터 멤버 노드 및 소속된 다른 모든 클러스터 멤버 노드에 새로운 TDMA 스케줄을 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신주기 Tbeacon은 클러스터 생성 주기인 라운드 시간 내에 여러 개의 비콘 신호를 보내기 위한 전송 주기로서 1초~라운드 주기 범위 내에서 정해지는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드 노드는 상기 송신주기 Tbeacon마다 매번 상기 비콘 메시지를 0.5초의 비콘 구간에서 전송하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터 멤버 노드는 상기 클러스터 헤드 노드의 신호세기(R)을 EWMA(xponentially Weighted Moving Average) 방식에 의한 아래의 식
    R = αRnew + (1-α)Rold
    을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템.
  10. 무선 센서 네트워크의 클러스터에서 클러스터마다 적어도 하나의 모바일 센서 노드가 클러스터 헤드 노드로 선정되는 단계;
    상기 클러스터 헤드 노드가 클러스터 헤드 노드로 선정된 것을 알리는 저오를 포함한 메시지를 상기 클러스터의 다른 모바일 센서 노드인 클러스터 멤버 노드에 전송하는 단계;
    상기 클러스터 멤버 노드가 상기 클러스터 헤드 노드의 메시지 신호세기를 기준으로 특정 클러스터 헤드 노드에 참여메시지를 전송하는 단계;
    상기 클러스터 헤드 노드가 상기 참여메시지의 수신 순서와 데이터 우선순위를 기준으로 스케줄을 구성 후 소속된 클러스터 멤버 노드에 상기 스케줄을 전송하는 단계;
    상기 클러스터 헤드 노드가 사전 설정되는 송신주기 Tbeacon에 따라 소속된 클러스터 멤버 노드에 비콘 메시지를 전송하는 단계;
    상기 클러스터 멤버 노드가 수신한 상기 비콘 메시지를 바탕으로 자신이 소속된 상기 클러스터 헤드 노드의 신호세기 및 이 신호세기를 통해 추정되는 해당 클러스터 헤드 노드와의 거리를 각각 산출 후 이를 사전 설정된 데이터 전송을 지원하는 신호세기 Rth 값 및 클러스터 헤드 노드와의 임계거리와 비교하는 단계;
    상기 클러스터 멤버 노드가 현재 소속된 클러스터 헤드 노드의 산출된 신호세기가 상기 Rth 값에 비해 작거나 또는 산출된 클러스터 헤드 노드와의 거리가 사전 설정된 상기 임계거리보다 작을 경우 상기 클러스터 내의 비콘 메시지를 바탕으로 새로 소속되기 위한 다른 클러스터 헤드 노드를 찾아 소속 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 소속요청 메시지를 수신한 다른 클러스터 헤드 노드가 해당 클러스터 멤버 노드를 소속시킨 후 새로운 스케줄을 생성하여 새로 소속된 클러스터 멤버 노드 및 소속된 모든 클러스터 멤버 노드에 전송하는 단계를 포함하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 클러스터 멤버 노드가 현재 소속된 클러스터 헤드 노드의 산출된 신호세기가 상기 Rth 값에 비해 작거나 또는 산출된 클러스터 헤드 노드와의 거리가 사전 설정된 상기 임계거리보다 작을 경우 상기 클러스터 내의 비콘 메시지를 바탕으로 새로 소속되기 위한 다른 클러스터 헤드 노드를 찾아 소속 요청 메시지를 전송하는 단계는
    상기 클러스터 멤버 노드가 상기 데이터 전송을 지원하는 신호세기 Rth 값보다 큰 신호세기를 갖는 동시에 가장 근접한 위치에 있는 클러스터 헤드 노드에 참여 메시지를 보내는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법.
  12. 제 10 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 클러스터 멤버 노드는 신호 세기를 통해 추정된 상기 클러스터 헤드 노드와의 거리가 사전 설정된 임계거리를 초과 시 상기 비콘 메시지에 바탕을 둔 클러스터 헤드 노드의 신호세기 및 클러스터 헤드 노드와의 거리를 기준으로 다른 클러스터 헤드 노드에 소속되는 단계 이후에,
    상기 클러스터 멤버 노드가 기존 클러스터 헤드 노드(“제1 클러스터 헤드 노드”라 함)에게 기존 스케줄 정보에서 자신을 삭제해 줄 것을 요청하는 삭제요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 제1 클러스터 헤드 노드가 상기 삭제요청 메시지를 수신 후 해당 클러스터 멤버 노드를 자신의 스케줄에서 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 송신주기 Tbeacon은 1초~라운드 주기의 범위 내에서 정해지는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드 노드가 사전 설정되는 송신주기 Tbeacon에 따라 소속된 클러스터 멤버 노드에 비콘 메시지를 전송하는 단계는
    상기 클러스터 헤드 노드가 상기 송신주기 Tbeacon마다 매번 상기 비콘 메시지를 0.5초간 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 클러스터 멤버 노드에서 상기 비콘 메시지를 통해 클러스터 헤드 노드의 신호세기(R)를 산출하는 것은 이전 비콘 메시지를 통해 산출된 클러스터 헤드 노드의 신호세기를 참조한 아래의 식
    R = αRnew + (1-α)Rold
    의 계산방식을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터링 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 비콘 메시지는 클러스터 헤드 광고를 위해 사용되는 광고메시지에 추가할 수 없는 현재 클러스터 멤버 노드의 수 및 클러스터의 전송 속도를 포함하는 현재 클러스터의 네트워크 구성정보가 추가된 확장된 형태의 새 메시지인 것을 특징으로 하는 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조를 기반으로 하는 무선 센서 네트워킹 방법.
KR1020120068459A 2012-06-26 2012-06-26 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법 KR101376351B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120068459A KR101376351B1 (ko) 2012-06-26 2012-06-26 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120068459A KR101376351B1 (ko) 2012-06-26 2012-06-26 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140001343A true KR20140001343A (ko) 2014-01-07
KR101376351B1 KR101376351B1 (ko) 2014-03-20

Family

ID=50138878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120068459A KR101376351B1 (ko) 2012-06-26 2012-06-26 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101376351B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107690167A (zh) * 2016-08-04 2018-02-13 王莹莹 一种可扩展的无线传感器网络分簇方法
KR20180064037A (ko) * 2016-12-05 2018-06-14 경희대학교 산학협력단 무선 센서 노드의 그룹화 및 변경 방법과 시스템
KR101996615B1 (ko) * 2018-12-14 2019-07-04 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR20190098320A (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 삼성전자주식회사 신호 강도 대역에 기반한 장치 관리 방법 및 이를 위한 전자 장치
CN112911595A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 沈阳化工大学 一种基于分片无线传感器网络轻量级数据融合隐性方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104955077B (zh) * 2015-05-15 2018-05-08 北京理工大学 一种基于用户体验速率的异构网络小区分簇方法及装置
JP7218852B2 (ja) * 2018-05-02 2023-02-07 ＰｉｃｏＣＥＬＡ株式会社 無線経路制御方法、無線通信システム、無線ノード、及び、無線経路制御プログラム

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107690167A (zh) * 2016-08-04 2018-02-13 王莹莹 一种可扩展的无线传感器网络分簇方法
CN107690167B (zh) * 2016-08-04 2021-03-12 王莹莹 一种可扩展的无线传感器网络分簇方法
KR20180064037A (ko) * 2016-12-05 2018-06-14 경희대학교 산학협력단 무선 센서 노드의 그룹화 및 변경 방법과 시스템
KR20190098320A (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 삼성전자주식회사 신호 강도 대역에 기반한 장치 관리 방법 및 이를 위한 전자 장치
WO2019160356A1 (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 삼성전자 주식회사 신호 강도 대역에 기반한 장치 관리 방법 및 이를 위한 전자 장치
US11251887B2 (en) 2018-02-14 2022-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Signal strength band-based device management method and electronic device therefor
KR101996615B1 (ko) * 2018-12-14 2019-07-04 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
CN112911595A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 沈阳化工大学 一种基于分片无线传感器网络轻量级数据融合隐性方法
CN112911595B (zh) * 2021-01-20 2024-03-22 沈阳化工大学 一种基于分片无线传感器网络轻量级数据融合隐性方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101376351B1 (ko) 2014-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101376351B1 (ko) 모바일 센서노드의 이동성을 지원하는 클러스터 구조 기반의 무선 센서 네트워크 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워킹 방법
Dong et al. A survey on mobility and mobility-aware MAC protocols in wireless sensor networks
Liu et al. High-performance target tracking scheme with low prediction precision requirement in WSNs
Ye et al. PEAS: A robust energy conserving protocol for long-lived sensor networks
KR20100034534A (ko) 무선노드의 이동성을 지원하는 위치인식 메시징 방법
Meng et al. Contour maps: Monitoring and diagnosis in sensor networks
Pazzi et al. Mobile data collector strategy for delay-sensitive applications over wireless sensor networks
JP5420245B2 (ja) クライアント装置補助ロケーションデータ獲得方式
Zhiyong et al. A mobility-aware medium access control protocol for wireless sensor networks
Alnuaimi et al. Ferry-based data gathering in wireless sensor networks with path selection
Ammari A unified framework for k-coverage and data collection in heterogeneous wireless sensor networks
Wang et al. All-IP wireless sensor networks for real-time patient monitoring
Verma et al. Wireless sensor network and hierarchical routing protocols: A review
Wang et al. Power-aware data dissemination protocol for grid-based wireless sensor networks with mobile sinks
Jayalekshmi et al. GSA-RPI: GSA based Rendezvous Point Identification in a two-level cluster based LR-WPAN for uncovering the optimal trajectory of Mobile Data Collection Agent
Yazdi et al. Study of target tracking and handover in Mobile Wireless Sensor Network
US9635561B2 (en) Method and system of distributed sensing for reducing spectrum sensing overhead in cognitive wireless multi-hop networks
Gondha et al. A review on mobility and mobility aware MAC protocols in wireless sensor network
Zhang et al. A health monitoring system for wireless sensor networks
Zheng et al. Energy efficient and fault tolerant routing protocol for mobile wireless sensor networks
Pantziou et al. Mobile sinks for information retrieval from cluster-based WSN islands
Kanzaki et al. Overhearing-based data transmission reduction using data interpolation in wireless sensor networks
Messai et al. Adaptive sink mobility for energy-efficient data collection in grid-based wireless sensor networks
Alnuaimi et al. An efficient clustering algorithm for wireless sensor networks
Afridi et al. HEAT: horizontal moveable energy-efficient adaptive threshold-based routing protocol for wireless body area networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180205

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee