KR20140064411A - Method for detecting event boundary in wireless sensor network - Google Patents

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KR20140064411A KR1020120131719A KR20120131719A KR20140064411A KR 20140064411 A KR20140064411 A KR 20140064411A KR 1020120131719 A KR1020120131719 A KR 1020120131719A KR 20120131719 A KR20120131719 A KR 20120131719A KR 20140064411 A KR20140064411 A KR 20140064411A
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Abstract

The present invention relates to a method for detecting a border line from an area where an event occurs in a sensor network. The method comprises the steps of: selecting a representative node which transmits information to a server on behalf of a plurality of sensor nodes; transmitting event occurrence information to the server when the occurrence of an event is detected based on environmental information collected by a sensor; creating a detection query for detecting a border line from an area where the event occurs based on the event occurrence information received from the server, and transmitting the created detection query to the sensor node in a target node direction; allowing the sensor node to sequentially process the received detection query and transmit the final query processing result to the server; and allowing the server to analyze the query processing result received from the sensor node and detect the border line from the area where the event occurs. Thus, the number of nodes which transmit data can be minimized by allowing only nodes required to detect an area where an event occurs to transmit data, the loss of data due to a data collision can be reduced, and data transfer in a node can be reduced to decrease the power consumption of the node, thereby extending an operating time of a sensor network.

Description

센서 네트워크에서 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 방법{METHOD FOR DETECTING EVENT BOUNDARY IN WIRELESS SENSOR NETWORK}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for detecting a boundary of an area where an event occurs in a sensor network,

본 발명은 센서 네트워크에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선 센서 네트워크에서 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor network. More particularly, the present invention relates to a method for detecting a boundary of an area where an event occurs in a wireless sensor network.

현재 센서 네트워크에서 노드의 에너지 제약 특성을 고려하여 이벤트 검출을 위한 에너지 효율적인 탐지 기법에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 기존 센서 네트워크에서 이벤트 발생 영역을 검출하기 위해서 주로 사용하는 방법은 모든 노드들이 주기적으로 자신이 센싱한 값을 서버로 전달하고, 서버에서 수집한 센싱 값을 분석하여 이벤트가 발생한 지역을 검출하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 모든 노드들이 주기적으로 센싱 값을 전송함으로써 노드의 배터리가 빠르게 소비된다는 문제점이 있고, 많은 수의 노드들이 데이터를 전송함에 따라 데이터 충돌로 인한 데이터 손실이 많이 발생한다. Currently, various studies are being conducted on energy efficient detection techniques for event detection considering energy constraint characteristics of nodes in sensor networks. In the conventional sensor network, a method used mainly for detecting the event occurrence area is to detect the event occurrence area by analyzing the sensed value collected from the server by transmitting all the sensed values of all the nodes periodically to the server. However, this method has a problem that all the nodes periodically transmit the sensing value, so that the battery of the node is consumed quickly, and a large number of nodes transmit data, resulting in data loss due to data collision.

이러한 단점을 극복하기 위해서 이벤트를 검출한 모든 노드가 자신이 검출한 이벤트를 서버로 전송하는 방법이 제시되었다. 이 방법은 모든 노드가 센싱 값을 전송하는 방법보다 전송되는 데이터 양이 감소하는 장점이 있으나 여전히 이벤트 발생 영역을 검출하기에 불필요한 노드들이 데이터를 전송하게 된다. 그리고 이벤트의 범위가 넓어지고 센서의 배포 밀도가 높아지면 이벤트 경계에 위치한 노드들의 수 또한 증가하여 많은 전송 비용을 필요로 하게 된다.
In order to overcome these drawbacks, a method has been proposed in which all the nodes that detect the event send the event they detected to the server. This method is advantageous in that the amount of data to be transmitted is reduced compared with a method in which all nodes transmit sensing values, but nodes that are not necessary to detect an event occurrence area transmit data. Also, as the range of events increases and the distribution density of sensors increases, the number of nodes located at event boundaries also increases, requiring a large transmission cost.

본 발명은 이벤트를 검출한 모든 노드가 아닌 이벤트 발생 영역의 경계에 위치한 경계 노드만을 이벤트 검출에 이용하고, 경계 노드들의 정보를 압축, 요약하여 나타낼 수 있는 최소 경계 사각형을 포함하는 검출 질의를 이용하여 이벤트를 검출하는, 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 방법을 제시한다. The present invention uses a detection query including a minimum bounding rectangle that can be used to detect not only all the nodes that detected the event but only the boundary nodes located at the boundaries of the event occurrence region and compress and summarize the information of the boundary nodes A method of detecting a boundary of an area where an event occurs is presented.

일 양상에 따르면, 이벤트 발생 영역 경계선 검출 방법은 다수의 센서 노드를 대표하여 서버에 정보를 전송하는 대표 노드를 선정하는 단계와, 대표 노드에서 센서를 통해 수집한 환경 정보에 기초하여 이벤트 발생을 감지한 경우 서버에 이벤트 발생 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이벤트 발생 영역 경계선 검출 방법은 서버에서 수신된 이벤트 발생 정보에 기초하여 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하기 위한 검출 질의를 생성하고, 생성된 검출 질의를 타겟 노드 방향으로 센서 노드에 전송하는 단계와, 센서 노드에서 수신된 검출 질의를 순차적으로 처리하고 최종 질의 처리 결과를 서버에 전송하는 단계와, 서버에서 센서 노드로부터 수신된 질의 처리 결과를 해석하여 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for detecting an event occurrence area boundary, the method comprising: selecting a representative node for transmitting information to a server on behalf of a plurality of sensor nodes; detecting occurrence of an event based on environmental information collected from the sensor And if so, transmitting the event occurrence information to the server. The method includes generating a detection query for detecting a boundary line of an area where an event occurs based on event occurrence information received from a server, transmitting the generated detection query to a sensor node in the direction of the target node, A step of sequentially processing the detection query received from the sensor node and transmitting the final query processing result to the server, and analyzing the query processing result received from the sensor node in the server to detect the boundary line of the region where the event occurs .

또 다른 양상에 따라, 이벤트 발생 감지 단계는 대표 노드 이외의 노드에서 상기 이벤트 발생을 감지한 경우, 자신과 제1 홉 범위에 있는 센서 노드들의 집합인 이웃 노드에 이벤트 발생 정보를 전송하는 것을 더 포함할 수 있다. According to another aspect, when the occurrence of the event is detected in a node other than the representative node, the event occurrence detection step may further include transmitting the event occurrence information to the neighbor node, which is a set of the sensor node and the sensor node in the first hop range can do.

또 다른 양상에 따르면, 이벤트 발생 영역 경계선 검출 방법은 센서노드에서이웃 노드의 위치정보 및 이웃 노드로부터 수신된 이벤트 발생 정보를 포함하는 이웃 노드 테이블을 생성하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to still another aspect, the method of detecting an event generation area boundary may further include generating and storing a neighboring node table including location information of a neighboring node and event occurrence information received from a neighboring node in the sensor node.

또 다른 양상에 따라, 검출 질의는 초기 최소 경계 사각형(Minimum Bounding Rectangle, MBR) 값과 타겟 노드 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 방법.According to still another aspect, a detection query includes an initial minimum bounding rectangle (MBR) value and target node information.

또 다른 양상에 따르면, 검출질의 처리 단계는 이웃 노드 테이블에 기초하여 검출질의를 수신한 센서 노드가 이벤트가 발생된 영역의 경계에 위치하는 경계 노드인지 여부를 판단하는 제 1 단계와, 검출질의를 수신한 센서 노드가 경계 노드가 아닌 경우, 목표 노드 방향으로 제1 홉 범위내의 다음 센서노드에 질의를 전송하는 제2 단계와, 검출질의를 수신한 센서 노드가 경계 노드인 경우, 자신의 위치 좌표를 이용하여 질의에 포함된 초기 최소 경계 사각형 값을 변경하고, 변경된 최소 경계 사각형 값을 포함하는 질의를 다음 경계 노드에 전송하는 제3 단계와, 검출질의를 수신한 센서 노드가 경계 노드 중 마지막 노드인 경우, 자신의 위치 좌표를 이용하여 질의에 포함된 최소 경계 사각형 값을 변경하고, 최종 최소 경계 사각형 값을 포함하는 최종 질의 처리 결과를 서버에 전송하는 제4 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, the detection query processing step includes a first step of determining whether a sensor node that has received a detection query based on a neighboring node table is a boundary node located at a boundary of an area where an event is generated, A second step of transmitting a query to a next sensor node in a first hop range toward a target node when the received sensor node is not a border node; and a second step of, if the sensor node receiving the detection query is a border node, A third step of changing the initial minimum bounding rectangle value included in the query and transmitting a query including the changed minimum bounding rectangle value to the next boundary node by using the first boundary node and the second boundary node, , The minimum bounding rectangle value included in the query is changed using its own position coordinates, and the final quality including the final minimum bounding rectangle value is changed It may comprise a fourth step of transmitting the process result to the server.

또 다른 양상에 따라, 경계 노드는 자신은 이벤트 발생이 감지된 센서 노드가 아니지만 상기 이웃 노드의 일부는 이벤트 발생이 감지된 센서 노드인 것을 특징으로 할 수 있다.
According to another aspect, the border node is a sensor node in which an event occurrence is not detected, but a part of the neighbor node is a sensor node in which an event occurrence is detected.

이벤트를 검출한 모든 노드가 아닌 이벤트 발생 영역의 경계에 위치한 경계 노드만을 이벤트 검출에 이용함으로써, 이벤트 발생 영역 검출에 반드시 필요한 노드들만 데이터를 전송하여 데이터 전송 노드 수를 최소화할 수 있고, 데이터 충돌로 인한 데이터의 손실을 감소시킬 수 있다.It is possible to minimize the number of data transfer nodes by transmitting only data necessary for detecting the event occurrence area by using only the border node located at the border of the event occurrence area rather than all the nodes that detected the event, It is possible to reduce the loss of data.

또한, 경계 노드들의 정보를 압축, 요약하여 나타낼 수 있는 최소 경계 사각형을 포함하는 검출 질의를 이용하여 이벤트를 검출함으로써, 노드에서의 데이터 전송량을 대폭 줄여 노드의 전원 소비를 감소시켜 센서 네트워크의 동작 시간을 연장시킬 수 있다.
Also, by detecting the event using the detection query including the minimum bounding rectangle that can compress and summarize the information of the border nodes, it is possible to reduce the power consumption of the node by greatly reducing the data transmission amount at the node, Lt; / RTI >

도 1은 일 실시예에 따른 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 방법에 대한 전체 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 센서 노드에서의 검출 질의 처리 과정에 대한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 센서 노드에서의 검출 질의 처리 과정을 구체적으로 설명하기 위한 참조도이다.
도 4a는 이웃 노드간의 위치관계를 도시한 도면이고, 도 4b는 이웃 노드 테이블을 도시한 도면이다.FIG. 1 is an overall flowchart of a method for detecting a boundary of an area where an event occurs according to an embodiment.
2 is a flowchart of a detection query process in a sensor node according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a reference diagram for explaining a detection query process in the sensor node according to an exemplary embodiment of the present invention.
4A is a diagram illustrating a positional relationship between neighboring nodes, and FIG. 4B is a diagram illustrating a neighboring node table.

전술한, 그리고 추가적인 발명의 양상들은 후술하는 실시예들을 통해 명백해질 것이다. 본 명세서에서 선택적으로 기재된 양상이나 선택적으로 기재된 실시예의 구성들은 비록 도면에서 단일의 통합된 구성으로 도시되었다 하더라도 달리 기재가 없는 한 당업자에게 기술적으로 모순인 것이 명백하지 않다면 상호간에 자유롭게 조합될 수 있는 것으로 이해된다.
The foregoing and further aspects of the invention will become apparent through the following examples. The configurations of the selectively described embodiments or optional embodiments described herein may be combined freely with one another if they are not explicitly contradictory to one skilled in the art, I understand.

도 1은 일 실시예에 따른 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 방법에 대한 전체 흐름도이다. FIG. 1 is an overall flowchart of a method for detecting a boundary of an area where an event occurs according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 우선 지역별로 다수의 센서 노드를 대표하여 서버에 이벤트 발생 정보를 전송하는 대표 노드를 선정한다(S110). 여기서, 대표 노드는 센서들이 분포되어 있는 지역이 있으면 이 지역을 다수의 사각형 형태로 분할하고 개별 사각형의 중간 부분에 위치한 노드를 대표 노드로 택하는 방식으로 선정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Referring to FIG. 1, a representative node for transmitting event occurrence information to a server is selected on the basis of a plurality of sensor nodes for each region (S110). Here, the representative node may be selected by dividing the region into a plurality of rectangular shapes if there is an area in which sensors are distributed, and selecting a node located in the middle portion of each square as a representative node, but the present invention is not limited thereto.

다음으로, 센서 노드에서 센서를 통해 수집한 환경 정보에 기초하여 이벤트 발생을 검출한다(S120). 여기서, 환경 정보는 온도, 습도, 조도 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 검출되는 이벤트는 가스 누출, 화재, 비, 유독 가스, 방사능 누출과 같이 비교적 넓은 지역에서 발생되는 군집 이벤트를 의미하나, 이에 한정되지 않는다.Next, the event occurrence is detected based on the environmental information collected by the sensor node through the sensor (S120). Here, the environmental information may include temperature, humidity, illuminance, and the like, but is not limited thereto. Here, the detected event refers to a cluster event occurring in a relatively large area such as a gas leak, a fire, a rain, a toxic gas, a radioactive leak, but is not limited thereto.

다음으로, 이벤트가 검출된 센서 노드가 대표 노드인지를 판단한다(S130).Next, it is determined whether the sensor node whose event is detected is a representative node (S130).

그리고, 이벤트를 검출한 센서 노드가 대표 노드인 경우, 서버에 이벤트 발생 정보를 전송한다(S145). 여기서, 이벤트 발생 정보는 센서 노드에서 수집된 정보를 전송받는 싱크 노드와 싱크 노드로부터 전송된 정보를 라우팅하여 광대역통신망을 통해 관리 서버로 전송하는 게이트웨이를 통해 서버로 전송될 수 있다. 이 때, 다중-홉 라우팅을 통해 서버에 이벤트를 전송할 수도 있다. 여기서, 이벤트 발생 정보에는 이벤트가 발생된 대표 노드의 ID, 이벤트의 형태 등의 정보가 포함될 수 있다.If the sensor node that detected the event is a representative node, the event occurrence information is transmitted to the server (S145). Here, the event occurrence information may be transmitted to the server through a gateway that transmits information collected from the sensor node to the sink node and the gateway that transmits the information transmitted from the sink node to the management server through the broadband communication network. At this time, an event may be transmitted to the server through multi-hop routing. Here, the event occurrence information may include information such as the ID of the representative node where the event occurred, the type of the event, and the like.

다음으로, 이벤트를 감지한 센서 노드가 대표 노드가 아닌 경우, 이웃 노드에 이벤트 발생 정보를 전송한다(S135). 여기서, 이웃 노드는 자신의 센서 노드에서 1-홉(hop) 범위 내에 있는 센서 노드를 의미한다. 이 때, 자신의 위치 정보도 이벤트 발생 정보와 함께 이웃 노드에 전송될 수 있다. 그리고, 이웃 노드로부터 이벤트 발생 정보를 수신한 센서 노드는 이웃 노드의 위치정보 및 이벤트 발생 정보를 포함하는 이웃 노드 테이블을 생성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. Next, if the sensor node that detected the event is not the representative node, the event occurrence information is transmitted to the neighboring node (S135). Here, the neighbor node means a sensor node within a range of one hop from its own sensor node. At this time, its own location information can be transmitted to the neighboring node together with the event occurrence information. The sensor node receiving the event occurrence information from the neighbor node can generate the neighbor node table including the location information of the neighbor node and the event occurrence information. A detailed description thereof will be described later.

다음으로, 대표 노드가 이벤트 발생 정보를 수신한 이웃 노드에 포함되는 지를 판단한다(S140). 포함되는 경우 대표 노드는 이벤트 발생 정보를 서버에 전송한다. 이를 통해, 대표 노드에서는 이벤트가 검출되지 않고, 대표 노드의 이웃 노드에서만 이벤트가 검출된 경우에도 서버에서 이벤트 발생 사실을 인지할 수 있다. Next, it is determined whether the representative node is included in the neighbor node receiving the event occurrence information (S140). If so, the representative node sends event occurrence information to the server. Accordingly, even if an event is not detected in the representative node but an event is detected only in the neighbor node of the representative node, the server can recognize the event occurrence.

다음으로, 이벤트 발생 정보를 수신한 서버에서, 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하기 위한 검출 질의를 생성하고, 생성된 검출 질의를 타겟 노드 방향으로 센서 네트워크에 전송한다(S150). 여기서, 타겟 노드는 이벤트 정보를 전송한 대표 노드 또는 사용자가 원하는 특정한 지역의 대표 노드가 될 수 있다. 여기서, 검출 질의를 전송하는 과정은 최단 거리를 통해 타겟 노드에 전송될 수 있도록 1-홉 단위로 검출 질의가 전송되는 특징을 가지나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 검출 질의는 타겟 노드 아이디(Target Node ID)와 초기 최소 경계 사각형(Minimum Bounding Rectangle, MBR) 값을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Next, the server receiving the event occurrence information generates a detection query for detecting the boundary line of the area where the event occurs, and transmits the generated detection query to the sensor network in the direction of the target node (S150). Here, the target node may be a representative node that transmitted event information or a representative node of a specific region desired by the user. Here, the process of transmitting the detection query is characterized in that the detection query is transmitted in units of one hop so as to be transmitted to the target node through the shortest distance, but the present invention is not limited thereto. Here, the detection query may include, but is not limited to, a target node ID and an initial minimum bounding rectangle (MBR) value.

다음으로, 검출 질의를 수신한 센서 노드에서 순차적으로 검출 질의를 처리하고, 최종 질의 처리 결과를 서버에 전송한다(S160). 이는 후술하도록 한다.Next, the sensor node receiving the detection query sequentially processes the detection query and transmits the final query processing result to the server (S160). This will be described later.

다음으로, 서버에서 수신된 질의 처리 결과를 해석하여 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출한다(S170). 여기서, 서버는 최소 경계 사각형 값에 기초하여 개략적인 이벤트 발생 영역의 경계선을 검출할 수 있고, 전송되는 데이터의 양을 최소화하여 노드의 에너지 소비를 감소시켜 센서 네트워크의 수명을 연장시킬 수 있다.
Next, the server analyzes the query processing result received to detect the boundary line of the area where the event occurred (S170). Here, the server can detect the boundary of the event occurrence area in a rough manner based on the minimum bounding rectangle value, minimize the amount of data to be transmitted, and reduce the energy consumption of the node, thereby extending the service life of the sensor network.

도 2는 일 실시예에 따른 센서 노드에서의 검출 질의 처리 과정에 대한 흐름도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 센서 노드에서의 검출 질의 처리 과정을 구체적으로 설명하기 위한 참조도이다.FIG. 2 is a flowchart of a detection query process in a sensor node according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3 is a reference diagram for explaining a detection query process in a sensor node according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면 2, 3을 참조하여 검출질의 처리 단계를 상세히 설명하면, 우선 이웃 노드 테이블에 기초하여 센서 노드가 이벤트가 발생된 영역의 경계에 위치하는 경계 노드인지 여부를 판단하여, 경계 노드(341,342,343,344,345)를 선정한다(S210). 여기서, 경계 노드인지 여부를 판단하기 위하여 자신은 이벤트 발생이 감지된 센서 노드가 아니고, 이웃 노드의 일부는 이벤트 발생이 감지된 센서 노드이며 나머지 일부는 이벤트 발생이 감지되지 않은 센서 노드라는 특징을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 선정된 경계노드 선정 정보는 이웃 노드에 전송되어, 이웃 노드 테이블에 저장될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the detection query processing step will be described in detail. First, based on the neighbor node table, it is determined whether or not the sensor node is a border node located at the boundary of the area where the event is generated, and the border nodes 341, 342, 343, (S210). Here, in order to determine whether it is a border node, it is a sensor node that itself is not a sensor node in which an event occurrence is detected, a part of a neighbor node is a sensor node in which an event occurrence is detected, and a remaining part is a sensor node in which no event occurrence is detected But is not limited thereto. Here, the selected boundary node selection information may be transmitted to the neighboring node and stored in the neighboring node table.

다음으로, 검출 질의를 수신한 센서 노드가 경계 노드(341,342,343,344,345)에 해당하는지를 판단한다(S220). Next, it is determined whether the sensor node receiving the detection query corresponds to the border nodes 341, 342, 343, 344, and 345 (S220).

다음으로, 경계 노드가 아닌 센서 노드(331,332,333,334,335)가 검출 질의를 수신한 경우, 타겟 노드 방향의 이웃 노드에 검출 질의를 전송한다(S220). 여기서,검출 질의를 전송하는 과정은 도면 3에 도시된 바와 같이 최단 거리를 통해 타겟 노드에 전송될 수 있도록 1-홉 단위로 검출 질의를 전송하는 특징을 가지나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 이 과정은 경계 노드가 검출 질의를 수신할 때까지 계속 반복된다.Next, when the sensor nodes 331, 332, 333, 334, and 335, which are not boundary nodes, receive the detection query, the detection query is transmitted to the neighboring node in the target node direction (S220). Here, the process of transmitting the detection query is characterized in that the detection query is transmitted on a one-hop basis so as to be transmitted to the target node through the shortest distance as shown in FIG. 3, but the present invention is not limited thereto. Here, this process is repeated until the boundary node receives the detection query.

다음으로, 제1 경계 노드(341)가 검출 질의를 수신한 경우, 자신의 위치 좌표를 이용하여 질의에 포함된 초기 최소 경계 사각형 값을 변경하고, 변경된 최소 경계 사각형 값을 포함하는 질의를 제2 경계 노드들(342)에 전송한다(S240). 여기서, 다음 경계 노드에 검출 질의를 전송하기 위하여 이웃 노드 테이블에 저장된 경계노드 선정 정보를 이용할 수 있다. 그리고, 제2 경계 노드들(342)이 검출 질의를 수신한 경우, 자신의 위치 좌표를 이용하여 질의에 포함된 초기 최소 경계 사각형 값을 변경하고, 변경된 최소 경계 사각형 값을 포함하는 질의를 제3 경계 노드들(343)에 전송한다. 여기서, 이 과정은 마지막 경계 노드(345)가 검출 질의를 수신할 때까지 계속 반복된다. Next, when the first border node 341 receives the detection query, it changes the initial minimum bounding rectangle value included in the query using its own position coordinates, and updates the query including the changed minimum bounding rectangle value to the second To the border nodes 342 (S240). Here, the boundary node selection information stored in the neighboring node table can be used to transmit the detection query to the next boundary node. When the second boundary nodes 342 receive the detection query, the initial minimum boundary rectangle value included in the query is changed using the position coordinates of the second boundary nodes 342, and the query including the changed minimum boundary rectangle value is changed to the third To boundary nodes 343. Here, this process is repeated until the last boundary node 345 receives the detection query.

다음으로, 검출 질의를 수신한 경계 노드가 마지막 경계 노드(345)인지를 판단한다(S250).Next, it is determined whether the boundary node receiving the detection query is the last boundary node 345 (S250).

다음으로, 검출질의를 수신한 센서 노드가 마지막 경계 노드(345)인 경우, 자신의 위치 좌표를 이용하여 질의에 포함된 최소 경계 사각형 값을 변경하고, 최종 최소 경계 사각형 값을 포함하는 최종 질의 처리 결과를 서버에 전송한다(S260). 이 때, 다중-홉 라우팅을 통해 서버에 이벤트를 전송할 수 있다.
Next, when the sensor node receiving the detection query is the last boundary node 345, the minimum boundary rectangle value included in the query is changed using its own position coordinates, and the final query processing including the final minimum boundary rectangle value The result is transmitted to the server (S260). At this time, an event can be transmitted to the server through multi-hop routing.

나아가, 또 다른 실시예에 의하면, 검출 질의를 수신한 최초 경계 노드(341)가 자신의 위치 정보를 이용하여 MBR값을 변경하고 시계 방향(반시계 방향)의 다음 경계노드(342)에 검출 질의를 전송하고, 다음 경계 노드(342) 역시 시계 방향(반시계 방향)의 다음 경계 노드(343)에 검출 질의를 전송하고, 이를 반복하여 수행함으로써 다시 최초 경계 노드(341)에 검출 질의가 수신되면 서버로 최종 질의 결과를 전송하는 방법으로 검출 질의를 처리할 수도 있다.
Further, according to another embodiment, the initial boundary node 341 receiving the detection query changes the MBR value using its own position information, and detects the detection query in the clockwise (anticlockwise) next border node 342 And the next boundary node 342 also transmits a detection query to the next boundary node 343 in the clockwise direction (counterclockwise direction). When the detection query is again received at the first boundary node 341 The detection query may be processed by transmitting the final query result to the server.

나아가, 또 다른 실시예에 의하면, 검출 질의를 수신한 경계 노드들이 검출 질의를 저장하여, 향후 자신이 이벤트를 검출한 경우, 자신의 이벤트 정보와 검출 질의 정보를 이웃 노드들에게 전송함으로써 서버로부터의 검출 질의의 재생성없이 이벤트 발생 영역의 경계선 검출이 지속적으로 업데이트 되도록 할 수 있다.
According to another embodiment of the present invention, when a boundary node receiving a detection query stores a detection query and detects an event in the future, it transmits its own event information and detection query information to neighboring nodes, The boundary detection of the event occurrence area can be continuously updated without regenerating the detection query.

도 4 a는 이웃 노드 간의 위치관계를 도시한 도면이고, 도 4b는 이웃 노드 테이블을 도시한 도면이다.FIG. 4A is a diagram illustrating a positional relationship between neighboring nodes, and FIG. 4B is a diagram illustrating a neighboring node table.

도 4a 와 도 4b를 참조하면, 센서 노드는 제1홉 범위에 있는 이웃 노드로부터 위치 좌표 및 이벤트 발생 정보를 수신하여, 이웃 노드의 위치정보 및 이벤트 발생 정보를 포함하는 이웃 노드 테이블을 생성하고, 이를 저장할 수 있다. 그리고, 이웃 노드의 위치 정보는 자신과 이웃 노드 사이의 각도를 이용하여 표현될 수 있고, 이를 기준으로 이웃 노드 테이블에 이웃 노드들이 정렬되어 저장될 수 있다.
4A and 4B, the sensor node receives location coordinates and event occurrence information from a neighboring node in a first hop region, generates a neighboring node table including location information of the neighboring node and event occurrence information, You can save it. The location information of the neighboring node can be expressed using the angle between itself and the neighboring node, and the neighboring nodes can be sorted and stored in the neighboring node table based on the angle.

본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하기 위한 시스템은 다음과 같이 구성된다.A system for detecting a boundary line of an area where an event occurs according to an embodiment of the present invention is configured as follows.

센서 노드와, 센서 노드의 집합으로 이루어진 센서 필드와, 센서필드에서 수집된 정보를 전송받는 싱크노드와, 싱크 노드로부터 전송된 정보를 라우팅하여 광대역 통신망을 통해 관리 서버로 전송하는 게이트웨이를 포함하는 센서 네트워크와, 서버로 이루어질 수 있다. 센서 네트워크는 게이트웨이를 통하여 위성통신,무선랜, 블루투스, 유선 인터넷과 같은 기존의 인프라로 서버에 연결될 수 있다.
A sensor node including a sensor node, a sensor field including a set of sensor nodes, a sink node receiving information collected in the sensor field, and a gateway including a gateway for routing information transmitted from the sink node to the management server through a broadband communication network A network, and a server. The sensor network can be connected to the server through existing infrastructure such as satellite communication, wireless LAN, Bluetooth, and wired Internet through the gateway.

우선 센서 노드는, 지역별로 다수의 센서 노드를 대표하여 서버에 정보를 이벤트 발생 정보를 전송하는 대표 노드 선정부를 포함할 수 있다. 여기서, 대표 노드는 센서들이 분포되어 있는 지역이 있으면 이 지역을 다수의 사각형 형태로 분할하고 개별 사각형의 중간 부분에 위치한 노드를 대표 노드로 택하는 방식으로 선정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. First, the sensor node may include a representative node selection unit for transmitting event information to the server on the basis of a plurality of sensor nodes for each region. Here, the representative node may be selected by dividing the region into a plurality of rectangular shapes if there is an area in which sensors are distributed, and selecting a node located in the middle portion of each square as a representative node, but the present invention is not limited thereto.

그리고, 센서 노드에서 센서를 통해 수집한 환경 정보에 기초하여 이벤트 발생을 검출하는 이벤트 검출부를 포함할 수 있다. 여기서, 환경 정보는 온도, 습도 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 검출되는 이벤트는 가스 누출, 화재, 비와 같이 비교적 넓은 지역에서 발생되는 군집 이벤트를 의미하나, 이에 한정되지 않는다.The sensor node may include an event detection unit for detecting an event occurrence based on environmental information collected through a sensor. Here, the environmental information may include temperature, humidity, and the like, but is not limited thereto. Here, the detected event refers to a cluster event occurring in a relatively large area such as gas leakage, fire, rain, but is not limited thereto.

그리고, 이벤트가 검출된 센서 노드가 대표 노드인지를 판단하여, 이벤트를 검출한 센서 노드가 대표 노드로 판단되는 경우 서버에 이벤트 발생 정보를 전송하고, 이벤트를 검출한 센서 노드가 대표 노드가 아닌 것으로 판단되는 경우, 이웃 노드에 이벤트 발생 정보를 전송하는 이벤트 정보 전송부를 포함할 수 있다. 여기서, 이벤트 발생 정보는 센서 노드에서 수집된 정보를 전송받는 싱크 노드와 싱크 노드로부터 전송된 정보를 라우팅하여 광대역 통신망을 통해 관리 서버로 전송하는 게이트웨이를 통해 서버로 전송될 수 있다. 이 때, 다중-홉 라우팅을 통해 서버에 이벤트를 전송할 수도 있다. 여기서, 이벤트 발생 정보에는 이벤트가 발생된 대표 노드의 ID, 이벤트의 형태 등의 정보가 포함될 수 있다.If the sensor node that detected the event is a representative node, it transmits event occurrence information to the server. If the sensor node that detected the event is not a representative node And an event information transmitting unit for transmitting the event occurrence information to the neighboring node when it is determined. Here, the event occurrence information may be transmitted to the server through a gateway that transmits information collected from the sensor node to the sink node and the gateway that transmits the information transmitted from the sink node to the management server through the broadband communication network. At this time, an event may be transmitted to the server through multi-hop routing. Here, the event occurrence information may include information such as the ID of the representative node where the event occurred, the type of the event, and the like.

그리고, 이웃 노드로부터 정보를 수신하여 이웃 노드의 위치정보 및 이벤트 발생 정보를 포함하는 이웃 노드 테이블을 생성하는 이웃 노드 테이블 생성부를 포함할 수 있다. 여기서, 이웃 노드의 위치 정보는 자신과 이웃 노드 사이의 각도를 이용하여 표현될 수 있고, 이를 기준으로 이웃 노드 테이블에 이웃 노드들이 정렬되어 저장될 수 있다.And a neighboring node table generating unit for receiving information from the neighboring node and generating a neighboring node table including location information of the neighboring node and event occurrence information. Here, the location information of the neighboring node can be expressed using an angle between itself and the neighboring node, and the neighboring nodes can be sorted and stored in the neighboring node table based on the angle.

그리고, 서버로부터 검출 질의를 수신하여 순차적으로 검출 질의를 처리하고, 최종 질의 처리 결과를 서버에 전송하는 검출 질의 처리부를 포함할 수 있다. 여기서, 검출 질의 처리부는, 자신이 경계 노드인 경우 이웃 노드 테이블을 검색하여 이웃 노드 다음 경계 노드를 선별하는 모듈과, 선별된 노드에 검출 질의를 전송하는 모듈과, 검출 질의에 포함된 MBR 값과 자신의 위치 정보를 이용하여 MBR 값을 변경하는 모듈을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
And a detection query processing unit that receives the detection query from the server, sequentially processes the detection query, and transmits the final query processing result to the server. Here, the detection query processor may include a module for selecting a neighboring node next to the neighboring node by searching the neighboring node table if the neighboring node is a boundary node, a module for transmitting a detection query to the selected node, And may include a module for changing the MBR value using its own location information, but the present invention is not limited thereto.

다음으로, 서버는 대표 노드로부터 이벤트 발생 정보를 수신한 경우, 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하기 위한 검출 질의를 생성하는 검출 질의 생성부를 포함할 수 있다. 여기서, 검출 질의는 타겟 노드 아이디(Target Node ID)와 초기 최소 경계 사각형(Minimum Bounding Rectangle, MBR) 값을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Next, the server may include a detection query generation unit for generating a detection query for detecting a boundary line of an area where an event occurs when the event occurrence information is received from the representative node. Here, the detection query may include, but is not limited to, a target node ID and an initial minimum bounding rectangle (MBR) value.

그리고, 생성된 검출 질의를 타겟 노드 방향으로 센서 노드에 전송하고, 센서 노드로부터 질의 처리 결과를 수신하는 통신부를 포함할 수 있다. 여기서, 타겟 노드는 이벤트 정보를 전송한 대표 노드 또는 사용자가 원하는 특정한 지역의 대표 노드가 될 수 있다. 여기서, 검출 질의를 전송하는 과정은 최단 거리를 통해 타겟 노드에 전송될 수 있도록 1-홉 단위로 검출 질의가 전송되는 특징을 가지나, 이에 한정되지 않는다. And a communication unit for transmitting the generated detection query to the sensor node in the direction of the target node and receiving the query processing result from the sensor node. Here, the target node may be a representative node that transmitted event information or a representative node of a specific region desired by the user. Here, the process of transmitting the detection query is characterized in that the detection query is transmitted in units of one hop so as to be transmitted to the target node through the shortest distance, but the present invention is not limited thereto.

그리고, 센서 노드로부터 수신된 질의 처리 결과를 해석하여 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 질의 처리 결과 해석부를 포함할 수 있다. 여기서, 서버는 최소 경계 사각형 값에 기초하여 개략적인 이벤트 발생 영역의 경계선을 검출할 수 있고, 전송되는 데이터의 양을 최소화하여 노드의 에너지 소비를 감소시켜 센서 네트워크의 수명을 연장시킬 수 있다.And a query processing result analyzing unit for analyzing a query processing result received from the sensor node and detecting a boundary line of an area where the event occurred. Here, the server can detect the boundary of the event occurrence area in a rough manner based on the minimum bounding rectangle value, minimize the amount of data to be transmitted, and reduce the energy consumption of the node, thereby extending the service life of the sensor network.

전술한 실시 예들은 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위는 특정 실시 예에 한정되지 아니할 것이다.
The foregoing embodiments are intended to illustrate the present invention and the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments.

310 : 서버 360 : 이벤트 경계선
320 : 센서 필드 370 : 이벤트 경계선 최소 경계 사각형
341, 342, 343, 344, 345 : 경계 노드
350 : 대표 노드310: Server 360: Event Boundaries
320: Sensor field 370: Event boundary minimum bounding rectangle
341, 342, 343, 344, 345: boundary nodes
350: Representative node

Claims (1)

센서를 통해 수집한 환경 정보에 기초하여 이벤트를 검출하고, 검출된 이벤트를 미리 선정된 대표 노드를 통해 서버에 전송하는 단계; 및
상기 서버로부터 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하기 위한 검출 질의를 수신하고, 수신된 검출 질의를 처리하여 최종 검출 질의 처리 결과를 서버에 전송하는 단계를 포함하는, 센서 네트워크에서 이벤트가 발생한 영역의 경계선을 검출하는 방법.




Detecting an event based on environmental information collected through a sensor, and transmitting the detected event to a server through a preselected representative node; And
Receiving a detection query for detecting a boundary line of an area where an event has occurred from the server, processing the received detection query, and transmitting a final detection query processing result to the server, / RTI >




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CN113179135A (en) * 2021-04-23 2021-07-27 河海大学 Fluid boundary extraction method based on information entropy maximization in underwater acoustic sensor network

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160133732A (en) * 2015-05-13 2016-11-23 주식회사 지이에스 Security system using shield cable with self recognition mean by environment profile and based on user activity
CN113179135A (en) * 2021-04-23 2021-07-27 河海大学 Fluid boundary extraction method based on information entropy maximization in underwater acoustic sensor network
CN113179135B (en) * 2021-04-23 2023-09-26 河海大学 Fluid boundary extraction method based on information entropy maximization in underwater acoustic sensor network

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