KR20150027606A - Apparatus and method for coverting data rate - Google Patents

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KR20150027606A
KR20150027606A KR20130106245A KR20130106245A KR20150027606A KR 20150027606 A KR20150027606 A KR 20150027606A KR 20130106245 A KR20130106245 A KR 20130106245A KR 20130106245 A KR20130106245 A KR 20130106245A KR 20150027606 A KR20150027606 A KR 20150027606A
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박일균
김낙우
윤심권
이병탁
김영선
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한국전자통신연구원
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Abstract

An apparatus for time synchronization of a sensor node in a sensor network calculates a time error and a transmission time relay with a sensor node relay using a constrained-application protocol (CoAP) message transmitted/received to/from the sensor node relay, and synchronizes time of the sensor node with that of the sensor node relay using the calculated time error and transmission time delay.

Description

센서 네트워크에서의 시간 동기 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COVERTING DATA RATE}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR COVERING DATA RATE [0002]

본 발명은 센서 네트워크에서의 시간 동기 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 센서 네트워크에서 CoAP(constrained-application protocol)를 이용하여 센서 노드와 센서 노드 중계기 사이에 시간을 동기화하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a time synchronization apparatus and method in a sensor network, and more particularly, to a technique for synchronizing time between a sensor node and a sensor node repeater using a constrained-application protocol (CoAP) in a sensor network.

일반적으로 시간 동기화는 수작업으로 이루어지거나 자체 프로토콜을 만들어 이용하거나, 시간 동기화를 위한 표준 프로토콜인 NTP (network time protocol) 또는 IEEE 1588을 사용해야 했다. In general, time synchronization has to be done by hand, by making its own protocol, or by using network time protocol (NTP) or IEEE 1588, a standard protocol for time synchronization.

센서 네트워크에 NTP 또는 IEEE 1588을 적용할 경우, CoAP 외의 다른 프로토콜을 구현 적용해야 하기 때문에 센서 노드와 센서 노드 중계기의 메모리 용량 및 CPU 연산 자원에 대한 점유율이 상승하고 전송 링크의 대역폭 점유율 또한 증가하는 문제가 있다. 특히 NTP의 경우에는 센서 네트워크 내의 모든 센서 노드와 센서 노드 중계기가 모두 외부의 NTP 서버와 통신을 해야 하는데, 센서 네트워크의 규모가 클수록 시간 동기화를 위한 통신 부하가 증가하여 센서 데이터 전송 및 수집 기능에 영향을 줄 수 있다. 또한 IEEE 1588의 경우 외부 도메인과의 통신 없이 센서 네트워크 내에서의 시간 동기가 가능하나, 전송하는 기본 데이터 구조가 최소 60바이트를 넘어서기 때문에 IEEE 802.15.4 무선 네트워크 환경에서는 비효율적으로 시간 동기 작업이 이루어질 수 있다. When NTP or IEEE 1588 is applied to the sensor network, since the protocol other than CoAP needs to be implemented, the share of the memory capacity and the CPU operation resource of the sensor node and the sensor node repeater increases and the bandwidth share of the transmission link also increases . In particular, in the case of NTP, all sensor nodes and sensor node repeaters in the sensor network must communicate with the external NTP server. As the size of the sensor network increases, the communication load for time synchronization increases, . In IEEE 1588, time synchronization within a sensor network is possible without communication with an external domain. However, since the basic data structure to be transmitted exceeds a minimum of 60 bytes, time synchronization operation is inefficient in the IEEE 802.15.4 wireless network environment .

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 시간 동기 작업에 필요한 시간 정보(timestamp)를 기존 CoAP의 다른 메시지 또는 별도 메시지에 포함하여 전송하고, 전송된 정보를 바탕으로 시간 동기를 수행하는 기술이 필요하다.Therefore, in order to solve such a problem, there is a need for a technique of transmitting time stamps necessary for time synchronization operations in another message or a separate message of the existing CoAP and performing time synchronization based on the transmitted information.

본 발명이 해결하려는 과제는 CoAP를 이용하여 시간 동기를 수행할 수 있는 센서 네트워크에서의 시간 동기 장치 및 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a time synchronization apparatus and method in a sensor network capable of performing time synchronization using a CoAP.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 센서 네트워크에서 센서 노드에서 센서 노드 중계기와 시간을 동기화하는 방법이 제공된다. 시간 동기 방법은 상기 센서 노드 중계기로부터 중계기 시간을 포함한 동기 메시지를 주기적으로 수신하는 단계, 상기 센서 노드의 현재 시간과 상기 중계기 시간을 이용하여 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차를 계산하는 단계, 상기 시간 오차가 없으면, 상기 센서 노드와 상기 센서 노드 중계기 사이의 전송 지연을 계산하는 단계, 그리고 상기 계산한 전송 지연을 이용하여 상기 센서 노드의 시간을 보정하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a method of synchronizing time with a sensor node repeater in a sensor node in a sensor network is provided. The time synchronization method includes periodically receiving a synchronization message including a repeater time from the sensor node repeater, calculating a time error between the current time of the sensor node and the repeater time using the repeater time, Calculating a transmission delay between the sensor node and the sensor node repeater if there is no error, and correcting the time of the sensor node using the calculated transmission delay.

상기 동기 메시지는 시간 동기 옵션이 정의된 CoAP(constrained-application protocol) 메시지를 포함할 수 있다. The synchronization message may include a constrained-application protocol (CoAP) message in which a time synchronization option is defined.

상기 시간 동기 방법은 상기 시간 오차가 발생하면, 상기 센서 노드의 시간을 상기 중계기 시간으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The time synchronization method may further include setting the time of the sensor node as the repeater time when the time error occurs.

상기 전송 지연을 계산하는 단계는 상기 센서 노드 중계기로부터 지연 계산 메시지를 수신하는 단계, 상기 시간 계산 메시지에 대한 응답으로 지연 요청 메시지를 상기 센서 노드 중계기로 전송하는 단계, 상기 센서 노드 중계기로부터 상기 지연 요청 메시지의 수신 시간을 포함한 지연 응답 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 지연 계산 메시지의 수신 시간과 상기 지연 계산 메시지의 수신 시간으로부터 상기 전송 지연을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the step of calculating the transmission delay comprises the steps of: receiving a delay calculation message from the sensor node repeater; transmitting a delay request message to the sensor node repeater in response to the time calculation message; Receiving a delay response message including a reception time of the message, and calculating the transmission delay from the reception time of the delay calculation message and the reception time of the delay calculation message.

상기 지연 계산 메시지는 미리 설정된 CoAP URI 경로로 수신될 수 있다. The delay calculation message may be received on a predetermined CoAP URI path.

상기 지연 요청 메시지는 지연 요청 옵션이 정의된 응답 메시지를 포함할 수 있다. The delay request message may include a response message in which a delay request option is defined.

상기 지연 응답 메시지는 지연 응답 옵션이 정의된 CoAP 메시지를 포함할 수 있다. The delayed response message may include a CoAP message in which a delayed response option is defined.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 센서 네트워크에서 센서 노드 중계기와 시간을 동기화하기 위한 센서 노드의 시간 동기 장치가 제공된다. 시간 동기 장치는 CoAP(constrained-application protocol) 처리부, 그리고 시간 동기부를 포함한다. 상기 CoAP 처리부는 상기 센서 노드 중계기와 CoAP(constrained-application protocol) 통신을 지원한다. 그리고 상기 시간 동기부는 상기 센서 노드 중계기와 상기 CoAP 처리부를 통해 송수신되는 CoAP 메시지를 이용하여 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차 및 전송 지연 시간을 계산하고, 상기 시간 오차 및 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 센서 노드의 시간을 상기 센서 노드 중계기와 동기화시킨다.According to another embodiment of the present invention, a time synchronization apparatus of a sensor node for synchronizing time with a sensor node repeater in a sensor network is provided. The time synchronization apparatus includes a constrained-application protocol (CoAP) processing unit and a time synchronization unit. The CoAP processing unit supports CoAP (constrained-application protocol) communication with the sensor node repeater. The time synchronization unit calculates a time error and a transmission delay time with the sensor node repeater using the CoAP message transmitted / received through the sensor node repeater and the CoAP processing unit, and calculates the time difference and the transmission delay time using the time error and the transmission delay time. And synchronizes the time of the sensor node with the sensor node repeater.

상기 시간 동기부는 중계기 시간 정보를 포함한 CoAP 메시지를 수신하면, 상기 센서 노드의 현재 시간과 상기 중계기 시간을 이용하여 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차를 계산할 수 있다. The time synchronization unit may calculate a time error between the sensor node and the sensor node using the current time of the sensor node and the repeater time when receiving the CoAP message including the repeater time information.

상기 중계기 시간 정보는 상기 CoAP 메시지의 시간 동기 옵션에 포함될 수 있다. The repeater time information may be included in the time synchronization option of the CoAP message.

상기 시간 동기부는 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 센서 노드의 현재 시간을 보정할 수 있다. The time synchronization unit may correct the current time of the sensor node using the transmission delay time.

상기 시간 동기부는 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차가 없을 때 상기 센서 노드 중계기로부터 지연 계산 메시지를 수신하면, 지연 요청 메시지를 통해 상기 센서 노드 중계기로 시간 정보를 요청하고, 상기 센서 노드 중계기로부터 상기 지연 요청 메시지의 수신 시간을 포함한 지연 응답 메시지를 수신하며, 상기 지연 계산 메시지의 수신 시간과 상기 지연 요청 메시지의 수신 시간을 이용하여 상기 전송 지연 시간을 계산할 수 있다. The time synchronization unit, when receiving a delay calculation message from the sensor node repeater when there is no time difference with the sensor node repeater, requests time information to the sensor node repeater through a delay request message, A delay response message including a reception time of the request message is received and the transmission delay time can be calculated using the reception time of the delay calculation message and the reception time of the delay request message.

상기 시간 동기부는 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차가 있으면 상기 중계기 시간으로 상기 센서 노드의 시간을 상기 중계기 시간으로 설정할 수 있다.The time synchronization unit may set the time of the sensor node as the repeater time in the repeater time if there is a time error with the sensor node repeater.

상기 시간 동기부는 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차가 있을 때 상기 센서 노드 중계기로부터 상기 지연 계산 메시지를 수신하면, 상기 지연 계산 메시지를 오류 처리할 수 있다. The time synchronization unit may process the delay calculation message by receiving the delay calculation message from the sensor node repeater when there is a time error with the sensor node repeater.

상기 지연 요청 메시지는 상기 지연 계산 메시지에 대한 CoAP 응답 메시지를 포함하며, 상기 CoAP 응답 메시지는 지연 요청 옵션을 포함할 수 있다.The delay request message includes a CoAP response message for the delay calculation message, and the CoAP response message may include a delay request option.

상기 지연 응답 메시지는 지연 응답 옵션이 정의된 CoAP 메시지를 포함하며, 상기 지연 요청 메시지의 수신 시간은 상기 지연 응답 옵션에 포함될 수 있다. The delayed response message includes a CoAP message in which a delayed response option is defined, and the reception time of the delayed request message may be included in the delayed response option.

본 발명의 실시 예에 의하면, CoAP 표준에 옵션 확장 등의 방법을 통해서 센서 노드와 센서 노드 중계기 간에 시간 동기를 수행할 수 있으며, 따라서 융합 서비스 제공에 의한 센서 관련 응용 중 정확한 시간 동기가 요구되는 분야와 빌딩, 산업현장 관리 산업 및 관련 응용 서비스 시장 활성화에 기여할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the time synchronization between the sensor node and the sensor node repeater can be performed through a method such as option extension to the CoAP standard. Therefore, among the sensor-related applications provided by the convergence service, And contribute to the activation of buildings, industrial field management industry and related application service market.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크 모델의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 중계기와 센서 노드를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드의 시간 오차 계산 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드의 전송 지연 계산 방법을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating an example of a sensor network model according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of a sensor node repeater and a sensor node according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a method of calculating a time error of a sensor node according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a method of calculating a transmission delay of a sensor node according to an embodiment of the present invention.

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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크에서의 시간 동기 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a time synchronization apparatus and method in a sensor network according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크 모델의 일 예를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating an example of a sensor network model according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 센서 네트워크(100)는 센서 노드 중계기(110) 및 복수의 센서 노드(120)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the sensor network 100 includes a sensor node repeater 110 and a plurality of sensor nodes 120.

센서 데이터 수집기(200)는 각 센서 노드(120)로부터 센서 데이터를 수집하는 장치이며, 센서 네트워크(100)의 센서 노드 중계기(110) 또는 센서 노드(120) 일부와 통신한다. The sensor data collector 200 is a device for collecting sensor data from each sensor node 120 and communicates with a sensor node repeater 110 or a part of the sensor node 120 of the sensor network 100.

센서 노드 중계기(110)는 CoAP(constrained-application protocol)를 통해 센서 노드(120)로부터 수신한 센서 데이터를 인터넷(300)을 통해 센서 데이터 수집기(200)에 전송한다. The sensor node repeater 110 transmits the sensor data received from the sensor node 120 through the constrained-application protocol (CoAP) to the sensor data collector 200 through the Internet 300. [

센서 노드(120)는 종류에 따라서 주위의 온도, 빛, 가속도 등의 환경 정보나 사물에 대한 물리적인 상태 정보 및 인식 정보 등을 센싱한다. The sensor node 120 senses environmental information such as ambient temperature, light, and acceleration, physical state information on the object, and recognition information according to the type of the sensor node.

본 발명의 실시 예에 따른 시간 동기의 범위는 센서 네트워크(100) 내의 센서 노드 중계기(110) 및 센서 노드(120) 사이이며, 센서 노드 중계기(110) 및 센서 노드(120)는 각각 시간 동기를 위해 시간 동기 장치(도시하지 않음)를 포함한다. The range of time synchronization according to the embodiment of the present invention is between the sensor node repeater 110 and the sensor node 120 in the sensor network 100 and the sensor node repeater 110 and the sensor node 120 are time- And a time synchronization device (not shown).

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드 중계기와 센서 노드를 개략적으로 나타낸 도면이다. 2 is a schematic view of a sensor node repeater and a sensor node according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 센서 노드 중계기(110)의 시간 동기 장치(110a)는 CoAP 처리부(112) 및 시간 동기 발생부(114)를 포함한다. 또한 센서 노드(120)의 시간 동기 장치(120a)는 CoAP 처리부(122), 센서 데이터 취득부(124) 및 시간 동기부(126)를 포함한다. 2, the time synchronization unit 110a of the sensor node repeater 110 includes a CoAP processing unit 112 and a time synchronization generation unit 114. [ The time synchronization apparatus 120a of the sensor node 120 includes a CoAP processing unit 122, a sensor data acquisition unit 124, and a time synchronization unit 126. [

센서 노드 중계기(110)의 시간 동기 장치(110a)에서, CoAP 처리부(112)는 센서 노드(120)와의 통신을 지원하며, 시간 동기 발생부(114)는 시간 동기를 위한 메시지를 발생시킨다. 시간 동기를 위한 메시지는 센서 노드 중계기(110)의 시간 정보를 포함하며, 센서 노드(120)로 전송된다. In the time synchronization unit 110a of the sensor node repeater 110, the CoAP processing unit 112 supports communication with the sensor node 120, and the time synchronization generation unit 114 generates a message for time synchronization. The message for time synchronization includes the time information of the sensor node repeater 110 and is transmitted to the sensor node 120.

센서 노드(120)의 시간 동기 장치(120a)에서, CoAP 처리부(122)는 센서 노드 중계기(110)와의 통신을 지원하며, 센서 데이터 취득부(124)는 환경 정보나 사물 정보 등의 센서 데이터를 수집한다. 시간 동기부(126)는 센서 노드 중계기(110)로부터 발생되는 시간 동기를 위한 메시지를 수신하고 수신한 메시지에 대해 응답하며, 시간 동기를 위해 센서 노드 중계기(110)와 센서 노드(120) 간의 시간 오차 및 전송 지연을 계산한다. 시간 동기 발생부(114) 및 시간 동기부(126)는 CoAP 처리부(112, 122)와 각각 연결되어, 시간 동기와 관련되는 모든 메시지는 모두 CoAP 처리부(112, 122)를 통해 송수신된다. In the time synchronization apparatus 120a of the sensor node 120, the CoAP processing unit 122 supports communication with the sensor node repeater 110. The sensor data acquisition unit 124 acquires sensor data such as environment information and object information Collect. The time synchronizer 126 receives a message for time synchronization generated from the sensor node repeater 110 and responds to the received message. The time synchronization unit 126 responds to the received message by synchronizing the time between the sensor node repeater 110 and the sensor node 120 Error and transmission delay. The time synchronization generating unit 114 and the time synchronizing unit 126 are respectively connected to the CoAP processing units 112 and 122 so that all messages related to time synchronization are transmitted and received through the CoAP processing units 112 and 122.

센서 노드 중계기(110)와 센서 노드(120) 사이에서 시간 동기를 위해 사용되는 메시지의 종류에는 동기 메시지, 지연 계산 메시지, 지연 요청 메시지 및 지연 응답 메시지가 있다. The types of messages used for time synchronization between the sensor node repeater 110 and the sensor node 120 include a synchronization message, a delay calculation message, a delay request message, and a delay response message.

동기 메시지는 센서 노드 중계기(110)의 시간 정보를 센서 노드들(120)에게 전송하여 센서 노드들(120)로 하여금 센서 노드 중계기(110)와의 시간 오차를 계산할 수 있도록 한다. CoAP 내의 메시지에 시간 동기 옵션이 정의되고, 시간 동기 옵션이 정의된 CoAP 메시지가 동기 메시지로 사용된다. The synchronization message transmits the time information of the sensor node repeater 110 to the sensor nodes 120 so that the sensor nodes 120 can calculate the time error with the sensor node repeater 110. [ A time synchronization option is defined in the message in the CoAP, and a CoAP message in which the time synchronization option is defined is used as the synchronization message.

지연 계산 메시지는 센서 노드(120)로 하여금 전송 지연 계산 절차를 시작하도록 요구하는 메시지이며, 전용 CoAP URI 경로를 미리 정의하여 사용된다. 일례로, 센서 노드 중계기(110)로부터'/.delay'라는 URI 경로로 GET 메시지가 수신되면, 이 메시지가 지연 계산 메시지로 간주된다. The delay calculation message is a message requesting the sensor node 120 to start the transmission delay calculation procedure, and is used by defining a dedicated CoAP URI path in advance. For example, when a GET message is received from the sensor node repeater 110 by a URI path of '/.delay', this message is regarded as a delay calculation message.

지연 요청 메시지는 센서 노드(120)가 센서 노드 중계기(110)에게 전송 지연 계산을 위해 시간 정보를 요청하는 메시지이다. 지연 계산 메시지에 대해 센서 노드(120)가 "CoAP 200 OK"와 같은 응답 메시지를 전송하고, 응답 메시지 안에 지연 요청 옵션이 있을 경우 이 응답 메시지가 지연 요청 메시지로 간주 될 수 있다. The delay request message is a message in which the sensor node 120 requests the sensor node repeater 110 for time information for transmission delay calculation. If the sensor node 120 transmits a response message such as "CoAP 200 OK" to the delay calculation message and there is a delay request option in the response message, this response message may be regarded as a delay request message.

지연 응답 메시지는 지연 요청 메시지에 응답하여 센서 노드 중계기(110)에서 시간 정보를 담아 센서 노드(120)에게 전송하는 메시지이다. CoAP 내의 메시지에 지연 응답 옵션이 정의되고, 지연 응답 옵션이 정의된 CoAP 메시지가 지연 응답 메시지로 사용된다. The delay response message is a message that the sensor node repeater 110 transmits time information to the sensor node 120 in response to the delay request message. A delayed response option is defined in the message in the CoAP, and a CoAP message in which the delayed response option is defined is used as the delayed response message.

지연 응답 메시지를 수신한 센서 노드(120)는 전송 지연을 계산하여 센서 노드(120)의 시간을 보정할 수 있다. The sensor node 120 receiving the delay response message can correct the time of the sensor node 120 by calculating the transmission delay.

센서 노드 중계기(110)에서 발생되는 동기 메시지, 지연 계산 메시지 및 지연 응답 메시지는 센서 노드들(120)에게 1:1로 전송될 수 있으며, 이 중 지연 응답 메시지를 제외한 동기 메시지 및 지연 계산 메시지는 대역폭 낭비를 줄이기 위해 브로드캐스트 형태로 전송될 수 있다.A synchronization message, a delay calculation message, and a delay response message generated by the sensor node repeater 110 may be transmitted to the sensor nodes 120 in a one-to-one manner. A synchronization message and a delay calculation message, It can be transmitted in broadcast form to reduce bandwidth waste.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드의 시간 오차 계산 방법을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating a method of calculating a time error of a sensor node according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 센서 노드 중계기(110)는 센서 노드 중계기(110)의 시간 정보를 동기 메시지(sync)의 시간 동기 옵션에 포함시킨 후 주기적으로 센서 노드(120)에게 센서 노드 중계기(110)의 시간 정보가 포함된 동기 메시지(sync)를 전송한다(S310). 3, the sensor node repeater 110 periodically inserts the time information of the sensor node repeater 110 into the time synchronization option of the synchronization message (sync), and then periodically transmits the time information of the sensor node repeater 110 to the sensor node 120, (Sync) message including the time information of the time stamp (S310).

동기 메시지(sync)를 수신한 센서 노드(120)는 센서 노드(120)의 시간 정보와 센서 노드 중계기(110)의 시간 정보를 비교하여 시간 오차를 계산한다(S320). The sensor node 120 receiving the synchronization message (sync) compares the time information of the sensor node 120 with the time information of the sensor node repeater 110 to calculate a time error (S320).

다음, 센서 노드(120)는 센서 노드 중계기(110)의 시간으로 센서 노드(120)의 시간을 설정하고(S330), CoAP 200 OK 응답 메시지를 센서 노드 중계기(110)로 전송한다(S340). Next, the sensor node 120 sets the time of the sensor node 120 as the time of the sensor node repeater 110 (S330), and transmits the CoAP 200 OK response message to the sensor node repeater 110 (S340).

다음 주기에 센서 노드 중계기(110)는 동기 메시지(sync)를 센서 노드(120)에게 보내는데(S350), 동기 메시지(sync)에 포함된 시간 정보의 값만 제외하면 S310에서 전송한 동기 메시지(sync)와 동일하다. S320와 동일하게 동기 메시지를 수신한 센서 노드(120)는 시간 오차를 계산한다(S360). 이때 앞서 S330에서 센서 노드 중계기(110)의 시간으로 센서 노드(120)의 시간을 설정했기 때문에 센서 노드 중계기(110)와 센서 노드(120) 간의 시간 오차는 없는 것으로 계산될 수 있다(S370). 센서 노드 중계기(110)와 센서 노드(120) 간의 시간 오차가 없는 경우, 센서 노드(120)는 전송 지연을 계산할 수 있는 단계로 진입하고(S380), 그 후 200 OK 응답 메시지를 센서 노드 중계기(110)로 전송한다(S390). The sensor node repeater 110 sends a sync message to the sensor node 120 in step S350 and excludes only the value of the time information included in the sync message, . Similarly to S320, the sensor node 120 receiving the synchronization message calculates a time error (S360). At this time, since the time of the sensor node 120 is set in the time of the sensor node repeater 110 in S330, it can be calculated that there is no time error between the sensor node repeater 110 and the sensor node 120 (S370). If there is no time difference between the sensor node repeater 110 and the sensor node 120, the sensor node 120 enters a step of calculating a transmission delay at step S380, and then transmits a 200 OK response message to the sensor node repeater 110 (S390).

반면, 센서 노드 중계기(110)와 센서 노드(120) 간의 시간 오차가 발생하면, 센서 노드(120)는 센서 노드 중계기(110)의 시간으로 센서 노드(120)의 시간을 설정한다(S375). If a time error occurs between the sensor node relay 110 and the sensor node 120, the sensor node 120 sets the time of the sensor node 120 as the time of the sensor node relay 110 (S375).

전송 지연 계산 단계에서, 센서 노드(120)는 전송 지연을 계산하여 센서 노드(120)의 시간을 보정한다. In the transmission delay calculation step, the sensor node 120 calculates the transmission delay to correct the time of the sensor node 120. [

전송 지연 계산 단계에서, 센서 노드(120)는 센서 노드 중계기(110)로부터 지연 계산 메시지를 수신한 후에 지연 계산 메시지에 응답하여 지연 요청 메시지를 센서 노드 중계기(110)로 전송한다. 센서 노드(120)는 센서 노드 중계기(110)로부터 지연 계산 메시지를 수신하지 않으면 지연 요청 메시지를 전송하지 않으며, 센서 노드 중계기(110)로부터의 지연 응답 메시지 또한 에러로 처리한다. In the transmission delay calculation step, the sensor node 120 receives the delay calculation message from the sensor node repeater 110 and then transmits a delay request message to the sensor node repeater 110 in response to the delay calculation message. If the sensor node 120 does not receive the delay calculation message from the sensor node repeater 110, the sensor node 120 does not transmit the delay request message and processes the delay response message from the sensor node relay 110 as an error.

또한 전송 지연 계산 단계에서, 센서 노드(120)는 동기 메시지를 수신하면 앞에서와 동일한 방법으로 시간 오차를 계산할 수 있다. Also, in the transmission delay calculation step, when the sensor node 120 receives the synchronization message, the sensor node 120 may calculate the time error in the same manner as described above.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 노드의 전송 지연 계산 방법을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a method of calculating a transmission delay of a sensor node according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 센서 노드 중계기(110)는 센서 노드(120)로 하여금 전송 지연 시간을 계산토록 하기 위한 지연 계산 메시지(Delay Calc)를 전송한다(S410). Referring to FIG. 4, the sensor node repeater 110 transmits a delay calculation message (Delay Calc) for causing the sensor node 120 to calculate a transmission delay time (S410).

지연 계산 메시지(Delay Calc)를 수신한 센서 노드(120)는 시간 오차 계산 단계에 있을 경우 지연 계산 메시지(Delay Calc)에 대해 오류 처리하며, 전송 지연 계산 단계에 있을 경우 지연 계산 메시지(Delay Calc)의 수신 시간을 저장하고(S420), 지연 요청 메시지(Delay Request)에 해당하는 CoAP 200 OK 응답 메시지를 센서 노드 중계기(110)로 전송한다(S430). When receiving the delay calculation message (Delay Calc), the sensor node 120 performs error processing on the delay calculation message (Delay Calc) when it is in the time error calculation step. If the delay calculation message (Delay Calc) (S420), and transmits a CoAP 200 OK response message corresponding to the delay request message (Delay Request) to the sensor node repeater 110 (S430).

센서 노드 중계기(110)는 센서 노드(120)로부터 지연 요청 메시지(Delay Request)를 수신한 후 현재 시간 정보 즉, 지연 요청 메시지(Delay Request)의 수신 시간을 시스템으로부터 획득한다(S440). 그리고 획득한 시간 정보를 지연 응답 메시지(Delay Response)의 지연 응답 옵션에 포함시켜 센서 노드(120)로 전송한다(S450). After receiving the delay request message from the sensor node 120, the sensor node repeater 110 acquires the current time information, i.e., the reception time of the delay request message from the system at step S440. The acquired time information is included in the delayed response option of the delay response message (Delay Response) to be transmitted to the sensor node 120 (S450).

지연 응답 메시지(Delay Response)를 수신한 센서 노드(120)는 지연 계산 메시지(Delay Calc)의 수신 시간과 지연 요청 메시지(Delay Request)의 수신 시간을 이용하여 전송 지연 시간을 계산하고(S460), 현재 시간 정보에 계산된 전송 지연 시간을 반영하여 센서 노드(120)의 시간을 보정한다(S470). 이때 전송 지연 시간은 지연 요청 메시지의 수신 시간과 지연 계산 메시지의 수신 시간의 차로부터 계산될 수 있다. The sensor node 120 having received the delay response message calculates the transmission delay time using the reception time of the delay calculation message (Delay Calc) and the reception time of the delay request message (Delay Request) (S460) The time of the sensor node 120 is corrected by reflecting the transmission delay time calculated in the current time information (S470). At this time, the transmission delay time can be calculated from the difference between the reception time of the delay request message and the reception time of the delay calculation message.

다음, 센서 노드(120)는 CoAP 메시지 절차에 따라 CoAP 200 OK 응답 메시지를 센서 노드 중계기(110)로 전송하고(S480), 시간 오차 계산 단계로 진입한다(S490). Next, the sensor node 120 transmits a CoAP 200 OK response message to the sensor node repeater 110 according to the CoAP message procedure (S480), and enters the time error calculation step (S490).

이와 같이 센서 네트워크에서 사용하는 CoAP를 이용함으로써 센서 네트워크에서 NTP 또는 IEEE 1588를 사용하지 않고도 센서 노드(120)와 센서 노드 중계기(110)간 시간을 동기화할 수 있다. By using the CoAP used in the sensor network, the time between the sensor node 120 and the sensor node repeater 110 can be synchronized without using NTP or IEEE 1588 in the sensor network.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, Such an embodiment can be readily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (17)

센서 네트워크에서 센서 노드에서 센서 노드 중계기와 시간을 동기화하는 방법으로서,
상기 센서 노드 중계기로부터 중계기 시간을 포함한 동기 메시지를 주기적으로 수신하는 단계,
상기 센서 노드의 현재 시간과 상기 중계기 시간을 이용하여 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차를 계산하는 단계,
상기 시간 오차가 없으면, 상기 센서 노드와 상기 센서 노드 중계기 사이의 전송 지연을 계산하는 단계, 그리고
상기 계산한 전송 지연을 이용하여 상기 센서 노드의 시간을 보정하는 단계
를 포함하는 시간 동기 방법. A method for synchronizing time with a sensor node repeater at a sensor node in a sensor network,
Periodically receiving a synchronization message including a repeater time from the sensor node repeater,
Calculating a time error with the sensor node repeater using the current time of the sensor node and the repeater time,
Calculating a transmission delay between the sensor node and the sensor node repeater if there is no time error, and
And correcting the time of the sensor node using the calculated transmission delay
Lt; / RTI > 제1항에서,
상기 동기 메시지는 시간 동기 옵션이 정의된 CoAP(constrained-application protocol) 메시지를 포함하는 시간 동기 방법.The method of claim 1,
Wherein the synchronization message includes a constrained-application protocol (CoAP) message in which a time synchronization option is defined. 제1항에서,
상기 시간 오차가 발생하면, 상기 센서 노드의 시간을 상기 중계기 시간으로 설정하는 단계
를 더 포함하는 시간 동기 방법.The method of claim 1,
Setting the time of the sensor node to the repeater time when the time error occurs
Further comprising the steps of: 제1항에서,
상기 전송 지연을 계산하는 단계는
상기 센서 노드 중계기로부터 지연 계산 메시지를 수신하는 단계,
상기 시간 계산 메시지에 대한 응답으로 지연 요청 메시지를 상기 센서 노드 중계기로 전송하는 단계,
상기 센서 노드 중계기로부터 상기 지연 요청 메시지의 수신 시간을 포함한 지연 응답 메시지를 수신하는 단계, 그리고
상기 지연 계산 메시지의 수신 시간과 상기 지연 계산 메시지의 수신 시간으로부터 상기 전송 지연을 계산하는 단계를 포함하는 시간 동기 방법.The method of claim 1,
The step of calculating the transmission delay
Receiving a delay calculation message from the sensor node repeater,
Transmitting a delay request message to the sensor node repeater in response to the time calculation message,
Receiving a delay response message including a reception time of the delay request message from the sensor node repeater, and
And calculating the transmission delay from a reception time of the delay calculation message and a reception time of the delay calculation message. 제4항에서,
상기 지연 계산 메시지는 미리 설정된 CoAP URI 경로로 수신되는 시간 동기 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the delay calculation message is received on a predetermined CoAP URI path. 제4항에서,
상기 지연 요청 메시지는 지연 요청 옵션이 정의된 응답 메시지를 포함하는 시간 동기 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the delay request message includes a response message in which a delay request option is defined. 제4항에서,
상기 지연 응답 메시지는 지연 응답 옵션이 정의된 CoAP 메시지를 포함하는 시간 동기 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the delayed response message comprises a CoAP message with a delayed response option defined. 센서 네트워크에서 센서 노드 중계기와 시간을 동기화하기 위한 센서 노드의 시간 동기 장치로서,
상기 센서 노드 중계기와 CoAP(constrained-application protocol) 통신을 지원하는 CoAP 처리부, 그리고
상기 센서 노드 중계기와 상기 CoAP 처리부를 통해 송수신되는 CoAP 메시지를 이용하여 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차 및 전송 지연 시간을 계산하고, 상기 시간 오차 및 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 센서 노드의 시간을 상기 센서 노드 중계기와 동기화시키는 시간 동기부
를 포함하는 시간 동기 장치.A time synchronization device of a sensor node for synchronizing time with a sensor node repeater in a sensor network,
A CoAP processing unit supporting CoAP (Constrained-Application Protocol) communication with the sensor node repeater, and
A time error and a transmission delay time with the sensor node repeater are calculated using the CoAP message transmitted / received through the sensor node repeater and the CoAP processing unit, and the time of the sensor node is calculated using the time error and the transmission delay time A time synchronizer for synchronizing with the sensor node repeater;
/ RTI > 제8항에서,
상기 시간 동기부는 중계기 시간 정보를 포함한 CoAP 메시지를 수신하면, 상기 센서 노드의 현재 시간과 상기 중계기 시간을 이용하여 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차를 계산하는 시간 동기 장치. 9. The method of claim 8,
Wherein the time synchronization unit calculates a time error with the sensor node repeater using the current time of the sensor node and the repeater time when receiving the CoAP message including the repeater time information. 제9항에서,
상기 중계기 시간 정보는 상기 CoAP 메시지의 시간 동기 옵션에 포함되는 중계기 시간 동기 장치.The method of claim 9,
Wherein the repeater time information is included in a time synchronization option of the CoAP message. 제8항에서,
상기 시간 동기부는 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 센서 노드의 현재 시간을 보정하는 시간 동기 장치. 9. The method of claim 8,
And the time synchronization unit corrects the current time of the sensor node using the transmission delay time. 제8항에서,
상기 시간 동기부는 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차가 없을 때 상기 센서 노드 중계기로부터 지연 계산 메시지를 수신하면, 지연 요청 메시지를 통해 상기 센서 노드 중계기로 시간 정보를 요청하고, 상기 센서 노드 중계기로부터 상기 지연 요청 메시지의 수신 시간을 포함한 지연 응답 메시지를 수신하며, 상기 지연 계산 메시지의 수신 시간과 상기 지연 요청 메시지의 수신 시간을 이용하여 상기 전송 지연 시간을 계산하는 시간 동기 장치. 9. The method of claim 8,
The time synchronization unit, when receiving a delay calculation message from the sensor node repeater when there is no time difference with the sensor node repeater, requests time information to the sensor node repeater through a delay request message, Receiving the delay response message including the reception time of the request message and calculating the transmission delay time using the reception time of the delay calculation message and the reception time of the delay request message. 제12항에서,
상기 시간 동기부는 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차가 있으면 상기 중계기 시간으로 상기 센서 노드의 시간을 상기 중계기 시간으로 설정하는 시간 동기 장치.The method of claim 12,
Wherein the time synchronization unit sets the time of the sensor node as the repeater time in the repeater time if there is a time error with the sensor node repeater. 제12항에서,
상기 시간 동기부는 상기 센서 노드 중계기와의 시간 오차가 있을 때 상기 센서 노드 중계기로부터 상기 지연 계산 메시지를 수신하면, 상기 지연 계산 메시지를 오류 처리하는 시간 동기 장치.The method of claim 12,
Wherein the time synchronization unit processes the delay calculation message when receiving the delay calculation message from the sensor node repeater when there is a time error with the sensor node repeater. 제12항에서,
상기 지연 계산 메시지는 미리 설정된 CoAP URI 경로를 통해 수신되는 GET 메시지를 포함하는 시간 동기 장치. The method of claim 12,
Wherein the delay calculation message includes a GET message received via a predetermined CoAP URI path. 제12항에서,
상기 지연 요청 메시지는 상기 지연 계산 메시지에 대한 CoAP 응답 메시지를 포함하며,
상기 CoAP 응답 메시지는 지연 요청 옵션을 포함하는 시간 동기 장치. The method of claim 12,
Wherein the delay request message includes a CoAP response message for the delay calculation message,
Wherein the CoAP response message includes a delay request option. 제12항에서,
상기 지연 응답 메시지는 지연 응답 옵션이 정의된 CoAP 메시지를 포함하며,
상기 지연 요청 메시지의 수신 시간은 상기 지연 응답 옵션에 포함되는 시간 동기 장치. The method of claim 12,
Wherein the delayed response message includes a CoAP message in which a delayed response option is defined,
And the reception time of the delay request message is included in the delay response option.
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