KR20190062088A - LoRa 센서 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

LoRa 센서 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법이 개시된다.
이 시스템은 복수의 단말, 기지국 및 네트워크 서버를 포함한다. 상기 단말은 복수의 센서에 의해 측정되는 센싱 정보를 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 접속되는 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국과의 세션 수행 중에 단말의 채널 사용 시간에 기초하여 상기 기지국으로부터 할당된 채널 및 시간 블록 동안 상기 센싱 정보를 상기 기지국으로 전송한다. 상기 기지국은 상기 단말별 채널 사용 시간에 따라 상기 단말별로 채널 및 시간 블록을 할당하여 할당된 채널 및 시간 블록 동안 상기 단말별 센싱 정보 전송이 수행되도록 제어한다. 상기 네트워크 서버는 상기 기지국을 통해 상기 단말로부터 전달되는 센싱 정보를 사용하여 센서 네트워크 서비스를 제공한다.

Description

LoRa 센서 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법 {SYSTEM FOR CONTROLLING LONG RANGE SENSOR NETWORK AND CONTROL METHOD IN THE SAME}

본 발명은 LoRa 센서 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법에 관한 것이다.

향후 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 시장 규모는 기존 셀룰러 이동통신 시장의 10배 이상이 되며, 빠르게 성장할 것으로 예측되고 있다. 이러한 IoT 시장의 다양한 네트워크 분야 중 저전력 장거리 통신 기술(Low Power Wide-Area Network, LPWAN)은 스마트 시티, 스마트 미터링 등 다양한 분야에 적용 가능하여 향후 LPWAN 디바이스의 수는 대략 70 억개로 정도로 예측되고 있다.

LPWAN의 요구사항으로는 저전력 소모 설계, 저가 단말기 공급, 낮은 구축비용, 안정적 커버리지 제공, 대규모의 단말기 접속 구현 등이 있다. 이러한 LPWAN의 요구사항을 만족하는 대표적인 사물인터넷망으로 LoRa(Long Range)가 있다.

LoRa는 대규모 저전력 장거리 무선통신을 특징으로 한다. 이론적으로 LoRa는 전력 소모가 매우 적어 배터리 수명은 10년 이상이다.

이러한 LoRa는 다른 무선 프로토콜보다 훨씬 긴 범위(예를 들어, 가시거리가 확보된 환경에서 최대 30km)를 가지므로 많은 리피터 및 AP가 필요 없어 인프라 구축 비용을 낮출 수 있으며, 3/4G 셀룰러 네트워크에 비해 임베디드 애플리케이션을 위한 보다 높은 확장 가능성과 비용 효율성을 제공할 수 있다.

한편, LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)은 LoRa의 물리층(Physical Layer) 위에 구현되며, LoRa 위에서 넓은 지역 내에 퍼져 있는 많은 수의 단말들이 드문드문 수십 내지 수백 바이트 가량의 적은 분량의 데이터를 짧은 시간(1초 이하) 전송하기 위한 프로토콜이다.

단말은 기지국(Access Point, AP)또는 게이트웨이로 데이터를 전송한 후 1, 2초간만 기지국에서 보낼 데이터를 기다리고 다른 때는 무선 장치를 꺼둔다. 즉, 드물게 적은 데이터를 전송하며 외부 데이터를 받는 것도 아주 드문 프로토콜이다. 이는 데이터 도달 거리가 길고(수Km) 전력 소모가 극히 낮은 단말을 위한 기술이기에 합리적인 가정이라 할 수 있다.

한편 LoRa를 위한 주파수 대를 지정하면 그 주파수를 125KHz, 250KHz, 500KHz로 나눠 독립적인 채널로 구성해서 사용하는데, 한 시점에는 한 단말 혹은 기지국이 데이터를 송신할 수 있다. 이 때, 동시에 두 단말 내지 기지국이 같은 채널을 점유하면 충돌이 일어나서 데이터가 유실되는 문제점이 있다. LoRaWAN에서는 단말의 수가 많기도 하고 멀리 떨어져 있고 원체 드물게 짧은 데이터 전송이 이뤄지는 것을 감안해 특별히 단말 간의 채널 점유에 대해 단말 간의 조율은 없다. 다만, 총 작동 시간의 1% 동안만 전송할 수 있게 하거나(유럽식), 수십 개의 채널 사이를 계속 무작위로 바꿔 가면서 전송하게 규정 하거나(미국식), 또는 전송하기 전에 5ms 정도 다른 신호가 있는지 보거나(한국식) 하는 방식으로 채널 충돌을 완화할 뿐이다.

따라서, 채널의 동시 점유로 인한 충돌이 발생되는 문제를 해결하기 위한 방식이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 단말이 서로 충돌없이 채널을 사용할 수 있는 LoRa 센서 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 센서 네트워크 제어 방법은,

센서 네트워크 시스템을 구성하는 단말의 센서 네트워크 제어 방법으로서, 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 접속된 기지국을 통해 센서 네트워크에 접속되는 단말이 상기 기지국으로부터 채널 계획 요청 메시지를 수신하는 단계; 미리 설정된 상기 단말의 채널 사용 시간을 포함하는 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 채널 사용 시간에 따라 상기 기지국에 의해 할당된 채널 및 시간 블록이 할당된 채널 할당 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 채널 할당 메시지를 통해 할당받은 채널 및 시간 블록을 사용하여 복수의 센서에 의해 측정되는 센싱 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 채널 계획 요청 메시지를 수신하는 단계 전에, 상기 기지국으로부터 방송되는 참조 시각을 수신하는 단계; 및 상기 참조 시각으로 상기 단말의 내부 시간을 조정하는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기 채널 계획 요청 메시지를 수신하는 단계와 상기 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계 사이에, 상기 채널 계획 요청 메시지로부터 지정된 단말의 정보를 추출하는 단계; 및 상기 지정된 단말의 정보에 자신이 포함되어 있는지를 확인하는 단계를 더 포함하고, 상기 지정된 단말의 정보에 자신이 포함되어 있는 경우, 상기 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 수행한다.

또한, 상기 센서 네트워크 프로토콜은 LoRa(Long Range) 프로토콜이다.

본 발명의 다른 특징에 따른 센서 네트워크 제어 방법은,

센서 네트워크 시스템을 구성하는 기지국의 센서 네트워크 제어 방법으로서, 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 접속되는 단말에게 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계; 상기 단말로부터 단말별 채널 사용 시간을 포함하는 채널 계획 메시지를 수신하는 단계; 상기 단말별 채널 사용 시간에 따라 채널 및 시간 블록을 단말별로 할당하는 단계; 상기 단말별로 할당되는 채널 및 시간 블록의 채널 할당 정보를 포함하는 채널 할당 메시지를 상기 단말로 방송하는 단계; 및 상기 단말로부터 전송되는 센싱 정보를 수신하여 네트워크 서버에게 전달하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계 전에, 상기 기지국이 내부 시간을 참조 시각으로서 상기 단말에게 방송하는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계는, 채널에서 가용한 단말의 수를 확인하는 단계; 상기 단말의 수에 해당하는 단말 정보를 지정된 단말로서 포함하는 상기 채널 계획 요청 메시지를 생성하는 단계; 및 상기 채널 계획 요청 메시지를 상기 단말에게 방송하는 단계더 포함한다.

또한, 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계와 상기 채널 계획 메시지를 수신하는 단계는, 상기 지정된 단말 모두로부터 상기 채널 계획 메시지가 수신될 때까지 반복 수행되고, 상기 반복 수행 중에, 상기 채널 계획 요청 메시지의 방송이 일정 횟수에 도달하는 경우 상기 채널 계획 요청 메시지의 방송을 중지한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 센서 네트워크 시스템은,

복수의 단말, 기지국 및 네트워크 서버를 포함하고, 상기 단말은 복수의 센서에 의해 측정되는 센싱 정보를 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 접속되는 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국과의 세션 수행 중에 단말의 채널 사용 시간에 기초하여 상기 기지국으로부터 할당된 채널 및 시간 블록 동안 상기 센싱 정보를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 기지국은 상기 단말별 채널 사용 시간에 따라 상기 단말별로 채널 및 시간 블록을 할당하여 할당된 채널 및 시간 블록 동안 상기 단말별 센싱 정보 전송이 수행되도록 제어하고, 상기 네트워크 서버는 상기 기지국을 통해 상기 단말로부터 전달되는 센싱 정보를 사용하여 센서 네트워크 서비스를 제공한다.

여기서, 상기 단말은, 상기 복수의 센서에 의해 측정되는 센싱 정보를 수집하는 센서부; 상기 기지국과 상기 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 신호 전송을 수행하는 통신부; 상기 채널 사용 시간의 정보를 포함하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 채널 사용 시간에 기초하여 상기 기지국에 의해 할당된 채널 및 시간 블록의 정보에 따라 상기 센서부에 의해 수집되는 센싱 정보를 상기 통신부를 통해 상기 기지국으로 전송하는 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 단말은, 시간을 카운트하는 타이머를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 기지국으로부터 방송되는 참조 시각을 수신하고, 상기 타이머의 시간을 상기 참조 시각으로 조정한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 기지국으로부터 방송되는 채널 계획 요청 메시지를 수신하고, 상기 채널 계획 요청 메시지 내에 지정된 단말에 자신이 포함되는지를 확인하여, 자신이 포함되는 경우 상기 채널 사용 시간의 정보를 채널 계획 메시지 내에 포함시켜서 상기 기지국으로 전송한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 기지국으로부터 방송되는 채널 계획 요청 메시지가 수신될 때마다 상기 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송한다.

또한, 상기 기지국은, 상기 단말과 상기 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 신호 전송을 수행하는 통신부; 상기 단말로 방송되는 메시지를 생성하고, 상기 단말로부터 수신되는 메시지를 분석하는 메시지 처리부; 상기 단말별 채널 사용 시간에 기초하여 상기 단말별로 채널 및 시간 블록을 할당하는 자원 할당부; 및 상기 통신부, 상기 메시지 처리부 및 상기 자원 할당부를 제어하여, 채널별로 가용한 수의 단말로부터 단말별 채널 사용 시간을 수집하고, 수집되는 단말별 채널 사용 시간에 기초하여 상기 단말별로 채널 및 시간 블록을 할당한 후 상기 단말에게 방송하여 상기 단말이 각각 할당된 채널 및 시간 블록 동안 센싱 정보를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 기지국은, 시간을 카운트하는 타이머를 더 포함하고, 상기 타이머의 시간을 참조 시각으로서 상기 단말에게 방송한다.

또한, 상기 기지국은, 상기 단말의 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 채널에서 가용한 단말의 수에 해당하는 단말을 상기 저장부에 저장된 단말의 정보에 기초하여 지정한 후, 지정된 단말의 정보를 포함하는 채널 계획 요청 메시지를 상기 메시지 처리부를 통해 생성하여 상기 통신부를 통해 상기 단말에게 방송하고, 상기 단말로부터 수신되는 채널 계획 메시지 내에 포함된 채널 사용 시간을 추출한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 지정된 단말 모두로부터 상기 채널 계획 메시지가 수신될 때까지 일정 회수 동안 상기 채널 계획 요청 메시지를 상기 단말에게 방송한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 단말이 서로 충돌없이 채널을 사용할 수 있다.

이로 인해, LoRa 센서 네트워크 시스템에서 사용되는 대역폭이 낭비되지 않고 효율적으로 운용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 제어 방법의 흐름도이다.
도 3은 도 1에 도시된 단말의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 단말의 동작 방법의 흐름도이다.
도 5는 도 1에 도시된 기지국의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 기지국의 동작 방법의 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)은 단말(100), 기지국(200) 및 네트워크 서버(300)를 포함한다. 이 때, 도 1에 도시된 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 1과 다르게 구성될 수도 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)은 복수 개의 단말(100)이 획득하는 정보를 모니터링하여 수집하고, 이에 따른 다양한 서비스를 제공하는 시스템을 의미한다.

단말(100)은 LoRa 기술이 적용된 LoRa 디바이스를 의미하는 것으로, 사물 통신이 가능한 다양한 사물 기기가 이에 해당될 수 있다. 예를 들어 각종 센서, 제어 장치, 휴대폰, 냉장고, 청소기, 세탁기, 공장 기기, 자동 판매기 등 다양한 사물(things)이 단말(100)로 동작 가능하다.

이러한 단말(100)은 LoRa 타입별로 데이터 전송 동작이 달라질 수 있다. 예를 들어, 단말(100)의 하향링크 데이터 패킷 수신 여부에 따라 클래스가 구분될 수 있는데, 클래스 A는 단말(100)이 상향링크 데이터 패킷 전송 후 정해진 시간(예컨대, 1초) 간격으로 정해진 횟수만큼 하향링크 데이터 패킷을 수신할 수 있는 클래스 타입을 의미하며, 클래스 B는 단말(100)이 정해진 주기(예컨대, 128초)마다 하향링크 데이터 패킷을 수신할 수 있는 클래스 타입을 의미하며, 클래스 C는 항상 하향링크 데이터 패킷을 수신할 수 있는 클래스 타입을 의미한다.

단말(100)은 최초 설정 시 클래스 타입이 지정될 수 있으며, 서비스 동작 중에 클래스 타입이 변경될 수 있다. 다시 말해 본 발명의 단말(100)은 클래스 B로 설정되어 정해진 주기에 따라 하향링크 데이터 패킷을 수신하는 상태이더라도, 네트워크 서버(300)의 요청에 따라 클래스 C로 변경하여 항상 하향링크 데이터 패킷을 수신하도 록 설정을 변경할 수 있다.

또한, 단말(100)은 지정된 동작을 수행하거나 네트워크 서버(300)로부터 전달되는 제어명령에 따라 이를 처리하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 단말(100)이 온도 센서를 의미하는 경우 단말(100)은 주변 온도를 센싱하고, 이를 네트워크 서버(300)로 전달하는 역할을 수행할 수 있으며, 네트워크 서버(300)로부터 전달되는 제어 명령에 따라 온도를 낮추거나 올리는 등의 동작을 수행할 수 있다.

이러한 단말(100)은 LoRa 통신 프로토콜에 따라 네트워크 서버(300)에 접근하기 위해 가입 절차(Join Procedure)를 수행할 수 있으며, 가입 절차가 완료되면, 네트워크 서버(300)로부터 하향링크 데이터 패킷을 수신하거나 자신이 생성한 상향링크 데이터 패킷을 네트워크 서버(300)로 전달하는 과정을 수행할 수 있다.

이때, 단말(100)과 네트워크 서버(300) 간의 송수신되는 데이터 패킷은 암호화되어 송수신되며, 단말(100)은 네트워크 서버(300)와의 가입 절차 시 네트워크 서버(300)로부터 가입 승인 메시지가 수신됨에 따라 네트워크 세션 키(Network Session Key) 및 어플리케이션 세션 키(Application Session Key)를 생성하고, 데이터 패킷을 네트워크 세션 키(Network Session Key) 또는 어플리케이션 세션 키(Application Session Key)를 이용하여 암호화한 후 네트워크 서버(300)로 전달할 수 있으며, 네트워크 서버(300)로부터 전달되는 데이터 패킷을 복호화하는 등의 과정을 수행할 수 있다.

기지국(200)은 액세스 포인트(Access Point) 또는 게이트웨이일 수 있으며, 단말(100)에 연결되어 단말(100)로부터 전달되는 정보를 네트워크 서버(300)로 전달하고, 네트워크 서버(300)로부터 전달되는 정보를 단말(100)로 전달하는 역할을 수행한다.

또한, 기지국(200)은 복수 개의 단말(100)과 연결될 수 있는데, 할당되거나 일정 반경 내 위치하는 단말(100)로부터 전달되는 정보를 네트워크 서버(300)로 전송하며, 이때 자신의 식별번호를 포함하여 전송할 수 있다. 이를 통해 네트워크 서버(300)는 단말(100)이 연결된 기지국(200)을 확인할 수 있으며, 단말(100)로 전달하고자 하는 데이터 패킷을 해당 기지국(200)으로 정확하게 전달하는 과정을 수행하게 된다.

네트워크 서버(300)는 단말(100)을 인증하고, 패킷의 송수신을 지원하는 교환기 역할을 하는 노드를 의미한다. 보다 구체적으로 설명하면 네트워크 서버(300)는 단말(100)로부터 가입 요청(Join Request) 메시지가 전달되면 가입 요청 메시지에 포함된 어플리케이션 식별 정보를 이용하여 단말(100)에 대응하는 어플리케이션을 확인한 후 이에 따른 처리 과정을 수행할 수 있다.

그리고, 네트워크 서버(300)는 단말(100)이 정상적인 장치인 것으로 확인되면 디바이스 어드레스(Device Address)를 할당하고, 단말(100)로부터 수신된 정보를 이용하여 네트워크 세션 키(Network Session Key) 및 어플리케이션 세션 키(Application Session Key)를 생성하게 된다.

그리고, 네트워크 서버(300)는 생성된 네트워크 세션 키(Network Session Key)를 이용하여 단말(100)의 인증 절차를 수행할 수 있으며, 어플리케이션 세션 키(Application Session Key)를 이용하여 데이터 패킷의 페이로드를 암호화하거나 복호화하게 된다.

또한, 네트워크 서버(300)는 단말(100)로 하향링크 데이터 패킷 전달 시, 단말(100)의 클래스 타입을 확인하여 현재 데이터 패킷을 수신할 수 있는 상태가 아닐 경우, 수신할 수 있는 상태가 될 때까지 해당 데이터 패킷을 임시 저장하는 과정 등을 수행할 수 있다.

또한, 네트워크 서버(300)는 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)을 관리하는 서비스 사업자와 연동하여 서비스 사업자의 정책에 따라 다양한 기능을 설정하고 등록하는 역할을 수행할 수 있으며, 신규 기지국(200)이 등록되는 과정을 지원할 수 있다.

또한, 네트워크 서버(300)는 단말(100)이 전송한 각종 정보를 이용하여 어플리케이션별로 고유 서비스를 관리, 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서 하나의 네트워크 서버(300)가 관리하는 어플리케이션은 복수 개 존재할 수 있으며, 온도 조절, 방사선 관리, 생활폐기물 관리, 선적관리, 주차관리, 대기오염관리, 화재 관리, 수질오염 관리 등 다양한 어플리케이션 서비스를 제공할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 서버(300)는 도 1에서는 하나의 장치 형태로 구현되는 것을 예시하여 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수 개의 기지국(200)과 연결되는 네트워크 서버(300)와 별도로, 네트워크 서버(300)에 대한 제어를 수행하는 네트워크 컨트롤러(미도시) 및 어플리케이션 별로 서비스를 제공하는 적어도 하나 이상의 어플리케이션 서버(미도시)의 집합 형태로 구현될 수도 있다.

관리자 단말(400)은 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)에 의해 제공되는 서비스를 이용하고자 하는 사용자의 장치를 의미한다. 특히, 관리자 단말(400)은 네트워크 서버(300)가 제공하는 IoT 서비스 어플리케이션에 접속하여 단말(100)이 수집하여 네트워크 서버(300)로 전송하는 각종 정보들을 확인할 수 있으며, 이를 이용한 각종 제어 명령을 생성하여 네트워크 서버(300)를 통해 단말(100)로 전송하는 과정을 지원할 수 있다. 예를 들어, 단말(100)이 공장 내 공기 환경을 모니터링하는 환경 센서인 경우, 관리자 단말(400)은 적합한 공기 환경 정보를 생성하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 관리자 단말(400)은 LoRa 센서 네트워크(10) 내 새로운 단말(100)이 추가되면, 단말(100)에 대한 클래스 타입을 설정할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)에서는 기지국(200)이 세션을 통해 단말(100)로부터 전달되는 채널 사용 시간 정보에 따라 단말(100)에 대한 채널 사용 시간을 할당하고, 단말(100)이 할당된 채널 사용 시간에 따라 해당 채널을 사용하도록 함으로써 채널 내에서의 충돌이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 특징을 구현하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 제어 방법에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 제어 방법의 흐름도이다. 도 2에서의 LoRa 센서 네트워크 제어 방법은 도 1에 도시된 구성요소, 즉 단말(100), 기지국(200) 및 네트워크 서버(300)에 의해 수행될 수 있다.

도 2를 참조하면, 먼저, 복수의 단말(100), 예를 들어, 도 2에서의 단말1, 단말2, …, 단말n은 기존의 가입 절차를 통해 네트워크 서버(300)에 연결하기 위한 가입을 완료한다(S100). 이러한 가입 절차는 단말(100)의 최초 전원 온(on) 시 또는 지정된 이벤트 발생 시 진행될 수 있으며, 이에 대해서는 잘 알려져 있으므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.

그 후, 단말(100)과 기지국(200)은 단말(100)과 기지국(200) 사이에 할당된 채널을 사용하기 위한 협상을 진행하며 이러한 협상은 세션(session)이라는 전송 기간 동안 수행된다. 이러한 세션은 통상적으로 짧은 시간, 예를 들어 20분 정도로 수행될 수 있다. 또한, 세션은 미리 설정된 채널을 통해 수행된다.

세션이 시작되면, 단말(100)은 미리 설정된 채널을 통해 데이터를 기다리고 있는 상태이다.

기지국(200)은 단말(100)과의 시간 동기화를 위해 참조 시각을 모든 단말(100)에게 방송한다(broadcast)(S110). 따라서, 모든 단말(100)은 기지국(200)으로부터 수신되는 참조 시각으로 내부 시계의 시간을 조정하여 참조 시각으로 동기화한다. 물론, 단말(100)에 장착된 내부 시계가 정확하게 작동하는 경우에는 기지국(200)으로부터의 별도 참조 시각 방송 없이 각 단말(100)의 내부 시계로 시간을 동기화할 수 있으나, 이러한 단말(100)이 없거나 일부일 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 기지국(200)이 참조 시각을 방송하여 시간 동기화를 수행하는 것으로 한다.

이와 같이, 기지국(200)과 단말(100)의 시각이 동기화된 상태에서, 기지국(200)은 채널 계획 요청 메시지를 방송한다(S120). 구체적으로, 기지국(200)은 채널에서 가용한 수만큼의 단말을 지정하고, 지정된 단말을 기록한 채널 계획 요청 메시지를 방송한다. 이러한 채널 계획 요청 메시지는 단말(100)이 원하는 채널 사용 시간의 정보를 요청하는 것이다. 여기서, 단말(100)의 지정은 단말(100)의 가입 절차 중에 네트워크 서버(300)에 의해 단말(100)에게 할당된 디바이스 어드레스를 통해 수행될 수 있다.

선택적으로, 기지국(200)은 모든 단말(100)에게 채널 계획 요청 메시지를 방송할 수 있다. 이 경우, 기지국(200)은 추후의 과정에서 채널별로 수용 가능한 수의 단말(100)을 선택할 수 있다.

단말(100)은 상기 단계(S120)에서 방송되는 채널 계획 요청 메시지 내에 자신이 지정되어 있는 경우, 세션 동안 사용할 채널 사용 시간을 기록한 채널 계획 메시지를 기지국(200)으로 전송한다(S130). 구체적으로, 단말(100)은 상기 단계(S120)에서 방송되는 채널 계획 요청 메시지 내에 자신의 디바이스 어드레스가 기록되어 있으면, 자신이 세션 동안 사용할 채널 사용 시간을 확인한 후, 확인된 채널 사용 시간을 채널 계획 메시지 내에 기록하여 기지국(200)으로 전송한다. 이 때, 채널 사용 시간은 단말(100)과 기지국(200) 사이에 미리 설정된 시간 단위 블록의 배수로 요청한다. 예를 들어, 시간 단위 블록이 1분인 경우 5분의 채널 사용 시간이 필요하다면 5개의 시간 단위 블록으로 요청한다.

한편, 단말(100)이 세션 동안 사용할 채널 사용 시간을 확인하는 것은 단말(100)의 속성 상 미리 설정되어 있을 수 있다. 또는, 단말(100)의 클래스에 따라 미리 설정될 수 있다.

한편, 본 예에서는 단말1과 단말n만이 채널 계획 요청 메시지 내에 기록되어 있고, 단말2는 기록되어 있지 않은 것으로 확인되고, 따라서 단말1과 단말n만이 자신들의 채널 사용 시간을 기록한 채널 계획 메시지를 기지국(200)으로 전송하게 된다.

한편, 채널 계획 메시지 내에는 단말(100)이 어느 채널을 사용할 것인지, 또는 세션 내에서 언제 사용할 것인지에 대해서는 기록하지 않는다. 특정 채널의 사용 및 특정 시간의 사용에 대해서는 요청하지 않는다.

단말(100)이 채널 계획 메시지를 전송한 후에도 해당 채널을 통해 기지국(200)으로부터 전송되는 답변을 받기 위해 해당 채널에 대한 수신 상태로 대기한다. 이것은 단말(100)이 기지국(200)으로 전송한 채널 계획 메시지를 기지국(200)이 수신하지 못한 것으로 인한 재전송 요청을 받기 위해서이기도 하다.

그 후, 기지국(200)은 소정 시간동안 대기한 후, 상기 단계(S110)에서 전송한 채널 계획 요청 메시지에 대응되는 채널 계획 메시지가 단말(100)로부터 모두 수신되는지를 확인한다(S140). 구체적으로, 기지국(200)은 상기 단계(S110)에서 전송한 채널 계획 요청 메시지 내에서 지정한 단말(100) 모두로부터 채널 계획 메시지가 수신되었는지를 확인한다.

만약 지정한 단말(100) 모두로부터 채널 계획 메시지가 수신된 것이 아닌 것으로 확인되면, 지정한 단말(100) 모두로부터 채널 계획 메시지가 수신될 때까지 상기 단계(S120)의 채널 계획 요청 메시지 전송을 반복한다. 기본적으로는 지정한 단말(100) 모두로부터 채널 계획 메시지를 수신하여야 하지만, LoRa 센서 네트워크 시스템(10)의 정상 동작을 위해, 한정된 회수만큼의 채널 계획 요청 메시지를 전송하게 된다. 예를 들어, 3번의 횟수만큼의 채널 계획 요청 메시지의 전송에도 불구하고 채널 계획 메시지가 수신되지 않은 단말(100)에 대해서는 채널 사용을 위한 시간 블록을 할당하지 않는다. 구체적으로, 기지국(200)은 3회의 전송인지를 확인하고(S150), 3회의 전송이 안되면 상기 단계(S110)에서의 채널 계획 요청 메시지 전송을 반복 수행한다. 이 때의 채널 계획 요청 메시지에 대해 모든 단말(100)이 다시 채널 계획 메시지를 전송하게 된다. 선택적으로, 2회 때부터의 채널 계획 요청 메시지에는 채널 계획 메시지가 수신되지 않은 단말(100)을 지정하여 보낼 수 있고, 따라서, 채널 계획 메시지가 수신되지 않은 단말(100)로 지정된 단말(100)만이 다시 채널 계획 메시지를 전송하도록 할 수도 있다.

한편, 상기 단계(S140)에서 지정된 단말(100) 모두로부터 채널 계획 메시지가 수신되었거나, 또는 상기 단계(S150)에서 3회 전송이 완료된 후에는 기지국(200)은 단말(100)로부터 수신된 채널 계획 메시지에 기록된 단말(100)별 채널 사용 시간을 통해 요청한 시간 블록 수만큼 채널과 세션 기간 동안 각 단말(100)이 사용할 수 있는 채널과 블록들을 할당한다(S160). 즉, 기지국(200)이 보유한 자원의 할당을 수행한다.

한편, 기지국(200)이 제한된 자원, 즉 채널과 블록을 할당하는 방식으로는 간단한 휴리스틱(heuristics) 방식부터 균등 분산 방식 등 다양한 방식을 통해 자원 할당이 가능하며, 구체적인 자원 할당 방식은 본 발명의 실시예에서의 특징과 관련없으므로, 본 실시예에서는 특정 할당 방식으로 한정하지 않는다.

그 후, 기지국(200)은 상기 단계(S160)에서의 할당 결과를 기록한 채널 할당 메시지를 단말(100)에게 방송한다(S170). 이러한 채널 할당 메시지의 방송은 지정된 단말(100) 모두가 수신할 수 있도록 수차례 방송될 수 있다.

따라서, 단말(100), 예를 들어, 단말1 및 단말n은 채널 할당 메시지를 통해 자신에게 할당된 채널과 블록 동안만 데이터를 전송한다(S180). 구체적으로, 단말(100)은 상기 단계(S110)에서 참조 시각에 의해 동기화된 내부 시계, 예를 들어 타이머(도시하지 않음)에 의한 시각을 참조하여 자신에게 할당된 채널과 블록 동안 데이터를 기지국(200)으로 전송한다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)을 구성하는 다수의 단말(100)이 기지국(200)을 통해 할당되는 채널과 블록을 통해 데이터 전송을 수행함으로써, 다수의 단말(100)이 서로 충돌없이 채널을 사용할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)에서 사용되는 대역폭이 낭비되지 않고 효율적으로 운용될 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 LoRa 센서 네트워크 제어 방법을 수행하기 위한 구체적인 구성에 대해 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 단말(100)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 단말(100)은 센서부(110), 통신부(120), 저장부(130), 타이머(140) 및 제어부(150)를 포함한다.

센서부(110)는 외부의 환경 정보를 측정하는 하나 이상의 센서를 포함하며, 이러한 센서들로부터 측정한 센싱 정보를 수집하여 제어부(140)로 전달한다.

통신부(120)는 기지국(200)과 LoRa 프로토콜에 따른 통신을 통해 신호를 전송한다. 예를 들어, 통신부(120)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신 수단과 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신 수단, 특정 통신 방식에 따른 통신 프로토콜을 처리하기 위한 데이터 처리 수단 등을 포함한다.

저장부(130)는 데이터를 저장하기 위한 장치로, 주 기억 장치 및 보조 기억 장치를 포함하고, 단말(100)의 기능 동작에 필요한 애플리케이션 프로그램을 저장한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 저장부(130)는 단말(100)이 세션 동안 사용할 채널 사용 시간의 정보를 저장한다. 이러한 채널 사용 시간의 정보는 단말(100)별로 미리 설정되어 저장될 수 있다.

타이머(140)는 시간을 카운트하며, 외부로부터의 참조 시간으로 카운트하는 시간을 조정할 수 있다.

제어부(140)는 단말(100)의 동작 과정 전반을 제어한다. 구체적으로, 제어부(140)는 센서부(110)에 의해 측정된 센싱 정보를 수집하여 통신부(120)를 통해 기지국(200)으로 전송하는 제어를 수행한다. 특히, 제어부(140)는 기지국(200)으로부터 참조 시각이 수신되면, 타이머(140)의 시간을 참조 시각으로 조정하고, 기지국(200)으로부터 채널 계획 요청 메시지가 수신되면, 저장부(130)에 저장되어 있는 채널 사용 시간의 정보를 채널 계획 메시지에 기록하여 기지국(200)으로 전송하며, 기지국(200)으로부터 수신되는 채널 할당 메시지 내에서 단말(100)에게 할당된 채널 및 블록 자원과 타이머(140)의 시간에 기초하여 센서부(110)에 의해 측정된 센싱 정보를 통신부(120)를 통해 기지국(200)으로 전송하는 제어를 수행한다.

다음, 도 3에 도시된 단말(100)의 동작 방법에 대해 설명한다.

도 4는 도 3에 도시된 단말(100)의 동작 방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 단말(100)의 동작 방법은 구체적으로 단말(100)의 제어부(140)에 의해 수행될 수 있다.

도 4를 참조하면, 단말(100)은 기존의 가입 절차를 통해 네트워크 서버(300)에 연결하여 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 서비스를 제공받기 위한 가입을 완료한다(S200).

이와 같이, 가입이 완료되어 기지국(200) 사이에 세션이 시작되면 기지국(200)으로부터 방송되는 참조 시각을 수신하여 내부의 시간을 참조 시각으로 조정한다(S210). 구체적으로, 단말(100)은 기지국(200)으로부터 수신되는 참조 시각으로 내부 타이머(140)의 시간을 조정한다.

그 후, 기지국(200)으로부터 채널 계획 요청 메시지가 수신되면(S220), 수신된 채널 계획 요청 메시지 내에서 지정된 단말에 자신이 속해 있는지를 판단한다(S230). 즉, 단말(100)은 자신이 채널 계획 메시지를 전송해야 하는 단말로 지정되어 있는 것인지를 판단하는 것이다.

채널 계획 요청 메시지를 통해 자신이 지정 단말이 아닌 것으로 판단되면 본 절차를 종료하지만, 만약 자신이 지정 단말인 것으로 판단되면, 단말(100)은 자신의 채널 사용 시간을 확인하여(S240), 확인된 채널 사용 시간을 포함하는 채널 계획 메시지를 생성하여 기지국(200)으로 전송한다(S250). 여기서, 단말(100)의 채널 사용 시간은 저장부(130)에 미리 설정되어 있는 채널 사용 시간일 수 있다.

그 후, 기지국(200)으로부터 채널 계획 요청 메시지를 전송하라는 지시가 다시 수신되는지를 확인하고(S260), 만약 채널 계획 요청 메시지를 전송하라는 지시가 다시 수신되면 채널 사용 시간을 확인하여 채널 계획 메시지에 포함시켜서 기지국(200)으로 전송하는 상기 단계(S240, S250)를 반복 수행한다. 이러한 채널 계획 요청 메시지 전송의 수신은 일정 횟수, 예를 들어 3회까지 반복될 수 있다.

이와 같이, 채널 계획 요청 메시지 재전송 과정 중에 채널 할당 메시지가 수신되는지를 확인하고(S270), 기지국(200)으로부터 채널 할당 메시지가 수신되면, 단말(100)은 채널 할당 메시지 내에 자신에게 할당된 채널 및 블록 정보를 사용하여 할당된 채널 및 블록 동안 센서부(110)에서 측정된 센싱 정보를 기지국(200)으로 전송한다(S280).

다음, 도 1에 도시된 기지국(200)에 대해 설명한다.

도 5는 도 1에 도시된 기지국(200)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 기지국(200)은 통신부(210, 220), 타이머(230), 메시지 처리부(240), 저장부(250), 자원 할당부(260) 및 제어부(270)를 포함한다.

통신부(210)는 복수의 단말(100)과 LoRa 프로토콜에 따른 통신을 통해 신호를 전송한다.

통신부(220)는 네트워크 서버(300)와 신호를 전송한다. 이러한 통신부(220)는 기존의 유선 통신 또는 무선 통신이 사용될 수 있다.

타이머(230)는 시간을 카운트하며, 기지국(200)이 단말(100)에게 제공하는 참조 시각을 제공한다.

메시지 처리부(240)는 통신부(210)를 통해 단말(100)에게 전송하는 메시지를 생성하고, 단말(100)로부터 수신되는 메시지를 분석하는 메시지 처리를 수행한다. 구체적으로, 메시지 처리부(230)는 채널 계획 요청 메시지를 생성하고, 채널 할당 메시지를 생성하며, 수신되는 채널 계획 메시지를 분석한다.

저장부(250)는 데이터를 저장하기 위한 장치로, 주 기억 장치 및 보조 기억 장치를 포함하고, 기지국(100)의 기능 동작에 필요한 애플리케이션 프로그램을 저장한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 저장부(250)는 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 서비스에 가입한 단말(100)의 정보, 채널별 가용한 단말의 수 등을 저장한다.

자원 할당부(260)는 단말(100)로부터 수신되는 채널 사용 시간을 통해 단말(100)별로 사용할 수 있는 채널과 블록들을 할당하는 자원 할당 작업을 수행한다.

제어부(270)는 기지국(200)의 동작 과정 전반을 제어한다. 구체적으로, 제어부(270)는 타이머(230)의 시간을 참조 시각으로 설정하여 단말(100)에게 방송하고, 저장부(250)에 저장된 단말(100) 정보를 사용하여 채널별로 가용한 단말 수만큼 단말(100)을 지정하여 채널 계획 요청 메시지 내에 포함시켜서 단말(100)에게 방송하며, 자원 할당부(260)를 통해 단말(100)별로 요청된 채널 사용 시간에 따라 단말(100)에 대한 자원 할당이 수행되도록 하고, 자원 할당 결과를 채널 할당 메시지에 포함시켜서 단말(100)에게 방송하는 제어를 수행한다.

다음, 도 5에 도시된 기지국(200)의 동작 방법에 대해 설명한다.

도 6은 도 5에 도시된 기지국(200)의 동작 방법의 흐름도이다. 도 5에 도시된 기지국(200)의 동작 방법은 구체적으로 기지국(200)의 제어부(270)에 의해 수행될 수 있다.

도 6을 참조하면, 기지국(200)은 기존의 가입 절차를 통해 단말(100)과 네트워크 서버(300)를 연결하여 단말(100)에 대한 가입 처리를 수행한다(S300). 이러한 가입 절차에 따라 기지국(200)은 단말(100) 정보를 저장부(250)에 저장할 수 있다.

그 후, 기지국(200)은 타이머(230)의 시간을 확인하여 참조 시각으로서 단말(100)에게 방송한다(S310). 이를 통해 세션이 진행되는 동안 기지국(200)과 단말(100)이 동일한 시간으로 동기될 수 있다.

그 후, 채널에서 가용한 수만큼의 단말(100)을 지정하여 채널 계획 요청 메시지 내에 포함시켜서 단말(100)에게 채널 계획 요청 메시지를 방송한다(S320).

이러한 채널 계획 요청 메시지에 대응하여 단말(100)로부터 전송되는 채널 계획 메시지를 수신하다(S330).

이 때, 상기 단계(S320)에서 지정된 모든 단말로부터 채널 계획 메시지가 수신되었는지를 확인한다(S340).

만약 지정된 모든 단말로부터 채널 계획 메시지가 수신되지 않았으면, 3회의 채널 계획 요청 메시지가 전송되었는지를 확인하고(S350), 만약 3회의 전송이 안되었으면 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 상기 단계(S320)부터 반복 수행한다.

이와 같이, 3회의 채널 계획 요청 메시지 전송에 의해 지정된 모든 단말로부터 채널 계획 메시지가 수신되었거나(S340), 또는 3회의 채널 계획 요청 메시지의 전송이 수행되었으면(S350) 수신된 채널 계획 메시지 내에 포함된 단말(100)별 채널 사용 시간에 따라 단말(100)별로 채널 및 사용 블록에 대한 자원 할당을 수행한다(S360).

그 후, 자원 할당 결과를 포함하는 채널 할당 메시지를 생성하여 단말(100)에게 방송한다(S370).

따라서, 기지국(200)은 단말(100)로부터 단말(100)별로 할당된 채널과 블록 동안 전송되는 데이터를 수신하여 네트워크 서버(300)에게 전달한다(S380).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)을 구성하는 기지국(200)이 다수의 단말(100)별 채널 사용 시간에 기초하여 단말(100)별로 채널과 사용 블록을 할당함으로써, 다수의 단말(100)이 서로 충돌없이 채널을 사용할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 LoRa 센서 네트워크 시스템(10)에서 사용되는 대역폭이 낭비되지 않고 효율적으로 운용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (18)

1. 센서 네트워크 시스템을 구성하는 단말의 센서 네트워크 제어 방법으로서,
   센서 네트워크 프로토콜 기반으로 접속된 기지국을 통해 센서 네트워크에 접속되는 단말이 상기 기지국으로부터 채널 계획 요청 메시지를 수신하는 단계;
   미리 설정된 상기 단말의 채널 사용 시간을 포함하는 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
   상기 채널 사용 시간에 따라 상기 기지국에 의해 할당된 채널 및 시간 블록이 할당된 채널 할당 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 채널 할당 메시지를 통해 할당받은 채널 및 시간 블록을 사용하여 복수의 센서에 의해 측정되는 센싱 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계
   를 포함하는 센서 네트워크 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 채널 계획 요청 메시지를 수신하는 단계 전에,
   상기 기지국으로부터 방송되는 참조 시각을 수신하는 단계; 및
   상기 참조 시각으로 상기 단말의 내부 시간을 조정하는 단계
   를 더 포함하는, 센서 네트워크 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 채널 계획 요청 메시지를 수신하는 단계와 상기 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계 사이에,
   상기 채널 계획 요청 메시지로부터 지정된 단말의 정보를 추출하는 단계; 및
   상기 지정된 단말의 정보에 자신이 포함되어 있는지를 확인하는 단계
   를 더 포함하고,
   상기 지정된 단말의 정보에 자신이 포함되어 있는 경우, 상기 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 수행하는,
   센서 네트워크 제어 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 센서 네트워크 프로토콜은 LoRa(Long Range) 프로토콜인,
   센서 네트워크 제어 방법.
5. 센서 네트워크 시스템을 구성하는 기지국의 센서 네트워크 제어 방법으로서,
   센서 네트워크 프로토콜 기반으로 접속되는 단말에게 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계;
   상기 단말로부터 단말별 채널 사용 시간을 포함하는 채널 계획 메시지를 수신하는 단계;
   상기 단말별 채널 사용 시간에 따라 채널 및 시간 블록을 단말별로 할당하는 단계;
   상기 단말별로 할당되는 채널 및 시간 블록의 채널 할당 정보를 포함하는 채널 할당 메시지를 상기 단말로 방송하는 단계; 및
   상기 단말로부터 전송되는 센싱 정보를 수신하여 네트워크 서버에게 전달하는 단계
   를 포함하는 센서 네트워크 제어 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계 전에,
   상기 기지국이 내부 시간을 참조 시각으로서 상기 단말에게 방송하는 단계
   를 더 포함하는, 센서 네트워크 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계는,
   채널에서 가용한 단말의 수를 확인하는 단계;
   상기 단말의 수에 해당하는 단말 정보를 지정된 단말로서 포함하는 상기 채널 계획 요청 메시지를 생성하는 단계; 및
   상기 채널 계획 요청 메시지를 상기 단말에게 방송하는 단계
   더 포함하는, 센서 네트워크 제어 방법.
8. 제7항에 있어서,
   채널 계획 요청 메시지를 방송하는 단계와 상기 채널 계획 메시지를 수신하는 단계는,
   상기 지정된 단말 모두로부터 상기 채널 계획 메시지가 수신될 때까지 반복 수행되고,
   상기 반복 수행 중에, 상기 채널 계획 요청 메시지의 방송이 일정 횟수에 도달하는 경우 상기 채널 계획 요청 메시지의 방송을 중지하는,
   센서 네트워크 제어 방법.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 센서 네트워크 프로토콜은 LoRa(Long Range) 프로토콜인,
   센서 네트워크 제어 방법.
10. 센서 네트워크 시스템으로서,
    복수의 단말, 기지국 및 네트워크 서버를 포함하고,
    상기 단말은 복수의 센서에 의해 측정되는 센싱 정보를 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 접속되는 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국과의 세션 수행 중에 단말의 채널 사용 시간에 기초하여 상기 기지국으로부터 할당된 채널 및 시간 블록 동안 상기 센싱 정보를 상기 기지국으로 전송하며,
    상기 기지국은 상기 단말별 채널 사용 시간에 따라 상기 단말별로 채널 및 시간 블록을 할당하여 할당된 채널 및 시간 블록 동안 상기 단말별 센싱 정보 전송이 수행되도록 제어하고,
    상기 네트워크 서버는 상기 기지국을 통해 상기 단말로부터 전달되는 센싱 정보를 사용하여 센서 네트워크 서비스를 제공하는,
    센서 네트워크 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 단말은,
    상기 복수의 센서에 의해 측정되는 센싱 정보를 수집하는 센서부;
    상기 기지국과 상기 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 신호 전송을 수행하는 통신부;
    상기 채널 사용 시간의 정보를 포함하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 채널 사용 시간에 기초하여 상기 기지국에 의해 할당된 채널 및 시간 블록의 정보에 따라 상기 센서부에 의해 수집되는 센싱 정보를 상기 통신부를 통해 상기 기지국으로 전송하는 제어를 수행하는 제어부
    를 포함하는, 센서 네트워크 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 단말은,
    시간을 카운트하는 타이머를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 기지국으로부터 방송되는 참조 시각을 수신하고, 상기 타이머의 시간을 상기 참조 시각으로 조정하는,
    센서 네트워크 시스템.
13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기지국으로부터 방송되는 채널 계획 요청 메시지를 수신하고, 상기 채널 계획 요청 메시지 내에 지정된 단말에 자신이 포함되는지를 확인하여, 자신이 포함되는 경우 상기 채널 사용 시간의 정보를 채널 계획 메시지 내에 포함시켜서 상기 기지국으로 전송하는,
    센서 네트워크 시스템.
14. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기지국으로부터 방송되는 채널 계획 요청 메시지가 수신될 때마다 상기 채널 계획 메시지를 상기 기지국으로 전송하는,
    센서 네트워크 시스템.
15. 제10항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 단말과 상기 센서 네트워크 프로토콜 기반으로 신호 전송을 수행하는 통신부;
    상기 단말로 방송되는 메시지를 생성하고, 상기 단말로부터 수신되는 메시지를 분석하는 메시지 처리부;
    상기 단말별 채널 사용 시간에 기초하여 상기 단말별로 채널 및 시간 블록을 할당하는 자원 할당부; 및
    상기 통신부, 상기 메시지 처리부 및 상기 자원 할당부를 제어하여, 채널별로 가용한 수의 단말로부터 단말별 채널 사용 시간을 수집하고, 수집되는 단말별 채널 사용 시간에 기초하여 상기 단말별로 채널 및 시간 블록을 할당한 후 상기 단말에게 방송하여 상기 단말이 각각 할당된 채널 및 시간 블록 동안 센싱 정보를 전송하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 센서 네트워크 시스템.
16. 제15항에 있어서,
    상기 기지국은,
    시간을 카운트하는 타이머를 더 포함하고,
    상기 타이머의 시간을 참조 시각으로서 상기 단말에게 방송하는,
    센서 네트워크 시스템.
17. 제15항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 단말의 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    채널에서 가용한 단말의 수에 해당하는 단말을 상기 저장부에 저장된 단말의 정보에 기초하여 지정한 후, 지정된 단말의 정보를 포함하는 채널 계획 요청 메시지를 상기 메시지 처리부를 통해 생성하여 상기 통신부를 통해 상기 단말에게 방송하고,
    상기 단말로부터 수신되는 채널 계획 메시지 내에 포함된 채널 사용 시간을 추출하는,
    센서 네트워크 시스템.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 지정된 단말 모두로부터 상기 채널 계획 메시지가 수신될 때까지 일정 회수 동안 상기 채널 계획 요청 메시지를 상기 단말에게 방송하는,
    센서 네트워크 시스템.

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