KR20200083821A

KR20200083821A - 교차로 교통정보 검출을 위한 ap 일체형 주제어기

Info

Publication number: KR20200083821A
Application number: KR1020180173142A
Authority: KR
Inventors: 김승일; 김태수; 이찬우; 정정환
Original assignee: (주) 하나텍시스템
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-07-09

Abstract

교차로 내 지자기 센서 노드 무선 중계기 및 AP 일체형 주제어기를 개발하고, 이를 통해 센서에서 수집된 교차로 내 차량 소통정보를 교통정보센터에 전송하고, 교차로 교통정보를 이용하여 탄력적인 교통흐름 제어가 이루어지도록 한 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기에 관한 것으로서, 교차로의 소정 위치에 설치된 지자기 센서 노드로부터 전송된 교통 정보를 무선으로 실시간 수신하는 RF 통신부, RF 통신부의 교통정보 송수신을 제어하는 RF 통신 제어모듈, 구동 전원을 공급해주는 전원부, 전원부로부터 공급되는 전원으로 구동하고, 상기 RF 통신 제어모듈을 제어하며, 상기 RF 통신부로부터 획득한 교차로 교통정보의 전송을 제어하는 메인 컨트롤 유닛 및 메인 컨트롤 유닛과 연동하여 상기 실시간으로 획득한 교차로 교통정보를 원격에 위치한 교통정보센터에 전송하는 유선 통신부를 포함하여, 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기를 구현한다.

Description

교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기{AP integrated type main controller for intersection traffic information detection}

본 발명은 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기에 관한 것으로, 특히 교차로 내 지자기 센서 노드 무선 중계기 및 AP 일체형 주제어기를 개발하고, 이를 통해 센서에서 수집된 교차로 내 차량 소통정보를 교통정보센터에 전송하고, 교차로 교통정보를 이용하여 탄력적인 교통흐름 제어가 이루어지도록 한 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기에 관한 것이다.

2014년 기준 전국 자동차 등록 대수는 2,000만 대를 넘어섰으며, 매년 2 ~ 3%의 꾸준한 증가세를 보이고 있다. 이 중 64.4%에 해당하는 1,296만 대가 수도권과 광역시에 집중되고 있으며, 이러한 도시 도로혼잡으로 인한 교통체증은 생산성 감소, 연료 낭비, 교통비용 상승 등으로 교통혼잡비용이 발생한다. 2015년 7대 도시의 교통혼잡비용은 총 21조 2,929억원으로 전체의 63.8%로 도시의 시급한 대책이 필요하다. 이러한, 교통혼잡비용 문제를 해결하기 위해서는 불합리한 교통신호 운영의 개선이 필요하다.

교통신호시스템은 도로의 효율적인 운영을 위한 공공재로서 교통류를 효율적으로 운영하고 관리해야 한다. 하지만, 변화하는 교통류를 신속하고 적절하게 대응할 수 있는 교통운영 관리체계는 아직도 미흡하기 때문에, 신호 연동의 구축은 증가하는 교통혼잡 비용을 줄일 수 있는 저비용 고효율의 교통운영 방안이라고 할 수 있다.

대내외적인 환경에서 교통신호 연동화는 불합리한 신호체계를 개선하고 불필요한 정지를 최소화하여 통행속도를 증가시킴으로써 운전자 편익뿐 아니라 에너지 소비를 줄이고 대기오염을 감소시키는 친환경정책이다.

도로상의 교통정보를 실시간으로 수집하기 위해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 고유식별코드를 가지고 교차로의 차로에 매설되며, 설정된 샘플링주기로 그 상부에 주행되는 차량의 이동에 의해 변화되는 지구자기장을 감지하여 차량검출신호로 출력하는 차량감지기가 적어도 둘 이상 설치된 로드 센서, 초기화 신호의 입력에 응답하여 로드 센서 내의 차량감지기들의 샘플링주기를 설정하고, 그로부터 출력되는 차량검출신호를 패킷화하여 도로식별코드를 포함하는 패킷데이터를 출력하는 RRM, 초기화신호를 RRM으로 제공하고, RRM으로부터 전송되는 패킷데이터를 보간하여 연속적인 데이터 프레임으로 누적하여 2차원 이미지화한 후, 이미지의 폭과 길이 및 이미지의 간격을 산출하여 차종, 이동속도 및 이동 대수 등의 교통정보를 실시간으로 수집하는 인터섹션 제어유닛을 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 통해, 도로상에 주행하는 차량에 의해 변화하는 지구 자기장을 도로 하부에 매설된 지자기센서 어레이로 측정하고 각각의 값을 연속된 값들로 보간하여 연속적으로 연결하여 2차원 이미지화한 후, 그 이미지를 분석하여 차량의 이동 대수, 이동속도, 차종 등의 교통정보를 실시간 수집하는 교차로 교통정보 실시간 수집 장치 및 방법을 제공한다.

대한민국 공개특허 10-2010-0134840호(2010.12.24. 공개)(교차로 교통정보 실시간 수집 장치 및 방법)

그러나 상기와 같은 종래기술 및 일반적인 도로 교통정보 감지기는 정보를 획득하는 로드 센서와 차량검출신호를 처리하는 RRM 및 교통정보를 실시간으로 수집하는 인터섹션 제어유닛, 그리고 이를 전송하는 중계장치 등과 같은 복잡한 장치로 이루어져, 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라 장치 설치 공간에도 많은 제약이 따르는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 교차로 내 지자기 센서 노드 무선 중계기 및 AP 일체형 주제어기를 개발하고, 이를 통해 센서에서 수집된 교차로 내 차량 소통정보를 교통정보센터에 전송하고, 교차로 교통정보를 이용하여 탄력적인 교통흐름 제어가 이루어지도록 한 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기는, 교차로의 소정 위치에 설치된 지자기 센서 노드로부터 전송된 교통 정보를 무선으로 실시간 수신하는 RF 통신부; 상기 RF 통신부의 교통정보 송수신을 제어하는 RF 통신 제어모듈; 구동 전원을 공급해주는 전원부; 상기 전원부로부터 공급되는 전원으로 구동하고, 상기 RF 통신 제어모듈을 제어하며, 상기 RF 통신부로부터 획득한 교차로 교통정보의 전송을 제어하는 메인 컨트롤 유닛; 상기 메인 컨트롤 유닛과 연동하여 상기 실시간으로 획득한 교차로 교통정보를 원격에 위치한 교통정보센터에 전송하는 유선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 교차로 내 지자기 센서 노드, 무선 중계기, AP 일체형 주제어기를 구현하고, 이를 실시간으로 교통정보센터에 전송해줌으로써, 교차로 교통정보 획득장치의 구현을 단순화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 실시간으로 획득한 교차로 교통정보를 이용하여, 도시부 교차로의 월별, 요일별, 시간대별 교통흐름 패턴을 빅데이터로 구축하여, 교차로의 혼잡 해소에 기여할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기의 설치 예시도,
도 2는 본 발명에서 교차로 교통정보 검지 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기의 실시 예 블록 구성도,
도 4는 도 3의 메인 컨트롤 유닛의 실시 예 구성도,
도 5는 도 3의 RF 통신부의 실시 예 구성도,
도 6은 도 3의 직렬 통신부의 실시 예 구성도,
도 7은 도 3의 RTC의 실시 예 구성도,
도 8은 도 3의 전원부의 실시 예 회로도,
도 9는 도 3의 중계기의 실시 예 구성도,
도 10은 본 발명에서 무선 AP 통신 프로세스의 데이터 처리 순서도,
도 11은 본 발명에서 개별 차량정보 생성 프로세스의 데이터 처리 순서도,
도 12는 본 발명에서 운영 서버 통신 프로세스의 데이터 처리 순서도,
도 13은 본 발명에서 LCD & Key & LED 제어 프로세스의 데이터 처리 순서도,
도 14는 본 발명에서 제어기 동작 감시 프로세스의 데이터 처리 순서도,
도 15는 본 발명에서 적용된 프로세스의 처리 데이터 예시도,
도 16은 본 발명에서 사용되는 메시지 코드의 예시도,
도 17은 제어기-센서 노드 메시지 기본 포맷도,
도 18은 CTRL 그룹에 속하는 패킷들의 패킷타입 포맷도,
도 19는 D_ONOFF 패킷 포맷도,
도 20은 M_BATT 패킷 포맷도,
도 21은 M_LQI 패킷 포맷도,
도 22는 M_STATUS 패킷 포맷도,
도 23은 중계기-제어기 메시지의 기본 포맷도,
도 24는 패킷 종류 예시도,
도 25는 D_ONOFF 패킷 포맷도,
도 26은 M_TIME 패킷 포맷도,
도 27은 M_BATT 패킷 포맷도,
도 28은 M_LQI 패킷 포맷도,
도 29는 M_STATUS 패킷의 포맷 도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기의 설치 예시도로서, 효율적인 신호체계 구축을 위해 교차로 내 지자기 센서 노드의 설치 예시와, 무선 중계기인 AP가 일체형으로 구현된 AP 일체형 주제어기의 설치 예시이다.

지자기 센서에서 수집된 교차로 내 차량 소통정보는 교통정보센터에 전송되고, 교차로 교통정보 산출 및 적용하여 탄력적인 교통 흐름 제어를 구현한다.

도 2는 본 발명에서 교차로 교통정보 검지 개념도로서, 무선 AP, 운영 서버, 지자기 제어기로 이루어지고, 지자기 제어기는 무선 AP통신 프로세스, 개별 차량 정보 생성 프로세스, 운영 서버 통신 프로세스, LCD & Key & LED 제어 프로세스, 제어기 동작 감시 프로세스로 이루어진다.

무선 AP 통신 프로세스는 무선 AP 와 직렬 통신을 수행하며, 수신된 패킷 정보를 정의된 프로토콜에 맞추어 해석하여 수신 정보 중 개별 차량 생성에 필요한 정보를 개별 차량 정보 생성 프로세스로 전달하는 기능을 담당한다.

개별 차량 정보 생성 프로세스는 무선 AP로부터 수신된 개별 센서의 On/Off 정보를 기초로 개별 차량 정보(통과 차로, 속도, 점유시간, 차량 길이, 등)를 생성하고, 그 정보를 공유메모리(SHM)에 저장하고 운영 서버 통신 프로세스로 전달한다. 또한, 주기 시간마다 공유메모리(SHM)에 저장된 개별 차량 정보를 취합하여 주기 교통 정보를 생성하고 운영 서버 통신 프로세스로 그 정보를 전달하는 기능은 담당한다.

운영 서버 통신 프로세스는 개별 차량 정보 생성 프로세스로부터 수신한 개별 차량 정보 및 주기 교통 정보를 운영 서버로 전달한다. 또한, 센서들의 동작상태 및 함체 정보를 운영 서버로 전달하는 기능을 담당한다.

LCD/Key/LED 제어 프로세스는 지자기 제어기의 동작 상태를 육안으로 확인하기 위한 LED를 제어하며, 필요 시 Key 입력을 통해 센서의 검지 상태를 LCD부로 표출하는 기능을 담당한다.

제어기 동작 감시 프로세스는 각 프로세스의 정상 동작 여부를 감시하며, 비정상 동작하는 프로세스가 검지되면 정상 동작되게 끔 복구하는 기능을 담당한다.

각 동작 프로세스 간 원활한 데이터 공유를 위하여 지자기 제어기는 무선 AP로부터 수신한 각종 정보 및 개별 차량 정보 생성 프로세스가 생성한 개별 차량 정보, 그리고 지자기 제어기 동작에 필요한 각종 정보는 공유메모리(SHM)에 저장되며 이렇게 저장된 정보는 지자기 제어기의 각 동작 프로세스가 필요한 정보를 Read/Write하며 필요 시 초기화도 진행한다.

도 3은 본 발명에 따른 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기의 실시 예 블록 구성도로서, 교차로의 소정 위치에 설치된 지자기 센서 노드로부터 전송된 교통 정보를 무선으로 실시간 수신하는 RF 통신부, 상기 RF 통신부의 교통정보 송수신을 제어하는 RF 통신 제어모듈, 구동 전원을 공급해주는 전원부, 상기 전원부로부터 공급되는 전원으로 구동하고, 상기 RF 통신 제어모듈을 제어하며, 상기 RF 통신부로부터 획득한 교차로 교통정보의 전송을 제어하는 메인 컨트롤 유닛, 상기 메인 컨트롤 유닛과 연동하여 상기 실시간으로 획득한 교차로 교통정보를 원격에 위치한 교통정보센터에 전송하는 유선 통신부를 포함한다.

이러한 AP 일체형 주제어기는 ARM9 코어 프로세서를 탑재한 고성능 임베디드 모듈로 디자인되며, USB, Ethernet, SPI, I2C, 56개의 GPIO를 내장하고, 400MHz Clock으로 고속 동작한다. Ethernet 및 직렬 변환 회로를 내장하여 별도의 컨버터없이 인터페이스가 가능하다. RF 통신부는 MCU부와 UART로 직접 연결된다. 아울러 RTC를 내장하고, 온도 센서 회로 내장한다. 전원부는 넓은 범위(5 ~ 24V)의 외부 전원을 공급받아 안정적인 전원을 공급할 수 있도록 설계된다.

도 4는 도 3의 메인 컨트롤 유닛의 실시 예 구성도로서, Memory는 8MB Data Flash, 32MB SDRAM, External Interface는 19bit/16bit Data Bus, Ethernet Interface는 10/100 Base-T Auto MDI/MDIX, UART는 4 Port(921.6kbps), USB 2.0 FS는 Host/1 Device port, 2.0FS(12Mbps), ADC는 4-channel 10bit, TWI(I2C)는 Master, Multi-Master and Slave Mode, SPI는 8 to 16bit programmable data length, GPIO는 max 56 programmable I/O pins을 사용한다.

도 5는 도 3의 RF 통신부의 실시 예 구성도로서, MCU와 RF Transceiver CC2520를 SPI/GPIO 인터페이스로 연결되어 무선 데이터를 송수신하는 기능을 담당한다. CC2520의 RF 출력을 높이기 위하여 2.4GHz RF Front End IC인 CC2590을 추가 설계하여 최대 RF 출력 Power를 10dBm까지 송신할 수 있다. 센서 노드에서는 지자기센서의 출력을 입력받아 차량 검지 신호처리 결과를 무선 통신으로 송신하는 기능을 수행한다. SPI(Serial Peripheral Interface) 인터페이스는 Clock, Data line을 이용한 동기식 직렬 통신을 의미한다. SPI 신호는 Clock, SDO, SDI, CS 신호로 구성되어 있으며 CLOCK의 설정에 따라 데이터 통신 속도를 조절할 수 있다. CC2590 RF Front End의 제어는 MCU의 GPIO와 연결하여 PA를 동작할 수 있도록 되어 있으며, PAEN, EN, HGM 핀을 제어함으로 PA를 구동한다. RF TX 할 때는 PAEN 'HIGH' EN 'LOW' 설정하며 RX 할 때는 PAEN 'LOW' EN 'HIGH'로 설정하여 사용하도록 한다. 공간 효율을 확보하기 위해 5dBi Patch ANT를 적용한다.

도 6은 도 3의 직렬 통신부의 실시 예 구성도로서, Eddy-CPU와 외부 장비와의 원활한 연동을 위해 RS232, RS422, RS485의 3가지 인터페이스를 지원한다. DIP Switch의 조작을 통해 인터페이스를 쉽게 전환할 수 있다.

도 7은 도 3의 RTC의 실시 예 구성도로서, Eddy-CPU의 실시간 데이터 처리와 데이터 백업을 위해 RTC 회로를 구성하였다. 메인 전원이 손실되어도 시간을 유지하기 위해 백업용 배터리가 구성되어 있다. I2C(Inter Integrated Circuit) 인터페이스는 Clock, Data line의 2라인을 이용한 동기식 직렬 통신을 의미한다.

도 8은 도 3의 전원부의 실시 예 회로도로서, 외부로부터 입력되는 전압이 4.75V에서 23V까지 넓은 범위를 가진다. 3A의 출력 전류를 공급할 수 있으므로 Eddy-CPU와 주변 인터페이스 회로를 구동하기에 충분한 전류를 가진다.

도 9는 도 3의 중계기의 실시 예 구성도로서, 원거리의 무선 AP로부터 ZigBee module을 통해 차량 검지 정보를 수집하는 역할을 한다. 여러 AP의 접속 가능성을 위해 일체형 제어기와 중계기와의 인터페이스는 RS422로 구성되어 있다. 절연 회로를 구성하여 외부 충격에 의한 회로의 손실을 최소화하였다.

각 프로세스 간 필요한 정보를 전달 혹은 수신하기 위한 Message Queue가 존재하며 개별 차량 정보 생성 프로세스, 운영 서버 통신 프로세스, LCD/Key/LED 제어 프로세스에서 이 Message Queue를 통해 수신된 정보로 도 15와 같은 해당 기능을 수행한다. 사용되는 주요 Message Code는 도 16과 같다.

도 10은 본 발명에서 무선 AP 통신 프로세스의 데이터 처리 순서도로서, 수신 패킷 프로토콜 해석 기능과 센서 정보 전달 기능을 수행한다.

수신 패킷 프로토콜 해석 기능은 무선 AP로부터 수신된 패킷을 정의된 프로토콜에 따라 해석하여 필요 데이터를 추출하는 기능을 하며, 센서 정보 전달 기능은 개별 지자기 센서의 온/오프 정보를 개별 차량 정보 생성 프로세스로 전달하고, 전면 LCD로 모니터링 중인 경우 관련 정보를 LCD/Key/LED 제어 프로세스로 전달하는 기능을 한다.

도 11은 본 발명에서 개별 차량정보 생성 프로세스의 데이터 처리 순서도이다. 무선 AP 통신 프로세스로부터 개별 센서의 온/오프 정보를 수신하며, 수신된 정보를 SHM에 저장하는 센서 정보 수신 및 SHM 저장 기능, 진입 센서의 온/오프 정보 및 진출 센서의 온/오프 정보를 바탕으로 개별 차량 정보를 생성하며, 각 온/오프 틱 정보를 비교하여 정상/비정상 여부를 판단하는 개별 차량 정보 생성 기능, 생성된 개별 차량 정보를 SHM에 저장하는 개별 차량 정보 저장 기능, 주기 시간(Default;30초)마다 누적된 개별 차량 정보를 바탕으로 주기 교통 정보를 생성하는 주기 교통 정보 생성 기능, 주기 교통정보를 생성하면 운영 서버 통신 프로세스로 그 정보를 전달하는 주기 교통 정보 전달 기능을 처리한다.

도 12는 본 발명에서 운영 서버 통신 프로세스의 데이터 처리 순서도이다. 운영 서버로부터 수신된 패킷을 정의된 프로토콜을 따라 해석하여 필요 데이터를 추출하는 운영 서버 프로토콜 해석 기능, 주기시간마다 주기 교통 정보를 운영 서버로 전송하는 주기 교통 정보 전달 기능, 개별 차량 정보, 차로별 누적 정보 등 주기 교통 데이터 이외의 정보 요청 시 관련 정보를 응답하는 요청 프로토콜에 따른 응답 기능을 포함한다.

도 13은 본 발명에서 LCD & Key & LED 제어 프로세스의 데이터 처리 순서도로서, 지자기 제어기 동작 정보(정상동작/AP 연결 상태 등)를 표현하는 LED 온/오프 제어를 수행하는 LED 제어 기능, 키 입력을 감시하며 입력된 키에 따라 LCD 표출 문자열을 선택하는 키 입력 감시기능, 키 입력에 따른 LCD 문자열 표출 기능을 포함하는 LCD 문자열 표출기능을 포함한다.

도 14는 본 발명에서 제어기 동작 감시 프로세스의 데이터 처리 순서도로서, 지자기 제어기에서 동작중인 프로세스를 감시하는 프로세스 동작 여부 감시 기능, 비정상 동작 프로세스 검지시 해당 프로세스를 재실행하는 프로세스 재실행 기능, 제어기에 저장된 로그 파일을 검색하여 일정 기간이 지난 로그 파일을 삭제하는 로그 파일 검색 기능을 포함한다.

도 17은 제어기-센서 노드 메시지 기본 포맷도이고, 도 18은 CTRL 그룹에 속하는 패킷들의 패킷타입 포맷 도이다.

패킷 종류는 데이터 그룹, MGMT 그룹, CTRL 그룹을 포함한다.

DATA 그룹은 차량의 검지 정보를 전달하는 패킷을 의미한다. DATA 그룹에 속하는 패킷들은 항상 무선 센서네트워크에서 최초 생성되며, 센서 노드와 무선중계기로 전달되고, 무선중계기에서 AP 일체형 제어기로 전달된다. DATA 그룹에 속하는 패킷들은 0x1- 와 같은 패킷타입(MTYPE)을 가진다.

MGMT 그룹은 센서 노드와 무선중계기의 상태 및 정보를 전달하기 위한 패킷을 의미한다. MGMT 그룹에 속하는 패킷들은 센서 노드와 무선중계기에서 생성되며, 센서노드와 무선중계기의 정보는 AP 일체형 제어기로 전달된다. MGMT 그룹에 속하는 패킷들은 0x2- 와 같은 패킷타입(MTYPE)을 가진다.

CTRL 그룹은 AP 일체형 제어기에서 센서 노드와 무선중계기로 특정 정보 및 값을 전달하기 위한 패킷을 의미한다. CTRL 그룹에 속하는 패킷들은 항상 AP 일체형 제어기에서 생성되며, 무선중계기를 거쳐 센서 노드에게 전달된다. CTRL 그룹에 속하는 패킷들은 0x3- 와 같은 패킷타입(MTYPE)을 가진다.

도 19는 D_ONOFF 패킷 포맷도이다.

센서 노드에서 판단되는 차량의 존재 여부(ON 혹은 OFF) 정보를 무선중계기를 통해 AP 일체형 제어기로 전달하며, 세부 포맷은 아래와 같다.

ONOFF 필드는 0 Bit는 차량의 존재 여부 정보를 나타낸다. 차량이 존재하지 않다가 새로 존재함이 판단되는 경우(ON), 1로 설정된다. 차량이 존재하다가, 이동하여 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우(OFF) 0으로 설정된다. 1 ~ 7Bit는 차량의 존재 여부 판단 및 노드 운영과 관련된 상황 및 에러 정보를 나타낸다. 자기 신호 처리의 정의와 관련하여 추후 정의된다.

TIME 필드는 차량의 존재 여부(ON 혹은 OFF)의 판단 시각으로서, 센서 노드 내부에서 사용되는 Tick 값을 의미한다. 1 Tick 은 1 마이크로 초를 의미한다.

SEQNO 필드는 차량의 존재 여부(ON 혹은 OFF)가 판단될 때마다 증가하여 전송되는 시퀀스 번호이다. ON 과 OFF에 대해서 별도의 시퀀스 번호가 부여된다. 즉, ON의 경우 ON만을 고려하는 시퀀스 번호가 부여되고, OFF의 경우 OFF 만을 고려하는 시퀀스 번호가 부여된다. 그러므로 AP 일체형 제어기에서 ON 혹은 OFF 정보를 이용하여 속도계산을 하고자 할 때, SEQNO 번호를 이용하여 ON 과 OFF의 짝을 찾을 수 있을 것이다(단, ONOFF 필드의 1 ~ 7Bit에서 전송되는 추가적인 부가정보에 따라 ON과 OFF의 짝을 결정하는 방법을 달라질 수 있음. 추후 정의 가능).

도 20은 M_BATT 패킷 포맷도이다.

센서 노드, 무선중계기의 배터리 정보를 AP 일체형 제어기로 전달하며, 세부 포맷은 아래와 같다.

BATT 필드는 센서 노드, 무선중계기의 현재 배터리 상태 정보로써, 배터리 수준에 따라 0 ~ 13의 값을 가진다.

SEQNO 필드는 MGMT 패킷 그룹에 속하는 패킷이 전송될 때 증가하는 시퀀스 번호이다. D_ONOFF 패킷의 경우와는 달리, MGMT 패킷 그룹에 속하는 모든 패킷에 대해 하나의 시퀀스 번호가 유지 및 사용된다.

도 21은 M_LQI 패킷 포맷도이다.

센서 노드, 무선중계기의 LQI(Link Quality Information) 정보를 AP 일체형 제어기로 전달하며, 세부 포맷은 아래와 같다.

LQI 필드는 센서 노드, 무선중계기의 현재 LQI 상태 정보로서, 무선 센서네트워크 내의 토폴로지 상에서 부모 노드와 자신 사이의 LQI 정보를 의미한다. LQI 수준에 따라 0 ~ 255(0xFF) 사이의 값을 가진다.

도 22는 M_STATUS 패킷 포맷도이다.

센서 노드, 무선중계기의 내부 상태에 관련된 정보를 AP 일체형 제어기로 전달한다. 아래 포맷에서 보이는 STATUS 필드 값에 따라 본 패킷이 전달되는 상황이 결정된다.

STATUS 및 VALUE 필드는 전달하고자 하는 센서 노드, 무선중계기의 상태정보 및 이와 관련된 부가정보를 나타낸다.

도 23은 중계기-제어기 메시지의 기본 포맷도이다.

CHKSUM은 수신된 패킷의 에러 여부를 검지하기 위한 체크필드이다. 위 패킷 구조에서 패킷 타입(MTYPE) 필드부터 Payload 필드까지를 바이트 단위에 대해 배타적 논리합(Exclusive OR, XOR)을 구한 값이다.

도 24는 패킷 종류 예시 도이다.

MGMT 그룹은 센서 노드와 무선중계기의 상태 및 정보를 전달하기 위한 패킷을 의미한다. MGMT 그룹에 속하는 패킷들은 센서 노드와 무선중계기에서 생성되며, 센서 노드와 무선중계기의 정보는 AP 일체형 제어기로 전달된다. MGMT 그룹에 속하는 패킷들은 0x2- 와 같은 패킷타입(MTYPE)을 가진다.

도 25는 D_ONOFF 패킷 포맷도이다.

센서 노드에서 판단되는 차량의 존재 여부(ON 혹은 OFF) 정보를 무선중계기를 통해 AP 일체형 제어기로 전달한다.

ONOFF 필드는 0 Bit가 차량의 존재 여부 정보를 나타내고, 차량이 존재하지 않다가 새로 존재함이 판단되는 경우(ON), 1로 설정된다. 차량이 존재하다가, 이동하여 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우(OFF) 0으로 설정된다. 1 ~ 7Bit는 차량의 존재 여부 판단 및 노드 운영과 관련된 상황 및 에러 정보를 나타낸다. 차량 검지와 관련된 에러 정보 외에, 차량 검지와 관련이 없어도 노드 운영과 관련하여 에러정보가 있다면 이를 전달한다. 구체적인 에러 필드 값은 다시 정리할 수 있도록 한다.

TIME 필드는 차량의 존재 여부(ON 혹은 OFF)의 판단 시각으로써, 센서 노드 내부에서 사용되는 Tick 값을 의미한다. 1 Tick은 1 마이크로 초를 의미한다.

SEQNO 필드는 차량의 존재 여부(ON 혹은 OFF)가 판단될 때마다 증가하여 전송되는 시퀀스 번호이다. ON 과 OFF에 대해서 별도의 시퀀스 번호가 부여된다. 즉, ON의 경우 ON만을 고려하는 시퀀스 번호가 부여되고, OFF의 경우 OFF 만을 고려하는 시퀀스 번호가 부여된다. 그러므로 AP 일체형 제어기에서 ON 혹은 OFF 정보를 이용하여 속도계산을 하고자 할 때, SEQNO 번호를 이용하여 ON 과 OFF의 짝을 찾을 수 있을 것이다(단, ONOFF 필드의 1 ~7Bit에서 전송되는 추가적인 부가정보에 따라 ON과 OFF의 짝을 결정하는 방법을 달라질 수 있다. 추후 정의 가능)

도 26은 M_TIME 패킷 포맷도이다.

무선중계기의 Clock Tick 정보를 AP 일체형 제어기로 전달한다.

도 27은 M_BATT 패킷 포맷도이다.

센서 노드, 무선중계기의 배터리 정보를 AP 일체형 제어기로 전달한다.

도 28은 M_LQI 패킷 포맷도이다.

센서 노드, 무선중계기의 LQI(Link Quality Information) 정보를 AP 일체형 제어기로 전달한다. 센서 노드, 무선중계기의 현재 LQI 상태 정보로써, 무선 센서네트워크 내의 토폴로지 상에서 부모 노드와 자신 사이의 LQI 정보를 의미한다. LQI 수준에 따라 0 ~ 255(0xFF) 사이의 값을 가진다.

SEQNO 필드는 MGMT 패킷 그룹에 속하는 패킷이 전송될 때 증가하는 시퀀스 번호로서, D_ONOFF 패킷의 경우와는 달리, MGMT 패킷 그룹에 속하는 모든 패킷에 대해 하나의 시퀀스 번호가 유지 및 사용된다.

도 29는 M_STATUS 패킷의 포맷 도이다.

센서 노드, 무선중계기의 내부 상태에 관련된 정보를 AP 일체형 제어기로 전달한다. STATUS 필드 값에 따라 본 패킷이 전달되는 상황이 결정된다.

STATUS 및 VALUE 필드는 전달하고자 하는 센서 노드, 무선중계기의 상태정보 및 이와 관련된 부가정보를 나타내는 것이다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

Claims

교차로의 소정 위치에 설치된 지자기 센서 노드로부터 전송된 교통 정보를 무선으로 실시간 수신하는 RF 통신부;
상기 RF 통신부의 교통정보 송수신을 제어하는 RF 통신 제어모듈;
구동 전원을 공급해주는 전원부;
상기 전원부로부터 공급되는 전원으로 구동하고, 상기 RF 통신 제어모듈을 제어하며, 상기 RF 통신부로부터 획득한 교차로 교통정보의 전송을 제어하는 메인 컨트롤 유닛; 및
상기 메인 컨트롤 유닛과 연동하여 상기 실시간으로 획득한 교차로 교통정보를 원격에 위치한 교통정보센터에 전송하는 유선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차로 교통정보 검출을 위한 AP 일체형 주제어기.