WO2018199371A1 - 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드 - Google Patents

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WO2018199371A1
WO2018199371A1 PCT/KR2017/004616 KR2017004616W WO2018199371A1 WO 2018199371 A1 WO2018199371 A1 WO 2018199371A1 KR 2017004616 W KR2017004616 W KR 2017004616W WO 2018199371 A1 WO2018199371 A1 WO 2018199371A1
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communication
wireless
module
sensor
sensor node
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PCT/KR2017/004616
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English (en)
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Inventor
최중덕
황성일
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주식회사 맥스포
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts

Definitions

  • the present invention relates to a sensor node that communicates in a sensor network, and particularly, when wireless communication is performed between sensor nodes installed in a sensor network used in an Internet of Things (IoT), without loss of transmission data.
  • IoT Internet of Things
  • Sensor networks are useful for the Internet of Things.
  • the sensor network can be applied to a distributed environment using a sensor node connected wirelessly, so that the status of the distributed environment can be checked.
  • sensor nodes that detect various types of information such as temperature, humidity, and illuminance autonomously form a network without an access point (AP) to detect surrounding environment information.
  • AP access point
  • FIG. 1 illustrates a network communication environment in which a general sensor network is installed.
  • the sensor network is composed of a plurality of sensor nodes 10a to 10d, a base node 20 and a server 30.
  • Each sensor node 10a to 10d transmits information sensed by itself to adjacent sensor nodes by wireless communication, and wirelessly transmits the information to the base node 20. At this time, for example, the sensor node 10a receives information transmitted wirelessly from other sensor nodes 10b to 10d and wirelessly transmits the information to the base node 20.
  • the base node 20 is one of the sensor nodes that transmits and receives data sequentially received by wireless transmission and reception with the sensor node and transmits the data to the server 30 by a program.
  • the server 30 is connected to the base node 20 by wire or wirelessly to manage the sensor network, and the user checks the environmental information detected in the sensor network through the server 30.
  • a sensor node installed in a sensor network wirelessly transmits data, it finds a wireless channel suitable for communication, hops to a single wireless channel, and transmits data wirelessly, but finds and hops a wireless channel.
  • data can not be reliably transmitted due to a data missing phenomenon during the period.
  • the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, and when a wireless communication is performed between sensor nodes installed in a sensor network used in the Internet of Things, the transmitting side uses a plurality of radio channels of different frequencies. By transmitting the same data through the receiver and receiving and processing the data received through the radio channel in good condition among the data received through the plurality of radio channels, the receiver can reliably perform radio communication without loss of transmission data. It is an object to provide sensor nodes that communicate in a sensor network.
  • a sensor node communicating in a sensor network includes a plurality of sensing modules for sensing the surrounding environment information; A plurality of communication modules configured to wirelessly communicate with a communication counterpart through wireless channels of different frequencies by transmitting and receiving signals through an antenna connected thereto; And controlling communication of the communication module, wirelessly transmitting the same data obtained by the sensing module to a communication counterpart through a plurality of wireless channels of different frequencies by the plurality of communication modules, and transmitting the same data to the plurality of communication modules. And a control module for effectively receiving and processing data received through a good radio channel when receiving data from a communication counterpart through a plurality of wireless channels of different frequencies.
  • each of the communication modules wirelessly communicates through radio channels of differently set frequencies according to the control of the control module.
  • the frequency setting command input module for manually inputting the frequency setting command to the control module may be further included.
  • control module sets the wireless communication frequency of the communication module by a command manually inputted from the frequency setting command input module or based on the frequency setting command from the server received through the communication module. Set the wireless communication frequency.
  • control module checks the state of the radio channel based on the signal strength of the data received through the communication module, and if it is confirmed that the state of all the plurality of radio channels is good through a plurality of radio channels Any one of the same data received is received as valid data and processed.
  • a transmitting side transmits the same data through a plurality of radio channels of different frequencies, and a receiving side transmits the same data through the plurality of wireless channels.
  • the data received through the good wireless channel is accepted and processed to be reliably performed without loss of transmission data.
  • FIG. 1 illustrates a network communication environment in which a general sensor network is constructed.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of sensor nodes communicating in a sensor network according to the present invention.
  • FIG 3 is an illustration for explaining wireless communication by the sensor node of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of sensor nodes communicating in a sensor network according to the present invention.
  • the sensor node 100 communicating in the sensor network according to the present invention includes a plurality of sensing modules 110, a control module 120, a plurality of communication modules 130, and a plurality of antennas 140. Is done.
  • the sensor node 100 may include a power supply module for receiving power to drive itself.
  • the sensing module 110 provided in the sensor node 100 senses environmental information such as temperature, humidity, illuminance, and the like, and converts the corresponding sensing signal into digital type data and applies it to the control module 120.
  • environmental information such as temperature, humidity, illuminance, and the like
  • the sensor node 100 is illustrated as having two sensing modules 110. However, the present disclosure is not limited thereto, and two or more sensing modules 110 may be provided.
  • the control module 120 provided in the sensor node 100 is responsible for overall control processing of the sensor node 100, and controls data transmission and reception for the plurality of communication modules 130.
  • the control module 120 transmits the same data applied from the sensing module 110 through wireless channels of different frequencies by the plurality of communication modules 130, and among the data received through the plurality of communication modules 130.
  • the data received through the communication module 130 having a good state of the wireless channel is received as valid data and processed.
  • the control module 120 When the control module 120 performs a process of receiving data received through the communication module 130 having a good wireless channel state as valid data among data received through the plurality of communication modules 130, By checking whether the signal strength of the data received through the module 130 is greater than or equal to the set value, the communication module 130 having a good state of the wireless channel may be identified. As such, the control module 120 grasps the communication module 130 having a good state of a wireless channel when receiving data through the plurality of communication modules 130, and wirelessly among the data received through the plurality of communication modules 130. The data received through the communication module 130 having a good state of the channel is accepted as valid data and processed.
  • control module 120 confirms that the state of the plurality of wireless channels are all good if the signal strength of the data received through the plurality of communication module 130 is above the set value, and through the plurality of communication module 130 Any one of the same data received is received as valid data and processed.
  • the control module 120 may transmit data received through the plurality of communication modules 130 to another sensor node or to a base node through the plurality of communication modules 130.
  • the plurality of communication modules 130 included in the sensor node 100 perform wireless communication through wireless channels of different frequencies, but perform wireless communication through an antenna 140 connected to itself.
  • the sensor node 100 is illustrated as having two communication modules 130 and an antenna 140, but is not limited thereto, and two or more communication modules 130 and an antenna ( 140 may be provided.
  • the plurality of communication modules 130 transmits data applied from the control module 120 through radio channels of different frequencies, and applies data received through radio channels of different frequencies to the control module 120.
  • Each communication module 130 performs wireless communication through a wireless channel of a frequency set according to the control of the control module 120.
  • the sensor node 100 may further include a frequency setting command input module for manually inputting a setting command of a wireless communication frequency for each communication module 130 to the control module 120.
  • the control module 120 may set the wireless communication frequency of the communication module 130 by a command manually input from the frequency setting command input module.
  • control module 120 may set a wireless communication frequency of the communication module 130 based on a frequency setting command received from a server received through the plurality of communication modules 130. As described above, when the control module 120 receives the frequency setting command by the plurality of communication modules 130, the control module 120 receives the frequency setting command received through the good wireless channel as a valid command and performs the wireless communication of the communication module 130. Set the communication frequency.
  • FIG 3 illustrates the wireless communication by the sensor node 100 of the present invention.
  • the plurality of sensor nodes 100a to 100c installed in the sensor network transmit and receive data by performing wireless communication with each other, and the transmitting side transmits the same data through a plurality of radio channels of different frequencies.
  • the receiving side accepts and processes the data received through the radio channel in good condition among the data received through the plurality of radio channels, thereby reliably performing radio communication without loss of transmission data.
  • the sensor node 100a When the sensor node 100a transmits the data sensed through its sensing module 110 to the adjacent sensor node 100b by wireless communication, the sensor node 100a transmits the same data obtained from the sensing module 110.
  • the same data By wireless transmission by a plurality of communication modules 130 for wireless communication at different frequencies, the same data is transmitted to the sensor node 100b through a plurality of wireless channels of different frequencies.
  • the sensor node 100b may be configured to transmit the plurality of wireless channels by the plurality of communication modules 130 provided therein.
  • the control module 120 of its own receives and processes the data received through the radio channel in good condition among the data received through the plurality of radio channels.
  • the control module 120 of the sensor node 100b checks whether or not the signal strength of the data received through the plurality of wireless channels is greater than or equal to the set value, and thus sets the signal strength among the data received through the plurality of wireless channels.
  • the data received through a good radio channel having a signal strength greater than or equal to the set value is accepted and processed. It confirms that it is good and accepts any one of the same data received through a plurality of radio channels as valid data, and processes it.
  • control module 120 of the sensor node 100b transmits data received from the sensor node 100a to another adjacent sensor node 100c
  • the control module 120 of the sensor node 100b receives data received as valid from among the data received from the sensor node 100a.
  • the plurality of communication modules 130 By transmitting through the plurality of communication modules 130 again, it transmits to the sensor node (110c) through a plurality of radio channels of different frequencies.
  • the sensor node 100b may transmit data sensed through its own sensing module 110 to the adjacent sensor node 100c through wireless communication, in which case the sensor node 100b may have its own sensing module 110.
  • the same data is transmitted to the sensor node 100c by wirelessly transmitting the obtained identical data by a plurality of communication modules 130 that communicate wirelessly at different frequencies.
  • the sensor node 100c when the sensor node 100c receives data transmitted through a plurality of wireless channels of different frequencies from the sensor node 100b, the sensor node 100c may be connected to the plurality of wireless channels by the plurality of communication modules 130 provided therein.
  • the control module 120 of its own receives and processes the data received through the radio channel in good condition among the data received through the plurality of radio channels.
  • the control module 120 of the sensor node 100c checks whether the signal strength of the data received through the plurality of wireless channels is greater than or equal to a set value, and thus sets the signal strength among the data received through the plurality of wireless channels.
  • the data received through a good radio channel having a signal strength greater than or equal to the set value is accepted and processed. It confirms that it is good and accepts any one of the same data received through a plurality of radio channels as valid data, and processes it.
  • the control module 120 of the sensor node 100c transmits the data received from the sensor node 100b to another adjacent sensor node or the base node, and the data received as valid among the data received from the sensor node 100b.
  • the control module 120 of the sensor node 100c transmits the data received from the sensor node 100b to another adjacent sensor node or the base node, and the data received as valid among the data received from the sensor node 100b.
  • the data received through the good state wireless channel is accepted as valid data and processed.
  • the sensor node 100c may transmit data sensed through its sensing module 110 to other sensor nodes or base nodes adjacent to each other through wireless communication.
  • the sensor node 100c wirelessly transmits the same data obtained from the sensing module 110 by the plurality of communication modules 130 which communicate wirelessly at different frequencies to transmit the same data to a plurality of radios having different frequencies. Transmit to other sensor node or base node through channel.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating wireless communication when the sensor node 100 of the present invention is installed and operated in the electromagnetic shielding space 300.
  • the sensor node 100 when the sensor node 100 is installed in the electromagnetic shielding space 300, the sensor node 100 may be provided with a plurality of communication modules 130 provided with the other sensor nodes existing in the electromagnetic shielding space 300.
  • Wireless communication is performed through any communication module, and any other communication module 130 is provided among a plurality of communication modules 130 provided on its own with other sensor nodes existing outside the electromagnetic shielding space 300. Since wireless communication may be performed, wireless communication may be performed with both sensor nodes installed inside and outside the electromagnetic shielding space 300.
  • the antenna 140 of the communication module 130 that communicates wirelessly with the sensor node outside the electromagnetic shielding space 300 is connected to the flexible wireless cable (
  • the flexible RF cable 150 may be installed to be exposed to the outside of the electromagnetic shielding space 300.
  • FIG. 4 only two communication modules 130 and antennas 140 are shown for convenience of illustration, but as described above, a plurality of wireless channels having different frequencies from the sensor nodes inside and outside the electromagnetic shielding space 300 are provided.
  • a plurality of communication modules 130 and an antenna 140 for communicating with sensor nodes in the electromagnetic shielding space 300 are provided, and communication with sensor nodes outside the electromagnetic shielding space 300 is performed. It should be apparent from the above description that the plurality of communication modules 130 and the antenna 140 should be provided.
  • the sensor node 100 transmits the same data through a plurality of radio channels of different frequencies when wireless communication is performed between sensor nodes installed in a sensor network used in the IoT. Since the transmitting side and the receiving side accept the data received through the stateful radio channel among the data received through the plurality of radio channels as valid, the wireless communication can be reliably performed without loss of the transmission data.

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Abstract

본 발명은 주변 환경정보를 감지하는 복수의 감지모듈; 자체에 접속된 안테나를 통해 신호를 송수신하여서 각각 서로 다른 주파수의 무선 채널을 통해 통신 상대방과 무선 통신하는 복수의 통신모듈; 및 상기 통신모듈의 통신을 제어하되, 상기 감지모듈에 의해 획득된 동일 데이터를 상기 복수의 통신모듈에 의해 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 통신 상대방에 무선 전송하고, 상기 복수의 통신모듈에 의해 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 통신 상대방으로부터의 데이터를 수신하는 경우 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효하게 받아들여 처리하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드를 제공한다. 본 발명은 사물인터넷에서 이용되는 센서 네트워크에 설치된 센서 노드 간에 무선 통신을 수행하는 경우에 송신측이 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 동일 데이터를 전송하고 수신측이 해당 복수의 무선 채널을 통해 수신된 데이터 중에서 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신한 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리케 하므로, 전송 데이터의 유실 없이 신뢰성 있게 무선 통신을 수행하게 된다.

Description

센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드
본 발명은 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드(Sensor Node)에 관한 것으로, 특히 사물인터넷(IoT; Internet of Things)에서 이용되는 센서 네트워크에 설치된 센서 노드 간에 무선 통신을 수행하는 경우에 전송 데이터의 유실 없이 신뢰성 있게 무선 통신을 수행하도록 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드에 관한 것이다.
센서 네트워크는 사물인터넷에 유용하게 적용되고 있다. 센서 네트워크는 무선으로 연결된 센서 노드를 이용해서 분산된 환경에 적용하여 분산된 환경의 상태를 확인할 수 있게 한다.
이와 같은 센서 네트워크는 온도, 습도, 조도 등의 각종 정보를 감지하는 센서 노드들이 AP(Access Point) 없이도 자율적으로 망을 형성하여 주변의 환경 정보를 감지한다. 이러한 정보를 수집하고, 통상의 컴퓨팅 시스템을 이용하여 센서 네트워크를 시각화함과 아울러 감지 정보처리를 수행함으로써, 사람이 편리하고 안정적인 생활을 도모할 수 있도록 다양한 서비스를 제공한다.
도 1은 일반적인 센서 네트워크가 설치되어 있는 네트워크 통신 환경을 도시한 것이다.
센서 네트워크는 복수의 센서 노드(10a~10d), 베이스 노드(Base Node)(20) 및 서버(Server)(30)로 구성된다.
각 센서 노드(10a~10d)는 자체에서 감지된 정보를 무선 통신에 의해 상호 간에 인접 센서 노드로 전달하여서 베이스 노드(20)로 무선 송출한다. 이때, 예를 들어 센서 노드(10a)는 다른 센서 노드(10b~10d)로부터 무선 전송되는 정보를 수신하여 베이스 노드(20)로 무선 송출한다.
베이스 노드(20)는 센서 노드와 무선 송수신하여 순차적으로 수신되는 데이터를 프로그램에 의해 처리하여 서버(30)로 전송하는 센서 노드 중의 하나이다.
서버(30)는 베이스 노드(20)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 센서 네트워크를 관리하고, 사용자는 서버(30)를 통해 센서 네트워크에서 감지된 환경정보를 확인한다.
이상과 같은 센서 네트워크에 설치되는 센서 노드들이 증가하는 경우에 많은 센서 노드들 간의 무선 통신이 동시적으로 진행됨에 따라 무선 주파수 혼선 발생이 증가 되고 있으며, 그에 따른 무선 전송데이터의 신뢰성에 관한 이슈가 발생하고 있다.
종래에는 사물인터넷에 적용되는 센서 네트워크에 설치된 센서 노드가 데이터를 무선 전송하는 경우에 단일 주파수의 무선 채널을 통해 전송하였는데, 해당 주파수의 무선 채널이 타 무선장비와 혼선되면 데이터를 신뢰성 있게 전송할 수 없게 되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 센서 네트워크에 설치된 센서 노드가 데이터를 무선 전송하는 경우에 통신에 적합한 무선 채널을 찾아서 단일 무선 채널로 홉핑(Hopping)하여 데이터를 무선 전송하였으나, 무선 채널을 찾아서 홉핑하는 기간 동안에 데이터 누락 현상이 발생함으로 인하여 데이터를 신뢰성 있게 전송할 수 없게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 사물인터넷에서 이용되는 센서 네트워크에 설치된 센서 노드 간에 무선 통신을 수행하는 경우에 송신측이 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 동일 데이터를 전송하고 수신측이 해당 복수의 무선 채널을 통해 수신된 데이터 중에서 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리케 함으로써 전송 데이터의 유실 없이 신뢰성 있게 무선 통신을 수행하도록 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드를 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명에 따른 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드는, 주변 환경정보를 감지하는 복수의 감지모듈; 자체에 접속된 안테나를 통해 신호를 송수신하여서 각각 서로 다른 주파수의 무선 채널을 통해 통신 상대방과 무선 통신하는 복수의 통신모듈; 및 상기 통신모듈의 통신을 제어하되, 상기 감지모듈에 의해 획득된 동일 데이터를 상기 복수의 통신모듈에 의해 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 통신 상대방에 무선 전송하고, 상기 복수의 통신모듈에 의해 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 통신 상대방으로부터의 데이터를 수신하는 경우 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효하게 받아들여 처리하는 제어모듈;을 포함한다.
본 발명에 의하면, 통신모듈의 각각은 제어모듈의 제어에 따라 서로 다르게 설정한 주파수의 무선 채널을 통해 무선 통신한다.
본 발명에 의하면, 주파수의 설정 명령을 제어모듈에 수동 입력하는 주파수 설정 명령 입력모듈을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 의하면, 제어모듈은 주파수 설정 명령 입력모듈로부터 수동 입력된 명령에 의해 통신모듈의 무선 통신 주파수를 설정하거나, 통신모듈을 통해 수신되는 서버로부터의 주파수 설정 명령에 의거하여 통신모듈의 무선 통신 주파수를 설정한다.
또한, 본 발명에 의하면, 제어모듈은 통신모듈을 통해 수신되는 데이터의 신호 강도에 의거하여 상기 무선 채널의 상태를 확인하며, 복수의 무선 채널 모두의 상태가 양호한 것으로 확인한 경우 복수의 무선 채널을 통해 수신한 동일한 데이터 중에서 임의의 하나를 유효한 데이터로 받아들여 처리한다.
본 발명은 사물인터넷에서 이용되는 센서 네트워크에 설치된 센서 노드 간에 무선 통신을 수행하는 경우에 송신측이 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 동일 데이터를 전송하고 수신측이 해당 복수의 무선 채널을 통해 수신된 데이터 중에서 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리케 함으로써 전송 데이터의 유실 없이 신뢰성 있게 무선 통신을 수행하게 된다.
도 1은 일반적인 센서 네트워크가 구축되어 있는 네트워크 통신 환경을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드의 구성을 예시한 것이다.
도 3은 본 발명의 센서 노드에 의한 무선 통신을 설명하기 위하여 예시한 것이다.
도 4는 전자파 차폐 공간에 본 발명의 센서 노드를 설치하여 운용하는 경우의 무선 통신을 설명하기 위하여 예시한 것이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명하되, 이미 주어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드의 구성을 예시한 것이다.
본 발명에 따른 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드(100)는 복수의 감지모듈(Sensing Module)(110), 제어모듈(120), 복수의 통신모듈(130) 및 복수의 안테나(140)를 포함하여 이루어진다. 또한, 도 2에는 도시하지 않았지만, 센서 노드(100)는 자체를 구동시키기 위한 전원을 공급받기 위한 전원 공급모듈을 구비할 수 있다.
센서 노드(100)에 구비된 감지모듈(110)은 예를 들어 온도, 습도, 조도 등의 환경정보를 감지하고, 해당 감지신호를 디지털 타입의 데이터로 변환하여 제어모듈(120)에 인가한다. 도 2에는 도시의 편의를 위하여, 센서 노드(100)에 2개의 감지모듈(110)을 구비한 것으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 2개 이상의 감지모듈(110)을 구비할 수도 있다.
센서 노드(100)에 구비된 제어모듈(120)은 센서 노드(100)의 제반 제어 처리를 담당하는데, 복수의 통신모듈(130)에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 제어모듈(120)은 감지모듈(110)로부터 인가되는 동일 데이터를 복수의 통신모듈(130)에 의해 서로 다른 주파수의 무선 채널을 통해 전송하고, 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신한 데이터 중에서 무선 채널의 상태가 양호한 통신모듈(130)을 통해 수신한 데이터를 유효 데이터로 받아들여 처리한다.
제어모듈(120)은 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신한 데이터 중에서 무선 채널의 상태가 양호한 통신모듈(130)을 통해 수신한 데이터를 유효 데이터로 받아들이는 처리를 진행하는 경우, 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신한 데이터의 신호 강도가 설정치 이상인지의 여부를 확인함으로써 무선 채널의 상태가 양호한 통신모듈(130)을 파악할 수 있다. 이처럼, 제어모듈(120)은 복수의 통신모듈(130)을 통한 데이터 수신시에 무선 채널의 상태가 양호한 통신모듈(130)을 파악하고, 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신된 데이터 중에서 무선 채널의 상태가 양호한 통신모듈(130)을 통해 수신된 데이터를 유효 데이터로 받아들여 처리한다.
또한, 제어모듈(120)은 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신한 데이터의 신호 강도가 모두 설정치 이상이면 복수의 무선 채널의 상태가 모두 양호한 것으로 확인하고, 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신한 동일한 데이터 중에서 임의의 하나를 유효한 데이터로 받아들여 처리한다.
제어모듈(120)은 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신한 데이터를 복수의 통신모듈(130)을 통해 다른 센서 노드로 전송하거나 베이스 노드 등으로 전송할 수 있다.
센서 노드(100)에 구비된 복수의 통신모듈(130)은 서로 다른 주파수의 무선 채널을 통해 무선 통신을 수행하되, 자체에 접속되어 있는 안테나(140)를 통해 무선 통신을 수행한다. 도 2에는 도시의 편의를 위하여, 센서 노드(100)에 2개의 통신모듈(130) 및 안테나(140)를 구비한 것으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 2개 이상의 통신모듈(130) 및 안테나(140)를 구비할 수도 있다.
복수의 통신모듈(130)은 제어모듈(120)로부터 인가되는 데이터를 서로 다른 주파수의 무선 채널을 통해 전송하고, 서로 다른 주파수의 무선 채널을 통해 수신되는 데이터를 제어모듈(120)에 인가한다. 각 통신모듈(130)은 제어모듈(120)의 제어에 따라 설정한 주파수의 무선 채널을 통해 무선 통신을 수행한다.
도 2에는 도시하지 않았으나, 센서 노드(100)는 각 통신모듈(130)에 대한 무선 통신 주파수의 설정 명령을 제어모듈(120)에 수동 입력하는 주파수 설정 명령 입력모듈을 더 구비할 수 있다. 제어모듈(120)은 주파수 설정 명령 입력모듈로부터 수동 입력된 명령에 의해 통신모듈(130)의 무선 통신 주파수를 설정할 수 있다.
또는, 제어모듈(120)은 복수의 통신모듈(130)을 통해 수신되는 서버로부터의 주파수 설정 명령에 의거하여 통신모듈(130)의 무선 통신 주파수를 설정할 수도 있다. 이처럼 제어모듈(120)이 복수의 통신모듈(130)에 의해 주파수 설정 명령을 수신하는 경우 상술한 바와 마찬가지로 양호한 무선 채널을 통해 수신된 주파수 설정 명령을 유효한 명령으로 받아들여서 통신모듈(130)의 무선 통신 주파수를 설정한다.
도 3은 본 발명의 센서 노드(100)에 의한 무선 통신을 설명하기 위하여 예시한 것이다.
예를 들어, 센서 네트워크에 설치되어 있는 복수의 센서 노드(100a~100c)는 상호간에 무선 통신을 수행하여 데이터를 송수신하는데, 송신측이 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 동일 데이터를 전송하고 수신측이 해당 복수의 무선 채널을 통해 수신된 데이터 중에서 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리케 함으로써 전송 데이터의 유실 없이 신뢰성 있게 무선 통신을 수행한다.
센서 노드(100a)가 자체의 감지모듈(110)을 통해 감지된 데이터를 무선 통신으로 인접한 센서 노드(100b)에 전송하는 경우, 센서 노드(100a)는 감지모듈(110)로부터 획득된 동일한 데이터를 서로 다른 주파수로 무선 통신하는 복수의 통신모듈(130)에 의해 무선 전송함으로써 동일한 데이터를 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 센서 노드(100b)에 전송한다.
이에, 센서 노드(100b)는 센서 노드(100a)로부터 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 경우, 자체에 구비된 복수의 통신모듈(130)에 의해 해당 복수 무선 채널의 전송 데이터를 수신하여 자체의 제어모듈(120)에 인가함으로써, 자체의 제어모듈(120)이 복수의 무선 채널을 통해 수신된 데이터 중에서 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리한다. 이때, 센서 노드(100b)의 제어모듈(120)은 복수의 무선 채널을 통해 수신한 데이터의 신호 강도가 설정치 이상인지의 여부를 확인하여, 복수의 무선 채널을 통해 수신한 데이터 중에서 신호 강도가 설정치 이하인 데이터가 있으면 신호 강도가 설정치 이상인 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리하고, 복수의 무선 채널을 통해 수신한 데이터의 신호 강도가 모두 설정치 이상이면 복수의 무선 채널의 상태가 모두 양호한 것으로 확인하고 복수의 무선 채널을 통해 수신한 동일한 데이터 중에서 임의의 하나를 유효한 데이터로 받아들여 처리한다.
센서 노드(100b)의 제어모듈(120)은 센서 노드(100a)로부터 수신한 데이터를 인접한 다른 센서 노드(100c)에 전송하는 경우, 센서 노드(100a)로부터 수신한 데이터 중에서 유효한 것으로 받아들인 데이터를 다시 복수의 통신모듈(130)을 통해 전송함으로써 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 센서 노드(110c)에 전송한다.
아울러, 센서 노드(100b)는 자체의 감지모듈(110)을 통해 감지된 데이터를 무선 통신으로 인접한 센서 노드(100c)에 전송할 수도 있는데, 이때 센서 노드(100b)는 자체의 감지모듈(110)로부터 획득된 동일한 데이터를 서로 다른 주파수로 무선 통신하는 복수의 통신모듈(130)에 의해 무선 전송함으로써 동일한 데이터를 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 센서 노드(100c)에 전송한다.
또한, 센서 노드(100c)는 센서 노드(100b)로부터 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 경우, 자체에 구비된 복수의 통신모듈(130)에 의해 해당 복수 무선 채널의 전송 데이터를 수신하여 자체의 제어모듈(120)에 인가함으로써, 자체의 제어모듈(120)이 복수의 무선 채널을 통해 수신된 데이터 중에서 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리한다. 이때, 센서 노드(100c)의 제어모듈(120)은 복수의 무선 채널을 통해 수신한 데이터의 신호 강도가 설정치 이상인지의 여부를 확인하여, 복수의 무선 채널을 통해 수신한 데이터 중에서 신호 강도가 설정치 이하인 데이터가 있으면 신호 강도가 설정치 이상인 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리하고, 복수의 무선 채널을 통해 수신한 데이터의 신호 강도가 모두 설정치 이상이면 복수의 무선 채널의 상태가 모두 양호한 것으로 확인하고 복수의 무선 채널을 통해 수신한 동일한 데이터 중에서 임의의 하나를 유효한 데이터로 받아들여 처리한다.
그리고, 센서 노드(100c)의 제어모듈(120)은 센서 노드(100b)로부터 수신한 데이터를 인접한 다른 센서 노드 또는 베이스 노드에 전송하는데, 센서 노드(100b)로부터 수신한 데이터 중에서 유효한 것으로 받아들인 데이터를 다시 복수의 통신모듈(130)을 통해 전송함으로써 서로 다른 주파수의 복수의 채널을 통해 다른 센서 노드 또는 베이스 노드에 데이터 전송하며, 해당 복수의 무선 채널을 통해 데이터를 수신하는 다른 센서 노드 또는 베이스 노드는 상술한 바와 마찬가지로 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신한 데이터를 유효 데이터로 받아들여 처리한다.
아울러, 센서 노드(100c)는 자체의 감지모듈(110)을 통해 감지된 데이터를 무선 통신으로 인접한 다른 센서 노드 또는 베이스 노드에 전송할 수도 있다. 이때, 센서 노드(100c)는 자체의 감지모듈(110)로부터 획득된 동일한 데이터를 서로 다른 주파수로 무선 통신하는 복수의 통신모듈(130)에 의해 무선 전송함으로써 동일한 데이터를 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 다른 센서 노드 또는 베이스 노드에 전송한다.
도 4는 전자파 차폐 공간(300)에 본 발명의 센서 노드(100)를 설치하여 운용하는 경우의 무선 통신을 설명하기 위하여 예시한 것이다.
이와 같이 센서 노드(100)가 전자파 차폐 공간(300) 내부에 설치된 경우, 센서 노드(100)는 전자파 차폐 공간(300) 내부에 존재하는 다른 센서 노드와는 자체에 구비된 복수의 통신모듈(130) 중에서 임의의 통신모듈을 통해 무선 통신을 수행하고, 전자파 차폐 공간(300) 외부에 존재하는 다른 센서 노드와는 자체에 구비된 복수의 통신모듈(130) 중에서 임의의 다른 통신모듈(130)을 통해 무선 통신을 수행할 수 있으므로, 전자파 차폐 공간(300)의 내부 및 외부에 설치된 센서 노드 모두와 무선 통신을 수행할 수 있다.
이처럼, 전자파 차폐 공간(300) 내부에 센서 노드(100)를 설치하여 운용하는 경우 전자파 차폐 공간(300) 외부의 센서 노드와 무선 통신하는 통신모듈(130)의 안테나(140)를 플렉시블 무선 케이블(Flexible RF Cable)(150)을 통해 전자파 차폐 공간(300)의 외부에 노출되도록 설치하면 된다.
도 4에는 도시의 편의를 위하여 통신모듈(130)과 안테나(140)를 2개만 도시하였으나, 상술한 바와 마찬가지로 전자파 차폐 공간(300) 내부 및 외부의 센서 노드와 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 통신하는 경우, 전자파 차폐 공간(300) 내부의 센서 노드와 통신하기 위한 복수의 통신모듈(130) 및 안테나(140)를 구비함과 함께, 전자파 차폐 공간(300) 외부의 센서 노드와 통신하기 위한 복수의 통신모듈(130) 및 안테나(140)를 구비해야 함은 상술한 설명으로부터 자명하게 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 센서 노드(100)는 사물인터넷에서 이용되는 센서 네트워크에 설치된 센서 노드 간에 무선 통신을 수행하는 경우에 송신측이 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 동일 데이터를 전송하고 수신측이 해당 복수의 무선 채널을 통해 수신된 데이터 중에서 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신한 데이터를 유효한 것으로 받아들여 처리케 하므로, 전송 데이터의 유실 없이 신뢰성 있게 무선 통신을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
<부호의 설명>
100: 센서 노드
110: 감지모듈
120: 제어모둘
130: 통신모듈
140: 안테나

Claims (7)

  1. 주변 환경정보를 감지하는 복수의 감지모듈;
    자체에 접속된 안테나를 통해 신호를 송수신하여서 각각 서로 다른 주파수의 무선 채널을 통해 통신 상대방과 무선 통신하는 복수의 통신모듈; 및
    상기 통신모듈의 통신을 제어하되, 상기 감지모듈에 의해 획득된 동일 데이터를 상기 복수의 통신모듈에 의해 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 통신 상대방에 무선 전송하고, 상기 복수의 통신모듈에 의해 서로 다른 주파수의 복수의 무선 채널을 통해 통신 상대방으로부터의 데이터를 수신하는 경우 상태 양호한 무선 채널을 통해 수신된 데이터를 유효하게 받아들여 처리하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신모듈의 각각은 제어모듈의 제어에 따라 서로 다르게 설정한 주파수의 무선 채널을 통해 무선 통신하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주파수의 설정 명령을 제어모듈에 수동 입력하는 주파수 설정 명령 입력모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어모듈은 주파수 설정 명령 입력모듈로부터 수동 입력된 명령에 의해 통신모듈의 무선 통신 주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어모듈은 통신모듈을 통해 수신되는 서버로부터의 주파수 설정 명령에 의거하여 통신모듈의 무선 통신 주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은 통신모듈을 통해 수신되는 데이터의 신호 강도에 의거하여 상기 무선 채널의 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제어모듈은 복수의 무선 채널 모두의 상태가 양호한 것으로 확인한 경우 복수의 무선 채널을 통해 수신한 동일한 데이터 중에서 임의의 하나를 유효한 데이터로 받아들여 처리하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 통신하는 센서 노드.
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