WO2021091100A1 - Method for automatically setting up iot control network and system therefor - Google Patents

Method for automatically setting up iot control network and system therefor Download PDF

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WO2021091100A1
WO2021091100A1 PCT/KR2020/013843 KR2020013843W WO2021091100A1 WO 2021091100 A1 WO2021091100 A1 WO 2021091100A1 KR 2020013843 W KR2020013843 W KR 2020013843W WO 2021091100 A1 WO2021091100 A1 WO 2021091100A1
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gateway
route
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조대형
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주식회사 씨엔와이더스
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Definitions

  • the present invention relates to a method and system for automatically configuring an IoT control network. Specifically, it relates to an IoT network for lighting control, and a method of automatically configuring an IoT control network by automatically recognizing a shaded area node that cannot be directly connected to a gateway, and selecting a router node to connect it, and the system About.
  • IoT Internet of Things
  • various objects have built-in sensors and communication functions to collect data from various sensors and remotely control objects.
  • a network that connects various objects by wire or wireless must be established.
  • various wireless communication methods such as cellular, LTE-M, NB-IoT, wireless LAN, Bluetooth, and LoRa are used. It can be implemented and can be constructed in various network topologies such as a ring topology, a bus topology, a star topology, a mesh topology, and a tree topology. I can.
  • a shaded area where communication cannot be directly connected to the gateway occurs, and communication with a node located in the shaded area is impossible. Can occur.
  • a method of changing a frequency or increasing a transmission power may be applied in order to arrange a plurality of gateways or connect to a node located in a shaded area.
  • a router node that relays between a general node and a gateway.
  • the router node performs a role of relaying signals between the shadow area node and the gateway for a general node (hereinafter referred to as a'shaded area node') that is located in a shadow area and cannot directly communicate with the gateway.
  • the router node has an advantage in that the introduction cost is cheaper than that of the gateway, and since it can be selected from general nodes, network operation is also simple.
  • the shaded area is identified by considering the installation area before installing the IoT control network, it may appear different from the planned shaded area because it is different from the radio wave environment of the actual installation area.
  • the method of identifying and designating a specific node as a router node has a problem that requires a lot of effort and cost in setting up an IoT control network. Therefore, there is a need for a method of automatically grasping the propagation environment of the IoT control network, selecting a router node for solving the shadow area, and automatically setting the IoT control network.
  • Patent Document 1 Korean Registered Patent Publication No. 10-813132 (2008. 03. 06.)
  • Patent Document 2 Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2013-0142612 (2013. 12. 30.)
  • An object of the present invention is to automatically configure an IoT control network, and to provide a method and system for automatically configuring an IoT control network that quickly grasps the propagation environment of an IoT control network and connects all possible nodes. .
  • a more specific object of the present invention is to quickly search for a shadow area node located in a shadow area where it is impossible to establish a direct communication connection with a gateway in an IoT control network, and automatically detect a router node capable of relaying communication between the shadow area node and the gateway. Selected to provide a method and system for quickly configuring an IoT control network.
  • the present invention automatically determines a router node and pre-designates a spare router node that can replace it in the event of a failure in the corresponding router node, so that in the event of a failure in the corresponding router node, rapid recovery is possible. Another purpose is to do it.
  • the present invention provides a method for automatically setting an IoT control network, comprising: a beacon broadcasting step 100 of broadcasting a beacon signal from a gateway to surroundings; A gateway registration request step 210 of transmitting a primary registration request message requesting a communication connection with the gateway at the node receiving the beacon signal; A shadow area registration request step 220 of transmitting a second registration request message to the node that has transmitted the first registration request message when the shadow area node that has not received the beacon signal receives the first registration request message; A path determination step (300) of determining a path for connection of a shadow area node in a gateway or a separate server based on the path information collected from the registration request messages; And a route setting step 400 of setting a route determined in the route determining step by transmitting a route setting message from the gateway or a separate server.
  • the shadow area registration request step 220 when a shadow area node that has not received the beacon signal and the 1st to kth registration request message receives the kth registration request message , The (k+1)th registration request message can be transmitted to the node that transmitted the kth registration request message.
  • the node when the node receives a second or more registration request message destined for itself, it may retransmit it to the gateway.
  • the gateway when the gateway receives the first registration request message, it may establish a communication connection with the node that sent the first registration request message.
  • the k-th registration request message includes a message type, a source node, a destination, a beacon signal, or a (k-1)th registration request message. It may include a received signal strength or a received signal time of a beacon signal or a (k-1) th registration request message.
  • a path for connecting the shadow area nodes is determined. I can.
  • a path for communication connection of a shadow area node may be determined so that as few router nodes are included as possible.
  • a spare router node capable of replacing the router node when a failure occurs in the corresponding router node may be determined.
  • a spare router capable of restoring a communication connection by replacing the router node. Nodes can be notified by including them in a route setting message.
  • the route setting step 400 transmits a route setting message including route information to the router node determined in the route determining step 300, and the router node transmits route information. Using this, it is possible to set its own route table, and transmit a route setting message to a general node recorded in the route table as being connected to the router node.
  • the device comprises: a communication unit 10 capable of transmitting and receiving messages with other nodes or gateways; A sensor unit 20 for detecting a physical quantity or a change thereof around the device; And an information processing unit 30 that processes the message received by the communication unit 10 and the measured value measured by the sensor unit 20, wherein the device receives a beacon signal from the gateway through the communication unit 10.
  • the primary registration request message is transmitted to the gateway, and when the primary registration request message is received through the communication unit in a state in which the beacon signal is not received, the secondary registration is performed with the originating node of the primary registration request message.
  • a node of an IoT control network capable of automatic setting characterized in that when a request message is transmitted and a route setting message is received through the communication unit 10, a route is set using route information included in the route setting message. It relates to the device.
  • the (k+1)th registration request message may be transmitted to the originating node of the kth registration request message.
  • the node device when the node device receives a second or more registration request message destined for the node device through the communication unit 10, it may retransmit it to the gateway.
  • the router node device when the node device notifies a spare router node together with a router node to which the node device is connected to a route setting message received through the communication unit 10, the router node When a failure is detected, the communication connection may be restored using the spare router node.
  • the node device when the route setting message received through the communication unit 10 notifies the node apparatus to a router node, uses route information included in the route setting message. Thus, it sets its own route table, and transmits a route setting message to a lower node recorded in the route table as being connected to the node device.
  • the method and system for automatically setting an IoT control network it is possible to quickly grasp the propagation environment of the IoT control network and automatically configure the IoT control network.
  • the IoT control network quickly searches for a shadow area node located in a shadow area where it is impossible to establish a direct communication connection with the gateway, and between the shadow area node and the gateway. It has the effect of automatically selecting a router node that can relay communication of the network and quickly configuring the IoT control network.
  • a spare router node capable of replacing it in case a failure occurs in the corresponding router node is designated in advance, and the corresponding router In the event of a failure in a node, there is an effect of enabling rapid recovery.
  • FIG 1 shows an example of an IoT control network according to the present invention.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a method for automatically setting an IoT control network according to the present invention.
  • FIG. 3 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, illustrating a beacon broadcasting step 100 in which a gateway broadcasts a beacon and a general node receives it.
  • FIG. 4 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, and illustrates a gateway registration request step 210 in which normal nodes receiving a beacon signal from a gateway transmit a registration request message.
  • shaded area nodes receive a registration request message from another node, and show that they are located in the shaded area. This is an illustration of the process of cognition.
  • FIG. 6 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, in which a shadow area node receiving a registration request message from another node in the shadow area registration request step 220 transmits a registration request message to the other node. This is an example of the process of doing it.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment of a registration request message for configuring an IoT control network according to the present invention.
  • FIG. 8 illustrates an embodiment of path information collected according to a method for configuring an IoT control network according to the present invention.
  • FIG 9 illustrates an embodiment of an IoT control network configured according to an automatic setting method of an IoT control network according to the present invention.
  • FIG. 10 shows an embodiment of a node device constituting an IoT control network according to the present invention.
  • the present invention quickly searches for a shaded area node located in a shaded area where it is impossible to establish a direct communication connection with a gateway in an IoT control network, and automatically selects a router node capable of relaying communication between the shaded area node and the gateway, It relates to a method and system for automatically and quickly configuring an IoT control network.
  • FIG 1 shows an example of an IoT control network according to the present invention.
  • the IoT control network according to the present invention illustrated in FIG. 1 is composed of one gateway (node 1), two router nodes (nodes 3 and 5), and general nodes (nodes 2, 4, 6, 7, 8). .
  • FIG. 2 shows an embodiment of a method for automatically setting an IoT control network according to the present invention.
  • the automatic setting method of the IoT control network is largely 1) beacon broadcasting step 100, 2) registration request step 200, 3) path determination step 300 and 4) path setting Consists of step 400.
  • the gateway transmits a beacon signal to the surroundings in order to connect communication with general nodes.
  • the general nodes transmit a registration request message requesting a communication connection with the gateway, and the gateway registration request step 210 in which the general nodes receiving the beacon signal transmit a registration request message.
  • a shadow area registration request step 220 in which shadow area nodes that have received the registration request message transmitted by other nodes (without receiving a beacon signal) transmit a registration request message.
  • the gateway includes a path determination step 300 of determining a path for connection of the shadow area nodes based on the path information collected from the received registration request messages. Further, in the path determination step 300, if necessary for connection of the shadow area node, some of the general nodes may be determined as router nodes. Finally, in the route setting step 400, the gateway may configure the IoT control network so that the shadow area nodes are connected to the path determined in the route determination step 300 by using the route setting message.
  • FIG. 3 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, illustrating a beacon broadcasting step 100 in which a gateway broadcasts a beacon and a general node receives it.
  • the gateway broadcasts a beacon signal to the surroundings, and normal nodes are in a state of waiting to receive the signal.
  • the area to which the signal reaches is determined according to the propagation environment (the area in the circle indicated by the blue dotted line in FIG. 3), and normal nodes inside the propagation area receive the gateway's beacon signal.
  • General nodes that have received the beacon signal are nodes capable of direct communication connection with the gateway, and can access the IoT control network through the gateway, and nodes that have not received the beacon signal are shaded areas (circles indicated by black dotted lines in FIG. 3). It is a node located in the internal area) and cannot establish a direct communication connection with the gateway.
  • normal nodes 2, 3, and 4 are nodes that have received a beacon signal and are directly connected to the gateway 1, and normal nodes 5, 6, 7, 8 are located in a shaded area, and thus the gateway 1 ) And cannot communicate directly with them.
  • FIG. 4 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, illustrating a gateway registration request step 210 in which general nodes that have received a beacon signal from a gateway transmit a primary registration request message. will be.
  • general nodes that have received the beacon signal transmit a primary registration request message from the gateway to the destination in order to establish a communication connection with the gateway.
  • the primary registration request message transmitted by the general node that has received the beacon signal includes 1) the source node ID (ID) of the general node requesting registration and 2) the received signal strength of the beacon signal received from the node. Write and send.
  • the primary registration request message may also include a received signal time of a beacon signal.
  • the gateway Upon receiving the first registration request message, the gateway stores 1) the registration request node ID and 2) received signal strength information as path information, and establishes a communication connection with the corresponding general node.
  • general nodes 2, 3, and 4 that have received a beacon signal from the gateway transmit a primary registration request message to the gateway, and the gateway stores the general nodes 2, 3, and 4 as nodes to which communication is directly connected. do.
  • shaded area nodes receive a primary registration request message from another node, and are located in the shaded area. It illustrates the process of recognizing that.
  • the primary registration request message is transmitted over the air, other general nodes to which the radio signal arrives can receive this message in addition to the destination gateway.
  • a general node 4 transmits a primary registration request message through a gateway as a destination
  • neighboring general nodes 2, 3, 5, and 6 may also receive this message.
  • General nodes 2 and 3 that have already received the beacon signal from the gateway ignore the primary registration request message.
  • normal nodes 5 and 6 that have not received the beacon signal receive the first registration request message, 1) the fact that the beacon signal is transmitted from the gateway, 2) node 4 that has transmitted the first registration request message It is confirmed that the signal has been received, and 3) that the corresponding nodes 5 and 6 have not received the beacon signal. That is, in a situation in which the node has not received the beacon signal, the nodes that have received the primary registration request signal of another node (corresponding to the reception of the beacon signal) recognize that they are located in the shadow area.
  • the shadow area node recognizes that it is located in a shadow area where direct communication connection with the gateway is not possible, and another It is also recognized that communication connection is possible with a node (node 4 in the embodiment of FIG. 5), and that a gateway can be connected through the node.
  • FIG. 6 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, in which a shadow area node receiving a primary registration request message from another node in the shadow area registration request step 220 is secondly registered with the other node. This is an illustration of the process of sending a request message.
  • node 6 when node 6, which is a shadow area node, receives a primary registration request message destined for a gateway from another node, node 3 (or node 4), a secondary registration request message is transmitted in response thereto. It shows the process.
  • node 6 Upon receiving the primary registration request message sent by node 3 (or node 4) to the gateway, node 6 transmits a secondary registration request message to node 3 (or node 4).
  • the secondary registration request message transmitted by the node 6 may include 1) its own node ID, 2) the destination node ID, and 3) the signal strength of the primary registration request message received by the node 6.
  • Node 3 (or node 4) receiving the second registration request message of Nodo 6 transmits the second registration request message to the gateway.
  • the secondary registration request message transmitted by node 6 reaches node 3 (or node 4) and can also be received by nodes 7, 8, which are neighboring nodes.
  • Nodes 7 and 8 are gateways. Not only did not receive the beacon signal from node 3 (or node 4), but also did not receive the primary registration request message sent from node 3 (or node 4), but the secondary registration request from node 6 to node 3 (or node 4) as the destination You will receive a message.
  • nodes 7 and 8 recognize that they are located in a shaded area and cannot communicate directly with node 3 (or node 4), but can connect communication with the gateway through node 6. Accordingly, nodes 7 and 8 transmit a third registration request message destined for node 6 in order to be connected to the IoT network.
  • node 6 Upon receiving the third registration request message, node 6 transmits it to the gateway through node 3 (or node 4).
  • the general node receiving the beacon signal in the gateway registration request step 210 transmits the first registration request message, and the shaded area node receiving the first registration request message in the shadow area registration request step 220 again By sending the 2nd registration request message and sending the 3rd registration request message again by the shaded area node receiving the 2nd registration request message, by sequentially sending the kth registration request message, all in the IoT control network
  • the node sends a registration request message to the gateway.
  • the sequential transmission of the registration request message in the kth registration request message or the like continues until all shadow area nodes send the registration request message, so that the gateway can recognize all the shadow area nodes.
  • the registration request message includes the source node ID, the destination node ID, and the strength of the received signal, the gateway receiving the received signal recognizes path information for the shadow area node.
  • a general node receiving a beacon signal from a gateway receives a registration request message from another node, but a new registration request message 2) If the destination of the received registration request message is the same as the originating node of the already received registration request message, a new registration request message is not transmitted.
  • Node 4 transmits a primary registration request message in response to a beacon signal from a gateway, and nodes 2 and 3 that have already received a beacon signal receive a new secondary registration request message ( Node 4 as the destination) is not transmitted, and 2) If node 5, which has received the primary registration request message from node 4, sends the secondary registration request message to node 4 as the destination, node 6 that has already received it Since the primary registration request message is received from node 4, a new secondary registration request message (with node 5 as a destination) is not transmitted. In this way, it is possible to reduce the number of registration request messages required to configure the IoT control network.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment of a registration request message for configuring an IoT control network according to the present invention.
  • the registration request message includes 1) message type, 2) order, 3) source node, 4) destination, 5) received signal strength. strength), 6) received signal time.
  • the message type indicates the registration request message
  • the order k indicates the kth registration request message
  • the source node indicates the ID of the node sending the registration request message
  • the destination is This indicates the destination of the registration request message, and is an ID indicating a gateway or other node.
  • the received signal strength and the received signal time represent the strength of a signal (beacon signal or other registration request message) received from the destination by the originating node and the number of times received.
  • nodes receiving the beacon signal in the gateway registration request step 210 transmit the first registration request message to the gateway to the destination, and the k-th registration request message of other nodes is received in the shadow area registration request step 220
  • all nodes capable of communication connection transmit the registration request message.
  • all registration request messages are transmitted to the gateway. Since the registration request message includes path information (relay node and signal strength) between the originating node and the destination, the gateway collects the registration request message to provide the entire IoT control network. You get route information. Based on the route information obtained through this process, the gateway determines a route for connecting the shadow area nodes in the route determination step 300, and transmits a route setting message in the route setting step 400 to set the route. .
  • FIG. 8 illustrates an embodiment of path information collected according to a method for configuring an IoT control network according to the present invention.
  • nodes 2, 3, and 4 are directly connected to the gateway by a primary registration request message sent to the gateway by receiving the beacon signal of the gateway directly, and nodes 5, 6, 7, 8 are As a shaded area node, routing information including radio links (black lines) and signal strengths (numbers) that can connect the nodes can be collected from the gateway through registration request messages sent by each node. have.
  • the path determination step 300 is performed in a gateway or a separate server.
  • a separate server may exist outside the IoT network or may be located at any one node inside the IoT network.
  • the gateway collects registration request messages transmitted from the shadow area node, and understands the route information of the IoT control network.
  • the gateway may transmit the collected path information to the gateway.
  • the gateway or server determines a route based on the route information collected in the registration request step 200, in which case, the route may be determined by applying various methods (algorithms) and/or criteria.
  • a route can be determined by applying a routing algorithm that minimizes the cost function by using the reciprocal of the signal strength between nodes as the weight of the radio link. have.
  • a routing algorithm may be applied by multiplying the reciprocal of the signal strength by a predetermined value to more appropriately consider the signal strength.
  • a routing algorithm may be applied when the signal strength is less than a certain value, it is determined to have a large weight.
  • a routing algorithm that aims to optimize a maximum depth from a gateway in a network structure connecting nodes may be applied so that as few router nodes are included as possible.
  • the shortest path algorithm is used as a routing algorithm so that the reflection ratio of signal strength is lowered and the length of the path (the number of nodes passing through) is shortened. Can be applied as.
  • the server or gateway may determine in advance a'spare router node' that can replace the router node when a failure occurs in the corresponding router node.
  • the spare router node may select a node in a position where communication connections can be established by substituting the corresponding router node when communication with lower nodes is impossible due to a failure in the corresponding router node.
  • the routing algorithm for path determination used in the path determination step 300 is not limited to the above-described embodiment, and various criteria and/or various routing algorithms may be applied in consideration of the purpose of building the IoT control network and the network establishment situation. I can.
  • the route setting message provides route information including lower nodes connected to the router node to the router node, so that the router node can set its own routing table.
  • the router node may forward the message delivered from the gateway to the lower node according to the set route table.
  • the route setting message may inform a higher node to a router node or a general node. When connected directly to the gateway, the gateway becomes an upper node, and when passing through the router node, the router Nodes can become parent nodes.
  • a router node or a general node is connected to the IoT control network by setting a route to a gateway or router node, which is an upper node designated in the route setting message.
  • the gateway sends a route setting message to the router node, and the router node completes its own routing table using route information included in the route setting message, and
  • the IoT network can be completed by transmitting a route setting message that allows lower nodes to establish communication connections with themselves. According to this embodiment, since the gateway only needs to transmit the route setting message to the router node, there is an advantage of saving communication cost and setting time.
  • a spare router node when a spare router node is determined for each router node in the path determination step 300, information on the spare router node for the currently connected router node for lower nodes of each router node Can be notified. Information on the spare router node may be notified using a route setting message or a separate message.
  • Nodes 2, 3, and 4 are directly connected to the gateway 1, and nodes 3 and 5 are determined as router nodes to connect the shaded area nodes 5, 6, 7, 8, and nodes 7, 8 are routers. It is connected to node 5, and router nodes 5 and 6 are connected to router node 3, and are connected to the gateway 1 for communication.
  • the gateway 1 may set a route as shown in FIG. 9 by transmitting a route setting message to all nodes, respectively.
  • the gateway 1 receives a beacon signal and establishes a communication connection through a separate process for nodes 2, 3, and 4 capable of direct communication connection. And, by transmitting a route setting message to the router nodes 3 and 5 and the general nodes 6, 7, 8, it is possible to set the route for the shadow area nodes as shown in FIG.
  • the gateway 1 establishes a route by transmitting a route setting message to router nodes 3 and 5, and the router nodes 3 and 5 transmit a separate route setting message to lower nodes to sequentially route the route. Can be set to.
  • router node 3 transmits a route setting message to lower node 6 and router node 5
  • router node 5 transmits a route setting message to general nodes 7 and 8.
  • the gateway 1 establishes a route by transmitting a route setting message to router node 3, and the router node 3 sets a separate route to router node 5 (in addition to sending a route setting message to node 6).
  • the route is set by sending a setting message, and router node 5 can finally send a route setting message to general nodes 7 and 8 to set the route.
  • the gateway 1 selects node 4 as a spare router node for the router node 3 in the path determination step 300, and the path setting step 400 ), it is possible to notify the nodes 5 and 6, which are lower nodes of the router node 3, of the spare router node 4 as well as the router node 3 by using the route setting message.
  • the communication connection can be immediately restored through node 4, which is a spare router node.
  • nodes 7 and 8 as router node 5 by using a route setting message and simultaneously configure node 6 as a spare router node. In this case, when nodes 7 and 8 detect a failure in the communication connection with the router node 5, the communication connection can be immediately restored through node 6, which is a spare router node.
  • the node of the IoT control network includes a communication unit 10, a sensor unit 20, an information processing unit 30, an interface unit 40, and a power supply unit 50.
  • the communication unit 10 provides a communication function capable of accessing an IoT control network.
  • the communication unit 10 may send and receive signals using a wired or wireless communication method.
  • the communication unit 10 may use various wireless communication methods such as cellular, LTE-M, NB-IoT, wireless LAN, Bluetooth, and LoRa.
  • the sensor unit 20 senses information on the LED lighting or external environment and transmits the information to the information processing unit 30. For example, it is possible to sense the illuminance value, location information, or temperature of the LED lighting and transmit it to the information processing unit 30.
  • the information processing unit 30 analyzes and stores sensor information input from the sensor unit 20, processes control commands transmitted from the communication unit 10 or the interface unit 40, analyzes information collected or generated by a node, or Save it and decide to send it to the gateway or a separate server.
  • the information processing unit 30 may be configured to operate a corresponding node as a router node or a general node according to a control command of the communication unit 10 or the interface unit 40.
  • an administrator may input setting information for a node. For example, it is possible to input a setting of a router node or a general node, a frequency and a signal strength used by the communication unit, and the like.
  • the power supply unit 50 supplies power to the information processing unit 10, the sensor unit 20, the communication unit 30, and the interface unit 40. Depending on the environment in which the node is installed, power may be supplied from the outside or may be operated using an internal battery.

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Abstract

The present invention relates to a method for automatically setting up an IoT control network and a system therefor, characterized in that a gateway broadcasts a beacon signal to the surroundings; a node that has received the beacon signal transmits a primary registration request message requesting a communication connection with the gateway; when a coverage hole node that has not received the beacon signal receives the primary registration request message, the coverage hole node transmits a secondary registration request message to the node that transmitted the primary registration request message; the gateway or a separate server determines a route for connection of the coverage hole node on the basis of route information collected from the registration request messages; and the gateway or the separate server transmits a route setting message to set the path determined in the route determination step. The present invention has the effect that it is possible to quickly search for a coverage hole node located in a coverage hole where it is impossible to establish a direct communication connection with a gateway in an IoT control network, such that the IoT control network can be configured quickly and automatically.

Description

IOT 제어 네트워크의 자동 설정 방법 및 그 시스템IOT control network automatic setting method and its system
본 발명은 IoT 제어 네트워크를 자동으로 구성하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는 조명 제어를 위한 IoT 네트워크에 관한 것으로, 게이트웨이와 직접 연결되지 못하는 음영지역 노드를 자동으로 인식하고, 이를 연결하기 위한 라우터 노드를 선택하여 IoT 제어 네트워크를 자동으로 구성하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for automatically configuring an IoT control network. Specifically, it relates to an IoT network for lighting control, and a method of automatically configuring an IoT control network by automatically recognizing a shaded area node that cannot be directly connected to a gateway, and selecting a router node to connect it, and the system About.
사물인터넷(Internet of Things, IoT) 환경에서는 다양한 사물들이 센서와 통신 기능을 내장하여, 각종 센서로부터 데이터를 수집하고, 사물들을 원격 제어할 수 있다. IoT 환경을 구축하기 위해서는 다양한 사물들을 유무선으로 연결하는 네트워크가 구축되어야 하는데, 무선 네트워크의 경우에는 셀룰러, LTE-M, NB-IoT, 무선랜, 블루투스, 롤라(LoRa) 등의 다양한 무선통신 방식으로 구현될 수 있고, 링형(ring topology), 버스형(bus topology), 스타형(star topology), 메쉬형(mesh topology), 및 트리형(tree topology) 등 다양한 네트워크 형상(network topology)으로 구축할 수 있다.In the Internet of Things (IoT) environment, various objects have built-in sensors and communication functions to collect data from various sensors and remotely control objects. In order to establish an IoT environment, a network that connects various objects by wire or wireless must be established.In the case of a wireless network, various wireless communication methods such as cellular, LTE-M, NB-IoT, wireless LAN, Bluetooth, and LoRa are used. It can be implemented and can be constructed in various network topologies such as a ring topology, a bus topology, a star topology, a mesh topology, and a tree topology. I can.
무선 통신을 이용하는 IoT 제어 네트워크에서는 통신 연결을 위해서 사용되는 주파수의 특성이나, 무선 송신 전력에 따라서 게이트웨이와 직접적으로 통신 연결이 불가능한 음영지역이 발생하고, 음영지역에 위치한 노드와는 통신이 불가능한 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 게이트웨이를 다수 배치하거나, 음영 지역에 위치한 노드와의 연결을 위하여, 주파수를 변경하거나 송신 출력을 높이는 방법 등이 적용될 수 있다.In the IoT control network using wireless communication, depending on the characteristics of the frequency used for the communication connection or the wireless transmission power, there is a problem in that a shaded area where communication cannot be directly connected to the gateway occurs, and communication with a node located in the shaded area is impossible. Can occur. In order to solve this problem, a method of changing a frequency or increasing a transmission power may be applied in order to arrange a plurality of gateways or connect to a node located in a shaded area.
그러나, 게이트웨이 숫자를 늘리는 것은 네트워크 구축 비용이 증가하는 문제점이 있고, 음영 지역이 발생할 때마다 이를 극복하기 위하여 주파수나 송신 출력을 조정하는 것은 네트워크 운용을 복잡하게 하고, 이로 인해 네트워크의 운용 비용이 증가하는 문제가 있다.However, increasing the number of gateways has a problem that the network construction cost increases, and adjusting the frequency or transmission power to overcome this whenever a shadow area occurs complicates the network operation, thereby increasing the operating cost of the network. There is a problem.
음영지역 문제를 해결하기 위한 방안으로 일반 노드와 게이트웨이 사이를 중계하는 라우터 노드를 도입하는 것이 고려될 수 있다. 라우터 노드는, 음영지역에 위치하여 게이트웨이와 직접적인 통신 연결이 불가능한 일반 노드(이하 '음영지역 노드'라 한다)를 위하여, 음영지역 노드와 게이트웨이 사이에 신호를 중계하는 역할을 수행한다. 라우터 노드는 게이트웨이와 비교하여 도입 비용이 저렴하고, 일반 노드들 중에서 선택될 수 있으므로 네트워크 운영도 간편해지는 장점이 있다.As a solution to the shadow area problem, it may be considered to introduce a router node that relays between a general node and a gateway. The router node performs a role of relaying signals between the shadow area node and the gateway for a general node (hereinafter referred to as a'shaded area node') that is located in a shadow area and cannot directly communicate with the gateway. The router node has an advantage in that the introduction cost is cheaper than that of the gateway, and since it can be selected from general nodes, network operation is also simple.
그러나, IoT 제어 네트워크의 설치 전에 설치 지역을 고려하여 음영지역을 파악하여도, 실제 설치 지역의 전파 환경과 달라서 계획한 음영지역과 다르게 나타나는 경우도 있으며, 현장에서 각각의 일반 노드가 음영지역 내에 있는지 파악하여, 특정 노드를 라우터 노드로 지정하는 방법은 IoT 제어 네트워크의 설정에 많은 노력과 비용이 요구되는 문제점이 있다. 따라서, IoT 제어 네트워크의 전파 환경을 자동으로 파악하여, 음영지역을 해소하기 위한 라우터 노드를 선택하고 IoT 제어 네트워크를 자동으로 설정하기 위한 방안이 요구된다.However, even if the shaded area is identified by considering the installation area before installing the IoT control network, it may appear different from the planned shaded area because it is different from the radio wave environment of the actual installation area. The method of identifying and designating a specific node as a router node has a problem that requires a lot of effort and cost in setting up an IoT control network. Therefore, there is a need for a method of automatically grasping the propagation environment of the IoT control network, selecting a router node for solving the shadow area, and automatically setting the IoT control network.
또한, IoT 제어 네트워크의 라우터 노드에서 장애가 발생하거나, 라우터 노드와 게이트웨이 사이의 통신 연결에 장애가 발생하는 경우에는 라우터 노드뿐만 아니라, 라우터 노드를 통하여 게이트웨이와 연결되는 일반 노드들도 동시에 장애가 발생하게 되는 문제가 있다. 즉, 라우터 노드의 장애가 일반 노드의 통신 연결에도 문제가 되어, 그 장애로 인한 영향이 확대되는 문제가 있으므로, 라우터 노드의 장애를 신속하게 해결하기 위한 방안이 요구된다.In addition, when a failure occurs in the router node of the IoT control network or the communication connection between the router node and the gateway fails, not only the router node but also the general nodes connected to the gateway through the router node also fail at the same time. There is. That is, since the failure of the router node becomes a problem in the communication connection of the general node, and the effect of the failure is expanded, there is a need for a method for quickly solving the failure of the router node.
[참고 문헌][references]
특허문헌1: 한국 등록특허공보 제10-813132 (2008. 03. 06.)Patent Document 1: Korean Registered Patent Publication No. 10-813132 (2008. 03. 06.)
특허문헌2: 한국 공개특허공보 제10-2013-0142612호 (2013. 12. 30.)Patent Document 2: Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2013-0142612 (2013. 12. 30.)
본 발명의 목적은 IoT 제어 네트워크를 자동으로 구성하기 위한 것으로, IoT 제어 네트워크의 전파 환경을 신속하게 파악하고, 가능한 모든 노드를 연결하는 IoT 제어 네트워크를 자동으로 구성하는 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to automatically configure an IoT control network, and to provide a method and system for automatically configuring an IoT control network that quickly grasps the propagation environment of an IoT control network and connects all possible nodes. .
본 발명의 보다 구체적인 목적은 IoT 제어 네트워크에서 게이트웨이와 직접 통신 연결을 설정하는 것이 불가능한 음영지역에 위치한 음영지역 노드를 신속히 탐색하고, 음영지역 노드와 게이트웨이 사이의 통신을 중계할 수 있는 라우터 노드를 자동으로 선택하여, IoT 제어 네트워크를 신속하게 구성하는 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.A more specific object of the present invention is to quickly search for a shadow area node located in a shadow area where it is impossible to establish a direct communication connection with a gateway in an IoT control network, and automatically detect a router node capable of relaying communication between the shadow area node and the gateway. Selected to provide a method and system for quickly configuring an IoT control network.
또한, 본 발명은 자동으로 라우터 노드를 결정하면서, 해당 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에 이를 대체할 수 있는 예비 라우터 노드를 사전에 지정하여, 해당 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에, 신속하게 복구가 가능하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention automatically determines a router node and pre-designates a spare router node that can replace it in the event of a failure in the corresponding router node, so that in the event of a failure in the corresponding router node, rapid recovery is possible. Another purpose is to do it.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법에 있어서, 게이트웨이에서 주변으로 비컨 신호(beacon signal)을 방송하는 비컨 방송 단계(100); 상기 비컨 신호를 수신한 노드에서 게이트웨이와 통신 연결을 요청하는 1차 등록 요청 메시지를 송신하는 게이트웨이 등록 요청 단계(210); 상기 비컨 신호를 수신하지 못한 음영지역 노드가 상기 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 1차 등록 요청 메시지를 발신한 상기 노드로 2차 등록 요청 메시지를 송신하는 음영지역 등록 요청 단계(220); 상기 등록 요청 메시지들로부터 수집한 경로 정보를 기초로 게이트웨이 또는 별도의 서버에서 음영지역 노드의 연결을 위한 경로를 결정하는 경로 결정 단계(300); 및 상기 게이트웨이 또는 별도의 서버에서 경로 설정 메시지를 송신하여 상기 경로 결정 단계에서 결정한 경로를 설정하는 경로 설정 단계(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for automatically setting an IoT control network, comprising: a beacon broadcasting step 100 of broadcasting a beacon signal from a gateway to surroundings; A gateway registration request step 210 of transmitting a primary registration request message requesting a communication connection with the gateway at the node receiving the beacon signal; A shadow area registration request step 220 of transmitting a second registration request message to the node that has transmitted the first registration request message when the shadow area node that has not received the beacon signal receives the first registration request message; A path determination step (300) of determining a path for connection of a shadow area node in a gateway or a separate server based on the path information collected from the registration request messages; And a route setting step 400 of setting a route determined in the route determining step by transmitting a route setting message from the gateway or a separate server.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 상기 비컨 신호 및 1차 내지 k차 등록 요청 메시지를 수신하지 못한 음영지역 노드가 상기 k차 등록 요청 메시지를 수신하면, k차 등록 요청 메시지를 송신한 노드로 (k+1)차 등록 요청 메시지를 송신할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the shadow area registration request step 220, when a shadow area node that has not received the beacon signal and the 1st to kth registration request message receives the kth registration request message , The (k+1)th registration request message can be transmitted to the node that transmitted the kth registration request message.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노드가 자신을 목적지로 하는 2차 이상의 등록 요청 메시지를 수신하면, 이를 게이트웨이로 재전송할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the node receives a second or more registration request message destined for itself, it may retransmit it to the gateway.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 게이트웨이가 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 1차 등록 요청 메시지를 발신한 노드와 통신 연결을 설정할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the gateway receives the first registration request message, it may establish a communication connection with the node that sent the first registration request message.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 k차 등록 요청 메시지는 메시지 종류(message type), 발신 노드(source node), 목적지(destination), 비컨 신호 또는 (k-1)차 등록 요청 메시지의 수신 강도(received signal strength) 또는 비컨 신호 또는 (k-1)차 등록 요청 메시지의 수신 시간(received signal time)을 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the k-th registration request message includes a message type, a source node, a destination, a beacon signal, or a (k-1)th registration request message. It may include a received signal strength or a received signal time of a beacon signal or a (k-1) th registration request message.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경로 결정 단계(300)에서 상기 등록 요청 메시지들로부터 수집된 각 노드 사이의 통신 연결의 신호 강도를 이용하여, 음영지역 노드들을 연결하기 위한 경로를 결정할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, using the signal strength of the communication connection between each node collected from the registration request messages in the path determination step 300, a path for connecting the shadow area nodes is determined. I can.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경로 결정 단계(300)에서 라우터 노드가 최대한 적게 포함되도록 음영지역 노드의 통신 연결을 위한 경로를 결정할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the path determination step 300, a path for communication connection of a shadow area node may be determined so that as few router nodes are included as possible.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경로 결정 단계(300)에서 결정된 각각의 라우터 노드에 대하여, 해당 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에 이를 대체할 수 있는 예비 라우터 노드를 결정할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, for each router node determined in the path determination step 300, a spare router node capable of replacing the router node when a failure occurs in the corresponding router node may be determined.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경로 설정 단계(400)에서 라우터 노드에 연결된 일반 노드에 대하여 상기 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에 상기 라우터 노드를 대체하여 통신 연결을 복구할 수 있는 예비 라우터 노드를 경로 설정 메지시에 포함하여 통지할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the case of a failure in the router node with respect to a general node connected to a router node in the route setting step 400, a spare router capable of restoring a communication connection by replacing the router node. Nodes can be notified by including them in a route setting message.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경로 설정 단계(400)은 상기 경로 결정 단계(300)에서 결정된 라우터 노드로 경로 정보를 포함하는 경로 설정 메시지를 송신하고, 상기 라우터 노드는 경로 정보를 이용하여 자신의 경로 테이블을 설정하고, 상기 경로 테이블에 상기 라우터 노드와 연결된 것으로 기록된 일반 노드로 경로 설정 메시지를 전송할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the route setting step 400 transmits a route setting message including route information to the router node determined in the route determining step 300, and the router node transmits route information. Using this, it is possible to set its own route table, and transmit a route setting message to a general node recorded in the route table as being connected to the router node.
추가적으로, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치에 있어서, 상기 장치는 다른 노드 또는 게이트웨이와 메시지를 송수신할 수 있는 통신부(10); 상기 장치 주변의 물리적인 양이나 그 변화를 감지하는 센서부(20); 및 상기 통신부(10)에서 수신한 메시지 및 상기 센서부(20)에서 측정된 측정값을 처리하는 정보처리부(30);을 포함하고, 상기 장치는 상기 통신부(10)를 통하여 게이트웨이로부터 비컨 신호를 수신하면, 1차 등록 요청 메시지를 게이트웨이로 송신하고, 상기 비컨 신호를 수신하지 못한 상태에서, 상기 통신부를 통하여 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 1차 등록 요청 메시지의 발신 노드로 2차 등록 요청 메지시를 송신하며, 상기 통신부(10)을 통하여 경로 설정 메시지를 수신하면, 상기 경로 설정 메시지에 포함된 경로 정보를 이용하여 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치에 관한 것이다.In addition, the present invention for achieving the above object, in the node device of an IoT control network capable of automatic setting, the device comprises: a communication unit 10 capable of transmitting and receiving messages with other nodes or gateways; A sensor unit 20 for detecting a physical quantity or a change thereof around the device; And an information processing unit 30 that processes the message received by the communication unit 10 and the measured value measured by the sensor unit 20, wherein the device receives a beacon signal from the gateway through the communication unit 10. Upon receipt, the primary registration request message is transmitted to the gateway, and when the primary registration request message is received through the communication unit in a state in which the beacon signal is not received, the secondary registration is performed with the originating node of the primary registration request message. A node of an IoT control network capable of automatic setting, characterized in that when a request message is transmitted and a route setting message is received through the communication unit 10, a route is set using route information included in the route setting message. It relates to the device.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노드 장치는 상기 비컨 신호 및 1차 내지 k차 등록 요청 메시지를 수신하지 못한 상태에서, 상기 통신부(10)를 통하여 k차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 k차 등록 요청 메시지의 발신 노드로 (k+1)차 등록 요청 메시지를 송신할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the node device receives the k-th registration request message through the communication unit 10 in a state in which the beacon signal and the first to k-th registration request message are not received, The (k+1)th registration request message may be transmitted to the originating node of the kth registration request message.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노드 장치가 상기 통신부(10)을 통하여 상기 노드 장치를 목적지로 하는 2차 이상의 등록요청 메시지를 수신하면, 이를 게이트웨이로 재전송할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the node device receives a second or more registration request message destined for the node device through the communication unit 10, it may retransmit it to the gateway.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노드 장치는 상기 통신부(10)을 통하여 수신한 경로 설정 메시지에 상기 노드 장치가 연결된 라우터 노드와 더불어 예비 라우터 노드를 통지한 경우에, 상기 라우터 노드에서 장애를 감지한 경우에 상기 예비 라우터 노드를 이용하여 통신 연결을 복구할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the node device notifies a spare router node together with a router node to which the node device is connected to a route setting message received through the communication unit 10, the router node When a failure is detected, the communication connection may be restored using the spare router node.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노드 장치는 상기 통신부(10)를 통하여 수신한 경로 설정 메시지가 상기 노드 장치를 라우터 노드로 통지한 경우에는 상기 경로 설정 메시지에 포함된 경로 정보를 이용하여 자신의 경로 테이블을 설정하고, 상기 경로 테이블에 상기 노드 장치와 연결된 것으로 기록된 하위 노드로 경로 설정 메시지를 전송할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the route setting message received through the communication unit 10 notifies the node apparatus to a router node, the node device uses route information included in the route setting message. Thus, it sets its own route table, and transmits a route setting message to a lower node recorded in the route table as being connected to the node device.
본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크 자동 설정 방법 및 그 시스템에 따르면, IoT 제어 네트워크의 전파 환경을 신속하게 파악하고, IoT 제어 네트워크를 자동으로 구성할 수 있는 효과가 있다.According to the method and system for automatically setting an IoT control network according to the present invention, it is possible to quickly grasp the propagation environment of the IoT control network and automatically configure the IoT control network.
또한, 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크 자동 설정 방법 및 그 시스템에 따르면, IoT 제어 네트워크에서 게이트웨이와 직접 통신 연결을 설정하는 것이 불가능한 음영지역에 위치한 음영지역 노드를 신속히 탐색하고, 음영지역 노드와 게이트웨이 사이의 통신을 중계할 수 있는 라우터 노드를 자동으로 선택하여, IoT 제어 네트워크를 자동으로 신속하게 구성할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the method and system for automatically setting an IoT control network according to the present invention, the IoT control network quickly searches for a shadow area node located in a shadow area where it is impossible to establish a direct communication connection with the gateway, and between the shadow area node and the gateway. It has the effect of automatically selecting a router node that can relay communication of the network and quickly configuring the IoT control network.
그리고, 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크 자동 설정 방법 및 그 시스템에 따르면, 자동으로 라우터 노드를 결정하면서, 해당 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에 이를 대체할 수 있는 예비 라우터 노드를 사전에 지정하여, 해당 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에, 신속하게 복구가 가능하도록 하는 효과가 있다.And, according to the method and system for automatically setting up an IoT control network according to the present invention, while automatically determining a router node, a spare router node capable of replacing it in case a failure occurs in the corresponding router node is designated in advance, and the corresponding router In the event of a failure in a node, there is an effect of enabling rapid recovery.
도 1은 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크의 일 예를 도시한 것이다. 1 shows an example of an IoT control network according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법의 일 실시예를 도시한 것이다.2 shows an embodiment of a method for automatically setting an IoT control network according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 단계로서, 게이트웨이가 비컨(beacon)을 방송하고 일반 노드가 이를 수신하는 비컨 방송 단계(100)을 예시한 것이다.3 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, illustrating a beacon broadcasting step 100 in which a gateway broadcasts a beacon and a general node receives it.
도 4는 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 단계로서, 게이트웨이로부터 비컨(beacon)신호를 수신한 일반 노드들이 등록 요청 메시지를 송신하는 게이트웨이 등록 요청 단계(210)을 예시한 것이다.4 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, and illustrates a gateway registration request step 210 in which normal nodes receiving a beacon signal from a gateway transmit a registration request message.
도 5는 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 과정으로, 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 음영지역 노드들이 다른 노드의 등록 요청 메시지를 수신하여, 자신이 음영지역에 위치함을 인지하는 과정을 예시한 것이다.5 is a process for configuring an IoT control network according to the present invention. In the shaded area registration request step 220, shaded area nodes receive a registration request message from another node, and show that they are located in the shaded area. This is an illustration of the process of cognition.
도 6은 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 단계로서, 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 다른 노드의 등록 요청 메시지를 수신한 음영지역 노드가 상기 다른 노드로 등록 요청 메시지를 송신하는 과정을 예시한 것이다.6 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, in which a shadow area node receiving a registration request message from another node in the shadow area registration request step 220 transmits a registration request message to the other node. This is an example of the process of doing it.
도 7은 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 등록 요청 메시지의 일 실시예를 예시한 것이다.7 illustrates an embodiment of a registration request message for configuring an IoT control network according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 방법에 따라 수집된 경로 정보의 일 실시예를 예시한 것이다.8 illustrates an embodiment of path information collected according to a method for configuring an IoT control network according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법에 따라서 설정된 IoT 제어 네트워크의 일 실시예를 도시하고 있다. 9 illustrates an embodiment of an IoT control network configured according to an automatic setting method of an IoT control network according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크를 구성하는 노드 장치의 일 실시예를 도시한 것이다.10 shows an embodiment of a node device constituting an IoT control network according to the present invention.
본 발명은 IoT 제어 네트워크에서 게이트웨이와 직접 통신 연결을 설정하는 것이 불가능한 음영지역에 위치한 음영지역 노드를 신속히 탐색하고, 음영지역 노드와 게이트웨이 사이의 통신을 중계할 수 있는 라우터 노드를 자동으로 선택하여, IoT 제어 네트워크를 자동으로 신속하게 구성하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention quickly searches for a shaded area node located in a shaded area where it is impossible to establish a direct communication connection with a gateway in an IoT control network, and automatically selects a router node capable of relaying communication between the shaded area node and the gateway, It relates to a method and system for automatically and quickly configuring an IoT control network.
도 1은 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크의 일 예를 도시한 것이다. 1 shows an example of an IoT control network according to the present invention.
도 1에 예시된 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크는 하나의 게이트웨이(노드 1), 두개의 라우터 노드(노드 3, 5) 및 일반 노드들(노드 2, 4, 6, 7, 8)로 구성된다. The IoT control network according to the present invention illustrated in FIG. 1 is composed of one gateway (node 1), two router nodes (nodes 3 and 5), and general nodes ( nodes 2, 4, 6, 7, 8). .
도 1의 IoT 제어 네트워크에서 일반 노드 2, 3, 4는 게이트웨이(1)과 직접적으로 연결되고, 일반 노드 5, 6, 7, 8은 게이트웨이(1)와 직접 연결되지 못하여, 라우터 노드로 선택된 노드 3, 5를 통하여 게이트웨이(1)와 연결된다. In the IoT control network of FIG. 1, general nodes 2, 3, and 4 are directly connected to the gateway 1, and general nodes 5, 6, 7, and 8 are not directly connected to the gateway 1, so the nodes selected as router nodes It is connected to the gateway 1 through 3 and 5.
도 1의 IoT 제어 네트워크에서, 일반 노드들 중에서 노드 5, 6, 7, 8이 게이트웨이(1)와 직접적으로 연결될 수 없는 경우에, 노드 5에 새로운 게이트웨이를 추가하거나, 노드 5, 6, 7, 8에 대하여 각각 주파수나 송신 출력을 조절하여 게이트웨이(1)와 통신 연결을 설정하는 것보다는, 게이트웨이와 음영 지역에 있는 일반 노드들을 중계하는 라우터 노드를 이용함으로써, 네트워크 구축 및 운영 비용을 최소화할 수 있다. In the IoT control network of FIG. 1, when nodes 5, 6, 7, 8 among general nodes cannot be directly connected to the gateway 1, a new gateway is added to node 5, or nodes 5, 6, 7, Rather than establishing a communication connection with the gateway (1) by adjusting the frequency or transmission power for each of 8, network construction and operation costs can be minimized by using a router node that relays the gateway and general nodes in the shaded area. have.
도 2는 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법의 일 실시예를 도시한 것이다.2 shows an embodiment of a method for automatically setting an IoT control network according to the present invention.
도 2에 예시된 실시예에 따르면, IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법은 크게 1) 비컨 방송 단계(100), 2) 등록 요청 단계(200), 3) 경로 결정 단계(300) 및 4) 경로 설정 단계(400)로 구성된다. 먼저, 비컨 방송 단계(100)에서는 게이트웨이가 일반 노드들과 통신을 연결하기 위하여, 주변으로 비컨 신호(beacon signal)을 송신한다. 다음으로, 등록 요청 단계(200)에서는 일반 노드들이 게이트웨이와의 통신 연결을 요청하는 등록 요청 메시지를 송신하는데, 비컨 신호를 수신한 일반 노드들이 등록 요청 메시지를 송신하는 게이트웨이 등록 요청 단계(210)와 (비컨 신호는 수신하지 못하고) 다른 노드들이 송신한 등록 요청 메시지를 수신한 음영지역 노드들이 등록 요청 메시지를 송신하는 음영지역 등록 요청 단계(220)를 포함한다. 다음으로, 게이트웨이는 수신한 등록 요청 메시지들로부터 수집한 경로 정보를 기초로 음영지역 노드들의 연결을 위한 경로를 결정하는 경로 결정 단계(300)을 포함한다. 또한, 상기 경로 결정 단계(300)에서는 음영지역 노드의 연결을 위하여 필요한 경우, 일반 노드들 중 일부를 라우터 노드로 결정할 수 있다. 마지막으로, 경로 설정 단계(400)에서 게이트웨이는 경로 설정 메시지를 이용하여, 경로 결정 단계(300)에서 결정한 경로로 음영지역 노드가 연결되도록 IoT 제어 네트워크를 설정할 수 있다.According to the embodiment illustrated in FIG. 2, the automatic setting method of the IoT control network is largely 1) beacon broadcasting step 100, 2) registration request step 200, 3) path determination step 300 and 4) path setting Consists of step 400. First, in the beacon broadcasting step 100, the gateway transmits a beacon signal to the surroundings in order to connect communication with general nodes. Next, in the registration request step 200, the general nodes transmit a registration request message requesting a communication connection with the gateway, and the gateway registration request step 210 in which the general nodes receiving the beacon signal transmit a registration request message. And a shadow area registration request step 220 in which shadow area nodes that have received the registration request message transmitted by other nodes (without receiving a beacon signal) transmit a registration request message. Next, the gateway includes a path determination step 300 of determining a path for connection of the shadow area nodes based on the path information collected from the received registration request messages. Further, in the path determination step 300, if necessary for connection of the shadow area node, some of the general nodes may be determined as router nodes. Finally, in the route setting step 400, the gateway may configure the IoT control network so that the shadow area nodes are connected to the path determined in the route determination step 300 by using the route setting message.
도 3은 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 단계로서, 게이트웨이가 비컨(beacon)을 방송하고 일반 노드가 이를 수신하는 비컨 방송 단계(100)을 예시한 것이다.3 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, illustrating a beacon broadcasting step 100 in which a gateway broadcasts a beacon and a general node receives it.
도 3에서와 같이, IoT 제어 네트워크가 최초로 설치되면, 게이트웨이는 비컨 신호를 주변으로 방송하고, 일반 노드들은 신호를 수신하기 위하여 대기하는 상태에 있게 된다. 게이트웨이의 비컨 신호는 전파 환경에 따라서, 그 신호가 도달하는 영역이 정해지고(도 3에서 파란 점선으로 표시된 원 내의 영역), 그 전파 영역 내부의 일반 노드들은 게이트웨이의 비컨 신호를 수신하게 된다. 비컨 신호를 수신한 일반 노드들은 게이트웨이와 직접 통신 연결이 가능한 노드로서, IoT 제어 네트워크에 게이트웨이를 통하여 접속할 수 있게 되고, 비컨 신호를 수신하지 못한 노드들은 음영지역(도 3에서 검은색 점선으로 표시된 원 내의 영역)에 위치한 노드로서 게이트웨이와 직접 통신 연결을 설정하지 못한다.As shown in FIG. 3, when the IoT control network is first installed, the gateway broadcasts a beacon signal to the surroundings, and normal nodes are in a state of waiting to receive the signal. In the beacon signal of the gateway, the area to which the signal reaches is determined according to the propagation environment (the area in the circle indicated by the blue dotted line in FIG. 3), and normal nodes inside the propagation area receive the gateway's beacon signal. General nodes that have received the beacon signal are nodes capable of direct communication connection with the gateway, and can access the IoT control network through the gateway, and nodes that have not received the beacon signal are shaded areas (circles indicated by black dotted lines in FIG. 3). It is a node located in the internal area) and cannot establish a direct communication connection with the gateway.
도 3의 실시예에서 일반 노드 2, 3, 4는 비컨 신호를 수신한 노드로서 직접 게이트웨이(1)와 연결되는 노드들이고, 일반 노드 5, 6, 7, 8은 음영지역에 위치하여 게이트웨이(1)와 직접 통신할 수 없는 음영지역 노드들이다.In the embodiment of FIG. 3, normal nodes 2, 3, and 4 are nodes that have received a beacon signal and are directly connected to the gateway 1, and normal nodes 5, 6, 7, 8 are located in a shaded area, and thus the gateway 1 ) And cannot communicate directly with them.
도 4는 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 단계로서, 게이트웨이로부터 비컨(beacon)신호를 수신한 일반 노드들이 1차 등록 요청 메시지를 송신하는 게이트웨이 등록 요청 단계(210)을 예시한 것이다.4 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, illustrating a gateway registration request step 210 in which general nodes that have received a beacon signal from a gateway transmit a primary registration request message. will be.
도 4에 예시된 바와 같이, 비컨 신호를 수신한 일반 노드들은 자신을 게이트웨이에 통신 연결을 설정하기 위하여, 게이트웨이를 목적지로 1차 등록 요청 메시지를 송신한다. 비컨 신호를 수신한 일반 노드가 송신하는 1차 등록 요청 메시지에는 1) 등록을 요청하는 일반 노드의 ID(source node ID)와 2) 해당 노드에서 수신한 비컨 신호의 강도(received signal strength)도 함께 기재하여 송신한다. 다른 일 실시예로서, 1차 등록 요청 메시지는 비컨 신호의 수신 시간(received signal time)도 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 4, general nodes that have received the beacon signal transmit a primary registration request message from the gateway to the destination in order to establish a communication connection with the gateway. The primary registration request message transmitted by the general node that has received the beacon signal includes 1) the source node ID (ID) of the general node requesting registration and 2) the received signal strength of the beacon signal received from the node. Write and send. As another embodiment, the primary registration request message may also include a received signal time of a beacon signal.
게이트웨이는 상기 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 1) 등록 요청한 노드 ID 및 2) 수신 신호 강도 정보를 경로 정보로서 저장하고, 해당 일반 노드와 통신 연결을 설정한다. 도 4의 실시예에서, 게이트웨이로부터 비컨 신호를 수신한 일반 노드 2, 3, 4는 게이트웨이로 1차 등록 요청 메시지를 송신하고, 게이트웨이는 일반 노드 2, 3, 4를 직접 통신 연결되는 노드로서 저장한다. Upon receiving the first registration request message, the gateway stores 1) the registration request node ID and 2) received signal strength information as path information, and establishes a communication connection with the corresponding general node. In the embodiment of FIG. 4, general nodes 2, 3, and 4 that have received a beacon signal from the gateway transmit a primary registration request message to the gateway, and the gateway stores the general nodes 2, 3, and 4 as nodes to which communication is directly connected. do.
도 5는 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 과정으로, 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 음영지역 노드들이 다른 노드의 1차 등록 요청 메시지를 수신하여, 자신이 음영지역에 위치함을 인지하는 과정을 예시한 것이다.5 is a process for configuring an IoT control network according to the present invention. In the shaded area registration request step 220, shaded area nodes receive a primary registration request message from another node, and are located in the shaded area. It illustrates the process of recognizing that.
1차 등록 요청 메시지는 무선으로 발신되므로, 목적지인 게이트웨이 외에 무선 신호가 도달하는 다른 일반 노드들도 이 메시지를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 일반 노드 4가 게이트웨이를 목적지로 1차 등록 요청 메시지를 송신하면, 주변의 일반 노드인 2, 3, 5, 6 노드도 이 메시지를 수신할 수 있다. 게이트웨이로부터 비컨 신호를 이미 수신한 일반 노드 2, 3은 상기 1차 등록 요청 메시지를 무시한다. 반면, 비컨 신호를 수신하지 못한 일반 노드 5, 6가 상기 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 1) 게이트웨이로부터 비컨 신호가 송신된 사실, 2) 1차 등록 요청 메시지를 송신한 노드 4는 상기 비컨 신호를 수신한 사실, 및 3) 해당 노드(5, 6)는 비컨 신호를 수신하지 못한 사실을 확인하게 된다. 즉, 자신이 비컨 신호를 수신하지 못한 상황에게 (비컨 신호 수신에 대응한) 다른 노드의 1차 등록 요청 신호를 수신한 노드들은 자신이 음영지역에 위치한 사실을 인식하게 된다.Since the primary registration request message is transmitted over the air, other general nodes to which the radio signal arrives can receive this message in addition to the destination gateway. For example, in FIG. 5, when a general node 4 transmits a primary registration request message through a gateway as a destination, neighboring general nodes 2, 3, 5, and 6 may also receive this message. General nodes 2 and 3 that have already received the beacon signal from the gateway ignore the primary registration request message. On the other hand, when normal nodes 5 and 6 that have not received the beacon signal receive the first registration request message, 1) the fact that the beacon signal is transmitted from the gateway, 2) node 4 that has transmitted the first registration request message It is confirmed that the signal has been received, and 3) that the corresponding nodes 5 and 6 have not received the beacon signal. That is, in a situation in which the node has not received the beacon signal, the nodes that have received the primary registration request signal of another node (corresponding to the reception of the beacon signal) recognize that they are located in the shadow area.
또한, 음영지역 노드는 상기 1차 등록 요청 메시지를 수신함에 의하여, 자신이 게이트웨이와 직접 통신 연결을 할 수 없는 음영지역에 위치한 것이라는 사실을 인식함과 더불어, 상기 1차 등록 요청 메시지를 송신한 다른 노드(도 5의 실시예에서는 노드 4)와는 통신 연결이 가능하고, 해당 노드를 통하여 게이트웨이와 연결할 수 있다는 사실도 인식하게 된다.In addition, by receiving the first registration request message, the shadow area node recognizes that it is located in a shadow area where direct communication connection with the gateway is not possible, and another It is also recognized that communication connection is possible with a node (node 4 in the embodiment of FIG. 5), and that a gateway can be connected through the node.
도 6은 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 하나의 단계로서, 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 다른 노드의 1차 등록 요청 메시지를 수신한 음영지역 노드가 상기 다른 노드로 2차 등록 요청 메시지를 송신하는 과정을 예시한 것이다.6 is a step for configuring an IoT control network according to the present invention, in which a shadow area node receiving a primary registration request message from another node in the shadow area registration request step 220 is secondly registered with the other node. This is an illustration of the process of sending a request message.
도 6의 실시예는 음영지역 노드인 노드 6이 다른 노드인 노드 3(또는 노드 4)로부터 게이트웨이를 목적지로 하는 1차 등록 요청 메시지를 수신한 경우에 이에 대응하여 2차 등록 요청 메시지를 송신하는 과정을 도시한 것이다. 노드 3(또는 노드 4)가 게이트웨이로 송신한 1차 등록 요청 메시지를 수신한 노드 6은 노드 3(또는 노드 4)에 대하여 2차 등록 요청 메시지를 송신한다. 이 때, 노드 6이 송신한 2차 등록 요청 메시지에는 1) 자신의 노드 ID, 2) 목적지 노드 ID, 및 3) 노드 6이 수신한 1차 등록 요청 메시지의 신호 강도를 포함할 수 있다. 노도 6의 2차 등록 요청 메시지를 수신한 노드 3(또는 노드 4)은 상기 2차 등록 요청 메시지를 게이트웨이로 전달한다. In the embodiment of FIG. 6, when node 6, which is a shadow area node, receives a primary registration request message destined for a gateway from another node, node 3 (or node 4), a secondary registration request message is transmitted in response thereto. It shows the process. Upon receiving the primary registration request message sent by node 3 (or node 4) to the gateway, node 6 transmits a secondary registration request message to node 3 (or node 4). In this case, the secondary registration request message transmitted by the node 6 may include 1) its own node ID, 2) the destination node ID, and 3) the signal strength of the primary registration request message received by the node 6. Node 3 (or node 4) receiving the second registration request message of Nodo 6 transmits the second registration request message to the gateway.
도 6의 실시예에서, 노드 6이 송신한 2차 등록 요청 메시지는 노드 3(또는 노드 4)에 도달할 뿐만 아니라, 주변 노드인 노드 7, 8에서도 수신할 수 있는데, 노드 7, 8은 게이트웨이의 비컨 신호를 수신하지 못하였을 뿐만 아니라, 노드 3(또는 노드 4)로부터 발신된 1차 등록 요청 메시지도 수신하지 못하였는데, 노드 6으로부터 노드 3(또는 노드 4)를 목적지로 하는 2차 등록 요청 메시지를 수신하게 된다. 이 경우, 노드 7, 8은 자신이 음영지역에 위치하고 있으며, 노드 3(또는 노드 4)과도 직접 통신 연결을 할 수 없지만, 노드 6을 통하여 게이트웨이와 통신을 연결할 수 있음을 인식하게 된다. 따라서, 노드 7, 8은 IoT 네트워크에 연결되기 위하여, 노드 6을 목적지로 하는 3차 등록 요청 메시지를 송신한다. 상기 3차 등록 요청 메시지를 수신한 노드 6은 이를 노드 3(또는 노드 4)를 통하여 게이트웨이로 송신한다.In the embodiment of FIG. 6, the secondary registration request message transmitted by node 6 reaches node 3 (or node 4) and can also be received by nodes 7, 8, which are neighboring nodes. Nodes 7 and 8 are gateways. Not only did not receive the beacon signal from node 3 (or node 4), but also did not receive the primary registration request message sent from node 3 (or node 4), but the secondary registration request from node 6 to node 3 (or node 4) as the destination You will receive a message. In this case, nodes 7 and 8 recognize that they are located in a shaded area and cannot communicate directly with node 3 (or node 4), but can connect communication with the gateway through node 6. Accordingly, nodes 7 and 8 transmit a third registration request message destined for node 6 in order to be connected to the IoT network. Upon receiving the third registration request message, node 6 transmits it to the gateway through node 3 (or node 4).
이와 같이, 게이트웨이 등록 요청 단계(210)에서 비컨 신호를 수신한 일반 노드가 1차 등록 요청 메시지를 송신하고, 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 1차 등록 요청 메시지를 수신한 음영지역 노드가 다시 2차 등록 요청 메시지를 송신하며, 2차 등록 요청 메시지를 수신한 음영지역 노드가 다시 3차 등록 요청 메시지를 송신하는 방식으로, 순차적으로 k차 등록 요청 메시지를 송신함에 의하여, IoT 제어 네트워크 내의 모든 노드가 게이트웨이로 등록 요청 메시지를 송신하게 된다. 이와 같이, 비컨 신호, 1차 등록 요청 메시지, 2차 등록 요청 메시지, 3차 등록 요청 메시지, … k차 등록 요청 메시지 등으로 순차적인 등록 요청 메시지의 송신은 모든 음영지역 노드가 등록 요청 메시지를 발신할 때까지 계속되어, 게이트웨이가 모든 음영지역 노드를 파악할 수 있게 된다. 또한, 등록 요청 메시지에는 소스 노드 ID, 목적지 노드 ID 및 수신 신호의 강도를 포함하므로, 이를 전달받은 게이트웨이는 음영지역 노드에 대한 경로 정보를 파악하게 된다.In this way, the general node receiving the beacon signal in the gateway registration request step 210 transmits the first registration request message, and the shaded area node receiving the first registration request message in the shadow area registration request step 220 again By sending the 2nd registration request message and sending the 3rd registration request message again by the shaded area node receiving the 2nd registration request message, by sequentially sending the kth registration request message, all in the IoT control network The node sends a registration request message to the gateway. In this way, a beacon signal, a first registration request message, a second registration request message, a third registration request message, ... The sequential transmission of the registration request message in the kth registration request message or the like continues until all shadow area nodes send the registration request message, so that the gateway can recognize all the shadow area nodes. In addition, since the registration request message includes the source node ID, the destination node ID, and the strength of the received signal, the gateway receiving the received signal recognizes path information for the shadow area node.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 중복하여 송신되는 등록 요청 메시지를 감소시키기 위하여, 1) 게이트웨이로부터 비컨 신호를 수신한 일반 노드는 다른 노드의 등록 요청 메시지를 수신하여도, 새로운 등록 요청 메시지를 송신하지 않으며, 2) 수신한 등록 요청 메시지의 목적지가 이미 수신한 등록 요청 메시지의 발신 노드와 동일한 경우에는 새로운 등록 요청 메시지를 송신하지 않는다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in order to reduce redundantly transmitted registration request messages, 1) a general node receiving a beacon signal from a gateway receives a registration request message from another node, but a new registration request message 2) If the destination of the received registration request message is the same as the originating node of the already received registration request message, a new registration request message is not transmitted.
예를 들어, 도 5의 실시예에서 1) 노드 4가 게이트웨이의 비컨 신호에 응답하여 송신한 1차 등록 요청 메시지에 대하여, 이미 비컨 신호를 수신한 노드 2, 3은 새로운 2차 등록 요청 메시지(노드 4를 목적지로 하는 것)를 송신하지 않으며, 2) 노드 4의 1차 등록 요청 메시지를 수신한 노드 5가 노드 4를 목적지로 2차 등록 요청 메시지를 송신하면, 이를 수신한 노드 6은 이미 노드 4로부터 1차 등록 요청 메시지를 수신하였으므로, 새로운 2차 등록 요청 메시지(노드 5를 목적지로 하는 것)를 송신하지 않는다. 이와 같은 방식으로, IoT 제어 네트워크를 구성하는데 필요한 등록 요청 메시지의 수를 감소시킬 수 있다. For example, in the embodiment of FIG. 5, 1) Node 4 transmits a primary registration request message in response to a beacon signal from a gateway, and nodes 2 and 3 that have already received a beacon signal receive a new secondary registration request message ( Node 4 as the destination) is not transmitted, and 2) If node 5, which has received the primary registration request message from node 4, sends the secondary registration request message to node 4 as the destination, node 6 that has already received it Since the primary registration request message is received from node 4, a new secondary registration request message (with node 5 as a destination) is not transmitted. In this way, it is possible to reduce the number of registration request messages required to configure the IoT control network.
도 7은 본 발명에 따라 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 등록 요청 메시지의 일 실시예를 예시한 것이다.7 illustrates an embodiment of a registration request message for configuring an IoT control network according to the present invention.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 등록 요청 메시지는 1) 메시지 종류(message type), 2) 차수, 3) 발신 노드(source node), 4) 목적지(destination), 5) 수신 신호 강도(received signal strength), 6) 수신 시간(received signal time)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the registration request message includes 1) message type, 2) order, 3) source node, 4) destination, 5) received signal strength. strength), 6) received signal time.
메시지 종류(message type)는 등록 요청 메시지임을 나타내는 것이고, 차수 k는 k차 등록 요청 메시지임을 나타내고, 발신 노드(source node)는 해당 등록 요청 메시지를 발신하는 노드의 ID를 나타내며, 목적지(destination)는 해당 등록 요청 메시지의 목적지를 나타내는 것으로, 게이트웨이 또는 다른 노드를 표시하는 ID이다. 또한, 수신 신호 강도(received signal strength) 및 수신 시간(received signal time)은 발신 노드가 목적지로부터 받은 신호(비컨 신호 또는 다른 등록 요청 메시지)의 강도 및 수신 수간을 나타내는 것이다.The message type indicates the registration request message, the order k indicates the kth registration request message, the source node indicates the ID of the node sending the registration request message, and the destination is This indicates the destination of the registration request message, and is an ID indicating a gateway or other node. In addition, the received signal strength and the received signal time represent the strength of a signal (beacon signal or other registration request message) received from the destination by the originating node and the number of times received.
이와 같이, 게이트웨이 등록 요청 단계(210)에서 비컨 신호를 수신한 노드들이 게이트웨이를 목적지로 1차 등록 요청 메시지를 송신하고, 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 다른 노드들의 k차 등록 요청 메시지의 수신에 대응하여, 음영지역 노드들이 순차적으로 (k+1)차 등록 요청 메시지를 송신하면, 통신 연결이 가능한 모든 노드들이 등록 요청 메시지를 송신하게 된다. 또한 모든 등록 요청 메시지는 게이트웨이로 전송되는데, 등록 요청 메시지에는 발신 노드와 목적지 사이의 경로 정보(릴레이 노드 및 신호 강도)를 포함하고 있으므로, 게이트웨이는 등록 요청 메시지를 수집함에 의하여 IoT 제어 네트워크에 대한 전체 경로 정보를 얻게 된다. 게이트웨이는 이런 과정을 통하여 얻어진 경로 정보를 기반으로, 경로 결정 단계(300)에서 음영지역 노드들을 연결하기 위한 경로를 결정하고, 경로 설정 단계(400)에서 경로 설정 메시지를 송신하여 경로를 설정하게 된다.In this way, nodes receiving the beacon signal in the gateway registration request step 210 transmit the first registration request message to the gateway to the destination, and the k-th registration request message of other nodes is received in the shadow area registration request step 220 In response, when the shadow area nodes sequentially transmit the (k+1)th registration request message, all nodes capable of communication connection transmit the registration request message. In addition, all registration request messages are transmitted to the gateway. Since the registration request message includes path information (relay node and signal strength) between the originating node and the destination, the gateway collects the registration request message to provide the entire IoT control network. You get route information. Based on the route information obtained through this process, the gateway determines a route for connecting the shadow area nodes in the route determination step 300, and transmits a route setting message in the route setting step 400 to set the route. .
도 8은 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크를 구성하기 위한 방법에 따라 수집된 경로 정보의 일 실시예를 예시한 것이다.8 illustrates an embodiment of path information collected according to a method for configuring an IoT control network according to the present invention.
도 8의 실시예에 따르면, 노드 2, 3, 4는 게이트웨이의 비컨 신호를 직접 수신하여 게이트웨이로 발신한 1차 등록 요청 메시지에 의하여 게이트웨이에 직접 연결되어 있고, 노드 5, 6, 7, 8은 음영지역 노드로서 각각의 노드들이 발신한 등록 요청 메시지를 통하여 해당 노드들을 연결할 수 있는 무선 링크(검은색 선) 및 그 신호 강도(숫자)를 포함하는 경로 정보(routing information)를 게이트웨이에서 수집할 수 있다.According to the embodiment of FIG. 8, nodes 2, 3, and 4 are directly connected to the gateway by a primary registration request message sent to the gateway by receiving the beacon signal of the gateway directly, and nodes 5, 6, 7, 8 are As a shaded area node, routing information including radio links (black lines) and signal strengths (numbers) that can connect the nodes can be collected from the gateway through registration request messages sent by each node. have.
경로 결정 단계(300)는 게이트웨이 또는 별도의 서버에서 수행된다. 별도의 서버는 IoT 네트워크 외부에 존재할 수도 있고, IoT 네트워크 내부의 어느 한 노드에 위치할 수도 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 게이트웨이는 음영지역 노드로부터 전송된 등록 요청 메시지들을 수집하여, IoT 제어 네트워크의 경로 정보를 파악한다. 또한, 별도의 서버를 이용하여 경로 결정 단계(300)을 수행하는 경우에는, 상기 게이트웨이가 상기 수집된 경로 정보를 게이트웨이로 전송할 수 있다.The path determination step 300 is performed in a gateway or a separate server. A separate server may exist outside the IoT network or may be located at any one node inside the IoT network. As described above, the gateway collects registration request messages transmitted from the shadow area node, and understands the route information of the IoT control network. In addition, when the path determination step 300 is performed using a separate server, the gateway may transmit the collected path information to the gateway.
게이트웨이 또는 서버는 등록 요청 단계(200)에서 수집한 경로 정보를 기초로 경로를 결정하는데, 이 경우 다양한 방법(알고리즘) 및/또는 기준을 적용하여 경로를 결정할 수 있다.The gateway or server determines a route based on the route information collected in the registration request step 200, in which case, the route may be determined by applying various methods (algorithms) and/or criteria.
예를 들어, 노드들 사이의 신호 강도(signal strength)의 역수를 해당 무선 링크(link)의 가중치(weight)로 하여, 비용 함수를 최소로 하는 라우팅 알고리즘(routing algorithm)을 적용함으로써 경로를 결정할 수 있다. 또한, 신호 강도(signal strength)를 보다 적절히 고려하도록 신호 강도의 역수에 소정의 값을 곱하여 라우팅 알고리즘을 적용할 수도 있다. 또한, 신호 강도가 일정 이하의 값일 경우에 큰 가중치를 가지도록 결정하여, 라우팅 알고리즘을 적용할 수도 있다.For example, a route can be determined by applying a routing algorithm that minimizes the cost function by using the reciprocal of the signal strength between nodes as the weight of the radio link. have. In addition, a routing algorithm may be applied by multiplying the reciprocal of the signal strength by a predetermined value to more appropriately consider the signal strength. In addition, when the signal strength is less than a certain value, it is determined to have a large weight, and a routing algorithm may be applied.
또 다른 일 실시예로서, 라우터 노드가 최대한 적게 포함될 수 있도록, 노드들을 연결하는 네트워크 구조에서 게이트웨이로부터의 최대 깊이(depth)가 최소가 되는 것을 최적화 목표로 하는 라우팅 알고리즘을 적용할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 각 노드 사이의 링크에 대한 가중치를 결정함에 있어서, 신호 강도의 반영 비율을 낮추고 경로의 길이(거쳐가는 노드의 수)가 짧아지도록 최단 경로 알고리즘(shortest path algorithm)을 라우팅 알고리즘으로 적용할 수 있다.As another embodiment, a routing algorithm that aims to optimize a maximum depth from a gateway in a network structure connecting nodes may be applied so that as few router nodes are included as possible. As another embodiment, in determining the weight for the link between each node, the shortest path algorithm is used as a routing algorithm so that the reflection ratio of signal strength is lowered and the length of the path (the number of nodes passing through) is shortened. Can be applied as.
또 다른 일 실시예에서, 서버 또는 게이트웨이는 경로 결정 단계(300)에서 결정된 각각의 라우터 노드에 대하여, 해당 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에 이를 대체할 수 있는 '예비 라우터 노드'를 미리 결정할 수 있다. 예비 라우터 노드는 해당 라우터 노드에서 장애가 발생하여 하위 노드들과의 통신이 불가능한 경우에, 하위 노드들이 해당 라우터 노드를 대체하여 통신 연결을 설정할 수 있다는 위치에 있는 노드를 선택할 수 있다.In another embodiment, for each router node determined in the path determination step 300, the server or gateway may determine in advance a'spare router node' that can replace the router node when a failure occurs in the corresponding router node. The spare router node may select a node in a position where communication connections can be established by substituting the corresponding router node when communication with lower nodes is impossible due to a failure in the corresponding router node.
경로 결정 단계(300)에서 사용되는 경로 결정을 위한 라우팅 알고리즘은 앞서 살펴본 실시예에 한정되지 않으며, IoT 제어 네트워크의 구축 목적, 네트워크 구축 상황 등을 고려하여 다양한 기준 및/또는 다양한 라우팅 알고리즘이 적용할 수 있다.The routing algorithm for path determination used in the path determination step 300 is not limited to the above-described embodiment, and various criteria and/or various routing algorithms may be applied in consideration of the purpose of building the IoT control network and the network establishment situation. I can.
게이트웨이 또는 별도의 서버에서 음영지역 노드들을 연결하기 위한 경로가 결정되면, 제4 단계인 경로 설정 단계(400)에서 결정된 경로 정보가 포함된 경로 설정 메시지를 송신하여, IoT 네트워크의 경로를 설정하는 절차를 완료한다.When a path for connecting shadow area nodes is determined by a gateway or a separate server, a route setting message including the route information determined in the route setting step 400, which is the fourth step, is transmitted to set the route of the IoT network. Complete.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 경로 설정 메시지는 라우터 노드에 대해서는 라우터 노드에 연결된 하위 노드들을 포함하는 경로 정보를 제공하여, 라우터 노드가 자체적인 경로 테이블(routing table)을 설정할 수 있도록 한다. 라우터 노드는 설정된 경로 테이블에 의하여 게이트웨이로부터 전달된 메시지를 하위 노드로 전달(forwarding)할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 경로 설정 메시지는 라우터 노드 또는 일반 노드에 대하여 상위 노드를 알려줄 수 있는데, 게이트웨이와 직접적으로 연결되는 경우는 게이트웨이가 상위 노드가 되고, 라우터 노드를 거치는 경우에는 라우터 노드가 상위 노드가 될 수 있다. 이러한 일 실시예에 의하면, 라우터 노드 또는 일반 노드는 경로 설정 메시지에서 지정한 상위 노드인 게이트웨이 또는 라우터 노드로 경로를 설정하여 IoT 제어 네트워크에 연결된다.According to an embodiment of the present invention, the route setting message provides route information including lower nodes connected to the router node to the router node, so that the router node can set its own routing table. The router node may forward the message delivered from the gateway to the lower node according to the set route table. In addition, according to an embodiment of the present invention, the route setting message may inform a higher node to a router node or a general node. When connected directly to the gateway, the gateway becomes an upper node, and when passing through the router node, the router Nodes can become parent nodes. According to this embodiment, a router node or a general node is connected to the IoT control network by setting a route to a gateway or router node, which is an upper node designated in the route setting message.
또 다른 일 실시예에 따르면, 게이트웨이가 라우터 노드에 경로 설정 메시지를 보내고, 라우터 노드는 경로 설정 메시지에 포함된 경로 정보를 이용하여 자신의 경로 테이블(routing table)을 완성하고, 경로 테이블에 포함된 하위 노드들에 대하여 자신과의 통신 연결을 설정하도록 하는 경로 설정 메시지를 전송하여 IoT 네트워크를 완성할 수 있다. 이 실시예에 의하면, 게이트웨이는 라우터 노드에 대하여만 경로 설정 메시지를 송신하면 되므로, 통신 비용 및 설정 시간을 절약할 수 있는 장점이 있다.According to another embodiment, the gateway sends a route setting message to the router node, and the router node completes its own routing table using route information included in the route setting message, and The IoT network can be completed by transmitting a route setting message that allows lower nodes to establish communication connections with themselves. According to this embodiment, since the gateway only needs to transmit the route setting message to the router node, there is an advantage of saving communication cost and setting time.
또 다른 일 실시예에 따르면, 경로 결정 단계(300)에서 각각의 라우터 노드에 대하여 예비 라우터 노드를 결정한 경우에는 각각의 라우터 노드의 하위 노드들에 대하여 현재 연결된 라우터 노드에 대한 예비 라우터 노드에 대한 정보를 통지할 수 있다. 예비 라우터 노드에 대한 정보를 경로 설정 메시지를 이용하여 통지하거나 또는 별도의 메시지를 통하여 통지될 수 있다.According to another embodiment, when a spare router node is determined for each router node in the path determination step 300, information on the spare router node for the currently connected router node for lower nodes of each router node Can be notified. Information on the spare router node may be notified using a route setting message or a separate message.
도 9는 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법에 따라서 설정된 IoT 제어 네트워크의 일 실시예를 도시하고 있다. 노드 2, 3, 4는 게이트웨이(1)와 직접 통신 연결되어 있고, 음영지역 노드인 5, 6, 7, 8를 연결하기 위하여 노드 3, 5를 라우터 노드로 결정하여, 노드 7, 8은 라우터 노드 5에 연결되고, 라우터 노드 5 및 노드 6은 라우터 노드 3에 연결되어, 게이트웨이(1)와 통신 연결된다. 9 illustrates an embodiment of an IoT control network configured according to an automatic setting method of an IoT control network according to the present invention. Nodes 2, 3, and 4 are directly connected to the gateway 1, and nodes 3 and 5 are determined as router nodes to connect the shaded area nodes 5, 6, 7, 8, and nodes 7, 8 are routers. It is connected to node 5, and router nodes 5 and 6 are connected to router node 3, and are connected to the gateway 1 for communication.
본 발명에 따른 일 실시예에 따라, 경로 설정 단계(400)에서 게이트웨이(1)는 모든 노드에 대하여 각각 경로 설정 메시지를 전송하여 도 9와 같은 경로를 설정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the route setting step 400, the gateway 1 may set a route as shown in FIG. 9 by transmitting a route setting message to all nodes, respectively.
또한 본 발명에 따른 다른 일 실시예에 따라, 경로 설정 단계(400)에서 게이트웨이(1)은 비컨 신호를 수신하여 직접 통신 연결이 가능한 노드 2, 3, 4는 별도의 과정을 거쳐서 통신 연결을 설정하고, 라우터 노드 3, 5 및 일반 노드 6, 7, 8에 경로 설정 메시지를 전송하여, 도 9와 같이 음영지역 노드들을 위한 경로를 설정할 수 있다.In addition, according to another embodiment according to the present invention, in the route setting step 400, the gateway 1 receives a beacon signal and establishes a communication connection through a separate process for nodes 2, 3, and 4 capable of direct communication connection. And, by transmitting a route setting message to the router nodes 3 and 5 and the general nodes 6, 7, 8, it is possible to set the route for the shadow area nodes as shown in FIG.
또 다른 일 실시예에 의하면, 게이트웨이(1)는 라우터 노드 3, 5에 경로 설정 메시지를 전송하여 경로를 설정하고, 라우터 노드 3, 5은 하위 노드에 별도의 경로 설정 메시지를 전송하여 경로를 순차적으로 설정할 수 있다. 도 9의 경우에는 라우터 노드 3는 하위 노드 6 및 라우터 노드 5에 경로 설정 메시지를 보내고, 라우터 노드 5은 일반 노드 7, 8에 경로 설정 메시지를 전송한다.According to another embodiment, the gateway 1 establishes a route by transmitting a route setting message to router nodes 3 and 5, and the router nodes 3 and 5 transmit a separate route setting message to lower nodes to sequentially route the route. Can be set to. In the case of FIG. 9, router node 3 transmits a route setting message to lower node 6 and router node 5, and router node 5 transmits a route setting message to general nodes 7 and 8.
또 다른 실시예 의하면, 게이트웨이(1)는 라우터 노드 3에 경로 설정 메시지를 전송하여 경로를 설정하고, 라우터 노드 3은 (노드 6에 경로 설정 메시지를 보냄과 더불어) 다시 라우터 노드 5에 별도의 경로 설정 메시지를 전송하여 경로를 설정하며, 라우터 노드 5이 최종적으로 일반 노드 7, 8에 경로 설정 메시지를 전송하여 경로를 설정할 수 있다.According to another embodiment, the gateway 1 establishes a route by transmitting a route setting message to router node 3, and the router node 3 sets a separate route to router node 5 (in addition to sending a route setting message to node 6). The route is set by sending a setting message, and router node 5 can finally send a route setting message to general nodes 7 and 8 to set the route.
또 다른 실시예에 의하면, 도 9와 같은 IoT 제어 네트워크의 구성에서, 게이트웨이(1)은 경로 결정 단계(300)에서 라우터 노드 3에 대하여 예비 라우터 노드로 노드 4를 선택하고, 경로 설정 단계(400)에서 경로 설정 메시지를 이용하여 라우터 노드 3의 하위 노드인 노드 5 및 6에 대하여 라우터 노드 3과 더불어 예비 라우터 노드 4를 통지하고 이를 설정하도록 할 수 있다. 이 경우, 노드 5 및 6은 라우터 노드 3과의 통신 연결에서 장애를 감지하면, 바로 예비 라우터 노드인 노드 4를 통하여 통신 연결을 복구할 수 있다. 또한, 경로 설정 메시지를 이용하여 노드 7, 8에 대하여 라우터 노드 5로 설정하도록 하면서, 동시에 예비 라우터 노드로 노드 6을 설정하도록 할 수 있다. 이 경우, 노드 7, 8은 라우터 노드 5와의 통신 연결에서 장애를 감지하면, 바로 예비 라우터 노드인 노드 6을 통하여 통신 연결을 복구할 수 있다.According to another embodiment, in the configuration of the IoT control network as shown in FIG. 9, the gateway 1 selects node 4 as a spare router node for the router node 3 in the path determination step 300, and the path setting step 400 ), it is possible to notify the nodes 5 and 6, which are lower nodes of the router node 3, of the spare router node 4 as well as the router node 3 by using the route setting message. In this case, when nodes 5 and 6 detect a failure in the communication connection with the router node 3, the communication connection can be immediately restored through node 4, which is a spare router node. In addition, it is possible to configure nodes 7 and 8 as router node 5 by using a route setting message and simultaneously configure node 6 as a spare router node. In this case, when nodes 7 and 8 detect a failure in the communication connection with the router node 5, the communication connection can be immediately restored through node 6, which is a spare router node.
도 10은 본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크를 구성하는 노드의 일 실시예를 도시한다. 도 10의 실시예에 따르면, IoT 제어 네트워크의 노드는 통신부(10), 센서부(20), 정보처리부(30), 인터페이스부(40) 및 전원부(50)을 포함한다.10 shows an embodiment of a node constituting an IoT control network according to the present invention. According to the embodiment of FIG. 10, the node of the IoT control network includes a communication unit 10, a sensor unit 20, an information processing unit 30, an interface unit 40, and a power supply unit 50.
통신부(10)는 IoT 제어 네트워크에 접속할 수 있는 통신 기능을 제공한다. 통신부(10)는 유선 또는 무선 통신 방식을 사용하여 신호를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 통신부(10)는 셀룰러, LTE-M, NB-IoT, 무선랜, 블루투스, 롤라(LoRa) 등의 다양한 무선통신 방식을 사용할 수 있다. The communication unit 10 provides a communication function capable of accessing an IoT control network. The communication unit 10 may send and receive signals using a wired or wireless communication method. For example, the communication unit 10 may use various wireless communication methods such as cellular, LTE-M, NB-IoT, wireless LAN, Bluetooth, and LoRa.
센서부(20)은 LED 조명 또는 외부의 환경에 대한 정보를 감지하여 정보처리부(30)으로 전송한다. 예를 들어, LED 조명의 조도값이나 위치 정보 또는 온도 등을 감지하여 정보처리부(30)에 전송할 수 있다.The sensor unit 20 senses information on the LED lighting or external environment and transmits the information to the information processing unit 30. For example, it is possible to sense the illuminance value, location information, or temperature of the LED lighting and transmit it to the information processing unit 30.
정보처리부(30)은 센서부(20)로부터 입력되는 센서 정보를 분석 및 저장하고, 통신부(10) 또는 인터페이스부(40)으로부터 전달되는 제어 명령을 처리하거나, 노드에서 수집하거나 발생한 정보를 분석하거나 저장하여, 게이트웨이나 별도의 서버로 전송할 것을 결정한다. 예를 들어, 정보처리부(30)는 통신부(10) 또는 인터페이스부(40)의 제어 명령에 의하여, 해당 노드를 라우터 노드 또는 일반 노드로 동작하도록 구성할 수 있다.The information processing unit 30 analyzes and stores sensor information input from the sensor unit 20, processes control commands transmitted from the communication unit 10 or the interface unit 40, analyzes information collected or generated by a node, or Save it and decide to send it to the gateway or a separate server. For example, the information processing unit 30 may be configured to operate a corresponding node as a router node or a general node according to a control command of the communication unit 10 or the interface unit 40.
인터페이스부(40)를 통하여 관리자가 노드에 대한 설정 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 라우터 노드 또는 일반 노드로의 설정, 통신부에서 사용하는 주파수 및 신호 강도의 설정 등을 입력할 수 있다.Through the interface unit 40, an administrator may input setting information for a node. For example, it is possible to input a setting of a router node or a general node, a frequency and a signal strength used by the communication unit, and the like.
전원부(50)은 정보처리부(10), 센서부(20), 통신부(30) 및 인터페이스부(40)에 전력을 공급한다. 노드가 설치되는 환경에 따라서, 외부에서 전력을 공급받거나, 내부의 배터리를 이용하여 동작할 수 있다.The power supply unit 50 supplies power to the information processing unit 10, the sensor unit 20, the communication unit 30, and the interface unit 40. Depending on the environment in which the node is installed, power may be supplied from the outside or may be operated using an internal battery.
본 발명에 따른 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법 및 그 장치에 대하여 본원의 도면에 따라 상기와 같이 설명하였으나, 본 발명은 본원에 도시 및 설명된 구성 및 방법으로만 국한되는 것이 아니다. 본원에 개시된 것은 실시예로서 예시한 것에 불과하고, 이외의 다양한 실시예가 본 발명의 구성으로 사용될 수 있고, 그 권리범위에 있어서도 본원에 개시된 구성 및 방법으로 한정되는 것이 아니다. 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명이 추구하는 목적과 효과의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함을 이해할 것이다.The method and apparatus for automatically setting an IoT control network according to the present invention have been described above according to the drawings of the present application, but the present invention is not limited to the configurations and methods shown and described herein. What is disclosed herein is merely illustrated as an embodiment, and various embodiments other than that may be used as the constitution of the present invention, and the scope of the rights is not limited to the constitution and method disclosed herein. Those skilled in the art will understand that various modifications and modifications can be made within the scope of the objects and effects pursued by the present invention.

Claims (15)

  1. IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법에 있어서,In the automatic setting method of the IoT control network,
    게이트웨이에서 주변으로 비컨 신호(beacon signal)를 방송하는 비컨 방송 단계(100);A beacon broadcasting step 100 of broadcasting a beacon signal from the gateway to the surroundings;
    상기 비컨 신호를 수신한 노드에서 게이트웨이와 통신 연결을 요청하는 1차 등록 요청 메시지를 송신하는 게이트웨이 등록 요청 단계(210);A gateway registration request step 210 of transmitting a primary registration request message requesting a communication connection with the gateway at the node receiving the beacon signal;
    상기 비컨 신호를 수신하지 못한 음영지역 노드가 상기 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 1차 등록 요청 메시지를 발신한 상기 노드로 2차 등록 요청 메시지를 송신하는 음영지역 등록 요청 단계(220);A shadow area registration request step 220 of transmitting a second registration request message to the node that has transmitted the first registration request message when the shadow area node that has not received the beacon signal receives the first registration request message;
    상기 등록 요청 메시지들로부터 수집한 경로 정보를 기초로 게이트웨이 또는 별도의 서버에서 음영지역 노드의 연결을 위한 경로를 결정하는 경로 결정 단계(300); 및A path determination step (300) of determining a path for connection of a shadow area node in a gateway or a separate server based on the path information collected from the registration request messages; And
    상기 게이트웨이 또는 별도의 서버에서 경로 설정 메시지를 송신하여 상기 경로 결정 단계에서 결정한 경로를 설정하는 경로 설정 단계(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법.And a route setting step (400) of setting a route determined in the route determining step by transmitting a route setting message from the gateway or a separate server.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 음영지역 등록 요청 단계(220)에서 상기 비컨 신호 및 1차 내지 k차 등록 요청 메시지를 수신하지 못한 음영지역 노드가 상기 k차 등록 요청 메시지를 수신하면, k차 등록 요청 메시지를 송신한 노드로 (k+1)차 등록 요청 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법.When the shadow area node that has not received the beacon signal and the 1st to kth registration request message in the shadow area registration request step 220 receives the kth registration request message, the node that has transmitted the kth registration request message An automatic setting method of an IoT control network, characterized in that transmitting a (k+1) second registration request message.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 노드가 자신을 목적지로 하는 2차 이상의 등록 요청 메시지를 수신하면, 이를 게이트웨이로 재전송하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법.When the node receives a second or more registration request message destined for itself, it retransmits it to a gateway.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 게이트웨이가 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 1차 등록 요청 메시지를 발신한 노드와 통신 연결을 설정하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법.When the gateway receives the first registration request message, the method for automatically setting an IoT control network, characterized in that for establishing a communication connection with the node that sent the first registration request message.
  5. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 k차 등록 요청 메시지는 메시지 종류(message type), 발신 노드(source node), 목적지(destination), 비컨 신호 또는 (k-1)차 등록 요청 메시지의 수신 강도(received signal strength) 또는 비컨 신호 또는 (k-1)차 등록 요청 메시지의 수신 시간(received signal time)을 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법.The k-th registration request message is a message type, a source node, a destination, a beacon signal, or a received signal strength or a beacon signal of the (k-1)th registration request message, or (k-1) Automatic setting method of an IoT control network, characterized in that it includes a received signal time of the second registration request message.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 경로 결정 단계(300)에서 상기 등록 요청 메시지들로부터 수집된 각 노드 사이의 통신 연결의 신호 강도를 이용하여, 음영지역 노드들을 연결하기 위한 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법.Automatic setting of an IoT control network, characterized in that, in the path determination step 300, a path for connecting shadow area nodes is determined by using the signal strength of the communication connection between each node collected from the registration request messages. Way.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 경로 결정 단계(300)에서 라우터 노드가 최대한 적게 포함되도록 음영지역 노드의 통신 연결을 위한 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크의 자동 설정 방법.In the path determination step (300), a route for communication connection of a shadow area node is determined so that as few as possible router nodes are included.
  8. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 경로 결정 단계(300)에서 결정된 각각의 라우터 노드에 대하여, 해당 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에 이를 대체할 수 있는 예비 라우터 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크 자동 설정 방법.For each router node determined in the path determination step (300), when a failure occurs in the corresponding router node, a spare router node capable of replacing it is determined.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 경로 설정 단계(400)에서 라우터 노드에 연결된 일반 노드에 대하여 상기 라우터 노드에서 장애가 발생한 경우에 상기 라우터 노드를 대체하여 통신 연결을 복구할 수 있는 예비 라우터 노드를 경로 설정 메시지에 포함하여 통지하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크 자동 설정 방법.In the route setting step 400, when a failure occurs in the router node to a general node connected to the router node, a spare router node capable of restoring communication connection by replacing the router node is notified in a route setting message. IoT control network automatic setting method characterized by.
  10. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 경로 설정 단계(400)는 상기 경로 결정 단계(300)에서 결정된 라우터 노드로 경로 정보를 포함하는 경로 설정 메시지를 송신하고, 상기 라우터 노드는 경로 정보를 이용하여 자신의 경로 테이블을 설정하고, 상기 경로 테이블에 상기 라우터 노드와 연결된 것으로 기록된 일반 노드로 경로 설정 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 IoT 제어 네트워크 자동 설정 방법.The route setting step 400 transmits a route setting message including route information to the router node determined in the route determining step 300, and the router node sets its own route table using route information, and the An IoT control network automatic setting method, characterized in that transmitting a route setting message to a general node recorded as being connected to the router node in a route table.
  11. 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치에 있어서,In the node device of an IoT control network that can be automatically set,
    상기 장치는 The device is
    다른 노드 또는 게이트웨이와 메시지를 송수신할 수 있는 통신부(10);A communication unit 10 capable of transmitting and receiving messages to and from other nodes or gateways;
    상기 장치 주변의 물리적인 양이나 그 변화를 감지하는 센서부(20); 및A sensor unit 20 for detecting a physical quantity or a change thereof around the device; And
    상기 통신부(10)에서 수신한 메시지 및 상기 센서부(20)에서 측정된 측정값을 처리하는 정보처리부(30);을 포함하고, Including; an information processing unit 30 for processing the message received by the communication unit 10 and the measured value measured by the sensor unit 20,
    상기 장치는 The device is
    상기 통신부(10)를 통하여 게이트웨이로부터 비컨 신호를 수신하면, 1차 등록 요청 메시지를 게이트웨이로 송신하고,Upon receiving a beacon signal from the gateway through the communication unit 10, a primary registration request message is transmitted to the gateway,
    상기 비컨 신호를 수신하지 못한 상태에서, 상기 통신부(10)를 통하여 1차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 1차 등록 요청 메시지의 발신 노드로 2차 등록 요청 메지시를 송신하며, In a state in which the beacon signal is not received, when a primary registration request message is received through the communication unit 10, a secondary registration request message is transmitted to the originating node of the primary registration request message,
    상기 통신부(10)를 통하여 경로 설정 메시지를 수신하면, 상기 경로 설정 메시지에 포함된 경로 정보를 이용하여 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치.When receiving a route setting message through the communication unit 10, the node device of an IoT control network capable of automatic setting, characterized in that, when a route setting message is received, a route is set using route information included in the route setting message.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 노드 장치는 상기 비컨 신호 및 1차 내지 k차 등록 요청 메시지를 수신하지 못한 상태에서, 상기 통신부(10)를 통하여 k차 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 k차 등록 요청 메시지의 발신 노드로 (k+1)차 등록 요청 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치.When the node device receives the k-th registration request message through the communication unit 10 in a state in which the beacon signal and the first to k-th registration request message are not received, the ( A node device of an IoT control network capable of automatic setting, characterized in that it transmits a k+1) second registration request message.
  13. 제12항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 노드 장치가 상기 통신부(10)를 통하여 상기 노드 장치를 목적지로 하는 2차 이상의 등록요청 메시지를 수신하면, 이를 게이트웨이로 재전송하는 것을 특징으로 하는 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치.When the node device receives a second or more registration request message destined for the node device through the communication unit 10, it retransmits it to a gateway.
  14. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 노드 장치는 상기 통신부(10)를 통하여 수신한 경로 설정 메시지에 상기 노드 장치가 연결된 라우터 노드와 더불어 예비 라우터 노드를 통지한 경우에, 상기 라우터 노드에서 장애를 감지한 경우에 상기 예비 라우터 노드를 이용하여 통신 연결을 복구하는 것을 특징으로 하는 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치.When the node device notifies the spare router node along with the router node to which the node device is connected to the route setting message received through the communication unit 10, when the router node detects a failure, the spare router node Node device of an IoT control network capable of automatic setting, characterized in that the communication connection is restored by using.
  15. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 노드 장치는 상기 통신부(10)를 통하여 수신한 경로 설정 메시지가 상기 노드 장치를 라우터 노드로 통지한 경우에는 상기 경로 설정 메시지에 포함된 경로 정보를 이용하여 자신의 경로 테이블을 설정하고, 상기 경로 테이블에 상기 노드 장치와 연결된 것으로 기록된 하위 노드로 경로 설정 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 자동 설정이 가능한 IoT 제어 네트워크의 노드 장치.When the route setting message received through the communication unit 10 notifies the node apparatus to the router node, the node apparatus sets its own route table using route information included in the route setting message, and A node device of an IoT control network capable of automatic setting, characterized in that transmitting a route setting message to a lower node recorded as being connected to the node device in a table.
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