KR101212122B1 - Routing Method using Broadcasting message of Sink node in Wireless Sensor Networks - Google Patents

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KR101212122B1 KR1020100108524A KR20100108524A KR101212122B1 KR 101212122 B1 KR101212122 B1 KR 101212122B1 KR 1020100108524 A KR1020100108524 A KR 1020100108524A KR 20100108524 A KR20100108524 A KR 20100108524A KR 101212122 B1 KR101212122 B1 KR 101212122B1
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Abstract

본 발명에 따른 무선센서 네트워크 시스템은 라우팅테이블 참조방식의 프로토콜을 이용하는 무선센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 자신의 노드로 향하는 경로를 포함하는 경로메시지를 방송하는 싱크노드; 및 상기 싱크노드로부터 방송된 경로메시지를 수신하고 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 수정하여 방송하는 다수개의 센서노드들을 포함하고, 상기 센서노드들 중 인접한 센서노드에 의해 방송된 경로메시지를 수신한 센서노드는 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 다시 수정하여 인접한 센서노드들로 방송함으로써 상기 다수개의 센서노드들과의 경로를 설정하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 라우팅을 위해 송수신되는 데이터의 양을 줄이고 각 센서노드에 저장되는 라우팅테이블의 크기도 줄일 수 있다.Wireless sensor network system according to the present invention relates to a wireless sensor network system using a protocol of the routing table reference method, the present invention includes a sink node for broadcasting a route message including a route to its own node; And a plurality of sensor nodes configured to receive a route message broadcast from the sink node, update its routing table based on the received route message, and modify and broadcast the received route message. The sensor node receiving the route message broadcast by the sensor node updates its routing table based on the received route message, modifies the received route message again, and broadcasts it to adjacent sensor nodes. It is characterized by setting the path of and. Accordingly, the present invention can reduce the amount of data transmitted and received for routing and also reduce the size of the routing table stored in each sensor node.

Description

무선 센서 네트워크에서 싱크노드의 방송 메시지를 이용한 라우팅 방법{Routing Method using Broadcasting message of Sink node in Wireless Sensor Networks}Routing Method using Broadcasting message of Sink node in Wireless Sensor Networks}

본 발명은 무선센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 동적 라우팅 프로토콜을 사용하는 무선센서 네트워크 시스템 및 이의 라우팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless sensor network system, and more particularly, to a wireless sensor network system using a dynamic routing protocol and a routing method thereof.

무선센서 네트워크(Wireless Sensor Network: WSN)는, 일반적으로, 센서노드, 센서노드의 집합으로 이루어진 센서 필드, 센서 필드에서 수집된 정보를 전송받는 싱크노드, 싱크노드로부터 전송된 정보를 라우팅하여 광대역 통신망을 통해 관리 제어서버로 전송하는 게이트웨이를 포함하여 구성될 수 있다.In general, a wireless sensor network (WSN) includes a sensor node, a sensor field consisting of a set of sensor nodes, a sink node receiving information collected from the sensor field, and routing information transmitted from the sink node. It can be configured to include a gateway for transmitting to the management control server through.

현재 무선센서 네트워크(WSN)는 일반적으로 다양한 방식의 근거리 유?무선 통신 기술 중 IEEE 802.15.4 기반 무선접속 기술표준을 널리 활용하고 있다.Currently, wireless sensor networks (WSNs) generally use IEEE 802.15.4 based wireless access technology standard among various types of short-range wired / wireless communication technologies.

이와 같은 무선센서 네트워크(WSN)는 센서 필드를 이루는 센서노드들의 수가 많고 밀집되어 있으며, 네트워크의 상태 변화가 심한 특징을 가지고 있다. 즉, 일부 센서노드의 고장, 새로운 노드의 추가, 무선 채널상태의 불안정, 혼잡 발생가능성이 높은 특징을 가지고 있다. 이 때문에 종래의 무선센서 네트워크(WSN)는 이러한 동적 네트워크 상태를 효율적으로 관리하기 위해 동적 라우팅 프로토콜을 사용하고 있다.The wireless sensor network (WSN) has a large number of sensor nodes constituting the sensor field and is dense, and has a severe state change of the network. That is, some sensor nodes fail, new nodes are added, wireless channel conditions are unstable, and congestion is likely to occur. For this reason, the conventional wireless sensor network (WSN) uses a dynamic routing protocol to efficiently manage this dynamic network state.

그러나, 종래의 이러한 동적 라우팅 프로토콜은 센서노드의 자원적 한계내에서 원활한 동작을 보장하지 못하는 단점을 가지고 있다. 예를 들면, 센서노드들의 한정된 메모리 및 제한된 전송용량은 동적 라우팅 프로토콜을 구현하는데 장애요인으로 작용하고 있다.However, such a dynamic routing protocol has a disadvantage in that it does not guarantee smooth operation within resource limits of the sensor node. For example, the limited memory and limited transfer capacity of sensor nodes are a barrier to implementing dynamic routing protocols.

또한 동적 라우팅 프로토콜은 네트워크 상태 변화를 반영하기 위해 많은 라우팅 제어 메시지를 전달하기 때문에 센서 노드들의 에너지 소비량이 많아지게 되어, 네트워크 수명이 단축되는 단점이 있다.In addition, the dynamic routing protocol transmits a large number of routing control messages to reflect changes in network conditions, resulting in a large energy consumption of the sensor nodes, thereby reducing network life.

본 발명은 무선센서 네트워크 시스템의 통신적 제약 및 센서노드의 자원적 한계내에서도 라우팅 프로토콜을 원할하게 수행할 수 있도록 최적화된 라우팅방법을 구비한 무선센서 네트워크 시스템 및 그 라우팅방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a wireless sensor network system and a routing method having an optimized routing method for smoothly performing a routing protocol even within the communication constraints of a wireless sensor network system and the resource limitations of a sensor node. .

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 라우팅테이블 참조방식의 프로토콜을 이용하는 무선센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무선센서 네트워크 시스템은 자신의 노드로 향하는 경로를 포함하는 경로메시지를 방송하는 싱크노드; 및 상기 싱크노드로부터 방송된 경로메시지를 수신하고 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 수정하여 방송하는 다수개의 센서노드들을 포함하고, 상기 센서노드들 중 인접한 센서노드에 의해 방송된 경로메시지를 수신한 센서노드는 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 다시 수정하여 인접한 센서노드들로 방송함으로써 상기 다수개의 센서노드들과의 경로를 설정하는 것을 특징으로 한다.The present invention for solving the above problem relates to a wireless sensor network system using a protocol of the routing table reference method, the wireless sensor network system according to the present invention is a sink node for broadcasting a path message including a path to its own node ; And a plurality of sensor nodes configured to receive a route message broadcast from the sink node, update its routing table based on the received route message, and modify and broadcast the received route message. The sensor node receiving the route message broadcast by the sensor node updates its routing table based on the received route message, modifies the received route message again, and broadcasts it to adjacent sensor nodes. It is characterized by setting the path of and.

여기서 상기 경로메시지는 발신노드의 정보를 포함하고, 상기 센서노드는 상기 발신노드의 정보를 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고, 상기 발신노드의 정보를 자신의 노드정보를 기초로 수정하여 통신 가능한 인접한 센서노드로 방송한다. 상기 발신노드의 정보는 자신의 노드에 대한 발신노드식별자 및 위치정보와, 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트를 포함하고, 상기 센서노드는 상기 발신노드식별자 및 위치정보를 자신의 라우팅테이블에 등록하고 상기 홉 카운트를 상기 라우팅테이블의 최소 홉 노드로 설정할 수 있다.Here, the route message includes information of the originating node, the sensor node can update its routing table based on the information of the originating node, and modify the information of the originating node based on its node information to communicate. Broadcast to adjacent sensor nodes. The information of the originating node includes the originating node identifier and location information for its own node, and the hop count from its node to the sink node, and the sensor node includes the originating node identifier and the location information in its routing table. Register and set the hop count to the minimum hop node of the routing table.

상기 경로메시지는 자신을 식별하기 위한 경로메시지식별자를 포함하고, 상기 발신노드의 정보는 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트 및 자신의 잔여 에너지레벨를 포함하고, 상기 센서노드는 카운터 및 타이머를 더 구비하고, 상기 경로메시지식별자를 통하여, 상기 수신된 경로메시지가 최초로 수신된 경우 상기 카운터 및 타이머를 작동시키고, 동일한 경로메시지가 수신된 갯수에 대응하여 카운터의 값을 증가시키고 상기 카운터의 값이 사전에 정해진 중간값에 도달한 경우 상기 타이머를 중지시키고, 이 중지 시점에서 상기 발신노드의 정보 중 홉 카운트 및 잔여 에너지레벨을 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트할 수 있다. 여기서, 상기 카운터의 값이 사전에 정해진 최종값에 도달한 경우 상기 경로메시지를 제거할 수 있다.The route message includes a route message identifier for identifying itself, the information of the originating node includes a hop count from its node to the sink node and its residual energy level, and the sensor node further includes a counter and a timer. And when the received route message is first received through the route message identifier, operates the counter and the timer, increases the value of the counter in correspondence to the number of identical route messages received, and presets the value of the counter. When the median value is reached, the timer is stopped, and at this time, the routing table may be updated based on the hop count and the remaining energy level among the information of the originating node. Here, when the value of the counter reaches a predetermined final value, the route message can be removed.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 선형 연결된 다수개의 센서노드와 상기 센서노드들 중 최상위 센서노드와 연결되는 싱크노드를 구비하며, 라우팅테이블 참조방식에 의해 경로가 설정되는 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법에 관한 것이다. 상기 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법은 (a) 상기 싱크노드가 자신의 경로를 포함하는 경로메시지를 방송하는 단계; (b) 상기 센서노드들 중 상기 싱크노드의 전송범위내에 있는 센서노드가 상기 싱크노드로부터 방송된 경로메시지를 수신한 경우 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고, 이 수신된 경로메시지를 수정하여 인접한 센서노드들로 방송하는 단계; 및 (c) 상기 센서노드들 중 상기 인접한 센서노드에 의해 수정되어 방송된 수정된 경로메시지를 수신한 센서노드가 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 다시 수정하여 인접한 센서노드들로 방송하는 단계;를 포함하고, 상기 (b)단계 및 (c)단계를 주기적으로 수행하여 상기 다수개의 센서노드들과의 경로를 설정하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention for solving the above problems has a plurality of linearly connected sensor nodes and a sink node connected to the highest sensor node of the sensor nodes, the path of the wireless sensor network system is set by the routing table reference method It relates to a routing method. The routing method of the wireless sensor network system may include: (a) broadcasting a route message including the route by the sink node; (b) If one of the sensor nodes within the transmission range of the sink node receives a route message broadcast from the sink node, it updates its routing table based on the received route message, and receives the received route message. Modifying the message to broadcast to adjacent sensor nodes; And (c) the sensor node receiving the modified route message modified and broadcasted by the adjacent sensor node among the sensor nodes, updates its routing table based on the received route message, and re-enters the received route message. And modifying and broadcasting to adjacent sensor nodes. The method may include periodically setting the paths to the plurality of sensor nodes by performing steps (b) and (c) periodically.

여기서, 상기 경로메시지는 발신노드의 정보를 포함하고, 상기 (b)단계 및 (c)단계는 상기 센서노드가 상기 발신노드의 정보를 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고, 상기 발신노드의 정보를 자신의 노드정보를 기초로 수정하여 통신 가능한 인접한 센서노드로 방송할 수 있다. Here, the route message includes information of the originating node, and in steps (b) and (c), the sensor node updates its routing table based on the information of the originating node, and the information of the originating node. Can be modified based on its own node information to broadcast to adjacent sensor nodes that can communicate.

또한, 상기 발신노드의 정보는 자신의 노드에 대한 식별자, 위치정보 및 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트를 포함하고, 상기 (b)단계 및 (c)단계는, 상기 센서노드가 상기 발신노드식별자 및 위치정보를 상기 라우팅테이블에 등록하고 상기 센서노드가 상기 발신노드의 정보 중 홉 카운트를 상기 라우팅테이블의 최소 홉 노드로 설정할 수 있다.In addition, the information of the originating node includes an identifier for its own node, location information and the hop count from its own node to the sink node, and the steps (b) and (c), the sensor node is the originating node The node identifier and location information may be registered in the routing table, and the sensor node may set a hop count among information of the originating node as the minimum hop node of the routing table.

상기 경로메시지는 자신을 식별하기 위한 경로메시지식별자를 포함하고, 상기 발신노드의 정보는 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트 및 자신의 잔여 에너지레벨를 포함하고, 상기 (b)단계 및 (c)단계는, 상기 센서노드가 카운터 및 타이머를 더 구비하고, 상기 경로메시지식별자를 통하여, 상기 수신된 경로메시지가 최초로 수신된 경우 상기 카운터 및 타이머를 작동시키고, 동일한 경로메시지가 수신된 갯수에 대응하여 카운터의 값을 증가시키고 상기 카운터의 값이 사전에 정해진 중간값에 도달한 경우 상기 타이머를 중지시키고, 이 중지 시점에서 상기 발신노드의 정보 중 홉 카운트 및 잔여 에너지레벨을 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트할 수 있다.The route message includes a route message identifier for identifying itself, the information of the originating node includes a hop count from its node to the sink node and its residual energy level, and the steps (b) and (c) The sensor node may further include a counter and a timer, and when the received route message is first received through the route message identifier, operate the counter and the timer, and correspond to the number of identical route messages received. Increasing the value of the counter and stopping the timer when the value of the counter reaches a predetermined intermediate value, at the time of stopping, based on the hop count and the remaining energy level among the information of the originating node, You can update it.

여기서 상기 (b)단계 및 (c)단계는, 상기 카운터의 값이 사전에 정해진 최종값에 도달한 경우 상기 경로메시지를 제거할 수 있다.Here, the steps (b) and (c) may remove the route message when the value of the counter reaches a predetermined final value.

본 발명에 따른 무선센서 네트워크 시스템 및 그의 라우팅방법은 싱크노드로 향하는 경로를 포함한 목적노드의 정보를 방송하고 이를 활용하여 라우팅을 수행함으로써 라우팅을 위해 송수신되는 데이터의 양을 줄이고 각 센서노드에 저장되는 라우팅테이블의 크기도 줄임으로써 센서노드의 전송용량 및 저장공간의 제약을 덜 받으면서도 무선센서 네트워크의 경로를 효과적으로 설정할 수 있다.The wireless sensor network system and its routing method according to the present invention reduce the amount of data transmitted and received for routing and is stored in each sensor node by broadcasting the information of the target node including the path to the sink node and performing routing by using the same. By reducing the size of the routing table, the path of the wireless sensor network can be effectively set up without being constrained by the transmission capacity and storage space of the sensor node.

더불어, 본 발명에 따른 무선센서 네트워크 시스템 및 그의 라우팅방법은 경로메시지의 수신횟수에 대응하여 라우팅테이블의 업데이트 방법을 변화시킴으로써 보다 동적으로 라우팅을 수행할 수 있다.In addition, the wireless sensor network system and its routing method according to the present invention can perform the routing more dynamically by changing the updating method of the routing table in response to the number of times of receiving the route message.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템에 이용되는 경로메시지의 데이터를 표시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템을 구성하는 센서노드의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법에 대한 제어절차도이다.1 is a block diagram of a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing data of a route message used in a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a sensor node constituting a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention.
4 is a control flowchart of a routing method of a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템의 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템의 개략도이다. 도 1에 도시된 무선센서 네트워크 시스템(1)은 센서필드를 구성하는 다수개의 센서노드(10)들과 각 센서노드(10)에서 센싱된 데이터를 최상위에 위치하는 싱크노드(S)의 방향으로 전송하는 선형 구조를 가지고 있다. 게이트웨이(G)는 센서노드(10)로 부터 수집된 정보를 외부의 통신망과 연결하는 기능을 한다. 본 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템(1)은 라우팅테이블 참조방식의 프로토콜을 이용하여 경로를 설정한다.1 is a schematic diagram of a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention. The wireless sensor network system 1 shown in FIG. 1 has a plurality of sensor nodes 10 constituting a sensor field and data sensed by each sensor node 10 in the direction of a sink node S located at the top. It has a linear structure to transmit. The gateway G functions to connect the information collected from the sensor node 10 with an external communication network. The wireless sensor network system 1 according to the present embodiment establishes a path using a protocol of a routing table reference method.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템(1)은 싱크노드(S)로부터 방송되는 경로메시지를 중심으로 네트워크의 경로가 설정된다. 경로메시지는 싱크노드(S)로 향하는 경로정보를 포함한다. In the wireless sensor network system 1 according to the exemplary embodiment of the present invention, a path of a network is set based on a path message broadcast from the sink node S. The route message includes route information directed to the sink node S.

도 1을 참조하여 본 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템(1)의 경로 설정 과정을 예를 들어 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이 싱크노드(S)가 상기 경로메시지를 방송하는 경우, 센서노드(10)들 중 싱크노드(S)의 전송범위 내에 있는 센서노드(B1~B3)는 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 수신된 경로메시지를 수정하여 자신의 노드와 통신 가능한 인접한 센서노드(C1~C4)들로 방송한다. 이에 의해 싱크노드(S)로부터 센서필드를 구성하는 모든 센서노드(10)들 사이의 경로가 설정된다.Referring to FIG. 1, a path setting process of the wireless sensor network system 1 according to the present embodiment will be described as an example. As shown in FIG. 1, when the sink node S broadcasts the path message, the sensor nodes B1 to B3 within the transmission range of the sink node S among the sensor nodes 10 receive the received path message. It updates its routing table based on this, modifies the received route message and broadcasts it to adjacent sensor nodes C1 to C4 that can communicate with its own node. As a result, a path between all the sensor nodes 10 constituting the sensor field from the sink node S is set.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크에 이용되는 경로메시지의 데이터 내용을 나타내는 블록도이다. 경로메시지(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 메시지 자체를 식별하기 위한 경로메시지식별자(210)와 목적노드의 정보(220)를 포함한다. 목적노드의 정보(220)는 목적노드 자체를 식별하기 위한 목적노드식별자(222), 위치정보(224), 홉 카운트(226), 잔여 에너지레벨(228)을 포함한다.2 is a block diagram showing the data content of a route message used in a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the route message 20 includes a route message identifier 210 and information 220 of the destination node for identifying the message itself. Information 220 of the destination node includes a destination node identifier 222, location information 224, hop count 226, remaining energy level 228 to identify the destination node itself.

센서노드(B1~B3)들은 도 2에 도시된 경로메시지(20)에 포함된 목적노드의 정보(220)를 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고, 이 목적노드의 정보(220)를 자신의 노드정보를 기초로 수정하여 통신 가능한 인접한 센서노드(C1~C4)들로 방송한다. 이러한 과정은 경로메시지(20)가 도 1의 맨 하위 센서노드(D1~D5)들에 도달 할 때까지 계속된다. 여기서, 센서노드(10)는 경로메시지(20) 중 목적노드의 정보(220)를 자신의 정보로 수정하여 방송할 수 있다.The sensor nodes B1 to B3 update their routing tables based on the destination node information 220 included in the route message 20 shown in FIG. 2, and update the destination node information 220. It modifies based on node information and broadcasts to adjacent sensor nodes C1 to C4 that can communicate. This process continues until the path message 20 reaches the bottommost sensor nodes D1-D5 of FIG. 1. Here, the sensor node 10 may broadcast the modified information 220 of the destination node of the route message 20 to its own information.

구체적으로, 센서노드(10)는 목적노드의 정보(220) 중 목적노드식별자(222) 및 위치정보(224)를 자신의 라우팅테이블에 등록하고, 홉 카운트(226)를 라우팅테이블의 최소 홉 노드로 설정한다.Specifically, the sensor node 10 registers the destination node identifier 222 and the location information 224 of the destination node information 220 in its routing table, and the hop count 226 is the minimum hop node of the routing table. Set to.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크를 구성하는 센서노드의 블록도이다. 본 실시예에 따른 센서노드(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 자신의 라우팅테이블(122)을 저장하는 저장부(12), 카운터(14), 타이머(16) 및 제어부(18)를 포함한다.3 is a block diagram of a sensor node constituting a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the sensor node 10 according to the present embodiment includes a storage unit 12, a counter 14, a timer 16, and a controller 18, which store their routing tables 122. It includes.

제어부(18)는 자신의 속하는 센서노드(10)가 동일한 경로메시지(20)를 수신한 경우 이 동일한 경로메시지(20)의 수신횟수에 대응하여 카운터(14)의 값을 증가시킨다. 그리고 카운터(14)의 값이 사전에 정해진 최종값에 도달한 경우 수신된 경로메시지(20)를 제거하며 이를 라우팅테이블(122)의 업데이트 및 경로메시지(20)의 수정에 이용하지 않는다.When the sensor node 10 to which the sensor node 10 belongs receives the same route message 20, the controller 18 increases the value of the counter 14 in response to the number of reception of the same route message 20. When the value of the counter 14 reaches a predetermined final value, the received route message 20 is removed and not used to update the routing table 122 and to modify the route message 20.

제어부(18)는 경로메시지(20)가 최초 수신된 경우 카운터(14) 및 타이머(16)를 작동시킨다. 그리고 카운터(14)의 값이 사전에 정해진 중간값에 도달한 경우 타이머(16)를 중지시키고, 이 중지시점에서 목적노드의 정보(220) 중 홉 카운트(226) 및 잔여 에너지레벨(228)을 기초로 라우팅테이블(122)을 업데이트한다. 예를 들면, 센서노드(10)는 사전에 정해진 최종값이 4이고, 사전에 정해진 중간값이 최종값보다 1이 적은 3인 경우 위의 업데이트 동작을 수행한다. 반면, 센서노드(10)는 경로메시지(20)가 4번 이상 수신되거나, 타이머(16)의 만료 이후 경로메시지(20)가 수신된 경우 이 때 수신된 경로메시지(20)는 이용하지 않는다. The control unit 18 operates the counter 14 and the timer 16 when the route message 20 is first received. When the value of the counter 14 reaches a predetermined intermediate value, the timer 16 is stopped, and at this time, the hop count 226 and the remaining energy level 228 of the information node 220 of the target node are stopped. The routing table 122 is updated on the basis. For example, the sensor node 10 performs the above update operation when the predetermined final value is 4 and the predetermined intermediate value is 3, which is 1 less than the final value. On the other hand, the sensor node 10 does not use the received route message 20 when the route message 20 is received four or more times or when the route message 20 is received after the expiration of the timer 16.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크 시스템(1)은 싱크노드(S)로 향하는 경로만을 포함한 경로메시지(20)를 이용함으로써 라우팅을 위해 송수신되는 데이터의 양이 적고, 각 센서노드(10)에 관리하는 라우팅테이블(122)의 크기도 최소화함으로써 센서노드(10)의 전송용량 및 저장공간의 제약을 덜 받으면서도 무선센서 네트워크의 경로설정이 가능하다.As described above, the wireless sensor network system 1 according to an embodiment of the present invention has a small amount of data transmitted and received for routing by using the route message 20 including only a route to the sink node S, and each sensor node. By minimizing the size of the routing table 122 managed in (10), it is possible to route the wireless sensor network while being less restricted by the transmission capacity and storage space of the sensor node 10.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크의 라우팅방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크의 라우팅방법에 대한 제어절차도이다.Hereinafter, a routing method of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a control flowchart illustrating a routing method of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.

먼저 싱크노드(S)가 도 2에 도시된 데이터가 포함된 경로메시지(20)를 방송한다(S410). 무선센서 네트워크 시스템(1)을 구성하는 센서노드(10)들 중 싱크노드(S)의 전송범위 내에 있는 센서노드(10)가 경로메시지(20)를 수신한 경우, 경로메시지(20)에 포함된 경로메시지식별자(210)를 분석한다(S420).First, the sink node S broadcasts a path message 20 including the data shown in FIG. 2 (S410). If the sensor node 10 within the transmission range of the sink node S among the sensor nodes 10 constituting the wireless sensor network system 1 receives the route message 20, it is included in the route message 20. The route message identifier 210 is analyzed (S420).

센서노드(10)는 S420단계의 분석결과인 경로메시지식별자(210)를 이용하여 수신된 경로메시지(20)가 최초로 수신된 경우 카운터(14) 및 타이머(16)를 작동시키고(S430), 동일한 경로메시지(20)가 수신된 경우 카운터(14)의 값을 증가시킨다(S440). 그리고 센서노드(10)는 카운터(14)의 값이 최종값에 도달하는 지 판단하고(S450), 최종값에 도달한 경우 센서노드(10)는 수신된 경로메시지(20)를 제거하며, 기존의 라우팅테이블(122)을 이용하여 경로를 설정한다(S455).The sensor node 10 operates the counter 14 and the timer 16 when the received route message 20 is first received using the route message identifier 210 which is an analysis result of operation S420 (S430). When the path message 20 is received, the value of the counter 14 is increased (S440). The sensor node 10 determines whether the value of the counter 14 reaches the final value (S450). When the sensor node 10 reaches the final value, the sensor node 10 removes the received route message 20. The route is set using the routing table 122 (S455).

S450단계의 판단결과 카운터(14)의 값이 최종값에 도달하지 못한 경우, 카운터(14)의 값이 중간값에 도달하는 지 판단하고(S460), 중간값에 도달한 경우 센서노드(10)는 타이머(16)를 중지시키고 이 중지 시점에서 목적노드의 정보(220) 중 홉 카운트(226) 및 잔여 에너지레벨(228)을 기초로 자신의 라우팅테이블(122을 업데이트한다(S465).As a result of the determination in step S450, when the value of the counter 14 does not reach the final value, it is determined whether the value of the counter 14 reaches the median value (S460), and when the median value is reached, the sensor node 10. The timer 16 stops the timer 16 and updates its routing table 122 based on the hop count 226 and the remaining energy level 228 of the destination node information 220 at this stop time (S465).

S460단계의 판단결과 카운터(14)의 값이 중간값에 도달하지 못하는 경우 센서노드(10)는 목적노드의 정보(220)를 기초로 자신의 라우팅테이블(122)을 업데이트하고,경로메시지(20)를 수정하여 인접한 센서노드(10)로 방송한다(S470). As a result of the determination in step S460, when the value of the counter 14 does not reach the intermediate value, the sensor node 10 updates its routing table 122 based on the information node 220 of the destination node, and the route message 20. ) To broadcast to the adjacent sensor node 10 (S470).

또한, S470단계의 수행 중 센서노드(10)들 중 인접한 센서노드(10)에 의해 방송된 경로메시지(20)를 수신한 센서노드(10)가 수정된 경로메시지(20)를 토대로 자신의 라우팅테이블(122)을 업데이트하고 경로메시지(20)를 다시 수정하여 인접한 센서노드(10)들로 방송한다. 이러한 경로메시지(20)의 방송이 주기적으로 이루어지면서 싱크노드(S)와 다수개의 센서노드(10)들과의 경로가 설정된다. 여기서 경로메시지(20)의 방송 주기는 24시간을 기준으로 이루어질 수 있다.In addition, the sensor node 10 that receives the route message 20 broadcast by the adjacent sensor node 10 among the sensor nodes 10 during the operation of S470 is based on the modified route message 20. The table 122 is updated and the route message 20 is modified again to broadcast to the adjacent sensor nodes 10. As the broadcast of the path message 20 is performed periodically, the path between the sync node S and the plurality of sensor nodes 10 is set. Here, the broadcast period of the route message 20 may be made based on 24 hours.

1: 무선센서 네트워크 시스템 10: 센서노드
12: 저장부 14: 카운터
16: 타이머 18: 제어부
20: 경로메시지 22: 라우팅테이블
210: 경로메시지식별자 220: 목적노드의 정보
222: 목적노드식별자 224: 위치정보
226: 홉 카운트 228: 잔여 에너지레벨1: Wireless sensor network system 10: Sensor node
12: storage 14: counter
16: timer 18: control unit
20: route message 22: routing table
210: Path message identifier 220: Information of the destination node
222: destination node identifier 224: location information
226: hop count 228: remaining energy level

Claims (10)

라우팅테이블 참조방식의 프로토콜을 이용하는 무선센서 네트워크 시스템에 있어서,
자신의 노드로 향하는 경로정보와 발신노드의 정보를 포함하는 경로메시지를 방송하는 싱크노드; 및
상기 싱크노드로부터 방송된 경로메시지를 수신하고 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 수정하여 방송하는 다수개의 센서노드들을 포함하고,
상기 센서노드들 중 인접한 센서노드에 의해 방송된 경로메시지를 수신한 센서노드는 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 다시 수정하여 인접한 센서노드들로 방송함으로써 상기 다수개의 센서노드들과의 경로를 설정하고, 상기 발신노드의 정보를 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고, 상기 발신노드의 정보를 자신의 노드정보를 기초로 수정하여 통신 가능한 인접한 센서노드로 방송하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템.In the wireless sensor network system using a protocol of the routing table reference method,
A sink node broadcasting a route message including route information directed to its own node and information of the originating node; And
It includes a plurality of sensor nodes for receiving the route message broadcasted from the sink node, updating its routing table based on the received route message, and modify and broadcast the received route message,
The sensor node receiving the route message broadcasted by the adjacent sensor node among the sensor nodes updates its routing table based on the received route message and modifies the received route message again to broadcast to the adjacent sensor nodes. Set a path with the plurality of sensor nodes, update its routing table based on the information of the originating node, and modify the information of the originating node based on its own node information to communicate with adjacent sensor nodes. Wireless sensor network system, characterized in that for broadcasting. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 발신노드의 정보는 자신의 노드에 대한 발신노드식별자 및 위치정보와, 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트를 포함하고,
상기 센서노드는 상기 발신노드식별자 및 위치정보를 자신의 라우팅테이블에 등록하고 상기 홉 카운트를 상기 라우팅테이블의 최소 홉 노드로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템.The method of claim 1,
The information of the originating node includes the originating node identifier and location information of its own node, and the hop count from its own node to the sink node,
And the sensor node registers the originating node identifier and the location information in its routing table and sets the hop count to the minimum hop node of the routing table. 제1항에 있어서,
상기 경로메시지는 자신을 식별하기 위한 경로메시지식별자를 포함하고, 발신노드의 정보는 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트 및 자신의 잔여 에너지레벨을 포함하고,
상기 센서노드는 카운터 및 타이머를 더 구비하고, 상기 경로메시지식별자를 통하여, 상기 수신된 경로메시지가 최초로 수신된 경우 상기 카운터 및 타이머를 작동시키고, 동일한 경로메시지가 수신된 갯수에 대응하여 카운터의 값을 증가시키고 상기 카운터의 값이 사전에 정해진 중간값에 도달한 경우 상기 타이머를 중지시키고, 이 중지 시점에서 상기 발신노드의 정보 중 홉 카운트 및 잔여 에너지레벨을 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템.The method of claim 1,
The route message includes a route message identifier for identifying itself, the information of the originating node includes a hop count from its node to the sink node and its residual energy level,
The sensor node further includes a counter and a timer, and when the received route message is first received through the route message identifier, the sensor node operates the counter and the timer, and the value of the counter corresponding to the number of identical route messages received. To stop the timer when the value of the counter reaches a predetermined intermediate value, and update its routing table based on the hop count and the remaining energy level among the information of the originating node. Wireless sensor network system characterized in that. 제4항에 있어서,
상기 카운터의 값이 사전에 정해진 최종값에 도달한 경우 상기 경로메시지를 제거하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템.5. The method of claim 4,
And removing the route message when the value of the counter reaches a predetermined final value. 선형 연결된 다수개의 센서노드와 상기 센서노드들 중 최상위 센서노드와 연결되는 싱크노드를 구비하며, 라우팅테이블 참조방식에 의해 경로가 설정되는 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법에 있어서,
(a) 상기 싱크노드가 자신의 경로정보와 발신노드의 정보를 포함하는 경로메시지를 방송하는 단계;
(b) 상기 센서노드들 중 상기 싱크노드의 전송범위내에 있는 센서노드가 상기 싱크노드로부터 방송된 경로메시지를 수신한 경우 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고, 이 수신된 경로메시지를 수정하여 인접한 센서노드들로 방송하는 단계; 및
(c) 상기 센서노드들 중 상기 인접한 센서노드에 의해 수정되어 방송된 수정된 경로메시지를 수신한 센서노드가 이 수신된 경로메시지를 토대로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고 이 수신된 경로메시지를 다시 수정하여 인접한 센서노드들로 방송하는 단계;를 포함하고,
상기 (b)단계 및 (c)단계를 주기적으로 수행하여 상기 다수개의 센서노드들과의 경로를 설정하고, 상기 (b)단계 및 (c)단계는 상기 센서노드가 상기 발신노드의 정보를 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하고, 상기 발신노드의 정보를 자신의 노드정보를 기초로 수정하여 통신 가능한 인접한 센서노드로 방송하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법.A routing method of a wireless sensor network system having a plurality of linearly connected sensor nodes and a sink node connected to a top sensor node among the sensor nodes, and routed by a routing table reference method,
(a) broadcasting, by the sink node, a route message including route information and information of the originating node;
(b) If one of the sensor nodes within the transmission range of the sink node receives a route message broadcast from the sink node, it updates its routing table based on the received route message, and receives the received route message. Modifying the message to broadcast to adjacent sensor nodes; And
(c) The sensor node receiving the modified route message modified and broadcasted by the adjacent sensor node among the sensor nodes updates its routing table based on the received route message and modifies the received route message again. And broadcasting to adjacent sensor nodes.
Steps (b) and (c) are periodically performed to establish paths with the plurality of sensor nodes, and in steps (b) and (c), the sensor node is based on information of the originating node. The routing method of the wireless sensor network system, characterized in that for updating its own routing table, and to broadcast the information of the originating node to a neighboring sensor node that can communicate by modifying the information of the originating node. 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 발신노드의 정보는 자신의 노드에 대한 식별자, 위치정보 및 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트를 포함하고,
상기 (b)단계 및 (c)단계는, 상기 센서노드가 상기 발신노드식별자 및 위치정보를 상기 라우팅테이블에 등록하고 상기 센서노드가 상기 발신노드의 정보 중 홉 카운트를 상기 라우팅테이블의 최소 홉 노드로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법.The method according to claim 6,
The information of the originating node includes an identifier for its own node, location information, and hop count from its own node to the sink node,
In steps (b) and (c), the sensor node registers the originating node identifier and the location information in the routing table, and the sensor node registers a hop count among the information of the originating node, as the minimum hop node of the routing table. Routing method of a wireless sensor network system, characterized in that set to. 제6항에 있어서,
상기 경로메시지는 자신을 식별하기 위한 경로메시지식별자를 포함하고, 발신노드의 정보는 자신의 노드로부터 싱크노드까지의 홉 카운트 및 자신의 잔여 에너지레벨을 포함하고,
상기 (b)단계 및 (c)단계는, 상기 센서노드가 카운터 및 타이머를 더 구비하고, 상기 경로메시지식별자를 통하여, 상기 수신된 경로메시지가 최초로 수신된 경우 상기 카운터 및 타이머를 작동시키고, 동일한 경로메시지가 수신된 갯수에 대응하여 카운터의 값을 증가시키고 상기 카운터의 값이 사전에 정해진 중간값에 도달한 경우 상기 타이머를 중지시키고, 이 중지 시점에서 상기 발신노드의 정보 중 홉 카운트 및 잔여 에너지레벨을 기초로 자신의 라우팅테이블을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법.The method according to claim 6,
The route message includes a route message identifier for identifying itself, the information of the originating node includes a hop count from its node to the sink node and its residual energy level,
In step (b) and step (c), the sensor node further includes a counter and a timer, and operates the counter and the timer when the received route message is first received through the route message identifier. In response to the number of path messages received, the value of the counter is increased and the timer is stopped when the value of the counter reaches a predetermined intermediate value. At this time, the hop count and the remaining energy of the information of the originating node are stopped. The routing method of the wireless sensor network system, characterized in that for updating its routing table based on the level. 제9항에 있어서,
상기 (b)단계 및 (c)단계는, 상기 카운터의 값이 사전에 정해진 최종값에 도달한 경우 상기 경로메시지를 제거하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템의 라우팅방법.10. The method of claim 9,
Step (b) and step (c), the routing method of the wireless sensor network system, characterized in that to remove the route message when the value of the counter reaches a predetermined final value.
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