KR101266042B1 - 무선 센서 네트워크 구축을 위한 복수의 센서노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치 - Google Patents

무선 센서 네트워크 구축을 위한 복수의 센서노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 센서 노드 살포장치는, 압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 갖는 하우징, 상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되고 지면에 배치되어 무선 센서 네트워크를 구성하기 위한 센서 노드가 결합되는 복수의 발사관, 상기 각각의 발사관에 결합되는 상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키기 위한 인플레이터를 포함함으로써, 지면으로부터 일정 높이에서 복수의 센서 노드를 사방으로 일괄적으로 살포할 수 있다.

Description

무선 센서 네트워크 구축을 위한 복수의 센서노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치{Apparatus for spreading out sensor node and apparatus for building wireless sensor network having the same}
본 발명은 무선 센서 네트워크 구축장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 센서 네트워크를 구성하기 위해 복수의 센서 노드를 공중에서 살포시 지면으로부터 일정 높이에서 복수의 센서 노드를 사방으로 일괄적으로 살포함으로써 센서 노드들을 지면의 일정 범위 내에 균등하게 배치할 수 있는 센서 노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치에 관한 것이다.
무선 센서 네트워크(wireless sensor network)는 RFID 와 더불어 최근 부상하는 유비쿼터스 네트워크의 핵심 기술로, 일정 지역에 배치된 다수의 센서 노드가 특정 물리적, 화학적 현상에 대한 정보를 수집하여 무선 통신을 이용해 수집한 정보를 전달하는 무선 정보수집 시스템이다. 이러한 무선 센서 네트워크는 원래의 목적인 감시, 대상물의 위치 파악 및 추적과 같은 군사적 목적에서부터 생태 환경 조사, 생산 설비의 상태 파악, 위험 상황 감지 등의 사회적인 목적으로 그 적용 범위가 확대되고 있다.
무선 센서 네트워크는 센서 모듈과 네트워크 모듈을 갖는 센서 노드들로 이루어지며, 많은 수의 센서 노드가 목표 지역에 배치되어 유기적으로 동작하는 하나의 네트워크를 형성한다. 각 센서 노드는 센싱을 통한 정보의 수집, 처리 및 전송을 수행하며, 중간에 위치한 센서 노드들은 수신한 감지 신호를 재전송하는 라우터(router)로서의 역할을 겸한다.
센서 노드는 무선 센서 네트워크를 구성하는 가장 기본적인 요소로, 기존 RFID 기술에 비하여 가장 큰 장점은 센서 노드로부터 주위 환경을 모니터링하면서 최적의 네트워크를 구성 및 기존의 유무선 통신 기술을 이용하여 사용자가 원하는 네트워크의 구성이 가능하다는 것이다.
무선 센서 네트워크를 실제 구축함에 있어서, 기술적인 요소뿐만이 아니라 경제적인 요소 또한 고려되어야 한다. 센서의 가격은 기술이 발전함에 따라 점차 낮아지고 있는 추세이지만, 단순히 가격을 낮추는 것에 그치지 않고 센서 노드들을 효율적으로 배치하여 보다 적은 수의 센서 노드로 정보를 얻고자 하는 대상 지역을 최대한 커버하는 것이 필요하다.
적은 수의 센서 노드를 사용하기 위해서는 센서 노드의 감지 범위 및 통신 범위에 따라 직접 센서 노드들을 배치하는 것이 효과적이지만, 대부분의 무선 센서 네트워크 응용 분야는 광범위한 지역에 대량의 센서 노드를 배치할 필요가 있으므로, 센서 노드를 무작위로 살포하는 것을 전제로 하여 효율적인 배치와 관련된 다양한 연구가 진행되어야 한다.
위험 지역 등 인력이 투입되기 어려운 경우에, 센서 노드들은 항공기, 기구 등을 통해 신속하게 살포되어야 한다. 항공기나 기구 등을 이용하여 센서 노드들을 공중 살포할 경우, 센서 노드들 간의 배치 간격을 일정하게 유지하는 것이 정보 수집에 유리하다.
그러나 다수의 센서 노드를 개별적으로 공중 살포하는 종래의 경우, 센서 노드의 투하 시간 간격, 기류 등 여러 가지 조건에 따라 센서 노드들 간의 배치 간격이 다양하게 바뀔 수 있으므로, 센서 노드들을 일정 간격으로 배치하는 것은 쉬운 일이 아니다.
또한, 센서 노드의 배치 지역과 센서 노드로부터 정보를 수집하는 중앙 정보 처리장치 간의 거리가 멀 경우, 센서 노드의 감지 신호를 중간에서 중계할 필요가 생길 수 있다. 일부 센서 노드를 중간에서 신호를 수신하여 중앙 정보처리장치로 재전송하는 중계기로 사용하는 방법을 고려해볼 수 있으나, 이 경우 센서 노드의 제조비용이 상승하게 되고, 센서 노드의 전력 사용량이 증가하여 센서 노드의 수명이 단축될 수 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 센서 노드를 지면으로부터 일정 높이에서 사방으로 일괄적으로 살포함으로써 센서 노드들을 지면에 일정 간격으로 배치할 수 있는 센서 노드 살포장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 센서 노드의 감지 신호를 중계할 수 있는 싱크 노드 주위에 복수의 센서 노드를 균일하게 분포시킴으로써 감지 신호를 안정적으로 수집할 수 있는 무선 센서 네트워크 구축장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 센서 노드 살포장치는, 압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 갖는 하우징, 상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되고 지면에 배치되어 무선 센서 네트워크를 구성하기 위한 센서 노드가 결합되는 복수의 발사관, 상기 각각의 발사관에 결합되는 상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 각각의 분사구에서 이들에 대응하는 상기 각각의 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되어 상기 각각의 분사로를 밀폐하되 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 파열되어 상기 각각의 분사로를 개방하는 복수의 파열판을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 각각의 분사구에서 이들에 대응하는 상기 각각의 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되고 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 추진되어 상기 각각의 센서 노드를 상기 각각의 분사관 바깥쪽으로 밀어내는 복수의 충격완화체를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 각각의 발사관에는 상기 각각의 센서 노드를 임시 고정하기 위한 센서 노드 고정부재가 구비될 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 하우징이 낙하할 때 지면으로부터 상기 하우징까지의 높이를 검출하고 상기 인플레이터에 작동 신호를 제공하는 높이감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 복수의 센서 노드와 무선 통신하기 위해 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 센서 노드 살포장치는 상기 하우징의 낙하 속도를 감속시키기 위해 상기 하우징에 결합되는 감속기구를 더 포함할 수 있다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 갖는 하우징, 상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되는 복수의 발사관, 감지 신호를 무선으로 송신하기 위한 안테나를 갖고 상기 각각의 발사관에 결합되는 복수의 센서 노드, 상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터, 상기 복수의 센서 노드와 무선 통신할 수 있도록 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크 구축장치를 개시한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 상기 각각의 발사관으로부터 발사된 후 상기 각각의 센서 노드의 몸체의 낙하 속도를 감속시키기 위한 감속기구가 결합될 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 지면에 착지 시 상기 각각의 센서 노드의 몸체를 지면과 수직인 자세로 지지하기 위한 지지대가 결합될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 센서 노드 살포장치는, 지면으로부터 일정 높이에서 복수의 센서 노드를 사방으로 일괄적으로 살포함으로써 센서 노드들을 지면의 일정 범위 내에 일정 간격으로 배치할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치는 복수의 센서 노드를 중계기 역할을 하는 싱크 노드 주위에 일정한 간격으로 배치함으로써, 해당 지역의 정보 검출을 안정적으로 수행할 수 있고, 검출 신호를 안정적으로 전송할 수 있다. 따라서, 적은 수의 센서 노드로 원활한 정보 검출이 가능하여 무선 센서 네트워크의 구축 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치는 하나의 싱크 노드와 싱크 노드 주위에 균일한 간격으로 배치되는 복수의 센서 노드가 커버할 수 있는 감시 범위를 단위 네트워크로 설정함으로써, 넓은 지역에 대한 무선 센서 네트워크의 구축이 용이하다. 즉, 전체 감시 지역을 단위 네트워크 범위로 나누어 각 감시 지역마다 무선 센서 네트워크 구축장치를 공중 투하함으로써, 넓은 감시 지역을 효과적으로 감시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드 살포장치와 센서 노드의 결합 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 센서 노드 살포장치의 발사관으로부터 센서 노드가 발사되는 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 센서 노드 살포장치로부터 센서 노드가 공중 살포되는 과정을 나타낸 것이다.
도 7은 센서 노드 살포장치로와 복수의 센서 노드가 지면에 착지하여 무선 센서 네트워크를 구축한 상태를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드 살포장치 및 이를 구비하는 무선 센서 네트워크 구축장치에 대하여 상세히 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치(100)는, 복수의 센서 노드(110)와 복수의 센서 노드(110)를 공중 살포하기 위한 센서 노드 살포장치(120)를 포함한다. 센서 노드 살포장치(120)는 복수의 센서 노드(110)가 결합된 상태로 항공기나 기구 등을 통해 공중 투하된다. 센서 노드 살포장치(120)는 지면으로 하강하면서 공중에서 복수의 센서 노드(110)를 살포한 후 지면에 착지하여 센서 노드 살포장치(120) 주위에 배치되는 복수의 센서 노드(110)와 함께 무선 센서 네트워크를 구성한다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 센서 노드(110)는 센서 노드 살포장치(120)에 결합될 상태로 공중 투하된 후, 지면으로부터 일정 높이에서 살포되어 센서 노드 살포장치(120) 주위에 배치된다.
센서 노드(110)는 착지한 해당 지역의 특정 물리적, 화학적 현상에 대한 정보를 수집하여 무선 통신을 이용해 수집한 정보를 다른 센서 노드 살포장치(120)의 싱크 노드(150)로 전송한다.
센서 노드(110)는 물리적 또는 화학적 변화를 감지하는 센서부, 제어부, 무선 통신부 및 전원부를 포함한다. 센서 노드(110)의 무선 통신을 위한 안테나(111)는 무선 통신에 유리하도록 센서 노드의 몸체(112) 끝단으로부터 돌출된다.
센서 노드의 몸체(112) 외측에는 복수의 지지돌기(113)가 마련된다. 복수의 지지돌기(113)는 센서 노드의 몸체(112)가 발사관(140)에 결합될 때 발사관(140)의 내주면에 접하여 센서 노드의 몸체(112)를 지지하며, 센서 노드의 몸체(112)와 발사관(140) 사이의 마찰을 줄여준다. 센서 노드의 몸체(112)와 발사관(140) 사이의 마찰이 작을수록 센서 노드(110)의 발사에 유리하다.
이 밖에, 센서 노드(110)는 지면에 착지 시 안테나(111)가 지면과 수직을 이루는 기립 상태를 유지할 수 있도록 센서 노드의 몸체(112)를 지지하기 위한 복수의 지지대(114)와 센서 노드의 몸체(112)의 낙하 속도를 감속시키기 위한 낙하산(115)을 포함한다.
복수의 지지대(114)는 센서 노드의 몸체(112) 일단에 센서 노드의 몸체(112)와 수직을 이루도록 배치된다. 그리고 낙하산(115)은 센서 노드의 몸체(112)의 타단에 마련된 고정돌기(116)에 고정된다. 낙하산(115)이 안테나(111)가 배치된 센서 노드의 몸체(112) 타단에 결합되는 것은, 센서 노드(110)가 하강 시 안테나(111)가 상부에 배치되고 복수의 지지대(114)가 하부를 향하는 기립 상태를 유지하는데 유리하게 작용한다.
이러한 센서 노드(110)는 중요 부품이 위치하는 부분과 센서 노드 살포장치(120)의 발사관(140) 내에 수용될 수 없는 지지대(114)가 외부에 배치되도록 발사관(140)에 결합된다. 물론, 센서 노드(110)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되는 것이 아니며, 센서 노드 살포장치(120)와 센서 노드(110)의 결합 구조도 센서 노드(110)의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 복수의 지지대(114)는 센서 노드의 몸체(112) 중간에 배치될 수 있고, 안테나(111)의 구조나 위치도 변경될 수 있다. 그리고 낙하산(115)은 다른 감속기구로 변경될 수 있다. 감속기구로는 프로펠러나 로터 등 동력 또는 무동력으로 작동하여 낙하 속도를 감속시킬 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치를 나타낸 부분 단면도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 센서 노드 살포장치(120)는 압력실(131)을 갖는 하우징(130), 하우징(130)의 외측 둘레에 배치되는 복수의 발사관(140), 하우징(130)의 외부에 결합되는 싱크 노드(150), 압력실(131) 내에 추진 압력을 발생시키기 위한 인플레이터(inflater, 160), 지면으로부터 하우징(130)까지의 높이를 검출하기 위한 높이감지센서(170)를 포함한다.
하우징(130)은 낙하 충격 및 압력실(131)에서 발생하는 추진 압력에 견딜 수 있는 압력 용기로, 복수의 발사관(140)이 결합되는 중간 몸체(132), 중간 몸체(132)의 상하부에 각각 결합되는 상부 커버(133) 및 하부 커버(134)를 포함한다. 상부 커버(133)의 외측 상면에는 싱크 노드(150)가 결합되는 고정판(135)이 구비된다. 그리고 하부 커버(134)의 외측 하면에는 지면에 착지할 때 발생하는 충격을 흡수하기 위한 복수의 완충부재(136)가 결합된다. 완충부재(136)는 탄성을 갖는 다양한 소재로 이루어질 수 있다.
완충부재(136)는 충격 흡수 기능 이외에 하우징(130)의 무게 중심을 하우징(130)의 하부에 위치하도록 한다. 하우징(130)의 무게 중심이 하부에 위치하면 하우징(130)이 지면에 착지 시 싱크 노드(150)가 상부에 배치되는 기립 상태를 유지하기 쉬워진다. 하우징(130)의 무게 중심을 하부에 위치시키기 위해 하부 커버(134)에 무게가 무거운 쉘이 복수의 완충부재(136)를 덮도록 결합될 수도 있다.
중간 몸체(132)의 둘레에는 압력실(131)과 연결되는 복수의 분사구(137)가 일정 간격으로 배치되고, 중간 몸체(132)의 외측 둘레에는 중간 몸체(132)의 외측면으로부터 돌출되는 복수의 분사관(138)이 구비된다. 복수의 분사관(138)은 복수의 분사구(137)와 일대일로 연결되고, 상부 방향으로 일정 각도 경사지게 배치된다. 각 분사관(138)에는 발사관(140)이 결합된다. 발사관(140)은 분사관(138)과 일직선으로 배치됨으로써 중간 몸체(132)의 외측면으로부터 일정 각도 경사지게 배치된다.
이렇게 분사관(138) 및 발사관(140)이 지면에 대해 상부 방향으로 경사지게 배치됨으로써, 발사관(140)으로부터 발사되는 센서 노드(110)는 공중에서 포물선을 그리며 하강하게 된다.
센서 노드(110)가 공중에서 포물선을 그리며 하강하면, 센서 노드(110)의 낙하산(115)이 펼쳐질 수 있는 충분한 시간을 확보하기 쉽고, 센서 노드(110)가 하강하는 센서 노드 살포장치(120)와 동일한 기류 조건으로 하강할 수 있어 센서 노드(110)를 센서 노드 살포장치(120)의 둘레에 균일하게 분포시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
발사관(140)은 분사구(137) 및 분사관(138)을 통해 하우징(130) 내부의 압력실(131)과 연결되고, 분사관(138)과 발사관(140)의 내부에는 압력실(131)에서 발생한 추진 가스를 분사관(138)의 외측 끝단 쪽으로 안내하기 위해 분사구(137)에서 발사관(140)까지 연장된 분사로(141)가 마련된다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 발사관(140)의 끝단에는 센서 노드(110)를 발사관(140)에 임시 고정시키기 위한 링 모양의 센서 노드 고정부재(142)가 결합된다. 센서 노드 고정부재(142)의 일측 끝단에는 복수의 후크(143)가 배치된다.
센서 노드 고정부재(142)를 통해 발사관(140)에 결합되는 센서 노드(110)는 그 중간의 가장자리가 복수의 후크(143)에 걸림으로써 발사관(140)에 임시 고정된다. 센서 노드(110)는 센서 노드 고정부재(142)에 의해 발사관(140)에 결합되어 있다가 인플레이터(160)가 작동하여 압력실(131)에 추진 압력이 발생하면 센서 노드 고정부재(142)로부터 벗어나 발사관(140)으로부터 발사된다. 센서 노드 고정부재(142)의 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 센서 노드(110)를 임시 고정할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 센서 노드 살포장치와 센서 노드의 결합 상태를 나타낸 것이다.
도 4에 도시된 것과 같이, 분사로(141)에는 분사로(141)를 밀폐하기 위한 파열판(145)과 압력실(131)에서 발생하는 추진 가스에 의해 추진되어 센서 노드(110)를 분사관(138)의 바깥쪽으로 밀어내는 충격완화체(146)가 배치된다. 파열판(145)은 분사관(138)의 내면에 마련된 파열판 고정부(139)에 고정되고, 충격완화체(146)는 파열판(145) 쪽으로 이동하지 못하도록 발사관(140)의 내면에 마련되는 걸림턱(144)에 지지된다.
파열판(145)은 분사로(141)를 막고 있다가, 압력실(131)의 압력이 일정 압력 이상으로 상승하면 파열됨으로써 분사로(141)를 개방한다. 여기에서, 일정 압력은 복수의 센서 노드(110)를 각각의 발사관(140)으로부터 일괄적이고 신속하게 튕겨낼 수 있는 압력이다.
압력실(131)의 압력이 충분히 커지기 전에 인플레이터(160)에 의해 발생한 추진 가스가 센서 노드(110) 쪽으로 전달되면 추진 가스가 센서 노드(110)를 발사관(140)에서 발사시키지 못하고 누출될 수 있고, 센서 노드(110)의 발사 거리를 충분히 확보하지 못할 수 있다.
복수의 센서 노드(110)는 모두 동일한 발사 거리를 확보해야 하며, 이를 위해서는 인플레이터(160)의 작동 시 각각의 센서 노드(110)에 동일한 압력이 일괄적으로 전달되어야 한다. 이러한 역할을 각각의 분사로(141)에 배치되는 파열판(145)이 하게 된다.
도 4에 도시된 것과 같이, 충격완화체(146)는 분사로(141) 내의 파열판(145)과 센서 노드(110) 사이에 배치된다. 충격완화체(146)는 압력실(131)에서 발생하는 추진 압력이 센서 노드(110)를 직접 타격하지 못하고 간접적으로 센서 노드(110)에 전달되도록 하여 센서 노드(110)에 가해지는 충격을 줄여준다.
즉, 충격완화체(146)는 파열판(145)의 파열 시 인플레이터(160)에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 추진되어 센서 노드(110)를 분사관(138) 바깥쪽으로 밀어낸다.
충격완화체(146)는 센서 노드(110)의 끝단이 결합될 수 있도록 일단이 개방되고 그 내부에 수용공간(148)이 마련된 몸체(147)와 파열판(145)을 향하도록 몸체(147)의 타단에 결합되는 보강판(149)을 포함한다.
충격완화체(146)와 센서 노드(110)가 결합될 때, 센서 노드(110)의 낙하산(115) 및 안테나(111)는 충격완화체(146)의 수용공간(148)에 수용된다. 몸체(147)는 ABS 등의 수지 또는 그 이외에 충격을 흡수할 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있고, 보강판(149)은 알루미늄 등 몸체(147)보다 강도가 크고 충격을 흡수할 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있다.
충격완화체(146)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 센서 노드(110)에 가해지는 충격을 완충함과 동시에 센서 노드(110)를 발사관(140) 바깥쪽으로 밀어낼 수 있는 다양한 구조로 변경될 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 인플레이터(160)는 압력실(131)의 내부에 설치되며, 압력실(131)에 복수의 발사관(140)에 결합된 각각의 센서 노드(110)를 발사시킬 수 있는 추진 압력을 발생시킨다. 인플레이터(160)로는 압력실(131)에 신속하게 추진 압력을 발생시킬 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다. 예컨대, 인플레이터(160)로는 자동차의 에어백 모듈에 사용되는 것처럼, 전기 신호에 의해 점화장치가 작동하여 화학 추진체가 폭발함으로써 추진 가스를 발생할 수 있는 장치가 사용될 수 있다.
인플레이터(160)는 높이감지센서(170)로부터 작동 신호를 제공받아 작동한다. 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 높이감지센서(170)는 하우징(130)의 외부에 설치되어 하우징(130)이 하강할 때 지면으로부터 하우징(130)의 높이를 검출하고, 하우징(130)의 높이가 일정 높이가 되면 인플레이터(160)에 작동 신호를 제공하여 인플레이터(160)가 작동하도록 한다.
센서 노드 살포장치(120)가 공중 투하된 후, 하우징(130)의 높이가 너무 높은 상태에서 인플레이터(160)가 작동하면 센서 노드들(110)을 하우징(130)에 결합된 싱크 노드(150) 주위에 균일하게 배치하기 어려워진다.
반면, 하우징(130)의 높이가 너무 낮은 상태에서 인플레이터(160)가 작동하면 각 센서 노드(110)의 낙하산(115)이 펴칠 충분한 시간을 확보하기 어렵게 되고, 센서 노드들(110)이 지면으로부터 솟아있는 여러 가지 물체에 의해 비행에 방해를 받을 수 있다.
이러한 문제 때문에, 높이감지센서(170)는 하우징(130)의 높이를 검출하여 하우징(130)의 높이가 일정 높이(예컨대, 십수 미터)에 도달할 때 인플레이터(160)가 작동할 수 있도록 인플레이터(160)에 작동 신호를 제공한다. 높이감지센서(170)로는 레이저 센서나 고도계 센서 등 하우징(130)의 지면으로부터의 높이를 검출할 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.
이 밖에, 센서 노드 살포장치(120)는 하우징(130)의 낙하 속도를 감속시키기 위한 낙하산(180; 도 6 참조)을 더 포함한다. 낙하산(180)은 센서 노드 살포장치(120)가 공중 투하될 때 펴짐으로써, 하우징(130)의 낙하 속도를 감속시키고, 하우징(130)이 한쪽으로 기울어지지 않고 기립된 상태를 유지하도록 한다. 낙하산(180)은 다른 감속기구로 변경될 수 있다. 다른 감속기구로는 프로펠러나 로터 등 동력 또는 무동력으로 작동하여 하우징(130)의 낙하 속도를 감속시킬 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치의 작용에 대하여 설명한다.
도 5는 센서 노드 살포장치의 발사관으로부터 센서 노드가 발사되는 상태를 나타낸 것이고, 도 6은 센서 노드 살포장치로부터 센서 노드가 공중 살포되는 과정을 나타낸 것이며, 도 7은 센서 노드 살포장치로와 복수의 센서 노드가 지면에 착지하여 무선 센서 네트워크를 구축한 상태를 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 것과 같이, 무선 센서 네트워크 구축장치(100)는 항공기나 기구 등을 통해 공중 투하되며, 하우징(130)에 결합된 낙하산(180)이 펼쳐진 상태로 하우징(130)이 기립 상태를 유지하면서 하강한다. 하우징(130)이 낙하산(180)에 의해 감속 낙하하는 동안 높이감지센서(170)는 하우징(130)의 높이를 검출하며, 하우징(130)의 높이가 일정 높이에 도달하면 인플레이터(160)에 작동 신호를 제공하여 인플레이터(160)를 작동시킨다.
인플레이터(160)의 작동으로 압력실(131)에 추진 압력이 발생하면, 압력실(131) 둘레에 배치된 복수의 파열판(145)이 동시에 파열되면서 추진 압력이 복수의 분사관(138)으로 전달된다.
도 5에 도시된 것과 같이, 추진 압력은 분사로(141)를 통해 충격완화체(146)에 전달된다. 이때, 충격완화체(146)는 추진 압력에 의해 추진되어 센서 노드(110)를 발사관(140) 바깥쪽으로 가압한다. 압력실(131)의 추진 압력이 충격완화체(146)에 전달될 때, 충격완화체(146)의 보강판(149) 및 몸체(147)의 바닥면이 변형되면서 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.
충격완화체(146)로부터 압력실(131)의 추진 압력을 간접적으로 전달받은 센서 노드(110)는 센서 노드 고정부재(142)로부터 벗어나 충격완화체(146)와 함께 발사관(140)으로부터 튕겨져 나온다.
이후, 도 6에 도시된 것과 같이, 센서 노드(110)는 충격완화체(146)로부터 벗어나 낙하산(115)이 펼쳐지면서 안테나(111)가 상부를 향하는 기립 상태로 하강한다. 도면에는 하나의 센서 노드(110)가 발사된 것으로 나타냈으나, 복수의 센서 노드(110)가 동시에 공중 발사된다.
도 7에 도시된 것과 같이, 모든 센서 노드(110)가 발사된 후, 센서 노드 살포장치(120)의 하우징(130)은 싱크 노드(150)가 상부를 향하는 기립 상태를 유지하면서 지면에 착지된다. 지면에 착지할 때 하우징(130) 하부의 완충부재(136)가 충격을 흡수하여 싱크 노드(150) 등 중요 부품의 파손을 방지한다.
그리고 복수의 센서 노드(110)는 지면에 착지하여 센서 노드 살포장치(120)의 둘레에 배치된다.
센서 노드(110)가 지면에 착지할 때 각 센서 노드(110)의 지지대(114)가 센서 노드의 몸체(112)를 지지함으로써 센서 노드(110)는 그 안테나(111)가 상부를 향하는 기립 상태를 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 무선 센서 네트워크 구축장치(100)는 복수의 센서 노드(110)를 중계기 역할을 하는 싱크 노드(150) 주위에 일정한 간격으로 배치함으로써, 해당 지역의 정보 검출을 안정적으로 수행할 수 있고, 검출 신호를 안정적으로 전송할 수 있다.
따라서, 적은 수의 센서 노드(110)로 충분한 정보 검출이 가능하여 무선 센서 네트워크의 구축 비용을 줄일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상술한 각 구성요소의 구체적인 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 싱크 노드(150)의 설치 위치가 하우징(130)의 상부 끝단으로 한정될 필요는 없고, 높이감지센서(170)의 위치도 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 하우징(130)의 구체적인 구조도 다양하게 변경될 수 있다. 하우징(130)은 상부 커버(133), 하부 커버(134), 중간 몸체(132)가 분리형으로 이루어지지 않고, 일체형으로 이루어질 수도 있다. 그리고 분사관(138)과 발사관(140)도 일체형으로 이루어질 수 있고, 발사관(140)과 센서 노드 고정부재(142)도 일체형으로 이루어질 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100 : 무선 센서 네트워크 구축장치 110 : 센서 노드
111 : 안테나 114 : 지지대
115, 180 : 낙하산 120 : 센서 노드 살포장치
130 : 하우징 131 : 압력실
132 : 중간 몸체 133 : 상부 커버
134 : 하부 커버 135 : 고정판
136 : 완충부재 137 : 분사구
138 : 분사관 139 : 파열판 고정부
140 : 발사관 142 : 센서 노드 고정부재
143 : 후크 144 : 걸림턱
145 : 파열판 146 : 충격완화체
149 : 보강판 150 : 싱크 노드
160 : 인플레이터 170 : 높이감지센서

Claims (11)

  1. 압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 포함하는 하우징;
    상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되고, 지면에 배치되어 무선 센서 네트워크를 구성하기 위한 센서 노드가 결합되는 복수의 발사관;
    상기 발사관들에 결합되는 상기 센서 노드들을 상기 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터;
    상기 분사구들에서 이들에 대응하는 상기 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되어 상기 분사로를 밀폐하되, 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 파열되어 상기 분사로를 개방하는 파열판; 및
    상기 분사로들에 각각 배치되고, 상기 파열판이 파열될 때, 상기 센서 노드를 분사관 바깥쪽으로 밀어내도록 상기 센서 노드와 상기 파열판 사이에 배치되며, 상기 센서 노드와 상기 파열판 사이의 바닥면이 변형가능하게 형성되는 충격완화체를 포함하고,
    상기 충격완화체는,
    상기 파열판 쪽으로 이동하지 못하도록 상기 발사관의 내면에 마련되는 걸림턱에 지지되며,
    상기 센서 노드들이 발사될 때, 상기 센서 노드로부터 분리되도록 상기 센서 노드에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 발사관에는 상기 각각의 센서 노드를 임시 고정하기 위한 센서 노드 고정부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징이 낙하할 때 지면으로부터 상기 하우징까지의 높이를 검출하고, 상기 인플레이터에 작동 신호를 제공하는 높이감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 노드와 무선 통신하기 위해 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 낙하 속도를 감속시키기 위해 상기 하우징에 결합되는 감속기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 발사관은 상기 하우징의 외면에 지면에 대해 상부 방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 센서 노드 살포장치.
  9. 압력실 및 상기 압력실과 연결되는 복수의 분사구를 구비하는 하우징;
    상기 각각의 분사구와 연결되도록 상기 하우징에 결합되는 복수의 발사관;
    감지된 신호를 무선으로 송신하기 위한 안테나를 구비하고, 상기 각각의 발사관에 결합되는 복수의 센서 노드;
    상기 복수의 센서 노드를 상기 각각의 발사관으로부터 발사시키기 위한 추진 압력을 상기 압력실 내에 발생시키도록 형성되는 인플레이터;
    상기 복수의 센서 노드와 무선 통신할 수 있도록 상기 하우징에 결합되는 싱크 노드;
    상기 분사구들에서 이들에 대응하는 상기 발사관 내부로 연장된 복수의 분사로에 각각 배치되어 상기 분사로를 밀폐하되, 상기 인플레이터의 작동 시 상기 인플레이터에 의해 발생되는 추진 압력에 의해 파열되어 상기 분사로를 개방하는 파열판; 및
    상기 분사로들에 각각 배치되고, 상기 파열판이 파열될 때, 상기 센서 노드를 분사관 바깥쪽으로 밀어내도록 상기 센서 노드와 상기 파열판 사이에 배치되며, 상기 센서 노드와 상기 파열판 사이의 바닥면이 변형가능하게 형성되는 충격완화체를 포함하고,
    상기 충격완화체는
    상기 파열판 쪽으로 이동하지 못하도록 상기 발사관의 내면에 마련되는 걸림턱에 지지되며,
    상기 센서 노드들이 발사될 때, 상기 센서노드로부터 분리되도록 상기 센서노드에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 구축장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 상기 각각의 발사관으로부터 발사된 후 상기 각각의 센서 노드의 몸체의 낙하 속도를 감속시키기 위한 감속기구가 결합되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 구축장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 각각의 센서 노드의 몸체에는 지면에 착지 시 상기 각각의 센서 노드의 몸체를 지면과 수직인 자세로 지지하기 위한 지지대가 결합되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 구축장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102117602B1 (ko) * 2019-09-26 2020-06-01 한국가스안전공사 가스 클라우드 영역 측정장치 및 이를 이용하는 가스 클라우드 영역 측정방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022092395A1 (ko) * 2020-10-30 2022-05-05 한국전자기술연구원 드론에서 투하하는 음향센서 디바이스
KR102598916B1 (ko) * 2021-10-29 2023-11-06 (주)에어포인트 IoT단말, 드론, 게이트웨이를 포함하는 탐지시스템에서 수행되는 음향데이터 기반 구조요청자 탐지방법
CN114302593B (zh) * 2021-12-29 2023-10-03 广州市久元自动化设备有限公司 一种基于资源均衡策略的工业无线传感器网络装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002166817A (ja) * 1999-10-01 2002-06-11 Daicel Chem Ind Ltd ハイブリッドインフレータ
KR101207943B1 (ko) 2011-09-05 2012-12-05 주식회사 현대제이콤 점탄성 지지체를 구비하는 공중 투하용 센서 노드 유닛

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002166817A (ja) * 1999-10-01 2002-06-11 Daicel Chem Ind Ltd ハイブリッドインフレータ
KR101207943B1 (ko) 2011-09-05 2012-12-05 주식회사 현대제이콤 점탄성 지지체를 구비하는 공중 투하용 센서 노드 유닛

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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논문(2011.04)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102117602B1 (ko) * 2019-09-26 2020-06-01 한국가스안전공사 가스 클라우드 영역 측정장치 및 이를 이용하는 가스 클라우드 영역 측정방법

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