KR101389070B1 - Appratous for recogniging the self-position displacement of a node in the ubiquitous sensor network, and getting method for location information using of this - Google Patents

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Abstract

본 발명은 앵커노드를 중심으로 다수의 센서노드로 구성된 센서네트워크에서 상기 센서노드에 장착되는 것으로, 상기 센서노드의 위치 변위를 자체적으로 감지할 수 있는 적어도 하나의 센서로 구성된 변위 센서부; 상기 변위 센서부의 감지신호를 통해 상기 센서노드가 이동상태인지 고정상태인지를 판단하여 상태정보를 획득하고, 이동상태가 종료되면 새로운 위치정보를 측정하도록 명령하는 분석제어부; 상기 센서노드에 인접한 적어도 하나의 인접 센서노드와 통신하여 상기 센서노드의 위치정보를 측정하는 위치측정부; 및 상기 위치정보를 누적 기록하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치 및 이를 이용한 위치정보 획득방법에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명을 제공하면, 각각의 센서노드가 스스로 고정노드 또는 이동 노드로 작용할 수 있어서 관리자가 간단하고 편리하게 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 각 노드의 3차원 정보를 수집하고 사용할 수 있어서 보다 입체적으로 센서 네트워크를 관리하거나 제어할 수 있는 수단을 제공함으로써 센서네트워크 상황인식 정보의 입체적 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
The present invention is mounted on the sensor node in the sensor network consisting of a plurality of sensor nodes around the anchor node, the displacement sensor unit consisting of at least one sensor that can detect the position displacement of the sensor node itself; An analysis control unit for determining whether the sensor node is in a moving state or a fixed state through the detection signal of the displacement sensor unit, obtaining state information, and instructing to measure new position information when the moving state is terminated; A position measuring unit communicating with at least one adjacent sensor node adjacent to the sensor node to measure position information of the sensor node; And a storage unit for accumulating and recording the position information. The present invention relates to a magnetic position displacement recognition apparatus of a USN node and a method of obtaining position information using the same.
According to the present invention, each sensor node can act as a fixed node or a mobile node by itself, and thus there is an advantage that the administrator can use it simply and conveniently. In addition, it is possible to collect and use three-dimensional information of each node to provide a means to manage or control the sensor network more three-dimensionally to improve the three-dimensional reliability of the sensor network situation awareness information.

Description

유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치 및 이를 이용한 노드의 위치정보 획득방법{APPRATOUS FOR RECOGNIGING THE SELF-POSITION DISPLACEMENT OF A NODE IN THE UBIQUITOUS SENSOR NETWORK, AND GETTING METHOD FOR LOCATION INFORMATION USING OF THIS}Apparatus for recognizing position displacement of a node and obtaining position information of a node using the same

본 발명은 센서네트워크에서 자기노드의 위치 변화를 인식하는 장치 및 이를 이용한 노드 정보위치 획득방법에 관한 것으로서, 상세하게는 위치 변화가 발생한 노드 자신이 독립적으로 변위를 인식하고 자기노드의 위치정보를 갱신하고 또한 당해 노드의 3차원 공간적 위치 좌표정보를 인식할 수 있는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치 및 이를 이용한 노드의 위치정보 획득방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for recognizing a change in position of a magnetic node in a sensor network and a method for acquiring a node information position using the same. In detail, a node that has a position change independently recognizes a displacement and updates its position information. In addition, the present invention relates to a magnetic position displacement recognition apparatus of a USN node capable of recognizing three-dimensional spatial position coordinate information of the node, and a method of obtaining position information of the node using the same.

유에스엔(Ubiquitous Sensor Network) 또는 무선센서네트워크(Wireless Sensor Network)를 이용한 다양한 서비스는 센서노드의 위치 정보를 기반으로 제공하는 것이 일반적이다. 특히, 센서네트워크를 위해 제안된 많은 응용 프로그램들과 프로토콜들은 센서노드의 위치 정보를 기반으로 동작한다. 따라서 센서네트워크는 각 노드로부터 수집되는 다양한 감지 정보들을 노드의 위치 정보에 기초하여 상황인식정보 등으로 변환하기 때문에, 정확한 상황인식 정보 획득을 위하여 센서노드의 정확한 위치 정보를 반드시 필요로 한다. Various services using Ubiquitous Sensor Network or Wireless Sensor Network are generally provided based on the location information of the sensor node. In particular, many application programs and protocols proposed for sensor networks operate based on sensor node location information. Therefore, the sensor network converts various pieces of sensing information collected from each node into situation recognition information based on the node location information, so that accurate position information of the sensor node is necessary to obtain accurate situation recognition information.

센서노드의 위치를 측정하기 위한 대표적인 수단으로는 위치 정보를 알고 있는 소수의 앵커노드들을 이용하는 기법들이 알려져 있으며, 앵커노드는 고정된 위치에 설치되고 운용되는 노드(이하에서는 '고정노드'로 부른다.)인 것이 일반적이다. 또한 앵커노드 이외에 임의의 센서노드를 고정노드로 구성하고, 당해 센서노드는 센서를 통한 감지신호 처리 이외에 앵커노드의 위치인식 역할을 함께 수행하도록 설계할 수 있다. As a representative means for measuring the position of a sensor node, techniques using a few anchor nodes that know position information are known, and anchor nodes are referred to as nodes that are installed and operated at fixed positions (hereinafter referred to as 'fixed nodes'). ) Is common. In addition, any sensor node other than the anchor node may be configured as a fixed node, and the sensor node may be designed to perform the position recognition role of the anchor node together with the processing of the sensing signal through the sensor.

센서 네트워크에서 노드의 위치를 판별하는 방법은 크게 거리 정보를 이용하는 방법과 거리 정보를 이용하지 않는 방법으로 나누어서 설명할 수 있으며, 다수의 특허들에서 상세히 종래기술들을 공개하고 있다. The method of determining the position of a node in the sensor network can be largely divided into a method using distance information and a method not using distance information, and many patents disclose the prior art in detail.

즉 종래기술에 의하면 임의의 노드 위치 정보를 인식하기 위하여 앵커노드 또는 앵커노드가 포함된 고정노드의 위치 정보를 인접노드로 활용하여, TOA(Time of Arrival) TDOA(Time Difference of Arrival) RSS(Received Signal Strength) AOA(Angle of Arrival) 그리고 멀티홉(multi-hop) 등의 다양한 수단들을 적용할 수 있다. 이때 공개된 많은 노드 위치인식 수단들에 따르면 임의의 노드 위치 정보가 정확하게 측정되기 위해서는 고정노드의 위치 정보가 변경되지 않아야 하는 전제조건이 필요하다.That is, according to the related art, in order to recognize arbitrary node position information, by utilizing the position information of an anchor node or a fixed node including an anchor node as an adjacent node, a time of arrival (TOA) time difference of arrival (RSDOA) RSS (received) Signal Strength (Angle of Arrival) and a variety of means, such as multi-hop (multi-hop) can be applied. At this time, according to many published node position recognition means, in order for any node position information to be accurately measured, a precondition that the position information of the fixed node should not be changed is necessary.

그렇지만 광범위한 영역에 설치되어 운용되는 센서네트워크의 특성에 따르면, 사전에 고정노드로 설정되어 설치된 노드들 중에서 임의의 노드 위치가 의도하지 않은 사람에 의해 의도하지 않은 시점에서 변경된다고 가정하는 경우, 당해 센서네트워크의 상황정보 정확성이 크게 감소할 수 있는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 개선할 목적으로 고정노드의 위치인식을 위한 측정을 실시간으로 또는 주기적으로 계속 실시하는 것은 전력소모와 통신신호 송수신 부하를 증가시킬 수 있는 문제점이 있다.However, according to the characteristics of the sensor network installed and operated in a wide range of areas, if it is assumed that any node position among nodes that have been set as fixed nodes in advance is changed at an unintended point by an unintended person, the sensor There is a problem that the accuracy of the situation information of the network can be greatly reduced. In order to remedy this problem, continuously performing measurements for recognizing the position of a fixed node in real time or periodically may increase the power consumption and the communication signal transmission / reception load.

그리고 종래기술에 의한 센서네트워크에서 노드의 위치를 인식하는 방식은 위도와 경도 방식 또는 (x,y)좌표 방식으로 표시하는 2차원 위치 표시법을 사용함으로써, 공장 또는 창고 등의 실내 공간에서 온도/습도를 수집하고 관리하기 위한 센서네트워크 시스템의 경우, 실내공기의 상하 대류에 의한 온도변화를 감시하거나 제어하기 곤란한 문제점이 있을 수 있다.In the sensor network according to the prior art, the method of recognizing the position of the node uses a two-dimensional position display method of latitude and longitude or (x, y) coordinate method, so that the temperature / humidity in the indoor space of a factory or a warehouse, etc. In the case of a sensor network system for collecting and managing data, there may be a problem that it is difficult to monitor or control the temperature change caused by the up and down convection of indoor air.

본 발명의 목적은 유에스엔 노드의 위치가 임의로 변경되는 순간 당해 노드에 장착된 물리량 센서 신호로부터 스스로 위치변화를 인식하고, 당해 노드의 위치가 이동중임을 표시하는 정보를 인접 노드들에게 통지함과 동시에 당해 노드의 이동이 종료되면 위치 변경된 자기노드의 위치를 측정한 후의 노드 위치 정보를 자기노드 및 인접노드가 다시 사용할 수 있도록 하는 수단을 제공하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치 및 이를 이용한 노드의 위치정보 획득방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to recognize the position change from the physical quantity sensor signal mounted on the node at the moment when the position of the UE node is arbitrarily changed, and to notify neighboring nodes of the information indicating that the position of the node is moving. When the movement of the node is terminated, the magnetic position displacement recognition device of the UE node and the node using the same provide a means for reusing the node position information after the position of the relocated magnetic node is used by the magnetic node and the neighbor node. The present invention provides a method for obtaining location information.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유에스엔 노드가 광센서를 이용한 거리 측정센서를 장착함으로써 현재 노드가 건물내에서의 3차원 공간적 위치 정보를 더 측정하고 수집할 수 있도록 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식 장치 및 그 위치정보 획득방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to mount the distance sensor using the optical sensor using the sensor, the current position of the node to allow the current node to further measure and collect three-dimensional spatial position information in the building. A recognition device and a method for obtaining location information thereof are provided.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1특징은 앵커노드를 중심으로 다수의 센서노드로 구성된 센서네트워크에서 상기 센서노드에 장착되는 것으로, 상기 센서노드의 위치 변위를 자체적으로 감지할 수 있는 적어도 하나의 센서로 구성된 변위 센서부; 상기 변위 센서부의 감지신호를 통해 상기 센서노드가 이동상태인지 고정상태인지를 판단하여 상태정보를 획득하고, 이동상태가 종료되면 새로운 위치정보를 측정하도록 명령하는 분석제어부; 상기 센서노드에 인접한 적어도 하나의 인접 센서노드와 통신하여 상기 센서노드의 위치정보를 측정하는 위치측정부; 및 상기 위치정보를 누적 기록하는 저장부를 포함한다.A first feature of the present invention for solving the above problems is that the sensor node is mounted in the sensor network consisting of a plurality of sensor nodes around the anchor node, at least capable of detecting the positional displacement of the sensor node itself Displacement sensor unit consisting of one sensor; An analysis control unit for determining whether the sensor node is in a moving state or a fixed state through the detection signal of the displacement sensor unit, obtaining state information, and instructing to measure new position information when the moving state is terminated; A position measuring unit communicating with at least one adjacent sensor node adjacent to the sensor node to measure position information of the sensor node; And a storage unit for accumulating and recording the position information.

여기서, 상기 센서노드의 상태정보와 위치정보를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 표시부는, 상기 센서노드의 현재 상태정보 표시와 3차원 공간좌표로 표현되는 위치정보를 표시하는 디스플레이 장치인 것이 바람직하다.The display device may further include a display unit configured to display state information and position information of the sensor node, wherein the display unit is configured to display a current state information of the sensor node and position information represented by three-dimensional spatial coordinates. Is preferably.

또한, 바람직하게는 상기 변위 센서부는, 상기 센서노드의 이동상태 여부를 감지하는 동작인식센서와 거리측정센서를 포함하는 것일 수 있고, 상기 동작인식센서는, 적어도 하나의 자이로스코프 센서 또는 가속도센서를 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the displacement sensor unit may include an operation recognition sensor and a distance measuring sensor for detecting whether the sensor node is in a moving state, and the operation recognition sensor may include at least one gyroscope sensor or an acceleration sensor. It may be to include.

상기 거리측정센서는, 레이저 광을 송수신하는 센서, 적외선 광을 송수신하는 센서 및 초음파 신호를 송수신하는 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 하여 목표점과의 거리를 측정하는 것이 바람직하고, 상기 거리측정센서는, 외부 환경 간섭효과가 최소화 하도록 당해 센서노드가 부착된 벽면방향으로 장착된 것이 바람직하며, 상기 센서부는, 상기 거리측정센서로 지면과의 수직높이를 측정하여 당해 센서노드의 3차원 공간좌표 정보를 생성하는 것이 바람직하다.The distance measuring sensor may include at least one of a sensor for transmitting and receiving a laser light, a sensor for transmitting and receiving an infrared light, and a sensor for transmitting and receiving an ultrasonic signal. The distance measuring sensor may measure a distance to a target point. In order to minimize the external environmental interference effect, the sensor node is preferably mounted in a wall direction to which the sensor node is attached, and the sensor unit measures the vertical height with respect to the ground by using the distance measuring sensor to obtain three-dimensional spatial coordinate information of the sensor node. It is desirable to produce.

더하여, 상기 분석제어부는 상기 거리측정센서로부터 수집된 목표점까지의 측정거리를 시간대별로 비교하여 상기 센서노드의 이동상태 여부를 판단하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the analysis controller determines whether the sensor node is in a moving state by comparing the measured distances from the distance measuring sensor to the target point collected for each time zone.

또한, 바람직하게는 상기 분석제어부는, 미리 설정된 거리 오차범위를 이용하여 상기 거리측정센서로부터 수집된 목표점과의 측정거리를 시간대별로 비교하여, 상기 센서노드의 이동상태를 판단하는 것일 수 있고, 상기 저장부는, 시간대별로 상기 센서노드의 상태정보와 3차원 공간좌표 위치정보를 식별정보와 함께 기록하는 것일 수 있다.
Preferably, the analysis controller may be to determine the movement state of the sensor node by comparing the measured distance with the target point collected from the distance measuring sensor for each time zone using a preset distance error range, The storage unit may record state information and three-dimensional spatial coordinate position information of the sensor node for each time zone along with identification information.

본 발명의 제2 특징은 상술한 자기위치 변위 인식장치를 이용한 유에스엔의 노드 위치정보 획득방법으로, (a) 센서부가 센서노드 자신의 변위를 감지하는 단계; (b) 분석제어부가 감지신호를 센서부로부터 수신하고, 상기 센서노드가 이동상태인지 고정상태인지를 판단하는 단계; (c) 이동상태인 경우, 상기 통신부가 상기 이동상태 정보를 실시간으로 상기 센서노드에 인접한 센서노드, 앵커노드 및 서버 중 적어도 어느 하나로 송신하는 단계; (d) 이동상태가 종료되면, 위치측정부가 인접한 고정노드들과의 통신을 통하여 거리를 측정하고, 상기 센서노드의 새로운 위치정보를 획득하는 단계; (e) 통신부가 상기 새로운 위치정보를 인접한 센서노드, 앵커노드 및 서버 중 적어도 어느 하나로 송신하는 단계; 및 (f) 상기 새로운 위치정보를 표시부에 표시하고 저장부에 기록하는 단계를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of acquiring node position information of a UE using the above-described magnetic position displacement recognizing apparatus, comprising: (a) sensing, by a sensor unit, a displacement of a sensor node itself; (b) an analysis control unit receiving a detection signal from a sensor unit and determining whether the sensor node is in a moving state or a fixed state; (c) in the mobile state, transmitting, by the communication unit, at least one of a sensor node, an anchor node, and a server adjacent to the sensor node in real time; (d) when the movement state is terminated, measuring the distance by the position measuring unit through communication with adjacent fixed nodes, and obtaining new position information of the sensor node; (e) a communication unit transmitting the new location information to at least one of an adjacent sensor node, an anchor node, and a server; And (f) displaying the new location information on the display unit and recording the new location information on the display unit.

여기서, 상기 센서노드가 고정상태인 경우, 상기 위치측정부는 상기 저장부에 저장된 위치정보를 상기 센서노드의 현재 위치정보로 판단하여 획득하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 위치정보는 거리측정센서를 이용하여 지면으로부터의 높이 정보가 추가된 3차원 공간좌표인 것이 바람직하다.Herein, when the sensor node is in a fixed state, the position measuring unit may further include determining and obtaining position information stored in the storage unit as current position information of the sensor node, wherein the position information is a distance measurement. Preferably, the sensor is a three-dimensional spatial coordinate to which the height information from the ground is added.

또한, 상기 센서노드 간의 통신하는 정보는 상기 각 센서노드의 식별번호를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 (a) 단계는, 동작인식센서가 실시간으로 상기 센서노드의 모션을 감지하는 단계; 및 모션이 있는 경우, 거리측정센서가 상기 센서노드의 변위를 측정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the communication information between the sensor node preferably comprises an identification number of each sensor node, the step (a), the motion recognition sensor detects the motion of the sensor node in real time; And when there is motion, the distance measuring sensor measuring the displacement of the sensor node.

그리고, 상기 (b) 단계는, 상기 센서노드의 변위가 미리 설정해 놓은 범위를 초과하는 경우, 이동상태로 판단하는 것이 바람직하다. In the step (b), when the displacement of the sensor node exceeds a preset range, it is preferable to determine the movement state.

이와 같은 본 발명은 앵커노드를 중심으로 다수의 센서노드로 구성된 센서네트워크에서 센서노드의 위치 변위를 자체적으로 감지할 수 있고, 이동상태인지 고정상태인지를 판단할 수 있는 상태정보를 획득하여, 이동상태가 종료되면 새로운 위치정보를 측정 분석함으로써, 인접한 센서노드와 통신하여 위치정보의 변경을 알려 줄 수 있다.The present invention can detect the positional displacement of the sensor node itself in the sensor network composed of a plurality of sensor nodes around the anchor node, and obtains state information to determine whether the movement state or fixed state, When the state is terminated by measuring and analyzing the new location information, it can communicate with the adjacent sensor node to inform the change of the location information.

본 발명을 제공하면, 위치 정보를 가진 앵커 노드의 이동으로 센서 네트워크 전체의 위치정보에 오류가 발생하는데 이를 막을 수 있을 뿐만 아닐, 각 노드의 3차원 정보를 수집하고 사용하여 보다 입체적으로 센서 네트워크를 관리하거나 제어할 수 있으며, 센서네트워크 상황인식 정보의 입체적 신뢰도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, an error occurs in the location information of the entire sensor network due to the movement of the anchor node having the location information. In addition, the sensor network can be more three-dimensionally collected and used by collecting and using three-dimensional information of each node. It can manage or control and improve the three-dimensional reliability of sensor network situational awareness information.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치의 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 자기위치 변위 인식장치를 이용한 유에스엔의 노드 위치정보 획득방법의 흐름도이고,
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예가 적용되는 유에스엔 센서노드의 건물내 설치 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예가 적용되는 유에스엔 노드의 평면 배치도이다.
1 is a block diagram of a magnetic position displacement recognition apparatus of a USN node according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart of a method of acquiring node position information of a UE using a magnetic position displacement recognition apparatus according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a building installation of the US sensor node to which one embodiment according to the present invention is applied.
4 is a plan layout view of a USN node to which an embodiment according to the present invention is applied.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish it, will be described with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. The embodiments are provided so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention to those skilled in the art.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.In the drawings, embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown and are exaggerated for clarity. Also, the same reference numerals denote the same components throughout the specification.

본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
The expression "and / or" is used herein to mean including at least one of the elements listed before and after. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, components, steps, operations and elements referred to in the specification as " comprises "or" comprising " refer to the presence or addition of one or more other components, steps, operations, elements, and / or devices.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method and apparatus for recognizing a magnetic position displacement of a USN node according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 센서노드에 장착되는 본 발명에 따른 자기위치 변위 인식장치는 변위 센서부(100)와 분석제어부(140)와 위치측정부(130)와 표시부(150)와 저장부(180)와 통신부(160) 그리고 안테나(170)를 포함하고, 변위 센서부(100)는 동작인식센서(motion recognition sensor)(110) 및/또는 거리측정센서(120)를 포함하여 구성한다.1 is a block diagram of a magnetic position displacement recognition device of a USN node according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a magnetic position displacement recognition apparatus according to the present invention mounted on a sensor node includes a displacement sensor unit 100, an analysis control unit 140, a position measuring unit 130, a display unit 150, and a storage unit 180. ), A communication unit 160, and an antenna 170, and the displacement sensor unit 100 includes a motion recognition sensor 110 and / or a distance measuring sensor 120.

도 1에 나타난 자기 위치 변위 인식장치가 장착된 센서노드는 중앙처리장치(CPU)와 메모리(memory) 기억장치를 내장하고, 사용자 환경으로 입출력 장치 및 지그비(zigbee) 기술 등에 의한 근거리 무선통신 장치를 포함한 하드웨어 구성을 하고 있으며, 별도의 운영체제와 응용 소프트웨어들을 설치한 장치로써 유에스엔 시스템 센서노드의 기술적 수단들을 수행할 수 있다.
The sensor node equipped with the magnetic position displacement recognition device shown in FIG. It is a hardware configuration that includes and includes a separate operating system and application software that can perform the technical means of the US system sensor node.

변위 센서부(100)는 전기적으로 연결된 모든 센서들의 신호들을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하여 분석제어부(140)로 전송할 수 있다. 또한, 변위 센서부(100)의 동작인식센서(110)는 당해 센서노드의 물리적 움직임을 스스로 감지할 수 있는 센서로써, 자이로스코프(gyroscope) 센서 또는 가속도 센서가 포함될 수 있다. 변위 센서부(100)의 거리측정센서(120)는 광신호를 송신하고 반사파를 수신하기까지의 시간을 측정하여 거리를 측정하는 수단을 제공하는 센서를 의미하며, 거리측정을 위한 송수신 신호의 종류에는 초음파 신호 적외선광 신호 그리고 레이저광 신호 등이 포함될 수 있다.The displacement sensor unit 100 may convert the signals of all the electrically connected sensors from the analog signal to the digital signal and transmit the converted signal to the analysis controller 140. In addition, the motion recognition sensor 110 of the displacement sensor unit 100 is a sensor capable of detecting a physical movement of the sensor node by itself, and may include a gyroscope sensor or an acceleration sensor. The distance sensor 120 of the displacement sensor unit 100 refers to a sensor that provides a means for measuring the distance by measuring the time between transmitting the optical signal and receiving the reflected wave, and the type of transmission / reception signal for distance measurement. The ultrasonic signal may include an infrared light signal and a laser light signal.

변위 센서부(100)의 동작인식센서(110)와 거리측정센서(120)는 유에스엔을 구성하는 임의의 노드가 현재 움직이고 있는 상태인지 또는 정지한 상태인지를 구분하여 인식할 목적으로 당해 센서 신호를 분석제어부(140)로 전송한다. 즉, 동작인식센서(110)를 통해 센서노드가 움직임이 있는 지를 파악하고, 움직임이 있는 경우 실제 위치가 변화되었는지를 거리측정센서(120)를 통해 측정 또는 판단하게 된다.The motion recognition sensor 110 and the distance measuring sensor 120 of the displacement sensor unit 100 recognize the corresponding sensor signal for the purpose of distinguishing whether any node constituting the USN is currently moving or stopped. Is transmitted to the analysis control unit 140. That is, the sensor node determines whether the sensor node is moved through the motion recognition sensor 110, and if the motion is detected, the distance is measured or determined through the distance sensor 120.

특히, 거리측정센서(120)가 센서노드 장치내에서 구성되는 경우, 거리측정센서의 설치 방향은 센서로부터 지면 수직방향으로 설치하는 것은 지면과의 높이를 측정하여 센서노드의 3차원 공간좌표 정보를 수집하는 것이 주목적이다. In particular, when the distance measuring sensor 120 is configured in the sensor node device, the installation direction of the distance measuring sensor is installed in the vertical direction from the sensor to measure the height of the ground to measure the three-dimensional spatial coordinate information of the sensor node. The main purpose is to collect.

그리고 센서노드가 벽면에 설치되는 경우, 센서노드가 접촉하는 벽면방향으로 센서신호를 송수신하여 외부 환경과의 간섭없이 당해 센서노드가 이동하는 상태인지 고정된 상태인지를 구분하는 목적으로 사용할 수 있다. And when the sensor node is installed on the wall, it can be used for the purpose of distinguishing whether the sensor node is in a moving state or a fixed state without interfering with the external environment by transmitting and receiving the sensor signal in the direction of the wall contacting the sensor node.

이외에도 센서노드의 전면방향, 측면방향, 윗면방향으로 센서를 설치하여 당해 센서노드와의 거리를 측정하고 실내에서의 센서노드 상대적 위치를 인식할 목적으로 사용할 수 있다. 이때 송신된 센서신호가 충분히 반송되기 위한 충분한 조건이 전면, 측면, 윗면에서 구비되어야 한다.
In addition, by installing the sensor in the front direction, side direction, the top direction of the sensor node can be used to measure the distance to the sensor node and to recognize the relative position of the sensor node in the room. In this case, sufficient conditions for sufficient transmission of the transmitted sensor signal should be provided at the front, side, and top surfaces.

분석제어부(140)는 변위 센서부(100)에서 전송한 동작인식센서(110)의 신호를 분석하여 당해 센서노드가 현재 움직임이고 있는지를 인식하거나, 거리측정센서(120)의 신호를 분석하여 당해 센서노드의 위치변화 즉 변위를 인식할 수 있고, 따라서 당해 노드가 이동노드 상태인지 고정노드 상태인지를 구분하여 인식할 수 있다. The analysis control unit 140 analyzes the signal of the motion recognition sensor 110 transmitted from the displacement sensor unit 100 to recognize whether the sensor node is currently moving or analyzes the signal of the distance measuring sensor 120. The position change, or displacement, of the sensor node may be recognized, and thus, the node may be distinguished and recognized whether the node is a mobile node state or a fixed node state.

특히, 거리측정센서(120)를 이용하여 센서노드의 변위를 인식하는 수단을 사용하는 경우, 일정한 시간 이전 시각의 거리측정센서 신호와 현재 시각의 거리측정센서 신호로부터 측정된 거리 크기를 비교하여 측정면과의 시간별 측정거리 차이가 오차범위를 초과하면 이동노드 상태로 판단할 수 있다.In particular, when using a means for recognizing the displacement of the sensor node by using the distance sensor 120, the distance measured from the distance sensor signal of a certain time ago and the distance sensor signal of the current time is measured If the difference in measurement time with the plane exceeds the error range, it may be determined as a moving node.

이때, 수직방향의 거리측정센서 신호에 의한 지면과의 거리 측정값이 항상 일정하게 유지되면 당해 센서노드의 움직임이 없는 것으로 판단되지만, 센서노드의 수평이동에 대한 움직임 감시를 위하여 여러 수평방향의 거리측정센서 신호를 더 추가하여 획득함으로써 노드 움직임 또는 변위 인식 정확도를 증가시킬 수 있다.At this time, if the distance measurement value with the ground by the vertical distance measuring sensor signal is always kept constant, it is determined that there is no movement of the sensor node, but the distance in several horizontal directions is used for monitoring the movement of the sensor node. By adding and acquiring additional sensor signals, the accuracy of node movement or displacement recognition can be increased.

또한, 센서노드가 설치된 벽면방향으로 거리측정센서를 설치하고 거리측정을 위한 센서신호를 송수신하는 경우, 센서신호의 외부 간섭이 최소화된 조건에서 당해 센서노드의 움직임만을 감지하고 인식할 수 있는 장점을 제공한다. 또한, 수직방향 거리측정센서 신호에 의한 측정거리 값은 당해 센서노드의 3차원 공간위치를 표시하기 위한 데이터로 사용될 수 있다.In addition, in the case of installing the distance sensor in the wall direction in which the sensor node is installed and transmitting and receiving the sensor signal for distance measurement, it is possible to detect and recognize only the movement of the sensor node under the condition that external interference of the sensor signal is minimized. to provide. In addition, the measurement distance value by the vertical distance measurement sensor signal may be used as data for indicating the three-dimensional spatial position of the sensor node.

그리고 종래 기술에 의한 노드위치 측정수단에 의하면 노드들간의 상대적 거리 측정값들을 종합하여 당해 노드가 움직였는지 상대 노드가 움직였는지를 판단해야하지만, 본 발명에서 사용하는 동작인식센서가 설치된 센서노드는 인접노드들과의 정보교환없이 스스로 당해 노드의 위치변경을 인식할 수 있으므로, 간단하고 효율적으로 센서네트워크에서 작용할 수 있다.
According to the node position measuring means according to the prior art, it is necessary to determine whether the corresponding node is moved or the relative node is moved by combining the relative distance measurement values between the nodes, but the sensor node provided with the motion recognition sensor used in the present invention is adjacent to the adjacent node. Since the position change of the node can be recognized by itself without exchanging information with the nodes, it can operate in the sensor network simply and efficiently.

위치측정부(130)는 센서네트워크에서 임의의 노드 위치를 인식하기 위한 목적으로 TOA, TDOA, RSS, AOA 그리고 멀티홉 등의 종래 기술수단을 사용할 수 있다. 상기 분석제어부(140)가 당해 센서노드의 위치가 이동된 후 위치측정부(130)에게 새로운 위치정보를 측정하도록 명령할 수 있다. The position measuring unit 130 may use prior art means such as TOA, TDOA, RSS, AOA, and multihop for the purpose of recognizing any node position in the sensor network. The analysis control unit 140 may instruct the position measuring unit 130 to measure new position information after the position of the sensor node is moved.

또한, 위치측정부(130)의 일 실시예를 상세히 설명하면 신호발생부 신호검출부 그리고 전파의 세기를 분석하여 거리를 측정하는 신호측정부로 구성될 수 있으며, 상세한 기술은 종래기술을 사용하고 있으므로 생략한다.
In addition, when the embodiment of the position measuring unit 130 is described in detail, the signal generating unit may include a signal detecting unit and a signal measuring unit measuring the distance by analyzing the strength of the radio wave, and the detailed technology is omitted since it uses the prior art. do.

통신부(160)는 인접한 센서노드 또는 앵커노드 등과 무선 통신할 수 있으며, 통신부에 연결된 안테나(170)를 사용할 수 있다. 무선통신방식은 지그비(Zigbee) 통신 또는 또다른 공지의 근거리 통신 수단을 선택하여 사용할 수 있다.
The communicator 160 may wirelessly communicate with an adjacent sensor node or an anchor node, and may use an antenna 170 connected to the communicator. The wireless communication method may select and use Zigbee communication or another known short-range communication means.

표시부(150)는 현재시점에서 당해 센서노드가 이동노드 상태인지 고정노드 상태인지를 구분하여 나타내는 상태정보로 표시할 수 있고, 당해 노드의 고유식별기호를 표시할 수 있으며, 고정노드 상태인 경우 현재의 노드위치를 나타내는 좌표 정보로 나타내는 위치정보를 표시할 수도 있다. The display unit 150 may display state information indicating whether the corresponding sensor node is in a mobile node state or a fixed node state at the present time, and may display a unique identifier of the corresponding node. The location information indicated by the coordinate information indicating the node position may be displayed.

또한, 표시부(150)는 당해 센서노드의 위치정보는 지면에 대한 높이 측정정보를 표시할 수 있으며, 2차원 좌표정보에 지면으로부터의 높이 정보를 결합하여 3차원 좌표정보로 표시할 수 있다.In addition, the display unit 150 may display the height measurement information about the ground as the position information of the sensor node, and may display the 3D coordinate information by combining the height information from the ground with the two-dimensional coordinate information.

표시부는 디스플레이 수단을 이용하여 문자정보로 표시하거나, LED램프의 색상을 이용하거나 점멸방식 등을 이용하여 당해 센서노드의 현재상태를 관리자에게 제공할 수 있다.
The display unit may display the text information using the display means, provide the administrator with the current state of the sensor node by using the color of the LED lamp or by using a flashing method.

저장부(180)는 상기 표시부(150)의 정보들을 시간대별로 누적 기록 저장할 수 있고, 통신부를 통하여 수집된 인접 고정노드의 위치정보를 기록할 수 있다. 그리고 통신부를 통하여 수신되는 임의의 센서노드에 대한 노드상태 변경정보에 대하여 당해 정보를 갱신할 수 있다.The storage unit 180 may accumulate and store the information of the display unit 150 for each time zone, and record location information of the adjacent fixed node collected through the communication unit. The information may be updated with respect to node state change information for any sensor node received through the communication unit.

저장부(180)에 기록되는 정보는 측정시각정보와 당해 센서노드의 식별정보와 당해 노드가 이동상태인지 고정된 상태인지를 표시하는 상태정보를 하나의 묶음정보로 데이터베이스에 기록할 수 있고, 상기 묶음정보에 당해 센서노드의 지면으로부터의 수직 높이 정보를 추가하여 3차원 위치정보를 기록할 수 있다. 이때 3차원 위치정보는 (x,y,z)직교좌표계를 이용하여 표시하고 기록할 수 있다. The information recorded in the storage unit 180 may record the measurement time information, the identification information of the sensor node, and the state information indicating whether the node is in a moving state or a fixed state as one bundle information in a database. Three-dimensional position information can be recorded by adding vertical height information from the ground of the sensor node to the bundle information. At this time, the three-dimensional position information can be displayed and recorded using the (x, y, z) rectangular coordinate system.

이와 같이 저정부에 저장되거나 기록된 센서노드의 상태정보 및 위치정보는 상기 센서노드가 고정상태인 경우, 현재 센서노드의 위치로 판단하여 센서네트워크에서 노드의 위치정보를 사용할 수 있다.
As described above, when the sensor node is in a fixed state, the state information and the position information of the sensor node stored or recorded in the storage unit may be determined as the position of the current sensor node to use the position information of the node in the sensor network.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 자기위치 변위 인식장치를 이용한 유에스엔의 노드 위치정보 획득방법의 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of acquiring node position information of a UE using a magnetic position displacement recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 단계(S210)에서, 변위 센서부(100)가 실시간으로 센서소자가 감지하는 신호를 수집한다. 특히, 동작인식센서(110) 또는 거리측정센서(120)가 당해 센서노드의 움직임을 감지할 수 있는 신호를 수집한다.Referring to FIG. 2, in step S210, the displacement sensor unit 100 collects a signal detected by the sensor element in real time. In particular, the motion recognition sensor 110 or the distance measuring sensor 120 collects a signal capable of detecting the movement of the sensor node.

단계(S220)에서, 분석제어부(140)가 센서노드의 움직임을 감지할 수 있는 신호를 변위 센서부로부터 수신하고, 당해 센서노드가 이동하는 위치 상태인지 고정된 위치 상태인지를 인식하기 위한 판단을 실시한다. 이때, 분석제어부는 현재시각 센서 신호 값과 직전 시각의 센서 신호 값에 대한 시간당 변화율의 허용 오차 범위를 사전에 설정하여 판단할 수 있다. In step S220, the analysis control unit 140 receives a signal capable of detecting the movement of the sensor node from the displacement sensor unit, and determines whether to determine whether the sensor node is in a moving position state or a fixed position state. Conduct. At this time, the analysis control unit may determine in advance the tolerance range of the change rate per hour for the current time sensor signal value and the sensor signal value of the immediately preceding time.

판단 결과 당해 센서노드가 고정된 위치 상태를 나타내면 "아니오"로 판단하고 단계(S210)을 반복 수행한다. 그리고 판단 결과가 "예"로 나타나면 다음 단계인 단계(S230)을 실시한다. 또한 저장부에 기록된 상태정보 및 위치정보를 현재 당해 센서노드의 상태 및 위치정보로 판단하여 센서네트워크에서 노드의 위치정보로 사용한다. If it is determined that the sensor node indicates a fixed position state, it is determined as "no" and the step S210 is repeated. If the determination result is "Yes," step S230 is performed. In addition, the state information and location information recorded in the storage unit is determined as the current state and location information of the sensor node and used as the location information of the node in the sensor network.

단계(S230)에서, 분석제어부(140)가 당해 센서노드의 이동 상태를 판단하였으므로, 당해 노드의 이동 상태에 대한 일련의 작업을 실시한다. 상기 작업 내용을 상세히 설명하면, 인접 센서노드 또는 앵커노드 그리고 서버시스템 중 적어도 어느 하나로 당해 센서노드의 기존위치 정보가 변경되었다는 정보를 통신부를 통하여 송신한다. In step S230, since the analysis control unit 140 determines the movement state of the sensor node, a series of operations on the movement state of the node is performed. In detail, the task information is transmitted to the at least one of the adjacent sensor node, the anchor node, and the server system through the communication unit that the existing location information of the sensor node has been changed.

송신되는 정보의 속성은 이동이 시작된 시각정보와 당해 센서노드의 식별정보와 현재 이동상태임을 표시하는 상태정보가 하나의 패키지로 묶어져 전송될 수 있다. 그리고 당해 센서노드의 표시부와 저장부에 이동상태를 표시하거나 기록할 수 있다.The attribute of the information to be transmitted may be transmitted by combining the time information at which the movement is started, the identification information of the sensor node, and the state information indicating the current movement state into one package. The moving state can be displayed or recorded on the display unit and the storage unit of the sensor node.

단계(S240)에서, 분석제어부(140)가 변위 센서부(100)에서 수신되는 신호를 사용하여 당해 센서노드의 이동 상태를 판단하는 작업을 반복적으로 실시한다. 그리고 판단결과가 "아니오"이면 당해 작업을 반복 수행하고, "예"이면 다음 단계(S250)를 실시한다.In step S240, the analysis control unit 140 repeatedly performs the operation of determining the movement state of the sensor node using the signal received from the displacement sensor unit 100. If the determination result is "no", the operation is repeated, and if "yes", the next step (S250) is performed.

단계(S250)에서, 위치측정부(130)가 인접한 고정노드들과의 통신을 통하여 거리를 측정하고, 당해 센서노드의 새로운 평면적 위치 좌표를 작성한 다음, 표시부(150)에서 변경된 위치 좌표로 나타내는 위치정보를 표시하고, 고정된 위치 좌표임을 표시하며, 거리측정센서를 이용하여 지면으로부터의 높이 정보가 추가된 3차원 공간좌표로 나타내는 위치정보를 갱신 표시할 수 있다.In step S250, the position measuring unit 130 measures the distance through communication with adjacent fixed nodes, creates a new planar position coordinate of the sensor node, and then displays the position represented by the changed position coordinate in the display unit 150. The information may be displayed, the location coordinates may be fixed, and the location information represented by the three-dimensional spatial coordinates to which the height information from the ground is added may be updated by using the distance measuring sensor.

또한, 통신부를 통하여 당해 센서노드의 식별정보와 함께 당해 센서노드의 고정상태 정보와 2차원 또는 3차원 위치 좌표정보를 인접한 센서노드, 앵커노드 및 서버 중 적어도 어느 하나에게 송신할 수 있다. In addition, the stationary state information and two-dimensional or three-dimensional position coordinate information of the sensor node together with the identification information of the sensor node through the communication unit may be transmitted to at least one of the adjacent sensor node, anchor node and server.

또한, 저장부는 상기 새로운 위치정보와 관련된 정보묶음으로 누적하여 기록할 수 있고, 이와 같이 저장부에 저장된 기록은 센서노드가 고정상태인 경우, 센서네트워크에서 노드의 현재 위치정보로 사용될 수 있다.
In addition, the storage unit may accumulate and record the bundle of information related to the new location information, and the record stored in the storage unit may be used as the current position information of the node in the sensor network when the sensor node is in a fixed state.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예가 적용되는 유에스엔 센서노드의 건물내 설치된 것을 나타내는 도면이다.3 is a view showing that the installed in the building of the US sensor node to which an embodiment of the present invention is applied.

도 3을 참조하면, 센서노드(340)의 일 실시예는 전면방향 거리측정센서(343)와 측면방향 거리측정센서(341)와 상부방향 거리측정센서(342)와 안테나(346)와 디스플레이(345)와 LED램프 표시장치(344)를 포함한다.Referring to FIG. 3, an embodiment of the sensor node 340 includes a front direction distance sensor 343, a side direction distance sensor 341, an upper direction distance sensor 342, an antenna 346, and a display ( 345 and an LED lamp display 344.

거리측정센서는 발광센서와 수광센서가 인접한 거리에 설치되어 동작한다. 그리고 센서노드가 부착된 건물벽면(320)방향으로 거리측정센서를 추가 장착하여 당해 센서노드가 이동하는 상태인지 고정된 위치 상태인지를 구분하는 용도로 사용할 수 있다.The distance measuring sensor operates by installing a light emitting sensor and a light receiving sensor adjacent to each other. Further, by installing a distance measuring sensor in the direction of the building wall surface 320 to which the sensor node is attached, it may be used for distinguishing whether the sensor node is in a moving state or a fixed position state.

또한, 건물내 윗면(310)이 지면(330)과 평행하는 평탄한 면이면 거리측정센서를 이용하여 센서노드의 높이를 측정하는 수단으로 사용할 수 있다.
In addition, if the upper surface 310 in the building is a flat surface parallel to the ground 330 can be used as a means for measuring the height of the sensor node using a distance measuring sensor.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예가 적용되는 유에스엔 노드의 평면 배치도이다. 도 4를 참조하면, 앵커노드(420)와 센서노드(430, 440, 450, 460, 470, 480)들이 건물벽(400)내에 설치되어 있으며, 출입문(410)을 통하여 외부와 연결되어 있다.4 is a plan layout view of a USN node to which an embodiment according to the present invention is applied. Referring to FIG. 4, anchor nodes 420 and sensor nodes 430, 440, 450, 460, 470, and 480 are installed in the building wall 400 and are connected to the outside through the door 410.

도 4의 임의의 센서노드 위치는 최초 설치된 위치에서 항구적으로 작동할 수도 있지만, 규모가 큰 건물내에 보관된 물품의 종류 및 수량에 따라 임의의 센서노드 위치를 변경하여 사용해야할 필요가 많이 발생할 수 있다.Although any of the sensor node positions of FIG. 4 may be permanently operated at the initial installed position, it may be necessary to change the position of any sensor node according to the type and quantity of articles stored in a large building. .

즉, 전체 건물중에서 특정영역을 중점적으로 감시 관리해야할 필요가 있는 경우 임의의 센서노드 변경의 필요성이 증가하고, 이때 고정노드로 작용하는 센서노드의 위치를 임의로 변경한 이후에도 관리자의 추가적인 설정에 의한 복잡함 없이 간단하게 사용할 수 있는 센서네트워크의 운용이 본 발명에 의해 가능하다.In other words, if there is a need to monitor and manage a specific area in the whole building, the necessity of changing an arbitrary sensor node increases.In this case, even after arbitrarily changing the position of a sensor node acting as a fixed node, it is complicated by additional setting of an administrator. Operation of the sensor network, which can be used simply and without, is possible by the present invention.

특히 천고가 높은 건물인 경우, 건물 상부에 설치된 센서노드가 스스로 측정한 높이 정보를 포함한 3차원 위치정보를 인접노드 또는 서버시스템과 공유하여 보다 지능적인 센서네트워크 관리가 가능하도록 할 수 있다.
In particular, in the case of high-rise buildings, the sensor node installed in the upper part of the building can share the three-dimensional location information including the height information measured by the neighboring node or the server system to enable more intelligent sensor network management.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone with it will know easily.

100: 변위 센서부, 130: 위치측정부, 140: 분석제어부
150: 표시부, 160: 통신부, 180: 저장부, 340: 센서노드
420: 앵커노드
100: displacement sensor unit, 130: position measuring unit, 140: analysis control unit
150: display unit, 160: communication unit, 180: storage unit, 340: sensor node
420: anchor node

Claims (17)

앵커노드를 중심으로 다수의 센서노드로 구성된 센서네트워크에서 상기 센서노드에 장착되는 것으로,
이동노드와 고정노드의 구분없이 각 센서노드에 장착되는 것으로, 상기 각 센서노드의 움직임 여부를 감지하는 동작인식센서와, 외부 환경 간섭효과가 최소화 하도록 당해 센서노드가 부착된 벽면방향으로 장착되는 거리측정센서로 구성하되, 상기 거리측정센서가 지면과의 수직높이를 측정하여 당해 센서노드의 3차원 공간좌표 정보를 생성하는 변위 센서부;
상기 변위 센서부의 감지신호를 통해 상기 센서노드가 이동상태인지 고정상태인지를 판단하여 상태정보를 획득하고, 이동상태가 종료되면 새로운 위치정보를 측정하도록 명령하는 분석제어부;
상기 센서노드에 인접한 적어도 하나의 인접 센서노드와 통신하여 상기 센서노드의 위치정보를 측정하는 위치측정부;
상기 위치정보를 누적 기록하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
Mounted to the sensor node in the sensor network consisting of a plurality of sensor nodes around the anchor node,
It is mounted on each sensor node without distinguishing between a moving node and a fixed node, a motion recognition sensor for detecting the movement of each sensor node, and a distance in which the sensor node is mounted in a wall direction to minimize an external environmental interference effect. A displacement sensor unit configured as a measurement sensor, wherein the distance measuring sensor measures the vertical height of the ground to generate three-dimensional spatial coordinate information of the sensor node;
An analysis control unit for determining whether the sensor node is in a moving state or a fixed state through the detection signal of the displacement sensor unit, obtaining state information, and instructing to measure new position information when the moving state is terminated;
A position measuring unit communicating with at least one adjacent sensor node adjacent to the sensor node to measure position information of the sensor node;
And a storage unit for accumulating and recording the position information.
제1항에 있어서,
상기 센서노드의 상태정보와 위치정보를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
The method of claim 1,
And a display unit for displaying the state information and the position information of the sensor node.
제2항에 있어서,
상기 표시부는,
상기 센서노드의 현재 상태정보 표시와 3차원 공간좌표로 표현되는 위치정보 표시하는 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
3. The method of claim 2,
The display unit includes:
And a display device for displaying current state information of the sensor node and displaying position information represented by three-dimensional spatial coordinates.
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 동작인식센서는,
적어도 하나의 자이로스코프 센서 또는 가속도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The motion recognition sensor,
At least one gyroscope sensor or acceleration sensor comprising a magnetic position displacement recognition device of the USN node.
제1항에 있어서,
상기 거리측정센서는,
레이저 광을 송수신하는 센서, 적외선 광을 송수신하는 센서 및 초음파 신호를 송수신하는 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 하여 목표점과의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
The method of claim 1,
The distance measuring sensor,
And at least one of a sensor for transmitting and receiving a laser light, a sensor for transmitting and receiving an infrared light, and a sensor for transmitting and receiving an ultrasonic signal to measure a distance to a target point.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분석제어부는
상기 거리측정센서로부터 수집된 목표점까지의 측정거리를 시간대별로 비교하여 상기 센서노드의 이동상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
The method of claim 1,
The analysis control unit
And determining the movement state of the sensor node by comparing the measured distances from the distance measuring sensor to the target point collected for each time zone.
제9항에 있어서,
상기 분석제어부는,
미리 설정된 거리 오차범위를 이용하여 상기 거리측정센서로부터 수집된 목표점과의 측정거리를 시간대별로 비교하여, 상기 센서노드의 이동상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
10. The method of claim 9,
The analysis control unit,
And comparing the measured distance with the target point collected from the distance measuring sensor for each time zone using a preset distance error range, and determining the movement state of the sensor node.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 저장부는,
시간대별로 상기 센서노드의 상태정보와 3차원 공간좌표 위치정보를 식별정보와 함께 기록하는 것을 특징으로 하는 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein,
Magnetic position displacement recognition apparatus of the UE node, characterized in that for recording time zone state information and three-dimensional spatial coordinate position information of the sensor node with identification information.
센서부, 분석제어부, 통신부 및 저장부를 포함하는 다수의 센서노드로 구성된 센서네트워크에서,
(a) 이동노드와 고정노드의 구분없이 각 센서노드에 장착되는 센서부의 동작인식센서가 실시간으로 자신의 센서노드의 모션을 감지하고, 모션이 있는 경우, 거리측정센서가 상기 센서노드의 변위를 측정하여, 위치측정센서를 통해 3차원 방향의 자신의 변위를 감지하는 단계;
(b) 분석제어부가 감지신호를 센서부로부터 수신하고, 상기 센서노드가 이동상태인지 고정상태인지를 판단하는 단계;
(c) 이동상태인 경우, 상기 통신부가 상기 이동상태 정보를 실시간으로 상기 센서노드에 인접한 센서노드, 앵커노드 및 서버 중 적어도 어느 하나로 송신하는 단계;
(d) 이동상태가 종료되면, 위치측정부가 인접한 고정노드들과의 통신을 통하여 거리를 측정하고, 상기 거리측정센서를 이용하여 지면으로부터의 높이 정보가 추가된 3차원 공간좌표로 형성된 상기 센서노드의 새로운 위치정보를 획득하는 단계;
(e) 통신부가 상기 새로운 위치정보를 인접한 센서노드, 앵커노드 및 서버 중 적어도 어느 하나로 송신하는 단계; 및
(f) 상기 새로운 위치정보를 표시부에 표시하고 저장부에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기위치 변위 인식장치를 이용한 유에스엔의 노드 위치정보 획득방법.
In the sensor network consisting of a plurality of sensor nodes including a sensor unit, analysis control unit, communication unit and storage unit,
(a) The motion recognition sensor of the sensor unit mounted on each sensor node detects the motion of its sensor node in real time without distinguishing between the mobile node and the fixed node, and if there is motion, the distance measuring sensor detects the displacement of the sensor node. Measuring and detecting its displacement in the three-dimensional direction through a position measuring sensor;
(b) an analysis control unit receiving a detection signal from a sensor unit and determining whether the sensor node is in a moving state or a fixed state;
(c) in the mobile state, transmitting, by the communication unit, at least one of a sensor node, an anchor node, and a server adjacent to the sensor node in real time;
(d) When the movement state is finished, the position measuring unit measures the distance through communication with adjacent fixed nodes, and the sensor node formed of three-dimensional spatial coordinates to which the height information from the ground is added using the distance measuring sensor. Obtaining new location information of the;
(e) a communication unit transmitting the new location information to at least one of an adjacent sensor node, an anchor node, and a server; And
and (f) displaying the new position information on the display unit and recording the new position information on the display unit.
제12항에 있어서,
상기 센서노드가 고정상태인 경우,
상기 위치측정부는 상기 저장부에 저장된 위치정보를 상기 센서노드의 현재 위치정보로 판단하여 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기위치 변위 인식장치를 이용한 유에스엔의 노드 위치정보 획득방법.
The method of claim 12,
If the sensor node is fixed,
And determining the position information stored in the storage unit as the current position information of the sensor node, and obtaining the position information by using the magnetic position displacement recognition device.
삭제delete 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 센서노드 간의 통신하는 정보는 상기 각 센서노드의 식별번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기위치 변위 인식장치를 이용한 유에스엔의 노드 위치정보 획득방법.
The method according to claim 12 or 13,
The node node information acquisition method of the USN using the magnetic position displacement recognition device, characterized in that the communication information between the sensor nodes includes the identification number of each sensor node.
삭제delete 제12항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 센서노드의 변위가 미리 설정해 놓은 범위를 초과하는 경우, 이동상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자기위치 변위 인식장치를 이용한 유에스엔의 노드 위치정보 획득방법.











The method of claim 12,
The step (b)
The method of obtaining node position information of the USN using a magnetic position displacement recognition device, characterized in that it is determined that the displacement state of the sensor node exceeds a preset range.











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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170075178A (en) * 2015-12-23 2017-07-03 성신여자대학교 산학협력단 Neighbor position verification apparatus with quality of service in ad-hoc networks, method thereof and computer recordable medium storing the method
KR101879105B1 (en) * 2016-12-23 2018-07-16 주식회사 포스코 Wireless sensor node, fuel and raw materials tracking apparatus using thereof and measurement apparatus in blast furnace using thereof
KR102078181B1 (en) * 2017-11-06 2020-02-17 한국과학기술연구원 Tracking relative position of nodes system and method of the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776804B1 (en) 2006-09-28 2007-11-19 한국전자통신연구원 Location aware apparatus and method capable of co-operating communication with sensor network
KR20070120072A (en) * 2007-11-02 2007-12-21 숭실대학교산학협력단 Region-based overlay multicast mechanism using geographic information in mobile ad hoc networks
KR100862186B1 (en) * 2008-03-12 2008-10-09 주식회사 아트시스템 Method of saving power consumption and reducing the transmission of a mobile node identification redundantly between mobile node equipped with movement detecting sensor and fixture node equipped with motion detecting sensor and mobile node
KR20090011583A (en) * 2007-07-26 2009-02-02 한국전자통신연구원 Apparatus and method for supporting mobility of sensor node in ip-based sensor networks

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776804B1 (en) 2006-09-28 2007-11-19 한국전자통신연구원 Location aware apparatus and method capable of co-operating communication with sensor network
KR20090011583A (en) * 2007-07-26 2009-02-02 한국전자통신연구원 Apparatus and method for supporting mobility of sensor node in ip-based sensor networks
KR20070120072A (en) * 2007-11-02 2007-12-21 숭실대학교산학협력단 Region-based overlay multicast mechanism using geographic information in mobile ad hoc networks
KR100862186B1 (en) * 2008-03-12 2008-10-09 주식회사 아트시스템 Method of saving power consumption and reducing the transmission of a mobile node identification redundantly between mobile node equipped with movement detecting sensor and fixture node equipped with motion detecting sensor and mobile node

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