KR101448946B1

KR101448946B1 - 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법 및 이를 이용한 장치

Info

Publication number: KR101448946B1
Application number: KR1020120129641A
Authority: KR
Inventors: 한기준; 김준형; 윤정배
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-10-14
Also published as: KR20140065537A

Abstract

본 발명은 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법에 있어서, 베이스 스테이션에 위치한 지향성 안테나가 방향과 신호 세기를 조절하여 ID 신호를 송신하는 단계; 지향성 안테나가 송신한 ID 신호를 중복하여 수신하는 센서 노드를 릴레이 노드로 결정하는 단계; 및 특정 지역에서 이벤트가 발생한 경우, 이벤트를 감지한 노드는 감지한 이벤트에 대한 보고를 특정 지역에 위치한 릴레이 노드로 브로드캐스팅하는 단계; 를 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법에 관한 것이다.

Description

무선 센서 네트워크의 라우팅 방법 및 이를 이용한 장치{A routing method for wireless sensor network and an apparatus using the same}

본 발명은 무선 센서 네트워크에서의 라우팅 방법 및 이를 이용한 라우팅 장치에 관한 것이다.

최근 u-헬스(u-health) 및 IT-BT 융합 기술의 발달로 무선을 이용한 무선 신체영역 센서 네트워크(Wireless Body Area Sensor Network) 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 무선 센서 네트워크는 크게 센서 노드와 베이스 스테이션(Base Station)으로 나눌 수 있다. 센서 네트워크에서 노드들은 그 크기가 작고, 배터리를 사용하며 하드웨어의 제약 사항(메모리, 저장 공간, 연산 능력)이 많은 편이다. 반면에 베이스 스테이션은 자원의 제약이 거의 없고, 높은 성능의 하드웨어(높은 메모리, 큰 저장 공간, 높은 연산 능력)로 구성되어 있다. 무선 센서 네트워크에서는 노드들의 에너지 소모를 줄여 전체 네트워크의 수명(Network lifetime)을 늘리는 것이 큰 이슈 중 하나이다.

무선 센서 네트워크는 네트워크 구성 방법에 따라 코어 기반(core-based)과 에지 기반(edge-based)으로 나눌 수 있다. 코어 기반에서는 네트워크의 구성 및 제어(예를 들면, 토폴로지 관리, 라우팅(routing), 위치측정, 동기화)를 노드들이 부담하게 된다. 이런 부담 때문에 제어 메시지(control message)의 빈번한 송수신은 많은 에너지 소모로 이어진다. 또한, 이런 부담을 갖게 되는 노드들에는 여러 기능이 탑재되어야 하므로 노드들의 크기는 커지고 가격은 비싸지는 결과를 낳게 된다. 반면에 에지 기반에서는 노드보다 더 나은 능력을 갖춘 베이스 스테이션을 적극적으로 활용한다. 네트워크 구성 및 제어에 관련된 사항들을 베이스 스테이션 자신이 직접 처리하므로 노드들이 네트워크 구성 및 제어를 위한 제어 메시지 송수신절차를 생략할 수 있어, 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있다. 또한, 센서의 디자인 측면에서도 불필요한 기능들을 탑재할 필요가 없으므로 낮은 가격과 소형화를 이루기에 적합하다.

위와 같은 특징을 갖고 있는 에지 기반의 네트워크 구성 방법은 지향성 안테나를 이용하는 방법인데 이 경우에도 데이터를 베이스 스테이션으로 전송할 때는 브로드캐스팅을 사용하므로 에너지 소모가 많게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 에지 기반의 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 라우팅 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법에 있어서, 베이스 스테이션에 위치한 지향성 안테나가 방향과 신호 세기를 조절하여 ID 신호를 송신하는 단계; 상기 지향성 안테나가 송신한 ID 신호를 중복하여 수신하는 센서 노드를 릴레이 노드로 결정하는 단계; 및 특정 지역에서 이벤트가 발생한 경우, 상기 이벤트를 감지한 노드는 감지한 이벤트에 대한 보고를 상기 특정 지역에 위치한 릴레이 노드로 브로드캐스팅하는 단계;를 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법일 수 있다.

또한, 상기 ID 신호를 송신하는 단계는 상기 지향성 안테나의 방향에 따라 섹터 넘버를 결정하고 상기 지향상 안테나의 신호 세기에 따라 링 넘버를 결정하여 ID 신호를 송신하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법일 수 있다.

또한, 상기 릴레이 노드로 결정하는 단계에 앞서, 센서 노드가 상기 지향성 안테나가 송신한 ID 신호를 수신하여 상기 센서 노드의 섹터 번호와 링 번호를 인지하는 단계;를 더 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법일 수 있다.

또한, 상기 특정 지역에 위치한 릴레이 노드보다 동일한 링 넘버 또는 더 낮은 링 넘버를 갖는 릴레이 노드를 통해서 베이스 스테이션으로 보고를 전송하는 단계;를 더 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법일 수 있다.

또한, 상기 특정 지역에 위치한 릴레이 노드가 상기 보고를 수신하면 릴레이 노드가 아닌 센서 노드는 브로드캐스팅을 중단하는 단계;를 더 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법일 수 있다.

또한, 상기 브로드캐스팅하는 단계는 상기 이벤트를 감지한 노드들은 상기 감지한 이벤트의 신호세기에 반비례하는 백오프 타이머를 설정하고, 가장 먼저 백오프 타이머가 끝난 노드가 상기 감지한 이벤트에 대한 보고를 브로드캐스팅하는 단계;를 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 하나 이상의 센서 노드; 방향과 신호 세기가 조절가능하고 상기 센서 노드에 ID 신호를 송신하는 지향성 안테나; 상기 지향성 안테나를 조정하는 베이스 스테이션; 을 포함하고, 상기 센서 노드가 이벤트를 감지하면 상기 지향성 안테나로부터 상기 ID 신호를 중복하여 수신한 릴레이 노드를 통해 상기 베이스 스테이션으로 상기 이벤트를 전달하는 무선 센서 네트워크일 수 있다.

또한, 상기 지항성 안테나는 상기 방향에 따라 상기 ID 신호의 섹터 넘버를 결정하고, 상기 신호 세기에 따라 상기 ID 신호의 링 넘버를 결정하는 무선 센서 네트워크일 수 있다.

또한, 두 개의 다른 섹터 넘버를 수신한 센서 노드를 릴레이 노드로 결정하는 무선 센서 네트워크일 수 있다.

또한, 상기 이벤트가 상기 릴레이 노드로 브로드캐스팅되면 릴레이 노드가 아닌 센서 노드는 브로드캐스팅을 중단하는 무선 센서 네트워크일 수 있다.

또한, 상기 이벤트가 상기 릴레이 노드로 브로드캐스팅되면 상기 릴레이 노드는 동일한 링 넘버 또는 더 낮은 링 넘버를 갖는 릴레이 노드를 통해 상기 이벤트를 베이스 스테이션으로 전송하는 무선 센서 네트워크일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 이벤트를 감지하는 센서; 섹터 넘버, 링 넘버를 기록할 수 있는 메모리; 상기 센서가 감지한 이벤트를 송수신할 수 있는 무선 송수신 모듈; 을 포함하고, 지향성 안테나로부터 ID 신호를 수신하면 섹터 넘버와 링 넘버를 메모리에 기록하고, 상기 지향성 안테나로부터 ID 신호를 중복하여 수신하면 릴레이 노드로 인지하는 센서 노드일 수 있다.

또한, 상기 센서가 이벤트를 감지하면 상기 감지한 이벤트의 신호 세기에 반비례하도록 백오프 타이머를 설정하고, 상기 백오프 타이머가 끝나면 상기 감지한 이벤트를 브로드캐스팅하는 센서 노드일 수 있다.

또한, 다른 노드로부터 상기 이벤트를 수신하면, 상기 다른 노드와 섹터 넘버 및 링 넘버가 같거나 자신이 릴레이 노드인 경우에는 상기 수신한 이벤트를 브로드캐스팅하고, 상기 다른 노드와 섹터 넘버가 다르거나 링 넘버가 다른 경우에는 브로드캐스팅을 중단하는 센서 노드일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 센서 네트워크에서 릴레이 노드를 결정하는 방법에 있어서, 베이스 스테이션에 위치한 지향성 안테나가 방향과 신호 세기를 조절하여 ID 신호를 송신하는 단계; 및 상기 지향성 안테나가 송신한 ID 신호를 중복하여 수신하는 센서 노드를 릴레이 노드로 결정하는 단계; 를 포함하는 릴레이 노드 결정 방법일 수 있다.

본 발명은 에지 기반의 센서 네트워크에서 보다 에너지 효율이 좋은 라우팅 방법을 제공할 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 네트워크 구성방법을 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에서 릴레이 노드를 결정하는 방법을 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전달 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 라우팅 방법을 시뮬레이션 한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 센서 노드를 나타낸 블록도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.

한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.

본 발명은 에지 기반 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 라우팅 방법에 관한 것이다. 빔스타(Beamstar)는 무선 센서 네트워크를 위한 최신의 에지 기반 라우팅 방법이다. 빔스타에서는 베이스 스테이션이 신호 세기를 조절할 수 있는 지향성 안테나를 갖추고 있어야 한다. 그리고 노드들은 베이스 스테이션의 전송범위 안에 있다고 가정한다. 베이스 스테이션은 지향성 안테나 및 전송신호 세기 조절을 통하여 센서 필드를 각각 섹터(sector)로 나눈다.

빔스타에서 섹터 구획 방법은 지향성 안테나의 방향과 신호 세기를 적절히 조절하여 네트워크 전체 센서 노드에게 자신의 섹터 위치에 해당하는 ID를 부여하는 방식이다. 여기서 ID는 (섹터 넘버, 링 넘버)로 나타낸다. 이는 지향성 안테나의 신호방향을 나타내는 섹터 넘버와 지향성 안테나의 신호 세기를 나타내는 링 넘버로 이루어져 있다. 이로 말미암아 각 센서 노드는 고유한 자신의 위치 정보를 얻을 수 있다.

도 1a 내지 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서 네트워크를 구성하는 방법을 나타낸 것이다. 베이스 스테이션에 있는 지향성 안테나가 ID 신호를 송신하면 방향에 따라 섹터 넘버가 결정되고 신호 세기에 따라 링 넘버가 결정된다. 도 1a에서 보는 바와 같이 지향성 안테나의 방향에 따라 섹터 넘버가 부여되고, 도 1b에서 보는 바와 같이 지향성 안테나의 신호 세기에 따라 링 넘버가 부여된다. 도 1c에서는 지향성 안테나가 ID 신호를 송신하는 것을 보여준다. 섹터 1에 해당하는 방향으로 신호세기를 조절해가며 각 지역에 속하는 센서 노드에게 ID를 부여할 수 있다. 그 다음은 섹터 2에 해당하는 방향으로 신호세기를 조절해가며 각 지역에 속하는 센서 노드에게 ID를 부여할 수 있다. 센서 노드들은 초기에 고정된 위치 정보와 데이터 전송 규칙 같은 몇몇 제어 메시지를 베이스 스테이션으로부터 전송 받는다. 이로 인해 센서 노드 간에 위치, 동기화, 라우팅과 관련된 제어 메시지 교환 등의 절차가 더 이상 필요하지 않게 된다. ID 신호를 전체 지역에 송신하고 나면 도 1d에서 보는 바와 같이 ID가 부여되게 된다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전달에 참여하는 센서 노드를 결정하는 방법을 나타낸 것이다. 도 2b에서 보는 것처럼 지향성 안테나가 신호 세기를 달리하여 ID 신호를 송신하면(S11), 센서 노드들은 ID 신호를 수신한다(S12). ID 신호를 수신하면 센서 노드는 부여된 ID를 저장한다(S14). 이 때, 각 섹터의 가장자리에 있는 노드들은 ID 신호를 중복으로 수신할 수 있다. 즉, 이미 부여된 ID가 존재하는 경우에(S13) 다시 ID 신호를 수신하면 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드는 중복으로 수신한 ID 신호를 각각 메모리에 기록하여 자신이 데이터 라우팅에 참여할 릴레이 노드임을 판단하고(S15) 이를 기록할 수 있다. 도 2a에서 보는 것처럼 ID 신호를 두 번 전송받은 노드들은 자신의 위치가 섹터의 가장 자리임을 인지하고 자신이 데이터 전달에 참여할 노드임을 인지하게 된다. 예를 들어, A 그룹은 섹터 넘버 1과 섹터 넘버 2를 중복하여 수신하게 되고 B 그룹은 섹터 넘버 2와 섹터 넘버 3을 중복하여 수신함으로써 자신이 데이터 전달에 참여할 노드임을 인지할 수 있다. 이렇게 하면 기존의 에지 기반 방식을 유지하면서, 데이터 전달에 참여하는 센서 노드의 수를 줄여서 데이터를 전달할 경로를 설정할 수 있게 된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서 데이터 전달 방법을 나타낸 것이다. 도 3a는 (2, 4) 지역에서 이벤트가 발생한 경우를 보여주고 있다. 이 경우 도 3b에서 보는 바와 같이 센서 노드는 이벤트를 감지한 센서 노드인지(S21) 다른 센서 노드가 감지한 센서 노드가 브로드캐스팅한 이벤트 보고를 수신한 센서 노드인지에 따라(S25) 다음 행동을 결정한다. 이벤트를 감지한 센서 노드는 자신이 감지한 신호 세기에 반비례하는 수를 선택하여 백오프 타이머(Back-off timer)를 설정한다(S22). 가장 먼저 백오프 타이머가 끝난 센서 노드, 즉 감지한 신호 세기가 가장 큰 센서 노드가 백오프 타이머가 종료되었는지를 확인하여(S23) 종료되었다면 이벤트에 대한 보고를 브로드캐스팅 하고(S24) 백오프 타이머가 종료되지 않았다면 다른 센서 노드로부터 이벤트 보고를 수신하였는지를 확인하여(S25) 수신하지 않았다면 다시 자신의 백오프 타이머가 종료되기를 기다리고(S23), 이벤트 보고를 센서 노드가 수신한 경우 자신의 백오프 타이머가 설정되어 있으면 백오프 타이머를 오프시키고(S26) 이벤트 보고를 송신한 노드 즉, 이벤트를 감지한 노드의 ID와 자신의 ID를 비교하여(S27) ID가 같은 경우는 같은 지역에 속한 노드이므로 이벤트 보고를 다시 브로드캐스팅한다(S24). ID가 다른 경우(S28), 자신이 릴레이 노드이면 이벤트 보고를 다시 다른 릴레이 노드가 수신할 수 있도록 브로드캐스팅하고 릴레이 노드가 아닌 경우에는 절차를 종료한다. 릴레이 노드에서 다른 릴레이 노드로 전송할 때는 현재 릴레이 노드의 링 넘버보다 같거나 작은 링 넘버를 가진 릴레이 노드들만 전송에 참여하게 된다.

가장자리까지 전달된 데이터는 라우팅에 참여할 노드를 통해서 베이스 스테이션까지 전송되게 된다. 도 3b에서 보는 바와 같이 데이터가 섹터 양 옆 두 갈래로 나뉘어 전달되는 이유는 전송되는 경로 중 하나에 장애가 발생하더라도 유연하게 대처하기 위한 것이다. 보다 에너지 효율을 높이기 위해서 릴레이 노드의 두 가지 섹터 넘버가 이벤트가 발생한 지역의 섹터 넘버보다 같거나 큰 경우만을 이용하여 오른쪽 경로만으로 베이스 스테이션으로 전달하거나 그 반대의 경우로도 데이터를 전달할 수 있다. 위 과정 후에는, 이전 센서 노드보다 링 넘버가 갖거나 작은 센서 노드 중 ID 신호를 중복 수신한 센서 노드만 라우팅에 참여하게 되고 하나의 섹터 넘버나 하나의 링 넘버를 갖는 센서 노드는 전송 중인 데이터 신호를 감지하더라도 무시하게 된다. 오직 송수신을 하기 위해 선정된 노드들만이 데이터 전송에 참여하므로 기존의 브로드캐스팅 방법보다 참여 센서 노드수를 대폭 줄여 센서 네트워크 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전달 방법을 시뮬레이션 한 결과를 나타낸 것이다. 시뮬레이션 환경은 100개의 노드를 그리드 모양으로 배치하고 전송 시에 0.66J(Joule), 수신 시에 0.395J을 소비한다고 가정하고 실험을 진행하였다. 송신 및 수신 무선 에너지 소비는 다음과 같다.

여기서 d는 송신 측과 수신 측 사이의 거리를, k는 k bits 메시지를, n은 송신 측과 수신 측 사이의 거리에 의존하는 지수 성분을 각각 나타낸다. 다른 조건은 동일하게 가정하고 네트워크 전체의 송신 및 수신 에너지만을 계산하였다. 도 5에서 보는 바와 같이 네트워크 전체 송신 및 수신 에너지 소비량을 비교한 결과 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 라우팅 방법이 기존의 빔스타에서의 방법보다 효율이 좋다는 것을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 센서 노드를 나타낸 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드(100)는 이벤트를 감지하는 센서(120), 주변 센서 노드들과 데이터를 교환할 수 있는 무선 송수신 모듈(140), ID(섹터 넘버, 링 넘버)와 필요한 정보를 기록할 수 있는 메모리(160), 및 제어부(180)을 포함할 수 있다. 센서(120)는 필요에 따라 온도, 습도, 충격 등의 다양한 이벤트를 감지할 수 있도록 변형될 수 있다. 무선 송수신 모듈(140)은 주변 센서 노드로부터 수신한 메시지를 제어부(180)로 전달하여 처리할 수 있고, 지향성 안테나로부터 수신한 ID 신호를 전송하여 메모리에 저장할 수 있도록 한다. 또한, 브로드캐스팅을 수행하여 주변 센서 노드로 필요한 정보를 송신할 수 있다. 메모리(160)는 필요한 정보를 기록할 수 있고, 본 발명에서는 지향성 안테나로부터 수신한 ID 신호를 기록하고, 릴레이 노드 플래그 등을 기록하여 자신이 라우팅에 참여할 노드인지를 인지할 수 있게 해준다.

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

100: 센서 노드
120: 센서
140: 무선 송수신 모듈
160: 메모리
180: 제어부

Claims

무선 센서 네트워크의 라우팅 방법에 있어서,
베이스 스테이션의 ID 신호에 기초하여 섹터의 가장자리에 위치한 센서 노드를 릴레이 노드로 결정하는 단계; 및
상기 릴레이 노드를 통해 이벤트를 상기 베이스 스테이션으로 전달하는 단계;
를 포함하고,
상기 릴레이 노드는 베이스 스테이션으로부터 섹터 넘버가 서로 다른 ID 신호들을 수신하는 센서 노드인 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 베이스 스테이션으로 전달하는 단계는
상기 이벤트를 감지한 센서 노드가 상기 감지한 이벤트에 대한 보고를 특정 지역에 위치한 릴레이 노드로 브로드캐스팅하는 단계;
를 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법.
제3항에 있어서,
상기 특정 지역에 위치한 릴레이 노드보다 동일한 링 넘버 또는 더 낮은 링 넘버를 갖는 릴레이 노드를 통해서 베이스 스테이션으로 보고를 전달하는 단계;
를 더 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법.
제3항에 있어서,
상기 특정 지역에 위치한 릴레이 노드가 상기 이벤트에 대한 보고를 수신하면 릴레이 노드가 아닌 센서 노드는 브로드캐스팅을 중단하는 단계;
를 더 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법.
제3항에 있어서,
상기 브로드캐스팅하는 단계는
상기 이벤트를 감지한 노드들은 상기 감지한 이벤트의 신호세기에 반비례하는 백오프 타이머를 설정하고, 가장 먼저 백오프 타이머가 끝난 노드가 상기 감지한 이벤트에 대한 보고를 브로드캐스팅하는 단계;
를 포함하는 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법.
하나 이상의 센서 노드; 및
방향과 신호 세기가 조절가능하고 상기 센서 노드에 섹터 넘버와 링 넘버를 포함하는 ID 신호를 송신하는 지향성 안테나를 구비하는 베이스 스테이션;
을 포함하는 무선 센서 네트워크로써,
섹터의 가장자리에 위치하는 센서 노드를 릴레이 노드로 하여 이벤트를 상기 베이스 스테이션으로 전달하는 무선 센서네트워크 장치.
제7항에 있어서,
상기 지향성 안테나는
상기 방향에 따라 상기 ID 신호의 섹터 넘버를 결정하고,
상기 신호 세기에 따라 상기 ID 신호의 링 넘버를 결정하는 무선 센서 네트워크 장치.
제7항에 있어서,
상기 릴레이 노드는 베이스 스테이션으로부터 섹터 넘버가 서로 다른 ID 신호들을 수신하는 센서 노드인 무선 센서 네트워크 장치 장치.
제7항에 있어서,
상기 이벤트가 상기 릴레이 노드로 브로드캐스팅되면 릴레이 노드가 아닌 센서 노드는 브로드캐스팅을 중단하는 무선 센서 네트워크 장치.
제7항에 있어서,
상기 이벤트가 상기 릴레이 노드로 브로드캐스팅되면 상기 릴레이 노드는 동일한 링 넘버 또는 더 낮은 링 넘버를 갖는 릴레이 노드를 통해 상기 이벤트를 베이스 스테이션으로 전달하는 무선 센서 네트워크 장치.
이벤트를 감지하는 센서;
섹터 넘버, 링 넘버를 기록할 수 있는 메모리;
상기 센서가 감지한 이벤트를 송수신할 수 있는 무선 송수신 모듈; 및
상기 센서, 상기 메모리, 상기 무선 송수신 모듈을 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 제어부는 지향성 안테나로부터 섹터 넘버와 링 넘버를 포함한 ID 신호를 수신하고, 상기 수신한 ID 신호에 기초하여 섹터의 가장자리에 위치하는지 판단하여 릴레이 노드인지 판단하는 센서 노드.
제12항에 있어서,
상기 센서가 이벤트를 감지하면
상기 제어부는 상기 감지한 이벤트의 신호 세기에 반비례하도록 백오프 타이머를 설정하고,
상기 무선 송수신 모듈은 상기 백오프 타이머가 끝나면 상기 감지한 이벤트를 브로드캐스팅하는 센서 노드.
제13항에 있어서,
상기 송수신 모듈이 다른 노드로부터 상기 이벤트를 수신하면,
상기 제어부는 상기 다른 노드와 섹터 넘버 및 링 넘버가 같거나 자신이 릴레이 노드인 경우에는 상기 수신한 이벤트를 브로드캐스팅하고,
상기 다른 노드와 섹터 넘버가 다르거나 링 넘버가 다른 경우에는 브로드캐스팅을 중단하는 센서 노드.
제12항에 있어서,
상기 제어부는 이미 수신한 ID 신호의 섹터 넘버와 다른 섹터 넘버를 갖는 ID 신호를 수신하는 경우에 릴레이 노드로 판단하는 센서 노드.
무선 센서 네트워크에서 릴레이 노드를 결정하는 방법에 있어서,
베이스 스테이션에 위치한 지향성 안테나가 방향과 신호 세기를 조절하여 섹터 넘버와 링 넘버를 포함하는 ID 신호를 송신하는 단계; 및
베이스 스테이션으로부터 섹터 넘버가 서로 다른 ID 신호들을 수신하는 센서 노드를 릴레이 노드로 결정하는 단계;
를 포함하는 릴레이 노드 결정 방법.