KR101449674B1

KR101449674B1 - 무선 센서 네트워크의 이동형 게이트웨이 및 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR101449674B1
Application number: KR1020120144064A
Authority: KR
Inventors: 양정엽
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-10-13
Also published as: KR20140076013A

Abstract

무선 센서 네트워크에서 센서들의 센싱 데이터를 수집하여 서버로 전송하는 이동형 게이트웨이 및 이를 이용한 센싱 데이터 전송 방법이 개시된다. 무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이는, 상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 센서 정보 수집 수단; 상기 센서들을 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 분류하고, 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 가장 가깝게 위치하는 다른 이동형 게이트웨이를 선택하며, 그 선택한 다른 이동형 게이트웨이로 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 대한 데이터 보고를 요청하는 게이트웨이 선택 수단; 및 상기 제 1 그룹에 속하는 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 센서 정보 보고 수단;을 포함한다.

Description

무선 센서 네트워크의 이동형 게이트웨이 및 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법{MOBILE GATEWAY OF THE WIRELESS SENSOR NETWORK AND METHOD FOR TRANSMITTING SENSING DATA IN THE MOBILE GATEWAY}

본 발명은 무선 센서 네트워크 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 센서 네트워크에서 센서들의 센싱 데이터를 수집하여 전송하는 이동형 게이트웨이 및 그 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

무선 센서 네트워크(WSN, Wireless Sensor Network)는 네트워크 시스템을 통해 외부의 네트워크에 연결하여 다양한 센서를 통해 입력되는 정보를 실시간으로 처리하고 관리한다. 이런 무선 센서 네트워크 시스템의 궁극적인 목적은 모든 사물에 컴퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제 어디서나 네트워크, 디바이스 및 서비스에 관계없이 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다.

이런 무선 센서 네트워크 시스템의 구성은 사물에 대한 인식 정보 또는 주변의 환경 정보를 실시간으로 감지하고 통신 모듈을 구비하는 센서, 센서로부터 전송된 정보를 라우팅(routing)하여 광대역 통신망을 통해 관리 서버로 전송하는 게이트웨이(gateway)를 포함한다. 여기서 센서는 게이트웨이를 통하여 위성 통신, 무선랜, 블루투스 및 유선 인터넷과 같은 기존의 인프라로 연결될 수 있다.

이러한 무선 센서 네트워크 시스템에서 게이트웨이는 대부분 고정형으로 설치되고 센서들과 유선으로 연결되는 경우가 많다. 그러나 무선 기술의 발전으로 센서와 게이트웨이는 무선으로 통신하는 추세이고 고정형 게이트웨이의 경우 독립적인 공간에 설치되기 때문에 센서들의 설치 환경에 적합하지 않은 경우가 많아. 이동형 게이트웨이로 대체되고 있는 추세이다.

이와 같이 센서와 게이트웨이 간 통신으로 무선 통신이 사용되고 이동형 게이트웨이가 보급되면서 센서의 센싱 데이터를 수집하는데 전력이 많이 소모되거나 센싱 데이터를 정확하게 수집하지 못하는 경우가 발생하고 있다. 즉, 이동형 게이트웨이로와 센서 간의 거리가 일정한 수준 이상인 경우 센서의 신호 감도가 안 좋아져 센싱 데이터가 이동형 게이트웨이로 제대로 수집되지 못하거나, 신호 감도가 좋지 않을 때 센싱 데이터를 전송 및 수집하기 위해 센서와 이동형 게이트웨이는 보다 많은 전력을 소모해야 한다.

한국등록특허 제10-1192443(2012.10.18 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 무선 센서 네트워크에서 센서들의 센싱 데이터를 수집하여 서버로 전송하는 이동형 게이트웨이 및 이를 이용한 센싱 데이터 전송 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이는, 상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 센서 정보 수집 수단; 상기 센서들을 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 분류하고, 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 가장 가깝게 위치하는 다른 이동형 게이트웨이를 선택하며, 그 선택한 다른 이동형 게이트웨이로 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 대한 데이터 보고를 요청하는 게이트웨이 선택 수단; 및 상기 제 1 그룹에 속하는 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 센서 정보 보고 수단;을 포함한다.

상기 게이트웨이 선택 수단은, 수신 신호 세기가 임계치보다 큰 센서를 상기 제 1 그룹으로 분류하고, 수신 신호 세기가 임계치보다 작은 센서를 상기 제 2 그룹으로 분류한다.

상기 게이트웨이 선택 수단은, 상기 제 2 그룹에 속한 센서로부터의 수신 신호 세기가 가장 큰 이동형 게이트웨이를 선택할 수 있다.

상기 이동형 게이트웨이는, 주변 이동형 게이트웨이의 정보를 수집하여 네이버 리스트를 작성하는 네이버 리스트 관리 수단;을 더 포함하고, 상기 게이트웨이 선택 수단은, 상기 네이버 리스트에 기록된 주변 이동형 게이트웨이 중에서 적어도 하나를 선택할 수 있다.

상기 게이트웨이 선택 수단은, 상기 제 2 그룹에 속하는 센서의 식별정보를 포함하는 메시지를 상기 주변 이동형 게이트웨이에 브로드캐스트하고 이에 대한 응답으로 수신되는 메시지에 포함된 센서의 신호 세기를 비교하여 이동형 게이트웨이를 선택할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이는, 상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 센서 정보 수집 수단; 다른 이동형 게이트웨이와 상기 센서들의 정보를 교환하여, 상기 각 센서별 센싱 데이터의 보고를 담당할 이동형 게이트웨이를 상기 다른 이동형 게이트웨이 및 자(自) 이동형 게이트웨이 중에서 선택하는 게이트웨이 선택 수단; 및 상기 선택 수단에 의해 자(自) 이동형 게이트웨이에서 담당하는 것으로 선택된 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 센서 정보 보고 수단;을 포함한다.

상기 다른 측면에 따른 이동형 게이트웨이는, 주변 이동형 게이트웨이의 정보를 수집하여 네이버 리스트를 작성하는 네이버 리스트 관리 수단;을 더 포함하고, 상기 게이트웨이 선택 수단은, 상기 네이버 리스트에 기록된 주변 이동형 게이트웨이와 상기 센서들의 정보를 교환할 수 있다.

상기 게이트웨이 선택 수단은, 센서별로 센서로부터의 수신 신호 세기가 가장 큰 이동형 게이트웨이를 각 센서의 담당 이동형 게이트웨이로 선택할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법은, 상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 단계; 상기 센서들을 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 분류하는 단계; 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 가장 가깝게 위치하는 다른 이동형 게이트웨이를 선택하는 단계; 선택한 다른 이동형 게이트웨이로 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 대한 데이터 보고를 요청하는 단계; 및 상기 제 1 그룹에 속하는 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 단계;를 포함한다.

상기 분류하는 단계는, 수신 신호 세기가 임계치보다 큰 센서를 상기 제 1 그룹으로 분류하고, 수신 신호 세기가 임계치보다 작은 센서를 상기 제 2 그룹으로 분류할 수 있다.

상기 선택하는 단계는, 상기 제 2 그룹에 속한 센서로부터의 수신 신호 세기가 가장 큰 이동형 게이트웨이를 선택할 수 있다.

상기 방법은, 주변 이동형 게이트웨이의 정보를 수집하여 네이버 리스트를 작성하는 단계;를 더 포함하고, 상기 선택하는 단계는, 상기 네이버 리스트에 기록된 주변 이동형 게이트웨이 중에서 적어도 하나를 선택할 수 있다.

상기 선택하는 단계는, 상기 제 2 그룹에 속하는 센서의 식별정보를 포함하는 메시지를 상기 주변 이동형 게이트웨이에 브로드캐스트하는 단계; 및 브로드캐스트된 메시지에 대한 응답으로 수신되는 메시지에 포함된 센서의 신호 세기를 비교하여 이동형 게이트웨이를 선택하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법은, 상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 단계; 다른 이동형 게이트웨이와 상기 센서들의 정보를 교환하는 단계; 교환된 정보에 기초하여 상기 각 센서별 센싱 데이터의 보고를 담당할 이동형 게이트웨이를 상기 다른 이동형 게이트웨이 및 자(自) 이동형 게이트웨이 중에서 선택하는 단계; 및 자(自) 이동형 게이트웨이에서 담당하는 것으로 선택된 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명은 무선 센서 네트워크에서 이동형 게이트웨이를 이용한 센싱 데이터의 수집 및 전송에 있어서 수신 감도가 낮은 센서의 센싱 데이터는 해당 센서와 근거리에 있는 이동형 게이트웨이를 통해 전송되도록 하여 센서와 이동형 게이트웨이의 소모 전력을 줄이고 효율적으로 관리할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 게이트웨이의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 처리 프로그램의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 데이터 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 데이터 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 센서 네트워크는 복수의 센서(110-1,..., 110-N), 복수의 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M), 통신망(150) 및 서버(170)를 포함한다.

복수의 센서(110-1,..., 110-N)는 개인의 신체나 주위 사물에 부착되어 사용자가 위치한 서비스 환경의 온도, 습도, 사용자의 건강 상태 등의 상황(context) 정보를 실시간으로 검출하며, 다양한 통신프로토콜과 데이터포맷을 가진다. 여기서 상황(context) 정보는 유비쿼터스 컴퓨팅과 관련하여 사용자와 다른 사용자, 시스템, 혹은 디바이스의 애플리케이션 간 상호 작용에 영향을 미치는 사람, 장소, 사물, 개체, 시간 등 상황(situation)의 특징을 규정하는 정보로써, 네트워크 연결 상태, 통신 대역폭 및 프린터, 디스플레이, 워크스테이션과 같은 컴퓨팅 상황(computing context), 사용자의 프로파일, 위치, 주변의 사람들을 비롯한 사용자 상황(user context), 조명, 소음레벨, 교통상태, 온도 등 물리적 상황(physical context), 시간, 주, 달, 계절 등 시간적 상황(time context)이 있다.

복수의 센서(110-1,..., 110-N)는 주변의 상황 정보를 센싱하고 그 센싱된 데이터를 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M)를 통해 서버(170)로 전송한다. 바람직하게 복수의 센서(110-1,..., 110-N)는 게이트웨이(130-1,..., 130-M)의 요청이 수신될 때 센싱 데이터를 게이트웨이(130-1,..., 130-M)로 전송할 수 있고, 또는 자체 센싱 데이터 보고 주기의 도래시 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M)로 센싱 데이터를 전송할 수 있다. 센서(110-1,..., 110-N)와 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M)는 블루투스, 지그비, WiFi 등의 근거리 통신에 의해 데이터를 송수신한다.

복수의 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M)는 센싱 데이터 보고 주기의 도래시 복수의 센서(110-1,..., 110-N)로부터 센싱 데이터를 수집하여 통신망(150)을 통해 서버(170)로 전송한다. 복수의 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M)는 이동형으로, 예컨대 휴대 단말로서 운용자에 의해 소지되어 이동될 수 있다.

통신망(150)은 GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), WCDMA(wideband code division multiple access), CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access) 등의 통신망일 수 있고, 본 출원의 출원 시점에 아직 개발되지 않은 통신망을 포함한다.

복수의 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M) 중 어느 하나가 마스터 이동형 게이트웨이가 될 수 있고, 나머지는 슬레이브 이동형 게이트웨이가 될 수 있다. 마스터 이동형 게이트웨이가 센싱 데이터의 보고 기능을 수행하고, 슬레이브 이동형 게이트웨이는 마스터 이동형 게이트웨이의 요청이 있을 때 센싱 데이터의 보고 기능을 수행할 수 있다.

구체적으로, 마스터 이동형 게이트웨이는, 복수의 센서(110-1,..., 110-N)로부터 센싱 데이터를 수집할 때, 센서들로부터의 수신 신호 세기를 분석하여 임계치보다 작은 수신 신호 세기를 갖는 센서들을 분류하고, 해당 분류한 센서들의 식별정보를 포함하는 데이터 보고 가능 문의 메시지를 복수의 슬레이브 이동형 게이트웨이로 브로드캐스팅하고, 이에 대한 응답 메시지를 분석하여 상기 분류한 센서들과 가장 가까운 슬레이브 이동형 게이트웨이를 선택하여 센싱 데이터의 보고를 요청한다. 여기서 센서들과의 거리는 게이트웨이에서 수신하는 센서들의 수신 신호 세기를 기초로 판단할 수 있다. 수신 신호 세기가 가장 큰 게이트웨이가 센서에 가장 가까운 것으로 판단한다.

슬레이브 이동형 게이트웨이는, 마스터 이동형 게이트웨이로부터 브로드캐스딩된 데이터 보고 가능 문의 메시지를 수신하면, 해당 메시지에 포함된 센서들의 식별정보에 대응하는 센서(110-1,..., 110-N)들의 수신 신호 세기를 측정하고 그 측정된 수신 신호 세기 및 센서들의 식별정보를 포함하는 응답 메시지를 회신한다.

즉, 마스터 이동형 게이트웨이는 복수의 센서(110-1,..., 110-N) 중 수신 신호 세기가 약한 센서들에 대해서는 직접 센싱 데이터의 전송을 수행하지 않고, 슬레이브 이동형 게이트웨이 중 해당 센서들에 가까이 있는 슬레이브 이동형 게이트웨이를 찾아 해당 슬레이브 이동형 게이트웨이로 하여금 해당 센서들의 센싱 데이터를 전송하도록 요청하는 것이다. 따라서 센서들에 최적 거리에 존재하는 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M)들이 정확한 센싱 데이터를 보고할 수 있게 된다.

또는, 복수의 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M) 각각은, 일반 동작 모드로 동작하여, 복수의 센서(110-1,..., 110-N)로부터 센싱 데이터를 수집할 때, 센서들의 수신 신호 세기를 분석하고 그 분석된 센서들의 수신 신호 세기 및 식별정보를 상호 교환하여 각자 담당할 센서들을 분류하는 과정을 수행할 수 있고, 각 이동형 게이트웨이(130-1,..., 130-M)는 담당 센서 그룹들에 대한 센싱 데이터를 수집하여 통신망(150)을 통해 서버(170)로 전송한다. 여기서 센서들의 분류는 센서들의 신호 세기에 기초하여 이루어진다.

예를 들어, 3 개의 이동형 게이트웨이가 있고, 각 이동형 게이트웨이에 센서1의 신호가 수신될 때, 3 개의 이동형 게이트웨이 중 센서1로부터의 수신 신호 세기가 가장 큰 이동형 게이트웨이가 해당 센서1의 센싱 데이터의 보고를 담당하는 것으로 결정한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 게이트웨이의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 이동형 게이트웨이(130)는 메모리(202), 메모리 제어기(204), 하나 이상의 처리 장치(CPU)(206), 주변 인터페이스(208), 입출력(I/O) 서브시스템(210), 디스플레이(212), 입력 장치(214), 그리고 RF 회로(216)를 포함한다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선(218)을 통하여 통신한다. 도 2에 도시한 여러 구성요소는 하나 이상의 신호 처리 및/또는 애플리케이션 전용 집적 회로(application specific integrated circuit)를 포함하여, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어 둘의 조합으로 구현될 수 있다.

메모리(202)는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리(202)는 하나 이상의 처리기(206)로부터 멀리 떨어져 위치하는 저장 장치, 예를 들어 RF 회로(216)와, 인터넷, 인트라넷, LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), SAN(Storage Area Network) 등, 또는 이들의 적절합 조합과 같은 통신 네트워크(도시하지 않음)를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 더 포함할 수 있다. CPU(206) 및 주변 인터페이스(208)와 같은 이동형 게이트웨이(130)의 다른 구성요소에 의한 메모리(202)로의 액세스는 메모리 제어기(204)에 의하여 제어될 수 있다.

주변 인터페이스(208)는 장치의 입출력 주변 장치를 CPU(206) 및 메모리(202)와 연결시킨다. 하나 이상의 처리기(206)는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리(202)에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 이동형 게이트웨이(130)를 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다.

일부 실시예에서, 주변 인터페이스(208), CPU(206) 및 메모리 제어기(204)는 칩(211)과 같은 단일 칩 상에서 구현될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 이들은 별개의 칩으로 구현될 수 있다.

I/O 서브시스템(210)은 디스플레이(212)과 기타 입력 장치(214)와 같은 이동형 게이트웨이(130)의 입출력 주변장치와 주변 인터페이스(208) 사이에 인터페이스를 제공한다.

디스플레이(212)는 LCD(liquid crystal display) 기술 또는 LPD(light emitting polymer display) 기술을 사용할 수 있고, 이러한 디스플레이(212)는 용량형, 저항형, 적외선형 등의 터치 디스플레이일 수 있다.

CPU(206)는 이동형 게이트웨이(130)에 연관된 동작을 수행하고 명령어들을 수행하도록 구성된 프로세서로서, 예를 들어, 메모리(202)로부터 검색된 명령어들을 이용하여, 이동형 게이트웨이(130)의 컴포넌트 간의 입력 및 출력 데이터의 수신과 조작을 제어할 수 있다.

일부 실시예에서, 소프트웨어 구성요소는 운영 체제(232), 그래픽 모듈(명령어 세트)(234) 및 센서 처리 프로그램(명령어 세트)(236)가 메모리(202)에 탑재(설치)된다.

운영 체제(232)는, 예를 들어, 다윈(Darwin), RTXC, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS 또는 VxWorks와 같은 내장 운영체제일 수 있고, 일반적인 시스템 태스크(task)(예를 들어, 메모리 관리, 저장 장치 제어, 전력 관리 등)를 제어 및 관리하는 다양한 소프트웨어 구성요소 및/또는 장치를 포함하고, 다양한 하드웨어와 소프트웨어 구성요소 사이의 통신을 촉진시킨다.

그래픽 모듈(234)은 디스플레이(212) 상에 그래픽을 제공하고 표시하기 위한 주지의 여러 소프트웨어 구성요소를 포함한다. "그래픽(graphics)"이란 용어는 텍스트, 웹 페이지, 아이콘(예컨대, 소프트 키를 포함하는 사용자 인터페이스 대상), 디지털 이미지, 비디오, 애니메이션 등을 제한 없이 포함하여, 사용자에게 표시될 수 있는 모든 대상을 포함한다.

RF 회로(216)는 전자파를 송수신한다. RF 회로(216)는 전기 신호를 전자파로 또는 그 반대로 변환하며 이 전자파를 통하여 통신 네트워크 및 다른 이동형 게이트웨이와 통신 장치와 통신한다. RF 회로(216)는 예를 들어 안테나 시스템, RF 트랜시버, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 오실레이터, 디지털 신호 처리기, CODEC 칩셋, 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM) 카드, 메모리 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 이러한 기능을 수행하기 위한 주지의 회로를 포함할 수 있다. RF 회로(216)는 월드 와이드 웹(World Wide Web, WWW)으로 불리는 인터넷, 인트라넷과 네트워크 및/또는, 셀룰러 전화 네트워크, 무선 LAN 및/또는 MAN(metropolitan area network)와 같은 무선 네트워크, 그리고 무선 통신에 의하여 다른 장치와 통신할 수 있다. 무선 통신은 GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), WCDMA(wideband code division multiple access), CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access), 블루투스(Bluetooth), 와이 파이(Wireless Fidelity, Wi-Fi)(예를 들어, IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g 및/또는 IEEE802.11n), VoIP(voice over Internet Protocol), Wi-MAX, 이메일, 인스턴트 메시징(instant messaging) 및/또는 단문 문자 서비스(SMS)용 프로토콜 또는 본 출원의 출원 시점에 아직 개발되지 않은 통신 프로토콜을 포함하는 기타 다른 적절한 통신 프로토콜을 포함하지만 이에 한정되지 않는 복수의 통신 표준, 프로토콜 및 기술 중 어느 것을 이용할 수 있다.

센서 처리 프로그램(236)은 RF 회로(216)를 통해 복수의 센서(110-1,..., 110-N)로부터 센싱 데이터를 수집하여 RF 회로(216)를 통해 서버(170)로 전송한다. 센서 처리 프로그램(236)에 관해서는 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 처리 프로그램의 구성을 나타낸 도면으로, 도 3을 참조하면, 센서 처리 프로그램(236)은 모드 설정부(310), 네이버 리스트 관리 모듈(330), 센서 정보 수집 모듈(350), 게이트웨이 선택 모듈(370) 및 센서 정보 보고 모듈(390)을 포함한다.

모드 설정부(310)는 이동형 게이트웨이를 마스터 모드 또는 슬레이브 모드, 또는 일반 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 설정한다.

네이버 리스트 관리 모듈(330)은, 동작 모드에 상관없이 동작하여, 주변에 존재하는 이동형 게이트웨이들의 정보를 수집하고 네이버 리스트를 작성하여 메모리에 저장 관리한다. 바람직하게, 네이버 리스크 관리 모듈(310)은 비콘 신호를 송출하고 그 비콘 신호에 대한 응답 신호로부터 주변 이동형 게이트웨이들의 정보를 수집하여 네이버 리스트를 작성한다.

센서 정보 수집 모듈(350)은, 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들로부터 센싱 데이터를 수집한다. 센서 정보 수집 모듈(350)은 마스터 모드시 주변 이동형 게이트웨이에 상관없이 센싱 데이터를 수집하고, 슬레이브 모드시 마스터 모드인 다른 이동형 게이트웨이의 요청에 따라 센싱 데이터를 수집하며, 일반 모드에서는 다른 일반 모드의 이동형 게이트웨이와 협력하여 센싱 데이터를 수집한다.

센서 정보 수집 모듈(350)은 센서 정보 보고 주기가 도래하면 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들로 센싱 데이터 요청을 전송하여 센싱 데이터를 수집할 수 있고, 또는 복수의 센서(110-1,..., 110-N) 자체적으로 센서 정보 보고 주기가 도래하여 송출하는 센싱 데이터를 수집할 수 있다.

게이트웨이 선택 모듈(370)은 동작 모드에 따라 다음과 같이 동작한다.

마스터 모드

게이트웨이 선택 모듈(370)은 상기 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들 중에서 임계치보다 작은 수신 신호 세기를 갖는 센서들을 분류하고 분류된 센서들에 가장 가까운 슬레이브 이동형 게이트웨이를 선택하여, 해당 선택된 슬레이브 이동형 게이트웨이로 상기 분류된 센서들의 센싱 데이터를 보고하도록 요청한다.

게이트웨이 선택 모듈(370)은 상기 네이버 리스트 관리 모듈(330)에서 관리하는 주변의 슬레이브 이동형 게이트웨이들로 상기 분류된 센서들의 식별정보를 포함하는 데이터 보고 가능 문의 메시지를 브로드캐스팅하고, 이에 대한 응답 메시지를 보내온 슬레이브 이동형 게이트웨이들 중 센서들과 가장 가까운 게이트웨이를 선택하여 센싱 데이터의 보고를 요청한다. 상기 응답 메시지에는 센서들로부터의 수신 신호 세기 및 식별정보가 포함되고, 게이트웨이 선택 모듈(370)은 센서별로 수신 신호 세기가 가장 큰 슬레이브 이동형 게이트웨이를 선택하여 센싱 데이터의 보고를 요청한다.

슬레이브 모드

게이트웨이 선택 모듈(370)은, 마스터 이동형 게이트웨이로부터 센서의 식별정보를 포함하는 데이터 보고 가능 문의 메시지를 수신하면, 해당 센서의 식별정보에 대응하는 센서들로부터의 수신 신호 세기를 측정하고 그 측정한 수신 신호 세기 및 센서의 식별정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 마스터 이동형 게이트웨이로 회신하고, 마스터 이동형 게이트웨이로부터 센싱 데이터의 보고 요청을 수신한다.

일반 모드

게이트웨이 선택 모듈(370)은, 상기 네이버 리스트 관리 모듈(330)에서 관리하는 주변의 이동형 게이트웨이들과 센서들의 수신 신호 세기 및 식별정보를 상호 교환하여 센서들의 센싱 데이터를 보고할 게이트웨이를 선택한다. 게이트웨이 선택 모듈(370)은 자(自) 이동형 게이트웨이에서 수집한 센서들의 수신 신호 세기 그리고 주변 이동형 게이트웨이에서 수집한 센서들의 수신 신호 세기를 비교하여, 센서별로 수신 신호 세기가 가장 크게 수집된 이동형 게이트웨이를 해당 센서의 센싱 데이터를 보고할 담당으로 선택한다.

센서 정보 보고 모듈(390)은 상기 게이트웨이 선택 모듈(370)의 선택 결과에 기초하여 상기 센서 정보 수집 모듈(350)에서 수집된 담당 센서들의 센싱 데이터를 서버(170)로 전송한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 데이터 전송 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 4를 참조한 실시예에서, 이동형 게이트웨이1을 마스터 이동형 게이트웨이로 설명하고, 나머지를 슬레이브 이동형 게이트웨이로 설명한다.

도 4를 참조하면, 센서 정보 보고 주기의 도래시, 마스터 모드인 이동형 게이트웨이1은 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들로부터 센싱 데이터를 수집한다(S401, S403). 구체적으로, 이동형 게이트웨이1은 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들로 센싱 데이터 요청 메시지를 전송하고 이에 대한 응답으로 센싱 데이터를 수신한다.

센싱 데이터를 수집한 이동형 게이트웨이1은 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들을 센서들의 수신 신호 세기에 기초하여 자신이 담당할 센서와 그렇지 않은 센서들을 분류한다(S405). 즉 수신 신호 세기가 임계치보다 큰 센서들은 이동형 게이트웨이1에서 담당하는 센서로 결정하고 수신 신호 세기가 임계치보다 작은 센서들은 다른 게이트웨이가 담당하는 것으로 결정한다.

이와 같이 센서들을 분류한 이동형 게이트웨이1은 자신이 담당하지 않을 센서들의 식별정보를 포함하는 데이터 보고 가능 문의 메시지를 주변의 슬레이브 이동형 게이트웨이들로 브로드캐스팅한다(S407). 브로드캐스킹된 메시지를 수신한 주변의 슬레이브 이동형 게이트웨이들은 문의 메시지에 포함된 센서들의 식별정보에 대응하는 센서들의 수신 신호 세기를 측정하여 측정된 수신 신호 세기의 정보를 포함하는 응답 메시지를 이동형 게이트웨이1로 회신한다(S409).

이동형 게이트웨이1은 슬레이브 이동형 게이트웨이들로부터 수신된 응답 메시지에 포함된 센서들의 수신 신호 세기에 기초하여 각 센서별로 수신 신호 세기가 가장 크게 수신되는 슬레이브 이동형 게이트웨이를 선택한다(S411). 본 실시예에서 복수의 슬레이브 이동형 게이트웨이 중 이동형 게이트웨이M을 선택하는 것으로 한다.

이동형 게이트웨이1은 상기 선택한 이동형 게이트웨이M으로 해당 이동형 게이트웨이M이 담당할 센서들의 식별정보를 포함하는 센싱 데이터 보고 요청을 전송하고(S413). 그 요청을 수신한 이동형 게이트웨이M은 해당 요청에 포함된 센서들의 식별정보에 대응하는 센서들로부터 센싱 데이터를 수집하고 그 수집된 센싱 데이터를 서버(170)로 전송한다(S415, S417). 또한 이동형 게이트웨이1도 자신이 담당할 센서들의 센싱 데이터를 서버(170)로 전송한다(S419).

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 데이터 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 센서 정보 보고 주기의 도래시, 이동형 게이트웨이들은 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들로부터 센싱 데이터를 수집한다(S501, S503, S505). 구체적으로, 이동형 게이트웨이들은 복수의 센서(110-1,..., 110-N)들로 센싱 데이터 요청 메시지를 전송하고 이에 대한 응답으로 센싱 데이터를 수신한다.

센싱 데이터를 수집한 이동형 게이트웨이들은 센서들의 수신 신호 세기와 식별정보를 교환하여 각 센서를 담당할 게이트웨이를 선택한다(S507). 예를 들어, 센서1의 수신 신호 세기가 이동형 게이트웨이1에서는 -60dBm이고 이동형 게이트웨이M에서는 -50dBm인 경우, 해당 센서1의 센싱 데이터에 대한 보고를 담당할 이동형 게이트웨이로 이동형 게이트웨이M을 선택한다.

이와 같이 각 센서별로 센싱 데이터를 보고할 이동형 게이트웨이의 선택이 완료되면, 각 이동형 게이트웨이는 자신이 담당하는 센서들의 센싱 데이터를 서버(170)로 전송한다(S509, S511).

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

110-1,..., 110-N : 센서 130-1,..., 130-M : 이동형 게이트웨이
150 : 통신망 170 : 서버
310 : 모드 설정부 330 : 네이버 리스트 관리 모듈
350 : 센서 정보 수집 모듈 370 : 게이트웨이 선택 모듈
390 : 센서 정보 보고 모듈

Claims

무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이에 있어서,
상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 센서 정보 수집 수단;
상기 센싱 데이터의 수신 신호세기에 따라 상기 센서들을 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 분류하고, 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 가장 가깝게 위치하는 다른 이동형 게이트웨이를 선택하며, 그 선택한 다른 이동형 게이트웨이로 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 대한 데이터 보고를 요청하는 게이트웨이 선택 수단; 및
상기 제 1 그룹에 속하는 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 센서 정보 보고 수단;을 포함하는 이동형 게이트웨이.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트웨이 선택 수단은,
수신 신호 세기가 임계치보다 큰 센서를 상기 제 1 그룹으로 분류하고, 수신 신호 세기가 임계치보다 작은 센서를 상기 제 2 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 게이트웨이 선택 수단은,
상기 제 2 그룹에 속한 센서로부터의 수신 신호 세기가 가장 큰 이동형 게이트웨이를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
주변 이동형 게이트웨이의 정보를 수집하여 네이버 리스트를 작성하는 네이버 리스트 관리 수단;을 더 포함하고,
상기 게이트웨이 선택 수단은,
상기 네이버 리스트에 기록된 주변 이동형 게이트웨이 중에서 적어도 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이.
제 4 항에 있어서,
상기 게이트웨이 선택 수단은,
상기 제 2 그룹에 속하는 센서의 식별정보를 포함하는 메시지를 상기 주변 이동형 게이트웨이에 브로드캐스트하고 이에 대한 응답으로 수신되는 메시지에 포함된 센서의 신호 세기를 비교하여 이동형 게이트웨이를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이.
무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이에 있어서,
상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 센서 정보 수집 수단;
다른 이동형 게이트웨이와 상기 센서들의 수신신호 세기에 대한 정보를 교환하여, 상기 수신신호 세기에 따라 각 센서별 센싱 데이터의 보고를 담당할 이동형 게이트웨이를 상기 다른 이동형 게이트웨이 및 자(自) 이동형 게이트웨이 중에서 선택하는 게이트웨이 선택 수단; 및
상기 선택 수단에 의해 자(自) 이동형 게이트웨이에서 담당하는 것으로 선택된 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 센서 정보 보고 수단;을 포함하는 이동형 게이트웨이.
제 6 항에 있어서,
주변 이동형 게이트웨이의 정보를 수집하여 네이버 리스트를 작성하는 네이버 리스트 관리 수단;을 더 포함하고,
상기 게이트웨이 선택 수단은,
상기 네이버 리스트에 기록된 주변 이동형 게이트웨이와 상기 센서들의 정보를 교환하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 게이트웨이 선택 수단은,
센서별로 센서로부터의 수신 신호 세기가 가장 큰 이동형 게이트웨이를 각 센서의 담당 이동형 게이트웨이로 선택하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이.
무선 센서 네트워크에서 센서들과 서버를 연결하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법으로서,
상기 센서들의 센싱 데이터를 수집하는 단계;
상기 센서들을 상기 센싱 데이터의 수신 신호세기에 따라 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 분류하는 단계;
상기 제 2 그룹에 속한 센서에 가장 가깝게 위치하는 다른 이동형 게이트웨이를 선택하는 단계;
선택한 다른 이동형 게이트웨이로 상기 제 2 그룹에 속한 센서에 대한 데이터 보고를 요청하는 단계; 및
상기 제 1 그룹에 속하는 센서의 센싱 데이터를 상기 서버로 전송하는 단계;를 포함하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 분류하는 단계는,
수신 신호 세기가 임계치보다 큰 센서를 상기 제 1 그룹으로 분류하고, 수신 신호 세기가 임계치보다 작은 센서를 상기 제 2 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 선택하는 단계는,
상기 제 2 그룹에 속한 센서로부터의 수신 신호 세기가 가장 큰 이동형 게이트웨이를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
주변 이동형 게이트웨이의 정보를 수집하여 네이버 리스트를 작성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 선택하는 단계는,
상기 네이버 리스트에 기록된 주변 이동형 게이트웨이 중에서 적어도 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 선택하는 단계는,
상기 제 2 그룹에 속하는 센서의 식별정보를 포함하는 메시지를 상기 주변 이동형 게이트웨이에 브로드캐스트하는 단계; 및
브로드캐스트된 메시지에 대한 응답으로 수신되는 메시지에 포함된 센서의 신호 세기를 비교하여 이동형 게이트웨이를 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 게이트웨이의 센싱 데이터 전송 방법.