KR20090099217A - 계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치 - Google Patents

계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 싱크노드는 상위 네트워크의 노드와 하위 네트워크의 노드를 구분하여 구분된 각 노드와 통신하고 상위 네트워크 및 하위 네트워크를 서로 독립된 네트워크로 분리운영하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 네트워크를 상위 네트워크와 하위 네트워크로 계층적으로 구성함으로써 유연하고 확장된 네트워크를 구성할 수 있다.
무선센서 네트워크, 싱크노드, 계층적

Description

계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치{Method for hierarchical configuration of wireless sensor networks and device thereof}
본 발명은 무선센서 네트워크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치에 관한 것이다.
무선센서 네트워크(Wireless Sensor Network)는 센서노드의 센서를 통해 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 감지하고 이를 외부와 연결하여 정보를 처리하고 관리하는 네트워크이다. 예를 들면 원격에서 온도, 습도, 조도, 압력 등 다양한 상태 및 환경 정보를 감지하여 이를 관리할 수 있다. 특히 사람의 접근이 어렵거나 상시 측정, 감시, 제어를 필요로 하는 지역 또는 대상물의 관리에 유용하게 활용될 수 있다.
이러한 무선센서 네트워크는 하나의 개인영역 네트워크(Personal Area Network)에 있어서 하나의 채널(channel)과 하나의 개인영역네트워크 식별자(PAN ID)를 사용한다. 즉 서로 다른 개인영역네트워크는 서로 다른 채널 또는 서로 다른 개인영역네트워크 식별자를 사용하게 된다. 이때 임의의 노드는 네트워크에 참여하기 위해 채널 또는 개인영역네트워크 식별자로 주위의 노드들을 검색하며, 참 여 가능한 노드들이 검색되었을 때 먼저 검색된 노드의 네트워크에 참여한다.
그런데 이러한 방법은 하나의 개인영역네트워크 내에서 서로 같은 채널을 사용하므로 고아노드(orphan node)가 발생할 수 있다. 예를 들면 네트워크 토폴로지의 자식노드(children node)의 수가 제한되어 있을 때, 센서노드들이 자신이 참여해야 할 싱크노드의 네트워크에 참여하지 않고 근접한 다른 싱크노드에 참여하면 이 싱크노드의 자식노드 수용수는 포화 상태가 될 수 있다. 이에 따라 정작 참여해야 할 센서노드가 이 싱크노드에 참여하지 못하여 고아노드가 되는 문제점이 있다. 또한 특정 싱크노드에 센서노드의 참여가 집중되거나 균형적이지 못한 비정형적인 네트워크 토폴로지가 형성되어 네트워크 트래픽이 특정 영역에 비정상적으로 집중될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유연하며 확장 가능한 계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치를 제안한다.
보다 구체적으로는 본 발명의 일 양상에 따르면 전술한 목적은, 상위 네트워크의 노드와 통신하는 제1 송수신부, 하위 네트워크의 노드와 통신하는 제2 송수신부 및 제1 송수신부와 제2 송수신부를 통해 통신된 신호를 기초로 상위 네트워크와 하위 네트워크를 서로 독립된 네트워크로 분리운영하는 제어부를 포함하는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드에 의해 달성된다.
한편 본 발명의 다른 양상에 따르면 전술한 목적은, 두 개의 송수신부를 통해 제1 상위 네트워크의 노드 및 제1 하위 네트워크의 노드와 각각 통신하는 제1 싱크노드 및 두 개의 송수신부를 통해 제2 상위 네트워크의 노드와 제2 하위 네트워크의 노드와 각각 통신하는 제2 싱크노드를 포함하고, 제1 싱크노드의 상위네트워크와 제2 싱크노드의 하위 네트워크는 통신이 가능한 동일한 무선네트워크를 이루거나 제 1 싱크노드의 하위네트워크는 제2 싱크노드의 상위네트워크와 통신이 가능한 동일한 무선네트워크를 구성할 수 있다. 이러한 특징을 가지는 n개의 싱크노 드로 n개의 서로 다른 네트워크가 상호 통신이 가능한 대단위 무선 네트워크를 달성할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 양상에 따르면 전술한 목적은, 상위 네트워크의 적어도 하나의 상위노드와 하위 네트워크의 적어도 하나의 하위노드가 각각 통신하여 적어도 하나의 상위노드와 적어도 하나의 하위노드를 구분하는 단계, 구분된 적어도 하나의 상위노드와 적어도 하나의 하위노드에 그룹정보를 할당하거나 할당받는 단계 및 할당된 그룹정보를 통해 상위 네트워크 또는 하위 네트워크의 각 노드의 네트워크 접속을 하거나, 접속을 허용하는 단계를 포함하는 싱크노드의 무선센서 네트워크 구성방법에 의해서도 달성된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치가 제공된다.
이에 의해 네트워크를 상위 네트워크 및 하위 네트워크로 계층적으로 운영함으로써 동적인 네트워크뿐만 아니라 정형화된 네트워크를 운영할 수 있으므로 유연하고 확장된 네트워크 구성이 가능하다. 이에 따라 고아노드가 발생되는 현상을 방지하고 균형적인 네트워크 토폴로지 구성이 가능하여 효율적으로 네트워크를 관리할 수 있다. 또한 특정노드에 트래픽이 비 정상적으로 집중되는 현상을 방지할 수 있으며, 유연한 네트워크 구성으로 저전력 설계가 가능함에 따라 센서노드의 수명을 최대화할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 운영에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 무선센서 네트워크는 싱크노드(1), 센서노드(2) 및 베이스 스테이션(3)을 포함한다.
무선센서 네트워크는 노드들 간의 무선통신을 통해 측정, 원격관리, 보수, 모니터링 등의 다양한 서비스를 지원하는 네트워크이다. 무선센서 네트워크 기술로는 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency IDentification) 등을 포함할 수 있다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크는 지그비 기술에 유용하게 활용될 수 있다.
근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 가운데 하나인 지그비 기술은 저전력 설계로 센서노드의 수명을 최대화할 수 있으며, 저가격으로 제작이 가능하고 네트워크 형태 변화의 수용 및 해결 능력을 최대화할 수 있다는 점에서 그 이용 가치가 크다. 이하 무선센서 네트워크 기술 중 하나인 지그비 기술을 중심으로 계 층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치에 대해 상세히 후술한다. 그러나 이는 설명을 용이하게 하기 위함이며 이 외의 다른 무선센서 네트워크 기술의 구현이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크는 센서노드(2)의 센서를 통해 사물 또는 사람에 대한 인식정보나 주변의 환경정보를 실시간으로 감지한다. 센서노드(2)는 복수 개일 수 있다. 싱크노드(1)는 센서노드(2)를 통해 감지된 정보를 전송받아 이를 라우팅하고, 베이스 스테이션(3)을 통하여 광대역 통신 네트워크로 전송한다. 예를 들면 차량감지를 위한 무선센서 네트워크의 경우 도로의 차량을 감지하기 위해 센서노드(2)는 도로 표면이나 도로 내부에 설치되어 내장하고 있는 센서의 센싱값의 변화 등을 이용하여 차량을 센싱할 수 있다.
이때 싱크노드(2)는 센서노드(1)가 보내온 각종 데이터를 수집하여 필요에 따라 다른 싱크노드로 릴레이하고, 베이스 스테이션(3)은 센서노드(2) 및 싱크노드(1)로부터 데이터를 수집하며 전체 TSN(Telelmatics Sensor Network)을 관리하거나 기존 인프라와 TSN과의 게이트웨이 역할을 할 수 있다. 여기서 기존 인프라는 시리얼통신, 유선랜, ADSL, 광통신 등의 유선네트워크와 위성통신, 무선랜, CDMA, GSM 등의 무선네트워크를 포함한다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드(1)는 두 개의 무선송신부를 포함한다. 하나의 송수신부는 싱크노드(1)의 상위 네트워크에 포함된 상위노드인 부모노드(parent node)와 통신하며, 다른 하나의 송수신부는 싱크노드(1)의 하위 네트워크에 포함된 하위노드인 자식노드(child node)와 통신한다. 이때 상위 네트워크 와 하위 네트워크를 계층적으로 서로 다른 그룹으로 분리 운영하여 무선센서 네트워크를 구성할 수 있으며 필요에 따라 두 개의 송수신부를 서로 연결하여 상위노드의 접속정보와 하위노드의 접속정보를 교환하여 상호 접속을 허용할 수도 있다. 이에 따라 유연적이며 확장 가능한 계층적 네트워크 구성이 가능하다.
이하 도 2와 도 3을 통해 두 개의 송수신부를 내장하여 계층적으로 네트워크를 구성하는 싱크노드(1)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드(1)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 싱크노드(1)는 제1 송수신부(10), 제1 안테나(12), 제2 송수신부(20), 제2 안테나(22) 및 제어부(30)를 포함한다.
제1 송수신부(10)는 제1 안테나(12)를 통해 싱크노드(1)의 상위 네트워크의 노드와 통신하는데, 상위 네트워크는 부모노드인 베이스 스테이션, 싱크노드(1)를 관리하는 코디네이터 또는 다른 싱크노드가 포함될 수 있다. 제2 송수신부(20)는 제2 안테나(22)를 통해 싱크노드(1)의 하위 네트워크 노드들과 통신하는데, 하위 네트워크는 자식노드인 센서노드들이 포함된다. 제1 송수신부(10)와 제2 송수신부(20)는 내부 또는 외부 인터페이스로 상호 연결되어 서로의 상태를 확인하거나 메시지를 송수신할 수 있다.
제어부(30)는 제1 송수신부(10)와 연결된 상위노드와 제2 송수신부(20)와 연결된 하위노드를 구분하여 그룹정보를 하위 노드에 할당하고, 할당된 그룹정보를 통해 상위 네트워크에 접속하거나 하위 네트워크에 포함된 각 노드의 네트워크 접속을 허용한다. 그룹정보는 상위노드와 하위노드를 구분하는 채널 또는 개인영역네 트워크 식별자 정보일 수 있다.
이에 따라 싱크노드(1)의 상위 네트워크와 하위 네트워크를 서로 다른 그룹으로 분리된 독립된 네트워크로 운영할 수 있다. 제어부(30)는 제1 송수신부(10) 또는 제2 송수신부(20)를 통해 송수신된 데이터의 프레임 구조를 해석하여 프레임을 승인하거나 에러를 감지하고 재전송 여부를 결정하여 상위 노드의 네트워크에 접속하거나 하위노드의 네트워크 접속을 허용할 수 있다. 이때 제어부(30)는 독립적인 네트워크 구성시 상위 네트워크의 상위노드 또는 하위 네트워크의 하위노드에 대한 경로요청(route request), 경로응답(route reply), 경로에러(route error), 탈퇴(leave), 유지(reserved) 등을 관리한다.
구체적으로 제어부(30)는 상위 네트워크의 상위노드 또는 하위 네트워크의 하위노드를 각각 구분하여 계층적인 네트워크로 구성할 수 있으며, 필요에 따라 두 개의 송수신부를 서로 연결하여 상위노드의 접속정보와 하위노드의 접속정보를 교환하여 상호 접속을 허용하는 네트워크로 구성할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 2의 싱크노드(1)의 제어부(30)의 세부 구성도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(30)는 할당부(300)와 네트워크 관리부(310)를 포함한다.
할당부(300)는 제1 송수신부와 연결된 상위노드와 제2 송수신부와 연결된 하위노드를 구분하여 그룹 정보를 할당 받거나 각 노드에 할당한다. 여기서 그룹정보는 상위 네트워크와 하위 네트워크를 서로 독립된 네트워크로 구분하는 정보로써 채널 또는 개인영역네트워크 식별자일 수 있다.
네트워크 관리부(310)는 할당부(300)를 통해 할당된 그룹정보를 통해 상위 네트워크에 네트워크 접속을 요청하거나, 하위 네트워크의 각 노드의 네트워크 접속을 허용한다. 즉 네트워크 관리부(310)는 상위 네트워크의 상위노드 또는 하위 네트워크의 하위노드를 각각 구분하여 네트워크 접속을 요청 또는 허용함에 따라 계층적인 네트워크를 구성할 수 있다.
구체적으로 네트워크 관리부(310)는 제2 송수신부를 통해 싱크노드(1)의 하위 네트워크에 포함된 센서노드들의 네트워크 참여 또는 이탈을 관리하여 이를 상위 네트워크와 분리한다. 이와 같은 기능을 제공하기 위해 싱크노드(1)는 네트워크를 관리하고 유지하기 위한 목적의 정보를 테이블로 가지고 있다. 테이블에 저장된 정보는 최대 자식노드의 개수, 네트워크 트리의 최대 깊이, 자식노드로 가질 수 있는 최대 라우터 개수, 브로드캐스트 전송과 관련된 정보, 이웃 노드들의 정보를 가지고 있는 테이블, 경로테이블(route table), 보안관련정보를 포함한다. 네트워크 계층에서는 이 정보와 네트워크 상수라는 고정된 값을 이용해 네트워크를 관리하고 유지하는데, 경로테이블은 멀티홉 네트워크에서 목적지까지 데이터를 전송하기 위해 경로를 탐색할 때 사용되는 정보를 포함한다.
도 4와 도 5는 무선센서 네트워크가 복수의 싱크노드를 포함할 때 싱크노드의 무선센서 네트워크 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선센서 네트워크의 싱크노드들은 두 개의 송수신부를 포함한 싱크노드는 하위 네트워크와 상위 네트워크를 분리하여 독립적으로 운영한다. 예를 들면 도 4와 같이 제1 싱크노드(1a)는 두 개의 송수신부(10a,20a)를 통해 제1 상위 네트워크의 노드 및 제1 하위 네트워크의 노드와 각각 통신한다. 제2 싱크노드(1b)는 두 개의 송수신부(10b,20b)를 통해 제2 상위 네트워크의 노드와 제2 하위 네트워크의 노드와 각각 통신한다. 이 경우 제1 싱크노드(1a)와 제2 싱크노드(1b)는 이들을 조정하는 상위 네트워크의 코디네이터(4)와 연결될 수 있으며, 코디네이터(4)는 상위 네트워크의 베이스 스테이션(3)과 연결된다.
한편 제1 싱크노드(1a) 또는 제2 싱크노드(1b)는 하위 네트워크를 서로 다른 채널을 통해 상위 네트워크와 분리 운영할 수 있다. 예를 들면 도 4와 같이 제1 싱크노드(1a)는 상위 네트워크와 하위 네트워크를 각각 CH1과 CH2로 분리하여 각각 운영할 수 있다. 또한 제2 싱크노드(1b) 역시 상위 네트워크와 하위 네트워크를 각각 CH1과 CH3으로 분리하여 각각 운영할 수 있다. 나아가 제1 싱크노드(1a)는 하위 네트워크를 다른 싱크노드(1b)의 하위 네트워크와 겹치지 않는 독립된 네트워크로 분리 운영할 수 있다. 예를 들면 도 4와 같이 제1 싱크노드(1a)의 하위 네트워크와 제2 싱크노드(1b)의 하위 네트워크를 다른 채널을 통해 서로 분리할 수도 있다.
나아가 싱크노드(1)는 도 5와 같이 하위 네트워크를 상위 네트워크와 서로 다른 개인영역네트워크 식별자(PAN ID)를 통해 분리 운영할 수도 있다. 예를 들면 도 5와 같이 제1 싱크노드(1a)는 상위 네트워크 및 하위 네트워크를 각각 PAN ID 1과 PAN ID 2로 구분할 수 있다. 또한 제1 싱크노드(1a)는 하위 네트워크를 다른 싱크노드(1b)의 하위 네트워크와 겹치지 않도록 서로 다른 PAN ID를 통해 독립된 네트워크로 분리 운영할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 싱크 노드의 채널을 이용한 무선센서 네트워크 구성을 도시한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 싱크 노드는 서로 다른 채널을 통해 상위 네트워크와 하위 네트워크를 분리할 수 있다. 예를 들면 도 6과 같이 싱크 노드(1c, 1d)는 베이스 스테이션(3)과는 CH1으로 이루어진 독립적인 네트워크를 구성할 수 있다. 이때 싱크 노드(1c, 1d)는 싱크 노드(1c, 1d)의 두 개의 송수신부 중 하나의 송수신부를 통해 수신된 신호를 이용하여 CH1으로 이루어진 독립적인 상위 네트워크에 참여한다. 이에 비해 싱크 노드(1c, 1d)는 다른 하나의 송수신부를 통해 하위 네트워크의 센서 노드들과 각각 CH2와 CH3로 이루어진 독립적인 하위 네트워크를 구성할 수 있다.
이에 따라 종래의 단 하나의 송수신부를 통해 네트워크를 구성하는 경우, 하나의 개인영역네트워크 내에서 서로 같은 채널을 사용하게 되어 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들면 네트워크 토폴로지의 자식 노드(children node)의 수가 제한되어 있을 때 센서 노드들이 자신이 참여해야 할 싱크 노드의 네트워크에 참여하지 않고 근접한 다른 싱크 노드에 참여하면 이 싱크 노드의 자식 노드 수용 수는 가득 차게 되어 정작 참여해야 할 센서 노드가 이 싱크 노드에 참여하지 못하여 고아 노드가 될 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시 예에 따른 싱크 노드는 두 개의 송수신부를 포함함에 따라 균형적으로 네트워크를 분리할 수 있으므로 고아 노드가 발생되는 문제를 사전에 방지할 수 있다. 나아가 거대 네트워크 형성 시 정형화된 시스템 구축으로 싱크 노드마다 트래픽을 균등하게 분배할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 싱크 노드는 필요에 따라 한 개의 송수신부를 포함하는 싱크 노드처럼 동작할 수도 있다. 즉 싱크 노드의 두 개의 송수신부를 서로 연결하여 상황에 따라 상위 노드의 접속정보와 하위 노드의 접속정보를 교환하여 상호 접속을 허용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 싱크 노드의 개인영역 식별자를 이용한 무선센서 네트워크 구성을 도시한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 서로 다른 개인영역네트워크 식별자(PAN ID)를 통해 상위 네트워크와 하위 네트워크를 계층적으로 분리 운영할 수 있다. 예를 들면 도 7과 같이, 도 6에서 A 노드에 집중되는 트래픽을 분산하기 위해 B 노드 아래에 두 개의 싱크노드(1e, 1f)를 두어 트래픽을 분산시킬 수 있다. 이때 두 개의 싱크노드(1e, 1f)들은 CH1으로 동일한 채널을 사용하지만 두 개의 싱크 노드(1e,1f)의 하부 싱크 노드(1g, 1h)는 개인영역네트워크 식별자를 다르게 하여(PANID1, PANID2) 하위 네트워크를 독립적인 네트워크로 구성시켜 트래픽을 분산시킬 수 있다. 이런 형태로 네트워크를 구성하면 거대 네트워크 형성 시 계층화된 시스템이 가능하므로 싱크 노드마다 트래픽을 균등하게 분배할 수 있다. 한편 싱크 노드는 필요에 따라 상위 노드와 하위 노드의 접속정보를 교환하여 상호 접속을 허용함으로써 한 개의 송수신부를 포함하는 싱크 노드처럼 동작할 수도 있다. 이에 따라 상황에 따라 유연하고 확장 가능한 네트워크 구성이 가능하다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 싱크 노드의 무선센서 네트워크 구성을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 싱크 노드는 우선 상위 네트워크의 상위 노드와 하위 네트워크의 하위 노드와 각각 통신한다(S100). 이때 싱크 노드의 하나의 송수신부는 상위 네트워크의 노드와 통신하며, 다른 하나의 송수신부는 하위 네트워크 노드들과 통신한다. 상위 네트워크는 싱크노드의 부모 노드인 베이스 스테이션, 싱크노드를 관리하는 코디네이터 또는 다른 싱크 노드가 포함될 수 있다. 하위 네트워크는 싱크 노드의 자식 노드인 싱크 노드 또는 센서 노드들이 포함된다. 각 송수신부는 내부 또는 외부 인터페이스로 상호 연결되어 서로의 상태를 확인하거나 메시지를 송수신할 수 있다.
이어서 각 송신부와 연결된 상위 네트워크의 상위노드와 하위 네트워크의 하위노드를 구분한다(S110). 그리고 구분된 상위노드와 하위노드에 그룹정보를 요청 또는 할당한다(S120). 그룹정보는 상위노드와 하위노드를 구분하는 채널 또는 개인영역네트워크 식별자일 수 있다. 이렇게 상위 네트워크의 상위노드와 하위 네트워크의 하위노드가 서로 다른 그룹으로 분리된 계층적인 네트워크 구성이 가능하다.
이어서 그룹정보를 통해 상위 네트워크에 접속하거나, 하위 네트워크의 각 노드의 네트워크 접속을 허용한다 (S130). 이때 두 개의 송수신부를 통해 송수신된 데이터 프레임 구조를 해석하여 프레임을 승인하고 에러를 감지하여 재전송 여부를 결정하며 패킷 라우팅을 처리한다. 패킷 라우팅 처리시 하나의 송수신부를 통해 상위 네트워크의 노드와 연결되는 경우 싱크노드는 종단장치 또는 라우터로 동작되고, 다른 송수신부를 통해 하위 네트워크의 노드들과 연결되는 경우 코디네이터 노드로 동작된다.
이 경우 상위 네트워크의 상위노드 또는 하위 네트워크의 하위 노드를 각각 구분하여 계층화된 네트워크를 구성하며, 두 개의 송수신부를 서로 연결하여 상위노드의 접속정보와 하위 노드의 접속정보를 교환하여 상호 접속을 허용할 수도 있다.
요약하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 싱크 노드는 네트워크를 상위 네트워크 및 하위 네트워크로 계층적으로 운영함으로써 유연하고 확장된 네트워크 구성이 가능하다. 이에 따라 고아 노드가 발생하는 현상을 방지하고 균형적인 네트워크 토폴로지 구성이 가능하여 효율적으로 네트워크를 관리할 수 있다. 나아가 유연한 네트워크 구성으로 저전력 설계가 가능함에 따라 센서 노드의 수명을 최대화할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 계층적 무선센서 네트워크 구성방법 및 그 장치는 교통제어, 주차안내, 실 내외 위치인식, 장애인 서비스, 미아방지, 쇼핑안내, 유동인구통계, 대중교통, 가로등 제어 등의 위치기반 센서 네트워크에 적용 가능하다. 또는 산불, 수해, 낙석, 빌딩화재, 인명구조 등의 재난방지 센서 네트워크에 적용 가능하다. 나아가 보안, 의료, 홈 네트워크에서도 적용할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본 질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선센서 네트워크의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드의 세부 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드의 무선센서 네트워크 구성을 도시한 예시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드의 무선센서 네트워크 구성을 도시한 예시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드의 채널을 이용한 무선센서 네트워크 구성을 도시한 예시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드의 개인영역 식별자를 이용한 무선센서 네트워크 구성을 도시한 예시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크노드의 무선센서 네트워크 구성을 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 싱크노드 2 : 센서노드
3 : 베이스 스테이션 4 : 코디네이터 노드
10 : 제1 송수신부 12 : 제1 안테나
20 : 제2 송수신부 22 : 제2 안테나
30 : 제어부 300 : 할당부
310 : 네트워크 관리부

Claims (11)

  1. 상위 네트워크의 적어도 하나의 노드와 통신하는 제1 송수신부;
    하위 네트워크의 적어도 하나의 노드와 통신하는 제2 송수신부; 및
    상기 제1 송수신부와 상기 제2 송수신부를 통해 통신된 신호를 기초로 상기 상위 네트워크와 상기 하위 네트워크를 서로 독립된 네트워크로 분리운영하는 제어부를 포함하는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 송수신부와 연결된 적어도 하나의 상위노드와 상기 제2 송수신부와 연결된 적어도 하나의 하위노드를 구분하여 그룹정보를 하위 네트워크의 각 노드에 할당하는 할당부; 및
    상기 할당된 그룹정보를 통해 상기 상위 네트워크에 접속하거나 상기 하위 네트워크의 각 노드의 네트워크 접속을 허용하는 네트워크 관리부를 포함하는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 싱크노드는 상기 제1 송수신부를 통해 적어도 하나의 상위노드와 연결되는 종단장치 또는 라우터로 동작되는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 싱크노드는 상기 제2 송수신부를 통해 적어도 하나의 하위노드와 연결되는 코디네이터 노드로 동작되는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하위 네트워크를 다른 싱크노드의 하위 네트워크와 겹치지 않는 독립 네트워크로 분리운영하는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하위 네트워크를 상기 다른 싱크노드의 하위 네트워크와 서로 다른 채널을 통해 분리운영하는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하위 네트워크를 상기 다른 싱크노드의 하위 네트워크와 서로 다른 개인영역네트워크 식별자를 통해 분리운영하는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 송수신부와 상기 제2 송수신부는 내부 또는 외부 인터페이스로 연결되는 무선센서 네트워크에서의 싱크노드.
  9. 두 개의 송수신부를 통해 제1 상위 네트워크의 적어도 하나의 노드 및 제1 하위 네트워크의 적어도 하나의 노드와 각각 통신하는 제1 싱크노드; 및
    두 개의 송수신부를 통해 제2 상위 네트워크의 적어도 하나의 노드와 제2 하위 네트워크의 적어도 하나의 노드와 각각 통신하는 제2 싱크노드를 포함하며,
    상기 제1 싱크노드는 상기 제1 하위 네트워크를 상기 제2 하위 네트워크와 서로 다른 네트워크로 분리운영하는 무선센서 네트워크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 싱크노드는 상기 다른 네트워크로 분리시 서로 다른 채널 또는 서로 다른 개인영역네트워크 식별자를 통해 분리하는 무선센서 네트워크.
  11. (a) 상위 네트워크의 적어도 하나의 상위노드와 하위 네트워크의 적어도 하나의 하위노드와 각각 통신하여 상위 적어도 하나의 상위노드와 상기 적어도 하나의 하위노드를 구분하는 단계;
    (b) 상기 구분된 상기 적어도 하나의 상위노드로부터 그룹정보를 할당 받거나 상기 적어도 하나의 하위노드에 그룹정보를 할당하는 단계; 및
    (c) 상기 할당 받거나 상기 할당된 그룹정보를 통해 상기 상위 네트워크 또는 상기 하위 네트워크의 각 노드의 네트워크 접속을 요청 및 허용하는 단계를 포함하는 싱크노드의 무선센서 네트워크 구성방법.
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