KR20220104948A - System and method for transmitting data in wireless sensor network - Google Patents
System and method for transmitting data in wireless sensor network Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220104948A KR20220104948A KR1020210007387A KR20210007387A KR20220104948A KR 20220104948 A KR20220104948 A KR 20220104948A KR 1020210007387 A KR1020210007387 A KR 1020210007387A KR 20210007387 A KR20210007387 A KR 20210007387A KR 20220104948 A KR20220104948 A KR 20220104948A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- node
- sensor node
- sensor
- group
- advertisement packet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
- H04W40/32—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update for defining a routing cluster membership
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/02—Topology update or discovery
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
- H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
- H04W28/10—Flow control between communication endpoints
- H04W28/14—Flow control between communication endpoints using intermediate storage
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
- H04W40/026—Route selection considering the moving speed of individual devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
- H04W40/246—Connectivity information discovery
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
- H04W40/248—Connectivity information update
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
본 발명은 이동성을 갖는 센서 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템에 있어서, 광고 패킷을 생성하고, 생성된 광고 패킷을 전송하는 싱크 노드; 및 싱크 노드 또는 다른 센서 노드로부터 광고 패킷을 수신하고, 수신된 광고 패킷에 기반하여 무선 센서 네트워크 내 자신의 그룹 정보를 설정하고, 설정된 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하고, 생성된 광고 패킷을 전송하는 다수의 센서 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a data transmission system for a wireless sensor network including a sensor node having mobility, comprising: a sink node that generates an advertisement packet and transmits the generated advertisement packet; and receiving an advertisement packet from a sink node or another sensor node, setting own group information in the wireless sensor network based on the received advertisement packet, generating an advertisement packet including the set own group information, and generating the advertisement It is characterized in that it includes a plurality of sensor nodes that transmit packets.
Description
본 발명은 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이동성을 가지는 센서 노드로 이루어진 무선 센서 네트워크 내에서 효과적으로 데이터를 전송할 수 있는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission system and method for a wireless sensor network, and to a data transmission system and method for a wireless sensor network capable of effectively transmitting data within a wireless sensor network including sensor nodes having mobility.
지능형 빌딩 또는 공장 내의 환경 제어, 생산 공정 자동 제어, 물류 관리, 병원에서의 물품 및 정보 관리, 환자 상태의 원격 감지, 군사 통제 등 다양한 분야에서 무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)가 활용되고 있다.Wireless Sensor Networks (WSNs) are being used in various fields such as environmental control in intelligent buildings or factories, automatic control of production processes, logistics management, goods and information management in hospitals, remote sensing of patient conditions, and military control. .
무선 센서 네트워크는 많은 수의 센서 노드들로 구성되어 있으며, 각 센서 노드들은 자체적으로 주변의 정보를 센싱하고 센싱한 정보를 다른 노드로 송신할 수 있다.A wireless sensor network is composed of a large number of sensor nodes, and each sensor node can sense surrounding information and transmit the sensed information to other nodes.
한편, 최근 드론, 스마트폰 등과 같이 이동성을 가지는 센서 장치가 무선 센서 네트워크에 적용되고 있다. 그러나, 종래의 무선 센서 네트워크 기술은 센서가 특정 위치에 고정되는 것으로 가정하고 있어 이동성을 가지는 센서로 이루어진 무선 센서 네트워크에는 적합하지 않은 문제점이 있다. 또한, 종래의 무선 센서 네트워크 기술은 센서가 2차원의 공간 상에 배치되는 것으로 가정하고 있어 3차원의 공간 상에 배치된 센서로 이루어진 무선 센서 네트워크에는 적합하지 않은 문제점이 있다.Meanwhile, recently, a sensor device having mobility, such as a drone or a smart phone, is being applied to a wireless sensor network. However, since the conventional wireless sensor network technology assumes that the sensor is fixed at a specific location, there is a problem in that it is not suitable for a wireless sensor network including a sensor having mobility. In addition, since the conventional wireless sensor network technology assumes that the sensor is disposed in a two-dimensional space, there is a problem in that it is not suitable for a wireless sensor network including the sensor disposed in a three-dimensional space.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0072258호(2012.07.03.)의 '센서 네트워크 시스템 및 그의 제어 방법'에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in 'sensor network system and its control method' of Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0072258 (2012.07.03.).
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 이동성을 가지는 센서 노드로 이루어진 무선 센서 네트워크 내에서 효과적으로 데이터를 전송할 수 있는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object according to an aspect of the present invention is a data transmission system and method for a wireless sensor network that can effectively transmit data within a wireless sensor network including a sensor node having mobility is to provide
본 발명의 일 측면에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템은 이동성을 갖는 센서 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템에 있어서, 광고 패킷을 생성하고, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 싱크 노드; 및 이동성을 갖고, 상기 싱크 노드 또는 다른 센서 노드로부터 광고 패킷을 수신하고, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 무선 센서 네트워크 내 자신의 그룹 정보를 설정하고, 상기 설정된 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하고, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 다수의 센서 노드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A data transmission system for a wireless sensor network according to an aspect of the present invention is a data transmission system for a wireless sensor network including a sensor node having mobility, comprising: a sink node that generates an advertisement packet and transmits the generated advertisement packet; and an advertisement packet having mobility, receiving an advertisement packet from the sink node or another sensor node, setting own group information in the wireless sensor network based on the received advertisement packet, and including the set own group information and a plurality of sensor nodes for generating and transmitting the generated advertisement packets.
본 발명에 있어 상기 설정하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 센서 노드는, 상기 광고 패킷이 수신되는 경우, 자신의 그룹이 설정되어 있는지 여부를 판단하고, 자신의 그룹이 설정되어 있는 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것인지 여부를 판단하고, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 변경하는 것을 특징으로 한다.As at least part of the setting operation in the present invention, when the advertisement packet is received, the sensor node determines whether its own group is set, and when it is determined that its own group is set, It is determined whether the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used when setting up its own group, and it is determined that the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used when setting up its own group In this case, it is characterized in that its own group is changed based on the received advertisement packet.
본 발명에 있어 상기 센서 노드는, 상위 노드로 감지 데이터를 전송하기에 앞서 상위 노드로 RTS(Request To Send) 신호를 전송하고, 기 설정된 시간 이후에 상기 RTS 신호에 대응하는 CTS(Clear To Send) 신호가 수신되었는지 여부를 판단하고, 상기 CTS 신호가 수신되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하고, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 상기 기준 횟수 이상인 경우, 자신의 그룹을 재설정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sensor node transmits a Request To Send (RTS) signal to the upper node before transmitting the detection data to the upper node, and a Clear To Send (CTS) corresponding to the RTS signal after a preset time. It is determined whether a signal has been received, and when it is determined that the CTS signal has not been received, it is determined whether the number of times the RTS signal is transmitted is equal to or greater than a reference number, and the number of times the RTS signal has been transmitted is equal to or greater than the reference number. In this case, it is characterized in that it resets its own group.
본 발명에 있어 상기 재설정하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 센서 노드는, 헬로우 패킷을 생성하고, 상기 생성된 헬로우 패킷을 전송하고, 기 설정된 시간 동안 상기 전송된 헬로우 패킷에 대응하여 다른 노드로부터 전송된 응답 패킷을 수신하고, 상기 수신된 응답 패킷들 중 가장 상위 노드로부터 전송된 응답 패킷을 선택하고, 상기 선택된 응답 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 재설정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, as at least part of the resetting operation, the sensor node generates a hello packet, transmits the generated hello packet, and is transmitted from another node in response to the transmitted hello packet for a preset time. Receiving a response packet, selecting a response packet transmitted from the highest node among the received response packets, and reconfiguring its own group based on the selected response packet.
본 발명에 있어 상기 센서 노드가, 기 설정된 기준 주기로 상기 설정된 그룹 정보를 초기화하고, 자신의 그룹 정보를 재설정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sensor node initializes the set group information at a preset reference period, and resets its own group information.
본 발명에 있어 상기 기준 주기는, 상기 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드의 수, 센서 노드의 이동 속도, 센서 노드의 감지 데이터 센싱 주기, 센서 노드의 감지 데이터 전송 주기, 및 센서 노드 간의 거리에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the reference period is based on the number of sensor nodes included in the wireless sensor network, the movement speed of the sensor nodes, the sensing data sensing period of the sensor node, the sensing data transmission period of the sensor node, and the distance between the sensor nodes characterized by being determined.
본 발명에 있어 상기 센서 노드는, 자신의 그룹 정보에 기반하여 버퍼 임계값을 설정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sensor node is characterized in that it sets a buffer threshold based on its own group information.
본 발명에 있어 상기 센서 노드는, 하기 수식에 기반하여 상기 버퍼 임계값을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sensor node is characterized in that it calculates the buffer threshold value based on the following equation.
(여기서, BGn은 해당 센서 노드의 버퍼 임계값이고, Gn은 해당 센서 노드의 그룹 정보이고, B는 해당 센서 노드의 전체 버퍼 크기이다.)(Here, B Gn is the buffer threshold of the corresponding sensor node, G n is the group information of the corresponding sensor node, and B is the total buffer size of the corresponding sensor node.)
본 발명의 일 측면에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법은 이동성을 갖는 센서 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법에 있어서, 싱크 노드가, 광고 패킷을 생성하는 단계; 상기 싱크 노드가, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 단계; 상기 센서 노드가, 상기 싱크 노드 또는 다른 센서 노드로부터 광고 패킷을 수신하는 단계; 상기 센서 노드가, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 무선 센서 네트워크 내 자신의 그룹 정보를 설정하는 단계; 상기 센서 노드가, 상기 설정된 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하는 단계; 및 상기 센서 노드가, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A data transmission method of a wireless sensor network according to an aspect of the present invention is a data transmission method of a wireless sensor network including a sensor node having mobility, the method comprising: a sink node generating an advertisement packet; transmitting, by the sink node, the generated advertisement packet; receiving, by the sensor node, an advertisement packet from the sink node or another sensor node; setting, by the sensor node, its own group information in a wireless sensor network based on the received advertisement packet; generating, by the sensor node, an advertisement packet including the set own group information; and transmitting, by the sensor node, the generated advertisement packet.
본 발명에 있어 상기 설정하는 단계는, 상기 센서 노드가, 상기 광고 패킷이 수신되는 경우, 자신의 그룹이 설정되어 있는지 여부를 판단하는 단계; 상기 센서 노드가, 상기 자신의 그룹이 설정되어 있는 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 센서 노드가, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹 정보를 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the setting may include, by the sensor node, determining whether a group of the sensor node is set when the advertisement packet is received; determining, by the sensor node, whether the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used for setting its own group, when it is determined that the own group has been established; and when the sensor node determines that the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used for setting its own group, changing its own group information based on the received advertisement packet; characterized by including.
본 발명에 있어 상기 센서 노드가, 상위 노드로 감지 데이터를 전송하기에 앞서 상위 노드로 RTS(Request To Send) 신호를 전송하는 단계; 상기 센서 노드가, 기 설정된 시간 이후에 상기 RTS 신호에 대응하는 CTS(Clear To Send) 신호가 수신되었는지 여부를 판단하는 단계; 상기 센서 노드가, 상기 CTS 신호가 수신되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 센서 노드가, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 상기 기준 횟수 이상인 경우, 자신의 그룹을 재설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the method comprising: transmitting, by the sensor node, a Request To Send (RTS) signal to the upper node before transmitting the sensing data to the upper node; determining, by the sensor node, whether a clear to send (CTS) signal corresponding to the RTS signal is received after a preset time; determining, by the sensor node, whether the number of times the RTS signal has been transmitted is equal to or greater than a reference number when it is determined that the CTS signal has not been received; and when the number of times that the sensor node has transmitted the RTS signal is equal to or greater than the reference number, reconfiguring its own group.
본 발명에 있어 상기 재설정하는 단계는, 상기 센서 노드가, 헬로우 패킷을 생성하는 단계; 상기 센서 노드가, 상기 생성된 헬로우 패킷을 전송하는 단계; 상기 센서 노드가, 기 설정된 시간 동안 상기 전송된 헬로우 패킷에 대응하여 다른 노드로부터 전송된 응답 패킷을 수신하는 단계; 상기 센서 노드가, 상기 수신된 응답 패킷들 중 가장 상위 노드로부터 전송된 응답 패킷을 선택하는 단계; 및 상기 센서 노드가, 상기 선택된 응답 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 재설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the resetting includes: generating, by the sensor node, a hello packet; transmitting, by the sensor node, the generated hello packet; receiving, by the sensor node, a response packet transmitted from another node in response to the transmitted hello packet for a preset time; selecting, by the sensor node, a response packet transmitted from an uppermost node among the received response packets; and resetting, by the sensor node, its own group based on the selected response packet.
본 발명에 있어 상기 센서 노드가, 기 설정된 기준 주기로 상기 설정된 그룹 정보를 초기화하고, 자신의 그룹 정보를 재설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sensor node initializes the set group information at a preset reference period, and resets its own group information; characterized in that it further comprises.
본 발명에 있어 상기 기준 주기는, 상기 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드의 수, 센서 노드의 이동 속도, 센서 노드의 감지 데이터 센싱 주기, 센서 노드의 감지 데이터 전송 주기, 및 센서 노드 간의 거리에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the reference period is based on the number of sensor nodes included in the wireless sensor network, the movement speed of the sensor nodes, the sensing data sensing period of the sensor node, the sensing data transmission period of the sensor node, and the distance between the sensor nodes characterized by being determined.
본 발명에 있어 상기 센서 노드가, 자신의 그룹 정보에 기반하여 버퍼 임계값을 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the method further includes, by the sensor node, setting a buffer threshold based on its own group information.
본 발명에 있어 상기 센서 노드는, 하기 수식에 기반하여 상기 버퍼 임계값을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sensor node is characterized in that it calculates the buffer threshold value based on the following equation.
(여기서, BGn은 해당 센서 노드의 버퍼 임계값이고, Gn은 해당 센서 노드의 그룹 정보이고, B는 해당 센서 노드의 전체 버퍼 크기이다.)(Here, B Gn is the buffer threshold of the corresponding sensor node, G n is the group information of the corresponding sensor node, and B is the total buffer size of the corresponding sensor node.)
본 발명의 일 측면에 따르면 이동성을 가지는 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들을 그룹화하고, 이를 토대로 최적의 데이터 전송 경로를 형성함으로써 데이터 전송에 따른 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. According to an aspect of the present invention, energy efficiency according to data transmission can be increased by grouping each node in a wireless sensor network having mobility and forming an optimal data transmission path based on the grouping.
본 발명의 다른 측면에 따르면 무선 센서 네트워크가 적용된 실제 환경을 고려하여 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들을 그룹화할 수 있다.According to another aspect of the present invention, each node in the wireless sensor network may be grouped in consideration of the actual environment to which the wireless sensor network is applied.
본 발명의 다른 측면에 따르면 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들의 이동에 따라 데이터를 정상적으로 전송할 수 없는 상황이 발생하는 경우, 해당 노드의 그룹을 재설정함으로써 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들 간의 연결성, 및 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when a situation in which data cannot be transmitted normally occurs due to the movement of each node in the wireless sensor network, the connectivity between each node in the wireless sensor network and data transmission are improved by resetting the group of the corresponding node. reliability can be guaranteed.
본 발명의 다른 측면에 따르면 주기적으로 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들을 재그룹화함으로써 무선 센서 네트워크의 내의 각 노드들 간의 연결성, 및 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있다.According to another aspect of the present invention, by periodically regrouping each node in the wireless sensor network, connectivity between each node in the wireless sensor network and reliability of data transmission can be ensured.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템을 도시하고 있는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템이 각 센서 노드들의 초기 그룹화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 자신의 그룹을 재설정할지 여부를 결정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 자신의 그룹을 재설정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 자신의 그룹을 재설정하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 초기 그룹화 후 일정 시간이 경과한 후의 무선 센서 네트워크를 도시하고 있는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 그룹화를 수행한 이후의 과정을 설명하기 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 그룹화를 수행한 이후의 과정을 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a data transmission system of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a process in which the data transmission system of a wireless sensor network performs initial grouping of each sensor node according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process in which a sensor node determines whether to reset its own group according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process in which a sensor node reconfigures its own group according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram for explaining a process in which a sensor node reconfigures its own group according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram illustrating a wireless sensor network after a predetermined time has elapsed after initial grouping.
7 is a flowchart illustrating a process after a sensor node performs grouping according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram for explaining a process after a sensor node performs grouping according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a data transmission system and method of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템을 도시하고 있는 예시도이다. 1 is an exemplary diagram illustrating a data transmission system of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템은 싱크 노드(S) 및 다수의 센서 노드(N)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a data transmission system of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention may include a sink node (S) and a plurality of sensor nodes (N).
싱크 노드(S)는 무선 센서 네트워크에 포함된 각 센서 노드(N)들에 의해 수집된 감지 데이터를 수신할 수 있다. 싱크 노드(S)는 무선 센서 네트워크에 포함된 각 센서 노드들에서 수신된 감지 데이터를 취합하여 무선 센서 네트워크의 외부로 전송할 수 있다. 또한, 싱크 노드(S)는 광고 패킷(Advertisement packet)을 생성하고, 생성된 광고 패킷을 통신 가능한 거리에 위치한 센서 노드(N)로 전송할 수 있다.The sink node S may receive sensing data collected by each sensor node N included in the wireless sensor network. The sink node S may collect the sensed data received from each sensor node included in the wireless sensor network and transmit it to the outside of the wireless sensor network. Also, the sink node S may generate an advertisement packet and transmit the generated advertisement packet to the sensor node N located at a communicable distance.
센서 노드(N)는 이동성을 갖는 IoT 센서일 수 있으며, 무선 센서 네트워크 내에 무작위로 분포되어 있을 수 있다. 무선 센서 네트워크에 포함된 각 센서 노드(N)들은 그룹화될 수 있으며, 싱크 노드(S)로 데이터를 전송하기 위해 거쳐야 하는 노드의 수에 따라 각 센서 노드(N)들의 그룹이 설정될 수 있다. 센서 노드(N)는 싱크 노드(S)로 데이터를 전송하기 위해 거쳐야 하는 노드의 수가 적을수록 상위 그룹에 속하고, 싱크 노드(S)로 데이터를 전송하기 위해 거쳐야 하는 노드의 수가 많을수록 하위 그룹에 속할 수 있다. The sensor node N may be an IoT sensor having mobility, and may be randomly distributed in a wireless sensor network. Each sensor node (N) included in the wireless sensor network may be grouped, and a group of each sensor node (N) may be set according to the number of nodes through which data is transmitted to the sink node (S). The sensor node (N) belongs to a higher group as the number of nodes that must be passed through to transmit data to the sink node (S) is smaller, and as the number of nodes that must pass through to transmit data to the sink node (S) increases, the sensor node (N) is placed in a lower group. can belong
센서 노드(N)는 자신의 위치에서 자신의 목적에 따른 감지 데이터를 센싱하고, 센싱된 감지 데이터를 버퍼에 저장할 수 있다. 또한, 센서 노드(N)는 주변에 위치한 하위 노드에 의해 센싱된 감지 데이터를 수신하고, 수신된 감지 데이터를 버퍼에 저장할 수 있다. 여기서, 하위 노드는 해당 센서 노드(N)가 속하는 그룹보다 하위 그룹에 속하는 노드로 정의될 수 있다. 또한, 센서 노드(N)는 버퍼에 저장된 감지 데이터(즉, 자신에 의해 센싱되어 저장된 감지 데이터와 주변에 위치한 하위 노드로부터 수신되어 저장된 감지 데이터)를 주변에 위치한 상위 노드로 전송할 수 있다. 여기서, 상위 노드는 해당 센서 노드(N)가 속하는 그룹보다 상위 그룹에 속하는 노드로 정의될 수 있다.The sensor node N may sense sensing data according to its purpose at its location, and store the sensed sensing data in a buffer. In addition, the sensor node N may receive sensing data sensed by a lower node located nearby, and store the received sensing data in a buffer. Here, the lower node may be defined as a node belonging to a lower group than the group to which the corresponding sensor node N belongs. In addition, the sensor node N may transmit the detection data stored in the buffer (ie, the detection data sensed and stored by itself and the detection data received and stored from a lower node located in the vicinity) to the upper node located in the vicinity. Here, the upper node may be defined as a node belonging to a higher group than the group to which the corresponding sensor node N belongs.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 싱크 노드(S) 또는 다른 센서 노드(N)로부터 광고 패킷을 수신하고, 수신된 광고 패킷에 기반하여 무선 센서 네트워크 내 자신의 그룹을 설정하고, 설정된 자신의 그룹에 대응하는 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하고, 생성된 광고 패킷을 전송할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a sensor node (N) receives an advertisement packet from a sink node (S) or another sensor node (N), and sets its own group in the wireless sensor network based on the received advertisement packet. and generates an advertisement packet including group information corresponding to the set own group, and transmits the generated advertisement packet.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 광고 패킷이 수신되는 경우 자신의 그룹이 설정되어 있는지 여부를 판단하고, 자신의 그룹이 설정되어 있는 것으로 판단되는 경우, 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것인지 여부를 판단하고, 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것으로 판단되는 경우, 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 변경할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node N determines whether its own group is set when an advertisement packet is received, and when it is determined that its own group is set, the received advertisement packet is It is determined whether the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used when setting up its own group, and when it is determined that the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used when setting its own group, the received advertisement packet You can change your own group based on
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 상위 노드로 감지 데이터를 전송하기에 앞서 상위 노드로 RTS(Request To Send) 신호를 전송하고, 기 설정된 시간 이후에 상기 RTS 신호에 대응하는 CTS(Clear To Send) 신호가 수신되었는지 여부를 판단하고, CTS 신호가 수신되지 않은 것으로 판단되는 경우, RTS 신호를 전송한 횟수가 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하고, RTS 신호를 전송한 횟수가 상기 기준 횟수 이상인 경우, 자신의 그룹을 재설정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node (N) transmits a Request To Send (RTS) signal to the upper node before transmitting the sensing data to the upper node, and after a preset time, It is determined whether a clear to send (CTS) signal has been received, and when it is determined that the CTS signal has not been received, it is determined whether the number of times the RTS signal is transmitted is equal to or greater than a reference number, and the number of times the RTS signal has been transmitted is If it is more than the reference number, you can reset your own group.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 헬로우 패킷을 생성하고, 생성된 헬로우 패킷을 전송하고, 전송된 헬로우 패킷에 대응하여 싱크 노드(S) 또는 다른 센서 노드(N)로부터 전송된 응답 패킷을 기 설정된 시간 동안 수신하고, 수신된 응답 패킷들 중 가장 상위 노드로부터 전송된 응답 패킷을 선택하고, 선택된 응답 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 재설정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node N generates a hello packet, transmits the generated hello packet, and transmits it from the sink node S or another sensor node N in response to the transmitted hello packet. The received response packet may be received for a preset time, a response packet transmitted from the highest node among the received response packets may be selected, and its own group may be reconfigured based on the selected response packet.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 기 설정된 기준 주기로 설정된 자신의 그룹을 초기화하고, 자신의 그룹을 재설정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensor node N may initialize its own group set to a preset reference period and reset its own group.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 주기는 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드(N)의 수, 센서 노드(N)의 이동 속도, 센서 노드(N)의 감지 데이터 센싱 주기, 센서 노드(N)의 감지 데이터 전송 주기, 및 센서 노드(N) 간의 거리에 기반하여 결정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reference period includes the number of sensor nodes (N) included in the wireless sensor network, the movement speed of the sensor node (N), the sensing data sensing period of the sensor node (N), and the sensor node (N). ) may be determined based on the sensing data transmission period and the distance between the sensor nodes (N).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 자신의 그룹 정보에 기반하여 버퍼 임계값을 설정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node N may set a buffer threshold value based on its group information.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 하기 수학식 1에 기반하여 버퍼 임계값을 설정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node N may set a buffer threshold based on
여기서, BGn은 해당 센서 노드(N)의 버퍼 임계값이고, Gn은 해당 센서 노드(N)의 그룹 정보이고, B는 해당 센서 노드(N)의 전체 버퍼 크기이다.Here, B Gn is the buffer threshold of the corresponding sensor node (N), G n is the group information of the corresponding sensor node (N), and B is the total buffer size of the corresponding sensor node (N).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템이 각 센서 노드들의 초기 그룹화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a process in which the data transmission system of a wireless sensor network performs initial grouping of each sensor node according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도 2를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템이 각 센서 노드들의 초기 그룹화를 수행하는 과정을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a process in which the data transmission system of the wireless sensor network according to an embodiment of the present invention performs initial grouping of each sensor node will be described with reference to FIG. 2 .
먼저, 싱크 노드(S)는 광고 패킷을 생성할 수 있다(S202 단계). 광고 패킷은 무선 센서 네트워크에 포함된 각 센서 노드(N)들의 그룹화를 위해 이용되는 메시지로서, 광고 패킷에는 해당 광고 패킷을 생성한 노드의 그룹 정보(즉, 그룹 번호)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 싱크 노드(S)는 자신의 그룹 번호를 0으로 설정하고, 자신의 그룹 번호를 포함하는 광고 패킷을 생성할 수 있다.First, the sink node S may generate an advertisement packet (step S202). The advertisement packet is a message used for grouping each sensor node (N) included in the wireless sensor network, and the advertisement packet may include group information (ie, group number) of the node that generated the advertisement packet. For example, the sink node S may set its own group number to 0 and generate an advertisement packet including its own group number.
이어서, 싱크 노드(S)는 생성된 광고 패킷을 통신 가능한 거리에 위치한 제1 센서 노드(N)로 전송할 수 있다(S204 단계). 이때, 싱크 노드(S)는 근거리 무선 통신을 이용하여 제1 센서 노드(N)로 광고 패킷을 전송할 수 있다. Subsequently, the sink node S may transmit the generated advertisement packet to the first sensor node N located at a communicable distance (step S204). In this case, the sink node S may transmit an advertisement packet to the first sensor node N using short-range wireless communication.
이어서, 제1 센서 노드(N)는 싱크 노드(S)로부터 광고 패킷을 수신하고, 수신된 광고 패킷에 기반하여 무선 센서 네트워크 내 자신의 그룹을 설정할 수 있다(S206 단계). 제1 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 포함된 그룹 정보(즉, 그룹 번호)에 기반하여 자신의 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 포함된 그룹 정보에 대응하는 그룹보다 한 단계 하위 그룹을 자신의 그룹으로 설정할 수 있다. 즉, 제1 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 포함된 그룹 번호에 1을 더한 값을 자신의 그룹 번호로 설정할 수 있다. 싱크 노드(S)로부터 광고 패킷을 수신한 제1 센서 노드(N)의 경우 자신의 그룹 번호를 1로 설정할 수 있다.Subsequently, the first sensor node N may receive an advertisement packet from the sink node S, and set its own group in the wireless sensor network based on the received advertisement packet (step S206). The first sensor node N may set its own group based on group information (ie, group number) included in the received advertisement packet. For example, the first sensor node N may set a group one level lower than the group corresponding to the group information included in the received advertisement packet as its group. That is, the first sensor node N may set a value obtained by adding 1 to the group number included in the received advertisement packet as its group number. In the case of the first sensor node N receiving the advertisement packet from the sink node S, its group number may be set to 1.
이어서, 제1 센서 노드(N)는 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성할 수 있다(S208 단계). 예를 들어, 제1 센서 노드(N)는 자신의 그룹 번호인 1을 포함하는 광고 패킷을 생성할 수 있다.Subsequently, the first sensor node N may generate an advertisement packet including its own group information (step S208). For example, the first sensor node N may generate an advertisement packet including its
이어서, 제1 센서 노드(N)는 생성된 광고 패킷을 통신 가능한 거리에 위치한 제2 센서 노드(N)로 전송할 수 있다(S210 단계). 이때, 제1 센서 노드(N)는 근거리 무선 통신을 이용하여 광고 패킷을 전송할 수 있다.Subsequently, the first sensor node N may transmit the generated advertisement packet to the second sensor node N located at a communicable distance (step S210 ). In this case, the first sensor node N may transmit an advertisement packet using short-range wireless communication.
한편, 제2 센서 노드(N)가 제1 센서 노드(N)와 통신 가능한 거리에 위치하는 동시에 싱크 노드(S)와 통신 가능한 거리에 위치하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 제2 센서 노드(N)가 제1 센서 노드(N)로부터 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 설정하면, 제2 센서 노드-제1 센서 노드-싱크 노드로 연결되는 데이터 전송 경로가 형성될 수 있다. 반면, 제2 센서 노드(N)가 싱크 노드(S)로부터 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 설정하면, 제2 센서 노드-싱크 노드로 연결되는 데이터 전송 경로가 형성될 수 있으므로, 제1 센서 노드(N)로부터 수신된 광고 패킷에 기반하여 제2 센서 노드(N)의 그룹을 설정하는 것이 데이터 전송의 효율성 측면에서 바람직하다.Meanwhile, a case may occur in which the second sensor node N is located at a communication distance with the first sensor node N and at a communication distance with the sink node S at the same time. In this case, when the second sensor node (N) sets its own group based on the advertisement packet received from the first sensor node (N), data transmission is connected to the second sensor node - the first sensor node - the sink node A path may be formed. On the other hand, if the second sensor node (N) sets its own group based on the advertisement packet received from the sink node (S), since a data transmission path connected to the second sensor node-sink node can be formed, the first It is preferable in terms of efficiency of data transmission to set a group of the second sensor node (N) based on the advertisement packet received from the first sensor node (N).
따라서, 보다 효율적인 데이터 전송 경로를 형성하도록 제2 센서 노드(N)는 제1 센서 노드(N)로부터 광고 패킷을 수신하고, 광고 패킷이 수신되는 경우, 자신의 그룹이 설정되어 있는지 여부를 판단할 수 있다(S212 단계).Therefore, to form a more efficient data transmission path, the second sensor node (N) receives an advertisement packet from the first sensor node (N), and when the advertisement packet is received, determines whether its own group is set. can be (step S212).
자신의 그룹이 설정되어 있지 않은 것으로 판단되는 경우, 제2 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 설정할 수 있다(S214 단계). 제2 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 포함된 그룹 정보에 기반하여 자신의 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 포함된 그룹 정보에 대응하는 그룹보다 한 단계 하위 그룹을 자신의 그룹으로 설정할 수 있다. 즉, 제2 센서 노드(N)는 광고 패킷에 포함된 그룹 번호에 1을 더한 값을 자신의 그룹 번호로 설정할 수 있다.When it is determined that its own group is not set, the second sensor node N may set its own group based on the received advertisement packet (step S214). The second sensor node N may set its own group based on group information included in the received advertisement packet. For example, the second sensor node N may set a group one level lower than the group corresponding to the group information included in the received advertisement packet as its group. That is, the second sensor node N may set a value obtained by adding 1 to the group number included in the advertisement packet as its group number.
반면, 자신의 그룹이 설정되어 있는 것으로 판단되는 경우, 제2 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것인지 여부를 판단할 수 있다(S216 단계). 제2 센서 노드(N)는 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷에 포함된 그룹 정보와 수신된 광고 패킷에 포함된 그룹 정보를 비교함으로써 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것인지 여부를 판단할 수 있다.On the other hand, when it is determined that its own group has been set, the second sensor node N may determine whether the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used for setting its own group ( step S216). The second sensor node N compares the group information included in the advertisement packet used when setting its own group with the group information included in the received advertisement packet, so that the received advertisement packet is higher than the advertisement packet used when setting its own group. It can be determined whether or not it is transmitted from a higher node.
수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것이 아닌 것으로 판단되는 경우, 제2 센서 노드(N)는 설정된 자신의 그룹을 유지할 수 있다(S218 단계). 이 경우, 제2 센서 노드(N)는 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하지 않을 수 있다.When it is determined that the received advertisement packet is not transmitted from a node higher than the advertisement packet used for setting its own group, the second sensor node N may maintain its own group set (step S218). In this case, the second sensor node N may not generate an advertisement packet including its own group information.
한편, 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것으로 판단되는 경우, 제2 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 변경할 수 있다(S220 단계). 예를 들어, 제2 센서 노드(N)는 수신된 광고 패킷에 포함된 그룹 정보에 대응하는 그룹보다 한 단계 하위 그룹을 자신의 그룹으로 설정할 수 있다. On the other hand, when it is determined that the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used for setting its own group, the second sensor node N may change its own group based on the received advertisement packet ( step S220). For example, the second sensor node N may set a group one level lower than the group corresponding to the group information included in the received advertisement packet as its group.
이어서, 제2 센서 노드(N)는 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하고, 생성된 광고 패킷을 통신 가능한 거리에 위치한 제3 센서 노드(N)로 전송할 수 있다(S222 단계).Subsequently, the second sensor node N may generate an advertisement packet including its own group information, and transmit the generated advertisement packet to the third sensor node N located at a communicable distance (step S222).
한편, 이 경우에도 제3 센서 노드(N)가 제2 센서 노드(N)와 통신 가능한 거리에 위치하는 동시에 제1 센서 노드(N)와 통신 가능한 거리에 위치하는 경우가 발생할 수 있으므로, 제3 센서 노드(N)는 전술한 제2 센서 노드(N)의 작동 방식과 동일한 방식으로 작동할 수 있다.On the other hand, even in this case, since the third sensor node (N) is located at a communication distance with the second sensor node (N) and at the same time as being located at a communication distance with the first sensor node (N), the third sensor node (N) The sensor node N may operate in the same manner as the above-described second sensor node N operates.
전술한 과정은 무선 센서 네트워크에 포함된 모든 센서 노드들이 자신의 그룹을 설정할 때까지 반복될 수 있다.The above process may be repeated until all sensor nodes included in the wireless sensor network establish their own group.
전술한 바와 같이, 본 발명은 이동성을 가지는 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들을 그룹화하고, 이를 토대로 최적의 데이터 전송 경로를 형성함으로써 데이터 전송에 따른 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, energy efficiency according to data transmission can be increased by grouping each node in a wireless sensor network having mobility and forming an optimal data transmission path based on the grouping.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드(N)들은 이동성이 있으므로, 센서 노드(N)들의 이동에 의하여 데이터를 정상적으로 전송할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 본 발명은 이동이 발생한 센서 노드(N) 또는 이동이 발생한 센서 노드(N)로 데이터를 전송하도록 설정된 센서 노드(N)의 그룹을 재설정하여 데이터 전송 경로를 수정함으로써 데이터를 정상적으로 전송할 수 없는 상황이 발생되는 것을 방지할 수 있다. On the other hand, since the sensor nodes N according to an embodiment of the present invention are mobile, there may be a case in which data cannot be transmitted normally due to the movement of the sensor nodes N. The present invention is a situation in which data cannot be transmitted normally by resetting the group of sensor nodes (N) set to transmit data to the sensor node (N) where the movement has occurred or the sensor node (N) where the movement has occurred to modify the data transmission path. can be prevented from occurring.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 자신의 그룹을 재설정할지 여부를 결정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process in which a sensor node determines whether to reset its own group according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드(N)가 자신의 그룹을 재설정할지 여부를 결정하는 과정을 살펴보도록 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3 , a process in which the sensor node N according to an embodiment of the present invention determines whether to reset its own group will be described.
먼저, 센서 노드(N)는 상위 노드로 감지 데이터를 전송하기에 앞서 상위 노드로 RTS(Request To Send) 신호를 전송할 수 있다.(S302 단계)First, the sensor node N may transmit a Request To Send (RTS) signal to the upper node prior to transmitting the sensing data to the upper node. (Step S302)
센서 노드(N)는 기 설정된 시간 이후에 상위 노드로부터 RTS 신호에 대응하는 CTS(Clear To Send) 신호가 수신되었는지 여부를 판단할 수 있다.(S304 단계) The sensor node N may determine whether a Clear To Send (CTS) signal corresponding to the RTS signal is received from the upper node after a preset time. (Step S304)
CTS 신호가 수신된 것으로 판단된 경우, 센서 노드(N)는 상위 노드로 감지 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 이 경우 센서 노드(N)는 데이터를 정상적으로 전송할 수 있는 상황인 것으로 판단하고, 자신의 그룹을 재설정하지 않을 수 있다.When it is determined that the CTS signal has been received, the sensor node N may transmit sensing data to an upper node. That is, in this case, the sensor node N may determine that it is a situation in which data can be transmitted normally, and may not reset its own group.
한편, CTS 신호가 수신되지 않은 것으로 판단되는 경우, 센서 노드(N)는 RTS 신호를 전송한 횟수가 기 설정된 기준 횟수(예를 들어, 3회) 이상인지 여부를 판단할 수 있다.(S306 단계)Meanwhile, when it is determined that the CTS signal has not been received, the sensor node N may determine whether the number of times the RTS signal is transmitted is equal to or greater than a preset reference number (eg, three times). (Step S306) )
RTS 신호를 전송한 횟수가 기준 횟수 이상이 아닌 경우, S302 단계로 회귀하여 상위 노드로 RTS 신호를 다시 전송할 수 있다.If the number of times the RTS signal has been transmitted is not equal to or greater than the reference number, the process may return to step S302 to re-transmit the RTS signal to the upper node.
한편, RTS 신호를 전송한 횟수가 기준 횟수 이상인 경우, 센서 노드(N)는 자신의 그룹을 재설정할 수 있다.(S308 단계) 즉, 이 경우 센서 노드(N)는 데이터를 정상적으로 전송할 수 없는 상황인 것으로 판단하고, 자신의 그룹을 재설정할 수 있다.On the other hand, if the number of times the RTS signal is transmitted is equal to or greater than the reference number, the sensor node N may reset its own group (step S308). That is, in this case, the sensor node N cannot transmit data normally. It is determined that it is , and can reset its own group.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 자신의 그룹을 재설정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 자신의 그룹을 재설정하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.4 is a flowchart for explaining a process in which a sensor node resets its own group according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a process in which a sensor node resets its own group according to an embodiment of the present invention It is an example diagram for explanation.
이하에서서는 도 4 및 도 5를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드(N)가 자신의 그룹을 재설정하는 과정을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a process in which the sensor node N resets its own group according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 .
먼저, 센서 노드(N)는 헬로우 패킷을 생성하고(S402 단계), 생성된 헬로우 패킷을 통신 가능한 거리에 위치한 다른 노드로 전송할 수 있다(S404 단계). 헬로우 패킷은 센서 노드(N)의 주변에 위치한 다른 노드들에게 해당 센서 노드(N)들의 그룹 정보를 요청하기 위한 메시지일 수 있다.First, the sensor node N may generate a hello packet (step S402) and transmit the generated hello packet to another node located within a communicable distance (step S404). The hello packet may be a message for requesting group information of the corresponding sensor nodes N from other nodes located in the vicinity of the sensor node N.
이어서, 센서 노드(N)는 기 설정된 시간 동안 전송된 헬로우 패킷에 대응하여 싱크 노드 또는 다른 센서 노드(N)로부터 전송된 응답 패킷을 수신할 수 있다(S406 단계). 응답 패킷은 헬로우 패킷에 대응하여 다른 노드로부터 생성된 메시지로서, 해당 노드의 그룹 정보를 포함할 수 있다.Subsequently, the sensor node N may receive a response packet transmitted from the sink node or another sensor node N in response to the hello packet transmitted for a preset time (step S406). The response packet is a message generated from another node in response to the hello packet, and may include group information of the corresponding node.
이어서, 센서 노드(N)는 수신된 응답 패킷들 중 가장 상위 노드로부터 전송된 응답 패킷을 선택할 수 있다(S408 단계). 예를 들어, 센서 노드(N)는 각 응답 패킷에 포함된 그룹 정보를 비교함으로써 수신된 응답 패킷들 중 가장 상위 노드로부터 수신된 응답 패킷을 선택할 수 있다.Subsequently, the sensor node N may select a response packet transmitted from the highest node among the received response packets (step S408). For example, the sensor node N may select a response packet received from the highest node among the received response packets by comparing group information included in each response packet.
이어서, 센서 노드(N)는 선택된 응답 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 재설정할 수 있다(S410 단계). 예를 들어, 센서 노드(N)는 선택된 응답 패킷에 포함된 그룹 정보에 대응하는 그룹보다 한 단계 하위 그룹을 자신의 그룹으로 재설정할 수 있다.Subsequently, the sensor node N may reset its own group based on the selected response packet (step S410). For example, the sensor node N may reset the group one level lower than the group corresponding to the group information included in the selected response packet to its own group.
도 5를 참고하면, 센서 노드(A)는 자신의 그룹을 재설정하여야 하는 노드이다. 센서 노드(A)는 통신 가능한 거리에 위치하는 센서 노드(B)와 센서 노드(C)로 헬로우 패킷을 전송할 수 있고, 이에 응답하여 센서 노드(B)와 센서 노드(C)로부터 각각 응답 패킷을 수신할 수 있다. 이어서, 센서 노드(A)는 센서 노드(B)와 센서 노드(C)로부터 각각 수신된 응답 패킷 중 더 상위 노드로부터 전송된 응답 패킷인 센서 노드(B)로부터 수신된 응답 패킷을 선택할 수 있다. 이어서, 센서 노드(A)는 센서 노드(B)로부터 수신된 응답 패킷에 포함된 그룹 정보를 토대로 자신이 그룹을 설정할 수 있다. 여기서, 센서 노드(B)로부터 수신된 응답 패킷에 포함된 그룹 정보는 4이므로 센서 노드(A)는 제5 그룹에 속하도록 자신의 그룹을 설정할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the sensor node A is a node that needs to reset its own group. The sensor node (A) may transmit a hello packet to the sensor node (B) and the sensor node (C) located at a communication distance, and in response, a response packet from the sensor node (B) and the sensor node (C), respectively can receive Subsequently, the sensor node A may select a response packet received from the sensor node B, which is a response packet transmitted from a higher node, among response packets received from the sensor node B and the sensor node C, respectively. Subsequently, the sensor node (A) may set its own group based on group information included in the response packet received from the sensor node (B). Here, since the group information included in the response packet received from the sensor node B is 4, the sensor node A may set its own group to belong to the fifth group.
전술한 바와 같이, 본 발명은 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드들의 이동에 따라 데이터를 정상적으로 전송할 수 없는 상황이 발생하는 경우, 데이터를 정상적으로 전송할 수 없는 센서 노드의 그룹을 재설정함으로써 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드 간의 연결성, 및 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있다.As described above, the present invention is included in the wireless sensor network by resetting the group of sensor nodes that cannot normally transmit data when a situation in which data cannot be transmitted normally occurs according to the movement of sensor nodes included in the wireless sensor network. It can ensure the connectivity between the sensor nodes and the reliability of data transmission.
한편, 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드들은 이동성을 가지므로, 시간이 지남에 따라 각 센서 노드들은 초기 그룹화 당시의 위치에서 멀어질 가능성이 높다. 이에 따라 무선 센서 네트워크의 에너지 효율이 감소하거나, 무선 센서 네트워크 내 노드들 간 데이터 전송이 원활히 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다. Meanwhile, since sensor nodes included in the wireless sensor network have mobility, there is a high possibility that each sensor node moves away from a location at the time of initial grouping over time. Accordingly, energy efficiency of the wireless sensor network may decrease or data transmission between nodes in the wireless sensor network may not be smoothly performed.
도 6은 초기 그룹화 후 일정 시간이 경과한 후의 무선 센서 네트워크를 도시하고 있다. 도 6을 참고하면, 센서 노드(A)는 원래 제1 그룹에 속하였지만, 이동에 따라 현재 제5 그룹 영역에 속함에도 그룹이 재설정되지 않고 있다. 센서 노드(B)는 원래 제2 그룹에 속하였지만, 이동에 따라 현재 제5 그룹 영역에 속함에도 그룹이 재설정되지 않고 있다. 이 경우, 센서 노드(B)가 불필요하게 센서 노드(A)로 데이터를 전송할 뿐만 아니라, 센서 노드 (A)가 싱크 노드(S)와 통신 불가능한 위치에 존재하므로, 센서 노드(A)가 더 이상 상위 노드로 데이터를 전송할 수 없는 문제가 발생한다.6 illustrates a wireless sensor network after a predetermined time has elapsed after initial grouping. Referring to FIG. 6 , although the sensor node A originally belonged to the first group, the group is not reset even though it currently belongs to the fifth group area according to movement. Although the sensor node B originally belonged to the second group, the group is not reset even though it currently belongs to the fifth group area according to the movement. In this case, not only does the sensor node B unnecessarily transmit data to the sensor node A, but also the sensor node A is in a position where it cannot communicate with the sink node S, so that the sensor node A is no longer There is a problem that data cannot be transmitted to the upper node.
전술한 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드(N)는 기 설정된 기준 주기로 설정된 그룹 정보를 초기화하고, 자신의 그룹 정보를 재설정할 수 있다. 여기서, 기준 주기는 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드(N)의 수, 센서 노드(N)의 이동 속도, 센서 노드(N)의 센싱 주기, 센서 노드(N)의 감지 데이터 전송 주기, 및 센서 노드(N) 간의 거리에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 센서 노드(N)의 이동 속도가 빠를수록 기준 주기가 짧아지도록 설정될 수 있다. 또한, 센서 노드(N)의 간의 거리가 가까울수록 기준 주기가 짧아지도록 설정될 수 있다. 실험 또는 시뮬레이션을 통해 전술한 각 요소들이 해당 무선 센서 네트워크에 미치는 영향을 고려함으로써 기준 주기가 산출될 수 있다.In order to prevent the above-described problem from occurring, the sensor node N according to an embodiment of the present invention may initialize group information set at a preset reference period and reset its own group information. Here, the reference period is the number of sensor nodes (N) included in the wireless sensor network, the movement speed of the sensor node (N), the sensing period of the sensor node (N), the detection data transmission period of the sensor node (N), and the sensor It may be determined based on the distance between the nodes (N). For example, the faster the moving speed of the sensor node N, the shorter the reference period may be set. In addition, the shorter the distance between the sensor nodes N, the shorter the reference period may be set. The reference period may be calculated by considering the effect of each of the above-described elements on the corresponding wireless sensor network through experiments or simulations.
무선 센서 네트워크에 포함된 각 센서 노드(N)는 동일한 주기로 그룹 정보를 초기화하고, 자신의 그룹 정보를 재설정할 수 있다. 이 경우, 전술한 각 센서 노드(N)들의 초기 그룹화를 수행하는 과정과 동일한 방식으로 각 센서 노드(N)들의 그룹을 재설정할 수 있다.Each sensor node N included in the wireless sensor network may initialize group information at the same period and reset its own group information. In this case, the group of each sensor node N may be reconfigured in the same manner as in the process of performing the initial grouping of each sensor node N described above.
한편, 각 센서 노드(N)가 개별적으로 기 설정된 주기마다 그룹 정보를 초기화하고, 자신의 그룹 정보를 재설정할 수도 있다. 이 경우, 전술한 센서 노드가 자신의 그룹을 재설정하는 과정과 동일한 방식으로 각 센서 노드(N)들의 그룹 정보를 재설정할 수 있다.On the other hand, each sensor node (N) may individually initialize group information at a preset period and reset its own group information. In this case, group information of each of the sensor nodes N may be reset in the same manner as the above-described process of resetting its own group by the sensor node.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 그룹화를 수행한 이후의 과정을 설명하기 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드가 그룹화를 수행한 이후의 과정을 설명하기 위한 예시도이다.7 is a flowchart illustrating a process after the sensor node performs grouping according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a flowchart illustrating a process after the sensor node performs grouping according to an embodiment of the present invention It is an example for doing.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참고하여, 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드(N)들의 그룹화를 수행한 이후 과정을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a process after grouping of the sensor nodes N included in the wireless sensor network will be described with reference to FIGS. 7 and 8 .
센서 노드(N)는 자신의 그룹을 설정한 후, 설정된 그룹 정보에 기반하여 자신의 버퍼 임계값을 설정할 수 있다. 버퍼 임계값은 센서 노드(N)의 버퍼에 저장된 감지 데이터를 상위 노드로 전송할지 여부를 결정하기 위한 것일 수 있다.(S702 단계) After setting its own group, the sensor node N may set its own buffer threshold based on the set group information. The buffer threshold may be for determining whether to transmit the sensed data stored in the buffer of the sensor node N to the upper node. (Step S702)
무선 센서 네트워크 내 데이터 전송에 따른 에너지 효율을 극대화시키기 위해서는 상위 노드가 하위 노드로부터 충분히 데이터를 수집한 후, 수집된 데이터를 보다 상위 노드로 전송하도록 하여 데이터 전송 횟수를 감소시킬 필요가 있다. 이를 위해서는, 상위 노드의 버퍼 임계값은 하위 노드의 버퍼 임계값보다 상대적으로 크게 설정되어야 한다.In order to maximize the energy efficiency of data transmission in the wireless sensor network, it is necessary to reduce the number of data transmissions by allowing the upper node to transmit the collected data to the higher node after sufficiently collecting data from the lower node. To this end, the buffer threshold of the upper node should be set relatively larger than the buffer threshold of the lower node.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 자신의 그룹 정보에 기반하여 자신의 버퍼 임계값을 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node N may calculate its own buffer threshold based on its own group information.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드(N)는 상기 수학식 1에 기반하여 버퍼 임계값을 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node N may calculate a buffer threshold value based on
수학식 1은 3차원 환경을 고려하여 구의 부피의 역수를 가중치로 활용하여 버퍼 임계값을 산출하는 수식이다. 수학식 1에 의해 산출된 버퍼 임계값은 상위 노드로 갈수록 기하급수적으로 증가하므로, 본 발명에 따른 센서 노드(N)는 하위 노드로부터 전송되는 데이터를 충분히 수집한 후, 수집된 데이터를 보다 상위 노드로 전송함으로써 무선 센서 네트워크 내에서 발생되는 데이터 전송 횟수를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 무선 센서 네트워크 내 데이터 전송에 따른 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.
이어서, 센서 노드(N)는 자신이 위치하는 장소에서 자신의 목적에 따른 감지 데이터를 센싱하고, 센싱된 감지 데이터를 버퍼에 저장할 수 있다.(S704 단계)Subsequently, the sensor node N may sense the sensed data according to its purpose at its location, and store the sensed sensed data in a buffer. (Step S704)
한편, 센서 노드(N)는 주변에 위치한 하위 노드에 의해 센싱된 감지 데이터를 수신하고, 수신된 감지 데이터를 버퍼에 저장할 수 있다.(S706 단계) Meanwhile, the sensor node N may receive sensing data sensed by a sub-node located nearby, and store the received sensing data in a buffer. (Step S706)
센서 노드(N)는 버퍼에 저장된 데이터의 크기(즉, 자신에 의해 센싱되어 저장된 감지 데이터와 주변에 위치한 하위 노드로부터 수신되어 저장된 감지 데이터를 합산한 크기)가 설정된 버퍼 임계값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S708 단계). 센서 노드(N)는 기 설정된 주기로 버퍼에 저장된 데이터의 크기가 설정된 버퍼 임계값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.The sensor node (N) determines whether the size of the data stored in the buffer (that is, the sum of the detected data sensed and stored by itself and the detected data received and stored from a neighboring sub-node) exceeds the set buffer threshold. It can be determined (step S708). The sensor node N may determine whether the size of data stored in the buffer exceeds a set buffer threshold at a preset period.
버퍼에 저장된 데이터의 크기가 설정된 버퍼 임계값을 초과하는 경우, 센서 노드(N)는 버퍼에 저장된 감지 데이터를 상위 노드로 전송할 수 있다.(S710 단계)When the size of the data stored in the buffer exceeds the set buffer threshold, the sensor node N may transmit the detected data stored in the buffer to the upper node. (Step S710)
전술한 과정은 무선 센서 네트워크에 포함된 각 센서 노드에서 개별적으로 수행될 수 있다.The above-described process may be individually performed in each sensor node included in the wireless sensor network.
도 8을 참고하면, 상위 노드일수록 버퍼 임계값이 커지도록 설정되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 센서 노드(B)의 버퍼에 저장된 데이터의 크기가 설정된 버퍼 임계값을 초과하므로 센서 노드(B)는 버퍼에 저장된 감지 데이터를 상위 노드로 전송할 수 있다. 반면, 센서 노드(A)의 버퍼에 저장된 데이터의 크기는 설정된 버퍼 임계값을 초과하지 않으므로, 센서 노드(A)는 버퍼에 저장된 데이터가 설정된 버퍼 임계값을 초과할 때까지 버퍼에 저장된 감지 데이터를 전송하지 않고, 스스로 감지 데이터를 수집함과 동시에 계속하여 하위 노드로부터 감지 데이터를 수집할 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that the buffer threshold is set so that the higher the node, the greater the buffer threshold. In addition, since the size of the data stored in the buffer of the sensor node B exceeds the set buffer threshold, the sensor node B may transmit the sensed data stored in the buffer to the upper node. On the other hand, since the size of the data stored in the buffer of the sensor node (A) does not exceed the set buffer threshold, the sensor node (A) stores the detected data stored in the buffer until the data stored in the buffer exceeds the set buffer threshold. Without transmission, it is possible to collect sensing data by itself and at the same time continue to collect sensing data from lower nodes.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템 및 방법은 이동성을 가지는 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들을 그룹화하고, 이를 토대로 최적의 데이터 전송 경로를 형성함으로써 데이터 전송에 따른 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 무선 센서 네트워크가 적용된 실제 환경을 고려하여 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들을 그룹화할 수 있다. 또한, 본 발명은 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들의 이동에 따라 데이터를 정상적으로 전송할 수 없는 상황이 발생하는 경우, 해당 노드의 그룹을 재설정함으로써 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들 간의 연결성, 및 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있다. 또한, 본 발명은 주기적으로 무선 센서 네트워크 내의 각 노드들을 재그룹화함으로써 무선 센서 네트워크의 내의 각 노드들 간의 연결성, 및 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있다.As described above, in the data transmission system and method of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention, each node in a wireless sensor network having mobility is grouped and an optimal data transmission path is formed based on the grouping according to data transmission. Energy efficiency can be increased. Also, according to the present invention, each node in the wireless sensor network may be grouped in consideration of the actual environment to which the wireless sensor network is applied. In addition, the present invention provides connectivity between each node in the wireless sensor network and reliability of data transmission by resetting the group of the corresponding node when a situation in which data cannot be transmitted normally occurs due to the movement of each node in the wireless sensor network. can guarantee In addition, the present invention can guarantee reliability of data transmission and connectivity between nodes in the wireless sensor network by periodically regrouping each node in the wireless sensor network.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Implementations described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), implementations of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, as an apparatus or program). The apparatus may be implemented in suitable hardware, software and firmware, and the like. A method may be implemented in an apparatus such as, for example, a processor, which generally refers to a computer, a microprocessor, a processing device, including an integrated circuit or programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants ("PDA") and other devices that facilitate communication of information between end-users.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.
S: 싱크 노드
N: 센서 노드S: sink node
N: sensor node
Claims (16)
광고 패킷을 생성하고, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 싱크 노드; 및
상기 싱크 노드 또는 다른 센서 노드로부터 광고 패킷을 수신하고, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 무선 센서 네트워크 내 자신의 그룹 정보를 설정하고, 상기 설정된 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하고, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 다수의 센서 노드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템.
A data transmission system for a wireless sensor network including a sensor node having mobility, the data transmission system comprising:
a sink node that generates an advertisement packet and transmits the generated advertisement packet; and
receiving an advertisement packet from the sink node or another sensor node, setting own group information in the wireless sensor network based on the received advertisement packet, and generating an advertisement packet including the set own group information; A data transmission system for a wireless sensor network comprising: a plurality of sensor nodes for transmitting the generated advertisement packets.
상기 설정하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 센서 노드는,
상기 광고 패킷이 수신되는 경우, 자신의 그룹이 설정되어 있는지 여부를 판단하고, 자신의 그룹이 설정되어 있는 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것인지 여부를 판단하고, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 변경하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템.
The method of claim 1,
As at least part of the setting operation, the sensor node,
When the advertisement packet is received, it is determined whether its own group is set, and when it is determined that its own group is set, the received advertisement packet is higher than the advertisement packet used when setting its own group. determines whether the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used when setting its own group, and changes its own group based on the received advertisement packet A data transmission system of a wireless sensor network, characterized by
상기 센서 노드는, 상위 노드로 감지 데이터를 전송하기에 앞서 상위 노드로 RTS(Request To Send) 신호를 전송하고, 기 설정된 시간 이후에 상기 RTS 신호에 대응하는 CTS(Clear To Send) 신호가 수신되었는지 여부를 판단하고, 상기 CTS 신호가 수신되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하고, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 상기 기준 횟수 이상인 경우, 자신의 그룹을 재설정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템.
The method of claim 1,
The sensor node transmits a Request To Send (RTS) signal to the upper node before transmitting the detection data to the upper node, and checks whether a Clear To Send (CTS) signal corresponding to the RTS signal is received after a preset time. and if it is determined that the CTS signal has not been received, it is determined whether the number of times the RTS signal is transmitted is greater than or equal to a reference number of times, and if the number of times the RTS signal has been transmitted is greater than or equal to the reference number, its own A data transmission system for a wireless sensor network, characterized in that the group is reset.
상기 재설정하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 센서 노드는,
헬로우 패킷을 생성하고, 상기 생성된 헬로우 패킷을 전송하고, 기 설정된 시간 동안 상기 전송된 헬로우 패킷에 대응하여 다른 노드로부터 전송된 응답 패킷을 수신하고, 상기 수신된 응답 패킷들 중 가장 상위 노드로부터 전송된 응답 패킷을 선택하고, 상기 선택된 응답 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 재설정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템.
4. The method of claim 3,
As at least part of the resetting operation, the sensor node includes:
Generates a hello packet, transmits the generated hello packet, receives a response packet transmitted from another node in response to the transmitted hello packet for a preset time, and transmits from the uppermost node among the received response packets A data transmission system of a wireless sensor network, characterized in that the selected response packet is selected and its own group is reset based on the selected response packet.
상기 센서 노드가, 기 설정된 기준 주기로 상기 설정된 그룹 정보를 초기화하고, 자신의 그룹 정보를 재설정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템.
The method of claim 1,
The data transmission system of a wireless sensor network, characterized in that the sensor node initializes the set group information at a preset reference period and resets its own group information.
상기 기준 주기는, 상기 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드의 수, 센서 노드의 이동 속도, 센서 노드의 감지 데이터 센싱 주기, 센서 노드의 감지 데이터 전송 주기, 및 센서 노드 간의 거리에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템.
6. The method of claim 5,
The reference period is determined based on the number of sensor nodes included in the wireless sensor network, the movement speed of the sensor node, the sensing data sensing period of the sensor node, the sensing data transmission period of the sensor node, and the distance between the sensor nodes. A data transmission system of a wireless sensor network, characterized by
상기 센서 노드는, 자신의 그룹 정보에 기반하여 버퍼 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템.
The method of claim 1,
The data transmission system of a wireless sensor network, characterized in that the sensor node sets a buffer threshold based on its group information.
상기 센서 노드는, 하기 수식에 기반하여 상기 버퍼 임계값을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 시스템
(여기서, BGn은 해당 센서 노드의 버퍼 임계값이고, Gn은 해당 센서 노드의 그룹 정보이고, B는 해당 센서 노드의 전체 버퍼 크기이다).
8. The method of claim 7,
The sensor node is a data transmission system of a wireless sensor network, characterized in that calculating the buffer threshold value based on the following equation
(Where B Gn is the buffer threshold of the corresponding sensor node, G n is the group information of the corresponding sensor node, and B is the total buffer size of the corresponding sensor node).
싱크 노드가, 광고 패킷을 생성하는 단계;
상기 싱크 노드가, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 단계;
상기 센서 노드가, 상기 싱크 노드 또는 다른 센서 노드로부터 광고 패킷을 수신하는 단계;
상기 센서 노드가, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 무선 센서 네트워크 내 자신의 그룹 정보를 설정하는 단계;
상기 센서 노드가, 상기 설정된 자신의 그룹 정보를 포함하는 광고 패킷을 생성하는 단계; 및
상기 센서 노드가, 상기 생성된 광고 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법.
A method for transmitting data in a wireless sensor network including a sensor node having mobility, the method comprising:
generating, by the sink node, an advertisement packet;
transmitting, by the sink node, the generated advertisement packet;
receiving, by the sensor node, an advertisement packet from the sink node or another sensor node;
setting, by the sensor node, its own group information in a wireless sensor network based on the received advertisement packet;
generating, by the sensor node, an advertisement packet including the set own group information; and
and transmitting, by the sensor node, the generated advertisement packet.
상기 설정하는 단계는,
상기 센서 노드가, 상기 광고 패킷이 수신되는 경우, 자신의 그룹이 설정되어 있는지 여부를 판단하는 단계;
상기 센서 노드가, 상기 자신의 그룹이 설정되어 있는 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 센서 노드가, 상기 수신된 광고 패킷이 자신의 그룹 설정 시 이용된 광고 패킷보다 상위 노드로부터 전송된 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 광고 패킷에 기반하여 자신의 그룹 정보를 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법.
10. The method of claim 9,
The setting step is
determining, by the sensor node, whether or not its own group is set when the advertisement packet is received;
determining, by the sensor node, whether the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used for setting its own group when it is determined that the own group has been established; and
changing, by the sensor node, its own group information based on the received advertisement packet when it is determined that the received advertisement packet is transmitted from a node higher than the advertisement packet used for setting its own group; Data transmission method of a wireless sensor network, characterized in that.
상기 센서 노드가, 상위 노드로 감지 데이터를 전송하기에 앞서 상위 노드로 RTS(Request To Send) 신호를 전송하는 단계;
상기 센서 노드가, 기 설정된 시간 이후에 상기 RTS 신호에 대응하는 CTS(Clear To Send) 신호가 수신되었는지 여부를 판단하는 단계;
상기 센서 노드가, 상기 CTS 신호가 수신되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 센서 노드가, 상기 RTS 신호를 전송한 횟수가 상기 기준 횟수 이상인 경우, 자신의 그룹을 재설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법.
10. The method of claim 9,
transmitting, by the sensor node, a Request To Send (RTS) signal to the upper node prior to transmitting the detection data to the upper node;
determining, by the sensor node, whether a clear to send (CTS) signal corresponding to the RTS signal is received after a preset time;
determining, by the sensor node, whether the number of times the RTS signal has been transmitted is equal to or greater than a reference number when it is determined that the CTS signal has not been received; and
When the number of times the sensor node transmits the RTS signal is equal to or greater than the reference number, resetting its own group;
상기 재설정하는 단계는,
상기 센서 노드가, 헬로우 패킷을 생성하는 단계;
상기 센서 노드가, 상기 생성된 헬로우 패킷을 전송하는 단계;
상기 센서 노드가, 기 설정된 시간 동안 상기 전송된 헬로우 패킷에 대응하여 다른 노드로부터 전송된 응답 패킷을 수신하는 단계;
상기 센서 노드가, 상기 수신된 응답 패킷들 중 가장 상위 노드로부터 전송된 응답 패킷을 선택하는 단계; 및
상기 센서 노드가, 상기 선택된 응답 패킷에 기반하여 자신의 그룹을 재설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법.
12. The method of claim 11,
The resetting step is
generating, by the sensor node, a hello packet;
transmitting, by the sensor node, the generated hello packet;
receiving, by the sensor node, a response packet transmitted from another node in response to the transmitted hello packet for a preset time;
selecting, by the sensor node, a response packet transmitted from an uppermost node among the received response packets; and
and resetting, by the sensor node, its own group based on the selected response packet.
상기 센서 노드가, 기 설정된 기준 주기로 상기 설정된 그룹 정보를 초기화하고, 자신의 그룹 정보를 재설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법.
10. The method of claim 9,
The method of transmitting data in a wireless sensor network further comprising the step of, by the sensor node, initializing the set group information at a preset reference period and resetting its own group information.
상기 기준 주기는, 상기 무선 센서 네트워크에 포함된 센서 노드의 수, 센서 노드의 이동 속도, 센서 노드의 감지 데이터 센싱 주기, 센서 노드의 감지 데이터 전송 주기, 및 센서 노드 간의 거리에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법.
14. The method of claim 13,
The reference period is determined based on the number of sensor nodes included in the wireless sensor network, the movement speed of the sensor nodes, the sensing data sensing period of the sensor node, the sensing data transmission period of the sensor node, and the distance between the sensor nodes. A data transmission method of a wireless sensor network, characterized in that it.
상기 센서 노드가, 자신의 그룹 정보에 기반하여 버퍼 임계값을 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법.
10. The method of claim 9,
The method of transmitting data in a wireless sensor network according to claim 1, further comprising, by the sensor node, setting a buffer threshold based on its group information.
상기 센서 노드는, 하기 수식에 기반하여 상기 버퍼 임계값을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방법
(여기서, BGn은 해당 센서 노드의 버퍼 임계값이고, Gn은 해당 센서 노드의 그룹 정보이고, B는 해당 센서 노드의 전체 버퍼 크기이다).16. The method of claim 15,
The sensor node, a data transmission method of a wireless sensor network, characterized in that the calculation of the buffer threshold value based on the following equation
(Where B Gn is the buffer threshold of the corresponding sensor node, G n is the group information of the corresponding sensor node, and B is the total buffer size of the corresponding sensor node).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210007387A KR20220104948A (en) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | System and method for transmitting data in wireless sensor network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210007387A KR20220104948A (en) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | System and method for transmitting data in wireless sensor network |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220104948A true KR20220104948A (en) | 2022-07-26 |
Family
ID=82609680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210007387A Pending KR20220104948A (en) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | System and method for transmitting data in wireless sensor network |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220104948A (en) |
-
2021
- 2021-01-19 KR KR1020210007387A patent/KR20220104948A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Alam et al. | The role of cloud-MANET framework in the internet of things (IoT) | |
| Vahdat et al. | Epidemic routing for partially connected ad hoc networks | |
| Maalel et al. | Reliability for emergency applications in internet of things | |
| Chen et al. | Congestion control and energy‐balanced scheme based on the hierarchy for WSNs | |
| Alahari et al. | A survey on network routing protocols in internet of things (IOT) | |
| Dhurandher et al. | Efficient routing based on past information to predict the future location for message passing in infrastructure-less opportunistic networks | |
| Velasquez-Villada et al. | Multipath routing network management protocol for resilient and energy efficient wireless sensor networks | |
| Kim et al. | A combined network control approach for the edge cloud and LPWAN‐based IoT services | |
| Vijaya Kumar et al. | Self‐Adaptive Trust Based ABR Protocol for MANETs Using Q‐Learning | |
| KR101243244B1 (en) | Routing apparatus and method for minimizing the energy consumption in ad-hoc network | |
| Sharma et al. | Data dissemination protocol for mobile sink in wireless sensor networks | |
| Lodhi et al. | Energy-efficient routing protocol for network life enhancement in wireless sensor networks | |
| KR20220104948A (en) | System and method for transmitting data in wireless sensor network | |
| CN115396915A (en) | A method and device for selecting an access network | |
| CN108650698B (en) | An Opportunistic Network Data Forwarding Method | |
| Wang et al. | RSSI-based node selection using neural network parameterised by particle swarm optimisation | |
| Al Ogaili et al. | A critical review of Optimization MANET routing protocols | |
| Pandey et al. | Cluster based-SPIN routing protocol for wireless sensors networks | |
| US20140233398A1 (en) | Multi-hop routing protocol | |
| Karim et al. | An integrated framework for wireless sensor network management | |
| Soni et al. | Cluster based techniques for eradicating congestion in WSN aided IoT: A survey | |
| Patil et al. | Energy-efficient cluster-based aggregation protocol for heterogeneous wireless sensor networks | |
| KR20210080827A (en) | Operating method of hierarchical network with fixed and mobile nodes and network formation method and fixed node device | |
| KR102038303B1 (en) | Method for grouping sensor node in multi sink node environment | |
| Hayajneh et al. | Analysis and evaluation of random placement strategies in wireless sensor networks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
| P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
| D13-X000 | Search requested |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000 |
|
| P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000 |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |