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KR20090065142A - 무선 센서네트워크에서 센서모듈을 위한센서노드동적관리장치 및 방법 - Google Patents

무선 센서네트워크에서 센서모듈을 위한센서노드동적관리장치 및 방법 Download PDF

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KR20090065142A
KR20090065142A KR1020070132597A KR20070132597A KR20090065142A KR 20090065142 A KR20090065142 A KR 20090065142A KR 1020070132597 A KR1020070132597 A KR 1020070132597A KR 20070132597 A KR20070132597 A KR 20070132597A KR 20090065142 A KR20090065142 A KR 20090065142A
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채종석
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 센서네트워크에서 센서모듈의 동적관리를 위해 센서노드에 장착 되는 센서모듈의 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명의 센서노드동적 관리장치는 각각의 센서노드에 각각 대응되는 센서모듈 드라이버 및 센서보정정보(이하 ‘센서 데이터’로 명함)를 저장하고 있는 센서정보저장서버로부터 업데이트된 센서데이터를 수신하여 대응되는 센서노드에 전달하는 업데이트부; 센서노드로부터 센서데이터를 요청하는 센서데이터요청메시지를 수신한 경우, 센서정보저장서버에 센서데이터를 요청하는 요청부;및 센서정보저장서버로부터 상기 요청한 센서데이터를 수신하여 상기 센서노드에 전달하는 전달부;를 포함한다.
Figure P1020070132597
센서 네트워크, 동적 관리

Description

무선 센서네트워크에서 센서모듈을 위한 센서노드동적관리장치 및 방법{Method and Apparatus for dynamic management of sensor module on sensor node in wireless sensor network}
본 발명은 센서네트워크에서 센서모듈의 동적 관리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이기종 센서모듈을 포함하는 센서네트워크에서 각 센서 네트워크 구성요소 간에 센서모듈의 플러그 앤 플레이 지원, 센서데이터 동적 보정 지원을 위한 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 정보통신부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-038-03, 과제명: UHF RF-ID 및 Ubiquitous 네트워킹 기술 개발].
무선 센서네트워크는 다수의 센서노드를 포함한다. 센서노드들은 자신보다 상위의 싱크노드나 관리서버 혹은 다른 센서노드와 RF 통신을 위한 통신수단, 주변의 환경정보를 감지하여 처리하는 센서모듈과 센서모듈의 드라이버나 센서모듈에서 감지된 데이터의 보정정보(알고리즘)가 저장되는 메모리 및 이들을 총괄 제어하는 제어수단을 포함한다.
이러한 센서 모듈은 센서노드와 한 몸체를 이루는 일체형이나 센서노드에 다수 개가 추가적으로 장착가능한 탈착형으로 구현이 가능하다. 그러나, 기존의 센서모듈은 드라이버나 보정 정보를 토대로 감지된 환경 정보를 처리함에 있어 동적으로 업데이트하는 기술이 제안되어 있지않아, 상이한 업체에서 제공되어 있는 수많은 센서모듈의 드라이버 정보나 보정정보를 업데이트 하는 점에 있어 어려움이 있다.
기존의 센서모듈은 드라이버나 보정 정보를 토대로 감지된 환경 정보를 처리함에 있어 동적으로 업데이트 하는 기술이 제안되어 있지 않다. 또한, 하나의 무선 센서네트워크를 구성하는 수많은 센서모듈이 서로 상이한 업체에서 제공되고 있어 드라이버나 보정정보의 관리에 어려움이 있다.
본 발명은 다수의 업체에서 제공되는 이기종 센서모듈을 포함하는 센서네트워크에서 각 센서 네트워크 구성요소들, 예를 들어, 센서 모듈 또는 노드, 게이트웨이, 센서네트워크 관리서버, 센서정보서버, 센서 모듈 제공자 등에서 센서모듈의 plug-and-play 지원, 센서데이터 동적 보정 지원을 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명을 통해 센서노드를 장착 또는 분리할 때 자동으로 드라이버를 관리가 가능하다. 따라서, 본 발명은 온라인에 연결된 컴퓨터의 데이터베이스를 사용자 관리가 필요 없이 자동 업데이트하여 센서 네트워크 서비스 등에 사용되어 센서 모듈의 동적관리를 제공함으로써 센서 모듈드라이버 및 센서 보정데이터의 설치, 추가, 제거 및 업데이트 등의 관리를 자동으로 해결할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서노드 동적관리장치는 각각의 센서모 듈에 각각 대응되는 센서모듈 드라이버 및 센서보정정보(이하 ‘센서 데이터’로 명함)를 저장하고 있는 센서정보저장서버에서 상기 센서데이터가 변경된 경우 상기 센서정보저장서버로부터 상기 센서데이터를 수신하여 대응되는 센서노드에 전달하는 업데이트부; 센서노드로부터 센서데이터를 요청하는 센서데이터 요청메시지를 수신한 경우, 상기 센서정보저장서버에 상기 센서데이터를 요청하는 요청부;및 상기 센서정보저장서버로부터 상기 요청한 센서데이터를 수신하여 상기 센서노드에 전달하는 전달부;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 복수 개의 센서노드 및 센서정보저장서버를 포함하는 센서네트워크 시스템에서 센서노드를 동적으로 관리하는 방법은 각각의 센서노드에 각각 대응되는 센서데이터를 저장하고 있는 센서정보저장서버에서 상기 센서데이터가 변경된 경우 상기 센서정보저장서버로부터 상기 센서데이터를 수신하여 대응되는 센서노드에 전달하는 업데이트단계; 센서노드로부터 센서데이터를 요청하는 센서데이터요청메시지를 수신한 경우, 상기 센서정보저장서버에 상기 센서데이터를 요청하는 단계;및 상기 센서정보저장서버로부터 상기 요청한 센서데이터를 수신하여 상기 센서노드에 전달하는 단계;를 포함한다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 본 발명에 보다 더 충실하도록 하기 위해서, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자 수준의 변경이나 변형이 있을 수 있음을 명기하는 바이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서모듈의 동적 관리를 위한 시스템을 도시한다.
센서모듈의 동적관리를 위한 시스템은 센서노드(110), 센서모듈(111), 게이트웨이(120), 센서네트워크관리서버(130) 및 센서정보저장서버(140)를 포함한다.
센서노드(110)는 통신부, 센서모듈, 메모리 및 제어부를 포함한다. 통신부는 자신보다 상위의 싱크노드나 관리서버 혹은 다른 센서노드와 RF 통신을 수행한다. 센서모듈은 주변의 환경정보를 감지하여 처리하고, 메모리는 센서모듈의 드라이버나 센서모듈에서 감지된 데이터의 보정정보(알고리즘)을 저장한다. 그리고 제어부에서는 통신부, 센서모듈 및 메모리를 총괄하여 제어한다.
센서모듈(111)이 장착될 때(일체형일 경우 기 장착됨) 센서모듈에 포함된 센서 개수, 종류, 제조회사, 센싱정보 보정데이터, 센서노드 연결 인터페이스 등의 이진(binary) 데이터 센서 정보를 읽어 와서 게이트웨이(120)로 센서 드라이버 및 센서 보정데이터 설치 및 업데이트를 요청한다. 또한, 게이트웨이(120)로부터 내려오는 드라이버 및 보정데이터를 센서노드 내의 메모리에 설치함으로써 센서모듈의 원활한 동작이 가능하도록 한다.
게이트웨이(120)는 무선환경의 센서 노드(110)와 유선환경의 센서네트워크 관리 서버(130)를 중계한다. 센서노드(110)로부터 이진 데이터요청을 XML등과 같은 메시지 형태로 변환하여 센서네트워크 관리서버(130)로 전달하고, 센서네트워크 관리서버(130)에서 전송한 드라이버 및 센싱 보정 데이터등을 센서노드(110)로 전달한다.
센서네트워크 관리서버(130)는 게이트웨이(120)로부터 전달되는 정보를 통해 센서네트워크의 전반적인 망관리 및 정보 관리를 수행한다. 센서네트워크 관리서버(130)는 게이트웨이(120)로부터 수신한 메시지를 해석하여 센서정보저장서버(140)로부터 기저장되어있는 센서 드라이버, 센싱 정보 보정데이터를 추출하여 게이트웨이(120)로 전달한다.
센서정보저장서버(140)는 센서모듈을 개발하는 업체인 센서모듈제공자(150)가 제공하는 센서 드라이버 및 센싱 보정 데이터를 데이터 베이스 형태로 관리한다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서모듈 드라이버 및 보정데이터가 센서노드에 설치되어 있지 않을 경우, 센서정보저장서버로부터 센서 모듈 드라이버 및 보정 데이터를 동적으로 가져오는 과정을 도시한 흐름도이다.
센서노드가 처음 네트워크에 들어와 센서노드를 초기화를 시작하기 위해, 센서노드는 센서모듈 드라이버 및 센서보정정보를 포함하는 센서데이터 정보가 있는지 여부를 확인한다(S210). 센서모듈 드라이버 및 센서보정정보가 없는 경우, 센서네트워크 관리서버(130)에 드라이버 및 보정정보를 요청한다(S220).
이경우, 드라이버 및 보정정보를 요청하는 센서데이터요청메시지는 이진데이 터 형식으로 게이트웨이(120)를 통해 이진메시지가 메시지 형태로 변환되어 센서네트워크 관리서버(130)에 전송된다.
센서네트워크 관리서버(130)는 센서노드로부터 수신한 드라이버 및 보정정보를 요청하는 센서데이터요청메시지를, 메시지를 전송한 센서노드에 대응되거나 해당되는 센서정보저장서버(140)로 전송한다(S230). 센서저장서버(140)에서는 센서데이터요청메시지를 기초로 대응되는 드라이버 및 보정정보가 포함된 센서데이터메시지를 센서네트워크 관리서버(130)에 전송한다(S240).
센서네트워크 관리서버(130)에서는 센서데이터메시지를 확인한 후 게이트웨이를 통해 센서데이터메시지를 이진데이터형식으로 변환하여 센서노드에게 전송한다. 센서노드에서는 수신한 센서데이터메시지를 기초로 드라이버 및 보정정보를 설치하고(S250), 센서노드의 초기화를 완료한다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서데이터가 센서노드에 설치되어있는 경우, 최신버전인지를 확인하여 업데이트를 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
센서노드가 처음 네트워크에 들어와 센서노드를 초기화를 시작하기 위해, 센서노드는 자체 메모리 내에 센서모듈 드라이버 및 센서보정정보를 포함하는 센서데이터가 저장되어 있는지 여부를 확인한다(S310).
센서데이터가 저장되어 있는 경우, 저장되어 있는 센서데이터가 최신버전인지 확인을 요청하는 센서데이터요청메시지를 전송한다. 센서네트워크 관리서버(130)에서는 센서데이터요청메시지를 수신한 후 최신버전인지여부를 확인 하여 최신버전인 경우 이를 알리는 메시지를 센서노드에 전달한다(S340).
최신버전이 아닌경우, 센서네트워크 관리서버는 각각의 센서노드에 각각 대응되는 센서데이터를 저장하고 있는 센서정보저장서버에 최신버전의 센서데이터를 요청한다(S350). 센서정보저장서버에서는 센서네트워크관리서버로부터 요청을 받은 경우 해당되는 센서데이터를 센서네트워크 관리서버에 전달하고(S370), 센서 네트워크 관리서버에서는 게이트웨이를 통해 센서노드에 전달한다. 그 후 센서노드에서는 최신버전의 센서데이터를 설치한다(S370).
도 4 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서모듈제공자가 최신 센서데이터 생성시 이를 센서정보저장서버에 업데이트하는 과정을 도시한 흐름도이다.
센서정보저장서버에서 센서모듈 드라이버 및 보정정보에 대한 변경이 발생한 경우, 센서네트워크 관리서버가 변경된 센서데이터를 센서노드로 전달한다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서노드동적관리장치의 구성도를 도시한다.
본 발명의 센서노드동적관리장치는 업데이트부(510), 요청부(520) 및 전달부(530)을 포함한다.
업데이트부(510)는 각각의 센서노드에 각각 대응되는 센서데이터를 저장하고 있는 센서정보저장서버에서 최신 센서데이터를 수신한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 센서정보저장서버에서 센서모듈 드라이버 및 보정정보에 대한 변경이 발생한 경우, 센서정보저장서버로부터 최신 센서데이터를 수신하여 대응되는 센서노드에 전달한다.
도 2 및 도 3 과 관련하여 서술한 바에서와 같이, 요청부(520)는 센서노드가 센서네트워크에 진입하여 초기화할 때, 센서노드로부터 센서데이터를 요청하는 센서데이터요청메시지를 수신한 경우, 센서정보저장서버에 상기 센서데이터를 요청한다.
이 경우, 센서데이터요청메시지는 센서노드가 센서네트워크에 처음 진입하여 초기화하는 시기에 센서노드 내에 대응되는 상기 센서데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 센서노드에 대응되는 센서데이터를 요청한다.
반면, 센서노드가 센서네트워크에 처음 진입하여 초기화하는 시기에 상기 센서노드 내에 대응되는 센서데이터가 존재하는 경우, 센서데이터가 최신업데이트 버전인지 확인을 요청한다.
전달부(530)는요청부가 요청한 센서데이터를 센서정보저장서버로부터 수신하여 대응되는 센서노드에 전달을 수행한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있으며,센서노드와 같이 무선 네트워크로 연결된 임베디드 시스템에 코드 분산, 저장 및 실행될 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서모듈의 동적관리를 위한 시스템을 도시한다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서데이터가 센서노드에 설치되어 있지 않을 경우, 센서노드정보서버로부터 센서데이터를 동적으로 가져오는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서데이터가 센서노드에 설치되어있는 경우, 최신버전인지를 확인하여 업데이트를 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 센서모듈제공자가 최신 센서데이터 생성시 이를 센서정보저장서버에 업데이트하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 이 실시예로서, 센서노드동적관리장치의 구성도를 도시한다.

Claims (10)

  1. 각각의 센서노드에 각각 대응되는 센서데이터를 저장하고 있는 센서정보저장서버에서 상기 센서데이터가 변경된 경우 상기 센서정보저장서버로부터 상기 센서데이터를 수신하여 대응되는 센서노드에 전달하는 업데이트부;
    센서노드로부터 센서데이터를 요청하는 센서데이터요청메시지를 수신한 경우, 상기 센서정보저장서버에 상기 센서데이터를 요청하는 요청부;및
    상기 센서정보저장서버로부터 상기 요청한 센서데이터를 수신하여 상기 센서노드에 전달하는 전달부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서데이터는
    센서모듈의 드라이버 정보 및 센서보정정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서데이터요청메시지는
    상기 센서노드가 센서네트워크에 처음 진입하여 초기화하는 시기에 상기 센서노드 내에 대응되는 상기 센서데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 센서노드에 대응되는 센서데이터를 요청하는 메시지인 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서데이터요청메시지는
    상기 센서노드가 센서네트워크에 처음 진입하여 초기화하는 시기에 상기 센서노드 내에 대응되는 상기 센서데이터가 존재하는 경우, 상기 센서데이터가 최신업데이트 버전인지 확인을 요청하는 메시지인 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 센서노드는
    센서네트워크에 진입시 자동으로 센서모듈로부터 센서데이터를 판독한 후 상기 센서데이터요청메시지를 요청하는 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서노드와의 통신은 게이트웨이를 통해 무선통신을 수행하고 상기 센서정보저장서버와는 유선통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리장치.
  7. 복수 개의 센서노드 및 센서정보저장서버를 포함하는 센서네트워크 시스템에서 센서노드를 동적으로 관리하는 방법으로서,
    각각의 센서노드에 각각 대응되는 센서데이터를 저장하고 있는 센서정보저장서버에서 상기 센서데이터가 변경된 경우 상기 센서정보저장서버로부터 상기 센서데이터를 수신하여 대응되는 센서노드에 전달하는 업데이트단계;
    센서노드로부터 센서데이터를 요청하는 센서데이터요청메시지를 수신한 경우, 상기 센서정보저장서버에 상기 센서데이터를 요청하는 단계;및
    상기 센서정보저장서버로부터 상기 요청한 센서데이터를 수신하여 상기 센서노드에 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 센서데이터는
    센서모듈의 드라이버 정보 및 센서보정정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 센서데이터요청메시지는
    상기 센서노드가 상기 센서네트워크에 처음 진입하여 초기화하는 시기에 상기 센서노드 내에 대응되는 상기 센서데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 센서노드에 대응되는 센서데이터를 요청하는 메시지인 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 센서데이터요청메시지는
    상기 센서노드가 상기 센서네트워크에 처음 진입하여 초기화하는 시기에 상기 센서노드 내에 대응되는 상기 센서데이터가 존재하는 경우, 상기 센서데이터가 최신업데이트 버전인지 확인을 요청하는 메시지인 것을 특징으로 하는 센서노드동적관리방법.
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