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기 술 명
기지국을 이용하여 센서노드의 에너지 효율성을 향상시킨 무선센서 네트워크 시스템 및 그 방법
연 구 자
김기선(정보통신공학부)
등록번호
10-0889860-00-00
출원번호
10-2007-0034320
문 의 처
문희곤062-715-3077hgmoon@gist.ac.kr
발명정보

본 발명은 기지국을 이용하여 센서노드의 에너지 효율성을 향상시킨 무선센서 네트워크 시스템의 운용 방법을 개시한다. 본 발명은 (a) 무선센서 네트워크를 형성하는 센서노드와 통신하는 기지국이 센서노드의 위치 및 식별수단을 인지하는 단계; (b) 기지국이 센서노드의 위치와 식별수단을 이용하여 센싱영역 전체가 다른 센서노드들의 센싱영역을 합산한 범위에 포함되는 슬립노드를 판별하는 커버리지 연산을 실행하는 단계; (c) 기지국이 커버리지 연산결과를 토대로 슬립노드를 수면시키는 단계; (d) 수면되지 않은 센서노드가 주변상황을 센싱하는 단계; 및 (e) 기지국이 센서노드로부터 센싱값을 수신하는 단계를 포함하며, (b) 단계는 (ba) 적어도 3개의 센서노드들이 센싱필드에 구비되어 군을 형성하면, 기지국이 위치와 식별수단을 이용하여 상기 군에 포함된 센서노드들 간의 센싱영역 경계라인의 교점을 적어도 2개 이상 도출하는 단계; 및 (bb) 기지국이 상기 군에 포함된 제1 센서노드의 센싱영역 내에 위치하는 제2 센서노드가 도출된 교점과 형성하는 각도의 최소값을 계산하여 커버리지 연산을 실행하는 단계를 포함하고, (bb) 단계는 (a5) 기지국이 슬립노드로 예측되는 제2 센서노드를 추출하며, 기지국이 제1 센서노드를 포함하여 적어도 2개이며 제2 센서노드가 슬립노드인지 여부를 판별하는 배경노드들을 추출하는 단계; (b5) 기지국이 제2 센서노드 및 배경노드들의 위치나 방향에 대한 정보를 취득하는 단계; (c5) 기지국이 배경노드들과 만나는 교점을 바탕으로 하며 배경노드들 중 일(一) 배경노드 방향인 제2 센서노드의 중앙각도를 상기 일 배경노드를 중심으로 좌우측 각도로 분류하는 단계; (d5) 기지국이 좌우측 각도로부터 최소값을 이루는 양측 교점의 좌표값을 취득하는 단계; 및 (e5) 기지국이 양측 교점의 좌표값으로부터 제2 센서노드의 중앙각도를 계산하여 커버리지 연산을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템의 운용방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 무한히 에너지를 공급받는 기지국이 센싱 및 데이터통신을 제외한 모든 업무를 센서노드 대신 수행하여 센서노드의 에너지 효율성을 보다 향상시키는 효과를 거둘 수 있다.

발명효과

본 발명에 의하면, 무한히 에너지를 공급받는 기지국이 센싱 및 데이터통신을 제외한 모든 업무를 센서노드 대신 수행하여 센서노드의 에너지 효율성을 보다 향상시키는 효과를 거둘 수 있다. 또한, 이에 따라 무선센서 네트워크의 존속시간을 더 연장시키는 효과를 거둘 수 있게 된다. 더불어, 기지국이 커버리지 연산을 중앙집중 방식으로 수행하기 때문에 전역클록 동기화가 보장된다. 이는 각각의 노드들이 커버리지 연산을 수행할시 초래되는 인접한 복수의 노드가 동시에 수면상태로 결정되는 현상(즉, 탐지불능의 커버리지-홀 발생)을 방지할 수 있게 되어 전체적인 커버리지의 질을 저하시키는 슬립충돌 문제점을 해결할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 중앙각도 계산방법에 중앙각도 결정방법을 반영한 커버리지 연산방법을 통하여 슬립노드의 센싱과 센싱되지 않는 영역의 출현을 방지할 수 있게 된다. 이는 곧 무선센서 네트워크의 질을 향상시키는 효과를 발생시킨다.

대표청구항

(a) 무선센서 네트워크를 형성하는 센서노드와 통신하는 기지국이 상기 센서노드의 위치 및 식별수단을 인지하는 단계; (b) 상기 기지국이 상기 센서노드의 상기 위치와 상기 식별수단을 이용하여 센싱영역 전체가 다른 센서노드들의 센싱영역을 합산한 범위에 포함되는 슬립노드를 판별하는 커버리지 연산을 실행하는 단계; (c) 상기 기지국이 상기 커버리지 연산결과를 토대로 상기 슬립노드를 수면시키는 단계; (d) 수면되지 않은 상기 센서노드가 주변상황을 센싱하는 단계; 및 (e) 상기 기지국이 상기 센서노드로부터 센싱값을 수신하는 단계 를 포함하며, 상기 (b) 단계는, (ba) 적어도 3개의 센서노드들이 센싱필드에 구비되어 군을 형성하면, 상기 기지국이 상기 위치와 상기 식별수단을 이용하여 상기 군에 포함된 센서노드들 간의 센싱영역 경계라인의 교점을 적어도 2개 이상 도출하는 단계; 및 (bb) 상기 기지국이 상기 군에 포함된 제1 센서노드의 센싱영역 내에 위치하는 제2 센서노드가 상기 도출된 교점과 형성하는 각도의 최소값을 계산하여 상기 커버리지 연산을 실행하는 단계 를 포함하고, 상기 (bb) 단계는, (a5) 상기 기지국이 상기 슬립노드로 예측되는 제2 센서노드를 추출하며, 상기 기지국이 상기 제1 센서노드를 포함하여 적어도 2개이며 상기 제2 센서노드가 상기 슬립노드인지 여부를 판별하는 배경노드들을 추출하는 단계; (b5) 상기 기지국이 상기 제2 센서노드 및 상기 배경노드들의 위치나 방향에 대한 정보를 취득하는 단계; (c5) 상기 기지국이 상기 배경노드들과 만나는 교점을 바탕으로 하며 상기 배경노드들 중 일(一) 배경노드 방향인 상기 제2 센서노드의 중앙각도를 상기 일 배경노드를 중심으로 좌우측 각도로 분류하는 단계; (d5) 상기 기지국이 상기 좌우측 각도로부터 최소값을 이루는 양측 교점의 좌표값을 취득하는 단계; 및 (e5) 상기 기지국이 상기 양측 교점의 좌표값으로부터 상기 제2 센서노드의 상기 중앙각도를 계산하여 상기 커버리지 연산을 실행하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선센서 네트워크 시스템의 운용방법.