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선형 연결된 다수 개의 노드들로 구성되고, 싱크 노드는 상기 노드들 중 최상위 노드이며, 단말 노드는 상기 노드들 중 최하위 노드이며, 부모 노드 및 조부모 노드는 각 노드에 순차적으로 연결되는 상위 노드 및 차상위 노드이며, 자식 노드 및 손자 노드는 각 노드에 순차적으로 연결되는 하위 노드 및 차하위 노드인 무선 센서 네트워크 시스템에 있어서,
각 노드는 상위 노드 및 하위 노드와 데이터를 송수신하는 활성 구간(Active Duration)을 구비하며, 상기 활성 구간은 단말 노드로부터 싱크 노드로의 데이터 및 명령어를 전송하는 업링크 구간, 및 싱크 노드로부터 단말 노드로의 데이터 및 명령어를 전송하는 다운링크 구간을 구비하며,
상기 다운링크 구간 및 업링크 구간은 각각 제2 수신 구간(Second Receive Slot; 'RX2'), 제2 수신 처리 구간(Second Receive Processing Slot;'RXP2'), 제1 수신 구간(First Receive Slot; 'RX1'), 제1 수신 처리 구간(First Receive Processing Slot;'RXP1'), 송신 구간(Transmit Slot;'TX'), 송신 처리 구간(Transmit Processing Slot;'TXP'), 제1 확인 구간(First Acknowledge Slot;'ACK1'), 제1 확인 처리 구간(First Acknowledge Processing Slot;'ACKP1'), 제2 확인 구간(Second Acknowledge Slot;'ACK2'), 제2 확인 처리 구간(Second Acknowledge Processing Slot;'ACKP2')이 순차적으로 구성되어,
활성 구간의 단일 주기내에서 싱크 노드와 단말 노드간의 양방향 통신을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템
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제1항에 있어서, 상기 활성 구간은 상기 다운링크 구간 및 상기 업링크 구간의 사이에 상하위 노드와 데이터를 송수신하지 않는 휴지 구간을 더 구비하며, 각 노드가 갖는 휴지 구간은 해당 노드의 깊이(depth) 및 전체 무선 센서 네트워크를 구성하는 홉(Hop) 수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템
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제1항에 있어서, 상기 무선 센서 네트워크 시스템의 각 노드의 RX1, RX2, ACK1, ACK2 및 TXP를 다른 노드로부터 데이터를 수신할 수 있는 수신 모드로 유지하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 센서 네트워크 시스템 은 다운링크 구간 및 업링크 구간의 동기 상태(Sychronized State)에서 데이터 및 명령어 전송이 이루어지며,
각 노드에 대한 업링크 구간의 RX1 및 ACK1은 자식 노드의 TX 및 부모 노드의 TX와 각각 동기화되며, 각 노드에 대한 업링크 구간의 RX2 및 ACK2는 손자 노드의 TX 및 조부모 노드의 TX와 각각 동기화되며,
각 노드에 대한 다운링크 구간의 RX1 및 ACK1은 부모 노드의 TX 및 자식 노드의 TX와 각각 동기화되며, 각 노드에 대한 다운링크 구간의 RX2 및 ACK2는 조부모 노드의 TX 및 손자 노드의 TX와 각각 동기화되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 시스템
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선형 연결된 다수 개의 노드들로 구성되며, 싱크 노드는 상기 노드들 중 최상위 노드이며, 단말 노드는 상기 노드들 중 최하위 노드이며, 부모 노드 및 조부모 노드는 각 노드에 순차적으로 연결되는 상위 노드 및 차상위 노드이며, 자식 노드 및 손자 노드는 각 노드에 순차적으로 연결되는 하위 노드 및 차하위 노드이며, 각 노드의 활성 구간은 단말 노드로부터 싱크 노드로 신호를 전송하는 업링크 구간 및 싱크 노드로부터 단말 노드로 신호를 전송하는 다운링크 구간을 구비하고, 상기 업링크 구간 및 다운링크 구간은 RX2, RXP2, RX1, RXP1, TX, TXP, ACK1, ACKP1, ACK2, ACKP2를 구비하는 무선 센서 네트워크에서의 양방향 데이터 송수신 방법에 있어서,
(a1) 각 노드의 업링크 구간의 RX1 및 ACK1은 자식 노드의 TX 및 부모 노드의 TX와 각각 동기화되며, RX2 및 ACK2는 손자 노드의 TX 및 조부모 노드의 TX와 각각 동기화시키는 단계; 및
(a2) 각 노드의 다운링크 구간의 RX1 및 ACK1은 부모 노드의 TX 및 자식 노드의 TX와 각각 동기화되며, RX2 및 ACK2는 조부모 노드의 TX 및 손자 노드의 TX와 각각 동기화시키는 단계:
를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 양방향 데이터 송수신 방법
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제5항에 있어서, 만약 외부의 신규 노드가 상기 무선 센서 네트워크의 단말 노드에 합류(Join)하고자 하는 경우,
(b1) 상기 신규 노드는 상기 무선 센서 네트워크의 노드들을 스캔하여 단말 노드를 검색하는 단계;
(b2) 상기 신규 노드는 상기 검색된 단말 노드로 합류 요청 메시지를 전송하는 단계,
(b3) 상기 단말 노드는 합류 응답 명령어를 상기 신규 노드로 전송하는 단계;
(b4) 상기 신규 노드는 상기 단말 노드로부터의 합류 응답 명령어에 따라, 동기 상태로 변경시키며 다음 주기에서 상기 신규 노드는 단말 노드가 되는 단계;
를 구비하여 신규 노드가 상기 무선 센서 네트워크에 단말 노드로서 합류되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 양방향 데이터 송수신 방법
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제5항에 있어서, 만약 외부의 신규 노드가 상기 무선 센서 네트워크의 중간노드로서 합류(Join)하고자 하는 경우,
(b1) 상기 신규 노드는 상기 무선 센서 네트워크의 노드들을 스캔하여 다수 개의 노드들 중 하나를 부모 노드로 선택하는 단계;
(b2) 상기 신규 노드는 업링크 구간의 ACKP1 동안 합류 요청 메시지를 상기 선택된 부모 노드로 전송하는 단계;
(b3) 상기 선택된 부모 노드가 업링크 구간의 TXP 동안 신규 노드로부터 합류 요청 메시지를 수신하는 경우, 다운링크 구간의 TX 동안 상기 선택된 부모 노드에 선형 연결된 하위 노드에게 후진 이동 명령어(Backward Shift Command)를 전송하는 단계;
(b4) 상기 선택된 부모 노드로부터 수신된 후진 이동 명령어를 수신한 하위 노드는 1타임 슬롯 구간을 후진 이동하는 단계;
(b5) 다음 주기에서 상기 선택된 부모 노드는 업링크 구간의 TX동안 합류 응답 명령어를 상기 신규 노드로 전송하는 단계;
(b6) 상기 신규 노드는 상기 선택된 부모 노드로부터의 합류 응답 명령어에 따라, 동기 상태로 변경시켜 상기 신규 노드가 상기 선택된 부모 노드의 하위 노드가 되는 단계;
를 구비하여 신규 노드가 상기 무선 센서 네트워크에 중간 노드로서 합류되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 양방향 데이터 송수신 방법
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제5항에 있어서, 상위 노드인 제1 노드로부터 제2 노드, 제3 노드가 순차적으로 연결되어 있는 무선 센서 네트워크에서 상기 제2 노드에 대한 링크가 끊어진 경우,
(c1) 상기 제3 노드는 업링크 구간의 TX 동안 제1 노드 및 제2 노드로 메시지를 송신하는 단계;
(c2) 상기 제1 노드는 상기 제2 노드의 링크 상태가 끊어진 것을 확인하면, 상기 제3 노드를 상기 제1 노드의 자식 노드로 변경시키는 단계;
를 구비하여 다른 노드들의 구간 변경과정없이 무선 센서 네트워크가 복구되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 양방향 데이터 송수신 방법
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제5항에 있어서, 상위노드인 제1 노드로부터 제2 노드, 제3 노드, 제4 노드, 제5 노드가 순차적으로 연결되어 있는 무선 센서 네트워크에서 연속되는 상기 제2 노드 및 제3 노드에 대한 링크가 끊어진 경우,
(d1) 상기 제4 노드는 제2 노드 및 제3 노드와 데이터 송수신이 안되는 것을 확인하면, 링크 복구 요청 메시지를 상기 제1 노드로 전송한 후, 상기 제1 노드로부터 데이터를 수신할 수 있도록 동기화된 제3 수신 구간을 생성하는 단계;
(d2) 상기 제1 노드는 제4 노드로부터 링크 복구 요청 메시지를 수신하면, 제2 노드와 제3 노드와의 링크 상태를 확인한 후, 제4 노드로 링크 복구 응답 명령어를 송신하는 단계;
(d3) 상기 제4 노드는 상기 제3 수신 구간동안 상기 제1 노드로부터 링크 복구 응답 명령어를 수신하면, 제5 노드로 전진 이동 요청 명령어를 전송하는 단계;
(d4) 상기 제5 노드는 상기 제4 노드로부터의 전진 이동 요청 명령어에 따라 1개의 타임 슬롯 구간만큼 전진 이동하는 단계;
를 구비하여, 무선 센서 네트워크가 복구되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 양방향 데이터 송수신 방법
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제9항에 있어서, 상기 제4 노드의 제3 수신 구간은 제2 확인 처리 구간(ACKP2)의 뒤에 연속하여 생성되며, 상기 제1 노드의 송신 구간(TX)과 동기되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 양방향 데이터 송수신 방법
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