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무선 센서 네트워크의 자가구성 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워크의 자가구성 방법

  • 기술번호 : KST2014058541
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은, 무선 센서 네트워크의 자가구성 시스템 및 이를 이용한 무선 센서 네트워크의 자가구성 방법으로서, 클러스터 트리 구조 기반의 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법에 있어서, (A) 부모 기기 중 하나인 코디네이터가 WSN의 전체 지역을 연결시키기 위한 최소 네트워크 깊이 및 통신 가능 반경 내에 위치한 기기들의 수를 산출하고, 각각의 트리 단계에서의 네트워크 깊이에 따른 최대 자녀 라우터 기기 수 및 최대 자녀 종단 기기 수를 산출하여 네트워크 구조를 결정하는 네트워크 구조 결정 단계; (B) 각각의 트리 단계에서의 부모 기기가, 자녀 기기의 가입 요청에 따라 자녀 기기를 선택하여 주소를 할당하고 상기 자녀 기기 중 자녀 라우터 기기에 대한 슈퍼프레임 구간을 할당하는 네트워크 연결 단계; 및 (C) 패킷을 보유한 라우터 기기가 자신의 주소와 패킷의 최종 목적지 주소의 대비를 통해 라우팅 경로를 탐색하여 패킷을 전송하는 데이터 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법과 이를 이용하기 위한 무선 센서 네트워크의 자가구성 시스템이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 기존 트리 구조 네트워크의 장점인 네트워크 형성에 소요되는 시간, 제어 명령 메시지 교환에 의한 트래픽 및 라우팅 경로 탐색 부담 감소 등을 유지하면서도 넓은 지역에 높은 밀도로 분포하는 기기들을 네트워크에 연결할 수 있어 기존 기법에 비해 WSN의 자가구성 성능을 향상시킬 수 있다.
Int. CL H04W 40/32 (2009.01.01) H04W 84/20 (2009.01.01)
CPC H04W 40/32(2013.01) H04W 40/32(2013.01)
출원번호/일자 1020120133266 (2012.11.22)
출원인 서울대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1326549-0000 (2013.11.01)
공개번호/일자 10-2013-0023186 (2013.03.07) 문서열기
공고번호/일자 (20131108) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자 10-2011-0015589 (2011.02.22)
관련 출원번호 1020110015589
심사청구여부/일자 Y (2012.11.22)
심사청구항수 17

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 서울대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 관악구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이용환 대한민국 서울 관악구
2 김형신 대한민국 서울 양천구
3 이승환 대한민국 경기 안양시 동안구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충정 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로***,*층(역삼동,성보역삼빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 하이비 경기도 성남시 분당구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [분할출원]특허출원서
[Divisional Application] Patent Application		 2012.11.22 수리 (Accepted) 1-1-2012-0965750-43
2 보정요구서
Request for Amendment		 2012.11.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2012-0142948-43
3 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2012.12.31 수리 (Accepted) 1-1-2012-1098213-78
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.01.14 수리 (Accepted) 4-1-2013-5007213-54
5 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2013.01.23 수리 (Accepted) 1-1-2013-0064353-21
6 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2013.03.08 수리 (Accepted) 1-1-2013-0203585-89
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2013.04.09 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0241004-12
8 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2013.06.10 수리 (Accepted) 1-1-2013-0509897-17
9 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.07.09 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0616798-72
10 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.07.09 수리 (Accepted) 1-1-2013-0616797-26
11 등록결정서
Decision to grant		 2013.10.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0714302-74
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.17 수리 (Accepted) 4-1-2015-5033829-92
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2015-5062924-01
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2019-5093546-10
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.23 수리 (Accepted) 4-1-2019-5101798-31
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.02 수리 (Accepted) 4-1-2019-5154561-59
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
클러스터 트리 구조 기반의 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법에 있어서,(A) 부모 기기 중 하나인 코디네이터가 WSN의 전체 지역을 연결시키기 위한 최소 네트워크 깊이 및 통신 가능 반경 내에 위치한 기기들의 수를 산출하고, 각각의 트리 단계에서의 네트워크 깊이에 따른 최대 자녀 라우터 기기 수 및 최대 자녀 종단 기기 수를 산출하여 네트워크 구조를 결정하는 네트워크 구조 결정 단계;(B) 각각의 트리 단계에서의 부모 기기가, 자녀 기기의 가입 요청에 따라 자녀 기기를 선택하여 주소를 할당하고 상기 자녀 기기 중 자녀 라우터 기기에 대한 슈퍼프레임 구간을 할당하는 네트워크 연결 단계; 및(C) 패킷을 보유한 라우터 기기가 자신의 주소와 패킷의 최종 목적지 주소의 대비를 통해 라우팅 경로를 탐색하여 패킷을 전송하는 데이터 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
2 2
제 1 항에 있어서,상기 (B) 단계는,(B-1) 자녀 기기가 부모 후보군을 선택하고, 상기 자녀 기기가 상기 부모 후보군에 포함된 각각의 부모 기기의 네트워크 깊이와 전송링크 상태(LQ)에 근거하여 부모 기기를 선택하고 상기 선택된 부모 기기에 가입을 요청하는 단계;(B-2) 상기 선택된 부모 기기가 가입된 자녀 기기 수에 근거하여 가입을 요청한 자녀 기기를 선택하여 자녀 기기로 가입시키는 단계;(B-3) 상기 선택된 부모 기기가 가입된 자녀 기기에게 주소를 할당하는 단계; 및(B-4) 상기 선택된 부모 기기가 주소가 할당된 자녀 기기 중 자녀 라우터 기기에 슈퍼프레임 구간을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
3 3
제 2 항에 있어서,상기 자녀 기기가 자녀 라우터 기기인 경우에,상기 (B-1) 단계는, 자녀 기기가 수신된 비컨 신호의 수신 특성을 기반으로 전송링크 상태(LQ)를 추정하고 상기 추정된 전송링크 상태(LQ)가 임계값보다 큰 라우터들로 부모 후보군을 초기화하는 단계;상기 부모 후보군에 포함된 부모 기기들의 네트워크 깊이에 기초하여 부모 후보 집합에 포함될 부모 기기를 결정하는 단계;상기 부모 후보 집합에서 전송링크 상태(LQ)가 가장 작은 부모 기기를 선택하는 단계; 및상기 부모 후보군에 포함된 부모 기기의 수를 포함하는 가입 요청 메시지를 생성하여 상기 선택된 부모 기기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
4 4
제 3 항에 있어서,상기 (B-2) 단계는,상기 선택된 부모 기기는, 가입을 요청하는 자녀 라우터 기기들로 자녀 라우터 후보군을 초기화하는 단계;상기 선택된 부모 기기가 코디네이터인 경우 상기 자녀 라우터 후보군에서 전송링크 상태(LQ)가 가장 높은 자녀 라우터 기기를 선택하고, 상기 선택된 부모 기기가 라우터인 경우 상기 자녀 라우터 후보군에서 상기 부모 후보군에 포함된 부모 기기의 수가 가장 작은 자녀 라우터 기기를 선택하는 단계;상기 선택된 자녀 라우터 기기를 기가입된 자녀 라우터군에 추가하는 단계; 및상기 기가입된 자녀 라우터군에 포함된 자녀 라우터의 수와 최대 자녀 라우터 수를 대비하여 상기 선택된 자녀 라우터 기기의 가입을 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
5 5
제 2 항에 있어서,상기 자녀 기기가 자녀 종단 기기인 경우에,상기 (B-1) 단계는, 자녀 기기가 수신된 비컨 신호의 수신 특성을 기반으로 전송링크 상태(LQ)를 추정하고 상기 추정된 전송링크 상태(LQ)가 임계값보다 큰 라우터들로 부모 후보군을 초기화하는 단계;상기 부모 후보군에 포함된 부모 기기들의 네트워크 깊이에 기초하여 부모 후보 집합에 포함될 부모 기기를 결정하는 단계;상기 부모 후보 집합에서 전송링크 상태(LQ)가 가장 큰 부모 기기를 선택하는 단계; 및상기 선택된 부모 기기에 가입 요청 메시지를 생성하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
6 6
제 5 항에 있어서,상기 (B-2) 단계는,상기 선택된 부모 기기는 최대 자녀 기기 수에서 최대 자녀 라우터 수를 뺀 값인 최대 종단 기기 수에 기초하여 가입을 요청하는 자녀 종단 기기들에 대하여 선착순으로 자녀 종단 기기의 가입을 확정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
7 7
제 4 항에 있어서,상기 자녀 라우터 기기는, 상기 부모 후보군에 포함된 모든 부모 기기에 대한 가입 요청을 하여 상기 (B-2) 단계의 수행 결과 상기 부모 후보군에 포함된 모든 부모 기기로부터 가입이 거절된 경우, 자녀 종단 기기로서 상기 (B-1) 단계를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
8 8
제 2 항에 있어서,상기 (B-3) 단계는상기 선택된 부모 기기의 하위 계층 트리 단계에 가입된 최대 기기 수를 산출하는 단계; 및상기 선택된 부모 기기에 가입된 자녀 기기 중 자녀 라우터 기기들에게는 상기 최대 기기 수 간격으로 라우터 주소를 할당하고,상기 선택된 부모 기기에 가입된 자녀 기기 중 자녀 종단 기기들에게 상기 최대 기기 수 이후부터 순차적으로 라우터 주소를 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
9 9
제 2 항에 있어서,상기 (B-4) 단계는,(B-4-a1) 상기 선택된 부모 기기와 상기 자녀 라우터 기기가 상기 선택된 부모 기기의 채널을 검색하여 검색된 채널의 사용 가능 상태를 추정하는 단계;(B-4-a2) 상기 선택된 부모 기기가 추정한 사용 가능 상태의 채널에서 슈퍼프레임 구간으로 사용 가능한 후보 정보를 생성하는 단계;(B-4-a3) 상기 선택된 부모 기기가 상기 후보 정보를 상기 자녀 라우터 기기에 전송하는 단계;(B-4-a4) 상기 자녀 라우터 기기가 수신된 상기 후보 정보와 자신이 추정한 사용 가능 상태의 채널을 비교하여 상기 채널에서 사용 가능한 구간 중 하나를 슈퍼프레임 구간으로 결정하는 단계;(B-4-a5) 상기 자녀 라우터 기기가 결정된 슈퍼프레임 구간 정보를 상기 선택된 부모 기기에게 전송하는 단계; 및(B-4-a6) 상기 선택된 부모 기기와 상기 자녀 라우터 기기 간의 슈퍼프레임 구간이 할당되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
10 10
제 9 항에 있어서,상기 (B-4-a4) 단계는,상기 자녀 라우터 기기가 수신된 상기 후보 정보와 자신이 추정한 사용 가능 상태의 채널을 비교하여 상기 후보 정보가 포화된 채널에 해당하는 경우에 슈퍼프레임 구간 결정에 대한 실패 메시지를 상기 선택된 부모 기기에게 전송하는 단계; 및상기 선택된 부모 기기가 다른 채널을 검색하여 상기 (B-4-a1) 단계부터 다시 수행하는 것을 특징을 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
11 11
제 2 항에 있어서,상기 (B-4) 단계는,(B-4-b1) 상기 선택된 부모 기기와 상기 자녀 라우터 기기가 상기 선택된 부모 기기의 채널을 검색하여 검색된 채널의 사용 가능 상태를 추정하는 단계;(B-4-b2) 상기 자녀 라우터 기기가 추정한 사용 가능 상태의 채널에서 슈퍼프레임 구간으로 사용 가능한 후보 정보를 생성하는 단계;(B-4-b3) 상기 자녀 라우터 기기가 상기 후보 정보를 상기 선택된 부모 기기에 전송하는 단계;(B-4-b4) 상기 선택된 부모 기기가 수신된 상기 후보 정보와 자신이 추정한 사용 가능 상태의 채널을 비교하여 상기 채널에서 사용 가능한 구간 중 하나를 슈퍼프레임 구간으로 결정하는 단계;(B-4-b5) 상기 선택된 부모 기기가 결정된 슈퍼프레임 구간 정보를 상기 자녀 라우터 기기에게 전송하는 단계; 및(B-4-b6) 상기 선택된 부모 기기와 상기 자녀 라우터 기기 간의 슈퍼프레임 구간이 할당되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
12 12
제 11 항에 있어서,상기 (B-4-b4) 단계는,상기 선택된 부모 기기가 수신된 상기 후보 정보와 자신이 추정한 사용 가능 상태의 채널을 비교하여 상기 후보 정보가 포화된 채널에 해당하는 경우에 슈퍼프레임 구간 결정에 대한 실패 메시지를 상기 자녀 라우터 기기에게 전송하는 단계; 및상기 선택된 부모 기기가 다른 채널을 검색하여 상기 (B-4-b1) 단계부터 다시 수행하는 것을 특징을 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
13 13
제 1 항에 있어서,상기 (C) 단계는상기 패킷을 보유한 라우터 기기의 주소와 패킷의 최종 목적지 주소가 동일한 경우 상기 패킷을 보유한 라우터 기기가 상기 패킷을 수용하는 단계;상기 패킷의 최종 목적지 주소가 상기 패킷을 보유한 라우터 기기의 주소보다 크고 상기 패킷을 보유한 라우터 기기의 주소에 자신의 하위 계층 트리 단계에 가입된 최대 기기 수를 더한 값보다 작으면 상기 패킷을 보유한 라우터 기기의 하위 계층 트리 단계에 가입된 자녀 기기로 상기 패킷을 전송하는 단계; 및상기 패킷의 최종 목적지 주소가 상기 패킷을 보유한 라우터 기기의 주소보다 작거나 상기 패킷을 보유한 라우터 기기의 주소에 자신의 하위 계층 트리 단계에 가입된 최대 기기 수를 더한 값보다 크면 상기 패킷을 보유한 라우터 기기의 상위 계층 트리 단계의 자신이 가입된 부모 기기로 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 방법
14 14
클러스터 트리 구조 기반의 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 시스템에 있어서, WSN의 평균 통신 반경 및 상기 평균 통신 반경내에 위치하는 기기들의 수를 산출하고, 이에 기초하여 각각의 트리 단계에서의 최대 자녀 라우터수 및 최대 자녀 기기수를 산출하여 다단계 트리 네트워크 구조를 결정하는 코디네이터;하위 계층 트리 단계의 자녀 기기로부터 가입 요청을 받고, 가입을 요청한 자녀 기기가, 라우터로 가입을 원하는 기기인 경우 부모 후보 수를 고려하여 자신에게 가입될 자녀 기기를 선택하고 종단 기기로 가입을 원하는 기기인 경우 선착순으로 자녀 기기를 선택하며, 자신에게 가입된 자녀 기기들에게 주소를 할당하는 부모기기; 및 네트워크 깊이를 고려하여 상위 계층 트리 단계의 부모 기기 후보군을 선택하고 상기 부모 후보군 중에서 채널 상황 정보를 이용하여 부모 기기를 선택하여 가입 요청을 하고 부모 기기의 선택에 따라 가입되어 주소를 할당 받는 자녀기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 시스템
15 15
제 14 항에 있어서, 상기 부모 기기는, 상기 자녀 기기 중 라우터로 가입을 요청하는 자녀 라우터 기기로부터 가입 요청을 받고 가입을 요청한 자녀 기기들의 부모 후보 수를 고려하여 자신에게 가입될 자녀 기기에 대한 가입 여부를 결정하며, 가입된 자녀 라우터 기기를 관리하는 자녀 라우터 선택부; 상기 자녀 기기 중 종단 기기로 가입을 요청하는 자녀 종단 기기로부터 가입 요청을 받고 가입을 요청한 자녀 기기들 중 선착순에 따라 자신에게 가입될 자녀 기기를 선택하며, 가입된 자녀 종단 기기를 관리하는 자녀 종단 기기 선택부; 및 가입된 자녀 기기에게 주소를 할당하고 상기 할당된 주소를 상기 자녀 기기에게 전송하며, 자녀 기기 중 자녀 라우터 기기에게는 슈퍼프레임 구간을 할당하는 다단계 트리 기반 주소 할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 시스템
16 16
제 14 항에 있어서, 상기 자녀 기기는, 자녀 라우터 기기와 자녀 종단 기기를 포함하며, 상기 자녀 라우터 기기는, 네트워크 깊이를 고려하여 상위 계층 트리 단계의 부모 기기 후보군을 선택하고 상기 부모 후보군 중에서 채널 상황 정보를 이용하여 부모 기기를 선택하고 상기 부모 후보군에서 부모 기기를 선택한 후 상기 선택된 부모 기기에게 가입을 요청하는 라우터용 부모 선택부를 포함하며, 상기 자녀 종단 기기는, 네트워크 깊이를 고려하여 상위 계층 트리 단계의 부모 기기 후보군을 선택하고 상기 부모 후보군 중에서 채널 상황 정보를 이용하여 부모 기기를 선택하고 상기 부모 후보군에서 부모 기기를 선택한 후 상기 선택된 부모 기기에게 가입을 요청하는 종단 기기용 부모 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 시스템
17 17
제 16 항에 있어서,상기 코디네이터, 부모 기기 및 자녀 라우터 기기는, 라우터 기기로서 패킷 전송을 위한 라우팅 경로를 탐색하는 다단계 트리 기반 계층적 라우팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크(WSN)의 자가구성 시스템
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1 KR101268009 KR 대한민국 FAMILY
2 US09240973 US 미국 FAMILY
3 US20150036545 US 미국 FAMILY
4 WO2012115353 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY
5 WO2012115353 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY

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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 서울대학교 산학협력단 기초연구산업-중견연구자지원사업(핵심) 스마트 센서 네트워크 환경에 최적인 지능형 송수신기