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클러스터링에 의한 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 장치및 방법

  • 기술번호 : KST2015182287
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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 클러스터링에 의한 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 장치 및 방법이 개시된다. 클러스터 헤드 설정부는 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서노드가 복수의 그룹으로 분류되어 형성되며 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 주기마다 재구성되는 클러스터를 형성하기 위해 센서노드 중에서 설정된 복수의 임시 클러스터 헤드로부터 브로드캐스팅된 복수의 메시지를 송수신부가 수신하면, 동작 모드를 복수의 임시 클러스터 헤드의 데이터 전송 범위를 모두 포함하는 클러스터 영역에 속하는 센서노드로부터 데이터를 수집하는 클러스터 헤드로 설정한다. 송수신부는 동일한 클러스터 영역에 속하는 센서노드로부터 수집한 데이터를 무선 센서 네트워크의 베이스 스테이션으로 전송한다. 본 발명에 따르면, 임시 클러스터 헤드와의 관계를 고려하여 동작 모드를 클러스터 헤드로 설정함으로써, 클러스터 간의 거리 및 크기의 불균형을 해소할 수 있다. 임시 클러스터 헤드, 전역 클러스터 헤드, 에너지량
Int. CL H04W 84/18 (2009.01) H04L 12/28 (2006.01) H04W 4/06 (2009.01) H04W 4/02 (2009.01)
CPC H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01)
출원번호/일자 1020090025025 (2009.03.24)
출원인 중앙대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1023499-0000 (2011.03.11)
공개번호/일자 10-2010-0054071 (2010.05.24) 문서열기
공고번호/일자 (20110321) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020080112993   |   2008.11.13
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.03.24)
심사청구항수 23

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 중앙대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 동작구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 한상용 미국 경기 성남시 분당구
2 김무철 대한민국 서울특별시 동대문구
3 김선홍 대한민국 인천광역시 부평구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 송경근 대한민국 서울특별시 서초구 서초대로**길 ** (방배동) 기산빌딩 *층(엠앤케이홀딩스주식회사)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 중앙대학교 산학협력단 서울특별시 동작구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.03.24 수리 (Accepted) 1-1-2009-0177507-55
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2010.06.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2010.07.16 수리 (Accepted) 9-1-2010-0045423-89
4 보정요구서
Request for Amendment		 2010.10.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0465288-33
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2010.12.20 수리 (Accepted) 1-1-2010-0838812-61
6 무효처분통지서
Notice for Disposition of Invalidation		 2011.03.08 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0127837-06
7 등록결정서
Decision to grant		 2011.03.08 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0127852-81
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.07.20 수리 (Accepted) 4-1-2011-5148879-89
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.07.20 수리 (Accepted) 4-1-2011-5148883-62
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.03 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000494-54
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.10.20 수리 (Accepted) 4-1-2014-5123944-33
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.07.04 수리 (Accepted) 4-1-2018-5125629-51
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.07.29 수리 (Accepted) 4-1-2019-5151122-15
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.01 수리 (Accepted) 4-1-2019-5153932-16
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
무선 센서 네트워크를 구성하는 센서노드로부터 브로드캐스팅된 메시지를 수신하고, 동작 모드에 따라 설정된 데이터 전송 범위 내에 위치하는 센서노드에 대해 메시지를 브로드캐스팅하는 송수신부; 및 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서노드가 복수의 그룹으로 분류되어 형성되며 상기 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 주기마다 재구성되는 클러스터를 형성하기 위해 상기 센서노드 중에서 설정된 복수의 임시 클러스터 헤드로부터 브로드캐스팅된 복수의 메시지를 상기 송수신부가 수신하면, 동작 모드를 상기 복수의 임시 클러스터 헤드의 데이터 전송 범위를 모두 포함하는 클러스터 영역에 속하는 센서노드로부터 데이터를 수집하는 클러스터 헤드로 설정하는 클러스터 헤드 설정부;를 포함하며, 상기 송수신부는 동일한 클러스터 영역에 속하는 센서노드로부터 수집한 데이터를 상기 무선 센서 네트워크의 베이스 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
2 2
제 1항에 있어서, 상기 무선 센서 네트워크 상에서 설정된 다른 클러스터 헤드와의 거리 및 상기 무선 센서 네트워크의 베이스 스테이션과의 거리를 기초로 산출한 예상 에너지 소비량에 대한 잔여 에너지량의 비가 상기 무선 센서 네트워크 상에서 설정된 복수의 클러스터 헤드 중에서 최대이면, 동작 모드를 상기 다른 클러스터 헤드로부터 데이터를 수집하는 전역 클러스터 헤드로 설정하는 전역 클러스터 헤드 설정부를 더 포함하며, 상기 송수신부는 상기 다른 클러스터 헤드로부터 수집한 데이터를 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
3 3
제 2항에 있어서, 상기 전역 클러스터 헤드 설정부는 하기 수학식 A에 의해 상기 예상 에너지 소비량을 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치: [수학식 A] 여기서, D(i)는 상기 예상 에너지 소비량, εfs는 증폭을 위한 자유 공간(free space) 모델, dj는 상기 다른 클러스터 헤드와의 거리, εmp는 증폭을 위한 다중 경로(multi-path) 모델, 그리고 dBS는 상기 베이스 스테이션과의 거리이다
4 4
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서노드의 개수 및 상기 클러스터를 형성하기 위해 필요한 임시 클러스터 헤드의 개수를 기초로 동작 모드를 상기 임시 클러스터 헤드로 설정하기 위한 제1확률값을 산출하는 임시 클러스터 헤드 설정부를 더 포함하며, 상기 송수신부는 동작 모드가 상기 임시 클러스터 헤드임을 나타내는 메시지를 상기 데이터 전송 범위 내에 포함된 센서노드로 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
5 5
제 4항에 있어서, 상기 임시 클러스터 헤드 설정부는 하기 수학식 B에 의해 상기 제1확률값을 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치: [수학식 B] 여기서, Pi(t)는 시간 t에서의 상기 제1확률값, N은 상기 무선 센서 네트워크를 구성하는 전체 센서노드의 개수, k는 상기 클러스터의 형성에 필요한 임시 클러스터 헤드의 개수, r은 시간 t 이전에 데이터 전송 주기의 반복 횟수, 그리고 Ci(t)는 지표 함수(indicator function)로서 시간 t 이전에 데이터 전송 주기가 r번 반복되는 동안 동작 모드가 임시 클러스터 모드로 설정된 적이 있는 경우에는 0으로, 그렇지 않은 경우에는 1로 설정된다
6 6
제 4항에 있어서, 상기 임시 클러스터 헤드 설정부는 동작 모드를 설정하기 위해 생성된 난수가 상기 제1확률값을 기초로 설정된 범위에 속하면 동작 모드를 상기 임시 클러스터 헤드로 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
7 7
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 클러스터 헤드 설정부는 상기 무선 센서 네트워크에 대해 추정한 보유 에너지량에 대한 잔여 에너지량의 비를 기초로 동작 모드를 상기 클러스터 헤드로 설정하기 위한 제2확률값을 산출하며, 동작 모드를 설정하기 위해 생성된 난수가 상기 제2확률값을 기초로 설정된 범위에 속하면 동작 모드를 상기 클러스터 헤드로 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
8 8
제 7항에 있어서, 상기 클러스터 헤드 결정부는 하기 수학식 C에 의해 상기 제2확률값을 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치: [수학식 C] 여기서, PCH는 상기 제2확률값, ER은 상기 잔여 에너지량, ET는 상기 보유 에너지량, s는 산출된 값에 대한 확대 계수, 그리고 #TCH는 상기 임시 클러스터 헤드로부터 수신한 메시지의 개수이다
9 9
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 송수신부는 동작 모드가 상기 클러스터 헤드임을 나타내는 메시지를 동일한 클러스터 영역에 속하는 센서노드로 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
10 10
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 클러스터 헤드 설정부는 사전에 설정된 기준시간 동안 동일한 클러스터 영역에 속하는 다른 센서노드로부터 동작 모드가 상기 클러스터 헤드임을 나타내는 메시지가 수신되지 않으면 동작 모드를 상기 클러스터 헤드로 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
11 11
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 송수신부는 상기 무선 네트워크 상에서 설정된 다른 클러스터 헤드로부터 각각의 클러스터 헤드에 대하여 산출된 예상 에너지 소비량에 대한 잔여 에너지량의 비 및 각각의 클러스터 헤드의 위치정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치
12 12
무선 센서 네트워크를 구성하는 센서노드가 복수의 그룹으로 분류되어 형성되며 상기 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 주기마다 재구성되는 클러스터를 형성하기 위해 상기 센서노드 중에서 설정된 복수의 임시 클러스터 헤드로부터 브로드캐스팅된 복수의 메시지를 수신하면, 동작 모드를 상기 복수의 임시 클러스터 헤드의 데이터 전송 범위를 모두 포함하는 클러스터 영역에 속하는 센서노드로부터 데이터를 수집하는 클러스터 헤드로 설정하는 클러스터 헤드 설정단계; 및 동일한 클러스터 영역에 속하는 센서노드로부터 수집한 데이터를 상기 무선 센서 네트워크의 베이스 스테이션으로 전송하는 데이터 전송 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
13 13
제 12항에 있어서, 상기 무선 센서 네트워크 상에서 설정된 다른 클러스터 헤드와의 거리 및 상기 무선 센서 네트워크의 베이스 스테이션과의 거리를 기초로 산출한 예상 에너지 소비량에 대한 잔여 에너지량의 비가 상기 무선 센서 네트워크 상에서 설정된 복수의 클러스터 헤드 중에서 최대이면, 동작 모드를 상기 다른 클러스터 헤드로부터 데이터를 수집하는 전역 클러스터 헤드로 설정하는 전역 클러스터 헤드 설정단계를 더 포함하며, 상기 데이터 전송 단계에서, 상기 다른 클러스터 헤드로부터 수집한 데이터를 추가적으로 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
14 14
제 13항에 있어서, 상기 전역 클러스터 헤드 설정단계에서, 하기 수학식 A에 의해 상기 예상 에너지 소비량을 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법: [수학식 A] 여기서, D(i)는 상기 예상 에너지 소비량, εfs는 증폭을 위한 자유 공간(free space) 모델, dj는 상기 다른 클러스터 헤드와의 거리, εmp는 증폭을 위한 다중 경로(multi-path) 모델, 그리고 dBS는 상기 베이스 스테이션과의 거리이다
15 15
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서노드의 개수 및 상기 클러스터를 형성하기 위해 필요한 임시 클러스터 헤드의 개수를 기초로 동작 모드를 상기 임시 클러스터 헤드로 설정하기 위한 제1확률값을 산출하는 임시 클러스터 헤드 설정단계; 및 동작 모드가 상기 임시 클러스터 헤드임을 나타내는 메시지를 상기 데이터 전송 범위 내에 포함된 센서노드로 브로드캐스팅하는 메시지 전송 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
16 16
제 15항에 있어서, 상기 임시 클러스터 헤드 설정단계에서, 하기 수학식 B에 의해 상기 제1확률값을 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법: [수학식 B] 여기서, Pi(t)는 시간 t에서의 상기 제1확률값, N은 상기 무선 센서 네트워크를 구성하는 전체 센서노드의 개수, k는 상기 클러스터의 형성에 필요한 임시 클러스터 헤드의 개수, r은 시간 t 이전에 데이터 전송 주기의 반복 횟수, 그리고 Ci(t)는 지표 함수(indicator function)로서 시간 t 이전에 데이터 전송 주기가 r번 반복되는 동안 동작 모드가 임시 클러스터 모드로 설정된 적이 있는 경우에는 0으로, 그렇지 않은 경우에는 1로 설정된다
17 17
제 16항에 있어서, 상기 임시 클러스터 헤드 설정단계에서, 동작 모드를 설정하기 위해 생성된 난수가 상기 제1확률값을 기초로 설정된 범위에 속하면 동작 모드를 상기 임시 클러스터 헤드로 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
18 18
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 클러스터 헤드 설정단계에서, 상기 무선 센서 네트워크에 대해 추정한 보유 에너지량에 대한 잔여 에너지량의 비를 기초로 동작 모드를 상기 클러스터 헤드로 설정하기 위한 제2확률값을 산출하며, 동작 모드를 설정하기 위해 생성된 난수가 상기 제2확률값을 기초로 설정된 범위에 속하면 동작 모드를 상기 클러스터 헤드로 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
19 19
제 18항에 있어서, 상기 클러스터 헤드 결정단계에서, 하기 수학식 C에 의해 상기 제2확률값을 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법: [수학식 C] 여기서, PCH는 상기 제2확률값, ER은 상기 잔여 에너지량, ET는 상기 보유 에너지량, s는 산출된 값에 대한 확대 계수, 그리고 #TCH는 상기 임시 클러스터 헤드로부터 수신한 메시지의 개수이다
20 20
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 동작 모드가 상기 클러스터 헤드임을 나타내는 메시지를 동일한 클러스터 영역에 속하는 센서노드로 브로드캐스팅하는 메시지 전송 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
21 21
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 클러스터 헤드 설정단계에서, 사전에 설정된 기준시간 동안 동일한 클러스터 영역에 속하는 다른 센서노드로부터 동작 모드가 상기 클러스터 헤드임을 나타내는 메시지가 수신되지 않으면 동작 모드를 상기 클러스터 헤드로 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
22 22
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 무선 네트워크 상에서 설정된 다른 클러스터 헤드로부터 각각의 클러스터 헤드에 대하여 산출된 예상 에너지 소비량에 대한 잔여 에너지량의 비 및 각각의 클러스터 헤드의 위치정보를 수신하는 데이터 수신 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
23 23
제 12항 또는 제 13항에 기재된 데이터 전송 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체
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