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KR101728557B1 - 센서 네트워크 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

센서 네트워크 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101728557B1
KR101728557B1 KR1020110030897A KR20110030897A KR101728557B1 KR 101728557 B1 KR101728557 B1 KR 101728557B1 KR 1020110030897 A KR1020110030897 A KR 1020110030897A KR 20110030897 A KR20110030897 A KR 20110030897A KR 101728557 B1 KR101728557 B1 KR 101728557B1
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수의 센서 노드로부터 수신되는 데이터를 이용하여 센서 네트워크를 감시 및 제어하는 센서 네트워크 관리 시스템에 있어서, 소정의 위치정보에 대응되는 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 통신망을 통해 제공하는 미들웨어 장치 및 위치정보를 통신망을 통해 상기 미들웨어 장치로 제공하고, 증강현실 기술을 이용하여 상기 미들웨어 장치로부터 제공되는 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 이미지 센서를 통해 촬상한 현장영상과 정합하여 AR(augmented reality)영상을 표시하는 이동 단말을 포함하는 센서 네트워크 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

센서 네트워크 관리 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING SENSOR NETWORK}
본 발명은 센서 네트워크 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증강현실 기술을 이용한 센서 네트워크 관리 시스템 및 방법에 에 관한 것이다.
센서 네트워크는 센서 네트워크를 구성하는 다양한 센서 노드들로부터 온도, 습도, 압력, 진동 여부, 움직임 등의 센싱 데이터를 수집하여, 수집된 센싱 데이터를 분석 및 가공하여 응용 프로그램을 통해 사용자에게 정보 서비스를 제공하는 네트워크를 의미한다. 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅(ubiquitous computing)의 핵심 기술로서, 사용자를 둘러싸고 있는 환경의 변화를 인지하여 가변적인 서비스를 제공하는 것 등을 목적으로 하는 상황인지 컴퓨팅 기술에 필수적으로 요구되는 기반기술에 해당된다.
서로 다른 목적과 기능을 가진 다수의 센서 네트워크가 광역으로 설치되고, 각 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드들은 사물에 부착되거나 장소에 배치 또는 이동하면서 주변 환경의 정보를 실시간으로 수집하게 된다.
상기 센서 노드들은 대부분 소형이며 배터리로 구동되므로 전력을 많이 소모하는 상태 표시창을 구비하지 않는 것이 보통이며, 사물에 부착되는 등의 설치 이후에는 무선으로 통신하기 때문에 센서 노드의 위치 파악이 용이하지 않다. 따라서, 다수의 센서가 설치된 현장에서 관리자는 오류가 발생한 센서 노드에 대한 제어 등이 불가능하므로 센서 네트워크의 상태(즉, 각 센서 노드의 상태)를 효율적으로 관리할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 센서 네트워크의 미들웨어 장치가 데이터베이스에 저장된 각 센서 노드의 위치 데이터를 이용하여 소정의 위치정보에 속하는 센서 노드를 검색하고, 검색된 센서 노드에 대한 위치 데이터를 노드 데이터와 함께 이동 단말에 제공하면, 상기 이동 단말은 증강현실 기술을 이용하여 센서 노드 설치 현장의 영상에 상기 센서 노드의 노드 데이터를 정합하여 표시함으로써 현장에 있는 관리자가 센서 노드의 위치 및 상태를 쉽게 인지할 수 있게 되어 센서 네트워크를 효율적으로 관리할 수 있는 센서 네트워크 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 일실시예인 센서 네트워크 관리 시스템은 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 저장하는 데이터베이스, 상기 위치 데이터를 이용하여 소정의 위치정보에 대응하는 센서 노드를 검색하는 위치 데이터 검색 모듈 및 상기 위치 데이터 검색 모듈에서 검색된 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 상기 데이터베이스로부터 추출하는 데이터 처리 모듈을 포함하는 미들웨어 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 노드 데이터는, 상기 센서 노드의 식별정보, 상기 센서 노드에서 감지한 센싱 데이터 및 상기 센서 노드의 동작 상태를 나타내는 상태 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 실시예인 센서 네트워크 관리 시스템은 소정의 위치정보에 대응되는 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 통신망을 통해 제공하는 미들웨어 장치 및 위치정보를 통신망을 통해 상기 미들웨어 장치로 제공하고, 증강현실 기술을 이용하여 상기 미들웨어 장치로부터 제공되는 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 이미지 센서를 통해 촬상한 현장영상과 정합하여 AR(augmented reality)영상을 표시하는 이동 단말을 포함한다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 일태양에 의하면 상기 미들웨어 장치는, 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 저장하는 데이터베이스, 상기 위치 데이터를 이용하여 상기 이동 단말로부터 제공되는 현장영상과 위치정보에 대응하는 센서 노드를 검색하는 위치 데이터 검색 모듈 및 상기 위치 데이터 검색 모듈에서 검색된 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 상기 데이터베이스로부터 추출하여 상기 인터페이스 모듈로 제공하는 데이터 처리 모듈를 포함한다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 일태양에 의하면 상기 노드 데이터는, 상기 센서 노드의 식별 정보, 상기 센서 노드에서 감지한 센싱 데이터 및 상기 센서 노드의 동작 상태를 나타내는 상태 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 실시예인 센서 네트워크 관리 방법은 (a) 이동 단말이 위치정보를 통신망을 통해 상기 미들웨어 장치로 제공하는 단계, (b) 상기 미들웨어 장치가 상기 위치정보에 대응되는 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 통신망을 통해 상기 이동 단말로 제공하는 단계 및 (c) 상기 이동 단말이 증강현실 기술을 이용하여 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 이미지 센서를 통해 촬상한 현장영상과 정합하여 AR영상을 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 일태양에 의하면 상기 (b)단계는, 상기 미들웨어 장치가 상기 위치정보에 대응되는 센서 노드를 검색하는 단계 및 검색된 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 통신망으로 통해 상기 이동 단말로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 일태양에 의하면 상기 노드 데이터는, 상기 센서 노드의 식별 정보, 상기 센서 노드에서 감지한 센싱 데이터 및 상기 센서 노드의 동작 상태를 나타내는 상태 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 일태양에 의하면 (d) 상기 이동 단말이 소정의 센서 노드에 대한 제어 명령을 통신망을 통해 상기 미들웨어 장치로 제공하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 센서 노드는, 상기 상태 데이터로부터 이상 상태라고 판단되는 센서 노드인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, 센서 네트워크의 미들웨어 장치가 각 센서 노드의 노드 데이터 및 위치 데이터를 저장 및 처리하여 이동 단말로 제공하면, 상기 이동 단말에서 증강현실 기술을 이용하여 센서 노드 설치 현장의 영상에 상기 센서 노드의 노드 데이터를 정합하여 표시함으로써 현장에 있는 관리자가 센서 노드의 위치 및 상태를 쉽게 인지할 수 있게 되어 센서 네트워크를 효율적으로 관리할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이동 단말에 표시되는 센서 노드의 노드 데이터로부터 이상 상태인 센서 노드가 발생하는 경우, 관리자가 상기 이상 상태의 센서 노드에 직접 조치를 취하거나, 이동 단말을 이용하여 상기 이상 상태의 센서 노드에 대한 제어 명령을 상기 미들웨어 장치로 제공함으로써 즉각적인 조치가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미들웨어 장치를 설명하기 위한 일실시예 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 센서 네트워크 관리 시스템을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 3은 이동 단말에 표시된 AR 영상을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 센서 네트워크 관리 방법을 설명하기 위한 일예시도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 명세서에 기재된 "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미들웨어 장치를 설명하기 위한 일실시예 블록도이다.
도 1을 참조하면, 센서 네트워크를 구성하는 복수의 센서 노드들(100), 센서 게이트웨이(200) 및 본 발명에 따른 미들웨어 장치(300)가 도시되어 있다. 복수의 센서 노드들(100)과 센서 게이트웨이(200)는 일반적인 센서 네트워크에 포함되는 구성이므로 간략하게 설명하도록 한다.
복수의 센서 노드들(100)은 주변 환경의 각종 정보를 실시간으로 센싱하고, 각 센서 노드에 해당하는 노드 데이터를 센서 노드들 간에 또는 상위 노드인 센서 게이트웨이로 무선으로 전달하게 된다. 각각의 센서 노드에는 주변 환경의 온도, 습도, 압력, 진동 여부, 움직임 등을 감지할 수 있는 센서가 구비된다. 각 센서 노드는 상기 센서가 감지한 온도, 습도, 압력 등의 센싱 데이터와, 각 센서 노드의 동작 상태, 노드 연결 상태, 배터리 잔량 등의 상태 데이터를 전달하게 되며, 각 센서 노드의 식별 정보도 함께 전달될 수 있다. 상기 노드 데이터는 상기 센싱 데이터, 상태 데이터 또는 센서 노드의 식별 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편 각 센서 노드들은, 센서 노드들 간에 또는 센서 게이트웨이(200)와 무선으로 노드 데이터를 송수신하며, 최종적으로 모든 센서 노드들의 노드 데이터는 센서 게이트웨이(200)로 전달된다.
센서 게이트웨이(200)는 상기 센서 노드(100)의 노드 데이터를 취합하여 미들웨어 장치(300)로 전달한다.
미들웨어 장치(300)는 센서 게이트웨이(200)를 통해 전달된 복수의 센서 노드(100)의 노드 데이터를 저장, 검색, 처리하여, 상기 센서 노드들이 설치된 현장의 환경 상황 정보를 제공할 수 있다. 센서 게이트웨이(200)는 미들웨어 장치(300)와 데이터 통신(예를 들어, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 기반의 데이터 통신)하여 노드 데이터를 전달하고, 미들웨어 장치(300)는 센서 노드들의 노드 데이터를 이용하여 센서 노드가 속하는 센서 네트워크의 상태를 모니터링 및 제어한다. 또한, 미들웨어 장치(300)는 노드 데이터를 가공하여 상위의 서버, 각종 어플리케이션 장치가 요청하는 이벤트 및 환경 상황 정보를 생성하여 상기 서버, 어플리케이션 장치에 정보 서비스를 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 미들웨어 장치(300)는 센서 게이트웨이(200)와 데이터 통신하기 위한 데이터 통신 모듈(310), 상기 센서 노드들의 각종 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스(320, 330, 340), 상위 장치의 요청을 처리하고 통신하기 위한 요청 처리 모듈(350), 위치 데이터 검색 모듈(360) 및 데이터 처리 모듈(370)을 포함한다.
데이터 통신 모듈(310)은 센서 게이트웨이(200)와 데이터 통신하기 위한 구성으로서, 노드 데이터의 전송, 센서 노드에 대한 제어 명령의 전송 등을 수행하게 된다. 상술한 바와 같이, 데이터 통신 모듈(310)은 TCP/IP 기반의 데이터 통신을 수행하도록 구현될 수 있다.
데이터베이스(320, 330, 340)에는 복수의 센서 노드들(100)의 각종 데이터가 저장된다. 도 1에는 센싱 데이터 DB(320), 상태 데이터 DB(330), 위치 데이터 DB(340)가 각기 따로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 하나의 저장 영역 내에 블록을 나누어 저장될 수 있음은 물론이다.
센싱 데이터 DB(320)에는 센서 노드에 장착된 센서에서 감지된 센싱 데이터가 저장된다. 즉, 센서 노드 주변의 온도, 습도, 압력, 진동 여부, 움직임 등의 측정값과, 측정 시간, 센서 노드 식별정보(ID) 등이 저장된다.
상태 데이터 DB(330)에는 센서 네트워크 및 각각의 센서 노드의 상태 정보가 저장되는데, 센서 노드의 동작상태, 노드 연결 상태, 배터리 잔량 등이 센서 노드 식별정보에 대응하여 저장된다.
위치 데이터 DB(340)에는 각 센서 노드의 위치 데이터가 센서 노드 식별정보(ID)에 대응하여 저장된다. 상기 위치 데이터는 현장에 센서를 설치할 때 각 센서 노드의 식별정보에 대응하여 위치 데이터를 관리자가 직접 입력하거나, 상기 센서 노드에 GPS를 탑재하여, 상기 센서 노드로부터 위치 데이터를 전달받아 저장하는 방법 등이 있다. 상기 GPS를 이용하는 위치 데이터 저장은 상기 센서 노드가 이동하는 경우에 이용하는 것이 바람직하며, 상기 센서 노드가 고정되어 있는 경우에는 관리자가 직접 입력하는 방법을 이용하는 것이 바람직할 것이다.
요청 처리 모듈(350)은 미들에어 장치(300)의 상위 장치인 서버, 각종 어플리케이션 장치 등과 통신하기 위한 통신 수단을 포함하고, 상기 상위 장치의 요청을 처리한다. 예를 들어, 상기 상위 장치로부터 입력되는 센서 노드에 대한 제어 명령을 수행하거나, 상기 상위 장치로부터 전송된 각종 데이터를 미들웨어 장치(300)에 구비되는 다른 구성으로 전달하는 등의 기능을 수행한다.
위치 데이터 검색 모듈(360)은 상기 상위 장치로부터 입력되는 위치정보 등을 요청 처리 모듈(350)로부터 전달받고, 위치 데이터 DB(340)에 저장된 각 센서 노드의 위치 데이터를 이용하여 상기 위치정보에 대응되는 센서 노드를 검색한다. 상기 상위 장치는 예를 들어, 현재 관리자가 있는 현장에 설치된 센서 노드들의 노드 데이터를 요청할 수 있으며, 상기 관리자가 있는 현장에 대한 위치정보를 제공할 수 있다. 위치 데이터 검색 모듈(360)은 요청 처리 모듈(350)로부터 전송되는 상기 위치정보에 기초하여 상기 관리자가 있는 현장에 속하는 센서 노드를 검색하게 된다.
데이터 처리 모듈(370)은 위치 데이터 검색 모듈(360)에서 검색된 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 요청 처리 모듈(350)로 제공한다. 위치 데이터 검색 모듈(360)은 상기 위치정보에 속하는 센서 노드를 검색하여, 상기 센서 노드의 식별정보(ID)를 데이터 처리 모듈(370)에 제공한다. 데이터 처리 모듈(370)은 센싱 데이터 DB(320)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 센싱 데이터를 추출한다. 또한, 데이터 처리 모듈(370)은 상태 데이터 DB(330)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 상태 데이터를 추출하며, 위치 데이터 DB(340)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 위치 데이터를 추출한다. 상기 센싱 데이터, 상태 데이터 및 위치 데이터의 추출에 있어서, 데이터 추출 순서는 예시적인 것에 불과하며, 데이터 처리 모듈(370)은 동시에 또는 순차적으로 상기 데이터들을 추출할 수 있으며, 데이터 추출 순서는 임의로 설정될 수 있다.
데이터 처리 모듈(370)은 센서 노드 식별정보(ID)에 대응하여 추출한 노드 데이터(상기 센싱 데이터와 상태 데이터 및 센서 노드 식별정보를 포함함)와 상기 위치 데이터를 요청 처리 모듈(350)로 전송한다. 요청 처리 모듈(350)은 상기 노드 데이터와 상기 위치 데이터를 상기 상위 장치에 제공함으로써, 상기 상위 장치의 요청 처리를 완료하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 미들웨어 장치(300)는 각각의 센서 노드에 대한 노드 데이터뿐만 아니라 위치 데이터를 저장 및 처리함으로써 관리자가 임의의 센서 노드의 위치 데이터를 제공받을 수 있으므로 센서 네트워크의 관리 및 제어를 효율적으로 할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 센서 네트워크 관리 시스템을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 센서 네트워크 관리 시스템은 센서 네트워크를 구성하는 복수의 센서 노드들(100), 센서 게이트웨이(200), 본 발명에 따른 미들웨어 장치(300) 및 관리자가 휴대하는 이동 단말(400)이 도시되어 있다.
복수의 센서 노드들(100)과 센서 게이트웨이(200)는 도 1에 도시된 것과 동일한 구성이므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 센서 네트워크 관리 시스템은 센서 네트워크가 설치된 현장에 위치하는 관리자가 휴대하는 이동 단말(400)이 미들웨어 장치(300)의 상위 장치가 되며, 상기 관리자가 위치하는 현장에 속한 센서 노드의 노드 데이터를 통신망을 통해 미들웨어 장치(300)에 요청한다. 이동 단말(400)은 상기 노드 데이터의 요청과 함께 상기 관리자가 위치하고 있는 현장의 위치정보를 통신망을 통해 미들웨어 장치(300)에 제공한다. 상기 통신망은 유/무선 데이터 통신망을 의미한다.
이동 단말(400)은 이미지 센서가 구비되고 증강현실 어플리케이션이 실행될 수 있는 휴대형 단말기를 의미하며, 셀룰라 이동통신 단말기, 개인휴대통신 단말기, 개인 데이터통신 단말기, 주파수공용통신 단말기, 스마트폰, PDA, 노트북, 태블릿 PC 등이 이에 해당할 수 있다. 상기 위치정보와 관련하여, 이동 단말(400)은 내부에 구비되는 위치센서에 의해 수집된 데이터를 이용하여 이동 단말(400)(즉, 관리자)의 현재의 위치정보를 산출한다. 상기 위치정보를 산출하는 방법은 위치센서의 종류에 따라 달라지는데, 예를 들어, GPS 모듈을 이용하는 방법, 삼각측량에 의한 방법, 자이로 센서에 의한 방향 감지 등과 같은 공지의 기술을 이용하여 상기 위치정보를 산출할 수 있다. 한편, 이동 단말(400)은 상기 위치센서의 데이터뿐만 아니라 상기 이미지 센서를 통해 촬상한 현장영상을 이용하여 보다 정확한 위치정보를 산출할 수 있다. 여기서, 이동 단말(400)은 증강현실 기술을 적용하게 되는데, 먼저 상기 위치센서에 의해 수집된 데이터를 이용하여 이동 단말(400)의 위치 범위를 한정한다. 한정된 위치 범위에서 상기 현장영상에 존재하는 물체의 특징점 또는 마커 등을 이용하여 보다 정확한 위치정보를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 이동 단말(400)의 위치정보는 상기 노드 데이터 요청과 함께 미들웨어 장치(300)에 제공된다.
미들웨어 장치(300)는 요청 처리 모듈(350)을 통해 상기 이동 단말(400)의 위치정보를 제공받고, 상기 관리자가 위치하는 현장에 속한 센서 노드의 노드 데이터 요청을 수신한다.
요청 처리 모듈(350)은 상기 위치정보를 위치 데이터 검색 모듈(360)에 전송하고, 위치 데이터 검색 모듈(360)은 위치 데이터 DB(340)에 저장된 위치 데이터를 이용하여 상기 위치정보에 대응되는 센서 노드를 검색한다.
위치 데이터 검색 모듈(360)은 상기 위치정보에 속하는 센서 노드를 검색하여, 상기 센서 노드의 식별정보(ID)를 데이터 처리 모듈(370)에 제공한다. 데이터 처리 모듈(370)은 센싱 데이터 DB(320)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 센싱 데이터를 추출한다. 또한, 데이터 처리 모듈(370)은 상태 데이터 DB(330)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 상태 데이터를 추출하며, 위치 데이터 DB(340)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 위치 데이터를 추출한다.
데이터 처리 모듈(370)은 센서 노드 식별정보(ID)에 대응하여 추출한 노드 데이터(상기 센싱 데이터와 상태 데이터 및 센서 노드 식별정보를 포함함)와 상기 위치 데이터를 요청 처리 모듈(350)로 전송한다. 요청 처리 모듈(350)은 상기 노드 데이터와 상기 위치 데이터를 통신망을 통해 이동 단말(400)로 제공함으로써, 상기 이동 단말(400)의 상기 노드 데이터 요청의 처리를 완료하게 된다.
이동 단말(400)은 미들웨어 장치(300)로부터 상기 노드 데이터와 위치 데이터를 수신한다. 이동 단말(400)은 상기 노드 데이터를 상기 이미지 센서를 통해 촬상된 현장영상에 정합하여 AR영상을 표시하게 되는데, 이를 위하여 먼저 상기 위치 데이터를 이용하여 센서 노드의 위치를 선정하고, 상기 위치를 선정한 센서 노드의 식별정보(ID)에 대응되는 상기 노드 데이터를 선택하게 된다. 다음으로, 증강현실 기술을 이용하여 상기 위치가 선정된 센서 노드의 노드 데이터를 상기 현장영상과 정합하여 AR영상을 표시한다. 관리자는 이동 단말(400)에 표시된 AR영상을 통하여 현재 위치하고 있는 현장에 설치된 각 센서 노드의 위치, 상태 정보, 센싱 데이터를 인지하고, 지속적으로 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 상태 정보를 모니터링하면서, 이상 상태(고장 또는 오류 발생, 배터리 잔량 부족)라고 판단되는 센서 노드에 대해서는, 해당 위치에서 즉각적인 조치를 취하거나, 상기 이상 상태의 센서 노드에 접근이 어려운 경우는 초기화 등의 제어 명령을 통신망을 통해 미들웨어 장치(300)로 제공하여 적절한 조치를 취할 수 있다.
도 3은 이동 단말에 표시된 AR 영상을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 3을 참조하면, 이동 단말(400)의 표시부(410)에는 관리자가 위치하고 있는 현장의 영상과, 미들웨어 장치(300)로부터 수신된 각 센서 노드의 노드 데이터를 정합한 AR영상이 표시되어 있다. 상기 현장에는 세 개의 센서 노드가 설치되어 있으며, 상기 AR영상에는 각 센서 노드가 설치된 위치에, 대응되는 노드 데이터(421, 423, 425)가 말풍선 형상으로 표시된다. 즉, 부호 421은 식별번호(ID)가 2번인 센서 노드의 노드 데이터를 표시하는 것으로서, 상기 2번 센서 노드의 동작 상태는 정상이고, 주변 환경의 온도가 27℃임을 나타내고 있다. 부호 425은 식별번호(ID)가 5번인 센서 노드의 노드 데이터를 표시하는 것으로서, 상기 5번 센서 노드의 동작 상태는 정상이고, 주변 환경의 습도가 50%임을 나타내고 있다. 한편, 부호 423은 식별번호(ID)R가 7번인 센서 노드의 노드 데이터를 표시하는 것인데, 상기 7번 센서 노드는 동작 상태가 이상 상태임을 알 수 있다. 관리자는 상기 AR영상을 통해서 이상 상태인 7번 센서 노드가 설치된 위치를 쉽게 인식할 수 있고, 상기 센서 노드가 설치된 위치에서 초기화, 배터리 교체 등의 즉각적인 조치를 취할 수 있다. 만약, 상기 7번 센서 노드가 접근이 어려운 위치에 설치되어 있는 경우에는, 관리자는 초기화 등의 제어 명령을 통신망을 통해 미들웨어 장치(300)로 제공하여 적절한 조치를 취할 수 있다. 부호 425은 식별번호(ID)가 5번인 센서 노드의 노드 데이터를 표시하는 것으로서, 상기 5번 센서 노드의 동작 상태는 정상이고, 주변 환경의 습도가 50%임을 나타내고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 센서 네트워크 관리 방법을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 4를 참조하면, 이동 단말(400)은 내부에 구비되는 위치센서에 의해 수집된 데이터와 이미지 센서를 통해 촬상한 현장영상을 이용하여 산출한 위치정보를 통신망을 통해 미들웨어 장치(300)에 제공한다. 또한, 이동 단말(400)은 상기 위치정보에 속하는 센서 노드들의 노드 데이터를 요청한다(S110).
미들웨어 장치(300)의 요청 처리 모듈(350)은 상기 위치정보를 위치 데이터 검색 모듈(360)으로 전송한다. 위치 데이터 검색 모듈(360)은 위치 데이터 DB(340)에 저장된 센서 노드들의 위치 데이터를 이용하여, 상기 위치정보에 대응되는 센서 노드(즉, 상기 위치정보에 설치된 센서 노드)를 검색한다(S120).
위치 데이터 검색 모듈(360)은 상기 위치정보에 속하는 센서 노드를 검색하여, 상기 센서 노드의 식별정보(ID)를 데이터 처리 모듈(370)에 제공한다. 데이터 처리 모듈(370)은 센싱 데이터 DB(320)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 센싱 데이터를 추출한다. 또한, 데이터 처리 모듈(370)은 상태 데이터 DB(330)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 상태 데이터를 추출하며, 위치 데이터 DB(340)에서 상기 센서 노드 식별정보(ID)에 대응되는 위치 데이터를 추출한다 (S130).
다음으로, 데이터 처리 모듈(370)은 센서 노드 식별정보(ID)에 대응하여 추출한 노드 데이터(상기 센싱 데이터와 상태 데이터 및 센서 노드 식별정보를 포함함)와 상기 위치 데이터를 통신망을 통해 이동 단말(400)로 제공한다(S140).
이동 단말(400)은 미들웨어 장치(300)로부터 상기 노드 데이터와 위치 데이터를 수신한다. 이동 단말(400)은 상기 노드 데이터를 상기 이미지 센서를 통해 촬상된 현장영상에 정합하여 AR영상을 표시하게 되는데(S150), 이를 위하여 먼저 상기 위치 데이터를 이용하여 센서 노드의 위치를 선정하고, 상기 위치가 선정된 센서 노드의 식별정보(ID)에 대응되는 상기 노드 데이터를 선택하게 된다. 다음으로, 증강현실 기술을 이용하여 상기 위치가 선정된 센서 노드의 노드 데이터를 상기 현장영상과 정합하여 AR영상을 표시한다.
관리자는 이동 단말(400)에 표시된 AR영상을 통하여 현재 위치하고 있는 현장에 설치된 각 센서 노드의 위치, 상태 정보, 센싱 데이터를 인지하고, 지속적으로 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 상태 정보를 모니터링하면서, 이상 상태(고장 또는 오류 발생, 배터리 잔량 부족)라고 판단되는 센서 노드에 대해서는, 해당 위치에서 즉각적인 조치를 취하거나, 상기 이상 상태의 센서 노드에 접근이 어려운 경우는 초기화 등의 제어 명령을 통신망을 통해 미들웨어 장치(300)로 제공한다(S160). 미들웨어 장치(300)가 통신망을 통해 수신되는 상기 제어 명령을 실행함으로써(S170) 상기 이상 상태의 센서 노드에 대한 적절한 조치가 취해질 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 복수의 센서 노드 200 : 센서 게이트웨이
300 : 미들웨어 장치 310 : 데이터 통신 모듈
320, 330, 340 : 데이터베이스 350 : 요청 처리 모듈
360 : 위치 데이터 검색 모듈 370 : 데이터 처리 모듈
400 : 이동 단말

Claims (10)

  1. 현재의 위치정보를 산출하는 이동단말과, 센서 네트워크의 복수의 센서 노드로부터 수신되는 데이터를 저장 및 처리하는 미들웨어 장치를 포함하는 센서 네트워크 관리 시스템에 있어서,
    상기 미들웨어 장치는,
    상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 저장하는 데이터베이스;
    상기 이동단말로부터 노드 데이터 요청이 있는 경우, 상기 위치 데이터를 이용하여 상기 이동단말의 현재의 위치정보에 대응하는 센서 노드를 검색하는 위치 데이터 검색 모듈; 및
    상기 위치 데이터 검색 모듈에서 검색된 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 상기 데이터베이스로부터 추출하는 데이터 처리 모듈을 포함하는 센서 네트워크 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노드 데이터는,
    상기 센서 노드의 식별정보, 상기 센서 노드에서 감지한 센싱 데이터 또는 상기 센서 노드의 동작 상태를 나타내는 상태 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 관리 시스템.
  3. 복수의 센서 노드로부터 수신되는 데이터를 이용하여 센서 네트워크를 감시 및 제어하는 센서 네트워크 관리 시스템에 있어서,
    소정의 위치정보에 대응되는 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 통신망을 통해 제공하는 미들웨어 장치; 및
    위치정보를 통신망을 통해 상기 미들웨어 장치로 제공하고, 증강현실 기술을 이용하여 상기 미들웨어 장치로부터 제공되는 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 이미지 센서를 통해 촬상한 현장영상과 정합하여 AR(augmented reality)영상을 표시하는 이동 단말을 포함하며,
    상기 이동단말은 현재의 위치정보를 산출하며 산출된 위치정보를 노드 데이터의 요청과 함께 상기 미들웨어 장치에 제공하고,
    상기 미들웨어 장치는 상기 이동단말로부터 노드 데이터 요청이 있는 경우에 상기 이동단말의 현재의 위치정보에 대응하는 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하는 센서 네트워크 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미들웨어 장치는,
    상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 저장하는 데이터베이스;
    상기 위치 데이터를 이용하여 상기 이동 단말로부터 제공되는 현장영상과 위치정보에 대응하는 센서 노드를 검색하는 위치 데이터 검색 모듈; 및
    상기 위치 데이터 검색 모듈에서 검색된 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 상기 데이터베이스로부터 추출하여 인터페이스 모듈로 제공하는 데이터 처리 모듈을 포함하는 센서 네트워크 관리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 노드 데이터는,
    상기 센서 노드의 식별 정보, 상기 센서 노드에서 감지한 센싱 데이터 또는 상기 센서 노드의 동작 상태를 나타내는 상태 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 관리 시스템.
  6. 복수의 센서 노드로부터 수신되는 데이터를 이용하여 센서 네트워크를 감시 및 제어하는 센서 네트워크 관리 방법에 있어서,
    (a) 이동 단말이 현재의 위치정보를 노드 데이터의 요청과 함께 통신망을 통해 미들웨어 장치로 제공하는 단계;
    (b) 상기 미들웨어 장치가 상기 노드 데이터의 요청이 있는 경우, 상기 이동단말의 현재의 위치정보에 대응되는 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 통신망을 통해 상기 이동 단말로 제공하는 단계; 및
    (c) 상기 이동 단말이 증강현실 기술을 이용하여 상기 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 이미지 센서를 통해 촬상한 현장영상과 정합하여 AR영상을 표시하는 단계를 포함하는 센서 네트워크 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 미들웨어 장치가 상기 위치정보에 대응되는 센서 노드를 검색하는 단계; 및
    검색된 센서 노드의 위치 데이터 및 노드 데이터를 추출하여 통신망으로 통해 상기 이동 단말로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 관리 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 노드 데이터는,
    상기 센서 노드의 식별 정보, 상기 센서 노드에서 감지한 센싱 데이터 또는 상기 센서 노드의 동작 상태를 나타내는 상태 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 관리 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    (d) 상기 이동 단말이 소정의 센서 노드에 대한 제어 명령을 통신망을 통해 상기 미들웨어 장치로 제공하는 단계를 더 포함하는 센서 네트워크 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소정의 센서 노드는,
    상기 상태 데이터로부터 이상 상태라고 판단되는 센서 노드인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 관리 방법.
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