무선 센서네트워크에서 이동로봇을 이용한 네트워크 생존성 향상

Abstract

본 논문에서는 이동형 로봇이 무선 센서네트워크에 개입하여 네트워크의 단절을 억제하고 단절된 지역이 발견되면 이동형 로봇이 직접 단절된 네트워크의 중간 매체 역할 센서의 위치로 찾아가 그 역할을 대행함으로써 전체 센서네트워크의 생존시간을 향상시키는 시스템을 제안, 설계 및 구현하는 것을 목표로 한다. 센서네트워크에서 감시 지역이 넓은 경우는 센싱 지역을 구분하여 데이터를 수집하는 형태 즉, 멀티 센싱 구조(Multi-Sensing Structure) 형태로 데이터를 수집 한다. 멀티 센싱 구조에서는 Base Node(Sink)와 가장 인접한 중간 수집 노드(Bridge node)가 매체 역할을 수행하여 하부 센서들로부터 정보를 전달 받고, 또 다시 중간 수집 노드들이 Base Node에 센싱 정보를 최종 전달하게 된다. 이때, 배터리 소모 등의 원인으로 중간 수집 노드(Bridge Node)가 다운될 경우 해당 Bridge 하부의 네트워크는 단절되는 심각한 상황을 초래하기 쉽다. 본 논문에서는 이러한 심각한 상황을 해결하기 위해 이동형 로봇 센서를 개입시킨다. Base Node는 전체 네트워크로부터 데이터를 받아오는 임무 외에 네트워크의 Topology상황을 모니터링 한다. 만일, 특정 지역의 네트워크 단절이 발견되면 단절된 중간 수집 노드의 ID와 그 위치를 판단하여 이동형 로봇에게 전달한다. 이동형 로봇은 Base Node로부터 단절된 네트워크 정보를 받아서 해당 지역으로 이동한다. 이동 후에는 단절된 네트워크의 매체 역할을 직접 대행함으로써 네트워크의 생존시간을 연장 시키는 것을 목적으로 하는 센서 네트워크를 설계하고 구현했다. 동작 실험 결과, 로봇이 Base Node와 협업하여 단절된 Bridge Node의 ID와 위치를 정확히 포착하였다. 이후, 로봇이 다운된 Bridge Node의 위치에 도달하면 즉시 해당 Bridge Node의 역할을 대행하여 네트워크가 정상적으로 환원 되었음을 확인하였다.