Collecting sensory data with the mobile sink often entails several issues, such as dynamic repositioning of a sink, exhaustive routing tree updates, and data loss from unexpected movement of a sink.
In this paper the mobile sink based network protocol which we call 'mUSN (mobile Ubiquitous Sensor Networks)’ will be introduced. mUSN is designed to handle mobility of the sink in energy-efficient and reliable ways. Assuming that all the nodes in the network including a sink know their geographic location using their localization engine, mUSN provides a method of alerting nodes by analyzing changes in the movement vector of the sink. Also by controlling the number of updates of a routing tree, it prohibits unnecessary energy and time consumption due to significant routing packet transmission.
u-IT839 정책에서 3대 인프라의 하나로 지정되어 최근 주목 받고 있는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기술은 무선 RF 통신이 가능한 다수의 센서들이 넓은 지역에 가설되어 실시간 센싱 정보를 무선통신을 통해 베이스스테이션에 전달하게 된다. 센서 네트워크 연구의 이슈로서는 배터리로 동작하는 센서의 저 전력 통신, 실시간 데이터 수집 기술, Mesh, Tree, String 형태의 라우팅 기술, 센서 노드를 이용한 위치 인식 기술 및 군사, 환경감시, 재난방지 등 다양한 응용모델에 따른 응용기술 등으로 나누어진다.
센서 네트워크의 군사적 응용은 피아식별 센서를 이용한 경계병 대체 및 침입탐지 기능, 초음파 센서 및 음파 센서를 이용한 적 부대의 형태 파악, 온도, 습도, 안개 센서 등을 이용한 전장 상황 파악 및 작전 수립 등의 군사 응용에 다양하게 응용되고 있으며, 앞으로 군의 현대화 및 첨단화와 더불어 새롭게 각광 받고 있는 기술이다.
다양한 센서 노드가 가설되어 있는 전장에서 작전수립 혹은 탐사를 위하여 PDA 혹은 모바일 PC 형태의 싱크를 지닌 군인은 노드의 정보를 수집하며 이동할 수 있다. 이 경우 적의 침임 여부 확인, 지뢰 탐사 확인, 환경 정보 등 군사작전에 유용하게 사용될 수 있는 정보들을 수집하게 되며 싱크간의 데이터 공유를 통한 보다 효율적인 탐사를 진행할 수 있게 된다.
모바일 싱크를 이용하는 경우는 기존의 고정형 싱크를 사용하는 경우와 다르게 넓은 필드의 정보를 수집하기보다는 데이터를 수집하는 병사 및 작전 부대의 주변 정보 혹은 특정 범위 이하의 정보를 신속하고 정확하게 수집하는 형태의 실시간성이 중요하다. 따라서 mUSN 프로토콜에서는 센싱 데이터의 수집 범위를 한정하며 이 수집 범위는 지역 및 목적에 따라 다이나믹하게 변화할 수 있도록 하였다. 그리하여 수집 범위 밖에 있는 노드를 MCU와 센서들을 슬립모드로 전환함으로써 노드의 배터리 소모를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한 모바일 싱크를 사용하는 것은 여러 가지 고려사항들을 수반한다. 싱크의 위치는 병사가 이동함에 따라 계속 바뀌기 때문에 싱크와 노드들로 이루어진 라우팅 트리는 지속적으로 업데이트 되어야 한다. 또한 센서 노드에서 주기적으로 보고되는 센싱 데이터 패킷은 노드가 이동함에 따라 손실이 일어 날 수 있다. 또한 싱크의 이동에 따라 새로이 수집 범위에 포함되는 노드와 수집범위에서 나가는 노드를 처리하기 위한 방법 또한 정의 되어야 한다.
본 연구에서 제안하는 모바일 센서 네트워크는 기존 센서 네트워크와 모바일 네트워크의 통합을 통해 모바일 단말(싱크)의 이동성을 이용한 실시간 센싱 정보 수집 기술과 싱크의 이동에 따라 Dynamic하게 변화하는 라우팅 경로 변경 처리 및 데이터 손실 최소화 기술을 제공하며 향후 모바일 기지국을 통한 광범위한 통신 범위를 제공하는 무선 네트워크(CDMA, WLAN)를 통해 지역적으로 고립되어 존재하는 센서 네트워크와 통합 연동기술 등 글로벌 USN 서비스를 위한 기반 및 USN의 보급 및 실용화에 큰 기여를 할 수 있다.
