A Wireless Sensor Network Architecture and Security Protocol for Monitoring the State of Bridge

교량감시를 위한 무선 센서 네트워크 구조 및 보안 프로토콜

The wireless sensor network consists of a number of sensor nodes which have physical constraints. Each sensor node senses surrounding environments and sends the sensed information to Sink. In order to alleviate the inherent vulnerability in security of the wireless sensor nodes with the hardware constraints, the lightweight security protocol is needed and a variety of research is ongoing. In this paper, we propose a non-hierarchical sensor network and a security protocol that is suitable for monitoring man-made objects such as bridges. This paper, furthermore, explores a two-layer authentication, key distribution scheme which distributes the key and location of a sensor node in advance, and an effective security routing protocol which can take advantage of the Sleep and Awake state. This also results in the increased data transfer rate by increasing the number of alternative routing paths and the reduced energy consumption rate.

무선 센서 네트워크는 물리적인 제약을 가진 수많은 센서 노드들로 구성되어 있다. 각 센서 노드는 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 싱크(Sink)로 보내는 역할을 한다. <중략> 본 논문에서는 교량과 같은 인공구조물에 적합한 비 계층적 무선 센서 네트워크 구조를 제시하였다. 또한, 센서 노드들의 휴면(Sleep)과 활동(Awake) 상태를 이용한 효율적인 보안 라우팅 프로토콜과 센서 노드의 키와 위치 정보를 사전에 노드에 분배하는 사전 키 분배 방식 및 2계층 인증 기법을 제안하였다. 제안하는 방식은 대체 경로 수의 증가로 인한 데이터 전송률의 증가와 에너지 소모율의 감소 효과를 보였다.