DOI QR코드

DOI QR Code

A Node Deployment Strategy Considering Environmental Factors and the Number of Nodes in Surveillance and Reconnaissance Sensor Network

감시정찰 센서네트워크에서 환경요소와 노드수량을 고려한 노드 배치 전략

  • Received : 2011.10.12
  • Accepted : 2011.11.30
  • Published : 2011.12.30

Abstract

In the area of wireless sensor networks, sensor coverage and network connectivity problems are caused by a limited detection range and the communication distance of the nodes. To solve the coverage and connectivity problems, many studies are suggested, but most research is restricted to apply into the real environment because they didn't consider various environmental factors on wireless sensor network deployment. So in this paper, we propose a node deployment strategy considering environmental factors and the number of nodes in surveillance and reconnaissance sensor networks(SRSN). The proposed node deployment method divides the installation of the surveillance and reconnaissance sensor networks system into four steps such as identification of influences factors for node placement through IPB process, sensor node deployment based on sensing range, selection of monitoring site, and relay node deployment based on RF communication range. And it deploys the sensor nodes and relay nodes considered the features of the surveillance and reconnaissance sensor network system and environmental factors. The result of simulation indicates that the proposed node deployment method improves sensor coverage and network connectivity.

무선 센서네트워크에서 센서 커버리지와 네트워크 연결성 문제는 노드의 제한된 탐지거리와 통신거리로 인해 발생한다. 커버리지와 연결성 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 진행되었지만 대부분의 연구가 무선 센서네트워크 배치에 영향을 주는 다양한 환경요소를 고려하고 있지 않기 때문에 실환경에 적용되는데 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 감시정찰 센서네트워크에서 지형, 식생, 기상 등 환경요소와 제한된 노드 수량을 고려하여 노드를 배치하는 방법을 제안한다. 제안방법은 감시정찰 센서네트워크 시스템의 설치 절차를 IPB분석을 통한 배치영향 요소파악, 센서 탐지범위 기반 센서노드 배치, 모니터링 장소 선정, RF 통신범위 기반 중계노드 배치와 같이 4단계로 구분하고, 감시정찰 센서네트워크 시스템 특정과 환경 영향요소를 고려하여 센서노드와 중계노드를 배치하는 것이다. 시뮬레이션을 통해 제안방법을 검증하였으며, 커버리지와 네트워크 연결성에서 성능이 향상됨을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 김용현, 이노복, "무선 센서네트워크 기술동향," 국방신기술동향분석, 통권 24호, pp.55-62, 2011. 4.
  2. Nor Azlina Ab. Aziz, Kamarulzaman Ab. Aziz, and Wan Zakiah Wan Ismail, "Coverage strategies for wireless sensor networks," World Academy of Science, Engineering and Technology 50, 2009
  3. Mohamed Younis and Kemal Akkaya, "Strategies and techniques for node placement in wireless sensor networks: A survey," Ad Hoc Networks, Vol.6, pp.621-655, 2008. https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2007.05.003
  4. E.S. Biagioni and G. Sasaki, "Wireless sensor placement for reliable and efficient data collection," HICSS, 2003.
  5. A. Howard, M. J. Mataric, and G.S. Sukhatme, "An incremental self-deployment algorithm for mobile sensor networks," Autonomous Robots, Special Issue on Intelligent Embedded Systems, Vol.13, No.2, pp.113-126, 2002. 9.
  6. Y. Zou and K. Chakrabarty, "Sensor deployment and target localization based on Virtual Force," IEEE INFOCOM, pp.1293-1303, 2003. 3.
  7. Z. Butler and D. Rus, "Event-based motion control for mobile-sensor networks," IEEE Pervasive Computing, Vol.2, No.4, pp.34-42, 2003. https://doi.org/10.1109/MPRV.2003.1251167
  8. G. Wang, G. Cao, T.L. Porta, and W. Zhang, "Sensor relocation in mobile sensor networks," IEEE INFOCOM, pp.2302-2312, 2005.
  9. 김대영, 최혁재, 이종언, 차시호, 강석중, 조국현, 조민호, "센서의 성능에 영향을 미치는 환경 요소들에 기반한 센서 노드 배치 방법," 한국통신학회논문지, Vol. 33, No.10, pp.894-903, 2008. 10.
  10. Y.T. Hou, Y. Shi, and H.D. Sherali, "On energy provisioning and relay node placement for wireless sensor network," IEEE Trans. on Wireless Communications, Vol.4, No.5, pp.2579-2590, 2005. https://doi.org/10.1109/TWC.2005.853969
  11. J. Tang, B. Hao, and A. Sen, "Relay node placement in large scale wireless sensor networks," Computer Communications, special issue on Wireless Sensor Networks 29, pp.490-501, 2006.
  12. E.L. Lloyd and G. Xue, "Relay node placement in wireless sensor networks," IEEE Trans. on Computer, Vol.56, No.1, pp.134-138, 2007. https://doi.org/10.1109/TC.2007.250629
  13. 김용현, "감시정찰 센서네트워크 시스템 운용절차 및 배치방법에 관한 연구," 국방과학연구소, ADDR-425-111039, 2011. 8.
  14. John B. Mckitterick, "Sensor deployment planning for unattended ground sensor networks," Proc. of SPIE, Vol. 5417, 2004.
  15. 이용웅, 성창섭, 양우석, 임성빈, 어양담, "지형공간 정보를 이용한 감시장비 배치 최적화 실험 연구," 한국군사과학기술학회지, Vol.9, No.1, pp.72-79, 2006. 3.
  16. 이헌종, 김용환, 한연희, 정영식, "이동 센서 네트워크에서 개선된 포텐셜 필드를 사용한 자율 배치 방법," 한국통신학회논문지, Vol. 35, No. 1, pp.106-116, 2010. 1.

Cited by

  1. Development of Multi-Sensor Station for u-Surveillance to Collaboration-Based Context Awareness vol.18, pp.8, 2012, https://doi.org/10.5302/J.ICROS.2012.18.8.780