많은 노드들로 구성된 무선 센서 네트워크에서는 전체 네트워크의 생존 시간을 극대화하여 센서 노드들이 보다 오랜 시간동안 주어진 임무를 수행하는 것이 중요한 요소이다. 에너지의 효율적인 사용을 위해 기존의 많은 연구들이 클러스터 기반에서 잔여 에너지 또는 거리 정보를 활용하여 시뮬레이션 환경에서 성능을 증명해 왔다. 하지만 무선 센서 네트워크가 실제 환경에 설치되었을 때에는 전파 환경에 따라 링크 품질이 달라지고 이로 인해 데이터의 유실이 발생할 수 있다. 이런 경우 재전송과 같은 추가적인 동작으로 인해 에너지 낭비가 발생할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 실제 환경에 센서 네트워크가 구축되었을 때에 센서 노드들이 제각기 가지는 링크 품질 정보와 잔여 에너지 정보를 종합적으로 고려하여 에너지 효율적인 클러스터 헤더 선출 방법을 제시하여 추가적인 에너지 소모를 방지하였다. 제시한 기법의 성능 평가를 위해 Dash7 기반의 저전력 센서 네트워크 환경을 설계 및 구현하여 선행 연구된 기술들과 비교 분석하였다. 실험결과, 기존 연구인 LEACH와 VLEACH에 비해 재전송 비율이 4%, 생존 시간이 15%의 성능 향상이 있었음을 확인할 수 있었다.
The battery life of the sensor nodes which is the most important element on Wireless Sensor Networks should be extended to perform the works as long time. There are many previous researches using residual energy or distance information based on Cluster-Architecture to manage the energy efficiently, and most of the previous researches demonstrated their idea by the simulations. However, in the real radio environment, the additional energy consumptions may be generated by data retransmission when data loss occurred. In this paper, in order to prevent the additional energy consumption, we proposed the energy-efficient cluster head election mechanism using two parameters such as the residual energy and the link quality which considered real environment. We implemented the wireless sensor network test bed based on Dash7 and compared the proposed idea with other advanced researches by the experiment. The experiment result show that our proposed method leads to the improvement in terms of retransmission rate 4%, network life time 15% compared with the previous researches such as LEACH, VLEACH.
