KR101421170B1 - Real time location system by using the tag node based on wi-fi - Google Patents

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Abstract

본 명세서에 따르면 위치 측정 장치가 개시된다. 상기 장치는 위치 측정 대상에 부착되어 신호를 송신하는 태그(tag)와; 상기 태그로부터 송신된 신호의 강도를 측정하고, 위치 측정 정보를 전송하는 하나 이상의 태그 노드(node)와, 상기 위치 측정 정보는 상기 태그로부터 송신된 신호의 강도와 관련된 정보를 포함하고; 상기 태그 노드가 전송한 상기 위치 측정 정보를 수신하는 AP(access point)와; 상기 AP로부터 상기 위치 측정 정보를 수신하고, 상기 위치 측정 정보에 기반하여 상기 태그의 위치를 측정하는 서버를 포함할 수 있다.A position measuring apparatus according to the present disclosure is disclosed. The apparatus includes a tag attached to a position measurement object and transmitting a signal; One or more tag nodes for measuring the strength of a signal transmitted from the tag and transmitting position measurement information and the position measurement information includes information related to the strength of a signal transmitted from the tag; An access point (AP) for receiving the location measurement information transmitted by the tag node; And a server for receiving the position measurement information from the AP and measuring the position of the tag based on the position measurement information.

Description

태그 노드를 이용한 위치 측정 시스템{REAL TIME LOCATION SYSTEM BY USING THE TAG NODE BASED ON WI-FI}REAL TIME LOCATION SYSTEM USING THE TAG NODE BASED ON WI-FI [0002]

본 명세서는 실시간 위치 측정을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for real-time position measurement.

무선랜(Wireless LAN, Wi-Fi) 기술은, 케이블을 이용해 단말 장치들을 연결하여 통신하는 종래의 유선랜(LAN:Local Access Network)과는 달리, 일정 거리에 있는 단말기간 케이블 없이 데이터를 송수신할 수 있는 망 기술로서, 기술의 표준으로는 IEEE802.11, IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11n 등의 다양한 기술이 있다.Unlike a conventional LAN (Local Access Network) in which wireless LAN (Wi-Fi) technology connects terminal devices by using a cable, it is possible to transmit and receive data without a terminal- As a network technology, various technologies such as IEEE802.11, IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g, and IEEE802.11n are standard technologies.

최근에는 무선랜이 사업적으로 유행하고 있고 가격도 저렴해지고 있다. 무선랜의 기본 동작 형태는 유선 랜을 단순히 무선구간으로 확장한 형태로 동작하는 브리지(Bridge)모드 형태와, 별도의 프로토콜이 탑재되어 단말의 인증과 동적 호스트 설정규약(이하 DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol) 클라이언트 및 서버 기능이 있어서 공중망으로부터 공중(Public) IP(Internet Protocol)주소를 받고 단말에게는 사설(Private) IP 주소를 할당해 주는 기능 등이 추가된 형태가 있다.In recent years, wireless LANs are becoming popular in business and prices are becoming cheaper. The basic operation type of the wireless LAN is a bridge mode mode in which a wired LAN is simply extended to a wireless section and a separate protocol is installed so that authentication and dynamic host configuration protocol (hereinafter referred to as DHCP) ) There is a form in which a public IP (Internet Protocol) address is received from the public network and a function of assigning a private IP address to the terminal due to the client and server functions.

이때, 무선랜 액세스 포인트(이하 AP:Access Point)가 무선랜 단말기와 유선랜 간의 연결기능을 제공한다. AP는 무선랜과 유선랜간 중계기능 이외에 유선랜 허브(Hub)기능을 내장하여 이동성이 필요 없이 주로 고정된 위치에 놓여 있는 프린터나 데스크탑 피씨(PC)등을 유선으로 연결할 수 있도록 유선포트를 내장하고, PDA, 노트북 및 스마트폰 등의 휴대용 단말기와는 무선랜으로 접속하게 하는 무선랜 기능이 있다.At this time, a wireless LAN access point (AP) provides a connection function between the wireless LAN terminal and the wired LAN. In addition to the wireless LAN and wired LAN relay function, the AP also has a built-in wired LAN hub function, so that the wired port can be wired to connect a printer or a desktop PC (PC) And a wireless LAN function to connect with a portable terminal such as a PDA, a notebook, and a smart phone with a wireless LAN.

최근 무선랜 기술이 기본 탑재되어 있는 스마트폰 등의 보급이 확산되면서 무선랜 신호를 이용한 관련 기술들이 빠르게 발전하고 있으며 그 중의 하나가 와이파이 위치추적 시스템(Wi-Fi Positioning System, WPS)이다.Recently, as the spread of smart phones including wireless LAN technology has spread, related technologies using wireless LAN signals are rapidly developing. One of them is Wi-Fi Positioning System (WPS).

WPS는 무선 AP 정보를 얻어내는 기술, 얻어낸 AP 정보를 최적화하여 데이터베이스를 구축하는 기술, 사용자의 모바일 디바이스에서 필요한 정보를 얻어내는 기술 및 얻어낸 무선 AP 정보와 구축된 데이터베이스내의 정보를 비교하여 해당 단말의 위치를 얻어내는 기술 등으로 구성되어 있다.The WPS compares the acquired wireless AP information with the information in the built-in database by acquiring the wireless AP information, a technique of building a database by optimizing the acquired AP information, a technique of acquiring necessary information from the user's mobile device, And a technique for acquiring a position.

그런데, 종래의 WPS 방식은 위치 측위를 위하여 스캐닝 차량 등을 이용하여 해당 지역의 현장 실사를 통하여 AP 정보를 수집하고 수집된 AP 정보를 데이터베이스에 저장 관리하여야 한다. 또한, 초기 AP 데이터베이스 구축 후에도 AP 정보는 수시로 바뀔 수 있으므로, 주기적이고 지속적으로 현장 실사를 통하여 AP 정보를 갱신하여야 한다. 하지만, 이러한 AP용 데이터베이스의 구축 및 유지는 많은 시간과 비용을 필요로 하므로, 종래의 방식을 이용한 WPS 방식은 상용화에 많은 비용이 소요되고, 서비스 품질 유지를 위해서도 많은 비용이 소요된다는 단점이 있다.However, in the conventional WPS method, the AP information is collected through on-site inspection of the area using a scanning vehicle or the like and the AP information collected is stored and managed in the database. In addition, since the AP information may be changed from time to time after the initial AP database is constructed, the AP information should be updated periodically and continuously on site. However, building and maintaining such an AP database requires a lot of time and cost, so that the WPS method using the conventional method has a disadvantage that it takes a lot of cost for commercialization and a lot of cost for maintaining the service quality.

한편, 소위 WiFi를 이용한 무선인터넷의 활용이 최근 증가하고, 그에 따라 스마트폰과 같이 WiFi를 지원하는 WiFi 칩이 장착된 휴대용 단말기의 보급이 급격히 증가함에 따라서, GPS 위성을 이용한 위치 측위 방법 대신에 WiFi를 이용한 위치 측위 방법 및 시스템이 제시되고 있다.On the other hand, as the use of the wireless Internet using so-called WiFi has been increasing recently and the spread of the portable terminals equipped with the WiFi chip supporting the WiFi like the smart phone has increased rapidly, And a positioning method and system using the positioning method.

실시간 위치 측정 시스템(Real Time Location System, RTLS)은 공장, 사무실과 같은 실내(indoor)나 공원, 건설 현장과 같은 제한적인 범위의 실외(outdoor)에서 특정 사물 및 사람의 위치를 찾아주거나 이를 기반으로 부가적인 기능을 제공하는 서비스를 일컫는다.The Real Time Location System (RTLS) is a system that locates or relies on specific objects and people in a limited range of outdoor areas such as factories, offices, Refers to a service that provides additional functions.

이러한 RTLS를 이용하여 위치를 추적할 경우, 위치 추적 대상에 RTLS 태그(tag)를 부착하고, 상기 RTLS 태그에서 나오는 신호를 WiFi(Wireless Fidelity) 무선랜을 지원하는 AP(Access Point) 접속 장치에서 수신하여 RTLS 서버로 전달함으로써 RTLS 태그의 위치를 실시간으로 추적하였다.In order to track a location using the RTLS, an RTLS tag is attached to a location tracking target, and a signal from the RTLS tag is received from an access point (AP) access device supporting a WiFi (Wireless Fidelity) To the RTLS server to track the location of the RTLS tag in real time.

여기서, WiFi 기술이란 전파나 자외선 전송 방식인 무선 랜(LAN)을 통하여 근거리 통신망을 이용하는 통신 기술이다. 상기 WiFi 기술은 30m ~ 100m의 영역 내에서 무선 랜카드가 장착된 노트북이나 PDA를 이용하여 무선으로 인터넷을 사용할 수 있는 무선 통신 기술로서, WiFi(WiFi: Wireless Fidelity)라는 명칭은 무선 네트워크를 하이파이 오디오처럼 편리하게 사용하게 한다는 뜻에서 사용하는 별칭이다.Here, WiFi technology is a communication technology that uses a local area network through a wireless LAN (LAN), which is a radio wave or ultraviolet ray transmission system. The WiFi technology is a wireless communication technology capable of using the Internet wirelessly using a notebook or PDA equipped with a wireless LAN card within a range of 30 m to 100 m. The name WiFi (WiFi: Wireless Fidelity) It is an alias used to mean that it is convenient to use.

그러나, RTLS 태그와 AP 접속 장치간의 거리가 일정 간격(일례로 30 ~ 70m) 이내여야만 RTLS 태그와 AP 접속 장치간의 통신이 원활하게 이루어지기 때문에, 위치 추적 대상의 위치를 정확하게 측정하기 위해서는 AP 접속 장치를 많이 설치해야 하는 문제점이 있었다.However, since the communication between the RTLS tag and the AP access device is smoothly performed only when the distance between the RTLS tag and the AP access device is within a predetermined interval (for example, 30 to 70m), the AP access There was a problem that a lot of devices were installed.

이로 인해 AP 접속 장치의 설치 비용이 증가하여 위치 추적 시스템의 구축에 많은 비용이 소모되는 문제점이 있었다.As a result, the installation cost of the AP accessing device is increased and a lot of cost is required to construct the location tracking system.

본 명세서는 실시간 위치 추적 시스템에서 효율적인 측위 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 구체적으로, 본 명세서는 Wi-Fi 태그 노드를 이용한 실시간 위치 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이 목적이다.It is an object of the present invention to provide an efficient positioning method in a real-time positioning system. Specifically, the present disclosure aims to provide a method and apparatus for real-time location measurement using a Wi-Fi tag node.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 명세서에서의 일 개시에 따르면, 위치 측정 장치가 개시된다. 상기 위치 측정 장치는 위치 측정 대상에 부착되어 무선 신호를 송신하는 태그(tag)와; 상기 태그로부터 송신된 무선 신호의 강도를 측정하고, 위치 측정 정보를 전송하는 하나 이상의 태그 노드(node)와,상기 위치 측정 정보는 상기 태그로부터 송신된 무선 신호의 강도와 관련된 정보를 포함하고; 상기 태그 노드가 전송한 상기 위치 측정 정보를 수신하는 AP(access point)와; 상기 AP로부터 상기 위치 측정 정보를 수신하고, 상기 위치 측정 정보에 기반하여 상기 태그의 위치를 측정하는 서버를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present disclosure, a position measuring apparatus is disclosed. The position measuring apparatus includes a tag attached to a position measurement object and transmitting a wireless signal; One or more tag nodes for measuring the strength of a radio signal transmitted from the tag and transmitting position measurement information and the position measurement information includes information related to the strength of a radio signal transmitted from the tag; An access point (AP) for receiving the location measurement information transmitted by the tag node; And a server for receiving the position measurement information from the AP and measuring the position of the tag based on the position measurement information.

상기 태그와 상기 태그 노드가 송수신하는 무선 신호는 와이파이(Wi-Fi) 기반의 신호일 수 있다.The wireless signal transmitted and received by the tag and the tag node may be a Wi-Fi based signal.

상기 태그가 송신하는 무선 신호는 비콘(beacon) 신호일 수 있다. 상기 비콘(beacon) 신호는 상기 태그의 식별자(identifier)를 포함할 수 있다.The radio signal transmitted by the tag may be a beacon signal. The beacon signal may include an identifier of the tag.

상기 태그로부터 송신된 무선 신호의 강도와 관련된 정보는, 상기 태그의 식별자 및 상기 신호의 RSSI(received signal strength indicator)를 포함할 수 있다.The information related to the strength of the radio signal transmitted from the tag may include an identifier of the tag and a received signal strength indicator (RSSI) of the signal.

상기 서버는 삼각 측량법, 핑거프린트(fingerprint) 기법 중 하나 이상을 이용하여 상기 태그의 위치를 측정할 수 있다.The server may measure the position of the tag using one or more of triangulation, fingerprint techniques.

본 명세서에서의 다른 개시에 따르면 태그 노드(node)가 개시된다. 상기 태그 노드는 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부와; 상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 위치 측정 대상에 부착된 태그(tag)로부터 무선 신호를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 태그로부터 송신된 무선 신호의 강도를 측정하고, AP(access point)로 위치 측정 정보를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하며, 상기 위치 측정 정보는 상기 태그로부터 송신된 무선 신호의 강도와 관련된 정보를 포함할 수 있다.According to another disclosure herein, a tag node is disclosed. The tag node includes a transceiver for transmitting and receiving a radio signal to and from the outside; And a controller connected to the transceiver. The control unit controls the transceiver to receive a radio signal from a tag attached to a position measurement object, measures the strength of the radio signal transmitted from the tag, and transmits position measurement information to an access point (AP) And the position measurement information may include information related to the strength of the wireless signal transmitted from the tag.

본 발명의 실시예에 따르면, 실시간 위치 추적 시스템에서 종래 기술에 비해 더 정확한 위치 측정을 수행할 수 있다. 또한 더 경제적으로 실시간 위치 추적 시스템를 구축할 수 있다.According to embodiments of the present invention, more accurate position measurements can be performed in the real-time location tracking system than in the prior art. In addition, real-time location tracking systems can be constructed more economically.

도 1a 및 1b는 종래의 실시간 위치 추적 시스템 및 그 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 및 태그 노드의 내부 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 따른 태그 노드 동작의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.1A and 1B are diagrams illustrating a conventional real-time location tracking system and its operation.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a real-time location tracking apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation of a real-time location tracking apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an internal block diagram of a tag and a tag node according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow diagram illustrating one embodiment of a tag node operation in accordance with the present disclosure.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. Further, when a technical term used herein is an erroneous technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art are replaced. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.

또한, 또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Furthermore, suffixes "module" and " part "for components used in the present specification are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다. Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 1b는 종래의 실시간 위치 추적 시스템 및 그 동작을 나타낸 도면이다.1A and 1B are diagrams illustrating a conventional real-time location tracking system and its operation.

도 1a를 참조하면 알 수 있듯이, 실시간 위치 추적 시스템(Real Time Location System, RTLS)은 RTLS 태그(tag), AP(access point) 및 RTLS 서버를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1A, a Real Time Location System (RTLS) may include an RTLS tag, an access point (AP), and an RTLS server.

상기 RTLS 태그(10)는 측위 대상에 부착되며, 주변의 AP들이 송신한 신호를 수신한다. 상기 신호는 비콘(beacon) 또는 SSID(service set identifier)가 포함된 블링크(blink) 신호일 수 있다. 상기 RTLS 태그(10)는 상기 수신한 신호의 세기(예컨대, RSSI(received signal strength indicator))를 계산한다. 그 후 상기 RTLS 태그(10)는 일정한 시간마다 신호를 송신한 AP의 식별자 및 해당 AP로부터 수신한 신호의 세기를 특정 AP로 송신한다.The RTLS tag 10 is attached to a positioning object and receives signals transmitted by surrounding APs. The signal may be a beacon or a blink signal including a service set identifier (SSID). The RTLS tag 10 calculates the strength of the received signal (e.g., received signal strength indicator (RSSI)). Then, the RTLS tag 10 transmits the identifier of the AP that transmitted the signal at a predetermined time and the strength of the signal received from the AP to the specific AP.

상기 AP(20a, 20b, 20c, 20d)는 소정의 시간 간격으로 비콘 또는 SSID 블링크(blink) 신호를 송신한다. 상기 AP(20a, 20b, 20c, 20d)중 하나 이상의 AP는 상기 RTLS 태그(10)로부터 위치 측정과 관련된 정보를 수신한다. 상기 위치 측정과 관련된 정보는, 상기 RTLS 태그(10)가 신호를 수신한 AP의 식별자 및 상기 RTLS 태그(10)가 해당 AP로부터 수신한 신호의 세기를 포함한다. 상기 위치 측정과 관련된 정보를 수신한 AP는 해당 정보를 서버(예컨대, RTLS 서버)로 전송한다.The APs 20a, 20b, 20c, and 20d transmit a beacon or SSID blink signal at predetermined time intervals. One or more APs of the APs 20a, 20b, 20c, 20d receive information related to the location measurement from the RTLS tag 10. The information related to the location measurement includes the identifier of the AP that the RTLS tag 10 has received the signal and the strength of the signal received by the RTLS tag 10 from the AP. The AP receiving the information related to the position measurement transmits the information to the server (e.g., RTLS server).

상기 RTLS 서버(30)는 상기 AP(20a, 20b, 20c, 20d)들과 연동된다. 상기 RTLS 서버(30)는 상기 RTLS 태그(10)의 위치를 계산하는 RTLS 엔진을 포함하며, AP로부터 수신한 위치 측정과 관련된 정보를 기반으로 상기 RTLS 태그(10)의 위치를 계산한다.The RTLS server 30 is interworked with the APs 20a, 20b, 20c, and 20d. The RTLS server 30 includes an RTLS engine 10 for calculating the position of the RTLS tag 10 and calculates the position of the RTLS tag 10 based on information related to position measurement received from the AP.

도 1b는 종래 기술에서의 실시간 위치 추적 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.1B is a flowchart illustrating an example of a real-time location tracking method in the prior art.

AP(20a, 20b, 20c, 20d)들은 SSID 블링크(blink) 신호를 송신한다(S101). 상기 SSID는 무선 랜을 통해 전송되는 패킷들의 각 헤더에 덧붙여지는 32 바이트 길이의 고유 식별자로서, 무선 장치들이 BSS(basic service set)에 접속할 때 마치 암호처럼 사용된다. SSID는 하나의 무선 랜을 다른 무선 랜으로부터 구분해 주므로, 특정 무선 랜에 접속하려는 모든 AP나 무선 장치들은 반드시 동일한 SSID를 사용해야만 한다.The APs 20a, 20b, 20c, and 20d transmit an SSID blink signal (S101). The SSID is a 32-byte unique identifier added to each header of packets transmitted through a wireless LAN, and is used as a password when wireless devices connect to a basic service set (BSS). Since SSID distinguishes one wireless LAN from other wireless LAN, all APs or wireless devices that are connected to a specific wireless LAN must use the same SSID.

상기 RTLS 태그(10)는 주변 AP(20a, 20b, 20c, 20d)들이 송신한 SSID를 검색하면서 각 AP로부터 수신한 신호의 RSSI값을 계산한다(S102).The RTLS tag 10 calculates an RSSI value of a signal received from each AP while searching for the SSID transmitted from the neighbor APs 20a, 20b, 20c, and 20d (S102).

상기 RTLS 태그(10)는 검색한 SSID 및 각 AP로부터 수신한 신호의 RSSI값을 소정의 주기마다 AP로 송신한다. 이를 위하여 상기 RTLS 태그(10)는 특정 AP와 연결을 설정한다(S103, S104).The RTLS tag 10 transmits the searched SSID and the RSSI value of the signal received from each AP to the AP every predetermined period. For this, the RTLS tag 10 establishes a connection with a specific AP (S103, S104).

이후 상기 RTLS 태그(10)는 상기 검색한 SSID 및 각 AP로부터 수신한 신호의 RSSI값을 상기 특정 AP로 전송한다(S105).Then, the RTLS tag 10 transmits the searched SSID and an RSSI value of a signal received from each AP to the specific AP (S105).

상기 특정 AP는 상기 RTLS 태그(10)로부터 수신한 상기 SSID 및 RSSI값들을 RTLS 서버(30)로 전송한다.The specific AP transmits the SSID and RSSI values received from the RTLS tag 10 to the RTLS server 30.

상기 RTLS 서버(30)는 상기 특정 AP로부터 수신한 값들을 이용하여 상기 RTLS 태그(10)의 위치를 계산한다(S106).The RTLS server 30 calculates the position of the RTLS tag 10 using the values received from the specific AP (S106).

이러한 종래 기술은 태그의 전력 소모가 크다는 단점이 있다. 그 이유는 태그가 여러 번의 통신을 수행하고, SSID를 수집하기 위하여 약 1 초 정도 깨어있어야 하기 때문이다. 또한 종래 방법은 위치 측정의 정확도를 높이기 위하여 AP 설치 간격이 50m 미만을 유지해야 하므로, AP의 설치 비용이 크다.This conventional technique has a disadvantage in that the power consumption of the tag is large. The reason for this is that the tag must perform several communications and be awake for about a second to collect the SSID. Also, in the conventional method, since the AP installation interval should be kept less than 50 m in order to increase the accuracy of the position measurement, the installation cost of the AP is large.

따라서, 본 명세서는 종래 기술에 비해 경제적이면서 태그의 전력 소모가 적은 측위 시스템을 제안한다.Therefore, the present specification proposes a positioning system that is economical compared to the prior art and consumes less power of the tag.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치를 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a real-time location tracking apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 알 수 있듯이, 본 명세서에서 개시하는 실시간 위치 추적 장치는 태그(100), 태그 노드(node)(150a, 150b, 150c, 150d), AP(200a, 200b) 및 서버(300)를 포함하여 구성될 수 있다.2, the real-time location apparatus disclosed herein includes a tag 100, a tag node 150a, 150b, 150c, and 150d, APs 200a and 200b, and a server 300, As shown in FIG.

상기 태그(100)는 측위 대상에 부착된다. 종래 기술과는 달리, 상기 태그(100)는 무선 신호를 송신한다. 이때 상기 무선 신호는 Wi-Fi 기반의 신호일 수 있으며, 예를 들어 비콘(beacon) 신호일 수 있다. 또한 상기 무선 신호에는 상기 태그의 식별자(identifier)가 포함될 수 있다.The tag 100 is attached to the positioning object. Unlike the prior art, the tag 100 transmits a radio signal. The wireless signal may be a Wi-Fi based signal, for example a beacon signal. The wireless signal may include an identifier of the tag.

상기 태그(100)는 무선 신호의 송신 동작만을 수행하고 AP와의 어소시에이션(association)동작은 수행하지 않으므로, 종래 기술의 RTLS 태그보다 배터리 사용 시간이 늘어날 수 있다. 또한 종래 기술의 RTLS 태그보다 간단히 구현될 수 있으므로, 제조 비용 절감이 가능하다.Since the tag 100 transmits only a radio signal and does not perform an association operation with the AP, the battery use time may be longer than that of the RTLS tag of the related art. Further, since the RFID tag can be implemented more simply than the RTLS tag of the prior art, it is possible to reduce the manufacturing cost.

상기 태그(100)가 송신한 무선 신호는 하나 이상의 태그 노드(150a, 150b, 150c, 150d)에 의해 수신될 수 있다. 상기 태그 노드는 복수의 장소에 배치될 수 있다.The radio signal transmitted by the tag 100 may be received by one or more tag nodes 150a, 150b, 150c, and 150d. The tag nodes may be located at a plurality of locations.

상기 태그 노드(150a, 150b, 150c, 150d)는 상기 태그(100)로부터 수신한 신호의 강도(예컨대, RSSI(received signal strength indicator))를 측정한다. 그 후 상기 태그 노드(150a, 150b, 150c, 150d)는 위치 측정 정보를 AP로 송신한다. 상기 위치 측정 정보는, 상기 태그로부터 송신된 신호의 강도와 관련된 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 위치 측정 정보는 상기 태그의 식별자 및 상기 무선 신호의 RSSI를 포함할 수 있다.The tag nodes 150a, 150b, 150c and 150d measure the strength of a signal received from the tag 100 (for example, RSSI (received signal strength indicator)). The tag nodes 150a, 150b, 150c, and 150d then transmit location measurement information to the AP. The position measurement information includes information related to the strength of a signal transmitted from the tag. For example, the location information may include an identifier of the tag and an RSSI of the wireless signal.

상기 AP(200a)는 상기 태그 노드(150a, 150b, 150c, 150d)로부터 위치 측정 정보를 수신한다. 상기 위치 측정 정보는, 상기 태그로부터 송신된 신호의 강도와 관련된 정보를 포함한다.The AP 200a receives location measurement information from the tag nodes 150a, 150b, 150c, and 150d. The position measurement information includes information related to the strength of a signal transmitted from the tag.

상기 위치 측정 정보를 수신한 AP는 해당 정보를 서버(예컨대, RTLS 서버)로 전송한다.The AP receiving the location measurement information transmits the information to a server (e.g., an RTLS server).

상기 서버(300)는 상기 AP(200a, 200b)와 연동된다. 상기 서버(300)는 상기 태그(100)의 위치를 계산하는 RTLS 엔진을 포함하며, AP로부터 수신한 위치 측정 정보를 기반으로 상기 태그(100)의 위치를 계산한다. 이때 상기 서버(300)는 삼각측량법 및/또는 핑거프린트(fingerprint) 기법을 사용하여 상기 태그(100)의 위치를 계산할 수 있다.The server 300 is interlocked with the APs 200a and 200b. The server 300 includes an RTLS engine for calculating the position of the tag 100 and calculates the position of the tag 100 based on the position measurement information received from the AP. At this time, the server 300 may calculate the position of the tag 100 using a triangulation method and / or a fingerprint technique.

삼각측량법은 알고 있는 3지점과의 거리를 통해 에러가 최소화되는 위치를 계산하는 기법으로, 각각의 거리는 전파의 도달 시간(TDOA)을 거리로 환산하거나 신호의 세기(RSSI)를 거리로 환산하는 등의 방법을 사용할 수 있다.The triangulation method is a method of calculating the position where the error is minimized through the distance to the known three points. Each distance is calculated by converting the time of arrival (TDOA) of the radio wave into a distance, converting the signal intensity (RSSI) Can be used.

핑거프린트 기법은 특정 위치에서 신호의 특징(신호의 세기 등)을 기록하여 데이터베이스화하고, 임의의 위치에서 얻은 신호의 특징을 데이터베이스에서 찾아 현 위치를 추정하는 기법이다. 핑거프린트 기법은 신호의 특징을 기록하고 위치 지도에 매핑하여 데이터베이스를 구축하는 전처리 과정과, 신호의 특징을 데이터베이스에서 찾는 후처리 과정으로 나누어진다.The fingerprint technique is a technique of recording the characteristics (signal strength, etc.) of a signal at a specific position and making it into a database, and estimating the current position by searching the database for the characteristics of the signal obtained at an arbitrary position. The fingerprint technique is divided into a preprocessing process of recording the characteristics of the signal and mapping it to the map of the location, and a postprocessing process of finding the characteristics of the signal in the database.

본 명세서에서 개시하는 위치 측정 장치는 상기와 같이 다수의 태그 노드를 이용한다. 상기 태그 노드는 종래의 RTLS 태그의 펌웨어(firmware)를 변경하여 구현될 수 있다. 따라서, AP들 다수 배치하는 것에 비해 더 경제적일 수 있다.The position measuring apparatus disclosed in this specification uses a plurality of tag nodes as described above. The tag node may be implemented by changing the firmware of a conventional RTLS tag. Thus, it can be more economical than a large number of APs.

또한 태그 노드를 조밀하게 배치함으로써, 필요한 만큼의 위치 정확도를 얻을 수 있으며, 이에 따라 AP의 설치 간격을 더 늘릴 수 있다.In addition, by densely arranging the tag nodes, it is possible to obtain the position accuracy as much as necessary, thereby further increasing the installation interval of the AP.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of a real-time location tracking apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

태그(100)는 무선 신호를 송신한다(S301). 이때 상기 무선 신호는 Wi-Fi 기반의 신호일 수 있으며, 예를 들어 비콘(beacon) 신호일 수 있다. 또한 상기 무선 신호에는 상기 태그의 식별자(identifier)가 포함될 수 있다.The tag 100 transmits a radio signal (S301). The wireless signal may be a Wi-Fi based signal, for example a beacon signal. The wireless signal may include an identifier of the tag.

상기 태그(100)가 송신한 무선 신호는 하나 이상의 태그 노드(150)에 의해 수신될 수 있다. 상기 태그 노드는 복수의 장소에 배치될 수 있다.The radio signal transmitted by the tag 100 may be received by one or more tag nodes 150. The tag nodes may be located at a plurality of locations.

상기 태그 노드(150)는 상기 태그(100)로부터 수신한 신호의 강도(예컨대, RSSI(received signal strength indicator))를 측정한다. 그 후 상기 태그 노드(150)는 위치 측정 정보를 AP로 송신한다(S302). 상기 위치 측정 정보는, 상기 태그로부터 송신된 신호의 강도와 관련된 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 위치 측정 정보는 상기 태그의 식별자 및 상기 무선 신호의 RSSI를 포함할 수 있다.The tag node 150 measures the strength of a signal received from the tag 100 (for example, RSSI (received signal strength indicator)). The tag node 150 then transmits location measurement information to the AP (S302). The position measurement information includes information related to the strength of a signal transmitted from the tag. For example, the location information may include an identifier of the tag and an RSSI of the wireless signal.

상기 AP(200)는 상기 태그 노드(150)로부터 위치 측정 정보를 수신한다. 상기 위치 측정 정보는, 상기 태그로부터 송신된 신호의 강도와 관련된 정보를 포함한다.The AP 200 receives location measurement information from the tag node 150. The position measurement information includes information related to the strength of a signal transmitted from the tag.

상기 위치 측정 정보를 수신한 AP는 해당 정보를 서버(예컨대, RTLS 서버)로 전송한다(S303).The AP receiving the location measurement information transmits the information to the server (e.g., RTLS server) (S303).

상기 서버(300)는 상기 AP(200)와 연동된다. 상기 서버(300)는 상기 태그(100)의 위치를 계산하는 RTLS 엔진을 포함하며, AP로부터 수신한 위치 측정 정보를 기반으로 상기 태그(100)의 위치를 계산한다(S304). 이때 상기 서버(300)는 삼각측량법 및/또는 핑거프린트(fingerprint) 기법을 사용하여 상기 태그(100)의 위치를 계산할 수 있다.The server 300 is interlocked with the AP 200. The server 300 includes an RTLS engine for calculating the position of the tag 100, and calculates the position of the tag 100 based on the position measurement information received from the AP (S304). At this time, the server 300 may calculate the position of the tag 100 using a triangulation method and / or a fingerprint technique.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 및 태그 노드의 내부 블록도이다.4 is an internal block diagram of a tag and a tag node according to an embodiment of the present invention.

태그(100)는 안테나(101), 송신부(102), 제어부(103) 및 전원부(104)를 포함할 수 있다. 상기 태그(100)는 디스플레이부(display unit), 사용자 인터페이스부(user interface unit)등을 더 포함할 수도 있다. The tag 100 may include an antenna 101, a transmission unit 102, a control unit 103, and a power supply unit 104. The tag 100 may further include a display unit, a user interface unit, and the like.

제어부(103)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 제어부(103)에 의해 구현될 수 있다.The control unit 103 implements the proposed functions, procedures and / or methods. The layers of the air interface protocol may be implemented by the control unit 103. [

송신부(102)는 제어부(103)와 연결되어, 무선 신호를 송신한다. 특히 상기 송신부(102)는 Wi-Fi 기반의 무선 신호를 송신할 수 있다.The transmitting unit 102 is connected to the control unit 103 and transmits a radio signal. In particular, the transmitter 102 can transmit a Wi-Fi based wireless signal.

추가적으로, 디스플레이부는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다.In addition, the display unit displays various information of the terminal, and can use well known elements such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), and the like. The user interface unit may be a combination of a well-known user interface such as a keypad or a touch screen.

태그 노드(150)는 안테나(151), 송수신부(152), 제어부(153) 및 전원부(154)를 포함할 수 있다.The tag node 150 may include an antenna 151, a transceiver 152, a controller 153, and a power supply 154.

제어부(153)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 제어부(153)에 의해 구현될 수 있다. The control unit 153 implements the proposed functions, procedures and / or methods. The layers of the air interface protocol may be implemented by the control unit 153.

송수신부(152)는 제어부(153)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. The transceiver unit 152 is connected to the controller 153 and transmits and / or receives a radio signal.

제어부(103, 153)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 송신부(102) 또는 송수신부(152)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(103, 153)에 의해 실행될 수 있다. The control units 103 and 153 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and / or a data processing device. The transmission unit 102 or the transmission / reception unit 152 may include a baseband circuit for processing a radio signal. When the embodiment is implemented in software, the above-described techniques may be implemented with modules (processes, functions, and so on) that perform the functions described above. The module is stored in the memory and can be executed by the control units 103 and 153. [

메모리는 제어부(103, 153) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(103, 153)와 연결될 수 있다.The memory may be internal or external to the controllers 103 and 153 and may be coupled to the controllers 103 and 153 by various well known means.

도 5는 본 명세서에 따른 태그 노드 동작의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.5 is a flow diagram illustrating one embodiment of a tag node operation in accordance with the present disclosure.

태그 노드는 일정 시간 동안 태그가 송신한 무선 신호 및 무선 신호의 세기를 수집한다(S501). 그 후 기 설정된 시간이 경과하면(S502), 하나 이상의 태그로부터 수집된 상기 무선 신호와 관련된 정보를 AP로 전송한다(S503). 만약 기 설정된 시간이 경과하지 않으면, 계속해서 태그가 송신한 무선 신호 및 무선 신호의 세기를 수집한다(S501)The tag node collects the strengths of the wireless signal and the wireless signal transmitted by the tag for a predetermined time (S501). When a predetermined time has elapsed (S502), information related to the wireless signal collected from one or more tags is transmitted to the AP (S503). If the predetermined time has not elapsed, the intensity of the radio signal and the radio signal transmitted by the tag are collected (S501)

실시간 위치 추적 장치에서 사용되는 태그의 수신(Rx) 기능을 없애고 송신(Tx) 기능만 구현한다면, 태그를 더 간단하고 저전력 소모 형태로 구현하는데 유리하다. 이러한 경우, 다른 장치가 태그로부터 송신되는 신호를 받아야 하는데, 이를 위해 AP를 설치하는 것은 비경제적이다. 따라서, 본 명세서와 같이 태그 노드를 이용하면 효율적인 실시간 위치 추적 장치를 구성할 수 있다.If the reception (Rx) function of the tag used in the real-time location tracking device is eliminated and only the transmission (Tx) function is implemented, it is advantageous to implement the tag in a simpler and lower power consumption form. In this case, another device must receive a signal transmitted from the tag, and it is uneconomical to install the AP for this purpose. Accordingly, an efficient real-time location tracking device can be constructed using the tag node as described herein.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are those in which the elements and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature shall be considered optional unless otherwise expressly stated. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to construct embodiments of the present invention by combining some of the elements and / or features. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments. It is clear that the claims that are not expressly cited in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by an amendment after the application.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the foregoing detailed description should not be construed in a limiting sense in all respects, but should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

100: 태그 101: 안테나
102: 송신부 103: 제어부
104: 전원부 150: 태그 노드100: tag 101: antenna
102: Transmission unit 103:
104: power supply unit 150: tag node

Claims (15)

위치측정 대상에 부착되어 단방향 통신을 근거로 하나 이상의 태그 노드로 무선신호를 전송하는 태그(tag);
상기 태그로부터 전송된 무선신호의 강도를 근거로 위치정보를 생성하는 상기 하나 이상의 태그 노드(node)와,
상기 하나 이상의 태그 노드로부터 상기 위치정보를 수신하는 AP(access point); 및
상기 AP로부터 상기 위치정보를 수신하고,
상기 위치정보에 기반하여 상기 태그의 위치를 측정하는 서버를 포함하되,
상기 무선신호는 상기 태그의 식별자(identifier)를 포함하고,
상기 위치정보는 상기 태그의 식별자(identifier) 및 상기 무선신호의 강도에 대한 측정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치측정장치.
A tag attached to the position measurement object for transmitting a radio signal to one or more tag nodes based on unidirectional communication;
The at least one tag node for generating position information based on the strength of a radio signal transmitted from the tag,
An access point (AP) for receiving the location information from the one or more tag nodes; And
Receiving the location information from the AP,
And a server for measuring a position of the tag based on the position information,
Wherein the wireless signal comprises an identifier of the tag,
Wherein the location information includes an identifier of the tag and measurement information on the strength of the wireless signal.
제1항에 있어서,
상기 무선 신호는 와이파이(Wi-Fi) 기반의 신호인 것을 특징으로 하는 위치측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the wireless signal is a Wi-Fi based signal.
제1항에 있어서,
상기 무선 신호는 비콘(beacon)신호인 것을 특징으로 하는 위치측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the radio signal is a beacon signal.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 서버는 삼각 측정법, 핑거프린트(fingerprint) 기법 중 하나 이상을 이용하여 상기 태그의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the server measures the position of the tag using at least one of a triangulation method, a fingerprint method, and the like.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 위치정보는 단방향 통신방법을 근거하여 전송되는 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the location information is transmitted based on a unidirectional communication method.
태그 노드에 있어서,
외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되어 위치 측정 대상에 부착된 태그(tag)로부터 단방향 통신방법을 근거하여 전송된 무선신호를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 무선신호의 강도를 근거로 위치정보를 생성하고, 상기 위치정보를 AP(access point)에게 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 무선신호는 상기 태그의 식별자(identifier)를 포함하고,
상기 위치정보는 상기 태그의 식별자(identifier) 및 상기 무선신호의 강도에 대한 측정 정보를 포함하며,
하나 이상으로 구비되어 상기 태그로부터 상기 무선신호를 각각 수신하는 것을 특징으로 하는 태그 노드(node).
In the tag node,
A transmitting and receiving unit for transmitting and receiving a radio signal to and from the outside; And
Receiving unit for receiving a radio signal transmitted from a tag attached to the position measurement object based on a unidirectional communication method, generating position information based on the strength of the radio signal, And a controller for controlling the transceiver to transmit the location information to an access point (AP)
Wherein the wireless signal comprises an identifier of the tag,
Wherein the location information includes an identifier of the tag and measurement information on the strength of the wireless signal,
And at least one of the tags receives the radio signal from the tag.
제9항에 있어서,
상기 무선 신호는 와이 파이(Wi-Fi) 기반의 신호인 것을 특징으로 하는 태그 노드.
10. The method of claim 9,
Wherein the wireless signal is a Wi-Fi based signal.
제9항에 있어서,
상기 무선 신호는 비콘(beacon)신호인 것을 특징으로 하는 태그 노드.
10. The method of claim 9,
Wherein the radio signal is a beacon signal.
삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 위치 정보는 단방향 통신방법을 근거하여 전송되는 것을 특징으로 하는 태그 노드.
10. The method of claim 9,
Wherein the location information is transmitted based on a unidirectional communication method.
삭제delete
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