KR101550302B1 - 비콘신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치 및 방법 - Google Patents

비콘신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비콘신호와 스마트폰을 이용한 위치 추적 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고유한 ID를 가진 비콘 발생기를 움직이는 물체에게 부착하고, 해당 물체 주변의 비콘을 인식할 수 있는 복수 개의 스마트 단말기들이 제공하는 위치 정보를 이용하여, 추적자가 해당 물체의 위치를 정확하게 찾아낼 수 있도록 하는 비콘신호와 스마트폰을 이용한 위치 추적 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

비콘신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치 및 방법{Location Tracking apparatus and method using Beacons and Smart terminal}
본 발명은 비콘신호와 스마트폰을 이용한 위치 추적 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고유한 ID를 가진 비콘 발생기를 움직이는 물체에게 부착하고, 해당 물체 주변의 비콘을 인식할 수 있는 복수 개의 스마트 단말기들이 제공하는 위치 정보를 이용하여, 추적자가 해당 물체의 위치를 정확하게 찾아낼 수 있도록 하는 비콘신호와 스마트폰을 이용한 위치 추적 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 각종 통신기술의 발달로인하여 근거리통신도 함께 발달하고 있는데, 기존 근거리 통신의 한예인 블루투스의 경우 종래에는 블루투스 통신을 사용하기 앞서 장치 간에 페어링(pairing) 이라는 장치를 등록하는 단계가 필요하며, 소량이지만 전력소모가 지속적으로 발생하기에 배터리를 가진 장치에서 장시간 사용하기에는 어려움이 있었다.
그러나, 최근 블루투스 장치 예를 들면 블루투스 4.0 스마트, 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 지원하는 장치들은 페어링 단계없이 장치 간에 정보를 전송할 수 있으며, 데이터를 전송하는 주기도 기존 블루투스 장치에 비해 길기에 전력 소모가 무척 작고, 이에 동전 크기의 배터리만으로도 1년 이상 동작시킬 수 있게 되었다. 또한 장치를 만드는 단가도 저렴하기에 위치 정보를 알려주는 비콘(beacon)으로 사용할 수 있게 되었다.
이러한, 블루투스 비콘의 사용예로는 상점같은 곳에 고정식으로 블루투스 비콘을 설치하고, 페어링 단계없이 사용할 수 있는 블루투스를 지원하는 스마트폰을 가진 사용자가 접근하면, 주변 비콘에서 내려주는 정보로 광고 또는 위치 안내 등의 정보를 스마트폰에 기설치된 앱을 통해 제공받게 된다.
한편 다른 사용예로 아주 작은 크기의 블루투스 비콘을 고정된 지점에 부착시키는 것이 아니라, 움직이는 아이에게 부착하게 하여 미아 방지 시스템으로 사용하기도 하는데, 이는 페어링이 요구되지 않는 부모의 블루투스 스마트 단말기(스마트 폰 등)가 아이에게 부착된 블루투스 비콘의 RSSI (Received Signal Strength Indication) 수치를 측정해서 대략적인 거리를 추정하고, 아이가 부모로부터 멀리 떨어질 경우 알려주도록 하고 있다. 하지만 블루투스 비콘이 실제 70M 이상 떨어질 경우 부모의 스마트 단말기는 아이의 비콘 신호를 감지할 수 없는 상태가 된다. 이로 인해 미아 방지의 역할은 할 수 있었지만 미아 추적의 목적으로는 사용될 수 없었다.
이에 따라 비콘신호를 이용하여 이동체를 추적하는 방법에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있고, 그예로서 공개특허 1020020076254호 및 공개특허 1020050011868호 등이 있으나, 이러한 선행기술들은 고정 비콘인 기지국을 사용하는 것으로, 블루투스 비콘을 휴대용으로 사용하지 않고, 정확한 위치확인도 어려운 문제점이 있었다.
그리고, 공개특허 10-2011-0071408호는 비콘 기반의 관심 이동체 위치추적 방법은 휴대용 단말기를 통해 비콘 신호를 발생시키고, 휴대용 단말기의 카메라 등으로 주변을 촬영해서 전송하는 것으로, 피추적자가 휴대용 단말기를 보유하지 않은 경우에는 위치를 파악할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 종래 GPS 기능을 이용한 미아 추적 장치가 사용되기도 하지만, 상기한 GPS기능을 이용하는 경우 GPS단말기의 전원이 꺼지거나, 실내라서 GPS 신호를 받을 수 없는 경우라면 추적은 불가능하고, 또 이러한 GPS 장치는 배터리를 매우 많이 소모하는 장치이기에 장시간 사용하기에 어려움이 있었고, 통상 이러한 GPS기능을 갖는 단말기는 스마트폰 등이므로 비용이 많이 들고 아이 혹은 반려동물 등이 이용하기에는 부피가 크고 무거운 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 추적 대상에게 비콘 발생기를 부착하고, 해당 비콘 발생기의 위치추적시 해당 비콘 발생기의 신호를 수신한 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 이용하여 추적대상 비콘 발생기의 위치정보를 추적자가 정확하고 용이하게 확인하고, 해당 추적 대상 비콘 발생기로 용이하고 정확하게 접근할 수 있도록 하는 데 있다.
또한, 상기 추적 대상 비콘 발생기의 신호 RSSI 수치 및 해당 추적 대상 비콘 발생기의 신호를 수신한 스마트 단말기들의 위치정보로부터 해당 추적 대상 비콘 발생기의 위치를 정확하게 연산할 수 있도록 하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 고유 식별데이터를 가지는 비콘 발생기; 임의의 비콘 발생기의 고유 식별데이터가 기록되고 기록된 해당 고유 식별데이터의 비콘 발생기(이하 추적대상 비콘 발생기라 함) 추적을 위한 추적요청신호를 송신하고, 추적대상 비콘 발생기의 추적된 위치를 출력하는 추적자 스마트 단말기; 수신된 추적대상의 식별데이터를 포함한 추적요청신호에 따라 해당 추적대상 비콘 발생기의 신호 감지시 그에 해당하는 신호를 전송하는 다수의 임의의 스마트 단말기, 상기 추적자 스마트 단말기로부터의 추적요청신호를 다른 임의의 스마트 단말기들로 송신하고, 수신된 추적 대상 비콘 발생기의 발견 신호에 따라 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 확인하고, 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 추적자 스마트 단말기로 전송하거나, 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 이용하여 추적대상 비콘 발생기의 위치를 연산하여 그에 대한 신호를 추적자 스마트 단말기로 전송하는 서버;를 포함하여 구성되는 비콘 신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치에 있다.
그리고 본 발명의 다른 특징은 추적자 스마트 단말기에 추적대상 비콘 발생기의 고유 식별데이터를 기록하는 과정; 추적자 스마트 단말기에서 추적대상 비콘 발생기의 신호가 감지되는지 여부를 판단하여 감지되지 않는 경우 서버로 추적대상 비콘 발생기의 추적요청신호를 송신하는 과정; 서버는 추적요청신호에 따라 해당 추적대상 비콘 발생기의 고유 식별데이터를 포함한 추적요청신호를 임의의 스마트 단말기들로 송신하는 과정; 추적대상 고유 식별데이터를 포함한 추적요청신호를 송신한 임의의 스마트 단말기에서 추적대상 비콘 발생기의 신호가 감지되는 경우 해당 추적대상 비콘 발생기의 발견 신호를 서버로 전송하는 과정; 서버는 수신된 발견 신호를 전송한 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 확인하고, 확인된 위치정보를 추적자 스마트 단말기로 전송하여 추적자 스마트 단말기에서 해당 위치를 연산하도록 하거나, 서버가 추적대상 비콘 발생기의 위치를 연산하여 스마트 단말기로 전송하는 과정;을 포함하여 구성되는 비콘 신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 방법에 있다.
상기에서 발견된 추적대상 비콘 발생기의 위치정보는 추적자 스마트 단말기에서 지도상 혹은 문자로 표시되고, 추적자 스마트 단말기는 현재 추적자 스마트 단말기의 위치정보를 이용하여 추적대상 비콘 발생기까지의 경로정보를 네비게이션프로그램을 통해서 출력하거나, 단순히 추적대상 비콘 발생기의 위치에 이르는 방향 혹은 거리만을 문자 혹은 지도상에 표시해줄 수도 있다.
또한, 추적자 스마트 단말기가 추적대상 비콘 발생기의 위치로 이동하는 중에 직접 추적대상 비콘 발생기의 신호를 수신하면, 이를 추적자 스마트 단말기의 표시수단으로 표시해주고 해당 추적대상 비콘 발생기 신호의 방향을 표시해준다.
상기에서 비콘신호는 페어링이 필요하지 않은 블루투스 비콘을 사용하며, 외에도 다른 근거리 통신방식을 사용할 수도 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면 하나의 비콘 신호가 하나의 스마트 단말기에서만 인식되는 것이 아니라, 여러 대의 스마트 단말기에서 인식되게 하고, 각 스마트 단말기의 위치 정보 및 RSSI 수치를 서버를 통해 공유함으로, 추적대상 비콘 발생기의 위치를 정확하고 용이하게 발견할 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 미아 혹은 반려동물 찾기에 이용될 수 있어서, 기존의 아이 혹은 반려동물이 멀리 떨어지지 않도록 하는 것에서 벗어사 어디에 있던지 쉽게 찾을 수 있게 되어 미아방지 혹은 반려동물 분실 방지효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기한 비콘 발생기 예를들면 블루투스 비콘 발생기는 작고 가볍기에 아이나 반려동물이 계속해서 착용한 상태로 다닐 수 있고, 가격도 저렴하고 작은 동전만한 배터리 하나로 1년 이상 제품을 사용할 수 있기에 유지비용이 거의 들지 않아 사용이 편리한 효과가 있다.
이러한 본 발명의 위치추적 장치 및 방법은 치매 노인 찾기, 도난 자동차 찾기, 귀중품 찾기, 성범죄자의 위치 추적 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 단말기상 비콘 단말기 등록과정을 나타내는 도면
도 2는 추적자의 스마트 단말기가 추적 대상이 되는 물체의 비콘 발생기의 RSSI를 감지하지 못하여 서버로 추적요청신호를 전송하는 도면
도 3은 서버가 등록된 임의의 스마트 단말기들에게 추적 대상 비콘 발생기를 찾도록 요청하는 도면
도 4는 추적 물체의 비콘 발생기 RSSI를 감지한 임의의 스마트 단말기들이 서버에 정보를 전송하고 추적자 스마트 단말기가 해당 정보를 받는 도면
이하 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치 및 방법을 나타낸다.
본 발명의 비콘신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치는 크게, 비콘 발생기(23), 추적자 스마트 단말기(21), 추적 대상 비콘 발생기(23)의 발견을 위한 임의의 스마트 단말기(32), 상기 스마트 단말기(21)와 임의의 스마트 단말기(32)의 송수신을 담당하는 서버(24)를 포함하여 구성된다.
상기 비콘 발생기(23)는 고유 식별데이터를 가지며 페어링이 요구되지 않는 블루투스 비콘신호(예를 들면 블루투스 스마트 4.0 등)를 이용하고, 아동, 반려동물, 치매노인 등 추적대상자가 보유하게 된다.
이러한 비콘 발생기(23)는 소형이므로 옷이나 가방 혹은 신체에 직접 부착할 수 있는 형태로 구성되는데, 그 예로는 팔찌나 목걸이형태로 형성될 수도 있고, 핀이 부착된 형태일수도 있다.
상기 추적자 스마트 단말기(21)는 추적대상자가 보유한 비콘 발생기(이하 추적대상 비콘 발생기)의 고유 식별데이터가 기록되고 기록된 해당 고유 식별데이터의 비콘 발생기(이하 추적대상 비콘 발생기라 함) 추적을 위한 추적요청신호를 송신하고, 추적대상 비콘 발생기의 추적된 위치를 출력하게 되는데, 이러한 추적대상 비콘 발생기의 등록과 추적요청신호 및 추적된 위치 출력 등은 어플리케이션 프로그램의 설치와 실행을 통해서 구현된다.
그리고, 임의의 스마트 단말기(32)는 비콘신호를 수신할 수 있는 스마트 단말기로서 본 발명의 실시예에서는 페어링이 요구되지 않는 블루투스 비콘신호를 수신할 수 있는 스마트 단말기이다.
이러한 임의의 스마트 단말기는 수신된 추적대상의 식별데이터를 포함한 추적요청신호에 따라 해당 추적대상 비콘 발생기의 신호 감지시 그에 해당하는 신호를 서버로 전송한다.
상기 서버(24)는 추적자 스마트 단말기로부터의 추적요청신호를 다른 임의의 스마트 단말기들로 송신하고, 수신된 추적 대상 비콘 발생기의 발견 신호에 따라 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 확인하고, 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 추적자 스마트 단말기로 전송하거나, 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 이용하여 추적대상 비콘 발생기의 위치를 연산하여 그에 대한 신호를 추적자 스마트 단말기로 전송한다.
상기한 바와 같은 장치를 이용한 비콘신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 방법을 하기에서 살펴본다.
우선, 추적자 스마트 단말기에 추적대상 비콘 발생기의 고유 식별데이터를 기록한다. 이 과정에서 비콘 발생기를 스마트 단말기와 가까운 곳에 두어 다른 비콘 대비 RSSI 수치가 높게 나오게 위치시키면, 스마트 단말기에 설치된 어플리케이션 프로그램은 도 1에 나타내는 바와 같이 RSSI가 가장 강한 비콘 발생기의 고유 식별데이터(ID)를 최상위에 두어 쉽게 해당 비콘 발생기를 스마트 단말기에 등록할 수 있도록 한다.
그리고 스마트 단말기는 설치된 앱을 통해서 추적대상 비콘 발생기의 신호가 감지되지 않는 경우 즉 도 2에 나타내는 바와 같이 추적대상 비콘 발생기가 통신범위를 벗어난 위치로 이동된 경우 추적자 스마트 단말기(21)는 어플리케이션프로그램을 통하여 추적대상 비콘 발생기(23)의 위치추적여부를 표시수단으로 표시하여, 추적자가 추적을 희망하는 신호를 입력하는 경우 해당 어플리케이션 프로그램은 서버로 추적대상 비콘 발생기의 추적요청신호를 송신한다.
이 후, 서버는 수신된 추적요청신호에 따라 해당 추적대상 비콘 발생기의 고유 식별데이터를 포함한 추적요청신호를 도 3에 나타내는 바와 같이 임의의 스마트 단말기들(32)로 송신하는데, 이 과정에서 서버는 데이터베이스에 등록된 임의의 스마트 단말기 번호를 이용하여 추적요청신호를 전송한다.
그리고, 상기 추적대상 고유 식별데이터를 포함한 추적요청신호를 송신한 임의의 스마트 단말기에서 도 4에 나타내는 바와 같이 추적대상 비콘 발생기의 신호가 감지되는 경우 해당 추적대상 비콘 발생기의 발견 신호(해당 스마트 단말기의 위치 정보 및 수신된 추적대상 비콘 발생기의 신호 RSSI 수치 포함)를 서버로 전송하는데, 이러한 추정요청신호 수신과 발견 및 발견신호 송신 과정에서도 어플리케이션 프로그램이 사용된다.
이에 따라 서버는 수신된 발견 신호 즉, 임의의 스마트 단말기들의 위치 정보 및 각 임의의 스마트 단말기들로부터 전송된 추적대상 비콘 발생기 신호의 RSSI 수치)를 추적자 스마트 단말기로 전송하여 추적자 스마트 단말기에서 해당 위치를 연산하도록 하거나, 서버가 추적대상 비콘 발생기의 위치를 연산하여 스마트 단말기로 전송한다.
이때, 위치확인 방법으로는 삼각측량 등의 방법이 이용될 수 있다.
발견된 추적대상 비콘 발생기의 위치정보는 어플리케이션 프로그램을 통하여 추적자 스마트 단말기에서 지도상에 표시되거나 문자로 그 위치가 표시되는데 그 예로는 도 4의 '별모양'으로 나타내는 바와 같이 지도상에 표시되거나 문자로 '++동, ++번지' 등과 같이 표시된다.
이후, 추적자 스마트 단말기는 현재 추적자 스마트 단말기의 위치정보를 이용하여 추적대상 비콘 발생기까지의 경로정보를 네비게이션프로그램을 통해서 출력하거나, 단순히 추적대상 비콘 발생기의 위치에 이르는 방향 혹은 거리만을 문자로 표시한다.
또한, 추적자 스마트 단말기가 추적대상 비콘 발생기의 위치로 이동하는 중에 직접 추적대상 비콘 발생기의 신호를 수신하면, 이를 표시수단으로 표시해주어 추적자가 확인할 수 있도록 하고, 이 과정에서, 해당 추적대상 비콘 발생기 신호의 방향도 함께 표시해준다.
이러한 표시의 방법으로는 화면을 번쩍이거나, 진동이나 알람을 발생시키는 방법이 있다.
한편, 상기에서 비콘신호는 페어링이 필요하지 않은 블루투스 비콘을 사용하며, 이외에도 다른 근거리 통신방식을 사용할 수도 있으며, 블루투스 비콘사용시 수신감도는 도 1에 나타내는 바와 같이 표시되며, 이러한 RSSI를 이용하여 추적대상 비콘 발생기 까지의 거리 및 위치를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
21 : 추적자 스마트단말기 23 : 추적대상 비콘 발생기
24 : 서버 32 : 임의의 스마트 단말기

Claims (5)

  1. 고유 식별데이터를 가지는 비콘 발생기;
    임의의 비콘 발생기의 고유 식별데이터가 기록되고, 기록된 해당 고유 식별데이터의 비콘 발생기(이하 추적대상 비콘 발생기라 함)의 신호가 감지되지 않는 경우 해당 추적대상 비콘 발생기의 위치추적여부를 표시수단으로 표시하여, 추적을 희망하는 신호가 입력되는 경우 서버로 기록된 추적대상 비콘 발생기의 추적요청신호를 송신하고, 추적대상 비콘 발생기의 추적된 위치를 출력하는 추적자 스마트 단말기;
    수신된 추적대상 비콘 발생기의 고유 식별데이터를 포함한 추적요청신호에 따라 해당 추적대상 비콘 발생기의 신호 감지시, 그에 해당하는 발견신호를 전송하는 다수의 임의의 스마트 단말기;
    상기 추적자 스마트 단말기로부터의 추적요청신호를 다른 임의의 스마트 단말기들로 송신하고, 수신된 추적 대상 비콘 발생기의 발견 신호에 따라 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 확인하고, 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 추적자 스마트 단말기로 전송하거나, 해당 임의의 스마트 단말기들의 위치정보를 이용하여 추적대상 비콘 발생기의 위치를 연산하여 그에 대한 신호를 추적자 스마트 단말기로 전송하는 서버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비콘 신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치.
  2. 추적자 스마트 단말기에 추적대상 비콘 발생기의 고유 식별데이터를 기록하는 과정;
    추적자 스마트 단말기에서 추적대상 비콘 발생기의 신호가 감지되는지 여부를 판단하여 감지되지 않는 경우 서버로 추적대상 비콘 발생기의 추적요청신호를 송신하는 과정;
    서버는 추적요청신호에 따라 해당 추적대상 비콘 발생기의 고유 식별데이터를 포함한 추적요청신호를 임의의 스마트 단말기들로 송신하는 과정;
    추적대상 고유 식별데이터를 포함한 추적요청신호를 송신한 임의의 스마트 단말기에서 추적대상 비콘 발생기의 신호가 감지되는 경우 해당 임의의 스마트 단말기 위치정보를 포함한 추적대상 비콘 발생기의 발견 신호를 서버로 전송하는 과정;
    서버는 수신된 임의의 스마트 단말기들의 발견신호를 추적자 스마트 단말기로 전송하여 추적자 스마트 단말기에서 해당 위치를 연산하도록 하거나, 서버가 추적대상 비콘 발생기의 위치를 연산하여 스마트 단말기로 전송하는 과정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비콘 신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 발견된 추적대상 비콘 발생기의 위치정보는 추적자 스마트 단말기에서 지도상 혹은 문자로 표시되는 것을 특징으로 하는 비콘 신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 추적자 스마트 단말기는 현재 추적자 스마트 단말기의 위치정보 및 발견된 추적대상 비콘 발생기의 위치정보를 이용하여 추적대상 비콘 발생기까지의 경로정보를 네비게이션프로그램을 통해서 출력하거나, 추적대상 비콘 발생기의 위치에 이르는 방향과 거리를 문자로 표시해주는 것을 특징으로 하는 비콘 신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 추적자 스마트 단말기가 추적대상 비콘 발생기의 위치로 이동하는 중에 직접 추적대상 비콘 발생기의 신호를 수신하면, 이를 표시수단으로 표시해주는 것을 특징으로 하는 비콘 신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 방법.











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