KR20160123790A - 센서가 구비된 비콘 및 이를 이용한 위치 추적 서비스 제공 시스템 - Google Patents

센서가 구비된 비콘 및 이를 이용한 위치 추적 서비스 제공 시스템 Download PDF

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KR20160123790A
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Abstract

위치 추적 서비스 제공 시스템에 있어서,
자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서, 저전력 블루투스 모듈을 포함하는 비콘, 비콘으로부터 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서가 측정한 센서값들 및 RSSI 신호를 수신한 중계 장치 및 중계 장치로부터 센서값들 및 RSSI 신호를 주기적으로 수신하고, RSSI 신호로부터 중계 장치와 비콘과의 이격 거리를 계산하고, 센서값들로부터 비콘의 이동 방향 및 이동 거리를 계산하여, 이격 거리, 비콘의 이동 방향 및 이동 거리 정보를 외부로 송신하는 위치 추적 서비스 제공 장치를 포함하는 위치 추적 서비스 시스템이 개시되어 있다.

Description

센서가 구비된 비콘 및 이를 이용한 위치 추적 서비스 제공 시스템{Beacon having smart sensor and system for providing service of tracking location using the same}
본 발명은 센서가 구비된 비콘 및 이를 이용한 위치 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모션 센서 및 근거리 통신 모듈이 장착된 비콘과 비콘을 이용하여 비콘이 부착된 대상을 위치 추적하여 이에 대한 서비스를 제공하는 위치 추적 서비스 제공 시스템에 관한 것이다.
최근에는 자전거, 노트북, 태블릿 등 고가의 장비들을 휴대하는 사람들이 많아지고 있다. 그러나 이에 대한 사회적 문제점도 증가하였는데, 자전거 절도 발생 건수가 2011년 1만 969건에서 2012년 1만 5971건으로 45% 증가하였고, 계속 증가하는 추세이며, 분실자들이 신고하지 않은 건수는 더 많을 것으로 추정된다. 자전거 등록제와 함께 수행되어야 할 도난방지를 위한 정책이 마련되지 않은 상태이다.
이는 사회적인 손실로 미국에서 수행한 한 연구결과에 따르면 사람이 하루 중 물건을 찾는데 평균적으로 55분 정도를 사용하는 것으로 나타났다. 이를 1년으로 치면 약 12일을 물건을 찾는데 소비한다는 결과가 나온다.
또한, 치매노인, 아동, 반려동물 등의 보호 및 감시가 필요한 대상에 대한 분실 및 실종사고에 대한 해결책이 필요한 실정이다. 유기견 보호 센터에 하루 평균 애완견 분실신고 수가 12건 이상으로, 1년에 400여건 정도가 신고된다.
또한, 경찰청 자료에 따르면 2013년 실종신고 건수가 3만 8695건으로 상당히 많은 실종 상황이 벌어지고 있으며, 실종, 납치, 감금과 같은 범죄피해 두려움 지수가 해마다 증가하고 있다. 최근에 발생한 수원 살인사건과 같이 112 신고로 대략적인 위치 및 기지국 기반의 GPS로는 위치 추적의 범위가 너무 커 기지국 주변의 주택가를 중심으로 10시간의 수색작업 끝에야 발견된 적이 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대상에 대한 보호와 안전 감시 또는 분실 사고에 대응하기 위하여 위치기반서비스의 필요성이 있다. 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 모션 센서, 예를 들어, 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 구비한 비콘을 대상에 부착하여, 이들의 위치를 추적하여 이탈 시 이탈 알림과 이탈 예상 경로를 예상하여 제공하는 위치 추적 서비스 제공 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라, 위치 추적 서비스 제공 시스템은 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서, 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy) 모듈을 포함하는 비콘; 상기 비콘으로부터 상기 자이로 센서, 상기 가속도 센서 및 상기 지자기 센서가 측정한 센서값들 및 RSSI 신호를 수신한 중계 장치; 및 상기 중계 장치로부터 상기 센서값들 및 상기 RSSI 신호를 주기적으로 수신하는 수신부, 상기 RSSI 신호로부터 상기 중계 장치와 상기 비콘과의 이격 거리를 계산하고, 상기 센서값들로부터 상기 비콘의 이동 방향 및 이동 거리를 계산하는 제어부 및 상기 이격 거리, 상기 비콘의 이동 방향 및 이동 거리 정보를 외부로 송신하는 송신부를 포함하는 위치 추적 서비스 제공 장치;를 포함한다.
상기 수신부가 상기 중계 장치로부터 상기 RSSI 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 제어부가 상기 비콘의 이탈 알림 신호를 생성하고, 소정의 시간동안 수신했던 센서값들, RSSI 신호 및 상기 소정의 시간 중 적어도 하나를 기초로 상기 비콘의 예상 이동 위치 또는 이동 경로를 결정하고, 상기 송신부가 상기 비콘의 이탈 알림 신호 및 상기 결정된 예상 이동 위치 또는 이동 경로에 관한 정보를 외부로 송신할 수도 있다.
상기 수신부가 소정의 시간 동안 상기 중계 장치로부터 상기 RSSI 신호는 수신하나 상기 센서값들을 수신하지 못하는 경우, 상기 제어부가 긴급 알림 정보를 생성하고, 상기 송신부가 상기 생성된 긴급 알림 정보를 외부로 송신할 수도 있다.
본 발명에 의한 경우, 물건의 도난 또는 분실, 혹은 어린이와 같은 보호 대상의 보호 위치 이탈 시, 이에 대한 알람으로 예방을 할 수 있으며, 또한 이동 예상 위치 또는 이동 경로 제공으로 분실하더라도 빠른 시간 내에 회복할 수 있는 효과가 있다.
또한, 노인 환자의 이동이 없는 경우, 이를 긴급 사항으로 보호자나 관계 기관에 빠르게 연락함으로써 환자의 생명을 보전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 복수의 중계 장치가 근거리 통신 기기를 인식함으로써 정확한 위치를 파악하여 사회 안전망 역할을 하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 시스템에 관한 블록다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘에 관한 블록다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 3은 BLE의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 시스템에 관한 블록 다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 위치 추적 서비스 제공 시스템(100)은 비콘(110), 중계 장치(120), 위치 추적 서비스 제공 장치(130) 및 단말(140)을 포함하고, 위치 추적 서비스 제공 장치(130)는 수신부(132), 제어부(134), 저장부(136) 및 송신부(138)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘에 관한 블록 다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 비콘(110)은 배터리(111), 제어부(112), 저장부(113), 출력부(114), 블루투스 모듈(115) 및 모션 센서인 자이로 센서(116), 가속도 센서(117) 및 지자기 센서(118)를 포함한다.
중계 장치(120)는 비콘(110)으로부터 블루투스 모듈(115)을 통하여 자이로 센서(116), 가속도 센서(117) 및 지자기 센서(118)가 측정한 센서값들 및 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 신호를 수신한다. 위치 추적 서비스 제공 장치의 수신부(132)는 중계 장치(120)로부터 이들 센서값들 및 RSSI 신호를 주기적으로 수신한다.
비콘(110)은 근거리 무선통신 소형 장치로 근거리 이내의 장치들과 교신이 가능하다. 자이로 센서(116)는 물체의 회전관성을 감지하는 센서로 각속도를 검출하는 각속도 센서이다. 자이로 센서(116)는 한 축을 기준으로 단위 시간에 물체가 회전한 각도의 값을 수치로 알려주는 센서이다. 자이로 센서(116)는 자이로스코프라고도 불리운다. 자이로 센서(116)를 이용하면 비콘이 좌우로 움직이는지 상하로 움직이는지를 알 수가 있다. 가속도 센서(117)는 이동하는 물체의 가속도를 측정하는 센서이다. 가속도 센서(117)를 이용하면 비콘의 이동 거리를 계산할 수가 있다. 지자기 센서(118)는 지구에서 발생하는 자기장의 흐름을 파악하여 나침반처럼 방위를 탐지할 수 있는 센서이다. 지자기 센서(118)를 이용하면 비콘의 이동 방향을 알 수가 있다. 본 발명에 있어서, 3축 자이로 센서, 3축 가속도 센서 및 3축 지자기 센서를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 비콘(110)은 블루투스 모듈(115)을 통하여 중계 장치(120)와 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy)를 이용하여 통신하는 것이 바람직하다. 저전력 블루투스는 초저전력 근거리 무선 개인통신망 기술로, 초저전력 및 초소형 모듈화로 제작되며, 블루투스 4.0을 지원하면서 부각된 통신 기술이다. 저전력 블루투스의 특징으로는 낮은 가격으로 생산이 가능하고, 저전력으로 동작하며, 디바이스 연결 절차가 간소화되었으며, 패킷 사이즈 및 채널 수가 감소하였다.
도 3은 BLE의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, LL(Link Layer) 계층은 두 장치 간의 무선 링크를 설정하고 컨트롤하는데 사용되고, HCI(Hardware Controller Interface) 계층은 는 컨트롤러와 호스트간 통신을 위하여 사용되고, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation layer Protocol) 계층은 상위 레벨로 데이터 서비스를 제공하고, 컨트롤러로 보낼 패킷을 쪼개주거나 받은 패킷을 재조합하는 역할을 수행하고, SM(Security Manager) 계층은 암호화한 사용자 인증을 위하여 사용되는 계층이고, ATT(Attribute Protocol) 계층은 각각의 속성을 가지며, ATT에 부여된 속성은 특성과 서비스를 결정하며, GATT(Generic Attribute Protocol) 계층은 ATT(Attribute Protocol)를 사용하여 서비스 프레임워크, 서비스 포맷 및 검색, 특성 값 파악, 읽기, 쓰기, 알림, 지시 특성의 설정을 정의하는 기능을 수행하고, GAP(Generic Access Profile) 계층은 장치 간의 페어링과 링크를 위하여 사용된다.
저전력 블루투스는 2.4GHZ ISM, 40개의 채널을 사용하며, 이 중 일부 채널을 이용하여 데이터를 주고 받는다.
본 발명에 있어서, 통신 기술이 저전력 블루투스에 제한되는 것은 아니고, 단거리 전용 통신방식(DSRC), 초음파, 적외선, 기존의 블루투스, CDMA, LTE, WiFi, LiFi 등도 이용될 수 있다.
중계 장치(120)는 비콘(110)을 스캔하여 비콘(110)으로부터 신호를 수신하고, 수신한 신호를 위치 추적 서비스 제공 장치(130)에 송신하는 중계 역할을 하는 장치이다. 중계 장치(120)는 소정의 장소에 고정된 고정 장치일 수도 있고, 스마트폰, 즉, 아래 기술할 위치 추적 서비스 어플리케이션이 구동되는 단말(140)일 수도 있다.
중계 장치(120)는 비콘(110)으로부터 비콘의 고유 식별자를 더 수신할 수도 있다. 비콘(110)으로부터 수신한 자이로 센서(116)의 센서값(또는 측정값), 가속도 센서(117)의 센서값, 지자기 센서(118)의 센서값, RSSI 신호, 고유 식별자 정보를 중계 장치(120)와 유선 또는 무선으로 통신 가능한 위치 추적 서비스 제공 장치(130)로 송신한다.
위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 중계 장치(120)로부터 수신한 RSSI 신호로부터 중계 장치(120)와 비콘(110)과의 이격 거리를 계산한다. RSSI 신호에 따른 비콘의 위치는 미리 결정되어 위치 추적 서비스 제공 장치의 저장부(136)에 저장되어 있다. 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 RSSI 신호를 분석하여, 신호 강도에 대응되는 거리를 결정한다.
그 후, 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 자이로 센서(116)의 센서값(또는 측정값), 가속도 센서(117)의 센서값, 지자기 센서(118)의 센서값에 기초하여 비콘(110)의 이동 방향 및 이동 거리를 계산한다. 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 자이로 센서(116) 값으로부터 비콘(110)의 상하좌우 이동을 파악할 수 있고, 가속도 센서(117)로부터 시간에 따른 비콘(110)의 이동 거리를 파악할 수가 있고, 지자기 센서(118)로부터 비콘(110)의 방위각을 파악할 수가 있다. 이동 거리는 가속도 센서(117)의 센서값 및 RSSI를 이용하여 더 정확하게 계산될 수도 있다. 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 이전에 수신한 모션 센서들의 센서값들을 비교하여 비콘(110)의 이동 거리 및 이동 방향을 파악하여 비콘(110)의 상대적인 위치를 예상할 수가 있다. 비콘(110)의 정확한 위치가 파악된 이후에는 비콘(110)이 이동하더라도 위치 추적 서비스 제공 장치는 정확한 위치를 파악할 수가 있다. 비콘(110)의 정확한 위치는 복수의 중계 장치(120)가 비콘(110)을 스캔하는 경우, 삼각 측량 또는 사각 측량 등의 알고리즘을 이용하여 파악될 수도 있다. 또한, 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 걸음 검출 기법, 보폭 추정 기법, 진행 방향 추정 기법을 이용한 보행 항법 알고리즘 또는 DR 보정 기법, 정사영 매칭과 원호 매칭 기법을 이용한 맵매칭 알고리즘을 이용하여 비콘(110)의 위치 추적을 수행할 수도 있다.
위치 추적 서비스 제공 장치의 송신부(138)는 계산된 비콘과의 이격 거리, 비콘의 이동 방향 및 이동 거리를 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말(140)로 송신한다. 단말은 스마트폰 또는 퍼스널 컴퓨터일 수 있다. 스마트폰이 이용되는 경우, 스마트폰이 중계 장치의 역할도 같이 수행할 수도 있다.
위치 추적 서비스 제공 장치의 수신부(132)가 중계 장치(120)로부터 RSSI 신호를 수신하지 못하는 경우, 비콘(110)의 이탈 알림 신호를 생성한다. 위치 추적 서비스 제공 장치(130)가 중계 장치(120)로부터 RSSI 신호를 수신하지 못한 경우에는 비콘(110)이 중계 장치(120)의 스캔 영역을 벗어나, 중계 장치(120)가 비콘(110)으로부터 신호를 수신하지 못한 경우이다.
위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 이전까지 수신했던 모션 센서들의 센서값들, RSSI 신호 중 적어도 하나와 수신 시간들의 간격과 관련된 시간 정보를 이동하여 비콘(110)의 예상 이동 위치 또는 이동 경로를 결정한다. 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 이전의 모션 센서 센서값들 및/또는 RSSI 신호들을 이용하여 비콘의 이동 방향 및 이동 거리, 즉, 이동 루트를 알 수가 있다. 이동 루트를 시간에 대입하면 예상 이동 루트가 계산된다. 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 RSSI가 마지막으로 수신된 위치로부터 시간 당 예상 이동 루트를 계산한다.
위치 추적 서비스 제공 장치의 송신부(138)는 생성된 비콘의 이탈 알림 신호 및 결정된 예상 이동 위치 또는 이동 경로에 관한 정보를 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말(140)로 송신한다. 이로서, 사용자는 비콘이 장착된 대상(예를 들어, 지갑, 자전거, 어린이, 반려 동물 등등)을 분실, 도난 당한 경우, 이를 빠른 시간 내에 인식할 수 있으며, 나아가 예상 이동 위치 또는 경로를 제공받아 이들을 찾을 수가 있다.
위치 추적 서비스 제공 장치의 수신부(132)가 소정의 시간 동안 중계 장치(120)로부터 RSSI 신호는 수신하지만 모션 센서들의 센서값들을 수신하지 못하는 경우, 긴급 알림 정보를 생성한다. RSSI 신호는 수신하지만 모션 센서, 특히, 가속도 센서(117)의 센서값을 수신하지 못하는 경우는, 비콘(110)의 이동이 없는 경우이다. 본 실시예는 독거노인, 치매환자나 병자 등 의식을 읽을 가능성이 있는 사람에게 적용된다. RSSI 신호는 수신하지만 모션 센서, 특히, 가속도 센서(117)의 센서값을 수신하지 못하는 경우는 해당 사람들이 의식을 잃었을 가능성이 높으므로, 위치 추적 서비스 제공 장치의 제어부(134)는 이를 비상 상황으로 인식하여 긴급 알림 정보를 생성한다.
위치 추적 서비스 제공 장치의 송신부(138)는 생성된 긴급 알림 정보를 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말(340)로 송신한다. 또는, 위치 추적 서비스 제공 장치의 송신부(138)는 미리 결정된 보호자 전화 또는 사회 단체 또는 병원에 긴급 알림 정보를 송신할 수도 있다.
이탈 신호가 등록된 비콘(110)을 중계 장치(120)가 스캔한 경우, 중계 장치(120)는 이를 위치 추적 서비스 제공 장치(130)에 알려, 위치 추적 서비스 제공 장치(130)는 비콘(110)의 위치를 파악하여 분실 사고에 대한 대응을 할 수가 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 비콘(110)을 감시모드로 설정한 경우, 수신한 센서 값으로부터 움직임을 인지한 경우, 위치 추적 서비스 제공 장치(130)는 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말(140)로 긴급 알림 정보를 송신할 수도 있다. 이 경우에는, 비콘(110)의 움직임이 감지된 경우, 비콘(110) 자체에서도 출력부(114)를 통하여 음성 또는 빛이 출력될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 단계 410에서, 위치 추적 서비스 제공 장치는 비콘으로부터 비콘에 장착된 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서가 측정한 센서값들 및 RSSI 신호를 수신한 중계 장치로부터 센서값들 및 상기 RSSI 신호를 주기적으로 수신한다.
본 발명에 따른 스마트 센서인 비콘은 근거리 무선통신 소형 장치로 근거리 이내의 장치들과 교신이 가능하다. 본 발명에 있어서, 비콘은 모션 센서인 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서를 구비한다. 자이로 센서는 물체의 회전관성을 감지하는 센서로 각속도를 검출하는 각속도 센서이다. 자이로 센서는 한 축을 기준으로 단위 시간에 물체가 회전한 각도의 값을 수치로 알려주는 센서이다. 자이로 센서는 자이로스코프라고도 불리운다. 자이로 센서를 이용하면 비콘이 좌우로 움직이는지 상하로 움직이는지를 알 수가 있다. 가속도 센서는 이동하는 물체의 가속도를 측정하는 센서이다. 가속도 센서를 이용하면 비콘의 이동 거리를 계산할 수가 있다. 지자기 센서는 지구에서 발생하는 자기장의 흐름을 파악하여 나침반처럼 방위를 탐지할 수 있는 센서이다. 지자기 센서를 이용하면 비콘의 이동 방향을 알 수가 있다. 본 발명에 있어서, 3축 자이로 센서, 3축 가속도 센서 및 3축 지자기 센서를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 비콘은 중계 장치와 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy)를 이용하여 통신하는 것이 바람직하다. 저전력 블루투스는 초저전력 근거리 무선 개인통신망 기술로, 초저전력 및 초소형 모듈화로 제작되며, 블루투스 4.0을 지원하면서 부각된 통신 기술이다. 저전력 블루투스의 특징으로는 낮은 가격으로 생산이 가능하고, 저전력으로 동작하며, 디바이스 연결 절차가 간소화되었으며, 패킷 사이즈 및 채널 수가 감소하였다. 저전력 블루투스는 2.4GHZ ISM, 40개의 채널을 사용하며, 이 중 일부 채널을 이용하여 데이터를 주고 받는다.
본 발명에 있어서, 통신 기술이 저전력 블루투스에 제한되는 것은 아니고, 단거리 전용 통신방식(DSRC), 초음파, 적외선, 기존의 블루투스, CDMA, LTE, WiFi, LiFi 등도 이용될 수 있다.
중계 장치는 비콘을 스캔하여 비콘으로부터 신호를 수신하고, 수신한 신호를 위치 추적 서비스 제공 장치에 송신하는 중계 역할을 하는 장치이다. 중계 장치는 소정의 장소에 고정된 고정 장치일 수도 있고, 스마트폰과 같은 이동 장치일 수도 있다.
중계 장치는 비콘으로부터 비콘의 고유 식별자를 더 수신할 수도 있다. 비콘으로부터 수신한 자이로 센서의 센서값(또는 측정값), 가속도 센서의 센서값, 지자기 센서의 센서값, RSSI 신호, 고유 식별자 정보를 중계 장치와 통신하는 위치 추적 서비스 제공 장치로 송신한다.
단계 420에서, 위치 추적 서비스 제공 장치는 중계 장치로부터 수신한 RSSI 신호로부터 중계 장치와 비콘과의 이격 거리를 계산한다. RSSI 신호에 따라 비콘의 위치가 미리 결정되어 위치 추적 서비스 제공 장치에 저장되어 있다. 위치 추적 서비스 제공 장치는 RSSI 신호를 분석하여, 신호 강도에 대응되는 거리를 결정한다.
단계 430에서, 위치 추적 서비스 제공 장치는 자이로 센서의 센서값(또는 측정값), 가속도 센서의 센서값, 지자기 센서의 센서값에 기초하여 비콘의 이동 방향 및 이동 거리를 계산한다. 위치 추적 서비스 제공 장치는 자이로 센서 값으로부터 비콘의 상하좌우 이동을 파악할 수 있고, 가속도 센서로부터 시간에 따른 비콘의 이동 거리를 파악할 수가 있고, 지자기 센서로부터 비콘의 방위각을 파악할 수가 있다. 이동 거리는 가속도 센서의 센서값 및 RSSI를 이용하여 더 정확하게 계산될 수도 있다. 위치 추적 서비스 제공 장치는 이전에 수신한 모션 센서들의 센서값들을 비교하여 비콘의 이동 거리 및 이동 방향을 파악하여 비콘의 상대적인 위치를 예상할 수가 있다. 비콘의 정확한 위치가 파악된 이후에는 비콘이 이동하더라도 위치 추적 서비스 제공 장치는 정확한 위치를 파악할 수가 있다. 비콘의 정확한 위치는 복수의 중계 장치가 비콘을 스캔하는 경우, 삼각 측량 또는 사각 측량 등의 알고리즘을 이용하여 파악될 수도 있다. 또한, 위치 추적 서비스 제공 장치는 걸음 검출 기법, 보폭 추정 기법, 진행 방향 추정 기법을 이용한 보행 항법 알고리즘 또는 DR 보정 기법, 정사영 매칭과 원호 매칭 기법을 이용한 맵매칭 알고리즘을 이용하여 비콘의 위치 추적을 수행할 수도 있다.
단계 440에서, 위치 추적 서비스 제공 장치는 계산된 비콘과의 이격 거리, 비콘의 이동 방향 및 이동 거리를 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말로 송신한다. 단말은 스마트폰 또는 퍼스널 컴퓨터일 수 있다. 스마트폰이 이용되는 경우, 스마트폰이 중계 장치의 역할도 같이 수행할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 단계들이 수행된 후에 수행되는 단계를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서, 위치 추적 서비스 제공 장치가 중계 장치로부터 RSSI 신호를 수신하지 못하는 경우, 비콘의 이탈 알림 신호를 생성한다. 위치 추적 서비스 제공 장치가 중계 장치로부터 RSSI 신호를 수신하지 못한 경우에는 비콘이 중계 장치의 스캔 영역을 벗어나, 중계 장치가 비콘으로부터 신호를 수신하지 못한 경우이다.
단계 520에서, 위치 추적 서비스 제공 장치는 이전까지 수신했던 모션 센서들의 센서값들, RSSI 신호 중 적어도 하나와 수신 시간들의 간격과 관련된 시간 정보를 이동하여 비콘의 예상 이동 위치 또는 이동 경로를 결정한다. 위치 추적 서비스 제공 장치는 이전의 모션 센서 센서값들 및/또는 RSSI 신호을 이용하여 비콘의 이동 방향 및 이동 거리, 즉, 이동 루트를 알 수가 있다. 이동 루트를 시간에 대입하면 예상 이동 루트가 계산된다. 위치 추적 서비스 제공 장치는 RSSI가 마지막으로 수신된 위치로부터 시간 당 예상 이동 루트를 계산한다.
단계 530에서, 위치 추적 서비스 제공 장치는 생성된 비콘의 이탈 알림 신호 및 결정된 예상 이동 위치 또는 이동 경로에 관한 정보를 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말로 송신한다. 이로서, 사용자는 비콘이 장착된 대상(예를 들어, 지갑, 자전거, 어린이, 반려 동물 등등)을 분실, 도난 당한 경우, 이를 빠른 시간 내에 인식할 수 있으며, 나아가 예상 이동 위치 또는 경로를 제공받아 이들을 찾을 수가 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 추적 서비스 제공 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 단계들이 수행된 후에 수행되는 단계를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 단계 610에서, 위치 추적 서비스 제공 장치가 소정의 시간 동안 중계 장치로부터 RSSI 신호는 수신하지만 모션 센서들의 센서값들을 수신하지 못하는 경우, 긴급 알림 정보를 생성한다. RSSI 신호는 수신하지만 모션 센서, 특히, 가속도 센서의 센서값을 수신하지 못하는 경우는, 비콘의 이동이 없는 경우이다. 본 실시예는 독거노인, 치매환자나 병자 등 의식을 읽을 가능성이 있는 사람에게 적용된다. RSSI 신호는 수신하지만 모션 센서, 특히, 가속도 센서의 센서값을 수신하지 못하는 경우는 해당 사람들이 의식을 잃었을 가능성이 높으므로, 위치 추적 서비스 제공 장치는 이를 비상 상황으로 인식하여 긴급 알림 정보를 생성한다.
단계 620에서, 위치 추적 서비스 제공 장치는 생성된 긴급 알림 정보를 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말로 송신한다. 또는, 미리 결정된 보호자 전화 또는 사회 단체 또는 병원에 긴급 알림 정보를 송신할 수도 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 이탈 신호가 등록된 비콘을 중계 장치가 스캔한 경우, 중계장치는 이를 위치 추적 서비스 제공 장치에 알려, 위치 추적 서비스 제공 장치는 비콘의 위치를 파악하여 분실 사고를 처리할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 비콘을 감시모드로 설정한 경우, 수신한 센서 값으로부터 움직임을 인지한 경우, 위치 추적 서비스 제공 장치는 위치 추적 서비스 어플리케이션이 설치된 단말로 긴급 알림 정보를 송신할 수도 있다. 이 경우에는, 비콘의 움직임이 감지된 경우, 비콘 자체에서도 음성 또는 빛이 출력될 수도 있다.
이상 설명한 바와 같은 위치 추적 서비스 제공 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 디스크 관리 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 비콘
111: 배터리 112: 제어부
113: 저장부 114: 출력부
115: 블루투스 모듈 116: 자이로 센서
117: 가속도 센서 118: 지자기 센서
120: 중계 장치
130: 위치 추적 서비스 제공 장치
132: 수신부 134: 제어부
136: 저장부 138: 송신부
140: 단말

Claims (3)

  1. 위치 추적 서비스 제공 시스템에 있어서,
    자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서, 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy) 모듈을 포함하는 비콘;
    상기 비콘으로부터 상기 자이로 센서, 상기 가속도 센서 및 상기 지자기 센서가 측정한 센서값들 및 RSSI 신호를 수신한 중계 장치; 및
    상기 중계 장치로부터 상기 센서값들 및 상기 RSSI 신호를 주기적으로 수신하는 수신부, 상기 RSSI 신호로부터 상기 중계 장치와 상기 비콘과의 이격 거리를 계산하고, 상기 센서값들로부터 상기 비콘의 이동 방향 및 이동 거리를 계산하는 제어부 및 상기 이격 거리, 상기 비콘의 이동 방향 및 이동 거리 정보를 외부로 송신하는 송신부를 포함하는 위치 추적 서비스 제공 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 서비스 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신부가 상기 중계 장치로부터 상기 RSSI 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 제어부가 상기 비콘의 이탈 알림 신호를 생성하고, 소정의 시간동안 수신했던 센서값들, RSSI 신호 및 상기 소정의 시간 중 적어도 하나를 기초로 상기 비콘의 예상 이동 위치 또는 이동 경로를 결정하고,
    상기 송신부가 상기 비콘의 이탈 알림 신호 및 상기 결정된 예상 이동 위치 또는 이동 경로에 관한 정보를 외부로 송신하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 서비스 제공 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신부가 소정의 시간 동안 상기 중계 장치로부터 상기 RSSI 신호는 수신하나 상기 센서값들을 수신하지 못하는 경우, 상기 제어부가 긴급 알림 정보를 생성하고,
    상기 송신부가 상기 생성된 긴급 알림 정보를 외부로 송신하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 서비스 제공 시스템.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108632753A (zh) * 2018-05-22 2018-10-09 同济大学 一种基于rssi和地磁融合的室内定位方法
CN110033589A (zh) * 2019-05-20 2019-07-19 北京航空航天大学 一种针对敬老院老人的室内位置监控及报警***
WO2020096079A1 (ko) * 2018-11-07 2020-05-14 (주)에프에스알엔티 치매환자 실시간 모니터링 시스템
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US11425572B2 (en) 2018-08-03 2022-08-23 Samsung Electronics Co., Ltd Electronic device and method for controlling same

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