KR20120012943A - Ｇｐｓ 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법 - Google Patents

Ｇｐｓ 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

RFID 태그에서 GPS 신호를 수신하여 리더기로 전송해서 리더기가 태그의 위치를 계산하여 실시간 위치 추적 서비스를 제공하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 개시한다.
일 실시예로서, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법은, 위치 계산을 위치 프로세서에서 담당하여 태그는 전력을 최소한으로 소비하면서 위치 프로세서가 태그의 위치를 계산하고, 태그는 활성화 상태에서 GPS 신호를 수신하여 전송 메시지 프레임을 구성해서 리더기로 전송하고 리더기에서 전송 메시지 프레임에 포함된 정보에 기반하여 태그의 위치를 계산하고, 리더기가 태그로부터 위치 계산에 필요한 정보를 수신하고 수신된 정보에 기반하여 태그의 위치를 계산하고, 리더기가 태그의 주변 환경에 대한 정보를 수집해서 활용하고, 태그는 리더기로 암호화된 데이터를 전송하여 태그와 리더기 사이에 보안이 강화된 데이터 전송 채널을 구성하고, 위치 프로세서가 태그의 위치를 계산하는 작업을 담당하여 단시간 내에 태그의 위치를 계산하여 위치 정보 서비스를 제공하고, 위치 프로세서가 태그의 위치를 계산하는 동작에 대해 정확도를 높이고, 리더기가 구비하는 고속의 연산 성능을 태그의 위치 계산에 할당하여 이용한다.

Description

ＧＰＳ 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법{REAL TIME LOCATION SYSTEM AND METHOD USING RFID TAGS WHICH RELAY GPS SIGNAL}
본 발명의 실시예들은 GPS 신호 중계 태그에서 GPS 신호를 수신하여 GPS 정보 및 태그 정보를 리더기로 전송하여 리더기에서 태그의 위치 계산을 한 후 이동통신망이나 인터넷망을 통해 위치서버에 태그 좌표와 태그 정보를 제공하거나, 리더기에서 계산을 하지 않고 위치 프로세서가 리더기로부터 이동통신망이나 인터넷망을 통해 위치 계산에 필요한 정보를 전달받아 태그의 위치 계산을 한 후 위치서버에 태그 좌표와 태그 정보를 제공하여 위치서버를 통해 사용자 단말에 실시간 위치 추적 서비스를 제공하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법에 관한 것이다.
본래 군사용으로 개발된 위성항법 시스템(Global Positioning System, GPS)은 오늘날 실생활 속 다양한 분야에 이용되고 있다. 특히 최근엔 스마트폰과 같은 이동통신 단말기와 융합하여 사용자가 있는 위치 정보 및 주변 정보를 엮어 새로운 부가가치를 창출하는 위치 기반 서비스로도 활용되고 있다. 위치 기반 서비스는 구조 요청, 범죄 신고에의 대응, 인접 지역 정보 제공의 지리 정보 시스템, 교통 정보, 차량 항법 및 물류 관계 등 다양한 분야에서 사용된다.
이동통신 단말기에 탑재된 GPS 수신기를 이용하여 위치기반 서비스를 제공하는 방법의 대표적인 위치 측위 방법은 자율GPS(Autonomous GPS) 방식과 A-GPS(Network-Assisted GPS) 방식이다. 자율GPS 방식은 위치 측위 서버 등의 도움을 전혀 받지 않고 단말 자체에 내장된 GPS 수신 안테나 및 측위 알고리즘을 이용해 단말 자체적으로 단말기의 위치를 측위하는 방식이다. 자율GPS가 단말기에 내장된 GPS 수신기가 위성과 직접 교신하는 반면, A-GPS는 이동통신 단말기에 이용되는 이동통신망이나 무선인터넷(WiFi)의 도움을 받는다는 점이 기본적 차이점이다. A-GPS는 지역별로 교신할 수 있는 가장 가까운 거리의 GPS 위성에 대한 정보를 담고 있는 도움서버(Assistance server)를 운용, 위성 정보를 항상 기록하고 있다. GPS 단말이 위성 신호를 찾는데 어려움을 겪는 경우 이동통신망이나 무선인터넷망을 통해 위성 정보를 제공받기도 하며, 도움서버는 사용자 위치 계산과 보정을 대신 담당하기도 한다.
하지만 자율GPS 방식으로 수신된 GPS 신호를 이용하여 독자적으로 위치를 계산하기 위해서는 별도의 CPU 기능을 갖추고 있어야 할 뿐만 아니라 휴대폰에서 배터리 등의 전력 사용 문제가 해결되어야 한다. 그리고 A-GPS 방식의 경우 이동통신망이나 무선인터넷망을 통해 정보를 전달받아야 하므로 2세대, 3세대 등 이동통신 모듈이나 WiFi 모듈 등 별도 통신 모듈이 필요하여 단말 가격을 높이는 요인이 된다. 이 때문에 A-GPS는 스마트폰을 중심으로 보급되고 있는 형편이다. 이동통신 단말기를 이용한 위치기반 서비스는 이동통신 단말기를 사용하는 유저에게 자신의 위치 정보를 제공해 주거나, 다른 이동통신 단말기 유저에게 자신의 위치 정보를 제공하는 서비스(예로 안심귀가 서비스)가 주를 이루고 있다.
이처럼 종래의 이동통신 단말기와 이동통신망을 이용한 위치추적 시스템은 서비스 영역이 제한적이고 고가의 단말기를 가지고 있는 사용자에게만 국한되어 있으며, 고가의 단말기를 필요로 하고 많은 전력을 소비한다.
본 발명의 일실시예는 GPS 신호 중계 태그와 이동통신망 및 인터넷망을 이용하여 GPS 신호 중계를 통해 저전력으로 태그의 위치를 파악하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 태그가 활성화되어 GPS 신호를 수신하면 아이디 정보와 수신된 GPS 신호를 포함한 전송 메시지 프레임을 구성하여 리더기로 출력해서 리더기를 통해 태그의 출력신호를 수신하고 수신된 태그의 출력신호에 기반하여 태그의 위치를 계산하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 리더기가 태그의 출력신호와 GPS 신호를 수신하고 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 사용하여 태그의 위치를 계산하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 태그가 주변 환경의 상태를 감지하고 감지된 정보를 전송 메시지 프레임에 포함시켜 전송하고 리더기가 태그의 전송 메시지 프레임을 수신하여 감지된 정보를 처리하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 태그가 전송 메시지 프레임을 암호화하여 전송하고, 리더기가 암호화된 전송 메시지 프레임을 수신하여 복호화해서 전송 메시지 프레임에 담긴 정보를 추출하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 태그가 특정 조건에 따라 활성화되기 위한 조건을 설정하고 활성화될 경우 전송 메시지 프레임을 전송하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 리더기를 이동통신 기지국(또는 중계기)이나 유무선공유기(AP)에 설치하여 이동통신망이나 인터넷망과 연동하여 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 리더기가 태그의 전송 메시지 프레임에 저장된 시각 정보와 항법 데이터에 대한 정보를 이동통신망이나 인터넷망을 이용하여 위치 프로세서로 전송 후 위치 프로세서에서 태그의 위치를 계산하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 위치 프로세서가 태그의 동일한 아이디 정보에 대해 적어도 셋 이상의 인공위성으로부터 수신된 시각 정보와 항법 데이터에 기반하여 태그의 위치를 계산하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 리더기가 태그의 전송 메시지 프레임에 포함되어 저장된 시각 정보와 항법 데이터에 대한 정보를 추출하여 추출된 정보에 기반하여 태그의 위치를 계산하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 위치 서버에서 이동통신망이나 인터넷망을 통해 사용자 단말에 태그의 위치 관련 서비스를 제공하는 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공한다.
상기의 일실시예를 이루기 위한, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치는 오브젝트와 연관되어 위치하고, 인공위성으로부터의 GPS 신호 수신에 연동하여, 상기 수신된 GPS 신호를, 리더기를 포함하는 기지국(또는 중계기)이나 유무선공유기로 송출하여, 상기 리더기에서 상기 오브젝트에 대한 위치좌표가 계산되도록 하는 태그를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 태그는 상기 GPS 신호와 함께, 사전에 고유하게 부여된 아이디 정보를 상기 리더기로 송출함으로써, 상기 리더기에서 상기 아이디 정보에 의해 식별되는 상기 오브젝트와, 상기 GPS 신호에 기초하여 산출되는 위치좌표나 위치 계산에 필요한 정보가 매칭되도록 한다.
일측에 의하면, 상기 태그는 상기 태그 주변의 습도, 조도 또는 온도 중 어느 하나의 측정값이 선정된 기준값을 만족하는 경우, 활성화 모드로 전환하는 센서부를 더 포함하고, 상기 태그는 상기 활성화 모드로의 전환에 따라, 상기 GPS 신호를 상기 리더기로 송출한다.
상기의 일실시예를 이루기 위한, 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치는 태그로부터 전송 메시지 프레임을 수신하는 리더기; 및 상기 전송 메시지 프레임으로부터 추출된 아이디 정보에 의해 상기 태그가 위치하는 오브젝트를 식별하고, 상기 전송 메시지 프레임으로부터 추출된 GPS 신호를 이용하여 계산된 위치좌표를, 상기 오브젝트와 매칭하는 GPS 수신부를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 GPS 수신부는 상기 GPS 신호 내, 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 적용하여 상기 위치좌표를 계산한다.
일측에 의하면, 상기 GPS 수신부는 상기 GPS 신호에서, 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 확인하고, 상기 확인된 시각 정보와 항법 데이터를 이동통신망이나 인터넷 망을 통해 위치 프로세서로 제공하며, 상기 위치 프로세서에서 상기 시각 정보와 상기 항법 데이터를 적용하여 위치좌표를 계산한다.
일측에 의하면, 상기 GPS 수신부는 상기 전송 메시지 프레임으로부터, 상기 태그 주변 환경과 관련하여 감지된 상태 정보를 추출하고, 상기 상태 정보를 처리하여 상기 태그에 대한 상태를 안내한다.
일측에 의하면, 상기 전송 메시지 프레임이 암호화되어 수신하는 경우, 상기 암호화된 전송 메시지 프레임을 복호화하는 복호화 모듈을 더 포함한다.
일측에 의하면, 상기 리더기는 상기 오브젝트와 연관되어 위치되는 n개(상기 n은 자연수)의 태그 각각으로부터 n개의 전송 메시지 프레임을 수신한다.
일측에 의하면, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치는 상기 위치좌표와, 상기 위치좌표에 매칭되는 오브젝트를 대응하여 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 GPS 수신부는 오브젝트에 대한 조회 요청에 응답하여, 상기 데이터베이스에서 상기 조회 요청된 오브젝트에 대응하여 위치좌표를 제공한다.
또한, 상기 일실시예를 달성하기 위한 기술적 방법으로서, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법은, 오브젝트와 연관되어 위치하는 태그에서, 인공위성으로부터의 GPS 신호를 수신하는 단계; 및 상기 태그에서, 상기 수신된 GPS 신호를, 리더기를 포함하는 기지국(또는 중계기)이나 유무선공유기로 송출하여, 상기 리더기에서 상기 오브젝트에 대한 위치좌표가 계산되도록 하는 단계를 포함한다.
일측에 의하면, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법은 상기 태그에서, 상기 GPS 신호와 함께, 상기 오브젝트의 식별과 연관된 아이디 정보를 상기 리더기로 송출하는 단계를 더 포함한다.
일측에 의하면, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법은 상기 태그 주변의 습도, 조도 또는 온도 중 어느 하나의 측정값이 선정된 기준값을 만족하는 경우, 활성화 모드로 전환하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신된 GPS 신호를, 리더기를 포함하는 기지국(또는 중계기)이나 유무선공유기로 송출하는 단계는 상기 활성화 모드로의 전환에 따라, 상기 GPS 신호를 상기 리더기로 송출하는 단계를 포함한다.
상기 일실시예를 달성하기 위한 기술적 방법으로서, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법은, 태그로부터 전송 메시지 프레임을 수신하는 단계; 상기 전송 메시지 프레임으로부터 아이디 정보를 추출하고, 상기 추출된 아이디 정보에 의해 상기 태그가 위치하는 오브젝트를 식별하는 단계; 상기 전송 메시지 프레임으로부터 GPS 정보를 추출하고, 상기 추출된 GPS 신호를 이용하여 위치좌표를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 위치좌표와 상기 식별된 오브젝트와 매칭하는 단계를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 위치좌표를 획득하는 단계는 상기 GPS 신호 내, 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 적용하여 위치좌표를 계산하는 단계를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 위치좌표를 획득하는 단계는 상기 GPS 신호에서 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 확인하여 이동통신망이나 인터넷 망을 통해 위치 프로세서로 제공하는 단계; 및 상기 위치 프로세서에서 상기 시각 정보와 상기 항법 데이터가 적용되어 위치좌표를 계산하는 단계를 포함한다.
일측에 의하면, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법은 상기 전송 메시지 프레임으로부터, 상기 태그 주변 환경과 관련하여 감지된 상태 정보를 추출하는 단계; 및 상기 상태 정보를 처리하여 상기 태그에 대한 상태를 안내하는 단계를 더 포함한다.
일측에 의하면, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법은 상기 전송 메시지 프레임이 암호화되어 수신하는 경우, 상기 암호화된 전송 메시지 프레임을 복호화하는 단계를 더 포함한다.
일측에 의하면, 상기 태그로부터 전송 메시지 프레임을 수신하는 단계는 상기 오브젝트와 연관되어 위치되는 n개(상기 n은 자연수)의 태그 각각으로부터 n개의 전송 메시지 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.
일측에 의하면, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법은 상기 위치좌표와, 상기 위치좌표에 매칭되는 오브젝트를 대응하여 데이터베이스에 저장하는 단계; 및 오브젝트에 대한 조회 요청에 응답하여, 상기 데이터베이스에서 상기 조회 요청된 오브젝트에 대응하여 위치좌표를 제공하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, GPS 신호 중계 태그와 이동통신망 및 인터넷망을 이용하여 GPS 신호를 중계해서 위치 프로세서로 전달하여 저전력으로 태그의 위치를 파악함으로써 위치 계산을 위치 프로세서에서 담당하여 태그는 전력을 최소한으로 소비하면서 위치 프로세서가 태그의 위치를 계산한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 태그가 활성화되어 GPS 신호를 수신하면 아이디 정보와 수신된 GPS 신호를 포함한 전송 메시지 프레임을 구성하여 리더기로 출력해서 리더기를 통해 태그의 출력신호를 수신하고 수신된 태그의 출력신호에 기반하여 태그의 위치를 계산함으로써 태그는 활성화 상태에서 GPS 신호를 수신하여 전송 메시지 프레임을 구성해서 리더기로 전송하고 리더기에서 전송 메시지 프레임에 포함된 정보에 기반하여 태그의 위치를 계산한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 리더기가 태그의 출력신호와 GPS 신호를 수신하고 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 사용하여 태그의 위치를 계산함으로써 리더기가 태그로부터 위치 계산에 필요한 정보를 수신하고 수신된 정보에 기반하여 태그의 위치를 계산한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 태그가 주변 환경의 상태를 감지하고 감지된 정보를 전송 메시지 프레임에 포함시켜 전송하고 리더기가 태그의 전송 메시지 프레임을 수신하여 감지된 정보를 처리함으로써 리더기는 태그의 주변 환경에 대한 정보를 수집해서 활용한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 태그가 전송 메시지 프레임을 암호화하여 전송하고, 리더기가 암호화된 전송 메시지 프레임을 수신하여 복호화해서 전송 메시지 프레임에 담긴 정보를 추출함으로써 태그는 리더기로 암호화된 데이터를 전송하여 태그와 리더기 사이에 보안이 강화된 데이터 전송 채널을 구성한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 태그가 특정 조건에 따라 활성화되기 위한 조건을 설정하고 활성화될 경우 전송 메시지 프레임을 전송함으로써 태그는 특정 조건을 만족할 때 전송 메시지 프레임을 구성하여 리더기로 전송해서 전력을 최소한으로 소비하면서 태그에 구비된 용량이 한정된 배터리를 장시간 사용한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 리더기가 태그의 전송 메시지 프레임에 저장된 시각 정보와 항법 데이터에 대한 정보를 이동통신망이나 인터넷망을 통해 위치 프로세서로 전송하여 위치 프로세서에서 태그의 위치를 계산함으로써 위치 프로세서가 태그의 위치를 계산하는 작업을 담당하여 단시간 내에 태그의 위치를 계산하여 위치 정보 서비스를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위치 프로세서가 태그의 동일한 아이디 정보에 대해 적어도 셋 이상의 인공위성으로부터 수신된 시각 정보와 항법 데이터에 기반하여 태그의 위치를 계산함으로써 위치 프로세서가 태그의 위치를 계산하는 동작에 대해 정확도를 높인다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 리더기가 태그의 전송 메시지 프레임에 포함되어 저장된 시각 정보와 항법 데이터에 대한 정보를 추출하여 추출된 정보에 기반하여 태그의 위치를 계산함으로써 리더기가 구비하는 고속의 연산 성능을 태그의 위치 계산에 할당하여 이용한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그의 동작 순서를 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 중계와 환경 감지용 보안 태그의 기능 블록을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 리더기의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 구성을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치는 인공위성(110), GPS 신호 중계 태그(120), 리더기(130), 기지국(140), 유무선 공유기(145), 인터넷 망(150), 위치 프로세서(160), 위치 서버(170), 사용자 단말(180)를 포함한다.
인공위성(110)은 시각 정보와 그 시각의 인공위성 위치 정보를 포함하는 GPS 신호를 주기적으로 전송한다.
GPS 신호 중계 태그(120)는 GPS 신호를 수신하여 수신된 GPS 신호에 포함된 정보에 기반하여 태그의 위치 계산을 기지국(140)이나 유무선 공유기(145)에 설치되어 있는 리더기(130)에 할당한다. GPS 신호 중계 태그(120)는 GPS 신호에 포함된 인공위성(110)의 위치 정보와 같은 항법 데이터를 제외하고 인공위성(110)에서 수신한 시각 정보와 태그의 아이디 정보를 리더기(130)로 전달한다.
리더기(130)는 GPS 신호 중계 태그(120)로부터 수신된 정보에 기반하여 위치 계산까지 수행하는 구성과 위치를 계산하지 않고 GPS 신호 중계 태그(120)로부터 수신된 정보를 위치 프로세서(160)로 전달하는 구성이 가능하다.
일실시예로, 리더기(130)는 GPS 수신 모듈을 통해 수신된 GPS 신호로부터 추출된 항법 데이터와 GPS 신호 중계 태그(120)로부터 수신한 시각 정보와 태그의 아이디 정보를 이용하여 태그의 위치를 계산한다. 리더기(130)에서 계산된 태그의 위치 정보는 이동통신망이나 인터넷 망(150)을 통해 위치 프로세서(160)로 전달된다. 위치 서버(170)는 위치 프로세서(160)에 접속하여 저장 매체에 저장된 태그의 위치 정보를 획득해서 응용분야에 맞게 사용자 단말(180)에게 위치 기반 서비스를 제공한다. 사용자 단말(180)은 핸드폰, PC, TV 등과 같은 유무선 통신 기기들을 포함한다.
다른 실시예로, 리더기(130)는 GPS 신호 중계 태그(120)로부터 시각 정보와 아이디 정보를 수신하여 이동통신망과 인터넷 망(150)을 통해 수신된 정보를 위치 프로세서(160)로 전달한다. 이때, 리더기(130)는 GPS 수신 모듈을 구비하여 항시 GPS 신호로부터 항법 데이터를 추출하여 위치 프로세서(160)로 추출된 항법 데이터를 전달한다. 위치 프로세서(160)는 태그의 시각 정보와 기지국(140)의 항법 데이터에 기반하여 태그의 위도 좌표와 경도 좌표를 연산한다. 위치 서버(170)는 위치 프로세서(160)에 접속하여 저장 매체에 저장된 태그의 위치 정보를 획득해서 응용분야에 맞게 사용자 단말(180)에게 자산 관리, 주차장 관리, 자녀의 안심 귀가, 환자 관리 등의 위치 기반 서비스를 제공한다.
사용자 단말(180)은 이동통신망과 인터넷 망(150)을 통해 GPS 신호 중계 태그(120)의 위치를 모니터링한다. 사용자 단말(180)이 이동통신 단말기의 경우 기지국(140)과의 통신을 통해 GPS 신호 중계 태그(120)의 위치 정보, 부가 데이터 정보를 수신할 수 있다. 무선 데이터 단말기(와이브로/와이파이/블루투스 등)의 경우 무선 데이터 AP를 통해 GPS 신호 중계 태그(120)의 위치 정보, 부가 데이터 정보를 수신한다. 유선 단말기(IPTV 등)의 경우 유선 인터넷망을 통해 GPS 신호 중계 태그(120)의 위치 정보, 부가 데이터 정보를 수신할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 GPS 신호 중계 태그의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그(200)는 GPS 수신 모듈(210), 베이스밴드 모듈(220), GPS 신호 중계 송신 모듈(230)을 포함한다.
GPS 수신 모듈(210)은 인공위성으로부터 수신되는 GPS 신호를 복조하여 획득된 시각 정보를 베이스밴드 모듈(220)로 전달한다.
베이스밴드 모듈(220)은 인공위성으로부터 수신한 인공위성의 시각 정보와 위치 정보, 태그의 아이디 정보를 포함하여 전송 메시지 프레임을 생성한 후 변조 작업을 수행한다.
GPS 신호 중계 송신 모듈(230)은 베이스밴드 모듈(220)에서 생성된 인코딩 신호와 CRC(Cyclic Redundancy Check) 반송파를 반송파 주파수에 실어 안테나를 통해 외부로 전송한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그의 동작 순서를 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그의 동작 방법은 도 2에 도시된 GPS 신호 중계 태그에 의해 구현될 수 있다. 이하, 도 3의 설명에서는 상술한 도 2를 함께 참조하여 도 3을 설명하여 발명의 이해를 도모한다.
단계 310에서 GPS 신호 중계 태그는 대부분의 시간 동안 슬립 모드로 동작하여 최소한으로 전원을 소비한다.
단계 320에서 GPS 신호 중계 태그는 전원이 켜지면 활성화하여 GPS 수신 모듈을 통해 GPS 신호를 수신한다.
단계 330에서 GPS 신호 중계 태그는 베이스밴드 모듈을 구동하여 GPS 수신 모듈로부터 수신된 GPS 신호에 포함된 시각 정보와 인공위성의 위치 정보에 더하여 태그의 아이디 정보가 삽입된 전송 메시지 프레임을 생성한다.
단계 340에서 GPS 신호 중계 태그는 GPS 신호 중계 송신 모듈을 구동하여 생성된 전송 메시지 프레임을 리더기로 전송한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 중계와 환경 감지용 보안 태그의 기능 블록을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 위성 중계와 환경 감지용 보안 태그는 도 2의 GPS 신호 중계 태그와 동일한 구조와 기능을 수행하는 GPS 수신 모듈(410), 베이스밴드 모듈(420), GPS 신호 중계 송신 모듈(430)을 포함하고, 부가 기능을 수행하기 위하여 환경센싱 신호모듈(440), 암호화 모듈(450)을 포함한다.
환경센싱 신호모듈(440)은 주변 환경의 상태를 센서를 이용하여 감지하고 감지 정보를 데이터로 변환하여 베이스밴드 모듈(420)로 송신한다. 그리고 베이스밴드 모듈(420)은 특정조건에 따라 활성화되기 위한 습도, 조도, 온도 중 하나 이상의 센서를 구비하여 활성화될 경우 전송 메시지 프레임을 GPS 신호 중계 송신 모듈(430)로 출력한다. GPS 신호 중계 송신 모듈(430)은 베이스밴드 모듈(420)에서 생성된 인코딩 신호와 CRC(Cyclic Redundancy Check) 반송파를 반송파 주파수에 실어 안테나를 통해 외부로 전송한다.
암호화 모듈(450)은 GPS 신호 중계 송신 모듈(430)에서 데이터를 전송하기 전에 전송할 데이터를 암호화하여 전송데이터의 노출을 방지하기 위한 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호 중계 태그의 구성을 도시한 도면이다. GPS 신호 중계 태그의 구성과 동작에 대해 살펴보면 다음과 같다.
태그(500)는 오브젝트와 연관되어 위치하고 GPS 수신 모듈(510)을 통해 인공위성으로부터 GPS 신호를 수신한다. 태그(500)는 수신된 GPS 신호를 리더기로 송출한다. 리더기는 태그(500)로부터 수신된 GPS 신호에 기반하여 오브젝트에 대한 위치좌표를 계산한다.
태그(500)는 송신 모듈(520)을 통해 수신된 GPS 신호와 사전에 고유하게 부여된 아이디 정보를 리더기로 송출한다. 리더기는 아이디 정보에 의해 식별되는 오브젝트와 GPS 신호에 기반하여 산출되는 위치좌표를 매칭한다.
태그(500)는 센서부(530)를 구동하여 태그 주변의 습도, 조도 또는 온도 중 어느 하나의 측정값이 선정된 기준값을 만족하는 경우 활성화 모드로 전환한다. 태그(500)는 슬립 모드에서 활성화 모드로 전환하면 GPS 신호를 리더기로 송출한다. 리더기는 태그(500)로부터 수신된 GPS 신호에 기반하여 오브젝트에 대한 위치좌표를 계산한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 리더기의 구성을 도시한 도면이다. 리더기(600)의 내부 구성과 각 구성 요소의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다. 리더기(600)는 태그 수신부(610), GPS 수신부(620), 복호화 모듈(630), 데이터베이스 (640)를 포함한다.
태그 수신부(610)는 태그로부터 GPS 신호와 아이디 정보를 포함하는 전송 메시지 프레임을 수신한다. 태그 수신부(610)는 태그로부터 수신된 전송 메시지 프레임을 GPS 수신부(620)로 전달한다.
GPS 수신부(620)는 전송 메시지 프레임으로부터 추출된 아이디 정보에 의해 태그가 위치하는 오브젝트를 식별하고, 전송 메시지 프레임으로부터 추출된 GPS 신호를 이용하여 계산된 위치좌표를 오브젝트와 매칭한다.
GPS 수신부(620)는 전송 메시지 프레임에 포함된 태그가 수신한 GPS 신호에 대해 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 적용하여 위치좌표를 계산한다.
다른 실시예로, GPS 수신부(620)가 직접 태그의 위치좌표를 계산하지 않고 위치 계산 서버에서 태그의 위치좌표를 계산하도록 구성한다. GPS 수신부(620)는 GPS 신호에서 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 확인하고 확인된 시각 정보와 항법 데이터를 위치 계산 서버로 제공한다. 위치 계산 서버는 GPS 수신부(620)로부터 수신된 시각 정보와 항법 데이터에 기반하여 태그의 위치좌표를 계산하고 계산된 위치좌표를 GPS 수신부(620)로 제공한다.
태그는 주변 환경과 관련하여 감지된 상태 정보를 전송 메시지 프레임에 포함시켜 리더기로 전달한다. 리더기의 GPS 수신부(620)는 전송 메시지 프레임으로부터, 태그 주변 환경과 관련하여 감지된 상태 정보를 추출하고, 상태 정보를 처리하여 태그에 대한 상태를 알린다.
리더기는 태그로부터 암호화된 전송 메시지 프레임을 수신하는 경우 복호화 모듈(630)을 통해 암호화된 전송 메시지 프레임을 복호화한다. 리더기는 복호화된 전송 메시지 프레임에 포함된 태그의 GPS 신호에 기반하여 태그의 위치좌표를 계산한다.
태그 수신부(610)는 오브젝트와 연관되어 위치하는 다수의 태그로부터 각각 전송 메시지 프레임을 수신한다. 태그 수신부(610)는 태그로부터 다수의 전송 메시지 프레임을 수신하여 GPS 수신부(620)로 전달한다. GPS 수신부(620)는 다수의 전송 메시지 프레임에 포함된 각각의 태그가 수신한 GPS 신호에 기반하여 태그의 위치를 계산한다.
GPS 수신부(620)는 계산된 태그의 위치좌표와 오브젝트를 대응하여 데이터베이스(640)에 저장한다. GPS 수신부(620)는 오브젝트에 대한 조회 요청에 응답하여 데이터베이스(640)에서 조회 요청된 오브젝트에 대응하여 위치좌표를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 인공위성
120 : GPS 신호 중계 태그
130 : 리더기
140 : 기지국
145 : 유무선공유기
150 : 인터넷 망
160 : 위치 프로세서
170 : 위치 서버
180 : 사용자 단말

Claims (20)

  1. 오브젝트와 연관되어 위치하고, 인공위성으로부터의 GPS 신호 수신에 연동하여, 상기 수신된 GPS 신호를, 기지국(또는 중계기)이나 유무선공유기에 설치되어 있는 리더기로 송출하여, 상기 리더기에서 상기 오브젝트에 대한 위치좌표가 계산되도록 하는 태그
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태그는,
    상기 GPS 신호와 함께, 사전에 고유하게 부여된 아이디 정보를 상기 리더기로 송출함으로써, 상기 리더기에서 상기 아이디 정보에 의해 식별되는 상기 오브젝트와, 상기 GPS 신호에 기초하여 산출되는 위치좌표가 매칭되도록 하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 태그 주변의 습도, 조도 또는 온도 중 어느 하나의 측정값이 선정된 기준값을 만족하는 경우, 활성화 모드로 전환하는 센서부
    를 더 포함하고,
    상기 태그는,
    상기 활성화 모드로의 전환에 따라, 상기 GPS 신호를 상기 리더기로 송출하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  4. 태그로부터 전송 메시지 프레임을 수신하는 리더기; 및
    상기 전송 메시지 프레임으로부터 추출된 아이디 정보에 의해 상기 태그가 위치하는 오브젝트를 식별하고, 상기 전송 메시지 프레임으로부터 추출된 GPS 신호를 이용하여 계산된 위치좌표를, 상기 오브젝트와 매칭하는 GPS 수신부
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 GPS 수신부는,
    상기 GPS 신호 내, 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 적용하여 상기 위치좌표를 계산하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 GPS 수신부는,
    상기 GPS 신호에서, 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 확인하고, 상기 확인된 시각 정보와 항법 데이터를 이동통신망 및 인터넷 망을 통해 위치 프로세서로 제공하며, 상기 위치 프로세서에서 상기 시각 정보와 상기 항법 데이터를 적용하여 위치좌표를 계산하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 GPS 수신부는,
    상기 전송 메시지 프레임으로부터, 상기 태그 주변 환경과 관련하여 감지된 상태 정보를 추출하고, 상기 상태 정보를 처리하여 상기 태그에 대한 상태를 안내하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 리더기는,
    상기 오브젝트와 연관되어 위치되는 n개(상기 n은 자연수)의 태그 각각으로부터 n개의 전송 메시지 프레임을 수신하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 위치좌표와, 상기 위치좌표에 매칭되는 오브젝트를 대응하여 저장하는 데이터베이스
    를 더 포함하고,
    상기 GPS 수신부는,
    오브젝트에 대한 조회 요청에 응답하여, 상기 데이터베이스에서 상기 조회 요청된 오브젝트에 대응하여 위치좌표를 제공하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  10. 오브젝트와 연관되어 위치하는 태그에서, 인공위성으로부터의 GPS 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 태그에서, 상기 수신된 GPS 신호를, 리더기로 송출하여, 상기 리더기에서 상기 오브젝트에 대한 위치좌표가 계산되도록 하는 단계
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 태그에서, 상기 GPS 신호와 함께, 상기 오브젝트의 식별과 연관된 아이디 정보를 상기 리더기로 송출하는 단계
    를 더 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 태그 주변의 습도, 조도 또는 온도 중 어느 하나의 측정값이 선정된 기준값을 만족하는 경우, 활성화 모드로 전환하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 수신된 GPS 신호를, 리더기로 송출하는 단계는,
    상기 활성화 모드로의 전환에 따라, 상기 GPS 신호를 상기 리더기로 송출하는 단계
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  13. 태그로부터 전송 메시지 프레임을 수신하는 단계;
    상기 전송 메시지 프레임으로부터 아이디 정보를 추출하고, 상기 추출된 아이디 정보에 의해 상기 태그가 위치하는 오브젝트를 식별하는 단계;
    상기 전송 메시지 프레임으로부터 GPS 정보를 추출하고, 상기 추출된 GPS 신호를 이용하여 위치좌표를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 위치좌표와 상기 식별된 오브젝트와 매칭하는 단계
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 위치좌표를 획득하는 단계는,
    상기 GPS 신호 내, 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 적용하여 위치좌표를 계산하는 단계
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 위치좌표를 획득하는 단계는,
    상기 GPS 신호에서 상기 태그의 시각 정보와 항법 데이터를 확인하여 위치 프로세서로 제공하는 단계; 및
    상기 위치 프로세서로부터, 상기 시각 정보와 상기 항법 데이터가 적용되어 계산된 위치좌표를 위치 서버가 수신하는 단계
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 전송 메시지 프레임으로부터, 상기 태그 주변 환경과 관련하여 감지된 상태 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 상태 정보를 처리하여 상기 태그에 대한 상태를 안내하는 단계
    를 더 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 태그로부터 전송 메시지 프레임을 수신하는 단계는,
    상기 오브젝트와 연관되어 위치되는 n개(상기 n은 자연수)의 태그 각각으로부터 n개의 전송 메시지 프레임을 수신하는 단계
    를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 위치좌표와, 상기 위치좌표에 매칭되는 오브젝트를 대응하여 위치 서버에 저장하는 단계; 및
    오브젝트에 대한 조회 요청에 응답하여, 상기 위치 서버에서 상기 조회 요청된 오브젝트에 대응하여 위치좌표를 제공하는 단계
    를 더 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    위치 서버에 위치 기반 서비스를 요청하고, 위치 서버로부터 위치 기반 서비스를 제공받는 사용자 단말은 무선 데이터 단말기(핸드폰/와이브로/와이파이/블루투스 등)와 유선 데이터 단말기(IPTV 등)를 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    위치 서버는 사용자 단말의 요청에 따라 이동통신망과 기지국을 통해 사용자 단말에 응답하거나 인터넷망과 유무선 공유기를 통해 사용자 단말에 응답하는 단계를 더 포함하는, GPS 신호 중계 태그를 이용한 실시간 위치 추적 방법.
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