KR100888615B1 - 수신신호세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및위치인식시스템을 이용한 위치인식방법 - Google Patents

수신신호세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및위치인식시스템을 이용한 위치인식방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 위치를 정확하게 인식할 수 있고, 영역별로 분리된 테이블에서의 좌표 검색으로 인한 좌표 검색시간을 단축시킬 수 있는 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식방법을 제공하는데 있다.
수신신호세기, 영역구분, 위치인식시스템, 위치인식방법

Description

수신신호세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식시스템을 이용한 위치인식방법{LOCATION MEASUREMENT SYSTEM USING RSSI/REGION ESTIMATION AND LOCATION MEASUREMENT METHOD USING THE LOCATION MEASUREMENT SYSTEM}
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템을 개략적으로 도시한 배치도,
도 2는 도 1에서 노드의 배치와 제한된 전송반경을 통한 수신신호 영역을 구분한 개념도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기(RSSI)와 영역구분을 이용한 위치인식시스템에 적용되는 노드를 개략적으로 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식방법을 설명하는 플로차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1:안테나 3:마이크로 컨트롤러
5:무선주파수 변환기 7: 커넥터
10:특정영역 11:제1 영역
12:제2 영역 13:제3 영역
14:제4 영역 15:제5 영역
16:제6 영역 17:제7 영역
18:제8 영역 19:제9 영역
Node1:제1 영역구분용 노드 Node2:제2 영역구분용 노드
Node3:제3 영역구분용 노드 Node4:제4 영역구분용 노드
Node5:제1 좌표측정용 노드 Node6:제2 좌표측정용 노드
Node7:제3 좌표측정용 노드 Node8:제4 좌표측정용 노드
Node9:브라인드 노드 Node10:베이스 노드
본 발명은 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식방법에 관한 것으로서, 특히 위치를 정확하게 인식할 수 있고, 영역별로 분리된 테이블에서의 좌표 검색으로 인한 좌표 검색시간을 단축시킬 수 있는 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식방법에 관한 것이다.
종래로부터 널리 사용되고 있는 위치측정 시스템은 실내, 실외에서의 위치측정을 목적으로 많은 기업체와 연구소를 중심으로 활발하게 연구되고 있다. GPS(Global Positioning System)수신기를 이용하거나 또는 이동통신망을 이용한 다양한 위치 측정 시스템들이 개발되고 있다.
상기 GPS 수신기를 이용한 위치측정 시스템은 지구상의 어디에서든 GPS 수신 기를 이용하여 지구 궤도상의 24개의 인공위성과 지상의 인공위성 관제국, 사용자의 GPS 수신기를 이용하여 삼각측량의 원리를 이용한 것으로, 인공위성으로부터 GPS 수신기까지의 거리는 각 위성에서 송신하는 신호의 발생지점과 수신하는 시간 차이를 측정하여 거리를 계산하고, 인공위성의 위치를 기준으로 GPS 수신기의 위치를 결정한다. GPS 수신기는 자체 내에서 위치를 계산하기 때문에 이동성과 확장성이 용이하고, 지구상의 모든 지역에서 위치인식이 가능하다는 장점을 가지고 있으나, 위치 인식을 하기 위해 고가의 GPS 수신기가 필요하며, 도심지역의 건물이 많은 지역이나 실내에서는 측정이 어렵다는 문제점이 있었다.
MIT에서 개발한 이동통신망을 이용하는 크리케트(Cricket) 시스템의 경우는 핸드폰(모바일 폰) 기반의 위치인식시스템으로서 초음파와 RF신호를 이용하여 삼각측량을 하게 된다. 삼각 측량에 필요한 물체와의 거리를 계산하기 위해, 초음파의 느린 전송속도(약 340m/sec)와 RF신호의 전달차를 이용하여 거리를 계산한다. 실내 건물 천정에 초음파 발생기를 설치하고, 이동물체가 초음파 수신기를 보유하게 된다. 천정에 설치된 초음파 발생기는 초음파와 RF신호를 동시에 송신하여, 수신기가 초음파와 RF신호의 수신 시간차를 측정하여 거리를 계산한다. 3개 이상에서 초음파 발생기에서 수신한 신호를 바탕으로 삼각 측량을 이용하여 위치를 계산하는 방법은 분산형이므로, 용이하게 확장할 수 있으나, 초음파의 방향성에 의한 설치상의 문제점이 발생하며 느린 음파 속도로 인한 위치인식 시간이 오래 걸린다는 등의 문제점이 있을 뿐만 아니라, 에너지를 과도하게 소모시킨다는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 여러가지 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 위치를 정확하게 인식할 수 있는 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 영역별로 분리된 테이블에서의 좌표 검색으로 인한 좌표 검색시간을 단축시킬 수 있는 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템은 가로 세로 방향으로 각각 일정간격을 두고 구분된 특정영역과, 상기 특정영역의 각 코너부에 각각 설치되어 영역구분용 무선신호ID를 각각 송신하는 제1 내지 제4 영역구분용 노드와, 상기 특정영역의 제1 영역구분용 노드와 상기 제2 영역구분용 노드의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제1 좌표측정용 노드와, 상기 특정영역의 제1 영역구분용 노드와 상기 제3 영역구분용 노드의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제2 좌표측정용 노드와, 상기 특정영역의 제3 영역구분용 노드(Node3)와 상기 제4 영역구분용 노드의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제3 좌표측정용 노드와, 상기 특정영역의 제1 영역구분용 노드와 상기 제4 영역구분용 노드의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제4 좌표측정용 노드와, 상기 특정영역 내의 특정위치에 위치하여 상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드에서 각각 송신되는 영역구분용 무선신호 ID를 각각 수신함과 동시에, 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드에서 각각 송신되는 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 수신하는 위치를 알고자 하는 브라인드 노드와, 상기 브라인드 노드에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 수신하는 베이스노드와, 상기 베이스노드에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID 와 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 받아서 연산처리하여 미리 저장되어 있는 수신ID별 영역분할 테이블에서 위치를 알고자 하는 브라인드 노드의 영역을 판독함과 동시에, 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드에서 각각 송신되는 좌표측정용 각 무선신호ID 및 RSSI값의 평균값을 연산하여 저장영역에 미리 저장되어 있는 영역별 RSSI값 좌표테이블에서 가장 근접된 RSSI값을 가지고 있는 좌표를 검색해서 위치를 알고자 하는 상기 브라인드 노드의 위치를 산출하는 서버를 구비한 위치인식시스템에 있어서,
상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4), 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8) 및 상기 브라인드 노드(Node9)는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송수신하는 안테나와; 상기 안테나에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID 및 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값의 송신을 통제함과 동시에, 상기 안테나에서 수신되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 받아서 상기 브라인드 노드(Node9)의 위치데이터를 연산하는 마이크로 컨트롤러와; 상기 안테나를 통해서 무선으로 다시 송신하도록 상기 마이크로 컨트롤러에 입력되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 상기 마이크로 컨트롤러로부터 받아서 무선주파수 신호로 변환하는 무선주파수 변환기와; 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력되는 아날로그 신호 및 디지털신호를 받아 외부 전자기기에 출력함과 동시에, 외부 전자기기로부터 입력되는 아날로그 신호 및 디지털신호를 상기 마이크로 컨트롤러에 출력하는 커넥터로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식방법은 특정영역의 각 코너부에 설치된 제1 내지 제4 영역구분용 노드에서 송신된 영역구분용 무선신호ID를 브라인드 노드 및 베이스 노드를 통해서 서버에서 받음과 동시에, 상기 제1 및 제2 영역구분용 노드의 중간에 설치된 제1 좌표측정용 노드, 상기 제1 및 제3 영역구분용 노드의 중간에 설치된 제2 좌표측정용 노드, 상기 제3 및 제4 영역구분용 노드의 중간에 설치된 제3 좌표측정용 노드, 상기 제4 및 제2 영역구분용 노드의 중간에 설치된 제4 좌표측정용 노드의 안테나에서 각각 송신되는 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 브라인드 노드 및 베이스 노드를 통해서 서버에서 수신하는 영역구분용/좌표측정용 신호 수신스텝과, 상기 영역구분용 및 좌표측정용 신호 수신스텝에서 수신된 각각의 신호가 제1 내지 제4 좌표측정용 노드에서 각각 송신된 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값인지 여부를 판별하여 좌표측정용 신호인지 또는 영역구분용 신호인지 여부를 판별하는 좌표측정용 신호 판별스텝과, 상기 좌표측정용 신호 판별스텝의 판별결과, 좌표측정용 신호일 경우 각각의 제1 내지 제4 좌표측정용 노드의 ID별로 좌표측정용 RSSI값을 상기 서버의 저장영역에 저장하는 ID별 좌표측정용 RSSI값 저장스텝과, 상기 ID별 좌표측정용 RSSI값 저장스텝에서 저장된 각각의 ID별 좌표측정용 RSSI값을 지정횟수 동안 반복해서 수신하였는지 여부를 판별하는 ID별 좌표측정용 RSSI값 지정횟수 수신판별스텝과, ID별 좌표측정용 RSSI값 지정횟수 수신판별스텝의 판별결과, ID별 좌표측정용 RSSI값을 지정횟수 동안 반복해서 수신하였을 경우, 각각의 ID별로 수신된 RSSI값을 합산하여 지정된 횟수로 나누어서 RSSI값의 평균값을 산출하는 각 ID별 RSSI평균값 산출스텝과, 상기 좌표측정용 신호 판별스텝의 판별결과, 상기 영역구분용 및 좌표측정용 신호 수신스텝에서 수신된 각각의 신호가 제1 내지 제4 영역구분용 노드에서 각각 송신된 영역구분용 무선신호ID일 경우 상기 서버의 버퍼에 수신된 제1 내지 제4 영역구분용 노드의 ID별로 상기 서버의 버퍼에 각각 저장하는 영역구분용 ID저장스텝과, 상기 영역구분용 ID저장스텝 후에 상기 서버의 버퍼에 영역구분용 ID가 가득 저장되었는지 여부를 판별하는 영역구분용 ID 가득저장판별스텝과, 상기 영역구분용 ID 가득저장판별스텝의 판별결과, 서버의 버퍼에 영역구분용 ID가 가득 저장되었을 경우, 상기 서버의 저장영역에 미리 저장되어 있는 영역구분 테이블에서 현재의 영역을 지정횟수 만큼 판별하는 현재영역 지정횟수 판별스텝과, 상기 현재영역 지정횟수 판별스텝 후에 가장 많은 횟수로 판별된 영역을 현재의 영역으로 판별하는 현재 영역 판별스텝과, 상기 현재 영역 판별스텝에서 가장 많은 횟수로 판별된 영역테이블 내의 값과 각 ID별 RSSI 평균값 산출스텝에서 산출된 제1 내지 제4 좌표측정용 노드의 각 RSSI값의 평균값과 가장 근접된 값을 가지는 좌표를 상기 서버의 저장영역에 미리 저장되어 있는 RSSI 좌표테이블에서 검색하여 브라인드 노드의 위치로 인식하는 브라인드 노드 위치 인식스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템에 관하여 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템을 개략적으로 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1에서 노드의 배치와 제한된 전송반경을 통한 수신신호 영역을 구분한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템에 적용되는 노드를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템은 가로 세로 방향으로 각각 일정간격을 두고 구분된 특정영역(10)과, 상기 특정영역(10)의 각 코너부에 각각 설치되어 영역 구분용 무선신호ID를 각각 송신하는 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)와, 상기 특정영역(10)의 제1 영역구분용 노드(Node1)와 상기 제2 영역구분용 노드(Node2)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값(RSSI값 (Received Signal Strength Indication)은 좌표측정용 무선(RF)신호의 수신신호세기를 의미하고, RSSI신호라고도 한다)을 송신하는 제1 좌표측정용 노드(Node5)와, 상기 특정영역(10)의 제1 영역구분용 노드(Node1)와 상기 제3 영역구분용 노드(Node3)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제2 좌표 측정용 노드(Node6)와, 상기 특정영역(10)의 제3 영역구분용 노드(Node3)와 상기 제4 영역구분용 노드(Node4)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제3 좌표측정용 노드(Node7)와, 상기 특정영역(10)의 제1 영역구분용 노드(Node2)와 상기 제4 영역구분용 노드(Node4)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제4 좌표측정용 노드(Node8)와, 상기 특정영역(10) 내의 특정위치에 위치하여 상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)에서 각각 송신되는 영역구분용 무선신호 ID를 각각 수신함과 동시에, 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)에서 각각 송신되는 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 수신하는 위치를 알고자 하는 브라인드 노드(Node9)와, 상기 브라인드 노드(Node9)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 수신하는 베이스노드(Node10)와, 상기 베이스노드(Node10)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID 및 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 받아서 연산처리하여 미리 저장되어 있는 수신ID별 영역분할 테이 블(표 1 참조)에서 자신(위치를 알고자 하는 브라인드 노드(Node9))의 영역을 판독함과 동시에, 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)에서 각각 송신되는 좌표측정용 각 무선신호ID 및 RSSI값의 평균값을 연산하여 미리 저장되어 있는 영역별 RSSI값 좌표테이블에서 가장 근접된 RSSI값을 가지고 있는 좌표(표 2 참조)를 검색해서 위치를 알고자 하는 상기 브라인드 노드(Node9)의 위치를 산출하는 서버(20)로 구성되어 있다.
상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4), 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8) 및 상기 브라인드 노드(Node9)는 도 3에 도시한 바와 같이 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송수신하는 안테나(1)와, 상기 안테나(1)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID 및 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값의 송신을 통제함과 동시에, 상기 안테나(1)에서 수신되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 받아서 상기 브라인드 노드(Node9)의 위치데이터를 연산하는 마이크로 컨트롤러(3)와, 상기 상기 안테나(1)를 통해서 무선으로 다시 송신하도록 상기 마이크로 컨트롤러(3)에 입력되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 상기 마이크로 컨트롤러(3)로부터 받아서 무선주파수 신호로 변환하는 무선주파수 변환기(5)와, 상기 마이크로 컨트롤러(3)에서 출력되는 아날로그 신호 및 디지털신호를 받아 도시하지 않은 외부 전자기기에 출력함과 동시에, 외부 전자기기로부터 입력되는 아날로그 신호 및 디지털신호를 상기 마이크로 컨트롤러(3)에 출력하는 커넥터(7)로 구성되어 있다.
상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4), 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8), 상기 브라인드 노드(Node9) 및 상기 베이스 노드(Node10)는 같은 구조로 되어 있는 것을 사용하고 있다.
상기 특정영역(10)은 도 2에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제3 영역구분용 노드(Node1 내지 Node3)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제1 영역(11)과, 상기 제1 및 제2 영역구분용 노드(Node1,Node2)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제2 영역(12)과, 상기 제1, 제2 및 제4 영역구분용 노드(Node1, Node2, Node4)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제3 영역(13)과, 상기 제1 및 제3 영역구분용 노드(Node1, Node3)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제4 영역(14)과, 상기 제1 및 제4 영역구분용 노드(Node2,Node4)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제5 영역(15)과, 상기 제1, 제3 및 제4 영역구분용 노드(Node1, Node3, Node4)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제6 영역(16)과, 상기 제3 및 제4 영역구분용 노드(Node3,Node4)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제7 영역(17)과, 상기 제2, 제3 및 제4 영역구분용 노드(Node1, Node2, Node4)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제8 영역(18)과, 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID를 수신하는 제9 영역(19)으로 구성되어 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4), 상기 제5 내지 제8 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8) 및 상기 브라인드 노드(Node9)는 동일한 무선 송수신기를 사용하였으며, 상기 무선송수신기는 국제 ISM 밴드 2.4GHz를 포함하여 2.048GHz부터 3.07GHz까지 동조할 수 있고, IEEE 802.15.4 채널은 각각 5MHz단위로 분리하여 11(2.405GHz)부터 26(2.460GHz)까지의 번호를 붙여서 사용하였다. 이 채널은 TOS 디렉토리의 cc2420 무선라이브러리 콜에서 변경이 가능하며, 기본적으로 채널 11(2.480GHz)로 선택하였다.
본 발명에서 사용한 위치측정 모니터링 프로그램은 성능 평가 및 사전 테이블 구성을 하기 위한 모니터링 프로그램 RSSI Location DETECT V1.2는 Visual C++을 이용하여 구현하였으며, 이 프로그램은 각각의 노드가 수신한 무선(RF)신호를 모니터링하기 위하여 베이스노드(Node10)로 전송되어온 데이터를 데스크 탑 PC인 서버(20)에서 시리얼(Serial)을 통하여 확인가능하게 해주는 것으로, 시리얼로 들어온 패킷을 분석하여 현재의 영역을 판별하고, RSSI값의 평균값을 계산하고, 현재 좌표를 표시해주는 기능을 하고, 계산된 평균값과 영역을 텍스트파일 형식으로 저장을 할 수가 있어 사전에 영역별 RSSI테이블을 구축할 때에도 사용된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
먼저, 가로 세로 방향으로 각각 일정간격을 두고 구분된 특정영역(10)의 각 코너부에 자신의 영역구분용 무선신호ID를 각각 송신하는 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)를 각각 설치하고, 또한, 상기 특정영역(10)의 상기 제1 영역구분용 노드(Node1)와 상기 제2 영역구분용 노드(Node2)의 중간에 자신의 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제1 좌표측정용 노드(Node5)를 설치하고, 상기 제1 영역구분용 노드(Node1)와 상기 제3 영역구분용 노드(Node3)의 중간에 자신의 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제2 좌표측정용 노드(Node6)를 설치하고, 상기 제1 영역구분용 노드(Node1)와 상기 제3 영역구분용 노드(Node3)의 중간에 자신의 RSSI값을 송신하는 제2 좌표측정용 노드(Node6)를 설치하고, 상기 제3 영역구분용 노드(Node3)와 상기 제4 영역구분용 노드(Node4)의 중간에 자신의 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제3 좌표측정용 노드(Node7)를 설치하고, 상기 제1 영역구분용 노드(Node2)와 상기 제4 영역구분용 노드(Node4)의 중간에 자신의 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제4 좌표측정용 노드(Node8)를 설치한 상태에서 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 상기 특정영역(10) 내의 특정 좌표에 브라인드 노드(Node9)가 있다고 가정한다.
이와 같은 상태에서 상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)의 안테나(1)를 통해서 자신의 영역구분용 무선신호ID를 각각 송신하면, 상기 브라인드 노드(Node9)의 안테나(1)에서 이들 신호를 각각 수신함과 동시에, 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)의 안테나(1)를 통해서 자신의 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 송신하면, 상기 브라인드 노드(Node9)의 안테나(1)에서 이들 신호를 각각 수신한다.
상기 브라인드 노드(Node9)의 안테나(1)를 통해서 수신된 이들 각각의 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 수신하여 마이크로 컨트롤러(3)에서 연산처리한 후에 무선주파수 변환기(5)에서 무선주파수 신호로 변환하여 상기 브라인드 노드(Node9)의 안테나(1)를 통해서 베이스 노드(Node10)에 송신한 다.
상기 브라인드 노드(Node9)의 안테나(1)를 통해서 무선으로 송신되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값은 상기 베이스 노드(Node10)의 안테나(1)에서 수신하여 다시 상기 베이스 노드(Node10)의 마이크로 컨트롤러(3)에서 연산처리한 후에 커넥터(7)를 통해서 서버(20)에 출력한다.
상기 서버(20)는 베이스 노드(Node10)에서 출력되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 받아서 연산처리하여 상기 서버(20)에 미리 저장되어 있는 수신ID별 영역분할 테이블(표 1 참조)에서 위치를 알고자 하는 브라인드 노드(Node9)의 영역을 판독함과 동시에, 상기 서버(20)에 미리 저장되어 있는 각 좌표(표 2 참조)에 따른 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)의 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 찾아서 브리인드 노드(Node9)의 위치를 인식한다.
다음에, 이와 같이 구성된 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템을 사용한 위치인식방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식방법을 설명하는 플로차트이다. 도 4에 있어서, S는 스텝(Step)을 표시한다.
먼저, 스텝S1으로 나아가서 특정영역(10)의 각 코너부에 설치된 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)에서 송신된 영역구분용 무선신호ID를 브라인드 노드(Node9) 및 베이스 노드(Node10)를 통해서 서버(20)에서 받음과 동시에, 상기 제1 및 제2 영역구분용 노드(Node1, Node2)의 중간에 설치된 제1 좌표측정용 노드(Node5), 상기 제1 및 제3 영역구분용 노드(Node1, Node3)의 중간에 설치된 제2 좌표측정용 노드(Node6), 상기 제3 및 제4 영역구분용 노드(Node3, Node4)의 중간에 설치된 제3 좌표측정용 노드(Node7), 상기 제4 및 제2 영역구분용 노드(Node1, Node2)의 중간에 설치된 제4 좌표측정용 노드(Node8)의 안테나(1)에서 각각 송신되는 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 브라인드 노드(Node9) 및 베이스 노드(Node10)를 통해서 서버(20)에서 수신하고(영역구분용/좌표측정용 신호 수신스텝), 스텝S2로 나아가서 상기 영역구분용 및 좌표측정용 신호 수신스텝에서 수신된 각각의 신호가 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)에서 각각 송신된 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값인지 여부를 판별하여 좌표측정용 신호인지 또는 영역구분용 신호인지 여부를 판별하고(좌표측정용 신호 판별스텝), 상기 좌표측정용 신호 판별스텝의 판별결과, 좌표측정용 신호일 경우 스텝S3으로 나아가서 각각의 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)의 ID별로 좌표측정용 RSSI값을 상기 서버(20)의 저장영역에 저장한다(ID별 좌표측정용 RSSI값 저장스텝).
다음에, 스텝S4로 나아가서 상기 ID별 좌표측정용 RSSI값 저장스텝에서 저장된 각각의 ID별 좌표측정용 RSSI값을 지정횟수 동안 반복해서 수신하였는지 여부를 판별하고(ID별 좌표측정용 RSSI값 지정횟수 수신판별스텝), ID별 좌표측정용 RSSI값 지정횟수 수신판별스텝의 판별결과, ID별 좌표측정용 RSSI값을 지정횟수 동안 반복해서 수신하였을 경우(YES일 경우), 스텝S5로 나아가서 각각의 ID별로 수신된 RSSI값을 합산하여 지정된 횟수로 나누어서 RSSI값의 평균값을 산출한다(각 ID별 RSSI평균값 산출스텝).
한편, 상기 스텝S2의 좌표측정용 신호 판별스텝의 판별결과, 상기 영역구분용 및 좌표측정용 신호 수신스텝에서 수신된 각각의 신호가 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)에서 각각 송신된 영역구분용 무선신호ID일 경우 스텝S6으로 나아가서 상기 서버(20)의 버퍼(도시하지 않음)에 수신된 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)의 ID별로 서버(20)의 버퍼에 각각 저장하고(영역구분용 ID저장스텝), 상기 영역구분용 ID저장스텝 후에 스텝S7로 나아가서 서버(20)의 버퍼에 영역구분용 ID가 가득 저장되었는지 여부를 판별하고(영역구분용 ID 가득저장판별스텝), 상기 영역구분용 ID 가득저장판별스텝의 판별결과, 서버(20)의 버퍼에 영역구분용 ID가 가득 저장되었을 경우(YES일 경우), 스텝S8로 나아가서 서버(20)의 저장영역에 미리 저장되어 있는 영역구분 테이블(표1 참조)에서 현재의 영역을 지정횟수 만큼 판별한다(현재영역 지정횟수 판별스텝).
상기 현재영역 지정횟수 판별스텝 후에 스텝S9로 나아가서 가장 많은 횟수로 판별된 영역을 현재의 영역으로 판별하고(현재 영역 판별스텝), 스텝S10으로 나아가서 상기 현재 영역 판별스텝에서 가장 많은 횟수로 판별된 영역테이블(표 1 참조)내의 값과 상기 스텝S5의 각 ID별 RSSI 평균값 산출스텝에서 산출된 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)의 각 RSSI값의 평균값과 가장 근접된 값을 가지는 좌표를 상기 서버(20)의 저장영역에 미리 저장되어 있는 RSSI 좌표테이블(표2)에서 검색하여 브라인드 노드(Node9)의 위치로 인식하고(브라인드 노드 위치 인식스텝), 종료한다.
따라서 본 발명 수신신호 세기(RSSI)와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식방법에 의하면, 위치를 정확하게 인식할 수 있고, 영역별로 분리된 테이블에서의 좌표 검색으로 인한 좌표 검색시간을 단축시킬 수 있다.
표 1. 수신ID별 영역분할 테이블
수신ID 영 역
1,2,3 제1 영역
1,2 제2 영역
1,2,4 제3 영역
1,3 제4 영역
2,4 제5 영역
1,3,4 제6 영역
3,4 제7 영역
2,3,4 제8 영역
1,2,3,4 제9 영역
표 2. 각 좌표에 따른 제1 내지 제4 좌표측정용 노드의 RSSI값의 테이블
Figure 112007033021415-pat00001
상기 설명에 있어서, 특정 실시예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명 은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러가지로 설계변경할 수 있음은 물론이다.
앞에서 설명한 바와 같이 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템 및 위치인식방법에 의하면, 위치를 정확하게 인식할 수 있고, 영역별로 분리된 테이블에서의 좌표 검색으로 인한 좌표 검색시간을 단축시킬 수 있다는 효과가 있다.
삭제

Claims (3)

  1. 가로 세로 방향으로 각각 일정간격을 두고 구분된 특정영역(10)과, 상기 특정영역(10)의 각 코너부에 각각 설치되어 영역구분용 무선신호ID를 각각 송신하는 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)와, 상기 특정영역(10)의 제1 영역구분용 노드(Node1)와 상기 제2 영역구분용 노드(Node2)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제1 좌표측정용 노드(Node5)와, 상기 특정영역(10)의 제1 영역구분용 노드(Node1)와 상기 제3 영역구분용 노드(Node3)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제2 좌표측정용 노드(Node6)와, 상기 특정영역(10)의 제3 영역구분용 노드(Node3)와 상기 제4 영역구분용 노드(Node4)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제3 좌표측정용 노드(Node7)와, 상기 특정영역(10)의 제1 영역구분용 노드(Node2)와 상기 제4 영역구분용 노드(Node4)의 중간에 설치되어 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송신하는 제4 좌표측정용 노드(Node8)와, 상기 특정영역(10) 내의 특정위치에 위치하여 상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)에서 각각 송신되는 영역구분용 무선신호 ID를 각각 수신함과 동시에, 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)에서 각각 송신되는 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 수신하는 위치를 알고자 하는 브라인드 노드(Node9)와, 상기 브라인드 노드(Node9)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 수신하는 베이스노드(Node10)와, 상기 베이스노드(Node10)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID 및 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 각각 받아서 연산처리하여 미리 저장되어 있는 수신ID별 영역분할 테이블에서 위치를 알고자 하는 상기 브라인드 노드(Node9)의 영역을 판독함과 동시에, 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)에서 각각 송신되는 좌표측정용 각 무선신호ID 및 RSSI값의 평균값을 연산하여 저장영역에 미리 저장되어 있는 영역별 RSSI값 좌표테이블에서 가장 근접된 RSSI값을 가지고 있는 좌표를 검색해서 위치를 알고자 하는 상기 브라인드 노드(Node9)의 위치를 산출하는 서버(20)를 구비한 위치인식시스템에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4), 상기 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8) 및 상기 브라인드 노드(Node9)는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 송수신하는 안테나(1)와;
    상기 안테나(1)에서 송신되는 영역구분용 무선신호ID 및 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값의 송신을 통제함과 동시에, 상기 안테나(1)에서 수신되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 받아서 상기 브라인드 노드(Node9)의 위치데이터를 연산하는 마이크로 컨트롤러(3)와;
    상기 안테나(1)를 통해서 무선으로 다시 송신하도록 상기 마이크로 컨트롤러(3)에 입력되는 영역구분용 무선신호ID, 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 상기 마이크로 컨트롤러(3)로부터 받아서 무선주파수 신호로 변환하는 무선주파수 변환기(5)와;
    상기 마이크로 컨트롤러(3)에서 출력되는 아날로그 신호 및 디지털신호를 받아 외부 전자기기에 출력함과 동시에, 외부 전자기기로부터 입력되는 아날로그 신호 및 디지털신호를 상기 마이크로 컨트롤러(3)에 출력하는 커넥터(7)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식시스템.
  2. 삭제
  3. 특정영역(10)의 각 코너부에 설치된 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)에서 송신된 영역구분용 무선신호ID를 브라인드 노드(Node9) 및 베이스 노드(Node10)를 통해서 서버(20)에서 받음과 동시에, 상기 제1 및 제2 영역구분용 노드(Node1, Node2)의 중간에 설치된 제1 좌표측정용 노드(Node5), 상기 제1 및 제3 영역구분용 노드(Node1, Node3)의 중간에 설치된 제2 좌표측정용 노드(Node6), 상기 제3 및 제4 영역구분용 노드(Node3, Node4)의 중간에 설치된 제3 좌표측정용 노드(Node7), 상기 제4 및 제2 영역구분용 노드(Node1, Node2)의 중간에 설치된 제4 좌표측정용 노드(Node8)의 안테나(1)에서 각각 송신되는 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값을 브라인드 노드(Node9) 및 베이스 노드(Node10)를 통해서 서버(20)에서 수신하는 영역구분용/좌표측정용 신호 수신스텝과,
    상기 영역구분용 및 좌표측정용 신호 수신스텝에서 수신된 각각의 신호가 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)에서 각각 송신된 좌표측정용 무선신호ID 및 RSSI값인지 여부를 판별하여 좌표측정용 신호인지 또는 영역구분용 신호인지 여부를 판별하는 좌표측정용 신호 판별스텝과,
    상기 좌표측정용 신호 판별스텝의 판별결과, 좌표측정용 신호일 경우 각각의 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)의 ID별로 좌표측정용 RSSI값을 상기 서버(20)의 저장영역에 저장하는 ID별 좌표측정용 RSSI값 저장스텝과,
    상기 ID별 좌표측정용 RSSI값 저장스텝에서 저장된 각각의 ID별 좌표측정용 RSSI값을 지정횟수 동안 반복해서 수신하였는지 여부를 판별하는 ID별 좌표측정용 RSSI값 지정횟수 수신판별스텝과,
    ID별 좌표측정용 RSSI값 지정횟수 수신판별스텝의 판별결과, ID별 좌표측정용 RSSI값을 지정횟수 동안 반복해서 수신하였을 경우, 각각의 ID별로 수신된 RSSI값을 합산하여 지정된 횟수로 나누어서 RSSI값의 평균값을 산출하는 각 ID별 RSSI평균값 산출스텝과,
    상기 좌표측정용 신호 판별스텝의 판별결과, 상기 영역구분용 및 좌표측정용 신호 수신스텝에서 수신된 각각의 신호가 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)에서 각각 송신된 영역구분용 무선신호ID일 경우 상기 서버(20)의 버퍼에 수신된 제1 내지 제4 영역구분용 노드(Node1 내지 Node4)의 ID별로 상기 서버(20)의 버퍼에 각각 저장하는 영역구분용 ID저장스텝과,
    상기 영역구분용 ID저장스텝 후에 상기 서버(20)의 버퍼에 영역구분용 ID가 가득 저장되었는지 여부를 판별하는 영역구분용 ID 가득저장판별스텝과,
    상기 영역구분용 ID 가득저장판별스텝의 판별결과, 서버(20)의 버퍼에 영역구분용 ID가 가득 저장되었을 경우, 상기 서버(20)의 저장영역에 미리 저장되어 있는 영역구분 테이블에서 현재의 영역을 지정횟수 만큼 판별하는 현재영역 지정횟수 판별스텝과,
    상기 현재영역 지정횟수 판별스텝 후에 가장 많은 횟수로 판별된 영역을 현재의 영역으로 판별하는 현재 영역 판별스텝과,
    상기 현재 영역 판별스텝에서 가장 많은 횟수로 판별된 영역테이블 내의 값과 각 ID별 RSSI 평균값 산출스텝에서 산출된 제1 내지 제4 좌표측정용 노드(Node5 내지 Node8)의 각 RSSI값의 평균값과 가장 근접된 값을 가지는 좌표를 상기 서버(20)의 저장영역에 미리 저장되어 있는 RSSI 좌표테이블에서 검색하여 브라인드 노드(Node9)의 위치로 인식하는 브라인드 노드 위치 인식스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호 세기와 영역구분을 이용한 위치인식방법.
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