KR101006221B1

KR101006221B1 - 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR101006221B1
Application number: KR1020080089892A
Authority: KR
Inventors: 김주성; 박익서
Original assignee: (주)유알엔디
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2011-01-07
Also published as: KR20100030917A

Abstract

본 발명은 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 위치 추적 대상물에 부착되며 고유 식별번호(ID)를 포함한 위치정보를 일정 주기로 송신하는 위치 추적 알고리즘이 내장된 액티브 태그(Active Tag)와; 상기 액티브 태그로부터 상기 위치정보를 수신받는 복수 개의 근거리 무선통신 모듈; 및 상기 근거리 무선통신 모듈과 유/무선 통신하여 상기 액티브 태그의 위치를 추적하여 표시하는 위치 추적 클라이언트;를 포함하며, 상기 액티브 태그는: 선불/후불 교통카드 또는 신용카드와 호환되어 대금을 결재할 수 있는 로컬(Local) 결재부; 및 상기 결재를 위한 금액을 충전하는 충전부;를 포함하여 구성함으로써, 놀이공원 및 테마파크, 해수욕장 등과 같은 제한된 공간이나 일정 지역 또는 제한된 공간이 아닌 일상 생활공간에서 사용되며, 선·후불 교통카드 또는 신용카드와 호환 가능하도록 하거나 로컬(Local) 결재 또는 충전 서비스 등을 이용하여 대금의 지급 등의 서비스를 제공할 수 있다.

위치 추적, 액티브 태그, 근거리 무선통신 모듈, 특정 지역, 지그비

Description

액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법{Positioning system in defined area using active tag and method thereof}

본 발명은 위치 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 근거리 무선통신 방식(Near Field Communication: NFC)을 이용하여 특정 지역 내에서 위치 추적 알고리즘이 내장된 액티브 태그(Active Tag)를 소지한 위치 추적 대상물의 위치를 실시간으로 추적할 수 있는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

최근, 특정 대상의 위치를 확인하기 위한 위치 추적 서비스가 국내 이동통신사를 통해 사용자에게 제공되고 있다. 현재 사용되고 있는 위치 추적 서비스 방법은 GPS 모듈이 탑재된 이동통신 단말을 이용하는 방법과 이동통신 시스템을 이용한 위치 확인 방법 등이 있다.

이러한 위치 추적 서비스 방법은 최근 고가격의 차량 소유자와 어린 아이를 둔 부모, 애완견을 키우는 주인들에 의해 각광받고 있다. 특히, 어린 아이를 둔 부 모의 경우는 이동통신사에서 제공하는 서비스를 이용하여, 아이의 위치, 현재 상태 등을 파악하고 있다. 현재 이러한 부모들에게 제공되는 서비스는 주로 GPS 모듈이 탑재된 이동통신 단말과 이 단말을 사용하는 사용자에게 제공되는 서비스이다. 이 서비스는 부모 또는 보호자가 가진 이동통신 단말과 아이가 가진 이동통신 단말이 필요하다. 이러한 서비스를 이용하기 위해선 반드시 아이에게도 이동통신 단말이 필요한 단점이 있다.

또한, 이동통신 단말은 단말의 현재 위치와 통화 가능 지역을 확인하기 위해 인근의 기지국과 주기적으로 신호를 송수신해야 하기 때문에 배터리 소모가 많은 것이 문제가 되고 있다. 더욱이, 이동통신 시스템을 이용하여 특정 대상에 대한 위치를 찾는 시스템의 경우, 이동통신 단말 주변의 기지국들이 수용할 수 있는 사용자의 수가 많아지면 시스템이 다운되는 경우가 흔히 발생한다. 또한, 현재 생산되는 이동통신 단말의 생산 단가와 서비스 이용료를 고려하면, 사용자에게는 데이터 통신비에 대한 부담이 있다. 이로 인해, 낮은 비용으로 용이하게 이용 가능한 특정 대상의 위치 추적 시스템 및 서비스 방법이 요구되고 있다.

한편, 관련기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2005-5562호(출원일: 2005년 01월 20일)에는 "위치 추적 시스템 및 방법"이 개시되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동통신망을 이용한 위치추적 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 이동통신망을 이용한 위치추적 시스템은, 상위 이동단말(10), 하위 이동단말(20), 로케이터(30), 이동통신 시스템(40) 및 비상 연락 시스템(50)을 구비한다. 이때, 상기 상위 이동단말(10)은 근거리 무선통신 모듈(11), GPS 모듈(12), 이동통신 모듈(13), 이동단말 제어부(14), 입력부(15), 표시부(16) 및 이동단말 메모리(17)를 구비한다. 상기 하위 이동단말(20)은 제1 내지 제n 하위 이동단말(21, 22)로 이루어진 복수의 하위 이동단말로서, 상기 제1 내지 제n 하위 이동단말(21, 22)은 각각 상기 상위 이동단말(10)의 구성요소와 동일할 수 있다. 상기 로케이터(30)는 근거리 무선통신 모듈(31), GPS 모듈(32), 로케이터 제어부(33) 및 로케이터 메모리(34)를 구비한다.

상기 위치 추적 시스템의 로케이터(30)는 고유 식별정보가 저장되고, 지피에스(GPS)의 위성국으로부터 위치신호를 수신하여 위치정보를 산출한다.

상기 상위 이동단말(10)은 상기 로케이터(30)를 탐색하기 위한 스캔신호를 발생하고, 상기 고유 식별정보와 상기 위치정보를 수신하여 사용자에게 제공한다. 이때, 상위 이동단말(10)은 상기 로케이터(30)와 한 쌍을 이루며, 상기 로케이터(30)를 탐색하기 위한 스캔 신호를 발생한다. 상기 상위 이동단말(10)이 발생하는 스캔 신호에는 제1 내지 제n 하위 이동단말(21)(22)의 스캔 기능을 구동하기 위한 호출(Invoke) 신호를 포함한다.

상기 상위 이동단말(10)은 이동통신 시스템(40)과의 통신을 위한 이동통신 모듈(13)과 상기 하위 이동단말(20) 및 상기 로케이터(30)와 통신을 하기 위한 근거리 무선통신 모듈(11)을 탑재한다. 여기서 상기 이동통신 시스템(40)은 CDMA, FDMA, TDMA를 포함하는 셀룰러 기반 이동통신과 각종 무선 랜(LAN)을 의미한다.

상기 하위 이동단말(20)은 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 스캔신호에 응 답하여 상기 상위 이동단말(10)과 통신 채널을 형성하고, 상기 통신 채널을 통해 상기 스캔신호를 전달받음과 아울러 상기 로케이터(30)로부터의 상기 고유 식별정보 및 상기 위치정보를 상기 상위 이동단말(10)로 전달한다.

상기 상위 이동단말(10)은 하위 이동단말(20)들로부터의 단말 위치정보와 자신의 위치 정보를 이용하여 통신 채널이 형성된 하위 이동단말(20)의 위치를 표시 장치에 표시한다. 상기 하위 이동단말(20)은 기본적으로 상위 이동단말(10)과 같이 이동통신 모듈과 근거리 통시 모듈이 탑재된다.

상기 로케이터(30)는 아이 또는 애완동물의 위치를 확인하기 위해 대상에 부착된다. 이를 위해 상기 로케이터(30)는 근거리 통신 모듈을 구비하며, 식별정보(ID)가 기록된다. 즉, 주위의 상위 이동단말(10) 또는 하위 이동단말(20)이 스캔 신호를 송신하면, 이에 응답하여 상기 로케이터(30)의 근거리 통신 모듈(31)이 상기 로케이터(30)의 식별정보(ID)를 상기 상위 및 하위 이동단말(10)(20)에 제공한다.

상기 이동통신 시스템(40)은 상기 상위 및 하위 이동단말(10)(20)에 무선통신 채널을 제공한다. 이 무선통신 채널을 통해 상위 및 하위 이동단말(10)(20)은 평소에 일반적인 이동통신 단말로 사용할 수 있다. 상기 이동통신 시스템(40)은 상기 상위 및 하위 이동단말(10)(20)로부터의 요청시에 상기 로케이터(30)의 추적 및 관리에 대한 서비스를 제공하는 상기 비상 연락 시스템(50)과 상기 상위 및 하위 이동단말(10)(20)을 연결한다.

상기 비상 연락 시스템(50)은 경찰서, 소방서, 미아센터, 분실물 센터 등으 로서 상기 로케이터(30)를 소지하는 대상에 따라 상이해진다. 이는 상기 상위 및 하위 이동단말(10)(20)로부터의 요청에 따라, 상기 로케이터(30)를 탐색, 유지 또는 관리에 대한 서비스를 제공한다. 이를 위해 상기 비상 연락 시스템(50)은 상기 이동통신 시스템(40)을 통해 상기 상위 및 하위 이동단말(10)(20)과 연결된다.

이러한 이동통신망을 이용한 위치추적 시스템은 위치 추적 대상자가 이동단말 대신에 상기 로케이터(30)를 소지한다는 장점이 있지만, 상위 및 하위 이동단말(10,20)이 이동통신망을 이용하기 때문에 서비스 이용에 따른 데이터 전송 비용이 발생한다는 문제점이 있다.

한편, 현재의 RFID는 물체나 동물 또는 사람 등을 식별하기 위해서 전자기 스펙트럼 부분의 무선 주파수 내에 전자기 또는 정전기 커플링 사용을 통합시킨 기술이다. RFID는 바코드를 대체할 기술로서 산업계에서의 사용이 점차 늘고 있다. RFID의 장점은 직접 접촉을 하거나 가시대역 상에 스캐닝을 할 필요가 없다는 점이다.

이러한 RFID 시스템은 안테나, 리더기, 그리고 트랜스폰더(transponder)라고도 불리는 태그(tag)로 구성된다. 안테나는 태그를 활성화시키기 위한 신호를 전달하기 위해 무선 주파수 전파를 사용한다. 태그가 활성화되면, 태그가 가지고 있던 데이터를 안테나로 전송한다. 안테나는 리더기에 연결되어 태그로부터 데이터를 수신함으로써 RFID를 이용한 데이터 전송이 이루어진다.

여기서, RFID 태그는 액티브 태그(Active tag)와 패시브 태그(Passive tag)로 구분되며, 액티브 태그는 리더기로부터 수십 m의 거리를 초과하는 범위에서도 데이터 전송이 가능하고, 패시브 태그는 수 cm의 가까운 거리에서만 데이터 전송이 가능하다.

도 2a 및 도 2b는 각각 종래 기술에 따른 RFID 태그 중 패시브 태그(Passive Tag) 및 액티브 태그(Active Tag)의 개략적인 구성도이다.

RFID 태그 중에서 패시브 태그(60)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 태그 제어부(61), 태그 메모리(62), 정류 및 변복조부(63) 및 무선 안테나(64)를 포함한다. 또한, 액티브 태그(70)는 태그 제어부(71), 태그 메모리(72), 정류 및 변복조부(73), 무선 안테나(74) 및 배터리 전원(75)을 포함한다.

이때, RFID 태그(60, 70)에 사용되는 무선 안테나(64, 74)는 코일 형태의 안테나를 사용하여 박형으로 구성할 수 있다. 정류 및 변복조부(63, 73)는 무선 안테나(64, 74)를 통하여 수신된 RF 신호를 정류 및 복조하고, 태그 제어부(61, 71)의 펄스 형태의 신호를 복조하여 무선 안테나(64, 74)에 전송한다. 태그 제어부61, 71)는 태그 메모리(62, 72)에 저장된 해당 RFID 태그의 ID와 위치 좌표 정보를 불러들여 정류 및 변복조부(63, 73)를 통해 무선 안테나(64, 74)에 전송한다. 그리고 태그 메모리(62, 72)는 RFID 태그(60, 70)의 각 ID가 저장되어 있으며 반복 저장을 위하여 FLASH 등의 비휘발성 메모리 소자를 사용할 수 있다.

여기서, 액티브 태그(70) 내부에는 내부 소자에 전원이 공급되는 전원 공급부인 배터리 전원(75)이 포함되는 점을 제외하면, 패시브 태그(60)와 그 구성이 동일하다.

한편, RFID를 이용한 위치 추적과 관련된 종래기술로서, 대한민국 특허공개 제2005-82247호에는 "RFID를 이용한 위치 추적 시스템"이 개시되어 있다.

종래기술에 따른 RFID를 이용한 위치 추적 시스템은 다수개의 RFID 태그, 타깃의 RF 송/수신기 및 위치 추적 장치의 RF 송/수신기를 포함한다.

다수개의 RFID 태그는 설정된 지역의 셀 영역에 각각 설치되어 고유 ID 및 해당 지역의 위치 정보를 송신한다. 타깃의 RF 송/수신기는 타깃에 설치되며 RFID 태그의 위치 정보를 수신하여 현재 자신의 위치 정보를 계산하고 이를 송신한다. 위치 추적 장치의 RF 송/수신기는 타깃의 위치로 이동하는 이동체에 설치되며 RFID 태그의 위치 정보를 수신하여 현재 자신의 위치 정보를 계산하고 타깃의 RF 송/수신기에서 송신된 타깃의 위치 정보와 현재 자신의 위치 정보를 비교하여 타깃까지의 방향 및 거리 정보를 계산하여 이동체를 타깃의 위치까지 이동시킨다.

종래기술에 따른 RFID를 이용한 위치 추적 시스템은, 노약자, 구조자 등의 타깃 위치를 추적하는데 이용할 경우, RFID 태그로 타깃과 위치 추적 장치의 위치를 찾고 위치 추적 장치에서 타깃까지의 방향 및 거리 정보를 계산해서 이동체를 타깃까지 신속하게 이동시킬 수 있다.

그러나 종래기술에 따른 RFID를 이용한 위치 추적 시스템은, 타깃이 고가의 RF 송수신기를 소지하고 이동하면서 복수의 RFID 태그를 사용하여 자신의 위치를 파악하며, 위치 추적 장치가 설치된 이동체가 타깃의 위치까지 이동하는 방식이기 때문에, 고비용으로 복잡하게 특정 대상의 위치를 추적해야 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 놀이공원 및 테마파크, 해수욕장 등과 같은 제한된 공간이나 일정 지역 또는 제한된 공간이 아닌 일상 생활공간에서 사용되며, 선·후불 교통카드 또는 신용카드와 호환 가능하도록 하거나 로컬(Local) 결재 또는 충전 서비스 등을 이용하여 대금의 지급 등의 서비스를 제공하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 위치 추적 알고리즘 내장 액티브 태그 및 근거리 무선통신 모듈을 이용하여 위치 추적 대상물을 간단하고 용이하게 추적할 수 있는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 공장이나 사무실 같은 실내(Indoor) 특정 지역 및 야적장이나 공원과 같은 제한적인 범위의 실외(Outdoor) 특정 지역에서 특정 사물 및 사람의 위치를 찾아주거나 이를 기반으로 부가적인 기능을 제공할 수 있는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 기존의 이동통신망을 이용한 서비스에 따른 데이터 통신비에 대한 부담 없이 위치 추적 대상물을 추적할 수 있는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템은, 특정 지역 내에서 자신의 위치를 분석하도록 위치 추적 대상물에 부착되며 고유 식별번호(ID)를 포함한 위치정보를 일정 주기로 송신하는 위치 추적 알고리즘이 내장된 액티브 태그(Active Tag)와; 상기 액티브 태그로부터 상기 위치정보를 수신받는 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈; 및 상기 근거리 무선통신 모듈과 유/무선 통신하여 상기 액티브 태그의 위치를 추적하여 표시하는 위치 추적 클라이언트;를 포함하며, 상기 액티브 태그는: 상기 위치 추적 알고리즘이 탑재된 위치 분석부; 선불/후불 교통카드 또는 신용카드와 호환되어 대금을 결재할 수 있는 로컬(Local) 결재부; 및 상기 결재를 위한 금액을 충전하는 충전부;를 포함하고, 상기 내장된 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈과의 무선통신에 의해 구해지는 적어도 3개 이상의 거리들 중에서 상기 액티브 태그와 가장 가까운 3개의 거리들에 근거하여 자신의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 위치 추적 클라이언트는 상기 액티브 태그가 상기 특정 지역을 벗어난 경우, 경보 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 액티브 태그는 상기 위치 추적 대상물이 사람일 경우, 위급 상황에서 상기 위치 추적 클라이언트에게 위급 신호를 전송할 수 있는 발신부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 액티브 태그는, 손목시계형, 목걸이형, 열쇠 고리형, 허리띠 부착형 중중 어느 한 방식으로 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 근거리 무선통신 모듈은, 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신장치(Infrared Data Association; IrDA) 및 UWB(Ultra-wideband) 중에서 선 택되는 것을 특징으로 한다.

상기 근거리 무선통신 모듈의 유/무선통신 모듈은 GPS를 이용하여 상기 근거리 무선통신 모듈의 최초 위치 정보 입력시에 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 근거리 무선통신 모듈은 무선통신 모듈의 상태를 점검하여 상기 위치 추적 클라이언트에게 전송하는 자가진단 모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 액티브 태그를 이용한 위치 추적 방법은, a) 특정 지역 내에 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈을 설치하고 각각의 위치를 설정하는 단계; b) 상기 근거리 무선통신 모듈과 통신하는 액티브 태그에 고유 식별번호(ID)를 할당하는 단계; c) 상기 액티브 태그가 특정 지역 내에 있는 경우, 상기 액티브 태그와 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈 사이에 통신하는 단계; d) 상기 액티브 태그의 위치분석부에 탑재된 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈과의 통신에 근거하여 상기 액티브 태그의 위치를 분석하는 단계; e) 상기 액티브 태그가 상기 근거리 무선통신 모듈 중 어느 하나를 통해 상기 액티브 태그의 위치 데이터를 전달하는 단계; 및 f) 상기 액티브 태그의 위치를 디스플레이 상에 표시하는 단계;를 포함하고, 상기 d) 단계는: 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈들과 상기 액티브 태그 사이의 적어도 3개 이상의 거리들 중에서 상기 액티브 태그와 가장 가까운 3개의 거리들에 근거하여 상기 특정 지역 내에서 상기 액티브 태그의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치 추적 방법은 g) 상기 액티브 태그의 위치가 이동되면, 상기 액티브 태그가 상기 특정 지역 내에서 이동하는지 확인하는 단계; 및 h) 상기 액티브 태그가 상기 특정 지역 내에 없는 경우, 위치 추적 클라이언트가 상기 액티브 태그를 소지한 위치 추적 대상물이 상기 특정 지역을 벗어난 것을 인지하고, 경보 신호 를 발생하는 단계;를 더 포함한다.

삭제

상기 e) 단계는 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈 중 가장 가까운 근거리 무선통신 모듈을 통해서 자신의 위치 데이터를 위치 추적 클라이언트에게 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 위치 추적 알고리즘 내장 액티브 태그 및 근거리 무선통신 모듈을 이용함으로써, 위치 추적 대상물을 간단하고 용이하게 추적할 수 있다.

또한, 기존의 이동통신망을 이용한 서비스에 따른 데이터 통신비에 대한 부담 없이 위치 추적 대상물을 추적할 수 있다.

또한, 공장이나 사무실 같은 실내 특정 지역 및 야적장이나 공원과 같은 제한적인 범위의 실외 특정 지역에서 특정 사물 및 사람의 위치를 찾아주거나 이를 기반으로 부가적인 기능을 제공할 수 있다.

또한, 놀이공원 및 테마파크, 해수욕장 등과 같은 제한된 공간이나 일정 지역 또는 제한된 공간이 아닌 일상 생활공간에서 사용되며, 선·후불 교통카드 또는 신용카드와 호환 가능하도록 하거나 로컬(Local) 결재 또는 충전 서비스 등을 이용하여 대금의 지급 등의 서비스를 제공할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명의 실시예로서, 위치 추적 알고리즘 내장 액티브 태그 및 근거리 무선통신 모듈을 이용하여 위치 추적 대상물을 추적함으로써, 공장이나 사무실 같은 실내 특정 지역 및 야적장이나 공원과 같은 제한적인 범위의 실외 특정 지역에서 특정 사물 및 사람의 위치를 찾아주거나 이를 기반으로 부가적인 기능을 제공할 수 있는 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 시스템 및 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 실시예에는 위치 추적 범위의 관점에서 가장 좁은 영역에 적용될 수 있는 근거리 무선통신 모듈을 이용하고, 또한 위치 추적 알고리즘 내장 액티브 태그를 시용함으로써 위치 추적 대상물을 실시간으로 위치를 추적할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 시스템의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 시스템은, 크게 액티브 태그(110), 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b, 120c) 및 위치 추적 클라이언트(130)를 포함한다. 이때, 위치 추적 클라이언트(130)는 디스플레이(131), 제어부(132), 유/무선통신모듈(133), 위치 추적부(134), 메모리(135) 및 입력부(136)를 포함할 수 있다.

상기 액티브 태그(110)는 특정 지역 내에서 자신의 위치를 분석하도록 위치 추적 대상물에 부착되어 이동되며, 고유 식별번호(ID)가 각각 할당되며, 위치 추적 알고리즘이 내장된다. 이때, 상기 액티브 태그(110)는, 상기 내장된 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b, 120c)과의 무선통신에 의해 구해지는 적어도 3개 이상의 거리들 중에서 상기 액티브 태그(110)와 가장 가까운 3개의 거리들에 근거하여 자신의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 상기 액티브 태그(110)는, 손목시계형, 목걸이형, 열쇠 고리형, 허리띠 부착형 중 어느 한 방식으로 위치 추적 대상물, 예를 들면, 사람에게 부착될 수 있다.

상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b, 120c)은 각각의 위치가 미리 설정되어 상기 특정 지역 내에 설치되며, 상기 특정 지역 내에서 이동하는 상기 액티브 태그(110)와 근거리 무선통신한다. 이때, 상기 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b, 120c)은, 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신장치(Infrared Data Association; IrDA) 및 UWB(Ultra-wideband) 중에서 선택될 수 있으며, 지그비(Zigbee) 방식인 것이 바람직하다.

상기 위치 추적 클라이언트(130)는 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈들(120a, 120b, 120c)과 유/무선통신하며, 상기 위치 추적 대상물에 부착된 상 기 액티브 태그(110)의 위치를 추적하여 표시한다. 이때, 상기 액티브 태그(110)가 상기 특정 지역을 벗어난 경우, 경보(Alarm) 신호를 발생할 수 있다. 여기서, 상기 위치 추적 클라이언트(130)는 특정 지역에 대응하여 적어도 하나 이상 구현될 수 있으며, 상기 위치 추적 클라이언트(130)가 여러 개 구성될 경우, 이들을 통합 관리할 수 있는 위치 추적 서버가 구성될 수 있다. 따라서 상기 위치 추적 클라이언트(130)는 클라이언트와 서버 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈들(120a, 120b, 120c)과 상기 액티브 태그(110) 사이의 적어도 3개 이상의 거리들에 근거하여 상기 특정 지역 내에서 상기 액티브 태그(110)의 위치가 결정된다.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 시스템은, 위치 추적 대상물에 액티브 태그(110)를 부착하여 일정 지역 내에 설치되어 있는 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈(120a,120b,120c)에서 위치 추적 대상물에 부착된 액티브 태그(110)의 정보를 판독하여 근거리 무선통신 모듈(120a,120b,120c)의 위치 정보와 위치 파악에 필요한 정보를 상위 시스템인 위치 추적 클라이언트(130)로 전달하면, 그 정보를 기초로 하여 위치 추적 대상물의 위치를 파악하는 시스템이다. 이때, 위치 추적 대상물이 이동함에 따라 특정 지역 내에 설치되어진 근거리 무선통신 모듈들(120a, 120b, 120c)에 의해 판독되는 정보를 이용하여 실시간으로 위치 정보의 파악이 가능하다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그(110)는 능동형 태그라고도 하며, 부착된 장소나 물품의 ID 번호와 제품, 제조, 유통 과정 정보를 담고 있는 전 자태그(RFID)의 한 종류다. 전술한 바와 같이, 상기 액티브 태그(110)는 내장된 배터리에서 전원을 공급받는 것으로, 별도의 배터리 없이 리더(Reader)에서 송신되는 RF 파워를 DC 전압으로 변환해 작동하는 "패시브 태그(passive tag)"와 대비된다. 상기 액티브 태그(110)는 마이크로칩에 전력을 공급한다.

본 발명의 실시 예에서는 근거리 무선통신 모듈(120a,120b,120c)과 통신하기 위하여 배터리를 사용하는 태그로서, 예를 들면, 30m 이상 거리에 떨어진 근거리 무선통신 모듈과 통신할 수 있다. 또한, 상기 액티브 태그(110)는 내장된 배터리로 인해 수명 역시 제한적이고, 작동 환경과 배터리 형태에 따라 다르지만 액티브 태그(110)의 수명은 최장 10년에 이를 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치 추적 대상물이 소지하는 액티브 태그의 구성을 예시하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그(110)는, 태그 제어부(111), 태그 메모리(112), 정류 및 변복조부(113), 무선 안테나(114), 배터리 전원(115), 위치 분석부(116), 고유 식별번호(117) 및 발신부(118)를 포함한다. 여기서, 태그 제어부(111), 정류 및 변복조부(113) 및 무선 안테나(114), 배터리 전원(115)의 동작은 전술한 도 2b와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 고유 식별번호(117)는 부착되는 위치 추적 대상물의 구분이 가능하도록 고유 ID가 할당되며, 상기 태그 메모리(112)는 위치 추적 대상물의 추가 정보, 상위 시스템인 위치 추적 클라이언트(130)와 통신하는데 있어 특정한 기능을 발휘할 수 있는 정보가 기록되어 있다.

상기 액티브 태그(110)는 고유 식별번호(117)가 할당되며, 위치 분석 알고리즘을 탑재한 위치 분석부(116)를 구비함으로써, 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b, 120c)과의 무선통신에 의해 구해지는 적어도 3개 이상의 거리들 중에서 상기 액티브 태그와 가장 가까운 3개의 거리들에 근거하여 자신의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 상기 위치 분석부(116)는 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈로부터 각각의 위치 정보를 수신하여 상기 액티브 태그(110)의 위치 정보를 도출할 수 있는 위치분석 알고리즘이 구현되어 있다.

또한, 상기 액티브 태그(110)의 발신부(118)는, 상기 위치 추적 대상물이 사람일 경우, 위급 상황에서 상기 위치 추적 클라이언트(130)에게 위급 신호를 전송할 수 있도록 추가로 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 모듈(120)은, 적외선통신장치(Infrared Data Association; IrDA), 블루투스(Blue Tooth), 지그비(Zigbee) 및 UWB(Ultra-wideband)중 적어도 하나로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 지그비(Zigbee) 방식의 무선통신 모듈일 수 있다.

이러한 지그비 기술이 가지는 특징으로는, 첫째, 블루투스가 주파수 도약 스펙트럼 확산 방식(Frequency-Hopping Spread Spectrum)을 사용하여 720kbps의 망 접속 데이터를 전송하는 반면, 지그비는 128kbps의 망 접속 데이터를 전송하는 점, 둘째, 8비트 연산용 컨트롤러에서 32KB 미만의 메모리 리소스를 차지하는 간단한 통신 스택을 처리하는 점, 셋째, 신속하게 연결되어 간단한 스택 통신을 처리한 후 절전모드로 복귀될 수 있으므로 배터리 수명이 길게 유지될 수 있는 점, 넷째, 수 천 개의 클라이언트 및 수만 개의 노드를 구성할 수 있는 점 등을 들 수 있다.

이러한 지그비 기술은 10m 내지 최대 1㎞의 통신 거리상에서 250Kbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있고, 다양한 네트워크 토폴리지를 형성하여 수만 개의 기기를 연결할 수 있으며, 소비 전력이 작다는 특징(참고로, AA 알카라인 건전지 2개로 수개월에서 수년까지 사용할 수 있음)을 가질 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선통신 모듈인 지그비(Zigbee) 모듈의 구성을 예시하는 도면이다.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선통신 모듈인 지그비(Zigbee) 모듈은, 무선 안테나(121), RF 수신부(122), 위상동기회로(PLL; Phase Locked Loop)(123), 전력제어회로(124), RF 송신부(125), MAC 처리부(126) 및 모듈 제어부(127)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선통신 모듈인 지그비(Zigbee) 모듈(120)은 무선으로 통신할 수 있는 통신 방법을 기반으로 하여 상기 액티브 태그(110)와 통신하는 역할을 수행하며, 통신시에는 근거리 무선통신 모듈 각각의 위치 정보를 기반으로 하여 통신해야 한다. 또한, 근거리 무선통신 모듈끼리도 통신이 가능하게 함으로써, 근거리 무선통신 모듈의 상위 시스템인 위치 추적 클라이언트까지 근거리 무선통신 모듈을 통하여 정보의 전달이 가능하여야 한다.

구체적으로, 상기 RF 수신부(122), RF 송신부(125), 위상동기회로(123) 및 전력제어회로(124)는 지그비 프로토콜 스택의 PHY 계층에 해당되는 동작을 처리하는 구성부들로서 RF 통신 구조와 네트워크 토폴리지를 결정한다.

상기 RF 수신부(122)와 RF 송신부(125)는 증폭기, 필터 등을 구비하여 해당 대역의 주파수 신호를 처리하는데, 상기 위상동기회로(123)는 RF 수신부(122)와 RF 송신부(125)가 중간 주파수 신호를 합성하도록 기준 주파수 신호를 제공하고, 상기 전력제어회로(124)는 수신 신호의 세기를 판별하여 송신 전력량을 조정하는 기능을 수행한다. 이때, IEEE 802.15.4 표준은 2가지 종류(2.4 GHz, 866/915 MHz)의 PHY 계층을 정의하며, 2.4 GHz 대역에는 16채널, 902 MHz 내지 928 MHz 대역에는 10채널, 868 MHz 내지 870 MHz 대역에는 1개 채널이 할당된다.

상기 RF 수신부(122)와 상기 RF 송신부(125)는 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하며, 2.4 GHz 대역의 경우, 32 PN 코드 길이의 O-QPSK(Offset-Quadrature Phase-Shift Keying) 변조 방식이 사용되고, 1 GHz 이하 대역의 경우 15 PN 코드 길이의 BPSK(Binary Phase-Shift Keying) 변조 방식이 이용된다.

이와 같이 아날로그 신호가 처리되면, 상기 RF 수신부(122)와 RF 송신부(125)는 베이스밴드 영역의 디지털 신호를 처리하는데, 상기 RF 수신부(122)의 경우 디지털 신호의 동기화(Synchronization), 역확산(Despreading), 복조(Demodulation), 디지털 필터링 등을 처리하고, 상기 RF 송신부(125)의 경우 확산, 신호 정형(Pulse Shaping) 등을 처리한다. 이때, BPSK 변조 방식이 사용되는 경우, 상기 RF수신부(122)와 상기 RF송신부(125)가 구성하는 베이스밴드 처리 경로(Path)는 하나로 통합 구현가능하다.

상기 MAC(Media Access Controller) 처리부(126)는 PHY 계층의 디지털 처리가 끝나면, 전송된 데이터 프레임 구조를 해석하여 프레임을 승인하고, 에러를 감 지하여(Error Detection; CRC 또는 Checksum을 통하여 감지함) 재전송 여부를 결정하며, 패킷 라우팅을 처리한다.

즉, 상기 MAC 처리부(126)는 초기의 하드웨어적 네트워크 연결을 처리하는 구성부로서, 시간 동기를 위한 비콘 및 GTS(Guaranteed Time Slot; 충돌/지연 방지를 가능케 함)와 관련된 부가적 프레임 구조를 제공하며, CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식으로 채널 접속을 처리한다.

또한, 상기 모듈 제어부(127)는 나머지 MAC 계층의 기능(상기 MAC 처리부(Hardware-MAC)와 대응하여 "Software-MAC"이라 함), 네트워크 계층의 기능, 프레임워크 계층의 기능을 수행하여 네트워크 토폴로지를 구성하고, 응용 계층의 기능을 수행하여 소정의 데이터를 전송할 수 있다.

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 지그비(Zigbee) 모듈(120)이 PCB 상에 구현된 것을 예시하며, 본 발명의 실시예에 따른 지그비(Zigbee) 모듈(120)은 유/무선통신 모듈(128)을 추가로 포함하여 위치 추적 클라이언트와 유/무선으로 통신할 수 있다. 상기 유/무선통신 모듈(128)은 GPS를 이용하여 상기 근거리 무선통신 모듈(120)의 최초 위치 정보 입력시에 사용될 수 있다.

또한, 상기 지그비(Zigbee) 모듈(120)은 자가진단 모듈(도시되지 않음)을 추가로 포함함으로써, 무선통신 모듈의 상태를 점검하여 상기 위치 추적 클라이언트에게 전송할 수 있다. 여기서, 상기 무선 안테나(121)는 다이폴 안테나로 구현될 수 있다.

한편, 도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그 및 근거리 무선통신 모듈을 이용하여 특정 지역 내의 위치를 추적하는 원리를 설명하기 위한 도면들이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b, 120c)이 예를 들면 3개 구비된 경우, 액티브 태그(110)와의 무선통신이 이루어지는 것을 설명하기 위한 것이다. 먼저, 제1 근거리 무선통신 모듈(120a)에 의해 제1 무선통신 영역(210)이 정해지고, 제2 근거리 무선통신 모듈(120b)에 의해 제2 무선통신 영역(220)이 정해지며, 제3 근거리 무선통신 모듈(120c)에 의해 제3 무선통신 영역(230)이 정해진다.

여기서, 도면에 표시된 1, 2 및 3은 각각 중첩 영역의 수에 대응하며, 3으로 표시된 영역이 본 발명의 실시예에 따른 특정 영역이 된다. 예를 들면, 제1 근거리 무선통신 모듈(120a)과 액티브 태그(110) 사이의 거리(D1), 제2 근거리 무선통신 모듈(120b)과 액티브 태그(110) 사이의 거리(D2) 및 제3 근거리 무선통신 모듈(120c)과 액티브 태그(110) 사이의 거리(D3)가 주어질 경우에, 상기 액티브 태그(110)는 내장된 위치 추적 알고리즘에 따라 자신의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 3개의 거리 데이터가 주어지지 않으면 상기 액티브 태그(110)는 자신의 위치를 결정할 수 없으므로, 특정 지역은 상기 제1 내지 제3 제1 근거리 무선통신 모듈(120a, 120c, 120c)의 통신 반경의 중첩에 정해지게 되고, 이와 같이 3개의 통신 반경(210, 220, 230) 내에 있는 경우에만, 상기 액티브 태그(110)의 위치가 결정될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)이 예를 들면 4개 구비된 경우, 액티브 태그(110)와의 무선통신이 이루어지는 것을 설명하기 위한 것이다. 먼저, 제1 근거리 무선통신 모듈(120a)에 의해 제1 무선통신 영역(210)이 정해지고, 제2 근거리 무선통신 모듈(120b)에 의해 제2 무선통신 영역(220)이 정해지며, 제3 근거리 무선통신 모듈(120c)에 의해 제3 무선통신 영역(230)이 정해지고, 제4 근거리 무선통신 모듈(120c)에 의해 제4 무선통신 영역(240)이 정해진다.

여기서, 도면에 표시된 1, 2, 3 및 4는 각각 중첩 영역의 수에 대응하며, 3 또는 4로 표시된 영역이 본 발명의 실시예에 따른 특정 영역이 된다. 예를 들면, 제1 근거리 무선통신 모듈(120a)과 액티브 태그(110) 사이의 거리(D1), 제2 근거리 무선통신 모듈(120b)과 액티브 태그(110) 사이의 거리(D2), 제3 근거리 무선통신 모듈(120c)과 액티브 태그(110) 사이의 거리(D3) 및 제4 근거리 무선통신 모듈(120d)과 액티브 태그(110) 사이의 거리(D4)가 주어질 경우에, 상기 액티브 태그(110)는 자신의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 특정 지역은 상기 제1 내지 제4 근거리 무선통신 모듈(120a, 120c, 120c, 120d)의 통신 반경의 중첩에 정해지게 되고, 이와 같이 3개 이상의 통신 반경(210, 220, 230, 240) 내에 있는 경우에만, 상기 액티브 태그(110)의 위치가 결정될 수 있다.

물론, 3 또는 4개 이상의 근거리 무선통신 모듈(120a, 120c, 120c, 120d)의 경우에도 가능하다. 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈들과 상기 액티브 태그 사이의 적어도 3개 이상의 거리들에 근거하여 상기 특정 지역 내에서 상기 액티브 태그의 위치를 결정하게 되는데, 가장 가까운 3개의 거리들로부터 상기 액 티브 태그의 위치가 결정되는 것이 바람직하다.

이후, 상기 액티브 태그(110)는 상기 내장된 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈 중 가장 가까운 근거리 무선통신 모듈을 통해서 자신의 위치 데이터를 위치 추적 클라이언트에게 전달할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 서비스를 예시하는 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 서비스에서, 특정 지역이 제1 내지 제4 근거리 무선통신 모듈(120a, 120c, 120c, 120d)의 통신 반경의 중첩에 정해지고, 액티브 태그(110)가 경로 A), B) 및 C)로 이동할 경우를 예를 들어 설명한다. 이때, 상기 액티브 태그(110)는 xxx1이라는 고유 식별번호가 할당됨으로써 다른 액티브 태그들과 구별될 수 있다.

상기 액티브 태그(110)가 특정 지역 내의 A) 지점인 동문 근처에 있는 경우, 상기 액티브 태그(110)는 제4 근거리 무선통신 모듈(120d)의 통신 반경으로부터 벗어나 있지만, 제1 내지 제3 근거리 무선통신 모듈(120a, 120c, 120c)과 통신함으로써, 3개의 거리 데이터(D1-Y, D2-Y, D3-Y)를 획득함으로써, 자신의 위치를 결정할 수 있고, 이때, 상기 액티브 태그(110)는 자신의 위치 데이터를 가장 가까운 근거리 무선통신 모듈 및 유/무선 통신모듈(133)을 통해 위치 추적 클라이언트에게 전달함으로써, 상기 위치 추적 클라이언트에게 구비된 디스플레이(131) 상에 표시할 수 있게 된다.

상기 액티브 태그(110)가 특정 지역 내의 B) 지점인 놀이터로 이동된 경우, 상기 액티브 태그(110)는 제1 내지 제4 근거리 무선통신 모듈(120a, 120c, 120c, 120d)과 통신함으로써, 4개의 거리 데이터(D1-Y, D2-Y, D3-Y, D4-Y)를 획득함으로써, 그중에 가장 가까운 3개의 거리 데이터로부터 자신의 위치를 결정할 수 있고, 이때, 액티브 태그(110)는 자신의 위치 데이터를 가장 가까운 근거리 무선통신 모듈 및 유/무선 통신모듈(133)을 통해 위치 추적 클라이언트에게 전달함으로써, 상기 위치 추적 클라이언트에게 구비된 디스플레이(131) 상에 표시할 수 있게 된다.

마지막으로, 상기 액티브 태그(110)가 특정 지역 내의 C) 지점인 남문 밖으로 이동된 경우, 즉, 특정 지역을 벗어난 경우, 상기 액티브 태그(110)는 제1 및 제2 근거리 무선통신 모듈(120a, 120b)의 통신 반경으로부터 벗어나 있으므로, 제3 및 제4 근거리 무선통신 모듈(120c, 120d)과 통신함으로써, 2개의 거리 데이터(D3-Y, D4-Y)만을 획득함으로써, 자신의 위치를 결정할 수 없게 된다. 이때, 상기 위치 추적 클라이언트에게 구비된 디스플레이(131) 상에는 상기 액티브 태그(110)가 특정 지역을 벗어났음이 표시되고, 상기 위치 추적 클라이언트가 경보신호를 발생할 수 있다.

여기서, 위치 추적 클라이언트에게 구비된 디스플레이(131)는 상기 액티브 태그(110)의 상황을 파악하기 위한 장치로서, LCD, LED 등으로 구현될 수 있고, Voice 지원 기능이 탑재될 수도 있다. 또한, 도시된 D1-X, D2-X, D4-X로 표시되는 거리는 근거리 무선통신 모듈의 통신 반경을 벗어난 것을 예시하기 위한 것이다.

한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내 의 위치 추적 방법의 동작흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 방법은, 먼저, 특정 지역 내에 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈을 설치하고 각각의 위치를 설정한다(S110). 상기 근거리 무선통신 모듈은 례를 들면, GPS를 이용하여 각각의 위치를 설정할 수 있다.

다음으로, 상기 근거리 무선통신 모듈과 통신하는 액티브 태그에 고유 식별번호(ID)를 할당한다(S120). 즉, 특정 지역 내에 여러 액티브 태그가 존재할 수 있으므로, 각각의 액티브 태그마다 고유의 식별번호를 할당한다.

다음으로, 상기 액티브 태그가 특정 지역 내에 있는지를 확인하고(S130), 상기 액티브 태그가 특정 지역 내에 있는 경우, 상기 액티브 태그와 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈 사이에 무선통신이 이루어진다(S140). 즉, 특정 지역 내에 상기 액티브 태그가 존재하면, 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈로부터의 활성화 신호에 따라 상기 액티브 태그가 대응하여 내장된 위치 추적 알고리즘에 따라 자신의 데이터를 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈들과 통신하게 된다.

다음으로, 상기 액티브 태그가 상기 내장된 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈과의 통신에 근거하여 상기 액티브 태그의 위치를 분석한다(S150). 이때, 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈들과 상기 액티브 태그 사이의 적어도 3개 이상의 거리들에 근거하여 상기 특정 지역 내에서 상기 액티브 태그의 위치를 결정하게 된다.

이후, 상기 액티브 태그가 상기 근거리 무선통신 모듈 중 어느 하나를 통해 상기 액티브 태그의 위치 데이터를 전달한다(S160). 이때, 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈 중 가장 가까운 근거리 무선통신 모듈을 통해서 자신의 위치 데이터를 위치 추적 클라이언트에게 전달하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 위치 추적 클라이언트 내에 구비된 디스플레이는 상기 액티브 태그의 위치를 표시한다(S170).

다음으로, 상기 액티브 태그의 위치가 이동되면, 상기 액티브 태그가 상기 특정 지역 내에서 이동하는지 확인하고(S180), 상기 액티브 태그가 상기 특정 지역 내에 없는 경우, 위치 추적 클라이언트는 상기 액티브 태그를 소지한 위치 추적 대상물이 상기 특정 지역을 벗어난 것을 인지하고 경보 신호를 발생할 수 있다(S190).

한편, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 결재/충전 서비스를 제공할 수 있는 액티브 태그의 구성도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 결재/충전 서비스를 제공할 수 있는 액티브 태그(310)는, 태그 제어부(311), 태그 메모리(312), 정류 및 변복조부(313), 무선 안테나(314), 배터리 전원(315), 위치 분석부(316), 고유 식별번호(317), 결재부(318) 및 충전부(319)를 포함할 수 있는데, 전술한 도 4의 액티브 태그(110)와 비교하면, 결재부(318) 및 충전부(319)를 구비하는 점을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 결재부(318) 및 충전부(319)에 대해서만 간략하게 설명한다.

즉, 로컬(Local) 결재부(180)는 선불/후불 교통카드 또는 신용카드와 호환되어 대금을 결재하기 위한 것이고, 상기 충전부(319)는 상기 결재를 위한 금액을 충전하기 위한 것이며, 이러한 결재부(318) 및 충전부(319)의 세부 구성 및 동작은 이미 널리 알려져 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 특정 지역 내의 위치 추적 시스템 및 방법은, 위치 추적 알고리즘 내장 액티브 태그 및 근거리 무선통신 모듈을 이용하여 위치 추적 대상물을 추적함으로써, 공장이나 사무실 같은 실내 특정 지역 및 야적장이나 공원과 같은 제한적인 범위의 실외 특정 지역에서 특정 사물 및 사람의 위치를 찾아주거나 이를 기반으로 부가적인 기능을 제공할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템의 구성도이다.

도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그 및 근거리 무선통신 모듈을 이용하여 특정 지역 내의 위치를 추적하는 원리를 설명하기 위한 도면들이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 위치 추적 서비스를 예시하는 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 태그를 이용한 위치 추적 방법의 동작흐름도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 결재/충전 서비스를 제공할 수 있는 액티브 태그의 구성도이다.

< 도면부호의 간단한 설명 >

110: 액티브 태그(Active Tag) 120: 근거리 무선통신 모듈

130: 위치 추적 클라이언트 111: 태그 제어부

112: 태그 메모리 113: 정류 및 변복조부

114: 무선 안테나 115: 배터리 전원

116: 위치 분석부 117: 고유 식별번호(ID)

118: 발신부

120a, 120b, 120c, 120d: 제1~제4 근거리 무선통신 모듈

121: 무선 안테나 122: RF 수신부

123: 위상동기회로 124: 전력제어회로

125: RF 송신부 126: MAC 처리부

127: 모듈 제어부 128: 유선 통신모듈

131: 디스플레이 132: 제어부

133: 유/무선통신모듈 134: 위치 추적부

135: 메모리 136: 입력부

210, 220, 230, 240: 제1~제4 무선통신 영역

Claims

액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템에 있어서,

특정 지역 내에서 자신의 위치를 분석하도록 위치 추적 대상물에 부착되며 고유 식별번호(ID)를 포함한 위치정보를 일정 주기로 송신하는 위치 추적 알고리즘이 내장된 액티브 태그(Active Tag)와;

상기 액티브 태그로부터 상기 위치정보를 수신받는 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈; 및

상기 근거리 무선통신 모듈과 유/무선 통신하여 상기 액티브 태그의 위치를 추적하여 표시하는 위치 추적 클라이언트;를 포함하며,

상기 액티브 태그는:

상기 위치 추적 알고리즘이 탑재된 위치 분석부;

선불/후불 교통카드 또는 신용카드와 호환되어 대금을 결재할 수 있는 로컬(Local) 결재부; 및

상기 결재를 위한 금액을 충전하는 충전부;를 포함하고,

상기 내장된 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈과의 무선통신에 의해 구해지는 적어도 3개 이상의 거리들 중에서 상기 액티브 태그와 가장 가까운 3개의 거리들에 근거하여 자신의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 위치 추적 클라이언트는:

상기 액티브 태그가 상기 특정 지역을 벗어난 경우, 경보 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 액티브 태그는:

상기 위치 추적 대상물이 사람일 경우, 위급 상황에서 상기 위치 추적 클라이언트에게 위급 신호를 전송할 수 있는 발신부를 추가로 포함하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 액티브 태그는, 손목시계형, 목걸이형, 열쇠 고리형, 허리띠 부착형 중중 어느 한 방식으로 부착되는 것을 특징으로 하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 근거리 무선통신 모듈은, 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신장치(Infrared Data Association; IrDA) 및 UWB(Ultra-wideband) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 근거리 무선통신 모듈의 유/무선통신 모듈은 GPS를 이용하여 상기 근거리 무선통신 모듈의 최초 위치 정보 입력시에 사용되는 것을 특징으로 하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 근거리 무선통신 모듈은 무선통신 모듈의 상태를 점검하여 상기 위치 추적 클라이언트에게 전송하는 자가진단 모듈을 추가로 포함하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 시스템.
액티브 태그를 이용한 위치 추적 방법에 있어서,

a) 특정 지역 내에 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈을 설치하고 각각의 위치를 설정하는 단계;

b) 상기 근거리 무선통신 모듈과 통신하는 액티브 태그에 고유 식별번호(ID)를 할당하는 단계;

c) 상기 액티브 태그가 특정 지역 내에 있는 경우, 상기 액티브 태그와 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈 사이에 통신하는 단계;

d) 상기 액티브 태그의 위치분석부에 탑재된 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈과의 통신에 근거하여 상기 액티브 태그의 위치를 분석하는 단계;

e) 상기 액티브 태그가 상기 근거리 무선통신 모듈 중 어느 하나를 통해 상기 액티브 태그의 위치 데이터를 전달하는 단계; 및

f) 상기 액티브 태그의 위치를 디스플레이 상에 표시하는 단계;를 포함하고,

상기 d) 단계는:

상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈들과 상기 액티브 태그 사이의 적어도 3개 이상의 거리들 중에서 상기 액티브 태그와 가장 가까운 3개의 거리들에 근거하여 상기 특정 지역 내에서 상기 액티브 태그의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 위치 추적 방법은:

g) 상기 액티브 태그의 위치가 이동되면, 상기 액티브 태그가 상기 특정 지역 내에서 이동하는지 확인하는 단계; 및

h) 상기 액티브 태그가 상기 특정 지역 내에 없는 경우, 위치 추적 클라이언트가 상기 액티브 태그를 소지한 위치 추적 대상물이 상기 특정 지역을 벗어난 것을 인지하고, 경보 신호를 발생하는 단계;를 더 포함하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 방법.
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제 9 항에 있어서, 상기 e) 단계는:

상기 적어도 3개 이상의 근거리 무선통신 모듈 중 가장 가까운 근거리 무선통신 모듈을 통해서 자신의 위치 데이터를 위치 추적 클라이언트에게 전달하는 것을 특징으로 하는 액티브 태그를 이용한 위치 추적 방법.