KR101048611B1 - CS-based user location recognition system and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IEEE 802.15.4a 기반한 RF 기술을 활용함으로써 장애물들이 산재되어 있는 공장의 작업장 같은 실내 공간에서 정확한 위치 인식 가능한 위치 인식 시스템을 제안한다.The present invention proposes a position recognition system capable of accurate position recognition in an indoor space such as a workplace of a factory in which obstacles are scattered by utilizing an RF technology based on IEEE 802.15.4a.

구체적으로, 본 발명에 따른 사용자 위치 인식 시스템은, 사용자의 ID 정보를 포함하는 패스포트; 상기 사용자의 패스포트와 거리 정보를 송수신하기 위한 무선 센서 모듈; 상기 무선 센서 모듈로부터의 사용자의 거리 정보를 수신하고, 수신된 정보를 외부 무선으로 연결된 서버로 송신하기 위한 게이트웨이; 및 상기 게이트웨이로부터 수신한 상기 사용자의 거리 정보를 수신하여 사용자의 현재 위치를 모니터 화면에 제공하기 위한 서버를 포함한다. Specifically, the user location recognition system according to the present invention, a passport including ID information of the user; A wireless sensor module for transmitting and receiving the user's passport and distance information; A gateway for receiving distance information of the user from the wireless sensor module and transmitting the received information to an externally connected server; And a server for receiving the distance information of the user received from the gateway and providing the current location of the user on a monitor screen.

IEEE802.15.4a, CSS, 위치인식, RF, TCP/IP IEEE802.15.4a, CSS, Geolocation, RF, TCP / IP

Description

CSS 기반 사용자 위치 인식 시스템 및 그 방법{USER LOCATION RECOGNIZATION SYSTEM BASED ON CHIRP SPREAD SPECTRUM AND METHOD THEREOF}CS-based user location recognition system and its method {USER LOCATION RECOGNIZATION SYSTEM BASED ON CHIRP SPREAD SPECTRUM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 CSS(Chirp Spread Spectrum) 기반 위치 인식 시스템에 관한 것으로, IEEE 802.15.4a CSS 기반한 센서 네트워크를 통한 보다 정확하고 안정적인 위치 인식을 수행하고, 인식된 정보를 서버, 이동단말기(PDA), 패스포트를 이용한 작업간 실시간 정보 서비스를 제공하며, 서버와 이동단말기의 양방향 송수신을 이용한 작업장 내의 위급한 상황을 현장에서 전송할 수 있는 하는 CSS 기반 위치 인식 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a CS (Chirp Spread Spectrum) based location recognition system, which performs more accurate and stable location recognition through a sensor network based on IEEE 802.15.4a CSS, and transmits the recognized information to a server, a mobile terminal (PDA), and a passport. It provides a real-time information service between the work using, and relates to a CSS-based location recognition system that can transmit the emergency situation in the workplace using the two-way transmission and reception of the server and the mobile terminal in the field.

무선통신의 위치인식을 기반으로 한 기술은 넓게는 물류, 사회 안전, 재난방제, U-City 등 다양한 분야에서 응용 서비스의 구현이 이루어지고 있다. 특히 종래 생산관리 시스템이 이루어지는 공장 내에서의 위치인식 서비스는 RFID 태그(Tag)를 이용한 출입 및 보안 시스템과 생산품의 제고 관리 시스템에서 주로 사용되었다. Technology based on location recognition of wireless communication has been widely implemented in various fields such as logistics, social safety, disaster prevention, U-City, etc. In particular, the location recognition service in the factory where the conventional production management system is used was mainly used in the access and security system using the RFID tag (Tag) and the product management system of the production.

RFID는 크게 태그와 리더로 분류되며 리더는 다시 트랜스미터와 리시버/디코 더로 구성된다. 리더 내부의 트랜스미터가 활성(activation) 신호를 송출하면 리더 근방의 태그는 자신에게 할당된 고유 ID를 회신한다. 리더는 이를 판독하고 어떤 태그들이 자신의 근방에 있는지를 판단한다. 일반적으로, RFID 리더가 인지할 수 있는 감지거리는 약 2.5m 정도 이내이므로 한정된 실내 공간에 균등하게 배치할 경우 위치인식 시스템으로 활용 가능하다.RFID is largely classified into tags and readers, which in turn consist of transmitters and receivers / decoders. When the transmitter inside the reader sends out an activation signal, the tag near the reader returns a unique ID assigned to it. The reader reads this and determines which tags are in their vicinity. In general, since the sensing distance that the RFID reader can recognize is within about 2.5m, it can be used as a location recognition system when it is evenly disposed in a limited indoor space.

그러나 RFID 태그를 이용한 위치인식은 태그의 리더가 있는 지역 내에 위치하였다는 것만 알 수 있었고, 보다 정밀한 위치인식 서비스 제공에는 한계가 있다. 또한, 이 RFID를 태그를 이용한 위치 인식 방식은 감지 거리가 짧아 정밀한 위치인식 서비스 제공하기 위해서는 다수 개의 리더가 필요하게 되며, 이는 초기 설치 비용이 비싸다는 단점을 가진다.However, the location recognition using the RFID tag could only be known that the location of the reader of the tag is located, there is a limit in providing a more precise location recognition service. In addition, the location recognition method using the RFID tag has a short sensing distance, so that a plurality of readers are required to provide a precise location recognition service, which has a disadvantage of high initial installation cost.

또한, 종래 위치 인식에 따른 생산관리 시스템에서는, 주로 센서의 지그비(Zigbee) 통신을 통하여 서버의 관리자가 작업장의 상황을 모니터링 할 수 있는 단방향 서비스를 주로 제공하였다. 그러나, 이는 작업장에서 일을 하는 생산자 즉, 작업자에게 직접적인 영향을 주기에는 어려움이 있다는 단점이 있으며, IEEE 802.15.4의 지그비 통신을 이용한 위치인식은 주로 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용한 위치인식인데, 이는 전파환경 및 장애물의 환경에 민감하게 반응하는 단점을 가지고 있어 정밀한 위치 인식에 어려움이 있었다.In addition, in the conventional production management system according to the location recognition, mainly provided a one-way service that allows the administrator of the server to monitor the situation of the workplace through the Zigbee (Zigbee) communication of the sensor. However, this has the disadvantage that it is difficult to directly affect the producers working in the workplace, that is, the workers. The position recognition using Zigbee communication of IEEE 802.15.4 is mainly the position recognition using RSSI (Received Signal Strength Indicator). However, this has a disadvantage in that it reacts sensitively to the radio wave environment and obstacle environment, which makes it difficult to precisely recognize the location.

그 이외에도 GPS나 이동 통신망을 사용하는 시스템은 위치 측정 오차가 10m에서 1Km에 달할 정도로 크며 또한 실내 공간에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다. In addition, a system using GPS or a mobile communication network has a problem that the measurement error is large enough to reach 10m to 1Km and cannot be used in an indoor space.

본 발명은 전술한 문제점에 기반하여 안출된 발명으로서, 근거리 또는 실내에서의 정밀도 높은 위치 인식이 가능한 CSS 기반 위치 인식 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made based on the above-described problems, and an object thereof is to provide a CSS-based location recognition system capable of accurate location recognition in a short distance or indoors.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 IEEE 802.15.4a 기반한 RF 기술을 활용함으로써 장애물들이 산재되어 있는 공장의 작업장 같은 실내 공간에서 정확한 위치 인식 가능한 위치 인식 시스템을 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention proposes a position recognition system capable of accurate position recognition in an indoor space such as a workplace of a factory in which obstacles are scattered by utilizing an RF technology based on IEEE 802.15.4a.

구체적으로, 본 발명에 따른 사용자 위치 인식 시스템은, 사용자의 ID 정보를 포함하는 패스포트; 상기 사용자의 패스포트와 거리 정보를 송수신하기 위한 무선 센서 모듈; 상기 무선 센서 모듈로부터의 사용자의 거리 정보를 수신하고, 수신된 정보를 외부 무선으로 연결된 서버로 송신하기 위한 게이트웨이; 및 상기 게이트웨이로부터 수신한 상기 사용자의 거리 정보를 수신하여 사용자의 현재 위치를 모니터 화면에 제공하기 위한 서버를 포함한다. 여기서 사용자 위치 인식 시스템은 IEEE 802.15.4a에 기반하고 있다.Specifically, the user location recognition system according to the present invention, a passport including ID information of the user; A wireless sensor module for transmitting and receiving the user's passport and distance information; A gateway for receiving distance information of the user from the wireless sensor module and transmitting the received information to an externally connected server; And a server for receiving the distance information of the user received from the gateway and providing the current location of the user on a monitor screen. The user location recognition system is based on IEEE 802.15.4a.

또한, 무선 센서 모듈은, 사용자의 패스포트를 감지하고, 감지된 사용자의 패스포트에 주변에 위치된 고정 모듈들의 ID를 알려주기 위한 코디네이터 모듈; 사용자 위치 인식이 필요한 작업장 등에 일정 구역마다 복수개 설치되고, 패스포트와의 거리 정보를 사용자의 패스포트로 전송하기 위한 고정 모듈; 상기 코디네이터 모듈로부터 상기 사용자의 위치 정보를 취합하여 게이트웨이로 전송하기 위한 싱크 모듈을 포함한다.In addition, the wireless sensor module, the coordinator module for detecting the user's passport, and informs the ID of the fixed modules located around the detected user's passport; A fixed module installed in a plurality of predetermined areas in a workplace where user location recognition is required, and transmitting distance information with a passport to a user's passport; And a sink module for collecting location information of the user from the coordinator module and transmitting the collected location information to the gateway.

또한, 본 발명에 따른 사용자 인식 시스템은 사용자측에 제공되는 이동 단말기를 더 포함하고, 상기 이동 단말기는 무선 TCP/IP 방식을 통해 상기 게이트웨이를 경유하여 상기 서버와 통신 가능하도록 구성된다. 서버는 사용자의 인식된 위치에 따라 대응하는 정보 데이터를 상기 이동 단말기로 전송하도록 구성되며, 상기 정보 데이터는 작업 지시서, 공장 설비의 이력 내용, 및 공장 설비의 고장 내역 중 어느 하나 이상을 포함할 수도 있다.In addition, the user recognition system according to the present invention further comprises a mobile terminal provided to the user side, the mobile terminal is configured to be able to communicate with the server via the gateway via a wireless TCP / IP scheme. The server is configured to transmit corresponding information data to the mobile terminal according to the recognized location of the user, wherein the information data may include any one or more of a work instruction sheet, a history of the plant equipment, and a breakdown of the plant equipment. have.

또한 본 발명에 따른 IEEE 802.15.4a CSS 기반한 무선 센서 네트워크로부터 사용자의 위치를 인식하기 위한 방법은, 코디네이터 모듈에서 상기 무선 센서 네트워크 내에서 사용자의 ID 정보를 포함하는 패스포트를 탐색하는 단계; 상기 사용자 패스포트가 존재하는 경우 상기 사용자 패스포트에 주변의 복수개의 고정 모듈의 ID를 상기 패스포트에 전송하는 단계; 상기 패스포트에서 수신된 고정 모듈의 ID에 기반하여 상기 고정 모듈로 거리 정보를 요청하고, 상기 고정 모듈에서 상기 패스포트까지의 거리 정보를 전송하는 단계; 상기 패스포트에서 상기 고정 모듈로부터 수신한 거리 정보를 상기 코디네이터 모듈로 전송하는 단계; 상기 코디네이터 모듈에서 상기 거리 정보를 상기 싱크 모듈로 전송하는 단계; 상기 싱크 모듈에서 상기 거리 정보를 무선 센서 네트워크 외측에 위치한 서버로 전송하는 단계; 및 상기 서버에서 상기 거리 정보를 삼각측량에 기반하여 변환하고 사용자의 현재 위치를 모니터에 표시하는 단계를 포함한다.In addition, a method for recognizing a user's location from an IEEE 802.15.4a CSS-based wireless sensor network according to the present invention includes: searching for a passport including ID information of the user in the wireless sensor network by a coordinator module; If the user passport exists, transmitting IDs of a plurality of fixed modules around the user passport to the passport; Requesting distance information from the fixed module based on the ID of the fixed module received from the passport, and transmitting distance information from the fixed module to the passport; Transmitting distance information received from the fixed module to the coordinator module in the passport; Transmitting the distance information from the coordinator module to the sink module; Transmitting, by the sink module, the distance information to a server located outside the wireless sensor network; And converting, by the server, the distance information based on triangulation and displaying the current location of the user on a monitor.

서버는 사용자의 위치를 인식한 후, 상기 서버에 저장된 사용자의 현재 위치에 대응하는 서비스를 사용자에게 미리제공된 이동 단말기에 제공하도록 구성될 수도 있다. 또한, 이동 단말기는 무선 TCP/IP를 통해 상기 서버와 통신하도록 구성되어, 서버는 상기 사용자의 인식된 위치에 따라 대응하는 정보 데이터를 상기 이동 단말기로 전송하도록 구성된다. 정보 데이터는 작업 지시서, 공장 설비의 이력 내용, 및 공장 설비의 고장 내역 중 어느 하나 이상을 포함할 수도 있다.After recognizing the location of the user, the server may be configured to provide a service corresponding to the current location of the user stored in the server to the mobile terminal provided in advance to the user. The mobile terminal is further configured to communicate with the server via wireless TCP / IP, where the server is configured to transmit corresponding information data to the mobile terminal in accordance with the recognized location of the user. The information data may include any one or more of a work instruction sheet, a history of the plant equipment, and a breakdown of the plant equipment.

본 발명은 IEEE 802.15.4a CSS 방식의 SDS-TWR(Symmetric Double Sided Two-Way Ranging) 메카니즘을 사용한 위치 인식은 종래의 실내 위치인식에서 사용되었던 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용한 방식보다 안정된 위치인식이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 생산관리 시스템에 주로 사용이 되었던 RFID 태그를 이용한 방식보다 확장된 서비스를 구현할 수 있다. According to the present invention, the position recognition using the symmetric double sided two-way ranging (SDS-TWR) mechanism of the IEEE 802.15.4a CSS method is more stable than the method using the received signal strength indicator (RSSI) used in the conventional indoor position recognition. This has the advantage of being possible. In addition, it is possible to implement an extended service than the method using the RFID tag which was mainly used in the production management system.

이에 따라 안정된 위치인식을 통하여 본 발명을 공장등의 작업공간에 적용하는 경우, 사용자에게 직원 정보, 작업내용 및 지시서, 공장설비의 이력 및 고장내역, 변경된 작업 내용 등의 정보를 실시간 전송하는 서비스 제공으로 생산관리 시스템에서 생산성 향상을 불러온다. Accordingly, when the present invention is applied to a workspace such as a factory through a stable position recognition, a service for real-time transmission of information such as employee information, work contents and instructions, history and breakdown of plant equipment, and changed work contents is provided to the user. This leads to increased productivity in the production management system.

또한 정밀한 위치인식은 위급 상황시 정보를 서버로 실시간 전송할 수 있는 서비스의 제공으로 작업자의 안전관리를 제공한다.In addition, precise location recognition provides safety management of workers by providing services that can transmit information to the server in real time in case of emergency.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 CSS 기반 위치 인식 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a diagram schematically illustrating a CSS-based location recognition system according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CSS 기반 위치 인식 시스템(10)은 사용자측 장치(100)로서 PDA, 핸드폰 등과 같은 무선 통신 가능한 이동 장치(120)와, 위치 추적 대상인 사용자의 ID를 포함하는 RF 카드 또는 패스포트(110)를 포함한다. 본 발명에서 패스포트(110)는 IEEE802.15.4a CSS에 기반하고 있다. IEEE802.15.4a의 CSS 방식을 이용한 RF 센서는 감지거리가 넓고 정밀한 위치 추적을 가능하게 해준다.As shown in FIG. 1, the CSS-based location recognition system 10 according to the present invention includes a mobile device 120 capable of wireless communication, such as a PDA and a mobile phone, as a user-side device 100, and an ID of a user to be tracked. An RF card or passport 110 is included. In the present invention, the passport 110 is based on the IEEE802.15.4a CSS. The RF sensor using the CSS method of IEEE802.15.4a enables a wide sensing range and precise position tracking.

다음으로, RF 패스포트(110)와의 거리 정보를 교환하기 위해 본 발명에 따른 CSS 기반 위치 인식 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 복수의 CSS 센서 모듈(200)을 포함하며, CSS 센서 모듈(200)은 싱크 모듈(210), 코디네이터 모듈(220) 및 고정 모듈(230)을 포함한다.Next, in order to exchange distance information with the RF passport 110, the CSS-based location recognition system according to the present invention includes a plurality of CSS sensor module 200, as shown in Figure 1, CSS sensor module 200 Includes a sink module 210, a coordinator module 220, and a fixed module 230.

싱크 모듈(210)은 상기 RF 패스포트(110)와 상기 CSS 센서 모듈(200)로 이루어진 무선 센서 네트워크에서 1홉(hop)에 송수신 가능한 코디네이터 모듈(220)에 무선 센서 네트워킹의 시작을 알리는 패킷을 전송하는 한편, 코디네이터 모듈(220)로부터 후술하는 사용자의 거리 정보를 수신하고 취합하도록 동작한다.The sink module 210 transmits a packet notifying the start of wireless sensor networking to the coordinator module 220 capable of transmitting and receiving in one hop in a wireless sensor network including the RF passport 110 and the CSS sensor module 200. On the other hand, it operates to receive and collect the distance information of the user to be described later from the coordinator module 220.

코디네이터 모듈(220)은 위치 인식이 필요한 작업장 등에 설치되고, 일정 구역 내에, 보다 상세하게는 코디네이터 모듈(220)의 센서 감지 거리 내에 RF 카드 또는 패스포트(110)가 존재하는지를 감지한다.The coordinator module 220 is installed in a workplace or the like requiring location recognition, and detects whether the RF card or the passport 110 exists in a predetermined area, more specifically, within a sensor sensing distance of the coordinator module 220.

또한, 고정 모듈(230)은 사용자 위치 인식이 필요한 작업장 등에 일정 구역마다 복수개가 설치되어 패스포트(110)과의 거리 정보를 인지하고 패스포트(110)는 이 거리정보를 코디네이터 모듈(220)로 전송한다. 코디네이터 모듈(220)은 패스포트로부터 받은 거리 정보를 싱크 모듈(210)로 전송하고, 싱크 모듈(210)은 코디네이터 모듈(220)로부터 받은 패스포트의 거리정보를 취합한다.In addition, the fixed module 230 is installed in a plurality of predetermined areas, such as a workplace that requires user location recognition to recognize the distance information with the passport 110, the passport 110 transmits this distance information to the coordinator module 220. . The coordinator module 220 transmits the distance information received from the passport to the sink module 210, and the sink module 210 collects the distance information of the passport received from the coordinator module 220.

게이트웨이(300)는 싱크 모듈(210)로부터 취합된 거리 정보를 수신하도록 동 작하는데, 게이트웨이(300)와 싱크 모듈(210)은 RS232 방식의 직렬 통신으로 구현되며, 싱크 모듈(210)이 전송 받은 거리 정보는 게이트웨이(300)를 통해 서버(400)로 전송되며, 상기 PDA 등과 같은 사용자 이동 장치와의 무선 통신을 위해 무선 TCP/IP 통신을 지원하는 무선 허브를 포함하는 것이 바람직하다.The gateway 300 operates to receive the distance information collected from the sink module 210. The gateway 300 and the sink module 210 are implemented by RS232 serial communication, and the sink module 210 receives The distance information is transmitted to the server 400 through the gateway 300, and preferably includes a wireless hub supporting wireless TCP / IP communication for wireless communication with the user mobile device such as the PDA.

이후, 거리 정보는 게이트웨이(300)를 통해 무선 TCP/IP 방식으로 서버(400)로 전송되고, 서버(400)는 게이트웨이(300)로부터 전송된 거리 정보를 삼각측량법을 이용해서 사용자의 현재위치를 계산하고 이를 모니터에 표시하게 된다.Thereafter, the distance information is transmitted to the server 400 through the gateway 300 in a wireless TCP / IP manner, and the server 400 uses the triangulation method to determine the current location of the user using the distance information transmitted from the gateway 300. It will calculate and display it on the monitor.

또한, 서버(400)는 사용자의 위치가 인식되고 나면, 사용자의 이동 장치를 통해 사용자의 현재 위치와 관련된 작업지시서나 공장 설비의 이력서 또는 공장 설비의 고장 내역서 등을 제공하도록 구성된다.In addition, after the user's location is recognized, the server 400 is configured to provide a work instruction related to the current location of the user, a resume of the factory facility, or a breakdown record of the factory facility through the user's mobile device.

다음으로, 도 2를 참조하여 본원발명의 CSS 기반 위치 인식 시스템을 공장 등의 작업장에 구현한 예에 대해 설명한다.Next, an example of implementing the CSS-based location recognition system of the present invention in a workplace such as a factory will be described with reference to FIG. 2.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 작업장은 복수의 구역(A~D)으로 구분된다. 각각의 구역의 넓이는 코디네이터 모듈이 RF 패스포트(110)를 인식할 수 있는 넓이를 갖는 것이 좋다.First, as illustrated in FIG. 2, the workplace is divided into a plurality of zones A to D. The width of each zone is preferably such that the coordinator module can recognize the RF passport 110.

먼저, 작업장 등의 한곳에 설치된 싱크 모듈(210)는 1홉(Hop)에 송수신이 가 능한 코디네이터(220a 또는 220b)에게 센서 네트워킹의 시작을 알리는 패킷을 전송한다. First, the sink module 210 installed in one place of the workplace transmits a packet notifying the start of sensor networking to the coordinator 220a or 220b capable of transmitting and receiving in one hop.

싱크 모듈(210)로부터 패킷을 수신한 코디네이터가 220a라고 가정하면, 싱크 모듈(210)로부터 패킷을 수신한 코디네이터(220a)는 1홉에 송수신 가능한 다음 코디네이터로 패킷을 전송하여 모든 코디네이터(220a~220d)로 하여금 패킷을 수신하도록 하고, 패킷을 수신한 코디네이터(220a~220d)는 자신의 구역에 패스포트(110)가 존재하는지 확인한다.Assuming that the coordinator receiving the packet from the sink module 210 is 220a, the coordinator 220a receiving the packet from the sink module 210 transmits the packet to the next coordinator capable of transmitting / receiving in one hop to all coordinators 220a to 220d. ) To receive the packet, and the coordinators 220a to 220d receiving the packet check whether the passport 110 exists in their zone.

패스포트(110)가 구역 내에 존재할 때, 각각의 코디네이터(220a~220d)는 담당 구역(A~D) 내에 위치한 4개의 고정 노드 ID를 패스포트(110)에게 전송하며, 패스포트(110)는 코디네이터로부터 전송받은 고정 노드들과의 거리 정보를 송수신하여 패스포트(110)의 ID와 함께 고정 노드까지의 거리 정보를 코디네이터에게 전송한다. 코디네이터는 다시 역방향으로 코디네이터를 거쳐 싱크 모듈(210)까지 패스포트의 거리 정보 패킷을 전송한다.When the passport 110 is present in the zone, each coordinator 220a-220d sends four fixed node IDs located in the responsible zone A-D to the passport 110, and the passport 110 transmits from the coordinator. The distance information with the fixed nodes is transmitted and received, and the distance information to the coordinator is transmitted together with the ID of the passport 110. The coordinator again transmits the distance information packet of the passport to the sink module 210 via the coordinator in the reverse direction.

예를 들면, 만일 작업자가 구역 D에 있다면, 코디네이터 모듈(220d)이 작업자의 패스포트(110)로부터 발생되는 RF 신호를 감지하여 작업자가 현재 구역 D에 있음을 감지하고, 코디네이터 모듈(220d)는 작업 구역 D에 위치된 고정 모듈(230d1~230d3)과 작업장 중앙에 위치된 고정 모듈(230cen)의 ID를 사용자의 RF 패스포트(110)에 알리고, 사용자의 RF 패스포트(110)는 수신된 고정 모듈 들(230d1~230d3, 230cen)의 ID를 이용하여 해당하는 고정 모듈들과 통신을 수행하여 RF 패스포트(110)로부터 각각의 고정 모듈들(230d1~230d3, 230cen)까지의 거리 정보를 수신하고 난 후, 자신의 ID와 고정 모듈들까지의 거리 정보를 코디네이터 모듈(220d)로 송신한다.For example, if the worker is in zone D, the coordinator module 220d detects the RF signal from the worker's passport 110 to detect that the worker is currently in zone D, and the coordinator module 220d operates The ID of the fixation module 230d1 to 230d3 located in the zone D and the fixation module 230cen located at the center of the workplace is notified to the RF passport 110 of the user, and the RF passport 110 of the user is provided with the received fixation modules ( After communicating with the corresponding fixed modules using IDs of 230d1 to 230d3 and 230cen to receive distance information from the RF passport 110 to the respective fixed modules 230d1 to 230d3 and 230cen, ID and distance information of the fixed modules are transmitted to the coordinator module 220d.

코디네이터 모듈(220d)은 전송받은 패스포트(110)의 ID와 거리정보를 싱크 모듈(210)로 송신한다.The coordinator module 220d transmits the ID and distance information of the received passport 110 to the sink module 210.

싱크 모듈(210)은 전송받은 거리 정보 패킷을 RS232 시리얼 통신을 통해 게이트웨이(300)로 전송하며, 다시 게이트웨이(300)에서는 무선랜 네트워크를 통하여 서버까지 전송한다. The sink module 210 transmits the received distance information packet to the gateway 300 through RS232 serial communication. The sink module 210 transmits the received distance information packet to the server through the WLAN network.

본 발명의 CSS 기반 위치 인식은 거리 정보의 송수신을 기반으로 하는 레인지(ranging)기법을 사용하였는데, 사용한 메카니즘은 SDS-TWR이며, 두 노드 사이의 송수신 시간 차이를 이용하여 거리 정보를 환산하는 방법이다. 이것은 기존의 CSS기반의 TWR(Two-Way Ranging) 메카니즘의 수행 과정을 한번 더 수행하는 방법으로서 거리 측정의 정확성이 매우 높다는 이점이 얻어진다.CSS-based location recognition of the present invention uses a ranging technique based on the transmission and reception of distance information. The mechanism used is SDS-TWR, and is a method of converting distance information using a transmission / reception time difference between two nodes. . This is a method of performing the conventional CSS-based two-way ranging (TWR) mechanism once more, and has an advantage that the accuracy of the distance measurement is very high.

서버(400)는 게이트웨이(300)로부터 전달된 사용자의 패스포트(110)와 고정 모듈들 사이의 거리 정보를 삼각측량법 등을 이용해서 위치정보로 변환하고, 시스 템 관리자의 화면에 사용자의 현재 위치를 출력하며, 위치에 따른 정보를 저장하고 있는 데이터베이스로부터 작업 지시 등의 명령을 지시한다.The server 400 converts the distance information between the user's passport 110 and the fixed modules transmitted from the gateway 300 into location information by using triangulation, and converts the current location of the user on the screen of the system manager. It outputs and instructs a command such as a work instruction from a database storing information according to a location.

도 3는 본 발명에 따른 CSS 기반 위치 인식 시스템을 작업장 등에 설치하고 난 후, 서버 관리자와 위치가 인식된 작업자의 업무 절차의 제어의 일례를 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an example of controlling a work procedure of a server administrator and a worker whose location is recognized after installing the CSS-based location recognition system according to the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 서버(400)로부터 작업자 또는 사용자의 위치가 모니터링된 후, 관리자가 미리 작성된 작업 및 작업변경 지시서 등을 사용자의 PDA 등과 같은 이동 장치(120)에 송신한다. As shown in FIG. 3, after the location of the worker or the user is monitored from the server 400, the administrator transmits a pre-written job, a job change instruction, and the like to the mobile device 120 such as the PDA of the user.

작업자는 작업 지시서 등을 이동 장치(120)를 통해 수신하여 작업 내용에 따른 업무처리를 담당하며 업무의 애로사항 및 긴급상황을 관리자에게 송신할 수 있다. The worker may receive a work order and the like through the mobile device 120 to handle the work according to the work content, and transmit the troubles and the emergency of the work to the manager.

긴급 상황인 경우로 판별되면, 긴급 상황에 따른 조치를 처리하도록 되며, 작업자로부터 작업이 완료되어 작업 지시서가 반납되어 작업 실적의 입력 및 처리가 이루어질 수 있다.If it is determined that the emergency situation, the action according to the emergency situation is to be processed, the work is completed from the worker can be returned to the work instruction can be input and processing of the work results.

또한, 서버(400)에는 작업자가 작업장의 특정 위치에 도달하게 되면, 즉 작 업자의 위치가 특정 좌표 내에 진입하게 되는 것이 감지되면, 해당되는 구역 내에서 처리해야할 지시 사항들을 사용자의 PDA 등의 이동 장치(120)로 전송하도록 구성되면 일의 업무 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 작업장의 특정 위치에 고장이나 문제점이 발견된 경우, 위치 인식된 작업자 중 특정 위치에 가장 가까운 작업자를 호출하여 이를 확인하도록 구성하거나, 서버와 이동 장치는 상호 양방향 통신 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.In addition, when the worker 400 reaches a specific location in the workplace, that is, when the location of the worker is detected within a specific coordinate, the server 400 moves instructions to be processed in the corresponding area of the user's PDA. When configured to transmit to the device 120 can improve work efficiency of work. In addition, when a failure or a problem is found in a specific location of the workplace, it is preferable to call the worker closest to a specific location among the location-recognized workers to check it, or the server and the mobile device may be configured to allow bidirectional communication with each other. .

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not for limiting the technical spirit of the present invention but for the description, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

따라서 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 CSS 기반 위치 인식 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면.1 is a view showing a schematic configuration of a CSS-based location recognition system according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 CSS 기반 위치 인식 시스템을 작업장에 실제 설치할때의 일례를 도시한 도면.2 is a diagram showing an example of the actual installation of the CSS-based location recognition system according to the present invention in the workplace.

도 3은 본 발명에 따른 CSS 기반 위치 인식 시스템을 작업장에 설치한 후, 작업 업무의 흐름의 일례를 도시한 흐름도.3 is a flowchart illustrating an example of the flow of work tasks after installing the CSS-based location recognition system in the workplace according to the present invention.

Claims (13)

사용자 위치 인식 시스템에 있어서,In the user location recognition system, 사용자의 ID 정보를 포함하는 패스포트;A passport including ID information of the user; 상기 사용자의 패스포트까지의 거리 정보를 송수신하기 위한 무선 센서 모듈;A wireless sensor module for transmitting and receiving distance information to the passport of the user; 상기 무선 센서 모듈로부터의 사용자의 거리 정보를 수신하고, 수신된 정보를 외부 무선으로 연결된 서버로 송신하기 위한 게이트웨이; 및A gateway for receiving distance information of the user from the wireless sensor module and transmitting the received information to an externally connected server; And 상기 게이트웨이로부터 수신한 상기 사용자의 거리 정보를 수신하여 사용자의 현재 위치를 모니터 화면에 제공하기 위한 서버를 포함하고,A server for receiving the distance information of the user received from the gateway and providing the current location of the user on a monitor screen; 상기 무선 센서 모듈은, The wireless sensor module, 사용자의 패스포트를 감지하고, 감지된 사용자의 패스포트에 주변에 위치된 고정 모듈들의 ID를 알려주기 위한 코디네이터 모듈;A coordinator module for detecting a passport of the user and informing the IDs of the fixed modules located around the detected passport of the user; 사용자 위치 인식이 필요한 작업장 등에 일정 구역마다 복수개 설치되고, 패스포트와의 거리 정보를 사용자의 패스포트로 전송하기 위한 고정 모듈; 및A fixed module installed in a plurality of predetermined areas in a workplace where user location recognition is required, and transmitting distance information with a passport to a user's passport; And 상기 코디네이터 모듈로부터 상기 사용자의 위치 정보를 취합하여 게이트웨이로 전송하기 위한 싱크 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 위치 인식 시스템.And a sink module for collecting location information of the user from the coordinator module and transmitting the location information to the gateway. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 사용자 위치 인식 시스템은 IEEE 802.15.4a에 기반한 것을 특징으로 하는 사용자 위치 인식 시스템.The user location recognition system is based on IEEE 802.15.4a. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 사용자측에 제공되는 이동 단말기를 더 포함하고,Further comprising a mobile terminal provided on the user side, 상기 이동 단말기는 무선 TCP/IP 방식을 통해 상기 게이트웨이를 경유하여 상기 서버와 통신 가능한 것을 특징으로 하는 사용자 위치 인식 시스템.And the mobile terminal is capable of communicating with the server via the gateway via a wireless TCP / IP scheme. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 서버는 상기 사용자의 인식된 위치에 따라 대응하는 정보 데이터를 상기 이동 단말기로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 사용자 위치 인식 시스템.And the server is configured to transmit corresponding information data to the mobile terminal according to the recognized location of the user. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 싱크 모듈은 상기 게이트웨이에 RS232 시리얼 통신으로 연결된 것을 특징으로 하는 사용자 위치 인식 시스템.And the sink module is connected to the gateway via RS232 serial communication. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 정보 데이터는 작업 지시서, 공장 설비의 이력 내용, 및 공장 설비의 고장 내역 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 위치 인식 시스템.And the information data includes any one or more of a work instruction sheet, a history of the plant equipment, and a breakdown of the plant equipment. IEEE 802.15.4a CSS 기반한 무선 센서 네트워크로부터 사용자의 위치를 인식하기 위한 방법에 있어서,A method for recognizing a user's location from an IEEE 802.15.4a CSS-based wireless sensor network, 코디네이터 모듈에서 상기 무선 센서 네트워크 내에서 사용자의 ID 정보를 포함하는 패스포트를 탐색하는 단계;Searching for a passport including ID information of a user in the wireless sensor network by a coordinator module; 상기 사용자 패스포트가 존재하는 경우 상기 사용자 패스포트에 주변의 복수개의 고정 모듈의 ID를 상기 패스포트에 전송하는 단계;If the user passport exists, transmitting IDs of a plurality of fixed modules around the user passport to the passport; 상기 패스포트에서 수신된 고정 모듈의 ID에 기반하여 상기 고정 모듈로부터 상기 사용자의 패스포트까지의 거리 정보를 요청하고, 상기 고정 모듈에서 상기 패스포트까지의 거리 정보를 전송하는 단계;Requesting distance information from the fixed module to the user's passport based on the ID of the fixed module received at the passport, and transmitting distance information from the fixed module to the passport; 상기 패스포트에서 상기 고정 모듈로부터 수신한 거리 정보를 상기 코디네이터 모듈로 전송하는 단계;Transmitting distance information received from the fixed module to the coordinator module in the passport; 상기 코디네이터 모듈에서 상기 거리 정보를 싱크 모듈로 전송하는 단계;Transmitting the distance information from the coordinator module to the sink module; 상기 싱크 모듈에서 상기 거리 정보를 무선 센서 네트워크 외측에 위치한 서버로 전송하는 단계; 및Transmitting, by the sink module, the distance information to a server located outside the wireless sensor network; And 상기 서버에서 상기 거리 정보를 삼각측량에 기반하여 변환하고 사용자의 현재 위치를 모니터에 표시하는 단계를 포함하고,Converting, by the server, the distance information based on triangulation and displaying a current location of a user on a monitor; 상기 정보 데이터는 작업 지시서, 공장 설비의 이력 내용, 및 공장 설비의 고장 내역 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 IEEE 802.15.4a CSS 기반한 무선 센서 네트워크로부터 사용자의 위치를 인식하기 위한 방법.And wherein said information data comprises at least one of a work order, a history of a factory facility, and a history of a failure of a factory facility. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 서버가 사용자의 위치를 인식한 후, 상기 서버에 저장된 사용자의 현재 위치에 대응하는 서비스를 사용자에게 미리제공된 이동 단말기에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IEEE 802.15.4a CSS 기반한 무선 센서 네트워크로부터 사용자의 위치를 인식하기 위한 방법.After the server recognizes the location of the user, further comprising providing a service corresponding to the current location of the user stored in the server to a mobile terminal provided to the user in advance. A method for recognizing a user's location from the network. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 이동 단말기는 무선 TCP/IP를 통해 상기 서버와 통신하는 것을 특징으 로 하는 IEEE 802.15.4a CSS 기반한 무선 센서 네트워크로부터 사용자의 위치를 인식하기 위한 방법.And the mobile terminal communicates with the server via wireless TCP / IP. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 서버는 상기 사용자의 인식된 위치에 따라 대응하는 정보 데이터를 상기 이동 단말기로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 IEEE 802.15.4a CSS 기반한 무선 센서 네트워크로부터 사용자의 위치를 인식하기 위한 방법.And the server is configured to transmit corresponding information data to the mobile terminal according to the recognized location of the user. 삭제delete 사용자의 ID 정보를 포함하는 CSS 기반 패스포트와, 상기 사용자의 패스포트까지의 거리 정보를 송수신하기 위한 복수개의 CSS 기반 무선 센서 모듈을 포함하는 IEEE 802.15.4a CSS 기반한 사용자 위치 인식 시스템에 있어서,In the IEEE 802.15.4a CSS-based user location recognition system comprising a CSS-based passport including ID information of the user and a plurality of CSS-based wireless sensor module for transmitting and receiving the distance information to the user's passport, 상기 CSS 기반 패스포트와 상기 복수개의 CSS 기반 무선 센서 모듈과의 거리 정보를 무선 TCP/IP 방식으로 서버에 전송하고, 서버에서 상기 거리 정보를 삼각측량법에 의해 좌표 정보로 취합하고, 상기 취합된 좌표 정보를 디스플레이 화면에 표시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 IEEE 802.15.4a CSS 기반한 사용자 위치 인식 시스템.The distance information between the CSS-based passport and the plurality of CSS-based wireless sensor modules is transmitted to a server by a wireless TCP / IP method, the server collects the distance information into coordinate information by triangulation, and the collected coordinate information. IEEE 802.15.4a CSS-based user location recognition system, characterized in that configured to display on the display screen.
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