KR101064580B1 - 근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유아나 아동, 노인, 여성, 기타 신변보호 또는 위치추적이 필요한 피보호 대상의 위치를 검출하는 시스템으로 널리 활용될 수 있는 근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 위치정보 검출 시스템은, 근거리 무선통신을 이용하여 일정한 지역 내에 위치하는 무선통신수단의 위치를 검출하는 위치검출수단, 및 상기 무선통신수단의 위치정보 신호를 상기 위치검출수단으로부터 입력받아 위치정보 데이터를 생성한 후 게이트웨이를 통해 송신하는 위치정보서버를 포함한 위치 측정 센서 네트워크와; 상기 위치 측정 센서 네트워크와 유선 또는 무선통신을 이용하여 연결되며, 상기 위치정보서버로부터 위치정보 데이터를 입력받아 가공한 뒤 위치정보 콘텐츠를 생성하는 통제국의 위치정보 관리 서버와; 상기 위치정보 관리 서버와 인터넷 또는 무선통신을 이용하여 연결되며, 상기 위치정보 관리 서버에서 전송된 위치정보 콘텐츠를 출력해주는 출력장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아동 보호, 측위 장치, 무선통신부, 위험경보부, 제어부, 전원부, 배터리, 저전력, 소형, 지그비, RFID,

Description

근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템{SYSTEM FOR MEASURING POSITION OF MOBILE DEVICE USING WIRELESS SHORT RANGE COMMUNICATION}

본 발명은 근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지그비와 같은 저전력 저속 무선 근거리 통신에서 프레임의 왕복시간을 측정하고 이를 기반으로 무선 장치 간 거리를 계산하는 장치로서, 네트워크를 구성할 시에 해당 장치를 착용한 유아 및 아동의 위치를 측정할 수 있는 저가형, 소형, 저전력형의 유아 및 아동용 휴대형 무선통신 측위 장치에 관한 것이다.

오늘날 GPS 위성신호 또는 이동통신을 이용해 피보호 대상의 위치를 파악할 수 있는 위치추적 단말기가 널리 사용되고 있다. 종래의 위치추적 단말기는 일반적인 이동통신 단말기와 같이 CDMA, GSM의 이동전화 송수신이 가능하면서 피보호 대상이 단말기를 목에 걸고 다니거나 주머니에 넣고 다니는 경우에 한해 피보호 대상의 위치를 파악할 수 있도록 구성된다.

그 예로서, 공개특허 제2005-0005690호 "무선통신망을 통한 위치 통보 서비스 방법"의 공개공보에는, 위치추적 대상자의 단말기의 위치를 지속적으로 위치추적하고 서비스 의뢰자, 즉 보호자에게 주기적으로 위치추적 결과를 통보하거나, 피감시 이동통신 단말기가 미리 설정된 주요 위치를 벗어나면 실시간으로 보호자에게 위치 확인 정보를 통보하거나, 통보 주기와는 무관하게 보호자의 추적 위치 확인 요청이 있는 경우 위치 확인 정보를 단문 메시지 등의 형태로 제공하는 방법이 기재되어 있다.

다른 예로서, 등록특허 제0450869호 "지피에스를 이용한 안심단말장치"의 등록공보에는, 노약자나 어린이가 단말기를 휴대하고 다니면서 길을 잃거나 사고를 당했을 때 단말기에 구비된 특정키를 입력하는 것에 의해 자신의 현재 위치가 보호자와 관공서에 전달되어 긴급상황으로부터 신속히 벗어날 수 있도록 한 지피에스(GPS)를 이용한 안심단말 장치가 기재되어 있다.

한편, 실용신안등록 제0376302호 "노약자 보호용 휴대용 단말기"의 등록공보에는, 노약자를 보호하기 위한 휴대용 단말기로 GPS와 무선이동전화망 중계기를 이용해 위치를 파악하고, 또한 경보버튼을 누르면 미리 정해진 전화로 보호자에게 전화를 걸 수 있도록 한 기술이 기재되어 있다.

그런데, 이들은 모두 이동통신망을 이용해 위치를 파악하는 것으로, 단말기는 음성통화의 기능을 가지고 있다. 휴대폰에 의한 위치 추정은 매월 청구되는 서비스의 비용이 부담되고, GPS에 의한 위치 추정은 GPS 모듈로 인한 가격의 상승과 GPS로 인한 전력 소모의 문제로 인해 지속적인 모니터링이 어려워 대부분 사용 자가 모니터링 요구시에 위치를 알려주는 서비스로 이루어져 있다. 또한 장착 대상인 유아/아동은 휴대폰을 사용하지 않거나 크기 등으로 인해 휴대하기가 어려우며, 전자파 위험에 노출되어 있기 때문에 보호자들은 휴대폰을 유아/아동에게 장착하는 서비스의 사용을 꺼려하는 경향이 있다. 또한 유아/아동에게 불필요한 이동전화의 기능이 부가되어 비용 상승, 전력 소모, 소형화의 어려움 등이 존재하게 된다. 또한 전화 기능이 있는 이동통신 단말기는 범죄자에게 눈에 잘 띄어 제거되기가 쉬우며, 또한 2 ~ 3일 정도 밖에 유지되지 않는 배터리 전력의 문제로 방전시 위급상황에 대한 대처가 불가능하다.

따라서, 유아/아동 측위용 휴대 단말에 있어서, 1회 충전으로 상당 기간 사용할 수 있도록 저전력화가 요구되며, GPS를 사용하지 않고 위치를 측정할 수 있어야 하고, 또한 이동통신에 기반이 되지 않아야 한다. 즉, 전화 기능이 없는 저가형/저전력/소형 측위 장치를 구현하기 위해서는 지그비(ZigBee) 무선통신을 이용하는 것이 가장 적합하다.

공개특허 제2006-68518호 "유비쿼터스 기반의 상황정보 제공 서비스 시스템 및 그 방법"은, 사용자의 상황정보를 수집하여 사용자에 최적화된 서비스를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 사용자의 상황정보 중에는 사용자의 위치도 포함되며, 지그비 통신도 포함될 수 있다. 상기 특허는 기지국이 태그로부터 수신한 신호로부터 위치를 계산하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 상기 특허에서는 태그의 신호로부터 위치를 계산하기 때문에 무선신호의 반사, 열악한 무선 환경, 그리고 동일 대역을 사용하는 다른 무선통신에 의한 신호 세기 변동 등의 다양 한 요소에 의해 위치의 부정확성, 즉 오차가 크게 발생할 수 있다.

이에 비해, 본 발명에서는, 태그의 신호 수신에 의한 위치 계산이 아닌, 지그비 무선통신 태그와 기지국 간의 패킷 송수신 왕복시간을 측정하는 방법을 통해 거리를 계산하는 방법을 사용하며, 무선 환경과 크게 관련이 없으므로 보다 정확한 위치 측정이 가능하다.

공개특허 제2007-77758호 "지그비를 이용한 비상송수신 시스템"은 비상버튼을 누르면 위치정보를 지그비로 송신하는 장치에 관한 특허이다. 그러나, 이 특허는 비상상황을 알리는 데 중점을 두고 있으며, 위치정보를 어떻게 획득하는지에 대한 내용이 청구항을 포함하여 발명 내용에 포함되어있지 않다. 또한 본 발명은 누르는 비상버튼 외에 유사시 뽑는 형태의 인터페이스도 포함한다. 그리고, 본 발명에서는 무선 장치 간 거리정보와 위치정보를 측정하기 위해 태그와 기지국 간의 패킷 송수신 왕복시간을 측정하여 거리를 계산하는 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상술한 종래의 이동통신(휴대폰) 기반 위치 측정용 단말기의 문제점을 개선하기 위하여 발명한 것으로서, 무선통신 프레임의 왕복시간을 측정하여 장치 간 거리를 계산하고 이를 네트워크로 구성하여 위치 측정을 할 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한 본 발명은 소형 배터리로 1년 이상 사용할 수 있도록 시스템이 저전력화로 구성되고 필요한 기능만을 구비한 저가형이면서 평소에 몸에 지니고 다녀도 쉽게 눈에 띄지 않을 정도로 소형으로 제조되는 휴대형 무선통신 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적은 본 발명에 따라 제공되는 근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템에 의하여 달성된다. 본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 유아/아동 보호용 휴대형 무선통신 장치는, 위치정보 및 알람신호를 전송하기 위한 근거리 무선통신부와, 각 부에 전원을 공급하는 전원부와, 위급 상황시 알람신호를 전송시키도록 사용자가 조작하게 되는 위험경보부와, 배터리 부족을 표시하는 배터리 저잔량 표시부와, 각 부를 제어하는 제어부를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대형 무선통신 장치의 전원부는 일회용 배터리로 구성되거나, 충전포트를 통해 전력을 충전하여 단말장치의 각 부에 전원을 공급하는 충전 배터리로 구성될 수 있다.

또한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대형 무선통신 장치의 근거리 무선통신부는 근거리 무선통신 기지국과 무선신호를 주고받음에 의하여 통제국의 위치정보 관리 서버로 하여금 그 위치를 추정할 수 있도록 하고, 상기 통제국의 위치정보 관리 서버는 보호자의 요청이 들어오는 경우 보호자에게 휴대형 무선통신 장치의 위치정보를 전송한다.

또한 바람직한 실시예에 있어서, 사용자가 상기 휴대형 무선통신 장치의 위험경보부에 구비된 위험경보 버튼을 누르거나 핀을 뽑았을 경우 알람신호를 상기 무선통신 기지국으로 전송하고, 이를 수신한 무선통신 기지국은 원격의 통제국으로 위치정보 데이터를 전송한다. 이에 따라, 상기 통제국의 위치정보 관리 서버가 입력된 위치정보 데이터를 가공한 뒤 위치정보 콘텐츠를 생성하여 미리 결정된 적어도 하나의 연락처에 전송한다.

또한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대형 무선통신 장치는 동일한 근거리 무선통신을 이용하여 배터리의 전력상태를 무선통신 기지국으로 전송하고, 이를 수신한 무선통신 기지국은 원격의 통제국으로 배터리의 전력상태를 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 통제국에서는 배터리 잔류 전력이 부족할 시에 전화나 이메일을 통하여 보호자에게 연락을 하여 교체를 요청할 수 있다.

또한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대형 무선통신 장치에 특정 목적의 센서를 장착하고, 휴대형 무선통신 장치가 동일한 근거리 무선통신을 이용하여 센서측정치를 무선통신 기지국으로 전송하면, 상기 무선통신 기지국이 원격의 통제국으로 센서측정치를 전송하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은 유아/아동 보호용 휴대형 무선통신 장치 및 상기 무선통신 장치와 근거리 무선통신으로 데이터를 송수신하고 무선신호를 수신하여 위치를 측정하는 무선통신 기지국과 통제국의 위치정보 관리 서버 등의 구성과 설계에 관한 것으로 기존 GPS 기반 휴대폰을 통한 위치추정 서비스보다 비용이 저렴하고 측정 위치가 더 정밀하다. 또한 어린이 보호용 단말이라는 특정 목적에 적합한 특정 기능만을 제공하기 때문에, 단말의 부피를 줄여 휴대성을 높이고 타인에 쉽게 노출되지 않을 수 있으며, 지그비와 같은 저전력 근거리 무선통신을 이용하기 때문에 전력 소모량이 적어 사용자의 요청에 의해서만 제공되는 기존의 서비스와 달리 상시 모니터링이 가능하다는 등의 현저한 효과를 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 유아나 아동, 노인, 여성, 기타 신변보호 또는 위치추적이 필요한 피보호 대상의 위치를 검출하는 시스템으로 널리 활용될 수 있는 근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 위치정보 검출 시스템은, 근거리 무선통신을 이용하여 일정한 지역 내에 위치하는 무선통신수단의 위치를 검출하는 위치검출수단, 및 상기 무선통신수단의 위치정보 신호를 상기 위치검출수단으로부터 입력받아 위치정보 데이터를 생성한 후 게이트웨이를 통해 송신하는 위치정보서버를 포함한 위치 측정 센서 네트워크와; 상기 위치 측정 센서 네트워크와 유선 또는 무선통신을 이용하여 연결되며, 상기 위치정보서버로부터 위치정보 데이터를 입력받아 가공한 뒤 위치정보 콘텐츠(문자정보, 음성정보 및 영상정보)를 생성하는 통제국의 위치정보 관리 서버와; 상기 위치정보 관리 서버와 인터넷 또는 무선통신을 이용하여 연결되며, 상기 위치정보 관리 서버에서 전송된 위치정보 콘텐츠를 출력해주는 출력장치;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 근거리 무선통신으로는 지그비(ZigBee) 통신이 이용될 수 있고, 상기 위치정보서버는 무선통신 프레임의 왕복시간을 측정하고 측정한 왕복시간에 의거하여 상기 무선통신수단과의 거리를 추정하여 무선통신수단의 위치를 계산하도록 구성될 수 있다. 또한 상기 위치 측정 센서 네트워크의 게이트웨이는 지그비(ZigBee) 무선 게이트웨이가 될 수 있다. 또한 상기 위치검출수단은 설치되는 위치에 따라 식별성을 가지며 상기 일정한 지역 내의 각각의 영역에서 상기 무선통신수단으로서 위치검출 대상에 부착된 개인 식별태그로부터 식별신호를 수신하여 상기 대상의 위치를 검출하는 복수개의 식별태그 인식기이고, 상기 위치정보서버는 상기 식별태그 인식기로부터 식별신호를 입력받아 그로부터 위치정보 데이터를 생성하여 게이트웨이를 통해 상기 통제국의 위치정보 관리 서버로 전송하도록 구성될 수 있다. 또한 상기 출력장치는 상기 위치정보 관리 서버에서 전송된 위치정보 콘텐츠를 출력하는 휴대전화나 컴퓨터 장치일 수 있다.

본 발명에 따른 위치정보 검출 시스템에서, 상기 식별태그는 액티브(Active) RFID 태그이고, 상기 식별태그 인식기는 액티브 RFID 인식기일 수 있는 바, 상기 액티브 RFID 태그 및 액티브 RFID 인식기는 패시브(Passive) RFID에 저전력 무선통신을 위한 지그비(ZigBee) 칩과 배터리가 통합된 모듈이나 SIP(System In Package), 또는 SoC(System on Chip)로 구성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 위치정보 검출 시스템에서, 상기 식별태그는 휴대형 무선통신 장치이고, 상기 식별태그 인식기는 상기 휴대형 무선통신 장치와 근거리 무선통신을 수행하면서 상기 위치정보서버를 구비한 무선통신 기지국일 수 있는 바, 상기 휴대형 무선통신 장치는 위치검출 대상으로서 어린이, 노인, 여성이나 신변보호 또는 위치추적이 필요한 대상에 부착되는 휴대형 무선통신 장치가 될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 무선통신 장치와 무선통신 기지국 간 프레임 왕복시간을 측정하는 순서를 보여주는 도면이다.

또한 첨부한 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치가 사용되는 예를 보여주는 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치와 무선통신 기지국을 포함하여 구성되는 위치 측정 센서 네트워크의 구성을 보여주는 예시도이다.

또한 첨부한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치와 데이터를 송수신하고 상기 휴대형 무선통신 장치의 위치를 측정하기 위한 무선통신 기지국의 구성을 보여주는 블록도이다.

우선, 무선통신 기지국은 송신버퍼에 프레임을 채우고 송신을 시작하도록 한다. 프레임이 송신되는데 소요되는 시간은 비교적 길기 때문에 이에 대한 측정은 하지 않으며, 송신시간 동안 프로세서는 다른 업무를 수행한다. 무선통신 기지국은 송신이 완료되어 송신버퍼에 프레임이 남아 있지 않을 때 인터럽트를 발생하도 록 하여 상기 무선통신 기지국의 프로세서가 인터럽트 서비스 루틴을 실행하도록 한다. 인터럽트 서비스 루틴은 이때 타이머의 현재 시간을 기록하도록 한다.

휴대형 무선통신 장치는 무선통신 기지국이 송출한 프레임의 수신 여부를 체크하기 위해 프레임의 시작을 알리는 SFD(Start of Frame Delimiter)가 수신되는 것을 체크하고, 이때 인터럽트를 발생시킨다. 또한 휴대형 무선통신 장치의 프로세서는 타이머의 현재 시간을 기록한다. 휴대형 무선통신 장치는 기록된 시간으로부터 무선통신 기지국으로 송신하기 위해 송신버퍼에 프레임을 넣기 직전까지의 소요되는 시간을 프레임의 내부에 기록하여 상기 프레임을 송신버퍼에 넣는다. 이 프레임이 송신되어 무선통신 기지국에 전달되면 무선통신 기지국은 SFD를 수신하게 되고, 무선통신 기지국은 이전에 송신버퍼에서 체크했던 시간과 프레임이 왕복하여 수신되었을 때의 시간의 차이를 측정하고, 이 시간차를 왕복시간으로 정한다. 상기 왕복시간에서 프레임 내부에 기록되어 있는 시간을 감하면 전파 지연시간의 두 배와 송신 지연시간을 더한 값이 나오게 된다.

따라서, 상기 계산된 시간에서 프레임 길이로부터 계산된 송신 지연시간을 빼고 이를 둘로 나누면 전파 지연시간을 구할 수 있다. 상기 전파 지연시간을 전파속도와 곱하여 휴대형 무선통신 장치와 무선통신 기지국 간의 거리를 획득할 수 있다. 또한 3개 이상의 휴대형 무선통신 장치와 무선통신 기지국 간 거리를 구하여 휴대형 무선통신 장치의 위치를 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치(10)에 따르면, 어린이 보호를 위한 경보 및 상기 프레임 왕복시간 측정에 의한 위치 측정을 수행하는 기능을 가지고 있으며, 반면 전화기능 등을 가지고 있지 않아 소형화가 가능하다. 또한 근거리 무선통신을 기반으로 하므로 일반 건전지와 같은 일회용 배터리로 장기간 사용할 수 있을 만큼 저전력으로 구동될 수 있다. 이러한 배터리로 구성된 전원부(13)는 전원을 각 부에 공급할 수 있다. 무선통신 기지국(20)과 소형의 휴대형 무선통신 장치(10)는 무선통신부(11,21)를 이용해 상호 무선신호를 송수신하며, 휴대형 무선통신 장치(10)의 현재 위치를 측정하되 전력을 절약하기 위해서 휴대형 무선통신 장치는 휴면상태로 있다가 정해진 일정 시간의 주기로 깨어남을 알리는 무선신호를 주변 무선통신 기지국(20)으로 방송한다. 근거리에 있는 주변 무선통신 기지국(20)은 휴대형 무선통신 장치(10)의 무선신호를 수신하면 응답 프레임을 상기 휴대형 무선통신 장치에게 보내고, 이에 상기 휴대형 무선통신 장치가 무선통신 기지국으로부터 응답 프레임을 받으면 프레임의 왕복시간을 측정할 수 있도록 확인 프레임을 송신한다. 또한 휴대형 무선통신 장치는 송신이 모두 완료되었음을 확인하면 휴면상태로 들어감을 알리는 메시지를 보낸 뒤 전원을 차단하여 휴면상태로 들어가게 된다. 이후 일정 주기로 깨어남과 휴면을 반복하면서 위와 같은 과정을 반복하게 된다. 이를 이용하여 무선통신 기지국은 메시지 프레임의 왕복시간을 측정함과 동시에 전력을 절약할 수 있는 휴면이 가능하다. 상기 실시예에서 구체적으로 설명한 바와 같이 프레임의 왕복시간을 기반으로 상기 휴대형 무선통신 장치와 상기 무선통신 기지국 간의 거리를 추정할 수 있다. GPS에 의한 방법은 인공위성과 타겟의 거리가 멀어서 주변 건물이 많은 도심지역과 실내에서는 그 측정값의 오차가 매우 크거나 측정이 불가한데 비해서, 본 방식은 근 거리 무선통신에 기반하므로 휴대형 무선통신 장치와 무선통신 기지국 간의 거리가 50 ~ 100 m 이내로 가깝고, 또한 무선통신 기지국 간의 거리 역시 50 ~ 100 m 이내로 가깝기 때문에, 측정오차의 범위 역시 GPS에 비해 크게 줄어들게 된다. 또한 실내나 주변건물이 많은 도심지역에도 무선통신 기지국의 설치가 가능하기 때문에 GPS에 비해 측정에 미치는 영향이 크지 않다.

또한 휴대형 무선통신 장치(10)에서 사용자, 즉 피보호 대상자가 위험경보부(14)의 버튼(14a)을 누르거나 핀(14b)을 뽑는 것에 의해 위급상황을 무선통신으로 전달하여 경보하도록 구성하는 것이 가능하다. 또한 휴대형 무선통신 장치(10)에서 배터리 저잔량 표시부(15)를 통해 현재 배터리의 전력 잔량이 낮을 때 이에 대한 경고를 표시하도록 구성하는 것이 가능하다. 또한 휴대형 무선통신 장치(10)가 그 위치정보 및 소지자의 위험상황을 무선통신 기지국(20)을 통해 통제국(30)에 전달하고, 통제국(30)에서는 이를 토대로 소지자와 가장 근거리에 있는 경찰, 이동 CCTV, 그리고 단말 사용자의 보호자 등에 보고하도록 구성하는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 휴대형 무선통신 장치(10)는 이동통신에 기반하지 않기 때문에 전화기능을 가지고 있지 않으며, 또한 그 위치정보 및 위험상황 보고의 필요 기능만을 가지기 때문에, 장치의 가격을 낮출 수 있고, 배터리의 전력을 이용해 저전력으로 장시간 동작하는 것이 가능해진다. 또한 본 발명의 휴대형 무선통신 장치는 간소하고 작은 크기를 가지므로 다른 사람에게 쉽게 노출되지 않게 설계될 수 있는 것이 그 특징이다.

도 2에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대형 무선통신 장치(10)는 어린이, 노약자, 여성 등 취약 계층이 소지하기에 편리하고 타인에 의해 쉽게 노출되지 않도록 소형화된 장치로 제작이 가능한데, 예컨대 가방, 신발뿐 아니라 신체 부위인 손목, 발목 등에도 부착될 수 있도록 제작이 가능하다.

또한 도 3에서 보여지는 바와 같이, 소형 무선통신 장치(10)를 소지한 어린이가 이동하는 동안, 상기 무선통신 장치(10)가 무선통신 기지국(20)과 연속적으로 무선신호의 송수신을 수행하여 이동 중의 위치정보를 통제국(30)의 위치정보 관리 서버에서 측정할 수 있도록 하며, 이에 무선통신 장치(10) 및 어린이의 위치정보를 통제국(30)에서 파악할 수 있도록 한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 통학로를 따라 걷던 어린이가 통학로(A의 위치)를 이탈한 위치에 있는 경우(B의 위치에 있는 경우), 통제국(30)의 위치정보 관리 서버가 이를 감지할 수 있다. 또는 위험상황이 발생했을 때 어린이가 위험경보부를 동작시키면 휴대형 무선통신 장치(10)가 알람신호를 송출하고, 이에 알람신호가 무선통신 기지국(20)을 경유하여 통제국(30)으로 전달되면, 통제국이 위험상황을 감지하여 자동으로 인근의 출력장치, 즉 경찰, 보호자가 소지한 휴대전화나 컴퓨터 장치, CCTV 등에 예컨대 무선통신, 인터넷 등을 통해 연락이 이루어지도록 할 수 있다. 이때, 통제국의 위치정보 관리 서버가 무선통신 기지국의 위치정보서버로부터 입력되는 위치정보 데이터를 가공한 뒤 위치정보 콘텐츠(문자정보, 음성정보 및 영상정보)를 생성하고, 생성된 위치정보 콘텐츠를 인터넷 또는 무선통신을 통해 출력장치로 전송하도록 구성될 수 있다.

도 4에는 본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치(10)의 구체적인 일 실시예가 도시되어 있다. 어린이 보호용 휴대형 무선 통신 장치(10)는, 근거리 무선통신을 위한 내장 또는 외장 안테나(16)를 포함하며 알람신호 및 식별신호, 배터리 잔량 신호 등을 포함한 각종 데이터를 무선통신 기지국과 송수신하기 위한 무선통신부(11)와, 휴대형 무선통신 장치(10)의 각 부에 전원을 공급하는 배터리를 포함한 전원부(13)와, 위급상황시 알람신호를 발생시켜 상기 무선통신부(11)를 통해 전송하도록 구비되며 알람신호 발생을 위해 사용자가 조작하게 되는 위험경보 버튼(14a) 또는 핀(14b)을 구비한 위험경보부(14)와, 상기 전원부(13)의 배터리 전력 부족을 표시하는 배터리 저잔량 표시부(15)와, 휴대형 무선통신 장치(10)의 각 부를 제어하는 제어부(12)를 포함하여 구성된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대형 무선통신 장치(10)의 전원부(13)는 일회용 배터리로 구성될 수 있으며, 다른 실시예로 충전포트를 통해 전력을 충전하고 무선통신 장치(10)의 각 부에 전원을 공급하는 충전 배터리로 구성될 수도 있다.

상기한 휴대형 무선통신 장치(10)에서 위험경보부(14)는 위급상황 발생시 사용자가 위험경보 버튼(14a)을 누르거나 핀(14b)을 뽑을 경우 알람신호를 발생시키도록 구비되는데, 상기 위험경보부(14)에서 발생된 알람신호는 무선통신부(11) 및 안테나(16)를 통해 출력된 뒤 무선통신 기지국(20)을 경유하여 통제국(30)으로 송출된다.

상기 배터리 저잔량 표시부(15)는 예컨대 LED를 포함하여 구성될 수 있으며, 전원부 내 배터리(13)의 전력이 부족할 경우 상기 LED를 통해 표시하도록 구비된다. 또한 상기 무선통신부(11)는 무선통신 장치(10)가 무선통신 기지국(20)과 통 신을 할 수 있도록 구비되는 것으로, 무선통신 기지국(20)을 통해 통제국(30)과 상호 통신을 수행하여 통제국(30)에서 무선통신 장치(10)의 위치를 파악할 수 있도록 하고, 특히 위험경보부(14)에서 발생된 알람신호를 무선 출력하여 알람신호가 무선통신 기지국(20)을 통해 통제국(30)으로 전송될 수 있도록 한다. 본 발명에서 무선통신부(11)의 무선통신 모듈로는 지그비(ZigBee), 블루투스, 무선랜과 같은 단거리 무선통신 모듈이 사용될 수 있다.

제어부(12)는 무선통신부(11), 위험경보부(14), 배터리 저잔량 표시부(15) 등 각 부를 제어하는 기능을 한다. 제어부(12)는, 도 4에 도시된 바와 같이, CPU 코어를 사용하여 SoC(System on Chip; 시스템온칩)로 구현될 수 있으며, 이 제어부(12)에는 도시되어 있지는 않으나 무선통신 장치(10)의 각종 기능 수행을 위한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리가 포함된다.

도 5에는 무선통신 기지국의 구체적인 일 실시예가 도시되어 있다. 무선통신 기지국(20)은 근거리 무선통신을 위한 내장 또는 외장 안테나(25)를 포함하며 무선통신 기지국(20)의 각종 데이터를 휴대형 무선통신 장치(10)와 송수신하거나 다른 무선통신 기지국과 송수신하기 위한 무선통신부(21)와, 무선통신 기지국(20)의 각 부에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 전원부(23)와, 외부 전원을 연결하기 위한 전원단자(24)와, 무선통신 기지국(20)의 각 부를 제어하는 제어부(22)를 포함하여 구성된다.

상기 무선통신 기지국(20)의 제어부(22)는 무선통신부(21)를 제어하는 기능을 한다. 상기 제어부(22)는, 도 4에 도시된 바와 같이, CPU 코어를 사용하여 SoC(System on Chip; 시스템온칩)로 구현될 수 있으며, 이 제어부(22)에는 도시되어 있지는 않으나 무선통신 기지국(20)의 각종 기능 수행을 위한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리가 포함된다.

상술한 바와 같은 본 발명은 지그비 등의 근거리 무선통신을 이용하는 저전력/저비용의 소형 무선통신 장치를 포함하며, 상기 무선통신 장치를 소지한 보호대상의 위치를 상시 모니터링할 수 있도록 구성된다. 또한 본 발명은 유아/아동, 치매노인 등에게 불필요한 통화 기능은 가지고 있지 않기 때문에 저전력/저비용/소형화를 구현할 수 있다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 사용자가 휴대형 무선통신 장치(10)에서 비상용 위험경보 버튼(14a)을 누르거나 핀(14b)을 뽑았을 때 발생되는 알람신호가 무선통신 방식으로 무선통신 기지국(20)으로 전송되고, 이는 다시 통제국(30)으로 전달되도록 되어 있는 바(도 2 및 도 3 참조), 통제국(30)에서 사용자의 위급상황을 감시 및 인지할 수 있게 되고, 또한 통제국(30)이 위급상황을 인지하는 경우에 근거리의 경찰서와 보호자, 그리고 해당 지역의 CCTV 등에 알람신호를 송출할 수 있게 된다.

또한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대형 무선통신 장치는 동일한 근거리 무선통신을 이용하여 배터리의 전력상태를 무선통신 기지국으로 전송하고, 이를 수신한 무선통신 기지국은 원격의 통제국으로 배터리의 전력상태를 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 통제국에서는 배터리 잔류 전력이 부족할 시에 전화나 이메일을 통하여 보호자에게 연락을 하여 교체를 요청할 수 있다.

또한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 휴대형 무선통신 장치에 특정 목적의 센서를 장착하고, 휴대형 무선통신 장치가 동일한 근거리 무선통신을 이용하여 센서측정치를 무선통신 기지국으로 전송하면, 상기 무선통신 기지국이 원격의 통제국으로 센서측정치를 전송하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 하여, 본 발명은 무선전화망 중계기를 이용한 위치 추정에 비해 실내/외에서 더 정교한 위치 측정이 가능하여 백화점 등 GPS가 되지 않는 특히 혼잡한 실내에서 유아의 위치를 정확히 파악할 수 있는 장점을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 어린이뿐 아니라 치매노인, 여성 등 신변보호가 필요한 피보호 대상의 위험 알림 및 위치 보고 등 관련 응용분야에서 널리 이용이 가능하다.

이상으로 본 발명을 구체적인 실시예를 통해 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양한 변형을 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 함을 지적해둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 무선통신 장치와 무선통신 기지국 간 프레임 왕복시간을 측정하는 순서를 보여주는 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치가 사용되는 예를 보여주는 예시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치와 무선통신 기지국을 포함하여 구성되는 위치 측정 센서 네트워크의 구성을 보여주는 예시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 휴대형 무선통신 장치의 구성을 보여주는 블록도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호용 무선통신 기지국의 구성을 보여주는 블록도.

<도면의 주요 부호의 간단한 설명>

A, B : 무선통신 장치 소지자 10 : 무선통신 장치

11 : 무선통신부 12 : 제어부

13 : 전원부 14 : 위험경보부

15 : 배터리 저잔량 표시부 16 : 안테나

20 : 무선통신 기지국 21 : 무선통신부

22 : 제어부 23 : 전원부

24 : 전원단자 25 : 안테나

30 : 통제국

Claims (12)

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9. 근거리 무선통신을 이용하여 일정한 지역 내에 위치하는 무선통신수단의 위치를 검출하는 위치검출수단, 및 상기 무선통신수단의 위치정보 신호를 상기 위치검출수단으로부터 입력받아 위치정보 데이터를 생성한 후 게이트웨이를 통해 송신하는 위치정보서버를 포함한 위치 측정 센서 네트워크와;

   상기 위치 측정 센서 네트워크와 유선 또는 무선통신을 이용하여 연결되며, 상기 위치정보서버로부터 위치정보 데이터를 입력받아 가공한 뒤 위치정보 콘텐츠를 생성하는 통제국의 위치정보 관리 서버와;

   상기 위치정보 관리 서버와 인터넷 또는 무선통신을 이용하여 연결되며, 상기 위치정보 관리 서버에서 전송된 위치정보 콘텐츠를 출력해주는 출력장치;를 포함하여 이루어지며,

   상기 위치검출수단은 설치되는 위치에 따라 식별성을 가지며 상기 일정한 지역 내의 각각의 영역에서 상기 무선통신수단으로서 위치검출 대상에 부착된 개인 식별태그로부터 식별신호를 수신하여 상기 대상의 위치를 검출하는 복수개의 식별태그 인식기이고,

   상기 위치정보서버는 상기 식별태그 인식기로부터 식별신호를 입력받아 그로부터 위치정보 데이터를 생성하여 상기 통제국의 위치정보 관리 서버로 전송하도록 구성되되,

   상기 식별태그 인식기는 휴대형 무선통신 장치와 근거리 무선통신을 수행하면서 상기 위치정보서버를 구비한 무선통신 기지국이며,

   상기 식별태그는 휴대형 무선통신 장치로서,

   근거리 무선통신을 위한 내장 또는 외장 안테나를 포함하며 상기 안테나를 통해 무선통신 기지국과 식별신호와 하기 알람신호, 배터리 잔량 신호를 포함한 각종 데이터 통신을 수행하는 무선통신부와;

   휴대형 무선통신 장치의 각 부에 전원을 공급하는 배터리를 포함한 전원부와;

   위급상황시 알람신호를 발생시켜 상기 무선통신부를 통해 전송하도록 구비되며 알람신호 발생을 위해 사용자가 조작하게 되는 위험경보부와;

   상기 전원부의 배터리 전력 부족을 표시하는 배터리 저잔량 표시부와;

   휴대형 무선통신 장치의 각 부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 휴대형 무선통신 장치는 일정한 주기로 무선통신 기지국과 데이터 통신 을 수행하고 나머지는 휴면상태에 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 위치정보 검출 시스템.
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