KR101081684B1 - 긴급구조 시스템 및 위치 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

지그비 모듈(ZigBee module)을 이용하여 저전력으로 장시간 긴급구조 신호를 방송할 수 있으며 구조 요청자가 항상 휴대할 수 있어서 긴급상황 발생시 간단한 조작으로 신호를 발생시킴으로써 구조 요청자의 위치를 정확하고 신속하게 검출할 수 있는 긴급구조 시스템이 개시된다. 긴급구조 시스템은, 상기 구조 요청자가 구비하며 긴급구조 신호를 발생시키는 지그비 모듈, 상기 긴급구조 신호를 수신하여 중앙 통제실로 상기 긴급구조 신호 정보를 통상적인 통신망을 이용하여 전달하는 단말기, 상기 단말기에서 긴급구조 신호 정보가 전달되면 상기 해당 단말기의 위치에서 광역위치를 검출하고, 상기 검출된 광역위치로 구조대를 파견하는 중앙 통제실 및 상기 검출된 광역위치로 이동하여 상기 광역위치에서 상기 지그비 모듈에서 발생하는 상기 긴급구조 신호를 직접 수신하여 상기 지그비 모듈의 위치를 검출하는 구조대를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

긴급구조 시스템 및 위치 검출 방법{URGENCY RESCUE SYSTEM AND METHOD OF DETECTING LOCATION OF TARGET}
본 발명은 긴급구조 시스템에서 구조 요청자의 위치를 빠르고 정확하게 검출하고 구조 요청자에게 신속하게 도달하여 긴급 상황에 대처할 수 있도록 하는 긴급구조 시스템 및 긴급구조 시스템에서 위치 검출 방법에 관한 것이다.
위치 기반 긴급구조 시스템은 비상 상황이 발생할 경우 응급 환자나, 응급 구조를 필요로 하는 사람으로부터 응급 구조 신호를 발생시키고, 긴급구조 처리반이 이를 수신하여 응급 상황을 처리하는 일련적인 서비스를 말한다. 하지만 이러한 서비스를 만족시키기 위해서 반드시 갖추어야 하는 것은 응급신호의 발생, 전달 및 수신의 신뢰성과 신호 발생 위치의 정확성이 보장되는 위치 측위 기술이다.
하지만, 현재 상용화된 위치 측위 기술은 그 오차가 수십 미터에서 수 킬로미터에 이르기 까지 오차 범위가 매우 크다. 위성의 신호를 이용하여 위치를 추적하는 GPS 를 이용할 경우 그 오차가 수 미터 이내로 줄어들지만, GPS를 이용한 측위 기술은 실내에서 사용이 불가능하므로 GPS의 신호가 도달하지 않는 고층 건물이 많은 복잡한 지형이나 실내의 경우 신뢰성에 문제가 있다.
따라서, 보다 더 빠르고 정확한 위치기반 서비스를 제공하기 위하여 광역 오차 반경 내에서 목표 지점의 위치를 정확하게 검출할 수 있는 능동형 긴급구조 시스템 및 위치 검출 방법의 개발이 필요하다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 구조 요청자의 위치를 정확하고 신속하게 검출할 수 있는 긴급구조 시스템 및 긴급구조 시스템에서 위치 검출방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 높은 전력효율을 가지는 지그비(ZigBee) 모듈을 이용하여 긴급구조 신호를 전송함으로써, 장시간 통신상태를 유지할 수 있는 긴급구조 시스템 및 위치 검출방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 구조 요청자의 위치를 구조대에서 직접 검출할 수 있는 긴급구조 시스템 및 위치 검출방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 지그비 모듈을 이용하여 구조 요청자가 긴급상황에서 긴급구조 신호를 쉽고 신속하게 발생시킬 수 있고 구조대에서 지그비 모듈에서 방송되는 신호를 통해 구조 요청자의 위치를 정확하고 신속하게 검출할 수 있는 긴급구조 시스템이 개시된다. 긴급구조 시스템은, 상기 구조 요청자가 구비하며 긴급구조 신호를 발생시키는 지그비 모듈(ZigBee module), 상기 긴급구조 신호를 수신하여 통상적인 통신망을 이용하여 중앙 통제실로 긴급구조 신호 정보를 전달하는 단말기, 상기 단말기에서 상기 긴급구조 신호 정보가 전달되면 해당 단말기의 위치에서 광역위치를 검출하고 상기 광역위치로 구조대를 파견하는 중앙 통제실 및 상기 광역위치로 이동하여 상기 지그비 모듈에서 발생하는 상기 긴급구조 신호를 직접 수신함으로써 상기 지그비 모듈의 위치를 검출하는 구조대를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 지그비 모듈은 상기 긴급구조 신호를 상기 단말기에 최초 전송한 후 상기 긴급구조 신호를 지속적으로 방송하도록 구성된다.
실시예에서, 상기 단말기는 자동재전송요구(ARQ, Automatic Repeat Request) 프로토콜에 따라 주기적 덧붙임 검사(CRC, Cyclic Redundancy Checking)를 통해 상기 긴급구조 신호의 오류를 검출하는 동작을 구비한다. 그리고 상기 단말기에서 상기 긴급구조 신호의 오류가 검출되면 상기 지그비 모듈로 부정 응답문자(NAK, negative acknowledgment, or not acknowledged) 신호를 전송하여 오류가 없는 긴급구조 신호를 수신 받는다. 그리고 상기 긴급구조 신호가 오류가 없는 경우에는 상기 지그비 모듈로 응답문자(ACK, acknowledge) 신호를 전송하고, 상기 긴급구조 신호 정보를 통상적인 통신망을 이용하여 상기 중앙 통제실로 전송한다.
예를 들어, 상기 구조대는 상기 광역위치에서 수신된 긴급구조 신호의 세기를 비교하여 상기 구조 요청자의 위치를 확인하기 위한 맵 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 지그비 모듈은 구조 요청자가 쉽게 휴대할 수 있고 항상 휴대할 수 있으며, 긴급 상황에서 쉽게 작동시킬 수 있도록 접근성이 좋은 위치에 휴대할 수 있는 형태를 갖는다. 예를 들어, 상기 지그비 모듈은 구조 요청자가 휴대할 수 있도록 탈부착 가능한 형태를 갖거나 구조 요청자의 소지품에 내장되는 형태를 가질 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 긴급구조 시스템에서 구조 요청자의 위치 검출 방법은, 구조 요청자가 지그비 모듈을 이용하여 긴급구조 신호를 발생시키는 단계, 단말기에서 상기 긴급구조 신호를 수신하고 기존의 통신망을 이용하여 긴급구조 신호 정보를 전달하는 단계, 상기 정보를 전달한 단말기의 위치를 통해 광역위치를 검출하는 단계, 상기 검출된 광역위치로 구조대가 이동하는 단계, 상기 구조대가 상기 광역위치에서 긴급구조 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 긴급구조 신호의 세기가 기 설정된 기준 값보다 큰 후보영역을 검출하는 단계, 상기 후보영역의 범위와 기 설정된 기준영역의 범위를 비교하는 단계 및 상기 구조 요청자의 위치인 타깃위치를 확정하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 긴급구조 신호를 단말기로 전송한 후 상기 지그비 모듈은 상기 구조 요청자가 구조될 때까지 지속적으로 긴급구조 신호를 방송한다. 그리고 구조대는 광역위치에서 상기 지그비 모듈에서 방송되는 긴급구조 신호를 직접 수신함으로써 상기 구조 요청자의 위치를 정확하고 신속하게 검출할 수 있다. 또한, 상기 긴급구조 신호 발생 단계는, 상기 구조 요청자가 휴대하거나 상기 지그비 모듈로부터 일정 범위 이내에 이격되어 위치하는 단말기에 상기 긴급구조 신호를 전송하도록 동작한다.
그리고 상기 범위를 비교하는 단계는, 상기 후보영역의 범위가 상기 기준영역의 범위보다 크면 새로운 위치로 이동하는 단계, 상기 긴급구조 신호 수신 단계 및 상기 후보영역을 검출하는 단계를 반복 수행하고, 상기 후보영역의 범위가 상기 기준영역의 범위보다 작으면 상기 후보영역 내에 상기 구조 요청자가 존재한다고 위치를 확정할 수 있다. 또한, 상기 후보영역의 범위가 상기 기준영역의 범위보다 큰 경우, 이동 전에 검출된 후보영역과 이동 후 검출된 후보영역이 교차되는 교차영역을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 이동 위치는 수신된 긴급구조 신호의 세기가 가장 큰 방향에 위치한다고 예측할 수 있다.
또한, 상기 단말기에서 상기 긴급구조 신호의 오류를 검출하는 단계가 구비된다. 여기서, 상기 오류검출 단계는, 긴급구조 신호의 오류를 판단하는 단계, 상기 긴급구조 신호가 오류로 판단된 경우 상기 지그비 모듈로 부정 응답문자(NAK, negative acknowledgment, or not acknowledged) 신호를 전송하는 단계 및 상기 긴급구조 신호가 오류가 아니라고 판단된 경우 상기 지그비 모듈로 응답문자(ACK, acknowledge) 신호를 전송하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 오류검출 단계에서 상기 긴급구조 신호가 오류가 아니라고 판단된 경우 상기 지그비 모듈로 응답문자를 전송한 후 상기 지그비 모듈의 식별정보를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 지그비 모듈을 이용함으로써 구조 요청자가 단말기를 소지하지 않는 경우에도 단말기와 일정 거리 이내의 원격지에서 단말기에 긴급구조 신호를 전송할 수 있다.
또한, 구조 요청자가 실내와 같이 GPS 기반 서비스가 제공되지 않는 장소에 있는 경우에도 긴급구조 신호를 발생시킬 수 있으므로 지그비 모듈 사용의 제한이 없다.
또한, 지그비 모듈은 긴급구조 신호 송출에 적합한 패킷 구조를 가지며, 높은 전력 효율을 가지므로 장시간 통신상태를 유지할 수 있어서 긴급구조 신호를 효과적으로 발생시킬 수 있다.
또한, 구조대는 지그비 모듈에서 발생한 긴급구조 신호를 직접 수신하여 구조 요청자의 위치를 검출하므로, 구조대가 구조 요청자의 위치를 신속하고 정확하게 검출할 수 있으며 긴급구조 상황에 효과적으로 대응할 수 있다.
또한, 지그비 모듈은 구조 요청자가 휴대하기가 용이하며 구조 요청자의 소지품에 장착할 수 있어서 심미성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급구조 시스템의 모식도;
도 2는 도 1의 긴급구조 시스템의 동작을 설명하기 위한 블록도;
도 3은 도 1의 긴급구조 시스템에서 긴급구조 신호의 오류검출 동작을 설명하기 위한 블록도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급구조 시스템에서 위치 검출 방법을 설명하기 위한 순서도;
도 5는 도 4에서 긴급구조 신호의 오류검출 방법을 설명하기 위한 순서도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급구조 시스템에서의 위치 검출 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제1 위치에서의 긴급구조 신호의 수신세기를 나타낸 맵 디스플레이부;
도 7은 수신된 긴급구조 신호의 방위각에 대한 신호세기를 나타낸 수신세기 파노라마;
도 8은 제1 내지 제3 위치에서의 긴급구조 신호의 수신세기를 나타낸 맵 디스플레이부;
도 9는 제1 내지 제3 위치에서의 긴급구조 신호의 수신세기 파노라마이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급구조 시스템의 일 예에 대해 상세하게 설명한다. 참고적으로 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급구조 시스템의 모식도이고, 도 2는 도 1의 긴급구조 시스템의 동작을 설명하기 위한 블록도, 도 3은 도 1의 긴급구조 시스템에서 긴급구조 신호의 오류검출 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
긴급구조 시스템은 지그비 모듈(100), 단말기(200), 중앙 통제실(300) 및 구조대(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
지그비 모듈(ZigBee module)(100)은 구조 요청자가 구비하는 휴대용 장치로써, 구조 요청자가 긴급 상황에서 긴급구조 신호를 발생시킬 수 있도록 소정 주파수대의 신호를 발생시키는 장치이다. 또한, 지그비 모듈(100)은 근거리 통신이 가능한 통신모듈로, 구조 요청자가 휴대하거나 구조 요청자로부터 근거리에 위치한 단말기(200)에 긴급구조 신호를 전송할 수 있다(S1).
또한, 지그비 모듈(100)은 구조 요청자가 평상시에 휴대가 용이하되 긴급 상황에서는 쉽게 작동시킬 수 있도록 접근이 용이한 위치에 휴대할 수 있는 형태를 갖는다. 예를 들어, 지그비 모듈(100)은 작은 크기로 형성되어 구조 요청자의 의복이나 가방 등에 탈부착할 수 있는 형태를 가질 수 있다. 또는, 지그비 모듈(100)은 구조 요청자가 평상시에 항상 몸에 휴대할 수 있는 물품(예를 들어, 안경이나 시계, 목걸이 귀걸이 등의 액세서리 등)에 내장되는 형태를 가질 수 있다.
여기서, 지그비 모듈(100)은 868㎒, 902~928㎒ 및 2.4㎓에서 동작하는 무선 개인영역 통신망(low rate personal area network) 내에서 신호를 송신할 수 있으며, 지그비 모듈(100)의 통신 가능한 영역(A1)은 통상적으로 250~500m의 거리에 있는 주변장치들과 통신이 가능하다. 또한, 지그비 모듈(100)은 조작이 단순하므로 구조 요청자가 긴급 상황에서 단순한 조작(예를 들어, 버튼이나 스위치를 작동시키는 행동 등)을 통해 긴급구조 신호를 발생시킬 수 있으며, 단말기(200)를 조작하지 않고도 긴급구조 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 지그비 모듈(100)은 근거리 통신이 가능하므로 구조 요청자가 단말기(200)를 휴대하고 있지 않은 경우에도 일정 거리 이내의 단말기(200)에 긴급구조 신호를 전송할 수 있어서 구조 요청자가 단말기(200)에 접근 및 조작이 불가능한 긴급 상황에서도 원격지에서 긴급구조 신호를 발생 및 전송할 수 있다.
또한, 지그비 모듈(100)은 패킷 구조가 긴급신호 송출에 적합한 구조를 가지며, 높은 전력 효율을 가지므로 장시간 통신상태를 유지할 수 있어서 긴급구조 신호를 효과적으로 발생시킬 수 있다. 특히, 긴급구조 신호는 많은 데이터량을 필요로 하지 않으므로 짧은 패킷으로 구성이 가능하므로, 지그비 모듈(100)은 긴급구조 신호 전송 시 전력량을 줄일 수 있으며 장시간 신호 송출이 가능하며, 단속적 및 신속하게 신호 송출이 가능하다.
지그비 모듈(100)에서 전송된 긴급구조 신호는 단말기(200)에서 통상적인 통신망(201)을 이용하여 중앙 통제실(300)에 긴급구조 신호가 발생 여부에 대한 정보(이하, '긴급구조 신호 정보'라 한다)가 전달된다. 여기서, '단말기(200)'는 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart phone), 핸드헬드(handheld) PC 등과 같은 휴대용 전자기기로써, CDMA(Code Division Multiplexing Access) 모듈이나 유무선 랜카드와 같은 소정의 전파 송수신 모듈을 구비하여 장거리 무선 통신이 가능한 장치를 포함한다. 그리고 긴급구조 신호 정보는 긴급구조 신호가 수신 여부에 대한 정보뿐만 아니라 시간, 단말기(200)의 장치 정보, 그리고 지그비 모듈(100)에서 수신된 지그비 모듈(100)의 장치 정보와 같은 정보들을 포함할 수 있다. 또한, 통신망(201)은 일반적인 이동통신 통신망이나 중계기 등의 통상적인 무선 통신망을 포함할 수 있다.
한편, 단말기(200)는 수신된 긴급구조 신호의 오류를 검출하고 긴급구조 신호에 오류가 없는 경우 통신망(201)을 이용하여 중앙 통제실(300)에 긴급구조 신호 정보를 전달한다.
상세하게는, 도 3과 도 5에 도시한 바와 같이, 지그비 모듈(100)에서 긴급구조 신호를 전송하면(T1), 단말기(200)는 긴급구조 신호의 오류를 검출할 수 있다. 여기서, 긴급구조 신호는 신호의 오류 발생유무를 파악하기 위해 주기적 덧붙임 검사(CRC, Cyclic Redundancy Checking)에 의해 부호화된 패킷으로 전송되며, 단말기(200)는 자동재전송요구(ARQ, Automatic Repeat Request) 프로토콜에 따라 CRC 부호화된 긴급구조 신호에서 오류를 검출할 수 있다.
긴급구조 신호에서 오류가 검출되지 않았을 경우, 단말기(200)는 지그비 모듈(100)에 응답문자(ACK, acknowledge) 신호를 전송하여(T2) 지그비 모듈(100)에서 단말기(200)로 더 이상 긴급구조 신호를 전송하지 않도록 한다. 여기서, 지그비 모듈(100)은 단말기(200)에서 ACK 신호를 수신하면 구조대(400)에서 지그비 모듈(100)의 위치를 검출할 수 있도록 긴급구조 신호를 지속적으로 방송하게 된다(broadcasting). 반대로, 긴급구조 신호에서 오류가 검출된 경우에는, 단말기(200)는 지그비 모듈(100)에 오류가 검출되었음을 알리는 부정 응답문자(NAK, negative acknowledgment, or not acknowledged) 신호를 전송하고(T3), NAK 신호를 수신한 지그비 모듈(100)은 ACK 신호를 수신할 때까지 단말기(200)에 긴급구조 신호를 지속적으로 재전송한다(T4).
여기서, 긴급구조 신호에는 지그비 모듈(100)의 식별 및 확인을 위한 고유 데이터인 식별정보가 포함된다. 단말기(200)는 수신된 긴급구조 신호를 통해 지그비 모듈(100)을 확인한다. 예를 들어, 지그비 모듈(100)과 단말기(200)는 최초에 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 식별정보는 단말기(200)의 고유번호일 수 있다. 즉, 긴급구조 신호를 수신한 단말기(200)는 한 쌍으로 지정된 지그비 모듈(100)인지 여부를 식별정보를 통해 확인하고 긴급구조 신호 정보를 통신망(201)을 이용하여 중앙 통제실로 전달한다.
중앙 통제실(300)은 단말기(200)에서 긴급구조 신호 정보가 전달되면 해당 단말기(200)의 위치를 통해 구조 요청자의 위치를 검출하고 구조대를 파견한다. 여기서, 단말기(200)에서 전달되는 긴급구조 신호 정보로부터 구조 요청자의 상세한 위치를 검출할 수 없으나, 단말기(200)가 긴급구조 신호 정보를 전달하기 위해 이용한 이동통신망을 구성하는 중계기, 기지국에서 단말기(200)의 대략적인 위치를 알 수 있다. 이에 중앙 통제실(300)은 통신망으로부터 해당 단말기(200)의 위치 정보를 획득하고 단말기(200)와 통신이 가능한 범위를 고려하여 구조 요청자가 존재할 가능성이 있는 광역위치(A2)를 검출할 수 있다.
여기서, 중앙 통제실(300)은 단말기(200)의 위치 정보에서 광역위치(A2)를 검출하므로 GPS 없이도 위치 추적을 위한 광역위치(A2)를 검출할 수 있다. GPS의 경우 실내에서 사용이 불가능하고 고층 건물이 많은 복잡한 지형이나 산악 지형에서는 신뢰성에 문제가 있는데 반해, GPS 없이 단말기(200) 및 통상적인 통신망을 이용하여 광역위치(A2)를 검출하므로 어떠한 지형 및 지역에서도 신뢰성 높게 광역위치(A2)를 검출할 수 있다.
구조대(400)는 중앙 통제실(300)의 요청에 따라 검출된 광역위치(A2)로 이동하여 구조 요청자를 구조하기 위해서 투입되는 인력과 장비를 포함한다. 여기서, 구조대(400)는 구조대(400)의 위치에서 광역위치(A2)로 신속하게 이동할 수 있는 최단 및 최적의 경로를 선택하여 이동할 수 있다.
그리고 구조대(400)는 광역위치(A2)에 도착한 후 지그비 모듈(100)에서 방송되는 긴급구조 신호(S2)를 직접 수신하여 지그비 모듈(100)의 위치를 검출한다. 즉, 지그비 모듈(100)에서 최초 1회의 긴급구조 신호(S1)는 긴급구조가 필요한 상황임을 중앙 통제실(300)로 알리기 위해서 단말기(200)로 전송되고, 전송이 성공한 이후의 긴급구조 신호(S2)부터는 지속적으로 방송된다. 그리고 구조대(400)는 이와 같이 지그비 모듈(100)에서 지속적으로 방송되는 긴급구조 신호(S2)를 직접 수신함으로써 지그비 모듈(100)의 위치를 직접적으로 검출할 수 있다.
긴급구조 신호 수신 및 지그비 모듈(100)의 위치 검출을 위해서 구조대(400)는 지그비 모듈(100)에서 전송되는 긴급구조 신호의 수신세기를 이용하여 지그비 모듈(100)의 위치 검출 및 구조대(400)의 이동경로를 검출하는 맵 디스플레이부(410, 도 6, 도 8참조)가 구비될 수 있다. 또한, 구조대(400)는 광역위치(A2)로 이동하고 광역위치(A2) 내에서 지그비 모듈(100)의 위치로 이동하기 위한 최적의 이동경로를 탐색할 수 있는 위치 정보 처리유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 그러나 본 발명의 구조대(400)와 맵 디스플레이부(410)가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 구조대(400)는 신호를 수신하고 구조 요청자의 위치를 검출할 수 있는 실질적으로 다양한 수단을 구비할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급구조 시스템에서 구조 요청자의 위치를 검출하는 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급구조 시스템에서 위치 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 5는 도 4에서 긴급구조 신호의 오류검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 그리고 도 6은 도 4의 위치 검출 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제1 위치에서의 긴급구조 신호의 수신세기를 나타낸 맵 디스플레이부이고, 도 7은 제1 위치에서 수신된 긴급구조 신호의 방위각에 대한 신호세기를 나타낸 수신세기 파노라마이다. 또한, 도 8은 제1 내지 제3 위치에서의 긴급구조 신호의 수신세기를 나타낸 맵 디스플레이부이고, 도 9는 제1 내지 제3 위치에서의 긴급구조 신호의 수신세기 파노라마이다.
긴급 상황 발생시 구조 요청자는 지그비 모듈(100)을 동작시켜 긴급구조 신호를 발생시킨다(S111). 여기서, 최초 1회의 긴급구조 신호는 단말기(200)로 전송되고, 이후에는 지그비 모듈(100)에서 지속적으로 긴급구조 신호가 방송된다. 여기서, '지속적'이라 함은 연속적으로 신호를 송출하는 것은 물론 소정 시간 간격으로 신호를 단속적으로 송출하는 것을 포함하며, 구조대(400)가 구조 요청자의 위치를 찾고 구조 요청자를 구조할 때까지 긴급구조 신호를 방송(broadcasting)하는 것을 의미한다.
다음으로, 지그비 모듈(100)과 통신 가능한 영역 내에 존재하는 단말기(200)에서 지그비 모듈(100)에서 전송된 긴급구조 신호를 수신하고, 수신된 긴급구조 신호의 오류를 검출하고 오류가 없으면 중앙 통제실(300)로 긴급구조 신호 정보를 전달한다(S112).
여기서, 단말기(200)는 수신된 긴급구조 신호의 오류를 검출하기 위해서 도 5에 도시한 바와 같이, 단말기(200)에서 긴급구조 신호를 수신하면(S211), ARQ 프로토콜에 따라 CRC 부호화된 긴급구조 신호의 오류를 검출한다(S212). 그리고 오류가 발생하지 않은 경우 지그비 모듈(100)로 ACK 신호를 전송하고(S214), 긴급구조 신호에 포함된 식별정보 데이터가 일치하는 지 여부를 판단하여 일치하는 경우 통상적인 통신망을 이용하여 중앙 통제실(300)로 긴급구조 신호 정보를 전달한다(S112). 만약 식별정보 데이터가 불일치하는 경우에는 단말기(200)는 긴급구조 신호를 무시하고 통신을 종료할 수 있다. 그리고 수신된 긴급구조 신호에 오류가 발생한 경우에는 지그비 모듈(100)로 NAK 신호를 전송하고(S213) NAK 신호를 수신한 지그비 모듈(100)은 긴급구조 신호를 재전송한다. 그리고 단말기(200)는 이와 같이 재전송된 긴급구조 신호를 수신하여(S211) 오류를 검출하는(S212) 과정을 반복하면서 오류가 발생하지 않는 긴급구조 신호를 수신하게 된다.
다음으로, 중앙 통제실(300)은 단말기(200)에서 긴급구조 신호 정보가 전달되었음을 확인하고(S113), 해당 단말기(200)의 위치를 중계기나 기지국 등으로부터 획득하고 단말기(200) 및 지그비 모듈(100)이 통신 가능한 범위를 고려하여 구조 요청자의 광역위치(A2)를 검출 할 수 있다(S114).
다음으로, 중앙 통제실(300)은 구조대(400)에 긴급구조 신호 발생을 전달하고 해당 단말기(200)의 위치로부터 검출된 광역위치(A2) 정보를 전송하여 구조대(400)가 광역위치(A2)로 이동하도록 한다(S115).
다음으로, 광역위치(A2)로 이동한 구조대(400)는 지그비 모듈(100)이 지속적으로 방송하고 있는 긴급구조 신호(S2)를 직접 수신하여(S116) 지그비 모듈(100)의 위치, 즉 구조 요청자의 위치(이하에서는 '타깃위치(T)'라 한다)를 검출한다. 여기서, 지그비 모듈(100)에서 직접 전송된 긴급구조 신호의 세기가 가장 크게 나타나므로 구조대(400)는 수신된 긴급구조 신호의 세기가 가장 강한 위치에 지그비 모듈(100)이 위치할 것이라 예상함으로써 구조 요청자의 위치를 검출할 수 있다.
구조대(400)는 구조대(400)의 위치를 보여주고 구조 요청자의 위치를 검출하기 위해서 맵 디스플레이부(410)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 맵 디스플레이부(410)는 광역위치(A2)의 지형 및 구조물 등의 정보를 보여주고 광역위치(A2) 내에서 구조대(400)의 위치를 보여주기 위한 지도 데이터, 이와 같은 정보를 구조대(400)에게 영상정보로 보여주기 위한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 그리고 맵 디스플레이부(410)는 지도 데이터와 오버랩하여 구조대(400)에서 수신된 긴급구조 신호를 분석한 결과 정보를 보여줄 수 있다. 또한, 맵 디스플레이부(410)는 구조대(400)가 광역위치(A2) 내에서의 이동 및 타깃위치(T)로 이동하기 위한 최적의 이동경로를 탐색할 수 있는 정보 시스템과 연결될 수 있다.
다음으로, 수신된 긴급구조 신호 세기를 이용하여 지그비 모듈(100)의 위치를 검출하기 위해서, 수신된 긴급구조 신호의 신호세기 파노라마를 작성한다(S117).
구조대(400)에서 수신되는 긴급구조 신호는 지그비 모듈(100)에서 직접 전송된 신호 이외에도, 긴급구조 신호가 건물이나 주변 구조물 등에 의해 반사 및 산란되면서 서로 다른 방향에서 서로 다른 크기를 갖는 신호가 수신될 수 있다. 여기서, 구조대(400)는 지그비 모듈(100)의 위치와 방향을 검출하기 위해서 구조대(400)의 위치를 중심으로 360° 전 방향에서 신호를 수신하고 방위각에 따른 수신신호의 세기 파노라마를 작성한다. 여기서, 구조대(400)에서 수신된 긴급구조 신호의 수신세기 는 도 7에 도시한 바와 같이, 긴급구조 신호의 반사 및 산란으로 인해 방위각에 따라 크기가 변화되는 파장 형태를 갖는다.
한편, 지그비 모듈(100)에서 직접 전송되는 긴급구조 신호의 경우가 수신세기가 크므로 구조대(400)에서 수신된 긴급구조 신호가 일정 값 이상인 경우에만 지그비 모듈(100)에서 전송되는 신호일 가능성이 있다고 판단할 수 있다. 즉, 수신세기 파노라마에서 수신세기가 일정 기준값 이상의 크기를 갖는 방향 및 영역이 타깃위치(T)가 존재한다고 예측되는 후보영역(C1, C2, C3)이 된다. 후보영역(C1, C2, C3)은 구조대(400)의 현재 위치인 제1 위치(R1)를 꼭지점으로 하는 대략 부채꼴 형태를 갖는다. 그리고 맵 디스플레이부(410)는 수신세기 파노라마에서 검출된 후보영역(C1, C2, C3)이 디스플레이 된다.
한편, 도면에서는 후보영역(C1, C2, C3)의 수를 3개 도시하였으나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 후보영역(C1, C2, C3)의 수는 실질적으로 신호세기 파노라마에서 기준값 이상의 크기를 갖는 영역의 수에 대응되므로 도면에 의해 한정되지 않는다.
다음으로, 상기와 같이 검출된 후보영역(C1, C2, C3)의 크기가 위치 검출의 허용 오차 범위 내인지 판단한다. 즉, 후보영역(C1, C2, C3)의 크기를 허용 오차에 대한 기준영역의 크기를 비교한다(S119).
후보영역(C1, C2, C3)의 크기가 기준영역의 크기보다 작은 경우 해당 후보영역(C1, C2, C3) 내에 타깃위치(T)가 포함되는 것을 의미하며, 후보영역(C1, C2, C3) 내에서 수신신호의 세기가 가장 큰 부분에 구조 요청자가 있다고 타깃위치(T)를 확정할 수 있다(S124).
그런데 실질적으로 광역위치(A2) 내에는 건물이나 수목, 자동차 등의 구조물이 있으므로 신호가 이러한 주변환경으로 인해 산란 및 반사, 간섭되므로 구조대(400)가 제1 위치(R1)에서 작성한 수신신호 파노라마에 의해 한 번에 타깃위치(T)를 확정하는 것을 실질적으로 어렵다고 할 수 있다.
즉, 후보영역(C1, C2, C3)의 크기가 기준영역의 크기보다 큰 경우에는 구조대(400)는 다른 위치로 이동하여 긴급구조 신호를 수신하고 수신세기 파노라마를 작성하여 타깃위치(T)를 확정하기 위한 작업을 다수 회 반복 수행하여야 한다.
구조대(400)가 타깃위치(T)의 확정을 위해 긴급구조 신호 수신을 위해 이동할 위치(이하, '이동 후보위치'라 한다)는 구조대(400)의 이동 시 필요 비용을 산출하고 최소 비용인 위치를 검출할 수 있다(S120).
여기서, 이동후보위치는 현재 구조대(400)가 있는 위치(R1)에서 구조대(400)가 실질적으로 이동할 수 있는 경로 상에 위치하며, 갈림길이나 교차로와 같이 구조대(400)의 동 경로를 변경할 수 있는 지점들이 된다. 또한, 이동후보위치는 최대한 신속하게 현재 위치(R1)에서 최단 거리로 이동할 수 있는 위치로 결정되며, 광역위치(A2) 내의 도로 사정이나 지역적인 영향을 받는다. 이와 같은 조건들을 충족시킬 수 있는 위치가 이동 후보위치로 결정되므로, 광역위치(A2) 내에서 설정될 수 있는 후보 이동위치의 수는 실질적으로 제한된다 할 것이다.
다음으로, 구조대(400)의 현재 위치에서 검출된 이동 후보위치로 이동하는데 필요한 비용을 산출하고(S121), 산출된 비용이 최소인 위치(이하, '이동위치'라 한다)를 확정하고 이동위치로 이동하기 위한 이동경로를 확정한다(S122).
다음으로, 확정된 이동경로를 통해 확정된 이동위치로 이동하여(S123), 상술한 바와 같이 이동위치에서 긴급구조 신호를 수신하고(S116) 수신된 긴급구조 신호의 수신세기 파노라마를 작성하여(S117), 기준값 이상의 신호 크기를 갖는 영역을 검출하여 후보영역을 검출한다(S118).
이동위치에서 검출된 후보영역 역시 도 8에 도시한 바와 같이 맵 디스플레이부(410)에 디스플레이되며, 이동위치에서 검출된 후보영역과 제1 위치에서 검출된 후보영역이 서로 중첩되는 중첩영역(S1, S2, S3, ST)을 검출할 수 있다. 이와 같이 검출된 중첩영역(S1, S2, S3, ST)이 새로운 후보영역으로 설정된다.
그리고 이와 같이 설정된 후보영역의 크기를 기준영역의 크기와 비교함으로써(S119) 타깃위치(T)를 확정할 수 있다.
본 실시예에 따르면 위치 검출 방법은 다수의 위치로 이동하여 상술한 바와 같은 단계들을 반복 수행함에 따라 타깃위치(T)를 확정할 수 있다. 즉, 타깃위치(T)가 확정되지 않은 경우 현재 위치에서 이동 비용이 최소인 다음 이동위치를 확정하고 이동한 후 해당 이동위치에서 상술한 후보영역을 검출하기 위한 단계들을 반복 수행함에 따라 다수의 이동위치에서 검출된 후보영역들의 중첩된 중첩영역(S1, S2, S3, ST)을 검출할 수 있으며, 이와 같이 다수의 위치에서 검출된 후보영역의 중첩영역의 크기가 기준영역의 크기보다 작아지는 후보영역을 검출하고 타깃위치(T)를 확정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 구조대(400)는 광역위치(A2)에서 지그비 모듈(100)에서 전송되는 긴급구조 신호를 직접 수신하고 수신된 신호의 세기를 통해 지그비 모듈(100)이 존재하는 위치를 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 구조대(400)는 최단 경로 및 최소 비용인 위치로 이동하므로 신속하게 타깃위치(T)를 검출 및 도달할 수 있으며, 신속하게 구조 요청자를 구조할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 지그비 모듈 200: 단말기
300: 중앙 통제실 400: 구조대(tracker)
410: 맵 디스플레이부

Claims (13)

  1. 긴급구조를 요청하는 구조 요청자의 위치를 추적하기 위한 긴급구조 시스템에 있어서,
    상기 구조 요청자가 구비하며 긴급구조 신호를 발생시키는 지그비 모듈(ZigBee module);
    상기 긴급구조 신호를 수신하여 자동재전송요구(ARQ, Automatic Repeat Request) 프로토콜에 따라 주기적 덧붙임 검사(CRC, Cyclic Redundancy Checking)를 통해 상기 긴급구조 신호의 오류를 검출하고, 통상적인 통신망을 이용하여 중앙 통제실로 긴급구조 신호 정보를 전달하는 단말기;
    상기 단말기에서 상기 긴급구조 신호 정보가 전달되면 상기 단말기의 위치를 이용하여 광역위치를 검출하고 상기 광역위치로 구조대를 파견하는 중앙 통제실; 및
    상기 검출된 광역위치로 이동하고 상기 광역위치에서 상기 지그비 모듈에서 발생하는 상기 긴급구조 신호를 직접 수신하여 상기 지그비 모듈의 위치를 검출하는 구조대;
    를 포함하는 긴급구조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지그비 모듈은 상기 긴급구조 신호를 지속적으로 방송하는 긴급구조 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구조대는 상기 광역위치에서 수신된 긴급구조 신호의 세기를 비교하여 상기 구조 요청자의 위치를 확인하기 위한 맵 디스플레이부를 포함하는 긴급구조 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지그비 모듈은 구조 요청자가 휴대할 수 있도록 탈부착 가능한 형태를 갖거나 구조 요청자의 소지품에 내장되는 형태를 갖는 긴급구조 시스템.
  6. 긴급구조 시스템에서 구조 요청자의 위치를 검출하는 위치 검출 방법에 있어서,
    구조 요청자가 지그비 모듈을 이용하여 긴급구조 신호를 발생시키는 단계;
    단말기에서 상기 긴급구조 신호를 수신하고 자동재전송요구(ARQ, Automatic Repeat Request) 프로토콜에 따라 주기적 덧붙임 검사(CRC, Cyclic Redundancy Checking)를 통해 상기 긴급구조 신호의 오류를 검출하는 단계;
    상기 단말기에서 통상적인 통신망을 이용하여 상기 긴급구조 신호 정보를 전달하는 단계;
    상기 긴급구조 신호 정보를 전달한 단말기의 위치를 통해 광역위치를 검출하는 단계;
    상기 검출된 광역위치로 구조대가 이동하는 단계;
    상기 구조대가 상기 광역위치에서 긴급구조 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 긴급구조 신호의 세기가 기 설정된 기준값보다 큰 후보영역을 검출하는 단계;
    상기 후보영역의 범위와 기 설정된 기준영역의 범위를 비교하는 단계; 및
    상기 구조 요청자의 위치인 타깃위치를 확정하는 단계;
    를 포함하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 긴급구조 신호를 단말기로 전송한 후 상기 지그비 모듈은 상기 구조 요청자가 구조될 때까지 지속적으로 긴급구조 신호를 방송하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 긴급구조 신호 발생 단계는 상기 구조 요청자가 휴대하거나 상기 지그비 모듈로부터 일정 범위 이내에 이격되어 위치하는 단말기에 상기 긴급구조 신호를 전송하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 범위를 비교하는 단계는,
    상기 후보영역의 범위가 상기 기준영역의 범위보다 크면 새로운 위치로 이동하는 단계, 상기 긴급구조 신호 수신 단계 및 상기 후보영역을 검출하는 단계를 반복 수행하고,
    상기 후보영역의 범위가 상기 기준영역의 범위보다 작으면 상기 후보영역 내에 상기 구조 요청자가 존재한다고 위치를 확정하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 후보영역의 범위가 상기 기준영역의 범위보다 큰 경우, 이동 전에 검출된 후보영역과 이동 후 검출된 후보영역이 교차되는 교차영역을 검출하는 단계를 포함하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 이동 위치는 수신된 긴급구조 신호의 세기가 가장 큰 방향에 위치하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 오류검출 단계는,
    긴급구조 신호의 오류를 판단하는 단계;
    상기 긴급구조 신호가 오류로 판단된 경우 상기 지그비 모듈로 부정 응답문자(NAK, negative acknowledgment, or not acknowledged) 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 긴급구조 신호가 오류가 아니라고 판단된 경우 상기 지그비 모듈로 응답문자(ACK, acknowledge) 신호를 전송하는 단계;
    를 포함하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 오류검출 단계는 상기 지그비 모듈의 식별정보를 확인하는 단계를 더 포함하는 긴급구조 시스템의 위치 검출 방법.
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