KR101099421B1 - 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 운동체의 움직임을 감지할 수 있는 복수의 센서 노드로 구성되는 센서 네트워크(USN); 및 상기 센서 네트워크를 구성하는 상기 센서 노드들과 무선통신 방식으로 통신하며, 상기 센서 노드들로부터 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 센싱 정보를 전송받아 분석처리하는 센싱 정보 처리 서버;를 포함하되, 상기 센서 노드들은, 상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 1차 센싱 정보를 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송하고, 기설정된 시간 단위 조건 및 주파수 송출 조건 방식에 따라 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 후, 기설정된 시간의 경과 후 상기 운동체의 2차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송하며, 상기 센싱 정보 처리 서버는, 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드의 1회 이상의 센싱 정보와, 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 이후에 인접한 센서 노드들과 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드로부터 전송받은 센싱 정보의 분석처리를 통해 상기 운동체가 사람인지 동물인지를 판단하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 방법을 개시한다.
이러한 본 발명은 감지된 운동체가 사람인지 동물인지를 정확히 분석하는 것이 가능하도록 해줌으로써, 운동체의 속성에 대한 정확한 분석과 함께 높은 신뢰도를 바탕으로 한 무인경계가 효율적으로 관리 운영될 수 있는 작용효과를 제공한다. 즉, 감지된 운동체에 대한 잘못된 판단으로 발생할 수 있는 경계 오류를 최소화하는 작용효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수의 센서 노드를 구성하는 센서 네트워크와 무선통신 방식의 양방향 통신을 통한 원격 관리가 가능하고, 그에 따른 시스템의 유지관리가 용이한 작용효과를 제공한다.

Description

유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 방법{Unmanned watch operation system and method based ubiquitous sensor network}

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서 네트워크에 구성되는 복수의 센서 노드로부터 1회 이상의 센싱 정보를 수신하고, 그 1회 이상의 센싱 정보를 기초로 계산된 운동체의 속도 정보와 지향성 정보를 기설정된 운동체 속성 판단 기준과 비교하여 운동체가 사람인지 동물인지를 판정하는 것이 가능하도록 해주는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무인 경계 시스템에 적용되는 기술에는 CCTV나 전하 증폭형 촬상 소자(EM-CCD: Electron Muliplying CCD)와 같은 영상분석 기술이나 적외선 센서나 온도센서 등의 동작감시 센서를 이용하는 센서 기술이 적용되고 있다. 하지만 적외선 센서나 온도센서 등은 동물과 인체의 체온과 거의 비슷하여 사람과 동물을 구별하지 못한다. 이에 전세계의 많은 경보기, 조명 업체에서 이들 Sensor를 이용하여 구별하는 제품을 개발하고는 있으나 완벽하게 해결하지 못했다. 그 노력의 일환으로 기존센서를 여러개 사용하여 사람의 움직임과 동물의 움직임의 형상으로 구별하는 방법과 센서를 상하로 구성하는 방법 등에 대한 연구가 되고 있으나 이 역시 완벽하게 구별하는 방법은 아니다. 또한, 영상분석 기술의 경우에는 동물의 모습을 가장하여 침입하는 경우나 기상상태가 좋지 않은 경우에는 사람인지 동물인지 구분하기가 불가능하다.

최근에는 인터넷 및 이동통신으로 대표되는 정보 통신 기술로 인해 현대인의 생활 패턴이 바뀌고 있다. 거의 모든 가정, 학교 및 사무실에 인터넷이 가능한 개인용 컴퓨터가 보급되어 웹 사이트를 이용한 정보 습득, 전자 상거래를 통한 상품 구매, 이메일을 통한 소식의 교환이 이루어지고 있다. 또한, 불과 몇 년 전만 하더라도 사람들이 이동 통신 단말기를 사용하여 음성 통화 위주의 이동통신 서비스만 이용할 수 있었지만, 최근에는 이동통신 단말기 한 대로 금융 결제, 홈 오토메이션, 동영상 촬영, 사진 촬영, MP3 음악 감상, 무선 인터넷 이용 등의 다양한 서비스를 제공받는 것이 가능하게 되었다.

이렇듯 빠르게 발전하고 있는 정보 통신 기술은 실생활의 여러 부분에 적용되고 있으며, 유비쿼터스라는 신조어를 등장시키게 되었다. 유비쿼터스는 '어느 곳에나 존재한다'라는 의미를 갖는 라틴어 단어이며, 유비쿼터스 컴퓨팅이라는 표현은 장소나 시간에 구애받지 않고 생활속에서 자연스럽고 편리하게 컴퓨터를 사용할 수 있는 환경을 의미한다. 즉, 무선 데이터 통신으로 데이터를 상호 전송하는 초소형의 컴퓨터 디바이스를 실생활 주변의 사물, 공간에 각각 내재시키는 것을 의미한다. 현재의 유비쿼터스 기술은 RFID 기술을 중심으로 구현되고 있다. 흔히 스마트 라벨링(Smart Labeling)이라고도 불리는 RFID(Radio Frequency Identification) 기술은 마이크로 칩에 저장된 정보를 전파를 이용하여 원격에서 감지 및 인식하는 기술로 대중 교통 요금 징수 시스템, 물류 추적 장치 등에 상용화되어 사용되고 있다. 특히 대부분 무선망으로 상호 연결되는 센서 노드간의 도달거리, 데이터의 전송량, 전지의 최적 수명을 고려한 다양한 응용기술들이 개발되고 있다.

USN은 IPv6의 인터넷 주소를 사용하기 때문에 기존의 지그비(ZigBee) 또는 블루투스(Bluetooth) 변복조 기술을 채용하는 WSN(Wireless Sensor Network)과 다르고, NEMS/MEMS 센서를 내장한 센서노드를 사용하므로 I-Phon1 이나 모바일 RFID 융합폰 같은 MSN(Mobile Sensor Network)과 다르며, 사용자는 물론 관리자나 운영자 역시 원거리 또는 근거리에서 정보 검색을 비롯한 조회, 감시, 관리, 측정, 제어의 서비스에 이용하고 있어 본 발명에 적합한 기술이다.

일반적으로 군부대, 상수원 보호구역, 및 특정 산업시설 등의 감시지역에서는 보안 유지와 함께 환경보호의 차원에서 일반인들의 접근을 제한하고 있다. 이와 같이 일반인들의 접근을 제한하는 방법으로는, 경계지역에 대해 접근을 제한하는 표지판을 세워 놓거나 정해진 시간에 순찰을 하거나, 혹은 높이 세워진 탑에서 주변을 경계하는 방법이 일반적이다. 이러한 방법은 많은 감시 인력이 필요하며, 그에 따른 시간적인 낭비와 경제적인 낭비를 초래한다.

상기와 같은 방법을 개선하기 위한 방법으로, 감시지역에 대해 운동체를 감지할 수 있는 센서들을 설치하고, 상기 센서로부터 감지된 신호가 발생시 현장에 인원을 투입하여 운동체를 확인하는 다양한 방법이 적용되고 있다.

등록특허 10-0661263호는 열화상 카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템을 개시하며, 이러한 등록특허는 촬영된 영상이 영을 함유하고 있는 열화상카메라에서 촬영된 열감지 부분과 열감지 부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀 차를 이용하여 야생동물과 사람을 구분하면서 사람이 선로부에 있는 경우에만 정확하게 돌발상황으로 분리할 수 있는 기술을 개시한다.

또한, 공개특허 2003-0018687호는 움직이는 동물이나 기타 주위 환경변화로 인한 센서의 반응 신호와 인체감지 신호를 구분하기 위해 인체와 기타 물체와의 움직임에 있어 나타나는 주파수의 차이를 활용하여 매 일정 거리마다 인체감지 신호의 피크치를 룩업 테이블로 만들어 저장해 놓고 검출된 주파수를 비교하여 인체와 타 물체를 구별해내고, 인체의 경우 센서와의 대략적인 거리까지도 알아낼 수 있는 판단논리를 마이크로 컨트롤러에 입력하며, 중요 정보를 백업시킬 수 있는 기능을 개시하는 무인 원격감시 시스템용 지능형 인체감지 장치를 개시하고 있다.

상기와 같은 종래의 장치들은 특정 지역에 맞는 감시 기술을 개시함에 있어서, 열화상 카메라 혹은 적외선 센서를 단순 활용하는 것으로 센서의 감지 능력에만 의존하여 사용하는 한계가 있다.

즉, 운동체를 감지함에 있어서 동물이나 사람들의 접근에 따른 운동체의 정확한 판단 및 그에 따른 신속한 대처가 미흡한 실정이다.

이에 본 발명은 사람의 접근을 제한하기 위한 군부대, 특정 산업시설, 및 상수원 보호구역 등과 같은 지정구역에 대해 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 경계망을 구축하고, 그 구축된 센서 네트워크로부터 발생한 센싱 정보들의 종합적인 분석 처리를 통해 운동체가 사람인지 동물인지를 신속하게 파악하고, 그에 따른 경계 감시가 원격으로 제어 및 관리될 수 있는 무인 경계 기술을 개시하고자 한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지정구역 내에 센서 네트워크로 구성된 센서 노드들로부터 전송된 1회 이상의 센싱 정보를 토대로 운동체의 운동 속도와 지향성을 계산하고, 그 계산 결과를 기설정된 운동체 속성 판단 기준과 비교하여 운동체가 동물인지 사람인지를 정확하게 구분하여 판정할 수 있도록 해주는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 비가청 대역의 초음파를 발신하여 위험 경계지역으로부터 야생동물의 접근이 차단될 수 있도록 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 야생동물의 접근 차단을 위해 발신되는 비가청 대역의 초음파를 기설정된 주파수 송출 조건에 따라 비정형으로 발신함으로써 야생동물이 초음파에 익숙해지는 것이 방지되도록 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 센서 네트워크를 기반으로 하는 센서 노드들과의 무선통신 방식을 구현하고, 그로부터 시스템의 유지관리가 원격으로 제어됨은 물론, 24시간 무인 경계가 가능한 지능형의 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 운동체의 움직임을 감지할 수 있는 복수의 센서 노드로 구성되는 센서 네트워크(USN); 및 상기 센서 네트워크를 구성하는 상기 센서 노드들과 무선통신 방식으로 통신하며, 상기 센서 노드들로부터 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 센싱 정보를 전송받아 분석처리하는 센싱 정보 처리 서버;를 포함하되, 상기 센서 노드들은, 상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 1차 센싱 정보를 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송하고, 기설정된 시간 단위 조건 및 주파수 송출 조건 방식에 따라 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 후, 기설정된 시간의 경과 후 상기 운동체의 2차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송하며, 상기 센싱 정보 처리 서버는, 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드의 1회 이상의 센싱 정보와, 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 이후에 인접한 센서 노드들과 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드로부터 전송받은 센싱 정보의 분석처리를 통해 상기 운동체가 사람인지 동물인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템을 개시한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 복수의 센서 노드로 구성되는 센서 네트워크를 특정 지정구역에 설치하고, 상기 센서 네트워크로 구성되는 복수의 센서 노드와 무선통신 방식으로 통신하는 센싱 정보 처리 서버를 통해 상기 지정구역에 대한 보안 감시 혹은 환경 보호를 목적으로 접근 경계를 모니터링 하기 위한 방법으로서, (a) 상기 센싱 정보 처리 서버가, 운동체의 움직임을 감지한 센서 노드들로부터 상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 1차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 수신하는 단계; (b) 상기 센싱 정보 처리 서버가, 기설정된 시간 단위 조건 및 주파수 송출 조건 방식에 따라 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파가 센서 노드들에 의해 발신된 후, 기설정된 시간의 경과 후 상기 센서 노드들로부터 획득된 상기 운동체의 2차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 수신하는 단계; 및 (c) 상기 센싱 정보 처리 서버가, 1회 이상 수신된 센싱정보와 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 이후에 인접한 센서 노드들과 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드로부터 전송받은 센싱 정보의 분석처리를 통해 상기 운동체가 사람인지 동물인지를 판단하는 단계;를 포함하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 방법을 개시한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 그 방법에 의하면, 지정구역의 보안감시 및 환경보호를 목적으로 운동체의 접근 경계 및 모니터링 감시를 구현함에 있어서, 비정형의 비가청 대역의 초음파 발신을 통해 획득한 운동체의 속도정보 및 지향성 정보를 토대로 감지된 운동체가 사람인지 동물인지를 정확히 분석하는 것이 가능하도록 해줌으로써, 운동체의 속성에 대한 정확한 분석과 함께 높은 신뢰도를 바탕으로 한 무인경계가 효율적으로 관리 운영될 수 있는 작용효과를 제공한다.

즉, 동물이나 사람의 접근에 따라 구분된 무인경계를 구현하는 것이 가능함은 물론, 감지된 운동체에 대한 잘못된 판단으로 발생할 수 있는 경계 오류를 최소화하는 작용효과가 있다.

또한, 본 발명은 복수의 센서 노드를 구성하는 센서 네트워크와 무선통신 방식의 양방향 통신을 통한 원격 관리가 가능하고, 그에 따른 시스템의 유지관리가 용이한 작용효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템을 나타낸 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에 일례로 적용되는 센서 노드의 기능블록도,
도 3은 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에 일례로 적용되는 센싱 정보 처리 서버의 기능블록도,
도 4는 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에 일례로 적용되는 단일 지정구역을 나타낸 센서 네트워크,
도 5는 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에 일례로 적용되는 복수의 지정구역을 나타낸 센서 네트워크,
도 6은 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에서 운동체의 속도와 지향성을 설명하기 위해 나타낸 센서 네트워크,
도 7은 본 발명에 따른 무인 경계 기술에 적용되는 운동체의 속성 판단 기준을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 방법의 동작과정을 나타낸 처리흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템을 나타낸 전체 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 센서 노드의 내부 구성을 나타낸 기능블록도 이며, 도 3은 도 1에 따른 센싱 정보 처리 서버의 내부 구성을 나타낸 기능블록도 이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템은 특정의 지정구역에 분산 설치되는 복수의 센서 노드(110)로 구성되는 센서 네트워크(100), 및 센서 네트워크(100)를 구성하는 센서 노드(110)들과 무선통신 방식으로 통신하며, 센서 노드(110)들로부터 운동체의 움직임 감지에 따른 센싱 정보를 전송받아 분석처리하는 센싱 정보 처리 서버(200)로 크게 구성된다.

센서 네트워크(100)는 복수의 센서 노드(110)를 특정 지정구역 내에서 방사형, 격자형, 및 무정형 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합된 형태로 설치하여 하나 이상의 감시 면을 형성한다.

또한, 센서 네트워크(100)는 특정의 지정구역의 크기에 따라 영역을 단일로 구성하거나 혹은 구역단위로 분할 구성하여 관리할 수 있으며, 구역 단위로 분할 구성되는 경우, 센서 노드(110)가 제공하는 센싱 정보에는 구역을 구분 짓는 구역 ID 정보가 더 포함된다. 이 경우, 센싱 정보 처리 서버(200)는 구역 단위로 구성되는 센서 네트워크(100)로부터 센싱 정보를 입수하고, 구역 단위로 개별 처리함이 바람직하다.

그리고, 센서 네트워크(100)는 복수의 센서 노드(110)의 센싱 정보를 센싱 정보 처리 서버(200)로 전송할 수 있는 RF 게이트웨이(120)를 더 포함함이 바람직하다.

먼저, 센서 노드(110)들은 상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 1차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 RF 게이트웨이(120)를 매개로 무선통신 방식으로 상기 센싱 정보 처리 서버(200)로 전송한다.

이어서, 기설정된 시간 단위 조건 및 주파수 송출 조건 방식에 따라 초음파를 발신한 후, 기설정된 시간의 경과 후 상기 운동체의 2차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 상기 센싱 정보 처리 서버(200)로 전송한다. 이때, 센싱 정보는 상기 센서 노드(110)를 식별할 수 있는 센서 ID를 포함한다.

다음, 센싱 정보를 받은 센싱 정보 처리 서버(200)는 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드(110)의 1회 이상의 센싱 정보와, 인접한 센서 노드(110)들의 센싱 정보의 분석처리를 통해 상기 운동체가 사람인지 동물인지를 판단하게 된다.

도 2를 참조하여 센서 노드(110)의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 센서 노드(110)는 운동체의 움직임을 감지할 수 있는 동작감지 센서(111)와, 비정형 초음파를 발신하기 위한 초음파 발생기(112)를 구비한다.

또한, 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 센싱 정보를 저장하는 메모리(113)와, 센싱 정보 처리 서버(200)가 감지된 운동체를 사람으로 판단하여 음성출력 명령을 전송하는 경우 음성출력 명령에 따른 특정 음성 데이터를 출력하는 스피커 모듈(114)을 구비한다.

그리고, 동작감지 센서(111)로부터 감지된 센싱 정보를 RF 게이트웨이(120)를 통해 무선통신 방식으로 센싱 정보 처리 서버(200)로 전송하기 위한 RF 통신부(115)와, 능동형 RFID 태그 또는 지그비 모듈(116)과, 상기 각 내부 구성 모듈의 동작 제어를 위한 메인 제어부(117), 및 구동 전원을 공급하기 위한 배터리(118)를 포함함이 바람직하다.

이때, 센서 노드(110)는 상기 각 내부 구성 모듈 중 스피커 모듈(114)과 능동형 RFID 태그 또는 지그비 모듈(116)은 사용자의 설계 변경에 따라 선택적으로 제거될 수도 있다.

상기 동작감지 센서(111)는 운동체의 움직임을 감지하기 위한 수단으로서, 레이더 센서, 적외선 센서, 압력 센서, 온도 센서, 및 초음파 센서로부터 선택되는 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다.

상기 센서 노드(110)의 초음파 발생기(112)는 운동체의 움직임을 최초 감지시 초음파를 발신하되, 상기 초음파는 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역인 25,000Hz 내지 30,000Hz 범위에서 선택되는 초음파를 발신함이 바람직하다.

또한, 상기 센서 노드(110)는 운동체의 움직임을 최초 감지시 기설정된 시간 조건에 따라 적어도 1회 이상 초음파를 발신하되, 상기 1회 이상의 초음파는 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역인 25,000Hz 내지 30,000Hz 범위에서 선택되는 주파수 대역이 다른 비정형(random) 초음파를 발신함이 바람직하다. 이는 동물들이 특정 주파수 대역에 대하여 익숙해지는 것을 방지하고, 초음파에 대한 동물들의 반응을 정확하게 감지하기 위한 방안이다.

그리고, 상기 스피커 모듈(114)을 통해 출력되는 음성 데이터는, 센싱 정보 처리 서버(200)로부터 전송받거나, 혹은 스피커 모듈(114) 자체에 기설정된 것 중 어느 하나가 출력될 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

도 3을 참조하여 센싱 정보 처리 서버(200)의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 센싱 정보 처리 서버(200)는 데이터베이스(201), 위치정보 계산모듈(202), 운동체 속성 판정모듈(203), 출력관리부(204), 및 통신부(205)로 구성될 수 있다.

데이터베이스(201)는 센서 네트워크(100)로 구성되는 센서 노드(110)들의 센서 ID, 구역 단위로 구성되는 경우의 센서 네트워크(100)를 구분하는 구역 ID 정보, 및 센싱 정보를 저장하며, 운동체 속성 판단기준 정보를 더 저장함이 바람직하다.

그리고, 위치정보 계산모듈(202)은 운동체의 센싱 정보를 활용하여 운동체의 특정 시점별 위치 정보, 속도 정보, 및 지향성 정보를 계산하는 역할을 한다.

운동체 속성 판정모듈(203)은 위치정보 계산 모듈(202)이 생성한 상기 정보를 기설정된 운동체 속성 판단 조건과 비교하여 상기 운동체가 사람인지, 동물인지를 판단하는 역할을 한다.

그리고, 출력관리부(204)는 센서 네트워크(100)로 구성되는 복수의 센서 노드(110)에 대한 동작상태 감시와, 운동체의 움직임 감지에 따른 실시간의 모니터링 데이터를 표시하며, 센싱 정보 처리 서버(200)의 각 구성의 기능모듈을 제어하는 역할을 수행하며, 미 도시한 관리자 인터페이스와 접속되어 관리자 명령의 입출력에 따른 명령을 수행하는 역할을 한다.

통신부(205)는 센서 네트워크(100)로 구성되는 복수의 센서 노드(110)와 무선통신 방식으로 RF 게이트웨이(120)를 매개하여 데이터 통신을 수행한다.

상기와 같은 내부 구성을 구비하는 센싱 정보 처리 서버(200)는 하나 이상의 감시 면을 형성하는 상기 센서 네트워크(100)가 구성하는 센서 노드(110)들 중 경계가 되는 외곽부를 구성하는 센서노드(110)들과, 경계를 구성하지 않는 중앙부를 구성하는 센서 노드(110)들을 구분하여 관리할 수 있으며, 상기 감시 면을 상기 운동체의 위치좌표로 처리할 수도 있다.

그리고, 센싱 정보 처리 서버(200)는 상기 센서 네트워크(100)를 구성하는 복수의 센서 노드(110)의 센서 ID를 데이터베이스(201)에 등록하여 관리하며, 상기 복수의 센서 노드(110)의 동작상태를 기설정된 시간 주기로 확인하여 고장 여부를 판단하여 원격으로 관리할 수도 있다.

또한, 센싱 정보 처리 서버(200)는 센싱 정보를 전송한 적어도 하나 이상의 센서 노드(110)의 센서 ID를 기준으로 상기 1차 센싱 정보와 적어도 1회 이상의 상기 2차 센싱 정보를 활용하여 상기 운동체의 특정 시점별 위치 정보를 계산할 수 있다.

이때, 상기 2차 센싱 정보는 2회 이상으로 구분된 단위로 형성되며, 상기 운동체의 특정 시점별 위치 정보는, 상기 구분된 단위로 형성되는 센싱 정보 중에서 선택되는 어느 2 이상의 센싱 정보로 상기 운동체의 시점별 위치 정보를 계산하며, 상기 구분된 단위로 형성되는 센싱 정보에는 시간 정보가 대응됨이 바람직하다.

그리고, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 적어도 1회 이상의 초음파 발신을 전후한 상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보 중 어느 하나 이상을 위치정보 계산모듈(202)을 통해 계산하게 된다.

이때, 상기 지향성 정보는 기설정된 시간 단위에 따른 상기 운동체의 운동 방향 벡터들에 관계된 정보로서, 상기 운동 방향 벡터는 기설정된 시간 단위 간의 상기 운동체의 위치 정보의 변동으로 계산될 수 있다.

그리고, 상기 운동 방향 벡터들로 계산되는 지향성 정보는 상기 운동 방향 벡터들의 평균 운동 방향과, 상기 평균 운동 방향의 지향 편차, 및 운동 방향 벡터들의 시간 단위의 변화 패턴 중 어느 하나 이상을 상기 운동체 지향 속성 정보로 갖는다.

또한, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보를 기설정된 운동체 속성 판단기준과 비교하여 상기 운동체의 속성을 판단하되, 적어도 1회 이상의 초음파 발신이 발생한 기설정된 시간 범위 내에서 상기 속도 정보가 "0" 혹은 일정하거나, 평균 운동 방향의 편차가 기설정된 기준 이하이거나, 상기 지향성 정보가 있는 경우 상기 운동체를 사람으로 판정한다.

여기서, 지향성 정보가 있는 것으로 판단하는 경우는, 상기 운동체의 평균 운동 방향이 특정 지정구역의 기설정된 지점을 향하거나, 상기 평균 운동 방향의 편차가 기설정된 범위 이내이거나, 상기 운동 방향 벡터들의 시간 단위의 변화 패턴이 기설정된 사람속성 패턴에 매칭되는 것 중에서 어느 하나 이상이 발생하는 경우에 상기 지향성 정보가 있는 것으로 상기 운동체 속성 판정모듈(203)에서 판정하게 된다.

한편, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보를 기설정된 운동체 속성 판단기준과 비교하여 상기 운동체의 속성을 판단하되, 적어도 1회 이상의 초음파 발신이 발생한 기설정된 시간 범위 내에서 상기 속도 정보가 기설정된 기준을 초과하거나, 상기 2차 센싱 정보가 없거나, 상기 지향성 정보가 없는 경우 상기 운동체를 동물로 판정하게 된다.

여기서, 지향성 정보가 없는 것으로 판단하는 경우는, 상기 운동체의 평균 운동 방향이 랜덤하게 변하거나, 상기 평균 운동 방향의 편차가 기설정된 범위 이상이거나, 상기 운동 방향 벡터들의 시간 단위의 변화 패턴이 기설정된 동물속성 패턴에 매칭되는 것 중에서 어느 하나 이상이 발생하는 경우에 상기 지향성 정보가 없는 것으로 상기 운동체 속성 판정모듈(203)에서 판정하게 된다.

그리고, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 상기 센서 네트워크(100)를 구성하는 복수의 센서 노드(110)로부터 특정 시점을 기준으로 기설정된 거리 이상에서 적어도 2개 이상의 센싱 정보를 전송받는 경우, 상기 운동체를 복수 개로 판단하여 상기 복수 개의 운동체 별로 각 운동체 속성을 판단함이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에 일례로 적용되는 단일 지정구역을 나타낸 센서 네트워크이고, 도 5는 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에 일례로 적용되는 복수의 지정구역을 나타낸 센서 네트워크이다.

도 4 및 도 5의 센서 네트워크(100)는 기본적인 구성 방식은 동일하며, 넓은 지역을 감시해야 하는 경우와, 비교적 작은 단일지역을 감시해야 하는 경우로 구분될 수 있으며, 넓은 지역의 감시의 경우에는 구역 ID를 설정하고 분할하여 관리한다.

도 6은 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에서 운동체가 사람인 경우와 동물인 경우, 운동체의 속도와 지향성을 설명하기 위해 나타낸 센서 네트워크이다.

*도 6은 본 발명에 따른 무인 경계 시스템에서 운동체가 사람인 경우와 동물인 경우, 운동체의 속도와 지향성을 설명하기 위해 나타낸 센서 네트워크이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 사람과 동물의 접근을 "목표 지점" 방식으로 구별하여 설명하기 위한 구성도로서 (1,1)의 센서 노드(110)에 사람이 위치하고 (1,2)의 센서 노드(110)에 동물이 위치하며, 하단의 감시 면에 목표 지점을 일례로 구성하였다. 사람이 위치한 센서 노드를 (1,1)로 보고, (1,1)의 대각선에 있는 센서 노드를 (4,4)로 보고 설명한다. (1,1) 센서 노드를 (1,1)로 설명하는 방식으로 하여, 이하, 센서 노드라는 언급 없이 설명한다.

먼저, 동물의 경우, (1,2)에서 감지시 (1,2)는 초음파를 발신하게 된다. 이 경우, 동물은 (1,1), (1,3), (2,1), (2,2), (2,3)으로 빠르게 이동하게 되거나, 센서 네트워크 밖으로 이동하게 된다. 이때, 기설정된 t1 시간 이내에 (1,1), (1,3), (2,1), (2,2), (2,3)에서 감지가 되거나, 감지가 되지 않을 경우 동물로 판단할 수 있을 것이다. 한편, t2 시간이 경과했을 때, 기설정된 위치의 목표물이 있는 (3,2), (3,3), (4,2), (4,3)이 이루는 셀/구역쪽으로 지향성을 가지지 않고, 랜덤하게 움직인다면, 동물로 판단할 수 있을 것이다. 특히, (2,1)로 움직였다가, 다시 (1,1)이나 (1,2)로 움직이는 등, 기설정된 위치의 목표물과 반대 방향으로 움직이는 회수가 1회 이상이 되거나, 다수회가 된다면 지향성이 없는 것으로 보아 동물로 판단할 수 있다. 한편, 새나 두더지 같은 경우에는 공중이나 땅 밑으로부터 갑자기 센서 네트워크의 중앙부에서부터 감지되기 시작할 수 있다. 이때도 초음파가 발신되면 빠르게 하늘로 날아오르거나, 땅 속으로 들어가거나, 중앙부에서 주변부로 움직일 수 있다. 이와 같이 센스 네트워크의 주변부/외곽부가 아니라 중앙부에서 최초로 감지 신호가 있고, 기설정된 시간 이내에 감지 신호가 사라지거나, 외곽부 쪽으로 감지 신호가 입수되는 경우(특히, 감지 신호의 위치 패턴 특별한 지향성이 없는 경우) 동물로 판단할 수 있다.

한편, 사람의 경우 (1,1)에서 최초의 감지 신호가 입수 되는 경우, (1,1)은 초음파를 발신하지만, 초음파의 발신이 있더라도 기설정된 시간 t1 이내에 (1,2)나 (2,1)로부터 감지 신호가 입수 되지 않는 경우(사람은 초음파에 반응하지 않기 때문에 정지하고 있거나, 천천히 움직임)나, t2 시간이 지나서야 (1,2)나 (2,1)에서 감지 신호가 입수되는 경우(운동 속도가 초음파의 고통을 회피하려는 동물보다 상당히 느림)에는 1차적으로 사람이라고 판단한다. 한편, t3 시간이 지나서 (2,2)나 (3,1), (2,3) 중 어느 하나에서 감지 신호가 있고, t4 시간이 지나서, (3,2)나 (3,3) 중 어느 하나에서 감지 신호가 있는 경우 지향성이 있다고 보아 사람으로 판단할 수 있다. 이처럼, 운동체가 사람인지 동물인지는 본 발명의 운동체 속성 판정 모듈(203)이 판단한다.

도 7은 본 발명에 따른 무인 경계 시스템 및 그 방법에 적용되는 운동체의 속성 판단 기준을 나타낸 참고 도면이다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 사람과 동물의 움직임에 따른 속성을 나타내는 것으로, 첫 번째는 운동체의 움직임 감지에 따라 비가청 대역의 초음파를 발신하고 그에 대한 반응을 검출하며, 두 번째는 운동체의 평균 운동방향의 기준 편차와, 세 번째는 지향성의 유무(有無)를 구분하는 기준을 기초로 한다. 이 외에도 동물과 사람의 운동 속성을 구분짓는 다양한 기준이 더 설정될 수 있다.

그리고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 방법의 동작과정을 나타낸 처리 흐름도이다.

본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 방법은, 도 1 내지 도 5에 도시되는 무인 경계 시스템의 구성에 적용되며, 상기 센싱 정보 처리 서버에서 상기 지정구역에 대한 보안 감시 혹은 환경 보호를 목적으로 접근 경계를 모니터링하여 감시하게 된다.

먼저, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 운동체의 움직임을 감지한 센서 노드(110)들로부터 1회 이상의 센싱 정보를 수신한다.

여기서, 상기 1회 이상의 센싱 정보는, 상기 센서 노드(110)에서 운동체를 최초 감지하고 발신한 1차 센싱 정보와, 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 후 감지한 적어도 1회 이상의 2차 센싱 정보이다.

그리고, 상기 1회 이상의 센싱 정보는, 인접한 센서 노드(110)들의 센싱 정보를 더 포함할 수 있다.

다음, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 1회 이상의 수신된 센싱 정보의 분석 처리를 통해 상기 운동체가 사람인지 동물인지를 판단하게 된다.

즉, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 적어도 1회 이상의 초음파 발신을 전후한 센싱 정보들을 토대로 상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보 중 어느 하나 이상을 계산한다.

이어서, 상기 계산된 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보를 도 7에서 도시하고 있는 기설정된 운동체 속성 판단기준과 비교한다.

상기 비교의 결과로서, 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보의 패턴이 사람의 운동체 속성 판단기준에 매칭되는 경우에는 사람으로 판단하고, 동물의 운동체 속성 판단기준에 매칭되는 경우에는 동물로 판정하게 된다.

여기서, 상기 운동체 속성 판단 기준은, 상기 운동체의 속도 정보가 "0" 혹은 일정하여 비가청 주파수 대역의 초음파에 무반응한 경우와, 평균 운동 방향의 편차가 설정 기준 이하이거나, 지향성 정보를 갖는 경우를 사람의 운동체 속성 판단 기준 정보로 정의한다.

한편, 상기 운동체의 속도 정보가 설정 기준으로 초과하여 비가청 주파수 대역의 초음파에 반응한 경우와, 2차 센싱 정보가 없거나, 운동체의 평균 운동 방향의 편차가 설정 기준 이상이거나, 지향성 정보가 없는 경우를 동물의 운동체 속성 판단 기준 정보로 정의한다.

한편, 상기 센싱 정보 처리 서버(200)는 최초 동작 감지 이후에 갑자기 다수의 센서 노드(110)가 동시에 센싱 정보를 전송하는 경우나, 최초 감지된 센서 노드(110)와 그 인접 센서 노드(110)로부터 동시에 센싱 정보를 받는 경우, 동물 가족이나 부대의 이동으로 가정할 수 있으며, 그 경우에는 열영상 감지기(미도시)를 별도로 구비하여 함께 분석을 하거나 상기 센서 노드(110)의 주변을 고감도 열적외선 망원경으로 직접 확인하는 방법을 결합하여 운용할 수도 있다.

본 발명은 지정구역의 보안 감시와 지정구역의 환경보호 분야에 적용될 수 있는 무인 경계 기술로서, 일례를 들면 지정구역의 보안감시가 필요한 군부대, 특정 산업시설, 일반 감시지역, 및 환경보호 구역에서의 접근경계 및 모니터링 감시에 범용적으로 활용될 수 있다.

이상에서 실시예들을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예들로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 센서 네트워크(USN) 110 : 센서 노드
111 : 동작 감지 센서 112 : 초음파 발생기
113 : 메모리 114 : 스피커 모듈
115 : RF 통신부
116 : 능동형 RFID 태그 또는 지그비(ZigBee)
117 : 메인 제어부 118 : 배터리
120 : RF 게이트 웨이 200 : 센싱 정보 처리 서버
201 : 데이터베이스(DB) 202 : 위치정보 계산모듈
203 : 운동체 속성 판정모듈 204 : 출력관리부
205 : 통신부

Claims (26)

1. 운동체의 움직임을 감지할 수 있는 복수의 센서 노드로 구성되는 센서 네트워크(USN); 및
   상기 센서 네트워크를 구성하는 상기 센서 노드들과 무선통신 방식으로 통신하며, 상기 센서 노드들로부터 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 센싱 정보를 전송받아 분석처리하는 센싱 정보 처리 서버;를 포함하되,
   상기 센서 노드들은, 상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 1차 센싱 정보를 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송하고, 기설정된 시간 단위 조건 및 주파수 송출 조건 방식에 따라 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 후, 기설정된 시간의 경과 후 상기 운동체의 2차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송하며,
   상기 센싱 정보 처리 서버는, 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드의 1회 이상의 센싱 정보와, 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 이후에 인접한 센서 노드들과 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드로부터 전송받은 센싱 정보의 분석처리를 통해 상기 운동체가 사람인지 동물인지를 판단하며, 적어도 1회 이상의 초음파 발신을 전후한 상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보를 계산하고, 상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보를 기설정된 운동체 속성 판단기준과 비교하여 상기 운동체의 속성을 판단하되, 적어도 1회 이상의 초음파 발신이 발생한 기설정된 시간 범위 내에서 상기 속도 정보가 기설정된 기준을 초과하고, 상기 지향성 정보가 없는 경우 상기 운동체를 동물로 판정하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 센서 노드는,
   상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 초음파를 발신하되, 상기 초음파는 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역인 25,000Hz 내지 30,000Hz 범위에서 선택되는 초음파인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 센서 노드는,
   상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 기설정된 시간 조건에 따라 적어도 1회 이상 초음파를 발신하되,
   상기 1회 이상의 초음파는 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역인 25,000Hz 내지 30,000Hz 범위에서 선택되는 주파수 대역이 다른 비정형(random) 초음파인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 센서 네트워크는,
   상기 복수의 센서 노드를 특정 지정구역 내에서 방사형, 격자형, 및 무정형 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합된 형태로 설치하여 하나 이상의 감시 면을 형성하며,
   상기 센싱 정보 처리 서버는,
   상기 하나 이상의 감시 면을 형성하는 상기 센서 네트워크가 구성하는 센서 노드들 중 경계가 되는 외곽부를 구성하는 센서노드들과, 경계를 구성하지 않는 중앙부를 구성하는 센서 노드들을 구분하여 관리하며, 상기 감시 면을 상기 운동체의 위치좌표로 처리하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 센서 네트워크는,
   상기 복수의 센서 노드의 센싱 정보를 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송할 수 있는 RF 게이트웨이;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 센싱 정보 처리 서버는,
   상기 센서 네트워크를 구성하는 복수의 센서 노드의 센서 ID를 등록 관리하며, 상기 복수의 센서 노드의 동작상태를 기설정된 시간 주기로 확인하여 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 센싱 정보는, 상기 센서 노드를 식별할 수 있는 센서 ID를 포함하며,
   상기 센싱 정보 처리 서버는, 상기 센싱 정보를 전송한 적어도 하나 이상의 센서 노드의 센서 ID를 기준으로 상기 1차 센싱 정보와 적어도 1회 이상의 상기 2차 센싱 정보를 활용하여 상기 운동체의 특정 시점별 위치 정보를 계산하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 지향성 정보는,
   기설정된 시간 단위에 따른 상기 운동체의 운동 방향 벡터들에 관계된 정보이며,
   상기 운동 방향 벡터는,
   기설정된 시간 단위 간의 상기 운동체의 위치 정보의 변동으로 계산되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 운동 방향 벡터들로 계산되는 지향성 정보는,
    상기 운동 방향 벡터들의 평균 운동 방향과, 상기 평균 운동 방향의 지향 편차, 및 운동 방향 벡터들의 시간 단위의 변화 패턴 중 어느 하나 이상을 상기 운동체 지향 속성 정보로 갖는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱 정보 처리 서버는,
    상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보를 기설정된 운동체 속성 판단기준과 비교하여 상기 운동체의 속성을 판단하되,
    적어도 1회 이상의 초음파 발신이 발생한 기설정된 시간 범위 내에서 상기 속도 정보가 "0" 혹은 일정하거나, 평균 운동 방향의 편차가 기설정된 기준 이하이거나, 상기 지향성 정보가 있는 경우 상기 운동체를 사람으로 판정하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 운동체의 평균 운동 방향이 특정 지정구역의 기설정된 지점을 향하거나, 상기 평균 운동 방향의 편차가 기설정된 범위 이내이거나, 상기 운동 방향 벡터들의 시간 단위의 변화 패턴이 기설정된 사람속성 패턴에 매칭되는 것 중에서 어느 하나 이상이 발생하는 경우에 상기 지향성 정보가 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
13. 삭제
14. 제 1항에 있어서,
    상기 운동체의 평균 운동 방향이 랜덤하게 변하거나, 상기 평균 운동 방향의 편차가 기설정된 범위 이상이거나, 상기 운동 방향 벡터들의 시간 단위의 변화 패턴이 기설정된 동물속성 패턴에 매칭되는 것 중에서 어느 하나 이상이 발생하는 경우에 상기 지향성 정보가 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
15. 제 4항에 있어서,
    상기 센싱 정보 처리 서버는,
    상기 센서 네트워크를 구성하는 복수의 센서 노드로부터 특정 시점을 기준으로 기설정된 거리 이상에서 적어도 2개 이상의 센싱 정보를 전송받는 경우, 상기 운동체를 복수 개로 판단하여 상기 복수 개의 운동체 별로 각 운동체 속성을 판단하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
16. 제 1항에 있어서,
    상기 센서 노드는,
    상기 센싱 정보 처리 서버가 상기 운동체를 사람으로 판단하여 음성출력 명령을 전송하는 경우, 음성출력 명령에 따른 특정 음성 데이터를 출력하는 스피커 모듈;을 더 포함하며,
    상기 음성 데이터는, 상기 센싱 정보 처리 서버로부터 전송받거나, 혹은 상기 스피커 모듈에 기설정된 것 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
17. 제 1항에 있어서,
    상기 센서 네트워크는 구역 단위로 구성되며, 상기 센서 노드가 제공하는 센싱 정보는 상기 구역을 구분 짓는 구역 ID 정보를 더 포함하며,
    상기 센싱 정보 처리 서버는 상기 구역 단위로 구성되는 센서 네트워크로부터 센싱 정보를 입수하고, 구역 단위로 개별 처리하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
18. 제 1항에 있어서,
    상기 센서 노드는,
    능동형 RFID 태그 또는 지그비 모듈;을 더 탑재하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
19. 제 7항에 있어서,
    상기 2차 센싱 정보는, 2회 이상으로 구분된 단위로 형성되며,
    상기 운동체의 특정 시점별 위치 정보는, 상기 구분된 단위로 형성되는 센싱 정보 중에서 선택되는 어느 2 이상의 센싱 정보로 상기 운동체의 시점별 위치 정보를 계산하며,
    상기 구분된 단위로 형성되는 센싱 정보에는 시간 정보가 대응되어 있는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
20. 제 1항 내지 제 7항, 제 9항 내지 제 12항, 제 14항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 노드는,
    상기 운동체의 움직임을 감지할 수 있는 동작감지 센서;
    비정형 초음파를 발신하기 위한 초음파 발생기;
    상기 운동체의 움직임 감지에 따른 센싱 정보를 저장하는 메모리;
    상기 동작감지 센서로부터 감지된 센싱 정보를 RF 게이트웨이를 통해 무선통신 방식으로 상기 센싱 정보 처리 서버로 전송하기 위한 RF 통신부;
    구동 전원을 공급하기 위한 배터리; 및
    동작감지 센서, 초음파 발생기, 메모리, 스피커 모듈, RF 통신부, 능동형 RFID 태그 또는 지그비 모듈, 및 배터리의 동작 제어를 위한 메인 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
21. 제 20항에 있어서,
    상기 동작감지 센서는,
    레이더 센서, 적외선 센서, 압력 센서, 온도 센서, 및 초음파 센서로부터 선택되는 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
22. 제 21항에 있어서,
    상기 센싱 정보 처리 서버는,
    상기 센서 네트워크로 구성되는 센서 노드들의 센서 ID, 구역 단위로 구성되는 경우의 센서 네트워크를 구분하는 구역 ID 정보, 및 센싱 정보를 저장하는 데이터베이스;
    상기 운동체의 센싱 정보를 활용하여 상기 운동체의 특정 시점별 위치 정보, 속도 정보, 및 지향성 정보를 계산하는 위치정보 계산 모듈;
    상기 위치정보 계산 모듈이 생성한 상기 정보를 기설정된 운동체 속성 판단 조건과 비교하여 상기 운동체가 사람인지, 동물인지를 판단하는 운동체 속성 판정 모듈;
    상기 센서 네트워크로 구성되는 복수의 센서 노드와 무선통신 방식으로 데이터 통신을 수행하기 위한 통신부; 및
    상기 센서 네트워크로 구성되는 복수의 센서 노드에 대한 동작상태 감시와, 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 모니터링 데이터를 표시하는 출력관리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템.
23. 복수의 센서 노드로 구성되는 센서 네트워크를 특정 지정구역에 설치하고, 상기 센서 네트워크로 구성되는 복수의 센서 노드와 무선통신 방식으로 통신하는 센싱 정보 처리 서버를 통해 상기 지정구역에 대한 보안 감시 혹은 환경 보호를 목적으로 접근 경계를 모니터링 하기 위한 방법으로서,
    (a) 상기 센싱 정보 처리 서버가, 운동체의 움직임을 감지한 센서 노드들로부터 상기 운동체의 움직임을 최초 감지시 상기 운동체의 움직임 감지에 따른 1차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 수신하는 단계;
    (b) 상기 센싱 정보 처리 서버가, 기설정된 시간 단위 조건 및 주파수 송출 조건 방식에 따라 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파가 센서 노드들에 의해 발신된 후, 기설정된 시간의 경과 후 상기 센서 노드들로부터 획득된 상기 운동체의 2차 센싱 정보를 적어도 1회 이상 수신하는 단계; 및
    (c) 상기 센싱 정보 처리 서버가, 1회 이상 수신된 센싱정보와 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수 대역의 초음파를 발신한 이후에 인접한 센서 노드들과 상기 운동체의 움직임을 최초로 감지한 센서 노드로부터 전송받은 센싱 정보의 분석처리를 통해 상기 운동체가 사람인지 동물인지를 판단하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 (b) 단계는,
    상기 센싱 정보 처리 서버가 적어도 1회 이상의 초음파 발신을 전후한 센싱 정보들을 토대로 상기 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보 중 어느 하나 이상을 계산하는 단계;
    상기 계산된 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보를 기설정된 운동체 속성 판단기준과 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과, 운동체의 속도 정보 및 지향성 정보의 패턴이 사람의 운동체 속성 판단기준에 매칭되는 경우 사람으로 판단하고, 동물의 운동체 속성 판단기준에 매칭되는 경우 동물로 판단하는 운동체 판정 단계;이며,
    상기 운동체 속성 판단 기준은,
    상기 운동체의 속도 정보가 "0" 혹은 일정하여 비가청 주파수 대역의 초음파에 무반응한 경우와, 평균 운동 방향의 편차가 설정 기준 이하이거나, 지향성 정보를 갖는 경우를 사람의 운동체 속성 판단 기준 정보로 정의하고,
    상기 운동체의 속도 정보가 설정 기준으로 초과하여 비가청 주파수 대역의 초음파에 반응한 경우와, 2차 센싱 정보가 없거나, 운동체의 평균 운동 방향의 편차가 설정 기준 이상이거나, 지향성 정보가 없는 경우를 동물의 운동체 속성 판단 기준 정보로 정의하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 방법.
24. 제 23항에 있어서,
    상기 1회 이상의 센싱 정보는,
    인접한 센서 노드들의 센싱 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 방법.
25. 삭제
26. 삭제

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