KR101212239B1 - 블루투스를 이용한 사용자 단말의 위치 확인 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

블루투스를 이용한 사용자 단말의 위치 확인 시스템 및 방법이 제공된다. 블루투스를 이용한 사용자 단말의 위치 확인 시스템은 스캔 메시지의 수신에 응답하여 답변 메시지를 발신하는 위치 결정 태그, 상기 답변 메시지의 수신시의 신호 세기 정보를 측정하고, 상기 답변 메시지로부터 상기 위치 결정 태그에 대한 태그 식별 정보를 취득하는 사용자 단말 및 상기 위치 결정 태그의 위치 정보를 관리하고, 상기 사용자 단말로부터 수신한 상기 신호 세기 정보 및 상기 태그 식별 정보를 상기 관리중인 위치 정보와 비교하여 상기 사용자 단말의 위치를 판단하는 위치 확인 서버를 포함한다.

Description

블루투스를 이용한 사용자 단말의 위치 확인 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING LOCATION OF USER TERMINAL USING BLUETOOTH}
본 발명은 블루투스를 이용한 사용자 단말의 위치 확인 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블루투스 리더 기능을 구비한 사용자 단말과 블루투스 태그 기능을 구비한 블루투스 장치들 간의 통신을 이용하여 사용자 단말의 위치를 확인하는 방법에 관한 것이다.
블루투스란 근거리에서 PC, 노트북 또는 PDA 등의 전자 기기끼리 무선 데이터 통신을 하기 위해 만들어진 통신 규격이다.
일반적으로, 블루투스는 적외선 통신(IrDA)에 비해 전송 거리, 장애물 통과성, 소비 전력, 전송 속도 등의 면에서 보다 나은 성능을 제공한다.
블루투스는 2.4GHz 대역을 사용하며, GFSK변조에 주파수도약(Frequency Hopping) 방식의 확산 대역 통신 방식을 사용한다.
또한, 블루투스는 단말기 간의 자체적인 데이터 송수신은 물론, 프린터, 스캐너, 디지털 카메라 등의 PC 주변기기까지 연동 가능하여서 광범위한 영역에서 응용 가능하다.
한편, 스마트폰, PDA 및 네비게이션 단말 등의 모바일 단말에서 현재 위치 정보를 얻기 위해 GPS(Global Positioning System) 시스템을 주로 사용하고 있다. GPS는 지구 대기권을 회전하는 GPS 위성으로부터 현재 위치, 시간 등의 위성 정보를 수신하여 GPS 수신기의 현재 위치를 파악할 수 있다.
하지만, GPS는 위성 정보를 수신하여야 하므로, 건물 또는 다른 장애물에 의해 위성 정보의 수신이 불가능한 경우 또는 다른 발생원으로부터 발생된 전자파에 의해 GPS 신호의 수신이 방해 받는 경우에는 이용이 불가능한 문제가 있다. 또한, GPS는 평면적인 위치 정보를 제공할 뿐, 건물의 몇 층에 위치하는지 등의 입체적인 위치 파악이 어려운 단점이 있다.
따라서, GPS 시스템을 이용하지 않고도 건물 또는 실내에서 자신의 위치 정보를 정확히 파악할 수 있으면서도 많은 비용이 요구되지 않는 위치 확인 기술의 도입이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 GPS시스템을 이용하지 않고도 블루투스를 이용하여 사용자 단말의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있는 위치 확인 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1측면에 따른 블루투스를 이용한 위치 확인 시스템은, 스캔 메시지의 수신에 응답하여 답변 메시지를 발신하는 위치 결정 태그, 상기 답변 메시지의 수신시의 신호 세기 정보를 측정하고, 상기 답변 메시지로부터 상기 위치 결정 태그에 대한 태그 식별 정보를 취득하는 사용자 단말 및 상기 위치 결정 태그의 위치 정보를 관리하고, 상기 사용자 단말로부터 수신한 상기 신호 세기 정보 및 상기 태그 식별 정보를 상기 관리중인 위치 정보와 비교하여 상기 사용자 단말의 위치를 판단하는 위치 확인 서버를 포함한다.
여기서, 상기 사용자 단말은 하나 이상의 위치 결정 태그로부터 수신한 하나 이상의 답변 메시지에 대해 수신시의 신호 세기 정보를 각각 측정하여 상기 위치 확인 서버에 전송하고, 상기 위치 확인 서버는 상기 하나 이상의 신호 세기 정보를 기초로 신호 세기가 가장 큰 답변 메시지를 발신한 위치 결정 태그를 결정하고, 상기 결정된 위치 결정 태그로부터 상기 사용자 단말까지의 거리를 판단할 수 있다.
여기서, 상기 사용자 단말은 간격을 두고 설치된 하나 이상의 위치 결정 태그로 상기 스캔 메시지를 발신하고, 상기 스캔 메시지에 대응하는 하나 이상의 답변 메시지를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 사용자 단말과 상기 위치 결정 태그는 상호 동기화되고, 상기 사용자 단말은 상기 위치 결정 태그가 동작 모드인 경우에 상기 스캔 메시지를 발신할 수 있다.
여기서, 상기 위치 확인 서버는 상기 위치 결정 태그에 대한 위치 정보로서 위도, 경도, 주소 및 좌표값 중 하나 이상을 저장할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 블루투스를 이용하여 사용자 단말과 통신하는 위치 결정 태그는, 상기 사용자 단말 또는 다른 위치 결정 태그와의 동기화를 수행하는 동기화부, 상기 위치 결정 태그를 상기 동기화된 시간에 따라 동작 모드와 수면 모드로 교대로 전환시키는 모드 제어부 및 상기 위치 결정 태그가 동작 모드인 경우에, 상기 사용자 단말로부터 스캔 메시지를 수신하고, 상기 스캔 메시지에 응답하는 답변 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 블루투스 통신부를 포함한다.
여기서, 상기 위치 결정 태그가 수면 모드인 경우에, 상기 블루투스 통신부로의 전원 공급을 중단하고, 상기 위치 결정 태그가 동작 모드로 변환되면 중단된 전원 공급을 재개하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전원부는 태양 전지를 이용하여 상기 위치 결정 태그에 전원을 공급할 수 있다.
여기서, 상기 동기화부는 상기 위치 결정 태그가 동작 모드인 경우에 기 설정된 간격으로 재동기화를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 위치 결정 태그는 블루투스 기능을 구비하는 다른 사용자 단말일 수 있다.
여기서, 상기 동기화부는 이동통신 시스템의 기지국으로부터 송출된 프리앰블(preamble)을 기준으로 동기화를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 동기화부는 근거리 통신 시스템의 비콘(beacon) 신호를 기준으로 동기화를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 측면에 따른 블루투스를 이용하여 위치를 확인하는 사용자 단말은, 스캔 메시지에 대한 응답으로 발신된 답변 메시지를 위치 결정 태그로부터 수신하는 블루투스 통신부, 상기 수신된 답변 메시지의 신호 세기 정보를 측정하는 신호 강도 측정부, 상기 수신된 답변 메시지로부터 태그 식별 정보를 추출하는 제어부 및 상기 태그 식별 정보 및 상기 신호 세기 정보를 위치 확인 서버로 전송하는 데이터 통신부를 포함하고, 상기 데이터 통신부는 상기 위치 확인 서버로부터 상기 태그 식별 정보 및 상기 신호 세기 정보에 기초하여 결정된 상기 사용자 단말의 위치 정보를 수신한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 위치 결정 태그와 시간을 일치시키기 위한 동기화를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 동기화된 시간에 기초하여 상기 위치 결정 태그가 동작 모드로 구동하는 동작 시간을 판단하여, 상기 동작 시간 내에 상기 스캔 메시지를 발신하고 상기 답변 메시지를 수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 4 측면에 따른 블루투스를 이용하여 사용자 단말의 위치를 확인하는 방법은, 상기 사용자 단말이 하나 이상의 위치 정보 태그로 스캔 메시지를 발신하고, 상기 스캔 메시지에 응답하여 발신된 하나 이상의 답변 메시지를 수신하는 단계, 상기 사용자 단말이 상기 하나 이상의 답변 메시지에 대해 신호 세기 정보를 각각 측정하는 단계, 상기 사용자 단말이 상기 하나 이상의 답변 메시지로부터 태그 식별 정보를 각각 취득하는 단계, 상기 사용자 단말이 상기 하나 이상의 신호 세기 정보 및 상기 하나 이상의 태그 식별 정보를 위치 확인 서버로 전송하는 단계 및 상기 사용자 단말이 상기 위치 확인 서버로부터 위치 확인 결과를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 위치 확인 서버는 상기 하나 이상의 신호 세기 정보를 기초로 신호 세기가 가장 큰 답변 메시지를 발신한 위치 결정 태그를 결정하고, 상기 결정된 위치 결정 태그로부터 상기 사용자 단말까지의 거리를 판단한다.
여기서, 상기 스캔 메시지를 발신하는 단계 이전에, 상기 사용자 단말 및 상기 하나 이상의 위치 정보 태그 간에 동기화를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 위치 정보 태그는 동기화된 시간을 기초로 동작 모드와 수면 모드로 순차 전환되며, 상기 사용자 단말은 상기 위치 정보 태그가 동작 모드로 구동하는 시간 동안 상기 스캔 메시지를 발신하고, 상기 위치 정보 태그는 동작 모드로 구동하는 시간 동안 상기 스캔 메시지를 수신할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, GPS 기능을 구비하지 않은 사용자 단말에게 위치 정보를 제공할 수 있다.
또한, 건물 내부 등 GPS가 이용되지 못하는 장소에서도 주변의 블루투스 장치를 이용하여 사용자 단말의 현재 위치를 파악할 수 있다.
또한, 위치 결정 태그에서 태양 전지를 이용하여 저전력으로도 구동이 가능한 위치 확인 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 블루투스를 이용한 위치 확인 시스템의 전체 개요도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 확인 시스템에서 블루투스를 이용하여 사용자 단말과 통신하는 위치 결정 태그의 세부 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 확인 시스템을 이용하여 위치 정보를 취득하는 사용자 단말의 세부 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른, 블루투스를 이용한 위치 확인 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른, 사용자 단말과 위치 결정 태그와의 스캔 메시지 및 답변 메시지 교환 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 결정 태그의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 다양한 실시예들이 유선 단말 또는 무선 단말일 수 있는 사용자 단말과 관련하여 설명된다. 사용자 단말은 또한, 시스템, 장치, 가입자 유닛, 가입자 스테이션, 이동국, 모바일, 이동 단말기, 원격 스테이션, 원격 단말기, 액세스 단말기, 사용자 단말기, 단말기, 통신 장치, 사용자 에이전트, 사용자 장치 또는 사용자 장비(UE)로 불릴 수도 있다. 무선 단말은 휴대 전화, 위성 전화, 무선 전화, SIP(Session Initiation Protocol), WLL(wireless local loop) 스테이션, PDA, 무선 접속 기능을 갖는 핸드헬드 장치, 컴퓨팅 장치 또는 다른 무선 모뎀에 연결된 프로세싱 장치일 수 있다.
본 명세서에 설명된 기술들은 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 등 다양한 무선 통신 시스템에 대해 사용될 수 있다. "시스템", "네트워크"란 용어는 사용교환적으로 사용된다.
CDMA 시스템은 UTRA, CDMA2000 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. UTRA는 W-CDMA 및 CDMA의 변종들을 포함한다. 또한, CDMA2000은 IS-2000, IS-95 및 IS-856 표준을 커버한다.
TDMA 시스템은 GSM과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. OFDMA 시스템은 E-UTRA, UMB, IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.20, 플래쉬 OFDM 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. UTRA와 E-UTRA는 UMTS의 일부이다.
3GPP LTE는 E-UTRA를 사용하는 UMTS의 배포판이고, 다운링크에는 OFDMA를 사용하고, 업링크에는 SC-FDMA를 사용한다.
UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE 및 GSM은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)라는 기관으로부터의 문서에 설명되어 있다.
또한, CDMA2000 및 UMB는 3GPP2라는 기관으로부터의 문서에 설명되어 있다. 또한, 그러한 무선 통신 시스템들은 추가적으로 피어 투 피어(예컨대, 모바일 투 모바일), 페어링되지 않은 비허가된 스펙트럼을 사용하는 애드호크 네트워크 시스템, 802.xx 무선 랜, 블루투스 및 임의의 다른 단거리 또는 장거리, 무선 통신 기술을 포함할 수 있다.
SC-FDMA는 단일 캐리어 변조와 주파수 영역 등화를 사용한다. SC-FDMA는 OFDMA 시스템과 유사한 성능을 갖고, 기본적으로 OFDMA 시스템과 동일한 전체 복잡도를 갖는다. SC-FDMA는 고유의 단일 캐리어 구조 때문에 낮은 PAPR(peak to average power ratio)를 갖는다. SC-FDMA는 예컨대, 낮은 PAPR이 전송 파워 효율면에서 액세스 단말에 큰 장점을 주는 업링크 통신에 사용될 수 있다. 따라서, SC-FDMA는 3GPP LTE 또는 Evolved UTRA에서 업링크 다중 접속 방법으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 블루투스를 이용한 위치 확인 시스템의 전체 개요도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 블루투스를 이용한 위치 확인 시스템은 여러 곳에 설치되어 있는 하나 이상의 위치 결정 태그(100), 블루투스 기능을 구비한 사용자 단말(200) 및 위치 확인 서버(300)를 포함한다.
위치 확인 시스템은 위치를 측정하고자 하는 지역에 설치된 다수의 위치 결정 태그(100)를 이용하여 사용자 단말(200)의 위치 정보를 결정한다.
사용자 단말(200)은 블루투스를 이용하여 주위로 하나 이상의 스캔 메시지를 발신하고, 상기 스캔 메시지를 수신한 위치 결정 태그(100)는 이에 응답하는 답변 메시지를 사용자 단말(200)로 발신한다. 이 때, 사용자 단말(200)은 하나 이상의 위치 결정 태그(100)로부터 답변 메시지를 수신할 수 있다. 이후 사용자 단말(200)은 수신된 답변 메시지의 신호 세기를 측정하고, 이를 위치 확인 서버(300)로 전송한다. 이 때, 위치 확인 서버(300)는 사전에 모든 위치 결정 태그(100)에 관한 정보를 저장, 관리할 수 있다. 또한, 위치 확인 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 수신한 답변 신호 세기 정보를 이용하여 사용자 단말(200)에 가장 근접하여 위치하는 위치 결정 태그(100)를 판단하고, 이를 사용자 단말(200)에 제공한다. 이 때, 사용자 단말(200)과 위치 확인 서버(300)간의 통신은 무선 네트워크 통신 또는 이동통신망을 이용하여 수행될 수 있다. 참고로, 위치 확인 서버(300)는 DB에 위치 결정 태그(100)의 위도/경도 정보, 주소 정보 및 좌표 정보 등의 위치 정보를 저장할 수 있다.
다음으로, 위치 결정 태그의 세부 구성을 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 확인 시스템에서 블루투스를 이용하여 사용자 단말과 통신하는 위치 결정 태그의 세부 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 위치 결정 태그(100)는 동기화부(110), 모드 제어부(120), 블루투스 통신부(130) 및 전원부(140)를 포함한다.
동기화부(110)는 위치 결정 태그(100)와 사용자 단말(200)의 시간 동기화를 수행한다. 위치 결정 태그(100)는 전원 장치를 이용할 수 있으며, 배터리 또는 태양 전지를 이용하여 구동될 수도 있다. 태양 전지를 이용하는 경우, 전원 을 연결하기 위한 위치상의 제한을 해소할 수 있으며, 주기적인 배터리 교환의 불편함도 해소될 수 있다.
또한, 위치 결정 태그(100)는 저전력으로도 구동되기 위해, 실제 통신이 수행되는 시간 이외에는 수면 모드(sleep mode)로 전환될 수 있다. 이 경우, 위치 결정 태그(100)가 수면 모드에서 깨어나서 동작 모드(activate mode)로 동작하는 시간 동안에만 사용자 단말(200)과의 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말(200)과 위치 결정 태그(100)는 상호 동기화를 수행할 수 있다. 이 경우, 사용자 단말(200)은 모든 위치 결정 태그(100)와 동기화되어야 한다.
동기화부(110)는 다양한 방법을 이용하여 동기화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 동기화부(110)는 이동통신 시스템의 기지국에서 송출된 프리앰블(preamble)을 이용하여 동기화를 수행할 수 있다. 또한, 동기화부(110)는 근거리 통신 시스템의 비콘(Beacon) 신호 프레임을 스캔하여 동기화를 수행할 수도 있다. 이용 가능한 근거리 통신에는 예를 들어, WiFi, NFC, WIBRO 등이 포함될 수 있다. 또한, 사용자 단말(200) 및 위치 결정 태그(100) 각각에 내장된 타이머를 이용하여 상호간에 동기화를 수행할 수도 있다.
한편, 동기화부(110)는 위치 결정 태그(100)가 동작 모드인 경우에, 일정 간격으로 재동기화를 수행하여 시간이 어긋나는 것을 보정할 수 있다.
모드 제어부(120)는 동기화된 시간에 기초하여 위치 결정 태그(100)의 동작 모드를 전환한다. 구체적으로, 모드 제어부(120)는 동기화된 시간을 기준으로 판단하여, 동작 기간(wake up time duration, WTD)이 시작되면 위치 결정 태그(100)를 수면 모드(sleep mode)에서 동작 모드(activate mode)로 전환할 수 있다. 또한, 모드 제어부(120)는 동작 기간이 종료되면 위치 결정 태그(100)를 동작 모드에서 수면 모드로 전환한다. 수면 모드 상태에서는 위치 결정 태그(100)의 일부 기능이 정지될 수 있으며, 블루투스 통신부(130)로의 전원 공급이 차단될 수 있다.
블루투스 통신부(130)는 위치 결정 태그(100)가 동작 모드인 경우에만 블루투스 통신을 이용하여 사용자 단말(200)과의 통신을 수행한다. 구체적으로, 블루투스 통신부(130)는 위치 결정 태그(100)가 동작 모드로 전환되면 상기 사용자 단말(200)로부터 수신된 스캔 메시지가 있는지 여부를 체크한다. 만일, 수신된 스캔 메시지가 있는 경우에는 이에 대한 답변 메시지를 해당 사용자 단말(200)로 전송한다. 이 때, 답변 메시지는 FHS 패킷일 수 있다. 참고로, FHS(frequency Hop Synchronisation) 패킷은 블루투스에서 주파수 호핑 시퀀스를 동기화하기 위한 정보를 보내는 패킷으로서 MAC ID 정보를 포함할 수 있다. 이 때, MAC ID는 IEEE802에 명시된 장치 구분을 위한 식별 ID이며 48bit의 크기의 값으로 구성되어 있다.
전원부(140)는 상기 위치 결정 태그(100)가 수면 모드인 경우에 상기 블루투스 통신부(130)로의 전원 공급을 중단하고, 상기 위치 결정 태그(100)가 동작 모드로 변환되면 중단된 전원 공급을 재개한다.
전원부(140)는 배터리 또는 일반 교류 전원일 수 있으며, 태양 전지를 이용하여 전원을 공급할 수 있다. 태양 전지를 이용하는 경우, 별도의 교류 전원 공급을 위한 변압기, 코드 또는 어댑터 등이 불필요하게 되어, 설치 위치 및 공간에 대한 제한을 줄일 수 있다. 또한, 태양 전지를 이용하는 경우에는 일반 배터리에 비해 상대적으로 저전력인 탓에, 통신이 불필요한 때에는 블루투스 통신부(130)에의 전원 공급을 차단하여 소비 전력을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는, 위치 결정 태그(100)로서 블루투스 기능이 구비된 다른 모바일 단말을 이용하는 것도 가능하다. 이 때, 모바일 단말에 구비된 GPS 모듈을 이용하여 모바일 단말의 현재 위치 정보를 파악할 수 있으며, 파악된 모바일 단말의 위치 정보는 위치 확인 서버(300)에 실시간으로 전송되어 사용자 단말(200)의 위치 파악을 위한 위치 결정 태그(100)로서 이용될 수 있다.
다음으로, 사용자 단말(200)의 세부 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 확인 시스템을 이용하여 위치 정보를 취득하는 사용자 단말의 세부 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(200)은 블루투스 통신부(220), 신호 강도 측정부(230), 제어부(240)를 포함한다. 또한, 사용자 단말(200)은 이동 통신부(210) 및/또는 데이터 통신부(250)를 더 포함할 수 있다.
블루투스 통신부(220)는 스캔 메시지를 발신하며, 상기 위치 결정 태그(100)로부터 답변 메시지를 수신한다.
블루투스 통신부(220)는 주변에 위치하는 위치 결정 태그(100)와 통신을 수행하기 위해 스캔 메시지를 발신한다. 이 때, 스캔 메시지는 한번이 아닌 여러 번 발신될 수 있다. 가령, 블루투스 통신부(220)는 16개의 동일한 스캔 메시지를 16개의 hop 주파수에 실어서 전송하고, 응답이 없으면 다시 16개의 hop 주파수에 거쳐서 재전송을 할 수 있다.
이 때, 블루투스는 다른 기기와의 간섭을 없애기 위해 스펙트럼 확산 방식의 일종인 주파수 호핑 방식을 이용한다. 주파수 호핑 방식은 1슬롯 단위마다 무작위로 주파수를 전환하여 고정 송신 주파수에 의한 간섭을 방지할 수 있다.
신호 강도 측정부(230)는 위치 결정 태그(100)로부터 수신된 답변 메시지의 신호 세기 정보를 측정한다. 구체적으로, 신호 강도 측정부(230)는 하나 이상의 답변 메시지의 RSSI(Received Signal Strength Indication)의 크기(또는 세기)를 측정하여 신호 세기 정보를 생성한다. 예를 들어, 신호 세기가 크면 가까이 있으며 작으면 멀리 있다고 판단할 수 있다. 또한, 3개 이상의 신호 세기 정보를 이용하여 삼변 측량 방법을 통해 좀 더 정확한 사용자 단말(200)의 위치를 측정할 수 있다.
측정된 신호 세기 정보는 후술할 이동 통신부(210) 또는 데이터 통신부(250)를 통해 위치 확인 서버(300)로 전송될 수 있다.
제어부(240)는 수신된 답변 메시지로부터 태그 식별 정보를 추출한다. 구체적으로, 제어부(240)는 하나 이상 수신된 답변 메시지로부터 태그 식별 정보를 추출하며, 태그 식별 정보에는 발신한 위치 결정 태그(100)의 식별 정보, 예를 들어, MAC ID 등을 포함할 수 있다. 추출된 태그 식별 정보는 상기 신호 세기 정보와 함께 위치 확인 서버(300)로 전송되어, 신호 세기가 가장 큰 위치 결정 태그(100)의 위치 정보를 DB에서 검색하기 위한 키 값으로 이용될 수 있다.
이동 통신부(210)는 이동통신망을 이용하여 위치 확인 서버(300)와 통신을 수행할 수 있다. 이동 통신부(210)는 상기 추출된 태그 식별 정보 및 측정된 신호 세기 정보를 위치 확인 서버(300)로 전송할 수 있다. 이 때, 이동 통신망 대신 Wifi를 통한 무선 네트워크를 이용하여 태그 식별 정보 및 신호 세기 정보를 전송할 수도 있다. 이를 위해 사용자 단말(200)은 데이터 통신부(250)를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 블루투스를 이용한 위치 확인 방법을 설명하기로 한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른, 블루투스를 이용한 위치 확인 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(200) 및 주변의 위치 결정 태그(100)는 동일한 시간으로 싱크(sync)될 수 있도록 동기화를 수행한다(S402).
위치 결정 태그(100)가 수면 모드(sleep mode) 상태에서 wake up 하여 동작 모드로 전환된 후에(S402), 사용자 단말(200)은 스캔 메시지를 블루투스 통신부(220)를 이용하여 브로드캐스팅한다(S406)하고, 상기 스캔 메시지를 수신한 위치 결정 태그(100)로부터 답변 메시지를 수신한다(S408).
이후, 수신된 답변 메시지의 조건이 충족되면(S414), 사용자 단말(200)은 수신한 답변 메시지에서 신호 세기 정보를 측정하고(S416), 태그 식별 정보를 추출한다(S418). 상기 취득한 신호 세기 정보 및 태그 식별 정보는 위치 확인 서버(300)로 전송되어(S420) 사용자 단말(200)의 위치를 판단하는데 이용되며(S422), 결정된 사용자 단말(200)의 위치 정보는 사용자 단말(200)로 다시 전송된다(S424).
구체적으로 살펴보면, 도 5에서, 위치 결정 태그(100)는 하나 이상일 수 있으며, 각각의 위치 결정 태그(100)는 동일한 시간으로 동기화된다(S502).
이후, 사용자 단말(200)로부터 브로드캐스팅된 스캔 메시지는 각각의 위치 결정 태그(100-1~100-n)에서 수신된다(S504). 이 때, 스캔 메시지는 한번 이상 브로드캐스팅 될 수 있다.
이후, 하나 이상의 위치 결정 태그(100-1~100-n)는 상기 스캔 메시지를 수신한 후에 바로 답변 메시지를 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다(S506). 이 때, 스캔 메시지의 수신 순서와 답변 메시지의 발신 순서가 동일할 필요는 없다.
이후, 사용자 단말(200)은 수신된 답변 메시지가 일정 조건을 만족하는 경우, 더 이상의 스캔 메시지의 발신 및 답변 메시지의 수신을 중지한다(S508). 예를 들어, 일정 시간 내에 미리 정해진 개수의 답변 메시지가 수신된 경우에 더 이상의 수신을 중단할 수 있다. 이러한 상기 단계는 위치 결정 태그(100)의 동작 기간(wake up time duration)에 수행된다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 결정 태그의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
위치 결정 태그(100)는 동기화부(110)에 의해 동기화되고(S702), 동기화된 시간에 따라 동작 모드 및 수면 모드로 반복하여 전환된다. 위치 결정 태그(100)는 동작 개시 시간(wake up time period, WTP)이 될 때까지 수면 모드 상태를 유지한다(S704). 이후, 동작 개시 시간이 되면 모드 제어부(120)의 지시에 따라 동작 모드로 전환된다(S706).
이후, 위치 결정 태그(100)는 동작 모드로 작동하는 동안에 동기화부(110)에 의해 기 설정된 간격으로 주기적으로 시간 재동기화를 수행할 수 있다(S708, S710).
이후, 위치 결정 태그(100)는 동작 모드에서 주기적으로 사용자 단말(200)로부터의 스캔 메시지 수신 여부를 체크하며(S712), 스캔 메시지가 수신된 경우에 사용자 단말(200)로 답변 메시지를 발신한다(S714).
이후, 동작 기간이 끝나면 블루투스 통신부(130)의 전원 공급을 차단하고 수면 모드로 전환된다(S716).
이러한 구성을 통해, 사용자는 GPS 기능을 이용하지 않고도 블루투스 기능이 구비된 사용자 단말을 이용하여 현재 위치 정보를 정확히 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 위치 확인 서비스를 제공하기 위해 설치된 위치 결정 태그를 태양 전지를 이용하도록 하여 설치 위치의 제약을 해결하고, 사이즈 및 중량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비 휘발성 매체, 분리형 및 비 분리형 매체를 모두 포함한다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비 휘발성, 분리형 및 비 분리형 매체를 모두 포함한다.
통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
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.

Claims (18)

  1. 블루투스를 이용한 위치 확인 시스템에 있어서,
    스캔 메시지의 수신에 응답하여 답변 메시지를 발신하는 위치 결정 태그,
    상기 답변 메시지의 수신시의 신호 세기 정보를 측정하고, 상기 답변 메시지로부터 상기 위치 결정 태그에 대한 태그 식별 정보를 취득하는 사용자 단말 및
    상기 위치 결정 태그의 위치 정보를 관리하고, 상기 사용자 단말로부터 수신한 상기 신호 세기 정보 및 상기 태그 식별 정보를 상기 관리중인 위치 정보와 비교하여 상기 사용자 단말의 위치를 판단하는 위치 확인 서버를 포함하되,
    상기 위치 결정 태그는 블루투스 모듈 및 위치확인 모듈을 구비한 모바일 단말이고, 상기 모바일 단말은 상기 위치확인 모듈을 이용하여 위치 정보를 파악하고, 파악된 모바일 단말의 위치 정보를 상기 위치 확인 서버로 실시간 전송하는 것인, 위치 확인 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은 하나 이상의 위치 결정 태그로부터 수신한 하나 이상의 답변 메시지에 대해 수신시의 신호 세기 정보를 각각 측정하여 상기 위치 확인 서버에 전송하고,
    상기 위치 확인 서버는 상기 하나 이상의 신호 세기 정보를 기초로 신호 세기가 가장 큰 답변 메시지를 발신한 위치 결정 태그를 결정하고, 상기 결정된 위치 결정 태그로부터 상기 사용자 단말까지의 거리를 판단하는 것인, 위치 확인 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은 간격을 두고 설치된 하나 이상의 위치 결정 태그로 상기 스캔 메시지를 발신하고, 상기 스캔 메시지에 대응하는 하나 이상의 답변 메시지를 수신하는 것인, 위치 확인 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말과 상기 위치 결정 태그는 상호 동기화되고, 상기 사용자 단말은 상기 위치 결정 태그가 동작 모드인 경우에 상기 스캔 메시지를 발신하는 것인, 위치 확인 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 확인 서버는 상기 위치 결정 태그에 대한 위치 정보로서 위도, 경도, 주소 및 좌표값 중 하나 이상을 저장하는 것인, 위치 확인 시스템.
  6. 블루투스를 이용하여 사용자 단말과 통신하는 위치 결정 태그에 있어서,
    상기 사용자 단말과의 동기화를 수행하는 동기화부,
    상기 위치 결정 태그를 상기 동기화된 시간에 따라 동작 모드와 수면 모드로 교대로 전환시키는 모드 제어부 및
    상기 위치 결정 태그가 동작 모드인 경우에, 상기 사용자 단말로부터 스캔 메시지를 수신하고, 상기 스캔 메시지에 응답하는 답변 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 블루투스 통신부를 포함하되,
    상기 위치 결정 태그는 위치확인 모듈을 더 포함하는 모바일 단말이고, 상기 모바일 단말은 상기 위치확인 모듈을 이용하여 위치 정보를 파악하고, 파악된 모바일 단말의 위치 정보를 상기 위치 확인 서버로 실시간 전송하는 것인, 위치 결정 태그.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 결정 태그가 수면 모드인 경우에 상기 블루투스 통신부로의 전원 공급을 중단하고, 상기 위치 결정 태그가 동작 모드로 변환되면 중단된 전원 공급을 재개하는 전원부
    를 더 포함하는, 위치 결정 태그.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전원부는 태양 전지를 이용하여 상기 위치 결정 태그에 전원을 공급하는 것인, 위치 결정 태그.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 동기화부는 상기 위치 결정 태그가 동작 모드인 경우에 기 설정된 간격으로 재동기화를 수행하는 것인, 위치 결정 태그.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 결정 태그는 블루투스 기능을 구비하는 다른 사용자 단말인 것인, 위치 결정 태그.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 동기화부는 이동통신 시스템의 기지국으로부터 송출된 프리앰블(preamble)을 기준으로 동기화를 수행하는 것인, 위치 결정 태그.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 동기화부는 근거리 통신 시스템의 비콘(beacon) 신호를 기준으로 동기화를 수행하는 것인, 위치 결정 태그.
  13. 블루투스를 이용하여 위치를 확인하는 사용자 단말에 있어서,
    스캔 메시지에 대한 응답으로 발신된 답변 메시지를 위치 결정 태그로부터 수신하는 블루투스 통신부,
    상기 수신된 답변 메시지의 신호 세기 정보를 측정하는 신호 강도 측정부,
    상기 수신된 답변 메시지로부터 태그 식별 정보를 추출하는 제어부 및
    상기 태그 식별 정보 및 상기 신호 세기 정보를 위치 확인 서버로 전송하는 데이터 통신부
    를 포함하고,
    상기 데이터 통신부는 상기 위치 확인 서버로부터 상기 태그 식별 정보 및 상기 신호 세기 정보에 기초하여 결정된 상기 사용자 단말의 위치 정보를 수신하고,
    상기 위치 결정 태그는 블루투스 모듈 및 위치확인 모듈을 구비한 모바일 단말이고, 상기 모바일 단말은 상기 위치확인 모듈을 이용하여 위치 정보를 파악하고, 파악된 모바일 단말의 위치 정보를 상기 위치 확인 서버로 실시간 전송하는 것인, 사용자 단말.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 위치 결정 태그와 시간을 일치시키기 위한 동기화를 수행하는 것인, 사용자 단말.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는, 동기화된 시간에 기초하여 상기 위치 결정 태그가 동작 모드로 구동하는 동작 시간을 판단하여, 상기 동작 시간 내에 상기 스캔 메시지를 발신하고 상기 답변 메시지를 수신하는 것인, 사용자 단말.
  16. 블루투스를 이용하여 사용자 단말의 위치를 확인하는 방법에 있어서,
    상기 사용자 단말이 하나 이상의 위치 결정 태그로 스캔 메시지를 발신하고, 상기 스캔 메시지에 응답하여 발신된 하나 이상의 답변 메시지를 수신하는 단계,
    상기 사용자 단말이 상기 하나 이상의 답변 메시지에 대해 신호 세기 정보를 각각 측정하는 단계,
    상기 사용자 단말이 상기 하나 이상의 답변 메시지로부터 태그 식별 정보를 각각 취득하는 단계,
    상기 사용자 단말이 상기 하나 이상의 신호 세기 정보 및 상기 하나 이상의 태그 식별 정보를 위치 확인 서버로 전송하는 단계 및
    상기 사용자 단말이 상기 위치 확인 서버로부터 위치 확인 결과를 수신하는 단계
    를 포함하며,
    상기 위치 확인 서버는 상기 하나 이상의 신호 세기 정보를 기초로 신호 세기가 가장 큰 답변 메시지를 발신한 위치 결정 태그를 결정하고, 상기 결정된 위치 결정 태그로부터 상기 사용자 단말까지의 거리를 판단하고,
    상기 위치 결정 태그는 블루투스 모듈 및 위치확인 모듈을 구비한 모바일 단말이고, 상기 모바일 단말은 상기 위치확인 모듈을 이용하여 위치 정보를 파악하고, 파악된 모바일 단말의 위치 정보를 상기 위치 확인 서버로 실시간 전송하는 것인, 사용자 단말의 위치 확인 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스캔 메시지를 발신하는 단계 이전에, 상기 사용자 단말 및 상기 하나 이상의 위치 정보 태그 간에 동기화를 수행하는 단계를 더 포함하는, 사용자 단말의 위치 확인 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 위치 정보 태그는 동기화된 시간을 기초로 동작 모드와 수면 모드로 순차 전환되며,
    상기 사용자 단말은 상기 위치 정보 태그가 동작 모드로 구동하는 시간 동안 상기 스캔 메시지를 발신하고,
    상기 위치 정보 태그는 동작 모드로 구동하는 시간 동안 상기 스캔 메시지를 수신하는 것인, 사용자 단말의 위치 확인 방법.
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