KR101267405B1 - 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치, 방법, 및 기록 매체 - Google Patents

실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치, 방법, 및 기록 매체 Download PDF

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KR101267405B1
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Abstract

본 발명은 지하철 역사 및 빌딩의 실내 등과 같은 구역에 설치되어, Wi-Fi 수신기를 탑재하고 있는 스마트 폰, 노트북 및 넷북과 같은 모바일 기기에게 수m 이내의 정확도로 현재 자신의 위치(실내 측위)를 인지할 수 있게 해주기 위한 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치는, 무선랜 통신 규격에 따라 SSID(Service Set Identifier) 정보를 포함하는 무선 접속 정보를 설정하고, 상기 무선 접속 정보의 설정 시 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 필드에 해당 SSID 정보와 함께 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 기록하는 제어부; 및 상기 설정된 무선 접속 정보를 안테나를 통해 방출하기 위한 접속신호 송신부를 포함할 수 있고, 상기 제어부 및 접속신호 송신부에 배터리 전원을 공급하는 배터리부; 및 상기 배터리 전원을 충전 및 방전하기 위한 충방전부를 더 포함할 수 있다.

Description

실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치, 방법, 및 기록 매체{Apparatus, Method, and Recording Medium for providing Location Information for Indoor Position Determination}
본 발명은 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하철 역사 및 빌딩의 실내 등과 같은 구역에 설치되어, Wi-Fi 수신기를 탑재하고 있는 스마트 폰, 노트북 및 넷북과 같은 모바일 기기에게 수m 이내의 정확도로 현재 자신의 위치를 인지(실내 측위)할 수 있게 해주기 위한, 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치와 그 장치에서 수행되는 위치 정보 제공 방법, 및 기록 매체에 관한 것이다.
일반적으로, 수m 혹은 수십 cm 의 정확도를 가지는 실내 측위는 다양한 용도로 사용될 수 있다. 즉, 화재나 지진 등의 비상 재난 시 대피 출구를 제공하거나, 실외로 나가기 전에 주변정보(관광, 음식점 등)를 제공하거나, 복잡한 대형 실내(예를 들면 코엑스 건물 등)에서 네비게이션을 동작시킬 수 있는 등의 다양한 용도로 사용될 수 있다.
개방된 공간인 실외에서는 GPS를 이용하여 측위를 할 수 있지만, 대부분의 실내와 특히 지하철 역사 등과 같은 지하시설물에서는 GPS위성신호를 수신할 수 없기 때문에, 모바일 단말이 별도의 외부장치의 도움 없이는 측위를 하는 것은 불가능하다.
그 동안 실내 측위를 위해 지그비(ZigBee), 와이파이(Wi-Fi) 등을 이용하여 여러 가지 방법이 연구되고 혹은 일부 사용되고 있지만, 정확도나 대중화 등에서 문제점들을 가지고 있다.
지그비를 이용하는 실내측위는 가장 단순하고 정확하고, 저전력인 장점이 있으나, 시험단계로 구축비가 많이 들고 지그비 모듈을 장착하고 있는 단말이 흔하지 않다는 문제점이 있다.
그래서 Wi-Fi를 이용한 실내 측위가 더 유력한데, 현재 사용되고 있는 방법은 인터넷 통신을 위해서 설치된 무선접속장치로서의 액세스포인트(Access Point: AP)를 이용하는 방법이다.
그러나 기존의 AP는 실내 측위를 위해서라기 보다는 무선 인터넷 통신을 위해서 설치되어 있고, 또 제각기 서로 다른 인터넷 업체라든지 개인이 독립적으로 설치하고 있기 때문에, 실내 측위를 위해서는 부적합 할 뿐만 아니라, 그 정확도와 효율성 면에서 떨어지는 단점이 있다.
Wi-Fi를 이용한 측위 시스템 중에서 현재 유력하게 사용되고 있는 시스템은 WPS(Wi-Fi Positioning System)이다. 이 시스템은 단말기로 들어오는 Wi-Fi AP의 정보를 이용하여 측위값을 얻어내는 방법으로서 Skyhook Wireless사에서 단말기 앱을 개발하여 서비스를 제공하고 있다.
WPS 서비스의 제공방법 및 순서는 다음과 같다.
1) 기 설치되어 있는 무선 AP에 대한 위치정보 DB 구축: WPS 서비스의 사업자는 GPS와 Wi-Fi가 장착된 차량을 이용하여, 기 설치되어 있는 AP를 탐색하고, 탐색된 AP의 정보(SSID, MAC address, Channel사용)와 그 GPS상의 위치 정보에 대한 DB를 구축한다.
2) 서비스 앱을 모바일 장치로 다운로드: AP를 이용하여 측위를 하고자 하는 사용자는 자신의 모바일 장치에, 서비스 회사에서 제공하는 앱(APP)을 다운로드 하여 사용한다.
3) 모바일 장치에서 앱 구동 및 DB서버로의 접근을 통한 위치 파악: 기 설치되어 있는 AP와 그 AP의 Wi-Fi DB정보는 수시로 변할 수 있다. 이는 AP를 개별 사업자 혹은 개인이 설치를 하기 때문이다. 따라서 DB정보를 서버에서 관리를 해야 하고, 모바일 장치는 앱 구동을 통해 그 DB에 접근을 하여, AP가 탐색된 지점들을 이용하여 현재의 자기 위치를 파악하게 된다.
하지만 WPS 시스템은 다음과 같은 여러 가지 문제점과 기술적인 어려움들을 가지고 있는데, 하기 문제점들의 대부분은 사용되는 AP가 측위를 위한 AP가 아니라 인터넷을 위한 AP라는 데서 기인한다.
첫째, DB구축의 어려움이 있다: 이 서비스를 제공하기 위해서는 DB구축이 필수적인데, DB구축은 상당한 비용과 어려움이 따르거나 구축이 불가능한 경우도 있다. 기 설치되어 있는 AP는 서비스 사업자가 설치한 것이 아니기 때문에 고장 및 이동에 의해 그 정보가 바뀌고 이를 최신 정보로 업데이트 하기 위해서는 상당한 비용과 시간이 소요된다. 또 AP의 위치를 DB에 기록하기 위해서는 GPS수신이 필수적인데 수신이 되지 않는 실내에 AP가 설치되어 있으면 그 위치를 기록하는 것이 불가능하거나 매우 어렵게 된다.
둘째, 측위값의 부정확성의 문제점이 있다: AP위치에 대한 정보는 서비스 사업자가 AP에서 송신하는 Wi-Fi 신호의 세기를 기반으로 하여 AP설치 위치를 추정한 것이기 때문에 이를 바탕으로 단말이 자기 위치를 측정한 값은 부정확할 수 밖에 없다.
셋째, 안정성이 부족한 문제점이 있다: 기존 AP는 인터넷 접속을 목적으로 하여 설계되어 있기 때문에 전력소모가 커서, 배터리로 구동되는 경우가 없다. 따라서 비상상황이 발생한 실내에서 정전이 날 경우 측위를 할 수 없다.
전술한 바와 같이 기존에는 유사 GPS(Pseudo GPS), ZigBee, UWB(Ultra WideBand), 또는 Wi-Fi 등을 이용한 다양한 실내 측위 기술들이 제안된 바 있으나, 이와 같은 기존의 실내 측위 기술들은 다음과 같은 다양한 문제점이 있었다.
유사GPS (Pseudo GPS)의 문제점: GPS 신호를 실내로 가져와서 증폭을 하거나, GPS 위성과 유사한 형태의 소형 시스템을 제작하여 활용 방안이 모색을 하고 있으나, GPS 신호 자체가 공공성을 전제로 비행항법등 다양한 형태로 활용되기에 민간에서 GPS 신호 대역에 추가의 신호를 발생할 경우, GPS 교란이 될 수가 있고, 기존 GPS 위성간의 간섭 등의 문제가 되어 활용하기에는 문제가 있다. 또한 유사 GPS 의 경우 고가로 지하/실내 시설물에 설치하여 원하는 효과를 획득하기에는 구축비용이 많이 들어 실용성이 덜어진다.
ZigBee/ UWB 의 문제점: 근거리 통신용으로 활용이 되는 Zigbee 나 UWB 등을 활용한 실내 측위가 가능하나, 현재 해당 솔루션의 가격이 고가이고 사용자가 전용 Reader 단말을 별도로 구비를 해야 하기에, 범용성이 떨어 진다.
기존 Wi-Fi 의 문제점: 현재 사용중인 Wi-Fi의 경우, 해당 Wi-Fi AP가 설치된 위치를 DB화 하여 서버에서 관리를 하여, 실내 측위가 필요 할 경우 GPS 정보와 더불어 서버에 현재 수신되는 Wi-Fi AP의 SSID 정보와 수신신호 감도를 바탕으로 서버와 연동을 하여 위치 정보를 활용한다. 이는 해당 DB 서버에 접속을 해야 하기에 인가된 사용자와 서버 접속이 전재가 된다. 더불어 Wi-Fi AP가 Wi-Fi 통신용으로 구축 되었기에 위치 정보를 획득하기에는 비효율 적이다. 더불어 AP 의 증설이나 위치 이동 시 계속 하여, 해당 AP 의 정보를 서버에 갱신(update) 해야 되기에 비효율적이다.
Open Test 결과 100m 이내의 오차와 특히 RSSI를 기본으로 진행을 하기에 고도 정보의 오차가 심하여 건물 3~4층 높이의 오류를 포함하여, 정밀 측위 활용에는 부적합 한 것으로 보인다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 Wi-Fi AP에서 기본적으로 송신하는 무선 접속 정보 중 일부에, Wi-Fi AP가 설치된 곳의 절대 위치 정보나 특정 기준점으로부터의 상대 위치 정보를 함께 실어 전송하여, Wi-Fi AP를 검색 하는 단말이 실제 AP에 접속하지 않고도 해당 AP의 기본 정보로서의 무선 접속 정보와 이에 포함된 위치 정보 및 신호세기를 확인하여 자신의 위치를 GPS 없이 확인할 수 있도록 하기 위한, 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치, 방법, 및 기록 매체를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치는, 무선랜 통신 규격에 따라 SSID(Service Set Identifier) 정보를 포함하는 무선 접속 정보를 설정하고, 상기 무선 접속 정보의 설정 시 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 특정 필드에 해당 SSID 정보와 함께 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 기록하는 제어부; 및 상기 설정된 무선 접속 정보를 안테나를 통해 방출하기 위한 접속신호 송신부를 포함할 수 있고, 상기 제어부 및 접속신호 송신부에 배터리 전원을 공급하는 배터리부; 및 상기 배터리 전원을 충전 및 방전하기 위한 충방전부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 무선랜 통신 규격에 따라 정해진 상기 특정 필드에 기록가능한 총 바이트 수 중에서, 기 설정된 바이트 수 이내로 상기 SSID 정보를 기록하고, 그 기록된 SSID 정보와의 구분자로 1바이트를 사용하며, 해당 위치 정보의 표기 타입을 1바이트로 표현하고, 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 나머지 바이트 수 내에서 기록할 수 있다.
상기 무선 접속 정보는 MAC(Media Access Control) 주소 정보 및 채널 정보 중 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 상기 상대 위치 정보는 기 설정된 특정 기준점의 좌표로부터의 상대 위치 정보를 나타낼 수 있으며, 상기 제어부는 상기 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 암호화 할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법은, (a) 무선랜 통신 규격에 따라 SSID(Service Set Identifier) 정보를 포함하는 무선 접속 정보를 설정하는 단계; (b) 상기 무선 접속 정보의 설정 시 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 필드에 해당 SSID 정보와 함께 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 기록하는 단계; 및 (c) 상기 설정된 무선 접속 정보를 안테나를 통해 방출하는 단계를 포함할 수 있고, (d) 상기 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 암호화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계 (b)에서는 무선랜 통신 규격에 따라 정해진 상기 특정 필드에 기록가능한 총 바이트 수 중에서, 기 설정된 바이트 수 이내로 상기 SSID 정보를 기록하고, 그 기록된 SSID 정보와의 구분자로 1바이트를 사용하며, 해당 위치 정보의 표기 타입을 1바이트로 표현하고, 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 나머지 바이트 수 내에서 기록할 수 있다.
상기 무선 접속 정보는 MAC(Media Access Control) 주소 정보 및 채널 정보 중 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 상기 상대 위치 정보는 기 설정된 특정 기준점의 좌표로부터의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전술한 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법이 프로그램으로 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 발명에서 제안하는 것처럼 SSID에 위치정보를 탑재를 할 경우, 서버 연동이 없이도 해당 AP 의 접속만으로 현재 위치 정보를 확인 할 수가 있다. 더불어 공공장소의 경우 시설물 관리나 안전성 확보를 위하여, 단순 Wi-Fi AP의 무선 접속을 위한 기본 정보로서의 무선 접속 정보인 Mac 어드레스, SSID, 및 채널정보만을 송출 하는 위치 측위용 저출력용 유사 Wi-Fi AP 즉, WPP(Wi-Fi Position Provider)를 제작할 경우 저렴한 비용으로, 촘촘히 구축을 하여 효율적으로 실내 측위 시스템 구축이 가능 하다. 또한 1천만대 이상의 스마트폰의 보급으로 거의 대부분의 사람들이 Wi-Fi 수신이 가능 하기에 별도의 전용 실내 측위용 단말 없이, 스마트폰을 가지고 실내 측위가 가능하다.
또한 위치 측정이 불명확한 지역에 추가 Wi-Fi AP 증설 시 서버 등과의 연동이 불필요하다. 설치 하고자 하는 Wi-Fi AP 위치를 건설 도면이나, 기준점으로부터의 거리 차이를 실측하여 단순 계산에 의해 설치 위치 정보를 얻은 후, Wi-Fi AP의 SSID의 위치 정보 수정으로 증설이나 이설이 가능하다.
스마트폰의 앱(APP) 형태로 본 발명에서 SSID 그룹과 해당 그룹의 기준 정보 등을 단말에 설치할 경우, 언제든지 해당 지역에 들어 갔을 경우 서버 연동 없이 위치 정보 측정이 가능 하다.
더불어 기존 시설물의 경우 화재나 정전 시 전원이 차단될 경우 기존 통신용 AP 의 경우 전원이 꺼져 활용 할 수 없어 비상 재난 활용에 활용 할 수 가 없으나, 본 실시예에 따른 WPP에서 배터리와 같이 비상용 전원을 활용하여 위치 정보를 제공할 수 있으므로, 비상재난 탈출용 등으로 활용이 가능 하다.
저렴한 비용으로 비상전원이 포함된 실내측위용 저출력 유사 Wi-Fi AP 즉, WPP는 SSID에 위치 정보를 포함하므로, 서버 연동 없이 정확한 실내 위치 정보를 획득할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면, Wi-Fi AP(WPP)가 설치된 곳의 절대 위치 정보나 특정 기준점으로부터의 상대 위치 정보를 Wi-Fi AP에서 기본적으로 송신하는 무선 접속 정보 중 일부에 함께 실어 사용자 단말로 제공하므로, Wi-Fi AP를 검색 하는 사용자 단말이 해당 AP의 기본 정보로서의 SSID, MAC 어드레스, 접속 채널(channel) 번호 등에 포함된 위치 정보와 신호세기(RSSI)에 포함된 거리정보를 확인하여 자신의 위치를 GPS 없이 확인할 수 있도록 한다.
따라서, 기존의 유사 GPS(Pseudo GPS), ZigBee/UWB, 및 또는 Wi-Fi 등을 이용한 다양한 실내 측위 기술들의 문제점을 해결하고, 특히 본 발명의 다양한 측면에 따르면 실질적인 Wi-Fi 통신은 수행하지 않고 단지 SSID, MAC 등의 기본적인 무선 접속 정보 만을 방출하기 때문에 최소한의 구성으로 제작 가능하고 전력 소모가 적어져 배터리와 같은 보조 전원으로도 장시간 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 복합쇼핑몰, 복합환승역, 지하철 등에 다수의 WPP를 설치할 경우, 현재 위치에서 특정 시설물까지 최단 경로 검색이나, 비상 재난 시 문자 메시지 등으로 화재 등의 위치 수신을 하여, 비상 재난 지역을 회피한 최적의 재난지역 회피 등에 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 측위 시스템의 구성도,
도 2는 도 1의 시스템에서 단말과 WPP와의 거리 측정을 설명하기 위한 예시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치의 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 측위 시스템의 구성도로, 본 시스템은 지하철 역사 및 빌딩의 실내 등과 같은 구역에 설치되어 Wi-Fi 수신기를 탑재하고 있는 스마트폰, 노트북 및 넷북과 같은 모바일 기기에게 수m 이내의 정확도로 현재 자신의 위치(실내측위)를 인지하게 해주기 위한 것이며, 동 도면에 도시된 바와 같이, 와이파이 위치 제공장치(Wi-Fi Position Provider: WPP)(110), 앱 서버(APP Server)(130), 및 사용자 단말(150)을 포함할 수 있다.
WPP(110)는 Wi-Fi 프로토콜상의 정보를 이용하여 자신의 위치 정보를 제공하고, 사용자 단말(150)은 앱 서버(130)로부터 다운로드 받은 앱을 이용하여 주위의 다수 WPP(110)로부터 획득한 위치정보로부터 정확한 자기 위치를 파악하게 된다.
즉, 도 1의 실내 측위 시스템은 위치정보를 제공하는 전용 Wi-Fi 장치로서의 WPP(110)를 설치하고, Wi-Fi 통신이 가능한 사용자 단말을 이용하여 해당 사용자 단말의 위치를 측정하기 위한 시스템으로서, 자신의 위치정보를 제공하는 WPP 장치(110), Wi-Fi와 해당 앱이 설치되어 있는 사용자 단말(150), 및 WPP(110)에 대한 데이터베이스(DB)를 구축하고 있고 해당 앱과 그 DB를 단말에 제공하는 앱 서버(150)를 포함할 수 있다.
사용자 단말(150)이 자신의 위치를 측위하기 위해서는 정확한 WPP(110)의 위치 정보와 최소 4개 이상의 WPP(110)와의 거리 정보가 필요하다.
본 실시예에서 사용자 단말(150)은 Wi-Fi 통신이 가능한 이동 단말로, WPP(110)의 무선 접속 정보를 이용하여 WPP(110)의 위치를 파악하긴 하지만, WPP(110)에 로그인을 한다든지 혹은 WPP(110)로부터 IP를 할당 받는 등 인터넷 통신을 위한 과정을 수행하지 않을 수 있다.
본 실시예에서 WPP(110)는 802.3 a/b/g 규격의 무선랜 규격에 따르는 무선 접속 정보를 사용자 단말(150)로 제공할 수 있는데, 이와 같은 무선 접속 정보는 다음의 [표 1]과 같이 SSID 정보, MAC 어드레스 정보, 채널 정보, 및 RSSI 정보를 포함할 수 있다.
정보 크기 역할
SSID 32 bytes WPP의 무선 접속 식별자
MAC address 6 bytes 네트워크 연결시의 Physical address
Channel 16 가지 접속채널 번호
RSSI - 수신신호 세기
사용자 단말(150)이 WPP(110)로부터 획득하고자 하는 최소한의 정보는 다음의 [표 2]와 같이 위도, 경도, 고도이다. 다른 정보들이 포함되어 있으면 유용하긴 하겠지만 그 3가지의 정보만을 획득하면 측위 기능을 수행할 수 있다.
위도 경도 고도(m)
정보표시 동경
서경		 도
0-179		 분
0-59		 초
0-59		 0.01초
0-99		 남위
북위
 도
0-89		 분
0-59		 초
0~59		 0.01초
0-99		 -500 ~ 500
정보량(bit) 1 8 6 6 7 1 7 6 6 7 10
[표 2]를 참조하여 위도, 경도, 고도의 3가지 정보량을 계산하면 (1+8+6+6+7)+(1+7+6+6+7) + 10 = 65 bits = 9bytes 이다.
SSID의 길이인 32bytes를 Alpha-numeric으로 나타내면 그 정보량은 18bytes이다. 따라서 SSID에 WPP(110)의 절대 위치 정보(위도, 경도, 고도)를 포함 시킬 수 있으며, WPP(110)의 설치 시 설치 위치에 따라 SSID를 달리하면 사용자 단말(150)은 WPP(110)로부터 수신된 무선 접속 정보의 SSID 필드만을 보고 해당 WPP(110)의 위치를 파악할 수 있다.
도 2는 도 1의 시스템에서 단말(150)과 WPP(110)와의 거리 측정을 설명하기 위한 예시도이다.
사용자 단말(150)이 자신의 위치를 파악하기 위하여 WPP(110)의 위치도 필요하지만 WPP(110)와의 거리도 필요하다.
사용자 단말(150)은 각각의 WPP(110)로부터 수신된 신호의 세기 즉, RSSI를 측정할 수 있는데, RSSI는 WPP(100)와의 거리의 세제곱에 반비례 하기 때문에 RSSI로 그 거리를 추정할 수 있다.
이론상 3차원 상에 배열 되어 있고, 그 거리를 WPP의 위치들로부터 자신의 위치를 계산하기 위해서는 3개의 WPP만 필요하다. 하지만, 신호 세기가 건물 등의 장애물에 의해 왜곡되고 각 단말의 수신 감도에 의해 RSSI 값이 달라지는 등의 이유로 RSSI 측정값이 부정확할 수 있다. 따라서 RSSI 측정값들의 정확도를 높이기 위하여 최소 4개 이상의 WPP(110)가 감지될 수 있도록 설치할 수 있다.
한편, 접속된 WPP(110)가 3개 이하일 경우 가장 신호세기가 강한 WPP(110)로부터 떨어진 개략적인 거리를 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치의 블록 구성도로, 도 1-2의 WPP(110)의 기본 구성을 나타내며, 동 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 WPP(110)는 제어부(111), 접속신호 송신부(113), 배터리부(115), 및 충방전부(117)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 WPP(110)는, 일 예로 Wi-Fi와 같은 무선랜(Wireless LAN)의 무선접속장치로서의 액세스 포인트(Access Point: AP)내에 포함되도록 구성하여 설치할 수 있고, 다른 예로 AP와는 별도로 구성하여 독립적으로 설치할 수 있다.
제어부(111)는 802.3 a/b/g 규격의 무선랜 통신 규격에 따른 무선 접속 정보 즉, 전술한 [표 1]과 같이 SSID 정보, MAC 어드레스 정보, 채널 정보를 포함하는 무선 접속 정보를 설정하고 그 무선 접속 정보 중 하나에 해당 WPP(110)가 설치된 위치의 정보를 포함시키기 위한 것으로, 예를 들어, 독립적인 WPP(110) 또는 WPP(110)가 포함된 AP에 대한 절대 위치 정보 또는 기 설정된 특정 기준점의 좌표로부터의 상대 위치 정보를 SSID 정보의 기록을 위한 기 설정된 필드에 해당 SSID 정보와 함께 기록할 수 있다.
본 실시예에서 제어부(111)는 전술한 무선 접속 정보 및 위치 정보를 UART(Universal asynchronous receiver/transmitter) 등의 통신을 통해 설정할 수 있고, 위치 정보를 암호화하여 무선 접속 정보에 포함할 수 있다.
접속신호 송신부(113)는 제어부(111)에 의해 위치 정보가 포함되도록 설정된 무선 접속 정보를 안테나를 통해 방출하기 위한 Wi-Fi 송신 모듈을 나타낸다.
배터리부(115)는 제어부(111) 및 접속신호 송신부(113)에 배터리 전원을 공급하기 위한 것이고, 충방전부(117)는 외부로부터 전원을 공급받아 배터리부(115)의 배터리 전원을 충전 및 방전하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법의 흐름도로, 도 1~3의 WPP(110)에 적용되므로 그 WPP(110)의 동작과 병행하여 설명한다.
본 실시예에 따른 방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 무선 접속 정보 설정 단계(S401), 위치 정보 기록 단계(S403), 및 무선 접속 정보 방출 단계(S405)를 포함할 수 있다.
무선 접속 정보 설정 단계(S401)는 무선랜 통신 규격에 따라 SSID(Service Set Identifier) 정보를 포함하는 무선 접속 정보를 설정하는 과정을 나타내고, 위치 정보 기록 단계(S403)는 단계 S401에서 무선 접속 정보의 설정 시 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 필드에 해당 SSID 정보와 함께 해당 AP의 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 기록하기 위한 과정을 나타내며, 무선 접속 정보 방출 단계(S405)는 단계 S401 내지 S403을 통해 설정된 무선 접속 정보를 안테나를 통해 방출하는 과정을 나타낸다.
이하 본 발명에 따른 일 실시예에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 하기 설명에서 (Wi-Fi) AP는 WPP(110)가 포함된 AP를 나타내는 것으로 정의한다.
본 발명의 실시예는 Wi-Fi AP의 무선 접속 정보에 위치 정보를 포함하여 전송하는 것이다.
Wi-Fi AP의 기본 정보로서의 무선 접속 정보의 경우, 사용자 단말에서 접속하여 인증을 거치지 않고도 해당 사용자 단말이 Wi-Fi AP로부터 방출된 기본 정보인 SSID, MAC Address, 및 channel 정보와 RSSI 정보를 획득할 수 있다. 이 기본 정보 중 하나에 위치 정보를 포함시켜 AP에서 전송함으로써 단말기에서 특정 AP가 설치된 절대 또는 상대 위치 정보를 획득 할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 일 예로 GPS 정보나 실측량을 통하여 측정된 AP가 설치된 절대 위치를 SSID에 포함하여 전송할 수 있고, 다른 예로 공공장소나 특정 건물 등의 경우 해당 장소의 기준점을 바탕으로 해당 기준점으로부터의 x, y 거리차이와 고도 차이를 숫자화 하여 SSID 에 포함하여 전송할 수 있다.
Wi-Fi AP의 SSID 정보는 32 바이트의 ASCII 코드로 구성될 수 있다. 따라서, AP의 고유 식별자로서의 SSID 정보를 6바이트 이내로 사용할 경우 나머지 26 바이트의 빈 부분에 실제 측정된 위치 정보를 ASCII화하여 해당 고유 식별자와 함께 포함 할 수 있다.
비공개가 필요할 경우 해당 위치 정보를 암호화 하여 ASCII 코드로 표현하도록 하고, 인가된 사용자에 한하여 해당 암호화 해독 방법을 공유하도록 하여, 인가된 사용자만 암호화 된 해당 위치 정보를 활용할 수 있도록 제한을 둘 수 있다.
공공 설치 Wi-Fi AP의 경우 SSID의 식별 번호를 그룹화 하고, 그룹별 기준점 정보와 코드 유형과 암호화 키 등을 DB화 하여, 해당 DB를 사용자 단말기에 내장 하거나 서버에 등록하여, 다운로드 가능 하도록 할 수 있다.
이어 WPP(110)의 제어부(111)에서 무선 접속 정보 중 하나인 SSID에 해당 WPP의 위치 정보를 포함하는 과정의 일 예에 대해 구체적으로 설명한다.
절대 위치 정보의 경우, 예를 들어, 'CITY00 A12837727773724123211234)'와 같이 위도(128도37분72777: 10바이트), 경도(037도 24분 12321: 10 바이트), 및 고도(1234 M: 4 바이트)로 24 바이트로 표현이 가능 하다.
'CITY00'는 시청에 설치된 00 번째 Wi-Fi AP(6바이트)를 나타낼 수 있다. 그리고 SSID 고유 식별자 이후 위치정보 필드와의 구분자로 공백이나 기타 ASCII 코드(1바이트)를 사용 할 수 있다.
이어서 해당 위치정보 표기 타입을 'A'와 같이 1바이트로 표기할 수 있고, 해당 위치의 위도 정보 128도 37분 7277초를 '1283772777'와 같이 10바이트로 표기할 수 있으며, 해당 위치의 경도 정보 037도 24분 12321초를 '372412321'와 같이 10바이트로 표기할 수 있고, 미터로 표기되는 고도정보를 '1234'와 같이 4바이트로 표기할 수 있다. 결국, AP의 고유 식별자 정보로서의 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 32 바이트 공간의 SSID 필드에 6 + 1 + 1 + 10 + 10 + 4 = 32 바이트의 정보가 기록되어 SSID 정보와 함께 절대 위치 정보를 표기할 수 있다.
특정 존에 설치된 AP의 SSID가 6 바이트 이내일 경우, 위도(10) 경도(10) 고도(4)로 표기되는 절대 위치 정보를 SSID 필드의 SSID 정보 후반부에 포함하여, Wi-Fi AP에서 기본 정보로 송신 할 수 있다.
한편, 상대 위치 정보의 경우 만일 AP가 특정 지역에 설치되면 기준점으로부터의 설치 위치까지의 거리 차이를 측정하고 이 거리차를 미터법의 M 단위 차이로 표현할 수 있다. 해당 존의 크기에 따라 가로 세로를 99미터(2바이트)에서 99킬로미터(5바이트)를 ASCII 코드화 하여 SSID 후반부에 'SEOULCITY0123 B +0023-0100+23'와 같이 표시할 수 있다.
해당 Wi-Fi AP의 고유 식별자를 'SEOULCITY0123'와 같이 13바이트로 표기할 수 있고, 그 고유 식별자 이후 위치정보 필드와의 구분자로 1바이트의 공백이나 기타 ASCII 코드를 사용 할 수 있다.
이어서 해당 위치정보 표기 타입을 'B'와 같이 1바이트로 표기할 수 있고, 기준 위치로부터 우측(+) 또는 좌측(-) 으로 0023 미터 이동된 지점을 우측의 경우 '+0023'과 같이 5바이트로 표기할 수 있으며, 기준 위치로부터 상(+) 또는 하(-)로 100 미터 이동된 지점을 하방향의 경우 '-0100'과 같이 5바이트로 표기할 수 있고, 기준위치로부터 위(+) 또는 아래(-) 로 23 미터 이동된 지점 아래의 경우 '+23'과 같이 3바이트로 표기할 수 있다. 결국, AP의 고유 식별자 정보로서의 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 32 바이트 공간의 SSID 필드에 13 + 1 + 1 + 5 + 5+ 3 = 28 바이트의 정보가 기록되어 SSID 정보와 함께 상대 위치 정보를 표기할 수 있다.
AP의 고유 식별자를 세분화 할 경우, 거리차이를 99미터 999미터, 9킬로 999미터, 99킬로 999 미터 등으로 표기할 수 있다.
특정존에 설치할 경우 식별자의 그룹으로 해당 존의 기준 위치를 그룹화 하여 관리할 수 있다. 예를 들어, 'SEOULCITY0000 ~ SEOLUCITY9999'와 같이 표기하여 서울 시청에 설치된 9999 개의 AP를 식별할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 기록 매체는 본 발명의 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 옵티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 기록 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 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.
110: 와이파이 위치 제공 장치(WPP) 또는 WPP가 포함된 무선 접속 장치
111: 제어부
113: 접속 신호 송신부
115: 배터리부
117: 충방전부
130: 앱 서버
150: Wi-Fi 통신 가능한 사용자 단말

Claims (10)

  1. 무선랜 통신 규격에 따라 SSID(Service Set Identifier) 정보를 포함하는 무선 접속 정보를 설정하고, 상기 무선 접속 정보의 설정 시 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 특정 필드에 해당 SSID 정보와 함께 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 기록하는 제어부; 및
    상기 설정된 무선 접속 정보를 안테나를 통해 방출하기 위한 접속신호 송신부를 포함하고,
    상기 제어부는 무선랜 통신 규격에 따라 정해진 상기 특정 필드에 기록가능한 총 바이트 수 중에서, 기 설정된 바이트 수 이내로 상기 SSID 정보를 기록하고, 그 기록된 SSID 정보와의 구분자로 1바이트를 사용하며, 해당 위치 정보의 표기 타입을 1바이트로 표현하고, 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 나머지 바이트 수 내에서 기록하는 것
    을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부 및 접속신호 송신부에 배터리 전원을 공급하는 배터리부; 및 상기 배터리 전원을 충전 및 방전하기 위한 충방전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선 접속 정보는 MAC(Media Access Control) 주소 정보 및 채널 정보 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상대 위치 정보는 기 설정된 특정 기준점의 좌표로부터의 상대적인 위치의 정보인 것을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 암호화하는 것을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치.
  6. 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 장치에서 수행하는 방법으로서,
    (a) 무선랜 통신 규격에 따라 SSID(Service Set Identifier) 정보를 포함하는 무선 접속 정보를 설정하는 단계;
    (b) 상기 무선 접속 정보의 설정 시 SSID 정보를 기록하기 위한 기 설정된 특정 필드에 해당 SSID 정보와 함께 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 기록하는 단계; 및
    (c) 상기 설정된 무선 접속 정보를 안테나를 통해 방출하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (b)에서는 무선랜 통신 규격에 따라 정해진 상기 특정 필드에 기록가능한 총 바이트 수 중에서, 기 설정된 바이트 수 이내로 상기 SSID 정보를 기록하고, 그 기록된 SSID 정보와의 구분자로 1바이트를 사용하며, 해당 위치 정보의 표기 타입을 1바이트로 표현하고, 해당 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 나머지 바이트 수 내에서 기록하는 것
    을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무선 접속 정보는 MAC(Media Access Control) 주소 정보 및 채널 정보 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상대 위치 정보는 기 설정된 특정 기준점의 좌표로부터의 상대적인 위치의 정보인 것을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    (d) 상기 절대 위치 정보 또는 상대 위치 정보를 암호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 상기 실내 측위를 위한 위치 정보 제공 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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