KR101376650B1

KR101376650B1 - 기결정된 영역 내에서 이동 차량을 탐지하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101376650B1
Application number: KR1020107001893A
Authority: KR
Inventors: 엘리사 알레씨오; 마우라 산티나 투롤라; 로베르타 만주에토; 안드레아 브라가그니니
Original assignee: 텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2014-04-01
Also published as: WO2009000301A1; CN101816022A; BRPI0721803A2; DE602007012318D1; US8618956B2; KR20100053525A; ES2360450T3; EP2171691B1; ATE497228T1; CN101816022B; EP2171691A1; US20100203834A1

Abstract

시스템은 이동 차량에 관한 신뢰가능한 그리고 자동적인 탐지를 가능하게 하며 유리한 점으로 또한 이동 차량의 식별을 가능하게 한다. 탐지대상 이동 차량에 WPAN 노드 기기(VN) (유리하게는 지그비 노드 기기)를 설치하며 그리고 예컨대 지상에 3개의 WPAN 노드 기기들(N1, N2, N3)(유리하게는 3개의 지그비 노드 기기들)을 설치하는 것이 제시된다. 그 3개의 WPAN 노드 기기들 중 하나(N1)는 광역 무선 커버리지 영역(A1)을 가지며 차량 WPAN 노드 기기(VN)의 "활성자"로서 역할하고, 그 3개의 WPAN 노드 기기들 중 다른 하나(N3)는 광역 무선 커버리지 영역(A3)을 가지며 차량 WPAN 노드 기기(VN)의 "부모"로서 역할하며 그리고 그 3개의 WPAN 노드 기기들 중 또 다른 하나(N2)는 협역 무선 커버리지 영역(A2)을 가지며 차량 WPAN 노드 기기의 "탐지자"로서 역할한다. 3개의 무선 커버리지 영역들(A1, A2)은, 탐지대상 이동 차량이 그 "부모"의 영역(A3)에 진입하기 전에 그리고 그 "탐지자"의 영역(A2)에 진입하기 전에 그 "활성자"의 영역(A1)에 진입하도록, 크기조절되고 배치된다. 탐지 후에 그 시스템은 사용자 모바일 전화기 단말에 존재하는 제4 WPAN 노드 기기들에게 정보를 송신하도록 이루어진다.

Description

기결정된 영역 내에서 이동 차량을 탐지하는 방법 및 시스템{Method and System For Detecting a Moving Vehicle Within a Predetermined Area}

본 발명은 기결정된 영역 내에서 이동 차량을 탐지하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

현대의 교통 제어 시스템들에서 속도 체크, 진출입(access) 체크 (특히 도시 진출입 허가(authorization) 정책 체크), 주차비 지불, 통행료 지불 등과 같은 다양한 업무들을 달성할 수 있는 자동화 시스템들을 갖추려고 하는 수요가 증가하고 있다.

차량들에 대한 체크들 중 대부분은, 공무원들에 의해 수동적으로 행해지거나, 또는 속도 체크 및 진출입 체크의 경우에는, 적절한 알고리즘을 통해 차량 번호판들을 자동으로 인식하고 규칙들(예: 속도 제한, 허가 정책 등)을 체크하는 컴퓨터 시스템에 연결된 하나 이상의 카메라들을 이용하여, 행해진다. 그 컴퓨터화된 시스템들조차도 인식 알고리즘들의 신뢰성이 한정적이기 때문에 수동적인 검사를 항상 필요로 한다.

EP737603에서는, 도난 차량을 식별하는 방법 및 장치가 알려져 있다; 그 식별 절차는 각 차량에 전원 없이 동작하는 (즉, 수동의) 전자 번호판을 장착하는 것을 수반한다; 그 전자 번호판은 판독 기기로부터의 전자기파에 의해 판독될 수 있는 형태로 그 위에 기록된 정보를 구비할 수도 있다; 조사받을(irradiated) 때, 그 전자 번호판은 일련번호를 포함할 수도 있는 기록 정보를 담고 있는 신호를 만들어낸다; 그 일련번호 정보는 그 전자 번호판 내에 잠겨 있을 수도 있지만(locked), 변경될 수 있는 추가적 정보가 있을 수도 있다; 이는 그 차량의 등록 번호 및 보험 회사의 이름을 포함할 수도 있다; 그 정보는, 그 전자 번호판에게 저장된 정보에 대하여 문의하는(interrogate) 권총형상의 판독 기기에 의해 판독될 수도 있다.

US5083200에서는, 움직이고 있는 물체 특히 차량을 식별하는 방법 및 그 방법을 구현하는 시스템이 알려져 있다; 그 방법은 물체가 기결정된 이동 축을 따라 기결정된 식별 존(zone) 내부에서 이동하고 있을 때면 언제나 몇몇 단계들을 포함한다; 그 단계들은, 기결정된 시야(field of view)에서 그 물체의 이미지들을 주기적으로 포착하는 단계, 그 물체의 부재시 배경 참조 정보(background reference information)를 획득하기 위해 그 시야에서 이미지 배경의 속성(nature)을 체크하는 단계, 및 그 물체가 그 시야를 가로지른 실루엣(silhouette)을 그 포착된 이미지들로부터 추출하기 위해 그 배경 참조 정보와 함께 그 포착된 이미지들을 프로세싱하는 단계를 포함한다; 이 방법 및 그에 대응되는 시스템들은, 특히 고속도로 통행료 부스에서 그리고 차량의 식별을 필요로 하는 어떠한 다른 응용예에 있어서 사용될 수도 있다.

US5319962에서는, 차량 및 장비 특징(feature)들을 식별하는 기기가 알려져 있다; 그 차량 특징들을 식별하는 기기는 본질적으로, 차량에 고정되어 배치되는 것으로 그 차량에 연결될 외부 장치에 의해 판독될 수 있는, 전자 메모리 회로를 포함한다; 그 메모리는 분석 소켓(diagnosis socket)의 접촉 요소 지지부(contact element support)의 세그먼트(segment) 내에 또는 그 위에 통합되며, 그 세그먼트는 후자로부터 분리가능하다; 필름-칩(film-chip) 필름 회로의 일 부분은 이 용도를 위해 매우 유리하게 사용될 수 있고, 이는 전자 신용 카드 및 데이터 카드에 관한 기술 및 생산으로부터 알려져 있다; 그 전자 메모리는 차량의 생산 동안 공장에서 처음으로 기록되며, 그리고 나서 그 차량의 원래의 장비 특징들을 반영시킨다. 만일 그 차량의 특별 장비에 관한 설치 또는 변경의 경우에는, 그 메모리의 콘텐츠는 그 장치에 의해 전기적으로 수정되거나 업데이트될 수 있다.

톨 게이트에 설치되는 무선 수신기 (메인 전력공급 방식(mains powered)) 및 차량들 상에 설치된 무선 송신기들 (배터리 전력공급 방식(battery powered))에 기반한 고속도로용 자동 통행료 시스템이 또한 알려져 있다 (이탈리아에서는 "텔레패스(Telepass)"로 불림); 차량이 그 게이트를 통과할 때 전용 무선 통신 프로토콜에 의해 차량 신원(vehicle identity)이 송신기로부터 수신기로 전송되며 상응하는 청구서(bill)가 그 차량의 소유자에게 보내진다.

본 출원인은, 탐지 및 식별 시스템들에 관한 선행 기술 솔루션들이 다음과 같은 여러가지 그리고 몇몇의 불리한 점들을 겪는다는 것을 인지하였다:

- 프로세싱될 사진 또는 비디오를 필요로 하고, 프로세싱 알고리즘은 복잡하며 특별히 신뢰성있는 것은 아니며,

- 교환되는 정보 면에 있어서 유연하지 않고(not flexible),

- 응용예 면에 있어서 유연하지 않고,

- 표준 통신 프로토콜을 사용하지 않음.

상기의 생각으로부터, 이동 차량에 관하여 신뢰성 있고 가능하면 완전히 자동적인 탐지를 허용하는 시스템이 필요한 것으로 보인다.

그 탐지 시스템은 또한 이동 차량에 대한 또는 그 차량의 운전자나 소유자에 대한 식별 시스템이어야 할 것이다.

그 탐지 시스템은, 차량 진출입 체크 뿐만 아니라 차량 속도 체크 및 차량 통행료 및/또는 주차 지불을 포함하는 그러나 이에 제한되지 않는 넓은 범위의 응용예들을 가져야 할 것이다.

그 탐지 시스템은, (일정 한도 내에서는) 탐지될 차량의 속도에 무관하게 신뢰성 있게 작동하여야 할 것이다.

특히 차량에 의해 구비될 어떠한 기기에 있어서 그것이 배터리 전력공급 방식일 수 있고 유지보수관리 없이 오래 가는 것을 보장할 수 있도록 전력 소비가 매우 많이 감소되어야 할 것이다.

상기에서 설명한 목적들에 도달하기 위해, 본 출원인은, 탐지될 이동 차량 상에 WPAN 노드 기기(유리하게는 지그비(ZigBee) 노드 기기)를 설치하는 것, 그리고 예컨대 전자 게이트(electronic gate)로서 역할하는 하나의 WPAN 네트워크에 속하는 3개의 WPAN 노드 기기들(유리하게는 3개의 지그비 노드 기기들)을 설치하는 것을 생각하였다.

WPAN(Wireless Personal Area Network) 네트워크는 몇 년 전부터 알려져 있다; PAN(Personal Area Network) 네트워크는 한 사람에게 근접해 있는 기기들 사이에서 통신하기 위한 컴퓨터 네트워크로서 정의될 수 있다; WPAN 네트워크는 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 단거리범위 통신 기술들을 사용하는 PAN 네트워크이다; WPAN 네트워크를 구현하기 위해 유리하게 사용될 수도 있는 통신 기술은 지그비이다.

3개의 고정된 WPAN 노드 기기들 중 하나는 광역 무선 커버리지 영역을 가지며 차량 WPAN 노드 기기의 "활성자(exciter)"로서 역할하고, 그 3개의 고정된 WPAN 노드 기기들 중 다른 하나는 광역 무선 커버리지 영역을 가지며 차량 WPAN 노드 기기의 "부모(parent)"로서 역할하며 그리고 그 3개의 고정된 WPAN 노드 기기들 중 또 다른 하나는 협역 무선 커버리지 영역을 가지며 차량 WPAN 노드 기기의 "탐지자(detector)"로서 역할한다; 이 문맥 내에서, "활성자"는 그 이동 기기를 탐지를 위해 준비되게 하는 고정 기기를 의미하고 "탐지자"는 그 이동 기기의 탐지를 실행하는 고정 기기를 의미한다. 그 3개의 무선 커버리지 영역들은, 탐지대상 이동 차량이 그 "부모"의 영역에 진입하기 전에 그리고 그 "탐지자"의 영역에 진입하기 전에 그 "활성자"의 영역(A1)에 진입하도록, 크기조절되고 배치된다.

본 발명에 따르면, "활성자"는 다음의 두 가지 서로 다른 방식들로 차량의 탐지에 기여할 수도 있다: 탐지 전에 적시에 그것이 차량 WPAN 노드 기기가 WPAN 네트워크에 합류(join)하는 것을 허용하거나, 또는 그렇지 않으면 탐지 전에 적시에 그것이 차량 WPAN 노드 기기로 하여금 그것의 간헐적(intermittent) 동작 주기를 감소시키도록 즉 더 빈번하게 각성하도록(awaken) 함.

유리하게는, 차량 WPAN 노드 기기는, 전력 및 배터리를 절약하기 위해 간헐적 동작을 갖는 트랜시버를 포함한다; 어쨌든, 이 기기는 계속적 동작을 유지하도록 변형구성될 수도 있고 유리하게는 이것은 탐지 동안 또는 탐지하기 얼마 전에 행해지며 그리고/또는 탐지 전에 적시에 간헐적 동작 주기 (또는 "각성 주기(awakening period)")를 변화시키도록 변형구성될 수도 있다. 반면에, 고정 WPAN 노드 기기들은 전형적으로 항상 계속적 동작을 갖는 각자의 트랜시버를 포함하여야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 적어도 이동 차량의 탐지는, 차량 WPAN 노드 기기로부터 협역 커버리지의 고정 WPAN 노드 기기에 의해 정보 특히 차량 식별 정보를 수신하는 것에 그리고/또는 차량 센서 특히 광학 또는 자기 센서로부터 협역 커버리지의 제2의 고정 WPAN 노드 기기에 의해 차량 탐지 신호를 수신하는 것에 대응된다.

탐지는 WPAN 네트워크 통신을 통해 실행된다; 이러한 종류의 표준 통신 덕택으로, 정보의 교환은 매우 유연해지며 이는 또한 응용예의 유연성을 도출시키게 한다.

본 발명은, 이동 차량을 탐지함에 따른 결과로서 그 탐지된 이동 차량에 관하여 사진이 찍힌다; 어떤 응용예들에서는, 이는 법에 의해 요구될 수도 있다.

본 발명에 따른 시스템은 본질적으로 다수의 WPAN 노드 기기들 - 이동 기기 및 적어도 3개의 고정 기기 - 에 있을 수 있다는 것이 유념되어야 할 것이다. 그 3개의 고정 WPAN 노드 기기들 간의 통신은 유리하게는 완전히 무선 타입이며 그리고 직접적이거나 예컨대 하나 이상의 WPAN 노드 기기들을 통해 간접적으로 될 수도 있다. 이는 설치에 있어 매우 유용하며 유리하다.

부가적으로, 본 발명에 따른 시스템은 예컨대 차량들의 탐지에 관한 정보와 같은 정보를 교환하기 위해 고정형 또는 모바일 중 어느 한 형태의 다른 전기통신 네트워크들에 연결될 수도 있다는 것이 유념되어야 할 것이다.

마지막으로, 본 발명에 따른 시스템은 또한 차량에게 그리고/또는 그 차량 내의 사용자 특히 그것의 운전자에게 (교통, 주차 또는 상업적) 정보를 제공하는데에 사용될 수도 있다는 것이 유념되어야 할 것이다.

사용자에게 정보를 제공하는 유리한 방식은 차량 WPAN 노드 기기와 사용자 모바일 전화기 단말에 연결되거나 거기에 통합된 WPAN 노드 기기 간의 WPAN 통신에 의한 방식이다; 유리한 가능성은 통합 지그비 인터페이스를 갖는 가입자 식별 모듈(Subscriber Identification Module)을 갖춘 모바일 전화기이다.

본 발명에 따르면, 상기의 내용 중 '해결하려는 과제' 부분에서 필요로 하는 탐지 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면과 함께 고려될 다음의 설명으로부터 더 명확해질 것이고, 여기서,
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구조를 도식적으로 보여주고 있는 도면이고,
도 2는 도 1의 시스템 내 고정 WPAN 노드 기기들의 커버리지 영역들에 관한 서로 다른 가능한 구성들을 도식적으로 보여주고 있는 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 차량 식별 기기의 구조를 도식적으로 보여주고 있는 도면이고,
도 4는 도 3의 기기 내에서의 가능한 어플리케이션 구성을 도식적으로 보여주고 있는 도면이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 시스템 내에서의 통신 흐름을 도식적으로 보여주고 있는 도면이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1의 시스템 내에서의 통신 흐름을 도식적으로 보여주고 있는 도면이며, 그리고
도 7은 사용자 모바일 단말과 상호작용하는 도 1의 시스템의 확장 구조를 도식적으로 보여주고 있는 도면이다.

이하에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명을 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 되고 단지 예시로서 해석되어야 함을 이해하여야 할 것이다.

이하에서 본 발명의 2가지 실시예들이 기술될 것이다. 두 실시예들 모두에서 지그비 기술이 WPAN 네트워크를 구현하는데 사용되는데, 이는 본 발명을 위해 유리한 것이다.

- 구조 일반 (GENERAL OF THE ARCHITECTURE)

도 1의 시스템 구조는 광역인 제1 영역(A1)을 커버하는 제1 고정 지그비 노드 기기(N1), 협역인 제2 영역(A2)을 커버하는 제2 고정 지그비 노드 기기, 광역인 제3 영역(A3)을 커버하는 제3 고정 지그비 노드 기기(N3), 및 이동 차량에 의해 구비된 따라서 또한 이동하고 있는 차량 지그비 노드 기기(VN)를 포함한다. 노드들(N1, N2, N3)은 동일 네트워크에 속하며 유선 및/또는 무선 연결을 통해 그리고 직접적으로 그리고/또는 직접 연결로 함께 양방향으로 연결된다; 노드(N2)는 또한 고정형이거나 모바일 중 어느 한 방식의 외부 전기통신 네트워크(NTWK)에 연결된다; 어쨌든, 전형적으로는, 지그비 기술에 의해 제공되는 무선 연결이 사용된다 (노드들(N1, N3) 간의 그리고 노드들(N2, N3) 간의 화살표를 가진 점선들을 참조).

노드(VN)는 지그비 네트워크의 노드들 특히 노드들(N1, N2, N3)과 무선 지그비 양방향 통신을 확립할 수 있다 (화살표를 가진 점선들을 참조).

도 1에서, 지그비 노드 기기를 구비한 동일 차량이 그것의 이동을 따라 3개의 서로 다른 위치들에 도시되어 있다 (그 도면에서 그 차량의 이동은 오른쪽에서 왼쪽으로 향한다).

도 1의 시스템은 또한, 영역(A2) 내에서 차량을 탐지하도록 배치되고 배열된 광학 센서(S)를 포함한다; 센서(S)는 특히 유선 연결을 통해 노드(N2)에 연결된다 (그 연결은 그 도면에 도시되어 있지 않음).

그 차량은, 이하에서 "지그비 태그(ZigBee tag)"(ZTAG)로 불리는 것으로 본질적으로는 차량 지그비 노드 기기(VN)로 이루어진 차량 식별 기기를 구비한다. 그 기기(ZTAG)는 차량의 앞유리 상에 또는 차량 대시보드(dashboard) 위에 용이하게 설치될 수 있다.

도 2는 도 1의 시스템에서 고정 WPAN 노드 기기들(N1, N2, N3)의 커버리지 영역들의 여러가지 가능한 구성들을 도식적으로 보여주고 있다. 이들 영역들은 3차원으로 확장이 되지만, 본 발명에 의해 고려되는 차량들이 현존 도로들을 따라 이동한다는 사실에 기인하여, 단지 1차원만이 고려된다는 점을 유념하여야 할 것이다; 특히, 도 2에서는 단순성을 위해 직선 도로의 경우를 언급하고 있지만, 이것이 본 발명을 제한하지는 않는다.

도 2a는 우측에서부터 좌측으로 직선 도로를 따라 이동하며 지그비 노드 기기(VN)를 구비하고 있는 차량을 도시하고 있다; 도 2b와 도 2c와 도 2d는 이 도로에 대한 영역들(A1, A2, A3)을 도시하고 있다; 세 가지 모든 경우들에서, 우측에서부터 좌측으로 이 도로를 따라 이동하는 임의의 차량이 제1 영역(A1) (이것은 "활성 영역(excitation area)"으로 불릴 수 있다)에 진입하고, 그리고 나서 영역(A3) 및 마지막으로 영역(A2) (이것은 "탐지 영역(detection area)"으로 불릴 수 있다)에 진입한다.

도 3을 참조하면, 기기(ZTAG)는 지그비 무선 칩(TR), 지그비 안테나(TA) 및 예컨대 플래쉬(Flash) 메모리와 RAM 메모리를 엠베딩(embedding)하는 마이크로콘트롤러(TM)을 통해 실현될 수도 있다; 플래쉬 메모리는 그 태그의 펌웨어(firmware) 및 영구 데이터(예컨대, 그 차량의 및/또는 그 소유자의 데이터)를 저장할 수도 있고 반면에 RAM 메모리는 휘발성 데이터를 저장한다. 마이크로콘트롤러(TM) 상에서 실행되는 펌웨어는 지그비 프로토콜 스택(ZigBee protocol stack) 뿐만 아니라 태그 어플리케이션들을 구현한다; 이전에 열거된 하드웨어 리소스들은 펌웨어 복잡성에 대하여 보통 충분하지만, 그러나, 필요하다면, 기기(ZTAG)는 메모리와 같은 다른 콤포넌트 및 부가적인 마이크로콘트롤러로써 확대구성될 수 있다. 기기(ZTAG)는 배터리(TB)에 의해 전력공급된다. 보통의 응용예들에서는 재충전 불가능 배터리가 사용되지만, 그러나 기기(ZTAG)의 특정 구현들은 재충전가능 배터리에 기반할 수도 있다. 이 경우에, 기기(ZTAG)는 또한, 필요하다면 전압 레귤레이션(regulation)을 포함하여 외부 전원으로부터 배터리의 재충전을 가능하게 해 주는 배터리 관리 회로(BM)를 포함한다.

기기(ZTAG)는 외부적으로 리셋되거나 재프로그램될 수 없고, 이에 따라 사용자에 의한 그것의 기능들의 임의적 변경(tampering)을 막을 수 있다; 그것은 단지 조립 프로세스 동안에만 프로그램될 수 있다; 동일한 것이 ZTAG 기기에 저장된 영구 데이터에 적용된다.

전력 소비를 줄이기 위해, 기기(ZTAG) 상에서 실행되는 어플리케이션은 주기적으로 그 기기로 하여금 "스탠바이 모드(stand-by mode)" 또는 "슬립 모드(sleep mode)"에 진입하게 하도록 그리고 주기적으로 그 기기가 "각성하게(awaken)" 즉 이 모드를 벗어나게 하도록 구성된다; 이것은 특히 전력 소비의 주 원인인 지그비 무선 칩(TR) 및 그것의 트랜시버에 적용된다; 스탠바이 상태 동안 기기(ZTAG) 특히 그것의 무선 트랜시버의 전력 소비는 몇 마이크로-암페어(micro-Ampere)가 되며 이에 따라서 배터리가 절약된다; 이러한 방식으로 그 기기 및 그 트랜시버는 "간헐성 주기(period of intermittency)" 또는 "스탠바이 주기" 또는 "각성 주기" 특성을 갖는 간헐적 동작을 한다.

기기(ZTAG)는 주기적으로 이 모드를 벗어나며 합류할 지그비 네트워크를 탐색하는데, 즉 그것은 "네트워크 폴링(network polling)"을 실행한다. 만약 그것이 어느 하나를 발견하면, 기기 어플리케이션이 작동개시한다; 그렇지 않으면, 그것은 스탠바이 모드로 되돌아간다. 네트워크 폴링 주기 및 스탠바이 상태 지속시간은 배터리 용량, 어플리케이션 요구조건들 및 (배터리 교환 또는 재충전 없는 경우의) 기기의 기대 수명에 따라 설정되어야 한다.

기기(ZTAG)는 지그비 말단-기기(end-device) 또는 지그비 라우터이도록 구성된다; 두 번째 경우에, 그 기기는 그것으로의 결합(association)을 허용하지 않도록 구성된다 (이 특징의 사용은 나중에 설명될 것이다).

여러가지 특징들 및 서비스들을 제공하기 위해, ZTAG 기기는 여러가지 펌웨어 어플리케이션들로 프로그램될 수도 있다. 지그비 기술에 따르면, 각 펌웨어 어플리케이션은 말단점(endpoint)로 불리는 통신 개체(communication entity)를 사용한다. 모든 ZTAG 기기 말단점들 뿐만 아니라 ZTAG 기기와 통신하기를 희망하는 다른 기기들 상의 어플리케이션들은 고유의 지그비 어플리케이션 프로파일(profile)을 사용한다. 본 발명에 관한 실시예에서 각각의 ZTAG 기기 말단점은 2개의 서로 다른 클러스터(cluster)들을 사용하는데, 제1 클러스터는 입력 통신용이고 제2 클러스터는 출력 통신용이다. ZTAG 기기와 통신하기를 희망하는 기기는 입력 클러스터가 ZTAG 기기 출력 클러스터와 매칭되고 출력 클러스터가 ZTAG 기기 입력 클러스터와 매칭되는 어플리케이션을 구현하여야 한다.

전형적인 기기 어플리케이션 구성이 도 4에 도시되어 있다: ZTAG 기기는 3개의 어플리케이션들을 제공하고 그에 따라 3개의 말단점들(EPX, EPY, EPZ)을 제공한다; 말단점(EPX)은 클러스터출력(ClusterOut) = A 및 클러스터입력(ClusterIn) = B를 사용한다; 말단점(EPY)은 ClusterOut = C 및 ClusterIn = D를 사용한다; 말단점(EPZ)은 ClusterOut = E 및 ClusterIn = F를 사용한다. 3개의 다른 기기들(DEV-1, DEV-2, DEV-3)에 관한 3개의 어플리케이션들은 ZTAG 기기에 관한 3개의 어플리케이션들과 통신하기를 희망한다; 그 3개 외부 기기의 3개 어플리케이션들의 말단점들은 그 도면에서 EP-1, EP-2, EP-3로서 참조된다. 적절한 채널 및 전용 채널을 통해 통신하기 위해, 기기(DEV-1)의 말단점(EP-1)은 ClusterIn = A 및 ClusterOut = B를 사용한다; 기기(DEV-2)의 말단점(EP-2)은 ClusterIn = C 및 ClusterOut = D를 사용한다; 기기(DEV-3)의 말단점(EP-3)은 ClusterIn = E 및 ClsuterOout = F를 사용한다.

상기에서 기술된 ZTAG 기기의 주 목적은 도시 진입 도로들 상에서의 진출입 체크와 같이 이동 차량들에 대한 어떤 종류의 체크들을 수행하기 위해 차량을 탐지하는 것 그리고/또는 식별하는 것이다.

많은 도시들에서 진출입 규제는 가스 배출(gas emission)에 관한 주기적 체크에 기반한다; 배출량이 어떤 한도 아래인 차량들만이 도시 영역에서 돌아다니도록 허용된다; 선행 기술에 따르면, 이러한 차량들은 보통 앞유리에 부착된 비전자 태그에 의해 식별된다; 이 방법은 어떠한 자동 제어도 허용하지 않는다.

ZTAG 기기는 예컨대 이러한 비전자 태그들을 대체할 수 있다.

상기의 용도를 위해, ZTAG 기기는 최근의 가스 배출 체크에 관련된 정보를 저장할 수도 있다; 더욱이, 그것은 진출입 제어 정책 향상을 위해 사용될 수 있는, 차량에 관련된 다른 정보 (예: 차량 크기, 엔진 크기, 가솔린인지 디젤인지 여부 등)를 저장할 수 있다.

진출입 체크는 (전형적으로는 마이크로콘트롤러, 무선 칩 및 안테나를 포함하는) 지그비 노드 기기를 엠베딩하는 고정 전자 기기에 의해 행해진다; 도 1의 경우에, 이러한 기기는 노드(N2)이며 "탐지자"로 불릴 수 있다. 고정 노드 기기 - 도 1의 예에서 N2 - 및 이동 노드 기기 - 도 1의 예에서 VN - 는 동일 지그비 네트워크의 일부가 되도록 그리고 이에 따라 통신할 수 있도록 설계된다.

동일 고정 기기 - 도 1의 예에서 N2 - 는 또한 공공 전기통신 네트워크 (고정형 및/또는 모바일) 를 통해 통신할 수도 있고 따라서 지그비 네트워크 및 전기통신 네트워크 간의 게이트웨이로서 작용할 수도 있다; 이는 필요하다면 예컨대 전용 서버로 데이터를 전달하는 것과 같은 송신 수행 및 예컨대 그 게이트웨이 자체의 재구성 정보(reconfiguration information)(예: 새로운 진출입 정책)를 수신하는 것과 같은 수신 수행을 허용할 수도 있다.

법적 규제에 기인하여, "탐지자" 노드는 예컨대 법규위반 차량들에 대하여 사진을 찍을 수 있는 카메라 시스템에 제공되거나 결합될 수도 있다; 사실, 이러한 사진은 위반 차량의 소유자를 발견하는데 있어 법적(합법적) 증거로서 사용될 수도 있다.

도 1의 실시예에서, "탐지자" 노드(N2)는 차량이 자신 아래로 통과할 때 그 차량 상의 노드(VN)와 통신하며, 필요하다면 사진이 찍히게 된다; 노드들(N2, VN) 간의 통신으로부터 사진 찍을 필요성이 도출된다; 더 구체적으로, 노드(N2)는 사진을 찍을지 찍지 않을지 여부를 결정하기 위해 사용되는 차량 정보에 관하여 노드(VN)로부터 수신한다.

이는 노드(N2) 그 아래의 협역 (바람직하게는 매우 협역의) 영역 - 도 1 및 도 2의 예에서 A2 - 을 커버하는 방향성 안테나를 그 노드(N2) 상에 설치하여 이루어진다. 무선 영역 커버리지는 전형적인 차량 크기에 따라 유리하게 크기가 정해질 수도 있다 (예: 1 내지 5 미터, 전형적으로는 2 미터 또는 3 미터).

VN 노드와의 통신은 차량이 노드(N2)의 무선 커버리지(A2)에 진입시에 즉시 확립되어야 할 것이다. 이는, 예컨대 통과 차량을 탐지할 수 있는 고정 센서 (예: 광전 센서(photoelectric sensor) 또는 자기 센서) - 도 1의 예에서 S - 를 도로 레벨에 설치함으로써 이루어질 수 있다. 센서(S)는 노드(N2)에 연결되며 차량이 통과할 때 탐지가 일어나며 차량 탐지 신호는 센서(S)로부터 노드(N2)로 송신되며 노드(N2)에 의해 수신되어져서 노드(N2)는 차량 상의 노드(VN)와 통신을 확립하려고 시도한다.

무선 커버리지 영역(A2)은 매우 협역이기 때문에 차량에 의해 노드(N2) 아래에서 사용된 통과 시간은 매우 짧다. x를 노드(N2)의 무선 커버리지의 길이(m로 표현)라고 하고 v를 그 차량의 속도(km/h로 표현)라고 하자. 노드(N2) 아래에서 사용된 시간 t (ms로 표현)는 다음의 공식을 통해 획득된다:

t = (x/v) * 3,6

예컨대, x = 3 m 이고 v = 70 km/h인 전형적인 상황에서, t는 154 ms가 된다.

이는 차량 WPAN 노드 기기를 포함하는 차량 탐지 기기가 WPAN 네트워크에 대해 즉 고정 WPAN 노드 기기에 대해 빈번하게 폴링할 것을 필요로 한다; 그러므로, "간헐성 주기"는 매우 짧을 것이고 이는 그 차량 탐지 기기의 배터리의 수명이 짧아지고 전력 소비가 커지게 할 것이다. 더욱이, 이러한 짧은 통과 시간은 이동 차량 지그비 노드 기기(VN)가 "탐지자"인 고정 지그비 노드 기기(N2)에 성공적으로 합류하고 그것과 통신하는 것을 허용하지 않을 것이다 (전형적인 지그비 결합 시간은 약 500 ms 임).

이러한 이유들에 기인하여, 본 발명은 "활성자"로서 역할하는 또 하나의 고정 WPAN (도 1의 예에서, 지그비) 노드 기기를 사용하는 것을 교시하고 있다; 도 1의 예에서, "활성자" 고정 노드 기기는 지그비 노드 기기(N1)이다. 노드 기기(N1)는 탐지될 이동 차량의 이동 방향에 대하여 노드 기기(N2)보다 앞쪽 방향에 설치된다; 이동 방향은 전형적으로 도로, 예컨대 도시 도로이다.

노드 기기(N1)는 광역 무선 커버리지 영역(A1)(예: 80 m까지)을 가지며 옴니-방향성(omni-directional) 안테나를 구비할 수도 있다.

"활성자" 노드 기기(N1)의 역할은, "탐지자" 노드 기기(N2)가 이동 노드 기기(VN)를 탐지하고 식별하는데 성공하도록 이동 노드 기기(VN)를 탐지될 준비를 갖추게 만드는 것이다.

노드 기기(VN)를 포함하는 ZTAG 기기가 지그비 네트워크에 대하여 폴링하며 "활성자" 노드 기기를 발견할 때, 그것은 지그비 네트워크와 통신하며 모든 필요한 동작들을 수행할 준비를 한다. 따라서 "간헐성 주기" ts는, "활성자" 노드 기기 아래에서 차량에 의해 사용된 시간 및 폴링 시간을 포함하는 어플리케이션 시간 ta를 고려하여 계산되어야 하며 그리고 (본 발명의 실시예들 중 몇몇에서는) 또한 지그비 네트워크로의 결합 또는 지그비 네트워크로부터의 분리(dissociation)를 위해 필요한 시간을 포함할 수도 있다. 그 공식은 다음과 같다:

ts = (y/v) * 3,6 - ta

도 1의 예에서 필요한 통신을 달성하기 위해 모든 노드 기기들("탐지자", "활성자" 및 "태그")은 동일 지그비 네트워크에 연결된다.

본 발명에 따른 방법은, 적어도 제1 고정 WPAN 노드 기기, 즉 도 1의 예에서 지그비 노드(N1), 및 제2 고정 WPAN 노드 기기, 즉 도 1의 예에서 지그비 노드(N2), 및 제3 고정 WPAN 노드 기기, 즉 도 1의 예에서 지그비 노드(N3)에 의해, 기결정된 영역 내에서 이동 차량을 탐지하는 기능을 한다; 이동 차량은 차량 WPAN 노드 기기, 즉 도 1의 예에서 지그비 노드(VN)를 구비한다; 노드들(N1, N2, N3)은 하나의 동일한 WPAN 네트워크에 속하고 노드(VN)는 이 네트워크에 합류하도록 설계된다; 노드(N1)는 제1 광역 영역 - 도 1 및 도 2의 예에서 A1 - 을 커버하고, 노드(N2)는, 탐지를 원하는 기결정된 영역에 해당하는 제2 협역의 (또는 매우 협역의) 영역 - 도 1 및 도 2의 예에서 A2 - 을 커버하며, 노드(N3)는 제3 광역 영역 - 도 1 및 도 2의 예에서 A3 - 을 커버한다; 상기 제1 영역 및 제2 영역 및 제3 영역은 탐지대상 차량이 노드(N3)의 영역(A3)에 진입하기 전에 그리고 "탐지자"(N2)의 영역(A2)에 진입하기 전에 "활성자"(N1)의 영역(A1)에 진입하도록 크기조절되고 배치된다.

도 1을 참조하면, 그 방법은 일반적으로 다음의 단계들을 포함한다:

A) (차량이 스탠바이 모드를 벗어나는 순간 즉 그것이 각성하는 순간에 따라) 차량이 영역(A1) 및 영역(A3)에 진입할 때 차량 노드(VN)가 노드(N1) 또는 노드(N3)를 통해 지그비 네트워크를 발견하고 노드(N3)를 통해 지그비 네트워크에 합류할 준비를 하는 단계,

B) 그 후에, 차량이 영역(A3)에 진입할 때 차량 노드(VN)가 노드(N3)를 통해 지그비 네트워크에 합류하는 단계,

C) 그 후에, 차량이 영역(A2)에 진입할 때 차량 노드(VN)가 노드(N2)에게 정보를 송신하는 단계,

D) 그 후에, 차량 노드(VN)가 노드(N3)를 통해 지그비 네트워크를 이탈(leave)하는 단계.

상기 기결정된 영역 즉 영역(A2) 내에서의 이동 차량의 탐지는 단순하게 노드(N2)에 의해 상기 정보를 수신하는 것에 대응될 수도 있다 (단계 C).

부가적으로, 단계(C)에서 송신된 정보는 차량 식별 정보 및/또는 다른 차량 정보(예컨대 그것의 소유자의 신원을 포함)를 포함할 수도 있다; 이 경우에, 상기 기결정된 영역 즉 영역(A2) 내에서의 이동 차량의 탐지는 부가적으로 노드(N2)에 의해 상기 차량 정보를 수신하는 것에 대응될 수도 있고 그래서 그것은 전자적인 자동 식별 탐지이다.

차량 노드(VN)는 전형적으로 지그비 네트워크의 다른 지그비 노드 기기들과 통신하기 위한 간헐적 동작을 갖는 트랜시버를 사용한다.

만약 센서 - 도 1의 예에서 S - 가 영역(A2) 내에서 차량을 탐지하도록 제공되고 만약 이 센서가 노드(N2)에 차량 탐지 신호를 송신하기 위해 노드(N2)에 연결된다면, 상기 기결정된 영역 즉 영역(A2) 내에서의 이동 차량의 탐지는 부가적으로 그 센서로부터 노드(N2)에 의해 차량 탐지 신호를 수신하는 것에 대응될 수도 있다.

이 센서는 그 차량에 대해 사진을 찍는 정확한 순간을 결정하는데 사용될 수도 있다.

대안적으로 또는 부가적으로, 센서(S)는 예컨대 노드(VN)에 대해 "차량 데이터"를 요구하는 "브로드캐스트 요청(broadcast requesst)"과 같이 전파를 통하여(over the air) 송신하기 위한 가장 좋은 시간을 노드(N2)에게 시그널링하는데 사용될 수도 있다.

도 1의 시스템에서, 노드(N1) 및 노드(N2) 간의 통신이 무선 타입이고 노드(N3)를 통과한다는 의미에서 제3 고정 지그비 노드 기기(N3)는 또한 "홉(hop)" 노드로서 역할한다.

도 1의 구성에 따라 (이는 본 발명에 따른 시스템이 실제 환경에서 설치되는 전형적인 상황일 수도 있음), 노드(N2)의 협역 커버리지 영역은 노드(N1)을 커버하지 않고 심지어 노드(N1)의 광역 커버리지 영역은 노드(N2)를 커버하지 않는다는 것이 유념되어야 할 것이다; 그러므로, 어떠한 직접 무선 통신도 노드들(N1, N2) 사이에서는 가능하지 않을 것이다.

노드들(N1, N2) 간의 무선 통신을 실현시키기 위해 노드(N3)가 사용된다; 노드(N3)는 노드(N1) 및 노드(N2) 양쪽 모두에 의해 커버되는 위치에 예컨대 노드(N2) 아래에 위치한다; 노드(N3)는 바람직하게는 예컨대 옴니-방향성 안테나를 통해 광역 무선 커버리지 영역을 가진다. 필요하다면, 하나 이상의 노드가 "활성자" 노드 및 "탐지자" 노드 간의 무선 통신을 허용하는데 사용될 수도 있다; 이는 본 발명에 따른 시스템이 설치되는 지리적 상황에 의존적일 수도 있다.

도 1에서, 지그비 네트워크의 다양한 노드들 간의 양방향 무선 통신이 화살표를 가진 점선들에 의해 표현되어 있다.

도 1의 시스템 구조는 본 발명의 두 가지 서로 다른 실시예들을 구현하는데 사용될 수도 있다.

- 제1 실시예

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 시스템 내에서의 통신 흐름을 도식적으로 보여주는 도면이다.

도 5에서, 지그비 노드 기기를 구비하는 동일한 차량이 그것의 이동을 따라 4가지 서로 다른 위치들에서 도시되어 있다 (그 도면에서 그 차량의 이동은 오른쪽에서부터 왼쪽으로 향한다).

이 제1 실시예에 따르면, 차량 노드(VN)는 "활성자" 노드(N1)를 통해 네트워크에 "기합류(pre-joining)"함으로써 노드(N3)를 통해 지그비 네트워크에 가입할 준비를 한다. "재합류(re-join)"는 결합을 필요로 하지 않아서 빠른 반면에 "기합류"는 그 네트워크에 대한 결합을 필요로 하며 긴 프로세스이다 (그리고 그것은 탐지 전에 적시에 행해진다).

"활성자" 노드 즉 노드(N1)는 지그비 코디네이터(coordinator)로서 구성되고 반면에 "탐지자" 노드 즉 노드(N2)와 "홉" 노드인 노드(N3)는 라우터로서 구성된다. "태그" 노드 즉 이동 차량 상의 노드(VN)도 또한 라우터로서 구성된다. 게이트 WPAN 네트워크는 기결정된 무선 채널("게이트 무선 채널")을 사용하여 지그비 "태그" 노드가 신호 채널 상에서 지그비 네트워크 스캔을 수행하는 것을 가능하게 하고, 이에 따라 시간을 절약할 수 있다. 네트워크 용량은 제한되어 있기 때문에 "태그" 노드가 다른 이동 차량들 상의 다른 "태그" 노드들을 위하여 네트워크 자원들을 자유롭게 하기 위하여 "탐지자" 노드와 통신한 후에는 네트워크를 떠나는 것이 중요하다.

결과적인 어플리케이션 흐름은 다음과 같을 수 있다 (여기서는 도 5에서의 숫자 부호를 기재) - 다음 내용에서 지그비 용어가 사용될 것이다:

1: "태그" 노드는 스탠바이 모드를 주기적으로 벗어나 네트워크를 탐색한다; 이것은 게이트 무선 채널 상에서 "비콘 요청(beacon request)"을 송신하여 행해진다; 만약 예컨대 15 ms 내에 응답이 없으면 "태그" 노드는 어떠한 네트워크도 존재하지 않는다고 가정하고 스탠바이 모드로 되돌아간다.

2: 게이트 존 내 "태그" 노드(VN) 위치에 따라 "홉" 노드(N3) 및 "활성자"(N1) 양쪽 모두 또는 그들 중 어느 하나는 "태그" 노드(VN)에게 "비콘 응답(beacon reply)"을 송신한다.

3: 알려진 지그비 메커니즘들에 따라 "태그" 노드는 합류할 기기를 선택하며 결합 절차를 수행한다.

4: "태그" 노드는 그것의 물리적 (MAC) 주소를 통신하기 위한 지그비 말단_기기_공지 메시지(ZigBee end_device_announce message)를 브로드캐스트한다; 만약 "태그" 노드가 "홉" 노드와 결합한다면 흐름도는 다음 단계(10)로 계속되며, 그렇지 않으면 흐름도는 아래 단계(5)로 계속된다.

5: "활성자" 노드는 태그 MAC 주소로써 "홉" 노드(N3)에게 "직접_합류(direct_join)" 요청 메시지를 송신한다; 이는 라우터인 "홉" 노드가 "태그" 노드의 "부모"가 되는 것을 가능하게 한다.

6: "활성자" 노드는 "태그" 노드(VN)로 하여금 "활성자" 노드와의 결합을 이탈하게끔 강요하기 위한 "이탈 요청(leave request)" 메시지를 "태그" 노드(VN)에게 송신한다.

7: "태그" 노드(VN)는 "이탈(leave)" 동작을 수행한다.

8: 네트워크를 이탈한 후에 "태그" 노드는 지그비 네트워크에서 자신의 "부모"를 찾기 위한 "고아(orphan)" 절차를 시작한다.

9: "직접_합류" 요청 덕택으로 "홉" 노드(N3)는 태그 부모로서 작용하며 "고아 요청"에 응답한다; "태그" 노드는 이미 네트워크에 결합되어 있고 "홉" 노드(N3)를 통해 (결합 없이) 네트워크에 빠르게 합류한다.

10: 차량은 통과 센서(transit sensor, S) 근처를 통과하며 이는 "탐지자" 노드(N2)로 시그널링된다; 이에 따라 "탐지자" 노드는 태그 데이터를 요청하는 "브로드캐스트 요청"을 송신한다; "브로드캐스트 요청"은 1과 등치인 "반경(radius)"으로 송신된다; 이는 "홉" 노드 (또는 임의의 "태그" 노드)에 의한 그 메시지의 어떠한 재-브로드캐스트도 없음을 의미한다; 단지 "탐지자" 노드의 커버리지 영역 내의 "태그" 노드만이 이 메시지를 수신한다.

11: "태그" 노드(VN)는 요청된 데이터로써 이 메시지에 응답한다.

12: "탐지자" 노드는 진출입 허가에 관한 관련 정보로써 "태그" 노드에게 수신확인(acknowledge)을 응답으로 송신한다.

13: 이 응답 후에 "태그" 노드는 네트워크를 이탈하기 위한 "이탈 요청"을 "홉" 노드에게 송신한다.

단계(11) 후에 "탐지자" 노드(N2)는, 만약 서비스에 의해 요청된다면, 차량 통과에 대한 체크 예컨대 차량 통과 허가에 대한 체크를 수행할 수 있다. 만약 차량이 통과할 권한이 부여된 경우 어떤 것도 행해지지 않고, 그렇지 않으면 "탐지자" 노드는 그 차량 번호판의 사진을 찍는다.

이 제1 실시예에 따르면, 노드(VN)가 노드(N1)로의 결합 시각에서부터 지그비 네트워크의 임의의 노드 특히 노드(N3)로부터의 분리 시각까지 자신의 트랜시버를 계속적으로 동작상태로 유지하는 것이 유리하다.

- 제2 실시예

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1의 시스템 내에서의 통신 흐름을 도식적으로 보여주는 도면이다.

도 6에서, 지그비 노드 기기를 구비하는 동일한 차량이 그것의 이동을 따라 4가지 서로 다른 위치들에서 도시되어 있다 (그 도면에서 그 차량의 이동은 오른쪽에서부터 왼쪽으로 향한다).

이 제2 실시예에 따르면, 차량 노드(VN)는 그것이 "활성자" 노드(N1)에 의한 응답을 통해 지그비 네트워크를 발견하자마자 "간헐성 주기"를 감소시킴으로써 지그비 네트워크에 합류할 준비를 한다. 이 경우에, 노드(N3)를 통한 지그비 네트워크로의 "합류" 동작은 네트워크로의 결합을 필요로 하지만 (그리고 이는 긴 프로세스이지만) 그러나 그것은 차량 노드(VN)가 매우 빈번하게 결합 시도를 반복하기 때문에 탐지 전에 적시에 행해진다. 만약 차량 노드(N3)가 그것이 이미 노드(N3)의 커버리지 영역(A3) 내에 있을 때 각성한다면, "간헐성 주기"를 감소시키는 것은 필요하지 않지만 결합 시도가 즉시 실행될 수도 있다는 것이 유념되어야 할 것이다. 이 제2 실시예에 따르면 N1은 라우터로서 구성될 수도 있고 N3는 코디네이터로서 구성될 수도 있다.

이 제2 실시예에 따르면, 비록 "활성자" 노드(N1)가 차량 노드(VN)에 의한 "비콘 요청"에 응답할지라도, "활성자" 노드(N1)는 그것으로의 결합을 허용하지 않는다. 그것의 역할은 단순히 탐지용 "태그"를 준비하고 그것의 "간헐성 주기"를 변경시키는 것이다. "태그"가 "활성자"의 존재를 인식한 후에, 그것의 비콘 응답 덕택으로, 그것은 그것이 "홉" 노드(N3) 및 "탐지자" 노드(N2) (즉 탐지 게이트)에 도달하고 있고 이에 따라 그 "홉" 노드와 빠르게 결합하기 위해 그것의 주기를 감소시킨다고 가정한다. 결과적인 통신 흐름은 다음과 같을 수도 있다 (도 6에서 숫자 부호를 기재):

1: "태그" 노드(VN)는 스탠바이 모드를 주기적으로 벗어나 네트워크를 탐색한다; 이것은 게이트 무선 채널 상에서 "비콘 요청"을 송신하여 행해진다; 만약 예컨대 15 ms 내에 응답이 없으면 "태그" 노드는 어떠한 네트워크도 존재하지 않는다고 가정하고 스탠바이 모드로 되돌아간다.

2: 게이트 존 내 "태그" 노드 위치에 따라 "홉" 노드(N3) 및 "활성자" 노드(N1) 양쪽 모두 또는 그들 중 어느 하나는 "태그" 노드에게 "비콘 응답"을 송신한다. "활성자" 비콘 응답의 결합 플래그(association flag)는, 그것으로의 결합을 거부하기 위해 FALSE로 설정된다. 만약 "태그" 노드가 단지 "활성자" 비콘 응답만을 탐지한다면 흐름도는 아래에서 단계 3으로 진행할 것이고, 그렇지 않으면 그것은 이후 단계(5)로써 시작한다.

3: "태그" 노드(VN)는 고 반복율(repetition rate)로 주기적인 "비콘 요청"을 송신하기 시작한다.

4: "태그" 노드(VN)가 "홉" 노드에 충분히 가까운 때 이것은 결합 플래그가 TRUE로 설정된 "비콘 응답"을 송신한다.

5: "홉" 비콘 응답의 수신 시에 "태그" 노드는 "홉 노드로 결합한다.

6: 차량이 통과 센서(S) 근처를 통과하며 이는 "탐지자" 노드(N2)로 시그널링된다; 이에 따라 "탐지자" 노드는 태그 데이터를 요청하는 "브로드캐스트 요청"을 송신한다; "브로드캐스트 요청"은 1과 등치인 "반경"으로 송신된다; 이는 "홉" 노드(N3) (또는 임의의 "태그" 노드)에 의한 그 메시지의 어떠한 재-브로드캐스트도 없음을 의미한다; 단지 "탐지자" 노드의 커버리지 영역 내의 "태그" 노드만이 이 메시지를 수신한다.

7: "태그" 노드(VN)는 요청된 데이터로써 이 메시지에 응답한다.

8: "탐지자" 노드(N2)는 진출입 허가에 관한 관련 정보로써 "태그" 노드에게 수신확인을 응답으로 송신한다.

9: 이 응답 후에 "태그" 노드(VN)는 "이탈 요청"을 "홉" 노드에게 송신하여 네트워크를 이탈할 수 있고 그것의 "간헐성 주기"를 그것의 정상적 값으로 리셋할 수 있다.

이 제2 실시예에 따르면, 노드(VN)가 노드(N3)로의 결합 시각에서부터 지그비 네트워크의 임의의 노드 특히 노드(N3)로부터의 분리 시각까지 자신의 트랜시버를 계속적으로 동작상태로 유지하는 것이 유리하다.

- 본 발명의 대안예들 및 확장예들

상기에서 설명된 동일 어플리케이션 흐름은, 이동 차량이 구비한 지그비 기기가 자신과 통신하기를 희망하는 고정 지그비 기기 근처를 통과하는 모든 상황들에서 사용될 수도 있고, 더 나아가 상업적 어플리케이션들에 대해서도 사용될 수도 있다.

유리하게는 이러한 부가적 통신은 본 발명에 따라 차량이 탐지 영역 내에서 통행할 때 일어날 수도 있다. 도면들을 참조하면, 이러한 정보는 (단계(C) 동안) 탐지 시에 노드(N2) 즉 "탐지자"에 의해 노드(VN) 즉 "태그"로 송신될 수도 있다; 그 정보는 교통, 주차 또는 어떠한 종류의 정보에 관련된 것일 수도 있다; 그 정보는 차량에 또는 사용자 특히 그것의 운전자에 관한 것일 수도 있다. 대안적으로, 이러한 송신은, "탐지자" 노드(N2)에 연결되어 있고 이 기능을 할 수 있는 또는 이 기능만을 위한, WPAN 네트워크의 다른 노드 예컨대 노드(N3)에 의해 실행될 수도 있다; 이 경우에, 이러한 송신은 "태그" 노드(NV)가 WPAN 네트워크에 결합되어진 시간 동안 실행될 수도 있다.

또한, (동일 도로 상에 또는 서로 다른 도로들 상에 위치한) 하나 이상의 "활성자" 노드를 활용함으로써 "활성 영역(excitation area)"을 확장하는 것이 가능하다; 이 경우에, "활성자" 노드들 중 하나는 "코디네이터"로 구성될 수 있고 반면에 그와 다른 것들은 "라우터들"로 구성될 수 있다.

상기에서 설명된 어플리케이션은, 예컨대 "탐지자" 노드에 의해 송신된 정보에 대한 접근권한을 사용자에게 제공하기 위해 "태그" 노드 및 사용자 모바일 전화기 단말 (예컨대 모바일 전화기) 간의 통신 프로토콜을 부가함으로써 향상될 수도 있다. 이를 위해 사용자 단말은 도 3의 DEV-2 기기로써 묘사된 것과 같이 구성된 어플리케이션을 가진 지그비 인터페이스를 구비할 수도 있고, "태그" 노드는 도 4에서 EPY로써 묘사된 것과 같은 어플리케이션을 구비할 수도 있다; 유리하게는 지그비 인터페이스는 모바일 전화기 단말 내에 적합한 가입자 식별 모듈로 통합될 수도 있다. 이에 따라 그 태그 및 사용자 단말은 통신할 수도 있고 모든 관련 정보는 예컨대 텍스트 메시지에 의해 사용자에게 제공될 수도 있다.

관련 정보는 예컨대 도 5의 단계(12)에서 예컨대 "탐지자" 노드(N2) (이는 상기에서 설명된 실시예에서 게이트웨이 노드임)에 의해 제공될 수도 있다. 진출입 허가 정책 이외에 다른 정보 이를테면 도시 교통 정보, 주차 위치 및 기타 등등(예컨대 일반적인 상업적 정보)이 "탐지자" 노드에 의해 "태그" 노드에게로 제공될 수도 있다.

이를 가능하게 하기 위해, 지그비 네트워크가 태그 및 사용자 단말 사이에 확립될 수도 있다; 지그비 네트워크를 형성하기 위해 코디네이터가 있어야 할 것이고, "태그" 노드는 이미 라우터로서 구성되기 때문에, 사용자 단말 지그비 인터페이스는 코디네이터로서 구성될 수도 있다.

또한, "태그" 노드(VN)에 의한 게이트 네트워크(노드들(N1, N2, N3))에의 재합류가 방지되어야 할 것이다. 사실, 대부분의 경우들에서, "태그" 노드가 게이트 네트워크를 이탈한 후에, "태그" 노드는 여전히 "홉" 노드(N3)의 무선 커버리지 여역 내에 있고 결국 "활성자" 노드(N1)의 커버리지 영역 내에도 있게 된다; 그래서 원칙적으로 "태그" 노드는 이들 두 노드들 중 어느 하나에게 결합하고 게이트웨이 네트워크에 합류할 수도 있다. 이를 방지하기 위해, 게이트 네트워크 식별자(지그비 기술분야에서 "PAN ID"[Personal Area Network identifier]로서 정의됨)가 "태그" 노드에 저장된다. "태그" 노드가 그것의 그 게이트 통과 후에 바로 네트워크를 찾기 위해 무선 영역을 스캔할 때, 그것은 게이트 네트워크의 것과 다른 PAN ID를 가진 지그비 네트워크에 합류하려고 시도한다.

도 7은, 사용자 모바일 단말(UT)이 차량 내에 존재하고 차량 "태그" 노드(VN)에 연결되어 있는 도 1의 시스템의 확장 구조를 도식적으로 도시하고 있는 도면이다.

(단지 부가 기기에만 관련된) 통신 흐름은 다음과 같을 수 있다 (상기에서 설명된 단계들과 혼동되지 않게 하기 위해서 단계 번호들은 14에서부터 시작함):

14: "태그" 노드(VN)는 스탠바이 모드를 주기적으로 벗어나 지그비 네트워크를 찾는다; 이는 "비콘 요청"을 송신함으로써 행해진다; 만약 예컨대 15 ms 내에 응답이 없으면 "태그" 노드는 어떠한 네트워크도 존재하지 않는다고 가정하고 스탠바이 모드로 되돌아간다.

15: "태그" 노드 위치에 따라 게이트 지그비 노드들 (즉 "홉" 노드 및/또는 "활성자" 노드) 중 어느 하나와 사용자 모바일 단말(UT)의 지그비 노드가 "비콘 요청"에 응답한다.

16: "태그" 노드는 비콘 응답의 PAN ID를 저장된 게이트 PAN ID와 비교하고, 사용자 단말 PAN ID를 선택하며, 그리고 알려진 지그비 메커니즘들에 따라 결합 절차를 수행한다.

17: "태그" 노드 상의 말단점(EPY) 및 사용자 단말 노드 즉 노드 기기(DEV-2) 상의 EP-2 말단점 간에 논리적 채널(logical channel)이 생성된다; 이는 "매치_기술(Match_description)" 기능 또는 "바인드(bind)" 절차와 같은 알려진 지그비 메커니즘들을 사용하여 행해진다.

18: "태그" 노드(VN)는 사용자 모바일 단말(UT)의 지그비 노드에 관련 정보를 자동적으로 송신한다.

19: "태그" 노드는 사용자 모바일 단말(UT)의 지그비 네트워크를 이탈한다.

"태그" 및 "사용자 단말" 간의 통신에 관련한 상기 단계들은 상이한 방식으로 구성될 수도 있고 이에 따라 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따르는 "게이트" WPAN 네트워크의 노드들(즉 도면들에서의 노드들(N1, N2, N3)) 및 "태그" 간의 통신에 관련한 단계들과 (시간적인 면에 있어) 부분적으로 겹쳐질 수도 있다는 것이 유념되어야 할 것이다; 그러므로, 그것들은 양 종류의 통신 모두를 커버하는 단일 시퀀스의 단계들로 통합될 수도 있다.

두 개의 단계 집합들 및 단일의 통합된 단계 집합 후에, "태그" 노드는 그 절차를 재시작할 수도 있다. "태그" 노드가 "게이트" WPAN 네트워크에 즉시 재합류하는 것을 방지하기 위해, 사용자 단말 네트워크 및/또는 게이트 네트워크를 이탈한 후 대기 시간(wait time)을 설정하는 것이 가능하다. 그 대기 시간 동안 "태그" 노드는 어떠한 네트워크도 탐색하지 않는다; 그 대기 시간은 차량이 게이트 존을 이탈하는 것을 가능하게 하도록 설정될 수 있고 따라서 발견되는 다음 WPAN 네트워크는 이미-합류된 게이트 WPAN 네트워크이지 않을 것이다.

Claims

적어도 제1 WPAN(Wireless Personal Area Network) 노드 기기(N1)와 제2 WPAN 노드 기기(N2)와 제3 WPAN 노드 기기(N3)에 의해, 기결정된 영역 내에서 이동 차량을 탐지하는 방법으로서,
상기 이동 차량은 차량 WPAN 노드 기기(VN)를 구비하고, 상기 제1 WPAN 노드 기기(N1)와 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)와 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)는 하나의 WPAN 네트워크에 속하고, 상기 제1 WPAN 노드 기기(N1)는 제1 영역(A1)을 커버하고 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)는 상기 기결정된 영역에 대응되는 제2 영역(A2)을 커버하며 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)는 제3 영역(A3)을 커버하고, 상기 제1 영역(A1)과 상기 제2 영역(A2)과 상기 제3 영역(A3)은 그 크기가 조절되어 탐지될 차량이 상기 제3 영역(A3)에 진입하기 전에 그리고 상기 제2 영역(A2)에 진입하기 전에 상기 제1 영역(A1)에 진입하도록 되는 위치에 배치되며, 상기 방법은,
A) 상기 차량이 상기 제1 영역(A1)에 진입할 때 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)가 상기 제1 WPAN 노드 기기(N1)를 통해 상기 WPAN 네트워크를 발견하고 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)를 통해 상기 WPAN 네트워크에 합류할 준비를 하는 단계,
B) 상기 차량이 상기 제3 영역(A3)에 진입할 때 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)가 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)를 통해 상기 WPAN 네트워크에 합류하는 단계,
C) 상기 차량이 상기 제2 영역(A2)에 진입할 때 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)가 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에게 정보를 송신하는 단계를 포함하며,
이로써, 상기 기결정된 영역 내에서의 상기 이동 차량의 탐지는 적어도 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 의한 상기 정보의 수신에 응답하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제1항에 있어서,
단계 C에서 송신된 상기 정보는 차량 식별 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제1항에 있어서,
상기 WPAN 네트워크는 지그비(ZigBee) 네트워크인 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제1항에 있어서,
단계 A에서의 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)에 의한 합류 준비 단계는 상기 제1 WPAN 노드 기기(N1)를 통해 상기 WPAN 네트워크에 합류하고 그 이후에 상기 WPAN 네트워크를 이탈하는 단계를 포함하고,
단계 B에서의 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)에 의한 합류 단계는 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)를 통해 상기 WPAN 네트워크에 다시 합류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제4항에 있어서,
단계 A 이후에 그리고 단계 B 이전에 상기 제1 WPAN 노드 기기(N1)는 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)의 신원(identity)에 관한 정보를 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)에게 송신하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제1항에 있어서,
상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)는 스탠바이(stand-by) 모드를 주기적으로 벗어나, 간헐적 동작(intermittent operation)을 갖는 트랜시버를 통해 네트워크를 탐색하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제1항에 있어서,
D) 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)가 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)를 통해 상기 WPAN 네트워크를 이탈하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제7항에 있어서,
상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)는 단계 A의 시작부터 단계 D의 끝까지 자신의 트랜시버를 계속적으로 동작상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제7항에 있어서,
단계 A에서의 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)에 의한 합류 준비 단계는 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)의 스탠바이 주기를 감소시키는 단계를 포함하고 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)는 단계 B의 시작부터 단계 D의 끝까지 자신의 트랜시버를 계속적으로 동작상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 센서(S)가, 상기 제2 영역(A2) 내에서 차량을 탐지하기 위해 제공되며 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 차량 탐지 신호를 송신하기 위해 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 연결되며,
이로써, 상기 기결정된 영역 내에서의 상기 이동 차량의 탐지는 또한 상기 센서(S)로부터 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 의해 차량 탐지 신호를 수신하는 것에 응답하여 이루어지는 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제7항에 있어서,
단계 C 및 단계 D 사이의 시간 동안 상기 WPAN 네트워크의 WPAN 노드 기기는 상기 차량에 의해 사용될 또는 사용자에게 제공될 정보를 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)에게 송신하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제11항에 있어서,
상기 WPAN 노드 기기는 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)를 통해 상기 정보를 송신하는 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)인 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제1항에 있어서,
상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)는, 상기 WPAN 네트워크를 이탈한 후에, 사용자 모바일 전화기 단말에 결합하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제11항 또는 제13항에 있어서,
상기 정보는 상기 사용자 모바일 전화기 단말로 포워딩되는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
제14항에 있어서,
상기 모바일 전화기 단말은 WPAN 노드 기기를 포함하며 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)로부터 WPAN 연결을 통해 상기 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 방법.
기결정된 영역 내에서 이동 차량을 탐지하는 시스템에 있어서,
- 제1 영역(A1)을 커버하고 WPAN 네트워크에 속하는 제1 WPAN 노드 기기(N1),
- 상기 기결정된 영역에 대응되는 제2 영역(A2)을 커버하고 상기 WPAN 네트워크에 속하는 제2 WPAN 노드 기기(N2),
- 제3 영역(A3)을 커버하고 상기 WPAN 네트워크에 속하는 제3 WPAN 노드 기기(N3), 및
- 이동 차량에 의해 구비된 차량 WPAN 노드 기기(VN)를 포함하고,
상기 제1 영역(A1)과 상기 제2 영역(A2)과 상기 제3 영역(A3)은 그 크기가 조절되어 탐지될 차량이 상기 제3 영역(A3)에 진입하기 전에 그리고 상기 제2 영역(A2)에 진입하기 전에 상기 제1 영역(A1)에 진입하도록 되는 위치에 배치되며,
상기 WPAN 노드 기기들은
- 상기 차량이 상기 제1 영역(A1)에 진입할 때 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)가 상기 제1 WPAN 노드 기기(N1)를 통해 상기 WPAN 네트워크를 발견하고 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)를 통해 상기 WPAN 네트워크에 합류할 준비를 하고,
- 상기 차량이 상기 제3 영역(A3)에 진입할 때 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)가 상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)를 통해 상기 WPAN 네트워크에 합류하고,
- 상기 차량이 상기 제2 영역(A2)에 진입할 때 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)가 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에게 정보를 송신하도록 구성되어,
이로써, 상기 기결정된 영역 내에서의 상기 이동 차량의 탐지는 적어도 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 의한 상기 정보의 수신에 응답하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제1 영역(A1) 및 상기 제2 영역(A2)은 그 크기가 조절되어 탐지될 차량이 상기 제2 영역(A2)에 진입하기 전에 상기 제1 영역(A1)에 진입하도록 되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제2 영역(A2) 및 상기 제3 영역(A3)은 그 크기가 조절되어 탐지될 차량이 상기 제3 영역(A3)을 벗어나기 전에 상기 제2 영역(A2)을 벗어나도록 되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 시스템.
제16항에 있어서,
상기 WPAN 노드 기기들(N1, N2, N3, VN)은 지그비 노드 기기들인 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제2 영역(A2) 내에서 차량을 탐지하도록 배치되고 구성되며 그리고 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 차량 탐지 신호를 송신하기 위해 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 연결되는 적어도 하나의 센서(S)를 더 포함하는 이동 차량 탐지 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제3 WPAN 노드 기기(N3)는 상기 제1 WPAN 노드 기기(N1) 및 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2) 양자 모두에 의해 커버되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 시스템.
제16항에 있어서,
상기 이동 차량 탐지 시스템은 WPAN 노드 기기가 구비된 사용자 모바일 전화기 단말을 더 포함하고, 상기 차량 WPAN 노드 기기(VN)는, 상기 WPAN 네트워크를 이탈한 후에, 상기 제2 WPAN 노드 기기(N2)에 의해 수신된 정보를 통신하기 위해 상기 사용자 모바일 전화기 단말에 결합하는 것을 특징으로 하는 이동 차량 탐지 시스템.