KR101513658B1 - 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법 및 이를 위한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 - Google Patents

무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법 및 이를 위한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용하여 스마트 단말의 지리적 위치를 정확하게 결정하고 이를 통해 긴급구조 서비스를 효율적으로 제공하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 긴급 상황에서 종래로부터 사용되던 이동통신 네트워크 뿐만 아니라 GPS 시스템은 물론 스마트 단말의 근처에 설치되어 있는 무선랜(Wi-Fi) 액세스포인트를 이용하여 특히 도심과 같은 밀집지역에서 스마트 단말의 위치를 정밀하게 파악함으로써 긴급구조를 신속하고 효과적으로 제공할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명에 따르면 도심과 같은 인구밀집지역에서 특히 GPS 신호를 수신하기 곤란한 실내 또는 지하 등에서도 스마트 단말의 위치를 최대한 정밀하게 파악하여 긴급구조 서비스를 신속하게 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한 스마트 단말의 지리적 위치를 결정함에 있어서 스마트 단말의 배터리 소모량을 줄일 수 있어 긴급구조가 이루어질 때까지 스마트 단말을 통한 통신이 유지될 수 있으며, 스마트 단말의 프로세싱 부하를 줄일 수 있어 저가형 스마트폰에서도 아무런 문제없이 구현이 가능한 방식이라는 장점이 있다.

Description

무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법 및 이를 위한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체{EMERGENCY RESCUE METHOD BASED ON SMART TERMINAL LOCATION DETECTION USING WI-FI ACCESSPOINT SCANNING, AND COMPUTER-READABLE RECORD MEDIUM FOR THE SAME}
본 발명은 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용하여 스마트 단말의 지리적 위치를 정확하게 결정하고 이를 통해 긴급구조 서비스를 효율적으로 제공하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 긴급 상황에서 종래로부터 사용되던 이동통신 네트워크 뿐만 아니라 GPS 시스템은 물론 스마트 단말의 근처에 설치되어 있는 무선랜(Wi-Fi) 액세스포인트를 이용하여 특히 도심과 같은 밀집지역에서 스마트 단말의 위치를 정밀하게 파악함으로써 긴급구조를 신속하고 효과적으로 제공할 수 있는 기술을 제공한다.
스마트 단말은 이동통신 시스템에서 작동하기 위해서 기지국들과 주기적으로 페이징 신호를 교환한다. 이를 통해 이동통신 시스템에서는 스마트 단말과 통신을 수행하는 기지국의 위치를 통해 스마트 단말의 위치를 개략적으로나마 파악할 수 있다. 이러한 위치 정보의 파악은 기본적으로 스마트 단말로 페이징 신호를 제공하기 위한 것으로서 개략적인 위치만을 알 수 있을 뿐 스마트 단말의 정확한 위치를 알 수는 없다.
한편, 미국 등의 선진국에서는 재난 또는 사고 등으로 인한 긴급 상황에서 스마트 단말의 위치 결정을 위한 프로그램의 탑재가 필수로 되어 있으나 국내에서는 아직 법적으로는 이러한 근거를 마련하지 못하고 있는 실정이다. 하지만, 재난 또는 사고 등으로 인한 긴급 상황에서 스마트 단말의 위치를 파악하기 위한 기술이 필요하다는 점에서는 재론의 여지가 없을 것이다. 이에 따라 국내에서도 다양한 방법을 이용하여 긴급 상황에서 스마트 단말의 위치를 결정하기 위한 방법들이 다수 개발되고 있다.
하지만, 도심과 같은 지역에서는 이동통신 시스템에서 제공하는 정보만으로는 스마트 단말의 위치를 정확히 파악하기가 곤란하다. 일반적으로는 스마트 단말에 GPS 수신기를 탑재한 경우에 가장 정확하게 위치를 파악할 수 있는데, 도심에서는 GPS 신호를 수신하는데 상당한 어려움이 있고 특히 실내나 지하공간에서는 GPS 신호를 수신하지 못한다.
특히 이러한 문제점은 긴급구조 서비스에서 중요하게 나타난다. 일반적으로는 긴급구조를 요청하는 측에서 그 구조요청 지점을 일단 개략적으로 설명하고 그 정확한 위치는 구조대가 출동하면서 스마트 단말의 GPS 위치를 추적하여 확정할 수 있다. 하지만, 실내나 지하공간과 같이 GPS 신호 수신에 어려움이 있는 지역에서 긴급구조 서비스가 요청되는 경우에는 종래에는 스마트 단말의 위치를 기술적으로 검출하는 데에 어려움이 있었기에 긴급구조가 효율적으로 제공되지 못하였다. 그에 따라 이를 해소할 수 있는 기술이 요구된다.
[관련기술문헌]
1. 긴급호출 장치와 이를 이용한 긴급구조 서비스 장치 및 긴급구조 서비스 방법(특허출원 제10-2001-0032434호)
2. 긴급구조 서비스 제공 방법과 그를 위한 시스템 및 전자기기(특허출원 제10-2009-0121958호)
3. 모바일 디바이스의 위치를 추정하기 위해 Wi-Fi 위치 정보를 모바일 디바이스에 제공하는 방법 및 시스템(특허출원 제10-2010-7016391)
본 발명의 목적은 GPS 신호의 수신이 곤란한 실내나 지하공간으로부터 긴급구조 요청이 있는 경우에도 구조요청자가 소지한 스마트 단말의 위치를 정확하게 파악할 수 있어 특히 도심과 같은 밀집지역에서 긴급구조 서비스를 신속하고 효과적으로 제공할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 긴급구조 기관과 연계된 국가기관이 위치결정 서버를 운영하고 이러한 위치결정 서버에서 각종의 정보를 취합하여 이용함으로써 스마트 단말의 위치 파악에 사용되는 각종 정보를 안전하게 관리할 수 있고 긴급구조 시스템의 신뢰를 높일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 긴급구조 요청자의 지리적 위치를 결정함에 있어서 스마트 단말의 배터리 소모량을 줄일 수 있어 긴급구조가 이루어질 때까지 긴급구조 요청자와의 통신이 유지될 수 있으며, 스마트 단말의 프로세싱 부하를 줄일 수 있어 저가형 스마트폰에서도 아무런 문제없이 구현이 가능하도록 구성된 기술을 제공하는 것이다.
이상과 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법으로서, 국가기관 단말이 긴급구조 요청자의 스마트 단말로 위치검색 요구신호를 송신하는 단계; 스마트 단말이 무선랜 수신기를 구동시켜 근방의 액세스포인트를 스캐닝하는 단계; 스마트 단말이 스캐닝을 통해 획득된 액세스포인트들의 식별정보 및 신호세기 정보에 기초하여 보고정보를 생성하는 단계; 위치결정 서버가 보고정보를 획득하는 단계; 위치결정 서버가 보고정보에 포함된 액세스포인트들의 식별정보를 데이터베이스에 조회하여 스마트 단말에 의해 스캐닝된 액세스포인트들의 지리적 위치를 획득하는 단계; 위치결정 서버가 액세스포인트들의 지리적 위치 및 보고정보에 포함된 신호세기 정보에 기초하여 스마트 단말의 지리적 위치를 계산하는 단계; 위치결정 서버가 그 계산된 스마트 단말의 지리적 위치를 국가기관 단말로 제공하는 단계; 국가기관 단말이 그 제공된 지리적 위치정보를 긴급구조에 제공하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법에서 위치결정 서버는 다음의 수학식에 의해 스마트 단말의 지리적 위치를 획득할 수 있다. 이때 위치결정 서버는 스마트 단말의 위치를 계산함에 있어서 미리 결정된 임계값 이하의 수신신호 세기를 갖는 값들은 제거한 후에 수학식을 계산하는 것이 바람직하다.
Figure 112012108712310-pat00001
여기서, Wsum은 스마트 단말에서 수신된 신호 세기의 총합;
Wi와 (xi, yi, zi)는 i번째 액세스포인트에 대한 신호 세기 및 위치정보;
(x, y, z)는 스마트 단말의 지리적 위치.
또한, 본 발명에서 스마트 단말은 보고정보를 국가기관 단말로 제공하고, 국가기관 단말은 보고정보를 위치결정 서버로 제공하며, 액세스포인트의 식별정보는 액세스포인트의 맥 주소, 베이직 서비스셋 식별자(BSSID), 서비스셋 식별자(SSID)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 스마트 단말은 위치검색 요구신호를 수신하면 위성신호 수신기를 구동시켜 수신한 GPS 위성신호를 더 포함하여 보고정보를 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법은, 스마트 단말은 액세스포인트의 스캐닝을 완료하면 위치검색 요구신호 수신 전 무선랜 수신기가 꺼진 상태였는지를 검사하여 꺼진 상태인 경우라면 무선랜 수신기를 끄는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는, 국가기관 단말이 긴급구조 요청자의 스마트 단말로 위치검색 요구신호를 송신하는 단계; 스마트 단말이 무선랜 수신기를 구동시켜 근방의 액세스포인트를 스캐닝하는 단계; 스마트 단말이 스캐닝을 통해 획득된 액세스포인트들의 식별정보 및 신호세기 정보에 기초하여 보고정보를 생성하는 단계; 위치결정 서버가 보고정보를 획득하는 단계; 위치결정 서버가 보고정보에 포함된 액세스포인트들의 식별정보를 데이터베이스에 조회하여 스마트 단말에 의해 스캐닝된 액세스포인트들의 지리적 위치를 획득하는 단계; 위치결정 서버가 액세스포인트들의 지리적 위치 및 보고정보에 포함된 신호세기 정보에 기초하여 스마트 단말의 지리적 위치를 계산하는 단계; 위치결정 서버가 그 계산된 스마트 단말의 지리적 위치를 국가기관 단말로 제공하는 단계; 국가기관 단말이 그 제공된 지리적 위치정보를 긴급구조에 제공하는 단계;를 수행하는 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 것이다.
본 발명에 따르면 도심과 같은 인구밀집지역에서 특히 GPS 신호를 수신하기 곤란한 실내 또는 지하 등에서도 스마트 단말의 위치를 최대한 정밀하게 파악하여 긴급구조 서비스를 신속하게 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한 스마트 단말의 지리적 위치를 결정함에 있어서 스마트 단말의 배터리 소모량을 줄일 수 있어 긴급구조가 이루어질 때까지 스마트 단말을 통한 통신이 유지될 수 있으며, 스마트 단말의 프로세싱 부하를 줄일 수 있어 저가형 스마트폰에서도 아무런 문제없이 구현이 가능한 방식이라는 장점이 있다.
[도 1]은 본 발명에 따라 스마트 단말의 위치를 결정하여 긴급구조 서비스를 제공하기 위한 전체 시스템의 개략적인 개념도.
[도 2]는 본 발명에 따라 지리적 위치결정을 수행할 수 있는 스마트 단말의 내부 기능 블록 구성도.
[도 3]은 본 발명에 따라 스마트 단말이 전송한 보고정보를 이용하여 스마트 단말의 위치를 결정하고 긴급구조를 위해 스마트 단말의 위치정보를 제공하는 위치결정 서버의 내부 블록 구성도.
[도 4]는 본 발명에 따라 긴급구조를 위해 스마트 단말의 위치 결정을 위한 네트워크에서 위치 결정시의 신호 순서도.
[도 5]는 본 발명에 따라 긴급구조를 위해 스마트 단말이 위치검색 요구신호를 수신한 경우의 처리 순서도.
[도 6]은 본 발명에 따라 위치결정 서버에서 스마트 단말이 제공한 보고신호를 수신함에 따라 스마트 단말의 위치를 결정하고 긴급구조에 활용하도록 당해 결과를 국가기관에 보고하는 과정의 제어 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보기로 한다. 이하에 첨부된 본 발명의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다. 본 발명에 첨부된 도면에 대한 부가적인 실시예에 대한 균등 또는 확장은 도면을 참조한 설명을 통해 이해되어야 할 것이다.
[도 1]은 본 발명에 따라 스마트 단말(100)의 위치를 결정하여 긴급구조 서비스를 제공하기 위한 전체 시스템의 개략적인 개념도이다.
도면에서 참조부호 10은 경찰청이나 소방서 등과 같은 국가기관이 운영하는 단말장치로서 긴급구조 요청시에 스마트 단말(100)의 위치 파악이 필요한 경우 그 위치를 문의하는 위치조회 단말이다.
국가기관(10)이 이동통신사(20)로 스마트 단말(100)의 위치 파악을 요구하면 이동통신 시스템(20)에서는 자신의 네트워크를 통해 위치검색 요구신호를 생성하여 스마트 단말(100)로 전송한다. 따라서 이동통신 시스템(20)과 스마트 단말(100)간은 이동통신 시스템(20)의 네트워크를 통해 미리 설정된 통신 규약에 따라 위치검색 요구신호를 송신한다.
스마트 단말(100)은 이동통신 네트워크와 통신할 수 있으며, GPS 신호를 수신할 수도 있고 본 발명에 따라 무선랜(Wi-Fi) 네트워크와 통신이 가능한 단말이다. 스마트 단말(100)은 GPS 위성신호를 수신하지 못하는 단말이라도 무방하나 무선랜 네트워크와는 통신이 가능하다.
스마트 단말(100)은 위치검색 요구신호를 수신하면, GPS를 이용하여 자신의 위치를 검색하는 것과는 별도로 인근에 위치한 무선랜(Wi-Fi)의 액세스포인트(31, 32, 33, 34)를 스캐닝한다. [도 1]에서는 스마트 단말(100)의 근처(30)에 4개의 액세스포인트(31, 32, 33, 34)가 존재하는 것으로 가정하였다. 도심에서는 일반적으로 더많은 액세스포인트가 존재한다. 스마트 단말(100)은 액세스포인트(31, 32, 33, 34)의 브로드캐스팅 신호를 수신하고, 이들을 취합하여 보고정보를 생성한 후 이동통신 시스템(20)으로 제공한다.
그러면 이동통신 시스템(20)은 그 수신된 보고정보를 국가기관(10)으로 제공하며 국가기관(10)에서 보고정보를 위치결정 서버(200)로 제공한다. 구성 예에 따라서는 이동통신 시스템(20)이 보고정보를 위치결정 서버(200)로 바로 제공할 수도 있다. [도 1]에서 이동통신 시스템(20)과 위치결정 서버(200) 간의 점선 연결은 국가기관(10)에서 위치결정 서버(200)로 정보를 제공할 것을 미리 요구한 경우를 의미한다. 이때, 이동통신 시스템(20)과 위치결정 서버(200)간은 보안이 이루어진 네트워크를 이용하는 것이 바람직하다.
위치결정 서버(200)는 각 이동통신사들에서 무료로 제공하는 액세스포인트(예: NESPOT, olleh wifi, T wifi)의 위치에 대한 데이터베이스와 인터넷 통신을 관장하는 다른 국가기관 예를 들어 인터넷 진흥원 등에서 보유하는 액세스포인트들의 위치 정보를 데이터베이스로 가지고 있거나 구글 등을 통해 조회 가능하다. 이러한 정보는 데이터베이스에 들어있는 것으로 가정한다. 따라서 위치결정 서버(200)는 스마트 단말(100)로부터 수신된 보고정보와 데이터베이스를 근거로 하여 스마트 단말(100)의 위치를 계산하여 결정한다.
위치결정 서버(200)가 보고정보에 기초하여 스마트 단말(100)의 지리적 위치를 결정하여 국가기관(10)으로 제공하면 이에 기초하여 긴급구조 요청자를 추적하여 긴급구조 서비스를 제공하게 된다.
[도 2]는 본 발명에 따른 지리적 위치결정 기술을 적용하기에 적합한 스마트 단말(100)의 내부 블록 구성도이다. [도 2]를 참조하면 스마트 단말(100)은 무선처리부(110), 모뎀부(120), 단말제어부(130), 메모리부(140), 화면표시부(150), 터치입력부(160)를 포함한다.
먼저 무선처리부(110)에는 이동통신사와 통신을 위한 제 1 안테나(ANT1)와 제 1 무선부(111)를 포함한다. 또한 무선랜 네트워크와 통신을 위한 제 2 안테나(ANT2)와 제 2 무선부(112)를 포함한다. 인공위성의 신호(GPS 신호)를 수신하기 위한 제 3 안테나(ANT3)와 제 3 무선부(113)는 필요에 따라 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 GPS 신호를 수신할 수 있는 단말인 경우로 가정하여 설명한다.
제 1 무선부(111), 제 2 무선부(112), 제 3 무선부(113)는 신호 송신 시 송신할 데이터를 대역상승 변환하여 해당하는 안테나를 통해 송출하며, 해당 안테나로부터 수신된 신호를 대역하강 변환하여 모뎀부(120)로 제공한다. 또한 제 1 무선부(111), 제 2 무선부(112), 제 3 무선부(113)는 가능한 범위 내에서 회로를 공유하여 구성되는 것이 바람직하다.
모뎀부(120)는 무선처리부(110)로부터 수신된 신호를 복조 및 복호하고, 음성 신호인 경우 스피커(SPK)로 출력하며, 그 외의 신호는 단말제어부(130)로 제공한다. 또한 마이크(MIC)로부터 수신된 전기적 음성 신호를 부호화 및 변조하여 무선처리부(110)로 제공하며, 단말제어부(130)로부터 송신이 요청된 데이터를 부호화 및 변조하여 무선처리부(110)로 제공한다.
단말제어부(130)는 스마트 단말(100)이 통신하기 위한 전반적인 동작과 사용자에게 편의를 제공하기 위한 각종 동작의 제어를 수행하며, 특히 본 발명에 따라 스마트 단말(100)의 위치 검색 요구가 존재할 시 이에 대응하는 제어를 수행한다. 위치 검색 요구가 존재할 시 제어 동작에 대하여는 후술되는 제어 순서도를 참조하여 더 상세히 살펴보기로 한다.
메모리부(140)는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시메모리, 확장카드 메모리, 하드디스크, 웹디스크, 클라우드 디스크 등으로 구성할 수 있으며, 단말제어부(130)에서 필요로 하는 제어 데이터의 저장영역과 제어시 발생되는 데이터를 임시로 저장하기 위한 영역, 사용자의 편의를 위한 저장영역 및 본 발명에 따른 제어 데이터를 저장하기 위한 영역을 갖는다.
화면표시부(150)는 액정표시판넬(LCD)이나 LED 등으로 구성할 수 있으며, 스마트 단말(100)의 상태 표시 및 동작 과정을 시각적으로 표시한다.
터치입력부(160)는 사용자가 스마트 단말(100)을 제어하기 위한 명령을 입력하기 위한 장치로서 사용자의 터치(손을 판넬에 대는 동작), 드래그(손을 판넬에 대고 이동하는 동작) 및 터치 업(손을 떼는 동작) 정보 등을 검출하여 단말제어부(130)로 제공한다.
[도 3]은 본 발명에 따라 스마트 단말(100)이 제공한 보고정보를 이용하여 스마트 단말(100)의 지리적 위치를 결정하고 긴급구조를 위해 스마트 단말(100)의 위치정보를 제공하는 위치결정 서버(200)의 내부 블록 구성도이다. [도 3]을 참조하면 위치결정 서버(200)는 네트워크 인터페이스(201), 모뎀(202), 서버제어부(203), 운용메모리(204), 데이터베이스(210)를 포함하여 이루어진다. [도 2]의 내부 블록 구성은 위치결정 서버(200)의 최소한의 기능적 구성으로서 다른 구성요소를 추가로 구비할 수 있다.
네트워크 인터페이스(201)는 위치결정 서버(200)와 다른 서버간 소정의 네트워크를 통해 송수신되는 데이터를 인터페이스한다. 즉, 송신할 데이터를 네트워크로 송신하기 위한 형식으로 변환하고, 네트워크로부터 수신되는 데이터를 내부에서 처리 가능한 형태로 변환하는 동작을 수행한다.
모뎀(202)은 외부로 송신할 데이터를 부호화하여 네트워크 인터페이스(201)로 제공하고, 네트워크 인터페이스(201)로부터 수신한 데이터를 복호하여 서버제어부(203)로 제공한다.
서버제어부(203)는 위치결정 서버(200)에서 스마트 단말(100)의 위치 결정을 위한 핵심 프로세스를 수행한다. 즉, 서버제어부(203)는 스마트 단말(100)에서 생성된 보고정보와 이동통신 시스템(20)로부터 제공된 위치 결정을 위한 위치결정 부가정보를 수신한다. 그리고 서버제어부(203)는 데이터베이스(210)에 저장된 액세스포인트들과 기지국들의 위치 정보를 바탕으로 위 수신된 보고정보 및 위치 결정을 위한 부가정보를 이용하여 위치를 계산함으로써 스마트 단말(100)의 지리적 위치를 결정한다. 그리고 이렇게 획득된 스마트 단말(100)의 위치정보를 긴급구조 서비스를 위해 국가기관(10)으로 제공한다.
운용메모리(204)는 서버제어부(203)에서 위치 결정 프로세싱을 수행하기 위한 제어 데이터와 이들 제어 시에 발생되는 데이터를 임시로 저장하는 메모리 공간으로서 롬(ROM), 램(RAM), 플래시메모리, 하드디스크, 확장카드 메모리, 웹디스크, 클라우드 디스크 등으로 구성할 수도 있다.
데이터베이스(210)는 각 이동통신사들에서 제공하는 액세스포인트들의 위치에 대한 데이터, 기지국들의 위치 정보 및 인터넷 통신을 관장하는 다른 국가기관 예를 들어 인터넷 진흥원 등에서 보유하고 있는 액세스포인트들의 위치 정보를 저장하는 메모리 또는 메모리를 관리하는 서버이다. 서버제어부(203)로부터 요구에 의거하여 스마트 단말(100)로부터 수신된 보고정보에 포함된 액세스포인트들의 위치와 이동통신 시스템(20)으로부터 수신된 위치결정 부가정보에 포함된 기지국들의 위치 데이터 즉, 고도와 좌표를 제공한다.
[도 4]는 본 발명에 따라 긴급구조를 위해 스마트 단말(100)의 위치 결정을 위한 네트워크에서 위치 결정시의 신호 순서도이다. 전술한 바와 같이 본 실시예는 스마트 단말(100)의 위치를 문의하는 주체인 국가기관(10)이 긴급구조 요청을 받아 그 요청자의 위치를 파악하기 위해 이동통신사로 스마트 단말(100)의 위치 결정을 요구한 것으로 가정한다(S400).
그러면 이동통신 시스템(20)은 S402 단계에서 스마트 단말(100)이 위치 검출을 위한 동작을 수행할 것을 지시하기 위한 위치검색 요구신호를 생성하여 지리적 위치 파악 대상인 스마트 단말(100)로 전송한다. 이때, 이동통신 시스템(20)에서 스마트 단말(100)로 전송되는 위치검색 요구신호는 미리 설정된 통신 규약에 따라 전송될 수 있다.
스마트 단말(100)은 위치검색 요구신호를 수신하면, S404 단계에서 위치 검색을 수행하기 위한 프로그램을 활성화시키고, S406 단계에서 스마트 단말(100)에 인접한 영역에서 브로드캐스팅하고 있는 액세스포인트들의 정보를 수신한다. 이후 스마트 단말(100)은 S408 단계에서 각 액세스포인트로부터 수신된 브로드캐스팅 정보와 그 신호의 세기 등에 기초하여 보고정보를 생성한 후 S410 단계에서 그 생성된 보고정보를 이동통신 시스템(20)으로 제공한다. 이때, 스마트 단말(100)이 이동통신 시스템(20)으로 전송하는 보고정보 또한 미리 설정된 통신 규약에 따라 전송될 수 있다.
그러면 이동통신 시스템(20)은 S412 단계에서 이동통신 시스템(20)에서 미리 획득한 스마트 단말(100)의 위치를 결정하기 위한 위치결정 부가정보와 스마트 단말(100)로부터 수신된 보고정보를 취합하고, S414 단계에서 취합된 정보를 위치결정 서버(200)로 제공한다. [도 4]에서는 국가기관(10)에서 획득된 정보를 미리 위치결정 서버(200)로 전달할 것을 요구한 경우로 가정하였다.
위치결정 서버(200)는 취합된 정보를 수신하면, S416 단계에서 취합된 정보와 액세스포인트들과 기지국들의 좌표 및 고도 정보를 이용하여 스마트 단말(100)의 위치를 계산하여 결정한다.
그리고 나서, 위치결정 서버(200)는 이러한 과정을 통해 획득된 스마트 단말(100)의 지리적 위치정보를 국가기관(10)으로 제공하며, 이를 통해 국가기관(10)이 스마트 단말(100)의 소유자에 대한 긴급구소 서비스가 신속하고 정확하게 이루어질 수 있도록 보조한다.
[도 5]는 본 발명에 따라 긴급구조를 위해 스마트 단말(100)이 위치검색 요구신호를 수신한 경우의 처리 순서도로서, 이러한 프로세스를 수행할 수 있도록 스마트 단말(100)에는 특정 프로그램이 설치된다. 긴급구조 서비스의 목적상 스마트 단말(100)은 긴급구조 요청자가 소지한 것으로 가정하며, 국가기관(10)에서는 스마트 단말(100)의 정확한 위치를 확보함으로써 긴급구조를 위해 출동한 인력이 효과적으로 접근할 수 있도록 정보를 제공한다.
단말제어부(130)는 S500 단계에서 대기상태를 유지한다. 여기서 대기상태란 스마트 단말(100)에 호의 착/발신 이벤트 또는 사용자에 의해 특정한 요구가 존재하는가를 검사하며, 본 발명에 따른 위치검색 요구신호가 수신되는가를 검사하는 등의 이벤트를 대기하는 상태를 의미한다.
단말제어부(130)는 S500 단계의 대기상태에서 특정 이벤트가 발생하면, S502 단계로 진행하여 발생한 이벤트가 위치 검색 요구인가를 검사한다. S502 단계의 검사결과 위치 검색 요구인 경우 S506 단계로 진행하고 그렇지 않은 경우 S504 단계로 진행하여 해당 기능을 수행하고 루틴을 종료한다.
위치검색 요구신호에 대응하여 동작하기 위한 프로그램은 스마트 단말(100)이 스마트폰인 경우 해당 프로그램을 통해 푸시(Push) 서비스로 구현할 수 있다. 만일 스마트 단말(100)이 푸시 서비스가 불가능한 스마트 단말(100)인 경우에는 해당하는 프로그램이 백그라운드에서 계속 대기하면서 위치검색 요구신호의 수신을 항시 대기하도록 구성할 수 있다.
위치검색 요구신호가 수신되어 위치 검색이 필요한 경우 단말제어부(130)는 S506 단계에서 무선랜와 위성신호 수신기가 활성화 상태인가를 검사한다. S506 단계의 검사결과 무선랜와 위성신호 수신기가 활성화 상태인 경우 S510 단계로 바로 진행하며, 그렇지 않은 경우 단말제어부(130)는 S508 단계에서 무선랜 신호를 수신하기 위한 모듈 즉, 제 2 무선부(112)와 GPS 위성신호를 수신하기 위한 제 3 무선부(113)를 활성화시킨 후 S510 단계로 진행한다.
단말제어부(130)는 S510 단계에서 GPS 위성신호가 수신되는 경우에 해당 GPS 위성신호를 수신하여 수신된 위성신호의 도래각 등 위치 결정에 필요한 정보를 생성한다. 만일 GPS 위성신호가 수신되지 않거나 다수의 GPS 위성들 중에서 하나 또는 둘만의 신호만 수신되거나 또는 GPS 위성신호가 너무 미약한 경우 제 3 무선부(113)로부터 수신된 신호를 무시할 수도 있다.
또한 본 발명에 따라 단말제어부(130)는 S510 단계에서 스마트 단말(100)의 인근 영역(30)에 위치한 액세스포인트들(31, 32, 33, 34)을 스캐닝한다. 여기서 액세스포인트들(31, 32, 33, 34)을 스캐닝한다는 것은 개별 액세스포인트로부터 수신된 신호의 세기와 개별 액세스포인트의 맥 주소(MAC Address), 베이직 서비스셋 식별자(Basic Service Set Identifier, BSSID), 서비스셋 식별자(SSID) 등을 검출하는 것을 의미한다.
이처럼 S510 단계에서 액세스포인트들을 스캐닝하여 식별정보와 신호세기 정보를 생성한 후에 단말제어부(130)는 그 생성된 정보를 취합하여 보고정보를 생성한다. 이때, 위성으로부터 수신된 GPS 신호가 존재하는 경우 이를 함께 취합하여 보고정보를 생성하는 것이 바람직하다. 단말제어부(130)는 S512 단계에서 보고정보를 이동통신 시스템(20)으로 송신한다.
이처럼 S508 단계 내지 S512 단계를 수행할 때 이를 화면표시부(150)에 표시할 수도 있고 표시하지 않을 수도 있다.
S512 단계에서 보고정보를 송신하고 나서, 단말제어부(130)는 S514 단계로 진행하여 위치검색 신호를 수신함에 따라 앞서의 과정에서 제 2 및 제 3 무선부(112, 113)의 활성화 상태가 변경되었는가를 검사한다. 즉, 위치검색 신호 수신 전에 제 2 및 제 3 무선부(112, 113)가 비활성화 상태였다가 활성화 상태로 변경되었는가를 검사하는 것이다.
S514 단계의 검사결과 비활성화 상태였던 무선부가 존재하면 S516 단계로 진행하고 그렇지 않으면 해당 루틴을 종료한다.
S516 단계로 진행하면, 단말제어부(130)는 위치검색 신호를 수신하기 전의 상태로 무선부를 복귀시킨다. 예를 들어 위치검색 신호를 수신하기 전의 상태가 제 2 무선부(112)와 제 3 무선부(113)가 모두 비활성화 상태였거나 제 2 무선부(112) 또는 제 3 무선부(113) 중 하나가 비활성화 상태였던 경우 위치검색 신호를 수신하기 전의 상태와 동일한 상태로 변경하는 것이다. 이를 통해 스마트 단말(100)의 배터리 소모량을 줄일 수 있다.
한편, 배터리 소모량 감소와 관련하여 본 발명에서는 스마트 단말(100)의 지리적 위치 검출과 관련된 대부분의 처리 프로세스를 스마트 단말(100)에서 처리하지 않고 외부의 위치결정 서버(200)에서 수행한다. 그에 따라, 스마트 단말(100)은 별달리 프로세싱 부하가 발생하지 않으며, 이로 인해 배터리 소모량이 대폭 감소하게 된다.
또한, 이상에서 설명한 과정에서 위치검색 신호의 수신 및 보고에 따른 비용이 발생하는 경우 또는 무선랜 네트워크의 액세스포인트들을 스캐닝하는데 비용이 소요되는 경우에는 통신사에서 미리 규정한 약정에 따라 사용자가 비용을 부담할 수도 있다.
[도 6]은 본 발명에 따라 위치결정 서버(200)에서 이동통신 시스템을 경유하여 스마트 단말(100)이 제공한 보고신호를 수신함에 따라 스마트 단말(100)의 지리적 위치를 결정하고 긴급구조에 활용하도록 당해 위치결정 결과를 국가기관(10)에 보고하는 과정의 제어 순서도이다.
서버제어부(203)는 S600 단계에서 위치결정 요청 대기상태를 유지한다. 여기서 대기상태란 위치 결정 요청이 수신되는가 또는 네트워크로부터 특정한 데이터가 수신되는가 또는 데이터베이스의 갱신이 요구되는가 등의 이벤트가 존재하는가를 검사하며 대기하는 상태를 의미한다.
서버제어부(203)는 S600 단계에서 특정 이벤트가 발생하면 S602 단계로 진행하여 특정 스마트 단말(100)에 대한 위치결정 요청을 수신한다. 이는 해당 스마트 단말(100)의 소지자로부터 국가기관(10)에 긴급구조가 요청되었으며, 그에 따라 국가기관(10)에서 당해 스마트 단말(100)에 대한 지리적 위치를 정확하게 식별해줄 것을 위치결정 서버(200)로 요청한 것이다.
서버제어부(203)는 S604 단계에서 스마트 단말(100)에서 획득되어 이동통신 시스템(20)으로부터 제공된 보고정보와 이동통신 시스템(20)에서 자체적으로 획득한 위치결정 부가정보를 수신한다.
이후 서버제어부(203)는 S606 단계로 진행하여 데이터베이스(210)에서 보고정보에 포함된 액세스포인트들과 기지국의 위치를 획득한다. 액세스포인트들의 식별정보는 보고정보에 포함된 맥 주소, BSSID, SSID 등을 이용하여 액세스포인트들을 식별할 수 있다. 또한 액세스포인트들 및 기지국의 위치는 위도 및 경도에 따른 좌표와 고도 정보를 의미한다.
이처럼 위치 정보를 획득한 후 서버제어부(203)는 S608 단계에서 획득된 액세스포인트들 및 기지국의 위치 정보와 신호세기 정보를 이용하여 스마트 단말(100)의 위치를 계산한다. 위치 결정은 셋 이상의 액세스포인트들과 하나 이상의 기지국의 좌표 및 신호 세기(Received Singnal Strength Indication, RSSI)를 이용하여 결정할 수 있다.
다수의 액세스포인트 및 기지국의 좌표와 각각의 수신신호 세기를 이용하여 위치를 결정하기 위한 수학적으로 가장 간단한 방법은 평균값을 계산하는 방법이다. 하지만, 특정한 액세스포인트 또는 기지국에 또는 둘 이상의 액세스포인트에 또는 액세스포인트와 기지국에 가중치를 두고 평균값을 계산하는 방법을 사용할 수도 있다.
일반적인 평균값을 이용하여 스마트 단말(100)의 지리적 위치를 계산하는 방법을 간략히 예시하면, 아래와 같다. 먼저 스마트 단말(100)에서 획득하여 제공된 보고신호에 모두 N개의 액세스포인트가 존재한다고 가정한다. 이때, i 번째 액세스포인트의 신호의 세기가 Wi로 보고되었고 i 번째 액세스포인트의 좌표가 (xi, yi, zi)로 결정되었다고 가정한다.
이때, 스마트 단말(100)에서 수신된 신호의 세기의 총합인 Wsum은 하기 <수학식 1>과 같이 계산된다.
[수학식 1]
Figure 112012108712310-pat00002
따라서 이를 이용하여 스마트 단말(100)의 지리적 위치는 다음 <수학식 2>와 같이 계산된 값으로 결정할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112012108712310-pat00003
이때, 잘못된 정보가 포함되었을 수 있다. 따라서 평균을 구한 후 평균으로부터 미리 결정된 값 또는 미리 결정된 비율 이상의 거리를 갖는 즉, 먼 거리의 데이터는 제거한 후 계산할 수도 있다.
그리고 나서, 서버제어부(203)는 S610 단계로 진행하여 앞의 프로세스를 통해 계산된 스마트 단말(100)의 지리적 위치 정보를 위치결정 서버(200)에 포함된 모니터(미도시)로 표시하거나 모뎀(202) 및 네트워크 인터페이스(201)를 제어하여 국가기관(10)으로 전송한다. 그에 따라 국가기관(10)은 이렇게 제공된 스마트 단말(100)의 위치 정보에 기초하여 긴급구조 요청자를 추적하며 이를 통해 긴급구조 서비스를 신속하고 정확하게 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현하는 것이 가능하다. 이때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어웨이브(예: 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산된 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드, 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예가 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10 : 국가기관
20 : 이동통신 시스템
30 : 스마트 단말의 인접 영역
31, 32, 33, 34 : 액세스포인트
100 : 스마트 단말
200 : 위치결정 서버
110 : 무선처리부
111, 112, 113 : 무선부
MIC : 마이크
SPK : 스피커
120 : 모뎀부
130 : 단말제어부
140 : 메모리부
150 : 화면표시부
160 : 터치입력부
201 : 네트워크 인터페이스
202 : 모뎀
203 : 서버제어부
204 : 운용메모리
210 : 데이터베이스

Claims (13)

  1. 국가기관 단말이 긴급구조 요청자의 스마트 단말로 위치검색 요구신호를 송신하는 단계;
    상기 스마트 단말이 무선랜 수신기를 구동시켜 근방의 액세스포인트를 스캐닝하는 단계;
    상기 스마트 단말이 상기 스캐닝을 통해 획득된 액세스포인트들의 식별정보 및 신호세기 정보에 기초하여 보고정보를 생성하는 단계;
    위치결정 서버가 상기 보고정보를 획득하는 단계;
    상기 위치결정 서버가 상기 보고정보에 포함된 액세스포인트들의 식별정보를 데이터베이스에 조회하여 상기 스마트 단말에 의해 스캐닝된 액세스포인트들의 지리적 위치를 획득하는 단계;
    상기 위치결정 서버가 상기 액세스포인트들의 지리적 위치 및 상기 보고정보에 포함된 신호세기 정보에 기초하여 상기 스마트 단말의 지리적 위치를 하기의 <수학식 3>에 의해 계산하는 단계;
    [수학식 3]
    Figure 112014067937900-pat00012

    (여기서, Wsum은 스마트 단말에서 수신된 신호 세기의 총합; Wi와 (xi, yi, zi)는 i번째 액세스포인트에 대한 신호 세기 및 위치정보; (x, y, z)는 스마트 단말의 지리적 위치)
    상기 위치결정 서버가 상기 계산된 스마트 단말의 지리적 위치를 상기 국가기관 단말로 제공하는 단계;
    상기 국가기관 단말이 상기 제공된 지리적 위치정보를 긴급구조에 제공하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 단말과 상기 위치결정 서버 간의 통신은 보안 네트워크를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치결정 서버는 상기 스마트 단말의 위치를 계산할 때 미리 결정된 임계값 이하의 수신신호 세기를 갖는 값들은 제거한 후에 상기 <수학식 3>을 계산하는 것을 특징으로 하는 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 단말은 상기 보고정보를 상기 국가기관 단말로 제공하며,
    상기 국가기관 단말은 상기 보고정보를 상기 위치결정 서버로 제공하는 것을 특징으로 하는 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스마트 단말은 상기 액세스포인트의 스캐닝을 완료하면 상기 위치검색 요구신호 수신 전 무선랜 수신기가 꺼진 상태였는지를 검사하여 꺼진 상태인 경우라면 상기 무선랜 수신기를 끄는 단계;
    를 더 포함하여 구성되는 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 액세스포인트의 식별정보는 액세스포인트의 맥 주소, 베이직 서비스셋 식별자(BSSID), 서비스셋 식별자(SSID)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스마트 단말은 상기 위치검색 요구신호를 수신하면 위성신호 수신기를 구동시켜 GPS 위성신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 위성신호를 더 포함하여 상기 보고정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선랜 액세스포인트 스캐닝을 이용한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법.
  8. 국가기관 단말이 긴급구조 요청자의 스마트 단말로 위치검색 요구신호를 송신하는 단계;
    상기 스마트 단말이 무선랜 수신기를 구동시켜 근방의 액세스포인트를 스캐닝하는 단계;
    상기 스마트 단말이 상기 스캐닝을 통해 획득된 액세스포인트들의 식별정보 및 신호세기 정보에 기초하여 보고정보를 생성하는 단계;
    위치결정 서버가 상기 보고정보를 획득하는 단계;
    상기 위치결정 서버가 상기 보고정보에 포함된 액세스포인트들의 식별정보를 데이터베이스에 조회하여 상기 스마트 단말에 의해 스캐닝된 액세스포인트들의 지리적 위치를 획득하는 단계;
    상기 위치결정 서버가 상기 액세스포인트들의 지리적 위치 및 상기 보고정보에 포함된 신호세기 정보에 기초하여 상기 스마트 단말의 지리적 위치를 하기의 <수학식 4>에 의해 계산하는 단계;
    [수학식 4]
    Figure 112014067937900-pat00013

    (여기서, Wsum은 스마트 단말에서 수신된 신호 세기의 총합; Wi와 (xi, yi, zi)는 i번째 액세스포인트에 대한 신호 세기 및 위치정보; (x, y, z)는 스마트 단말의 지리적 위치)
    상기 위치결정 서버가 상기 계산된 스마트 단말의 지리적 위치를 상기 국가기관 단말로 제공하는 단계;
    상기 국가기관 단말이 상기 제공된 지리적 위치정보를 긴급구조에 제공하는 단계;
    를 컴퓨터에 실행시키기 위한 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스마트 단말과 상기 위치결정 서버 간의 통신은 보안 네트워크를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 위치결정 서버는 상기 스마트 단말의 위치를 계산할 때 미리 결정된 임계값 이하의 수신신호 세기를 갖는 값들은 제거한 후에 상기 <수학식 4>를 계산하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 스마트 단말은 상기 보고정보를 상기 국가기관 단말로 제공하며,
    상기 국가기관 단말은 상기 보고정보를 상기 위치결정 서버로 제공하며,
    상기 액세스포인트의 식별정보는 액세스포인트의 맥 주소, 베이직 서비스셋 식별자(BSSID), 서비스셋 식별자(SSID)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스마트 단말은 상기 액세스포인트의 스캐닝을 완료하면 상기 위치검색 요구신호 수신 전 무선랜 수신기가 꺼진 상태였는지를 검사하여 꺼진 상태인 경우라면 상기 무선랜 수신기를 끄는 단계;
    를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 스마트 단말은 상기 위치검색 요구신호를 수신하면 위성신호 수신기를 구동시켜 GPS 위성신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 위성신호를 더 포함하여 상기 보고정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
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