KR101556675B1 - 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법 - Google Patents

Abstract

1 이상의 통신단말을 이용하여, 상기 통신단말과 무선통신 가능하고 고유의 비콘ID가 부여되고 이동체와 함께 이동가능한 1 이상의 이동비콘의 위치를 산출하는 방법에 있어서, 미리 정해진 위치자료 취득주기마다 각 통신단말이 주변의 각 이동비콘과 통신연결되어, 각 통신단말을 중심으로 하는 각 이동비콘의 존재가능범위로 표현되는 시간별 비콘위치자료가 취득되어 각 통신단말에 보유되는 위치자료 취득단계와, 미리 정해진 송수신주기마다 각 통신단말이 서로 통신연결되어, 보유중인 시간별 비콘위치자료와 시간별 비콘위치정보 중 적어도 하나가 서로 송수신되는 송수신단계와, 미리 정해진 위치정보 산출주기마다 시간별 비콘위치자료에 대한 3점측위 처리를 통하여 시간별 비콘위치정보가 산출되어 각 통신단말에 보유되는 위치정보 산출단계와, 상기 각 단계가 반복되는 반복단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법{Position determining method of movable beacon using telecommunication terminal}

본 발명은, 통신단말을 이용한 이동비콘(beacon)의 위치산출방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 이동체에 부착된 비콘과 같이 그 위치가 시간에 따라 변동되는 이동식 비콘의 현위치나 이동궤적(변동이력)을, 통신단말을 이용하여 파악하여 산출하고 추적하는 방법에 관한 것이다.

전자파를 이용한 무선 식별기술이 주목되고 있다. 이 기술은, 통신가능 거리 내에서 통신을 행한다. 예컨대 NFC(Near Field Communicaion) 기술은, NFC리더와 NFC칩이 약 10cm 이내일 때 통신을 개시하고, 양방향 데이터 통신이 가능하다. 내장배터리에 의하여 통신가능 거리가 증가된 능동형 RFID(Radio Frequency IDentification)는, RFID테그와 RFID리더가 수 미터 이내(종류에 따라서는 최장 30미터 이내)일 때 통신을 개시하고, RFID태그에 대한 데이터 읽기 및 쓰기가 가능하다.

여기서, NFC리더는 고정기기이고 NFC칩은 휴대폰 등의 이동단말(이동체)에 설치되어 있는 이동기기이다. 또한 RFID리더는 고정기기이고 RFID태그는 이동체에 부착되어 있는 이동기기이다. 이처럼, 고정기기에 대하여 이동기기의 위치가 변동된다.

이러한 점을 응용하여, 미아 발생방지나 애완동물 분실방지에 이 기술이 응용되고 있다. 예컨대, 어린이에게 위치송신부(RFID태그)를 부착하여 두고, 소정 주기마다 부모가 소지하는 위치수신부(RFID리더)로 RFID태그로부터의 신호의 감지여부를 확인하는 기술(예컨대 특허문헌 참조)이 알려져 있다. 이 신호의 크기와 방향으로부터 미아의 발생사실을 알 수 있다.

하지만 이 기술에서는, 이 미아를 찾기 위해서는 별도의 능동형 위치추적기가 필요하다. 이 능동형 위치추적기는, 광역 중계기와, RFID태그의 신호를 활성화시키는 추적신호를 송신하는 추적신호송신부와, 미아발생지점을 추적하는 위치추적부를 포함(청구항 1~3 참조)한다.

특허등록 10-0991020호 공보

그런데, 어린이에게 부착하는 위치송신부(RFID태그)에 비하여 부모가 소지하는 위치수신부(RFID리더)는 크기가 대형이므로 휴대가 불편하고, 또한 전문기기이므로 고가이며, RFID태그가 소형화될수록 미미한 신호를 감지해야 하는 RFID리더는 그 전력소모도 크게 되므로, 장기 운용이 곤란하다.

그리고, 미아를 찾기 위하여 필수로 구비되는 능동형 위치추적기는, 광역 범위에 중계기와 추적신호송신부와 위치추적부를 설치해야 하기 때문에, 막대한 경비가 소요됨에도 불구하고, 고정설치형이기 때문에 미아가 그 설치범위를 벗어난 경우에는, 전혀 추적이 불가능하다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 통신단말을 이용하여 어린이(아동), 노약자(치매노인), 전과자(전자팔찌, 발찌), 반려동물, 자동차, 물류차량, 물류물품 등에 부착된 이동비콘의 위치추적을 위한 위치산출을 저비용으로 행할 수 있는 방법을 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법은, 1 이상의 통신단말을 이용하여, 상기 통신단말과 무선통신 가능하고 고유의 비콘ID가 부여되고 이동체와 함께 이동가능한 1 이상의 이동비콘의 위치를 산출하는 방법에 있어서, 미리 정해진 위치자료 취득주기마다 각 통신단말이 주변의 각 이동비콘과 통신연결되어, 각 통신단말을 중심으로 하는 각 이동비콘의 존재가능범위로 표현되는 시간별 비콘위치자료가 취득되어 각 통신단말에 보유되는 위치자료 취득단계와, 미리 정해진 송수신주기마다 각 통신단말이 서로 통신연결되어, 보유중인 시간별 비콘위치자료와 시간별 비콘위치정보 중 적어도 하나가 서로 송수신되는 송수신단계와, 미리 정해진 위치정보 산출주기마다 시간별 비콘위치자료에 대한 3점측위 처리를 통하여 시간별 비콘위치정보가 산출되어 각 통신단말에 보유되는 위치정보 산출단계와, 상기 각 단계가 반복되는 반복단계를 포함함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 위치정보 산출단계에서의 시간별 비콘위치정보의 산출은 상기 각 통신단말에서 수행되도록 구성될 수 있다.

또는, 상기 통신단말 중 적어도 일부는 서버와 통신연결되어 있고, 상기 위치정보 산출단계에서의 시간별 비콘위치정보의 산출은 상기 서버에서 수행되도록 구성될 수 있다.

또는, 상기 통신단말 중 적어도 일부는 서버와 통신연결되어 있고, 상기 위치정보 산출단계에서의 시간별 비콘위치정보의 산출은 상기 각 통신단말에서 수행되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 시간별 비콘위치자료는, 상기 이동비콘의 비콘ID와, 상기 통신단말의 단말위치와, 상기 통신단말과 상기 이동비콘 사이에 통신연결이 가능한 반경거리인 비콘위치를 포함함이 바람직하다.

또한, 상기 이동비콘의 비콘ID는, (a) 방송되도록 구성되거나, (b) 쿼리에 대하여 응답되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 각 통신단말에 의하여 보유중인 시간별 비콘위치자료와 시간별 비콘위치정보 중 적어도 하나는, (a) 방송되도록 구성되거나, (b) 쿼리에 대하여 응답되도록 구성될 수 있다.

또한, 미리 정해진 이용주기마다 각 통신단말에 의하여 상기 시간별 비콘위치정보가 이용되는 이용단계가 더 구비되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 이용은, 상기 시간별 비콘위치정보에 근거하여 이동비콘의 현위치를 지도에 표시하는 처리 또는 상기 시간별 비콘위치정보로부터 산출된 시간에 따른 이동비콘의 이동궤적을 지도에 표시하는 처리로 구성될 수 있다.

또한, 상기 이동비콘은, 통신단말에 프로그램을 설치함으로써 타 통신단말과 통신연결되도록 하는 비콘신호를 발생시키도록 한 것을 포함하여도 좋다.

본 발명에 의하면, 어린이(아동), 노약자(치매노인), 전과자(전자팔찌, 발찌), 반려동물, 자동차, 물류차량, 물류물품 등에 부착된 이동비콘의 위치추적을 위한 위치산출을 통신단말을 이용하여 저비용으로 행할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법에 있어서의 시스템 구성예를 간략히 나타낸 개념도이다.
도 2는, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법에 있어서의 효과의 예시를 간략히 나타낸 개념도이다.
도 3은, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법에 있어서의 데이터 흐름을 나타내는 블럭도로서, (a)는 P2P연결을 기반으로 하여 각 통신단말에 연산부가 설치된 경우의 도면이고, (b)는 지능형 서버연결을 기반으로 하여 서버에 연산부가 설치된 경우의 도면이다.
도 4는, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법의 구성예로서, P2P연결을 이용한 경우를 나타낸 위치정보의 흐름 예시도이다.
도 5는, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법의 구성예로서, P2P연결을 기본으로 하고 연산부를 가지지 않는 비지능형 서버를 이용한 경우를 나타낸 위치정보의 흐름 예시도이다.
도 6은, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법의 구성예로서, 연산부를 가지는 지능형 서버연결을 이용한 경우를 나타낸 위치정보의 흐름 예시도이다.
도 7은, 이동비콘과 통신단말의 위치관계 및 주변 통신비콘 위치정보의 송신, 관심비콘 위치정보의 수신 및 표시의 예시도이다.
도 8은, 통신단말에서 진행되는 위치자료 취득단계의 처리를 나타내는 플로챠트이다.
도 9는, 통신단말에서 진행되는 송수신단계의 처리를 나타내는 플로챠트이다.
도 10은, 통신단말에서 진행되는 이용단계의 처리를 나타내는 플로챠트이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 동일구성에 의하여 동일기능을 수행하는 부분에 대해서는, 도면이 달라지더라도 동일부호를 유지함으로써 그 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 1은, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법에 있어서의 시스템 구성예를 간략히 나타낸 개념도이다.

본 발명은, 전용의 대형기기가 아닌 1 이상의 통신단말(20)을 이용하여 이동비콘(10)(Beacon)의 위치를 산출하는 방법에 관한 것이다.

<이동비콘>

여기서, 이동비콘(10)이란, 상기 통신단말(20)과 무선통신 가능하고, 고유의 비콘ID를 가지고 있고, 이동체에 부착이나 휴대됨으로서 이동체와 함께 이동가능한 비콘을 말한다. 일반적으로 종래의 비콘은 건물의 특정위치 등 하나의 위치에 고정적으로 설치되어 운영되지만, 본 발명에 있어서는 비콘은 이동체에 부착되는 등의 방식으로 이동체와 함께 그 위치가 시간에 따라 변동되는 점에 특색이 있다.

여기서, 이동비콘(10)은 비콘이라는 단일제품으로 판매되는 전용품인 경우에, 그 외형의 다양성에도 불구하고, 통신칩과 회로, 전원의 기능에 주목하여 상기 통신단말(20)과의 무선통신만 가능하다면, 그 구체적인 통신방식에 제한이 없다. 그리고 나아가서, 비콘 전용품 뿐만 아니라 통신단말(20)에 특정 앱(소프트웨어, 프로그램)을 설치함으로써 타 통신단말(20)과 통신연결되는 비콘신호를 발생시키도록 한 것도 본 발명의 목적에 따른 이동비콘으로서의 기능을 수행할 수 있으므로, 이동비콘(10)의 개념에 포함시킬 수 있다. 이러한 소프트웨어 방식의 이동비콘을 포함시킴으로써, 예컨대 전용품인 이동비콘을 소지하지 않지만 스마트폰과 같은 통신단말은 소지한 사람이 조난 또는 실종을 당했을 때, 그 스마트폰에 설치된 비콘신호 발생용 앱을 구동시켜 놓음으로써, 그 비콘신호를 감지할 수 있는 다른 통신단말을 소지한 사람들의 통신망에 신호감지될 수 있고, 이로써 위치파악 및 구조에 도움이 될 수 있다.

<통신단말>

통신단말(20)이란 이동비콘(10)과 무선통신 가능한 단말을 말한다. 이는 이동비콘(10)과 통신가능한 전용의 기기가 아니라, 예컨대 스마트폰과 같이, 통화와 데이터처리, 시각적 출력, 청각적 출력, 진동출력 등이 가능한 범용의 기기인 것이 본 발명의 특징이다. 다만 범용의 기기이더라도, 반드시 이동비콘(10)의 무선통신 방식에 호환되는 통신방식을 제공가능하여야 함은 물론이다. 이러한 범용 통신단말(20)이 이용됨으로써, 하드웨어의 보급에 추가비용이 소요되지 않고, 단순히 소프트웨어인 앱의 보급만으로도 본 발명의 목적을 달성할 수가 있다.

이 통신단말(20)도 사용자와 함께 이동된다. 따라서 본원에 있어서는, 이동비콘(10)도 이동되고 이와 별도로 통신단말(20)도 이동되는 상황에 있어서, 위치관찰의 대상이 되는 비콘(이하, '관심비콘'이라 함)의 위치를 통신단말(20)을 이용하여 추적한다고 하는 점에 특색이 있다.

다만, 통신단말(20)이 이동 가능한 이동단말만으로 이루어져도 본 발명은 실현될 수 있지만, 반드시 이동단말만으로 국한하는 것은 아니고, 고정단말이 일부 혼합되어 있는 구성을 배제하는 것이 아니다. 이러한 구성에서 이용되는 고정단말은 보조적인 역할을 수행할 수 있고, WiFi의 AP와 같이 고정된 위치에 부착되어 있도록 설치된 것이고, 이 고정단말의 인식범위 내에 이동비콘(10)이 들어옴으로써 비콘위치가 파악될 수 있다.

<통신단말의 구성>

통신단말(20)은, 단말위치부(21), 비콘위치부(22), 통신부(23), 이용부(24)를 가지도록 구성될 수 있다. 모든 통신단말에 있어서 통신부(23)가 필수이지만, 단말위치부(21)와 비콘위치부(22)는 비콘과 직접 접속되어 비콘의 위치를 검출하는 통신단말에 있어서 필수이고, 이용부(24)는 비콘의 위치를 이용하는 통신단말에 있어서 필수이다. 다만, 위치자료로부터 3점측위에 의하여 위치정보를 산출하는 기능을 통신단말(20)이 수행하도록 구성되는 경우(도 3~도 6 참조)에는, 연산부를 더 구비할 수 있다.

단말위치부(21)는, 통신단말 자신의 위치를 취득하는 수단이고, 위치기준기기(R)에 연결(도 3, 도 4 참조)되어 있다. 위치기준기기(R)로서는, 실외에서는 예컨대 GPS위성을, 실내에서는 예컨대 위치결정용 실내비콘을 예로 들 수 있다. 다만, 위치기준기기(R)는 이에 한정되지 않고, 전자기파, 가시광, 적외광, 초음파, 진동파 등의 물리현상을 이용한 다양한 기기가 모두 본 발명을 위하여 이용될 수 있다.

비콘위치부(22)는, 이동비콘(10)과 통신연결되어 정보교환을 행하는 수단이다. 최근의 비콘분야 기술에 의하면, 블루투스 내장 스마트폰 등의 통신단말(20)을 이용하여 예컨대 블루투스 3.0 또는 4.0 프로토콜의 BLE(Bluetooth Low Energy) 방식으로 수십 미터 정도의 거리에서 비콘에 대한 고정밀 데이터 취득이 가능하다. 본 발명에 있어서, 통신단말(20)과 이동비콘(10) 사이는 이러한 BLE 프로토콜로 무선연결되는 것으로 하여도 좋다. 이를 위하여 BLE 이동비콘(10)을 인지할 수 있는 기능을 활용하는 앱이 통신단말(20)에 설치되도록 구현될 수 있다. BLE 이동비콘(10)의 방식으로 구현함으로써, 이동비콘(10)은 반지, 귀걸이, 목걸이, 팔찌, 신발의 악세사리, 가방의 걸이, 단추, 시계, 필기구 등 다양한 액세서리 형태로 실용화될 수 있다.

다만 비콘위치부(22)는 이에 한정되지 않고, 증폭된 NFC(Near Field Communicaion) 기술이나 능동형 RFID(Radio Frequency IDentification) 기술, 또는 WiFi 기술로 이동비콘(10)과 연결되는 수단이어도 좋다.

통신부(23)는, 비콘의 위치자료나 위치정보를 상호 교환하는 타 통신단말과의 통신을 행하는 수단이다. 다만, 데이터의 송수신을 중계하는 역할을 하는 서버가 통신단말 중 적어도 일부와 통신연결되어 있어도 좋다. 이 경우에, 비콘위치자료로부터 3점측위에 의하여 비콘위치정보를 산출하는 연산부가 이러한 서버에 구비되도록 구성되어도 좋다. 통신연결에 이용되는 통신방식은, BLE를 포함하는 블루투스, WiFi, 가시광, 레이저, 적외선통신, 진동파 등 다양한 무선통신방식 중 어느 것이 이용되어도 좋다.

이용부(24)는, 통신단말에서 위치정보를 이용하는 수단이다. 이용의 형태는, 시각적, 청각적, 촉각적 이용 등 모든 방식을 망라한다. 예컨대 도면에는 이용의 대표적 일형태로서 시각적 표시(도 1~도 7 참조)가 예시되어 있다. 다만, 표시행위는 이용의 하나의 예시에 불과하고, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예컨대 경찰이나 소방서에 접속하여 위치정보를 송신하는 자동신고 행위와 같은 표시 이외의 행위를 배제하는 것이 아니다.

<출력의 예시>

도 2는, 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법에 있어서의 효과의 예시를 간략히 나타낸 개념도이다.

이용으로서의 표시행위는 그 적어도 일부가 시각적, 청각적, 촉각적으로 구현되어도 좋다. 예컨대 이동비콘이 미리 설정된 지역을 벗어난 경우에, 화면과 스피커와 진동으로 통신단말 사용자에게 경고를 표시하는 것으로 할 수도 있다. 표시되는 내용은, 도 2와 같이, 비콘의 시간별 위치정보에 근거하여 화면에 표시되는 현위치 정보나 시간경과에 의한 이동궤적을 기본으로 할 수 있고, 기타 이동추이 경향을 데이터 평균, 표준편차, 분산, 상관관계로부터 통계처리하여 나타내는 방향지시선, 이동속도, 통계그래프 등 더 가공처리된 데이터를 표시하여도 좋다.

<서버>

본 발명은 서버(30)를 포함하도록 구성될 수도 있다. 다만, 서버(30)를 구비하지 않는 P2P 형태로 구현될 수도 있으므로, 서버(30)에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 서버(30)에는 각 단말ID별로 접속권한이나 정보수집을 원하는 비콘인 관심비콘의 ID 등을 저장하는 단말 데이터베이스(31a)와 각 비콘ID별로 다수의 통신단말로부터 받은 비콘위치자료와 비콘위치정보를 시간별로 저장 또는 최신데이터로 갱신하는 비콘 데이터베이스(31b) 중 적어도 어느 하나를 구비하도록 구성될 수 있다.

<방법의 설명>

도 8은, 통신단말에서 진행되는 위치자료 취득단계의 처리를 나타내는 플로챠트이다. 도 9는, 통신단말에서 진행되는 송수신단계의 처리를 나타내는 플로챠트이다. 도 10은, 통신단말에서 진행되는 이용단계의 처리를 나타내는 플로챠트이다.

본 발명의 방법은, 위치자료 취득단계( S10 ~ S14 )와, 송수신단계( S20 ~ S24 )와, 위치정보 산출단계와, 이들 단계를 반복하는 반복단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 위치자료 취득단계( S10 ~ S14 )는, 미리 정해진 위치자료 취득주기(S10)마다 각 통신단말(20)이 주변의 각 이동비콘(10, 10a~10c)과 통신연결되어, 데이터, 즉 각 비콘ID와 시간별 비콘위치자료가 취득되어 각 통신단말에 보유되는 단계이다. 데이터의 송수신을 위한 통신연결을 위하여, 각 이동비콘이 데이터를 방송(broadcasting)하거나, 통신단말로부터의 쿼리에 대하여 응답함으로써 통신연결이 개시되도록 할 수 있다.

이 단계에 의하여, 통신단말(20) 주변의 검지 가능한 범위 내에 존재하는 모든 이동비콘이 비콘ID로 특정되고, 그 이동비콘의 비콘위치가 취득된다. 상기 비콘위치자료는, 각 통신단말을 중심으로 하는 각 이동비콘의 존재가능범위로 표현되는 비콘위치자료이다. 여기서 비콘위치는, 이동비콘(10)과 통신연결된 통신단말(20)을 중심으로 파악되는 주변비콘의 상대위치를 의미하므로, 이동비콘(10)의 절대위치는 통신단말(20)의 위치인 단말위치를 알아야 최종적으로 결정된다.

이처럼 위치자료 취득단계를 수행함으로써 각 통신단말(20)은 통신연결되는 각 이동비콘(10)의 위치에 대한 자료를 원시생성시키는 데이터소스로서 기능하게 된다.

상기 송수신단계( S20 ~ S24 )는, 미리 정해진 송수신주기(S20)마다 각 통신단말(20)이 서로 통신연결되어, 보유중인 데이터, 즉 시간별 비콘위치자료와 시간별 비콘위치정보 중 적어도 하나가 서로 송수신되는 단계이다. 데이터의 송수신을 위한 통신연결을 위하여, 각 통신단말이 데이터를 방송(broadcasting)하거나, 타 통신단말로부터의 쿼리에 대하여 응답함으로써 통신연결이 개시되도록 할 수 있다. 만일 통신단말(20)의 주변에 송수신 가능한 수신기기가 하나도 존재하지 않는 경우에는, 송수신을 생략하도록 함으로써 송신에너지를 절감할 수 있다. 또는, 통신단말(20) 사이의 연결의 정확성을 확보하기 위하여, 일정수준 이상의 강도로 통신연결된 경우에만 데이터 송수신을 개시하도록 설정할 수도 있다.

다수의 통신단말(20)이 통신연결에 의하여 통신망을 이루고 있다. 이 통신망에는, 앞서의 송수신단계의 수행에 의하여 각 통신단말(20)이 보유하게 된 시간별 비콘위치자료나 비콘위치정보가 존재한다. 그리고 앞서의 위치자료 취득단계의 수행에 의하여 각 통신단말(20)은 그 통신연결된 이동비콘(10)으로부터 새로이 취득하여 보유하게 된 시간별 비콘위치자료가 존재한다. 이들이 이번 송수신단계의 수행에 의하여 통신망의 다른 통신단말에 서로 송신되는 것이다. 시간별 비콘위치정보는, 1 이상의 시간별 비콘위치자료에 대하여 3점측위 처리를 수행함으로써 연산부에 의하여 산출된다.

<P2P방식>

송수신단계를 수행하기 위하여, 다수의 통신단말로 이루어지는 통신망을 구성함에 있어서 가장 유연한 형태는 P2P방식을 이용한 연결(도 3(a), 도 4 참조)이다. 즉, 통신망의 모든 구성원인 통신단말은 서로 연결된다. 이 경우에는 상기 연산부는 각 통신단말마다 구비된다. 이 구성에 의하면, 통신단말의 현위치가 통신이 곤란한 산악지역, 해양지역, 지하 등이어서 서버와의 통신이 불가능한 경우이더라도, 주변의 타 통신단말들과 서로 P2P방식으로 연결하여, 본 발명의 모든 기능을 수행할 수 있으므로 유리하다.

다만, 통신단말끼리의 통신망의 형성에 P2P방식의 접속 및 데이터공유를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한하는 것이 아니고, 예컨대 고정적인 접속의 편의성을 제공하기 위한 서버(도 3(a), (b), 도 5, 도 6)가 통신단말 중 적어도 일부와 통신연결되도록 구성되어도 좋다.

<P2P+서버방식>

이 경우에, 각 통신단말 사이의 P2P 연결을 허용하면서도, 고정적 접속이 가능한 서버에도 통신연결되는 것을 허용하는 병행방식으로 구성되어도 좋다. 이 경우에도 상기 연산부는 각 통신단말마다 구비되어야 한다. 다만 상기 서버에 연산부가 더 구비되도록 하여도 좋고, 이 경우에는 서버와의 통신연결 상태를 고려하여, 서버의 연산부를 우선적으로 이용하도록 함으로써 통신단말의 연산처리 부담을 경감시킬 수도 있다. 이 구성에 의하면, 상기 P2P방식의 장점 뿐 아니라, 차후에 서버와의 통신연결이 가능하게 된 후에, 사후적으로 서버에 통신연결하여 데이터를 송수신함으로써, 통신단말 자신과 통신망 전체의 데이터를 업데이트할 수 있어서, 조난발생, 미아발생 등의 긴급사항 발생에 대하여 서버에서 집중조치를 취할 수 있으므로 유리하다.

<서버방식>

또는, 각 통신단말이 서로 직접 통신연결되는 P2P방식을 금지하고, 모든 통신단말이 필수적으로 오직 서버를 경유하도록 구성되어도 좋다. 이 경우에는, 상기 연산부는 서버에만 집중 설치하여 운용하는 것이 효율상 바람직하지만, 각 통신단말마다 연산부가 더 구비되는 것을 배제하지는 않는다. 이 구성에 의하면, 데이터의 송수신 트래픽의 관리가 용이하고, 중복데이터의 배제, 비콘위치자료로부터 비콘위치정보의 가공이 효율화되며, 조난발생, 미아발생 등의 긴급사항 발생에 대하여 서버에서 집중조치를 취할 수 있으므로 유리하다.

이처럼 송수신단계를 수행함으로써 각 통신단말(20)은 통신연결된 통신망의 각 타 통신단말(20)에 대하여 보유한 데이터를 공유시키는 데이터공유모듈로서 기능하게 된다.

상기 위치정보 산출단계( S13 )는, 미리 정해진 위치정보 산출주기마다 시간별 비콘위치자료에 대한 3점측위 처리를 통하여 시간별 비콘위치정보가 산출되어 각 통신단말(20)에 보유되는 단계이다. 이 단계는 연산부에 의하여 수행된다.

상술한 바와 같이 비콘위치자료는 이동비콘(10)의 비콘위치와 통신단말(20)의 단말위치를 포함한다. 이 단계에 의하여 비콘의 절대위치가 결정된다. 단말위치는 위치기준(R)을 참조(도 4~도 6 참조)함으로써 결정되고, 위치기준(R)은, 실외인 경우에는 예컨대 GPS가 될 수 있고, 실내인 경우에는 예컨대 위치참조용 고정비콘이 될 수 있는데, 이들은 예시일 뿐이고, 여기에 한정되지 않는다. 따라서 전자파방식, 초음파방식, 가시광선방식 등 다양한 방식의 위치기준(R)의 적용에 대하여 본 발명은 모두 적용 가능하다고 해석되어야 한다.

이처럼 1 이상의 통신단말에 의하여 그 통신단말 주변의 통신연결되는 이동비콘의 위치자료가 취득되고, 이 위치자료가 통신단말의 통신망을 통하여 순회 전달됨으로써 공유되고, 이 과정에서 어느 특정 비콘에 대한 서로 다른 소스로부터의 위치자료가 3점측위에 의하여 위치정보로 가공됨으로써, 정확한 위치로서 산출되는 것이 된다. 따라서, 스마트폰 등의 통상 휴대되는 기기에서 인지 가능한 방식의 이동비콘에 대하여 앱을 설치하기만 하면, 그 앱을 설치한 스마트폰이 백그라운드에서 작동하여 주변의 이동비콘의 정보를 통신망에 공급하게 되므로, 저비용으로 매우 촘촘한 이동비콘 위치산정 네트워크를 구성할 수 있는 것이다.

<데이터의 이용>

미리 정해진 이용주기마다 각 통신단말에 의하여 상기 시간별 비콘위치정보가 이용되는 이용단계( S40 ~ S42 )가 더 구비됨이 바람직하다. 이하 데이터 이용의 한 형태로서 표시를 위주로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 백그라운드 경찰서 신고 등의 통신처리와 같은 비표시 이용행위도 배제하는 것이 아니다.

상기 이용단계( S40 ~ S42 )는, 미리 정해진 이용주기(S31)마다 관심비콘에 대한 시간별 비콘위치정보에 필요한 가공을 행하고 결과를 표시 등 이용하는 단계이다. 상기 가공을 서버(30)에서 행하는 경우에는, 통신단말(20)은 단순히 가공된 결과를 받아서 단순히 이용하기만 하면 된다. 상기 가공을 통신단말(20)에서 행하는 경우에는, 통신단말(20)에서 가공을 위한 연산처리를 행한 후 이를 이용하게 된다.

상기 이용의 대표적 형태로서의 표시는, 상기 시간별 비콘위치정보에 근거하여 이동비콘의 현위치를 지도에 표시하는 처리 또는 상기 시간별 비콘위치정보로부터 산출된 시간에 따른 이동비콘의 이동궤적을 지도에 표시하는 처리이어도 좋다. 상기 가공은 이런 처리를 위한 가공을 포함한다. 상기 표시 중 적어도 일부는 화면에 시각적으로 이루어져도 좋고, 스피커를 통하여 안내멘트 등 청각적으로 이루어져도 좋고, 진동을 통하여 촉각적으로 이루어져도 좋다.

상기 표시에 있어서, 하나의 이동비콘(10)에 대하여 생각할 때, 위치정보가 하나인 경우에는 반경 r인 원으로 표시되고, 위치정보가 둘인 경우에는 두 원이 겹쳐진 공통부분이 되고, 위치정보가 셋인 경우에는 세 원이 겹쳐진 공통부분이 되는 식으로, 위치정보의 수가 많을수록 이동비콘(10)의 위치표시 정밀도가 높아진다. BLE를 이용하는 경우에는, 이동비콘(10)과의 거리는 상관없고, 오직 통신단말(20)에서 비콘을 인지하기만 하면 된다.

<적용예시: P2P>

도 4와 같이, 상기 통신단말끼리 직접 P2P로 통신연결되는 경우에는, 서버의존성이 없어져서, 예컨대 서버와의 연결이 원활하지 못하거나 불가능한 산속이나 바다 한가운데와 같은 환경에서, 통신단말끼리의 데이터 송수신에 의하여 이동비콘(10)의 위치를 추적할 수 있다는 장점이 있다. 도 4에는 비콘과 통신연결된 통신단말(20)과 이에 접속되는 통신단말(40a, 40b, 40c)의 부호를 달리 나타내었지만, 이들은 근본적으로 동일구조와 동일기능을 가진다.

BLE 기술을 이용하여 주변의 다수의 이동비콘(10)(A, B, C)이 발신하는 비콘ID 신호를 BLE 기능을 지원하는 통신단말(20)에 설치된 앱이 비콘위치부(22)를 통하여 인식한 후, 비콘ID와 비콘위치를 수신, 취득하고 위치기준기기(R)를 이용하는 단말위치부(21)로부터 파악된 단말위치를 고려하여, 비콘ID(A, B, C) 및 위치자료(비콘위치+단말위치)를 통신망에 송신한다. 다만, 단말ID(단말1), 관심비콘의 비콘ID(A, C) 중 적어도 하나를 함께 송신하여도 좋다. 이는 다른 통신단말(40a, 40b, 40c)에 의하여 수신된다. 이는 통신망 내의 모든 통신단말에 대하여 마찬가지이므로, 통신단말(40a)는 이동비콘 B, C, D의 위치자료를 송신하고, 통신단말(40b)는 이동비콘 D, E, F의 위치자료를 송신하고, 통신단말(40c)는 이동비콘 A, C, E의 위치자료를 송신한다.

참고로, 통신단말 사이에서 밖으로 향하는 화살표에 기재된 형식은, '제공하는 이동비콘의 비콘ID 및 위치정보'/'관심비콘ID'이고, 그 반대방향 화살표에 기재된 것은 '관심비콘의 위치정보'이다. 여기서, 다수의 통신단말(20)로부터의 이동비콘의 위치정보는 중복될 수 있는데, 화살표 및 화면부분에 지수로 표시된 것은, 위치정보가 중복된 회수이다. 예컨대, A²는 관심비콘 A에 대한 위치정보가 2번 중복되어 단일의 것보다 그 정확도가 높은 것임을 의미한다.

통신단말(20)의 관심비콘은 비콘 A와 비콘 C이므로, 통신단말(40a)로부터 온 비콘 C의 위치자료와 통신단말(40c)로부터 온 비콘 A와 비콘 C의 위치자료만 받아들이고 나머지는 버리므로, 통신단말(40a)로부터 온 비콘 B, D의 정보, 통신단말(40b)로부터 온 비콘 D, E, F의 정보, 통신단말(40c)로부터 온 비콘 E의 정보는 모두 버려진다. 따라서 비콘 A, C에 대하여 통신단말(40a)로부터 온 C, 통신단말(40c)로부터 온 A, C의 위치자료와 자기자신이 취득한 A, C의 위치자료만이 남는다.

통신단말(40a)의 관심비콘은 비콘 D이므로, 통신단말(40b)로부터 온 비콘 D의 위치자료만 받아들이고 나머지는 버리므로, 통신단말(20)로부터 온 비콘 A, B, C의 정보, 통신단말(40b)로부터 온 비콘 E, F의 정보, 통신단말(40c)로부터 온 비콘 A, C, E의 정보는 모두 버려진다. 따라서 비콘 D에 대하여 통신단말(40b)로부터 온 위치자료와 자기 자신이 취득한 위치자료만이 남는다.

통신단말(40b)의 관심비콘은 비콘 E이므로, 통신단말(40c)로부터 온 비콘 E의 위치자료만 받아들이고 나머지는 버리므로, 통신단말(20)로부터 온 비콘 A, B, C의 정보, 통신단말(40a)로부터 온 비콘 B, C, D의 정보, 통신단말(40c)로부터 온 비콘 A, C의 정보는 모두 버려진다. 따라서 비콘 E에 대하여 통신단말(40c)로부터 온 위치자료와 자기 자신이 취득한 위치자료만이 남는다.

통신단말(40c)의 관심비콘은 비콘 B이므로, 통신단말(20)로부터 온 비콘 B의 위치자료와 통신단말(40a)로부터 온 비콘 B의 위치자료만 받아들이고 나머지는 버리므로, 통신단말(20)로부터 온 비콘 A, C의 정보, 통신단말(40a)로부터 온 비콘 C, D의 정보, 통신단말(40b)로부터 온 비콘 D, E, F의 정보는 모두 버려진다. 따라서 비콘 B에 대하여 통신단말(20), 통신단말(40a)로부터 온 위치자료만이 남는다.

통신단말(20)은 비콘 A에 대하여 2개의 위치자료를 보유하게 되었으므로, 이들을 3점측위에 산입하여, 이들이 겹치는 범위를 비콘 A의 위치정보로서 취득한다. 이 위치정보는 비콘ID별/시간별로 저장되도록 하여도 좋고, 미리 정해진 바에 따라서 이용된다. 또한 통신단말(20)은 비콘 C에 대하여 3개의 위치자료를 보유하게 되었으므로, 이들을 3점측위에 산입하여, 이들이 겹치는 범위를 비콘 C의 위치정보로서 취득한다. 이 위치정보는 미리 정해진 바에 따라서 이용된다.

통신단말(40a)은 비콘 D에 대하여 2개의 위치자료를 보유하게 되었으므로, 이들을 3점측위에 산입하여, 이들이 겹치는 범위를 비콘 D의 위치정보로서 취득한다. 이 위치정보는 미리 정해진 바에 따라서 이용된다.

통신단말(40b)은 비콘 E에 대하여 2개의 위치자료를 보유하게 되었으므로, 이들을 3점측위에 산입하여, 이들이 겹치는 범위를 비콘 E의 위치정보로서 취득한다. 이 위치정보는 미리 정해진 바에 따라서 이용된다.

통신단말(40c)은 비콘 B에 대하여 2개의 위치자료를 보유하게 되었으므로, 이들을 3점측위에 산입하여, 이들이 겹치는 범위를 비콘 B의 위치정보로서 취득한다. 이 위치정보는 미리 정해진 바에 따라서 이용된다.

<적용예시: P2P+서버>

도 4와 같이 상기 통신단말끼리 직접 P2P로 통신연결되면서, P2P통신망의 일부에서 서버에 대한 접속을 허용하는 경우(미도시)에는, 서버와의 연결이 원활하지 못하거나 불가능한 경우에는 통신단말끼리의 데이터 송수신에 의하여 이동비콘(10)의 위치를 산출하고, 서버와의 접속이 가능해지면 업데이트하는 방식을 취할 수 있다는 장점이 있다. 다만, 주변 이동비콘에 대한 각 통신단말의 동작에 대한 설명은, 상기 P2P에서의 설명과 동일하다.

<적용예시: 서버방식>

도 5, 도 6과 같이 통신단말이 반드시 서버의 중계를 거쳐서 통신연결되는 경우에는, 데이터가 반드시 서버를 거쳐야 하므로 송수신의 단순성과 효율성이 높아지고, 중복데이터의 배제(필터링)기능을 서버에 구비시킴으로써 트래픽을 중앙집중으로 관리할 수 있다는 장점이 있다. 다만, 도 5와 같이 연산부가 각 통신단말에 구비되도록 구성된 경우에는 서버는 단순히 데이터교환의 창구역할만 하도록 구현되고, 서버의 이상발생시에도 원활한 처리가 가능하다는 장점이 있고, 도 6과 같이 연산부가 서버에만 구비되도록 구성된 경우에는 통신단말의 연산부담을 경감시킬 수 있다는 장점이 있다. 도 5, 도 6에는 비콘과 통신연결된 통신단말(20)과 이에 접속되는 통신단말(40a, 40b, 40c)의 부호를 달리 나타내었지만, 이들은 근본적으로 동일구조와 동일기능을 가진다. 다만, 주변 이동비콘에 대한 각 통신단말의 동작에 대한 설명은, 상기 P2P에서의 설명과 동일하다.

<다른 예시>

도 7은, 비콘과 통신단말의 위치관계 및 주변비콘 위치정보의 송신, 관심비콘 위치정보의 수신 및 표시의 예시도이다.

도 7의 예시에 있어서, 통신단말(20d)은 주변에서 이동비콘 B를 검색하여 그 비콘ID와 위치정보(비콘위치+단말위치)를 통신망에 송신하면서, 자신의 단말ID와 관심비콘ID(내부 앱 메모리에 저장된 것을 단말 우측하단에 표시, 이 경우는 A)를 함께 송신한다. 그 후, 통신단말(20d)은 이동비콘 A의 위치정보를 받아서, 화면에 표시한다. 이 이동비콘 A의 위치정보는, 도 7에는 나타나 있지 않은 타 통신단말에 의하여 검색된 것이다.

통신단말(20e)는 주변에서 역시 이동비콘 B를 검색하여 그 비콘ID와 위치정보(비콘위치+단말위치)를 통신망에 송신하면서, 자신의 단말ID와 관심비콘ID(내부 앱 메모리에 저장된 것을 단말 우측하단에 표시, 이 경우는 F)를 함께 송신한다. 그 후, 통신단말(20e)은 이동비콘 F의 위치정보를 받아서, 화면에 표시한다. 이 이동비콘 F의 위치정보도, 도 7에는 나타나 있지 않은 타 통신단말에 의하여 검색된 것이다.

통신단말(20f)는 주변에서 이동비콘 B 뿐 아니라 이동단말 C도 검색하여 그 비콘ID와 위치정보(비콘위치+단말위치)를 수신기기에 송신하면서, 자신의 단말ID와 관심비콘ID(내부 앱 메모리에 저장된 것을 단말 우측하단에 표시, 이 경우는 C)를 함께 송신한다. 그 후, 통신단말(20f)은 자기가 검색한 이동비콘 C의 위치정보와 수신기기로부터 받은 것을 종합하여 화면에 표시한다. 이 수신된 이동비콘 C의 위치정보는, 도 7의 타 통신단말(20g)에 의하여 검색된 것이고, 도 7에 나타나 있지 않은 타 통신단말로부터의 정보도 포함될 수 있다.

통신단말(20g)는 주변에서 이동비콘 C를 검색하여 그 비콘ID와 위치정보(비콘위치+단말위치)를 수신기기에 송신하면서, 자신의 단말ID와 관심비콘ID(내부 앱 메모리에 저장된 것을 단말 우측하단에 표시, 이 경우는 B, C)를 함께 송신한다. 그 후, 통신단말(20g)은 자기가 검색한 이동비콘 C의 위치정보와 수신기기로부터 받은 이동비콘 B와 C의 위치정보를 종합하여 화면에 표시한다. 이 수신된 이동비콘 B의 위치정보는, 도 7의 타 통신단말(20d, 20e, 20f)에 의하여 검색된 것이고, 도 7에 나타나 있지 않은 타 통신단말로부터의 정보도 포함될 수 있다. 이 수신된 이동비콘 C의 위치정보는, 도 7의 타 통신단말(20f)에 의하여 검색된 것이고, 도 7에 나타나 있지 않은 타 통신단말로부터의 정보도 포함될 수 있다.

이처럼, 각 통신단말의 주변의 주변비콘을 검색하여 그 위치정보를 공급하고, 자신이 원하는 관심비콘 위치정보를 타 통신단말로부터 서버를 경유하여 또는 서버없이 P2P로 공급받으므로, 이동비콘의 크기가 소형임은 물론이고, 이를 검색하는 통신단말도 항시 소지하는 것이고, 이미 구비되어 있는 물품이므로 전용품의 추가구매가 필요 없고, BLE 표준을 이용하면 저전력 장기 운용이 가능하다. 그리고 중계기 등의 고정설비를 광역 범위에 설치할 필요가 전혀 없고, 미아가 특정 범위를 벗어난 경우에도, 앱이 설치된 통신단말이 존재하는 곳이면 어디서나 미아의 이동비콘이 검지 가능하게 되므로, 위치산출 및 위치추적이 극히 용이하다는 점에서 유리하다.

이상, 구체적 실시예를 가지고 본 발명의 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치추적방법을 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 의하여 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 범위 내에서 이루어지는 다양한 변형, 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은, 통신단말을 이용한 이동비콘(beacon)의 위치추적을 위한 위치산출에 적용될 수 있다.

10, 10a~10c 이동비콘(취득)
20 통신단말
21 단말위치부
22 비콘위치부
23 통신부
24 이용부
25 지도
26a~26c 이동비콘 아이콘
27 이동궤적
30 서버
31a 단말 데이터베이스
31b 비콘 데이터베이스
40, 40a~40g 통신단말(중계, 출력)
R 위치기준기기

Claims (10)

1 이상의 통신단말을 이용하여, 1 이상의 이동비콘의 위치를 산출하는 방법에 있어서,
이동가능하고, 통화와 데이터처리 및 출력이 가능한 범용의 기기에 설치된 앱에 의하여 구현되는 상기 통신단말에 대하여, 이동에 의한 위치변동에 따라 통신단말 위치정보가 갱신되는 통신단말 위치갱신단계와,
상기 통신단말과 무선통신 가능하고, 고유의 비콘ID가 부여되고, 이동체와 함께 이동가능한 상기 이동비콘에 대하여, 이동에 의한 위치변동에 따라 이동비콘 위치정보가 갱신되는 이동비콘 위치갱신단계와,
미리 정해진 위치자료 취득주기마다 각 통신단말이 주변의 각 이동비콘과 통신연결되어, 최신의 상기 통신단말 위치정보를 중심으로 한 최신의 상기 이동비콘 위치정보에 의하여 산출되고, 각 이동비콘의 존재가능범위로 표현되는 시간별 비콘위치자료가 취득되어 각 통신단말에 보유되는 위치자료 취득단계와,
미리 정해진 송수신주기마다 각 통신단말이 서로 통신연결되어, 보유중인 시간별 비콘위치자료와 시간별 비콘위치정보 중 적어도 하나가 서로 송수신되는 송수신단계와,
미리 정해진 위치정보 산출주기마다 시간별 비콘위치자료에 대한 3점측위 처리를 통하여 시간별 비콘위치정보가 산출되어 각 통신단말에 보유되는 위치정보 산출단계와,
상기 각 단계가 반복되는 반복단계
를 포함함을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1에 있어서,
상기 위치정보 산출단계에서의 시간별 비콘위치정보의 산출은 상기 각 통신단말에서 수행됨
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1에 있어서,
상기 통신단말 중 적어도 일부는 서버와 통신연결되어 있고,
상기 위치정보 산출단계에서의 시간별 비콘위치정보의 산출은 상기 서버에서 수행됨
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1에 있어서,
상기 통신단말 중 적어도 일부는 서버와 통신연결되어 있고,
상기 위치정보 산출단계에서의 시간별 비콘위치정보의 산출은 상기 각 통신단말에서 수행됨
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 시간별 비콘위치자료는,
상기 이동비콘의 비콘ID와,
상기 통신단말의 단말위치와,
상기 통신단말과 상기 이동비콘 사이에 통신연결이 가능한 반경거리인 비콘위치
를 포함함을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 이동비콘의 비콘ID는,
(a) 방송되도록 구성되거나,
(b) 쿼리에 대하여 응답되도록 구성됨
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 각 통신단말에 의하여 보유중인 시간별 비콘위치자료와 시간별 비콘위치정보 중 적어도 하나는,
(a) 방송되도록 구성되거나,
(b) 쿼리에 대하여 응답되도록 구성됨
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
미리 정해진 이용주기마다 각 통신단말에 의하여 상기 시간별 비콘위치정보가 이용되는 이용단계가 더 구비됨
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 8에 있어서,
상기 이용은, 상기 시간별 비콘위치정보에 근거하여 이동비콘의 현위치를 지도에 표시하는 처리 또는 상기 시간별 비콘위치정보로부터 산출된 시간에 따른 이동비콘의 이동궤적을 지도에 표시하는 처리임
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 이동비콘은, 통신단말에 프로그램을 설치함으로써 타 통신단말과 통신연결되도록 하는 비콘신호를 발생시키도록 한 것을 포함함
을 특징으로 하는 통신단말을 이용한 이동비콘의 위치산출방법.

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