KR101684836B1 - 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템 - Google Patents

블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

서버, 주장치, 보호자용 모바일 기기를 기본으로 하여 구성되는, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템이 개시된다. 이 시스템은, 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생에 의해 캐리되는 비콘 송신기, 학원 차량 내에 위치하고 주장치와 통신가능하며, 학원생의 현재 위치를 파악하기 위해 비콘 송신기로부터의 신호를 수신하는 세 개 이상의 제1 비콘 수신기들 - 제1 비콘 수신기들은 학원 차량 내에서 서로 다른 장소에 위치함 - , 및 주장치 내에 저장되는 제1 영역 정보와 제2 영역 정보를 포함하며, 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 비콘 송신기로부터의 신호들과 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여, 주장치는 비콘 송신기의 위치를 파악하여 비콘 송신기의 기본 정보 - 기본 정보는 비콘 송신기의 식별자 및 비콘 송신기의 위치 파악 시간을 포함함 - 와 함께 서버(110)로 전달하고, 서버는 비콘 송신기의 위치 및 기본 정보를 보호자용 모바일 기기(130)로 전달한다.

Description

블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템{SAFETY MANAGEMENT SYSTEM OF CAR FOR EDUCATIONAL INSTITUTE USING BEACON ON THE BASE OF BLUETOOTH PROTOCOL}
본 발명은 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량의 안전 관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는, 본 발명은 학원 차량의 안전 사고를 방지하기 위해 학원생의 승차 또는 하차 감시, 그리고 학원 차량 내부의 잔류자 확인 및 일정 거리 이내로 학원 차량에 근접한 학원생을 감지하여 학원 차량 운전자나 인솔자에게 사전 경고를 할 수 있도록 하고, 학원생의 보호자의 모바일 기기 측으로 해당 학원생의 승차 정보 및 하차 정보를 전달할 수 있도록 하여, 학원 차량의 안전 사고를 방지할 수 있는, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량의 안전 관리 시스템에 관한 것이다.
근래 들어, 학원이나 유치원 등하원용 차량 내에 아동을 방치한 결과 발생하는 인사사고나, 학원의 등하원시 학원 차량의 승차 또는 하차시점에 발생하는 인사사고가 빈번하게 발생하고 있다. 즉, 학원 차량 내에 운전자 또는 인솔자가 미처 하차하지 않은 아동이 있음을 확인하지 못하고 차량문을 잠그고 장시간 방치하여 방치된 아동이 사망하게 되는 사고나, 학원 차량의 승하차시 차량의 아동이 차량 운전자가 발견할 수 없는 사각지대에 위치함으로 인한 교통 사고 등이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 사고들을 방지하고자 현재 대부분의 학원용 차량은 후방 감시 카메라와 간단한 근접센서 등을 차량에 장착하여 활용하고 있으나, 이 역시 운전자가 인지할 수 없는 사각지대가 여전히 존재할 뿐만 아니라, 운전자가 능동적으로 확인하지 않을 경우에는 사고 감소에 크게 도움이 되지 않는 실정이다.
대한민국등록특허 10-0910313(2009.07.27.등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 학원 차량 내 잔류자 방치로 인한 인사사고나 학원의 승하차시점에서 발생할 수 있는 인사사고를 예방할 수 있도록, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 학원생의 보호자에게 해당 학원생의 등원 정보 또는 하원 정보를 전달함으로써, 보호자에게 안심 서비스를 제공할 있도록, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따라, 학원 내에 위치한 서버(110)와, 학원 차량 내에 위치하고 상기 서버와 무선 통신하는 주장치(120)와, 상기 서버와 무선 통신하며 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 보호자가 보유하는 보호자용 모바일 기기(130)를 포함하는, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템은, 상기 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생에 의해 캐리(carry)되며, 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 송출하는 비콘 송신기(150); 상기 학원 차량 내에 위치하고 상기 주장치(120)와 통신가능하며, 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 현재 위치를 파악하기 위해 상기 비콘 송신기 측으로부터의 신호를 수신하는 세 개 이상의 제1 비콘 수신기들(160) - 상기 제1 비콘 수신기들은 상기 학원 차량 내에서 서로 다른 장소에 위치함 - ; 및 상기 주장치(120) 내에 저장되는 제1 영역 정보와 제2 영역 정보 - 상기 제1 영역 정보와 상기 제2 영역 정보는, 상기 제1 비콘 수신기들과 상기 비콘 송신기 간의 통신 수립시 상기 제1 비콘 수신기들에서의 수신 전력에 따라 구분되어 미리 정해지며, 상기 제1 영역 정보는 상기 학원 차량 내부의 영역에 관한 정보이고, 상기 제2 영역 정보는 상기 학원 차량 외부의 영역에 관한 정보로서 상기 학원 차량 주변에서의 소정의 바운더리에 관한 정보임 - ;를 포함하며, 상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들과 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여, 상기 주장치(120)는 상기 비콘 송신기의 위치를 파악하여 상기 비콘 송신기의 기본 정보 - 상기 기본 정보는 상기 비콘 송신기의 식별자(ID) 및 상기 비콘 송신기의 위치 파악 시간을 포함함 - 와 함께 상기 서버(110)로 전달하고, 상기 서버(110)는 상기 비콘 송신기의 위치 및 기본 정보를 상기 보호자용 모바일 기기(130)로 전달하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따라, 상기 학원 차량의 출입문 가까이에 위치하며, 상기 학원 차량에 승차하거나 상기 학원 차량에서 하차하는 학원생에 의해 캐리되는 비콘 송신기로부터 송출되는 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 수신하여 승차 또는 하차하는 학원생을 파악하기 위한 제2 비콘 수신기(170);를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들과 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여 상기 주장치(120)에 의해 위치가 파악된 결과, 상기 주장치에 의해 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 상기 주장치에 의해 제어되어 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역 내에 있음을 알리기 위한 음성 및 경보음 알림부(182); 및 상기 주장치에 의해 상기 비콘 송신기가 상기 제1 영역 내 또는 상기 제2 영역 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 상기 주장치에 의해 제어되어 상기 비콘 송신기의 위치를 시각적으로 알리기 위해 상기 학원 차량 내에 위치한 표시부(184);를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생이 상기 학원 차량에 승차함에 따라, 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역에서 상기 제1 영역으로 위치가 변경되는 경우, 상기 주장치는, 상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들, 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보, 그리고 상기 제2 비콘 수신기가 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들을 이용하여, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생의 위치가 상기 제2 영역에서 상기 제1 영역으로 변경되었음을 나타내는 위치 변경 정보를 상기 비콘 송신기의 기본 정보와 함께 상기 서버(110)로 전달하고, 상기 서버는 상기 비콘 송신기의 위치 변경 정보 및 기본 정보를 상기 보호자용 모바일 기기(130)로 전달한다.
일 실시예에 따라, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생이 상기 학원 차량에서 하차함에 따라, 상기 비콘 송신기가 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 위치가 변경되는 경우, 상기 주장치는, 상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들, 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보, 그리고 상기 제2 비콘 수신기가 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들을 이용하여, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생의 위치가 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 변경되었음을 나타내는 위치 변경 정보를 상기 비콘 송신기의 기본 정보와 함께 상기 서버(110)로 전달하고, 상기 서버는 상기 비콘 송신기의 위치 변경 정보 및 기본 정보를 상기 보호자용 모바일 기기(130)로 전달한다.
일 실시예에 따라, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생이 상기 학원 차량 내에서 이동하는 경우, 상기 표시부(184)를 통해, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생의 상기 학원 차량 내 이동 상황을 표시한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들과 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여 상기 주장치(120)에 의해 위치가 파악된 결과, 상기 주장치에 의해 상기 비콘 송신기가 상기 제1 영역 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 상기 음성 및 경보음 알림부(182)는, 상기 학원 차량 내에 잔류 학원생의 존재함을 알리기 위해, 상기 주장치에 의해 제어되어 음성 또는 경보음을 출력할 수 있다.
본 발명은, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템을 제공함으로써, 학원 차량 내 잔류자 방치로 인한 인사사고나 학원의 승하차시점에서 발생할 수 있는 인사사고를 예방할 수 있으며, 학원생의 보호자에게 해당 학원생의 등원 정보 또는 하원 정보를 전달함으로써, 보호자에게 안심 서비스를 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 구성도이고,
도 2는 도 1에서 학원 차량 내에 위치하는 주장치(120), 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c, 160d), 음성 및 경보음 알림부(182), 및 표시부(184)의 관계를 설명하기 위한 블록도이고,
도 3은 도 1에서 주장치(120)의 상세 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이고,
도 4는 학원 차량의 운행 종료 과정에서, 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 흐름도이고,
도 5는 학원 차량의 이동 시작 과정에서, 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 흐름도이고,
도 6은 학원생의 승하차시 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 흐름도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템에서 비콘 송신기(150a)와 세 개의 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c) 간의 위치 추적 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면들 및 이를 참조하여 설명되는 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것이므로, 첨부된 도면들 및 실시예들이 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니될 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 상기 학원 차량 안전 관리 시스템은, 기본적으로, 학원(1100) 내에 위치한 서버(110), 학원 차량(1200) 내에 위치하고 서버(110)와 무선 통신으로 정보를 주고받을 수 있는 주장치(120), 서버(110)와 무선 통신으로 정보를 주고 받으며 학원 차량(1200)에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 보호자가 보유하는 보호자용 모바일 기기(130)를 포함한다. 그리고 주장치(120)와 서버(110) 간의 무선 통신은 통신망(1400)을 통해서 이루어진다. 상기 통신망(1400)과 주장치(120) 간(C1)은 WiFi 통신 또는 CDMA 통신으로 연결될 수 있고, 상기통신망(1400)과 서버(110) 간(C2)은 WiFi 통신 또는 WLAN 통신으로 연결되거나 일부 구간은 LAN으로 연결될 수 있다. 서버(110)와 보호자용 모바일 기기(30) 간(C3)에는 3G 또는 LTE 통신으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 학원 차량 안전 관리 시스템은, 학원 차량(1200)에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생에 의해 캐리(carry)되는 비콘 송신기(150a, 150b, 150c, 150d, 150e, 150f, 150g, 150h ; 이하 총괄하여 '150'으로도 일컬어짐), 학원 차량(1200) 내에 위치하는 세 개 이상의 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c, 160d ; 이하 총괄하여 '160' 으로도 일컬어짐), 제1 영역 정보와 제2 영역 정보를 포함한다.
비콘 송신기(150)는 학원 차량(1200)에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생이 캐리하는 것으로서, 블루투스 프로토콜, 바람직하게는 블루투스 4.0 프로토콜 기반의 신호를 주기적으로 송출한다. 본 명세서 내에서 사용되는 "캐리(carry)" 라는 용어는 어떠한 유형으로든 비콘 송신기를 휴대하고 다니는 것을 의미하는 것으로서, 예를 들면, 목걸이 형태로 걸고 다니거나, 손목에 부착하는 형태로 휴대할 수 있다. 또한, 본 명세서 내에서 "학원" 이라는 용어는 사설 학원, 유치원, 어린이집 등을 포괄적으로 의미하는 것으로 사용되며, 학원생은 학원을 이용하는 어린이나 유아 등을 포괄하는 의미로 사용된다.
위치 추적 기기들은 일반적으로 대다수가 GPS를 이용하고 있는데, GPS의 경우 정확한 위치파악이 가능하지 않고 장소 제약이 따르는 경우가 많아서, GPS를 사용할 수 없는 경우가 많이 있다. 따라서, 블루투스 프로토콜(블루투스 4.0)을 이용한 근거리 무선통신 기술인 비콘(beacon)으로서, GPS에 비해 비교적 정확한 로케이션이 가능하고 실내에서도 그 위치를 정확하게 파악할 수 있기 때문에 GPS와 비교할 경우 여러 가지 장점을 가지며, 특히 GPS를 사용하지 못하는 곳에서도 사용이 가능하다. 특히, IOT(사물인터넷) 기술 분야와도 밀접한 관련이 있어 향후 많은 성장세를 보일 것으로 기대되고 있으며, 본 발명과 같이 학원 차량 안전 관리 시스템 뿐만 아니라, 예컨대, IOT와 관련하여 근거리 마케팅이나 오프라인 매장에서의 결제 방식 등에도 널리 적용될 것으로 전망되고 있다. 본 발명에서는 기본적으로 이러한 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용하고 있다.
도 1에서 비콘 송신기(150)를 8개로 예시하였으며, 학원 차량(1200)의 내부, 즉 제1 영역(A1)에 3개, 학원 차량(1200)의 외부이면서 학원 차량 주변의 영역, 즉 제2 영역(A2)에 4개, 그리고 제1 영역(A1)도 제2 영역(A2)도 아닌 관심 밖의 영역에 1개로 예시하였다. 학원생이 학원 차량(1200)에 승차하는 과정에서는, 관심 밖의 영역에서부터 제2 영역(A2), 그리고 승차후 제1 영역(A1)으로 이동하게 될 것이므로, 학원생이 캐리하는 비콘 송신기(150)도 그 이동 경로를 따를 것이다. 이와는 반대로 학원생이 학원 차량(1200)에서 하차하는 과정에서는, 제1 영역(A1)에서 제2 영역(A2), 그리고 관심 밖의 영역으로 이동하게 될 것이므로, 학원생이 캐리하는 비콘 송신기(150)도 그 이동 경로를 따를 것이다.
제1 비콘 수신기들(160)은 학원 차량(1200) 내에 위치하고 주장치(120)와 통신가능하며, 학원 차량(1200)에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 현재 위치를 파악하기 위해 비콘 송신기(150) 측으로부터의 신호를 수신한다. 제1 비콘 수신기들(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 세 개 이상으로서 학원 차량(1200) 내에서 서로 다른 장소에 설치되는 것이 바람직하다.
제1 영역 정보와 제2 영역 정보는 주장치(120) 내에 미리 저장되는 것으로서, 제1 비콘 수신기들(160)과 비콘 송신기(150) 간의 통신 수립시 제1 비콘 수신기들(160)에서의 수신 전력에 따라 구분되어 미리 정해지는 정보들이다. 제1 영역 정보와 제2 영역 정보는 학원생들이 캐리하는 비콘 송신기(150)와 동일한 출력 특성을 갖는 비콘 송신기를 이용하여, 일정 크기 이상의 출력 특성을 갖는 영역의 바운더리를 정하여 둔 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 영역(A2)은 학원 차량(1200)의 주위의 일정 범위 내로 그 바운더리가 정해지고, 제1 영역(A1)은 학원 차량 내부로 정해진다. 즉, 비콘 송신기(150)에서 주기적으로 비콘 신호를 송출하는 경우, 학원 차량(1200) 내에 배치된 제1 비콘 수신기들(160) 중 예컨대, 160a, 160b, 160c에서는 송출되는 비콘 신호를 수신하게 될 것인데, 이러한 세 개의 제1 비콘 수신기들에 의해 상기 비콘 신호를 송출하고 있는 비콘 송신기(150)의 위치가 파악된다. 학원 차량(1200)의 내부와 외부 모두에 대해서 이러한 과정을 거쳐서 제1 영역 정보와 제2 영역 정보의 데이터베이스를 만든 후 주장치(120) 내에 미리 저장해 둔다. 두 개의 제1 비콘 수신기들만으로는 비콘 송신기의 정확한 위치 파악이 어려우므로, 세 개 이상의 제1 비콘 수신기들이 사용되어야 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c)이 있어야 비콘 송신기(150a)의 정확한 위치가 파악된다. 이에 관하여는 도 7을 참조하여 이후에 좀 더 상세히 설명될 것이다.
이후, 학원생이 캐리하는 비콘 송신기(150)로부터 비콘 신호가 출력되면, 도 7과 같은 원리를 이용한 위치 추적 알고리즘을 통하여 비콘 송신기(150)의 정확한 현재 위치를 파악하게 되고, 주장치(110)에서는 미리 저장된 제1 영역 정보와 제2 영역 정보를 이용하여 비콘 송신기(150)의 현재 위치가 제1 영역(A1) 내에 있는지 제2 영역(A2) 내에 있는지를 결정하게 된다. 주장치(110)는 비콘 송신기(150)의 위치를 파악한 후, 그 비콘 송신기(150)의 파악된 위치와 기본 정보를 통신망(1400)을 이용하여 학원(1100) 내의 서버(110) 측으로 전달하게 된다. 상기 비콘 송신기(150)의 기본 정보는, 비콘 송신기의 식별자(ID)와 비콘 송신기의 위치 파악 시간을 포함한다. 이후, 서버(110)는 상기 비콘 송신기의 위치 및 기본 정보를 보호자용 모바일 기기(130) 측으로 전달한다. 물론, 서버(110)는 상기 비콘 송신기의 위치 및 기본 정보를 별도로 저장해 둘 수도 있다. 서버(110)에 저장된 경우에는, 보호자용 모바일 기기(130)에 설치된 별도의 학원 서버 접근용 앱(미도시)을 이용하여 해당 학원생의 각종 정보들을 조회할 수 있도록 한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템은, 제2 비콘 수신기(170)를 더 포함한다. 제2 비콘 수신기(170)는, 학원 차량(1200)의 출입문(1201) 가까이에 위치하며, 학원 차량(1200)에 승차하거나 학원 차량(1200)에서 하차하는 학원생에 의해 캐리되는 비콘 송신기로부터 송출되는 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 수신하여 승차 또는 하차하는 학원생을 파악하는 기능을 수행한다. 제2 비콘 수신기(170)와 비콘 송신기(150) 간의 연계 동작은 도 6을 참조하여 이하에서 별도로 설명될 것이다.
도 2는 도 1에서 학원 차량 내에 위치하는 주장치(120), 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c, 160d), 음성 및 경보음 알림부(182), 및 표시부(184)의 관계를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c, 160d) 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들(예컨대, 160a, 160b, 160c) 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기(150a)로부터의 신호들과, 주장치(120) 내에 저장된 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여 상기 주장치(120)에 의해 비콘 송신기(150a)의 위치가 파악된다. 상기 학원 차량 안전 관리 시스템은, 주장치(120)에 의해 비콘 송신기(150a)가 제2 영역(A2; 도 1) 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 주장치(120)에 의해 제어되어 비콘 송신기(150a)가 제2 영역(A2) 내에 있음을 알리기 위한 수단인, 음성 및 경보음 알림부(182)를 더 포함할 수 있다. 그리하여, 음성 및 경보음 알림부(182)는 차량 운전자에게 제2 영역 내에 학원생이 존재하므로 주의할 것을 경고할 수 있다. 뿐만 아니라, 음성 및 경보음 알림부(182)는 학원 차량의 운행 종료 시점(도 4 참조)이나 이동 시작 과정(운행 시작 과정)(도 5 참조)에서도 차량 내에 잔류자가 있는 경우, 그리고 제2 영역 내에 학원생이 존재하는 경우 이를 차량 운전자에게 알릴 수도 있다.
또한, 상기 학원 차량 안전 관리 시스템은, 주장치(120)에 의해 비콘 송신기(150a)가 제1 영역(A1; 도 1) 내 또는 제2 영역(A2; 도 1 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 주장치(120)에 의해 제어되어 비콘 송신기(150a)의 위치를 시각적으로 알리기 위해 학원 차량(1200) 내에 위치한 표시부(184)를 더 포함할 수 있다. 표시부(184)는 차량 운전자(미도시)가 확인하기 위한 것이므로, 차량 운전자가 잘 볼 수 있는 방향으로 향하는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1에서 주장치(120)의 상세 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도 이다. 도 3을 참조하면, 주장치(120)는 제어부(121), 서버통신부(122), 메모리부(123)를 포함한다. 도 3에 도시되지는 않았으나, 차량 엔진이 꺼진 후 차량으로부터의 전원을 공급받지 못하는 경우, 일정 시간 동안 동작할 수 있도록 배터리(미도시)가 더 구비될 수 있다. 메모리부(123)는 제1 영역 정보와 제2 영역 정보를 미리 저장하고 있다. 제어부(121)는, 비콘 송신기(150), 제1 비콘 수신기들(160) 및 제2 비콘 수신기(170)의 송수신 작용에 의한 신호를 수신하고, 상기 메모리부(123)에 미리 저장되어 있는 제1 영역 정보와 제2 영역 정보를 로딩하여, 연산을 수행한다. 그리하여, 제어부(121)는, 상기 비콘 송신기(150)가 제1 영역(A1; 도 1) 내에 있는지 제2 영역(A2; 도 1) 내에 있는지를 파악하여, 그 결과를 서버통신부(122)에서 통신망(1400; 도 1)을 통해 서버(110) 측으로 통신하도록 제어한다. 또한, 제어부(121)는 앞서 언급한 바와 같이, 음성 및 경보음 알림부(182) 및 표시부(184)를 제어한다. 그리고, 제어부(121)는 전원 라인(PL) 라인을 공유하여, 제1 비콘 수신기들(160) 측으로 전원을 공급할 수 있다. 물론, 제1 비콘 수신기들(160)은 별도의 독립 전원에 의해 동작할 수도 있다.
도 4는 학원 차량의 운행 종료 과정에서, 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 흐름도이고, 도 5는 학원 차량의 이동 시작 과정에서, 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 흐름도이다.
먼저, 도 4를 참조하여, 학원 차량의 운행 종료 시점에서 차량 내에 잔류자가 없도록 하여 안전사고를 예방하기 위한 과정을 설명하면, 비콘 송신기(150; 도 1)로부터 주기적으로 신호가 송신되고(S11), 이를 3개 이상의 비콘 수신기(제1 비콘 수신기들(160); 도 1)에서 신호를 수신하여, 제1 영역 정보와 제2 영역 정보를 이용하여, 주장치(120)에서 비콘 송신기(150)의 위치가 파악된 상태(S12)에서, 주장치(120)는 학원 차량(1200; 도 1)의 전원이 오프되었는지 그렇지 않은지를 판단한다(S13). 학원 차량(1200)의 전원은, 학원 차량(1200)의 시동이 켜져 있는 경우 온 상태이고, 시동이 꺼져 있는 경우 오프 상태이다. 만약 학원 차량(1200)의 전원이 온 상태인 경우(S13의 아니오 분기), 현재 상태가 그대로 유지된다. 만약 학원 차량(1200)의 전원이 오프 상태인 경우(S13의 예 분기), 주장치(120)는 비콘 송신기(150)가 제1 영역에 있는지 그렇지 않은지를 판단하게 된다(S14). 만약 학원 차량의 전원이 오프된 상태에서 비콘 송신기(150)가 제1 영역 내에 있지 않은 경우에는(S14의 아니오 분기) 주장치(120)는 현재의 동작을 종료한다. 만약 학원 차량의 전원이 오프된 상태에서 비콘 송신기(150)가 제1 영역 내에 있는 것으로 판단된 경우, 주장치(120)는 음성 및 경보음 알림부(182)에게 음성 및 경보음을 발생시키도록 제어한다(S15). 그리하여, 운전자가 시동을 끈 상태에서 학원 차량 내에 잔류자가 있음에도 불구하고 그대로 차량 문을 잠근 상태로 방치하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
한편, 도 5를 참조하여, 학원 차량의 이동 시작 과정(운행 시작 과정)에서 차량 운전자가 제2 영역(A2; 도 1) 내에 있는 학원생을 미처 발견하지 못하여 사고가 발생하는 경우를 방지하기 위한 과정을 설명하면, 비콘 송신기(150; 도 1)로부터 주기적으로 신호가 송신되고(S21), 이를 3개 이상의 비콘 수신기(제1 비콘 수신기들(160); 도 1)에서 신호를 수신하여, 제1 영역 정보와 제2 영역 정보를 이용하여, 주장치(120)에서 비콘 송신기(150)의 위치가 파악된 상태(S22)에서, 주장치(120)는 학원 차량(1200; 도 1)의 전원이 오프되었는지 그렇지 않은지를 판단한다(S23). 만약 학원 차량(1200)의 전원이 오프 상태인 경우(S23의 아니오 분기), 현재 상태가 그대로 유지된다. 만약 학원 차량(1200)의 전원이 온 상태인 경우(S23의 예 분기), 주장치(120)는 비콘 송신기(150)가 제2 영역에 있는지 그렇지 않은지를 판단하게 된다(S24). 만약 학원 차량의 전원이 온된 상태에서 비콘 송신기(150)가 제2 영역 내에 있지 않은 경우에는(S24의 아니오 분기) 주장치(120)는 현재의 동작을 종료한다. 만약 학원 차량의 전원이 온된 상태에서 비콘 송신기(150)가 제2 영역 내에 있는 것으로 판단된 경우, 주장치(120)는 음성 및 경보음 알림부(182)에게 음성 및 경보음을 발생시키도록 제어한다(S25). 그리하여, 승차하지 않은 학원생들이나 하차후 학원 차량(1200) 가까이에 있는 학원생들을 차량 운전자가 미처 발견하지 못하여 일어날 수 있는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.
도 6은 학원생의 승하차시 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템의 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 비콘 송신기(150; 도 1)에서 비콘 신호를 주기적으로 송신하고(S31), 출입문(1201; 도 1) 가까이에 위치한 승하차전용 비콘 수신기, 즉 제2 비콘 수신기(170; 도 1)에서 비콘 송신기(150)로부터의 신호를 수신한다(S32). 승차 또는 하차 이전에 주장치(120)에서 비콘 송신기(150)와 제1 비콘 수신기들(160) 사이의 신호, 그리고 제1 영역 정보 및 제2 영역 정보를 이용하여 이미 상기 비콘 송신기(150)를 캐리하고 있는 학원생이 제2 영역에 있는지 제1 영역에 있는지는 결정되어 있으므로, 제2 영역에 위치하고 있다가 이후 제1 영역으로 이동한 것인지, 제1 영역에 위치하고 있다가 이후 제2 영역으로 이동한 것인지의 결정은, 제2 비콘 수신기(170)가 없어도, 주장치(120)에서 비콘 송신기(150)와 제1 비콘 수신기들(160) 사이의 신호, 그리고 제1 영역 정보 및 제2 영역 정보를 이용하여 주장치(120)가 결정할 수 있다. 제2 비콘 수신기(170)는 제1 영역에서 제2 영역으로의 위치 이동 또는 제2 영역에서 제1 영역으로의 위치 이동 시점을 정확하게 알려주는 기능을 할 수 있다. 주장치(120)에서의 판단 결과 위치 이동이 없는 경우(S33의 아니오 분기), 현재 상태를 유지한다. 주장치(120)에서의 판단 결과 위치 이동이 있는 경우(S33의 예 분기), 주장치(120)에서 제1 영역에서 제2 영역으로의 이동인지, 그 반대인지를 결정하게 된다(S34). 제2 영역에서 제1 영역으로의 이동인 경우(S34의 아니오 분기), 주장치(120)는 승차 정보(비콘 송신기 식별자(ID)와 승차 시간을 표시하는 정보로서, 이하에서는 승차 시간을 표시하는 정보를 '위치 변경 정보' 로도 일컬음)를 서버(110; 도 1)로 전달하고 서버(110)에서는 이를 별도로 저장하거나 보호자용 모바일 기기(130)로 전달하게 된다(S36). 제1 영역에서 제2 영역으로의 이동인 경우(S34의 예 분기), 주장치(120)는 하차 정보(비콘 송신기 식별자(ID)와 하차 시간을 표시하는 정보로서, 이하에서는 하차 시간을 표시하는 정보를 '위치 변경 정보'로도 일컬음)를 서버(110)로 전달하고 서버에서는 이를 별도로 저장하거나 보호자용 모바일 기기(130)로 전달하게 된다(S35).
승차인 경우, 예를 들어, 도 1을 참조하면, 비콘 송신기(예컨대, 150d)를 캐리하는 학원생이 학원 차량(1200)에 승차함에 따라, 비콘 송신기(150d)는 제2 영역(A2)에서 제1 영역(A1)으로 위치가 변경되고, 이 경우 주장치(120)는 제1 비콘 수신기들(160) 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들(예컨대, 160a, 160b, 160c) 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기(150d)로부터의 신호들, 주장치(120)에 미리 저장되어 있는 제1 영역 정보 및 제2 영역 정보, 그리고 제2 비콘 수신기(170)가 수신하는 상기 비콘 송신기(150d)로부터의 신호를 이용하여, 상기 비콘 송신기(150d)를 캐리하는 학원생의 위치가 제2 영역(A2)에서 제1 영역(A1)으로 변경되었음을 나타내는 위치 변경 정보를 상기 비콘 송신기(150d)의 기본 정보와 함께 서버(110)로 전달하고, 서버(110)는 비콘 송신기의 위치 변경 정보와 기본 정보를 보호자용 모바일 기기(130)로 전달한다.
하차인 경우, 예를 들어, 도 1을 참조하면, 비콘 송신기(예컨대, 150c)를 캐리하는 학원생이 학원 차량(1200)에서 하차함에 따라, 비콘 송신기(150c)가 제1 영역(A1)에서 제2 영역(A2)으로 위치가 변경되고, 이 경우 주장치(120)는 제1 비콘 수신기들(160) 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들(예컨대,160a, 160b, 160c) 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기(150c)로부터의 신호들, 주장치(120)에 미리 저장되어 있는 제1 영역 정보 및 제2 영역 정보, 그리고 제2 비콘 수신기(170)가 수신하는 상기 비콘 송신기(150c)로부터의 신호를 이용하여, 상기 비콘 송신기(150c)를 캐리하는 학원생의 위치가 제1 영역(A1)에서 제2 영역(A2)로 변경되었음을 나타내는 위치 변경 정보를 상기 비콘 송신기(150c)의 기본 정보와 함께 서버(110)로 전달하고, 서버(110)는 비콘 송신기의 위치 변경 정보와 기본 정보를 보호자용 모바일 기기(130)로 전달한다.
한편, 비콘 송신기(예컨대, 150a)를 캐리하는 학원생이 제1 영역(A1) 내에서만 그 위치를 이동하는 경우에는, 표시부(184)를 통해 상기 비콘 송신기(150a)를 캐리하는 학원생이 학원 차량(1200) 내에서 이동하였음을 표시함으로써 운전자가 알 수 있도록 한다.
마지막으로, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템에서 비콘 송신기(150a)와 세 개의 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c) 간의 위치 추적 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 도 1과 함께 참조하면, 비콘 송신기(150a)에서 주기적으로 비콘 신호를 송신하는 상태에서, 예컨대, 비콘 송신기(150a)가 제2 영역(A2) 내에 들어온 경우, 세 개의 제1 비콘 수신기들(160a, 160b, 160c)는 상기 비콘 송신기(150a)에서 송신하는 신호를 수신하여 도시된 바와 같이 상기 비콘 송신기(150a)의 정확한 위치를 파악하게 된다. 예를 들어, 두 개의 제1 비콘 수신기들(예컨대, 160a, 160b)만을 이용하게 되면, 160a에 의해 추적되는 위치(B1)와 160b에 의해 추적되는 위치(B2)의 교차점은 두 개가 존재하게 되므로 상기 비콘 송신기(150a)의 정확한 위치를 파악할 수 없다. 따라서, 160a에 의해 추적되는 위치(B1), 160b에 의해 추적되는 위치(B2), 그리고 160c에 의해 추적되는 위치(B3)의 교차점은 하나이므로, 이와 같이 적어도 세 개 이상의 제1 비콘 수신기들을 이용하여, 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 주기적으로 송신하고 있는 비콘 송신기의 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다.
본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템은, 학원 내에서 학원 입실용 비콘 수신기와 학원 퇴실용 비콘 수신기를 학원의 출입문 가까이에 설치하는 형태로 응용하여, 학원생들이 학원에 제대로 출석하였는지를 학부모에게 알리도록 할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템에 관하여 설명하였으나, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서 내에 기재된 사항들을 참조하여 얼마든지 변형 예들을 도출해 낼 수 있을 것이나, 이러한 변형 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임은 자명하다 할 것이다.
110 : 서버
120 : 주장치
130 : 보호자용 모바일 기기
150 : 비콘 송신기
160 : 제1 비콘 수신기
170 : 제2 비콘 수신기
182 : 음성 및 경보음 알림부
184 : 표시부

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 학원 내에 위치한 서버(110)와, 학원 차량 내에 위치하고 상기 서버와 무선 통신하는 주장치(120)와, 상기 서버와 무선 통신하며 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 보호자가 보유하는 보호자용 모바일 기기(130)를 포함하는, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템으로서,
    상기 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생에 의해 캐리(carry)되며, 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 송출하는 비콘 송신기(150);
    상기 학원 차량 내에 위치하고 상기 주장치(120)와 통신가능하며, 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 현재 위치를 파악하기 위해 상기 비콘 송신기 측으로부터의 신호를 수신하는 세 개 이상의 제1 비콘 수신기들(160) - 상기 제1 비콘 수신기들(160)은 상기 학원 차량 내에서 서로 다른 장소에 위치함 - ;
    상기 주장치(120) 내에 저장되는 제1 영역 정보와 제2 영역 정보 - 상기 제1 영역 정보와 상기 제2 영역 정보는, 상기 제1 비콘 수신기들(160)과 상기 비콘 송신기(150) 간의 통신 수립시 상기 제1 비콘 수신기들에서의 수신 전력에 따라 구분되어 미리 정해지며, 상기 제1 영역 정보는 상기 학원 차량 내부의 영역에 관한 정보이고, 상기 제2 영역 정보는 상기 학원 차량 외부의 영역에 관한 정보로서 상기 학원 차량 주변에서의 소정의 바운더리에 관한 정보임 - ; 및
    상기 학원 차량의 출입문 가까이에 위치하며, 상기 학원 차량에 승차하거나 상기 학원 차량에서 하차하는 학원생에 의해 캐리되는 비콘 송신기로부터 송출되는 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 수신하여 승차 또는 하차하는 학원생을 파악하기 위한 제2 비콘 수신기(170);를 포함하고,
    상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들과 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여, 상기 주장치(120)는 상기 비콘 송신기의 위치를 파악하여 상기 비콘 송신기의 기본 정보 - 상기 기본 정보는 상기 비콘 송신기의 식별자(ID) 및 상기 비콘 송신기의 위치 파악 시간을 포함함 - 와 함께 상기 서버(110)로 전달하고, 상기 서버(110)는 상기 비콘 송신기의 위치 및 기본 정보를 상기 보호자용 모바일 기기(130)로 전달하며,
    상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들과 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여 상기 주장치(120)에 의해 위치가 파악된 결과,
    상기 주장치에 의해 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 상기 주장치에 의해 제어되어 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역 내에 있음을 알리기 위한 음성 및 경보음 알림부(182); 및
    상기 주장치에 의해 상기 비콘 송신기가 상기 제1 영역 내 또는 상기 제2 영역 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 상기 주장치에 의해 제어되어 상기 비콘 송신기의 위치를 시각적으로 알리기 위해 상기 학원 차량 내에 위치한 표시부(184);를 더 포함하고,
    상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생이 상기 학원 차량에 승차함에 따라, 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역에서 상기 제1 영역으로 위치가 변경되는 경우, 상기 주장치는, 상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들, 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보, 그리고 상기 제2 비콘 수신기가 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호를 이용하여, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생의 위치가 상기 제2 영역에서 상기 제1 영역으로 변경되었음을 나타내는 위치 변경 정보를 상기 비콘 송신기의 기본 정보와 함께 상기 서버(110)로 전달하고, 상기 서버는 상기 비콘 송신기의 위치 변경 정보 및 기본 정보를 상기 보호자용 모바일 기기(130)로 전달하는 것을 특징으로 하는, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템.
  5. 학원 내에 위치한 서버(110)와, 학원 차량 내에 위치하고 상기 서버와 무선 통신하는 주장치(120)와, 상기 서버와 무선 통신하며 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 보호자가 보유하는 보호자용 모바일 기기(130)를 포함하는, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템으로서,
    상기 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생에 의해 캐리(carry)되며, 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 송출하는 비콘 송신기(150);
    상기 학원 차량 내에 위치하고 상기 주장치(120)와 통신가능하며, 학원 차량에 탑승하거나 탑승 예정인 학원생의 현재 위치를 파악하기 위해 상기 비콘 송신기 측으로부터의 신호를 수신하는 세 개 이상의 제1 비콘 수신기들(160) - 상기 제1 비콘 수신기들(160)은 상기 학원 차량 내에서 서로 다른 장소에 위치함 - ;
    상기 주장치(120) 내에 저장되는 제1 영역 정보와 제2 영역 정보 - 상기 제1 영역 정보와 상기 제2 영역 정보는, 상기 제1 비콘 수신기들(160)과 상기 비콘 송신기(150) 간의 통신 수립시 상기 제1 비콘 수신기들에서의 수신 전력에 따라 구분되어 미리 정해지며, 상기 제1 영역 정보는 상기 학원 차량 내부의 영역에 관한 정보이고, 상기 제2 영역 정보는 상기 학원 차량 외부의 영역에 관한 정보로서 상기 학원 차량 주변에서의 소정의 바운더리에 관한 정보임 - ; 및
    상기 학원 차량의 출입문 가까이에 위치하며, 상기 학원 차량에 승차하거나 상기 학원 차량에서 하차하는 학원생에 의해 캐리되는 비콘 송신기로부터 송출되는 블루투스 프로토콜 기반의 신호를 수신하여 승차 또는 하차하는 학원생을 파악하기 위한 제2 비콘 수신기(170);를 포함하고,
    상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들과 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여, 상기 주장치(120)는 상기 비콘 송신기의 위치를 파악하여 상기 비콘 송신기의 기본 정보 - 상기 기본 정보는 상기 비콘 송신기의 식별자(ID) 및 상기 비콘 송신기의 위치 파악 시간을 포함함 - 와 함께 상기 서버(110)로 전달하고, 상기 서버(110)는 상기 비콘 송신기의 위치 및 기본 정보를 상기 보호자용 모바일 기기(130)로 전달하며,
    상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들과 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보를 이용하여 상기 주장치(120)에 의해 위치가 파악된 결과,
    상기 주장치에 의해 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 상기 주장치에 의해 제어되어 상기 비콘 송신기가 상기 제2 영역 내에 있음을 알리기 위한 음성 및 경보음 알림부(182); 및
    상기 주장치에 의해 상기 비콘 송신기가 상기 제1 영역 내 또는 상기 제2 영역 내에 위치한 것으로 파악되는 경우, 상기 주장치에 의해 제어되어 상기 비콘 송신기의 위치를 시각적으로 알리기 위해 상기 학원 차량 내에 위치한 표시부(184);를 더 포함하고,
    상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생이 상기 학원 차량에서 하차함에 따라, 상기 비콘 송신기가 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 위치가 변경되는 경우, 상기 주장치는, 상기 제1 비콘 수신기들 중 적어도 세 개의 제1 비콘 수신기들 각각이 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호들, 상기 제1 영역 정보 및 상기 제2 영역 정보, 그리고 상기 제2 비콘 수신기가 수신하는 상기 비콘 송신기로부터의 신호를 이용하여, 상기 비콘 송신기를 캐리하는 학원생의 위치가 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 변경되었음을 나타내는 위치 변경 정보를 상기 비콘 송신기의 기본 정보와 함께 상기 서버(110)로 전달하고, 상기 서버는 상기 비콘 송신기의 위치 변경 정보 및 기본 정보를 상기 보호자용 모바일 기기(130)로 전달하는 것을 특징으로 하는, 블루투스 프로토콜 기반의 비콘을 이용한 학원 차량 안전 관리 시스템.
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