KR101857130B1 - 감시자산 위치 추적 시스템 - Google Patents

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유연상
백승호
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Abstract

본 발명은 은폐하여 설치된 감시자산의 위치를 추적하되 비정상적인 접근으로부터 보안을 유지할 수 있는 감시자산 위치 추적 시스템을 제공한다.

Description

감시자산 위치 추적 시스템{System for tracing location of surveillance assets}
본 발명은 감시자산 위치 추적 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은폐하여 설치된 감시자산의 위치를 추적하되 비정상적인 접근으로부터 보안을 유지할 수 있는 감시자산 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
감시자산은 설치된 이후 주기적으로 보수하거나 교체의 필요성이 요구된다. 그러나, 감시자산의 특성상 은밀성을 고려해서 설치를 은폐하여 숨기기 때문에 설치 지역의 환경적인 요인인 식물 생육이나 날씨, 계절 변화 또는 군사 상황 등에 의해 위치가 변경되거나 장치의 일부가 손실되거나 고장이 나면 관리자가 감시자산을 찾기 어려운 경우가 있다.
그렇다고 공격작전 상황 등에서는 감시자산을 불빛이나 냄새, 특정 소리로 찾는 방법은 적군이 아군의 접근을 쉽게 인지할 수 있게 되기 때문에 지양해야할 것이다.
또한, GPS 등을 이용한 위치추적방법은 위치오차가 10~20m까지 발생할 수 있으며, 이는 비탈지거나 등록된 길이 없는 산악 중에서는 매우 큰 위치 오차가 된다.
한국등록특허 제10-0947805호는 무선 센서 네트워크 기반의 자산 추적 시스템에서 노드의 오동작 및 획득한 RSSI의 오차에 의해 발생할 수 있는 자산의 위치정보의 모호성을 보완하는 기술에 대하여 기술하고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 은폐하여 설치된 감시자산의 위치를 추적하되 비정상적인 접근으로부터 보안을 유지할 수 있는 감시자산 위치 추적 시스템을 제안함을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 제1 감시자산이 비콘신호를 1차 송출하고, 상기 비콘신호를 송신한 위치추적단말로부터 상기 제1 감시자산에 대한 위치확인신호(ACK)가 입력되면, 미리 저장된 제2 감시자산의 위치정보를 상기 위치추적단말로 전송하는 감시자산부와, 상기 비콘신호를 검출하지 못한 경우, 상기 위치추적단말로부터 일정 반경 내의 상기 감시자산부에 2차 알림신호 발생을 요청하고, 수신된 상기 2차 알림신호를 분석하여, 상기 감시자산부의 위치를 추적하는 상기 위치추적단말 및 상기 위치추적단말과 상기 감시자산부에 관한 정보를 송수신하는 관리 서버를 포함하고, 상기 감시 자산부는 상기 비콘신호에 암호화 데이터를 포함하여 송출하고, 상기 위치추적단말은 보유하고 있는 암호키 데이터로 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 위치확인신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템을 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따른 감시자산 위치 추적 시스템은 은폐하여 설치된 감시자산의 위치를 은밀하게 추적하여 감시자산을 유지보수 및 교체하며 관리할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 감시자산 위치 추적 시스템은 감시자산에서 송출되는 비콘신호를 아군이 아닌 적군이 수신하여 악용하는 행위를 방지하고, 비정상적인 접근으로부터 감시자산에 대한 보안을 유지하기 위해 암호화 데이터 기반으로 보안을 강화한다.
아울러, 본 발명은 다수의 감시자산들에 대해 감시자산을 하나씩 추적할 때마다 미리 설정된 일정 반경 이내의 다른 감시자산들에 대한 위치 정보를 비롯한 위험 정보까지 제공함으로써, 은폐 감시자산을 효율적으로 안전하게 관리하도록 할 수 있다.
더불어, 본 발명에 따르면, 서로 이격 배치되어 있는 각 감시자산들을 하나씩 추적하다보면 연쇄적으로 처음부터 끝의 감시자산을 모두 추적할 수 있기 때문에 다수의 감시자산에 대한 추적에서 누락을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감시자산 위치추적 시스템이 적용되는 일예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감시자산 위치추적 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감시자산부의 상세한 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 위치추적단말의 형태의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 다수의 신호 수신 장치를 이용하여 삼각 측정법에 의한 거리를 산출하는 일 예를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 2차 알림 신호의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 감시자산 위치확인 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 보안이 강화된 감시자산 위치 추적 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감시자산 위치추적 시스템이 적용되는 일예를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감시자산 위치추적 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감시자산부의 상세한 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 감시자산 위치추적 시스템(100)은 감시자산부(200), 위치추적단말(300) 및 관리 서버(400)로 구성된다.
본 발명의 감시확인 위치추적 시스템(100)은 주로 산악지역이나 사막지역 또는 군사지역과 같은 영역에 센서 등과 같은 감시자산을 은폐하여 설치한 후, 설치된 감시자산을 지속적으로 보수하거나 교체하기 위해 감시자산의 위치를 찾아야하는 경우에 용이하게 활용될 수 있다.
감시자산의 특성상 은밀성을 고려해서 설치를 은폐하여 숨기기 때문에 설치 지역의 환경이 식물 생육이나 날씨, 계절 변화 또는 군사 상황 등에 의해 위치가 변경되거나 장치의 일부가 손실되거나 고장이 나면 관리자가 감시자산을 찾기 어려운 경우가 있다.
그렇다고 공격작전 상황 등에서는 감시자산을 불빛이나 냄새, 특정 소리로 찾는 방법은 적군이 아군의 접근을 쉽게 인지할 수 있게 되기 때문에 지양해야하는 방법이다. 또한, GPS 등을 이용한 위치추적방법은 위치오차가 10~20m까지 발생할 수 있으며, 이는 비탈지거나 등록된 길이 없는 산악 중에서는 매우 큰 위치 오차가 된다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제들을 해결할 수 있는 감시자산 위치추적 시스템을 개시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 감시자산부(200)는 다수의 제n 감시자산(210~280)을 포함하여 구성된다.
각 감시자산은 모두 동일한 구성을 갖고, 대표적으로 제1 감시자산(210)의 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 비콘(211), 통신부(212), 암호화 데이터 생성부(213), 위치추적단말 인증부(214), 제2 감시자산 정보 DB(215), 일반음 또는 자연음 발생부(216), 초음파 발생부(218), 적외선 발생부(219), 주변소음 수신기(220) 및 제어부(221)를 포함하여 구성된다.
비콘(211)은 근거리 무선통신모듈을 이용하여 소정의 데이터를 주기적, 계속적으로 주변에 발신하는 장치로서, 근거리 무선 통신 방식으로는 예컨대 블루투스(Bluetooth), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee) 등 다양한 방식을 사용할 수 있다. 비콘이 발신하는 데이터로는 최소한 자신의 비콘 식별정보(Beacon ID)를 포함할 수 있고, 보안을 위해 암호화된 데이터를 추가할 수 있다. 비콘(211)은 매우 작고 가볍게 제작되어 어떠한 형태의 감시자산에도 쉽게 부착되거나 탑재될 수 있다. 비콘(211)은 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy)를 이용하여 근거리 무선 통신하며, 대략 50m 범위 내(최대 70m까지)에서 통신할 수 있다. 저전력 블루투스를 이용하면 비콘의 소비전력이 작기 때문에, 예로 1000mA의 배터리를 이용하여 600~700mSec 주기로 비콘 식별정보를 발신하는 비콘은 배터리 교체 없이도 1년 이상 신호를 발신할 수 있다. 비콘(211)이 비콘 식별정보를 송출하는 주기는 설계자에 의해 제어되거나 사용자에 의해 선택될 수 있다.
통신부(212)는 위치추적단말(300)로부터 비콘신호를 기반으로 제1 감시자산(210)의 위치를 확인했다고 알리는 위치확인신호(ACK)를 수신하고, 위치확인신호(ACK)를 수신한 뒤 제2 감시자산에 관한 정보를 위치추적단말(300)로 전송하는 역할을 한다. 이를 위해, 통신부(212)는 근거리 무선통신모듈로 구비될 수 있다.
암호화 데이터 생성부(213)는 소정 규칙에 따라 평문 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 생성한다. 암호화 데이터는 비콘(211)을 통해 비콘 식별정보와 함께 송출된다. 이러한 구성은 감시자산의 비콘신호를 아군이 아닌 적군이 수신하여 악용하는 행위를 방지하기 위함이며, 비정상적인 접근으로부터 감시자산에 대한 보안을 유지하기 위한 수단이 될 수 있다.
암호화 데이터 생성부(213)는 암호키 데이터로 평문 데이터를 암호화함으로써, 암호화 데이터를 생성한다. 이를 위해 사용되는 암호화 알고리즘으로는 예컨대 대칭키 암호화 기법인 블록 암호(block cipher), 스트림 암호(stream cipher) 알고리즘이 사용될 수 있다. 평문 데이터의 암호화 시에 평문 데이터 전체를 암호화할 수도 있고, 평문 데이터의 정해진 일부만을 암호화할 수도 있다. 예를 들어, 평문 데이터에 암호키 데이터가 더해져서 암호화 데이터가 생성될 수 있다.
위치추적단말(300)이 암호화 데이터를 비콘신호와 함께 수신하면, 암호화 데이터를 미리 보유하고 있던 암호키 데이터로 복호화하여 평문 데이터를 추출하여, 추출된 평문 데이터를 위치확인신호(ACK)와 함께 제1 감시자산(210)으로 전송한다. 여기서 위치추적단말(300)은 감시자산의 제작 설계 시 암호키 데이터를 저장하고 있거나, 관리서버(400)로부터 암호키 데이터를 전송받을 수 있다.
그러면, 제1 감시자산(210)의 위치추적단말 인증부(214)는 위치추적단말(300)로부터 수신된 위치확인신호에 포함된 평문 데이터를 보유하고 있는 평문 데이터와 비교하여, 그 일치여부에 따라 위치추적단말(300)을 인증한다.
위치추적단말 인증부(214)를 통해 위치추적단말의 ACK 신호가 인증되면, 제어부(221)가 제2 감시자산 정보 DB(215)로부터 제2 감시자산에 대한 위치정보를 추출한다. 여기서, 제2 감시자산(220)에 대한 위치정보는 제1 감시자산(210)의 위치에 대비한 상대적 위치좌표 및 거리 간격정보를 포함하고, 제1 감시자산(210)으로부터 일정 반경 이내에 구비된 제1 감시자산(210) 이외의 다른 감시자산에 대해 미리 산출되어 저장된 위치정보를 의미한다.
즉, 제2 감시자산(220)에 대한 위치정보는 제1 감시자산(210)을 기준점으로 하여 거리와 방향으로 표시될 수 있으며, 경도와 위도를 사용하고, 좌표로 표시될 수 있음에 한정하지 않는다. 제2 감시자산(220)에 대한 위치정보와 더불어, 감시자산의 종류 및 중요 정보 또는 위험 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 감시자산(220)이 나무 또는 바위 등에 설치되었는지, 지면에 매립되었는지, 수중에 위치하는지 등에 관한 구체적 설치정보를 포함할 수 있고, 제2 감시자산(220)이 폭발물질, 화기물질, 방사능 위험 물질 등의 위험 요소를 포함하고 있는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이렇게 제2 감시자산(220)에 대한 위험 정보를 제1 감시자산(210)을 통해 미리 제공함으로써, 은폐 감시자산을 효율적으로 안전하게 관리하도록 할 수 있다.
제2 감시자산(220)도 상술한 제1 감시자산(210)과 마찬가지로 설계자에 의해 설정된 반경 이내에 위치하는 다른 감시 자산들에 대한 상대적 위치정보를 저장하고 있으며, 이는 제N 감시자산에 대해서도 동일하다(N은 양의 정수).
제어부(221)는 추출된 제2 감시자산 정보를 통신부(212)를 통해 위치추적단말(300)로 전송한다. 본 발명에서는 예시적으로 제1 감시자산이 제2 감시자산의 위치정보만 알려주는 것으로 기재되었으나, 이에 한정하지 않고, 제1 감시자산으로부터 미리 설정된 일정거리 반경 내에 있는 적어도 둘 이상의 감시 자산들에 관한 정보를 포함하여 알려줄 수 있다.
여기서, 하나의 감시자산이 제공하는 다른 감시자산정보에 대해 미리 설정된 일정거리 반경 내의 것으로 한정하는 이유는, 서로 이격 배치되어 있는 각 감시자산마다 일정거리 반경을 설정하기 때문에 감시 자산들을 하나씩 추적하다보면 연쇄적으로 처음부터 끝의 감시자산을 모두 추적할 수 있기 때문이다.
제1 감시자산(210)이 위치추적단말(300)에게 제2 감시자산(220)에 관한 정보를 알려주는 이유는, 광활한 지역에 은폐하여 설치된 다수의 감시자산을 GPS(Global Positioning System)나 설치자의 기억 또는 감시자산 항목 리스트 등에만 의존하여 확인한다면, GPS 경우에는 위치오차에 의한 오차가 발생할 수 있으며, 산악 지역이나 사막 지역과 같이 지표가 없는 지역에서 은밀성을 고려하여 은폐한 감시자산을 설치자의 기억이나 항목 리스트에 기반하여 찾기에는 매우 어려운 점이 많기 때문이다.
그리고, 본 발명은 다수의 감시자산들에 대해 감시자산을 하나씩 추적할 때마다 미리 설정된 일정 반경 이내의 다른 감시자산들에 대한 위치 정보를 비롯한 위험 정보까지 제공함으로써, 은폐 감시자산을 효율적으로 안전하게 관리하도록 할 수 있다.
한편, 제1 감시자산(210)이 비콘신호를 1차 송출하는 단계 이후, 위치추적단말(300)이 미리 설정된 시간 내에 비콘신호를 수신하지 못하는 경우, 위치추적단말(300)은 2차 알림신호 발생을 요청하는 신호를 송출한다. 또는, 제1 감시자산(210)이 군사적 상황이나 자연재해 등의 다양한 이유로 비콘신호를 송출하지 못하는 경우에 대해서도 마찬가지로, 위치추적단말(300)은 비콘신호를 미리 설정된 시간 내에 수신하지 못할 때에도 2차 알람신호 발생을 요청하는 신호를 송출할 수 있다.
그래서 제1 감시자산(210)의 통신부(212)가 2차 알림신호 발생 요청을 수신하면, 제어부(221)가 주변소음 수신기(220)를 통해 주변 노이즈를 측정한다.
다음으로, 제어부(221)는 측정된 주변 노이즈의 레벨을 분류하고, 분류된 노이즈 레벨에 따라 미리 설정된 적어도 하나의 2차 알림신호를 송출한다. 이때, 2차 알림신호로서 일반음, 자연음, 초음파 및 적외선 중 적어도 하나의 신호를 송출할 수 있다. 여기서, 초음파 및 적외선을 2차 알림신호로서 송출하는 경우, 신호 발생시 시작점을 알리는 신호를 삽입한다. 이는 위치추적단말(300)에서 감시자산의 위치를 추적하기 위해 초음파 및 적외선 신호를 이용하는 경우 신호지연시간을 계산할 수 있게 해주기 위함이다.
더불어, 제어부(221)는 측정된 주변 소음 레벨과 함께 현재 시각을 판단하여, 일반음, 자연음, 초음파 및 적외선 중 적어도 하나의 신호를 선택하여 2차 알림신호로서 송출할 수 있다.
이를 위해, 일반음, 자연음 발생부(216)는 일반음으로서 예를 들어 “삐~”소리가 나는 음을 발생시키거나, 자연음으로서 예를 들어, 새소리, 물소리, 바람소리 및 벌레소리 중 적어도 하나의 음을 발생시킬 수 있으며, 초음파 발생부(218)는 제어부(221)에 의해 초음파(ultrasonic wave: US wave)를 발산하고, 적외선 발생부(219)는 적외선(infrared ray: IR ray)을 발산한다.
아울러, 도 6에 도시된 바와 같이 제어부(221)는 2차 알림신호를 (a) 대역별 신호 세기 변경, (b) 시간에 따른 신호 패턴의 변동 및 (c) 서로 다른 종류의 신호를 순차적으로 송출하되, 상기 순차적 송출이 반복되는 횟수 중 적어도 하나에 대해 설정된 규칙에 따라 송출할 수 있다. 이와 같은 2차 알림신호의 규칙에 대해서 감시자산 설계 시 관리서버(400)가 미리 설정하여 저장해 놓고 이후에 위치추적단말(300)에 전달하거나, 위치추적단말(300)에 미리 저장해둘 수 있다.
위치추적단말(300)은 이와 같은 2차 알림 신호를 수신하면, 상기 2차 알람신호의 (a) 대역별 신호 세기 변경, (b)　시간에 따른 신호 패턴의 변동, 및 (c) 서로 다른 종류의 신호가 순차적으로 송출되며, 상기 순차적 송출이 반복되는 횟수 중 적어도 하나에 대해 설정된 규칙을 검출한다.
그런 다음 검출된 규칙을 기반으로 미리 저장된 감시자산정보와 매칭하여, 매칭된 감시자산에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이때, 검출된 규칙과 매칭된 감시자산에 대한 정보는 위치추적단말(300)에 미리 저장되어 있거나, 관리 서버(400)로 검출된 규칙 정보를 전송하고, 이에 대응하여 관리 서버(400)가 전송한 해당 감시자산정보를 수신하여 획득할 수 있다.
이러한 2차 알람신호의 (a) 대역별 신호 세기 변경, (b)　시간에 따른 신호 패턴의 변동, 및 (c) 서로 다른 종류의 신호가 순차적으로 송출되는 기능은 아군에 의해 미리 설정된 고유의 규칙으로서, 적군이 알 수 없도록 설계될 수 있다.
한편, 위치추적단말(300)은 도 5에 도시된 바와 같이 적어도 3개 이상의 초음파 수신기(301~303)가 구비된 상황에서 제1 감시자산(210)이 송출한 적외선 및 초음파 신호를 수신한 경우, 수신한 적외선 및 초음파의 도달 시간차를 산출하고, 상기 도달 시간차로부터 제1 감시자산(210)과 상기 위치추적단말(300) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
여기서 한 대의 초음파 수신기(301)는 사용자가 이동하며 소지하고 있는 위치추적단말(300)에 탑재된 기기이고, 나머지 두 대의 초음파 수신기(302, 303)는 삼각 측정법을 이용한 거리를 산출하기 위해 미리 은폐지역의 일정 구역에 고정되어 구비된 기기이다.
구체적으로, 적외선은 광속 약 300000km/hr ~ 약 83300m/sec로 전송되고, 초음파는 음속 약 340m/sec로 전송되므로 위치추적단말(300)이 수신한 적외선 및 초음파는 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)와 제1 감시수단(210) 사이의 거리에 따라 각각 제1 내지 제3 도달 시간차를 갖게 된다.
그러면, 위치추적단말(300)은 제1 수신부 내지 제3 수신부(301, 302, 303)로부터 전달받은 아날로그 신호를 이용하여 제1 감시자산(210)의 위치정보를 산출한다.
또한, 위치추적단말(300)은 제1 수신부 내지 제3 수신부(301, 302, 303)가 생성한 아날로그 신호로부터 다수의 수신부가 수신한 적외선 및 초음파의 도달 시간차를 산출하고, 도달 시간차로부터 다수의 수신부(301, 302, 303)와 제1 감시수단(210) 사이의 거리를 산출한 후, 다수의 수신부(301, 302, 303)와 위치추적단말(300) 사이의 거리와 다수의 제1 수신부(301, 302, 303)의 3차원 좌표로부터 제1 감시자산(210)의 3차원 좌표를 산출한다.
예를 들어, 광속 및 음속을 각각 c, v라 하고, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)가 수신한 적외선 및 초음파의 제1 내지 제3 도달 시간차를 각각 △t1, △t2, △t3라고 할 때, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)과 제1 감시자산(210) 사이의 거리 R1, R2, R3는 다음의 식에 의하여 산출할 수 있다.
R1=cv△t1/(c-v), R2=cv△t2/(c-v), R3=cv△t3/(c-v)
그리고, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)의 3차원 좌표를 각각 (a1, b1, c1), (a2, b2, c2), (a3, b3, c3)라고 할 때, 제1 감시자산(210)의 3차원 좌표(x, y, z)는 다음의 3원 2차 연립방정식에 의하여 산출할 수 있다.
(x-a1)2+(y-b1)2+(z-c1)2=R12,
(x-a2)2+(y-b2)2+(z-c2)2=R22,
(x-a3)2+(y-b3)2+(z-c3)2=R32
따라서, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)가 수신한 적외선 및 초음파로부터 도달 시간차를 검출하면 제1 감시자산(210)의 3차원 좌표를 산출할 수 있다. 여기서 이와 같은 방법을 삼각 측정법이라 하고, 삼각 측정법으로 좌표를 산출하기 위해서는 수신부가 적어도 3개의 수신부를 포함해야 한다.
위치추적단말(300)은 비콘(211)으로부터 신호를 수신할 수 있는 근거리 무선통신모듈 이외에 수신한 비콘 식별정보를 별도의 유선 또는 무선 통신망을 통해 관리서버(400)로 전송할 수 있는 통신모듈을 구비한다. 예를 들어, 위치추적단말(300)이 스마트폰인 경우 3G 또는 4G 이동통신모듈을 포함할 수 있다. 위치추적단말(300)은 이와 같은 별도의 통신모듈을 통해서 수신한 비콘 식별정보 또는 경우에 따라서 자신의 GPS 정보를 관리서버(400)로 송신한다.
위치추적단말(300)은 하나 이상의 비콘신호를 수신하는 경우, 수신되는 신호의 세기가 가장 큰 비콘신호를 선택적으로 수신함으로써, 가장 가까이 있는 감시자산부터 순차적으로 위치를 추적하도록 한다.
위치추적단말(300)은 감시자산을 관리하고자 하는 사용자가 소지하고 이동하며 감시자산의 위치를 추적하는 데에 이용하는 단말로서, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 터치형 디스플레이를 포함하는 스마트 단말로 구비되거나 (b)에 도시된 바와 같이 (a)의 스마트 단말 기능을 모두 포함하면서 초음파 및 적외선을 수신할 수 있는 수신기를 포함하는 장치로 구비될 수 있다. 그리고 (b)와 같은 위치추적단말 장치는 적어도 8방위의 위치를 표현하는 방향표시 LED를 구비하여, 사용자가 직관적으로 감시자산을 추적하는 위치를 파악하며 신속하게 감시자산의 찾아갈 수 있도록 한다. 여기서, 방향표시 LED를 8방위에 따라 구비하는 예로 들었으나, 경우에 따라 16방위 또는 32방위에 따라 방향표시 LED를 구비할 수 있음에 한정하지 않는다.
이와 같은 방향표시 LED는 위치추적단말기(300)가 연속적으로 산출하는 제1 감시자산(210)의 방향에 따라 적어도 하나의 LED를 턴온시키고, 위치추적단말장치(300)의 이동에 따라 턴온되는 LED를 변경함으로써, 위치추적단말장치(300)의 위치를 기준으로 제1 감시자산(210)의 상대적 위치를 사용자에게 인지시키며 따라갈 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 감시자산 위치확인 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 감시자산 위치 추적 방법은 먼저, 제1 감시자산(210)이 비콘신호를 1차 송출하고(S110), 위치추적단말(300)이 상기 비콘신호를 수신하여 미리 저장된 제1 감시자산 정보와 매칭한다. 여기서, 위치추적단말(300)은 하나 이상의 비콘신호를 수신하는 경우, 수신되는 신호의 세기가 가장 큰 비콘신호를 선택적으로 수신함으로써, 가장 가까이 있는 감시자산부터 순차적으로 위치를 추적하도록 한다.
위치추적단말(300)에서 신호가 매칭되면, 상기 비콘신호에 기반하여 제1 감시자산(210)의 위치를 추적한다(S117).
위치추적단말(300)이 제1 감시자산(210)의 위치를 확인한 경우, 위치확인신호(ACK)를 제1 감시자산(210)으로 전송한다(S118).
그러면, 제1 감시자산(210)이 제2 감시자산의 정보를 추출하여 위치추적단말(300)로 전송한다(S120).
한편, 제1 감시자산이 비콘신호를 1차 송출하는 단계(S110) 이후, S111 단계에서 위치추적단말이 미리 설정된 시간 내에 상기 비콘신호를 수신하지 못하는 경우, 2차 알림신호 발생을 요청한다(S112).
다음으로, 제1 감시자산(210)이 2차 알림신호 발생 요청에 대응하여 주변 노이즈를 측정한다(S113).
그리고, 제1 감시자산(210)이 상기 측정된 주변 노이즈의 레벨에 따라 적어도 하나의 2차 알림신호를 송출한다(S114). 여기서, 제1 감시자산(210)은 2차 알림신호를 (a) 대역별 신호 세기 변경, (b) 시간에 따른 신호 패턴의 변동 및 (c) 서로 다른 종류의 신호를 순차적으로 송출하되, 상기 순차적 송출이 반복되는 횟수 중 적어도 하나에 대해 설정된 규칙에 따라 송출할 수 있다.
위치추적단말(300)은 상기 2차 알림신호 발생을 요청한 이후, 주변 소음을 수신하여 소음 패턴을 분석한다(S115).
그리고, 위치추적단말(300)은 소음 패턴 중 미리 저장된 상기 제1 감시자산의 정보와 매칭하는 신호를 상기 제1 감시자산의 2차 알림신호로 판단한다(S116). 이를 위해, 위치추적단말(300)은 이와 같은 2차 알림 신호를 수신하면, 상기 2차 알람신호의 (a) 대역별 신호 세기 변경, (b)　시간에 따른 신호 패턴의 변동, 및 (c) 서로 다른 종류의 신호가 순차적으로 송출되며, 상기 순차적 송출이 반복되는 횟수 중 적어도 하나에 대해 설정된 규칙을 검출한다.
그런 다음 검출된 규칙을 기반으로 미리 저장된 감시자산정보와 매칭하여, 매칭된 감시자산에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이때, 검출된 규칙과 매칭된 감시자산에 대한 정보는 위치추적단말(300)에 미리 저장되어 있거나, 관리 서버(400)로 검출된 규칙 정보를 전송하고, 이에 대응하여 관리 서버(400)가 전송한 해당 감시자산정보를 수신하여 획득할 수 있다.
그리고 나서, 위치추적단말(300)은 2차 알림신호에 기반하여 제1 감시자산(210)의 위치를 추적한다(S117).
일 실시예로, 위치추적단말(300)은 도 5에 도시된 바와 같이 적어도 3개 이상의 초음파 수신기(301~304)를 구비하여, 제1 감시자산(210)이 송출한 적외선 및 초음파 신호를 수신한 경우, 수신한 적외선 및 초음파의 도달 시간차를 산출하고, 상기 도달 시간차로부터 제1 감시자산(210)과 상기 위치추적단말(300) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
여기서 한 대의 초음파 수신기(301)는 사용자가 이동하며 소지하고 있는 위치추적단말(300)에 탑재된 기기이고, 나머지 두 대의 초음파 수신기(302, 303)는 삼각 측정법을 이용한 거리를 산출하기 위해 미리 은폐지역의 일정 구역에 고정되어 구비된 기기이다.
구체적으로, 적외선은 광속 약 300000km/hr ~ 약 83300m/sec로 전송되고, 초음파는 음속 약 340m/sec로 전송되므로 위치추적단말(300)이 수신한 적외선 및 초음파는 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)와 제1 감시수단(210) 사이의 거리에 따라 각각 제1 내지 제3 도달 시간차를 갖게 된다.
그러면, 위치추적단말(300)은 제1 수신부 내지 제3 수신부(301, 302, 303)로부터 전달받은 아날로그 신호를 이용하여 제1 감시자산(210)의 위치정보를 산출한다.
또한, 위치추적단말(300)은 제1 수신부 내지 제3 수신부(301, 302, 303)가 생성한 아날로그 신호로부터 다수의 수신부가 수신한 적외선 및 초음파의 도달 시간차를 산출하고, 도달 시간차로부터 다수의 수신부(301, 302, 303)와 제1 감시수단(210) 사이의 거리를 산출한 후, 다수의 수신부(301, 302, 303)와 위치추적단말(300) 사이의 거리와 다수의 제1 수신부(301, 302, 303)의 3차원 좌표로부터 제1 감시자산(210)의 3차원 좌표를 산출한다.
예를 들어, 광속 및 음속을 각각 c, v라 하고, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)가 수신한 적외선 및 초음파의 제1 내지 제3 도달 시간차를 각각 △t1, △t2, △t3라고 할 때, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)과 제1 감시자산(210) 사이의 거리 R1, R2, R3는 다음의 식에 의하여 산출할 수 있다.
R1=cv△t1/(c-v), R2=cv△t2/(c-v), R3=cv△t3/(c-v)
그리고, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)의 3차원 좌표를 각각 (a1, b1, c1), (a2, b2, c2), (a3, b3, c3)라고 할 때, 제1 감시자산(210)의 3차원 좌표(x, y, z)는 다음의 3원 2차 연립방정식에 의하여 산출할 수 있다.
(x-a1)2+(y-b1)2+(z-c1)2=R12,
(x-a2)2+(y-b2)2+(z-c2)2=R22,
(x-a3)2+(y-b3)2+(z-c3)2=R32
따라서, 제1 내지 제3 수신부(301, 302, 303)가 수신한 적외선 및 초음파로부터 도달 시간차를 검출하면 제1 감시자산(210)의 3차원 좌표를 산출할 수 있다. 여기서 이와 같은 방법을 삼각 측정법이라 하고, 삼각 측정법으로 좌표를 산출하기 위해서는 수신부가 적어도 3개의 수신부를 포함해야 한다.
다음으로, 위치추적단말(300)은 제1 감시자산의 위치 확인 시, 위치확인신호(ACK)를 제1 감시자산(210)으로 전송한다(S118).
그러면, 위치확인신호(ACK)를 수신한 제1 감시자산(210)이 제2 감시자산 정보를 추출하여(S119), 제2 감시자산정보를 위치추적단말(300)로 전송한다(S120).
여기서, 상기 제2 감시자산 정보는 상기 제1 감시자산의 위치 대비 상대적 위치좌표 및 거리 간격정보로서, 상기 제1 감시자산으로부터 일정 반경 이내에 구비된 상기 제1 감시자산 이외의 다른 감시자산에 대해 미리 산출되어 저장된 위치정보를 의미한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 보안이 강화된 감시자산 위치 추적 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하여, 감시자산에서 송출되는 비콘신호를 아군이 아닌 적군이 수신하여 악용하는 행위를 방지하고, 비정상적인 접근으로부터 감시자산에 대한 보안을 유지하기 위해 암호화 데이터 기반으로 보안을 강화한 감시자산 위치 추적 방법을 개시한다.
먼저, 제1 감시자산(210)이 암호키 데이터로 평문 데이터를 암호화함으로써, 암호화 데이터를 생성하여 비콘신호와 함께 송출한다(S210).
여기서, 사용되는 암호화 알고리즘으로는 예컨대 대칭키 암호화 기법인 블록 암호(block cipher), 스트림 암호(stream cipher) 알고리즘이 사용될 수 있다. 평문 데이터의 암호화 시에 평문 데이터 전체를 암호화할 수도 있고, 평문 데이터의 정해진 일부만을 암호화할 수도 있다. 예를 들어, 평문 데이터에 암호키 데이터가 더해져서 암호화 데이터가 생성될 수 있다.
이후, 위치추적단말(300)이 암호화 데이터를 비콘신호와 함께 수신하면(S211), 암호화 데이터를 미리 보유하고 있던 암호키 데이터로 복호화하여 평문 데이터를 추출한다(S212). 그리고 위치추적단말(300)은 추출된 평문 데이터를 위치확인신호(ACK)와 함께 제1 감시자산(210)으로 전송한다(S213).
여기서 위치추적단말(300)은 감시자산의 제작 설계 시 암호키 데이터를 저장하고 있거나, 관리서버(400)로부터 암호키 데이터를 전송받을 수 있다.
그러면, 제1 감시자산(210)은 위치추적단말(300)로부터 수신된 위치확인신호에 포함된 평문 데이터를 보유하고 있는 평문 데이터와 비교하여, 그 일치여부에 따라 위치추적단말(300)을 인증한다(S214).
이에 위치추적단말의 ACK 신호가 인증되면, 제1 감시자산(210)이 제2 감시자산 정보 DB로부터 제2 감시자산에 대한 위치정보를 추출하여(S215), 제2 감시자산에 대한 위치정보를 위치추적단말(300)로 전송한다.
여기서, 제2 감시자산(220)에 대한 위치정보는 제1 감시자산(210)의 위치 대비 상대적 위치좌표 및 거리 간격정보로서, 제1 감시자산(210)으로부터 일정 반경 이내에 구비된 제1 감시자산(210) 이외의 다른 감시자산에 대해 미리 산출되어 저장된 위치정보를 의미한다. 즉, 제2 감시자산(220)에 대한 위치정보는 제1 감시자산(210)을 기준점으로 하여 거리와 방향으로 표시될 수 있으며, 경도와 위도를 사용하고, 좌표로 표시될 수 있음에 한정하지 않는다. 제2 감시자산(220)에 대한 위치정보와 더불어, 감시자산의 종류 및 중요 정보 또는 위험 정보를 포함할 수 있다.
제2 감시자산(220)도 상술한 제1 감시자산(210)과 마찬가지로 설계자에 의해 설정된 반경 이내에 위치하는 다른 감시 자산들에 대한 상대적 위치정보를 저장하고 있으며, 이는 제N 감시자산에 대해서도 동일하다(N은 양의 정수).
본 발명에서는 예시적으로 제1 감시자산이 제2 감시자산의 위치정보만 알려주는 것으로 기재되었으나, 이에 한정하지 않고, 제1 감시자산으로부터 미리 설정된 일정거리 반경 내에 있는 적어도 둘 이상의 감시 자산들에 관한 정보를 포함하여 알려줄 수 있다.
여기서, 하나의 감시자산이 제공하는 다른 감시자산정보에 대해 미리 설정된 일정거리 반경 내의 것으로 한정하는 이유는, 서로 이격 배치되어 있는 각 감시자산마다 일정거리 반경을 설정하기 때문에 감시자산들을 하나씩 추적하다보면 연쇄적으로 처음부터 끝의 감시자산을 모두 추적할 수 있기 때문이다.
제1 감시자산(210)이 위치추적단말(300)에게 제2 감시자산(220)의 위치정보를 알려주는 이유는, 광활한 지역에 은폐하여 설치된 다수의 감시자산을 GPS(Global Positioning System)나 설치자의 기억 또는 감시자산 항목 리스트 등에만 의존하여 확인한다면, GPS 경우에는 위치오차에 의한 오차가 발생할 수 있으며, 산악 지역이나 사막 지역과 같이 지표가 없는 지역에서 은밀성을 고려하여 은폐한 감시자산을 설치자의 기억이나 항목 리스트에 기반하여 찾기에는 매우 어려운 점이 많기 때문이다.
그리고, 본 발명은 다수의 감시자산들에 대해 감시자산을 하나씩 추적할 때마다 미리 설정된 일정 반경 이내의 다른 감시자산들에 대한 위치 정보를 비롯한 위험 정보까지 제공함으로써, 은폐 감시자산을 효율적으로 안전하게 관리하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 제1 감시자산이 비콘신호를 1차 송출하고, 상기 비콘신호를 수신한 위치추적단말로부터 상기 제1 감시자산에 대한 위치확인신호(ACK)가 입력되면, 미리 저장된 제2 감시자산의 위치정보를 상기 위치추적단말로 전송하는 감시자산부;
    상기 비콘신호를 검출하지 못한 경우, 상기 위치추적단말로부터 일정 반경 내의 상기 감시자산부에 2차 알림신호 발생을 요청하고, 수신된 상기 2차 알림신호를 분석하여, 상기 감시자산부의 위치를 추적하는 상기 위치추적단말; 및
    상기 위치추적단말과 상기 감시자산부에 관한 정보를 송수신하는 관리 서버를 포함하고,
    상기 감시 자산부는 상기 비콘신호에 암호화 데이터를 포함하여 송출하고, 상기 위치추적단말은 보유하고 있는 암호키 데이터로 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 위치확인신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감시자산부는,
    상기 2차 알림신호 발생 요청을 수신한 시점에 주변 노이즈를 측정하고, 상기 측정된 노이즈에 대해 미리 구분된 레벨에 따라 일반음, 자연음, 초음파 및 적외선 중 적어도 하나의 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치추적단말은,
    상기 2차 알림신호를 수신하여, 상기 2차 알림신호의 시간에 따른 신호 패턴의 변동, 대역별 신호 세기 변경 및 서로 다른 종류의 신호의 순차적 송출이 반복되는 횟수 중 적어도 하나에 대해 설정된 규칙을 검출하고,
    상기 검출된 규칙을 기반으로 미리 저장된 감시자산정보와 매칭하여, 매칭된 감시자산에 대한 정보를 미리 저장된 정보 중에서 추출하거나 상기 관리서버로 상기 규칙 정보를 전송하여 상기 관리서버로부터 해당 감시자산정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치추적단말은,
    상기 감시자산부로부터 수신한 적외선 및 초음파의 도달 시간차를 산출하고, 상기 도달 시간차로부터 상기 감시자산부와 상기 위치추적단말 사이의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치추적단말은,
    다수의 알림신호 수신장치를 이용하여, 상기 다수의 알림신호 수신장치와 상기 제1 감시자산 사이의 거리와 상기 다수의 알림신호 수신장치의 3차원 좌표로부터 상기 제1 감시자산의 3차원 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 알림신호 수신장치 중 임의의 한 대의 알림신호 수신장치는 사용자가 이동하며 소지하고 있는 상기 위치추적단말에 탑재된 기기이고, 상기 다수의 알림신호 수신장치 중 다른 임의의 두 대의 알림신호 수신장치는 삼각 측정법을 이용한 거리를 산출하기 위해 미리 은폐지역의 일정 구역에 고정되어 구비된 기기인 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 감시 자산부는,
    상기 비콘신호에 소정 규칙에 따라 평문 데이터를 암호화하여 생성된 상기 암호화 데이터를 포함하여 송출하고,
    상기 위치추적단말은 보유하고 있는 암호키 데이터로 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 평문 데이터를 추출하며, 상기 평문 데이터를 상기 위치확인신호(ACK)에 포함시켜 상기 감시자산부로 전송하면,
    상기 감시자산부는 상기 위치추적단말로부터 수신된 상기 평문 데이터를 보유하고 있는 평문 데이터와 비교하여 일치여부에 따라 상기 위치추적단말을 인증하고,
    상기 위치추적단말이 인증되면, 상기 감시자산부는 상기 미리 저장된 제2 감시자산에 대한 상기 제1 감시자산 대비 상대적 위치좌표 및 거리 간격정보를 상기 위치추적단말로 전송함으로써, 비정상적인 접근으로부터 보안을 유지하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 감시자산의 위치정보는,
    상기 제1 감시자산의 위치 대비 상대적 위치좌표 및 거리 간격정보로서, 상기 제1 감시자산으로부터 일정 반경 이내에 구비된 상기 제1 감시자산 이외의 다른 감시자산에 대해 미리 산출되어 저장된 위치정보인 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 위치추적단말은,
    상기 서로 다른 종류의 신호로서, 일반음, 자연음, 초음파 및 적외선 중 적어도 하나의 신호가 일정시간 간격으로 순차적으로 송출되는 순서와,
    일정시간 간격에서 미리 정해진 일정 횟수로 상기 순차적 신호의 송출이 반복되는 것을 검출하는 것을 특징으로 하는 감시자산 위치추적 시스템.
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