KR101926277B1 - 비콘을 이용한 이탈 감지 시스템 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비콘을 이용한 이탈 감지 시스템 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 소지하여 무선 신호를 발신하는 발신기; 사전에 결정된 장소에 설치되어 상기 발신기로부터 발신되는 무선 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기; 및 상기 수신기가 무선 신호를 수신하면 상기 수신기로부터 발신기 검출 정보를 수신하여 사용자의 이탈을 감지하는 이탈 감지 장치를 포함할 수 있다.

Description

비콘을 이용한 이탈 감지 시스템 및 장치{SYSTEM AND APPARATUS FOR DETECTING DISAPPEARANCE UTILIZING BEACON}
본 발명은 비콘을 이용한 이탈 감지 시스템 및 장치에 관한 것이다.
본 "비콘을 이용한 이탈 감지 시스템 및 장치"는 중소기업청에서 지원하는 2017 년도 산학연협력 기술개발사업(No. C0506633 )의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.
치매 질환을 앓고 있거나 지적 장애를 가진 환자와 같은 인지취약계층은 보호자나 관리자의 손길이 필요하다. 이러한 인지취약계층은 일상 생활에 필요한 행동들을 스스로 하지 못하거나 안전사고의 위험이 도사리고 있어 각별한 주의가 요구된다.
특히 이들이 복지시설이나 요양병원과 같은 보호구역을 이탈해 보호자나 관리자의 감독에서 벗어나는 경우에는 실종사건으로 이어져 인명피해가 발생하거나 실종자 발견을 위한 사회적 비용이 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예는 사용자가 지정된 영역을 벗어나 이탈하는 것을 감지할 수 있는 이탈 감지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 사용자가 지정된 영역을 이탈한 것으로 결정되면 사용자의 위치를 추적하여 관리자에게 보고할 수 있는 이탈 감지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 소지하여 무선 신호를 발신하는 발신기; 사전에 결정된 장소에 설치되어 상기 발신기로부터 발신되는 무선 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기; 및 상기 수신기가 무선 신호를 수신하면 상기 수신기로부터 발신기 검출 정보를 수신하여 사용자의 이탈을 감지하는 이탈 감지 장치를 포함할 수 있다.
상기 수신기는 사용자의 출입이 제한된 출입 제한 영역에 설치될 수 있다.
상기 수신기는 사용자의 출입이 허용된 출입 허용 영역과 상기 출입 제한 영역의 경계 지점에 설치될 수 있다.
상기 수신기는 상기 출입 허용 영역과 상기 출입 제한 영역 사이의 출입구에 설치될 수 있다.
상기 수신기는: 상기 수신된 무선 신호 중에서 상기 출입 제한 영역에 위치하는 송신기로부터 발신된 무선 신호를 선별하여 상기 선별된 무선 신호로부터 획득된 상기 송신기 검출 정보를 상기 이탈 감지 장치로 전송할 수 있다.
상기 수신기는: 무선 신호를 수신하는 다수의 안테나; 각각의 안테나에 의해 수신된 개별 무선 신호를 처리하여 무선 신호의 전파 방향을 검출하는 전파 방향 검출부; 상기 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기를 검출하는 수신 신호 세기 검출부; 및 상기 안테나에 의해 수신된 무선 신호 중에서 기 설정된 방향 범위에서 전파되는 제 1 무선 신호를 선별하고, 상기 제 1 무선 신호 중에서 수신 신호 세기가 기 설정된 기준치보다 크거나 같은 제 2 무선 신호를 선별하고, 상기 제 2 무선 신호로부터 상기 송신기 검출 정보를 획득하여 상기 이탈 감지 장치로 전송하는 무선 신호 선별부를 포함할 수 있다.
상기 수신기는 무선 신호를 수신하면 상기 수신된 무선 신호로부터 상기 발신기의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 획득하여 상기 이탈 감지 장치로 전송할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치는: 상기 수신기로부터 상기 발신기의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 포함하는 상기 발신기 검출 정보를 수신하는 경우, 상기 발신기에 매칭된 사용자가 출입 허용 영역을 이탈한 것으로 결정할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치는: 사용자의 이탈이 감지되면 관리자의 단말기로 알림 메시지를 전송하고, 상기 알림 메시지에 응답하여 상기 단말기로부터 사용자 탐색 요청을 수신하면 상기 발신기의 위치 정보를 생성하여 상기 단말기로 전송할 수 있다.
상기 수신기는: 무선 신호를 수신하는 다수의 안테나; 및 각각의 안테나에 의해 수신된 개별 무선 신호를 처리하여 무선 신호의 전파 방향을 검출하는 전파 방향 검출기를 포함하고, 상기 검출된 전파 방향에 관한 정보를 상기 이탈 감지 장치로 더 전송할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치는: 수신 신호 세기를 기반으로 상기 발신기와 상기 수신기 간의 거리를 산출하고, 상기 수신기가 설치된 장소에서 상기 수신기의 배향과 상기 수신기로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 상기 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향을 산출하고, 상기 산출된 거리 및 방향과 상기 수신기의 위치를 기반으로 상기 발신기의 위치를 산출할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치는: 다수의 수신기로부터 무선 신호의 전파 방향에 관한 정보를 수신하고, 각각의 수신기에 대하여 해당 수신기가 설치된 장소에서 해당 수신기의 배향과 해당 수신기로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 해당 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향을 산출하고, 상기 다수의 수신기 각각의 위치를 시작으로 하여 해당 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향으로 연장되는 벡터가 서로 교차하는 교차 지점을 산출하고, 상기 산출된 교차 지점을 상기 발신기의 위치로 결정할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치는: 상기 다수의 수신기 중에서 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기가 가장 큰 제 1 수신기와 두 번째로 큰 제 2 수신기를 선택하고, 상기 제 1 수신기의 위치를 시작으로 하여 상기 제 1 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향으로 연장되는 제 1 벡터와 상기 제 2 수신기의 위치를 시작으로 하여 상기 제 2 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향으로 연장되는 제 2 벡터가 서로 교차하는 교차 지점을 산출하고, 상기 산출된 교차 지점을 상기 발신기의 위치로 결정할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치는: 상기 교차 지점이 셋 이상인 경우, 상기 교차 지점을 꼭짓점으로 하는 다각형의 영역을 산출하고, 상기 산출된 다각형의 영역을 상기 발신기의 소재 영역으로 결정할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치는: 상기 교차 지점이 다수인 경우, 상기 교차 지점을 양 끝점으로 하는 선분의 중심 지점 또는 상기 교차 지점을 꼭짓점으로 하는 다각형의 중심 지점을 산출하고, 상기 산출된 중심 지점을 상기 발신기의 위치로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이탈 감지 장치는 사전에 결정된 장소에 설치되어 발신기로부터 발신되는 무선 신호를 수신하는 수신기로부터 데이터를 수신하는 통신부; 상기 발신기 및 상기 수신기에 관한 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 수신기가 무선 신호를 수신하여 상기 수신기로부터 발신기 검출 정보가 수신되면, 상기 발신기 검출 정보를 기반으로 상기 발신기를 소지하는 사용자의 이탈을 감지하는 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 사용자가 소지하여 무선 신호를 발신하는 송신기로부터 무선 신호를 수신하는 안테나; 상기 수신된 무선 신호를 처리하여 송신기 검출 정보를 생성하는 제어부; 및 상기 송신기 검출 정보를 네트워크를 통해 이탈 감지 장치로 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 지정된 영역을 벗어나 이탈하는 것을 신속하게 감지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 지정된 영역을 이탈한 것으로 결정되면 사용자의 위치를 신속하고 정확하게 추적하여 관리자에게 보고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈 감지 시스템의 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 수신기가 사전에 결정된 장소에 설치된 모습을 나타내는 예시적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 수신기가 출입 허용 영역과 출입 제한 영역 사이의 출입구에 설치된 모습을 나타내는 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기의 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 수신기가 무선 신호를 선별하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈 감지 장치의 예시적인 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 이탈 감지 장치가 발신기의 위치 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 이탈 감지 장치가 발신기의 위치 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 이탈 감지 장치가 발신기의 위치 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
이하, 본 명세서의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈 감지 시스템(1)의 예시적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 이탈 감지 시스템(1)은 발신기(100), 적어도 하나의 수신기(200) 및 이탈 감지 장치(300)를 포함한다.
상기 발신기(100)는 사용자가 소지하여 무선 신호를 발신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발신기(100)는 비콘을 포함할 수 있으나, 무선 신호를 발신하면서 사용자가 소지 가능한 장치라면 비콘으로 제한되지는 않는다.
나아가, 상기 발신기(100)는 사용자가 임의로 탈착 불가능하도록 구성되어 사용자에게 착용될 수 있다. 사용자는 자신이 착용한 상기 발신기(100)를 임의로 벗거나 제거할 수 없다.
상기 수신기(200)는 상기 발신기(100)로부터 발신되는 무선 신호를 수신한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수신기(200)는 사전에 결정된 장소에 설치된다. 즉, 본 발명의 실시예에서 상기 발신기(100)는 사용자에 의해 소지되어 그 위치가 가변적이며, 상기 수신기(200)는 정해진 장소에 설치되어 그 위치가 고정된다.
상기 이탈 감지 장치(300)는 상기 수신기(200)가 무선 신호를 수신하면 상기 수신기(200)로부터 발신기 검출 정보를 수신하여 사용자의 이탈을 감지한다. 상기 이탈 감지 장치(300)는 프로세서 및 메모리를 포함하는 컴퓨터로서, 일 예로 서버 또는 관제 시스템일 수 있다. 상기 이탈 감지 장치(300)는 네트워크를 통해 상기 수신기(200)와 연결되어 데이터를 주고 받는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 수신기(201, 202, 203)가 사전에 결정된 장소에 설치된 모습을 나타내는 예시적인 평면도이다.
상기 수신기(200)는 사용자의 출입이 제한된 출입 제한 영역에 설치된다. 도 2를 참조하면, 다수의 수신기(201, 202, 203)가 출입 제한 영역의 정해진 지점에 고정적으로 설치된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수신기(200)는 사용자의 출입이 허용된 출입 허용 영역과 상기 출입 제한 영역의 경계 지점에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 수신기(201, 202, 203) 중 두 개의 수신기(201, 202)는 출입 허용 영역과 출입 제한 영역의 경계 지점에 설치되고, 나머지 수신기(203)는 출입 제한 영역 안에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 출입 허용 영역은 집, 보육원, 어린이집, 유치원, 요양병원, 치매센터 등과 같은 건물일 수 있다. 그리고, 상기 출입 제한 영역은 출입 허용 영역을 제외한 나머지 영역, 즉 건물 바깥일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 수신기(201)가 출입 허용 영역과 출입 제한 영역 사이의 출입구에 설치된 모습을 나타내는 예시적인 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수신기(200)는 출입 허용 영역과 출입 제한 영역 사이의 출입구에 설치될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수신기(201)는 출입 허용 영역으로 지정된 건물과 출입 제한 영역으로 지정된 바깥 사이의 출입구에 설치될 수 있다.
그 결과, 상기 발신기(100)를 소지하고 있는 사용자가 건물 밖으로 나가는 즉시 상기 수신기(201)는 상기 발신기(100)로부터 발신되는 무선 신호를 수신하여 상기 이탈 감지 장치(300)로 발신기 검출 정보를 전송함으로써 사용자의 건물 이탈을 즉각적으로 감지할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수신기(200)는 상기 수신된 무선 신호 중에서 출입 제한 영역에 위치하는 발신기(100)로부터 발신된 무선 신호를 선별하여 상기 선별된 무선 신호로부터 획득된 발신기 검출 정보를 상기 이탈 감지 장치(300)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 사용자가 각각 발신기(101, 102)를 소지하고 있고, 그 중 어느 한 사용자가 출입 허용 영역인 건물에서 출입 제한 영역인 바깥으로 이탈한 경우, 출입구에 설치된 수신기(201)는 바깥으로 이탈한 사용자의 발신기(101)로부터 발신되는 무선 신호뿐만 아니라 건물 안에서 출입구 가까이에 있는 다른 사용자의 발신기(102)로부터 발신되는 무선 신호도 수신할 수 있다.
이 실시예에서 상기 수신기(201)는 다수의 발신기(101, 102)로부터 수신되는 무선 신호 중에서 출입 제한 영역에 위치하는 발신기(101)로부터 발신된 무선 신호를 선별하고, 선별된 무선 신호로부터 발신기 검출 정보를 획득하여 상기 이탈 감지 장치(300)로 전송함으로써 출입 허용 영역을 이탈한 사용자를 정확하게 파악할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기(200)의 예시적인 도면이다.
앞서 설명한 실시예에 따르면, 상기 수신기(200)는 다수의 안테나(211, 212, 213, 214), 전파 방향 검출부(221), 수신 신호 세기 검출부(222) 및 무선 신호 선별부(223)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 안테나(211, 212, 213, 214)는 무선 신호를 수신한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 안테나(211, 212, 213, 214)는 수신기(200)에 구비된 기판의 일면 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 전파 방향 검출부(221)는 각각의 안테나에 의해 수신된 개별 무선 신호를 처리하여 무선 신호의 전파 방향을 검출한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전파 방향 검출부(221)는 각각의 안테나에 의해 수신된 개별 무선 신호의 위상을 측정하고, 상기 다수의 안테나(211, 212, 213, 214)에 의해 수신된 무선 신호 간의 위상 차를 계산하고, 상기 위상 차를 기반으로 상기 수신기(200)로 전파되는 무선 신호의 전파 방향을 검출할 수 있다.
예를 들어, 제 1 안테나(211)에 의해 수신된 무선 신호의 위상이 제 4 안테나(214)에 의해 수신된 무선 신호의 위상보다 앞선 경우, 무선 신호는 안테나(211, 212, 213, 214)가 위치하는 평면에 수직하는 수직 축을 기준으로 제 1 안테나(211)가 위치하는 방향으로부터 전파되는 것으로 검출할 수 있다. 나아가, 제 1 안테나(211)에서 수신된 무선 신호와 제 4 안테나(214)에서 수신된 무선 신호 간의 위상 차에 따라 무선 신호의 전파 방향과 수직 축이 이루는 각도도 계산할 수 있다.
상기 수신 신호 세기 검출부(222)는 상기 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기를 검출한다. 상기 수신 신호 세기 검출부(222)는 수신된 무선 신호의 강도를 검출하여 상기 무선 신호 선별부(223)로 전달한다.
상기 무선 신호 선별부(223)는 상기 수신기(200)가 수신하는 무선 신호 중에서 출입 제한 영역에 위치하는 발신기(101)로부터 발신되는 무선 신호를 선별한다.
구체적으로, 이 실시예에 따르면 상기 무선 신호 선별부(223)는 상기 안테나에 의해 수신된 무선 신호 중에서 기 설정된 방향 범위에서 전파되는 제 1 무선 신호를 선별한다.
예를 들어, 다시 도 3을 참조하면, 상기 무선 신호 선별부(223)는 상기 수신기(201)를 중심으로 기 결정된 각도 범위에 해당하는 무선 신호 검출 범위에서 입사되는 무선 신호를 제 1 무선 신호로 선별한다.
도 3의 경우, 출입 제한 영역(101)에 위치하는 발신기(101)로부터 발신되는 무선 신호는 수신기(201)의 무선 신호 검출 범위에서 입사되므로 제 1 무선 신호로 선별된다. 반면, 출입 허용 영역(102)에 위치하는 발신기(102)로부터 발신되는 무선 신호는 수신기(201)의 무선 신호 검출 범위를 벗어난 범위에서 전파되므로 제 1 무선 신호로 선별되지 않는다.
나아가, 상기 무선 신호 선별부(223)는 상기 제 1 무선 신호 중에서 수신 신호 세기가 기 설정된 기준치보다 크거나 같은 제 2 무선 신호를 선별한다. 상기 무선 신호 선별부(223)는 상기 수신 신호 세기 검출부(222)에 의해 검출된 수신 신호 세기를 기반으로 일차적으로 선별된 제 1 무선 신호 중에서 기준치보다 크거나 같은 수신 신호 세기를 갖는 무선 신호를 제 2 무선 신호로 선별한다.
그러고 나서, 상기 무선 신호 선별부(223)는 이와 같이 선별된 제 2 무선 신호로부터 발신기 검출 정보를 획득하여 전송부(230)를 통해 상기 이탈 감지 장치(300)로 전송한다.
상기 전파 방향 검출부(221), 상기 수신 신호 세기 검출부(222) 및 상기 무선 신호 선별부(223)는 제어부(220)에 포함되며, 컨트롤러나 프로세서로 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수신기(201)는 안테나(211, 212, 213, 214)가 출입 제한 영역을 향하도록 설치될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 다수의 안테나(211, 212, 213, 214)가 출입 제한 영역을 향하도록 상기 수신기(201)의 배향이 결정될 수 있다.
이와 같은 실시예에 따르면, 상기 수신기(201)는 안테나에 의해 수신되는 다수의 발신기(100)의 무선 신호 중에서 출입 제한 영역에 해당하는 방향 범위에서 전파되는 무선 신호를 구분할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 수신기(201)는 수신 신호 세기가 기준치보다 크거나 같은 무선 신호를 더 선별함으로써, 설령 수신기(201)의 무선 신호 검출 범위에서 전파되는 무선 신호라도 출입 허용 영역에 위치하는 발신기(102)로부터 발신된 무선 신호가 반사를 통해 수신기(201)에 수신되는 경우를 배제시키고, 오로지 출입 제한 영역에 위치한 발신기(101)로부터 수신기(201)에 직접적으로 전파되는 무선 신호만을 선별할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 수신기(200)가 무선 신호를 선별하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 상기 수신기(200)는 무선 신호를 선별하기 위해, 무선 신호를 수신하는 단계(S510), 각각의 안테나에 의해 수신된 개별 무선 신호를 처리하여 무선 신호의 전파 방향을 검출하는 단계(S520), 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기를 검출하는 단계(S530), 안테나에 의해 수신된 무선 신호 중에서 기 설정된 방향 범위에서 전파되는 제 1 무선 신호를 선별하는 단계(S540), 제 1 무선 신호 중에서 수신 신호 세기가 기 설정된 기준치보다 크거나 같은 제 2 무선 신호를 선별하는 단계(S550), 및 제 2 무선 신호로부터 발신기 검출 정보를 획득하여 상기 이탈 감지 장치(300)로 전송하는 단계(S560)를 실시할 수 있다.
상기 수신기(200)는 무선 신호를 수신하면 상기 수신된 무선 신호로부터 상기 발신기(100)의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 획득하여 상기 이탈 감지 장치(300)로 전송한다. 다시 말해, 상기 수신기(200)는 수신된 무선 신호로부터 발신기 검출 정보로 상기 발신기(100)의 식별자와 수신 신호의 세기를 획득하고 상기 이탈 감지 장치(300)로 전송한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈 감지 장치(300)의 예시적인 블록도이다.
도 6을 참조하면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 통신부(310), 저장부(320) 및 처리부(330)를 포함한다.
상기 통신부(310)는 네트워크를 통해 상기 수신기(200)와 데이터를 통신하는 통신 모듈이다.
상기 저장부(320)는 데이터를 저장하는 저장 장치로서, HDD, SSD 등을 포함한다. 상기 저장부(320)는 상기 발신기(100) 및 상기 수신기(200)에 관한 정보를 저장한다. 예를 들어, 상기 저장부(320)는 각각의 발신기마다 그 발신기를 소지하고 있는 사용자에 관한 정보를 매칭시켜 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(320)는 수신기(200)의 설치 위치 및 안테나가 향하는 배향에 관한 정보를 저장할 수 있다.
상기 처리부(330)는 데이터를 처리하는 프로세서로서, CPU, GPU 등을 포함한다. 상기 수신기(200)가 무선 신호를 수신하여 상기 수신기(200)로부터 발신기 검출 정보가 수신되면, 상기 처리부(330)는 상기 발신기 검출 정보를 기반으로 발신기(100)를 소지하는 사용자의 이탈을 감지한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 상기 수신기(200)로부터 상기 발신기(100)의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 포함하는 발신기 검출 정보를 수신하는 경우, 상기 발신기(100)에 매칭된 사용자가 출입 허용 영역을 이탈한 것으로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 이탈 감지 장치(300)는 상기 저장부(320)에 저장된 상기 발신기(100)의 식별자에 매칭되어 있는 사용자에 관한 정보를 불러와 해당 사용자가 지정된 출입 허용 영역을 이탈한 것으로 결정한다.
나아가, 상기 이탈 감지 장치(300)는 사용자의 이탈이 감지되면 관리자의 단말기(400)로 알림 메시지를 전송할 수 있다. 그리고, 상기 이탈 감지 장치(300)는 알림 메시지에 응답하여 단말기(400)로부터 사용자 탐색 요청을 수신하면 상기 발신기(100)의 위치 정보를 생성하여 단말기(400)로 전송할 수 있다.
상기 이탈 감지 장치(300)가 상기 발신기(100)의 위치 정보를 생성하기 위해, 상기 수신기(200)는 앞서 설명한 다수의 안테나(211, 212, 213, 214) 및 전파 방향 검출부(221)를 이용해 무선 신호의 전파 방향을 검출하고, 검출된 전파 방향에 관한 정보를 상기 전송부(230)를 통해 상기 이탈 감지 장치(300)로 전송할 수 있다.
그리고, 상기 이탈 감지 장치(300)는 상기 수신기(200)로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향에 관한 정보를 이용하여 상기 발신기(100)의 위치 정보를 생성한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 이탈 감지 장치(300)가 발신기(100)의 위치 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 상기 수신기(201)로부터 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기를 기반으로 발신기(100)와 수신기(201) 간의 거리를 산출하고, 상기 수신기(201)가 설치된 장소에서 상기 수신기(201)의 배향과 상기 수신기(201)로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 상기 수신기(201)를 기준으로 한 상기 발신기(100)의 방향을 산출하고, 상기 이탈 감지 장치(300)는 상기 산출된 거리 및 방향과 상기 수신기(201)의 위치를 기반으로 상기 발신기(100)의 이치를 산출한다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 수신기(201)가 발신기(100)로부터 무선 신호를 수신하면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 수신기(201)로부터 발신기(100)로부터 발신된 무선 신호의 수신 신호 세기 및 전파 방향에 관한 정보를 수신한다.
그 뒤, 상기 이탈 감지 장치(300)는 수신 신호 세기를 기반으로 발신기(100)와 수신기(201) 간의 거리를 산출할 수 있다. 수신 신호 세기가 강할수록 발신기(100)와 수신기(201) 간의 거리는 짧고, 수신 신호 세기가 약할수록 거리는 길다. 도 7에서 발신기(100)와 수신기(201) 간의 거리는 30 m로 계산되었다.
그러고 나서, 상기 이탈 감지 장치(300)는 수신기(201)가 설치된 장소에서 수신기(201)의 배향(도 7에서 정북 방향, 0°과 무선 신호의 전파 방향(도 7에서 340°)을 기반으로 수신기(201)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향을 산출할 수 있다. 도 7에서는 수신기의 배향이 0°이고 무선 신호의 전파 방향이 340°이므로, 발신기(100)의 방향은 340°이다.
그러고 나서, 상기 이탈 감지 장치(300)는 상기 산출된 거리 30 m와 방향 340°, 그리고 수신기(201)의 위치 R1(x, y)를 기반으로 발신기(100)의 위치 P1(x, y)를 산출할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 발신기(100)의 위치는 수신기(201)의 위치, 배향 및 무선 신호의 전파 방향을 이용하여 산출될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 이탈 감지 장치(300)가 발신기(100)의 위치 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 다수의 수신기(201, 202)로부터 무선 신호의 전파 방향에 관한 정보를 수신하고, 각각의 수신기에 대하여 해당 수신기가 설치된 장소에서 해당 수신기의 배향과 해당 수신기로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 해당 수신기를 기준으로 한 발신기(100)의 방향을 산출하고, 다수의 수신기(201, 202) 각각의 위치를 시작으로 하여 해당 수신기를 기준으로 한 발신기(100)의 방향으로 연장되는 벡터가 서로 교차하는 교차 지점을 산출하고, 상기 산출된 교차 지점을 발신기(100)의 이치로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 다수의 수신기(201, 202)로부터 무선 신호의 전파 방향(340°, 330°)에 관한 정보를 수신한다.
그러고 나서, 상기 이탈 감지 장치(300)는 각각의 수신기에 대하여 해당 수신기가 설치된 장소에서 해당 수신기의 배향(정북 방향 0°, 정서 방향 270°)과 해당 수신기로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향(340°, 330°)을 기반으로 해당 수신기를 기준으로 한 발신기(100)의 방향을 산출한다. 도 8에서 수신기(201)의 배향은 정북 방향인 0°이고 수신기(201)가 수신한 무선 신호의 전파 방향은 340°이므로, 해당 수신기(201)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향은 340°이다. 또한, 수신기(202)의 배향은 정서 방향인 270°이고 수신기(202)가 수신한 무선 신호의 전파 방향은 330°이므로, 해당 수신기(202)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향은 240°이다.
그러고 나서, 상기 이탈 감지 장치(300)는 다수의 수신기(201, 202) 각각의 위치를 시작으로 하여 해당 수신기를 기준으로 한 발신기(100)의 방향으로 연장되는 벡터(V1, V2)가 서로 교차하는 교차 지점 P1(x, y)을 산출한다.
이 실시예에서 발신기(100)의 위치는 상기 산출된 교차 지점 P1(x, y)으로 결정된다.
이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따르면 발신기(100)의 위치는 무선 신호의 수신 신호 세기를 사용하지 않고 다수의 수신기(201, 202)의 위치 및 무선 신호의 전파 방향을 이용하여 산출될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 이탈 감지 장치(300)가 발신기(100)의 위치 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 다수의 수신기(201, 202, 203) 중에서 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기가 가장 큰 제 1 수신기(201)와 두 번째로 큰 제 2 수신기(203)를 선택하고, 제 1 수신기(201)의 위치를 시작으로 하여 제 1 수신기(201)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향으로 연장되는 제 1 벡터 V1와 제 2 수신기(203)의 위치를 시작으로 하여 제 2 수신기(203)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향으로 연장되는 제 2 벡터 V3가 서로 교차하는 교차 지점을 산출하고, 상기 산출된 교차 지점을 발신기(100)의 위치로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 다수의 수신기(201, 202, 203)로부터 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기를 기반으로 수신 신호 세기가 가장 큰 제 1 수신기(201)와 두 번째로 큰 제 2 수신기(203)를 선택할 수 있다.
그러고 나서, 제 1 수신기(201)의 위치 R1(x, y)를 시작으로 하여 제 1 수신기(201)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향(340°)으로 연장되는 제 1 벡터 V1와, 제 2 수신기(203)의 위치 R3(x, y)를 시작으로 하여 제 2 수신기(203)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향(100°)으로 연장되는 제 2 벡터 V2가 서로 교차하는 교차 지점 P2(x, y)을 산출할 수 있다.
이 실시예에서 발신기(100)의 위치는 상기 산출된 교차 지점 P2(x, y)으로 결정된다.
이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 수신기가 셋 이상인 경우에는 무선 신호의 수신 신호 세기가 큰 상위 두 개의 수신기를 선택한 뒤, 각각의 수신기를 기준으로 한 발신기(100)의 방향으로 연장되는 벡터의 교차 지점을 구하여 발신기(100)의 위치를 산출할 수 있다.
앞서 설명한 실시예와 같이 셋 이상의 수신기 중에서 두 개의 수신기를 선택하는 대신 셋 이상의 수신기 모두를 활용하여 발신기(100)의 위치를 산출할 수도 있다.
이 경우, 각각의 수신기를 기준으로 한 발신기(100)의 방향으로 연장되는 벡터가 한 점에서 교차하지 않고 셋 이상의 지점에서 교차할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 교차 지점이 셋 이상인 경우, 상기 교차 지점을 꼭짓점으로 하는 다각형의 영역을 산출하고, 상기 산출된 다각형의 영역을 발신기(100)의 소재 영역으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 수신기(201)의 위치 R1(x, y)를 시작으로 하는 벡터 V1와, 수신기(202)의 위치 R2(x, y)를 시작으로 하는 벡터 V2와, 수신기(203)의 위치 R3(x, y)를 시작으로 하는 벡터 V3의 교차 지점이 셋 이상인 경우, 상기 교차 지점 P1, P2, P3을 꼭짓점으로 하는 다각형(도 9에서는 삼각형)의 영역 A를 산출하고, 상기 산출된 다각형의 영역 A를 발신기(100)의 소재 영역으로 결정할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 관리자는 상기 다각형의 영역에 출입 허용 영역을 이탈한 사용자가 위치하는 것으로 파악할 수 있다.
나아가, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 교차 지점이 다수인 경우, 상기 교차 지점을 양 끝점으로 하는 선분의 중심 지점 또는 상기 교차 지점을 꼭짓점으로 하는 다각형의 중심 지점을 산출하고, 상기 산출된 중심 지점을 발신기(100)의 위치로 결정할 수도 있다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 상기 이탈 감지 장치(300)는 교차 지점 P1, P2, P3을 꼭짓점으로 하는 다각형(도 9에서는 삼각형)의 중심 지점 C를 산출하여, 상기 산출된 중심 지점을 발신기(100)의 위치로 결정할 수 있다.
만약 교차 지점이 둘인 경우에는 그 교차 지점을 양 끝점으로 하는 선분의 중심 지점을 구하여 발신기(100)의 위치로 결정할 수 있다.
앞서 설명한 발신기(100)의 위치 정보를 생성하는 과정은 도 6에 도시된 상기 이탈 감지 장치(300)의 처리부(330)에서 거리 산출부(331), 방향 산출부(332) 및 위치 산출부(333)에 의해 수행될 수 있다.
상기 거리 산출부(331)는 무선 신호의 수신 신호 세기를 기반으로 발신기(100)와 수신기(200) 간의 거리를 산출한다.
상기 방향 산출부(332)는 상기 저장부(320)에 저장된 수신기(200)의 배향과 수신기(200)로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 수신기(200)를 기준으로 한 발신기(100)의 방향을 산출한다.
상기 위치 산출부(330)는 앞서 설명한 실시예들에 따라 발신기(100)의 위치를 산출한다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
1: 이탈 감지 시스템
100, 101, 102: 발신기
200, 201, 202, 203: 수신기
211, 212, 213, 214: 안테나
220: 제어부
221: 전파 방향 검출부
222: 수신 신호 세기 검출부
223: 무선 신호 선별부
230: 전송부
300: 이탈 감지 장치
310: 통신부
320: 저장부
330: 처리부
331: 거리 산출부
332: 방향 산출부
333: 위치 산출부
400: 단말기

Claims (12)

  1. 사용자가 탈착 불가능하도록 소지하여 무선 신호를 발신하는 발신기;
    사전에 결정된 장소에 설치되어 상기 발신기로부터 발신되는 무선 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기; 및
    상기 수신기가 무선 신호를 수신하면 상기 수신기로부터 발신기 검출 정보를 수신하여 사용자의 이탈을 감지하는 이탈 감지 장치를 포함하며,
    상기 수신기는 무선 신호를 수신하면 상기 수신된 무선 신호로부터 상기 발신기의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 획득하여 상기 이탈 감지 장치로 전송하고,
    상기 이탈 감지 장치는:
    상기 수신기로부터 상기 발신기의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 포함하는 상기 발신기 검출 정보를 수신하는 경우, 상기 발신기에 매칭된 사용자가 출입 허용 영역을 이탈한 것으로 결정하며,
    사용자의 이탈이 감지되면 관리자의 단말기로 알림 메시지를 전송하고,
    상기 알림 메시지에 응답하여 상기 단말기로부터 사용자 탐색 요청을 수신하면 상기 발신기의 위치 정보를 생성하여 상기 단말기로 전송하며,
    상기 수신기는:
    무선 신호를 수신하는 다수의 안테나; 및
    각각의 안테나에 의해 수신된 개별 무선 신호를 처리하여 무선 신호의 전파 방향을 검출하는 전파 방향 검출기를 포함하고,
    상기 검출된 전파 방향에 관한 정보를 상기 이탈 감지 장치로 더 전송하며,
    상기 이탈 감지 장치는:
    다수의 수신기로부터 무선 신호의 전파 방향에 관한 정보를 수신하고,
    각각의 수신기에 대하여 해당 수신기가 설치된 장소에서 해당 수신기의 배향과 해당 수신기로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 해당 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향을 산출하고,
    상기 다수의 수신기 각각의 위치를 시작으로 하여 해당 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향으로 연장되는 벡터가 서로 교차하는 교차 지점을 산출하고,
    상기 산출된 교차 지점을 상기 발신기의 위치로 결정하는 이탈 감지 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신기는 사용자의 출입이 제한된 출입 제한 영역에 설치되는 이탈 감지 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이탈 감지 장치는:
    수신 신호 세기를 기반으로 상기 발신기와 상기 수신기 간의 거리를 산출하고,
    상기 수신기가 설치된 장소에서 상기 수신기의 배향과 상기 수신기로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 상기 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향을 산출하고,
    상기 산출된 거리 및 방향과 상기 수신기의 위치를 기반으로 상기 발신기의 위치를 산출하는 이탈 감지 시스템.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 이탈 감지 장치는:
    상기 다수의 수신기 중에서 수신된 무선 신호의 수신 신호 세기가 가장 큰 제 1 수신기와 두 번째로 큰 제 2 수신기를 선택하고,
    상기 제 1 수신기의 위치를 시작으로 하여 상기 제 1 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향으로 연장되는 제 1 벡터와 상기 제 2 수신기의 위치를 시작으로 하여 상기 제 2 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향으로 연장되는 제 2 벡터가 서로 교차하는 교차 지점을 산출하고,
    상기 산출된 교차 지점을 상기 발신기의 위치로 결정하는 이탈 감지 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이탈 감지 장치는:
    상기 교차 지점이 셋 이상인 경우, 상기 교차 지점을 꼭짓점으로 하는 다각형의 영역을 산출하고,
    상기 산출된 다각형의 영역을 상기 발신기의 소재 영역으로 결정하는 이탈 감지 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 이탈 감지 장치는:
    상기 교차 지점이 다수인 경우, 상기 교차 지점을 양 끝점으로 하는 선분의 중심 지점 또는 상기 교차 지점을 꼭짓점으로 하는 다각형의 중심 지점을 산출하고,
    상기 산출된 중심 지점을 상기 발신기의 위치로 결정하는 이탈 감지 시스템.
  12. 사전에 결정된 장소에 설치되어 발신기로부터 발신되는 무선 신호를 수신하는 수신기로부터 데이터를 수신하는 통신부;
    상기 발신기 및 상기 수신기에 관한 정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 수신기가 무선 신호를 수신하여 상기 수신기로부터 발신기 검출 정보가 수신되면, 상기 발신기 검출 정보를 기반으로 상기 발신기를 소지하는 사용자의 이탈을 감지하는 처리부를 포함하는 이탈 감지 장치로서,
    상기 수신기는 무선 신호를 수신하면 상기 수신된 무선 신호로부터 상기 발신기의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 획득하여 상기 이탈 감지 장치로 전송하고,
    상기 이탈 감지 장치는:
    상기 수신기로부터 상기 발신기의 식별자 및 수신 신호 세기에 관한 정보를 포함하는 상기 발신기 검출 정보를 수신하는 경우, 상기 발신기에 매칭된 사용자가 출입 허용 영역을 이탈한 것으로 결정하며,
    사용자의 이탈이 감지되면 관리자의 단말기로 알림 메시지를 전송하고,
    상기 알림 메시지에 응답하여 상기 단말기로부터 사용자 탐색 요청을 수신하면 상기 발신기의 위치 정보를 생성하여 상기 단말기로 전송하며,
    상기 수신기는:
    무선 신호를 수신하는 다수의 안테나; 및
    각각의 안테나에 의해 수신된 개별 무선 신호를 처리하여 무선 신호의 전파 방향을 검출하는 전파 방향 검출기를 포함하고,
    상기 검출된 전파 방향에 관한 정보를 상기 이탈 감지 장치로 더 전송하며,
    상기 이탈 감지 장치는:
    다수의 수신기로부터 무선 신호의 전파 방향에 관한 정보를 수신하고,
    각각의 수신기에 대하여 해당 수신기가 설치된 장소에서 해당 수신기의 배향과 해당 수신기로부터 수신된 무선 신호의 전파 방향을 기반으로 해당 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향을 산출하고,
    상기 다수의 수신기 각각의 위치를 시작으로 하여 해당 수신기를 기준으로 한 상기 발신기의 방향으로 연장되는 벡터가 서로 교차하는 교차 지점을 산출하고,
    상기 산출된 교차 지점을 상기 발신기의 위치로 결정하는 이탈 감지 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007213470A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Nakayo Telecommun Inc 移動方向検出機能を有する無線通信システム
KR101033200B1 (ko) * 2006-10-20 2011-05-06 주식회사 케이티 Ｒｆｉｄ와 통신망을 이용한 이동체 위치 확인 서비스시스템 및 그 방법

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