KR101991562B1 - 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법에 관한 것으로 특히, 저속통신에서 GPS 위치데이터를 압축하여 전송하는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 포지션 데이터 패킷 전송장치는, 년도, 월, 일 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 날짜데이터와, 시, 분, 초 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 시간데이터와, 데이터 유효성, 객체의 이동성, 위도방향, 경도방향, 초단위 정보 포함여부를 기설정된 비트열에 표시하는 1바이트의 유효성 방향데이터와, 4바이트의 헥사코드로 구성되는 위도데이터와, 4바이트의 헥사코드로 구성되는 경도데이터를 포함하는 비트열을 상기 위치데이터로서 전송하되, 상기 위도데이터 및 상기 경도데이터는 상기 유효성 방향데이터 바이트 내의 상기 데이터 유효성 비트 값이 1인 경우 포함하여 전송하고, 0인 경우 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법{DEVICE FOR TRANSMITTING POSITION DATA PACKET AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법에 관한 것으로 특히, 저속통신에서 GPS 위치데이터를 압축하여 전송하는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 GPS의 위치 데이터는 현재 시간정보, 데이터의 유효성 정보, 위도와 방향, 경도와 방향, 날짜정보를 포함하고 있으며, 38바이트의 스트링 형태로 전송하고 있었다. 종래에도, 이동 네트워크에서 GPS 데이터를 전송하는 방법 및 시스템(한국공개특허 10- 2003-0075154) 등이 개시되어 있으나, 종래기술은 GPS의 중요정보를 효과적으로 압축하여 전송하기에는 부족한 문제점이 있었다.
따라서, 저속 통신 등에 있어서 GPS 위치데이터를 효과적으로 압축하여 전송하는 위치데이터 전송장치에 관한 연구가 요구된다.
본 발명은 GPS 위치데이터의 주요데이터 정보만을 헥사코드로 변환하여 구성함으로써, 저속통신에서 불필요한 정보는 배제하고 필요한 정보만을 작은 크기의 데이터 패킷으로 전송할 수 있는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 데이터의 유효성, 위도 방향, 경도 방향 정보를 각각 하나의 비트에 할당하여 전송함으로써, 주요 정보를 효과적으로 압축하여 전송할 수 있는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 압축된 데이터를 암호화하여 전송함으로써, 데이터 보안을 강화할 수 있는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 포지션 데이터 패킷 전송장치는, 년도, 월, 일 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 날짜데이터와, 시, 분, 초 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 시간데이터와, 데이터 유효성, 객체의 이동성, 위도방향, 경도방향, 초단위 정보 포함여부를 기설정된 비트열에 표시하는 1바이트의 유효성 방향데이터와, 4바이트의 헥사코드로 구성되는 위도데이터와, 4바이트의 헥사코드로 구성되는 경도데이터를 포함하는 비트열을 상기 위치데이터로서 전송하되, 상기 위도데이터 및 상기 경도데이터는 상기 유효성 방향데이터 바이트 내의 상기 데이터 유효성 비트 값이 1인 경우 포함하여 전송하고, 0인 경우 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 유효성 방향데이터는, 8비트의 비트열 중 제1비트는 경도의 방향, 제2비트는 위도의 방향, 제3비트는 이동여부, 제4비트는 유효성 여부, 제5비트는 초단위 정보 포함여부를 표시하고, 상기 8비트의 비트열을 1바이트의 헥사코드로 변환한 것일 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 위도데이터는, 도 단위를 1바이트, 분 단위를 1바이트, 초 단위를 2바이트로 표현한 헥사코드 4바이트로 구성될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 경도데이터는, 도 단위를 1바이트, 분 단위를 1바이트, 초 단위를 2바이트로 표현한 헥사코드 4바이트로 구성될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 15바이트의 위치데이터에 메시지 헤더 8바이트, 메시지 무결성 코드 32 바이트 및 제로 패드 1바이트를 병합한 암호와 코드를 전송위치데이터로 생성하여 송부할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, GPS 위치데이터의 주요데이터 정보만을 헥사코드로 변환하여 구성함으로써, 저속통신에서 불필요한 정보는 배제하고 필요한 정보만을 작은 크기의 데이터 패킷으로 전송할 수 있는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 데이터의 유효성, 위도 방향, 경도 방향 정보를 각각 하나의 비트에 할당하여 전송함으로써, 주요 정보를 효과적으로 압축하여 전송할 수 있는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 압축된 데이터를 암호화하여 전송함으로써, 데이터 보안을 강화할 수 있는 포지션 데이터 패킷 전송장치 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 포지션 데이터 패킷 전송장치가 전송하는 위치데이터를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 데이터가 유효하지 않은 경우(GPS가 측정되지 않는 경우) 포지션 데이터 패킷 전송장치가 전송하는 위치데이터를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유효성 방향데이터의 비트열 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 위치데이터를 암호화하여 전송위치데이터를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
장거리 저속 통신에서 위치데이터를 전송하고자 하는 경우, 상기 위치데이터는 압축된 후 암호화되어 전송될 수 있는데, 종래의 위치데이터는 데이터 길이가 너무 길고, 데이터 암호화 시 길이에 맞추어 불필요한 데이터 추가가 많이 이루어지는 문제가 있었다. 이는 장거리 저속 통신(수십킬로bps 이하의 속도)에서는 채널을 장시간 점유하게 되어 시간 당 패킷 전송률을 크게 낮추는 문제가 되어왔다.
종래의 GPS 데이터 형식은 "$GPRMC, 134807.000, A, 3732.6627, N, 12701.3549, E, 1.58,329.68, 160808,,,A*63"와 같이 구성될 수 있으며, 상기 데이터 중 "134807.000"는 현재 시간 13시 48분 07초 000ms을 의미하고, "A"는 현재 유효한 GPS 데이터인지 여부를, :3732.6627"는 위도 좌표를, "N"은 위도 방향을, "12701.3549"은 경도 좌표를, "E"는 경도 방향을, "080816"는 날짜 8일 8월 2016년을 각각 의미하는 정보이다.
따라서, 이 경우는 모든 정보를 전송하고자 할 때 총 데이터 길이 합계는 10+1+9+1+10+1+6=38바이트가 된다.(위치데이터는 스트링 형태로 처리되었음) 여기서 헤더 8바이트가 추가되면 46바이트의 패킷이 형성되며, 이를 암호화하는 경우에는 88바이트의 패킷이 만들어지게 된다.
다만, 저속 통신에서는 개별 노드가 1초에 1회 이상 통신하기는 어려운 점을 고려한다면 초 미만의 시간 단위는 의미가 없다. 즉, 위치 서비스의 가입자가 많아지게 되면 위치데이터를 빨리 보낼 수 없게 될 수 있으므로(1초에 1회 보내기도 어려운 경우 존재함) 시간 데이터를 보내는 것은 필요하나, 초 미만의 단위는 불필요한 경우가 발생한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 포지션 데이터 패킷 전송장치가 전송하는 위치데이터를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 포지션 데이터 패킷 전송장치는 15바이트로 구성되는 위치데이터(100)를 전송할 수 있으며, 상기 위치데이터(100)는 년도, 월, 일 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 날짜데이터(110)와, 시, 분, 초 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 시간데이터(120)와, 데이터 유효성, 객체의 이동성, 위도방향, 경도방향, 초단위 정보 포함여부를 기설정된 비트열에 따라 표시하는 1바이트의 유효성 방향데이터(130)와, 4바이트의 헥사코드로 구성되는 위도데이터(140)와, 4바이트의 헥사코드로 구성되는 경도데이터(140)를 포함할 수 있다.
즉, 종래에 080816(6 byte)와 같이 표현되던 날짜 데이터는 본 발명에서는 표기 변경하여 3 byte의 헥사코드(0x08, 0x08, 0x10)로 표시될 수 있으며, 종래에 134807(6 byte)와 같이 표현되던 시간 데이터는 표기 변경하여 3 byte의 헥사코드(0x0D, 0x30, 0x07)로 표시될 수 있다.
또한, 종래에 3732.6627(9 byte)와 같이 표현되던 위도 데이터도 본 발명에서 표기 변경되어 4 byte의 헥사코드(0x25, 0x20, 0x42, 0x1B)로 표시될 수 있으며, 종래에 12701.3549(10byte)와 같이 표현되던 경도 데이터는 표기 변경하여 4 byte의 헥사코드(0x7F, 0x01, 0x23, 0x31)로 표시될 수 있다.
여기서, GPS가 측정되지 않는 경우 등과 같이 데이터가 유효하지 않은 경우는 위도데이터와 경도데이터를 전송하는 것이 의미 없으므로, 위치데이터(100)는 7바이트로 구성될 수 있다. 데이터가 유효하지 않은 경우의 7바이트 구성은 도 2를 참고하여 이하에서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 데이터가 유효하지 않은 경우(GPS가 측정되지 않는 경우) 포지션 데이터 패킷 전송장치가 전송하는 위치데이터를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 데이터가 유효하지 않은 경우에는 3바이트의 날짜데이터(110)와 3바이트의 시간데이터(120) 및 유효성 방향데이터(130) 1바이트를 포함하는 7바이트의 위치데이터(200)를 전송할 수 있다.
한편, 데이터가 유효한 경우 및 데이터가 유효하지 않은 경우 모두에 포함되는 유효성 방향데이터(130)는 1바이트 크기로 구성되어, 데이터 유효성, 객체의 이동성, 위도방향, 경도방향, 초단위 정보 포함여부 등을 기설정된 비트열에 표시할 수 있다.
유효성 방향데이터(130)의 구체적 실시예는 도 3을 참고하여 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유효성 방향데이터의 비트열 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 유효성 방향데이터(130)는 8비트로 구성될 수 있으며, 제1비트는 경도의 방향, 제2비트는 위도의 방향, 제3비트는 이동여부, 제4비트는 유효성 여부, 제5비트는 초단위 정보 포함여부가 표시될 수 있다.
즉, 제1비트에서 경도 방향이 East인 경우에는 0으로 표시되고, 경도 방향이 West인 경우에는 1으로 표시될 수 있으며, 제2비트에서 위도 방향이 North인 경우에는 0으로 표시되고, 위도 방향이 South인 경우에는 1으로 표시될 수 있다.
또한, 제3비트의 경우, 위치데이터를 송신하는 객체가 이동중인 경우에는 1을 이동하지 않는 경우에는 0을 표시할 수 있으며, 제4비트의 경우, 데이터의 유효성이 있는 경우에는 1을, 유효성이 없는 경우에는 0을 표시할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에서는 위치데이터의 유효성이 없는 경우라 하더라도, 이동성 데이터를 함께 전송할 수 있어, 객체가 이동 중인지 머물러 있는지를 파악할 수 있으므로, 적은 데이터 량으로도 객체의 상태정보를 보다 용이하게 판단할 수 있다.
이때, 객체의 이동 여부는 운동 감지 센서를 이용하여 감지할 수 있으며, GPS가 감지되지 않더라도 이동 중인지, 머물러 있는지에 대해 전달이 가능할 수 있다.
한편, 도 3의 유효성 방향데이터(130)를 통해 전달되는 정보의 일예는 아래와 같다.
(1)물체가 이동하지 않고 머물러 있는 경우(속도의 변화가 일정 이하인 경우)
데이터가 유효하고 위도는 북위 경도는 동경인 경우 : 00001000 = 0x08
데이터가 유효하고 위도는 남위 경도는 동경인 경우 : 00001010 = 0x0A
데이터가 유효하지 않고 위도는 북위 경도는 동경인 경우 : 00000000 = 0x00
(2)물체가 이동하고 있는 경우(속도의 변화가 일정 이상인 경우)
데이터가 유효하고 위도는 북위 경도는 동경인 경우 : 00001100 = 0x0C
데이터가 유효하고 위도는 남위 경도는 동경인 경우 : 00001110 = 0x0E
데이터가 유효하지 않고 위도는 북위 경도는 동경인 경우 : 00000100 = 0x04
한편, 시간데이터(120) 전송 시 초단위 정보를 전송할 필요가 없는 경우(ex. 가입자가 많아 초 단위가 아닌 분 단위로 데이터를 전송하게 되는 시스템의 경우)에는 시간데이터(120)에 초 단위 정보를 싣지 않고 2바이트로 전송할 수 있는데, 이 경우에는 유효성 방향데이터(130)의 제5비트를 초단위 정보 포함여부에 따라 1 또는 0으로 표시하여 전송할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 현재 가입자나 시스템의 상태에 따라 정보를 가변하여 전송할 수 있으므로, 현재 상황에 맞는 최적의 데이터 전송이 가능해 질 수 있다.
한편, 상기에서 언급된 바에 따라 도 1에 표시된 헥사코드를 해석하면 " 2016년 8월 8일 13시 48분 07초. 데이터는 유효하고, 북위 37.326627도, 동경 127.013549도 대상은 이동하지 않고 일정 속도 이하로 한 자리에 머무르고 있는 상태"로 풀이될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 위치데이터를 암호화하여 전송위치데이터를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 15바이트의 위치데이터는 16바이트의 암호키를 통해 생성된 32바이트의 메시지키와 결합되고, 데이터 규격을 맞추기 위한 zero pad는 1바이트(AES128 데이터 암호화를 위한 규격맞춤 비트)와 결합된 후 노드 메시지 헤더 8바이트와 최종 결합되면 56바이트의 노드 메시지 패킷으로 암호화될 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 다양한 상황에 따라 패킷의 크기를 계산하면, 암호화 하지 않아도 되는(개인 정보가 아닌) 경우, 1)정상적인 형태로 데이터를 전송하는 경우 헤더 포함 23바이트로 전송 가능하며, 2)데이터가 유효하지 않은 경우 헤더 포함 17바이트로 전송이 가능하고, 3)분 단위로 위치를 전송하는 시스템의 경우에는 헤더 포함 22바이트로 전송이 가능할 수 있다.
또한, 암호화가 필요한 경우에는 최종 암호화된 데이터는 56 바이트가 되며, 이때 secure node message packet 암호화시 zero pad 16의 크기는 1바이트가 된다. 만약, 데이터가 유효하지 않은 경우에는 위치데이터의 크기는 7바이트, zero pad 16의 크기가 9바이트로 구성되며, 분 단위로 위치를 전송하는 경우에는 위치데이터의 크기가 14바이트, zero pad 16의 크기가 2바이트로 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른, 위치데이터 전송방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.  따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
삭제

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 포지션 데이터 패킷 전송방법에 있어서,
    년도, 월, 일 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 날짜데이터와,
    시, 분, 초 데이터를 각각 1바이트의 헥사코드로 구성되는 시간데이터와,
    데이터 유효성, 객체의 이동성, 위도방향, 경도방향, 초단위 정보 포함여부를 기설정된 비트열에 표시하는 1바이트의 유효성 방향데이터와,
    4바이트의 헥사코드로 구성되는 위도데이터와,
    4바이트의 헥사코드로 구성되는 경도데이터를 포함하는 비트열을 15바이트 위치데이터로 생성하되,
    상기 위도데이터 및 상기 경도데이터는 상기 유효성 방향데이터 바이트 내의 상기 데이터 유효성 비트 값이 1인 경우 포함하여 전송하고, 0인 경우 포함하지 않으며,
    상기 유효성 방향데이터는,
    8비트의 비트열 중 제1비트는 경도의 방향, 제2비트는 위도의 방향, 제3비트는 이동여부, 제4비트는 유효성 여부, 제5비트는 초단위 정보 포함여부를 표시하고, 상기 8비트의 비트열을 1바이트의 헥사코드로 변환한 것이고,
    상기 위도데이터는,
    도 단위를 1바이트, 분 단위를 1바이트, 초 단위를 2바이트로 표현한 헥사코드 4바이트로 구성되며,
    상기 경도데이터는,
    도 단위를 1바이트, 분 단위를 1바이트, 초 단위를 2바이트로 표현한 헥사코드 4바이트로 구성되고,
    상기 15바이트 위치데이터에 메시지 헤더 8바이트, 메시지 무결성 코드 32 바이트 및 제로 패드 1바이트를 병합한 암호화 코드를 전송위치데이터로 생성하여 송부하는 것을 특징으로 하는 포지션 데이터 패킷 전송방법.
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