KR102046016B1 - 저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법 및 이를 지원하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저전력 블루투스를 이용한 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 방법. 및 이를 지원하기 위한 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 방법은 특정 위치에 설치된 제 1 타입의 복수의 제 1 장치들 각각에서, GPS 모듈을 이용하여 상기 복수의 제 1 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 1 위치 값을 측정하고, 상기 복수의 제 1 장치들 각각에서, 상기 제 1 위치 값을 포함하는 제 1 데이터 패킷을 인접한 제 2 타입의 복수의 제 2 장치들 중 적어도 하나의 장치로 전송하되, 상기 제 1 데이터 패킷은 상기 복수의 제 1 장치 각각을 식별하기 위한 제 1 식별자, 상기 복수의 제 1 장치 각각의 상태를 나타내는 제 1 상태 정보, 및 상기 복수의 제 1 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 1 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 복수의 제 1 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 1 데이터 패킷의 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하며, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 1 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 2 위치 값을 계산하고, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 3 위치 값을 계산하며, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 3 위치 값을 포함하는 제 2 데이터 패킷을 인접한 제 3 타입의 적어도 하나의 제 3 장치로 전송하되, 상기 제 2 데이터 패킷은 상기 복수의 제 2 장치 각각을 식별하기 위한 제 2 식별자, 상기 복수의 제 2 장치 각각의 상태를 나타내는 제 2 상태 정보, 및 상기 복수의 제 2 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 2 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 복수의 제 2 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 2 데이터 패킷의 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하며, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 4 위치 값을 계산하고, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 4 위치 값을 이용하여 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 절대 위치를 나타내는 제 5 위치 값을 계산하며, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 5 위치 값을 포함하는 제 3 데이터 패킷을 인접한 복수의 상기 제 2 타입의 장치들을 통해 제 3 타입의 다른 장치로 전송하되, 상기 제 1 타입은 GPS 모듈을 이용하여 상기 절대 위치를 측정하기 위한 디바이스 타입을 나타내고, 상기 제 2 타입은 특정 공간에 고정되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대 위치를 계산하기 위한 상기 제 2 데이터 패킷의 전송 및 화재와 관련된 환경 정보를 수집하기 위한 디바이스 타입을 나타내며, 상기 제 3 타입은 사용자에게 부착되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치의 상대 위치 및 절대 위치를 계산하여 상기 사용자의 위치를 추정하기 위한 디바이스 타입을 나타낸다.

Description

저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법 및 이를 지원하기 위한 장치{METHOD FOR INDOOR POSITIONING USING LOW ENERGY BLUETOOTH AND APPARTUS FOR SUPPORTING THE SAME}

본 발명은 저전력 블루투스 기술을 이용하여 장치의 위치를 측정하는 저전력 블루투스를 이용한 위치 측위 방법 및 이를 지원하기 위한 장치에 관한 것이다.

최근 업무, 엔터테인먼트, 쇼핑 등 대부분의 활동이 실내 공간에서 이루어짐에 따라 실내 공간을 대상으로 제공되는 다양한 형태의 위치 기반 서비스도 주목을 받기 시작했다. 특히, 실내 위치 측위 기술(Indoor Positioning System)은 위치 정확도, 가용 서비스 영역, 적용 대상 서비스, 적용 가능 센서 등에 따라 매우 다양하게 분류될 수 있다. 예를 들어, 위치 정확도와 가용 서비스 영역을 기준으로 기지국, Wi-Fi, 관성항법, 고감도 GNSS(Global Navigation Satellite System), UWB(Ultra Wide Band), RFID(Radio Frequency Identification), 의사위성, 초음파, 적외선, 지자계, 카메라 등 다양한 물리적인 자원을 활용한 측위 기술로 분류된다.

현재 Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 실내 위치 인식 기술로 상용화되었다. 하지만, Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저, Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 Wi-Fi AP마다 출력파워가 다르게 설정될 수 있기 때문에 수신 신호 강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator) 값이 AP에 설정된 출력파워에 의존적이므로 객관화가 어려운 문제점이 있다. 또한, Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 건물 밖의 Wi-Fi의 간섭을 받을 수 있고, Wi-Fi는 인접 채널 사용 시 밴드폭(Bandwidth)이 오버랩되어 간섭이 발생하는 문제점이 있다. 또한, Wi-Fi는 사용자의 이동성이 많아지면 채널의 트래픽 현황이 실시간 변경되어 RSSI를 주기적으로 재측정해야 하고, Wi-Fi AP는 상시 전력을 공급해야 하고 초기 설치 및 유지보수 비용이 발생하는 등 다양한 문제가 있어, 새로운 실내 위치 측정 기술의 개발이 필요하다.

현대 사회가 현대사회가 발전하면서 건물의 고층화, 심층화 현상이 가속화 되고 있으며 건물의 내부 구조가 복잡화 양상을 보이고 있어 급격한 변화가 나타나는 실내 화재현장에 투입되는 소방대원의 안전을 위협하고 있다.

건물의 고층화, 심층화 현상이 가속화됨에 따라 실내 측위 인프라 및 이동통신 네트워크를 사용할 수 없는 상황에서(예를 들면, 실내 화재 상황 등)는 소방대원의 위치를 알 수 없다는 문제점이 존재한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 특정 위치에 설치된 제 1 타입의 복수의 제 1 장치들 각각에서, GPS 모듈을 이용하여 상기 복수의 제 1 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 1 위치 값을 측정하는 단계; 상기 복수의 제 1 장치들 각각에서, 상기 제 1 위치 값을 포함하는 제 1 데이터 패킷을 인접한 제 2 타입의 복수의 제 2 장치들 중 적어도 하나의 장치로 전송하는 단계, 상기 제 1 데이터 패킷은 상기 복수의 제 1 장치 각각을 식별하기 위한 제 1 식별자, 상기 복수의 제 1 장치 각각의 상태를 나타내는 제 1 상태 정보, 및 상기 복수의 제 1 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 1 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고; 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 복수의 제 1 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 1 데이터 패킷의 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하는 단계; 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 1 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 2 위치 값을 계산하는 단계; 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 3 위치 값을 계산하는 단계; 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 3 위치 값을 포함하는 제 2 데이터 패킷을 인접한 제 3 타입의 적어도 하나의 제 3 장치로 전송하는 단계, 상기 제 2 데이터 패킷은 상기 복수의 제 2 장치 각각을 식별하기 위한 제 2 식별자, 상기 복수의 제 2 장치 각각의 상태를 나타내는 제 2 상태 정보, 및 상기 복수의 제 2 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 2 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고; 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 복수의 제 2 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 2 데이터 패킷의 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하는 단계; 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 4 위치 값을 계산하는 단계; 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 4 위치 값을 이용하여 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 절대 위치를 나타내는 제 5 위치 값을 계산하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 5 위치 값을 포함하는 제 3 데이터 패킷을 인접한 복수의 상기 제 2 타입의 장치들을 통해 제 3 타입의 다른 장치로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 타입은 GPS 모듈을 이용하여 상기 절대 위치를 측정하기 위한 디바이스 타입을 나타내고, 상기 제 2 타입은 특정 공간에 고정되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대 위치를 계산하기 위한 상기 제 2 데이터 패킷의 전송 및 화재와 관련된 환경 정보를 수집하기 위한 디바이스 타입을 나타내며, 상기 제 3 타입은 사용자에게 부착되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치의 상대 위치 및 절대 위치를 계산하여 상기 사용자의 위치를 추정하기 위한 디바이스 타입을 나타낸다.

또한, 본 발명은 특정 공간에 설치된 제 1 타입의 복수의 제 1 장치들 각각에서, GPS 모듈을 이용하여 상기 복수의 제 1 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 1 위치 값을 측정하고, 상기 제 1 위치 값을 포함하는 제 1 데이터 패킷을 인접한 제 2 타입의 복수의 제 2 장치들 중 적어도 하나의 장치로 전송하며, 특정한 공간에 설치되는 제 1 타입의 복수의 제 1 장치들, 상기 제 1 데이터 패킷은 상기 복수의 제 1 장치 각각을 식별하기 위한 제 1 식별자, 상기 복수의 제 1 장치 각각의 상태를 나타내는 제 1 상태 정보, 및 상기 복수의 제 1 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 1 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고; 상기 복수의 제 1 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 1 데이터 패킷의 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하고, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 1 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 2 위치 값을 계산하며, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 3 위치 값을 계산하고, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 3 위치 값을 포함하는 제 2 데이터 패킷을 인접한 제 3 타입의 적어도 하나의 제 3 장치로 전송하는 제 2 타입의 복수의 제 2 장치들, 상기 제 2 데이터 패킷은 상기 복수의 제 2 장치 각각을 식별하기 위한 제 2 식별자, 상기 복수의 제 2 장치 각각의 상태를 나타내는 제 2 상태 정보, 및 상기 복수의 제 2 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 2 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고; 상기 복수의 제 2 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 2 데이터 패킷의 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하며, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 4 위치 값을 계산하고, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 4 위치 값을 이용하여 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 절대 위치를 나타내는 제 5 위치 값을 계산하며, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 5 위치 값을 포함하는 제 3 데이터 패킷을 인접한 복수의 상기 제 2 타입의 장치들을 통해 제 3 타입의 다른 장치로 전송하는 제 3 타입의 적어도 하나의 제 3 장치;를 포함하되,상기 제 1 타입은 GPS 모듈을 이용하여 상기 절대 위치를 측정하기 위한 디바이스 타입을 나타내고, 상기 제 2 타입은 특정 공간에 고정되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대 위치를 계산하기 위한 상기 제 2 데이터 패킷의 전송 및 화재와 관련된 환경 정보를 수집하기 위한 디바이스 타입을 나타내며, 상기 제 3 타입은 사용자에게 부착되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치의 상대 위치 및 절대 위치를 계산하여 상기 사용자의 위치를 추정하기 위한 디바이스 타입을 나타내는 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 저전력 블루투스를 이용한 저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법 및 이를 지원하기 위한 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 실내 측위 인프라 및 이동통신 네트워크를 사용할 수 없는 상황에서 장치의 위치를 측정할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 각 장치가 주변의 상황을 센싱하여 서버로 전송함으로써, 전체적인 실내 상황을 파악하고 제어할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 전체적인 실내 상황을 실내에 위치하는 각 장치들에게 전송함으로써 각 장치가 실내 상황에 따른 특정 동작을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법의 전체적인 방법을 나타내는 개략도 이다.
도 2및 도 3은 본 발명과 관련된 삼변 측량 법을 이용하여 장치의 위치를 측정하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 도이다.
도 4및 도 5는 본 발명과 관련된 실내 측위 방법을 이용하여 장치의 위치를 측정하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 실내 측위 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 7및 도 8은 본 발명과 관련된 실내 측위를 위한 데이터 패킷을 전송하는 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명과 관련된 위치를 측정하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명과 관련된 위치를 측정하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명과 관련된 서버가 위치 값 및 센싱 값을 통해 동작을 제어하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명과 관련된 장치들 간의 측정한 위치 값 및 센싱 값을 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명과 관련된 저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법을 지원하는 장치의 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.

현대사회가 발전하면서 건물의 고층화, 심층화 현상이 가속화 되고 있으며 건물의 내부 구조가 복잡화 양상을 보이고 있어 급격한 변화가 나타나는 실내 화재현장에 투입되는 소방대원의 안전을 위협하고 있다. 또한 현장상황에 대한 구체적인 정보를 얻는데 한계가 있어 진압지휘 및 활동에 어려움이 있다. 최근 소방대원이 현장 활동 중 순직하는 사고가 종종 발생하고 있어 효과적인 대응을 위해 현장에 투입된 소방대원의 위치 및 상황 정보를 수집하고 이를 활용 할 수 있는 방안이 필요하다.

기존의 측위 기술은 GPS(Global Positioning System), GNSS(Global Navigation Satellite System)등이 있으나 실내 측위의 특성상 GPS를 사용할 수 없으므로 WLAN(Wireless Lan), UWB(Ultra Wide Band), RFID(Radio Frequency Identification)등을 활용한 IPS(Indoor Positioning System)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

화재 현장에서는 예측할 수 없는 수많은 위험요소와 열, 연기 등 열악한 환경으로 인해 기존에 건물에 설치되어 있는 실내 인프라가 손상되거나 작동하지 않을 수 있다. 이에 기존의 실내 측위와는 다른 이동형 실내 측위 시스템이 필요하다. 이동형 IPS를 활용한 시스템 자체가 외부 서버연계 등의 목적으로 통신이 필요하다. 일반적으로 LTE등의 셀룰러 망을 이용하지만 향후 5G시대에서 셀 소형화 정책으로 인해 기지국에 거리가 10m ~ 200m로 축소된다는 점을 감안하면 각 건물 마다 기지국이 설치되어 있을 확률이 높다. 따라서 화재가 발생했을 때 실내에 설치 된 기지국이 손상될 확률이 높다.

본 발명에서는 실내 측위 인프라 및 이동통신 네트워크를 사용할 수 없는 상황(예를 들면, 실내 화재 상환 등)에서 이동형 실내 측위 기법을 이용해 장치의 위치를 확인하고 실내에 설치한 장치가 센싱한 센서 데이터를 송수신하기 위한 실내 측위 방법을 제안한다.

도 1은 본 발명과 관련된 저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법의 전체적인 방법을 나타내는 개략도 이다.

도 1을 참조하면, 저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법을 통해서 실내 모니터링 시스템을 구축할 수 있으며, 실내 모니터링 시스템은 외부 유관기관(10), 이동형 종합 모니터링 서버(20), 제 1 타입의 장치(100_1, 100_2, 100_3), 제 2 타입 장치(200) 및 제 3 타입 장치(300)로 구성될 수 있다.

외부 유관기관(10)은 화재 현장에서 떨어진 곳에 위치한 기관들을 나타낸다. 예를 들면, 도 1 에 도시된 바와 같이 외부 유관기관(10)은 119 종합 상황실, 현장 지휘관, 가스공사, 전기공사 또는 112 종합 상황실 등이 존재할 수 있다.

외부 유관기관(10)은 백본 네트워크를 통해 이동형 종합 모니터링 서버(20)와 통신을 할 수 있다.

이동형 종합 모니터링 서버(20)는 실내 측위를 위한 장치들과 통신을 수행하며, 실내 측위를 위한 다양한 정보를 포함하는 데이터 패킷을 실내 측위를 위한 장치들로부터 획득할 수 있으며, 획득된 정보에 기초하여 실내 측위를 위한 장치들에게 다양한 정보를 제공할 수 있다.

예를 들면, 화재 현장에서 이동형 종합 모니터링 서버(20)는 화재 현장에 설치된 각 장치로부터 각각의 위치의 상황(예를 들면, 이산화 탄소, 온도, 일산화 탄소 등) 및 각각의 소방 대원의 절대적 위치 값을 전송 받을 수 있다.

또한, 이동형 종합 모니터링 서버(20)는 전송 받은 정보를 다시 화재 현장의 장치들에게 전송하거나, 전송 받은 정보를 통해서 소방대원들의 탈출 경로, 위험 지역 또는 구조가 필요한 위치를 나타내는 위치 값 등을 생성할 수 있으며, 생성된 정보 및 값을 화재 현장의 각 장치에게 직접 또는 릴레이 동작을 통해서 전송할 수 있다.

이동형 종합 모니터링 서버(20)는 외부 유관기관(10)과의 통신을 위한 외부 네트워크 연동 모듈, 센싱 값을 수집하기 위한 모니터링 수집 시스템, 구조대원 실시간 위치 모듈, 진압 상황 모니터링 모듈, ad hoc 통신을 위한 ad hoc 네트워크 관리 모듈, 및 복수의 데이터 베이스(예를 들면, 모니터링 DB, 실내 설계도 DB, 및 디바이스 DB 등)을 포함할 수 있다.

또한, 실내 측위 방법을 통한 모니터링 시스템은 근거리 통신기술을 기반으로 할 수 있으며, 아래 표 1과 같은 타입의 장치들로 구성될 수 있다.

제 1 타입의 장치는 표 1의 기능을 수행하기 위해서 아두이노(Arduino) 모듈, GPS 모듈, 블루투스 모듈, 및 동축 안테나를 포함할 수 있다.

제 1 타입의 장치(100_1, 100_2, 100_3)는 건물 등의 외부에 설치되는 장치들이며, GPS 모듈을 이용하여 제 1 타입의 장치 각각의 절대 위치를 나타내는 위치 값(위치 좌표)를 계산한다.

예를 들면, 화재 현장의 경우, 화재 현장에 투입되는 소방 대원들은 투입 전 최초 진입로에 제 1 타입의 장치(100_1, 100_2, 100_3)들을 적어도 3개 이상 설치할 수 있으며, 설치된 각각의 제 1 타입의 장치들은 GPS 모듈을 이용하여 자신의 절대적 위치를 측위할 수 있다.

제 2 타입의 장치(200)는 표 1의 기능을 수행하기 위해, 아두이노 모듈, IMU 모듈, 일산화 탄소 및 산소 량을 측정하기 위한 센싱 모듈, 자이로센서, 나침반, 고도 센서, 라우터, 블루투스 모듈 및 동축 안테나를 포함할 수 있다.

제 2 타입의 장치(200)는 건물의 내부에 부착되어 고정되는 장치들이며, 인프라가 없는 환경에서 Ad hoc 통신을 위한 실내 망 구축을 위해 사용될 수 있다.

즉, Ad hoc 통신 거리를 늘리고, 부착된 위치에서 다양한 정보들을 센싱하며, 센싱된 값들을 주기적으로 인접한 장치들을 통해서 다른 제 2 타입 및/또는 제 3 타입 장치(200, 300)들로 전송하거나, 서버(20)로 전송할 수 있다.

또한, 제 2 타입의 장치(200)는 BLE 통신 거리에 있는 다른 제 1 타입 장치 및/또는 제 2 타입의 장치(100_1, 100_2, 100_3, 200)로부터 전송되는 신호에 기초하여 자신의 상대 위치 값을 계산할 수 있으며, 계산된 상대 위치 값을 이용하여 절대 위치 값을 계산할 수 있다.

예를 들면, 화재 현장에서 소방대원들은 건물의 내부로 진입하면서 특정 거리 마다 제 2 타입의 장치(200)를 설치할 수 있으며, 설치된 제 2 타입의 장치들은 설치된 위치의 상대 위치 및 절대 위치를 측정하고 주변 환경과 관련된 정보들을 센싱할 수 있다.

또한, 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 장치(200, 300)는 다른 장치들과의 통신이 가능한 거리를 벗어나려는 경우, 다양한 방법(예를 들면, LED등의 점멸, 경고음, 및 경고 음성 출력 등)을 통해 통신 불가능을 소방대원에게 알릴 수 있으며, 이를 통해 다른 타입의 장치들과의 통신이 불가능한 거리에 위치하는 것을 방지할 수 있다.

제 3 타입의 장치(300)는 표 1의 기능을 수행하기 위해, 아두이노 모듈, IMU 모듈, 일산화 탄소 및 산소 량을 측정하기 위한 센싱 모듈, 자이로센서, 나침반, 고도 센서, 라우터, 사용자의 바이오 정보를 센싱하기 위한 바이오 정보 센싱 모듈, 블루투스 모듈 및 동축 안테나를 포함할 수 있다.

제 3 타입의 장치(300)는 사용자에게 부착되어 인접한 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 장치로부터 전송된 신호에 기초하여 자신의 상대 위치 값을 계산할 수 있으며, 계산된 상대 위치 값을 이용하여 절대 위치 값을 계산할 수 있다.

또한, 제 3 타입의 장치(300)는 사용자의 위치를 주기적으로 측정할 수 있으며, 사용자의 바이오 정보(예를 들면, 심박수, 체온, 및 혈압 등)를 센싱할 수 있다.

제 3 타입의 장치(300)는 측정한 상대 위치 값, 절대 위치 값 및 센싱한 바이오 정보를 주기적으로 인접한 다른 장치들 및 서버로 전송할 수 있다.

또한, 사용자의 바이오 정보에 기초하여 사용자의 신체에 문제가 발생한 경우(예를 들면, 사용자가 쓰러지거나, 위험한 상황에 처한 경우), 구조 신호 또는 위험 신호를 인접 장치로 전송하여 사용자의 상황을 알릴 수 있다.

예를 들면, 화재 현장에서 제 3 타입의 장치(300)는 소방대원들 각각의 신체에 부착되어 소방대원들의 위치 및 바이오 정보를 주기적으로 측정 및 센싱하고, 측정된 위치 값 및 센싱 정보를 주기적으로 인접한 제 2 타입의 장치(200) 및 제 3 타입의 장치(300)로 전송하거나, 인접한 제 2 타입의 장치(200) 및 제 3 타입의 장치(300)를 통해 서버로 전송할 수 있다.

서버(20)는 제 2 타입의 장치(200) 및 제 3 타입의 장치(300)로부터 전송되는 위치 값 및 센싱 정보를 획득하여 저장할 수 있으며, 획득한 위치 값 및 센싱 정보를 통해 건물 내부의 상황을 유추하여 각 장치들에게 특정한 동작을 지시할 수 있으며, 외부 유관기관(10)으로 전송할 수 있다.

예를 들면, 화재 현장에서 서버(20)는 제 2 타입의 장치(200) 및 제 3 타입의 장치(300)로부터 전송된 위치 값 및 센싱 정보를 수집할 수 있으며, 수집된 위치 값 및 센싱 정보를 통해 실내 화재현장의 상황을 유추하여 화재 현장의 지휘관 뿐만 아니라 119 종합 상황실, 가스공사, 전기공사, 등 외부 유관기관(10)으로 전달하여 추가적인 지원요청 및 2차 피해가 발생될 수 있는 상황을 예측하여 제 3 타입의 장치(300)로 전송해 소방대원들이 신속하게 각각의 상황에 대응할 수 있도록 한다.

이와 같은 실내 측위를 이용한 모니터링 시스템을 통해 실내에서 발생하는 다양한 상황을 인식할 수 있으며 사용자의 위치를 측정하여 다양한 정보를 제공할 수 있다.

특히, 화재 현장에서 소방대원들의 위치를 인식하여 소방대원들의 안전을 위한 다양한 정보를 제공할 수 있다.

도 2및 도 3은 본 발명과 관련된 삼변 측량 법을 이용하여 장치의 위치를 측정하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 도 1에서 살펴본 제 2 타입의 장치(200) 및 제 3타입의 장치(300) 각각은 인접한 다른 제 1 타입의 장치, 제 2 타입의 장치 및 제 3 타입의 장치로부터 전송되는 신호에 기초하여 삼변 측량 법을 이용하여 자신의 위치를 측정할 수 있다.

구체적으로, 제 2 타입의 장치 및 제 3 타입의 장치는 인접한 다른 장치들로부터 전송되는 신호의 식별자 및 거리를 이용하여 위치를 계산할 수 있다.

즉, 제 2 타입 또는 제 3 타입의 장치 4는 장치 1로부터 전송되는 신호를 이용하여 장치 4와 장치 1간의 거리를 계산할 수 있으며, 계산된 거리를 이용하여 장치 1로부터 장치 4가 존재할 수 있는 원형의 위치 범위를 인식할 수 있다.

또한, 장치 2와도 동일한 방법을 통해 장치 1로부터 장치 4가 존재할 수 있는 원형의 위치 범위를 인식할 수 있다.

장치 4는 장치 1로부터 인식한 위치 범위와 장치 2로부터 인식한 위치 범위가 교차되는 부분을 자신이 위치하는 영역으로 인식할 수 있다.

하지만, 도 2에 도시된 바와 같이 두개의 서로 다른 위치가 존재하므로 장치 4는 인접한 장치 3으로부터 전송되는 신호를 통해 또 다른 위치 범위를 인식할 수 있으며, 장치 1, 장치 2 및 장치 3으로부터 인식한 위치 범위가 교차되는 지점을 자신의 위치로 인식할 수 있다.

이때, 장치 4는 아래 수학식 1과 같은 방법을 통해 각 장치로부터의 거리를 나타내는 D 값을 계산할 수 있다.

수학식 1에서 n은 오차 값을 보상하기 위한 보정 상수를 의미한다.

상기 수학식 1은 거리를 구하기 위한 일 예에 불과하며 장치간의 거리를 구하기 위해서 삼각 측량법, (Time Of Arrival: TOA) 또는 도착 시간 차(Time Difference of Arrival: TDOA)등과 같이 다양한 방법 등이 이용될 수 있다.

도 3의 (a)는 삼각 측량 법의 일 예를 도시하고, 도 3의 (b)는 TDOA의 일 예를 도시한다.

삼각 삼각 측량은 광대한 지역에서 실시하는 측량 법으로 삼각형의 한 변의 길이와 그 양쪽의 각을 알면 수학식을 이용하여 나머지 한 변의 길이를 계산할 수 있는 방법이다.

삼각 측량 법은 간단한 기하학적인 방법으로 RTRL(실시간 위치 추적 시스템)시스템에서는 2차원 평면상에서 이동하는 객체의 실시간 위치를 추정하는데 사용될 수 있다.

2차원에서 이동하는 객체의 위치를 삼각 측량법을 통해 실시간으로 추정하기 위해서는 최소한 3개 이상의 기준점(즉, AP)가 필요하며, 3차원에서 이동하는 객체의 위치를 추정하기 위해서는 최소 4개 이상의 기준점이 필요하다.

예를 들면, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 장치_1, 장치_2 및 장치_3을 기준점으로 하여 삼각 측량 법을 이용하는 경우, 각 장치에서부터 장치 4까지의 거리를 계산할 수 있다.

구체적으로, 장치_1의 좌표가 (x1, y1), 장치 2의 좌표가 (x2, y2), 장치 3의 좌표가 (x3, y3)이고, 이동하는 객체인 장치_4의 좌표를 (x4, y4)라고 가정한다.

이때, 각 장치에서부터 장치_4까지의 거리를 각각 D1, D2, 및 D3라고 하는 경우, D1, D2, 및 D3는 아래 수학식 2와 같이 삼각 측량 법의 피타고라스의 정리를 이용하여 계산될 수 있다.

또는, D1, D2, 및 D3는 도착시간(Time Of Arrival: TOA) 또는 도착 시간 차(Time Difference of Arrival: TDOA)를 이용하여 계산될 수 있다.

TOA는 개념을 이용한 거리 측정을 통해서 장치의 위치를 결정하는 방법이다.

예를 들면, 포그 혼(Fog Horn)이 위치한 알려진 지점으로 전송하는 전송 신호가 거리를 측정하고자 하는 장치에 도달하기까지의 시간을 측정하여 거리를 측정할 수 있다.

이러한, 시간 기장은 아래의 경우, 신호의 전파 시간에 신호의 속도를 곱하여 계산될 수 있으며, 이때, 신호의 속도는 소리 또는 빛의 속도가 될 수 있다.

1) 이동하는 장치가 위치 정보를 전송한 시간과 기준점에서 위치 정보를 수신한 시간 사이의 차이를 거리로 환상.

2) 속도=거리/시간(c=d/t)의 물리 공식을 이용.

3) 모둔 기준점은 시간 측면에서 서로 동기가 맞아야 함.

예를 들면, t(sec)에 전송한 장치의 위치 정보를 특정 기준점에서 0.2(usec) 후에 수신하였다고 하면, 도착 시간과 전송 시간과의 차이는 0.2(usec)가 되며, 전파의 전달 속도가 3 X 108(m/sec)라고 가정하면 이동 개체와 기준점 사이의 거리 d는 아래 수학식 3을 통해 60(m)로 계산될 수 있다.

TOA의 경우, 거리를 계산하기 위한 신호를 요청하는 장치와 신호를 전송하는 장치 간에 동기화가 이루어지지 않은 경우, 사용할 수 없으며, 이 경우 TDOA 방법이 사용될 수 있다.

TDOA는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 무선 신호와 음파 신호 간의 속도 차를 이용하여 거리를 구하는 방법이다.

구체적으로, 도 3의 (b)에서 송신측에서 무선 신호와 음파 신호를 동시에 전송한 뒤, 수신측에서 각 신호의 도착 시간을 측정한다.

무선 신호는 음파 신호보다 속도가 빠르기 때문에, 수신측은 무선 신호를 음파 신호보다 먼저 수신하게 되며, 각각의 신호가 도착한 시간의 시간 차를 이용하여 전송 속도를 구할 수 있으며, 이를 통해 송신측과 수신측 간의 거리를 계산할 수 있다.

예를 들면, 각각의 장치는 무선 신호와 음파 신호를 동시에 전송하고, 장치_4는 각각의 장치에서 전송되는 무선 신호와 음파 신호를 수신하여, 무선 신호와 음파 신호의 도착 시간차를 이용하여 각각의 장치까지의 거리를 계산할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해 도 1에서 설명한 제 2 타입의 장치(200) 및 제 3 타입의 장치(300)들은 자신의 위치를 측정할 수 있다.

도 4및 도 5는 본 발명과 관련된 실내 측위 방법을 이용하여 장치의 위치를 측정하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 앞에서 설명한 제 1 타입의 장치(100), 제 2 타입의 장치(200)를 이용하여 제 3 타입의 장치(300)의 위치를 측정할 수 있다.

이하. 위치 측위를 위한 방법을 설명하기 위해 화재 상황을 예로 들어 설명하지만, 이는 일 예에 불과하다.

구체적으로, 화재 현장에서 소방 대원들이 도 3 에 도시된 바와 같이 제 1 타입의 장치(100), 제 2 타입의 장치(200), 및 제 3 타입의 장치(300)를 이용하여 인프라를 구축한 경우를 가정한다.

먼저, 소방대원에 의해 최초로 설치된 제 1 타입의 장치인 A1, A2 및 A3는 GPS를 이용하여 절대 위치 값(위치 좌표)을 측정할 수 있다.

이후, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 B1은 GPS를 통해 절대 위치 값이 계산된 A1, A2 및 A3로부터 전송되는 데이터 패킷의 절대 위치 값 및 수신 신호 세기에 기초하여 도 2및 도 3에서 살펴본 삼변 측량 방식을 이용하여 자신의 상대 위치 값을 계산하고, 계산된 상대 위치 값에 기초하여 절대 위치 값(위치 좌표)을 계산한다.

이후, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 B2는 GPS를 통해 절대 위치 값이 계산된 A1, A2 및 삼변 측량법을 통해 절대 위치 값이 계산된 B1으로부터 전송되는 데이터 패킷의 절대 위치 값 및 수신 신호 세기에 기초하여B1과 동일한 방법을 이용하여 자신의 상대 위치 값을 계산하고, 계산된 상대 위치 값에 기초하여 절대 위치 값(위치 좌표)을 계산한다.

이후, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 이와 같은 방법을 이용하여 제 2 타입의 장치인 B3, B4, B5 및 B6은 자신의 절대 위치 값을 계산할 수 있으며, 소방대원에 부착된 제 3 타입의 장치인 C1은 인접한 제 2 타입의 장치인 B4, B5 및 B6로부터 전송되는 데이터 패킷의 절대 위치 값 및 수신 신호 세기에 기초하여 동일한 방법을 통해 자신의 상대 위치 값을 계산할 수 있으며, 계산된 상대 위치 값에 기초하여 절대 위치 값(위치 좌표)를 계산할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 도 4에 도시된 제 2 타입의 장치 및 제 3 타입의 장치들은 인접한 장치들로부터 전송되는 데이터 패킷 및 수신 신호 세기를 이용하여 자신의 상대 위치 값을 계산하고, 계산된 상대 위치 값을 이용하여 절대 위치를 나타내는 위치 좌표를 계산할 수 있다.

이때, 각각의 타입의 장치는 자신의 상대 위치 및 절대 위치를 측정하기 위해서는 인접한 적어도 3개의 장치로부터 신호를 수신할 수 있어야 하며, 인접한 적어도 3개의 장치는 각각 자신의 상대 위치 및 절대 위치를 측정한 장치여야 한다.

하지만, RSSI를 통한 삼변 측량법을 이용하여 장치의 위치를 측정하는 경우, 신호가 전송되는 거리에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 오차가 발생할 수 있으며, 발생하는 오차로 인하여 측정된 위치가 범위로 나타날 수 있다.

따라서, 이러한 오차를 줄이기 위해서 디바이스간의 거리를 정확하게 계산할 수 있는 다양한 방법이 사용될 수 있다.

도 6은 본 발명과 관련된 실내 측위 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.

도 6를 참조하면, 실내에 위치한 복수의 장치들은 인접한 장치들로부터 전송되는 신호를 이용하여 자신의 위치를 측정할 수 있다.

구체적으로, 서버(10)는 실내 측위 시스템을 위한 이동형 종합 모니터링 서버를 구축하며, 앞에서 살펴본 제 1 타입의 제 1 장치(100)는 건물의 외부에 설치되어 위치 측위를 위한 시스템을 구축할 수 있으며, GPS 모듈을 통해 절대 위치 값을 계산(또는 측정)할 수 있다.

이때, 제 1 장치(100)는 복수 개 존재할 수 있으며, 각각 서로 통신이 가능한 거리에 배치될 수 있다.

복수의 제 1 장치(100)는 GPS 모듈을 통해서 자신의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값을 계산할 수 있으며, 계산된 절대 위치 좌표 값(제 1 위치 값)을 포함하는 제 1 데이터 패킷을 주기적으로 서버 및 인접한 제 2 타입의 제 2 장치로 전송하고 이에 대한 응답인 Ack을 수신할 수 있다(S6010).

제 1 데이터 패킷은 제 1 장치(100)를 식별하기 위한 제 1 식별자(ID), 고유 번호, 제 1 장치(100)의 상태를 나타내는 제 1 상태 정보, 제 1 장치(100)의 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그 또는 제 1 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 1 데이터 패킷에 포함되는 제 1상태 정보는 제 1 장치(100)의 활성화 여부 및/또는 배터리 상태 등을 나타낼 수 있다.

이후, 제 2 타입의 제 2 장치(200)는 사용자로부터 특정 위치에 부착되어 구축될 수 있으며, 인접한 제 1 장치(200) 및/또는 제 2 타입의 다른 제 2 장치로부터 전송되는 데이터 패킷의 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indication)를 측정한다.

데이터 패킷의 수신 신호 세기를 측정한 제 2 장치(200)는 위치 좌표 값 및/또는 수신 신호 세기를 이용하여 앞에서 살펴본 삼변 측량 법을 이용하여 제 1 장치(200) 및/또는 다른 제 2 장치와의 상대 위치를 나타내는 상대 위치 좌표 값(제 2 위치 값)을 계산하고, 계산된 상대 위치 좌표 값을 이용하여 제 2 장치(200)의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값(제 3 위치 값)을 계산할 수 있다.

제 2 장치(200)는 적어도 3개의 인접한 제 1 장치(200) 및/또는 다른 제 2 장치들로부터 데이터 패킷을 수신한 경우에 상대 좌표 값을 계산할 수 있다.

또한, 제 2 장치(200)는 제 2 장치(200)가 부착된 위치의 온도, 일산화탄소, 또는 이산화탄소 등과 같은 환경 정보를 센싱할 수 있다.

이후, 제 2 장치(200)는 계산된 좌표 값을 포함하는 제 2 데이터 패킷을 주기적으로 인접한 제 1 장치(200), 다른 제 2 장치 및/또는 제 3 타입의 제 3 장치(300)로 전송하고 이에 대한 응답인 Ack을 수신할 수 있다(S6020).

이때, 제 2 데이터 패킷은 제 2 장치를 식별하기 위한 제 2 식별자(ID), 고유 번호, 제 2 장치의 상태를 나타내는 제 2 상태 정보, 제 2 장치의 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 제 2 장치가 센싱한 센싱 정보 또는 제 2 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 1 장치(100)는 제 2 장치로부터 제 2 데이터 패킷을 수신한 경우, 수신된 제 2 데이터 패킷을 릴레이 동작을 통해서 서버로 전송할 수 있으며, 이에 대한 응답으로 Ack을 수신할 수 있다(S6030).

제 2 데이터 패킷에 포함되는 제 2상태 정보는 제 2 장치(100)의 활성화 여부 및/또는 배터리 상태 등을 나타낼 수 있다.

이후, 제 3 타입의 제 3 장치(300)는 인접한 복수의 제 2 장치(200)들 중 적어도 3개의 장치로부터 전송되는 제 2 데이터 패킷의 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indication)를 측정한다.

제 2 데이터 패킷의 수신 신호 세기를 측정한 제 3 장치(300)는 위치 좌표 값 및/또는 수신 신호 세기를 이용하여 앞에서 살펴본 삼변 측량 법을 이용하여 복수의 제 2 장치(200)들과의 상대 위치를 나타내는 상대 위치 좌표 값(제 4 위치 값)을 계산하고, 계산된 상대 위치 좌표 값을 이용하여 제 3 장치(200)의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값(제 5 위치 값)을 계산할 수 있다.

또한, 제 3 장치(300)는 현재 사용자가 위치하고 있는 장소의 온도, 일산화탄소, 또는 이산화탄소 등과 같은 환경 정보 및 사용자의 체온, 심박수, 혈압 및 신체활동 등과 같은 바이오 정보를 센싱할 수 있다.

이후, 제 3 장치(300)는 계산된 좌표 값을 포함하는 제 3 데이터 패킷을 주기적으로 인접한 제 2 장치(200) 및/또는 다른 제 3 타입의 장치로 전송하고 이에 대한 응답인 Ack을 수신할 수 있다(S6040).

이때, 제 3 데이터 패킷은 제 3 장치를 식별하기 위한 제 3 식별자(ID), 고유 번호, 제 3 장치의 상태를 나타내는 제 3 상태 정보, 제 3장치의 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 제 3 장치(300)가 센싱한 센싱 정보 또는 제 3 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 2 장치(100)는 제 3 장치(300)로부터 제 3 데이터 패킷을 수신한 경우, 수신된 제 3 데이터 패킷을 릴레이 동작을 통해서 제 1 장치(100)로 전송할 수 있으며, 제1장치(100)는 전송된 제 3 데이터 패킷을 서버로 전송할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 건물내의 측위를 위한 인프라 및 이동통신 네트워크를 사용할 수 없는 경우, 사용자의 위치를 측위할 수 있으며, 장치들이 위치한 각 장소의 환경 정보를 획득하여 각 상황에 맞는 동작을 지시할 수 있다.

도 7및 도 8은 본 발명과 관련된 실내 측위를 위한 데이터 패킷을 전송하는 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.

도 7및 도8을 참조하면, 위치 측위를 위한 모니터링 시스템을 구축하기 위해서 실내에 장치들을 배치하기 전에 특정 타입의 장치와 관련된 정보를 다른 타입의 장치들 및 서버로 전송한 뒤, 실내에 장치들을 배치함으로써 위치 측위를 이용한 모니터링 시스템을 구축할 수 있다.

구체적으로, 도7은 위치 측위를 위한 모니터링 시스템을 구축하기 위해서 실내에 장치들을 배치하기 전에 특정 타입의 장치와 관련된 정보를 다른 타입의 장치들 및 서버로 전송하기 위한 방법을 나타내고, 도 8은 실내에 장치들을 배치함으로써 위치 측위를 이용한 모니터링 시스템을 구축하기 위한 방법을 나타낸다.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 서버(10)는 실내 측위 시스템을 위한 이동형 종합 모니터링 서버를 구축하며, 앞에서 살펴본 제 1 타입의 제 1 장치(100)는 건물의 외부에 설치되어 위치 측위를 위한 시스템을 구축할 수 있으며, GPS 모듈을 통해 절대 위치 값을 계산(또는 측정)할 수 있다.

이때, 제 1 장치는 복수 개 존재할 수 있으며, 각각 서로 통신이 가능한 거리에 배치될 수 있다.

복수의 제 1 장치는 GPS 모듈을 통해서 자신의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값을 계산할 수 있으며, 계산된 절대 위치 좌표 값(제 1 위치 값)을 포함하는 제 1 데이터 패킷을 주기적으로 서버 및 인접한 제 2 타입의 제 2 장치로 전송하고 이에 대한 응답인 Ack을 수신할 수 있다(S7010).

제 1 데이터 패킷은 제 1 장치를 식별하기 위한 제 1 식별자(ID), 고유 번호, 제 1 장치의 상태를 나타내는 제 1 상태 정보, 제 1 장치의 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그 또는 제 1 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 1 데이터 패킷에 포함되는 제 1상태 정보는 제 1 장치(100)의 활성화 여부 및/또는 배터리 상태 등을 나타낼 수 있다.

이후, 제 2 장치(200)는 인접한 다른 제 2 장치 및/또는 제 3 장치(300)로 제 1 장치(100)로부터 전송 받은 제 1 데이터 패킷을 전송할 수 있다(7020).

이를 통해, 실내 측위 방법을 통해서 실내 모니터링 시스템을 구축하기 위한 장치들을 실내에 배치하기 전에 외부에 배치되는 제 1 장치의 위치 좌표 값 및 정보를 다른 장치들에게 전송할 수 있다.

이후, 도 8에 도시된 바와 같이 이후, 제 2 타입의 제 2 장치(200)는 사용자로부터 특정 위치에 부착되어 구축될 수 있으며, 제 2 장치(300) 및 제 3 장치(300)는 도 6에서 살펴본 바와 같이, 인접한 적어도 3개의 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 장치들로부터 전송되는 데이터 패킷을 통해서 자신의 상대 위치 및 절대 위치를 측정할 수 있다.

또한, 도 5에서 살펴본 바와 같이 제 2 장치(200)는 환경 정보를 센싱할 수 있으며, 제 3 장치는 환경 정보 및 사용자의 바이오 정보를 센싱할 수 있다.

이후, 제 2 장치(200)는 계산된 좌표 값을 포함하는 제 2 데이터 패킷을 주기적으로 인접한 제 1 장치(200), 다른 제 2 장치 및/또는 제 3 타입의 제 3 장치(300)로 전송할 수 있다(S8010).

이때, 제 2 데이터 패킷은 제 2 장치를 식별하기 위한 제 2 식별자(ID), 고유 번호, 제 2 장치의 상태를 나타내는 제 2 상태 정보, 제 2 장치의 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 제 2 장치가 센싱한 센싱 정보 또는 제 2 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 1 장치(100)는 제 2 장치로부터 제 2 데이터 패킷을 수신한 경우, 수신된 제 2 데이터 패킷을 릴레이 동작을 통해서 서버(10)로 전송할 수 있으며, 이에 대한 응답으로 Ack을 수신할 수 있다(S8020).

또한, 제 3 장치도 계산된 좌표 값을 포함하는 제 3 데이터 패킷을 주기적으로 인접한 제 1 장치(200), 다른 제 2 장치 및/또는 제 3 타입의 제 3 장치(300)로 전송할 수 있다(S8030).

제 3 데이터 패킷은 제 3 장치를 식별하기 위한 제 3 식별자(ID), 고유 번호, 제 3 장치의 상태를 나타내는 제 3 상태 정보, 제 3장치의 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 제 3 장치(300)가 센싱한 센싱 정보 또는 제 3 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 2 장치(200)는 제 3 장치(300)로부터 제 3 데이터 패킷을 수신하면, 수신된 제 3 데이터 패킷을 제 1 장치(100)로 전송하며(S8040), 제 1 장치(100)는 수신된 제3 데이터 패킷을 서버(10)로 전송하고 이에 대한 응답으로 Ack을 수신할 수 있다(S8050).

도 9는 본 발명과 관련된 위치를 측정하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.

도 9을 참조하면, 앞에서 살펴본 제 2 타입의 장치는 인접한 장치로부터 수신된 신호를 이용하여 자신의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값을 계산할 수 있다.

구체적으로, 표 1에서의 제 2 타입의 장치는 주기적으로 인접한 장치들로 특정한 데이터 패킷을 브로드 캐스팅 한다(S9010).

이때, 특정한 데이터 패킷은 데이터 패킷을 전송한 장치를 식별하기 위한 식별자, 고유 번호, 장치의 상태를 나타내는 상태 정보, 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 장치가 센싱한 센싱 정보 또는 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이때, 장치는 아직 자신의 위치를 측정하지 않았기 때문에, 플래그는 위치가 측정되지 않았음을 나타낸다.

이 경우, 장치로부터 전송되는 특정한 데이터 패킷을 인접한 다른 장치들이 수신한 경우에도 인접한 다른 장치들은 자신의 위치를 측정하기 위해서 장치로부터 전송된 특정한 데이터 패킷을 이용하지 않고 폐기(Discard)한다.

또한, 장치는 인접한 복수의 제 1 타입 및 제 2 타입의 장치들로부터 데이터 패킷을 수신하여 수신된 데이터 패킷의 수신 신호 세기를 측정한다.

장치는 측정된 수신 신호 세기 및 수신된 데이터 패킷에 기초하여 도 2에서 살펴본 삼변 측량 법을 이용하여 자신의 상대적 위치를 나타내는 상대 위치 값을 계산하고, 계산된 상대 위치 값을 이용하여 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값을 계산한다(S9020).

이때, 장치가 3개보다 적은 수의 장치로부터 수신된 데이터 패킷을 이용하여 상대 위치 값을 계산하거나, 수신된 데이터 패킷에 포함된 절대 위치 좌표 값이 ‘0’ 인 경우, 계산된 절대 위치 좌표 값을 ‘0’이 될 수 있다.

장치는 계산된 절대 위치 좌표 값이 ‘0’인 경우, 인접한 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 복수의 장치들로부터 다시 데이터 패킷을 수신하여 상대 좌표 값 및 절대 위치 좌표 값을 계산할 수 있다.

계산된 절대 위치 좌표 값이 ‘0’이 아닌 경우, 장치는 계산된 절대 위치 좌표 값을 저장하고, 인접한 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 복수의 장치들로 계산된 절대 위치 좌표 값을 포함하는 데이터 패킷을 전송할 수 있다(S9030, S9040).

이때, 데이터 패킷은 장치를 식별하기 위한 식별자(ID), 고유 번호, 장치의 상태를 나타내는 상태 정보, 장치의 절대 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 장치 센싱한 주변 환경과 관련된 센싱 정보 또는 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 실시 예는 제 2 타입의 장치를 예로 들어 설명하였지만, 다른 타입의 장치들에게도 적용될 수 있다.

도 10은 본 발명과 관련된 위치를 측정하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타내는 순서도이다.

도 10을 참조하면, 앞에서 살펴본 제 3 타입의 장치는 인접한 장치로부터 수신된 신호를 이용하여 자신의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값을 계산할 수 있다.

구체적으로, 표 1에서의 제 3 타입의 장치는 인접한 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 복수의 장치들로부터 주기적으로 특정한 데이터 패킷을 수신할 수 있다(S10010).

이때, 특정한 데이터 패킷은 데이터 패킷을 전송한 장치 각각을 식별하기 위한 식별자, 고유 번호, 장치의 상태를 나타내는 상태 정보, 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 데이터 패킷을 전송한 장치 각각의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값, 장치가 센싱한 센싱 정보 또는 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

장치는 수신된 데이터 패킷에 포함된 절대 위치 좌표 값이 ‘0’인 경우, 수신된 위치 좌표 값을 삭제하고, 인접한 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 복수의 장치들로부터 다시 데이터 패킷을 수신한다(S10020).

하지만, 수신된 데이터 패킷에 포함된 절대 위치 좌표 값이 ‘0’이 아닌 경우, 장치는 수신된 절대 위치 좌표 값을 저장한다(S10030).

장치는 앞에서 살펴본 삼변 측량 법을 이용하여 상대적 위치를 계산하기 위해서는 3개 이상의 인접한 장치의 절대 위치 좌표 값이 필요하기 때문에, 3개 이상의 절대 위치 좌표 값이 전송될 때까지 스캐닝 동작을 수행한다.

즉, 수신된 인접 장치들의 절대 위치 좌표 값이 2개 이하인 경우, 장치는 삼변 측량 법을 이용하여 자신의 상대 위치 값을 계산할 수 없기 때문에, 자신의 절대 위치 좌표 값을 ‘0’으로 계산할 수 있으며(S10040), 인접한 제 2 타입 및/또는 제 3 타입의 복수의 장치들로부터 다시 데이터 패킷을 수신한다.

하지만, 수신된 인접 장치들의 절대 위치 좌표 값이 3개 이상인 경우, 장치는 저장된 절대 위치 좌표 값들 및 측정된 수신 신호 세기를 이용하여 도 2에서 설명한 삼변 측량법을 통해 자신의 상대 위치 값을 계산할 수 있으며, 계산된 상대 위치 값을 이용하여 자신의 절대 위치 값을 계산할 수 있다(S10050).

이후, 장치는 자신이 계산한 절대 위치 값을 포함한 데이터 패킷을 생성하고, 생성된 데이터 패킷을 인접한 장치 및/또는 인접한 장치를 통해서 서버로 전송할 수 있다.

도 11은 본 발명과 관련된 서버가 위치 값 및 센싱 값을 통해 동작을 제어하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.

도 11을 참조하면, 서버는 실내 측위 방법을 이용한 실내 모니터링 시스템을 위한 장치들로부터 센싱 값 및 각각의 장치의 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값을 수신하여 각각의 장치에게 특정 정보를 전송할 수 있다.

구체적으로, 서버는 실내 측위 방법을 이용한 실내 모니터링 시스템을 위한 장치들로부터 센싱 값 및 각각의 장치의 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값을 포함하는 데이터 패킷을 직접 또는 릴레이 동작을 통해서 수신할 수 있다(S11010).

이때, 데이터 패킷은 데이터 패킷을 전송한 장치를 식별하기 위한 식별자, 고유 번호, 장치의 상태를 나타내는 상태 정보, 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 데이터 패킷을 전송한 장치의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표 값, 장치가 센싱한 센싱 정보 또는 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이때, 센싱 정보는 각각의 장치가 위치한 장소와 관련된 환경 정보 또는 각각의 장치가 부착된 사용자의 바이오 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

환경 정보는 장치가 위치한 장소의 온도, 또는 일산화탄소의 농도, 이산화탄소의 농도 등과 같은 센싱될 수 있는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 바이오 정보는 장치가 부착된 사용자의 체온, 심박수, 혈압 등과 같이 센싱될 수 있는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이후, 서버는 획득한 절대 위치 좌표 값 및 센싱 정보에 기초하여 특정 정보를 생성할 수 있다(S11020).

예를 들면, 서버는 절대 위치 좌표 값 및 센싱 정보에 기초하여 소방대원의 탈출 경로를 나타내는 경로 정보, 위험 지역을 나타내는 위험 지역 정보, 각 지역의 위험도를 나타내는 위험도 정보, 소방대원의 신체에 문제가 생겼음을 나타내는 구조 정보 또는 구조의 지원을 요청하는 지원 요청 정보 등을 생성할 수 있다.

또한, 서버는 각 장치들에게 특정 동작을 지시하는 커맨드를 생성할 수 있다.

예를 들면, 사용자가 위험도가 높은 지역으로 이동하는 경우, 경고음의 출력을 지시하는 커맨드 등을 생성할 수 있다.

이후, 서버는 생성된 특정 정보를 위치 측정을 위한 장치들에게 직접 또는 릴레이 동작을 통해서 전송될 수 있도록 브로드 캐스팅 할 수 있다(S11030).

또한, 생성된 정보를 외부 유관기관으로 전송할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서, 서버는 실내 측위 방법을 이용한 실내 모니터링 시스템을 위한 장치들로부터 절대 위치 좌표 값 및 센싱 정보를 획득하여 각각의 장치들을 제어할 수 있다.

도 12는 본 발명과 관련된 장치들 간의 측정한 위치 값 및 센싱 값을 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 실내 측위 방법을 이용한 실내 모니터링 시스템을 위한 장치들은 계산된 절대 위치 좌표 값 및 센싱 정보들을 직접적으로 다른 장치들에게 전송할 수 있다.

이하, 본 실시 예에서 설명하는 장치들은 앞에서 살펴본 제 2 타입 또는 제 3 타입의 장치들일 수 있다.

구체적으로 장치_1은 앞에서 살펴본 방법을 통해 자신의 상대 위치 값 및 절대 위치 좌표 값을 계산할 수 있으며, 환경 정보 및/또는 바이오 정보를 센싱할 수 있다.

또한, 장치_2도 살펴본 방법을 통해 자신의 상대 위치 값 및 절대 위치 좌표 값을 계산할 수 있으며, 환경 정보 및/또는 바이오 정보를 센싱할 수 있다.

장치_1은 계산된 상대 위치 값, 절대 위치 좌표 또는 센싱 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 데이터 패킷을 생성하고, 생성된 제 1 데이터 패킷을 직접적으로 또는 인접 장치를 통해 장치_2로 전송할 수 있다(S12010).

장치_2 또한, 계산된 상대 위치 값, 절대 위치 좌표 또는 센싱 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 데이터 패킷을 생성하고, 생성된 제 2데이터 패킷을 직접적으로 또는 인접 장치를 통해 장치_2로 전송할 수 있다(S12020).

제 1 데이터 패킷 및 제 2 데이터 패킷은 데이터 패킷을 생성한 장치를 식별하기 위한 식별자, 고유 번호, 각각의 장치의 상태를 나타내는 상태 정보, 장치의 위치 좌표 값이 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그, 또는 송신 신호 세기 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

이후, 장치_1은 장치_2로부터 전송된 제 2데이터 패킷에 포함된 절대 위치 좌표 값 및/또는 센싱 정보에 기초하여 특정 동작을 수행할 수 있다(S12030).

예를 들면, 장치_1은 장치_2의 절대 위치 좌표 값에 기초하여 출력부를 통해 장치_2의 위치를 출력하거나, 장치_2의 위치가 위험한 위치인 경우, 장치_2의 절대 위치 좌표 값 및 센싱 정보에 기초하여 장치_1이 장치 2의 위치로 이동하는 경우, 이를 사용자에게 알리기 위해 경고음 등을 출력할 수 있다.

장치_2 또한 장치_1로부터 전송된 제 1 데이터 패킷에 기초하여 유사한 동작을 수행할 수 있다.

이후, 장치_1은 특정 동작이 응답이 필요한 경우, 제 3 데이터 패킷을 생성하고, 직접 또는 인접 장치를 통해서 생성된 제 3 데이터 패킷을 장치_2로 전송할 수 있으며, 장치_2로부터 이에 대한 응답으로 직접 또는 인접한 장치들을 통해서 Ack을 수신할 수 있다(S12040).

예를 들면, 특정 동작이 구조를 위한 지원 요청인 경우, 장치_1은 현재 위치에 존재하는 사용자들을 식별하기 위한 사용자 ID, 구조가 필요한 위치, 인원 수 등을 나타내는 정보를 포함하는 제 3 데이터 패킷을 생성하여 장치_2로 전송할 수 있다.

또는, 특정 동작이 위험을 나타내는 알람음의 출력인 경우, 알람음의 출력 성공 여부 또는 장치_1이 위험 지역을 벗어났는지 여부를 나타내는 정보를 포함하는 제 3 데이터 패킷을 생성하여 직접 또는 인접한 장치들을 통해 장치_2로 전송할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 실내 측위 방법을 이용한 실내 모니터링 시스템을 구성하는 장치들은 직접적으로 계산된 위치 좌표 값 및 센싱 정보를 교환할 수 있다.

도 13은 본 발명과 관련된 저전력 블루투스를 이용한 실내 측위 방법을 지원하는 장치의 블록도이다.

도 13를 참조하면, 실내 측위 방법을 이용한 실내 모니터링 시스템을 구성하는 장치(1300)는 제어부(1320), 통신부(1310), 출력부(1330) 및 센서(1340)로 구성될 수 있다.

통신부(1310)는 외부와의 통신을 위한 이동통신 모듈(1314) 및 실내 측위를 위해서 다른 장치들과 BLE를 통한 통신을 위한 저전력 블루투스 모듈(1312)로 구성될 수 있다.

저전력 블루투스 모듈(1312)을 통해서 수신된 다른 장치들의 신호는 위치 측위를 위해서 수신 신호의 세기가 측정될 수 있다.

장치(1300)의 제어부(1320)는 다른 장치들로부터 수신한 신호의 수신 신호 세기를 측정(또는 계산)하고, 수신된 신호에 포함된 다른 장치들의 절대 위치 좌표 값 및 수신 신호 세기를 이용하여 앞에서 살펴본 삼변 측량 법을 이용하여 장치(1300)의 상대적 위치를 나타내는 상대 위치 값을 계산할 수 있으며, 계산된 상대 위치 값을 이용하여 장치(1300)의 절대 위치를 나타내는 절대 위치 좌표를 계산할 수 있다.

또한, 제어부(1320)는 저전력 블루투스 모듈(1312)을 통해 앞에서 살펴본 다른 장치 또는 서버로부터 전송된 특정 정보를 수신할 수 있으며, 출력부(1330)를 통해 수신된 특정 정보에 기초하여 특정 동작을 수행할 수 있다.

출력부(1330)는 디스플레이 모듈(1332) 및 음향출력 모듈(1334)로 구성될 수 있다.

제어부(1320)는 디스플레이 모듈(1332)을 통해서 사용자에게 탈출 경로등과 같은 정보를 출력할 수 있으며, 음향출력 모듈(1334)을 통해 사용자에게 위험지역을 알리는 경고음을 출력할 수 있다.

센서(1340)는 장치(1300)가 위치한 환경 정보를 센싱하거나 사용자의 바이오 정보를 센싱할 수 있다.

환경 정보는 장치가 위치한 장소의 온도, 또는 일산화탄소의 농도, 이산화탄소의 농도 등과 같은 센싱될 수 있는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 바이오 정보는 장치가 부착된 사용자의 체온, 심박수, 혈압 등과 같이 센싱될 수 있는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제어부(1340)는 센서(1340)를 통해서 센싱한 정보를 저전력 블루투스 모듈(1312)을 통해 인접한 다른 장치나 서버로 전송할 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

10: 서버 100: 제1 타입의 장치
200: 제 2 타입의 장치 300: 제 3 타입의 장치

Claims (4)

1. 특정 위치에 설치된 제 1 타입의 복수의 제 1 장치들 각각에서, GPS 모듈을 이용하여 상기 복수의 제 1 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 1 위치 값을 측정하는 단계;
   상기 복수의 제 1 장치들 각각에서, 상기 제 1 위치 값을 포함하는 제 1 데이터 패킷을 인접한 제 2 타입의 복수의 제 2 장치들 중 적어도 하나의 장치로 전송하는 단계,
   상기 제 1 데이터 패킷은 상기 복수의 제 1 장치 각각을 식별하기 위한 제 1 식별자, 상기 복수의 제 1 장치 각각의 상태를 나타내는 제 1 상태 정보, 및 상기 복수의 제 1 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 1 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고;
   상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 복수의 제 1 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 1 데이터 패킷의 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하는 단계;
   상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 1 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 2 위치 값을 계산하는 단계;
   상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 3 위치 값을 계산하는 단계;
   상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 3 위치 값을 포함하는 제 2 데이터 패킷을 인접한 제 3 타입의 적어도 하나의 제 3 장치로 전송하는 단계,
   상기 제 2 데이터 패킷은 상기 복수의 제 2 장치 각각을 식별하기 위한 제 2 식별자, 상기 복수의 제 2 장치 각각의 상태를 나타내는 제 2 상태 정보, 및 상기 복수의 제 2 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 2 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고;
   상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 복수의 제 2 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 2 데이터 패킷의 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하는 단계;
   상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 4 위치 값을 계산하는 단계;
   상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 4 위치 값을 이용하여 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 절대 위치를 나타내는 제 5 위치 값을 계산하는 단계; 및
   상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 5 위치 값을 포함하는 제 3 데이터 패킷을 인접한 복수의 상기 제 2 타입의 장치들을 통해 제 3 타입의 다른 장치로 전송하는 단계를 포함하되,
   상기 제 1 타입은 GPS 모듈을 이용하여 상기 절대 위치를 측정하기 위한 디바이스 타입을 나타내고,
   상기 제 2 타입은 특정 공간에 고정되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대 위치를 계산하기 위한 상기 제 2 데이터 패킷의 전송 및 화재와 관련된 환경 정보를 수집하기 위한 디바이스 타입을 나타내며,
   상기 제 3 타입은 사용자에게 부착되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치의 상대 위치 및 절대 위치를 계산하여 상기 사용자의 위치를 추정하기 위한 디바이스 타입을 나타내는 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 복수의 제 1 장치들 중 적어도 하나의 장치를 통해 상기 환경 정보를 서버로 전송하는 단계,
   상기 환경 정보는 화재로 인한 위험도 정보, 온도 정보, 산소 정보, 가스 정보, 또는 일산화탄소 정보 중 적어도 하나를 포함하며;
   상기 서버에서, 상기 환경 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 제 3 장치의 최적의 탈출 경로를 나타내는 경로 값을 계산하는 단계;
   상기 서버에서, 상기 계산된 경로 값을 포함하는 제 4 데이터 패킷을 상기 복수의 제 1 장치들 또는 상기 복수의 제 2 장치들 중 적어도 하나를 통해 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각으로 전송하는 단계;
   상기 적어도 하나의 제 3 장치에서, 상기 적어도 세 개의 장치로부터 각각 상기 제 2 데이터 패킷을 수신할 때 까지 인접 디바이스들로부터 전송되는 신호를 스캔하는 단계; 및
   상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 서버로부터 전송 받은 상기 경로 값을 출력부를 통해 출력하는 단계를 더 포함하되,
   상기 제 3 데이터 패킷은 상기 적어도 하나의 제 3 장치에 의해서 측정된 사용자의 신체 상태를 나타내는 신체 정보를 더 포함하는 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 제 3 장치에서, 상기 제 3 타입의 다른 장치로부터 인접한 장치들을 통해서 상기 다른 장치의 절대 위치 및 센싱 값을 포함하는 제 4 데이터 패킷을 수신하는 단계; 및
   상기 적어도 하나의 제 3 장치에서, 상기 다른 장치의 절대 위치 및 센싱 값을 출력하는 단계를 더 포함하되,
   상기 복수의 제 2 장치들 및 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각은 인접한 장치들로 주기적으로 특정 데이터 패킷을 전송하며,
   상기 특정 데이터 패킷은 상기 복수의 제 2 장치들 및 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대 위치 또는 절대 위치 중 적어도 하나가 계산되었는지 여부를 나타내는 플래그를 포함하고,
   상기 제 2 위치 값 및 상기 제 4 위치 값은 삼변 측량법을 이용하여 계산되는 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 방법.
4. 복수의 장치를 포함하는 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 시스템에 있어서,
   특정 공간에 설치된 제 1 타입의 복수의 제 1 장치들 각각에서, GPS 모듈을 이용하여 상기 복수의 제 1 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 1 위치 값을 측정하고, 상기 제 1 위치 값을 포함하는 제 1 데이터 패킷을 인접한 제 2 타입의 복수의 제 2 장치들 중 적어도 하나의 장치로 전송하며, 특정한 공간에 설치되는 제 1 타입의 복수의 제 1 장치들,
   상기 제 1 데이터 패킷은 상기 복수의 제 1 장치 각각을 식별하기 위한 제 1 식별자, 상기 복수의 제 1 장치 각각의 상태를 나타내는 제 1 상태 정보, 및 상기 복수의 제 1 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 1 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고;
   상기 복수의 제 1 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 1 데이터 패킷의 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하고, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 1 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 1 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 2 위치 값을 계산하며, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 복수의 제 2 장치들 각각의 절대 위치를 나타내는 제 3 위치 값을 계산하고, 상기 복수의 제 2 장치들 각각에서, 상기 제 3 위치 값을 포함하는 제 2 데이터 패킷을 인접한 제 3 타입의 적어도 하나의 제 3 장치로 전송하는 제 2 타입의 복수의 제 2 장치들,
   상기 제 2 데이터 패킷은 상기 복수의 제 2 장치 각각을 식별하기 위한 제 2 식별자, 상기 복수의 제 2 장치 각각의 상태를 나타내는 제 2 상태 정보, 및 상기 복수의 제 2 장치 각각의 송신 신호 강도를 나타내는 제 2 송신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information: RSSI)를 포함하고;
   상기 복수의 제 2 장치들 중 적어도 세 개의 장치로부터 전송된 상기 제 2 데이터 패킷의 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도를 측정하며, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 2 저전력 블루투스 수신 신호 강도 및 상기 제 2 위치 값을 이용하여 상기 적어도 세 개의 장치에 대한 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대적 위치를 나타내는 제 4 위치 값을 계산하고, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 4 위치 값을 이용하여 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 절대 위치를 나타내는 제 5 위치 값을 계산하며, 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각에서, 상기 제 5 위치 값을 포함하는 제 3 데이터 패킷을 인접한 복수의 상기 제 2 타입의 장치들을 통해 제 3 타입의 다른 장치로 전송하는 제 3 타입의 적어도 하나의 제 3 장치;를 포함하되,
   상기 제 1 타입은 GPS 모듈을 이용하여 상기 절대 위치를 측정하기 위한 디바이스 타입을 나타내고,
   상기 제 2 타입은 특정 공간에 고정되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치 각각의 상대 위치를 계산하기 위한 상기 제 2 데이터 패킷의 전송 및 화재와 관련된 환경 정보를 수집하기 위한 디바이스 타입을 나타내며,
   상기 제 3 타입은 사용자에게 부착되어 상기 적어도 하나의 제 3 장치의 상대 위치 및 절대 위치를 계산하여 상기 사용자의 위치를 추정하기 위한 디바이스 타입을 나타내는 저전력 블루투스를 이용한 위치 추정 시스템.

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