KR102232084B1 - Method for REDUCING CONGESTION IN AN EMERGENCY EXIT USING BLE COMMUNICATION and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 블루투스 저전력(Bluetooth Low Energy, BLE) 통신을 이용하여 비상구에서의 혼잡도를 줄이기 위한 방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 블루투스 디바이스에서 수행되는 방법은 3개의 채널을 포함하는 초음파 센서로부터 상기 초음파 센서가 설치된 비상구에서 혼잡도 검출 관련 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계, 상기 제어 정보는 사람의 수를 카운팅하기 위해 요구되는 사람의 폭에 대한 제 1 정보 및 상기 초음파 센서에 의해 측정되는 시간 단위에 대한 제 2 정보를 포함하며; 상기 제 1 메시지에 기초하여 상기 비상구에서의 혼잡율을 계산하는 단계; 및 상기 혼잡율을 포함하는 제 2 메시지를 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present specification provides a method for reducing congestion at an emergency exit by using Bluetooth Low Energy (BLE) communication.
More specifically, the method performed in the Bluetooth device includes receiving a first message including control information related to congestion detection at an emergency exit in which the ultrasonic sensor is installed from an ultrasonic sensor including three channels, the control information Including first information on a width of a person required to count the and second information on a time unit measured by the ultrasonic sensor; Calculating a congestion rate at the emergency exit based on the first message; And transmitting a second message including the congestion rate to a server.
Description
본 발명은 비상구에서의 혼잡도를 줄이기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BLE 통신을 이용하여 비상구에서의 혼잡도를 줄이기 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing the degree of congestion at an emergency exit, and more particularly, to a method and an apparatus for reducing the degree of congestion at an emergency exit using BLE communication.
현대 사회가 발전하면서 사람들은 주로 실내에서 시간을 많이 소비하고 있다. 실내의 인원 통계 분석 자료, 혼잡도 분석 자료는 다양한 서비스 개발 등을 위한 기반 자료로 유용하게 사용될 수 있으나, 이에 대한 구체적인 방법 또는 알고리즘을 제시하고 있는 것은 현재 드물다.As modern society develops, people spend a lot of time mainly indoors. Indoor personnel statistics analysis data and congestion level analysis data can be usefully used as basic data for various service development, but it is rare to present specific methods or algorithms for this.
그리고, 화재 발생 시, 비상구에 사람들이 밀집되어 있는 경우, 대피 시간이 지연될 수 있어 큰 피해가 발생할 수 있다. 이 경우, 비상구 등 혼잡도를 계산하여 최적 (대피) 경로를 탐색해서 대피시키기 위해 실내 인원 카운팅 및 혼잡도 검출시스템이 필요하다.And, in the event of a fire, if people are crowded at the emergency exit, the evacuation time may be delayed, resulting in great damage. In this case, indoor personnel counting and a congestion level detection system are required to search for and evacuate the optimal (evacuation) route by calculating the degree of congestion such as an emergency exit.
본 명세서는 BLE 통신을 이용하여 비상구에서의 혼잡율을 판단하고, 혼잡율이 낮은 비상구로 사람들을 대피하도록 함으로써 비상구에서의 혼잡도를 줄이기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.An object of the present specification is to provide a method for reducing the degree of congestion at the emergency exit by determining the congestion rate at the emergency exit using BLE communication and evacuating people to the emergency exit with a low congestion rate.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.
본 명세서는 블루투스 저전력(Bluetooth Low Energy, BLE) 통신을 이용하여 비상구에서의 혼잡도를 줄이기 위한 방법에 있어서, 블루투스 디바이스에서 수행되는 방법은 3개의 채널을 포함하는 초음파 센서로부터 상기 초음파 센서가 설치된 비상구에서 혼잡도 검출 관련 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계, 상기 제어 정보는 사람의 수를 카운팅하기 위해 요구되는 사람의 폭에 대한 제 1 정보 및 상기 초음파 센서에 의해 측정되는 시간 단위에 대한 제 2 정보를 포함하며; 상기 제 1 메시지에 기초하여 상기 비상구에서의 혼잡율을 계산하는 단계; 및 상기 혼잡율을 포함하는 제 2 메시지를 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present specification, in a method for reducing congestion at an emergency exit using Bluetooth low energy (BLE) communication, the method performed in a Bluetooth device is from an ultrasonic sensor including three channels at an emergency exit in which the ultrasonic sensor is installed. Receiving a first message including control information related to congestion detection, wherein the control information includes first information on a width of a person required to count the number of people and a time unit measured by the ultrasonic sensor. 2 contains information; Calculating a congestion rate at the emergency exit based on the first message; And transmitting a second message including the congestion rate to a server.
또한, 본 명세서에서 상기 혼잡도 검출에 대한 수행은, 상기 초음파 센서에서 제 1 방향으로 또는 제 2 방향으로의 측정 값에 기초하여 사람의 입장 또는 퇴장 여부를 판단하는 단계, 상기 제 1 방향은 제 1 채널에서 제 2 채널로의 방향이며, 상기 제 2 방향은 제 3 채널에서 제 2 채널로의 방향이며; 상기 초음파 센서에서 측정된 폭의 값과 임계값을 비교하여 상기 초음파 센서가 설치된 장소를 지나가는 사람의 인원 수를 계산하는 단계; 및 상기 사람의 입장 또는 퇴장 여부와, 상기 사람의 인원 수에 기초하여 상기 장소에서의 혼잡도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present specification, the performing of the congestion detection may include determining whether a person enters or exits based on a value measured in a first direction or a second direction by the ultrasonic sensor, and the first direction is a first direction. A direction from a channel to a second channel, the second direction being a direction from a third channel to a second channel; Calculating the number of people passing by the place where the ultrasonic sensor is installed by comparing the value of the width measured by the ultrasonic sensor and a threshold value; And detecting a degree of congestion at the place based on whether the person enters or exits, and the number of people of the person.
또한, 본 명세서에서 상기 혼잡율은 전체 비상구들에 대한 혼잡도에서 상기 비상구에 대한 혼잡도로 계산되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present specification, the congestion rate is calculated as a congestion degree for the emergency exit from the congestion degree for all emergency exits.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 메시지는 Push_Beacon_A_status_dec이며, 상기 제 2 메시지는 Count_the_user_value인 것을 특징으로 한다.In addition, in the present specification, the first message is Push_Beacon_A_status_dec, and the second message is Count_the_user_value.
본 명세서는 BLE 통신을 이용하여 비상구에서의 혼잡율을 판단하고, 혼잡율이 낮은 비상구로 사람들을 대피하도록 함으로써 비상구에서의 혼잡도를 줄여 긴급 상황 발생 시 인명 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.The present specification determines the congestion rate at the emergency exit using BLE communication, and by evacuating people to the emergency exit with a low congestion rate, there is an effect of minimizing human damage in case of an emergency situation by reducing the degree of congestion at the emergency exit.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. .
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 혼잡도 시스템의 개념도의 일례를 나타낸 도이다.
도 2는 초음파 센서를 이용하여 사람의 폭을 계산하는 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 3은 초음파 센서 거리를 구하는 방법의 일례이다.
도 4는 초음파 센서를 통과할 때 사람(또는 인원)의 폭의 값을 계산하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 각각 평상 시와 화재 시에 비상구에 설치된 혼잡도 시스템에서 본 명세서에서 제안하는 방법을 통해 구한 결과 값을 나타낸다.
도 7 및 도 8은 시간에 따른 초음파 설치 간격 및 파형 간격의 예들을 나타낸 도이다.
도 9는 시간에 따른 인원의 폭의 값의 일례를 나타낸 도이다.
도 10은 시간에 따른 인원의 폭의 값의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 혼잡도 판단 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법을 적용한 일례를 나타낸다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 15는 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.
도 16은 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 아키텍처의 일 예를 나타내며, 도 17은 블루투스 LE(Low Energy)의 아키텍처의 일 예를 나타낸다.
도 18은 블루투스 저전력 에너지의 GATT Profile 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 19는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 20은 블루투스 저전력 에너지 기술에서 객체 전송 서비스(Object Transfer Service)를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 21은 블루투스 BR/EDR 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 22는 서버와 블루투스 디바이스 간의 신호 송수신 방법을 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 신호 송수신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 24는 제 1 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.
도 25는 제 2 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included as part of the detailed description to aid understanding of the present invention, provide embodiments of the present invention, and together with the detailed description, the technical features of the present invention will be described.
1 is a diagram showing an example of a conceptual diagram of a congestion degree system proposed in the present specification.
2 is a diagram showing an example of a method of calculating the width of a person using an ultrasonic sensor.
3 is an example of a method of obtaining an ultrasonic sensor distance.
4 shows an example of a method of calculating the value of the width of a person (or person) when passing through an ultrasonic sensor.
5 and 6 show the result values obtained through the method proposed in the present specification in the congestion degree system installed at the emergency exit during normal and fire, respectively.
7 and 8 are diagrams showing examples of ultrasonic installation intervals and waveform intervals over time.
9 is a diagram showing an example of the value of the width of the personnel over time.
10 is a view showing another example of the value of the width of the personnel over time.
11 is a flowchart showing an example of a method for determining a congestion degree proposed in the present specification.
12 shows an example of applying the method proposed in the present specification.
13 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
14 shows an example of an internal block diagram of a server device and a client device that can implement the methods proposed in the present specification.
15 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
16 shows an example of an architecture of a Bluetooth Basic Rate (BR)/Enhanced Data Rate (EDR), and FIG. 17 shows an example of an architecture of a Bluetooth Low Energy (LE).
18 is a diagram showing an example of a structure of a GATT Profile of Bluetooth low power energy.
19 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low power energy technology.
20 is a flowchart illustrating an example of a method of providing an object transfer service in Bluetooth low power energy technology.
21 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth BR/EDR technology.
22 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving signals between a server and a Bluetooth device.
23 is a flowchart illustrating a signal transmission/reception method proposed in the present specification.
24 shows an example of a first message format.
25 shows an example of a second message format.
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. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.
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.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
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.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
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.In this application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.
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. Mobile terminals described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs. , Tablet PC (tablet PC), ultrabook (ultrabook), wearable device (wearable device, for example, smartwatch, glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)), etc. may be included. have.
본 명세서는 초음파 센서를 이용하여 (1) 특정 장소에서의 사람의 입장(IN) 또는 사람의 퇴장(OUT)을 판단하고, (2) 이를 기초로 특정 장소에서의 실시간 인원 계수 및 혼잡도를 검출하는 방법을 제공한다.This specification uses an ultrasonic sensor to (1) determine a person's entry (IN) or a person's exit (OUT) at a specific place, and (2) detect real-time number of people and congestion at a specific place based on this. Provides a way.
초음파 센서를 이용한 사람의 IN, OUT 판단Human IN, OUT judgment using ultrasonic sensor
후술할 발명은 초 단위, 마이크로 초 단위까지 사용함으로써, 초음파 센서를 이용한 사람의 입장 또는 사람의 퇴장을 판단할 수 있다.In the invention to be described later, by using a unit of seconds or a unit of microseconds, it is possible to determine a person's entry or exit using an ultrasonic sensor.
즉, 후술할 발명은 (후술할 도 2를 참고) 사람이 (1) 초음파 센서(또는 초음파 채널) A 또는 A, B를 먼저 지나가는지 또는 (2) 초음파 센서 C 또는 초음파 센서 C, B를 먼저 지나가는지에 따라 사람의 입장 또는 퇴장에 대한 확인이 가능하다.That is, the invention to be described later (refer to FIG. 2 to be described later) is whether a person passes through (1) an ultrasonic sensor (or ultrasonic channel) A or A, B first, or (2) an ultrasonic sensor C or an ultrasonic sensor C, B first. Depending on whether or not it passes, it is possible to confirm the person's entry or exit.
초음파 센서 기반의 실시간 인원 계수 및 혼잡도 검출Real-time personnel counting and congestion detection based on ultrasonic sensors
사람 한 명이 초음파 센서 기반 혼잡도 검출 시스템을 지나가는데 걸리는 시간(T) 동안 초음파 센서로 구한 인원 폭의 값들 중에서 최대값을 인원 수로 변환한다. 여기서, 인원 폭은 사람의 양 어깨의 폭으로 계산될 수 있다.During the time (T) it takes for one person to pass through the ultrasonic sensor-based congestion level detection system, the maximum value among the values of the width of the person obtained by the ultrasonic sensor is converted into the number of people. Here, the width of the person may be calculated as the width of both shoulders of the person.
예를 들어, 2T 동안의 혼잡도를 구하고 싶은 경우, 0~T초 동안 지나간 최대 인원수를 R, T~2T 동안 지나간 최대 인원수를 2R이라 하면, R+2R이 2T 동안 특정 장소(예: 비상구)에서의 인원 혼잡도로 볼 수 있다.For example, if you want to find the degree of congestion during 2T, if the maximum number of people passed during 0~T seconds is R, and the maximum number of people passed during T~2T is 2R, then R+2R is at a specific place (e.g., emergency exit) for 2T. It can be seen as the congestion of personnel.
사람의 IN 또는 OUT 판단과 인원 계수를 이용한 혼잡도 검출Congestion detection using human IN or OUT judgment and the number of people
특정 장소(예: 비상구)를 입장하는 사람들은 '+'로 카운트하고, 퇴장하는 사람들은 '-'로 카운트하여 인원 수를 구한다.People entering a specific place (e.g., emergency exit) are counted as'+', and those who exit are counted as'-' to obtain the number of people.
그리고, 2번의 혼잡도 공식을 사용하여 입장 혼잡도와 퇴장 혼잡도를 구할 수 있다.And, the entrance congestion degree and the exit congestion degree can be obtained by using the congestion degree formula in #2.
초음파 센서 기반의 실시간 인원 계수 및 혼잡도 검출 시스템Real-time personnel counting and congestion detection system based on ultrasonic sensor
이하, 초음파 센서 기반의 실시간 인원 계수 및 혼잡도 검출 시스템은 설명의 편의상 '혼잡도 시스템' 또는 '시스템'이라 표현하기로 한다.Hereinafter, the ultrasonic sensor-based real-time personnel counting and congestion level detection system will be referred to as a'congestion level system' or a'system' for convenience of description.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 혼잡도 시스템의 개념도의 일례를 나타낸 도이다.1 is a diagram showing an example of a conceptual diagram of a congestion degree system proposed in the present specification.
혼잡도 시스템(10)은 적어도 하나의 초음파 센서(100), 통신 모듈(200), 센서 모듈(300), 알고리즘 처리부(400), 메모리(500), 모니터링부(600) 등을 포함할 수 있다.The
초음파 센서는 초음파 채널(channel) 또는 채널로 표현될 수 있다. 예를 들, 3개의 초음파 센서는 각각 Channel A, Channel B, Channel C일 수 있다.The ultrasonic sensor may be expressed as an ultrasonic channel or channel. For example, the three ultrasonic sensors may be Channel A, Channel B, and Channel C, respectively.
통신 모듈은 유선/무선 통신을 가능하게 하는 하나 또는 그 이상의 모듈들을 포함할 수 있다.The communication module may include one or more modules that enable wired/wireless communication.
즉, 통신 모듈은 근거리 통신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 이더넷 모듈 등을 포함할 수 있다.That is, the communication module may include a short-range communication module, a mobile communication module, a wireless Internet module, an Ethernet module, and the like.
상기 근거리 통신 모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA: infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.The short-range communication module refers to a module for short-range communication. As short range communication technology, Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), infrared data association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and the like may be used.
상기 이동통신 모듈은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. The mobile communication module transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network. The wireless signal may include a voice call signal, a video call signal, or various types of data according to transmission and reception of text/multimedia messages.
상기 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 단말기에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. The wireless Internet module refers to a module for wireless Internet access, and may be built-in or external to a terminal. As a wireless Internet technology, WLAN (Wireless LAN) (Wi-Fi), Wibro (Wireless broadband), Wimax (World Interoperability for Microwave Access), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), and the like may be used.
이외에도, 통신 모듈은 방송 수신 모듈, 위치정보 모듈을 추가적으로 포함할 수 있다.In addition, the communication module may additionally include a broadcast reception module and a location information module.
방송 수신 모듈은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. The broadcast receiving module receives a broadcast signal and/or broadcast-related information from an external broadcast management server through a broadcast channel.
상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다. The broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel. The broadcast management server may mean a server that generates and transmits a broadcast signal and/or broadcast-related information, or a server that receives and transmits a previously-generated broadcast signal and/or broadcast-related information to a terminal. The broadcast signal may include a TV broadcast signal, a radio broadcast signal, and a data broadcast signal, as well as a broadcast signal in a form in which a data broadcast signal is combined with a TV broadcast signal or a radio broadcast signal.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈에 의해 수신될 수 있다.The broadcast related information may mean information related to a broadcast channel, a broadcast program, or a broadcast service provider. The broadcast related information may also be provided through a mobile communication network. In this case, it can be received by the mobile communication module.
상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.The broadcast related information may exist in various forms. For example, it may exist in the form of an Electronic Program Guide (EPG) of Digital Multimedia Broadcasting (DMB) or an Electronic Service Guide (ESG) of Digital Video Broadcast-Handheld (DVB-H).
상기 방송 수신 모듈은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.The broadcast receiving module includes, for example, Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial (DMB-T), Digital Multimedia Broadcasting-Satellite (DMB-S), Media Forward Link Only (MediaFLO), and Digital Video Broadcast-Handheld (DVB-H). , ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial), and other digital broadcasting systems may be used to receive digital broadcasting signals. Of course, the broadcast receiving module may be configured to be suitable for not only the digital broadcasting system described above, but also other broadcasting systems.
방송 수신 모듈을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리에 저장될 수 있다.The broadcast signal and/or broadcast related information received through the broadcast receiving module may be stored in a memory.
위치정보 모듈은 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.The location information module is a module for obtaining a location of a terminal, and a representative example thereof is a Global Position System (GPS) module.
알고리즘 처리부는 인원 카운팅 알고리즘을 위한 제 1 모듈, 혼잡도 계산 알고리즘을 위한 제 2 모듈, 비상구 확인을 위한 제 3 모듈 등을 포함할 수 있다.The algorithm processing unit may include a first module for a personnel counting algorithm, a second module for a congestion degree calculation algorithm, a third module for confirming an emergency exit, and the like.
메모리는 데이터베이스(database, DB)로 표현될 수도 있으며, 센서 DB, 카운팅 인원 DB, 혼잡도 계산 DB, 비상구 위치 DB 등을 포함할 수 있다.The memory may be expressed as a database (DB), and may include a sensor DB, a counting personnel DB, a congestion level calculation DB, an emergency exit location DB, and the like.
모니터링부는 혼잡도 확인, 비상구 위치 확인, 센서 상태 확인, 실시간 인원 확인 등을 처리한다.The monitoring unit handles congestion level check, emergency exit location check, sensor status check, and real-time personnel check.
즉, 도 1의 시스템을 통해, 특정 장소에서의 사람의 입장과 퇴장의 판단이 가능하고, 또한 실시간 인원 수의 파악도 가능함으로써, 원하는 시간대의 혼잡도 계산을 할 수 있다.That is, through the system of FIG. 1, it is possible to determine the entry and exit of a person in a specific place, and also, by grasping the number of people in real time, it is possible to calculate congestion at a desired time period.
초음파 센서 기반의 실시간 인원 계수 및 혼잡도 검출 방법Real-time personnel counting and congestion detection method based on ultrasonic sensor
도 2를 참고하여 초음파 센서 기반 실시간 인원 계수 및 혼잡도 검출 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.With reference to FIG. 2, a method of detecting real-time personnel counting and congestion based on an ultrasonic sensor will be described in more detail.
즉, 도 2는 초음파 센서를 이용하여 사람의 폭을 계산하는 방법의 일례를 나타낸 도이다.That is, FIG. 2 is a diagram showing an example of a method of calculating the width of a person using an ultrasonic sensor.
도 2(a)는 사람 한 명이 지나가는 경우, 도 2(b)은 사람 2명이 지나가는 경우의 일례를 나타낸다.2(a) shows an example of a case where one person passes, and FIG. 2(b) shows an example of a case where two people pass.
혼잡도 시스템은 3개의 초음파 센서들(Channel A, Channel B, Channel C)을 이용하여 해당 센서를 지나가는 사람들을 카운팅한다.The congestion level system uses three ultrasonic sensors (Channel A, Channel B, and Channel C) to count people passing by the sensor.
그리고, 혼잡도 시스템은 Channel A(A, B 방향)를 먼저 지났는지 또는 Channel C(C, B 방향)를 먼저 지났는지를 감지하고, 이에 따라 사람의 IN 또는 OUT을 판단한다.In addition, the congestion degree system detects whether Channel A (direction A, B) or Channel C (direction C, B) has passed first, and determines IN or OUT of a person accordingly.
만약 상기 혼잡도 시스템이 Channel A에서 Channel B로의 즉, 제 1 방향으로의 값을 검출한 경우, 상기 혼잡도 시스템은 사람이 입장하였다고 판단한다.If the congestion level system detects a value from Channel A to Channel B, that is, in the first direction, the congestion level system determines that a person has entered.
그리고, 상기 혼잡도 시스템이 Channel C에서 Channel B로의 즉, 제 2 방향으로의 값을 검출한 경우, 사람이 퇴장하였다고 판단한다.In addition, when the congestion level system detects a value from Channel C to Channel B, that is, in the second direction, it is determined that the person has left.
만약 Channel A 방향으로 지나간 경우, 입장 인원을 카운트하고, Channel C 방향으로 지나간 경우, 퇴장 인원을 카운트한다.If it passes in the direction of Channel A, the number of people who enter is counted, and if it passes in the direction of Channel C, the number of people who exit is counted.
도 2에서, da는 양 끝 벽면 각각에 초음파 센서가 설치된 장소의 폭에 해당하며, 일례로, 200cm일 수 있다.In FIG. 2, da corresponds to a width of a place where an ultrasonic sensor is installed on each of both end wall surfaces, and may be, for example, 200 cm.
dw는 해당 장소를 지나가는 사람의 폭에 대한 합을 나타내는 값으로, 사람 1명이 지나가는 경우, dw는 20~90cm이고, 2명이 지나가는 경우, dw는 91~160cm이고, 3명이 지나가는 경우, 161~200cm일 수 있다.dw is a value that represents the sum of the width of the person passing by the place. If one person passes, dw is 20 to 90cm, if two people pass, dw is 91 to 160cm, and if three people pass, 161 to 200cm Can be
상기 혼잡도 시스템은 마이크로초 단위로 앞서 설명한 사람의 입장과 퇴장을 판단할 수 있다.The congestion degree system may determine the entry and exit of the person described above in units of microseconds.
즉, 사람의 입장은 Channel A 또는 Channel A, B에서 0이 아닌 측정 값이 나오게 되고, 사람의 퇴장은 Channel C 또는 Channel B, C에서 0이 아닌 측정 값이 나오게 된다.In other words, a non-zero measurement value appears in Channel A or Channel A, B, and a non-zero measurement value appears in Channel C, Channel B, or C when a person exits.
도 3 및 도 4를 참고하여 본 명세서에서 제안하는 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.The method proposed in the present specification will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.
먼저, 도 3은 초음파 센서 거리를 구하는 방법의 일례이다.First, FIG. 3 is an example of a method of obtaining an ultrasonic sensor distance.
초음파 센서 거리는 아래 수학식 1을 통해 정의된다.The ultrasonic sensor distance is defined through
t는 신호가 물체에 반사되어 올 때까지 걸리는 시간이며, v는 음속을 나타낸다.t is the time it takes for the signal to bounce off the object, and v is the speed of sound.
도 4는 초음파 센서를 통과할 때 사람(또는 인원)의 폭의 값을 계산하는 방법의 일례를 나타낸다.4 shows an example of a method of calculating the value of the width of a person (or person) when passing through an ultrasonic sensor.
도 4에 도시된 바와 같이, 초음파 센서를 통과할 때 인원의 폭(dw)은 수학식 2을 통해 정의될 수 있다.As shown in FIG. 4, the width dw of the personnel when passing through the ultrasonic sensor may be defined through
여기서, da는 비상구의 전체 폭의 값이고, dr은 오른쪽 초음파 센서의 측정 값이고, dl은 왼쪽 초음파의 측정 값을 나타낸다.Here, da is the total width of the emergency exit, dr is the measured value of the right ultrasonic sensor, and dl is the measured value of the left ultrasonic wave.
도 5 및 도 6은 평상 시와 화재 시에 비상구에 설치된 혼잡도 시스템에서 본 명세서에서 제안하는 방법을 통해 구한 결과 값을 나타낸다.5 and 6 show the result values obtained through the method proposed in the present specification in the congestion degree system installed at the emergency exit during normal and fire.
먼저, 도 5를 통해 평상 시에 측정되는 d 값을 살펴본다.First, the d value measured in normal times is looked at through FIG. 5.
여기서, 비상구로 향하는 복도는 일자로 이루어졌으며, 초음파 센서는 비상구가 아닌 복도에 설치되었다고 가정한다.Here, it is assumed that the corridor leading to the emergency exit has a straight line, and the ultrasonic sensor is installed in the corridor, not the emergency exit.
표 1은 초음파 설치 간격에 따른 파형 간격의 값을 나타낸다.Table 1 shows the value of the waveform interval according to the ultrasonic installation interval.
도 6은 화재 시 측정되는 d 값을 나타낸 도이다.6 is a diagram showing the value of d measured in case of fire.
표 2는 초음파 설치 간격에 따른 파형 간격의 또 다른 값을 나타낸다.Table 2 shows another value of the wave spacing according to the ultrasonic installation spacing.
도 7 및 도 8은 시간에 따른 초음파 설치 간격 및 파형 간격의 예들을 나타낸 도이다.7 and 8 are diagrams showing examples of ultrasonic installation intervals and waveform intervals over time.
도 7은 평상 시의 도면이고, 도 8은 화재 시의 도면을 나타낸다.Fig. 7 is a view in a normal time, and Fig. 8 shows a view in a fire.
도 7 및 8에서 는 du와 반비례 관계이고, d와 비례 관계임을 볼 수 있다.7 and 8 It can be seen that is inversely proportional to du and proportional to d.
즉, 평상 시에는 사람들이 걷기 때문에 의 간격은 크고, 화재 시에는 사람들이 뛰어가기 때문에 의 간격이 작은 것을 볼 수 있다.In other words, because people usually walk The gap is large, and in the event of a fire, people run You can see that the spacing of is small.
도 9는 시간에 따른 인원의 폭의 값의 일례를 나타낸 도이다.9 is a diagram showing an example of the value of the width of the personnel over time.
아래 수학식 3은 t1에서 t2까지 통과하는 인원 폭의 값들을 나타내는 식이다.
여기서, C(t)는 t1 ~ t2까지 통과하는 인원 폭의 값들을 나타낸다.Here, C(t) represents the values of the width of the personnel passing from t1 to t2.
는 사람의 폭을 측정하기 위한 초음파 센서의 첫 번째 측정 값을 나타내고, 는 두 번째 측정 값을 나타내고, 는 의 마지막 측정 값을 나타낸다. Denotes the first measurement value of the ultrasonic sensor to measure the width of a person, Denotes the second measurement, Is Represents the last measured value of.
도 9에서, dw는 한 사람의 폭을 나타내고, a는 주기를 나타내고, t는 시간을 나타낸다.In Fig. 9, dw represents the width of a person, a represents a period, and t represents a time.
도 10은 시간에 따른 인원의 폭의 값의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.10 is a view showing another example of the value of the width of the personnel over time.
아래 수학식 4는 시간에 따른 인원 폭의 값들을 나타내는 식이다.
여기서, M(t)는 C(t) 값들 중 최대 폭의 값을 인원 수로 변환한 값을 나타낸다.Here, M(t) denotes a value obtained by converting the maximum width value among C(t) values into the number of people.
여기서, k는 1인의 최대폭, Max(C(t))는 t1 ~ t2 사이의 최대 폭의 값으로 통과한 인원의 폭을 나타낸다.Here, k is the maximum width of one person, and Max(C(t)) is the maximum width between t1 and t2, and represents the width of the number of persons passing through.
여기서, Q는 최근(t2 ~ t6)까지 측정된 인원의 수를 나타낸다.Here, Q represents the number of people measured from t2 to t6.
R은 최근부터 과거에 측정을 원하는 시간까지 구역(즉, 이동 평균)이며, tk는 tk와 tk-1는 사이의 구간을 나타내며(예: t5 ~ t6 구간), R은 반드시 정수이다.R is the range (i.e. moving average) from the latest to the past time you want to measure, t k represents the interval between t k and t k-1 (e.g., t 5 to t 6 ), and R must be It is an integer.
도 10에서, dw는 한 사람의 폭을 나타내고, t는 시간을 나타내며, M(t)는 최대 진폭을 나타낸다.In FIG. 10, dw represents the width of one person, t represents time, and M(t) represents the maximum amplitude.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 혼잡도 판단 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.11 is a flowchart showing an example of a method for determining a congestion degree proposed in the present specification.
먼저, 혼잡도 시스템은 인원의 최대 폭(dw)의 값을 측정한다.First, the congestion system measures the value of the maximum width (dw) of the person.
다음, 상기 혼잡도 시스템은 dw가 최소값(min)보다 작고, dw가 최대값(max)보다 큰지 여부를 판단한다. 여기서, 최소값은 20cm이고, 최대값은 200cm이다.Next, the congestion degree system determines whether dw is smaller than the minimum value min and dw is larger than the maximum value max. Here, the minimum value is 20 cm, and the maximum value is 200 cm.
상기 판단 결과, dw가 최소값보다 작고, 최대값보다 큰 경우, 상기 혼잡도 시스템은 판단을 할 수 없는 에러(error)로 판단한다.As a result of the determination, when dw is smaller than the minimum value and larger than the maximum value, the congestion degree system determines that it is an error that cannot be determined.
상기 판단 결과, dw가 최소값보다 크고 최대값보다 작은 경우, 상기 혼잡도 시스템은 제 1 범위 값에 해당하는지를 판단한다. 여기서, 제 1 범위 값은 160cm를 나타낼 수 있다.As a result of the determination, when dw is greater than the minimum value and less than the maximum value, the congestion degree system determines whether the congestion degree system corresponds to a first range value. Here, the first range value may represent 160 cm.
상기 판단 결과, 상기 dw가 상기 최대값보다 작고 제 1 범위 값보다 큰 경우, 상기 혼잡도 시스템은 3명이 통과했다고 판단한다.As a result of the determination, when the dw is smaller than the maximum value and larger than the first range value, it is determined that the congestion degree system has passed by three people.
상기 판단 결과, 상기 dw가 상기 제 1 범위 값보다 작고 제 2 범위 값에 해당하는지를 판단한다. 여기서, 제 2 범위 값은 90cm를 나타낼 수 있다.As a result of the determination, it is determined whether the dw is smaller than the first range value and corresponds to a second range value. Here, the second range value may represent 90 cm.
만약 상기 dw가 상기 제 1 범위 값보다 작고 상기 제 2 범위 값보다 큰 경우, 상기 혼잡도 시스템은 2명이 통과했다고 판단한다.If the dw is smaller than the first range value and greater than the second range value, the congestion degree system determines that two people have passed.
만약 상기 dw가 상기 제 2 범위 값보다 작은 경우, 상기 혼잡도 시스템은 A 절차를 수행한다.If the dw is less than the second range value, the congestion degree system performs the procedure A.
다음, A 절차에 대해 구체적으로 살펴본다.Next, we will look at procedure A in detail.
상기 dw가 최소값보다 큰지 여부를 먼저 판단한다. 상기 판단 결과, dw가 최소값보다 작은 경우, 상기 혼잡도 시스템은 지나간 사람은 없는 것으로 판단한다.It is first determined whether the dw is greater than the minimum value. As a result of the determination, if dw is less than the minimum value, the congestion degree system determines that no one has passed by.
상기 dw가 최소값보다 큰 경우, 상기 혼잡도 시스템은 지나간 인원이 1명이라고 판단한다.When the dw is greater than the minimum value, the congestion degree system determines that the number of persons passing by is one.
다음, 상기 혼잡도 시스템은 DB에 위의 결과에 대한 데이터를 저장한다.Next, the congestion degree system stores the data on the above result in the DB.
다음, 상기 혼잡도 시스템은 혼잡도를 계산 및 해당 절차를 종료한다.Next, the congestion degree system calculates the congestion degree and ends the corresponding procedure.
여기서, dw의 단위는 cm이다.Here, the unit of dw is cm.
앞서 살핀, 최소값, 최대값, 제 1 범위 값, 제 2 범위 값은 모두 일례로서, 다른 값으로 설정되고 위에서 언급한 절차를 동일하게 적용할 수 있다.The salpin, the minimum value, the maximum value, the first range value, and the second range value are all examples, and are set to different values, and the above-described procedure may be applied in the same manner.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법을 적용한 일례를 나타낸다.12 shows an example of applying the method proposed in the present specification.
먼저, 실내에 있는 인원은 100명, 외부에서 들어오는 인원을 100명으로 가정한다.First, it is assumed that 100 people are indoors and 100 people come from outside.
그리고, 입장하는 사람은 '+'로, 퇴장하는 사람은 '-'로 판단한다.Also, those who enter are judged as'+' and those who leave are judged as'-'.
여기서, 입장 혼잡도는 원하는 시간대 동안 입장한 최대 인원수(M(t))를 전부 더한 값이고, 퇴장 혼잡도는 원하는 시간대 동안 퇴장한 최대 인원수(M(t))를 전부 더한 값이다.Here, the entrance congestion degree is a value obtained by adding up the maximum number of people entering during the desired time period (M(t)), and the exit congestion degree is a value obtained by adding all the maximum number of persons leaving during the desired time period (M(t)).
각 비상구의 혼잡도(Q)가 0~50%이면 '안전'이라고 판단하고, 51~80%이면 '주의'라고 판단하고, 81~100%이면 '위험'으로 판단한다.If the congestion level (Q) of each emergency exit is 0-50%, it is judged as'safe', if it is 51~80%, it is judged as'caution', and if it is 81~100%, it is judged as'danger'.
상기 판단에 따라, 사람들에게 혼잡을 피하기 위한 다른 경로로 이동할 것을 추천할 수 있다.In accordance with the above judgment, it may be recommended that people move to another route to avoid congestion.
도 12에 도시된 바와 같이, 혼잡도 시스템은 해당 장소의 끝 쪽으로 4군데 즉, 4군데의 비상구에 설치되어 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 12, it can be seen that the congestion degree system is installed in four emergency exits toward the end of the corresponding place.
앞서 살핀 수학식을 이용하여 각 비상구에서의 혼잡도 비율은 아래 수식으로 계산할 수 있다.Using the above salpin equation, the congestion rate at each emergency exit can be calculated by the following equation.
여기서, 는 전체 비상구 혼잡도를 나타내고, Q는 각 비상구의 혼잡도를 나타낸다.here, Denotes the total emergency exit congestion, and Q denotes the congestion level of each emergency exit.
예를 들어, 가 100이고, 1번 비상구의 Q가 30인 경우, 1번 비상구의 혼잡도는 30%이다.E.g, Is 100, and the Q of
BLE (Bluetooth Low Energy)BLE (Bluetooth Low Energy)
이하, BLE 기술에 대해 간략히 설명하고, 앞서 살핀 내용을 BLE에 적용하는 방법에 대해 살펴본다.Hereinafter, BLE technology will be briefly described, and a method of applying the above information to BLE will be described.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.13 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device,110) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device,120)를 포함한다. The
서버 디바이스와 클라이언트 디바이스는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 'BLE'로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다. The server device and the client device perform Bluetooth communication using Bluetooth Low Energy (BLE, hereinafter referred to as'BLE' for convenience) technology.
먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.First, compared to Bluetooth BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and can significantly reduce power consumption through a low data rate. When using a coin cell battery, it can operate for more than 1 year.
또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.In addition, the BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and the packet size is designed to be smaller than that of the Bluetooth BR/EDR technology.
BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스타 구조이며, (4) latency는 3ms 이며, (5) 최대 전류는 15mA이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm)이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.In BLE technology, (1) the number of RF channels is 40, (2) the data transmission rate supports 1Mbps, (3) the topology is a star structure, (4) the latency is 3ms, and (5) the maximum current is It is less than 15mA, (6) the output power is less than 10mW (10dBm), and (7) it is mainly used for applications such as mobile phones, watches, sports, healthcare, sensors, and device control.
상기 서버 디바이스(110)는 다른 디바이스와의 관계에서 클라이언트 디바이스로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 디바이스는 다른 디바이스와의 관계에서 서버 디바이스로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 디바이스는 서버 디바이스 또는 클라이언트 디바이스로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스로 동시에 동작하는 것도 가능하다. The
상기 서버 디바이스(110)는 데이터 서비스 디바이스(Data Service Device), 마스터(Master) 디바이스, 마스터(Master), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 오디오 소스 디바이스(Audio Source Device), 제 1 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 상기 클라이언트 디바이스는 슬레이브(Slave) 디바이스, 슬레이브(Slave), 클라이언트, 멤버(Member), 싱크 디바이스(Sink Device), 오디오 싱크 디바이스(Audio Sink Device), 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있다.The
서버 디바이스와 클라이언트 디바이스는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.The server device and the client device correspond to major components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
상기 서버 디바이스는 클라이언트로부터 데이터를 제공 받고, 클라이언트 디바이스와 직접 통신을 수행함으로써, 클라이언트 디바이스로부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 클라이언트 디바이스로 데이터를 제공하는 디바이스를 말한다.The server device refers to a device that provides data to the client device through a response when receiving a data request from the client device by receiving data from the client and performing direct communication with the client device.
또한, 상기 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 디바이스에게 알림(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 디바이스는 상기 클라이언트 디바이스로 지시 메시지를 전송하는 경우, 상기 클라이언트로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.In addition, the server device sends a notification message and an indication message to the client device to provide data information to the client device. In addition, when the server device transmits an indication message to the client device, the server device receives a confirmation message corresponding to the indication message from the client.
또한, 상기 서버 디바이스는 알림, 지시, 확인 메시지들을 클라이언트 디바이스와 송수신하는 과정에서 출력부(Display Unit)을 통해서 사용자에게 데이터 정보를 제공하거나 입력부(User Input Interface)를 통해 사용자로부터 입력되는 요청을 수신할 수 있다.In addition, the server device provides data information to the user through a display unit or receives a request input from the user through an input unit (User Input Interface) in the process of transmitting and receiving notification, instruction, and confirmation messages to and from the client device. can do.
또한, 상기 서버 디바이스는 상기 클라이언트 디바이스와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.In addition, the server device may read data from a memory unit or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the client device.
또한, 하나의 서버 디바이스는 다수의 클라이언트 디바이스들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 디바이스들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.In addition, one server device may be connected to a plurality of client devices, and it is possible to easily reconnect (or connect) with the client devices by using bonding information.
상기 클라이언트 디바이스(120)는 서버 디바이스에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.The
클라이언트 디바이스는 상기 서버 디바이스로부터 알림 메시지, 지시 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.The client device receives data from the server device through a notification message, an instruction message, and the like, and when receiving an instruction message from the server device, sends a confirmation message in response to the instruction message.
상기 클라이언트 디바이스도 마찬가지로 상기 서버 디바이스와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해서 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.Similarly, the client device may provide information to a user through an output unit or receive an input from a user through an input unit in the process of transmitting and receiving messages with the server device.
또한, 상기 클라이언트 디바이스는 상기 서버 디바이스와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.In addition, the client device may read data from a memory or write new data to the memory in a process of transmitting and receiving a message with the server device.
상기 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 2에서 구체적으로 살펴보기로 한다.Hardware components such as an output unit, an input unit, and a memory of the server device and the client device will be described in detail with reference to FIG. 2.
또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.In addition, the wireless communication system may configure Personal Area Networking (PAN) through Bluetooth technology. For example, in the wireless communication system, files and documents can be exchanged quickly and safely by establishing a private piconet between devices.
BLE 디바이스(또는 기기)는 다양한 블루투스-관련 프로토콜, 프로파일, 처리 등을 지원하도록 동작 가능할 수 있다.The BLE device (or device) may be operable to support various Bluetooth-related protocols, profiles, processing, and the like.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.14 shows an example of an internal block diagram of a server device and a client device that can implement the methods proposed in the present specification.
서버 디바이스는 적어도 하나의 클라이언트 디바이스와 연결될 수 있다.The server device may be connected to at least one client device.
또한, 필요에 따라 각 디바이스의 내부 블록도는 다른 구성 요소(모듈, 블록, 부)를 더 포함할 수도 있고, 도 14의 구성 요소 중 일부가 생략될 수도 있다.Also, if necessary, the internal block diagram of each device may further include other constituent elements (module, block, sub), and some of the constituent elements of FIG. 14 may be omitted.
도 14에 도시된 바와 같이, 서버 디바이스는 출력부(Display Unit,111), 입력부(User Input Interface,112), 전력 공급부(Power Supply Unit,113), 프로세서(Processor,114), 메모리(Memory Unit,115), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface,116), 다른 통신 인터페이스(Other Interface,117) 및 통신부(또는 송수신부, 118)를 포함한다.14, the server device includes an
상기 출력부(111), 입력부(112), 전력 공급부(113), 프로세서(114), 메모리(115), 블루투스 인터페이스(116), 다른 통신 인터페이스(117) 및 통신부(118)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.The
또한, 클라이언트 디바이스는 출력부(Display Unit,121), 입력부(User Input Interface,122), 전력 공급부(Power Supply Unit,123), 프로세서(Processor,124), 메모리(Memory Unit,125), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface,126) 및 통신부(또는 송수신부, 127)를 포함한다.In addition, the client device includes an
상기 출력부(121), 입력부(122), 전력 공급부(123), 프로세서(124), 메모리(125), 블루투스 인터페이스(126), 및 통신부(127)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.The
상기 블루투스 인터페이스(116,126)는 블루투스 기술을 이용하여 디바이스들 간의 요청/응답, 명령, 알림, 지시/확인 메시지 등 또는 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.The Bluetooth interfaces 116 and 126 refer to units (or modules) capable of transmitting request/response, command, notification, instruction/confirmation message, etc. or data between devices using Bluetooth technology.
상기 메모리(115,125)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다.The
상기 프로세서(114,124)는 서버 디바이스 또는 클라이언트 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 블루투스 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스로 메시지를 전송 요청 및 수신받은 메시지를 처리하도록 제어한다.The
상기 프로세서(114,124)는 제어부, 제어 유닛(Control Unit), 컨트롤러 등으로 표현될 수 있다.The
상기 프로세서(114,124)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.The
상기 메모리(115,125)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.The
상기 통신부(118,127)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.The
상기 메모리(115,125)는 프로세서(114,124) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(114,124)와 연결될 수 있다.The
상기 출력부(111,121)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.The
상기 전력 공급부(전원 공급부,113,123)는 제어부의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.The power supply unit (power supply unit 113, 123) refers to a module that receives external power and internal power under the control of a control unit and supplies power necessary for the operation of each component.
앞에서 살핀 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어, 상기 전력 공급부는 적은 출력 전력으로도(10mW(10dBm)이하) 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.As mentioned earlier, BLE technology has a small duty cycle and can greatly reduce power consumption through a low data rate, so the power supply unit is required for the operation of each component even with a small output power (10mW (10dBm) or less). Power can be supplied.
상기 입력부(112,122)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 제어부에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.The
도 15는 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.15 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
도 15를 참조하면, 디바이스 A는 디바이스 B와 디바이스 C를 슬레이브(slave)로 가지는 피코넷(피코넷 A, 음영부분)에서 마스터(master)에 해당한다.Referring to FIG. 15, device A corresponds to a master in a piconet (piconet A, shaded portion) having device B and device C as slaves.
여기서, 피코넷(Piconet)이란, 다수의 디바이스들 중 어느 하나가 마스터이고, 나머지 디바이스들이 마스터 디바이스에 연결되어 있는 공유된 물리 채널을 점유하고 있는 디바이스들의 집합을 의미한다.Here, a piconet refers to a set of devices occupying a shared physical channel in which one of a plurality of devices is a master and the other devices are connected to the master device.
BLE 슬레이브는 마스터와 공통 물리 채널을 공유하지 않는다. 각각의 슬레이브는 별개의 물리 채널을 통해 마스터와 통신한다. 마스터 디바이스 F와 슬레이브 디바이스 G를 가지는 또 다른 피코넷(피코넷 F)이 있다.The BLE slave does not share a common physical channel with the master. Each slave communicates with the master through a separate physical channel. There is another piconet (piconet F) with master device F and slave device G.
디바이스 K는 스캐터넷(scatternet K)에 있다. 여기서, 스캐터넷(scatternet)은 다른 피코넷들 간 연결이 존재하는 피코넷의 그룹을 의미한다.Device K is on scatternet K. Here, the scatternet refers to a group of piconets in which connections between different piconets exist.
디바이스 K는 디바이스 L의 마스터이면서, 디바이스 M의 슬레이브이다.Device K is the master of device L and the slave of device M.
디바이스 O 역시 스캐터넷(scatternet O)에 있다. 디바이스 O는 디바이스 P의 슬레이브이면서, 디바이스 Q의 슬레이브이다. Device O is also on scatternet O. Device O is a slave of device P and a slave of device Q.
도 15에 도시된 바와 같이, 5개의 다른 디바이스 그룹들이 존재한다.As shown in Fig. 15, there are five different device groups.
디바이스 D는 광고자(advertiser)이고, 디바이스 A는 개시자(initiator)이다.(그룹 D)Device D is an advertiser, and device A is an initiator. (Group D)
디바이스 E는 스캐너(scanner)이며, 디바이스 C는 광고자이다.(그룹 C)Device E is a scanner, and device C is an advertiser (group C).
디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너들이다.(그룹 H)Device H is the advertiser, and devices I and J are scanners. (Group H)
디바이스 K 또한 광고자이며, 디바이스 N은 개시자이다.(그룹 K)Device K is also an advertiser, and device N is an initiator (group K).
디바이스 R은 광고자이며, 디바이스 O는 개시자이다.(그룹 R)Device R is the advertiser and device O is the initiator (group R).
디바이스 A와 B는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.Devices A and B use one BLE piconet physical channel.
디바이스 A와 C는 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.Devices A and C use another BLE piconet physical channel.
그룹 D에서, 디바이스 D는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고하며, 디바이스 A는 개시자이다. 디바이스 A는 디바이스 D와 연결을 형성할 수 있고, 피코넷 A로 디바이스를 추가할 수 있다.In group D, device D advertises using an advertisement event connectable over an advertisement physical channel, and device A is an initiator. Device A can establish a connection with device D, and can add a device with piconet A.
그룹 C에서, 디바이스 C는 스캐너 디바이스 E에 의해 캡쳐되는 광고 이벤트의 어떤 타입을 사용하여 광고 물리 채널 상으로 광고를 한다.In group C, device C advertises on an advertising physical channel using some type of advertising event captured by scanner device E.
그룹 D와 그룹 C는 충돌을 피하기 위해 서로 다른 광고 물리 채널을 사용하거나 다른 시간을 사용할 수 있다.Group D and Group C may use different advertising physical channels or use different times to avoid collisions.
피코넷 F에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 F와 G는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 F는 마스터이고, 디바이스 G는 슬레이브이다.Piconet F has one physical channel. Devices F and G use one BLE piconet physical channel. Device F is the master and device G is the slave.
그룹 H에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 H, I 및 J는 하나의 BLE 광고 물리 채널을 사용한다. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너이다.There is one physical channel in group H. Devices H, I and J use one BLE advertisement physical channel. Device H is an advertiser, and devices I and J are scanners.
스캐터넷 K에서, 디바이스 K와 L은 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 K와 M은 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.In scatternet K, devices K and L use one BLE piconet physical channel. Devices K and M use another BLE piconet physical channel.
그룹 K에서, 디바이스 K는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 N은 개시자이다. 디바이스 N은 디바이스 K와 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 K는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.In group K, device K advertises using an advertisement event connectable over an advertisement physical channel, and device N is an initiator. Device N may form a connection with device K. Here, device K becomes a slave of two devices and a master of one device at the same time.
스캐터넷 O에서, 디바이스 O와 P는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 O와 Q는 또 다른 BLE 피코넷 물리채널을 사용한다.In scatternet O, devices O and P use one BLE piconet physical channel. Devices O and Q use another BLE piconet physical channel.
그룹 R에서, 디바이스 R은 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 O는 개시자이다. 디바이스 O는 디바이스 R과 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 O는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.In group R, device R advertises using an advertisement event connectable over an advertisement physical channel, and device O is an initiator. Device O may form a connection with device R. Here, device O becomes a slave of two devices and a master of one device at the same time.
도 16 및 도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.16 and 17 are diagrams showing an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed in the present specification can be applied.
구체적으로, 도 16은 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 아키텍처의 일 예를 나타내며, 도 17은 블루투스 LE(Low Energy)의 아키텍처의 일 예를 나타낸다.Specifically, FIG. 16 shows an example of an architecture of a Bluetooth Basic Rate (BR)/Enhanced Data Rate (EDR), and FIG. 17 shows an example of an architecture of a Bluetooth Low Energy (LE).
먼저, 도 16에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR 아키텍처는 컨트롤러 스택(Controller stACK,410), HCI(Host Controller Interface,420) 및 호스트 스택(Host stACK,430)을 포함한다.First, as shown in FIG. 16, the Bluetooth BR/EDR architecture includes a controller stack (Controller stACK 410), a Host Controller Interface (HCI) 420, and a host stack (Host stACK 430).
상기 컨트롤러 스택(또는 컨트롤러 모듈, 410)은 2.4GHz의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, BR/EDR Radio 계층(411), BR/EDR Baseband 계층(412), BR/EDR Link Manager 계층(413)을 포함할 수 있다.The controller stack (or controller module, 410) refers to a wireless transmission/reception module that receives a 2.4GHz Bluetooth signal and a hardware for transmitting or receiving a Bluetooth packet, and the BR/EDR Radio layer 411 and the BR/EDR Baseband layer 412 ), may include a BR/EDR Link Manager layer 413.
상기 BR/EDR Radio 계층(411)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.The BR/EDR Radio layer 411 is a layer that transmits and receives a 2.4 GHz radio signal, and when GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation is used, data can be transmitted by hopping 79 RF channels.
상기 BR/EDR Baseband 계층(412)은 Digital Signal을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1600번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot을 전송한다.The BR/EDR baseband layer 412 plays a role of transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1600 times per second, and transmits a time slot of 625us length for each channel.
상기 Link Manager 계층(413)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.The Link Manager layer 413 controls the overall operation (link setup, control, and security) of the Bluetooth Connection using LMP (Link Manager Protocol).
상기 Link Manager 계층은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.The Link Manager layer can perform the following functions.
- ACL/SCO logical transport 및 logical link setup 및 control을 한다.-ACL/SCO logical transport and logical link setup and control.
- Detach: connection을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다. -Detach: Disconnects the connection and informs the other device of the reason for the suspension.
- Power control 및 Role switch를 한다.-Power control and role switch.
- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.-Performs security (authentication, pairing, encryption) function.
상기 Host Controller Interface 계층(420)은 Host 모듈(430)과 Controller 모듈(410) 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command와 Data를 Controller에게 제공하게 하며, Controller가 event와 Data를 Host에게 제공할 수 있도록 해준다.The host
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈,430)은 L2CAP(437), SDP(Service Discovery Protocol,433), BR/EDR Protocol(432), BR/EDR Profiles(431), Attribute Protocol(436), Generic Access Profile(GAP,434), Generic Attribute Profile(GATT,435)을 포함한다.The host stack (or host module 430) is L2CAP (437), SDP (Service Discovery Protocol, 433), BR/EDR Protocol (432), BR/EDR Profiles (431), Attribute Protocol (436), Generic Access Profile (GAP, 434), and Generic Attribute Profile (GATT, 435).
상기 Logical Link Control and Adaptation Protocol(L2CAP,437)은 특정 protocol 또는 profile 에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공한다.The Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP, 437) provides one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
상기 L2CAP은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 protocol, profile 등을 multiplexing한다.The L2CAP multiplexes various protocols and profiles provided by higher levels of Bluetooth.
블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.The L2CAP of Bluetooth BR/EDR uses a dynamic channel, supports protocol service multiplexer, retransmission, and streaming mode, and provides segmentation and reassembly, per-channel flow control, and error control.
상기 SDP(Service Discovery Protocol,433)는 블루투스 디바이스에서 지원하는 서비스(Profile 및 Protocol)을 찾기 위한 프로토콜을 말한다.The Service Discovery Protocol (SDP) 433 refers to a protocol for finding services (Profile and Protocol) supported by a Bluetooth device.
상기 BR/EDR Protocol 및 Profiles(432,431)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스 (profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의한다.The BR/EDR Protocol and Profiles 432 and 431 define a service (profile) using Bluetooth BR/EDR and an application protocol for exchanging these data.
상기 Attribute Protocol(436)은 Server-Client 구조로, 상대 디바이스의 data를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. 아래와 같이 6가지 메시지(Request message, Response message, Command message, Notification message, Indication message) 유형이 있다.The Attribute Protocol 436 is a Server-Client structure, and defines a rule for accessing data of a counterpart device. There are 6 types of messages (Request message, Response message, Command message, Notification message, Indication message) as follows.
- Request message from client to server with Response message from server to client -Request message from client to server with Response message from server to client
- Command message from client to server without Response message -Command message from client to server without Response message
- Notification message from server to client without Confirm message -Notification message from server to client without Confirm message
- Indication message from server to client with Confirm message from client to server -Indication message from server to client with Confirm message from client to server
상기 Generic Attribute Profile(GATT,435)은 attribute의 type을 정의한다.The Generic Attribute Profile (GATT, 435) defines the type of attribute.
상기 Generic Access Profile(GAP,434)은 디바이스 발견, 연결, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, privacy를 제공한다.The Generic Access Profile (GAP, 434) defines a method of discovering devices, connecting, and providing information to users, and provides privacy.
도 17에 도시된 바와 같이, BLE 구조는 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작가능한 컨트롤러 스택(Controller stACK)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작가능한 호스트 스택(Host stACK)을 포함한다.As shown in FIG. 17, the BLE structure includes a controller stack operable to process a timing-critical wireless device interface and a host stack operable to process high level data.
상기 Controller stACK은 Controller로 호칭될 수도 있으나, 앞서 도 2에서 언급한 디바이스 내부 구성요소인 프로세서와의 혼동을 피하기 위해 이하에서는 Controller stACK으로 표현하기로 한다.The controller stACK may be referred to as a controller, but in order to avoid confusion with the processor, which is an internal component of the device mentioned in FIG. 2 above, it will be expressed as a controller stACK.
먼저, 컨트롤러 스택은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈과, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.First, the controller stack may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth wireless device, and a processor module that may include a processing device such as, for example, a microprocessor.
호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(pACKage)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.The host stack may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instantiation of a package (pACKage) on the OS.
일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.In some instances, the controller stack and host stack may operate or run on the same processing device within a processor module.
호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile,510), GATT based Profiles(520), GATT(Generic Attribute Profile,530), ATT(Attribute Protocol,540), SM(Security Manage,550), L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,560)을 포함한다. 다만, 호스트 스택은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다. The host stack is GAP (Generic Access Profile, 510), GATT based Profiles (520), GATT (Generic Attribute Profile, 530), ATT (Attribute Protocol, 540), SM (Security Manage, 550), L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, 560). However, the host stack is not limited thereto and may include various protocols and profiles.
호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다. The host stack uses L2CAP to multiplex various protocols and profiles provided by the upper level of Bluetooth.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,560)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공한다.First, L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, 560) provides one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
L2CAP은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(pACKage)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.The L2CAP may be operable to multiplex data between higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
BLE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.In BLE, 3 fixed channels (1 for signaling CH, 1 for Security Manager, 1 for Attribute protocol) are used.
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다. On the other hand, in BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate), a dynamic channel is used, and protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, etc. are supported.
SM(Security Manager,550)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.SM (Security Manager, 550) is a protocol for authenticating devices and providing key distribution.
ATT(Attribute Protocol,540)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.ATT (Attribute Protocol, 540) defines a rule for accessing data of a counterpart device in a server-client structure. ATT has six message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
즉, ① Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.That is, ① Request and Response message: Request message is a message for requesting specific information from a client device to a server device, and a response message is a response message to a request message, which is a message transmitted from the server device to the client device.
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다. ② Command message: This message is sent to instruct the command of a specific operation from the client device to the server device. The server device does not transmit a response to the command message to the client device.
③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.③ Notification message: This message is sent from the server device to the client device for notification such as an event, and the client device does not transmit a confirmation message for the notification message to the server device.
④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송한다.④ Indication and Confirm message: This message is sent from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the Notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.
GAP(Generic Access Profile)는 BLE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, BLE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.GAP (Generic Access Profile) is a newly implemented layer for BLE technology, and is used to select roles for communication between BLE devices and control how multi-profile operations occur.
또한, GAP는 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.In addition, GAP is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, defines a method of providing information to users, and defines the following attribute types.
① Service : 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의① Service: Defines the basic operation of the device as a combination of data related behavior
② Include : 서비스 사이의 관계를 정의② Include: Define the relationship between services
③ Characteristics : 서비스에서 사용되는 data 값③ Characteristics: Data value used in service
④ Behavior : UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷④ Behavior: Computer-readable format defined as UUID (Universal Unique Identifier, value type)
GATT-based Profiles은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 BLE 디바이스에 적용된다. GATT-based Profiles은 Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등일 수 있다. GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.GATT-based Profiles are profiles that depend on GATT and are mainly applied to BLE devices. GATT-based Profiles may be Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, and the like. The specific contents of GATT-based Profiles are as follows.
Battery : 배터리 정보 교환 방법 Battery: How to exchange battery information
Time : 시간 정보 교환 방법 Time: How to exchange time information
FindMe : 거리에 따른 알람 서비스 제공 FindMe: Provides alarm service according to distance
Proximity : 배터리 정보 교환 방법 Proximity: How to exchange battery information
Time : 시간 정보 교환 방법 Time: How to exchange time information
GATT는 서비스들의 구성 시에 ATT가 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작가능할 수 있다. 예를 들어, GATT는 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작가능할 수 있다.GATT may be operable as a protocol that describes how ATT is used in the construction of services. For example, GATT may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with services.
따라서, GATT 및 ATT는 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, GATT and ATT may use features to describe the state and services of a device, and how features relate to each other and how they are used.
컨트롤러(Controller) 스택은 물리 계층(Physical Layer,590), 링크 계층(Link Layer,580) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface,570)를 포함한다.The controller stack includes a physical layer 590, a link layer 580, and a host controller interface 570.
물리 계층(무선 송수신 모듈,590)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.The physical layer (wireless transmission/reception module, 590) is a layer that transmits and receives 2.4 GHz radio signals, and uses GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation and a frequency hopping technique consisting of 40 RF channels.
링크 계층(580)은 블루투스 패킷을 전송하거나 수신한다.Link layer 580 transmits or receives Bluetooth packets.
또한, 링크 계층은 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 42bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.In addition, the link layer creates a connection between devices after performing the advertising and scanning functions using three advertising channels, and provides a function to send and receive data packets of up to 42 bytes through 37 data channels.
HCI(Host Controller Interface)는 Host 스택과 Controller 스택 사이의 인터페이스를 제공하여, Host 스택에서 command와 Data를 Controller 스택으로 제공하게 하며, Controller 스택에서 event와 Data를 Host 스택으로 제공하게 해준다.HCI (Host Controller Interface) provides an interface between the host stack and the controller stack, providing commands and data from the host stack to the controller stack, and providing events and data from the controller stack to the host stack.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Hereinafter, procedures of Bluetooth Low Energy (BLE) technology will be briefly described.
BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.The BLE procedure can be classified into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, and a connecting procedure.
디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)Device Filtering Procedure
디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.The device filtering procedure is a method for reducing the number of devices that respond to requests, instructions, and notifications in the controller stack.
모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.When all devices receive a request, it is unnecessary to respond to it, so the controller stack can control the BLE controller stack to reduce power consumption by reducing the number of transmitting requests.
광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.The advertising device or scanning device may perform the device filtering procedure to limit devices that receive an advertisement packet, a scan request, or a connection request.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.Here, the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement event, that is, performs advertisement, and is also referred to as an advertiser.
스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.The scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.In BLE, when a scanning device receives some advertisement packets from an advertisement device, the scanning device must transmit a scan request to the advertisement device.
하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.However, if the device filtering procedure is used and thus the scan request transmission is unnecessary, the scanning device may ignore advertisement packets transmitted from the advertisement device.
연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.The device filtering procedure can also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
광고 절차(Advertising Procedure)Advertising Procedure
광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.The advertisement device performs an advertisement procedure to perform non-directional broadcast to devices in the area.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.Here, non-directional broadcast refers to broadcast in all (all) directions, not broadcast in a specific direction.
이와 달리, 지향성 브로드 캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트를 말한다. 비지향성 브로드캐스트는 광고 디바이스와 리스닝(또는 청취) 상태에 있는 디바이스(이하, 리스닝 디바이스라 한다.) 간에 연결 절차 없이 발생한다.In contrast, directional broadcast refers to broadcast in a specific direction. Non-directional broadcast occurs without a connection procedure between an advertisement device and a device in a listening (or listening) state (hereinafter, referred to as a listening device).
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.The advertising procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다. Alternatively, the advertisement procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to scanning devices that are listening on the advertisement channel.
광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.In the advertisement procedure, all advertisements (or advertisement events) are broadcast through advertisement physical channels.
광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다. The advertisement devices may receive scan requests from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertisement device. The advertisement device transmits a response to the scan request to the device that transmitted the scan request through the same advertisement physical channel as the advertisement physical channel receiving the scan request.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.Broadcast user data sent as part of advertisement packets is dynamic data, while scan response data is generally static data.
광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.The advertising device may receive a connection request from the initiating device on the advertising (broadcast) physical channel. If the advertisement device uses a connectable advertisement event and the initiating device is not filtered by the device filtering procedure, the advertisement device stops advertisement and enters a connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.
스캐닝 절차(Scanning Procedure)Scanning Procedure
스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.A device performing scanning, that is, a scanning device, performs a scanning procedure to listen to a non-directional broadcast of user data from advertisement devices using an advertisement physical channel.
스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 사용자 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.The scanning device transmits a scan request to the advertisement device through an advertisement physical channel in order to request additional user data from the advertisement device. The advertisement device transmits a scan response, which is a response to the scan request, including additional user data requested by the scanning device through an advertisement physical channel.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.The scanning procedure may be used while being connected to another BLE device in the BLE piconet.
만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.If the scanning device receives a broadcast advertisement event and is in an initiator mode capable of initiating a connection request, the scanning device transmits a connection request to the advertisement device through the advertisement physical channel. And you can start a Bluetooth connection.
스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.When the scanning device transmits a connection request to the advertisement device, the scanning device stops scanning the initiator mode for additional broadcast and enters the connection mode.
디스커버링 절차(Discovering Procedure)Discovering Procedure
블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, '블루투스 디바이스'라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter, referred to as “Bluetooth devices”) perform an advertisement procedure and a scanning procedure in order to discover nearby devices or to be discovered by other devices within a given area.
디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 위해 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.The discovery procedure is performed asymmetrically. A Bluetooth device that tries to find other devices around it is called a discovery device, and listens to find devices that advertise scannable advertising events. A Bluetooth device that is discovered and available from another device is called a discoverable device, and actively broadcasts an advertisement event so that other devices can scan through an advertisement (broadcast) physical channel.
디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.Both the discovering device and the discoverable device may already be connected to other Bluetooth devices in the piconet.
연결 절차(Connecting Procedure)Connecting Procedure
연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.The connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires that a specific Bluetooth device perform an advertisement procedure while another Bluetooth device performs a scanning procedure.
즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.That is, the advertising procedure may be the goal, and as a result, only one device will respond to the advertisement. After receiving an advertisement event accessible from the advertisement device, the connection may be initiated by transmitting a connection request to the advertisement device through an advertisement (broadcast) physical channel.
다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Next, an operation state in BLE technology, that is, an advertising state, a scanning state, an initiating state, and a connection state will be briefly described.
광고 상태(Advertising State)Advertising State
링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(PACKet Data Unit)들을 전송한다.The link layer LL enters the advertisement state by the instruction of the host (stack). When the link layer is in the advertisement state, the link layer transmits advertisement packet data units (PDUs) in advertisement events.
각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.Each advertisement event consists of at least one advertisement PDU, and advertisement PDUs are transmitted through used advertisement channel indexes. The advertisement event may be terminated when each transmitted through advertisement channel indexes in which the advertisement PDU is used, or when the advertisement device needs to reserve space for performing other functions, the advertisement event may be terminated earlier.
스캐닝 상태(Scanning State)Scanning State
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다. The link layer enters the scanning state by the instruction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertisement channel indexes.
스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, and each scanning type is determined by the host.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.A separate time or advertisement channel index for performing scanning is not defined.
스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.During the scanning state, the link layer listens for the advertisement channel index during the scanWindow duration. The scanInterval is defined as the interval (interval) between the start points of two consecutive scan windows.
링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.If there is no scheduling conflict, the link layer must listen to complete all scan intervals of the scan window as indicated by the host. In each scan window, the link layer must scan a different advertising channel index. The link layer uses all available advertising channel indices.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.In passive scanning, the link layer only receives packets and cannot transmit any packets.
능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.In active scanning, the link layer performs listening to rely on the advertisement PDU type that can request advertisement PDUs and additional information related to the advertisement device to the advertisement device.
개시 상태(Initiating State)Initiating State
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.The link layer enters the start state by the instruction of the host (stack).
링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.When the link layer is in the initiated state, the link layer listens for advertisement channel indexes.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.During the start state, the link layer listens for the advertisement channel index during the scan window period.
연결 상태(connection state)Connection state
링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.The link layer enters the connected state when a device that performs a connection request, that is, when the initiating device transmits a CONNECT_REQ PDU to the advertisement device or when the advertisement device receives a CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.After entering the connected state, the connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established when the connection enters the connected state. The only difference between a newly created connection and an established connection is the link layer connection supervision timeout value.
두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.When two devices are connected, the two devices act in different roles.
마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.The link layer that plays the role of a master is called a master, and the link layer that plays the role of a slave is called a slave. The master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the timing of synchronization between the master and the slave.
마스터(Master, Central)는 다른 디바이스(슬레이브, Peripheral)와 Connection을 맺기 위해, Connectable Advertising Signal을 주기적으로 스캔하다가, 적절한 디바이스에 연결을 요청하는 디바이스이다.Master (Central) is a device that periodically scans a Connectable Advertising Signal to establish a connection with another device (Slave, Peripheral), and then requests connection to an appropriate device.
또한, 마스터 디바이스는 슬레이브 디바이스와 연결이 되고 나면, timing을 설정하고 주기적인 데이터 교환을 주도한다.Also, after the master device is connected with the slave device, it sets the timing and leads the periodic data exchange.
여기서 timing이란, 두 디바이스가 매번 같은 Channel에서 데이터를 주고 받기 위해 정하는 hopping 규칙일 수 있다.Here, timing may be a hopping rule that two devices decide to send and receive data on the same channel every time.
슬레이브(Slave, Peripheral) 디바이스는 다른 디바이스(Master)와 Connection을 맺기 위해, Connectable Advertising Signal을 주기적으로 전송하는 디바이스이다.A slave (peripheral) device is a device that periodically transmits a Connectable Advertising Signal to establish a connection with another device (Master).
따라서, 이를 수신한 마스터 디바이스가 Connection Request를 보내면, 이를 수락하여 Connection을 맺는다.Therefore, when the master device receiving it sends a Connection Request, it accepts it and establishes a connection.
슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 Connection을 맺고 나면 마스터 디바이스가 지정한 timing에 맞추어 Channel을 같이 hopping 하면서 주기적으로 데이터를 교환한다.After the slave device establishes a connection with the master device, it periodically exchanges data while hopping the channel together according to the timing specified by the master device.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.Hereinafter, a packet defined in the Bluetooth interface will be briefly described. BLE devices use packets defined below.
패킷 포맷(PACKet Format)Packet Format
링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.The Link Layer has only one packet format used for both advertising channel packets and data channel packets.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.Each packet consists of four fields: Preamble, Access Address, PDU, and CRC.
하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.When one packet is transmitted on an advertisement physical channel, the PDU will be an advertisement channel PDU, and when one packet is transmitted on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)Advertising Channel PDU (Advertising Channel PDU)
광고 채널 PDU(PACKet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.The advertisement channel PDU (PACKet Data Unit) has a 16-bit header and a payload of various sizes.
헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 3에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.The PDU type field of the advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 3 below.
광고 PDUAdvertising PDU
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.The advertisement channel PDU types below are called advertisement PDUs and are used in specific events.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_IND: Connectable non-directional advertising event
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트ADV_DIRECT_IND: Connectable directional ad event
ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트ADV_NONCONN_IND: Non-directive advertising event that is not connectable
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_SCAN_IND: scannable non-directional advertising event
상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.The PDUs are transmitted in a link layer in an advertisement state, and are received by a link layer in a scanning state or an initiating state.
Scanning PDUsScanning PDUs
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.The advertisement channel PDU type below is called a scanning PDU, and is used in the state described below.
SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_REQ: Sent by the link layer in the scanning state, and received by the link layer in the advertisement state.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_RSP: transmitted by the link layer in the advertisement state, and received by the link layer in the scanning state.
Initiating PDUsInitiating PDUs
아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.The advertisement channel PDU type below is called an initiation PDU.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.CONNECT_REQ: transmitted by the link layer in the initiating state, and received by the link layer in the advertisement state.
데이터 채널 PDU(Data Channel PDU)Data Channel PDU (Data Channel PDU)
데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.The data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a Message Integrity Check (MIC) field.
앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.The procedure, state, packet format, etc. in the BLE technology described above can be applied to perform the methods proposed in the present specification.
도 18은 블루투스 저전력 에너지의 GATT Profile 구조의 일 예를 나타낸 도이다.18 is a diagram showing an example of a structure of a GATT Profile of Bluetooth low power energy.
상기 도 18을 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.Referring to FIG. 18, a structure for exchanging profile data of Bluetooth low power energy can be described.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치 간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 방법을 정의한 것이다.Specifically, GATT (Generic Attribute Profile) defines a method of exchanging data using services and characteristics between Bluetooth LE devices.
일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.In general, a peripheral device (eg, a sensor device) acts as a GATT server, and has definitions of service and characteristic.
데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.In order to read or write data, the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions start at the GATT client and receive a response from the GATT server.
블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작 구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 6과 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.The GATT-based operation structure used in the Bluetooth LE is based on a profile, a service, and a characteristic, and may form a vertical structure as shown in FIG. 6.
상기 프로파일(Profile)은 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.The profile is composed of one or more services, and the service may be composed of one or more characteristics or other services.
상기 서비스(Service)는 데이터를 논리적인 단위로 나누는 역할을 하며 하나 이상의 특성(Characteristic) 또는 다른 서비스들을 포함하고 있을 수 있다.The service serves to divide data into logical units and may include one or more characteristics or other services.
각 서비스는 UUID(Universal Unique Identifier)라 불리는 16 bit 또는 128 bit의 구분자를 가지고 있다.Each service has a 16-bit or 128-bit identifier called UUID (Universal Unique Identifier).
상기 특성(Characteristic)은 GATT 기반 동작 구조에서 가장 하위 단위이다. 상기 특성은 단 하나의 데이터를 포함하며, 상기 서비스와 유사하게 16 bit 또는 128 bit의 UUID를 가지고 있다.The characteristic is the lowest unit in the GATT-based operation structure. The feature contains only one piece of data, and similar to the service, it has a 16-bit or 128-bit UUID.
상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute) 하나씩을 필요로 한다. 상기 특성은 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.The characteristic is defined as a value of various types of information, and one attribute is required to contain each information. The feature can use several consecutive properties.
상기 속성(Attribute)는 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 가진다.The attribute is composed of four components and has the following meanings.
- handle: 속성의 주소-handle: the address of the property
- Type: 속성의 유형-Type: The type of attribute
- Value: 속성의 값-Value: the value of the attribute
- Permission: 속성에 대한 접근 권한-Permission: Permission to access properties
이하에서, 블루투스 LE에서 connection procedure(연결 절차)에 대해 간략히 살펴보고, 이의 일례로서, 블루투스 LE에서 객체 전송 서비스를 제공하는 방법을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the connection procedure in the Bluetooth LE will be briefly described, and as an example, a method of providing an object transmission service in the Bluetooth LE will be described.
도 19는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.19 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low power energy technology.
서버는 클라이언트로 3개의 광고 채널을 통해 광고 메시지를 전송한다(S1910).The server transmits an advertisement message to the client through three advertisement channels (S1910).
상기 서버는 Connection 전에는 광고자(Advertiser)로 호칭될 수 있고, Connection 이후에는 Master로 호칭될 수 있다. 상기 서버의 일례로, 센서들(온도 센서 등)이 있을 수 있다.The server may be referred to as an advertiser before the connection, and may be referred to as a master after the connection. As an example of the server, there may be sensors (temperature sensors, etc.).
또한, 상기 클라이언트는 Connection 전에는 스캐너(Scanner)로 호칭될 수 있고, Connection 이후에는 Slave로 호칭될 수 있다. 상기 클라이언트의 일례로, 스마트폰을 들 수 있다.In addition, the client may be referred to as a scanner before connection, and may be referred to as a slave after connection. An example of the client may be a smartphone.
살핀 것처럼, 블루투스는 2.4GHz 밴드를 통해 총 40개의 채널로 나누어 통신을 한다. 40개 채널 중 3개의 채널은 광고 채널로써, 각종 광고 패킷(Advertising Packet)을 비롯하여 Connection을 맺기 위해 주고 받는 Packet들의 교환에 이용된다.As you can see, Bluetooth communicates through the 2.4GHz band by dividing it into a total of 40 channels. Three of the 40 channels are advertisement channels, and are used for the exchange of packets exchanged to establish a connection, including various advertisement packets.
나머지 37개의 채널들은 데이터 채널로 Connection 이후의 Data Packet 교환에 이용된다.The remaining 37 channels are data channels and are used for data packet exchange after connection.
상기 클라이언트는 상기 광고 메시지를 수신한 후, 상기 서버로부터 추가적인 데이터(예: 서버 디바이스 이름 등)을 획득하기 위해 상기 서버로 Scan Request를 전송할 수 있다.After receiving the advertisement message, the client may transmit a Scan Request to the server to obtain additional data (eg, server device name, etc.) from the server.
그러면, 상기 서버는 상기 클라이언트로 Scan Request에 대한 응답으로 나머지 데이터를 포함하여 Scan Response를 전송한다.Then, the server transmits a Scan Response including remaining data to the client in response to the Scan Request.
여기서, Scan Request와 Scan Response는 광고 패킷의 한 종류로서, 광고 패킷은 31 bytes 이하의 User Data만을 포함할 수 있다.Here, Scan Request and Scan Response are one type of advertisement packet, and the advertisement packet may include only 31 bytes or less of User Data.
따라서, data의 크기가 31 bytes보다는 크지만, Connection까지 맺어서 data를 보내기에는 오버헤드가 큰 데이터가 있을 경우, Scan Request/Scan Response를 이용하여 두 번에 걸쳐서 data를 나눠 보낸다.Therefore, if the size of the data is larger than 31 bytes, but there is data that has a large overhead to send the data by connecting to the connection, the data is divided and sent twice by using Scan Request/Scan Response.
다음, 상기 클라이언트는 상기 서버와 블루투스 연결 설정을 위한 연결 요청(Connection Request)를 상기 서버로 전송한다(S1920).Next, the client transmits a connection request for establishing a Bluetooth connection with the server to the server (S1920).
이를 통해, 상기 서버와 클라이언트 간에 Link Layer(LL)의 연결이 확립(establish)된다.Through this, a link layer (LL) connection is established between the server and the client.
이후, 상기 서버와 상기 클라이언트는 보안 설립 절차를 수행한다.Thereafter, the server and the client perform a security establishment procedure.
상기 보안 설립 절차는 Secure Simple Pairing으로 해석되거나 이를 포함하여 수행될 수 있다.The security establishment procedure may be interpreted as or performed by including Secure Simple Pairing.
즉, 상기 보안 설립 절차는 Phase 1 단계 내지 Phase 3 단계를 거쳐 수행될 수 있다.That is, the security establishment procedure may be performed through
구체적으로, 서버와 클라이언트 간에 페어링 절차(Phase 1)를 수행한다(S1930).Specifically, a pairing procedure (Phase 1) is performed between the server and the client (S1930).
상기 페어링 절차는 클라이언트가 서버로 페어링 요청(Pairing Request)을 전송하고, 서버가 클라이언트로 페어링 응답(Pairing Response)을 전송한다.In the pairing procedure, the client transmits a pairing request to the server, and the server transmits a pairing response to the client.
다음, Phase 2로서, 서버와 클라이언트 간에 레거시 페어링(Legacy Pairing) 또는 Secure Connections를 수행한다(S1940).Next, as
다음, SSP Phase 3으로서, 서버와 클라이언트 간에 키 분배(Key Distribution) 절차를 수행한다(S1950).Next, as
이를 통해, 서버와 클라이언트 간에 보안 연결이 확립되고, 암호화된 데이터를 송수신할 수 있게 된다.Through this, a secure connection is established between the server and the client, and encrypted data can be transmitted and received.
도 20은 블루투스 저전력 에너지 기술에서 객체 전송 서비스(Object Transfer Service)를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.20 is a flowchart illustrating an example of a method of providing an object transfer service in Bluetooth low power energy technology.
객체 전송 서비스(Object Delivery Service or Object Transfer Service)는 블루투스 통신에서 벌크 데이터(bulk data)와 같은 객체 또는 데이터를 송/수신하기 위해 BLE에서 지원하는 서비스를 말한다.Object Delivery Service or Object Transfer Service refers to a service supported by BLE to transmit/receive objects or data such as bulk data in Bluetooth communication.
서버 디바이스와 클라이언트 디바이스 간에 블루투스 연결 설정을 위해 S810~S830 단계에 해당하는 광고 과정 및 스캐닝 과정이 진행된다.In order to establish a Bluetooth connection between the server device and the client device, an advertisement process and a scanning process corresponding to steps S810 to S830 are performed.
먼저, 서버 디바이스는 객체 전송 서비스를 포함하여 상기 서버 디바이스 관련 정보를 알리기 위해 클라이언트 디바이스로 광고 메시지를 전송한다(S2010).First, the server device transmits an advertisement message to the client device to inform the server device related information including the object transmission service (S2010).
상기 광고 메시지는 광고 PDU(PACKet Data Unit), 광고 패킷, 광고, 광고 프래임, 광고 물리 채널 PDU 등으로 표현될 수 있다.The advertisement message may be expressed as an advertisement PDU (packet data unit), advertisement packet, advertisement, advertisement frame, advertisement physical channel PDU, and the like.
상기 광고 메시지는 서버 디바이스에서 제공하는 서비스 정보(서비스 이름 포함), 서버 디바이스의 이름, 제조자 데이터 등을 포함할 수 있다.The advertisement message may include service information (including service name) provided by the server device, the name of the server device, and manufacturer data.
또한, 상기 광고 메시지는 브로드캐스트 방식 또는 유니캐스트(unicast) 방식으로 상기 클라이언트 디바이스로 전송될 수 있다.In addition, the advertisement message may be transmitted to the client device in a broadcast method or a unicast method.
이후, 상기 클라이언트 디바이스는 서버 디바이스 관련 보다 자세한 정보를 알기 위해 스캔 요청(Scan Request) 메시지를 상기 서버 디바이스로 전송한다(S2020).Thereafter, the client device transmits a scan request message to the server device in order to know more detailed information related to the server device (S2020).
상기 스캔 요청 메시지는 스캐닝(Scanning) PDU, 스캔 요청 PDU, 스캔 요청, 스캔 요청 프래임, 스캔 요청 패킷 등으로 표현될 수 있다.The scan request message may be expressed as a scanning PDU, a scan request PDU, a scan request, a scan request frame, a scan request packet, and the like.
이후, 상기 서버 디바이스는 상기 상기 클라이언트 디바이스로부터 수신된 스캔 요청 메시지에 대한 응답으로 스캔 응답(Scan Response) 메시지를 상기 클라이언트 디바이스로 전송한다(S2030).Thereafter, the server device transmits a scan response message to the client device in response to the scan request message received from the client device (S2030).
상기 스캔 응답 메시지에는 상기 클라이언트 디바이스에서 요청한 서버 디바이스 관련 정보가 포함된다. 여기서, 상기 서버 디바이스 관련 정보는 객체 전송 서비스 제공과 관련하여 서버 디바이스에서 전송할 수 있는 객체 또는 데이터 등일 수 있다. The scan response message includes server device related information requested by the client device. Here, the server device-related information may be an object or data that can be transmitted from the server device in connection with providing an object transmission service.
광고 과정 및 스캐닝 과정이 종료하는 경우, 상기 서버 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스는 S2040~S2070 단계에 해당하는 연결 개시(Initiating Connection) 과정, 데이터 교환(Data Exchange) 과정을 수행한다.When the advertisement process and the scanning process are terminated, the server device and the client device perform an Initiating Connection process and a data exchange process corresponding to steps S2040 to S2070.
구체적으로, 상기 클라이언트 디바이스는 상기 서버 디바이스와 블루투스 통신 연결을 위해 상기 서버 디바이스로 연결 요청(Connect Request) 메시지를 전송한다(S2040).Specifically, the client device transmits a connection request message to the server device for Bluetooth communication connection with the server device (S2040).
상기 연결 요청 메시지는 연결 요청 PDU, 개시(Initiation) PDU, 연결 요청 프래임, 연결 요청 등으로 표현될 수 있다.The connection request message may be expressed as a connection request PDU, an initiation PDU, a connection request frame, a connection request, and the like.
S2040 단계를 통해, 상기 서버 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간에 블루투스 연결이 확립되며, 이후 상기 서버 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스는 데이터를 교환하게 된다. 상기 데이터 교환 과정에서 데이터는 데이터 채널 PDU를 통해 송수신될 수 있다.Through step S2040, a Bluetooth connection is established between the server device and the client device, and thereafter, the server device and the client device exchange data. In the data exchange process, data may be transmitted and received through a data channel PDU.
상기 클라이언트 디바이스는 데이터 채널(Data Channel) PDU를 통해 객체 데이터 요청을 상기 서버 디바이스로 전송한다(S2050). 상기 데이터 채널 PDU는 데이터 요청 메시지, 데이터 요청 프래임 등으로 표현될 수 있다.The client device transmits an object data request to the server device through a data channel PDU (S2050). The data channel PDU may be expressed as a data request message, a data request frame, or the like.
이후, 상기 서버 디바이스는 상기 클라이언트 디바이스에서 요청한 객체 데이터를 데이터 채널 PDU를 통해 상기 클라이언트 디바이스로 전송한다(S2060).Thereafter, the server device transmits the object data requested by the client device to the client device through a data channel PDU (S2060).
여기서, 상기 데이터 채널 PDU는 Attribute protocol에서 정의한 방식으로 상대 디바이스에게 데이터를 제공하거나 데이터 정보를 요청하기 위해 사용된다.Here, the data channel PDU is used to provide data or request data information to a counterpart device in a manner defined by an attribute protocol.
이후, 상기 서버 디바이스에서 데이터의 변경이 발생하는 경우, 상기 서버 디바이스는 데이터 또는 객체의 변경을 알리기 위해 상기 클라이언트 디바이스로 데이터 채널 PDU를 통해 데이터 변경 지시(Data Changed Indication) 정보를 전송한다(S2070).Thereafter, when data change occurs in the server device, the server device transmits data change indication information through a data channel PDU to the client device to notify the change of data or object (S2070). .
이후, 상기 클라이언트 디바이스는 변경된 데이터 또는 변경된 객체를 찾기 위해 상기 서버 디바이스로 변경된 객체 정보를 요청한다(S2080).Thereafter, the client device requests changed object information to the server device in order to find the changed data or the changed object (S2080).
이후, 상기 서버 디바이스는 상기 변경된 객체 정보 요청에 대한 응답으로 상기 클라이언트 디바이스로 상기 서버 디바이스에서 변경된 객체 정보를 전송한다(S2090).Thereafter, the server device transmits the changed object information from the server device to the client device in response to the changed object information request (S2090).
이후, 상기 클라이언트 디바이스는 상기 수신된 변경된 객체 정보와 현재 상기 클라이언트 디바이스가 가지고 있는 객체 정보와 비교 분석을 통해 변경된 객체를 찾는다.Thereafter, the client device finds the changed object by comparing and analyzing the received changed object information and object information currently possessed by the client device.
다만, 상기 클라이언트 디바이스는 변경된 객체 또는 데이터를 찾을 때까지 S2080 및 S2090 단계를 반복적으로 수행한다.However, the client device repeatedly performs steps S2080 and S2090 until it finds the changed object or data.
이후, 상기 호스트 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간에 연결 상태가 유지될 필요가 없는 경우, 상기 호스트 디바이스 또는 상기 클라이언트 디바이스는 해당 연결 상태를 종료(Disconnect)시킬 수 있다.Thereafter, when there is no need to maintain a connection state between the host device and the client device, the host device or the client device may terminate the connection state.
도 21은 블루투스 BR/EDR 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.21 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth BR/EDR technology.
도 21에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR에서의 연결 절차(connection procedure)는 아래와 같은 단계들로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 21, a connection procedure in the Bluetooth BR/EDR may consist of the following steps.
상기 연결 절차는 페어링 절차(pairing procedure)로도 표현될 수 있다.The connection procedure may also be expressed as a pairing procedure.
블루투스 페어링 절차(pairing procedure)는 대기 상태(Standby State)와 연결 상태(Connected State)로만 구분된다.The Bluetooth pairing procedure is divided only into a standby state and a connected state.
블루투스 페어링이 완료된 디바이스는 상기 연결 상태(Connected State)가 되고, 접속이 종료된 장치는 대기 상태(Standby State)로 동작한다.A device on which Bluetooth pairing is completed enters the connected state, and the device whose connection is terminated operates in a standby state.
또한, 블루투스 디바이스들은 특정 디바이스와 연결 절차를 통해 연결 되었다가, 이후 재 연결하기 위해 재 연결 절차를 수행할 수 있다.In addition, Bluetooth devices may be connected to a specific device through a connection procedure, and then perform a reconnection procedure to reconnect later.
재 연결 절차는 연결 절차와 동일한 절차를 통해 수행될 수 있다.The reconnection procedure can be performed through the same procedure as the connection procedure.
구체적으로, 마스터 디바이스는 전원이 입력되면 기본적으로 대기 상태에 진입한다.Specifically, the master device basically enters the standby state when power is applied.
이후, 블루투스를 연결하기 위해 주변 디바이스들을 발견하기 위한 인쿼리(Inquiry) 절차(S2111)를 수행한다.Thereafter, in order to connect Bluetooth, an inquiry procedure (S2111) for discovering nearby devices is performed.
즉, 마스터 디바이스는 주변의 연결할 수 있는 디바이스(슬레이브)를 발견(Discovery)하기 위해서 인쿼리 상태(Inquiry State)가 될 수 있으며, 슬레이브 디바이스는 주변의 디바이스(마스터)가 인쿼리 상태에서 전송하는 ID 패킷을 수신하기 위해서 인쿼리 스캔 상태(Inquiry scan State)가 될 수 있다.In other words, the master device can enter the Inquiry State to discover nearby devices (slave) that can be connected, and the Slave device is the ID transmitted by the neighboring devices (master) in the Inquiry State. In order to receive a packet, it may be in an Inquiry Scan State.
상기 인쿼리 상태가 된 마스터 디바이스는 주변의 연결할 수 있는 디바이스를 발견하기 위해, 일회 또는 소정 시간 간격마다 ID 패킷을 이용한 인쿼리 메시지를 전송한다.The master device that has entered the inquiry state transmits an inquiry message using an ID packet once or at predetermined time intervals in order to discover a nearby device that can be connected.
상기 ID 패킷은 GIAC(General Inquiry Access Code) 또는 DIAC(Dedicated Inqury Access Code)일 수 있다.The ID packet may be a General Inquiry Access Code (GIAC) or a Dedicated Inqury Access Code (DIAC).
슬레이브 디바이스는 마스터 디바이스가 전송한 ID 패킷인 GIAC 또는 DIAC를 수신한 후, 상기 마스터 디바이스와 블루투스 페어링을 하기 위해서, 주파수 호핑 시퀸스(Frequency Hoppinf Sequence, FHS)를 전송한다.After receiving the GIAC or DIAC, which is an ID packet transmitted by the master device, the slave device transmits a frequency hopping sequence (FHS) to perform Bluetooth pairing with the master device.
또한, 필요에 의해서, 전송할 데이터가 존재하는 경우 확장된 인쿼리 응답(Extended Inquiry Response, 이하 EIR이라고 한다.)를 마스터 디바이스로 전송할 수 있다.In addition, if necessary, when there is data to be transmitted, an extended inquiry response (hereinafter referred to as EIR) may be transmitted to the master device.
상기 인쿼리 절차를 통해서 주변의 연결 가능한 블루투스 디바이스를 찾아내면, 페이징 절차(S2112)를 수행한다.If a connectable Bluetooth device is found in the vicinity through the inquiry procedure, a paging procedure (S2112) is performed.
상기 페이징 절차(S2112)는 상기 인쿼리 절차를 통해서 주변의 연결 가능한 블루투스 디바이스를 찾아내면, 어드레스와 클럭 정보 등으로 호핑 시퀸스를 동기화하여 실제 커넥션을 수행하는 단계를 말한다.The paging procedure (S2112) refers to a step of performing an actual connection by synchronizing a hopping sequence using address and clock information when a nearby connectable Bluetooth device is found through the inquiry procedure.
구체적으로, 상기 페이징 절차는 (1) 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 Page를 전송하는 단계, (2) 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 Slave Page Response를 전송하는 단계, (3) 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 Master Page Response를 전송하는 단계로 구분될 수 있다.Specifically, the paging procedure includes (1) the master device transmits a Page to the slave device, (2) the slave device transmits the Slave Page Response to the master device, and (3) the master device transmits the Master Page to the slave device. It can be divided into the step of transmitting a response.
상기 인쿼리 절차와 상기 페이징 절차가 완료되면, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스는 보안 설립(Security Establishment) 단계(S2114)를 수행하고, 이후 L2CAP 연결 및 서비스 디스커버리(Service Discovery) 단계(S2115)를 수행한다.When the inquiry procedure and the paging procedure are completed, the master device and the slave device perform a security establishment step (S2114), and then perform an L2CAP connection and service discovery step (S2115).
상기 보안 설립 단계를 수행하기 전에, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스는 I(Input)/O(Output) 능력을 서로 교환한다(S2113).Before performing the security establishment step, the master device and the slave device exchange I (Input)/O (Output) capabilities with each other (S2113).
이는 I/O capability request와 I/O capability response를 통해 수행될 수 있다.This can be done through I/O capability request and I/O capability response.
또한, 상기 보안 설립 단계는 후술할 Secure Simple Pairing 절차를 포함하거나 같은 의미로 해석될 수도 있다.In addition, the security establishment step may include or be interpreted in the same sense as a Secure Simple Pairing procedure to be described later.
상기 L2CAP(Logical Link Control and Adaption Protocol)은 패킷 방식의 프로토콜로서 UDP 프로토콜과 비슷한 특징을 가지고 있다. 기본 최대 672 byte의 패킷 사이즈를 가지지만 통신이 시작되면 최대 65,535 byte까지 변경이 가능하다.The L2CAP (Logical Link Control and Adaption Protocol) is a packet-based protocol and has similar characteristics to the UDP protocol. It has a packet size of up to 672 bytes by default, but can be changed up to 65,535 bytes when communication starts.
상기 L2CAP연결 및 서비스 디스커버리 단계를 수행한 후, 마스터 디바이스는 사용자로부터 입력받은 데이터를 슬레이브 디바이스로 전송할 수 있다(S2116).After performing the L2CAP connection and service discovery steps, the master device may transmit data input from the user to the slave device (S2116).
이와 같은 연결 절차를 수행한 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스는 일정 시간 동안 서로 간의 데이터 교환이 없게 되면, 에너지 소모를 방지하기 위하여 슬립(Sleep) 상태로 전환되며, 연결 상태는 종료하게 된다.When there is no data exchange between the master device and the slave device that performed the connection procedure for a certain period of time, the master device and the slave device switch to a sleep state to prevent energy consumption, and the connection state is terminated.
이후, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스가 다시 데이터를 송/수신하기 위해서는 재 연결 절차를 수행한다.Thereafter, in order for the master device and the slave device to transmit/receive data again, a reconnection procedure is performed.
재 연결 절차는 앞서 살핀 연결 절차와 동일한 단계를 통해 수행될 수 있다.The reconnection procedure can be performed through the same steps as the previous salpin connection procedure.
도 22는 서버와 블루투스 디바이스 간의 신호 송수신 방법을 나타낸 도이다.22 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving signals between a server and a Bluetooth device.
상기 블루투스 디바이스는 비상구에 설치된 비콘 A 타입으로, 초음파 센서를 포함한다.The Bluetooth device is a beacon A type installed at an emergency exit and includes an ultrasonic sensor.
먼저, 블루투스 디바이스는 블루투스 디바이스의 상태와 관련된 제 1 메시지를 서버로 전송한다.First, the Bluetooth device transmits a first message related to the state of the Bluetooth device to the server.
여기서, 제 1 메시지는 Push_Beacon_A_status_dec로 표현될 수 있다.Here, the first message may be expressed as Push_Beacon_A_status_dec.
상기 제 1 메시지는 congestion_Calc, Beacon_A_status, Beacon_A_ID, Beacon_A_position 등의 파라미터를 포함할 수 있다.The first message may include parameters such as congestion_Calc, Beacon_A_status, Beacon_A_ID, and Beacon_A_position.
제 1 메시지의 구체적인 포맷은 도 24에서 살펴보기로 한다.The specific format of the first message will be described with reference to FIG. 24.
다음, 서버는 상기 블루투스 디바이스로 상기 제 1 메시지에 대한 응답으로, ACK 메시지를 전송한다.Next, the server transmits an ACK message to the Bluetooth device in response to the first message.
상기 제 1 메시지와 상기 ACK 메시지는 기 설정된 횟수(N, N은 자연수)만큼 주기적으로 전송될 수 있다.The first message and the ACK message may be transmitted periodically for a predetermined number of times (N and N are natural numbers).
그리고, 제 1 메시지 이후 다음 제 1 메시지는 미리 설정된 시간 이후에 전송될 수 있으며, 상기 미리 설정된 시간은 일례로 7sec일 수 있다.In addition, after the first message, the next first message may be transmitted after a preset time, and the preset time may be, for example, 7 sec.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 신호 송수신 방법을 나타낸 흐름도이다.23 is a flowchart illustrating a signal transmission/reception method proposed in the present specification.
블루투스 디바이스와 초음파 센서 간의 신호 송수신이거나 초음파 센서들 간의 신호 송수신일 수 있다.It may be a signal transmission/reception between the Bluetooth device and an ultrasonic sensor or a signal transmission/reception between the ultrasonic sensors.
블루투스 디바이스와 초음파 센서 간의 신호 송수신으로 예를 들어 설명하고, 상기 블루투스 디바이스는 비상구에 설치되어 있으며, 초음파 센서를 포함한다고 가정한다.An example will be described as signal transmission and reception between a Bluetooth device and an ultrasonic sensor, and it is assumed that the Bluetooth device is installed at an emergency exit and includes an ultrasonic sensor.
초음파 센서는 앞서 살핀 내용을 바탕으로 인원 수를 카운트하고, 블루투스 디바이스로 카운트된 인원 수 값을 포함하는 제 2 메시지를 전송한다.The ultrasonic sensor counts the number of people based on the previous information, and transmits a second message including the counted number of people to the Bluetooth device.
여기서, 제 2 메시지는 Count_the_user_value로 표현될 수 있고, 상기 제 2 메시지는 기 설정된 시간만큼 기 설정된 횟수 전송될 수 있다.Here, the second message may be expressed as Count_the_user_value, and the second message may be transmitted a preset number of times for a preset time.
도 24는 제 1 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.24 shows an example of a first message format.
즉, 제 1 메시지는 블루투스 디바이스가 서버로 전송하는 메시지이다.That is, the first message is a message transmitted from the Bluetooth device to the server.
도 24를 참고하면, 제 1 메시지는 헤더(header), 페이로드(payload) 및 CRC(cyclic redundancy check)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 24, the first message may include a header, a payload, and a cyclic redundancy check (CRC).
상기 헤더는 Destination address 필드, Source address 필드, Sequence Number 필드, ACK 필드, Length 필드, CMD 필드, Payload ID 필드 등을 포함할 수 있다.The header may include a Destination address field, a Source address field, a Sequence Number field, an ACK field, a Length field, a CMD field, a Payload ID field, and the like.
또한, 상기 페이로드는 Beacon_A_status 필드, Beacon_A_ID 필드, Beacon_A_Position 필드, Congestion_Calc 필드 등을 포함할 수 있다.In addition, the payload may include a Beacon_A_status field, a Beacon_A_ID field, a Beacon_A_Position field, a Congestion_Calc field, and the like.
여기서, 표 4는 CMD 필드의 일례를 나타낸다.Here, Table 4 shows an example of the CMD field.
CMD는 Beacon A에서 서버로 프로토콜을 응답, 요청하기 전에 기능들을 주소에 할당하는 것을 나타낸다.CMD represents the assignment of functions to addresses before responding and requesting protocols from Beacon A to the server.
도 25는 제 2 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.25 shows an example of a second message format.
즉, 제 2 메시지는 초음파 센서가 블루투스 디바이스로 전송하는 메시지이다.That is, the second message is a message transmitted by the ultrasonic sensor to the Bluetooth device.
도 25를 참고하면, 제 2 메시지는 헤더, 페이로드 및 CRC로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 25, the second message may consist of a header, a payload, and a CRC.
상기 헤더는 Destination address 필드, Source address 필드, Sequence Number 필드, Length 필드, Payload ID 필드 등을 포함할 수 있다.The header may include a Destination address field, a Source address field, a Sequence Number field, a Length field, a Payload ID field, and the like.
또한, 상기 페이로드는 Left distance 필드, Right distance 필드, dw 필드, second 필드, microsecond 필드 등을 포함할 수 있다.In addition, the payload may include a Left distance field, a Right distance field, a dw field, a second field, a microsecond field, and the like.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are those in which components and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature should be considered optional unless explicitly stated otherwise. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. In addition, it is possible to configure an embodiment of the present invention by combining some components and/or features. The order of operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments. It is apparent that claims that do not have an explicit citation relationship in the claims may be combined to constitute an embodiment or may be included as a new claim by amendment after filing.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.The embodiment according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof. In the case of implementation by hardware, an embodiment of the present invention provides one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software code can be stored in a memory and driven by a processor. The memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects, but should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
본 발명은 블루투스 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 블루투스 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.Although the present invention has been described centering on an example applied to a Bluetooth system, it is possible to apply it to various wireless communication systems in addition to the Bluetooth system.
100: 무선 통신 시스템
110: 서버 디바이스 120: 클라이언트 디바이스100: wireless communication system
110: server device 120: client device
Claims (4)
3개의 채널을 포함하는 초음파 센서(100)로부터 상기 초음파 센서(100)가 설치된 상기 비상구의 혼잡도(Q) 검출 관련 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계,
상기 제어 정보는 사람의 수를 카운팅하기 위해 요구되는 사람의 폭(dw)에 대한 제 1 정보 및 측정을 원하는 시간대 내의 각 시간 구간에 대한 제 2 정보를 포함하며;
상기 제 1 메시지에 기초하여 상기 비상구의 혼잡율을 계산하는 단계; 및
상기 비상구의 혼잡율을 포함하는 제 2 메시지를 서버로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 비상구의 혼잡율은 전체 비상구들에 대한 혼잡도(Qmax)에서 상기 비상구의 혼잡도(Q)로 계산되고,
상기 비상구의 혼잡도(Q)는 측정을 원하는 시간대 내의 상기 각 시간 구간별로 상기 초음파 센서(100)를 통과하는 최대 인원수의 평균값인 것을 특징으로 하는 방법.In a method for reducing congestion (Q) of an emergency exit using Bluetooth low energy (BLE) communication, the method performed in a Bluetooth device,
Receiving a first message including control information related to detection of the congestion level (Q) of the emergency exit in which the ultrasonic sensor 100 is installed from the ultrasonic sensor 100 including three channels,
The control information includes first information on the width of a person (dw) required to count the number of people and second information on each time section within a time period in which the measurement is desired;
Calculating a congestion rate of the emergency exit based on the first message; And
Including the step of transmitting a second message including the congestion rate of the emergency exit to the server,
The congestion rate of the emergency exit is calculated as the congestion degree (Q) of the emergency exit from the congestion degree (Qmax) of all emergency exits,
The congestion level (Q) of the emergency exit is an average value of the maximum number of people passing through the ultrasonic sensor 100 for each time section within a desired time period to be measured.
상기 초음파 센서(100)에서 제 1 방향으로 또는 제 2 방향으로의 측정 값에 기초하여 사람의 입장 또는 퇴장 여부를 판단하는 단계,
상기 제 1 방향은 제 1 채널(A)에서 제 2 채널(B)로의 방향이며, 상기 제 2 방향은 제 3 채널(C)에서 제 2 채널(B)로의 방향이며;
상기 초음파 센서(100)에서 측정된 폭의 값(dw)과 임계값을 비교하여 상기 초음파 센서가 설치된 장소를 지나가는 사람의 수를 계산하는 단계; 및
상기 사람의 입장 또는 퇴장 여부와, 상기 사람의 수에 기초하여 상기 비상구의 혼잡도(Q)를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the detection of the congestion level (Q) of the emergency exit comprises:
Determining whether a person enters or exits based on a measured value in a first direction or a second direction by the ultrasonic sensor 100,
The first direction is from the first channel (A) to the second channel (B), and the second direction is from the third channel (C) to the second channel (B);
Calculating the number of people passing by the location where the ultrasonic sensor is installed by comparing the width value (dw) measured by the ultrasonic sensor 100 with a threshold value; And
And detecting a congestion level (Q) of the emergency exit based on whether the person enters or exits and the number of people.
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