KR102283597B1 - 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템 및 방법 - Google Patents
스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 시스템은 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 위치 측위와 영역의 혼잡도를 측정하기 위해 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 MAC 주소와 신호의 세기를 스캐닝/측정하여 단말의 MAC 주소와 신호의 세기, 센서들의 센싱 데이터를 서버로 전송하며, 지역마다 설치되는 하나 이상의 스마트 스캐너; 및 상기 하나 이상의 스마트 스캐너로부터 하나 이상의 단말의 신호의 세기와 MAC address, 센서들의 센싱 데이터를 수집하여 데이터베이스에 저장하며, 위치 측위 서버가 단말의 신호의 세기에 따라 단말의 위치를 측위하고, 빅 데이터 분석에 의해 학교/교실, 건물 등의 실내 공간, 특정 지역에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도, 영역별 유동인구 분석 및 상권 분석 정보와 통계 정보를 제공하는 서버; 및 상기 서버와 유무선 통신망을 통해 연결되는 사용자 단말을 포함한다.
Description
본 발명은 스마트 스캐너와 센서를 사용한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 교실과 영역별 여러 지역에 설치된 AP(Access Point) 기능을 갖는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위 정보에 기초하여 건물과 학교 교실 실내 공간에서 영역별 인원수, 영역별 혼잡도(congestion), 스마트 스캐너와 센서를 사용한 미세먼지 농도와 공기질, 
, 온습도, 소음 등의 환경정보, 교실별 출석 현황의 통계 정보를 제공하며, 해당 기준치를 초과하면 공기청정기를 구비하는 공조 설비와 환기 설비를 가동하여 공기를 청정하게 제어하는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, IoT 디바이스와 센서 및 인공 지능 빅데이터 분석 기술이 발달하면서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 및 무선 통신망에서 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC에 응용 서비스가 확대되고 있다.
최근, 무선통신망에서 요구되는 높은 데이터 전송량을 만족시키기 위해 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation, CA) 기술, 인지 무선(cognitive radio) 기술 등과 한정된 주파수 내에서 데이터 용량을 높이기 위해 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 전송 기술이 부각되고 있다.
유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서, IoT 디바이스와 센서와 인공지능 빅데이터 분석 기술이 발달하면서 시간 및 장소에 상관 없이 끊김 없는 서비스를 제공받는 수요가 증가하고 있다.
Wi-Fi, LTE 4G/5G 무선 통신망은 기지국을 통해 통신하는 복수의 단말들이 서로 협력 체계를 구축하고, 통신 환경에 따라 적어도 하나 이상의 단말들이 협력하여 데이터를 전송하거나 기지국으로부터 수신할 수 있는 방향으로 진화하고 있다.
여기서, 복수의 단말들은 무선 통신 시스템에서 다른 단말들과의 연결되고 다른 단말들의 도움을 받아 기지국과 통신하고자 하는 주체인 소스 기기(Source Device), 소스 기기(Source Device)가 기지국과 통신할 수 있도록 도움을 주는 중계자 역할을 담당하는 협력 기기(cooperative device) 및 협력 기기(cooperative device) 역할을 담당하지 않는 소스 기기(Source Device) 이외의 후보 협력 기기를 포함한다.
높은 밀도의 단말들을 갖춘 무선 통신 시스템은 단말 간의 협력에 의해 더 높은 시스템 성능을 보일 수 있다.
예를 들면, 소정의 데이터를 기지국으로 전송하려는 경우, 소스 기기(Source Device)는 협력 기기(cooperative device)와 함께 상기 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 소스 기기(Source Device)는 협력 기기(cooperative device)를 통해 상기 데이터를 전송할 수도 있다. 전술한 예는 기지국이 단말로 데이터를 전송하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있고, 이를 통해 훨씬 우수한 시스템 성능을 낼 수 있다. 이하에서는, 협력 체계를 구축한 복수의 단말을 포함하는 무선 통신 시스템을 다중 무선 접속 시스템(Multi Radio Access Technology(RAT) System)이라고 한다.
다중 무선 접속 시스템은 단일한 통신방식을 이용하거나 또는 복수의 통신방식을 동시에 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 다중 무선 접속 시스템은 근거리 무선통신의 일종인 Wi-Fi(와이파이)가 적용될 수 있다.
Wi-Fi(WLAN)는 Wireless Fidelity의 약자로써, 무선 접속 장치(AP: Access Point)가 설치된 곳에서 전파나 적외선 전송 방식을 이용하여 일정 커버리지 거리 내에서 무선 인터넷을 제공하는 무선 근거리 통신망이다.
근거리 무선통신을 통해 사용자 디바이스의 위치정보를 산출하는 위치 기반 서비스(Location Based Service: LBS)가 활용될 수 있다. 위치 측위는 코사인 법칙, 좌표계 회전(coordinate rotation), 삼변 측량법 등을 사용하여 산출될 수 있다.
단, 기존에 Wi-Fi와 같은 근거리 통신을 통해 위치 측위를 하기 위해, 무선 접속 장치(AP: Access Point)와 커넥팅되어야 하는 조건이 필요하거나 또는 무선 접속 장치(AP)가 송신만을 지원하여 단말이 패시브(passive) 방식만을 지원하는 경우에 위치 측위가 어려운 실정이다.
도 1은 LBS 서비스를 제공하는 위치 측위 서버와, IEEE 802.11 WALN의 BSS와 스테이션(STA)의 구성도이다.
참고로, IEEE 802.11 WLAN 구조는 기본적인 타입의 BSS(Basic Service Set)는 최소 2 개의 STA 이상으로 구성된 복수개의 스테이션(STA)들의 상호 작용에 의해 PHY, MAC 상위 계층에 대하여 트랜스패런트한 스테이션(STA)의 이동성을 제공한다. 예를들면, 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)는 WLAN의 커버리지 영역 BSA(Basic Service Area)에서, 3 개의 BSS(BSS1, BSS2, BSS3)가 존재하는 경우, 각각의 BSS의 멤버로서 BSS1은 2 개의 스테이션(STA1 및 STA2)이 포함되고, BSS2은 STA3 및 STA4이 포함되며, BSS3은 STA5 및 STA6이 포함됨을 예시적으로 도시하였다. 스테이션(STA)이 BSA 커버리지 영역 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 스테이션(STA)들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
IEEE 802.11 PHY는 세 가지의 물리 계층(physical layer) 기술을 포함하고 있다.
* frequency hopping spread spectrum(FHSS)
- 2.4GHz ISM 밴드(Industrial, Scientific, Medical) 사용
- two-level Gaussian frequency shift keying (GFSK)
* direct sequence spread spectrum(DSSS)
- 2.4GHz ISM 밴드(Industrial, Scientific, Medical) 사용
- differential binary phase shift keying(DBPSK)
- differential quadrature phase shift keying(DQPSK)
* infrared(IR)
- 실내(indoor)용
- 16-pulse position modulation(PPM)과 4-PPM을 사용하는 nondirected trasmission으로 동작
IEEE 802.11a PHY는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 복합적으로 사용하는 Coded OFDM(COFDM)을 사용한다. 이는 주파수 분할 다중화 다중 반송파 통신(Frequency Division Multiplexed multi-carrier communication) 기술로써, 더 높은 실제 데이터 전송률을 수행하기 위해 컨볼류션 코딩(convolutional coding)을 사용한다.
IEEE 802.11b의 PHY는 CCK(Complementry Code Keying)와 2.4GHz에서 DSSS변조 기술을 사용한다.
IEEE 802.11g PHY는 802.11b PHY의 상위 집합으로써 802.11b의 변조 기술과 원래 5GHz 대역의 802.11a PHY를 위해 정의되었던 OFDM 기술을 사용한다.
이와 관련된 선행기술1로써, 특허등록번호 10-1702261에서는 "액티브 방식과 패시브 방식을 선택적으로 이용하여 단말의 위치를 추정하는 방법 및 장치"가 등록되어 있다.
도 2a는 액티브 방식과 패시브 방식을 선택적으로 이용하여 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
액티브 방식과 패시브 방식을 선택적으로 이용하여 단말의 위치추정시스템은
위치측위서버; 상기 위치측위서버와 통신하는 복수의 AP(Access Point); 및 상기 복수의 AP와 근거리 통신하는 단말을 포함하는 위치추정시스템에 있어서,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 수신 또는 송수신하는 제 1 단말인 경우, 상기 제 1 단말은 상기 복수의 AP와 커넥팅(connecting) 되지 않은 상태에서, 상기 복수의 AP로부터 수신된 신호의 세기를 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하고,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 송신만 하는 제 2 단말인 경우,
상기 복수의 AP는 상기 제 2 단말과 커넥팅 되지 않은 상태에서, 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기 정보를 상기 위치측위서버로 전송하고,
상기 위치측위서버는 상기 신호의 세기 정보를 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하며,
상기 단말이 제 1 단말과 제 2 단말을 포함하는 경우,
상기 복수의 AP로부터 수신된 신호의 세기를 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하는 방식과 상기 위치측위 서버가 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기 정보를 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하는 방식을 동시에 이용하고,
상기 제 1 단말 및 위치측위서버는 삼변 측량법을 이용하여 상기 제 1 단말 또는 상기 제 2 단말의 위치를 추정하고,
상기 제 1 단말 및 위치측위서버가 이용하는 상기 복수의 AP로부터 수신된 신호의 세기 또는 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기는 3개 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 위치측위서버는, 상기 단말이 상기 복수의 AP로부터 신호를 수신할 수 있는지 여부에 따라 상기 단말을 상기 제 1 단말 또는 제2 단말로 결정한다.
이와 관련된 선행기술2로써, 특허등록번호 10-1711791에서는 "단말의 위치를 추정하는 방법 및 장치"가 등록되어 있다.
도 2b는 AP(Access Point)를 통한 위치측위 정확성을 강화하기 위해 AP 상호간 신호세기 모니터링정보를 활용하는 구체적인 방법을 설명하는 순서도이다.
단말의 위치추정시스템은 위치측위서버; 상기 위치측위서버와 통신하는 복수의 AP(Access Point); 및 상기 복수의 AP와 근거리 통신하는 복수의 단말을 포함하는 위치추정시스템에 있어서,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 수신 또는 송수신하는 제 1 단말인 경우, 상기 제 1 단말은 상기 복수의 AP와 커넥팅(connecting) 되지 않은 상태에서, 상기 복수의 AP로부터 수신된 신호의 세기를 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하고,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 송신만 하는 제 2 단말인 경우,
상기 복수의 AP는 상기 제 2 단말과 커넥팅 되지 않은 상태에서, 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기 정보를 상기 위치측위서버로 전송하고,
상기 위치측위서버는 상기 신호의 세기 정보를 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하며,
상기 복수의 AP 중 상호 신호세기값을 측정할 수 있는 제 1 AP를 이용하여 상기 제 1 단말 또는 상기 위치측위서버는 상기 제 1 단말의 위치 또는 상기 제 2 단말의 위치 추정과 관련된 제 1 이벤트가 발생된 것을 판별한다.
제 1 AP 중 2개의 AP에서 신호세기 변화가 발생된 경우, 상기 제 1 단말 또는 상기 위치측위서버는, 상기 2개의 AP 주변의 적어도 하나인 제 2 AP의 신호세기의 변화가 동일하게 발생되었는지 여부를 판단한다.
상기 2개의 AP에서의 신호세기 변화와 상기 제 2 AP의 신호세기 변화가 동일한 경우, 상기 제 1 단말 또는 상기 위치측위서버는, 상기 제 1 이벤트 중 외부 환경과 관련된 이벤트가 발생된 것으로 판별한다.
상기 2개의 AP에서의 신호세기 변화와 상기 제 2 AP의 신호세기 변화가 동일하지 않은 경우, 상기 제 1 단말 또는 상기 위치측위서버는, 상기 제 1 AP 중 상기 2개의 AP 이외의 제 3 AP의 신호세기의 변화가 동일하게 발생되었는지 여부를 판단한다.
이와 관련된 선행기술3로써, 특허 등록번호 10-1780592에서는 "단말의 위치를 추정하는 방법 및 장치"가 등록되어 있다.
위치측위서버; 상기 위치측위서버와 통신하는 복수의 AP(Access Point); 및 상기 복수의 AP와 근거리 통신하는 복수의 단말;을 포함하는 위치추정시스템에 있어서,
상기 위치측위서버는, 상기 복수의 AP 중 미리 설정된 기간 동안 이동이 없는 적어도 하나인 제 1 AP를 결정하고,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 수신 또는 송수신하는 제 1 단말인 경우,
상기 제 1 단말은 상기 복수의 AP와 커넥팅(connecting) 되지 않은 상태에서, 상기 제 1 AP 로부터 수신된 신호의 세기를 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하고,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 송신만 하는 제 2 단말인 경우,
상기 복수의 AP는 상기 제 2 단말과 커넥팅 되지 않은 상태에서, 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기 정보를 상기 위치측위서버로 전송하고,
상기 위치측위서버는 상기 제 1 AP를 통해 전달받은 상기 신호의 세기 정보를 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하며,
상기 제 1 단말은 상기 제 1 AP의 위치 정보를 추가적으로 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하고,
상기 위치측위서버는 상기 제 1 AP의 위치 정보를 추가적으로 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하며,
상기 위치측위서버는, 상기 복수의 AP 중 상기 제 1 AP의 위치를 기준으로 상기 제 1 AP에 인접한 제 2 AP의 위치를 결정하고,
상기 제 1 단말은 상기 제 2 AP의 위치 정보를 추가적으로 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하고,
상기 위치측위서버는 상기 제 2 AP의 위치 정보를 추가적으로 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하고,
상기 제 1 단말 또는 위치측위서버는 통신하는 상기 제 1 AP 중 기 설정된 신호세기값 이상의 제 3 AP를 결정하고,
상기 제 1 단말은 상기 제 3 AP 로부터 수신된 신호의 세기를 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하며,
상기 위치측위서버는 상기 제 3 AP를 통해 전달받은 상기 신호의 세기 정보를 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하고,
상기 단말 또는 위치측위서버는, 상기 단말 또는 위치측위서버와 상기 제 1 AP 간의 이격거리를 추가적으로 이용하여 상기 제 3 AP를 결정하는 것을 특징으로 한다.
학교/교실은 외부로부터 유입되는 학교/교실 밖 창문/교실 문을 통해 미세먼지/초미세 먼지가 유입된다. 중고생, 대학생은 흡연으로 오염 물질이 방출되므로 공기질을 측정하여 학교 교실의 실내 공기를 청정하게 유지해야 한다.
특히 어린이집, 유치원, 초중고 대학의 학교는 미세먼지 농도(PM 10, PM 2.5), 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 1000~1500 ppm, 라돈 등)을 측정하여 학교/교실과 건물의 실내 공간의 실내의 공기를 청정하게 되도록 유지해야 한다.
특히 청결 유지가 필요한 급식 시설, 다수의 인원이 주로 상주하는 공간 학교/교실 등이 실내 공간, 체육 시설(체육관)은 학교 교실과 건물 등의 실내 공간에서 영역별 인원수(1교실에 재실자가 몇 명인지?)와 영역별 혼잡도(밀집도)를 제공하고 온습도 히트맵을 제공하지 않았다.
이러한 단말의 위치 측위 정보에 기초하여, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너를 설치하고 위치 측위 서버와 연동되어 웹기반의 WoT(Web of things) 서비스를 제공하며, 위치 측위 서버에 의해 영역별 인원수와 영역별 혼잡도(밀집도)를 제공하고, 서버 데이터베이스의 빅 데이터 분석을 통해 사용자 단말로 미세 먼지 농도와 공기질, 온도, 습도 정보의 제공이 필요하다.
그러나, 기존의 단말의 위치를 추정하는 시스템은 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 웹기반의 WoT(Web of things) 서비스를 제공하는 IoT 디바이스를 제공하지 않았으며, Tx, Rx 안테나들이 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)가 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 공기질, 미세먼지 농도, 온습도, 소음을 측정하고, 영역별 단말의 위치를 측정하여 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 제공하지 않았다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 학교/교실, 건물 등의 실내공간에서 영역별 여러 지역에 설치된 AP(Access Point) 기능을 갖는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위 정보에 기초하여 학교 교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 인원수, 영역별 혼잡도(congestion), 스마트 스캐너와 센서를 사용한 미세먼지 농도와 공기질, 
, 온습도, 소음 등의 환경정보, 교실별 출석 현황의 통계 정보를 제공하며, 해당 기준치를 초과하면 공기청정기를 구비하는 공조 설비와 환기 설비를 가동하여 공기를 청정하게 제어하는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법을 제공한다.
학교/교실, 건물내에서 교실별 영역별 센서부를 구비하는 확장팩에 탑재된 스마트 스캐너들이 설치되고, 안테나들이 구비된 스마트 스캐너(Smart Scanner, IoT 디바이스)는 본체가 센서부와 PoE(Power of Ethernet) 모듈을 구비하는 확장팩에 착탈식으로 장착된다.
AP 기능을 갖는 스마트 스캐너의 확쟁팩의 센서부는 필요시 선택적으로 구비되는 공기질 센서, 미세먼지 센서, 온도 센서, 습도 센서 등이 설치되며, 대기오염 물질의 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온습도를 포함하는 환경 정보를 측정한다. 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 스마트 스캐너의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말(스마트폰)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기를 스마트 스캐너에 의해 스캐닝/탐지하여 단말(스마트폰)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기, 센서들의 센싱 데이터 인 환경 정보(공기질, 미세먼지 농도, 온습도 등)를 서버로 전송하며, 서버의 위치 측위 서버가 단말의 신호의 세기에 따라 단말의 위치를 측위하고, 빅 데이터 분석에 따라 단말의 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 이동 패턴을 분석하여 영역별 단말의 위치와 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도(congestion)와 공기질, 미세먼지 농도, 온습도를 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 제공한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템은, 확장팩의 센서부에 하나 이상의 센서들을 구비하며, 학교/교실, 건물의 실내 공간에서 영역별 설치된 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너; 상기 하나 이상의 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너로부터 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 신호의 세기와 MAC address, 센서들의 센싱 데이터를 수집하여 데이터베이스에 저장하며, 위치 측위 서버가 단말의 신호의 세기에 따라 단말의 위치를 측위하고, 빅 데이터 분석에 의해 학교/교실, 건물의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 환경 정보와 통계 정보를 제공하는 서버; 및 상기 서버와 유무선 통신망을 통해 연결되는 사용자 단말을 포함하고,
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법은 (a) 학교/교실, 건물의 실내 공간에서 영역별 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너가 설치되며, 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 신호의 세기를 해당 지역의 스마트 스캐너가 스캐닝/탐지하여 하나 이상의 단말의 신호의 세기, MAC 주소, 센서들의 센싱 데이터를 서버로 전송하여 저장하는 단계; 및 (b) 상기 서버의 위치 측위 서버는 단말의 신호의 세기에 따라 다수의 AP 커버리지 영역별 복수의 단말의 위치 측위 정보에 기초하여 서버가 빅 데이터를 분석하여 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함하고,
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
본 발명의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템은 학교/교실과 건물 등의 실내 공간에서 영역별 여러 지역에 설치된 AP(Access Point) 기능을 갖는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 인원수, 영역별 혼잡도(congestion), 스마트 스캐너와 센서를 사용한 미세먼지 농도와 공기질, 
, 온습도, 소음 등의 환경정보, 각 실별 출석 현황의 통계 정보를 제공하며, 해당 기준치를 초과하면 공기청정기를 구비하는 공조 설비와 환기 설비를 가동하여 공기를 청정하게 제어하는, 해당 센싱된 데이터가 기준치를 초과하면 공기청정기를 구비하는 공조 설비와 환기 설비를 가동하여 공기를 청정하게 제어하게 되었다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 AP 모듈과 센서가 구비된 스마트 스캐너들이 설치되고, 안테나들과 무선통신부 및 센서들이 구비된 스마트 스캐너(Smart Scanner, IoT 디바이스)는 본체가 센서부와 PoE(Power of Ethernet) 모듈을 구비하는 확장팩에 착탈식으로 장착된다.
스마트 스캐너는 사물인터넷, 센서, 통신 기술이 융합된 AP(Access Point) 기능을 갖는 IoT 디바이스로써, 서버의 위치 측위 서버와 연동되며, 서버는 스마트폰 단말의 신호의 세기에 따라 위치 측위 정보에 기초하여 환경 센서로 측정된 환경 정보를 서버로 수집하고, 서버는 빅 데이터 분석을 통해 영역별 인원수와 영역별 혼잡도(congestion), 유동 인구, 환경 센서에 의해 측정된 환경 정보와 통계 정보를 제공한다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 스마트 스캐너의 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말(스마트폰)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기를 스마트 스캐너에 의해 스캐닝/탐지하여 사람이 소지한 단말(스마트폰)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기, 센서들의 센싱 데이터(미세먼지 농도, 공기질, 온습도 등)를 서버로 전송하며, 서버의 위치 측위 서버가 스마트폰 단말의 신호의 세기에 따라 단말의 위치를 측위하고, 단말의 측위 정보에 기초하여 빅 데이터를 분석하여 예를들면, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수, 단말의 이동 정보에 따른 유동 인구 분석, 영역별 혼잡도(congestion), 영역별 공기질, 미세먼지 농도, 온습도를 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 제공한다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 인원수와 혼잡도, 영역별 유동인구, 환경 센서의 환경 정보(미세먼지 농도/초미세먼지 농도, 공기질, 온도, 습도, 소음)를 전용 App이 설치된 사용자 단말로 제공한다.
실시예에서는 특정 장소는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간을 예를 들어 설명하였으나, 학교/교실에 한정하지 않고 건물/빌딩, 공장/건물, 공사 현장 등의 다양한 장소에 응용이 가능하다.
도 1은 LBS 서비스를 제공하는 위치 측위 서버와, IEEE 802.11 WALN의 BSS와 스테이션(STA)의 구성도이다.
도 2a는 액티브 방식과 패시브 방식을 선택적으로 이용하여 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 AP(Access Point)를 통한 위치측위 정확성을 강화하기 위해 AP 상호간 신호세기 모니터링정보를 활용하는 구체적인 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3a는 주식회사 토이스미스(제휴 기업)의 센서들이 장착된 IoT 디바이스로써, 확장팩에 플러그 앤 플레이(Plug & Play) 방식으로 탈부착되는 스마트 스캐너(Smart Scanner)의 본체와 확장팩의 구성도, 도 3b는 센서들과 PoE(Power of Ethernet) 모듈이 탑재된 확장팩과 안테나와 통신부를 구비한 스마트 스캐너의 본체의 사진(실내형)이다.
도 4는 본 발명에 따른 학교/교실, 건물 등의 실내공간에서 영역별 설치된 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 단말의 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위와 영역별 혼잡도와 공기질과 미세먼지 농도와 환경정보 측정 시스템 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 영역별 인원수와 영역별 혼잡도, 환경 정보를 제공하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교/교실, 건물내에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법을 나타낸 플로차트이다.
도 6은 해외 주요 국가와 서울의 미세먼지 농도를 비교한 도표이다.
도 7은 Wi-Fi망에서 단말의 Wi-Fi 신호의 세기를 해당 지역의 스마트 스캐너가 측정하여 이를 서버의 위치 측위 서버로 전송하며, Active와 Passive 위치 측위를 모두 지원하는 개념도이다.
도 8은 타사 제품과 비교하여 본 제품의 Wi-Fi 위치 측위 기술의 특징을 보인 도표이다.
도 9는 사용자의 스마트 디바이스(스마트폰, 태블릿PC)의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 위치 -> AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너 -> 서버(위치 측위 서버: 스마트 기기의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 위치 측위, 빅데이터 분석, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 인원수와 혼잡도, 영역별 유동인구, 환경 센서의 정보) -> 사용자 단말 출력/모니터링 개념도이다.
도 10은 학교/교실에서 단말의 신호 세기에 따른 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실에서 영역별 인원수와 영역별 혼잡도, 영역별 유동 인구 분석 구축 사례를 보인 도면이다.
도 2a는 액티브 방식과 패시브 방식을 선택적으로 이용하여 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 AP(Access Point)를 통한 위치측위 정확성을 강화하기 위해 AP 상호간 신호세기 모니터링정보를 활용하는 구체적인 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3a는 주식회사 토이스미스(제휴 기업)의 센서들이 장착된 IoT 디바이스로써, 확장팩에 플러그 앤 플레이(Plug & Play) 방식으로 탈부착되는 스마트 스캐너(Smart Scanner)의 본체와 확장팩의 구성도, 도 3b는 센서들과 PoE(Power of Ethernet) 모듈이 탑재된 확장팩과 안테나와 통신부를 구비한 스마트 스캐너의 본체의 사진(실내형)이다.
도 4는 본 발명에 따른 학교/교실, 건물 등의 실내공간에서 영역별 설치된 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 단말의 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위와 영역별 혼잡도와 공기질과 미세먼지 농도와 환경정보 측정 시스템 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 영역별 인원수와 영역별 혼잡도, 환경 정보를 제공하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교/교실, 건물내에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법을 나타낸 플로차트이다.
도 6은 해외 주요 국가와 서울의 미세먼지 농도를 비교한 도표이다.
도 7은 Wi-Fi망에서 단말의 Wi-Fi 신호의 세기를 해당 지역의 스마트 스캐너가 측정하여 이를 서버의 위치 측위 서버로 전송하며, Active와 Passive 위치 측위를 모두 지원하는 개념도이다.
도 8은 타사 제품과 비교하여 본 제품의 Wi-Fi 위치 측위 기술의 특징을 보인 도표이다.
도 9는 사용자의 스마트 디바이스(스마트폰, 태블릿PC)의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 위치 -> AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너 -> 서버(위치 측위 서버: 스마트 기기의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 위치 측위, 빅데이터 분석, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 인원수와 혼잡도, 영역별 유동인구, 환경 센서의 정보) -> 사용자 단말 출력/모니터링 개념도이다.
도 10은 학교/교실에서 단말의 신호 세기에 따른 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실에서 영역별 인원수와 영역별 혼잡도, 영역별 유동 인구 분석 구축 사례를 보인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다. 본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면 번호는 동일한 구성을 표기할 때에 다른 도면에서 동일한 도면번호를 부여한다.
스마트 스캐너는 사물인터넷, 센서, 통신, 빅 데이터 분석 기술이 융합된 AP(Access Point) 모듈을 갖는 IoT 디바이스로써 스마트 시티 솔류션으로 사용되며, 서버의 위치 측위 서버와 연동되고, 서버는 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 위치 측위 정보에 기초하여 스마트폰 단말을 소지한 사람의 위치와 이동정보를 측정하고 센서들에 의해 측정된 센싱된 데이터를 서버로 수집하며, 서버는 빅 데이터를 분석하여, 실시예에서는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도(congestion), 영역별 유동 인구, 스마트 스캐너의 확장팩에 장착된 센서들에 의해 측정된 영역별 환경 정보(미세먼지/초미세먼지 농도, 온도, 습도, 
, 소음)를 제공한다.
서버는 GIS 서버와 연동되는 위치 측위 서버를 구비하며, 유무선 통신망을 통해 영역별 설치된 다수의 스마트 스캐너와 연동되며, 환경 정보(미세먼지/초미세먼지, 공기질, 온도, 습도, 
, 소음)를 수집하고 빅 데이터를 분석하여 학교/교실에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 영역별 유동인구, 학교/교실, 건물내 사람들의 유동인구와 동선 분석, 영역별 환경정보를 제공하며, 환경 정보에 따라 공기청정기 또는 공기조화기(공조 설비, 환기 설비)의 공조 설비와 환기 설비를 구동할 수 있다.
영역은 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너의 AP area 또는 WLAN AP(Access Point)의 단말들의 커버리지 영역이다.
실시예에서는 특정 장소는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간을 예를 들어 설명하였으나, 학교/교실, 건물에 한정하지 않고 건물/빌딩, 공장/건물, 공사 현장 등의 다양한 장소에 응용이 가능하다.
(실시예)
본 발명은 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 AP 모듈을 갖는 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용하여 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 구비된 환경 센서의 미세먼지 농도, 공기질, 
, 온습도, 소음을 포함하는 환경정보를 서버로 전송하여 사용자 단말로 제공한다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서, 영역별 센서부를 구비하는 확장팩에 탑재된 스마트 스캐너들이 설치되고, 안테나들이 구비된 스마트 스캐너(Smart Scanner, IoT 디바이스)는 본체가 센서부와 PoE(Power of Ethernet) 모듈을 구비하는 확장팩에 착탈식으로 장착된다. 확장팩은 센서부와 PoE(Power of Ethernet) 모듈을 구비한다.
스마트 스캐너의 확쟁팩의 센서부는 여러가지 센서들이 선택적으로 구비되며, 선택적으로 구비되는 공기질 센서, 미세먼지 센서, 온도 센서, 습도 센서 등이 설치되며, 대기오염 물질의 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도를 측정하며, 서버는 온습도 히트맵(heat map)을 제공한다.
두 개의 안테나와 통신부가 구비된 스마트 스캐너의 본체는 센서들과 PoE 모듈이 구비된 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다. 확장팩은 스마트 스캐너에 기능을 추가하기 위해 센서들과 PoE 모듈이 구비된다.
스마트 스캐너는 본체와 확장팩이 하나의 일체형 IoT 디바이스 제품으로 구현될 수 있다.
스마트 스캐너는 확장팩에 구비되는 환경 센서는 공기질 센서, 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서, 온도 센서, 습도 센서, 소음 측정 센서, 가스 센서를 선택적으로 탈착식으로 사용될 수 있다.
공기질 센서는 스마트 스캐너의 확장팩에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 센서 등이 구비될 수 있다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서, 영역별 설치된 스마트 스캐너의 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 복수의 단말(스마트폰)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기를 스마트 스캐너에 의해 스캐닝/탐지하여 단말(스마트폰)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기, 센서들의 센싱 데이터(미세먼지 농도, 공기질, 
, 온습도, 소음 등)를 서버로 전송하며, 서버의 위치 측위 서버는 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 영역별 단말의 위치를 측위하고, 단말의 위치 측위 정보에 기초하여 빅 데이터를 분석하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도(congestion), 영역별 사람이 소지한 단말의 이동 정보, 영역별 미세먼지 농도, 공기질, 
, 온습도, 소음을 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 제공한다.
AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너(IoT 디바이스)는 영역별 AP 설치 지역내 모바일 단말(스마트폰)의 무선 신호와 센서들의 데이터를 수집하여 분석하는 솔류션을 제공하며, 데이터 마이닝과 빅 데이터 분석을 통해 위치 측위 서버에 의해 영역별 단말들의 인원수와 체류시간(residence time), 영역별 혼잡도(congestion), 영역별 유동 인구(floating population), 미세먼지 농도, 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
/VOC, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 온습도, 소음 등을 포함하는 센서 데이터를 유무선 통신을 통해 서버로 전송하여 저장하며, 이를 서버에 접속된 사용자 단말(PC, KIOSK 단말기, LCD 디스플레이 장치, 스마트폰/태블릿 PC)로 제공한다.
사용자 단말은 PC, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 구비된 LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말, 및 교사와 학생이 소지하는 단말(스마트폰, 태블릿 PC)을 사용한다.
LBS 위치 정보는 영역(스마트 스캐너의 AP area)별 단말의 세기에 따라 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도(밀집도), 영역별 이동 정보를 제공한다.
환경 정보는 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온습도를 포함한다.
통계 정보는 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 서버의 빅데이터 분석에 따라 시간대별/일별/주별/월별, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말들의 위치와 인원수와 영역별 혼잡도, 시간대별/일별/주별/월별 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온습도의 환경 정보와 그 통계 정보를 포함한다.
서버는 웹서버, 위치 측위 서버, 데이터 수집부, 데이터베이스, 빅데이터 분석부, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 혼잡도를 제공하는 혼잡도 제공부, 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥)와 온습도, 소음을 제공하는 학교/교실 환경 정보 제공부, 및 통계 정보 제공부를 포함한다.
위치 측위 서버는 GIS 서버와 연동되며, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 신호의 세기에 기초하여 위치 측위 서버가 단말의 신호의 세기에 기초하여 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도(congestion, 밀집도), 영역별 이동정보를 추출할 수 있다.
도 3a는 주식회사 토이스미스(제휴 기업)의 센서들이 장착된 IoT 디바이스로써, 확장팩에 플러그 앤 플레이(Plug & Play) 방식으로 탈부착되는 스마트 스캐너(Smart Scanner)의 본체와 확장팩의 구성도이다.
도 3b는 센서들과 PoE(Power of Ethernet) 모듈이 탑재된 확장팩과 안테나와 통신부를 구비한 스마트 스캐너의 본체의 사진(실내형)이다.
스마트 스캐너는 AP(Access Point) 모듈을 갖는 IoT 디바이스로써,
적어도 둘 이상의 Wi-Fi 통신부와 블루투스 통신부를 구비하는 무선 통신부(110), 멀티미디어 모듈(102)이 구비된 메인 콘트롤러로 사용되는 제어부(101), 확장팩(200)의 센서부(210)와 연결되는 GPIO(UART 모듈, 
모듈), 확장팩(200)의 PoE 모듈(220)과 유선으로 연결되는 유선 통신부(130), 상기 제어부(101)에 연결되고 시리얼 포트를 통해 소프트웨어를 인스톨하기 위해 사용되는 사용자 입출력부(140), USB 모듈(141)을 구비하며,
예를 들면, 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 Wi-Fi 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말(스마트폰, 태블릿 PC)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기를 스마트 스캐너에 의해 스캐닝/측정하여 이를 센서의 센싱 데이터와 함께 서버로 전송하며, 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 공기질 데이터(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산 가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥)와 온습도, 소음을 서버로 전송하는 스마트 스캐너의 본체(100); 및
상기 스마트 스캐너의 본체(100)에 플러그 앤 플레이(Plug & Play) 방식으로 탈부착되며, 공기질 센서(213), 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서(214), 온도 센서/습도 센서(212) 등의 센서들이 센서 허브(211)로 연결되는 센서부(210)와, 전원 공급 모듈(221)과 유선 통신 모듈(223)로 구성된 PoE 모듈(220)을 구비하는 확장팩(200)을 포함한다.
이론적으로 스마트 스캐너는 최대 127개의 센서 또는 액츄에이터를 동시에 체결을 지원한다.
스마트 스캐너의 무선 통신부(110)는 2대의 Wi-Fi 통신부, 블루투스 통신부 이외에 추가적으로 안테나와 LTE 4G/5G 모뎀이 구비된 이동통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 센서들은 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서, 공기질 센서, 온도 센서, 습도 센서, 가스 센서를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 공기질 센서는 스마트 스캐너이 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화질소, 암모니아, 라돈, 포름알데히드, 아황산가스와 같은 대기오염물질을 측정하는 센서를 선택적으로 사용하거나 또는 미세먼지 센서/초미세먼지 센서, 온도 센서, 습도 센서를 선택적으로 사용하며,
상기 센서들의 센싱 데이터는 선택적으로 구비된 환경 센서에 따라 미세먼지 농도(㎍/㎥), 공기질, 
, 온도, 습도, 소음을 포함한다.
실시예에서는, 공기질 센서는 
센서, 라돈 센서, 포름알데히드 센서 등의 공기질을 측정하는 하나 이상의 센서들을 사용하였으며, 이에 한정하지 않고 여러 종류의 대기오염물질 측정 센서를 사용할 수 있다.
사용자 단말은 유무선 통신망을 통해 서버에 연결되며, 사용자 단말은 관제 PC, 영역별 구비된 LCD 디스플레이 장치, 관광지에 구비된 KIOSK 단말, 및 교사와 학생이 소지하는 단말(스마트폰, 태블릿 PC)을 사용한다.
사용자 단말은 위치 측위 서버와 연동되는 서버에 접속하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 영역별 이동 정보가 표시되며,
공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온습도 데이터가 포함된 환경 정보, 통계 정보가 표시되고,
대기오염물질의 공기질과 미세먼지 농도의 환경 기준에 따라 아주 좋음, 좋음, 보통, 나쁨, 아주 나쁨이 표시되며,
대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 측정 기체별 환경 기준치를 초과하면, PC/스마트폰(Web/App)으로 측정 기체별로 문자와 수치가 표시된다.
도 4는 본 발명에 따른 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별로 설치된 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 단말의 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위와 영역별 혼잡도와 공기질과 미세먼지 농도와 환경정보 측정 시스템 구성도이다.
AP 모듈을 구비하는 스마트 스캐너는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 Wi-Fi 신호의 세기를 스캐닝/탐지하여 이를 MAC 주소, 센서들의 센싱 데이터와 함께 상기 서버로 전송한다.
상기 스마트 스캐너는
안테나들과 무선통신부(110), 멀티미디어 모듈(102)이 내재되고 콘트롤러로 사용되는 제어부(101), 메모리(103), 확장팩(200)의 센서부(210)와 연결되고 UART 모듈과 
모듈을 구비하는 GPIO(120), 유선통신부(130), 상기 제어부(101)에 연결되고 시리얼 포트를 통해 소프트웨어를 인스톨하기 위해 사용되는 사용자 입출력부(140), USB 인터페이스부(141), 전원 공급부(170)가 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체(100); 및
센서 허브(211)를 구비하고, 선택적으로 구비되는 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서, 공기질 센서, 
센서, 온도 센서, 습도 센서, 소음 센서를 장착할 수 있는 선택적으로 센서가 구비되는 센서부(210)와, 전원 공급 모듈(221)과 유선 통신 모듈(223)을 구비하는 PoE 모듈(220)을 구비하는 확장팩(200)을 포함한다.
두 개의 안테나와 무선통신부가 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체(100)는 센서들이 구비된 센서부(210)와 PoE 모듈(230)이 구비된 확장팩(200)에 착탈식으로 장착되거나 이격된다. 확장팩(200)은 스마트 스캐너에 기능을 추가하기 위해 센서부 이외에 추가적으로 PoE(Power of Ethernet) 모듈(230)이 더 구비될 수 있다.
상기 센서들은 스마트 스캐너(100)의 확장팩(200)의 센서부(210)에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서,공기질 센서, 
센서, 온도 센서, 습도 센서, 소음 측정 센서, 화재 감지 센서를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 공기질 센서는 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화질소, 암모니아, 라돈, 포름알데히드, 아황산가스와 같은 대기오염물질을 측정하는 센서를 선택적으로 사용한다.
상기 센서들의 센싱 데이터는 선택적으로 구비되는 센서에 따라 미세먼지 농도(㎍/㎥), 공기질, 
, 온도, 습도, 소음을 포함한다.
본 발명의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교/교실, 건물내에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템은,
확장팩의 센서부에 하나 이상의 센서들을 구비하며, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너를 구비하며, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별로 설치되며, 영역별 AP의 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 Wi-Fi 신호의 세기를 스캐닝/탐지하여 이를 MAC 주소, 센서들의 센싱 데이터와 함께 서버로 전송하는 하나 이상의 스마트 스캐너(본체 + 확장팩);
각 지역의 상기 하나 이상의 스마트 스캐너로부터 상기 하나 이상의 단말의 신호의 세기와 MAC address, 센서들의 센싱 데이터를 수집하여 데이터베이스에 저장하며, 위치 측위 서버가 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 단말의 위치를 측위하고, 빅 데이터 분석에 의해 단말의 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 영역별 이동 정보를 제공하며, 선택적으로 설치된 환경 센서에 따라 미세먼지 농도, 공기질, 
, 온습도, 소음을 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 사용자 단말로 제공하는 서버(300); 및
상기 서버(300)와 유무선 통신망을 통해 연결되는 사용자 단말을 포함하고,
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체; 및 선택적으로 구비되는 소음 측정 센서를 포함하는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체; 및 선택적으로 구비되는 소음 측정 센서를 포함하는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
사용자 단말은 유무선 통신망을 통해 상기 서버와 연결되며, PC, 영역별 구비된 통신부와 제어부를 구비하는 LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말기, 교사와 학생들이 소지하는 단말(스마트폰/태블릿 PC) 포함한다.
스마트 스캐너(100)는 두 개의 안테나들이 구비된 스마트 스캐너(Smart Scanner, IoT 디바이스)의 본체(100)가 선택적으로 구비되는 공기질 센서, 미세먼지 센서, 공기질 센서, 
센서, 온도 센서/습도 센서, 소음 측정 센서를 장착하는 센서부(210)와 PoE 모듈(220)을 구비하는 확장팩(200)에 착탈식으로 장착되며, 확장팩에 선택적으로 구비되는 센서들에 의해 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온습도, 소음을 측정하며, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 AP(Access Point)의 커버리지 영역(WLAN, 100m) 내에 있는 하나 이상의 단말(스마트폰, 태블릿 PC)의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기를 해당 지역의 스마트 스캐너에 의해 스캐닝/탐지하여 단말의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기, 센서들의 센싱 데이터[공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 휘발성 유기화합물(TVOC) 정보, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도/습도 등]를 서버(300)로 전송한다.
서버(300)는 각 지역의 상기 하나 이상의 스마트 스캐너(스마트 스캐너 본체 100 + 확장팩 200)로부터 하나 이상의 단말의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기, 센서들의 센싱 데이터[공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
/VOC, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 휘발성 유기화합물(VOC/TVOC) 정보, 온도, 습도, 소음]를 서버로 수집하여 데이터베이스에 저장하며,
서버 내의 위치 측위 서버가 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 하나의 무선 AP의 최근접 측량 또는 인접한 무선 AP들의 3각 측량에 의해 단말의 위치를 측위하고, 빅 데이터 분석부에 의해 하나 이상의 단말의 측위 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도와 단말의 영역별 이동 정보를 포함하는 LBS 위치 기반 정보를 제공하며,
스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비된 센서에 따라 측정된 미세먼지 농도, 공기질, 
, 온도, 습도, 소음을 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 사용자 단말로 제공한다.
LBS 위치 기반 정보는 단말의 신호의 세기에 따른 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도, 사람이 소지한 단말의 이동 정보, 영역별 이동 정보를 포함한다.
상기 서버의 상기 위치 측위 서버는 GIS 서버와 연동되며, GIS 지도에 특정 장소에서 아이콘으로 표시된 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 표시하고, 상기 GIS 지도에 아이콘으로 표시된 영역별 온습도 정보를 제공하는 온습도 히트맵(heat map)에 표시한다.
상기 환경 정보는 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 의해 측정된 일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스를 측정하는 공기질, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도, 소음을 포함한다.
통계 정보는 스마트 스캐너(100)의 확장팩(200)의 센서부(210)에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 시간대별/일별/주별/월별, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도, 필요시 선택적으로 구비되는 센서에 따라 시간대별/일별/주별/월별 공기질(일산화탄소, 이산화탄소, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 휘발성 유기화합물(TVOC) 정보, 미세먼지 농도, 온도, 습도, 소음의 통계를 포함한다.
서버(300)는 웹서버; GIS 서버(310)에 연동되며, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말들의 Wi-Fi 신호의 세기에 기초하여 위치를 측위하고 LBS 기반 서비스를 제공하는 위치 측위 서버;
공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 휘발성 유기화합물(VOC/TVOC) 정보, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온습도 데이터를 수집하여 데이터베이스에 저장하는 데이터 수집부;
데이터베이스; 머신 러닝과 데이터 마이닝 기술을 사용하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 미세먼지 농도(㎍/㎥), 공기질, 
, 온습도, 소음 데이터를 분석하여 저장하는 빅데이터 분석부; 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도를 제공하는 혼잡도 제공부; 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 이동 정보를 제공하는 학교/교실 환경 정보 제공부;
상기 빅데이터 분석부에 의해 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도, 온도, 습도, 소음 정보를 제공하는 환경 정보 제공부; 및 시간대별/일별/주별/월별, 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도, 영역별 이동정보, 선택적으로 구비되는 센서에 따라 시간대별/일별/주별/월별 미세먼지 농도, 공기질, 
, 온도, 습도, 소음의 통계를 제공하는 통계 정보 제공부를 포함한다.
서버(300)는 유무선 통신망을 통해 사용자 단말(PC/스마트폰)과 연동되며,
상기 사용자 단말은 유무선 통신망을 통해 상기 서버와 연결되며, PC, 영역별 구비된 통신부와 제어부를 구비하는 LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말기, 교사와 학생들이 소지하는 단말(스마트폰/태블릿 PC) 포함한다.
서버(300)는 유무선 통신망을 통해 사용자 단말(PC/스마트폰)과 연동되며,
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서, 영역별 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 환경 기준치를 초과하면, PC/스마트폰(Web/App)으로 알람을 발생하고, 사용자 단말에 스마트 스캐너의 확장팩의 센서들이 측정한 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 환경 정보, 통계 정보를 디스플레이한다.
위치 측위 서버는 영역별 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 하나의 스마트 스캐너의 무선 AP의 경우 최근접 측량하며, 해당 단말에 인접한 무선 AP들의 3각 측량에 의해 해당 단말의 위치를 측위한다.
서버(300)의 위치 측위 서버는 GIS 서버(310)에 연동되어 GIS 지도에 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 표시할 수 있다.
사용자 단말(PC/스마트폰)은 유무선 통신망(LAN. Wi-Fi, LTE 4G/5G, IoT 통신망)을 통해 서버와 연결되며, 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도, 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
/VOC, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 휘발성 유기화합물(VOC/TVOC) 정보, 대기오염 물질의 공기질, 미세먼지 농도의 환경 기준에 따라 아주 좋음, 좋음, 보통, 나쁨, 아주나쁨이 표시되며,
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서, 영역별 대기오염 물질의 농도가 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 측정 기체별로 각 환경 센서의 환경 기준치를 초과하면, PC/스마트폰(Web/App)으로 측정 기체별로 문자와 수치가 표시되며 기준치 초과시에 알람을 발생하고, 상기 사용자 단말에 대기오염 물질의 공기질과 미세먼지 농도, 온습도 정보를 디스플레이한다.
건물내 실내에서는, 측정된 환경 정보에 기초하여 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 기준치를 초과하면, 실내의 공조 설비와 환기 설비를 가동하거나, 또는 실내의 미세먼지 집진필터를 장착한 집진장치와 공기 조화장치가 구비된 공조기 또는 미세먼지 집진필터를 장착한 집진장치가 구비된 공기청정기를 구동하여 실내 공기를 청정하게 유지되게 한다.
* 서버의 빅 데이터 분석
- 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간(residence time), 영역별 혼잡도(congestion)
- 단말의 위치와 이동(BSS1->BSS2->BSS3)에 따른 영역별 이동 정보,
- 센서들에 의해 측정된 환경 정보
(미세먼지 농도, 공기질, 
, 온도, 습도, 소음 등)
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서, 스마트 스캐너의 설치 영역별 복수의 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위 정보에 기초하여 서버는 빅 데이터를 분석하여 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도, 단말의 위치와 이동(BSS1->BSS2->BSS3)에 따른 영역별 유동인구(floating population)를 계산한다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서, 영역별 혼잡도(congestion)는 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 영역별 위치 측위 정보에 기초하여 영역별 단말의 인원수와 위치 분포를 파악하여, Wi-Fi AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너의 설치 지역(area)별 33평당 일정 정원수를 기준으로 영역별 현재 단말의 인원수의 비율로 영역별 혼잡도(congestion)를 계산한다.
예를들면, AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너가 설치된 지역1(Area 1), 지역2(Area 2), 지역3(Area 3)이 존재한다면, 단말을 소지한 사람이 이동하면서 영역별 단말의 인원수가 실시간으로 갱신되며 사람들이 몰리는 밀집도가 높은 지역이 탐지되며, 사람들이 적은 밀집도가 낮은 지역이 탐지된다. 이를 통해 시간대별/일/주/월 영역별 방문객수와 체류시간, 환경정보와 통계정보를 제공한다.
특정 장소의 영역별 장치ID로 식별되는 스마트 스캐너에 의해 탐지된 다수의 단말의 Wi-Fi 신호의 세기의 따라 위치 측위 정보에 기초하여 서버의 빅 데이터 분석을 통해 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도(congestion), 영역별 이동정보를 사용자 단말로 제공하며,
스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비된 센서들에 의해 측정된 공기질과 미세먼지 농도와 온습도, 소음 등의 환경정보를 PC, LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말, 사용자 단말로 제공한다.
도 5는 본 발명에 따른 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 설치된 복수의 스마트 스캐너와 센서를 사용한 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 환경 정보를 제공하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교/교실, 건물내에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법을 나타낸 플로차트이다.
스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법은 (a) 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너가 설치되며, 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 MAC 주소와 Wi-Fi 신호의 세기를 해당 지역의 스마트 스캐너가 스캐닝/탐지하여 하나 이상의 단말의 Wi-Fi 신호의 세기, MAC 주소, 센서들의 센싱 데이터[공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 
, 온도/습도, 소음 등]를 서버로 전송하여 데이터베이스에 저장하는 단계; 및
(b) 상기 서버의 위치 측위 서버는 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 다수의 AP 커버리지 영역별 복수의 단말의 위치 측위 정보에 기초하여 서버가 빅 데이터를 분석하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함하고,
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격된다.
상기 방법은 (c) 상기 서버는 상기 스마트 스캐너의 센서들의 센싱 데이터를 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 상기 사용자 단말로 제공하는 단계를 더 포함한다.
상기 서버의 위치 측위 서버는 GIS 서버와 연동되며, GIS 지도에 아이콘으로 표시된 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 표시하고, GIS 지도에 아이콘으로 표시된 영역별 환경 정보(미세먼지 농도, 공기질, 
, 온도, 습도, 소음)을 환경맵, 영역별 온습도 히트맵에 표시하는 단계를 더 포함한다.
상기 환경 정보는 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비된 센서에 의해 측정된 일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스를 측정하는 공기질, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 
, 온도, 습도, 소음을 포함하며,
상기 통계 정보는 선택적으로 구비된 센서에 따라 시간대별/일별/주별/월별, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 영역별 유동인구, 시간대별/일별/주별/월별 공기질, 미세먼지 농도, 
, 온습도, 소음의 통계를 포함한다.
상기 서버는 영역별 복수의 단말의 위치 측위 정보에 기초하여 빅 데이터를 분석하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도, 단말의 이동 정보(BSS1->BSS2->BSS3)를 포함하는 LBS 위치 기반 정보를 사용자 단말로 제공하며, 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 센서들의 센싱 데이터(미세먼지 농도, 공기질,
, 온습도, 소음 등)를 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 사용자 단말(Web/App)으로 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, (d) 사용자 단말(PC/스마트폰, LCD 디스플레이 장치, KIOSK단말기)은 유무선 통신망을 통해 서버(300)와 연결되며, 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비된 센서에 따라 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 
, 온습도 데이터, 소음 데이터가 표시되고, 대기오염물질의 공기질과 미세먼지 농도의 환경 기준에 따라 아주 좋음, 좋음, 보통, 나쁨, 아주나쁨이 표시되며,
영역별 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도 측정 기체별로 환경 기준치를 초과하면, 사용자 단말(Web/App)으로 측정 기체별로 문자와 수치가 표시되며 알람을 발생하고, 사용자 단말에 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 표시하고, 필요시 구비된 센서에 따라 공기질과 미세먼지 농도, 
, 온도, 습도, 소음이 포함된 환경 정보, 통계 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.
사용자 단말은 유무선 통신망을 통해 상기 서버와 연결되며, PC, 영역별 구비된 통신부와 제어부를 구비하는 LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말기, 스마트기기 단말(스마트폰/태블릿 PC) 포함한다.
특정 장소에서, 영역별 건물내 실내에서는, 측정된 환경 정보가 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세 먼지가 환경 기준치를 초과하면, 관리자는 실내의 공조 설비 또는 환기 설비를 구동하거나 또는 실내의 미세먼지 집진필터를 장착한 집진장치와 환풍팬 공기조화장치가 구비된 공조기 또는 미세먼지 집진필터를 장착한 집진장치가 구비된 공기청정기를 구동하여 실내 공기를 청정하게 유지되게 한다.
상기 스마트 스캐너는
안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체; 및
미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서, 공기질 센서, 온도 센서, 습도 센서, 소음 측정 센서를 필요시 선택적으로 구비하는 센서부와, 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며,
상기 스마트 스캐너(IoT 디바이스)의 본체는 확장팩에 착탈식으로 이격되거나 장착된다.
상기 센서들은 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서, 공기질 센서, 
센서, 온도 센서, 습도 센서, 소음 측정 센서, 화재 감지 센서를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 공기질 센서는 선택적으로 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화질소, 암모니아, 라돈, 포름알데히드, 아황산가스와 같은 대기오염물질 측정 센서 중 적어도 하나 이상의 센서들을 사용한다.
실시예에서는, 상기 공기질 센서는 실내/실외에서는 
센서, 포름알데히드 센서를 사용하였다.
상기 센서들의 센싱 데이터는 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비된 센서에 따라 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도,습도, 소음 데이터를 포함한다.
스마트 스캐너(IoT 디바이스)는 스마트 스캐너의 AP 설치 지역내 모바일 단말(스마트폰)의 무선 신호와 센서들의 데이터를 수집하여 분석하는 솔류션을 제공하며, 서버의 데이터 마이닝과 빅 데이터 분석을 통해 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 정보에 기초하여 위치 측위 서버에 의해 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말들의 인원수와 체류시간(residence time) 및 영역별 혼잡도(congestion), 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도, 온습도, 소음 등을 포함하는 센서 데이터를 유무선 통신을 통해 서버로 전송하며, 이를 사용자 단말로 제공한다.
서버(300)는 웹서버, 위치 측위 서버, 데이터 수집부, 데이터베이스, 빅데이터 분석부, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 체류시간, 영역별 혼잡도를 제공하는 혼잡도 제공부, 공기질(일산화탄소, 이산화탄소/VOC, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도, 온습도, 소음 등의 센서들의 센싱 데이터를 제공하는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 학교/교실 환경 정보 제공부, 및 통계 정보 제공부를 구비한다.
서버(300)는 유무선 통신망을 통해 사용자 단말(PC/스마트폰)과 연동되며,
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 환경 기준치를 초과하면, PC/스마트폰(Web/App)으로 알람을 발생하고, 사용자 단말에 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 센서들이 측정한 환경 정보, 통계 정보를 디스플레이한다.
상기 LBS 위치 기반 정보는 관광지 등의 특정 장소에서 스마트 스캐너의 설치 영역별 복수의 단말의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위 정보에 기초하여 빅 데이터를 분석하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 단말의 위치와 이동 정보(BSS1->BSS2->BSS3)를 포함한다.
상기 환경 정보는 스마트 스캐너의 확장팩에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도, 소음을 포함하며,
상기 통계 정보는 스마트 스캐너의 확장팩의 센서부에 선택적으로 구비되는 센서에 따라 시간대별/일별/주별/월별, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 영역별 이동 정보, 시간대별/일별/주별/월별 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도, 온도, 습도, 소음의 통계 정보를 포함한다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간은 외부로부터 유입되는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간 밖 창문/교실 문을 통해 미세먼지/초미세 먼지가 유입된다. 중고생, 대학생은 흡연으로 오염 물질이 방출되므로 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 1000~1500 ppm, 라돈 등)을 측정하여 학교/교실, 건물의 실내 공기를 청정하게 유지해야 한다.
특히 어린이집, 유치원, 초중고 대학의 학교는 미세먼지 농도(PM 10, PM 2.5)를 측정하여 공기를 청정하게 되도록 유지해야 한다.
특히 청결 유지가 필요한 학교 급식 시설, 학생들이 공부하는 학교/교실, 건물 등의 실내 공간, 체육 시설(체육관)은 서버를 통해 사용자 단말로 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수(1교실에 재실자가 몇 명인지?)와 영역별 혼잡도(밀집도)를 제공하고 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 온습도 히트맵(heat map)을 제공한다.
도 6은 해외 주요 국가와 서울의 미세먼지 농도를 비교한 도표이다.
미세먼지는 지름이 10㎛보다 작고, 25㎛보다 큰 입자를 의미하고 주로 황사 또는 공장, 버스의 매연에 의해 발생하며, 지름이 25㎛ 이하의 입자는 초미세먼지라고 하며, 미세먼지의 크기가 작을수록 폐포를 직접 통과하여 혈액을 통해 전신적으로 순환함으로 미세 먼지에 의해 호흡기 및 심혈관계 질환이 발생될 수 있다.
미세먼지(
) 측정법은 베타선 흡수법(β-ray Absorption Method)을 사용하고, 또는 초미세먼지(
) 측정법은 "중량농도법"을 사용한다.
미세먼지(
) 측정법으로 사용되는 베타선 흡수법(β-ray Absorption Method)은 방사선의 한 종류인 베타선의 물리적 특성을 이용하여 미세먼지를 간접적으로 측정하는 방법이다. 베타선은 방사선의 한 종류이며 어떤 물질을 통과할 때 그 물질의 질량이 클수록 더 많이 흡수되는 성질을 가진다. 이러한 특성을 사용하여 미세먼지를 채취한 테이프 여과지에 베타선을 쪼이고, 감지기에서 줄어든 베타선의 차이를 측정한 후, 측정된 값을 바탕으로 미세먼지 농도를 측정한다.
초미세먼지(
)를 관측 기술은 미세먼지의 질량을 직접적으로 측정하는 중량농도법을 사용한다. 중량농도법은 충돌판에서 일정 크기 이상의 미세먼지를 제거한 후 초미세먼지(
)를 하루 동안 여과지에 채취한 후 직접 질량을 측정하는 방식을 사용한다.
미세먼지 센서는 먼지와 부딪혀 흩어지는 빛의 양을 측정하는 원리를 사용하며, 예를들면 미세먼지 측정부와 발광부(LED)와 수광부(Photo Transistor)를 구비하며, 발광부로부터 빛을 발사하여 수광부의 빛의 세기를 측정하여 빌의 광량을 측정하여 빛이 많이 검출되면 미세먼지 농도가 낮게 된다.
공기질 센서는 공기 오염 측정 센서, 가스 센서 등의 환경 센서를 사용하며, 공기 오염 물질에 포함된 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화질소, 암모니아, 라돈, 포름알데히드, 아황산가스 등의 실내/실외의 공기 오염 물질을 측정한다. 예를들면, 공기 오염 측정 센서는 
를 이용한 가스 센서를 사용하여 포름알데히드 가스를 감지할 수 있다.
실시예에서는, 예를 들면, 공기질 센서는 실내/실외에서는 
센서, 포름알데히드 센서를 사용한다.
사물인터넷(IoT), 센서, 통신 기술이 융합된 IoT 디바이스 인 스마트 스캐너에 의해 탐지된 단말의 신호의 세기에 따른 위치 측위, 공기질 데이터(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), 미세먼지 농도와 온습도, 소음 데이터를 서버로 수집하고, 서버의 단말의 신호의 세기에 따른 위치 측위와 LBS 정보, 빅 데이터 분석을 통해 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 영역별 센서들이 측정한 환경 정보(공기질, 미세먼지 농도, 온습도, 소음 등)와 통계 정보를 사용자 단말로 제공하는 시스템 개념도이다.
서버(300)는 유무선 통신망(LAN, Wi-Fi, LTE 4G/5G, LoRa 또는 NB-IoT 통신망)을 통해 사용자 단말(PC/스마트폰)과 연동되며, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 스마트 스캐너 설치 영역별 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 환경 기준치를 초과하면, PC/스마트폰(Web/App)으로 알람을 발생하고, 사용자 단말로 센서들이 측정한 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 환경 정보, 통계 정보를 제공한다.
사용자 단말은 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 PC, 영역별 구비된 LCD 디스플레이 장치, 영역별 구비된 KIOSK 단말, 교사와 학생들이 소지한 스마트기기 단말(스마트폰/태블릿PC)을 포함한다.
상기 사용자 단말은 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도, 소음 데이터가 포함된 환경 정보, 통계 정보를 표시하며,
대기오염물질의 공기질과 미세먼지 농도의 환경 기준에 따라 아주 좋음, 좋음, 보통, 나쁨, 아주 나쁨이 표시되며,
대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 측정 기체별 환경 기준치를 초과하면, PC/스마트폰(Web/App), KIOSK 단말로 측정 기체별로 문자와 수치가 표시된다.
도 7은 Wi-Fi망에서 단말의 Wi-Fi 신호의 세기를 해당 지역의 스마트 스캐너가 측정하여 이를 서버의 위치 측위 서버로 전송하며, Active와 Passive 위치 측위를 모두 지원하는 개념도이다.
액티브 방식과 패시브 방식을 선택적으로 이용하여 단말의 위치추정시스템은
위치측위서버; 상기 위치측위서버와 통신하는 복수의 AP(Access Point); 및 상기 복수의 AP와 근거리 통신하는 단말을 포함하는 위치추정시스템에 있어서,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 수신 또는 송수신하는 제 1 단말인 경우, 상기 제 1 단말은 상기 복수의 AP와 커넥팅(connecting) 되지 않은 상태에서, 상기 복수의 AP로부터 수신된 신호의 세기를 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하고,
상기 단말이 상기 근거리 통신을 통해 송신만 하는 제 2 단말인 경우,
상기 복수의 AP는 상기 제 2 단말과 커넥팅 되지 않은 상태에서, 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기 정보를 상기 위치측위서버로 전송하고,
상기 위치측위서버는 상기 단말의 신호의 세기 정보를 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하며,
상기 단말이 제 1 단말과 제 2 단말을 포함하는 경우,
상기 복수의 AP로부터 수신된 단말의 신호의 세기를 이용하여 상기 제 1 단말의 위치를 추정하는 방식과 상기 위치측위 서버가 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기 정보를 이용하여 상기 제 2 단말의 위치를 추정하는 방식을 동시에 이용하고,
상기 제 1 단말 및 위치측위서버는 삼변 측량법을 이용하여 상기 제 1 단말 또는 상기 제 2 단말의 위치를 추정하고,
상기 제 1 단말 및 위치측위서버가 이용하는 상기 복수의 AP로부터 수신된 신호의 세기 또는 상기 제 2 단말로부터 수신된 신호의 세기는 3개 이상인 것을 특징으로 한다.
도 8은 타사 제품과 비교하여 본 제품의 Wi-Fi 위치 측위 기술의 특징을 보인 도표이다.
도 9는 사용자의 스마트 디바이스(스마트폰, 태블릿PC)의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 위치 -> AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너 -> 서버(위치 측위 서버: 스마트 기기의 Wi-Fi 신호의 세기에 따라 위치 측위, 빅데이터 분석, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 혼잡도, 영역별 유동인구, 환경 센서의 정보) -> 사용자 단말 출력/모니터링 개념도이다.
도 10은 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 단말의 신호 세기에 따른 위치 측위 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 영역별 유동 인구 분석 구축 사례를 보인 도면이다.
학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서, 유무선 통신망을 통해 영역별 설치된 다수의 스마트 스캐너와 연동되며, 서버는 위치 측위 서버를 구비하며, 영역별 스마트폰 단말의 Wi-Fi 신호의 세기를 스마트 스캐너에 의해 MAC 주소와 단말의 신호의 세기를 스캐닝/탐지하여 MAC 주소와 단말의 Wi-Fi신호의 세기, 공기질과 미세먼지 농도 등의 센싱된 데이터를 서버로 전송하며, 서버의 위치 측위 서버에 의해 단말별 위치 측위를 하고, 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 스마트 스캐너의 AP 커버리지 영역별 빅 데이터를 분석하여 LBS 위치 기반 정보를 제공하며,
스마트 스캐너에 부착된 센서에 의해 측정된 환경 정보(미세먼지/초미세먼지, 공기질(일산화탄소, 이산화탄소 
, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스 등), CO2, 온도, 습도, 소음)를 서버로 수집하고, 서버가 빅 데이터를 분석하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 단말의 인원수와 혼잡도, 영역별 유동인구, 환경 정보와 통계 정보를 사용자 단말(PC, LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말기, 스마트폰/태블릿PC)로 제공하며, 환경정보에 따라 공기청정기의 가동 공기조화기의 공조 설비와 환기 설비를 컨트롤할 수 있게 되었다.
영역별 설치된 스마트 스캐너에 의해 측정된 이동 단말들의 Wi-Fi 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 영역별 위치 측위 정보에 기초하여 관광지의 영역별 이동 경로(BSS1 -> BSS2 -> BSS3)를 탐지하며, 영역별 유동인구를 파악하며, LBS 위치 정보에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 영역별 현재 인원수(재실자의 인원수)와 영역별 혼잡도를 측정하여 서버를 통해 커버리지 통신 영역안에 있는 사용자 단말(스마트폰/태블릿 PC), 학교/교실, 건물의 PC, LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말기로 이를 제공한다.
영역별 혼잡도(congestion)는 스마트폰 단말의 신호의 세기에 따른 위치 측위 서버의 위치 측위 정보에 기초하여 인원수와 위치 분포를 파악하여, Wi-Fi AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너의 설치 지역(area, 영역)별 교실당 정원수 기준별로 교실별 현재 인원수의 비율로 특정 장소의 영역별 혼잡도를 산출할 수 있다.
실시예에서는, 위치 측위 서버가 스마트 스캐너(AP 기능)의 설치 영역별 단말의 신호의 세기에 기초하여 학교/교실, 건물 등의 실내 공간에서 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너의 설치 영역별 단말의 인원수를 계산하며, 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도(congestion, 밀집도), 학교/교실 영역별 유동인구와 재실자 현황을 파악하고 환경 정보(미세먼지 농도/초미세먼지 농도, 공기질, 
, 온도, 습도, 소음)와 통계 정보를 제공하며, 사용자 단말과 유무선 통신을 제공하는 서버에 연동되어 영역별 단말의 인원수와 혼잡도를 GIS 지도에 표시할 수도 있다.
실시예에서는 특정 장소는 학교/교실과 건물을 예를 들어 설명하였으나, 학교/교실에 한정하지 않고 건물/빌딩, 공장/건물, 공사현장 등의 특정 장소에 응용이 가능하다.
본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되고 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조를 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 스토리지, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 저장 매체에 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과, 기계어 코드 뿐만아니라 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로써 작동하도록 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 형태로 기록매체(CD-ROM, RAM, ROM, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등)에 저장될 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기와 같이 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100: 스마트 스캐너 101: 제어부
102: 멀티미디어 모듈 103: 메모리
110: 무선통신부 120: GPIO
130: 유선통신부 140: 사용자 입출력부
141: USB 인터페이스부 170: 전원 공급부
200: 확장팩 210: 센서부
211: 센서 허브 212: 온도 센서/습도 센서
213: 공기질 센서 214: 미세먼지 센서
220: PoE 모듈 221: 전원 공급 모듈
223: 유선 통신 모듈 230: 플러그
102: 멀티미디어 모듈 103: 메모리
110: 무선통신부 120: GPIO
130: 유선통신부 140: 사용자 입출력부
141: USB 인터페이스부 170: 전원 공급부
200: 확장팩 210: 센서부
211: 센서 허브 212: 온도 센서/습도 센서
213: 공기질 센서 214: 미세먼지 센서
220: PoE 모듈 221: 전원 공급 모듈
223: 유선 통신 모듈 230: 플러그
Claims (13)
- 확장팩의 센서부에 하나 이상의 센서들을 구비하며, 학교/교실, 건물의 실내공간에서 영역별 설치된 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너;
상기 하나 이상의 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너로부터 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 신호의 세기와 MAC address, 센서들의 센싱 데이터를 수집하여 데이터베이스에 저장하며, 위치 측위 서버가 단말의 신호의 세기에 따라 단말의 위치를 측위하고, 빅 데이터 분석에 의해 학교/교실, 건물에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 환경 정보와 통계 정보를 제공하는 서버; 및
상기 서버와 유무선 통신망을 통해 연결되는 사용자 단말을 포함하고,
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격되는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트 스캐너는 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 신호의 세기를 스캐닝/탐지하여 이를 MAC 주소, 센서들의 센싱 데이터와 함께 상기 서버로 전송하는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 센서들은 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서, 공기질 센서, 온도 센서, 습도 센서, 소음 측정 센서가 선택적으로 사용되며,
상기 공기질 센서는 선택적으로 대기오염물질을 측정하는 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화 화질소, 암모니아, 라돈, 포름알데히드, 아황산가스 센서를 사용하고,
상기 센서들의 센싱 데이터는 선택적으로 구비된 센서에 따라 공기질, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도, 소음을 포함하는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 서버의 상기 위치 측위 서버는 GIS 서버와 연동되며, GIS 지도에 특정 장소에서 아이콘으로 표시된 영역별 인원수와 영역별 혼잡도를 표시하고, 상기 GIS 지도에 아이콘으로 표시된 학교/교실, 건물에서 영역별 온습도 히트맵에 표시하며,
상기 환경 정보는 선택적으로 구비된 센서에 의해 측정된 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스를 측정하는 공기질, 미세먼지 농도(㎍/㎥), VOC/TVOC, 온도, 습도, 소음을 포함하며,
상기 통계 정보는 선택적으로 구비된 센서에 따라 시간대별/일별/주별/월별, 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 시간대별/일별/주별/월별 공기질, 미세먼지 농도, 온습도, 소음의 통계 정보를 포함하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 사용자 단말은 유무선 통신망을 통해 상기 서버와 연결되며, PC, 영역별 구비된 통신부와 제어부를 구비하는 LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말기, 스마트 단말(스마트폰/태블릿 PC) 포함하는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 사용자 단말은 공기질(일산화탄소, 이산화탄소, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스), 휘발성 유기화합물(VOC/TVOC) 정보, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온습도, 소음 데이터가 표시되고,
대기오염물질의 공기질과 미세먼지 농도의 환경 기준에 따라 아주 좋음, 좋음, 보통, 나쁨, 아주 나쁨이 표시되며,
영역별 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 측정 기체별 환경 기준치를 초과하면, PC/스마트폰(Web/App)으로 측정 기체별로 문자와 수치가 표시되며, 상기 사용자 단말에 학교/교실, 건물의 실내공간에서 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 상기 환경 정보 및 상기 통계 정보를 디스플레이하는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 시스템. - (a) 학교/교실, 건물의 실내공간에서 영역별 AP 모듈을 갖는 스마트 스캐너가 설치되며, 영역별 AP의 커버리지 영역(WLAN) 내에 있는 하나 이상의 단말의 신호의 세기를 해당 지역의 스마트 스캐너가 스캐닝/탐지하여 하나 이상의 단말의 신호의 세기, MAC 주소, 센서들의 센싱 데이터를 서버로 전송하여 저장하는 단계; 및
(b) 상기 서버의 위치 측위 서버는 단말의 신호의 세기에 따라 다수의 AP 커버리지 영역별 복수의 단말의 위치 측위 정보에 기초하여 서버가 빅 데이터를 분석하여 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도를 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함하고,
상기 스마트 스캐너는 안테나들과 무선통신부, 제어부, 메모리, 센서부와 연결되는 GPIO, 유선통신부, 사용자 입출력부, USB 인터페이스부, 전원 공급부가 구비된 스마트 스캐너의 본체; 및 선택적으로 센서가 구비되는 센서부와, 추가적으로 전원 공급 모듈과 유선 통신 모듈을 구비하는 PoE 모듈을 구비하는 확장팩을 포함하며, 상기 스마트 스캐너의 본체는 확장팩에 착탈식으로 장착되거나 이격되는, 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법. - 제8항에 있어서,
(c) 상기 서버는 상기 스마트 스캐너의 센서들의 센싱 데이터를 포함하는 환경 정보와 통계 정보를 상기 사용자 단말로 제공하는 단계를 더 포함하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법. - 제9항에 있어서,
상기 서버의 위치 측위 서버는 GIS 서버와 연동되며, GIS 지도에 특정 장소에서 아이콘으로 표시된 영역별 인원수와 혼잡도를 표시하고, GIS 지도에 아이콘으로 표시된 영역별 환경 정보를 환경맵 또는 영역별 온습도 히트맵에 표시하는 단계를 더 포함하며,
상기 환경 정보는 선택적으로 구비된 센서에 의해 측정된 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스를 측정하는 공기질, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도, 소음을 포함하며,
상기 통계 정보는 선택적으로 구비된 센서에 따라 시간대별/일별/주별/월별, 영역별 단말의 인원수, 영역별 혼잡도, 시간대별/일별/주별/월별 공기질, 미세먼지 농도, 온도, 습도, 소음의 통계를 포함하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법. - 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 센서들은 선택적으로 공기질 센서, 미세먼지 센서 또는 초미세먼지 센서, 온도 센서, 습도 센서, 소음 측정 센서, 가스 센서가 사용되며,
상기 공기질 센서는 선택적으로 대기오염물질을 측정하는 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화질소, 암모니아, 라돈, 포름알데히드, 아황산가스 센서를 사용하며,
상기 센서들의 센싱 데이터는 선택적으로 구비되는 센서에 따라 공기질, 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도, 소음을 포함하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법. - 제8항에 있어서,
상기 사용자 단말은 유무선 통신망을 통해 상기 서버와 연결되며, PC, 영역별 구비된 통신부와 제어부를 구비하는 LCD 디스플레이 장치, KIOSK 단말기, 스마트 단말(스마트폰/태블릿 PC)을 포함하며,
상기 사용자 단말은 선택적으로 구비된 센서에 따라 공기질(일산화탄소, 이산화탄소, 이산화 질소, 암모니아, 라듐, 포름알데히드, 아황산가스), 미세먼지 농도(㎍/㎥), 온도, 습도, 소음 데이터가 표시되고,
대기오염물질의 공기질과 미세먼지 농도의 환경 기준에 따라 아주 좋음, 좋음, 보통, 나쁨, 아주 나쁨이 표시되며,
영역별 대기오염 물질이 측정된 공기질, 미세먼지 농도가 측정 기체별 환경 기준치를 초과하면, 서버를 통해 사용자 단말(Web/App)로 측정 기체별로 문자와 수치가 표시되며, 영역별 단말의 인원수와 영역별 혼잡도, 공기질과 미세먼지 농도, 온습도, 소음이 포함된 환경 정보, 통계 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 스마트 스캐너와 센서를 사용한 학교와 건물에서 영역별 혼잡도와 환경정보 제공 방법.
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