KR19990048117A - 무선신호를 이용한 긴급신호시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선신호를 이용하여 단말기의 위치를 파악하는 시스템에 관한 것으로, 특히 위성을 이용한 GPS시스템과 달리 실내에서도 사용될 수 있고, 셀룰러망의 기지국을 이용한 삼각측량법보다 낮은 가격으로 단말기의 위치를 정확하게 파악할 수 있는 것이다. 본 발명은 고유의 위치신호를 송출하는 전파송신장치와; 위치신호를 수신하고, 고유의 식별신호와 위치신호를 함께 송출하는 무선단말기; 및 식별신호와 위치신호를 수신하여 무선단말기 소지자의 신분과 위치를 파악하는 통제센터로 구성되어 긴급상황이 발생한 무선단말기 소지자가 쉽게 자신의 위치를 신고할 수 있도록 되어 있다.

Description

무선신호를 이용한 긴급신호시스템

본 발명은 긴급신호시스템에 관한 것으로 특히 무선신호를 이용하여 단말기소지자의 위치를 쉽게 파악하고, 긴급상황 발생시, 통제센터로의 신고 및 신고자의 구출업무를 용이하게 하는 데 적당한 무선긴급신호시스템에 관한 것이다..

일반적으로 무선단말기의 위치를 파악하는 방법으로는 GPS(Global Positioning System)위성을 이용하는 것이 있다. 이 방법은 도1에 도시된 것과 같이 지상에서 이동 혹은, 정지 중에 있는 단말기(11)가 GPS 위성으로부터 GPS신호(11')를 수신하면, 단말기의 좌표(x, y, z, time)와 포함된 반송파(10')를 지상에 위치한 통제센터(12)에 송신하여 단말기가 수신된 곳의 위치를 통제센터가 파악하도록 되어 있다.

또 다른 위치파악 방법으로는 무선전화 등에서 사용되고 있는 셀룰러(Cellular)망을 이용하는 것이 있다. 이 방법은 도2에 나타낸 것과 같이 신호가 송출되는 세 개의 기지국(20,21,22)을 기준으로 하여 단말기(23)에서 송신되는 신호(23')가 수신되는 기지국으로부터의 거리(s)를 계산하여 단말기의 위치가 파악되는 것이다.

그런데, GPS가 상용화되기에는 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저, 위성에게 신호를 수신하는 단말기의 안테나가 항상 위성에 노출되어야 한다는 것이다. 즉, 단말기가 실내에 들어가면, 위치파악이 불가능해진다. 또, 단말기의 가격이 고가여서 일반화되기에는 아직 힘들다. 일반적인 GPS 칩셋(Chipset)은 안테나, 통신모듈(GPS RF단, DSP, CPU)등으로 구성되어 최소 10만원 이상의 가격대를 형성하므로, 꽤 비싼 편이다.

그리고, 셀룰러망의 기지국을 이용하는 방법도 문제가 있다. 실내에 있는 단말기는 전파가 벽에 여러번 반사되어 위치정밀도가 크게 떨어지는 멀티패스(Multipath) 문제가 발생하여 정확도가 떨어져 단말기의 위치를 파악하는데 어렵다. 뿐만 아니라 단말기의 위치를 정확하게 파악하기 위해서는 기지국이 많을수록 좋은데, 기지국장비에 들어가는 비용은 개당 약 50,000$ 이상 되므로, 상당히 개설단가가 높아 일반화되기에는 투자리스크(Risk)가 높다.

따라서, 실내에서도 단말기의 위치파악이 용이하면서도 비용이 높지 않는 위치파악방법과 그 설비가 필요한 것이다.

본 발명은 무선단말기의 위치파악을 위한 것으로, 특히 GPS시스템이나, 셀룰러망보다 가격이 싸면서도 긴급상황이 발생된 무선단말기소지자의 위치를 쉽게 파악하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 위성을 이용하여 단말기의 위치를 파악하는 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 2는 셀룰러 망에서 3개의 기지국을 기준으로 하여 단말기의 위치를 파악하는 삼각측량법을 나타낸 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 무선긴급신호시스템을 나타낸 개략도이다.

도 4는 상기 도 3에 나타낸 본 발명의 동작을 설명한 개략도이다.

도 5는 본 발명의 무선긴급신호시스템을 학교폭력방지용으로 응용한 예를 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명의 무선긴급신호시스템을 방문자감시용으로 응용한 예를 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸 개략도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : GPS 위성 10' : 반송파 11 : 단말기

11' : GPS신호 12 : 통제센터 20 : 제1기지국

21 : 제2기지국 22 : 제3기지국 23 : 단말기

23' : 단말기에서 송신되는 신호 s : 기지국과 단말기 사이의 거리

100 : 전파송신장치 100' : 제1전파 110 : 무선단말기

110' : 제2전파 111 : 스위치 112 : 안테나

120 : 통제센터 121 : 신호수신부 200 : 셀

300 : 무선단말기 300' : 식별신호가 포함된 전파

301 : 스위치 302 : 송출안테나 310 : 전파수신장치

320 : 유선통신망 330 : 유선통신망에 연결된 통제센터

본 발명은 전파송신장치가 소정의 위치신호가 포함된 제1전파를 항상 송신하고, 단말기가 제1전파를 수신하여 고유의 단말기 식별신호와 위치신호가 포함된 제2전파를 필요에 따라 송출함으로써, 통제센터가 단말기소지자의 신분과 위치를 쉽게 알 수 있는 특징이 있다. 제2전파의 송출은 단말기 조작에 의해서 이루어질 수도 있고, 통제센터의 송출요구신호에 의해 이루어질 수도 있다. 즉, 본 발명은 위치신호를 송출하는 전파송신장치와 고유의 식별신호가 내장된 단말기 및 위치신호와 식별신호를 감지하여 단말기의 위치와 단말기 소지자의 신분을 파악하는 통제센터로 구성되어 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면과 함께 설명하도록 한다.

(실시예1)

본 발명의 실시예1은 도3과 도4에 나타낸 것과 같이 구성되어 있다. 먼저 소정의 지역이 일정한 구획을 가진 여러 개의 셀(cell)로 구분지워진다. 이 셀은 각각 고유의 위치를 가지고 있다. 그리고, 각 셀에는 그 고유의 위치를 전파로 바꾸어 송출하는 전파송신장치가 설치되어 있다. 전파송신장치(100)는 그 셀 고유의 위치가 포함된 제1전파(100')를 송출하는 송신수단으로 구성되어 있고, 무선단말기(110)는 고유의 식별신호를 내장하고 있고, 제1전파(100')를 수신하여 식별신호와 위치가 포함된 제2전파(110')를 송출하는 송수신 안테나(112)구성되어 있으며, 통제센터(120)는 제2전파를 수신하는 신호수신부(121)와 이 제2전파를 분석하여 위치신호로써 제2전파를 송출한 무선단말기의 위치를 파악하고, 식별신호로써 무선단말기 소지자의 신분을 파악하는 분석부(도면미도시)를 포함하여 구성되어 있다.

이 때, 무선단말기에는 제2전파의 송출을 제어하도록 스위치(111) 같은 신호제어부가 있다. 따라서, 무선단말기 소지자는 필요시, 신호제어부를 이용하여 제2전파를 통제센터에 보낼 수 있다.

또는, 통제센터에 위치확인요구신호를 송출하는 송출부가 추가로 구성되고, 통제센터가 필요에 따라 위치확인요구신호를 단말기로 송출하도록 구성될 수도 있다. 이 때에는, 무선단말기의 송수신 안테나가 위치확인요구신호를 수신하고, 위치확인요구신호가 수신되었을 때에 제2전파를 자동으로 송출하거나, 신호제어수단에 의해 제2전파를 송출하도록 구성된다.

전파송신장치는 화재감지기(화재센서)와 같이 실내의 천정에 설치될 수 있고, 전주 또는, 가로등에 설치하는 방법으로 야외에 설치될 수도 있다. 이 전파송신장치는 AM, FM 또는, PCM과 Spread Spectrum Modulation과 같은 변조방식을 이용하여 식별ID가 포함된 제1전파를 송출한다. 특히 Spread Spectrum Modulation 방식을 이용하면, 전력소모도 적고, 방해전파의 간섭에 대한 영향도 줄어든다.

전파송신장치가 송출하는 제1전파의 강도는 할당된 셀(cell) 내에서만 수신할 수 있는 세기를 갖는다. 예를 들어 어떤 방에 전파송신장치가 설치되었을 경우, 그 전파송신장치에서 송출되는 제1전파는 그 방을 벗어난 곳에서는 수신될 수 없도록 하는 것이다. 즉, 제1전파는 벽을 투과할 정도의 세기는 되지 않는다. 특히, Spread Spectrum Modulation 방식을 이용한 경우에는, 제1전파가 방 밖으로 누출되더라도 문제가 되지 않는다. 제1전파에는 지역의 위치를 나타내는 위치신호가 포함되어 있다. 그러므로, 전파송신장치는 각각 고유의 위치신호를 송출한다.

그리고, 무선단말기는 전파송신장치에서 송출되는 전파를 수신할 수 있는 일반수신모듈과 신호제어부에 의해 발생된 제2전파를 통제센터에 보낼 수 있는 일반송신모듈로 구성될 수 있다. 단말기는 고유의 식별신호가 내장되어 있고, 외부로 송출되는 제2전파에는 단말기 고유의 식별신호와 전파송신장치에서 수신된 위치신호가 포함되어 있다. 이 때, 위치신호는 가장 가까운 거리에서 수신된 제1전파, 혹은 가장 최근에 수신된 제1전파에 포함된 위치신호이다. 그리고, 신호제어부는 버튼(button)과 같은 2단자 스위치소자를 포함하여 구성될 수 있고, 버튼에 의해 제2전파의 송출이 제어될 수 있다.

또, 통제센터는 특정 단말기에서 제2전파가 송출되었을 때, 제2전파를 수신하여 그 제2전파에 포함되어 있는 위치신호에 의해 무선단말기의 위치를 감지하고, 또한 그 제2전파에 포함되어 있는 단말기의 식별신호를 감지함으로써 무선단말기 소지자의 신분을 파악할 수 있다. 통제센터에는 무선단말기 소지자와 그 위치를 표시하는 표시장치가 설치되어 있는데, 그러한 장치로 전광판과 같은 대형화면이나 모니터와 같은 소형디스플레이가 채용될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 무선신호를 이용한 긴급신호시스템의 작용효과를 도4 내지 도6을 참조하여 설명한다.

먼저 도4를 참조로 하면, 일정한 면적을 가지는 셀(200)에 하나 또는, 그 이상의 전파송신장치(100)가 설치된다. 전파송신장치로부터 소정의 위치신호가 포함된 제1전파(100')가 지속적으로 송출된다. 무선단말기(110)는 제1전파를 계속 수신한다. 위치신호는 각각의 영역에 따라 조금씩 다르다. 즉, 각각의 전파송신장치는 고유의 위치신호를 가진다는 것이다. 무선단말기의 소지자는 긴급상황 또는, 그 밖의 필요상황이 발생했을 때, 그 무선단말기에 설치된 긴급스위치를 누른다. 긴급스위치를 누르면, 그 무선단말기는 전파송신장치로부터 수신되었던 위치신호와 무선단말기 고유의 식별신호가 포함된 제2전파(110')를 송출한다. 이 때, 통제센터(120)는 제2전파를 수신하여 제2전파를 송출한 무선단말기 소지자의 신분과 위치를 파악하고, 적절한 조치를 취할 수 있다.

본 발명은 여러 방면에서 응용될 수 있는데, 도5는 학교폭력에 대한 긴급신고시스템을 나타낸 것이다. 학교 건물 내의 각 방과 학교 주변 지역에 전파송신장치(100)를 설치하고, 학생에게 무선단말기를 지급하면, 교무실 또는, 학교담당 순찰차에 설치된 통제센터는 긴급상황이 발생한 무선단말기 소지 학생의 위치를 쉽게 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.

도6은 방문자감시장치로 사용된 예를 나타낸 것이다. 연구소 혹은 정부기관 등, 보안이 필요한 건물의 각 방과 소정의 영역에 전파송신장치(100)를 설치하고, 방문자에게 무선단말기 또는, 그에 상응하는 출입자카드를 지급한다. 이 때, 도6에서의 무선단말기나 출입자카드는 통제센터의 위치확인요구신호가 수신되었을 때, 현재 수신된 위치신호와 고유의 식별신호를 항상 송출할 수 있도록 설계되어야 한다. 그러면, 통제센터는 현재 방문자의 신분과 위치 등을 쉽게 파악할 수 있다. 즉, 이 때의 무선긴급신호시스템은 단말기 소유자의 신분확인용으로 사용되는 식별신호의 송출을 제어하는 스위치와 제어부로 구성되어 있는 무선단말기와, 보안이 필요한 건물 내에는 각각 일정한 할당영역에 따른 소정의 주소를 가지고 그 영역 내에서 무선단말기의 송출신호를 수신하는 수신수단 및, 수신수단에 연결되어 수신된 전파의 위치를 감지함으로써 무선단말기의 위치와 소유자의 신분을 확인할 수 있는 통제수단이 포함되어 있다. 또, 수신수단과 통제수단은 무선통신망으로 연결될 수도 있지만, 유선통신망으로 연결되어도 무방하다.

그 밖에 본 발명은 놀이동산 등에서 미아방지용으로 활용될 수 있다. 고유의 식별정보가 내장된 무선단말기를 목걸이 또는, 호출기 형태로 제작하여 어린이에게 착용시킨다. 그리고, 놀이동산 곳곳에 전파송신장치를 설치한다. 그리고, 무선단말기가 통제센터의 요구 또는, 착용한 어린이의 조작에 의해 현재 수신된 위치신호와 식별정보가 포함된 전파를 송출토록 설계하면, 통제센터는 그 무선단말기를 착용한 어린이의 위치를 쉽게 파악할 수 있다. 즉, 본 발명은 불시에 발발하는 긴급상황에 대처하거나, 특정인에 대한 보호 혹은 감시 등에 이용될 수 있다.

본 발명의 제1전파 혹은 제2전파의 주파수는 경찰용주파수, 또는 긴급용 할당주파수가 될 수 있으며, 현재 사용되지 않는 주파수대에서 적절한 주파수를 선택하여 사용될 수도 있다. 만약 경찰용주파수를 사용한다면, 본 발명의 제1전파와 제2전파의 주파수대역은 118∼170MHz, 혹은 335.4∼470MHz 로 결정된다.

(실시예2)

본 발명의 또다른 실시예로 송신기능만 있는 무선단말기를 이용하는 것이 있다. 본 발명의 또다른 실시예는 도7에 나타낸 것과 같다. 즉, 본 실시예2의 무선단말기(300)는 전파(300')의 발생을 실시하는 스위치(301)에 상응하는 신호제어부와 식별신호가 포함된 전파(300')를 송출하는 송출안테나(302)으로 구성되어 있고, 전파수신장치(310, 310')은 일정한 영역에 따른 소정의 주소를 가지고, 영역 내에서 발생된 전파를 수신하도록 되어 있으며, 통제센터(330)은 전파수신부에 유선통신망(320)으로 연결되어 전파가 수신된 전파수신장치(310')의 위치를 감지함으로써 전파가 송출된 무선단말기의 위치를 파악하도록 구성되어 있다. 도7의 실시예2가 도3과 도4의 실시예1과 다른 점은 무선단말기가 송신모듈로만 구성되어 있고, 전파송신장치 대신에 전파수신장치를 설치되었으며, 전파수신장치와 통제센터가 유선 혹은 그에 상응하는 수단으로 연결되어 있다는 것이다.

도7에 나타낸 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다. 긴급상황이 발생되었을 경우, 무선단말기 소지자가 무선단말기(300)의 긴급버튼을 누르면, 무선단말기는 고유의 식별신호가 포함된 전파(300')를 송출한다. 이 때, 근처의 가장 가까운 지점에 설치된 전파수신장치(310')가 전파를 수신하고, 그 수신결과가 유선 혹은 그에 상응하는 수단으로 전파수신장치와 연결된 통제센터(330)로 전달된다. 그러면, 통제센터는 식별신호가 수신된 전파수신장치의 위치를 감지함으로써, 긴급상황이 발생된 무선단말기 소지자의 신분과 위치를 파악할 수 있다. 도7에 나타낸 실시예 역시, 도3에 나타내었던 실시예와 마찬가지로 학교폭력방지용, 방문자감시용 및 미아방지용 등 활용되기에 따라서 다양한 방면에 이용될 수 있다.

본 발명은 다수개의 간단한 전파송신장치가 여러 곳에 설치되어 각각 고유의 위치신호가 포함된 제1전파를 송출하고, 무선단말기가 제1전파를 수신하여 위치신호와 무선단말기 고유의 식별신호가 포함된 제2전파를 송출하여, 통제센터가 제2전파를 수신함으로써 무선단말기 소지자의 위치와 신분을 쉽게 알 수 있다.

따라서, 본발명의 무선전파를 이용한 긴급신호시스템은 종래의 셀룰러 망의 기지국에 비해 가격 면에서 월등히 싸고, 셀룰러 망보다 더 정확하게 단말기의 위치를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 위성을 이용하는 GPS방법과 달리 실내에서도 사용될 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 소정의 지역이 다수 개의 일정한 구획으로 나뉘어져 고유의 위치(address)를 가진 셀;

   상기 셀 고유의 위치신호가 포함된 제1전파를 송출하는 전파송신부;

   고유의 식별신호(identification)가 내장되어있고, 상기 제1전파를 수신하여 상기 식별신호와 상기 위치신호가 포함된 제2전파를 송출하는 송수신부가 포함된 무선단말기; 그리고

   상기 제2전파를 수신하는 수신부, 상기 수신부에 수신된 제2전파를 분석하여 상기 위치신호로써 제2전파를 송출한 무선단말기의 위치를 파악하고 상기 식별신호로써 상기 고유의 무선단말기 소지자의 신분을 파악하는 분석부가 포함된 통제센터로 이루어져 구성된 무선긴급신호시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전파는 고유의 위치신호가 AM, FM, PCM 그리고, Spread Spectrum Modulation 중 어느 하나의 방식으로 변조된 118∼170MHz의 대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 무선긴급신호시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2전파는 고유의 식별신호가 AM, FM, PCM 그리고, Spread Spectrum Modulation 중 어느 하나의 방식으로 변조된 118∼170MHz의 대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 무선긴급신호시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전파는 고유의 위치신호가 AM, FM, PCM 그리고, Spread Spectrum Modulation 중 어느 하나의 방식으로 변조된 335.4∼470MHz의 대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 무선긴급신호시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2전파는 고유의 식별신호가 AM, FM, PCM 그리고, Spread Spectrum Modulation 중 어느 하나의 방식으로 변조된 335.4∼470MHz의 대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 무선긴급신호시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 통제센터에 위치확인요구신호를 송출하는 송출부가 추가로 구성되고, 상기 무선단말기의 송수신부는 상기 위치확인요구신호를 수신하여 상기 위치확인요구신호가 수신되었을 때에 제2전파를 송출하는 것을 특징으로 하는 무선긴급신호시스템.
7. 단말기 소유자 신분확인용 식별신호의 송출을 제어하는 스위치와 제어부로 구성된 무선단말기;

   일정한 할당영역에 따른 소정의 주소를 가지고 그 영역 내에서 스위치가 온(on)될 때만 상기 무선단말기로부터 송출되는 신호를 수신하는 수신수단;

   상기 수신수단과 연결되어 수신된 전파의 주소를 감지함으로써 무선단말기의 위치를 파악하는 통제수단을 포함하는 무선 긴급신호 시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 수신수단과 통제수단이 유선통신망으로 연결됨을 특징으로 하는 무선 긴급신호 시스템.