KR20010020055A - 위치추적 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위치추적 시스템에 관한 것으로서, 소정의 단말 고유정보를 주기적으로 송신하는 휴대형 단말 송신기; 소정의 위치에 고정 설치되어 상기 단말 송신기로부터의 신호를 수령하여 중계기 고유정보와 함께 중계하는 다수의 중계기; 상기 단말 고유정보와 상기 중계기 고유정보에 기초하여 상기 단말 송신기의 위치를 판단하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 단말 송신기를 소형 경량화할 수 있고 송신기의 배터리를 장기간 사용 가능하며 송신기의 주기적인 송신신호를 수신하여 각종 동물이나 사물의 위치를 용이하게 추적할 수 있다.

Description

위치추적 시스템 {POSITION TRACKING SYSTEM}

본 발명은 위치추적 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단말 고유정보를 주기적으로 송신하는 소형의 단말 송신기와 무선통신망을 이용하여 피추적체의 위치파악을 용이하게 하는 위치추적 시스템에 관한 것이다.

현재 상용되고 있는 위치추적 시스템으로는 크게 스마트카드(Smart Card) 시스템, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS : Global Positioning System), 무선 발신기를 이용한 무선신호 위치추적 시스템 등이 있다.

스마트카드 시스템은 자기고유번호를 갖는 전자카드와 전자카드의 고유번호를 읽어내기 위한 카드 판독기(Card Reader)를 이용하는 시스템으로 주로 차량의 위치정보 파악에 이용된다.

글로벌 포지셔닝 시스템은 인공위성을 이용하여 거리 및 거리변동 속도계산에 의해 위치를 측정하는 시스템으로 피추적체에 GPS 수신기가 설치되어 있어야 한다. 이 시스템은 주로 국방용이나 항공기, 선박, 차량 등의 위치추적에 이용되고 있고 그 정밀도가 매우 높다.

기존의 무선 발신기를 이용한 무선신호 위치추적 시스템들은 주로 방향성 수신안테나를 이용한 3각 측정으로 방향을 탐지하고 이동성 방향 탐지기로 이동하면서 정확한 위치를 추적하는 방법으로 비교적 좁은 지역의 위치추적에 적합하다.

그런데, 이러한 종래의 위치추적 시스템들에 있어서, 스마트카드 시스템은 전자카드의 고유번호를 읽어내기 위한 카드 판독기(Card Reader)를 조밀하게 설치하여야 하는 경제적 부담이 있다.

또한, 글로벌 포지셔닝 시스템은 GPS 수신기의 크기로 인해 이동 발신장치가 커져서 휴대에 무리가 있고 위치정보의 정확성은 뛰어나지만 그에 따른 시스템이 복잡하며, 건물 등의 장애물에 가려져서 전파수신이 어려운 지역에서는 연속적으로 위치정보를 파악할 수 없다.

한편, 기존의 무선 발신기를 이용한 무선신호 위치추적 시스템들은 특허 공고 제99-24521(99.4.6)에 기재된 무선신호 위치 추적 시스템에서와 같이, 감시하고자 하는 방위각을 분담하여 각각 다른 방향에서 오는 무선신호를 수신하도록 6개의 방향성 안테나를 배치하고 적어도 3개이상의 기지국에서 수신한 수신각도정보를 분석하여 수신각도가 서로 중첩되는 위치를 파악하는 방식을 사용한다. 그러나, 이 방식은 넓은 지역에서 정확한 위치파악이 어렵고 방향성 안테나의 설치 공간이 넓어야 하며 빌딩과 건물이 많은 곳에서는 전파간섭과 반사파의 영향으로 위치탐지가 용이하지 않아 이를 고려한 안테나 설치 위치의 선정도 까다롭다.

그리고, 상기 무선 발신기를 이용한 무선신호 위치추적 시스템들에 사용되는 단말기들은 주로 사용자에 의해 발신 동작이 이루어지는 수동적인 단말기들이어서 사용자가 단말기의 발신을 동작시키지 않으면 단말기의 위치를 파악할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 상기 시스템들이 사용하는 발신용 단말 송신기들이 갖는 형태도 다양하지 못하여 유괴나 납치 등이 발생했을 때는 발신장치임이 쉽게 드러나 활용할 수 없고 유행에 민감한 사용자들의 구미에 맞지 않는 등의 문제가 있다. 아울러, 상기 단말기들 중 송수신 기능을 함께 갖는 단말기에 있어서는, 단말기의 크기를 소형화하는데 한계가 있으며 두가지 기능을 동작시키므로 단말기 배터리의 사용기간도 길지않다.

따라서, 본 발명의 목적은 휴대형 단말기에 송신기능만을 구현하여 단말기를 소형 경량화하고 단말기의 배터리를 장기간 사용할 수 있도록 한 경제적이고 구현이 용이한 위치추적 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 개략적인 전체 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 휴대형 단말 송신기 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 동작 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 휴대형 단말 송신기 3 : 중계기

7 : 중앙제어부 9 : 가입자망

33 : 제어부 39 : 타이머

51 : 긴급신호 제어부 53 : 송신기 탈착 감지부

55 : 긴급신호 선택부

상기 목적은 본 발명에 따라 위치추적 시스템에 있어서, 소정의 단말 고유정보를 주기적으로 송신하는 휴대형 단말송신기와, 소정의 위치에 고정 설치되어 상기 단말송신기로부터의 신호를 수령하여 중계기 고유정보와 함께 중계하는 다수의 중계기와, 상기 단말 고유정보와 상기 중계기 고유정보에 기초하여 상기 단말 송신기의 위치를 판단하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템에 의해 달성된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 무선통신 시스템으로 보행자 중심의 발신전용전화(CT-2 : Cordless Telephone-2) 시스템을 이용하는 것과, 단말 고유정보를 주기적으로 송신하면서 다양한 착용형태를 가지는 휴대형 단말 송신기를 이용하는 것을 특징으로 한다.

시티폰 시스템은 발신기능만을 가지고 있는 단말기인 시티폰을 사용하는데 가입자가 위치를 변경하면서 위치등록과 페이징 등을 할 필요가 없기 때문에 단말기의 가격이나 서비스 비용이 초기의 고가였던 휴대전화기에 비해 훨씬 저렴하고 또 착신을 위해 항상 전원을 켜 놓을 필요가 없으므로 배터리를 장시간 사용할 수 있다는 잇점으로 그 사업성이 부각되었었다.

그러나, 착발신이 가능하고 초기의 휴대전화기에 비해 상대적으로 저렴한 개인휴대통신(PCS : Personal Communication System)의 등장으로 초기의 왕성한 사업력을 잃고 현재 한국통신에서만 서비스를 시행하고 있으며 서비스 사용자도 적은 실정이다. 즉, 시티폰 시스템은 초기에 들인 설비투자에 비해 시스템 활용이 거의 없는 상태이다.

따라서, 이미 설치되어 있는 시티폰 시스템을 활용함으로써 위치추적 시스템의 개발 기간을 줄여 위치추적 서비스의 시행을 앞당기고 설비투자에 드는 비용도 줄일 수 있다.

또한, 종래의 무선 발신기를 이용한 무선신호 위치추적 기술들과 달리 방향성 안테나를 사용하지 않고 단말 송신기의 신호세기를 측정하는 무방향성 안테나를 사용함으로써 방향성 안테나를 사용하는 방식보다 넓은 지역에서의 위치파악이 용이하고 안테나 설치 위치의 선정도 까다롭지 않다.

한편, 상기 휴대형 단말 송신기는 단말 고유정보를 주기적으로 송신하고, 발신기능만을 가지는 단순한 구조에 초소형 건전지를 구비하여 소형화함으로써 손목시계, 목걸이, 브러지, 반지 등의 다양한 형태로 피추적체에 착용가능하도록 한다. 이에 의해 송신기 사용자가 발신을 위해 송신기를 동작시키지 않더라도 송신기에 의한 주기적인 송신신호를 수신하여 위치를 추적할 수 있고 사용자가 자신의 기호에 따라 송신기의 형태를 선택할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 개략적인 전체 구성도로서 이 도면에 도시된 바와 같이 피추적체에 부착되어지는 휴대형 단말 송신기(1)와 송신기의 발신신호를 중계하는 중계기(3)와 공중전화망(PSTN : Public Switched Telephone Network)(5)과 위치추적 시스템의 가입자 정보를 보유하고 송신기와 중계기의 고유정보에 기초하여 피추적체의 위치를 파악하는 중앙제어부(7)와 유선 또는 무선통신 가입자들과 연결되는 가입자망(9)으로 구성된다.

여기서, 상기 휴대형 단말 송신기(1)는 예를 들어 20초 내지 30초에 1회씩 단말의 고유정보를 송신하며 그 송신 주기는 무선통신상에 과다한 로드가 걸리지 않는 한도내에서 조절 가능한 것으로 한다. 상기 고유정보에는 송신기번호와 비밀번호 등이 포함되고 중계기와 공중전화망을 통해 중앙제어부로 전달된다. 만일 사용자가 송신기의 긴급신호 발생을 선택하거나 송신기의 탈착이 감지되면, 송신기는 상기 고유정보와 긴급신호를 함께 중계기로 송신한다.

상기 중계기(3)는 이미 설치되어있는 시티폰 시스템의 무선 중계기를 이용함으로써 위치추적 시스템의 중계기 개발기간과 설치비용을 줄인다. 이 중계기(3)는 자신이 관리하는 영역내의 송신기 고유정보를 수신하여 중계기 자신의 고유정보와 함께 공중전화망(5)으로 송신한다. 중계기(3)는 송신기로부터 무선신호를 수신하기위해서 무방향성 안테나를 가진다.

상기 무방향성 안테나는 종래의 방향성 안테나와 달리, 각도를 분담하여 각도 방향에 따른 신호의 수신여부를 스위칭하여 위치를 추정하는 과정없이, 단말기에서 송신되는 출력의 세기를 이용하여 발신위치를 추정한다. 즉, 중계기들에 수신되는 송신기 신호들 중 찾고자 하는 송신기의 고유정보에 일치하는 신호를 발견하면, 인근 중계기들 중 송신기로부터의 수신출력이 가장 세게 검출되는 3개의 중계기를 선택하고 수신출력은 거리의 제곱에 반비례하는 관계를 이용하여 각각의 중계기로부터 송신기까지의 거리를 계산한다. 그 다음에 각 중계기를 중심으로 상기 계산된 거리를 반지름으로 하여 동심원을 그리면 중첩되는 부분이 나타나는데 이 부분이 송신기의 위치가 된다.

상기 중앙제어부(7)는 여러 대의 컴퓨터가 하나의 자동응답시스템(ARS)과 하나의 메인컴퓨터에 연결된 구조를 이룬다. 각 컴퓨터는 복수 개의 중계기 안테나를 관리하여 해당 중계기 관할 영역내의 모든 피추적체를 파악하고 자동응답시스템은 피추적체가 보호영역을 벗어났을 때 피추적체의 보호자나 소유주에게 자동으로 피추적체의 위치 변동을 알려준다. 메인컴퓨터는 위치추적 시스템 가입자들의 개인정보와 가입자로부터 문의받은 송신기의 고유정보 및 위치정보를 유지하고, 긴급신호 발생 시 경찰서나 방범 단체 등으로 연락하는 보호시스템을 가동시킨다.

예를 들어, 위치추적 시스템의 가입자가 차량이나 애완동물 또는 귀중품 등과 같은 피추적체의 위치를 피추적체의 송신기번호와 비밀번호를 가지고 중앙제어부로 문의하면 단시간내에 위치를 파악해주고 피추적체의 보호자나 소유주가 원할 시에는 보호시스템을 가동할 수 있도록 한다.

또한, 미아방지용으로 보호자가 어린아이의 보호영역을 지정한 경우에 만일 어린아이가 보호영역을 벗어나면 컴퓨터는 이를 확인하여 자동응답시스템에 신호를 보내고 자동응답시스템은 보호자에게 경고메시지를 보낸다. 이 때 경고메시지 전송에 오류가 생겼을 경우는 메인컴퓨터에 연결되고 보호시스템을 가동시켜 피추적체와 가장 인접한 경찰서이나 방범단체 등의 보호기관 또는 단체에 출동신호를 보냄으로써 조속한 대처가 이루어질 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 휴대형 단말 송신기 구성도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이 단말 송신기(1)는 전원부(31)와 송신기의 고유정보를 저장하기 위한 메모리(57)와 주기적으로 신호를 발신하기 위한 타이머(39)와 송신을 위한 주파수변조부(35) 및 출력부(37)와 긴급신호 발신을 선택하기 위한 긴급신호 선택부(55)와 단말 송신기가 강제적으로 피추적체로부터 제거되었을 때 이를 감지하기 위한 송신기 탈착 감지부(53)와 긴급신호 발신의 선택여부와 송신기의 탈착을 감지하여 긴급신호를 발신하기 위한 긴급신호 제어부(51)와 이들 각 부를 총괄적으로 제어하는 제어부(33)로 구성된다.

여기서, 상기 타이머(39)는 송신기의 발신주기를 단위로 송신기 제어부(33)에 타이머 신호를 보냄으로써 송신기 고유정보가 주기적으로 발신되도록 한다.

상기 긴급신호 제어부(51)는 긴급상황을 알려 구조를 요청하기 위한 것으로 긴급신호 발신을 직접 선택했을 때 상기 긴급신호 선택부(55)를 이용하여 긴급신호를 발신하는 기본 기능 외에 상기 송신기 탈착 감지부(53)를 통해 단말 송신기(1)의 탈착을 즉시 감지하여 자동으로 긴급신호를 발신하는 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 유괴범이 어린이가 소지한 단말 송신기를 강제적으로 떼어내어 파손시킬 때에 즉각적으로 긴급신호를 발신하도록 제어한다.

그리고, 강제적인 의도없이 송신기(1)를 피추적체로부터 제거하고자 할 경우나 긴급신호에 의해 구조가 된 이후에 긴급신호 발신을 해제하는데도 이 긴급신호 제어부(51)의 제어를 받는다. 단말 송신기에는 긴급신호 발신과 해제를 조정할 수 있도록 버튼이나 기능키를 두고 해제 시는 비밀번호를 입력한 후 해당 버튼이나 기능키를 누름으로써 해제를 시킬 수 있도록 한다. 이 때 눌려진 비밀번호가 송신기 상에 표시되어질 필요는 없다.

또한, 상기 송신기(1)를 긴급신호 선택부(55)를 사용할 수 없는 피추적체에 부착시킬 경우를 감안하여 송신기 제작단계에서 상기 긴급신호 선택부는 구현 선택적인 것으로 한다. 예를 들면, 송신기 부착 대상에 따라 상기 긴급신호 선택부(55)가 있는 것과 없는 것의 2가지 모델을 따로 만들거나 긴급신호 선택부를 가진 한 형태만을 제작한 후에 이 기능을 디스에이블(Disable)시킬 수 있는 기능을 추가하는 등을 생각할 수 있다.

이상과 같은 구조를 갖는 송신기는 신호의 송신기능만을 가짐으로써 회로가 간단해져 송신기의 소형화가 용이하고 수신에 따르는 배터리 소모가 없으므로 송신기의 배터리를 장기간 사용할 수 있다는 장점을 가진다.

도 3은 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 동작 순서도로서, 먼저 휴대형 단말 송신기(1)는 중계기(3)로 신호를 송신하고(S1), 중계기는 수신한 송신기 신호를 중계기 자신의 고유정보와 함께 중앙제어부(7)로 송신한다(S3). 송신기의 신호에는 기본적으로 송신기번호와 비밀번호 등과 같은 송신기의 고유정보가 포함되고 위급한 상황에서 사용자의 조작에 의해서 또는 송신기가 탈착되었을 경우에는 긴급신호도 포함되어 송신된다. 송신기의 신호는 일정한 송신주기를 가지고 계속 반복되어 송신된다.

만일 중앙제어부(7)가 수신한 신호에 긴급신호가 포함이 되어 있다면(S5), 중앙제어부(7)는 송신기의 위치를 파악하고(S51) 피추적체의 보호자나 소유주에게 이를 통지함과 함께 보호시스템을 가동시켜(S53) 경찰서나 방범단체에서 신속히 출동하도록 한다(S55).

또한, 가입자가 임의의 피추적체의 위치를 문의할 경우(S7)에는 가입자로부터 송신기번호와 비밀번호를 접수받아(S71) 수신신호들 중 해당 송신기번호와 비밀번호를 가진 신호를 식별하고(S73) 해당 송신기의 위치를 파악하여(S75) 가입자에게 문의한 피추적체의 위치정보를 제공한다(S77).

추가적으로, 보호자나 소유주가 미리 보호영역을 지정하여 만일 피추적체가 피추적체의 보호자나 소유주가 미리 지정한 보호영역을 벗어날 경우, 중앙제어부에 있는 자동응답시스템이 가동되어 보호자나 소유주에게 경고메시지를 전송하도록 할 수 있다. 만일 경고메시지 전송에 오류가 발생하거나 경고메시지를 수신한 측이 보호시스템 가동을 요구하면, 보호시스템을 가동시켜 피추적체와 가장 인접한 경찰서나 방범단체 등의 보호기관 또는 단체에 출동신호를 보냄으로써 조속한 대처가 이루어질 수 있도록 한다.

상기 위치추적 시스템 동작의 실시 예는 단말 송신기의 모든 신호를 수신하여 그에 관한 정보를 모두 중앙제어부에서 관리하는 것으로 설명했으나, 중앙제어부에서 해야 할 일들을 중계기들에 분산시켜 각 중계기가 자신의 관리영역에 있는 모든 송신기 정보를 유지하고 중앙제어부는 가입자가 문의한 송신기의 리스트만을 가지고 있도록 함으로써 상기 중앙제어부의 작업량을 줄이도록 구성할 수 있다. 즉, 가입자가 문의한 송신기의 리스트를 가지고 각 중계기들에 해당 송신기의 정보를 갖고 있는 지를 확인하는 형식으로 구성하면 중앙제어부에 몰리는 작업량을 줄일 수 있다.

이상과 같은 구성에 의하여 주기적으로 신호를 발신하는 소형 경량의 휴대형 단말 송신기를 동물이나 사물과 같은 피추적체에 부착시키고 시티폰 중계기와 중앙제어부를 이용함으로써 발신 송신기와 송신기의 발신신호를 수신한 중계기의 고유정보를 바탕으로 피추적체의 위치를 효과적으로 파악할 수 있다.

또한, 기존의 시티폰 무선통신 시스템을 활용함으로써 시스템 구현에 드는 개발 기간과 시설투자비를 줄이고 추가적으로 시티폰 시스템 시장의 활성화를 가져올 수 있다.

그리고, 휴대형 단말 송신기가 주기적으로 단말 고유정보를 송신함으로써 송신기 사용자가 자신의 위치를 알리기 위해 송신기를 직접 동작시키지 않더라도 위치 파악이 가능하고, 송신기능만을 가지는 단순한 구조의 송신기이므로 소형이며 수신에 드는 배터리 소모가 없어 소형의 배터리를 장착하고도 장기간 사용할 수 있다. 이렇게 송신기를 소형 경량화하여 손목시계, 목걸이, 브러지, 반지 등의 다양한 형태로 쉽게 만들 수 있도록 함으로써 신변의 위험을 느끼는 유괴나 납치 등의 상황에서 발신장치임이 쉽게 드러나지 않도록 하고 유행에 민감한 사용자들의 구미도 충족시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 배터리를 장기간 사용 가능하고 소형 경량인 송신기의 주기적인 송신신호를 수신하여 각종 동물이나 사물의 위치를 용이하게 추적할 수 있는 위치추적 시스템이 제공된다.

Claims (1)

1. 위치추적 시스템에 있어서,

   소정의 단말 고유정보를 주기적으로 송신하는 휴대형 단말 송신기와;

   소정의 위치에 고정 설치되어 상기 단말 송신기로부터의 신호를 수령하여 중계기 고유정보와 함께 중계하는 다수의 중계기와;

   상기 단말 고유정보와 상기 중계기 고유정보에 기초하여 상기 단말 송신기의 위치를 판단하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.