KR20060085336A - 알에프아디 태그 라디오주파수 인식기술 과 위치기반 지리정보시스템을 이용한 수목관리 시스템 구성 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알에프아이디(RFID)와 태그(TAG) 기술과 지아이에스(GIS: Geographic Information System) 지리정보시스템을 이용하여 도로 가로수와 공원의 수목관리 시스템구축 및 그 방법에 관한 것으로써 도로 주변 또는 특정 장소에 식목된 수목을 지리정보시스템을 이용하여 정확한 수목위치 정보를 파악하고 각각의 수목에 대한 이력정보를 체계적으로 관리하도록 행정생산성 제고를 위한 데이터베이스(DBMS : Data Base Management System)를 구축하고, 각각의 수목에 부착되어 개체고유 인식정보를 가지는 RFID-TAG와 RFID-TAG에 수목의 이력정보를 입력, 판독, 전송하는 통합단말기시스템, 위치기반 지리정보시스템, 데이터베이스 형태로 분류된다.
특정 라디오주파수를 이용한 RFID-TAG(이하 태그 라 칭함)와, 태그로 부터 데이터를 확인할 수 있는 통합단말기시스템, 통합단말기시스템은 고정형 통합단말기 시스템과 이동형 통합단말기 시스템으로 구분되며, 태그 정보를 판독하고 데이터송수신 기능이 탑재된 통합단말기(R/W Reader)는 안테나 장치로부터 라디오주파수인 전자기장파를 함유한 특정 클럭 주파수 신호를 발생시켜 송신하면 수목에 부착된 태그가 통합단말기로부터 발생된 외부 신호에 반응한 뒤 자동으로 해당신호에서 요구하는 명령에 따라 동작되어 태그내 입력된 정보를 응답하는 원리의 기술을 이용하여 동작시키는 태그와, 통합단말기가 있고, 지리정보시스템은 국토공간 정보 인 위상관계 공간정보와 관계형 데이터베이스를 유기적인 소프트웨어 기술개발로 분석능력을 갖는 3차원(3-D) 기능이 향상된 지리정보 모델링 시스템(GIMS : Geographic Information Modelling System)으로 그래픽 사용자 인터페이스(GUI : Graphics User Interface)와 멀티미디어 , 인터넷, 이동통신망을 이용한 기술로써 비전문가도 손쉽게 사용할 수 있는 시스템으로 구분되어 구축된다.
수목에 부착된 태그는 통합단말기에서 발생시키는 특정 주파수신호에 포함된 동작명령어에 의해 태그에 유도되는 특정 주파수신호를 제공받아 태그가 구동전력을 만들고 내부 EEPROM 메모리 영역에 기록된 태그자신의 고유번호인 개체고유 인식정보(ID : Identification device)와 사용자 메모리 영역에 입력된 정보를 포함하여 태그내부의 안테나를 통해 송신하면, 통합단말기는 태그로부터 송신된 정보를 수신, 분석하여 수목의 고유 개체고유 인식정보와 사용자가 입력한 정보 즉 수목명, 흉고직경, 수고, 수령, 수관폭, 해충방제일, 수병방제원, 수목고유코드, 수목위치코드정보, 식목일 등의 정보 판별과 이력정보를 갱신 및 관리를 위해 데이터베이스와 지리정보 시스템이 구축된 관리서버로 무선데이터 또는 이동통신망을 통하여 원격지에서 전송하는 통합단말기이다.
도로주변의 가로수와 공원, 휴양림에 자생하는 수목, 인공적으로 식목된 수목, 수목 서식지 군별 정보, 토질, 토양의 이력정보는 체계적인 항목으로 분류하여 데이터베이스화되며, 항목 구분은 수목별 태그정보, 상세이력정보, 지리정보에 의 하여 그래픽 심벌로 분류하여 구축함으로써 효율적인 수목관리를 할 수 있도록 제반 정보를 제공하며, 수목에 태그 부착지점은 지면에서 0~10센티미터(Cm) 간격 위치에 부착하며, 부착된 태그에 수목관리에 필요한 개체고유 인식정보 및 이력관리정보를 입력하여 식목시점부터 병충해 방제 수목 정보를 자동으로 데이터베이스화 함으로써 각각의 수목 상세이력정보가 즉시 파악됨에 따라 관리기관의 관리자는 최적의 관리대책을 마련할 수 있도록 한다.
또한 구축된 데이터베이스를 연계함으로써 도시의 녹지자원 계획을 수립하고 관리하는 의사결정 수단으로 사용할 수 있고, 구축된 정보를 이용하여 작업계획이나 일정계획을 수립하는 정보, 산림자원 구성 및 개발, 산학 연구자료로 활용할 수 있도록 체계적 자료구축이 용이한점 즉, 수목 개체고유 인식정보, 속성정보와 위치정보를 동시에 처리함으로써 개별 수목에 관한 체계적, 효율적 자료구축이 가능하고, 자료관리가 용이한점과, 적시에 자료갱신이 가능한점, 신속한 정보파악이 가능함으로써 효율적인 수목관리 시스템을 구축할 수 있다.
수목 자원 관리를 함에 있어 능동적인 행정생산성 향상을 높일 수 있으므로 국민을 대상으로 한 푸른 녹지공간 자원을 형성함으로써 국민 건강증진에 기여함과 병충해 사전 방제, 유해 해충 발생요인을 제거함으로써 공원의 쾌적한 환경을 제공하며, 수목관리 담당 기관은 관리의 효율성 극대화 및 인건비, 관리비용 절감 등의 경제적 절감의 효과를 보장받을 수 있게 되며, 국민에게는 푸른 녹지 공간을 제공함에 있어 관리품질의 질적 향상을 통하여 국민으로부터 각광받을 수 있고, 지리정 보 와 수목관리내역 사항을 통합정보로 축적된 데이터베이스를 활용함으로써 산림 자원관리, 학술적 연구자료, 산업기술 정보 등과 연계하여 환경산업 발전에 기여하고 폭 넓은 연계산업의 발전과 시너지 효과를 가지며, 관리업무에 효과적으로 대응할 수 있어 작업, 분석, 일정계획을 수립하는 의사결정 지원의 효과를 가질 수 있다.
RFID, TAG, 리더기, 통합단말기, GIS, 3D, GPS, 아크뷰(Arc view), CAD, 수목, 지리정보, Map, 식목, 공원, 도로, 산림, 방제, 개체고유 인식정보
Description
도 1은 RFID-TAG 라디오주파수 인식기술 과 위치기반 지리정보시스템을 이용한 수목관리 시스템 구성 알고리즘도
도 2는 RFID-TAG 인식기술 과 위치기반 지리정보시스템을 이용한 수목관리 시스템 Master Database Table 구성도
(1)위치기반 지리정보 데이터베이스 정보
(2) ~ (6)수목관리 마스터 데이터베이스로서 RFID-TAG의 개체고유 인식정보, 상세이력정보, 작업계획정보, 관리자 데이터 정보 영역 (통합단말기, 수목관리 주전산기에 탑재됨)
도 3은 RFID-TAG 인식기술 과 위치기반 지리정보시스템 Sub Database Table
(7) ~ (15)수목관리 세부항목별 이력정보를 입력하는 데이터 필드영역 (수목관리 주전산기에 탑재됨)
도 4는 RFID-TAG 와 GIS 기술을 이용한 수목관리 시스템 계층구조
도 5는 수목 적합한 위치에 태그 부착방법
(1)태그부착 위치 (2)부착위치별 거리 (3)직사각형 태그 (4)원형태그
도 6은 수목별 특성 및 환경조건에 맞게 부착하는 태그의 종류
(5)특수 종이재질로써 인쇄 가능한 스티커 부착형 (3)외부부착 직사각형 형태 (4)외부부착 원형 형태
본 발명은 RFID 라디오 주파수 인식기술과 (Radio Frequency Identification) 트랜스폰더(TAG : Transponder이하, "RFID-TAG" 라 칭함) 기술, 위치기반 지리정보 모델링 시스템(GIMS : Geographic Information Modelling System)기술을 이용한 도로주변의 가로수, 도심공원, 국립공원, 휴양림, 해양 방제수목, 서식지 군별 연구관리, 산림자원의 수목관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로써, 특수 무선 주파수대역의 태그기술이 적용된 방법으로 복제할 수 없는 개체고유 인식정보가 내장된 특정매체 즉 RFID-TAG를 적용하고, 수목별 데이터 인식을 위한 통합단말기는 휴대가 용이하고 통신매체와 탈 부착이 가능하도록 구현하고, RFID-TAG의 개체고유 인식정보 데이터를 통해서 수목의 종자구입, 식목일자, 수목위치, 방제 작업 내용 등의 이력정보를 수목관리 주전산기와 연계하여 자동으로 조회함과 동시에 관리자에게 해당 수목의 정보를 통보함으로써 작업 일정계획을 수립 하는 의사결정을 할 수 있다.
이러한 수목관리 시스템을 통하여 특수한 수목 및 특정지역을 관리 함으로써 병충해사고 방지 및 작업계획을 수립할 수 있도록 하여 관리 기관에서는 수목관리 수준을 향상시켜 푸른 녹지 자원을 형성하고, 사전 병충해 방제로 쾌적한 환경개선을 통한 국민건강 향상과 만족도를 높인다. 이런한 수목자원 관리를 실현하고 관리를 극대화 시킬 수 있도록 알에프아이디 태그기술, 라디오주파수 인식기술, 지리정보시스템, 데이터베이스을 이용한 수목관리 시스템 구축 및 그 방법에 관한 것이다.
통합단말기에는 RFID-TAG을 향하여 전자기장 전파(Frequency Signal)를 송신하거나 수신하는 아날로그 제어부와, 아날로그 신호를 디지털신호로 변환해주는 디지털전자회로 부분과, 메모리영역, 전송기능을 가지고 있다. 통합단말기내의 마이크로 프로세서는 태그로부터 들어오는 신호를 바꿔주거나 그 데이터의 신호를 검증 하면서 기억 장치인 메모리에 저장하기도 하며 필요에 따라서는 메모리에 저장된 데이터를 호출하여 송신하기도 한다. 통합단말기에는 전자기파를 송신하거나 태그로부터 송신된 데이터를 수신 받기 위한 안테나를 가지고 있다.
RFID-TAG의 데이터를 판독하는 안테나는 통합단말기기로부터 전파를 주고 받을 수 있는 전자회로 부품으로써 통합단말기 외함 케이스에 내장되어 있거나 혹은 통합단말기 전자회로 부분과 떨어져서 안테나부만 독립적으로 구성 되는 형태도 갖고 있다. 태그시스템에서 태그는 리더와 전자기 에너지 교환에 의해 동작을 하며 배터리를 사용하는 Active형 태그와 배터리를 사용하지 않는 Passive형 태그로 크 게 구분된다. 또한 태그는 자체 회로구조에 의해 harmonic 태그, Anharmonic 태그, sequenced amplifier 태그로 나뉜다. Passive 태그에서는 리더의 반송파 backscatter 방식을 이용하여 동작을 하며 active 태그는 자체 발진회로에 의해 태그정보를 송신한다. 태그의 변조방식으로 PSK, FSK, ASK등을 사용하며 변조방법에 따라 회로 구성과 프로토콜 설계가 달라진다. 또한 통합단말기의 전파 신호를 정류하기 위하여 렉테나(Rectenna)를 필요로 한다.
RFID-TAG는 구동전원인 배터리 사용여부에 따라 배터리가 요구되는 액티브(Active)형 태그와 배터리가 요구되지 않는 패시브(Passive)형으로 통상 분류 된다. 일반적으로 배터리가 사용되지 않는 패시브 태그는 배터리가 사용된 액티브 태그보다 감지거리가 수센티미터에서 수십미터로(1cm ~ 20m 이내) 보편적으로 짧다. 액티브 태그는 신호발진기 존재여부에 따라 액티브 태그 또는 세미-액티브 (Semi-active) 태그로 분류한다. 태그는 회로 내부에 신호 발진회로를 내장하고 있기 때문에 통합단말기의 명령에 의해 태그가 자체 발진신호에 자체의 개체고유 인식정보를 송신하면 액티브 태그이다. 반면에 배터리가 단지 태그의 구동전원만을 공급하고 자체 발진기가 없어 정보 전송을 패시브 태그와 같이 Backscatter 방식으로 하면 세미-액티브 태그로 구분한다.
감지거리가 긴 UHF 주파수 대역 RFID-TAG는 보통 감지거리가 2m 이상이 되며, 이 경우에 태그는 저전력 소모 설계가 요구된다. 전파의 자유공간 손실측면에서 유리한 UHF 주파수 대역 태그는860-960㎒ 대역에서 국제표준제정 예정이며, 물류관리, 제조관리, 창고관리, 콘테이너 관리 등 산업 전반에의 활용이 되고 있으며, 태그의 기능은 대략 3가지로 분류되는데 Read-only, Write once read many (WORM) 및 Read/write 태그로 구별된다. Read-only 태그는 제조시 Write되며 정보내용 변경이 불가능하다. 그러나 가격이 저렴하여 단순 인식을 요하는 RFID분야에 사용된다. WORM 태그는 사용자가 데이터를 프로그램하며 프로그램 한 후에는 변경이 불가하고, Read/write 태그는 몇 번이고 프로그램 및 데이터 변경이 가능한 구조이므로 도로 수목관리 시스템에 적용되는 RFID-TAG는 저주파수 대역의 태그와 UHF 대역의 태그를 적용한 수목관리 시스템 이다.
알에프아이디 라디오주파수에 연계 결합되는 수목관리 스템용 위치기반 지리정보 시스템(GIS : Geographic Information System)기술은 주로 지적, 토지, 자연자원, 시설물 등을 중심 데이터로 지리정보가 처리하는 자료의 특성에 따라 구분된 공간적(Spatial) 위치자료를 점유하는 지구 좌표계에 따라 표현되는 자료 (Geographic data)와 이에 관련된 속성자료(Attribute data)를 통합하여 처리하는 정보 시스템으로서, 다양한 형태의 지리정보를 효율적으로 수집, 저장, 갱신, 처리, 분석, 출력하기 위해 이용되는 하드웨어, 소프트웨어 자원을 활용하고 있다.
알에프아이디 라디오주파수와 지리정보 시스템을 이용한 수목관리는 공간정보의 정확도 추구와, 사용자 인터페이스, 자료의 접근 및 처리, 원격지와 주전산기 데이터 통신을 통한 자료 일치, 작업의사결정, 3차원그래픽, 정보의 공유 등의 기술적 분야를 구성한다. 수목관리 시스템용 위치기반 지리정보시스템 자료변환 방 식은 자료매체를 변환하는 방식과 자료구조 변환방식을 적용하며, 자료매체 변환은 기존의 지도자료를 수목관리 주전산기 지리정보에서 인식될 수 있도록 수록하는 기술기법 적용과, 수목관리 시스템 자료구조 변환방식은 타 시스템과 유연한 인터페이스 이식성을 높이기 위하여 적용하고, 구축된 자료는 오류보정 기능을 탑재하여 오류발생시 오류정정을 할 수 있도록 하며, 지리정보 시스템 기반에 구축된 수목관리 시스템은 위상처리 기능 즉 기본 도형요소인 점, 선, 면 등의 위치적 상호관계를 형성하여 수목관리 주전산기가 인식하도록 위상관계 (Topology)를 부여하여 자동적으로 처리되도록 구축하며, 각각의 수목별 태그 정보와 공통 레이어 정보인 행정구역 경계, 실폭도로, 지적, 대축적건물 등고선, 철도, 도로, 교량, 하천, 안전관리 시설물, 등의 정보와 결합하여 지리정보인 공간 정보, 속성정보를 자동으로 연동하도록 하고 있으며, 수동작업이 가능하도록 래스터 셀 값을 수치화 하여 입력할 수 있도록 되어있어 지리정보 데이터베이스에서 저장과 자료추출, 관리, 검사, 갱신, 변환이 용이하도록 데이터베이스 관리체계(DBMS : Data base Management System)로 구성된다.
수목관리 시스템용 위치기반 지리정보시스템 데이터베이스 구축방법은 지리정보 데이터는 도로명, 지번, 호수면적 등과 같이 숫자나 문자열로 구성된 속성 데이터 와 그 속성 데이터의 위치와 관련된 공간 데이터를 포함하도록 하고 있으며, 이러한 공간 데이터는 다시 단순한 형태학적인 요소를 갖는 기하 데이터(Geometric data)와 데이터 상호간의 관련성을 갖는 위상 데이터(Topological data)로 구분하며, 기하 데이터는 점(Point), 선(Line), 영역(Region)으로 표현되는 벡터 데이터(Vector data)와 이미지(Image)로 표현되는 래스터 데이터(Raster data)로 다시 분류되고, 위상 데이터는 범위(Extent)에 따라 그 속성이 결정되는데, 공간 데이터들 사이에 연결성(Connectivity), 인접성(Adjacency) 그리고 접근성(Proximity) 등의 관계를 갖도록 구축한다.
또한 수목관리 시스템용 위치기반 지리정보시스템 데이터베이스 구축모델은 두 가지 형태로 관계형 모델(Relational Model)과 객체지향 모델(Object-oriented Model)로 구분되고, 관계형 모델의 특징은 기존의 관계형 DBMS가 제공하는 회복, 보안, 무결성 제어 등의 기능과 표준화 된 장점을 활용 할 수 있도록 하여 수목관리용 지리정보 시스템 개발의 신속성을 갖는 장점을 고려하였으며, 객체 지향 모델은 공간 데이터를 처리하는데 있어서 추상화 데이터형, 상속성 등의 특징과 장점인 공간 데이터와 같이 비정형적이고 복잡한 데이터를 자연스럽게 표현할 수 있는 기능을 활용하고, 아울러 데이터 간의 계층 구조를 이용한 연산이 용이한 장점을 적용하여, 객체지향 모델 공간 데이터의 입력의 기술적 문제를 해결하고 수목관리 자료검색 시간이 빠르고 다양한 공간 관련성, 연산자 추가가 가능한 구조의 수목관리 지리정보 데이터 모델링을 구축한다.
기존의 수목관리는 해당 기관 관리부서의 관리대장에 의해 관리되며 해당 수목의 식목일, 성장상태, 병충해 방제정보, 작업일지 등 수목관리 정보가 담당자 육안으로 판별하여 관리되고 있고, 수목관리에 필요한 최소한의 자료 도로명, 공원명, 품종, 병충해 방제정보, 작업정보에 준해서 처리되고 있으며, 일부지역 또는 특정지역 수목 이력은 스테인레스 철재 부착물에 타각된 일련번호에 의해 관리되고 있으나, 수목관리를 위한 정보시스템 구축에 현실적 어려움이 있고 컴퓨터 통신 정보망과 연계가 불가능 함으로 수목관리를 위한 의사결정미흡 및 정보관리, 병충해 발생시 효율적인 대응시스템을 갖추지 못한다.
이 같은 기법으로 관리되는 기존의 수목관리 방법은 도로상에서 발생된 유해먼지, 빗물, 염분, 보행자가 인위적 파손, 또는 손망실, 자연적인 파손 태양광선에 의한 변색 변질, 파손 등으로 인하여 수목에 부착된 정보를 조회하기가 불가능 하거나 인식 자체가 매우 어려운 문제점을 가지고 있으며, 도심지 도로의 경우 도로정비, 인도정비시 공사장 흙속에 묻히는 경우, 육안인식 판별이 불가능하므로 재작업을 필요로 하여 이중적 관리를 하게 되고, 많은 시간이 경과된 후에 파악되는 단점이 있고, 이로 인한 불필요한 인력낭비 및 경제적 손실을 가져오게 되고 보행자에게는 쾌적하고 푸른 녹지 공간을 제공할 수 없게 되는 근본적인 원인을 가져올 수 있다.
또한 기존의 관리 방법은 관리감독자의 육안식별 또는 병충해 발생이 일어난 후 대응되므로 지연되는 단점을 내포하고 있다. 또한 수목관리 시스템이 도심지 가로수 및 공원에 식목된 수목, 자생수목, 해변가 방제조림 등 체계적으로 정보화, 자동화되지 못하고 있어 관리에 필요한 수목정보, 관리자정보, 일정계획 수립 등을 활용하지 못하고 단순히 관리자가 수목에 대해 알고 있는 사항만을 기본 정보로 활 용할 수 밖에 없으므로 수목관리 기관의 입장 에서는 정보화되고 체계적인 수목유지관리가 어려울 뿐만 아니라 많은 경제적 손실과 시간 인력자원이 필요하므로 신속한 대응이 불가한 상태이다.
RFID-TAG를 이용한 수목관리시스템 기술은 수목의 위치와 품종 상세 세부이력으로 분류하고 체계적으로 DB화된 내용을 확인하기 위하여 라디오 주파수를 이용하는 방식으로 송수신 통합단말기(R/W reader)와 RFID-TAG와, 발생된 정보를 저장 및 처리하는 수목관리 주전산기 또는 데이터를 가공할 수 있는 장비들로 구성 되어지며, 태그가 보내는 개체고유 인식정보 이력을 통합단말기 받아들여 디지털 신호로 변환하고 보안 알고리즘에서 검증을 거친 후 정상적인 데이터를 인터넷, 이동통신망 네트워크를 통해 주전산기 또는 기타 컨트롤시스템에 전송하는 방식이다.
RFID-TAG를 이용한 수목관리 기술 방식의 장점은 RFID-TAG의 데이터를 인식하기 위해서 직접 접촉(Contact)을 하는 과정과 직접 작동을 하기 위한 연결선을 연결하는 과정 등의 직접적인 조작행위가 불필요 하게 되고, 수목에 부착된 RFID-TAG로부터 데이터 판독은 통합단말기로 처리하며, RFID-TAG는 에너지 결합방식을 사용하고 있기 때문에 통합단말기로부터 투과율이 좋은 전자기장파와, RFID-TAG회로 내부에 신호 발진회로가 내장되어 응답되는 발진주파수를 RFID-TAG에 전송하면, RFID-TAG는 전자기장파 또는 발진주파수를 감지하여 자동으로 응답하는 구조로 되어있기 때문에 수목 원줄기의 외부에 부착하여 판독하며 낙엽으로 감추 어 지거나 흙 속에 들어가더라도 통합단말기를 통해 태그의 정보를 정확하게 판독해낼 수 있게 된다.
RFID-TAG는 Barcode를 대신하는 여러 정보기록 매체 중에서 국내외 적으로 가장 선호되고 있는 시스템으로 RFID-TAG기술을 효과적인 시스템으로 개발하여 사용하면 폭넓은 기대효과를 얻을 수 있는 방법으로는 능률과 생산성을 개선하고, 사람의 손을 사용하지 않고도 전자동으로 인식, 확인, 집계, 분류, 추적, 전송 등이 가능하며, 효율적인 데이터의 수집과 확인 작업을 개선하고, 작업자의 실수로 인한 낭비를 제거하며, 취급의 개선, 창고보관작업, 자산의 관리업무 등이 신속하게 관리할 수 있으며, 이동하는 작업공정의 제어로 자동화를 실현할 수 있으며, 운영비와 생산비의 감소, 인건비의 절감, 재고품 효율적 관리와, 태그는 사용 수명의 시간의 제약을 받지 않고 반영구적으로 사용할 수 있어, 유지보수 비용이 최소화되고, 바코드의 고정된 용량과 달리 대용량의 메모리 영역을 가지고 있는 것이 특징이다.
본 발명은 라디오 주파수 (RFID-TAG)와 위치기반 지리정보(GIS)를 이용한 수목관리 시스템을 구축하는 방법으로써 수목관리에 필요한 정보를 체계적인 방법을 통하여 정확하고 효율적인 데이터베이스를 구축하고 폭넓게 활용함으로써 경제적이고 자동화된 수목관리 시스템을 구축하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 수목관리 시스템으로써 수목 품종(수목명, 학명)별 도입과, 식목, 서식지관리를 위한 기법과 수목별 고유 개체고유 인식정보로 관리되는 서식지 위치를 비롯한 전반적인 수목관리를 하기 위한 정보, 해충방제 및 방법, 해충 발생원인 토질 토양정보 등을 체계적으로 구분하여 관리함으로써 수목상태, 해충발생 정보 등을 즉시 파악하고 작업계획을 수립하여 대응할 수 있는 시스템을 구축하며, 축적된 데이터베이스 정보를 통해 자료추출, 통계, 학술교류 등으로 활용할 수 있는 수목관리 시스템을 이루고자 함이다.
기존의 개체 인식장비 중 바코드(BAR Code)는 많은 분야에 적용되어 사용되고 있으나 먼지, 페인트, 염분, 매연, 물, 흙 태양광선에 의한 변질 등으로 인한 데이터 인식불량, 파손불량으로 도로주변의 가로수나 공원의 수목에는 매우 적합하지 못하므로 이러한 문제점을 극복한 RFID-TAG와 위치기반 지리정보를 이용한 수목관리 시스템을 구현하기 위해서 복제불가능하고 개체고유 인식번호 정보가 내장되고, 직접 접촉하거나 조준이 불필요하고, 데이터 판독시 빠르고 정확하고, 열악한 환경조건에서 사용할 수 있고, 데이터기록을 할 수 있고, 열화에 강하고, 재사용이 가능하고, 반영구적인 매체인 RFID-TAG를 활용하였다,
또한 통합단말기 시스템 장비는 수목 관리가 용이하고 휴대할 수 있도록 특수형태로 구현하고, 태그인식을 통해 수목의 이력을 조회함과 동시에 해당기관 수목관리 시스템 서버에 수목의 정보를 전송함으로써 각각의 수목에 적합한 시스템 체계를 제공하며, 이에 따라 도로주변의 가로수와, 공원에 식목된 수목, 휴양림, 해양 방제수목 등 관리 수준을 향상시켜 줄 수 있도록 태그기술, 지리정보기술, 단말시스템 기술, 데이터베이스 구축기술을 이용한 수목관리 시스템을 구축한다.
또한 본 발명은 수목관리 작업자 직접적인 인지를 통해서만 해당 수목의 상태를 파악한 뒤 그에 적합한 작업을 해 왔던 종래 수목관리 방식의 불편함과, 오류, 작업자의 미 인지로 인한 관리소홀 미흡에 따른 근본적인 원인을 해소하며 식목된 수목, 자생중인 수목을 전산화하여 각각의 수목에 대한 관리부서, 수목명(국명, 학명, 품종) 도입일, 금액, 식목일자, 기타 이력정보 등 다양한 정보를 통합관리하고 데이터베이스화 함으로써 관리 향상을 가져올 수 있고 수목의 체계화된 관리시스템을 통해 병충해 발생을 미연에 방지함과 신속한 통계자료 분석을 통해 작업계획 수립 등 의사결정을 할 수 있어 관리비용 절감을 할 수 있는 알에프아디 태그 라디오주파수 인식기술 과 위치기반 지리정보시스템을 이용한 수목관리 시스템 구축 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 태그를 수목에 부착하여 관리하는 시스템이며, 수목종류별 품종에 따른 수목이 도입되는 시점부터 태그를 부착하여 관리하는 방법 자생되는 수목에 부착하여 관리하는 관리방법상의 구현 기술은 동일하므로 수목의 고유 개체고유 인식정보, 수목별 상세이력정보 필드로 구분하여 데이터베이스를 구축 한다.
본 발명은 수목 관리시스템을 구현하기 위해서 알에프아이디 라디오주파수 인식기술과 위치기반 지리정보 기술을 기반으로 발명한 기술 기법으로, 수목관리 기본정보인 개체고유 인식정보 데이터베이스 구축을 위해 1단계 해당 수목에 태그를 부착하고, 2단계로 필수 항목으로 수목에 부착된 개체고유 인식정보 파악이 필요하며 수목별 정보획득은 수목에 태그를 부착할 때 또는 부착되어있는 태그를 통합단말기 시스템에서 전자기장파를 함유한 특정 클럭 주파수 신호를 발사하여 감지된 신호를 판독하는 통합단말기가 처리하며, 태그로부터 개체고유 인식정보 취득 및 정보를 기록, 전송하는 처리부는 통합단말기 시스템으로 구분되며, 3단계로 정보전송은 통합단말기로부터 파악된 정보는 인터넷 또는 이동통신망 네트워크로 전송되어 수목관리 주전산기로 저장되고, 통합단말기로부터 전송된 정보는 수목관리 주전산기에서 기존 데이터와 비교 분석한 뒤 변경된 내역을 관리자에게 통보하고 보고서 파일을 형성하고 4단계로 데이터베이스화, 구축된 자료를 데이터베이스화 하여 저장, 통계, 관리, 조회, 검색, 통신, 처리 프로그램 과 알에프아이디 라디오주파수 인식기술과 위치기반 지리정보 기술을 이용하여 발명한 수목관리 시스템 구현 방법 및 알고리즘을 포함한다.
RFID-TAG기술과 지리정보시스템을 이용한 수목관리는 휴양림, 가로수, 해양 방제수목, 공원에 식목한 수목, 자생하는 수목, 서식지 군별 연구관리, 산림지역의 특정 수목에 태그를 부착하여 관리하는 방법으로써 태그정보를 판독시 수목에 부착된 태그에 통합단말기를 가까이하여 동작 유효범위 내에서 특정 전자기장 라디오 주파수 신호를 발생시키는 1단계와, 상기 1단계에서 발생된 통합단말기의 동작 유효범위 내에 태그가 인식되면 통합단말기는 태그에 수록된 정보를 판독하고 통합단말기 자체의 정보와 함께 파악된 정보를 통합하여 수목관리 주전산기로 전송하는 3단계로 구분되며, 수목관리 주전산기에서는 전송된 태그의 개체고유 인식정보 및 판독한 통합단말기 정보를 분석하여 해당 개체고유 인식정보고가 수목관리 주전산기 데이터베이스 내에 존재하는지를 판단하는 정보처리 및 가공하는 4단계로 구분되며,
4단계에서 분석, 판단된 결과 정보로 해당하는 개체고유 인식정보가 데이터베이스 내에 존재하는 경우 수목관리 주전산기 데이터베이스에 해당되는 수목의 이력정보를 비롯한 수목관리 데이터베이스에서 조회하고 정보테이블을 갱신하며, 수목별 분석 자료로 사용될 각종 제반 정보를 데이터베이스화 하고 정보조회 및 정보처리가 되도록 하며 특이사항 발생시 수목관리 정보를 관리자에게 자동 통보하여 조치 및 관리하는 시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 RFID-TAG기술, 라디오주파수 인식기술, 위치기반 지리정보기술, 데이터베이스를 이용하여 수목관리 시스템 구축 및 그 방법에 관한 세부 설명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관한 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 RFID-TAG 라디오주파수 인식기술 과 위치기반 지리정보 시스템을 이용한 수목관리 시스템 구성 알고리즘도 이며
(10) 수목관리 시스템 구축 위한 시작 프로세서이고,
(20) 데이터베이스 구축을 위한 흐름으로 두가지 형태로 분류되고, 첫째 수목별 기본정보, 둘째 지리정보 데이터베이스 구축을 위한 분류체계 프로세서이며,
(30) RFID-TAG 데이터베이스 기본정보 분류체계를 구성하는 DBMS 프로세서이고
(31) 태그가 도입되는 시점부터 태그별 정보 즉 태그 고유의 개체고유 인식정보를 데이터베이스에 등록하는 프로세서이며,
(32) 31항에서 수행된 태그를 수목에 부착하는 프로세서이며,
(33) 각각의 수목에 부착된 태그정보와 인식하여 수목별 상세 이력정보(식목장소, 수목명, 수령, 수고, 식목일자, 병충해관리정보 등)를 태그내부 EEPROM Memory 영역에 결합하여 등록하는 프로세서이며,
(34) 33항 통합단말기 에서 입력된 정보를 통합단말기를 통하여 수목관리 주전산기로 전송하는 단계로 이때 전송되는 내역은 개체고유 인식정보, 이력정보, 단말기 정보가 함께 주전산기로 전송하는 프로세서이며,
(35) 31 ~ 34항의 업무프로세서 과정을 거쳐 통합단말기에 등록, 전송된 정보, 수목관리 주전산기 등록된 정보로 데이터베이스 구축하기 위한 분석 프로세서이고,
(36) 35항에서 분석된 최종정보를 기반으로 수목관리용 RFID-TAG 기본정보와 수목별 상세이력정보 데이터 베이스가 구축되며,
(40) 지리정보시스템 DBMS 구축 위한 구성부분의 프로세서이고,
(41) 지리정보(GIS) 기본구축 데이터 입력부분으로 기존의 지리정보시스템 기반 하에 구성되는 프로세서이고,
(42) 41항이 입력되면 지리정보 레이어 속성별, 위치정보를 구분 등록하는 프로세서이고,
(43) 42항의 데이터 입력이 완료되면 수목별 태그정보 즉 개체고유 인식정보와 상세이력정보를 입력하는 단계로써 36항의 데이터베이스에서 제공받아 구축되는 프로세서이고,
(44) 41 ~ 43항의 정보와 36항의 정보를 검증, 분석하고 오류정보는 정정하는 프로세서이고,
(45) 44항에서 검증, 오류정정이 완료되면 수목정보와 지리정보 속성데이터를 결합하는 단계로 통합단말기로부터 전송된 정보는 갱신되는 프로세서이고,
(46) 45항에서 최종 결합 생성된 데이터를 수목관리 데이터베이스로 RFID-TAG정보, 상세이력정보, 위치기반 지리정보 데이터로 구축하며 또한 작업자가 작업한 후 통합단말기에서 전송된 자료를 수신 받아 변경내역에 대한 정보를 분석한 뒤 변경사항을 데이터베이스에 갱신하는 프로세서이고,
(47) 46항 구축된 수목관리 데이터베이스를 활용하여 보고서, 통계자료 산출, 자료추출, 데이터베이스 연계로 연구, 학술자료 등으로 활용할 수 있다. 또한 데이터베이스를 통하여 수목관리에 필요한 작업계획을 사전에 예측하고 산정함으로써 식목, 병충해방제, 작업계획을 수립하는 의사결정 시스템을 제공하고, 관리의 문제를 제거하여 효율적인 수목관리 시스템을 구현하는 프로그램의 알고리즘 프로 세서 이다.
또한 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 RFID-TAG 인식기술 과 위치기반 지리정보시스템을 이용한 수목관리 시스템 Master Database Table 구성도로, 도 2는 수목관리 마스터 데이스베이스 테이블이고, 도 3은 수목관리 서브 데이터베이스 테이블로써 도 2의 주요 항목별 간단한 설명은 다음과 같이 구성된다.
(1) 수목관리 지리정보 데이터베이스 구성필드로써 지리데이터(Map), 지형공간데이터, 속성데이터, 벡터자료구조(Vector) 데이터, 래스터정보(Raster), 위상정보(Topology) 표현 필드이고,
(2) 수목별 마스터 정보 테이블로써
(3) 수목에 부착된 태그 고유정보 필드정보 즉 개체고유 인식정보 필드이고,
(4) 수목별 고유정보에 따른 세부 상세이력 정보 필드이고,
(5) 담당자가 수목관리를 하는데 있어 데이터베이스를 통하여 병충해 방제등 사전 작업계획을 수립하는 필드이고,
(6) 수목관리자 정보를 확인하는 필드로 담당자의 인사발령에 따른 보직변경, 직무환경이 바뀔 경우 6항에 의해서 선임자의 수목관리 업무를 파악할 수 있도록 구성된 필드로 구성된다.
도 3의 (7) ~ (15)는 도 2의 (2) 수목별 마스터 데이터베이스에 추가 필요정보를 확장한 세부항목으로 관리부서, 담당자, 작업일자, 작업내용, 방재내역, 방제작업비용, 작업회사, 작업회사 작업자, 기타, 추가정보로 영역으로 관리자가 입력, 조회, 처리, 보고서 생성, 통계자료 추출 등 다양한 정보를 활용할 수 있도록 구성된다.
도 4 RFID-TAG 기술을 이용한 수목관리 시스템 계층구조도
도 5 RFID-TAG별 유형(수목별 특성 및 환경조건에 맞게 부착하는 RFID-TAG 종류 (5) 특수종이재질 인쇄가능한 스티커 부착형 (3) 외부 부착 직사각형 고정형 (4) 외부부착 원형 고정형
본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이 RFID-TAG 라디오주파수를 이용한 인식기술, 위치기반 지리정보기술을 이용한 수목관리 시스템으로써 태그의 도입, 수목의 도입시점부터 관리하고 기존에 식목된 수목을 비롯하여 자생중인 수목에 이르기까지 체계적으로 관리 하고 자동화된 관리시스템으로 수목관리 데이터베이스를 구축 함으로써 기존의 수목관리를 위한 수동적인 방법에서 벗어나 관리 효율성 제고와 신속한 방제처리, 사전계획 수립으로 인한 인력의 효율적 운영, 비용절감의 효과를 통해 능동적인 행정서비스 향상을 꾀하며 쾌적한 도시, 공원, 산림 환경을 만들어 녹지자원을 형성하므로써 국민 건강증진에 기여함과 병충해 사전 방제로 유해 해충 발생요인을 제거하여 쾌적한 환경을 제공하며, 통합정보로 구축된 데이터베이스를 활용함으로써 효율적인 산림 자원관리, 학술적 연구자료, 응용 통계, 산업기술 정보 등과 연계 함으로써 환경산업 발전에 기여하고 폭 넓은 연계 산업의 발전 과 시너지 효과를 가질 수 있는 수목관리 시스템을 제공한다.
태그는 자동으로 인식하여 확인하는 작업이나, 데이터 수집을 위한 미래형 신기술 분야로서 수목관리 시스템에 적용되는 태그(RFID-TAG)는 복제가 불가능한 고유번호와 소거되지 않는 특수메모리 영역에 수목관리를 위한 별도의 이력테이블을 가지게 됨으로써 관리자에게 필요한 수목관리 정보를 입력, 관리할 수 있고 이를 통해 수목의 다양한 정보를 활용을 할 수 있고 불필요한 시간을 제거와 불확실한 자료로 인한 중복적인 작업이 필요 없게 함으로써 관리의 효율성을 높이게 되었다.
본 발명을 이용하여 담당기관은 모든 수목의 현황 및 정보를 즉각 파악할 수 있으므로 완벽한 수목관리를 할 수 있고, 체계적 자료구축이 용이한점 즉 수목개체고유 인식정보, 속성정보와 위치정보를 동시에 처리함으로써 개별 수목에 관한 체계적, 효율적 자료구축이 가능한 점, 자료관리가 용이한점 작업계획, 데이터, 도면 등을 분리하여 관리할때는 시간이 지남에 따라 도면을 분실하거나 담당자의 기억에 의존해 관리하고, 관리대장으로 관리됨으로 기록부실로 인한 문제 등 복합적 문제발생 요소가 많아 질적 수준이 저하될 수 있지만 본 발명은 수목개체고유 인식정보, 상세이력정보, 위치정보가 동시에 확인, 저장, 데이터베이스화 됨으로써 문제점을 근본적으로 해결됨으로써, 손쉬운 조건별 정보검색이 가능하고, 통합성을 제공하고, 동시성을 갖고 있다. 또한 상기에서 설명한 표면적인 효과뿐만 아니라 태그를 이용한 수목관리 는 주전산기에서 자동 처리되어 구축된 다양한 데이터베이스 정보를 유관기관을 비롯한 산학기관, 기업과 연계하여 활용할 수 있도록 제공한다.
상기와 같이 본 발명은 복제할 수 없는 개체고유 인식정보와 사용자 정보가 내장된 태그를 수목에 부착하고 통합단말기를 통하여 수목별 개체고유 인식정보 파악, 위치정보파악, 정보검색, 동시성제공 기능 등을 통해 해당 수목 상태를 점검하고, 능동적인 작업계획을 수립하는 의사결정 수단으로 활용할 수 있어 수목관리의 효율성제고, 인건비 절감, 관리비용 절감 등의 효과를 보장받을 수 있게 된다.
Claims (11)
- 도심지 도로주변, 공원, 휴양림, 산림, 해양방제수목 등 수목의 상세한 정보 인식과 관리를 목적으로 특정장소에 서식중인 수목에 태그를 부착하면 통합단말기는 전자기장파를 함유한 특정 클럭 주파수 신호를 지속적으로 발생시켜 태그를 동작시켜 태그 정보을 판독하는 통합단말기가 있고, 수목에 부착된 태그 즉, 상기 통합단말기의 동작명령에 의하여 동작되어 자신의 개체고유 인식정보를 특정 주파수 신호로 발생시키고 명령어에 응답하는 태그와, 상기 태그가 서식중인 장소 또는 특정 수목으로부터 통합단말기가 동일 구역 내에 위치하면서 태그로부터 발생되는 응답신호를 감지하여 개체고유 인식정보고유 및 수목관리 이력정보를 판독, 입력, 보관, 전송하는 통합단말기 및 프로그램 알고리즘, 통합단말기에서 전송된 정보를 수신하여 해당 수목의 정보를 조회, 처리, 검색하고 지리정보 데이터베이스와 결합 한 뒤 최종적인 수목관리용 데이터베이스를 구축하고, 분석된 결과를 수목관리자에게 통보하는 시스템으로, 알에프아이디 태그 라디오 주파수 인식기술과 위치기반 지리정보기술을 이용한 수목관리 프로그램과 알고리즘, 구축된 데이터베이스를 기반으로 타 정보통신체계와 연계하는 방법 과 소프트웨어 구현 알고리즘에 관한 것이다.
- 제1항에 있어서 작업, 관리, 정보조회를 목적으로 개인이 휴대할 수 있는 통합단말기로 정보의 조회, 처리, 전송이 가능한 시스템으로 태그를 판독하고 정보를 기록할 수 있는 기능이 탑재된 태그와 주파수 인식 기술을 이용한 수목관리 시스템 프로그램 구현 및 알고리즘
- 제 1 항에 있어서, 수목관리 작업 또는 관리를 목적으로 휴대할 수 있는 태그와 통합단말기로, 태그는 수목에 직접 부착하고 태그의 개체고유 인식정보와 연계하여 수목 이력정보를 입력, 조회, 삭제, 전송 등이 가능하게 하는 소프트웨어 구현방법 및 알고리즘 기술
- 수목 정보를 인식하고자 수목의 태그정보를 파악하기 위하여 통합단말기는 전자기장파를 함유한 특정 클럭 주파수 신호를 발생시켜 태그를 구동하여 태그로부터 응답한 정보를 분석하는 소프트웨어 방법의 기술 및 알고리즘
- 수목에 태그를 부착하는 기술적 방법
- 구축된 데이터 베이스를 통하여 필요작업 및 작업계획 정보를 통하여 사전의사결정을 할 수 있는 예측기법과 통계 분석 프로그램 구현방법 및 알고리즘
- 태그로부터 얻어진 기초정보가 통합단말기에서 수목 상세이력정보와 결합되고, 통합단말기 자신의 등록정보를 결합하여 수목관리 주전산기에 인터넷 또는 이동통신망 네트워크를 통하여 전송하는 소프트웨어 구현방법 및 알고리즘
- 통합단말기로부터 수신된 정보를 수목관리 주전산기에서 기존 데이터와 비교, 분석, 하는 기능과 변경된 내역을 관리자에게 자동 통보하고 보고서 파일을 추출하는 소프트웨어 구현방법 및 알고리즘
- 구축된 데이터베이스를 기반으로 타 정보통신체계와 연계하는 방법 과 소프트웨어 구현방법 및 알고리즘
- 태그로부터 얻어진 기초정보와 주전산기 데이터베이스에 존재하고 있는 상세이력정보와 결합되고, 주전산기 지리정보 시스템과 등록, 결합하여 위치정보, 수목정보를 확인하는 소프트웨어 구현방법 및 알고리즘에 관한 것
- 작업, 관리, 정보조회를 목적으로 개인이 휴대할 수 있는 통합단말기로 위치정보(GPS)기능이 탑재되어 태그정보를 판독하고, 판독된 태그정보와 위치정보를 저장, 전송할 수 있는 기능이 탑재된 통합단말기 인식 기술과 프로그램 구현 및 알고리즘
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20220160955A (ko) | 2021-05-28 | 2022-12-06 | 청주대학교 산학협력단 | 스마트 앱을 이용한 시민참여형 가로수 유지관리 플랫폼 |
-
2005
- 2005-01-24 KR KR1020050006133A patent/KR20060085336A/ko not_active Application Discontinuation
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