KR20070091756A - The group system and method used ubiquitous sensor networks - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 모둠시스템에서 관리 영역 내에 모든 종단말기가 있는 경우, In the case of all the end devices in the management area
도 2 모둠시스템에서 주단말기의 최대통신거리 내에 이탈한 종단말기가 있는 경우, 2, if there is a terminal that deviates within the maximum communication distance of the main terminal in the system,
도 3 모둠시스템에서 종단말기가 주단말기의 최대통신거리를 벗어나 이탈된 경우, FIG. 3 when the terminal is separated from the maximum communication distance of the main terminal in the group system, FIG.
도 4 주단말기의 하드웨어 구성도, 4 is a hardware configuration diagram of the main terminal,
도 5 종단말기의 하드웨어 구성도, 5 is a hardware configuration diagram of the terminal device,
도 6 주단말기의 동작방식, 6 operation method of the main terminal,
도 7 종단말기의 동작방식, 7 operation method of the terminal,
도 8 긴급호출신호 수신방법8 emergency call signal receiving method
본 발명은 센서 네트워크를 이용한 모둠 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 센서 네트워크의 자율통신망과 센서 노드 간 무선 주파수의 신호 강도를 측정하여, 관리할 대상이 일정한 영역 안에 있는지를 판단하고, 관리 대상자가 현재 위치하고 있는 지점을 판단하는 장치, 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a group system and a method using a sensor network, by measuring the signal strength of the radio frequency between the autonomous network and the sensor node of the sensor network, to determine whether the object to be managed is in a certain area, An apparatus, a system, and a method for determining a location where a location is located.
종래 시스템은 무선 주파수의 신호 강도를 이용하여 일정 거리 이상 이격되었을 경우 경보음을 알려주지만, 이탈 거리가 멀어졌을 경우에는 관리되는 대상의 상대 위치를 식별하기엔 매운 제한적이다. 현재 이탈방지시스템은 많이 있지만, 관리할 수 있는 대상이 2~3명의 가족단위이거나, 15명 내외의 소규모 그룹에 적용할 수는 있지만, 대규모의 그룹에서는 적용하기에 한계점이 있다. 그리고 현재 사람들이 많이 모여드는 장소인 놀이공원, 대공원, 국립공원, 박물관, 대형 쇼핑몰 및 백화점 등에서 어린이, 노인, 장애인, 애완동물, 외국인 단체 관광객 등이 보호자(관리자)가 한눈판 사이에 잃어 버리는 경우가 발생하고 있으며, 미아 발생 사건이 연간 2500 ~ 3000건 정도 일어나는 실정이다.Conventional systems use a signal strength of the radio frequency to notify the alarm when separated by more than a certain distance, when the distance is far away is very limited to identify the relative position of the managed object. Although there are many escape prevention systems at present, it can be applied to two or three family units or a small group of about 15 people. However, there are limitations in large groups. In the case of amusement parks, grand parks, national parks, museums, large shopping malls, department stores, etc. Are occurring, and about 2,500 cases of missing children occur annually.
또한, 인솔자(여행 가이드, 부모, 유치원·초등학교·중학교·고등학교, 특수학교 교사 등)가 단체 여행을 관리할 때 관리 대상은 많지만, 현실적으로 실시간 관리는 불가능하다. 실시간 관리시스템의 부재로 여행중에 인솔자가 여행자를 잃어버리는 경우가 빈번하게 발생하고 있으며, 인솔자는 여행자를 관리하는데 어려움이 많다.In addition, when a leader (travel guide, parent, kindergarten, elementary school, junior high school, high school, special school teacher, etc.) manages group travel, there are many management targets, but real-time management is impossible. Due to the lack of a real-time management system, a traveler frequently loses a traveler while traveling, and a traveler has difficulty managing a traveler.
그러므로, 현재 시스템은 소규모 인원의 관리는 가능하나, 관리 대상이 늘어날 경우에는 현실적으로 문제점이 많이 있다.Therefore, the current system is capable of managing a small number of people, but there are a lot of problems in reality when the management target is increased.
본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 모둠 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 인솔자(여행 가이드, 부모, 유치원·초등학교·중학교·고등학교, 특수학교 교사 등)가 소규모 및 대규모 관리 대상을 손쉽게 관리할 수 있는 현실적인 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a group system and a method using the ubiquitous sensor network, in order to solve the above problems, the leader (travel guide, parents, kindergarten, elementary school, middle school, high school, special school teachers, etc.) small and large management The object of the present invention is to provide a realistic device and a method for easily managing the object.
본 발명의 또 다른 목적은, 현재 전 세계적으로 떠오르고 있는 유비쿼터스 센서 네트워크를 일반 대중이 필요로 하는 미아 방지와 여행중에 긴급상황 발생시 도움을 요청할 수 있는 분야를 제시함으로써 유비쿼터스 센서 네트워크의 활성화 및 관련 기술의 발전에 이바지하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to present the ubiquitous sensor network, which is emerging around the world, by providing a field for preventing the need of the general public and requesting help in case of an emergency during travel. Its purpose is to contribute to development.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 종단말기와 주단말기로 구성하고, 종단말기는 다른 단말기를 거치지 않고 주단말기로 데이터를 전송하여 주단말기의 표시창에 최초 설정되어 있던 종단말기의 고유 식별자를 판단하여 현재설정된 영역 안에 관리 대상 종단말기의 계수를 판단하고, 이상 유무를 주단말기에 표시하여 주고, 만약 이탈자가 발생했을 경우에는 주단말기의 경보를 울리고 표시창에 현재 이탈한 종단말기 번호와 이탈자의 인적사항을 표시해주며, 센서 네트워크의 위치 인식 방식에 의해 가장 마지막까지 통신한 지점의 위치를 표시해 준다. 종단말기는 무선 통신 기능, 분석 기능, 고유한 식별자, 위급상황을 알리기 위한 스 위치, 현재 배터리의 상태 표시 램프, 관리자의 경고를 알리기 위한 스피커 및 진동모듈을 장치하고 유비쿼터스 센서 네트워크의 자율 통신 방식에 의해 통신망을 구성한다. 주단말기는 종단말기를 관리하기 위하여 무선 통신 기능, 분석기능, 고유 식별자와 관리 대상자의 인적사항 기록을 위한 메모리, 종단말기를 호출하기 위한 스위치, 종단말기의 현재 배터리 상태 표시 램프, 관리대상 영역 범위를 제어하기 위한 무선 주파수 신호 강도 조절 스위치, 종단말기의 위치를 표시하기 위한 표시부, 위급 상황을 인식시키기 위한 스피커, 라우팅 방식을 전환하기 위한 스위치로 구성된다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises an end terminal and a main terminal, and the terminal terminal transmits data to the main terminal without passing through other terminals to determine a unique identifier of the terminal terminal initially set in the display window of the main terminal. It determines the count of the terminal to be managed in the currently set area and displays the abnormality on the main terminal.If a defector occurs, the main terminal alarm is sounded and the terminal number and the person who left the terminal The location of the last communication point is displayed by the sensor network's location recognition method. The terminal device is equipped with wireless communication function, analysis function, unique identifier, switch to inform emergency situation, status indicator lamp of current battery, speaker and vibration module to inform administrator's warning, and to autonomous communication method of ubiquitous sensor network. Configure the communication network. The main terminal has a radio communication function, an analysis function, a memory for recording a unique identifier and the personal information of the managed person, a switch for calling the terminal, a current battery status indicator lamp of the terminal, and a range of areas to be managed to manage the terminal. Radio frequency signal strength control switch for controlling the, the display unit for indicating the position of the terminal, the speaker for recognizing the emergency situation, the switch for switching the routing scheme.
본 발명은 유비쿼터스 의미를 적극 반영하여 도처에 존재하는 센서 네트워크와 연계하여 관리 대상 종단말기의 위치추적을 할 수 있다. 일반적인 상황에서 두 그룹 A와 B가 동일한 장소에 존재하지만, 주단말기는 종단말기가 보내는 식별자를 바탕으로 수신 신호를 판단하고 감지하기 때문에 두 그룹이 동일한 장소에 있을지라도 문제는 없다. 그러나 A 그룹의 종단말기가 이탈되었을 경우, 주단말기는 A 그룹의 인솔자에게 경보를 알려주고, 마지막 통신 지점을 표시부에 나타내며, 비상 상황을 인지하여 단일 홉 라우팅 방식을 멀티 홉 라우팅 방식으로 전환하여 주단말기는 종단말기들에게 방송하여 멀티 홉 라우팅 방식으로 재설정하고, 멀티 홉 라우팅 방식을 실행하면 감시 영역을 확대하여 이탈한 종단말기의 위치를 실시간 추적할 수 있고, A 그룹을 이탈한 종단말기가 일정 시간이 흘러도 주단말기를 찾지 못할 경우에 비상 스위치가 자동으로 ON되어, 종단말기는 무선 신호 강도를 높여가면서 주단말기를 찾게 된다. 이 경우에도 이탈한 종단말기가 주단말기를 찾지 못할 경우에는 가장 인접한 B 그룹의 네트워크에 비상 신호를 호출하여 B 그룹의 인솔자에게 이탈된 종단말기라는 사실을 알리게 되며, B 그룹 인솔자의 표시부에는 이탈된 종단말기의 기본정보(이탈자의 인적사항, 인솔자의 전화번호 등)를 나타내주기 때문에 이탈된 종단말기는 A 그룹 인솔자의 대열에 되돌아갈 수 있는 특징이 있다.The present invention can actively track the location of the terminal to be managed in connection with sensor networks that exist everywhere by actively reflecting the ubiquitous meaning. Under normal circumstances, two groups A and B exist in the same place, but there is no problem even if the two groups are in the same place because the main terminal determines and detects the received signal based on the identifier sent by the terminal. However, if the end of group A has deviated, the main terminal alerts the head of group A, displays the last point of communication on the display, recognizes the emergency situation, and switches single hop routing to multi-hop routing. Broadcasts to the terminal terminals and resets them to multi-hop routing method, and if the multi-hop routing method is executed, the location of the terminal terminal can be tracked in real time by expanding the surveillance area. If the main terminal is not found even after this, the emergency switch is automatically turned on, and the terminal finds the main terminal while increasing the wireless signal strength. In this case, if the exiting terminal does not find the main terminal, the emergency signal is called to the network of the nearest group B to inform the leader of the group B that the terminal is separated. Since the terminal displays basic information (personal information of the defector, telephone number of the leader, etc.), the terminated terminal has the characteristic of returning to the group A leader.
아래는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.
도 1은 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 모둠 시스템의 구성도이다. 주단말기(100)와 종단말기(130)는 한 홉 통신을 한다. 주단말기는 종단말기의 RF 신호를 수신하면서 전파의 세기를 측정하여 주단말기가 관리하는 영역안에 있는지 여부를 판단하여 주단말기의 표시부에 나타내어 준다. 100은 주단말기가 설정한 통신영역을 나타내고 110은 주단말기가 통신거리를 최대로 했을 경우에 관리영역의 확장되는 상태를 보여준다. 도 1에서 두 개의 단체가 동시에 모둠시스템을 사용하고 있는 상태이며, 모든 종단말기는 각 단체의 주단말기 관리영역 내에 존재하고 있다. 두 단체 이상이 동일한 장소에 존재할지라도 각 단말기 마다 고유 식별자를 가지고 있기 때문에 통신하는데는 문제가 없다.1 is a block diagram of a group system using a ubiquitous sensor network. The
도 2는 A 그룹의 종단말기 한대가 주단말기가 설정한 관리영역을 벗어났을 경우를 나타낸다. 이 경우 주단말기는 종단말기의 RF 신호를 수신할 수 없다고 판단하고 단계적으로 주단말기의 RF 신호를 증폭시킨다. 종단말기는 또한 주단말기의 신호를 확인할 수 없기 때문에 자동으로 RF 신호를 증폭시킨다. 주단말기와 종단말기가 최대 통신 거리 내에서 RF 신호를 수신하면 주단말기는 종단말기를 관리영역내로 유입시킬 수 있다.2 shows a case where one terminal terminal of the group A is out of the management area set by the main terminal. In this case, the main terminal determines that it cannot receive the RF signal of the terminal and amplifies the RF signal of the main terminal in stages. The terminal also amplifies the RF signal automatically because it cannot see the signal from the main terminal. When the main terminal and the terminal receives the RF signal within the maximum communication distance, the main terminal may introduce the terminal into the management area.
도 3은 A 그룹의 종단말기가 주단말기의 최대 통신거리 이상으로 이격 되었을 경우이다. 이 경우 주단말기와 종단말기의 RF 신호를 최대로 증폭시켜도 서로 통신할 수 없다. 이 경우 종단말기는 긴급신호를 송신하여 구조를 요청하게 된다. 긴급신호를 특정 주단말기가 수신했을 경우 이탈된 종단말기의 정보를 파악하여 A 그룹의 주단말기에게 정보를 제공하여 이탈한 종단말기를 A 그룹의 관리영역 내로 유입될 수 있다. 만약 B 그룹의 종단말기가 긴급신호를 수신했을 경우, 수신한 종단말기는 자신이 속해 있는 주단말기에게 긴급신호를 전송시켜 이탈된 종단말기의 정보를 파악하여 A 그룹의 관리영역 내로 유입시킬 수 있다.3 is a case where the terminal A group is separated by more than the maximum communication distance of the main terminal. In this case, even if the RF signal of the main terminal and the terminal is amplified to the maximum, they cannot communicate with each other. In this case, the terminator sends an emergency signal to request rescue. When an emergency signal is received by a specific main terminal, the information of the terminated terminal may be grasped to provide information to the main terminal of the A group, and the terminated terminal may be introduced into the management area of the A group. If the terminal of group B receives the emergency signal, the terminal receives the emergency signal to the main terminal to which it belongs, so as to grasp the information of the terminal that has escaped, and enter into the management area of group A. .
도 4는 주단말기의 시스템 구성도이다. RF 신호를 송수신할 RF 안테나(201), 수신된 RF 신호의 세기를 측정하여 관리영역 내에 있는지 여부를 판단할 RF 신호세기 측정기(202), RF 신호를 단계적으로 신호 세기를 조절할 RF 제어기(203), 종단말기가 관리영역을 이탈했을 경우 단일 홉 통신에서 다중 홉 통신으로 전환하기 위한 방송용 스위치(204), 단말기에 전원을 공급할 전원부(205), 주단말기에 소프트웨어 업그레이드와 관리대상 정보를 입력할 수 있는 외부입력단자(206), 현재 환경상태를 감지할 환경정보센서(207), 종단말기의 관리영역 이탈과 전원부와 하드웨어적인 이상 유무를 알려주는 스피커/진동모듈(208), 현재 시스템의 세부정보를 확인할 수 있는 표시부(209), 전원 상태를 표시해줄 전원상태표시 LED(210), 소프트웨어와 단말기의 OS와 종단말기 정보를 저장할 메모리(211), 종단말기에게 경고를 주기위한 경보장치(212), 그리고 외부장치를 제어할 MCU(212)로 구성된다.4 is a system configuration diagram of the main terminal.
도 5는 종단말기의 시스템 구성도이다. RF 통신을 하기 위한 RF 안테나 (301), 안테나의 신호 세기를 제어한 RF 제어기(302), 전원을 공급할 전원(303), 관리영역 이탈 또는 긴급상황 발생시 구조요청 신호를 전송할 긴급스위치(304), 종단말기의 전원상태를 표시할 전원상태표시 LED(306), 주단말기의 경보를 수신하거나 관리영역 이탈시 경고할 경보 스피커/진동모듈(307), 소프트웨어와 기본정보를 저장할 저장장치(308), 종단말기의 장치를 제어할 MPU(305)로 구성된다.5 is a system configuration diagram of an end terminal.
도 6은 종단말기가 최대 통신거리 영역 내에 있을 경우 주단말기의 동작방법이다. 주단말기가 최초 관리영역을 설정하고, 전원을 켜고, 종단말기로부터 RF 신호를 수신해서 현재 영역내의 전체 종단말기가 존재하는지 판단한다. 모든 종단말기로 부터 신호를 수신한 후 도 6과 같은 방법으로 종단말기의 관리영역 내에 있는지 여부를 판단하기 위한 방법이 실행된다. 종단말기로부터 RF 신호를 수신받고, RF 신호의 세기가 설정된 RF 신호의 세기와 동일한지 판단한 후 이탈 여부를 판단한다. RF 신호 세기가 동일할 경우 (402)에서 (404)의 방식을 반복한다. 그러나 RF 신호세기가 다르거나 이탈되었을 경우 주단말기는 종단말기의 이탈(404) 여부를 확인하고, 최종 이탈시간과 지점을 확인(405)한다. 브로드케스팅(406)으로 모든 종단말기에게 단일 홉에서 멀티 홉으로 통신방식을 변경하고 RF 신호를 최대(408)로 하라는 명령을 송신하고, 경로를 재설정한다. 최대 통신 출력과 멀티 홉으로 방식으로 설정할 경우 현재 관리 영역을 확장해서 이탈된 종단말기와 통신할 수 있는 확률을 높일 수 있다. 만약 멀티 홉 방식과 RF 출력을 최대로 한다면 상당히 넓은 지역을 포괄적으로 검색하여 이탈된 종단말기의 위치를 확인할 수 있다. 이탈자 위치 확인(411)이 되면, 관리영역 내로 유입(412)시키고, 최초 RF 출력과 단일 홉 통신 방식(413)으로 전환하고, 주단말기는 모든 종단말기의 존재 여부를 확인하고, (402)에서 (404)까지 방식을 반복한다. 만약, 다중 홉 통신과 송수신기를 최대 출력을 했지만 종단말기를 찾지 못했을 경우 관제 센터로 정보를 제공(410)한다. 관제 센터는 종단말기의 정보를 취합하여 이탈된 지역의 센서 네트워크에 정보를 송신하고, 이탈된 지역의 주단말기는 경보를 발생시켜 이탈된 종단말기의 존재 유무를 검색한다. 이와 동시에 경찰서에 민원을 접수하여 동시 다발적으로 이탈된 종단말기를 검색할 수 있다.6 is an operation method of the main terminal when the terminal is within the maximum communication range. The master terminal establishes the initial management area, turns on the power, receives an RF signal from the terminal, and determines whether all terminals in the current area exist. After receiving signals from all terminal devices, a method for determining whether the terminal is within the management area of the terminal device is executed in the same manner as in FIG. 6. Receiving an RF signal from the terminal, it is determined whether the strength of the RF signal is equal to the set strength of the RF signal, and then determine whether the departure. If the RF signal strength is the same, the method of 402 to 404 is repeated. However, if the RF signal strength is different or deviated, the main terminal checks whether the terminal deviates (404), and confirms the final departure time and point (405).
도 7은 종단말기의 동작방식이다. 종단말기는 전원을 ON(501) 시켜 주단말기에게 자신의 존재를 알리고 통신망을 형성한다. 종단말기가 주단말기의 RF 신호를 감지하여 자신이 관리영역 내에 있음을 판단하고 주기적으로 통신망을 확인한다. (502)에서 (504)의 과정을 반복하면서 관리영역 내에 있음을 주기적으로 확인한다. 그러나 이탈 여부를 감지하는 순간 종단말기의 경보음과 진동모듈이 동작하여 이탈여부를 알려준다. 경고신호를 수신한 종단말기가 관리 영역으로 유입되었을 경우에는 (502)에서 (504)까지 다시 반복한다. 그러나 관리 영역을 완전히 이탈하여 RF 신호를 감지하지 못할 경우 종단말기는 단계적으로 RF 신호를 증가(505)시켜 주단말기를 검색하고, 주단말기를 검색하면 관리영역으로 유입(511)되고 (502)에서 (504)까지 다시 반복한다. 만약 단계적으로 RF 신호를 증가시켰지만 주단말기를 검색하지 못한다면, 긴급상황 모드로 전환하여 긴급호출코드를 브로드케스팅 한다. 브로드케스팅 결과 인접 주단말기 또는 종단말기가 긴급호출코드를 수신(508)하면 이탈된 종단말기는 인접 통신망에 유입되게 된다. 인접 주단말기가 직접 긴급호출 코드를 수신하면 이탈된 종단말기의 기본정보를 표시부에서 확인하고 즉시 관리자에게 호출하여 이탈된 종단말기의 위치를 확인하고 관리 영역으로 유입될 수 있다. 인접 종단말기가 긴급호출코드를 수신하면, 긴급호출코드를 인접 주단말기에게 전송시키고, 수신한 정보를 바탕으로 이탈한 종단말기를 소속 주단말기 관리영역에 유입시킬 수 있다.7 is a method of operation of the terminal. The end terminal turns on the power (501) to inform the main terminal of its existence and form a communication network. The terminal detects the RF signal of the main terminal, determines that it is in the management area, and periodically checks the communication network. By repeating the process of (502) to (504), it is periodically confirmed that it is in the management area. However, at the moment of detecting the departure, the alarm sound and vibration module of the terminal terminal informs the departure. If the terminal receiving the warning signal flows into the management area, it repeats from 502 to 504. However, if the terminal does not detect the RF signal because it completely leaves the management area, the terminal increases the RF signal step by step (505) to search for the main terminal, and when the main terminal is searched, it enters the management area (511) and at (502). Repeat until 504. If the RF signal is increased step by step but the main terminal cannot be detected, the emergency mode is broadcasted by switching to the emergency mode. As a result of the broadcasting, when the neighboring main terminal or the terminal receives the
도 8은 긴급호출코드를 수신하는 방법이다. RF 신호 수신 대기상태에서 긴급호출코드가 수신((603)되었을 경우 긴급신호 여부를 판단하고 긴급신호일 경우 긴급신호를 호출한 이탈한 종단말기의 인적사항과 소속 주단말기의 정보를 표시부에 보여준다. 정보를 수신한 단말기는 이탈 종단말기의 주단말기 관리자에게 긴급통신을 실시하여 이탈 종단말기를 인계시킬 수 있다.8 is a method for receiving an emergency call code. When the emergency call code is received (603) in the RF signal reception standby state, it is determined whether the emergency signal is displayed, and in the case of an emergency signal, the personal information of the discontinued terminal which called the emergency signal and the information of the belonging main terminal are shown on the display unit. Receiving the terminal may perform an emergency communication to the main terminal manager of the leaving terminal can take over the leaving terminal.
본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 모둠시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 상기와 같이 구성되고 동작하는 모둠시스템은, 소수의 인솔자(주단말기)가 다수의 참가자(종단말기)를 관리하는데 효율적이다. 놀이공원, 대공원, 백화점, 국립공원, 대형 쇼핑몰들과 같이 사람의 왕래 및 수가 많은 장소에서 상황판단이 미숙한 어린이, 노약자, 외국인 관광객을 관리하는데 일정한 관리영역을 설정하고 주단말기의 표시부와 경고 및 진동모듈을 통해 조기에 이탈자를 파악할 수 있고, 만약 이탈자가 발생했을 경우 주·종단말기의 RF 신호를 제어하여 이탈자를 관리영역으로 유입시킬 수 있다. 또한, 최대 통신거리에서 이탈자를 찾지 못할 경우에 관제센터에 정보를 제공하여 조기에 신고가 가능하며, 인접 센서 네트워크를 활 용하여 이탈자를 검색이 용이하며, 조기에 관리 영역으로 유입시킬 수 있다.The present invention relates to a group system using the ubiquitous sensor network and a method thereof, wherein the group system configured and operated as described above is effective for managing a large number of participants (terminals) by a small number of leaders (terminals). In certain places such as amusement parks, grand parks, department stores, national parks, and large shopping malls, a certain management area is established to manage immature children, the elderly, and foreign tourists, and the display and warning signs of main terminals Vibration module can be used to identify defectors at an early stage, and if a defector occurs, the defector can be introduced into the management area by controlling RF signals of the main and terminal devices. In addition, if the defector is not found at the maximum communication distance, it can be reported early by providing information to the control center, and it is easy to search for the defector by using the adjacent sensor network, and it can be introduced into the management area early.
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- 2006-03-07 KR KR1020060021268A patent/KR20070091756A/en not_active Application Discontinuation
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