KR20090080674A - 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기 및 이를 이용한 위치추적방법과 그 기준국 설치방법 - Google Patents

유비쿼터스 센서 네트워크 단말기 및 이를 이용한 위치추적방법과 그 기준국 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기 및 이를 이용한 위치추적 방법과 그 기준국 설치방법에 관한 것으로서, (a) 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 단말기(10)의 제어부(12)를 초기화하고 환경설정하며, 무선통신(RF) 및 GPS수신기(11)를 초기화하고 무선통신 프로토콜을 설정하는 단계; (b) 상기 GPS수신기(11)에서 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하는 단계; (c) 상기 위성(1)의 위치정보데이터를 기준국(6)에서 송신안테나(9)를 통해 기간망 주파수인 중주파수(280~319KHz)로 USN기준국(6a)으로 송신하고, USN기준국(6a)은 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 단말기(10)의 무선 송수신부(13)로 송신하면, 상기 제어부(12)는 GPS수신기(11)에서 수신한 위치정보데이터와, 무선 송수신부(13)를 통해 수신한 두 위치정보데이터를 분석하고 보정한 후에 현재 위치좌표를 수정하는 단계; (d) 상기 제어부(12)는 수정된 현재 위치좌표를 무선 송수신부(13)를 통해 무선으로 위치추적 관제센터(30)로 전송하는 단계를 포함하여 일정거리 이내에서 메쉬방식으로 기준국 또는 위치추적 관제센터나 다른 단말기와 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 송수신함으로써, 보다 정밀한 위도 및 경도 등의 현재위치 좌표를 표시하거나 위치정보를 재송신할 수 있도록 한 것이다.
유비쿼터스, 네트워크, 단말기, 위치추적, USN, GPS

Description

유비쿼터스 센서 네트워크 단말기 및 이를 이용한 위치추적 방법과 그 기준국 설치방법{Ubiquitous Sensor Network Terminal Unit and Method for Detecting Position and Method for Establishment GPS Reference Station using thereof}
본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN, Ubiquitous Sensor Network)를 이용한 위치추적에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 일정거리 이내에 존재하는 이동물체의 움직임을 정밀하게 추적할 수 있는 단말기와, 그 단말기를 이용한 위치추적 방법과 그 기준국 설치방법에 관한 것이다.
일반적으로 유비쿼터스(Ubiquitous)는 시간과 장소에 구애받지 않고 언제나 네트워크에 접속할 수 있는 통신환경을 뜻하는 것으로, 라틴어의 유비쿼터스는 ‘언제나 어디에나 존재한다’는 뜻을 가지고 있으며, 정보통신 분야에서는 시간, 장소를 초월한 통신환경을 목표로 서비스 경쟁을 하고 있다. 유비쿼터스는 환경적, 기술적 제약으로 아직까지는 일반화되지는 않았지만, 각종 이동통신 기기는 휴대성과 편의성을 강조하여 출시되고 있다. 예컨대, 전화 또는 인터넷으로 가정에 있는 보일러를 켜고 끌 수 있으며, 해외 공장에 있는 기계를 자기 자리에서 컨트롤 할 수 있다. 유비쿼터스는 이러한 여러 가지 기기나 사물에 컴퓨터를 집어넣어 사용 자와의 커뮤니케이션을 쉽게 주는 정보기술(IT) 환경 또는 정보기술 패러다임을 뜻한다.
이와 같은 유비쿼터스를 이루기 위한 3대 인프라는 2.3GHz 휴대인터넷, 위성 광대역통합망, USN, IPv6을 포함하고, 이러한 인프라를 기본으로 지상DMB, 홈네트워크, RFID, W-CDMA, 지상파 디지털TV, 텔레매틱스 및 인터넷전화를 포함하는 각종 서비스를 제공할 수 있도록 하는 것이다.
상기 인프라로서 유비쿼터스 센서 네트워크(USN; Ubiquitous Sensor Network, u-sensor network)는 각종 센서에서 감지한 정보를 무선으로 수집할 수 있도록 구성한 네트워크로서, WPAN(Wireless Personal Area Network), ad-hoc 네트워크 등의 기술이 발전함에 따라 u-센서 네트워크 기술이 매우 활성화되고 있다. 센서의 종류로는 온도, 가속도, 위치 정보, 압력, 지문, 가스 등 다양하게 존재한다. 최근에는 물류의 흐름을 파악하기 위하여 RFID(Radio Frequency Identification) 기술을 이용하여 사물에 태그(Tag)를 부착하여 각종 물류정보의 흐름을 파악하는 기술도 등장하고 있다.
이와 더불어 종래의 정밀 위성위치 확인시스템(DGPS, Differential Global Positioning System)은 첨부된 도 1을 참조하면, 복수의 위성(1)으로부터 이동하는 항공기(2), 선박(3), 자동차(4)나 정지된 위치의 수신안테나(5)에서 위도, 경도 및 시간을 포함하는 지리정보데이터를 수신한다. 이때 위성(1)으로부터 수신되는 지리정보데이터는 산란 등의 요인으로 실제 지리정보와는 다른 약 15~20m 내외의 오차가 발생된다.
따라서 오차를 보정하기 위하여 수신안테나(5)로부터 수신된 지리정보데이터를 고정된 위치의 기준국(6)에서 자신의 위도 및 경도와의 차이를 보정한 후에 중앙사무소(7)나 감시국(8) 또는 송신안테나(9) 등으로 보정된 정확한 지리정보데이터를 재송신한다. 즉 송신안테나(5)는 기준국(6)에서 보정된 지리정보데이터를 항공기(2)나 선박(3) 또는 자동차(4) 등의 이동물체로 송신함으로써, 기준국(6)에서 측정한 데이터에 포함된 오차를 기준점으로 하여 일정 거리에 떨어진 위치에서 측정한 데이터에 적용하는 보정하고 있다.
이와 같이 종래의 정밀 위성위치 확인시스템은 위성의 지리정보데이터를 수신안테나를 거쳐 기준국에서 오차를 보정하여 송신안테나를 통해 이동물체로 송신하는 1 : N 방식 또는 스타(Star) 방식을 통해 보정된 지리정보데이터를 재전송하였다. 그러나 송신안테나를 통해 재전송되는 주파수는 국가가 운영하는 기간망에 해당되는 것으로, 송신안테나를 포함하는 장비가 클 뿐만 아니라 고가이고, 재전송을 위한 주파수는 이용료를 부담해야 하는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로, 위성으로부터 지리정보데이터를 기준국 또는 간이 기준국에서 수신하여 기준국에서 오차성분이 보정된 지리정보데이터를 일정거리 내의 이동물체로 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 무선으로 송신함으로써, 보다 정밀한 이동물체의 위치정보를 인식 및 추적하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 이용한 위치추적 방법을 제공하기 위한 것이 목 적이다.
또한, 본 발명은 기준국에서 오차성분이 보정된 지리정보데이터를 기준국 또는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기에서 수신하여 위성으로부터 수신한 지리정보데이터를 수정한 후에 적용하고, 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기는 수정된 자신의 지리정보데이터를 위치추적 관제센터 또는 일정거리 이내의 다른 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기로 송신하는 메쉬(mesh)방식의 위치추적 방법을 제공하기 위한 것이 다른 목적이다.
또한, 본 발명은 기준국 및 송신안테나를 거치거나 또는 직접 위성의 오차성분이 포함된 위치정보데이터를 수신한 후에 오차성분이 보정된 위치정보데이터로 단말기에 송신하는 USN기준국을 설치하는 방법을 제공하기 위한 것이 다른 목적이다.
더욱이 본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기에 네비게이션 맵(MAP)을 연동시켜 가시적으로 위치를 표시할 수 있도록 하고, 저전력 및 저출력으로 일정거리 이내의 이동물체의 위치추적에 유용하도록 한 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, (a) 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 단말기의 제어부를 초기화하고 환경설정하며, 무선통신 및 GPS수신기를 초기화하고 무선통신 프로토콜을 설정하는 단계; (b) 상기 GPS수신기에서 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하는 단계; (c) 상기 위성(1)의 위치정보데이터를 기준국(6)에서 송신안테나(9)를 통해 기간망 주파수인 중주파수(280~319KHz)로 USN기 준국으로 송신하고, USN기준국은 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 주파수 대역의 주파수로 단말기의 무선 송수신부로 송신하면, 상기 제어부는 GPS수신기에서 수신한 위치정보데이터와, 무선 송수신부를 통해 수신한 두 위치정보데이터를 분석하고 보정한 후에 현재 위치좌표를 수정하는 단계; (d) 상기 제어부는 수정된 현재 위치좌표를 무선 송수신부를 통해 무선으로 위치추적 관제센터로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 이용한 위치추적 방법을 제공한 것이 특징이다.
또한, 본 발명은 상기 방법 중에서, 상기 위성의 위치정보데이터를 기준국을 거치지 않고, USN기준국에서 직접 수신하여 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 단말기의 무선 송수신부로 송신하면, 상기 제어부는 GPS수신기에서 수신한 위치정보데이터와, 무선 송수신부를 통해 수신한 두 위치정보데이터를 분석하고 보정한 후에 현재 위치좌표를 수정하는 단계를 수행하는 유비쿼터스 센서 네트워크단말기를 이용한 위치추적 방법을 제공한 것이 특징이다.
또한, 본 발명은, 위성으로부터 위치정보데이터를 수신하는 GPS수신기; USN기준국으로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 수신하고, 수정된 현재 위치좌표를 위치추적 관제센터로 송신하는 무선 송수신부; 상기 GPS수신기 및 무선 송수신부로 송수신되는 위치정보데이터를 분석, 보정 및 수정하는 제어부; 상기 제어부와 위치정보데이터를 입출력하고 저장하는 저장부; 상기 제어부에서 수정된 현재 위치좌표를 접속부를 통해 가시적으로 표시하기 위한 GIS(지리정보시스템) 정보가 내장된 표시부; 단말기의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 이루어진 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 제공한 것이 특징이다.
본 발명은 상기 해결수단에 의하여, 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하는 단말기로 위치추적을 하기 위한 것으로서, 일정거리 이내에서 메쉬방식으로 USN기준국 또는 위치추적 관제센터나 다른 단말기와 정보를 송수신함으로써, 보다 정밀한 위도 및 경도 등의 현재위치 좌표를 표시하거나 위치정보를 재송신할 수 있도록 하여 저전력 및 저출력으로 위치정보데이터를 송수신하고, 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기 모듈의 소형화에 의한 장착 위치확보가 용이하여 유비쿼터스 센서 네트워크의 응용범위의 확대가 기대되는 효과를 갖는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예로서, 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기에 관하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 정밀 위치추적을 수행하는 각각의 개념도이고, 도 4는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기의 구성을 나타낸 블록도이다.
먼저, 본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 이용하여 일정거리 이내의 이동물체의 위치를 추적하기 위한 것으로, 기준국에서 위성으로부터 GPS 위치정보데이터를 수신한 후에 USN기준국으로 중주파수로 재전송하거나, USN기준국에서 위성으로부터 직접 GPS 위치정보데이터를 수신한 후에 오차성분을 보정하여 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 탑재한 이동물체로 전송하고, 이동물체의 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기는 위성으로부터 수신한 GPS 위치정보데이터와 USN기준국에서 수신한 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 비교 분석하여 현재 위치좌표를 수정하여 가시적으로 표시함과 동시에 위치추적 관제센터로 수정된 위치정보데이터를 송신함으로써 이동물체의 위치추적이 가능하도록 하기 위한 것이다.
이와 같이 본 발명의 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기는 도 2의 블록도를 참조하면, GPS수신기(11)는 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하는 것으로, GPS수신기(11)는 위성(1)으로부터 위치정보(위도, 경도와 고도) 및 시간정보 등의 위치정보데이터를 수신하는 것이다. GPS수신기(11)는 복수의 위성(최소 4개 이상)으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개 위성의 각각 다른 거리를 삼각방법에 따라 시간정보를 포함하여 현재위치를 정확히 계산하고, 1개의 위성으로 오차를 수정하는 것이다.
무선 송수신부(13)는 USN기준국(6a)으로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM(Industrial, Scientific, Medical; 산업, 과학, 의료 분야용으로 국제기구에서 할당한 ISM 주파수로 400MHz, 900MHz, 2.4GHz, 5.7GHz 대역) 주파수 대역의 주파수, 바람직하게는 2.4GHz로 수신하지만 이에 한정되지 않고, 제어부(12)에서 수정된 현재 위치좌표를 위치추적 관제센터(30)로 송신하는 것이다. 예컨대, 위성(1)으로부터 수신된 위치정보데이터는 산란에 의하여 15~20m이내의 오차가 있으므로 USN기준국(6a)은 자신의 정확한 현재위치 좌표로 위치정보데이터를 보정하는 것이다. 따라서 USN기준국(6a)은 위성(1)의 위치정보데이터를 정확한 위치정보 데이터로 보정한 후에 보정된 위치정보데이터를 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)의 무선 송수신부(13)로 송출하는 것이다.
상기 ISM 주파수 대역으로서, 이 ISM 주파수는 약한 전계강도를 이용하여 산업, 과학, 의료용으로 사용되기 때문에 주파수 간섭 등의 문제가 적고, 근거리 무선통신(WLAN)에 적용되어 데이터의 전송속도도 빨라지고 있다.
또한, 상기 기준국(6)은 수신안테나(5), 즉 복수의 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하는 수신안테나(5)로부터 위치정보데이터를 전송받고, 수신안테나(5)에서 수신한 위치정보데이터를 기준국(6)에서 송신안테나(9)로 송신한 다음 송신안테나(9)는 기간망을 이용하여 280~319KHz의 중주파수로 USN기준국(6a)으로 전송한다. 따라서 USN기준국(6a)은 기준국(6)에서 수신한 위치정보데이터를 정확한 위치정보데이터로 보정한다. 예컨대, 위성(1)으로부터 수신된 위치정보데이터는 산란에 의하여 15~20m이내의 오차가 있으므로 USN기준국(6a)은 기준국(6)으로부터 수신된 위치정보데이터를 자신의 정확한 현재위치 좌표로 보정하는 것이다.
이와 같이 무선 송수신부(13)는 USN기준국(6a)으로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 수신받지만, USN기준국(6a)이 직접 위성(1)으로부터 GPS 위치정보데이터를 수신하거나, 또는 기준국(6)에서 위성(1)으로부터 받은 GPS 위치정보데이터를 USN기준국(6a)를 거쳐 오차성분이 보정된 위치정보데이터로 수신하는지가 상이하다.
제어부(12)는 상기 GPS수신기(11) 및 무선 송수신부(13)로 송수신되는 위치정보데이터를 분석, 보정 및 수정하는 것으로, 제어부(12)는 GPS수신기(11)에서 수 신된 위치정보데이터와, 무선 송수신부(13)에서 수신된 보정된 위치정보데이터를 일시적으로 버퍼에 저장하였다가 연산 등의 수행을 거쳐 오차성분이 보정된 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)의 정밀한 현재 위치좌표를 위치정보데이터를 무선 송수신부(13)를 통해 전송하는 기능을 포함한다.
저장부(14)는 상기 제어부(12)와 위치정보데이터를 입출력하고 저장하는 것으로, 램이나 롬 등의 데이터를 저장하는 기능이 포함된 것이다.
표시부(20)는 상기 제어부(12)에서 수정된 현재 위치좌표를 접속부(15)를 통해 가시적으로 표시하기 위한 GIS(지리정보시스템) 정보가 내장된 것이다. 표시부(20)는 정보를 가시적으로 표시할 수 있는 액정표시장치(LCD) 등이 포함되고, 위치정보데이터로서 위치좌표를 GIS나 네비게이션용 맵(map) 상에 표시할 수 있도록 하는 것이다. 즉 표시부(20)는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)의 현재 위치좌표를 GIS나 네비게이션용 맵 위에 자신의 위치가 나타날 수 있도록 하는 것이다.
전원공급부(16)는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 것으로, 건전지나 충전이 가능한 배터리 등으로부터 일정의 전압으로 변환시켜 공급시킬 수 있는 것이다.
더욱이 본 발명의 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기는 근거리 무선통신의 국제표준인 IEEE802.15.4를 적용한 무선센서 네트워크의 핵심이 되는 단말기로서 ISM 주파수 대역, 즉 2.4GHz을 사용한다. 그리고 저전력(10mW이내)을 위한 전원관리 알고리즘이 포함되고, 일정거리 이내에서 메쉬방식에 의한 직접 확산방식으로 65,000개 이상의 노드연결이 가능한 높은 네트워크 확장성이 확보되며, 송수신범위 는 수~수십Km 이내의 근거리 통신에 적합하고, 소형화가 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기의 위치추적 방법에 관한 실시예로서, 도 5 및 도 6의 흐름도를 참조하여 설명한다.
우선, 본 발명의 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기는 위치추적 관제센터(30)로부터 위치정보를 추적할 수 있는 일정거리 이내, 예컨대, 주차장이나 항만의 하역장 등에서 단말기를 장착한 차량 등의 정밀한 위치(1.2~5m 이내의 정밀도)를 추적할 수 있도록 하는 것이다.
따라서 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 단말기(10)의 CPU인 제어부(12)를 초기화하고 환경을 설정한다(S1, S2). 제어부(12)의 초기화 및 환경설정과 동시에, 무선통신(RF) 및 GPS수신기(11)를 초기화하고 무선통신 프로토콜을 설정한다(S3, S4). 상기 단계(S1, S2) 및 단계(S3, S4)는 모듈의 초기화를 위하여 단말기(10) 내에서 동시에 이루어진다. 이는 단말기(10)의 작동을 위한 전원의 입력과 동시에 이루어질 것이다.
상기 제어부(12) 및 GPS수신기(11)의 초기화와 환경설정 등이 이루어지면 상기 GPS수신기(11)는 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신한다(S5).
도 5는 위성(1)으로부터 수신안테나(5)를 거쳐 기준국(6)에서 GPS 위치정보데이터를 수신한 후에 송신안테나(9)를 거쳐 기간망을 이용하여 중주파수인 280~319KHz의 주파수로 USN기준국(6a)으로 전송한다. 따라서 상기 제어부(12)는 무선 송수신부(13)를 통해 USN기준국(6a)으로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 수신한다(S6).
더욱이 도 6은 USN기준국(6a)이 직접 위성(1)으로부터 GPS 위치정보데이터를 수신하는 실시예로서, 상기 제어부(12)는 무선 송수신부(13)를 통해 USN기준국(6a)으로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 수신하게 되는 것이다.(S6).
한편, 상기 제어부(12)는 GPS수신기(11)에서 수신된 위치정보데이터와, 무선 송수신부(13)를 통해 기준국(6)을 거쳐 USN기준국(6a)으로 수신되었거나 또는 USN기준국(6a)으로부터 직접 수신된 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 비교 분석하고 보정한다(S7). 그리고 GPS수신기(11)로부터 수신된 위치정보데이터를 수정한다(S8). 수정된 위치정보데이터로 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기의 현재 위치좌표를 수정한다(S9).
다음으로 상기 제어부(12)는 수정된 현재 위치좌표를 무선 송수신부(13)를 통해 무선으로 위치추적 관제센터(30)로 전송한다(S10). 그리고 제어부(12)는 접속부(15)를 거쳐 표시부(20)를 통해 자신의 정확한 위치정보를 표시할 수 있도록 한다.
상기 위치추적 관제센터(30)는 일정거리 이내에 위치한 복수의 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)로부터 각각의 수정된 보다 정밀한 위치정보를 수신할 수 있다. 따라서 위치추적 관제센터(30)는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 장착한 이동물체를 보다 정밀한 위치정보데이터를 수신하여 위치추적 관제센터(30)의 모니터를 통해 내장된 네비게이션 맵으로 복수의 이동물체의 추적 및 관리할 수 있을 것이다.
더욱이 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)는 USN기준국(6a)으로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 수신하거나 또는 일정거리 이내에 위치한 다른 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 송수신하여 GPS수신기(11)에서 수신된 위치정보데이터와 비교 분석 및 보정후에 현재 위치좌표를 보다 정밀하게 수정할 수 있을 것이다.
본 발명은 도 2 및 도 5와 같이, 위성(1)의 GPS 위치정보데이터를 수신안테나(5)를 거쳐 기준국(6)과 송신안테나(9)에서 기간망의 280~319KHz의 중주파수로 위치정보데이터를 USN기준국(6a)이 수신하여 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 각 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)로 보내어 단말기가 장착된 이동물체(4), 예컨대, 자동차로 정확한 현재위치 좌표를 수정할 수 있도록 하였다.
그리고 도 3 및 도 6과 같이, 위성(1)의 GPS 위치정보데이터를 직접 USN기준국(6a)이 수신하여 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역인 2.4GHz의 주파수로 각 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)로 보내어 단말기가 장착된 이동물체(4), 예컨대, 자동차로 정확한 현재위치 좌표를 수정할 수 있도록 한 것이다. 이는 기간망을 사용할 수 있는 조건에서 위치추적 관제센터(30)가 기준국(6)으로부터 위치정보데이터를 수신하거나 또는 기간망을 이용하는 기준국(6)으로부터 위치정보데이터를 수신할 수 없는 조건에서는 직접 USN기준국(6a)이 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하여 일정거리 이내의 이동물체의 위치정보를 판단할 수 있도록 한 것이다.
한편, 본 발명의 USN기준국(6a)은 위성(1)으로부터 수신된 위치정보데이터를 기준국(6)에서 송신안테나(9)를 통해 기간망 주파수인 중주파수로 송신하면, 송신안테나(9)에서 수신된 오차성분이 포함된 위치정보데이터를 보정한 후에 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 각 단말기(10)로 송신하는 USN기준국(6a)이 송신안테나(9)와 단말기(10) 사이에 중계할 수 있도록 설치된다.
또한, 본 발명의 USN기준국(6a)은 위성(1)으로부터 직접 오차성분이 포함된 위치정보데이터를 수신하여 오차성분을 보정한 후에 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 각 단말기(10)로 송신하는 USN기준국(6a)이 위성(1)과 단말기(10) 사이에 중계할 수 있도록 설치된다.
따라서 USN기준국(6a)은 위성(1)으로부터 기준국(6) 및 송신안테나(9)를 거치거나 또는 직접 위성(1)으로부터 오차성분이 포함된 위치정보데이터를 수신한 후에 오차성분을 보정하여 보정된 위치정보데이터로 단말기(10)에 송신할 수 있도록 설치되는 것이다.
이와 같이 본 발명의 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하는 단말기는 일정거리 범위이내에서 메쉬방식으로 위치정보데이터를 송수신할 수 있어 단말기 자신의 정확한 위치뿐만 아니라, 인접한 다른 단말기의 위치정보도 알 수 있을 거이고, 위치추적 관제센터에서도 복수의 이동물체에 대한 정확한 위치정보를 용이하게 판단할 수 있어 이동물체 사이의 추돌이나 충돌 등의 안전사고를 예방할 수도 있을 것이다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지 만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술로서, 기준국에서 위성으로부터 수신된 위치정보데이터에 오차가 포함된 위치정보데이터를 적용하여 보정하는 방식을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예로서, 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 정밀 위치추적을 수행하는 것으로, USN기준국에서 기준국으로부터 기간망 주파수로 수신한 후에 오차성분이 보정된 데이터를 단말기로 전송하여 단말기에서 현재 위치좌표를 수정하는 방식을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예로서, 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 정밀 위치추적을 수행하는 것으로, USN기준국에서 직접 위성으로부터 데이터를 수신한 후에 오차성분이 보정된 데이터를 단말기로 전송하여 단말기에서 현재 위치좌표를 수정하는 방식을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6은 각각 도 2 및 도 3의 개념도에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기의 위치추적에 관한 흐름도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 단말기 11: GPS 수신기
12: 제어부 13: 무선 송수신부
14: 저장부 15: 접속부
16: 전원공급부 20: 표시부
30: 위치추적 관제센터

Claims (6)

  1. (a) 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 단말기(10)의 제어부(12)를 초기화하고 환경설정하며, 무선통신(RF) 및 GPS수신기(11)를 초기화하고 무선통신 프로토콜을 설정하는 단계;
    (b) 상기 GPS수신기(11)에서 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하는 단계;
    (c) 상기 위성(1)의 위치정보데이터를 기준국(6)에서 송신안테나(9)를 통해 오차성분이 포함된 데이터를 기간망 주파수인 중주파수(280~319KHz)로 USN기준국(6a)으로 송신하면, USN기준국(6a)은 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 단말기(10)의 무선 송수신부(13)로 송신하면, 상기 제어부(12)는 GPS수신기(11)에서 수신한 위치정보데이터와, 무선 송수신부(13)를 통해 수신한 두 위치정보데이터를 분석하고 보정한 후에 현재 위치좌표를 수정하는 단계;
    (d) 상기 제어부(12)는 수정된 현재 위치좌표를 무선 송수신부(13)를 통해 무선으로 위치추적 관제센터(30)로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 이용한 위치추적 방법.
  2. (a) 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 단말기(10)의 제어부(12)를 초기화하고 환경설정하며, 무선통신(RF) 및 GPS수신기(11)를 초기화하고 무선통신 프로토콜을 설정하는 단계;
    (b) 상기 GPS수신기(11)에서 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하는 단계;
    (c) 상기 위성(1)의 위치정보데이터를 USN기준국(6a)에서 직접 수신하여 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 단말기(10)의 무선 송수신부(13)로 송신하면, 상기 제어부(12)는 GPS수신기(11)에서 수신한 위치정보데이터와, 무선 송수신부(13)를 통해 수신한 두 위치정보데이터를 분석하고 보정한 후에 현재 위치좌표를 수정하는 단계;
    (d) 상기 제어부(12)는 수정된 현재 위치좌표를 무선 송수신부(13)를 통해 무선으로 위치추적 관제센터(30)로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 이용한 위치추적 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)는 USN기준국(6a) 또는 일정거리 이내에 위치한 다른 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기(10)로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기를 이용한 위치추적 방법.
  4. 위성(1)으로부터 수신된 위치정보데이터를 기준국(6)에서 송신안테나(9)를 통해 기간망 주파수인 중주파수로 송신하면, 송신안테나(9)에서 수신된 오차성분이 포함된 위치정보데이터를 보정한 후에 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 각 단말기(10)로 송신하는 USN기준국(6a)이 송신안테나(9)와 단말기(10) 사이에서 중계할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기준국 설치방법.
  5. 위성(1)으로부터 직접 오차성분이 포함된 위치정보데이터를 수신하여 오차성분을 보정한 후에 보정된 위치정보데이터를 ISM 주파수 대역의 주파수로 각 단말기(10)로 송신하는 USN기준국(6a)이 위성(1)과 단말기(10) 사이에서 중계할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기준국 설치방법.
  6. 위성(1)으로부터 위치정보데이터를 수신하는 GPS수신기(11);
    USN기준국(6a)으로부터 오차성분이 보정된 위치정보데이터를 수신하고, 수정된 현재 위치좌표를 위치추적 관제센터(30)로 송신하는 무선 송수신부(13);
    상기 GPS수신기(11) 및 무선 송수신부(13)로 송수신되는 위치정보데이터를 분석, 보정 및 수정하는 제어부(12);
    상기 제어부(12)와 위치정보데이터를 입출력하고 저장하는 저장부(14);
    상기 제어부(12)에서 수정된 현재 위치좌표를 접속부(15)를 통해 가시적으로 표시하기 위한 GIS(지리정보시스템) 정보가 내장된 표시부(20);
    단말기의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(16)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 단말기.
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