KR20100060114A - 위치 인식 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위치 인식 시스템에 관한 것으로, 특히 와이파이(Wi-Fi) 등 무선랜을 기반으로 하고, 위치를 결정하기 위한 핵심기술인 무선측위 기술을 적용한 RTLS(Real Time Locating System)에 관한 것이다.
본 발명의 위치 인식 시스템은, 무선 랜 통신을 위한 고정 설비인 엑세스 포인트; 상기 엑세스 포인트에서 송출하는 신호의 수신감도를 산정하는 이동 단말기; 및 상기 무선 랜 통신을 통해 상기 이동 단말기로부터 상기 수신감도를 전송받아, 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 위치 계산 서버로 이루어진다.
Figure P1020080118566
RTLS, 위치 인식, 무선 랜, AP, wi-fi

Description

위치 인식 시스템{POSITION RECOGNITION SYSTEM AND POSITION RECOGNITION METHOD}
본 발명은 위치 인식 시스템에 관한 것으로, 특히 와이파이(Wi-Fi) 등 무선랜을 기반으로 하고, 위치를 결정하기 위한 핵심기술인 무선측위 기술을 적용한 RTLS(Real Time Locating System)에 관한 것이다.
본 발명에서는 무선 통신망을 이용하여 위치결정을 하는데 있어서, 무선 랜 인프라를 구성하는 무선 통신 액세스 포인트(AP)의 위치를 선정 및 파악하고 단말기가 엑세스 포인트(AP)로부터 받은 수신 신호들의 감도를 이용하여 거리정보를 얻으며, 이 정보들을 이용한 위치 결정 알고리즘을 적용하여 RTLS를 구현하였다.
위치 기반 서비스(Location-based service, LBS)는 무선 인터넷의 특징인 개인화와 이동성이 결합된 위치기반 서비스로서 휴대폰이나 PDA와 같은 이동통신망과 IT기술을 종합적으로 활용한 위치정보 기반의 시스템 및 서비스를 말한다.
상기 서비스는 고객의 위치 정보를 기반으로 생활편의 정보(물류, 생활편의 서비스, 전화번호서비스, 지역정보), 상거래 정보(원하는 상품에 대한 통보기능, 위치기반마케팅/광고 등의 서비스를 제공), 교통정보(운전평의정보, 대중교통정보 경로탐색 및 설정) 및 위치추적정보(위치 추적, 개인위치정보, 분실된 단말기 추적) 등 생활 전반에 걸쳐 다양한 정보제공에 활용될 수 있다.
위치 기반 서비스에서는, 이동할 수 있는 대상의 위치를 인식하는 방법이 수행된다. 이동할 수 있는 대상의 위치를 인식하기 위해서는, 위치 판단의 기준이 되는 고정된 대상이 필요하다. 현재 사용중인 위치 인식 방법에서는 위치 판단의 기준이 되는 고정된 대상으로서, 정지 위성이나 위치 인식용 비컨 신호 송신기를 이용한다.
본 발명은 위치 판단의 기준이 되는 고정된 설비를 갖추기 위한 추가 비용 없이 저렴한 위치 인식 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지형의 영향을 적게 받으면서도 충분한 정밀도를 확보할 수 있는 위치 인식 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치 인식 시스템은, 무선 랜 통신을 위한 고정 설비인 엑세스 포인트; 상기 엑세스 포인트에서 송출하는 신호의 수신감도를 산정하는 이동 단말기; 및 상기 무선 랜 통신을 통해 상기 이동 단말기로부터 상기 수신감도를 전송받아, 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 위치 계산 서버를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 엑세스 포인트는, 와이파이 방식의 무선 랜 통신을 지원하는 설비일 수 있으며, 상기 수신감도를 산정하는 상기 엑세스 포인트에서 송출하는 신호는, 상기 엑세스 포인트가 주기적으로 브로드캐스팅하는 비컨 신호일 수 있다.
바람직하게 상기 위치 계산 서버는, 상기 이동 단말기의 사용자가 자신의 위치를 인지할 수 있도록, 상기 무선 랜 통신을 통해 상기 이동 단말기로 계산된 위치를 전송할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 상기 구성의 위치 인식 시스템에서 수행되는 위치 인식 방법은, 상기 이동 단말기에서, 다수개의 엑세스 포인트로부터 비컨 신호들을 입력받는 단계; 상기 이동 단말기에서 상기 입력받은 비컨 신호들의 수신 감도를 계산하는 단계; 상기 비컨 신호들 및 그 수신감도값들을 상기 이동 단말기에서 위치 계산 서버로 전송하는 단계; 및 상기 위치 계산 서버에서, 상기 비컨 신호들 및 그 수신감도값들을 이용하여, 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구성에 따른 본 발명의 위치 인식 시스템을 실시하면, 위치 판단의 기준이 되는 고정된 별도의 설비를 갖추기 위한 추가 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 GPS를 이용한 위치 기반 서비스 시스템의 인프라 구성 요소를 도시한 것이다.
여기서 LBSP(Location-Based Service Platform)는 LBS를 위한 가장 기본적이고 핵심적인 기능을 제공하는 플랫폼으로, 다양한 위치기반 서비스 개발을 용이하게 하는 공통 컴포넌트를 제공한다. 세부적으로는 외부 LBS 응용 서비스 클라이언트 위치 요청 처리, 이동통신망 내부의 위치관련 시스템(기지국 또는 GPS 위치획득 서버) 연동, 위치 획득 서버에서 파악된 위치정보의 일차 가공(좌표변환 또는 Reverse-Geocoding 등), 위치정보 관리 및 Spatio-temporal function 지원 등을 제공한다.
MPC(Mobile Positioning Center)는 위치정보 제공 네트워크 인프라에서 위치 데이터의 검색, 전달, 저장 및 제어를　위한 요소로서의 역할을 수행하는 서버이다. GISP(Geographic Information Service Platform)는 GIS 플랫폼 혹은 컨텐츠 서버로서 LBS 서비스를 위한 전자지도, POI, 교통정보 등의 컨텐츠를 제공하는 플랫폼이다.
AS(Application Server) / SP(Service Provider)는 LBS 응용 서비스 제공 서버 혹은 LBS 클라이언트/서비스 제공자로서 LBSP 또는 GISP 에서 제공하는 위치정보 혹은 GIS 컨텐츠를 기반으로 LBS 부가 응용 서비스를 제공한다.
CP(Contents Provider)는 GISP에 탑재되는 전자지도, POI, 도로 네트워크 정보 등의 원천 제공자로서 실시간 교통정보, 날씨정보, 가맹점 정보, 대표 POI 등의 부가 컨텐츠를 제공한다.
PDE(Positioning Determining Entity)는 이동통신 단말 사용자가　통화를 시작하거나 통화중인 경우에 무선 단말기의 정밀 위치 또는 지리적 위치를 결정하는 요소로서 모든 PDE는 하나 이상의 위치 결정 기술을 제공한다.
도시한 위치 기반 서비스 시스템의 주요 장점은 무선 인터넷 사용자가 여러 위치를 이동하면서도 직접 주소나 지역 구분자를 입력하지 않아도 된다는 점이며, GPS 측위 기술은 이를 가능하게 하여 무선 인터넷 서비스 접근을 용이하게 해주는 주요 요소기술 중 하나이다. 또한 LBS시스템이 점차 발전하면서 GPS방식과 Cell-ID방식을 혼용하는 시스템으로도 개발되어 지고 있다.
Cell-ID 방식은 이동통신 기지국을 이용한 방식으로 가입자와 연결된 기지국을 중심으로 500~1500m 오차 범위에서 사용자를 위치를 파악할 수 있다. 그러므로 중계기 등을 이용 건물 내 및 지하 등의 위치도 찾을 수 있는 반면에 단점은 오차범위가 넓어 대략적인 위치 파악만 가능하다.
GPS 방식은 위성이 GPS칩을 정확히 찾아주기 때문에 10~150m 오차 내에서 정확한 위치를 찾을 수 있기 때문에 Cell방식보다 정확한 위치 추적이 가능하다. 그러나 위성신호의 특성상 실내에서는 사용이 불가능하며 건물에 반사. 굴절이 잘되기 때문에 고층 건물 지역에 취약한 특성이 있다.
따라서, 도 1의 LBS시스템의 문제점을 보면, Indoor상태 등의 통신환경이 열악한 지역에서는 사용이 어렵다. 또한 위치 결정에 대한 오차는 GPS를 내장한 휴대폰을 사용하면 10m ~ 50m까지 오차범위를 줄일 수 있지만, 수신성이 기지국 방식에 비해 떨어진다. 여기에 초기정보를 수신하기 까지 걸리는 시간이 2~3분에 이르기 때문에 상용화에는 많은 어려움이 따른다.
그리고 기지국, 각종 관리서버, 홈위치 등록기, 교환기 등을 별도로 설치해야 하며, 이를 통한 전송 및 관리시스템이 복잡하다. 이에 따라 별도의 설치공간과 수반되는 비용이 증가된다.
본 발명에서는 와이파이 무선랜을 기반으로 하고, 위치를 결정하기 위한 핵 심기술인 무선측위 기술을 적용하여 RTLS(Real Time Locating System)을 구현하였다.
본 발명에서는, 무선통신망을 이용하여 위치결정 및 추적을 하는데 있어서, 무선통신 송신기로서 엑세스 포인트(AP)의 위치를 선정 및 파악하고, 이동 단말기가 상기 엑세스 포인트(AP)로부터 받은 수신신호를 이용하여 거리정보를 얻으며, 이 정보들을 소정의 위치결정 알고리즘에 적용하여, 위치 정보를 획득할 수 있는 RTLS를 구현하였다. 이 경우, 표준 WLAN규약으로 IEEE에서 제정한 802.11중에서 802.11b를 적용하는 것이 바람직하다.
우선, 본 발명에 따른 위치 기반 서비스를 적용할 수 있는 와이파이 시스템에 대하여 논해 보겠다.
IEEE 802.11b 표준의 내용은 크게 2가지 기술로 분류된다. 한가지는 무선 랜의 인증과 관련된 내용으로 SSID(Service Set IDentifiers)에 대해 정의하고 있다. SSID는 무선랜 서브 시스템에서 장비의 네트워크 이름을 말하는 것으로써 초기의 접속 제어를 수행한다. 유선 랜과 무선 단말을 연결해주는 장치인 AP(Access Point)는 자신이 주기적으로 보내는 비콘신호에 SSID를 포함하여 브로드캐스트 한다.
또 한가지는 보안과 관련된 내용으로 WEP에 대해 정의하고 있다. WEP은 IEEE 802.11b에서 무선랜 데이터 스트림의 보안성을 제공하기 위하여 정의한 암호화 스킴으로, 데이터의 암호화와 복호화에 동일키와 알고리즘을 사용하는 대칭형 구조이 다. 올바른 WEP키를 소유한 사용자만이 네트워크에 접속하도록 허가하고, 데이터 스트림을 복호화할 수 있도록 하는 접속 제어와 비밀성 보장이 WEP의 사용 목적이다.
802.11b의 동작모드는 인프라스트럭쳐(Infrastructure) WLAN(Client/Server 방식)과 Ad-hoc WLAN(Peer-to-Peer 방식) 2가지로 구분할 수 있는데, 본 발명은 인프라스트럭쳐 WLAN에 적용하는 것이 다소 바람직하다.
인프라스트럭쳐 WLAN은 통신망에 속한 단말기들의 등록 및 매체접근을 관리하고, 다른 통신망과의 통신을 지원하기 위한 제어단말인 AP를 포함한 구조로 분산 제어 형태의 MAC(medium access control) 방식 외에 중앙제어 형태의 MAC(medium access control)방식도 지원한다.
상기 무선 랜 시스템에 사용되는 각 이동 단말기은 무선 랜 카드를 구비하는데, 무선 LAN카드는 무선랜 환경에서 NOS(network operating system)와 안테나 사이에서 인터페이스 기능을 수행하여 네트워크로의 투명한 연결을 제공한다.
상기 엑세스 포인트(AP : Access Points)는 무선 환경에서의 랜 허브이다. 예컨대, 표준 이더넷 케이블을 통해 유선망의 백 본과 연결되어 안테나를 통하여 RTLS 단말기들(또는 태그들)과 통신을 하게 된다. AP의 반경은 30 ~ 1000m에 이르며, 1개의 AP는 기술방식과 구성 및 사용방법에 따라 수십~수백 대의 RTLS 단말기들을 지원한다. 또한 AP자신의 영역 내에서 RTLS 단말기들의 움직임을 추적하며 특정 RTLS 단말기의 통신을 승인하거나 거부할 수도 있다. 최근에는 라우터 기능을 겸비하거나 ADSL, Cable Modem등 초고속 인터넷 망과의 연결을 지원하는 AP도 출시되고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 인식 시스템의 구조를 도시하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 인식 시스템은, 무선 랜 통신을 위한 고정 설비인 엑세스 포인트; 상기 엑세스 포인트에서 송출하는 신호의 수신감도를 산정하는 이동 단말기; 및 상기 무선 랜 통신을 통해 상기 이동 단말기로부터 상기 수신감도를 전송받아, 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 위치 계산 서버를 포함할 수 있다.
상기 위치 인식 시스템에 와이파이 기술을 적용한다면, 도시한 바와 같이, 상기 엑세스 포인트는 와이파이 AP(200)이고, 상기 이동 단말기은 와이파이용 RTLS 단말기(100)이며, 상기 위치 계산 서버는 RTLS 서버(340)인, RTLS로 상기 위치 인식 시스템을 구현할 수 있다. 또한, 상기 RTLS는, 무선 랜 통신을 지원하기 위한 랜 서버로서 와이파이 지원 서버(360)를 구비할 수 있다.
즉, 본 발명의 사상에 따른 일 실시예의 하나로서, 와이파이 무선랜을 기반으로 한 RTLS를 구현할 수 있다. 이러한 와이파이 무선랜 기반 RTLS는, 예컨대, 주차되어 있거나 이동중인 차량의 위치를 추적하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
특정 영역을 와이파이 방식의 무선 인터넷을 사용할 수 있도록 지원하는 AP들은, 일반적으로 한 지점에서 3개 이상의 AP의 비컨 신호가 잡히도록 설치되기 때 문에, 별도의 추가 장치의 소요없이 삼각 측량법을 적용할 수 있다. 반면, 1지점에 대하여 2개 이하의 기지국 신호가 잡히도록 설치되는 이동 단말기 기지국의 경우, 삼각 측량법을 이용하기가 곤란하다.
도 3은 본 발명의 위치 인식 시스템에 사용될 수 있는 RTLS 태그 방식의 RTLS 단말기의 일 실시예를 도시한다.
도시한 RTLS 단말기는, 하나 혹은 2개 이상의 wi-fi 신호 수신용 안테나(및 그 커넥터)들(20, 21)을 구비한다. 상기 수신용 안테나를 2개 이상 구비한 경우, 각각 수신용 안테나와 송신용 안테나로 구분하도록 적용하거나, 보다 넓은 위치를 커버하도록 스위치 블록(30)을 통한 다이버시티 구조로 적용하거나, 서로 다른 AP에 대한 신호를 수신하도록 적용할 수 있다.
상기 메인 프로세서(10)는, 상기 비컨 신호의 수신 감도를 측정하는 기능, 및 상기 수신 감도 및 기지국의 식별 기호를 포함하는 정보를 패키징하는 기능을 수행하는 단일 프로세서일 수 있다. 즉, 상기 메인 프로세서(10)는, 상기 수신 감도 및 기지국의 식별 기호를 포함하는 정보를, 인터넷 상에 존재하는 RTLS 서버를 수신자로 하여, 통신 프로토콜에 부합하도록 패키징하는 동작을 수행할 수 있다.
도시한 RTLS 단말기는, 802.11b의 MAC단과 2.45 GHz RF Block을 내장하고 있는 원칩형(One-chip Solution) 소자(10)을 적용하였으며, 추가적인 송신 출력을 위해 PA(46)를 탑재하였다. 또한 수신 경로(Rx Path)와 송신 경로(Tx Path) 모두 2.45 GHz WLAN 용도의 BPF(Bandpass Filter)(42, 44)를 통해 대역 외 성분을 제거 하도록 구현하였다.
RTLS 단말기에서 RTLS 단말기를 이용하여 실행되는 다양한 어플리케이션을 위해, 센서부(54)로 도시한 블록의 위치에, 온도 센서, 움직임 감지 센서(Tilt/Vibration Sensor), 버튼(예 : Push Button) 또는 자기코일(Magnetic Coil) 기능을 가진 소자 등을 구비하도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 다양한 어플리케이션을 지원하기 위한 다양한 사용자 인터페이스(56)를 구비할 수도 있으며, 큰 메모리 용량을 필요로 하는 어플리케이션을 지원하기 위한 추가 메모리(52)를 더 구비할 수도 있다.
도 2에 도시한 RTLS의 동작을 살펴보면, AP들(200, 201, 202)은 RTLS 단말기(100)에게 주기적으로 AP자신의 와이파이 네트웍상 식별정보(예 : SSID)를 포함하는 비컨(Beacon) 신호(패킷)를 브로드케스팅한다. 이에 따라, 상기 비컨 신호를 분석하여, 어느 AP에서 브로드캐스팅된 것인지를 식별할 수 있다.
다음, RTLS 단말기(100)는, 다수개의 AP들(삼각측량법을 사용하는 경우 최소한 3대의 AP)로부터, 각 AP(200, 201, 202)의 SSID를 수신하고, 각 SSID의 RSSI(Received Signal Strength Indication)값을 산정한다.
상기 RTLS 단말기(100)는, 상기 각 AP들(200, 201, 202)에 대한 SSID와 RSSI값들을 다시 LAN Bridge로서 자신과 접속된 AP(AP(200)이라고 가정)에 전송한다. 상기 LAN Bridge용 AP(200)로부터 상기 데이터를 전달받는 AP 지원 서버(320)는, 전달받은 데이터를 RTLS 서버(340)로 전송한다. 상기 RTLS 서버(340)는, 전달받은 상기 데이터로부터, 이를 전송한 RTLS 단말기(100)의 위치를 판단한다. 예컨대, 적어도 3개의 AP들(200, 201, 202)에 대한 SSID와 RSSI값들에, 삼각측량법을 적용하여, RTLS 단말기(100)의 위치를 판단할 수 있다. 이후, 상기 RTLS 서버(340)는, 판단한 위치값을 해당 RTLS 단말기(100)에, AP 지원서버(320) 및 상기 LAN Bridge용 AP(200)를 경유하여, 전달할 수 있다.
상기 RTLS 서버(340)는, 본 발명의 사상에 따라, 상기 RTLS 단말기(100)로부터 전송받은 비컨 신호들의 수신감도값들로부터, 상기 RTLS 단말기(100)의 위치를 계산한다.
상기 위치 계산에는 수신감도값에 의한 거리 추정 및 삼각측량법에 의한 위치 산정 과정이 포함될 수 있다.
삼각측량법은 기하하적인 방법으로 RTLS에서는 2차원 평면상에서 이동하는 개체의 실시간 위치를 추정하는데 가장 보편적으로 사용되는 방법이다. 2차원 평면상에서 이동하는 개체의 실시간 위치를 추정하기 위해서는 최소 3개 이상의 기준점이 필요하다.
따라서, 본 발명의 사상에 따른 위치 인식 방법에 있어 삼각측량법을 사용한다면, 적어도 3개의 AP에서 브로드캐스팅하는 비컨 신호들을 전송받아야 한다.
도 4는 3개의 기준점으로부터 위치를 측정하기 위한 거리를 d1, d2, d3으로 표현하였다. 각 기준점으로부터 위치 측정을 위한 목표점까지의 거리는 하기 수학식 1의 피타고라스 정리에 의해 계산될 수 있다.
d1 2 = (x-x1)2 + (y-y1)2
d2 2 = (x-x2)2 + (y-y2)2
d3 2 = (x-x3)2 + (y-y3)2
삼각측량법과 수신 신호 세기(RSSI, Radio Signal Strength Information)를 이용하는 경우 이동 개체(RTLS 단말기)로부터 기준점(AP) 사이의 거리(d)는 하기 수학식 2의 Friis 공식을 통해 구할 수 있다.
Figure 112008081777428-PAT00001
Figure 112008081777428-PAT00002
λ는 전파의 파장, c는 전파의 속도, f는 주파수, L은 이동 개체가 송신한 신호의 전송 손실(즉, 수신 신호 세기)로 나타낸다. 송신한 신호의 전송 손실은 이동 개체의 신호 전송 세기와 기준점에서의 수신 신호의 세기의 차에 의해서 구해진다.
RTLS 단말기의 위치를 계산하기 위해, 상기 수학식들에 언급한 삼각측량법 외에 TOA(Time of Arrival), TOF(Time of Flight), TDOA(Time Difference of Arrival) 및 AOA(Angle of Arrival) 등의 무선 측위 기법을 적용할 수도 있다.
수신감도값은 거리가 멀어짐에 따라 약해지는데, 벽이나 건물 등의 장애물에 의해 거리가 멀지않은 곳에서도 수신감도값이 약하게 측정될 수 있다. 상기 현상은 본 발명의 사상에 따른 상기 RTLS 서버의 위치 계산에 오류를 발생시킬 수 있다.
상기 오류를 방지하기 위한 다음 2가지 방안이 있다.
첫째 방안은, 상기 RTLS 서버가 수신감도값에 대한 오류가 발생하는 지역에 대한 데이터들을 데이터베이스로 보유하고, 수신감도값에 의한 위치 계산을 수행할때마다 상기 데이터베이스를 검색하여, 오류발생 지역 여부를 확인하고, 보정하는 것이다. 보정을 위해 상기 데이터베이스는, 오류가 발생하는 지역에서 감지되는 AP의 식별기호들과 그 수신감도값들을 저장하고, 각 경우가 측정되는 위치 정보를 대응시키는 데이터 구조를 가질 수 있다.
둘째 방안은, 소정의 경로 손실 모델을 적용한 알고리즘에 따라 오류발생을 예측하는 것이다. 경로 손실 모델에는 단순 경로 손실 모델과 벽감쇄 모델, 층 감쇄 계수 모델이 있다. 가장 많이 알려진 실외 경로 손실 모델은 Okumura-Hata 모델로 실제 도시 환경을 측정하여 정리한 실험식이다.
도 5a는 도 2의 RTLS에서 수행되는 위치 인식 방법을 도시하고 있다.
도시한 위치 인식 방법에 따라, 우선 RTLS 단말기(100)는, 다수개의 엑세스 포인트로부터 비컨 신호들을 입력받는 단계(S110); 상기 입력받은 비컨 신호들의 수신 감도를 계산하는 단계(S120); 및 상기 비컨 신호들 및 그 수신감도값들을 위치 계산 서버로 전송하는 단계(S130)를 수행한다.
상기 S130 단계의 비컨 신호들 및 그 수신감도값들을 전송받은 RTLS 서버(346)는, 전송받은 데이터를 이용하여 상기 RTLS 단말기(100)의 위치를 계산하고(S140), 계산된 상기 RTLS 단말기(100)의 위치값을 상기 RTLS 단말기(100)로 전송한다.
도시한 RTLS 단말기(100)는, 적어도 3개의 AP들(200, 201, 202)의 SSID를 수신받지만, 하나의 AP(200)를 통해 RTLS 서버(340)와 데이터 송/수신을 수행한다. 즉, 상기 RTLS 단말기(100)는 가장 통신 효율이 좋은 하나의 AP(200)를 선택하여 무선 랜 통신을 수행하며, 상기 RTLS 서버(346)와는 무선 랜 통신 및 인터넷망을 통해 연결될 수 있다.
이를 위해, 상기 RTLS 단말기(100)는, 상기 S110 단계이후, 무선 랜 통신을 위해 상기 다수개의 AP들 중 하나와 접속하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 위치 인식 시스템에 사용되는 RTLS 단말기의 제작 비용을 낮추기 위해, 상기 RTLS 단말기를 AP(200)의 비컨 신호의 수신감도값들을 상기 RTLS 서버(340)로 전송하는 기능만을 수행하도록 단순화한 구조로 구성할 수 있다. 상기 기능이 단순화된 RTLS 단말기를 RTLS 태그라 칭할 수 있다.
또한, 와이파이용 RTLS 단말기는, 인터넷을 수행하는 이동 단말기의 구비 요건으로서, 소모전력을 최소화시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 사상에 따른 위치 인식 방법을 너무 빈번히 수행하는 경우, 전력 소모량이 커져서 배터리 수명을 떨어뜨리게 된다.
상기 문제를 방지하기 위해, 본 발명의 사상에 따른 위치 인식을 수행하는 시점을 조절하는 방식의 위치 인식 방법이 실시될 수 있다. 도 5b는 이러한 위치 인식 방법을 수행하는 와이파이용 RTLS 단말기를 중심으로 한 동작들을 도시한다.
도시한 방법은, 실행되는 어플리케이션(Application)에 따라, RTLS 단말기를 웨이크-업(wake up)하고 슬립(Sleep) 시키는 주기를 조절하는 방식이다.
도시한 방법은, RTLS 단말기를 초기화하는 단계(S10); 다수개의 AP로부터 방송되는 SSID를 스캔하는 단계(S20); UDP 방식으로 외부의 RTLS 서버에 상기 스캔한 SSID들 및 그 수신감도들을 전송하는 단계(S30); RTLS 단말기를 슬리핑시키는 단계(S40); 및 RTLS 단말기에 대한 웨이크-업 조건을 판단하여(S50), 조건이 충족되면 RTLS 단말기를 웨이크-업 시키는 단계(S60)로 이루어진다.
RTLS 단말기로 구현한 경우, RTLS 단말기가 자신의 위치값을 가지고, 이를 사용자에게 통보하거나, 카 네비게이션을 하는 등의 구현의 경우, 상기 S30 단계 이후 S40 단계 이전에, 상기 RTLS 서버로부터 계산된 위치값을 전송받는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 사용자의 파워-온 동작 등으로 초기화(S10)된 RTLS 단말기의 주요 기본 동작은, 단말기 주위의 AP들에서 보내는 SSID를 감지하기 위하여 SSID를 스캔하는 동작을 수행(S20)하고, 상기 SSID의 스캔 결과를 UDP(user datagram protocol)형식으로 RTLS 서버로 전송하는(S30) 것이다. 여기서, UDP란 네트워크상에서 서로 정보를 주고받을 때, 송신측에서 데이터만 전달하면 되는 방식으로, 즉 수신측과 접속 절차를 거치지 않고 송신측에서 일방적으로 데이터를 보내는 방식이다.
도시한 S50 단계에서 RTLS 단말기를 웨이크-업 하기 위한 조건을 부여하는 방법은, 타이머를 이용하여 주기적으로 웨이크-업 하는 방법, 모션 센서(Motion sensor)를 이용하여 RTLS 단말기의 움직임이 감지되었을 때 깨어나는 방법, 외부에서 소정의 신호(RFID 시스템의 RF 리더기에서의 RF 신호)를 인가받았을 때 깨어나는 방법 등이 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 GPS를 이용한 위치 기반 서비스 시스템의 구성요소들을 도시한 구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 인식 시스템의 구조를 도시한 구조도.
도 3은 본 발명의 위치 인식 시스템에 사용될 수 있는 RTLS 단말기의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 4는 삼각측량법의 원리를 설명하기 위한 개념도.
도 5a는 도 2의 위치 인식 시스템에서 수행되는 위치 인식 방법을 도시한 흐름도.
도 5b는 도 5a의 위치 인식 방법을 수행하는 와이파이용 RTLS 단말기에 구비된 RTLS 단말기를 중심으로 한 동작들을 도시한 흐름도.

Claims (9)

  1. 무선 랜 통신을 위한 고정 설비인 엑세스 포인트;
    상기 엑세스 포인트에서 송출하는 신호의 수신감도를 산정하는 이동 단말기; 및
    상기 무선 랜 통신을 통해 상기 이동 단말기로부터 상기 수신감도를 전송받아, 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 위치 계산 서버
    를 포함하는 위치 인식 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 계산 서버는,
    상기 수신 감도로부터 상기 엑세스 포인트와 상기 이동 단말기 사이의 거리를 산정하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 계산 서버는
    하기 수학식에 따라 거리를 산정하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.
    Figure 112008081777428-PAT00003
    Figure 112008081777428-PAT00004
    (λ: 전파의 파장, c : 전파의 속도, f : 주파수, L : 이동 개체가 송신한 신호의 전송 손실, d : 거리)
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 엑세스 포인트는, 와이파이 방식의 무선 랜 통신을 지원하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치 계산 서버는, 상기 무선 랜 통신을 통해 상기 이동 단말기로 계산된 위치값을 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신감도를 산정하는 상기 엑세스 포인트에서 송출하는 신호는, 상기 엑세스 포인트가 주기적으로 브로드캐스팅하는 비컨 신호인 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 적어도 3개 이상의 엑세스 포인트들의 수신감도를 산정한 결과값들을 상기 위치 계산 서버로 전송하되,
    상기 이동 단말기와 상기 위치 계산 서버는, 상기 엑세스 포인트들 중 선택된 하나의 엑세스 포인트를 통해 연결된 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.
  8. 이동 단말기 및 위치 계산 서버에서 수행되며,
    상기 이동 단말기에서, 다수개의 엑세스 포인트로부터 비컨 신호들을 입력받는 단계;
    상기 이동 단말기에서 상기 입력받은 비컨 신호들의 수신 감도를 계산하는 단계;
    상기 비컨 신호들 및 그 수신감도값들을 상기 이동 단말기에서 위치 계산 서 버로 전송하는 단계; 및
    상기 위치 계산 서버에서, 상기 비컨 신호들 및 그 수신감도값들을 이용하여, 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 단계
    를 포함하는 위치 인식 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 계산된 이동 단말기의 위치값을, 상기 위치 계산 서버에서 상기 이동 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 방법.
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