KR20110042595A - 미아 추적 시스템 및 미아 위치 추적 방법 - Google Patents

미아 추적 시스템 및 미아 위치 추적 방법 Download PDF

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Abstract

미아 발생 즉시 미아발생신호를 발생시키고 미아의 초기 위치를 제공하여 신속하고 정확하게 미아의 위치를 추적할 수 있는 미아 추적 시스템 및 미아 위치 추적 방법이 제공된다. 미아 추적 시스템은, 지그비 프로토콜(ZigBee protocol)의 엔드 디바이스(end device)로 작동하고 보호자가 휴대하는 신호 수신기, 지그비 프로토콜의 코디네이터(coordinator)로 작동하는 피보호자가 휴대하는 비컨(beacon) 장치인 신호 발생기, 상기 신호 발생기에서 수신되는 미아 통신망 생성 신호를 분석하여 정보를 수집하고 전송하는 액세스 포인트 및 상기 액세스 포인트에서 전송된 정보를 저장 및 분석하는 관제 센터를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 신호 발생기는 일반 무선 개인영역 통신망 고유번호(personal area network identifier, PANID)를 이용하여 상기 신호 수신기와 통신망을 구성하고, 상기 신호 수신기가 통신 불능 상태가 되면 미아 발생 상황으로 판단하여 자동으로 미아 발생 신호용 무선 개인영역 통신망 고유번호(Rescue PANID)를 이용하여 상기 액세스 포인트와 통신망을 구성할 수 있다.
Figure P1020090099329
미아, 위치추적, 지그비(ZigBee), 무선 개인영역 통신망(WPAN), PANID

Description

미아 추적 시스템 및 미아 위치 추적 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PURSUIT OF A LOST CHILD}
본 발명은 미아의 위치를 추적하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 미아 발생 즉시 이를 알려주고 미아 발생 초기 위치를 제공할 수 있는 미아 추적 시스템 및 미아 위치 추적 방법을 제공하기 위한 것이다.
근래에는 무선통신의 발달에 근거하여 미아, 유괴 및 조난과 같은 상황(이하에서는 미아 발생 상황이라 통칭하여 설명한다)에서 신속하게 구조 요청자를 구조하기 위해 구조 요청자로부터 소정의 위치신호를 수신하여 구조 요청자의 위치를 추적하는 위치추적 시스템이 보급되고 있다. 위치추적 시스템의 일 예로, 어린이와 같은 피보호자가 소지한 신호 발생기와 한 쌍으로 구성된 신호 수신기를 보호자가 소지하고, 미아 발생 시 신호 발생기를 통해 보호자에게 피보호자의 위치를 알려주는 미아 추적 시스템이 있다.
그런데, 기존의 미아 추적 시스템은 미아 발생 시 피보호자가 직접 신호 발생기를 조작하여야 하므로 신호 발생기의 사용법을 미리 숙지해야 하는 번거로움이 있으며, 이러한 미아 발생 시 피보호자가 제대로 대응하지 못하거나 상황 발생 후 시간이 많이 경과된 후에야 신호를 발생시켜서 피보호자의 위치를 추적하는 데 어려움이 발생할 수 있다. 마찬가지로 보호자 역시 미아 발생 즉시 상황을 인지하지 못하여 소정 시간 경과 후 상황을 인지하게 되면 피보호자가 미아가 된 시간과 장소에 대한 정보가 불명확하여 미아의 위치를 추적하는데 정확성이 떨어지고 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
또한, 미아 추적 시스템에서 응급신호의 발생, 전달 및 수신의 신뢰성과 신호 발생 위치의 정확성이 보장되는 위치측위기술이 필요한데, 현재 상용화된 위치측위기술은 그 오차가 수십 미터에서 수 킬로미터에 이르기 까지 오차 범위가 매우 크다. GPS(Global Positioning System)를 이용한 측위기술을 이용할 경우 그 오차가 수 미터 이내로 줄어들지만, GPS 신호가 도달하지 않는 실내나 음영지역 및 고층 건물이 많은 복잡한 지형에서는 사용이 어렵고 신뢰성에 문제가 있다. 또한, 기존의 위치측위기술은 주변 통신망과 지속적인 통신을 유지해야 하므로 통신에 참여하는 기기 수가 많을수록 부하가 가중되어 통신망 전체의 처리속도를 저하시킬 수 있으며 기지국이나 센서 네트워크를 운용하기 위한 중계기의 수도 증가하여야 한다는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 미아가 발생하는 즉시 미아발생신호를 발생시킬 수 있는 미아 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 미아 발생 시 피보호자가 직접 신호 발생기를 조작하지 않더라도 미아발생신호를 발생시켜 미아가 발생하였음을 경고하여 능동적으로 처리할 수 있는 미아 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 미아발생 시 피보호자의 위치를 제공하여 정확하고 신속하게 미아의 위치를 추적할 수 있도록 하는 미아 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 미아 발생 즉시 미아발생신호를 발생시키고 미아의 초기 위치를 제공하여 신속하고 정확하게 미아의 위치를 추적할 수 있는 미아 추적 시스템은, 지그비 프로토콜(ZigBee protocol)의 엔드 디바이스(end device)로 작동하고 보호자가 휴대하는 신호 수신기, 지그비 프로토콜의 코디네이터(coordinator)로 작동하는 피보호자가 휴대하는 비컨(beacon) 장치인 신호 발생기, 상기 신호 발생기에서 수신되는 미아 통신망 생성 신호를 분석하여 정보를 수집하고 전송하는 액세스 포인트 및 상기 액세스 포인트에서 전송된 정보를 저장 및 분석하는 관제 센터를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 신호 발생기는 일반 무선 개인영역 통신망 고유번호(personal area network identifier, PANID)를 이용하여 상기 신호 수신기와 통신망을 구성하고, 미아 발생 상황으로 판단되면 자동으로 미아 발생 신호용 무선 개인영역 통신망 고유번호(Rescue PANID)를 이용하여 상기 액세스 포인트와 통신망을 구성할 수 있다.
또한, 상기 신호 발생기는 상기 미아 발생 상황 시 전송 출력을 증가시켜 상기 액세스 포인트와 통신이 가능하도록 동작될 수 있다. 또한, 상기 신호 수신기는 상기 신호 발생기와 통신 불능 상태가 되었을 때 수신되는 신호의 수신세기를 이용하여 상기 신호 발생기와의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리가 증가하면 미아 발생 상황으로 판단하는 제어부를 구비할 수 있다.
그리고 상기 신호 수신기는 미아 발생 시 보호자에게 미아 발생을 알리기 위한 알람부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 액세스 포인트는 통신망의 고정국 또는 사람이 휴대 가능한 이동국 형태로 운용될 수 있다. 예를 들어, 상기 액세스 포인트가 이동국 형태로 운용되는 경우 상기 액세스 포인트를 운용하는 사용자에게 미아 발생을 알리기 위한 알람부가 구비될 수 있다. 그리고 상기 액세스 포인트는 미아 발생 시 신호 발생기와 통신이 가능하도록 Rescue PANID를 이용한 미아 통신망 생성 신호를 분석 가능한 지그비 신호 패킷 분석기(Packet Analyzer) 또는 Rescue PANID를 이용한 지그비 프로토콜의 엔드 디바이스로 작동할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 미아 발생 즉시 미아발생신호를 발생시키고 미아의 초기 위치를 제공하는 미아 위치 추적 방법은, 지그비 프로토콜의 일반 PANID를 이용하여 신호 발생기와 신호 수신기의 통신망을 형성하는 단계, 상기 신호 발생기와 상기 신호 수신기가 통신 불능 상태에서 미아 발생 여부를 판단하는 단계, 미아 발생 상황이라고 판단되면 자동으로 상기 신호 발생기에서 Rescue PANID를 이용하여 액세스 포인트와 통신망을 형성하는 단계, 상기 액세스 포인트에서 상기 신호 발생기에 전송된 신호를 분석하는 단계, 상기 액세스 포인트에서 분석된 정보를 관제 센터로 전송하는 단계 및 상기 액세스 포인트에서 전송된 정보를 저장 및 분석하고, 상기 신호 발생기의 위치를 예측하여 추적하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 신호 발생기는 신호 발생기 정보를 전송하고 상기 신호 수신기는 상기 신호 발생기 정보에 대한 응답 신호를 전송하는 방식으로 PANID를 이용한 통신망이 이루어진다. 그리고 기 설정된 시간 동안 상기 응답 신호가 수신되지 않으면 미아 발생 상황이라고 판단할 수 있다. 또한, 상기 신호 발생기 정보는 상기 신호 발생기의 고유 번호, 상기 신호 발생기 정보를 송수신한 시간 정보를 포함할 수 있다.
그리고 상기 신호 발생기는 기 설정된 시간 동안 Rescue PANID를 이용하여 액세스 포인트와 통신망을 형성할 수 있으며 상기 신호 수신기와 일반 PANID를 이용하여 통신망 재결합을 시도할 수 있다.
그리고 상기 액세스 포인트는 미아 발생 시 상기 신호 발생기와 통신이 가능하도록 미아 통신망 생성 신호의 분석이 가능한 지그비 신호 패킷 분석기로 작동할 수 있다. 여기서, 상기 액세스 포인트는, 상기 신호 발생기에서 전송된 미아 통신 망 생성 신호를 다수의 액세스 포인트에서 수신하는 단계, 상기 다수의 액세스 포인트에 기록된 정보를 수집하는 단계 및 상기 수집된 정보와 상기 신호 발생기에서 전송된 신호에 포함된 정보를 분석하여 미아의 위치 및 이동 경로를 예측하는 단계가 수행된다.
그리고 상기 액세스 포인트는 미아 발생 시 Rescue PANID를 이용한 지그비 프로토콜의 엔드 디바이스로 작동할 수 있다. 여기서, 상기 액세스 포인트는, 상기 신호 발생기에서 전송된 미아 통신망 생성 신호를 수신하는 단계, 상기 미아 통신망 생성 신호에 대한 응답 신호를 전송하여 통신망을 형성하는 단계, 상기 수신된 미아 통신망 생성 신호를 분석하여 정보를 수집하는 단계 및 상기 수집된 정보를 전송하는 단계가 수행된다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 한 쌍으로 이루어진 신호 발생기와 신호 수신기를 소지하는 보호자와 아이의 간격에 따른 신호 강도를 이용하여 별도의 조작 없이도 미아발생 즉시 미아발생신호를 발생시키므로 미아발생 시 효과적으로 대처할 수 있다.
또한, 지그비(ZigBee)를 이용하여 저전력, 저비용, 초소형의 신호 발생기를 형성할 수 있으며, 또한, 긴급구조 신호 송출에 적합한 패킷 구조를 가지며 높은 전력 효율을 가지므로 장시간 통신상태를 유지할 수 있어서 피보호자의 위치를 추적하는 데 효과적이다.
또한, 지그비를 이용하므로 GPS와는 달리 피보호자가 있는 장소와 관계없이 신호를 발생시키고 지속적으로 통신이 가능하므로 추적을 가능하게 한다.
또한, 미아발생 시 주변 액세스 포인트를 통해 미아의 근거리 위치를 제공하므로 능동형 위치검출방법을 이용한 미아 추적의 초기위치를 효과적으로 선정할 수 있고 미아 위치 추적이 용이하다.
또한, 모든 통신망이 전체적으로 연결되는 것이 아니라 보호자와 피보호자 사이에서만 연결되고 미아 발생 시에만 전체 네트워크에 참여하므로 통신망의 부하를 줄일 수 있다.
또한, 상대적으로 소수의 액세스 포인트만 사용하여 미아 추적 시스템의 운영이 가능하므로 기지국이나 중계기의 추가가 불필요하고 운영 효율과 비용을 절감할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미아 추적 시스템(100)을 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미아 추적 시스템(100)의 모식도이다. 그리고 도 2는 도 1의 미아 추적 시스템(100)에서 정상 상태의 동작을 설명하기 위한 신호 발생기(110)와 신호 수신 기(120) 사이의 동작을 보여주는 블록도이고, 도 3은 도 1의 미아 추적 시스템(100)에서 미아 발생 상태의 동작을 설명하기 위한 신호 발생기(110)와 액세스 포인트(130) 사이의 동작을 보여주는 블록도이다.
미아 추적 시스템(100)은 피보호자가 휴대하는 신호 발생기(110), 보호자가 휴대하는 신호 수신기(120), 액세스 포인트(access point)(130), 관제 센터(140)로 이루어지고 관제 센터(140)의 요청에 의해 미아의 위치를 추적 및 구조하기 위한 추적팀(150)으로 구성될 수 있다.
신호 발생기(110)와 신호 수신기(120)는 서로 통신이 이루어지는 한 쌍으로 구성되어 피보호자와 보호자가 각각 휴대하여 서로 신호를 송수신함으로써 미아 발생 여부를 확인할 수 있는 장치이다.
여기서, 신호 발생기(110)는 지그비(ZigBee) 프로토콜의 코디네이터(coordinator)로 작동하고 미아 신호 제어부(112), 신호 생성부(114) 및 아이 장치 모뎀(116)을 포함하여 구성된다. 그리고 신호 수신기(120)는 지그비 프로토콜의 엔드 디바이스(end device)로 작동하고 신호 생성부(126), 제어부(124) 및 보호자 장치 모뎀(122)을 포함하여 구성된다. 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120)는 지그비를 이용하여 일정 거리 이내의 범위에서 주변 장치들과 통신이 가능한 근거리 통신 모듈이므로, 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120)가 지그비 통신의 통신 가능 영역을 벗어나면 통신이 불능 상태가 된다. 본 실시예에 따른 미아 추적 시스템(100)은 이와 같은 지그비 통신의 근거리 통신 특성을 이용하여 한 쌍으로 구성된 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120) 사이의 거리가 멀어지면 수신 신호의 세기가 감소하거나 통신 불능 상태가 되는 것으로부터 미아가 발생하였음을 판단할 수 있고, 피보호자나 보호자가 별도의 기기 조작을 하지 않더라도 미아 발생 여부를 알릴 수 있다.
도 2를 참조하면, 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120)는 평상시 지속적으로 통신이 이루어지고, 일반적인 PANID를 이용하여 통신이 이루어진다. 여기서, PANID는 무선 개인영역 통신망 고유번호(personal area network identifier, 이하 'PANID'라 한다.)이고 일반적인 지그비 신호를 전송하기 위한 것이다. 그리고 미아 발생 시는 미아 발생 신호용 무선 개인영역 통신망 고유번호(이하, 'Rescue PANID'라 한다)를 사용하며 PANID 중 일부를 미아 발생 상황 및 응급 상황에서 사용하도록 지정하여 통신이 이루어진다. 즉, 신호 발생기(110)는 상황에 따라 일반 PANID와 Rescue PANID를 전환하면서 신호 수신기(120)와 액세스 포인트(130)의 두 네트워크에 선택적으로 참여할 수 있다.
상세하게는, 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120)가 작동하면 미아 신호 제어부(112)는 일반적인 PANID를 이용하여 통신망 생성을 준비하고, 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120) 사이에 통신망이 형성되면 신호 발생기(110)의 신호 생성부(114)에서 신호 발생기 정보(T1)를 생성하고 아이 장치 모뎀(116)은 보호자 장치 모뎀(122)에 신호 발생기 정보(T1)를 전송한다. 여기서, 신호 발생기 정보(T1)는 신호 발생기(110)를 식별하기 위한 고유 번호와 발신 시간 등의 정보를 포함한다.
그리고 신호 수신기(120)는 보호자 장치 모뎀(122)에서 수신된 신호 발생기 정보(T1)를 이용하여 제어부(124)는 해당 신호 발생기(110)에 대한 장치 정보를 얻고, 수신 신호 세기를 이용하여 신호 발생기(110)와의 거리를 판단하거나 신호의 존재 유무, 그리고 신호 발생기(110)의 고유 번호 등과 같은 정보를 수집할 수 있다. 만일 신호 수신기(120)의 제어부(124)에서 수신 신호의 세기를 통해 측정된 거리가 멀어지거나 미아 신호 발생기 정보(T1) 신호가 일정 시간 이상 존재하지 않는 경우 미아 발생 상황이라고 판단하여 보호자에게 미아 발생을 알릴 수 있다. 예를 들어, 미아 발생 시 이를 보호자에게 알리기 위한 진동, 소리 및 램프의 점등이나 디스플레이 등의 방법으로 알릴 수 있는 알람부(미도시)가 구비될 수 있다.
신호 수신기(120)에서 신호 발생기 정보(T1)을 수신하면 신호 생성부(126)는 신호 발생기 정보(T1)에 대한 응답 신호(ACK, acknowledge, T2)를 신호 발생기(110)에 전송한다. 여기서, 미아 신호 제어부(112)는 일정 시간 이상 신호 수신기(120)와 통신을 시도하였음에도 응답 신호(T2)를 수신하지 못하는 경우 미아 상태가 되었다고 판단할 수 있다. 그리고 이와 같이 응답 신호(T2)를 수신하지 못하는 신호 발생기(110)는 미아 발생 상태로 전환된다.
미아 발생 상태가 되면, 신호 발생기(110)는 주변의 액세스 포인트(130)와 통신함으로써 미아 발생기의 위치를 제공할 수 있다.
도 3을 참조하면, 미아 발생 상태로 전환된 신호 발생기(110)는 미아 신호 제어부(112)에서 Rescue PANID를 이용하여 미아 발생 신호용 무선 개인영역 통신망, 즉, 미아 통신망을 형성하고, 신호 생성부(114) 및 아이 장치 모뎀(116)은 이를 알리기 위한 미아 통신망 생성 신호(T3)를 송출한다. 여기서, 신호 발생 기(110)는 액세스 포인트(130)와의 통신 시 미아 통신망 생성 신호(T3)의 전송 출력을 높여서 송출할 수 있다.
액세스 포인트(130)는 미아 통신망 생성 신호(T3)를 지속적으로 수신하되, Rescue PANID 영역의 미아 통신망 생성 신호(T3)를 지속적으로 수신한다. 상세하게는, 액세스 포인트(130)는 미아 신호 송수신부(132)와 자료 검출부(134) 및 자료 송출부(136)를 포함하여 구성될 수 있다. 미아 신호 송수신부(132)는 아이 장치 모뎀(116)에서 전송되는 미아 통신망 생성 신호(T3)가 수신되고, 미아 통신망 생성 신호(T3)가 수신되면 자료 검출부(134)는 미아 통신망 생성 신호(T3)를 분석하여 신호 발생기(110)의 고유 번호, 미아 통신망 생성 신호(T3)의 송수신 시간, 액세스 포인트(130)의 고유 번호 등의 정보를 추출할 수 있다. 그리고 자료 검출부(134)에서 추출된 정보는 자료 송출부(136)로 전달되어 이동통신망이나 무선 근거리 통신망 등 다양한 통신 방법을 이용하여 미아 위치 추적을 위한 관제 센터(140)로 전송된다.
한편, 액세스 포인트(130)는 지그비 패킷 분석기(packet analyzer) 형태로 구성되거나 지그비 프로토콜의 엔드 디바이스(end device) 형태로 구성될 수 있다.
엔드 디바이스 형태의 액세스 포인트(130)는 신호 수신기(120)와 마찬가지로 일반 PANID를 이용한 통신망을 형성하고 Rescue PANID를 통한 미아 통신망 생성 신호(T3)를 수신하게 된다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 액세스 포인트(130)가 지그비 프로토콜의 엔드 디바이스 형태로 구성되는 경우, 미아 통신망 생성 신호(T3)가 수신되면 미아 통신망 생성 신호(T3)에 대한 응답 신호(T4)를 전송하고, 액세스 포인트(130)가 신호 발생기(110)와 미아 신호용 통신망을 형성할 수 있다.
반면, 지그비 패킷 분석기 형태의 액세스 포인트(130)는 신호 발생기(110)와 일반 PANID를 공유하는 통신망을 형성할 필요가 없으며, Rescue PANID를 통한 미아 통신망 생성 신호(T3)만을 수신할 수 있다. 그리고 액세스 포인트(130)가 지그비 패킷 분석기 형태로 구성되는 경우 하나의 신호 발생기(110)에서 발생된 미아 통신망 생성 신호(T3)가 다수의 액세스 포인트(130)에서 동시에 수신될 수 있다. 이 경우, 다수의 액세스 포인트(130)에 수신된 미아 통신망 생성 신호(T3)의 수신 세기를 이용하여 공통된 수신 범위를 산출하고 산출된 범위 내에서 신호 발생기(110)의 위치, 즉, 미아의 위치를 예측할 수 있다. 또한, 다수의 액세스 포인트(130)에 기록된 정보를 통해 신호 발생기(110)의 위치 변화, 즉, 미아의 이동 경로를 분석할 수 있다.
또한, 액세스 포인트(130)는 통신망의 고정국(130a)이나 이동국(130b) 형태로 운용될 수 있다. 즉, 액세스 포인트(130)는 통신망의 중계기나 기지국과 같은 고정국(130a) 형태로 운용될 수 있으며, 또는 해당 지역을 관리하는 안전 요원이나 직원 등이 휴대할 수 있는 형태의 이동국(130b) 형태로 운용될 수 있다. 그리고 이동국(130b) 형태로 액세스 포인트(130)를 운용하는 경우 미아 발생 시 이를 알리기 위한 진동이나 소리 및 램프의 점등 등의 방식으로 알리기 위한 알람부(미도시)가 구비될 수 있다.
관제 센터(140)는 액세스 포인트(130)에서 전송된 정보를 저장 및 분석하고, 정보를 미아 위치 추적을 위한 추적팀(150)에 전송하여 미아의 위치를 추적하도록 한다.
이하, 도 4를 참조하여, 상술한 바와 같이 구성된 미아 추적 시스템에서 미아의 위치를 찾기 위한 미아 추적 방법에 대해서 설명한다.
우선, 미아 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120)가 일반 PANID를 이용하여 통신망을 형성한다(S1). 여기서, 통신망을 형성하는 단계는 지그비 프로토콜에 따라 가장 적절한 주파수 대역을 선정하여 이루어지는데, 이러한 지그비 프로토콜에 따른 주파수 대역 선정 및 통신 방법에 대한 상세한 기술 구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하며 본 발명의 요지가 아니므로, 자세한 설명 및 도시를 생략한다.
다음으로, 미아 상황의 발생 여부를 판단하는 단계로(S2), 신호 발생기(110)가 신호 수신기(120)에서 전송한 미아 신호 발생기 정보(T1) 신호에 대한 응답 신호(T2) 도달 여부를 통해 판단할 수 있다. 여기서, 미아 발생 판단 단계(S2)는 신호 수신기(120)에서 정해진 시간 동안 응답 신호(T2)의 수신 세기가 약해지거나 통신이 불가능한 상황이 되면 미아 신호 제어부(112)에서 이를 파악하여 정상/미아 상태를 판단하는 단계이다.
여기서, 일정 시간 후에 다시 응답 신호(T2)가 수신될 수 있는데, 일정 시간 후 응답 신호(T2)가 수신되면 기존의 통신망을 유지한다. 이는 신호 발생기(110) 또는 신호 수신기(120)에서 주변의 간섭이나 전파 장해로 인해 일시적인 통신 단절이 발생할 수 있기 때문이다. 이와 같이 통신 문제로 인한 일시적인 응답 신호(T2) 미수신 상태는 미아 발생 상황이 아니므로 일정 시간 후에 다시 통신을 시 도하여 응답 신호(T2) 수신 여부를 확인함으로써 미아 발생 상황이 아닌데도 통신 문제로 인해 미아 발생 상황으로 판단되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 일정 시간 후 다시 통신을 시도하였는데도 응답 신호(T2)가 수신되지 않는 경우에는 미아 발생 상황이라고 판단하게 된다.
다음으로, 신호 발생기(110)에서 미아 발생 상황이라고 판단하면 자동적으로 신호 발생기(110)는 Rescue PANID를 이용하여 미아 통신망 생성 신호를 전송한다(S3). 신호 발생기(110)의 미아 신호 제어부(112)는 전송 출력을 높여서 Rescue PANID를 이용하여 미아 통신망 생성 신호(T4)를 액세스 포인트(130)로 전송한다.
여기서, 신호 발생기(110)는 미아 발생 상태가 되어야 전송 출력을 높여서 주변 액세스 포인트(130)와의 통신망에 참여하므로, 통신망에 부가되는 부하를 줄일 수 있으며 통신망의 처리 속도가 빠르다. 또한, 신호 발생기(110)에서 전송되는 출력을 증가시켜 통신망을 형성하므로 기존과 같이 중계기의 음영지역을 없애기 위한 액세스 포인트(130)의 추가 구성이 불필요하여 미아 추적 시스템(100)의 구성을 위한 액세스 포인트(130)의 운용 수를 줄일 수 있다.
다음으로, 액세스 포인트(130)는 지정된 Rescue PANID를 이용한 미아 통신망 생성 신호(T3)를 지속적으로 수신하고(S10), 미아 통신망 생성 신호(T3)가 수신되면 수신된 미아 통신망 생성 신호를 분석한다(S11).
여기서, 액세스 포인트(130)가 엔드 디바이스로 구성되는 경우 미아 통신망 생성 신호(T3)가 수신되면 그에 대한 응답 신호(T4)를 전송하여 통신망을 형성하게 된다. 그리고 액세스 포인트(130)가 지그비 패킷 분석기로 구성되는 경우에는 신 호 발생기(110)에서 전송되는 Rescue PANID를 이용하여 수신되는 미아 통신망 생성 신호(T3)만을 수신하게 된다.
한편, 일정 시간 동안 미아 통신망 생성 신호(T3)를 송출한 신호 발생기(110)는 보호자가 구비하고 있는 신호 수신기(120)와의 통신망에 재결합을 시도한다(S4). 이 단계에서 통신망 재결합이 성공하면 S1 단계의 신호 수신기와 일반 PANID를 이용한 통신망을 유지하는 단계가 진행된다. 그리고 재결합이 실패하는 경우에는 S3 단계로 돌아가 전송 출력을 높여서 다시 미아 통신망 생성 신호(T3)를 액세스 포인트(130)에 전송한다.
다음으로 미아 통신망 생성 신호(T3)를 수신한 액세스 포인트(130)는 수신된 미아 통신망 생성 신호(T3)를 분석하여(S11) 신호 발생기(110)의 고유 번호, 미아 통신망 생성 신호(T3)의 송수신 시간, 해당 액세스 포인트(130)의 고유 번호 등의 정보를 수집한다. 이 과정에서 다수의 액세스 포인트(130)가 정보 수집에 참여할 수 있으며, 참여한 다수의 액세스 포인트(130)에서 수집된 정보를 이용하여 삼각 측량법 등의 방법을 이용하여 신호 발생기(110)의 위치, 즉, 미아의 위치를 예측할 수 있다.
다음으로, 액세스 포인트(130)에서 분석된 정보를 관제 센터(140)로 전송한다(S12). 정보의 전송은 이동통신망이나 무선 근거리 통신망과 같은 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전파 및 정보를 송수신하는 실질적으로 다양한 통신 방법이 이용될 수 있다.
다음으로, 관제 센터(140)에서는 액세스 포인트(130)에서 전송된 정보를 저 장 및 분석하고(S13)하고, 수신된 정보와 가공/저장된 자료를 바탕으로 신호 발생기(110)에서 전송된 최종 수신 신호의 위치를 파악할 수 있는데, 이와 같이 예측된 위치가 미아 위치 추적을 위한 초기 위치로 선정된다. 그리고 분석된 정보를 추적팀(150)에 전송하여 예측된 위치에서 미아의 위치를 추적할 수 있다(S14).
여기서, 신호 수신기(120)와 신호 발생기(110)가 지속적으로 통신을 유지하는 상태에서 신호가 단절되면 미아가 발생한 것으로 판단하여 보호자에게 즉시 경고하고, 미아가 구비하는 신호 발생기(110)에서 Rescue PANID를 이용하여 주변의 액세스 포인트(130)와 통신함으로써 초기 위치를 알려주게 된다. 여기서, 신호 발생기(110)에서 최초로 미아 통신망 생성 신호(T3)를 수신한 액세스 포인트(130)는 자동으로 신호 발생기(110)의 위치와 필요한 정보를 저장하고 기록하게 된다. 그리고 관제 센터(140) 및 추적팀(150)에서는 초기 위치를 기준으로 추가적인 추적 방법을 이용하여 미아를 빠른 시간 내에 추적하여 구조할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 근거리 통신의 특성을 가진 지그비(ZigBee)를 이용하여 보호자와 피보호자가 각각 구비하도록 한 쌍의 신호 수신기(120)와 신호 발생기(110)를 구성하고, 보호자와 피보호자 사이의 거리에 따른 신호 강도를 이용하여 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120) 사이에서 통신이 이루어지지 않으면 미아 발생 상황으로 판단하고 미아 발생 신호를 발생시키므로, 미아 발생 즉시 이를 알 수 있다. 또한, 보호자나 피보호자가 기기를 작동시키지 않더라도 미아 발생 상황의 감지 및 추적이 가능하여 상황에 효과적으로 대처할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 지그비의 특성인 저전력, 저비용, 초소 형의 장점을 효율적으로 이용할 수 있으며, 휴대가 용이하므로 미아 발생 및 미아 위치 추적에 효과적으로 이용할 수 있다. 그리고 지그비를 이용함으로써 GPS를 사용할 수 없는 실내나 음영 지역 등에서도 정확하게 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 지그비는 미아 발생 신호와 같은 짧은 패킷으로 구성 가능한 정보의 송출에 적합한 구조를 가지며 높은 전력 효율을 가지므로 장시간 통신상태를 유지할 수 있어서 미아를 찾을 때까지 지속적으로 통신이 가능하다.
그리고 미아 발생 시 미아가 위치하는 주변의 액세스 포인트(130)를 이용하여 미아의 근거리 위치를 제공하므로 미아 추적 초기 위치를 선정할 수 있어서 미아를 정확하고 신속하게 추적할 수 있다. 또한, 평상시에는 신호 발생기(110)와 신호 수신기(120) 사이에서만 통신이 이루어지므로 통신망에 부하를 증가시키지 않고, 중계기 추가 등의 비용이 증가하지 않고 미아 추적 시스템을 구성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미아 추적 시스템을 설명하기 위한 모식도;
도 2는 도 1의 미아 추적 시스템에서 정상 상태의 동작을 설명하기 위한 블록도로, 신호 발생기와 신호 수신기 사이의 동작을 설명하기 위한 블록도;
도 3은 도 1의 미아 추적 시스템에서 미아 발생 상태의 동작을 설명하기 위한 블록도로, 신호 발생기와 액세스 포인트 사이의 동작을 설명하기 위한 블록도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미아 위치 추적 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 미아 추적 시스템 110: 신호 발생기
112: 미아 신호 제어부 114: 신호 생성부
116: 아이 장치 모뎀 120: 신호 수신기
122: 보호자 장치 모뎀 124: 제어부
126: 신호 생성부 130: 액세스 포인트(access point)
130a: 고정국 130b: 이동국
132: 미아 신호 송수신부 134: 자료 검출부
136: 자료 송출부 140: 관제 센터
150: 추적팀

Claims (13)

  1. 지그비 프로토콜(ZigBee protocol)의 엔드 디바이스(end device)로 작동하고 보호자가 휴대하는 신호 수신기;
    지그비 프로토콜의 코디네이터(coordinator)로 작동하는 피보호자가 휴대하는 비컨(beacon) 장치인 신호 발생기;
    상기 신호 발생기에서 수신되는 미아 통신망 생성 신호를 분석하여 정보를 수집하고 전송하는 액세스 포인트; 및
    상기 액세스 포인트에서 전송된 정보를 저장 및 분석하는 관제 센터;
    를 포함하고, 상기 신호 발생기는 일반 무선 개인영역 통신망 고유번호(personal area network identifier, PANID)를 이용하여 상기 신호 수신기와 통신망을 구성하고, 미아 발생 상황으로 판단되면 자동으로 미아 발생 신호용 무선 개인영역 통신망 고유번호(Rescue PANID)를 이용하여 상기 액세스 포인트와 통신망을 구성하는 미아 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생기는 상기 미아 발생 상황 시 전송 출력을 증가시켜 상기 액세스 포인트와 통신망을 형성하는 미아 추적 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 수신기는 상기 신호 발생기와 통신 불능 상태가 되었을 때 수신되는 신호의 수신세기를 이용하여 상기 신호 발생기와의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리가 증가하면 미아 발생 상황으로 판단하는 제어부를 구비하는 미아 추적 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 신호 수신기는 미아 발생 시 보호자에게 미아 발생을 알리기 위한 알람부를 구비하는 미아 추적 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 포인트는 통신망의 고정국 또는 사람이 휴대 가능한 이동국 형태로 운용되는 미아 추적 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동국 형태로 운용되는 액세스 포인트는 상기 액세스 포인트를 운용하는 사용자에게 미아 발생을 알리기 위한 알람부가 구비된 미아 추적 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 포인트는 미아 발생 시 신호 발생기와 통신이 가능하도록 Rescue PANID를 이용한 미아 통신망 생성 신호를 분석 가능한 지그비 신호 패킷 분 석기(Packet Analyzer) 또는 Rescue PANID를 이용한 지그비 프로토콜의 엔드 디바이스로 작동하는 미아 추적 시스템.
  8. 지그비 프로토콜의 일반 PANID를 이용하여 신호 발생기와 신호 수신기의 통신망을 형성하는 단계;
    상기 신호 발생기와 상기 신호 수신기가 통신 불능 상태에서 미아 발생 여부를 판단하는 단계;
    미아 발생 상황이라고 판단되면 자동으로 상기 신호 발생기에서 Rescue PANID를 이용하여 액세스 포인트와 통신망을 형성하는 단계;
    상기 액세스 포인트에서 상기 신호 발생기에서 전송된 신호를 분석하는 단계;
    상기 액세스 포인트에서 분석된 정보를 관제 센터로 전송하는 단계; 및
    상기 액세스 포인트에서 전송된 정보를 저장 및 분석하고, 상기 신호 발생기의 위치를 예측하여 추적하는 단계;
    를 포함하는 미아 위치 추적 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호 발생기는 신호 발생기 정보를 전송하고 상기 신호 수신기는 상기 신호 발생기 정보에 대한 응답 신호를 전송하는 방식으로 PANID를 이용한 통신망이 형성되며,
    기 설정된 시간 동안 상기 응답 신호가 수신되지 않으면 미아 발생 상황이라고 판단하는 미아 위치 추적 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정보는 상기 신호 발생기의 고유 번호, 상기 신호 발생기 정보를 송수신한 시간 정보를 포함하는 미아 위치 추적 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 신호 발생기는 기 설정된 시간 동안 Rescue PANID를 이용하여 액세스 포인트와 통신망을 형성하고, 상기 신호 수신기와 일반 PANID 이용하여 통신망 재결합을 시도하는 미아 위치 추적 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 액세스 포인트는 미아 발생 시 상기 신호 발생기와 Rescue PANID를 이용한 통신이 가능하도록 미아 통신망 생성 신호의 분석이 가능한 지그비 신호 패킷 분석기로 작동하고,
    상기 신호 발생기에서 전송된 미아 통신망 생성 신호를 다수의 액세스 포인트에서 수신하는 단계;
    상기 다수의 액세스 포인트에 기록된 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 수집된 정보와 상기 신호 발생기에서 전송된 신호에 포함된 정보를 분 석하여 미아의 위치 및 이동 경로를 예측하는 단계;
    를 포함하는 미아 위치 추적 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 액세스 포인트는 미아 발생 시 Rescue PANID를 이용한 지그비 프로토콜의 엔드 디바이스로 작동하고,
    상기 신호 발생기에서 전송된 미아 통신망 생성 신호를 수신하는 단계;
    상기 미아 통신망 생성 신호에 대한 응답 신호를 전송하여 통신망을 형성하는 단계;
    상기 수신된 미아 통신망 생성 신호를 분석하여 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 수집된 정보를 전송하는 단계;
    를 포함하는 미아 위치 추적 방법.
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