KR20130140928A - Ｌｅｄ가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템 - Google Patents

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KR20130140928A
KR20130140928A KR1020120048122A KR20120048122A KR20130140928A KR 20130140928 A KR20130140928 A KR 20130140928A KR 1020120048122 A KR1020120048122 A KR 1020120048122A KR 20120048122 A KR20120048122 A KR 20120048122A KR 20130140928 A KR20130140928 A KR 20130140928A
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Abstract

본 발명은 작업자 모니터링시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED가시광 통신을 이용하여 공장 내, 옥외 및 해양 구조물에서 일하는 작업자의 위치를 확인할 수 있는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 수신기ID를 수신하면 태그ID를 송신하는 LED태그와, 상기 태그ID를 수신하면 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 송신하는 LED수신기와, 상기 LED수신기로부터 수신한 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 기초로 작업자의 위치를 표시하는 모니터링서버를 포함하며, 상기 LED태그와 상기 LED수신기는 가시광 통신을 이용하여 데이터통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템을 제공한다.

Description

ＬＥＤ가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템{Worker monitoring system using LED visible light communication}
본 발명은 작업자 모니터링시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED가시광 통신을 이용하여 공장 내, 옥외 및 해양 구조물에서 일하는 작업자의 위치를 확인할 수 있는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템에 관한 것이다.
최근 정보통신기술의 발전에 따라 공장 내, 옥외 및 해양 구조물에서 일하는 작업자의 동선 및 상태를 모니터링하여 작업자를 보호함과 동시에 작업의 통제를 효율적으로 하기 위한 시스템이 개발되고 있다.
종래의 RFID기반의 위치추적시스템은(대한민국등록특허번호 10-0989671)은 도 1에 도시된 바와 같이, 열차의 모든 운행 정보와 진입여부에 대한 정보가 저장된 위치정보를 가진 기억장치(160)와 네트웍으로 연결되어 있는 주컴퓨터(150), 다수의 RFID 리더기(200, 이하 리더기로 한다.)로부터 들어오는 선로상의 정보를 수집 및 여과하는 통신용 컴퓨터(140), RFID 태그(이하 태그로 한다.)로부터 RFID 코드 및 관련정보를 무선통신을 이용하여 수집하는 리더기(200), 및 무선 주파수를 이용하여 작업자를 식별하기 위한 초소형 IC칩과 안테나가 내장된 태그(100)로 구성된다.
그러나, RFID(Radio Frequency Identfication)을 이용한 작업자 모니터링시스템은 RFID태그의 인식 거리가 너무 짧고, 다수의 작업자가 이동 시 인식이 안 될 우려가 있다.
또한, 인프라 추가 구축에 따른 투자 비용이 높고 주변 환경 변화에 따른 재조정 작업 등 유지 관리가 어렵다.
대한민국등록특허번호 10-0989671(2010.10.26)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 작업자의 인식거리를 향상시키고, 다수의 작업자가 이동시에도 인식력이 우수한 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 투자 비용이 낮고 유지보수가 용이한 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템을 제공하는 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 수신기ID를 수신하면 태그ID를 송신하는 LED태그와, 상기 태그ID를 수신하면 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 송신하는 LED수신기와, 상기 LED수신기로부터 수신한 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 기초로 작업자의 위치를 표시하는 모니터링서버를 포함하며, 상기 LED태그와 상기 LED수신기는 가시광 통신을 이용하여 데이터통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템을 제공한다.
여기서, 상기 LED수신기는 상기 수신기ID를 주기적으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 발명은 상기 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템을 제어하는 방법에 있어서, LED수신기가 주기적으로 수신기ID를 발신하는 제1단계와, 상기 수신기ID를 수신한 LED태그가 상기 LED수신기로 태그ID를 전송하는 제2단계와, 상기 LED수신기가 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 모니터링서버로 전송하는 제3단계와, 상기 모니터링서버가 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 기초로 작업자의 위치를 표시하는 제4단계를 포함하는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 제어방법을 제공한다.
본 발명에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, LED 가시광 통신을 이용하여 작업자의 위치를 파악함으로써, 작업자의 인식거리를 향상시키고, 다수의 작업자가 이동시에도 인식력이 우수하다는 이점이 있다.
둘째, 기존의 조명 인프라를 그대로 사용할 수 있어서 인프라 추가 구축에 따른 투자 비용이 낮고, 유지보수가 용이하다는 이점이 있다.
셋째, 작업자의 위치를 실시간으로 확인할 수 있어 안전 사고 발생 시 최단 시간 내 조치 및 2차 사고 예방할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래의 RFID기반의 위치추적시스템의 전체 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 모니터링 화면을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 제어방법의 흐름도.
가시광 통신 기술은 백열전구와 형광등과 같은 조명이 디지털 반도체에 의한 LED(Light Emitting Diode) 조명으로 교체되는 인프라를 이용하여 통신을 가능하게 하는 기술로써 조명 빛을 통신 광원으로 사용할 수 있는 기술이다.
가시광 통신은 780nm에서 380nm의 파장(wave length)을 갖으며 이 파장을 주파수로 바꾸면, 385 THz에서 789 THz(주파수 대역 = 빛의 속도(300,000,000m)/파장(380×1000))에 해당되며 가청(오디오) 주파수 대역은 20 Hz에서 20,000 Hz에 해당되고, 적외선 파장을 사용하는 IrDA, 2.4 Hz의 IEEE 802.11n, UWB, 802.15.4 Zigbee, Bluetooth, 60 GHz의 IEEE802.15-3c 등이 있으며 가시광 통신은 800-900nm를 사용하는 IrDA와 가장 유사한 파장을 사용하지만, 조명과 동시에 통신을 할 수 있다는 것이 특징이며 장점이다.
현재 사용하고 있는 형광등은 자연을 파괴하는 물질로 구성된 반면 LED(Light Emitting Diode)는 보다 친환경적이며, 90% 전력 절감 및 보다 긴 수명으로 전 분야로 확대될 것으로 예상된다.
LED 조명은 기존 조명등에 비해 단가가 높아 적용 분야가 소규모로 적용되었으나 LED 단가 하락 및 환경 오염 등에 의해 기존 백열등 및 형광등이 LED 조명으로 빠르게 확산되고 있다.
LED 조명등의 확산에 의해 조명 인프라 기반에 통신을 접목함으로써 다양한 분야에 적용이 예상되고 있다.
LED을 이용한 RF 무선 측위 기술에 대한 분석을 바탕으로 이론적인 가시광 통신 측위 서비스 모델을 수립하고 일반적인 요구 사양과 규격을 검토하고 있으며, 관련 산업계 및 학계, 연구소에서는 LED 조명에 ID를 부여하여 meter 범위 내에서 측위하는 방식과 LED 조명을 구성하는 LED Array의 개별 LED를 서로 다른 변조 기술 또는 데이터로 구동하도록 하고 Photonics Diode Array를 수광소자로 활용하여 mm 범위까지 정밀 측위하는 방식에 대하여 연구 개발을 추진 중이다.
또한, 조선 분야에서도 기존 조명등을 LED로 바꾸기 위한 다양한 노력을 하고 있으며 LED로 점차 대체되리라 예상되며 조명과 통신을 접목하여 선박 내에 통신을 위한 각종 케이블 배선 등을 최소화하여 원가 절감에 기여하며 작업자가 이동 동선에는 항상 조명이 존재함으로 LED 조명등을 이용해 작업자 안전 및 위치 추적 시스템을 구현함으로써 최소의 비용으로 최대의 효과가 기대된다.
또한, 인간은 초당 100회 이상 깜빡이면 눈으로 인식하지 못하므로, 조명의 기능에 충실하면서 인간에 전혀 영향을 주지않으면서 데이터 통신을 할 수 있으며 이러한 기술을 이용해서 주파수 무간섭의 다양한 무선 통신 장치, 안전 및 초정밀 측위 또는 빛 센서 통신 장치 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 실시 예를 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템을 설명한다. 본 실시 예에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템은 LED태그(100), LED수신기(200) 및 모니터링서버(300)를 포함한다.
상기 LED태그(100)는 태그ID(작업자 고유의 식별번호)가 저장되고, 작업자에 착용된다. 이때, 상기 LED태그(100)는 작업자의 의복, 모자 등에 착용되는 것이 바람직하다.
상기 LED태그(100)는 배터리 소모를 최소화하기 위해 상기 LED수신기(200)로부터 수신기 ID(수신기 고유의 식별번호)를 수신하면 상기 LED수신기(200)로 태그 ID를 전송하게 된다.
상기 LED태그(100)는 배터리를 충전하기 위한 충전모듈을 구비하며, 상기 충전모듈은 무선으로 충전이 이루어지는 무선충전모듈인 것이 바람직하다.
상기 LED수신기(200)는 조명기능과 LED 가시광 통신을 이용한 통신기능을 갖고 있다. 즉, 조명장치임과 동시에 통신장치이다.
상기 LED수신기(200)는 가시광 통신을 이용하여 주기적으로 수신기ID를 발신한다.
상기 LED수신기(200)는 상기 LED태그(100)로부터 태그ID를 수신하면, 상기 수신기ID 및 태그ID를 상기 모니터링서버(300)로 전송한다.
상기 모니터링서버(300)는 상기 LED수신기(200)가 전송한 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 수신하여 작업자의 위치를 실시간으로 표시하게 된다. 이때, 작업자의 위치는 상기 LED수신기(200)의 좌표를 기준으로 상대적으로 표시될 수 있다.
따라서, 작업자의 현재위치 및 이동경로를 파악할 수 있게 된다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 제어방법을 설명한다.
먼저, LED수신기(200)가 주기적으로 수신기ID를 발신한다.
다음으로, 상기 수신기ID를 수신한 LED태그(100)가 상기 LED수신기(200)로 태그ID를 전송한다.
다음으로, 상기 LED수신기(200)가 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 모니터링서버(300)로 전송한다.
다음으로, 상기 모니터링서버(300)는 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 이용하여 작업자의 현재위치 및 이동경로를 표시하게 된다.
따라서, 작업자의 위치를 실시간으로 확인할 수 있어 안전 사고 발생 시 최단 시간 내 조치 및 2차 사고 예방할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: LED태그 200: LED수신기
300: 모니터링서버

Claims (3)

  1. 수신기ID를 수신하면 태그ID를 송신하는 LED태그;
    상기 태그ID를 수신하면 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 송신하는 LED수신기;및
    상기 LED수신기로부터 수신한 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 기초로 작업자의 위치를 표시하는 모니터링서버를 포함하며,
    상기 LED태그와 상기 LED수신기는 가시광 통신을 이용하여 데이터통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 LED수신기는 상기 수신기ID를 주기적으로 송신하는 것을 특징으로 하는 포함하는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템.
  3. 청구항 1의 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    LED수신기가 주기적으로 수신기ID를 발신하는 제1단계;
    상기 수신기ID를 수신한 LED태그가 상기 LED수신기로 태그ID를 전송하는 제2단계;
    상기 LED수신기가 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 모니터링서버로 전송하는 제3단계;및
    상기 모니터링서버가 상기 수신기ID 및 상기 태그ID를 기초로 작업자의 위치를 표시하는 제4단계;를 포함하는 LED 가시광 통신을 이용한 작업자 모니터링시스템의 제어방법.













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